Важная роль светочувствительных полимерных материалов в технологии 3D-печати.

Светоотверждаемые материалы использовались при изготовлении мумий древними египтянами более 4000 лет назад. Согласно записям, древние египтяне заключали мумии в льняные полоски, пропитанные и покрытые асфальтом. Поскольку асфальт содержит ненасыщенные соединения, его можно отверждать на солнце. Люди в моей стране используют тунговое масло для нанесения покрытия на деревянную посуду и помещают ее на солнце для отверждения, что также может образовывать водонепроницаемый и герметичный износостойкий защитный слой на поверхности деревянной посуды. По сути, это тоже применение технологии светоотверждения.
Смола является сырьем для производства пластиковых изделий, ее существует множество видов, включая натуральную смолу и искусственную смолу. Если ограничиться смолами, чувствительными к ультрафиолетовому свету (фоточувствительные смолы), селективность смол невелика. Фоточувствительные полимерные материалы подходят для фотополимеризационного формования в технологии 3D-печати, в основном включая светоотверждаемое формование (SLA), цифровую световую обработку (DLP), струйную обработку полимера (PolyJet), а также новую технологию непрерывного жидкостного производства (CLIP), двух- фотонная 3D-печать (TPP).
Фоточувствительная смола, также известная как УФ-смола, представляет собой специальную смолу, имеющую множество преимуществ. В его состав входит светочувствительный преполимер, активный разбавитель и фотосенсибилизатор. Светочувствительная смола обычно является жидкой, она немедленно инициирует реакцию полимеризации и завершает отверждение при облучении ультрафиолетовым светом определенной длины волны (250–400 нм). Светочувствительная смола имеет широкий спектр применения. Его можно использовать для изготовления высокопрочных, жаростойких и водонепроницаемых материалов. Он обладает характеристиками энергосбережения, низкого загрязнения, быстрой скорости отверждения и высокой эффективности производства. ...
Квалифицированная светочувствительная смола, подходящая для 3D-печати, должна отвечать следующим требованиям. ...
1. Высокая чувствительность к источникам света определенной длины волны. В 3D-печати в основном используется источник света определенной длины волны в качестве источника света для инициирования реакции, что требует, чтобы светочувствительный полимерный материал имел высокую чувствительность к источнику света.
2. Соответствующая скорость светоотверждения. Светочувствительная смола для 3D-печати должна иметь высокую скорость отверждения, чтобы гарантировать быстрое отверждение следующего слоя смолы и верхнего слоя смолы, но скорость отверждения не должна быть слишком быстрой. Светочувствительная смола, используемая в качестве связующего, должна обеспечивать, чтобы скорость отверждения была ниже скорости проникновения смолы, чтобы избежать отверждения смолы до того, как она проникнет на место и смола не сможет продолжать течь, что приведет к ухудшению характеристик склеивания. ...
В настоящее время распространенные светочувствительные смолы делятся на две категории: акрилаты и эпоксидные смолы. ...
1. Эпоксидная смола
Эпоксидная смола (сокращенно EP) — ​​это распространенная светочувствительная смола, используемая в 3D-печати*. В 1930 году эпоксидная смола была впервые синтезирована Пьером Кастаном в Швейцарии и С.К. Гринли в США, и это был термореактивный пластик. В нашей стране эпоксидную смолу изучают с 1958 года, и она очень быстрыми темпами внедряется в промышленное производство. Эти смолы могут найти широкое применение в различных отраслях национальной обороны и народного хозяйства в качестве литейных, пропиточных, ламинирующих материалов, клеев, покрытий и т.д.
В качестве материала для 3D-печати используется эпоксидная смола, для повышения вязкости можно использовать хлопья наноглины, а также карбид кремния и углеродное волокно в качестве наполнителей. Изменяя комбинацию этих наполнителей, ученые могут свободно контролировать прочность материала для удовлетворения различных потребностей. Этот новый материал можно использовать для изготовления более легких автомобилей или самолетов или использовать в качестве конструктивного компонента в легких зданиях, поэтому это идеальный материал. ...
Ячеистая структура, напечатанная на 3D-принтере, из эпоксидной смолы и около 1 % объема композитного материала из углеродного волокна.
Еще одно важное применение эпоксидной смолы в 3D-печати — в качестве связующего вещества. Эпоксидная смола хорошо совместима с неорганическими и металлическими порошковыми материалами и может быстро проникать на поверхность неорганического или металлического порошка. Эпоксидная смола как светочувствительное покрытие широко исследуется и применяется в повседневной жизни людей. Существует множество видов продукции и широкий спектр применения. Соответствующие светочувствительные материалы на основе эпоксидной смолы можно найти в различных системах.
2. Акрил
Акриловый эфир обладает характеристиками светлого цвета, светостойкости, термостойкости и химической стойкости. Поэтому покрытия из акрилового эфира имеют широкий спектр применения и разновидностей. Когда технология 3D-печати используется в сочетании с акрилатными мономерами, акрилатный мономер можно смешивать с фотоинициатором, при этом фотоинициатор поглощает энергию определенной длины волны в ультрафиолетовой области, а инициатор генерирует свободные радикалы. Преимуществом свободнорадикальной полимеризации является высокая скорость реакции и короткое время отверждения. Однако на свободнорадикальную полимеризацию влияет кислород: свободные радикалы вступают в реакцию с кислородом воздуха и расходуются, что приводит к затруднению полимеризации. Макроскопические характеристики заключаются в том, что отвержденная поверхность светочувствительной смолы не затвердевает полностью, и рука кажется липкой.
Кроме того, в качестве материалов для печати можно использовать керамику и металлы. После смешивания керамического порошка с акрилатом в соотношении 1:1 смола может выступать в качестве связующего. Смола, к которой добавлен керамический порошок, до определенной степени затвердеет, а ее твердости будет достаточно, чтобы сохранить фактическую форму. После этого готовое изделие с добавлением керамического порошка обжигают в печи для удаления полимера и соединения керамических компонентов вместе, так что содержание керамики в конечном продукте достигает 99%. Этот метод также применим к акриловым смолам, содержащим металлический порошок.

www.dpiflex.com