3D Printing of alumina for catalysis applications

Aquest projete presenta un estudi detallat sobre l'ús de la técnica d’impressió “Direct Ink Writing” (DIW) per a la fabricació de monòlits d'alumina per a aplicacions de catalisis. L'objectiu principal d'aquesta investigació és investigar els efectes de la variació de la càrrega ceràmica en la tinta d'impressió en les propietats reològiques de les mostres impreses. Amb l'objectiu d'assolir aquest objectiu, es van dur a terme una sèrie d'experiments en què es van imprimir mostres amb diferents nivells de càrrega ceràmica i es van provar les seves propietats. Les propietats reològiques estudiades inclouen la contracció, la duresa i la rugositat. Els resultats d'aquestes proves indiquen que a mesura que augmenta la càrrega ceràmica en la tinta, es redueix la contracció i augmenta la duresa i la rugositat. Això indica que l'augment de la càrrega ceràmica en la tinta d'impressió condueix a una estructura més densa i compacta en les mostres impreses, el que resulta en una major duresa i rugositat. Els resultats d'aquesta investigació demostren el potencial d'utilitzar la DIW com un mètode viable per fabricar monòlits d'alumina amb propietats desitjables per a aplicacions de catalisis. La capacitat de controlar les propietats de les mostres impreses ajustant la càrrega ceràmica en la tinta proporciona una eina poderosa per adaptar les propietats dels monòlits d'alumina a aplicacions específiques de catalisis. A més, l'estudi proporciona una idea de com la càrrega ceràmica afecta les propietats reològiques de les mostres impreses, el que pot ser útil per a una major optimització del procés d'impressió i el desenvolupament de noves tintes. En general, aquesta tesi proporciona una comprensió completa de l'ús de la DIW per imprimir monòlits d'alumina per a aplicacions de catalisis i demostra el potencial d'aquesta tecnologia per ser utilitzada en la fabricació de materials ceràmics avançats per a diverses aplicacions.
Este proyecto se basa en un estudio detallado sobre el uso de la técnica de impresión “Direct Ink Writing” (DIW) para la fabricación de monolitos de alúmina para aplicaciones de catalisis. El objetivo principal de esta investigación es investigar los efectos de la variación de la carga cerámica en la tinta de impresión en las propiedades reológicas de las muestras impresas. Con el fin de lograr este objetivo, se llevaron a cabo una serie de experimentos en los que se imprimieron muestras con diferentes niveles de carga cerámica y se probaron sus propiedades. Las propiedades reológicas estudiadas incluyen la contracción, la dureza y la rugosidad. Los resultados de estas pruebas indican que a medida que se aumenta la carga cerámica en la tinta, se reduce la contracción y aumenta la dureza y la rugosidad. Esto indica que el aumento de la carga cerámica en la tinta de impresión conduce a una estructura más densa y compacta en las muestras impresas, lo que resulta en una mayor dureza y rugosidad. Los resultados de esta investigación demuestran el potencial de utilizar la DIW como un método viable para fabricar monolitos de alúmina con propiedades deseables para aplicaciones de catalisis. La capacidad de controlar las propiedades de las muestras impresas ajustando la carga cerámica en la tinta proporciona una herramienta poderosa para adaptar las propiedades de los monolitos de alúmina a aplicaciones específicas de catalisis. Además, el estudio proporciona una idea de cómo la carga cerámica afecta las propiedades reológicas de las muestras impresas, lo cual puede ser útil para una mayor optimización del proceso de impresión y el desarrollo de nuevas tintas. En general, esta tesis proporciona una comprensión completa del uso de la DIW para imprimir monolitos de alúmina para aplicaciones de catalisis y demuestra el potencial de esta tecnología para ser utilizada en la fabricación de materiales cerámicos avanzados para varias aplicaciones.
This project presents a detailed study on the use of Direct Ink Writing (DIW) for the fabrication of alumina monoliths for catalysis applications. The main objective of this research is to investigate the effects of varying ceramic charge in the printing ink on the rheological properties of the printed samples. In order to achieve this goal, a series of experiments were conducted in which samples with different ceramic charge levels were printed and their properties were tested. The rheological properties studied include shrinkage, hardness, and roughness. The results of these tests indicate that as the ceramic charge in the ink is increased, shrinkage is reduced and hardness and roughness increase. This indicates that increasing the ceramic charge in the printing ink leads to a denser and more compact structure in the printed samples, which results in higher hardness and roughness. The results of this research demonstrate the potential of using DIW as a viable method for fabricating alumina monoliths with desirable properties for catalysis applications. The ability to control the properties of the printed samples by adjusting the ceramic charge in the ink provides a powerful tool for tailoring the properties of the alumina monoliths to specific catalysis applications. Additionally, the study provides insight into how the ceramic charge affects the rheological properties of the printed samples, which can be useful for further optimization of the printing process and the development of new inks. To conclude, this thesis provides a comprehensive understanding of the use of DIW for printing alumina monoliths for catalysis applications and demonstrates the potential for this technology to be used in the fabrication of advanced ceramic materials for various applications.