การศึกษาครั้งนี้ได้นำชิ้นงาน PLA ที่เสริมด้วยเส้นใยคาร์บอนไปวิเคราะห์อย่างละเอียด โดยใช้เทคนิคการสร้างภาพขั้นสูงจากมหาวิทยาลัย Basel กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน (SEM) ถูกใช้ตรวจสอบพื้นผิวรอยแตกของชิ้นงานที่ถูกหัก ซึ่งเผยให้เห็นการกระจายตัวของเส้นใยคาร์บอนทั้งภายในและระหว่างชั้นของวัสดุ แต่กลับไม่มีการยึดเกาะอย่างมีนัยสำคัญระหว่างโพลีเมอร์ PLA กับเส้นใยคาร์บอน ที่สำคัญคือพบหลักฐานของการเกิดช่องว่าง (voids) ที่เกิดจากการมีอยู่ของเส้นใยคาร์บอนเหล่านี้
เพื่อยืนยันผลการค้นพบดังกล่าว ชิ้นงาน PLA-CF ที่สมบูรณ์ถูกนำไปสแกนด้วยเครื่อง Micro CT เป็นเวลากว่า 13 ชั่วโมง ผลการสแกน Micro CT ยืนยันสิ่งที่พบจาก SEM อย่างชัดเจน โดยแสดงให้เห็นช่องว่างที่เกิดขึ้นอย่างเด่นชัด รวมถึงการขาดการรวมตัวกันของเส้นใยคาร์บอนเข้ากับโพลีเมอร์ PLA การค้นพบนี้ไม่ใช่เรื่องน่าประหลาดใจนัก เนื่องจากสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของ PLA นั้นสูงกว่าเส้นใยคาร์บอนมาก ซึ่งหมายความว่าเมื่อชิ้นส่วน PLA เย็นตัวลง มันจะหดตัวรอบๆ เส้นใยคาร์บอน และสร้างช่องว่างขึ้นภายใน
ดังนั้น สำหรับเส้นใย PLA ที่เสริมด้วยคาร์บอน (PLA-CF) การมีอยู่ของเส้นใยคาร์บอนจึงถือเป็นสิ่งปนเปื้อนที่ไม่พึงประสงค์โดยสิ้นเชิง ซึ่งส่งผลให้คุณภาพของชิ้นงานลดลงพอๆ กับการมีเส้นใยที่ชื้นก่อนการพิมพ์ นอกจากจะทำให้เสียเงินโดยเปล่าประโยชน์เพื่อผลลัพธ์ที่แย่ลงแล้ว ยังมีการตั้งข้อสังเกตเพิ่มเติมในวิดีโอว่าเส้นใยเสริมคาร์บอนเหล่านี้ไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้ในงานทางการแพทย์ เนื่องจากกังวลเรื่องเศษเส้นใยคาร์บอนที่อาจหลุดลอยได้ และที่น่ากังวลไปกว่านั้นคือ งานวิจัยทางวิทยาศาสตร์หลายชิ้นในช่วงไม่กี่ปีมานี้ ได้ชี้ให้เห็นว่าชิ้นส่วนเล็กๆ ของเส้นใยคาร์บอนเหล่านี้อาจมีผลกระทบต่อสุขภาพคล้ายกับแร่ใยหินหากสูดดมเข้าไป
🏷️ หมวดหมู่: 3d Printer hacks, Science, carbon fiber, carbon fiber 3d printing, polylactic acid
🔗 อ่านบทความฉบับเต็ม: hackaday
