Ważna rola światłoczułych materiałów żywicznych w technologii druku 3D

Materiały światłoutwardzalne były używane do wyrobu mumii przez starożytnych Egipcjan ponad 4000 lat temu. Według przekazów starożytni Egipcjanie otaczali mumie lnianymi paskami nasączonymi i pokrytymi asfaltem. Ponieważ asfalt zawiera związki nienasycone, można go utwardzać na słońcu. Ludzie w moim kraju używają oleju tungowego do zanurzania drewnianych przyborów i umieszczają je na słońcu, aby utwardzić, co może również utworzyć wodoodporną i szczelną, odporną na zużycie warstwę ochronną na powierzchni drewnianych przyborów. W rzeczywistości jest to również zastosowanie technologii utwardzania światłem.
Żywica jest surowcem do produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych i istnieje wiele jej rodzajów, w tym żywica naturalna i żywica sztuczna. Jeśli ograniczyć się do żywic wrażliwych na światło ultrafioletowe (żywice światłoczułe), selektywność żywic jest niewielka. Światłoczułe materiały żywiczne nadają się do technologii druku 3D metodą fotopolimeryzacji, obejmującej głównie formowanie światłoutwardzalne (SLA), cyfrowe przetwarzanie światłem (DLP), natryskiwanie polimerów (PolyJet), a także powstającą technologię ciągłego wytwarzania cieczy na świecie (CLIP), dwu- Fotonowy druk 3D (TPP).
Żywica światłoczuła, znana również jako żywica UV, to specjalna żywica o wielu zaletach. Składa się z światłoczułego prepolimeru, aktywnego rozcieńczalnika i fotosensybilizatora. Żywica światłoczuła jest na ogół płynna i natychmiast inicjuje reakcję polimeryzacji i kończy utwardzanie po napromieniowaniu określoną długością fali światła ultrafioletowego (250 nm ~ 400 nm). Żywica światłoczuła ma szerokie zastosowanie. Można go stosować do wytwarzania materiałów o wysokiej wytrzymałości, odporności na wysoką temperaturę i wodoodporności. Charakteryzuje się oszczędnością energii, niskim zanieczyszczeniem, dużą szybkością utwardzania i wysoką wydajnością produkcji. ...
Kwalifikowana żywica światłoczuła odpowiednia do druku 3D musi spełniać poniższe wymagania. ...
1. Wysoka czułość na źródła światła o określonej długości fali. Druk 3D wykorzystuje głównie źródło światła o określonej długości fali jako źródło światła do zainicjowania reakcji, co wymaga, aby światłoczuły materiał żywiczny miał wysoką czułość na źródło światła.
2. Odpowiednia prędkość utwardzania światłem. Żywica światłoczuła do druku 3D musi charakteryzować się dużą szybkością utwardzania, aby zapewnić szybkie utwardzenie kolejnej warstwy żywicy i górnej warstwy żywicy, ale prędkość utwardzania nie powinna być zbyt duża. Żywica światłoczuła stosowana jako spoiwo musi zapewniać, że prędkość utwardzania jest niższa niż prędkość penetracji żywicy, aby uniknąć utwardzenia żywicy, zanim wniknie ona na miejsce i żywica nie będzie mogła dalej płynąć, co spowoduje słabą skuteczność wiązania. ...
Obecnie popularne żywice światłoczułe dzielą się na dwie kategorie: akrylany i żywice epoksydowe. ...
1. Żywica epoksydowa
Żywica epoksydowa (w skrócie EP) to powszechnie stosowana żywica światłoczuła w druku 3D*. W 1930 roku Pierre Castan w Szwajcarii po raz pierwszy zsyntetyzował żywicę epoksydową i S.Q. Greenlee w Stanach Zjednoczonych i był to termoutwardzalny plastik. Nasz kraj bada żywicę epoksydową od 1958 roku i w bardzo szybkim tempie wprowadzono ją do produkcji przemysłowej. Żywice te mogą mieć szerokie zastosowanie w różnych sektorach obrony narodowej i gospodarki narodowej jako zastosowanie w odlewach, impregnacjach, laminacjach, klejach, powłokach itp.
Jako materiał do druku 3D wykorzystuje się żywicę epoksydową, w celu zwiększenia lepkości można zastosować płatki nanoglinki, a także węglik krzemu i włókno węglowe jako wypełniacze. Zmieniając kombinację tych wypełniaczy, naukowcy mogą swobodnie kontrolować wytrzymałość materiału, aby sprostać różnym potrzebom. Ten nowy materiał można wykorzystać do produkcji lżejszych samochodów i samolotów lub zastosować jako element konstrukcyjny lekkich budynków, jest więc materiałem idealnym. ...
Wydrukowana w 3D struktura plastra miodu z żywicą epoksydową i około 1% objętości materiału kompozytowego z włókna węglowego
Innym ważnym zastosowaniem żywicy epoksydowej w druku 3D jest jako środek wiążący. Żywica epoksydowa ma dobrą kompatybilność z materiałami nieorganicznymi i proszkami metali i może szybko infiltrować powierzchnię proszku nieorganicznego lub metalu. Jako powłoka światłoczuła żywica epoksydowa była szeroko badana i stosowana w codziennym życiu ludzi. Istnieje wiele rodzajów produktów i szeroki zakres zastosowań. Odpowiednie materiały światłoczułe na bazie żywicy epoksydowej można znaleźć w różnych systemach.
2. Akryl
Ester akrylowy ma cechy jasnego koloru, odporności na światło, odporności na ciepło i odporności chemicznej. Dlatego powłoki na bazie estrów akrylowych mają szerokie zastosowanie i odmiany. Gdy technologia druku 3D jest stosowana w połączeniu z monomerami akrylowymi, monomer akrylanowy można zmieszać z fotoinicjatorem, a fotoinicjator pochłania energię o określonej długości fali w zakresie ultrafioletu, a inicjator generuje wolne rodniki. Zaletą polimeryzacji wolnorodnikowej jest duża szybkość reakcji i krótki czas utwardzania. Jednakże tlen wpływa na polimeryzację wolnorodnikową: wolne rodniki będą reagować z tlenem z powietrza i zostaną zużyte, co spowoduje utrudnioną polimeryzację. Makroskopowe działanie polega na tym, że utwardzona powierzchnia światłoczułej żywicy nie jest całkowicie utwardzona, a dłoń jest lepka.
Ponadto ceramika i metale mogą być również stosowane jako materiały drukarskie. Po zmieszaniu proszku ceramicznego z akrylanem w stosunku 1:1 żywica może pełnić funkcję spoiwa. Żywica dodana do proszku ceramicznego utwardzi się w pewnym stopniu, a jej twardość będzie wystarczająca do utrzymania rzeczywistego kształtu. Następnie gotowy produkt z dodatkiem proszku ceramicznego wypala się w piecu w celu usunięcia polimeru i połączenia elementów ceramicznych tak, aby zawartość ceramiki w produkcie końcowym sięgała aż 99%. Metodę tę można stosować także w przypadku żywic akrylowych zawierających proszek metalowy.

www.dpiflex.com