การเตรียมเซรามิกเซอร์โคเนียความหนาแน่นสูงด้วยเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติ

ชญานิน นิสัยมั่น; ปกรณ์ เสงี่ยมรัตน์

dc.contributor.advisor	ธนากร วาสนาเพียรพงศ์
dc.contributor.author	ชญานิน นิสัยมั่น
dc.contributor.author	ปกรณ์ เสงี่ยมรัตน์
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
dc.date.accessioned	2020-03-10T10:01:29Z
dc.date.available	2020-03-10T10:01:29Z
dc.date.issued	2561
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/64325
dc.description	โครงงานเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวัสดุศาสตร์, คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีการศึกษา 2561	en_US
dc.description.abstract	งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการศึกษาการสร้างชิ้นงานเซรามิกเซอร์โคเนียความหนาแน่นสูงด้วยการพิมพ์ 3 มิติ ระบบฉีดเส้นพลาสติกชนิด Fuse Deposition Modeling (FDM) โดยใช้ตัวเชื่อมประสานร่วมระหว่างพอลิเอทิลีนไกลคอล พอลิไวนิลแอลกอฮอล์และพอลิไวนิลบิวไทรอล วัตถุดิบตั้งต้นคือผงเซอร์โคเนีย และใช้กรดสเตียริคเป็นสารเติมแต่ง งานวิจัยนี้แบ่งการผสมวัตถุดิบออกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกคือการผสมแบบแห้ง โดยการผสมผงวัตถุดิบทั้งหมดเข้าด้วยกันตามอัตราส่วน ส่วนที่สองคือการผสมแบบเปียก โดยใช้เอทิลแอลกอฮอล์ช่วยในการผสม จากนั้นนำไปฉีดด้วยเครื่องอัดรีดร้อนด้วยอุณหภูมิ 190 องศาเซลเซียส และนำไปขึ้นรูปชิ้นงานด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติชนิด FDM ขั้นตอนการกำจัดตัวเชื่อมประสานแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกคือการกำจัดตัวเชื่อมประสานด้วยการแช่น้ำที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 2.5 ชั่วโมง ส่วนที่สองคือการกำจัดตัวเชื่อมประสานโดยการให้ความร้อน จากนั้นนำชิ้นงานไปเผาผนึกที่อุณหภูมิ 1450 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง วิเคราะห์และตรวจสอบลักษณะสมบัติของฟิลาเมนต์ ชิ้นงานหลังการขึ้นรูป ชิ้นงานหลังการกำจัดตัวเชื่อมประสานด้วยวิธีการแช่น้ำและชิ้นงานหลังการเผาผนึก ได้แก่ ความหนาแน่น รูพรุนปรากฏ การดูดซึมน้ำ ความต้านทานการดัดโค้ง และโครงสร้างจุลภาค ผลการศึกษาพบว่า อัตราส่วนผงเซอร์โคเนียต่อตัวเชื่อมประสาน 25:75 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตรสามารถขึ้นรูปชิ้นงานโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติได้ดีที่สุด การผสมแบบเปียกสามารถผสมผงวัตถุดิบให้มีความเป็นเนื้อเดียวกันได้ดีกว่าการผสมแบบแห้ง ชิ้นงานที่ขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ผิวด้านข้างมีลักษณะเป็นชั้น ๆ ไม่เรียบเนียบ ทำให้การเชื่อมติดกันของแต่ละชั้นยังไม่ดีพอ การกำจัดตัวเชื่อมประสานโดยไม่ผ่านการแช่น้ำไม่สามารถคงรูปชิ้นงานได้ ซึ่งการกำจัดตัวเชื่อมประสานด้วยวิธีการแช่น้ำก่อนการให้ความร้อนสามารถคงรูปชิ้นงานได้มากกว่า หลังการเผาผนึกพบว่าสมบัติต่าง ๆ ของชิ้นงานยังคงต้องมีการพัฒนาต่อไปรวมไปถึงปัจจัยต่าง ๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับการขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ	en_US
dc.description.abstractalternative	This study focuses on Preparation of Dense Sintered Zirconia Ceramics by 3D Printing Technique Fuse Deposition Modeling (FDM) type using PEG, PVA and PVB co-binders. The starting powder is zirconia and the stearic acid is used as an additive. The mixing step of this study consists of 2 parts. The first part is dry mixing that mixed all raw materials with different ratio. The second part is wet mixing that used the ethyl alcohol. Both powder and binders were formed the filaments through the extruder at 190 degree Celsius for using with 3D printer FDM type and then formed the sample by 3D printer FDM type. Double debinding steps were carried out using water leaching in the first part at 60 degree Celsius for 2.5 hours. The second part of debinding step was thermal debinding. Then the samples were sintered at 1450 degree Celsius for 2 hours. Characterisation of the filaments, the as-printed, the as-leached and the as-sintered including density, apparent porosity, water absorption, flexural strength and microstructure found that the zirconia powder/binder ratio at 25:75 percent by volume is the best forming of the sample by 3D printer FDM type, the wet mixing can be more homogenous than dry mixing, the side surface of the sample has the layers from FDM technique that each layer is not joint with another as well, the debinding step that include water leaching can hold the sample structure better than the debinding step that not include water leaching, and the characterisation of the samples should improve in the future also as factors about 3D printing.	en_US
dc.language.iso	th	en_US
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en_US
dc.title	การเตรียมเซรามิกเซอร์โคเนียความหนาแน่นสูงด้วยเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติ	en_US
dc.title.alternative	Preparation of dense sintered zirconia ceramics by 3D printing technique	en_US
dc.type	Senior Project	en_US
dc.email.author	Thanakorn.W@Chula.ac.th