Development of bio-filament using hemp fiber for 3D-printer การพัฒนาเส้นพิมพ์ชีวภาพจากเส้นใยกัญชงสำหรับเครื่่องพิมพ์สามมิติ

Abstract

        งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเบื้องต้นในการนําเส้นใยกัญชงมาใช้เป็นสารเสริมแรงในพอลิเมอร์ชีวภาพ คือ พอลิแลคติก แอซิด (Polylactic acid, PLA) และนําคอมโพสิทที่ได้มาใช้ในงานพิมพ์สามมิติด้วยเทคนิค FDM ทั้งนี้ เส้นใยกัญชง (ความยาว เฉลี่ย 150 ไมครอน) ได้ถูกนํามาคอมปาวด์ใน PLA 2003D ด้วยเทคนิคการหลอมผสมที่อัตราส่วนต่างกัน (1, 2.5, 5 และ 106wt) โดยพบว่า ค่าความทนแรงดึงเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณเส้นใยเพิ่มขึ้น แต่ก็มีความเปราะเพิ่มขึ้นด้วย อัตราส่วน PLAN16wt เส้นใยกัญชง ถูกเลือกใช้ในการศึกษาปริมาณพลาสติไซเซอร์ที่เหมาะสม เพื่อแก้ปัญหาความเปราะได้มีการปรับสมบัติความ ยืดหยุ่นของวัสดุโดยทําการเติมพลาสติไซเซอร์ พอลิเอทิลีน ไกลคอล (Polyethylene glycol, PEG) ในอัตราส่วน 2.5 และ 56wt ตามลําดับ ซึ่งพบว่า วัสดุมีค่าความยึดตัวที่จุดขาดเพิ่มขึ้นซึ่งเป็นคุณสมบัติที่จําเป็นในการนํามาขึ้นรูปเป็นเส้นพิมพ์สําหรับ งานพิมพ์สามมิติ

Development of bio-filament using hemp fiber for 3D-printer  

          This work is a preliminary study about the use of hemp fiber as filler in a biopolymer, i.e. polylactic acid (PLA), and the following use of such composites in the 3D printing via FDM technique. In particular, hemp fiber (average length 150 micron) was added via melt-compounding into PLA 2003D at different weight percentages (1, 2.5, 5 and 10%wt). We observed that not only tensile strength increased with the increased of hemp fiber content, but also increase in brittleness. Moreover, PLA/1%wt hemp fiber was chosen to study the optimal amount of plasticizer. To solve the brittleness problem, we adjust the flexibility of the material by adding the plasticizer Polyethylene glycol (PEG) ratio 2.5 and 5%wt, respectively. The results showed a remarkable increase in the elongation at break of material, which is a necessary feature to form a 3D printed filament for 3D printing.