

การประยุกต์ใช้อีพอกซีเรซินในการพิมพ์3D

ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเทคโนโลยี SLA

กระบวนการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วของการบ่มด้วยเลเซอร์ยูวีเรียกว่ากระบวนการพิมพ์3D สเตอริโอ (ย่อมาจาก SLA) จดสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกาโดย CHARLES hull ในปี1984เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการพิมพ์3D ที่พัฒนาขึ้นเร็วที่สุด นับตั้งแต่ระบบ3D ของอเมริกาได้เปิดตัว SLA เชิงโฆษณาครั้งแรกในปี1988สิ่งนี้เรซินอีพ็อกซี่พิมพ์ลาย3Dเทคโนโลยีได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วซึ่งสามารถพิมพ์วัตถุ3D ที่ซับซ้อนโดยอัตโนมัติซึ่งยากที่จะทำโดยวิธีการประมวลผลอื่นๆที่เป็นตัวแทนของความสำคัญในยุคในด้านเทคโนโลยีการประมวลผล SLA ใช้เลเซอร์ UV ที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อสแกนจุดต่อจุดบนระดับของเหลวเรซินที่ไวต่อแสงตามรูปร่างของหน้าตัดสองมิติและเพื่อรักษาเรซิน จากนั้นเรซินที่บ่มจะมีรูปร่างสองมิติ กระบวนการนี้ถูกทำซ้ำทีละชั้นเพื่อให้ได้วัตถุที่3D อย่างสมบูรณ์โดยมีคุณภาพเป็นหลักขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเรซินที่ไวต่อแสง

สำหรับพลังของเลเซอร์ยูวีที่ใช้มีขนาดเล็กมากมักจะวัดเป็นมิลลิวิวัตต์เรซินที่ไวต่อแสงต้องไวต่อแสงยูวีเพื่อให้สามารถรักษาให้หายขาดได้ด้วยการสัมผัสกับรังสียูวีในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย ดังนั้นการพัฒนาเรซินไวแสงที่มีความไวแสงที่ดีและความแม่นยำสูงจึงเป็นหนึ่งในจุดร้อนในการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการพิมพ์ SLA 3D ในขณะเดียวกันเนื่องจากการปรากฏตัวของเจือจางแสงโมเลกุลขนาดเล็กในเรซินที่ไวต่อแสงซึ่งประกอบด้วยโพลิเมอร์ที่ไวต่อแสงเจือจางแสงและตัวเริ่มต้นชิ้นส่วนที่ทำจากเรซินไวแสงมีความต้านทานความร้อนต่ำและมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนรูปความร้อน ดังนั้นการพัฒนาเรซินไวแสงที่มีความต้านทานความร้อนที่ดีและความแม่นยำสูงยังเป็นหนึ่งในจุดร้อนในการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการพิมพ์ SLA 3D

图片2.png

การพัฒนาเรซินไวแสง SLA

การพัฒนาเรซินไวแสงที่ใช้ในการพิมพ์3D SLA สามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอนได้ ในระยะแรก (1988-1995) โพลิเมอร์ล่วงหน้าของเรซินไวแสงเชิงพาณิชย์สำหรับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วของ SLA คือโพลิเมอร์อะคริลิกที่มีตัวเริ่มต้นหัวรุนแรงฟรี ภายใต้การกระทำของแสงยูวีผู้ริเริ่มที่รุนแรงจะสลายตัวเป็นอนุมูลอิสระซึ่งเริ่มต้นพอลิเมอไรเซชันของโมเลกุลอะคริเลตทีละตัวเพื่อสร้างสารประกอบโพลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง อะคริเลตโพลีเมอร์ prepolymer ที่ไวต่อแสงฟรีส่วนใหญ่มีความไวต่อแสงที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับเรซินอีพ็อกซี่โพลิเมอร์ที่ไวต่อแสงประจุบวกและทำให้มีแนวโน้มที่จะแปรปรวนและการเปลี่ยนรูป ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะตอบสนองความต้องการความแม่นยำและค่อยๆถูกแทนที่

ในขั้นตอนที่สองเรซินไวแสงประจุบวกบริสุทธิ์ประกอบด้วยเรซินอีพ็อกซี่โพลีเมอร์และตัวเริ่มต้นประจุบวกส่วนใหญ่จะใช้ Prepolymers ไวแสงประจุบวกมีหลายประเภทส่วนใหญ่รวมถึง Bisphenol A-Type อีพอกซีเรซินฟีนอลอีพ็อกซี่เรซินและเรซินอีพ็อกซี่ไซโคลาไลซ์.ค่าาา ในหลักการทั้งสามประเภทนี้สามารถใช้เป็นโพลิเมอร์ที่ไวต่อแสงประจุบวกกับชนิดสุดท้ายที่มีความไวแสงที่ดีขึ้น เหตุผลก็คือการผูกมัดมัดใหญ่ของแหวนเบนซีนในบิสฟีนอลอีพอกซีเรซินชนิด a และเรซินอีพ็อกซี่ฟีนอลมีผลอุปนัยต่ออิเล็กตรอนของกลุ่มอีพ็อกซี่ในโมเลกุลลดความหนาแน่นของก้อนเมฆอิเล็กตรอนของกลุ่มอีพ็อกซี่และลดการทำปฏิกิริยากับกรดโพรโทนิกอิเล็กโทรฟิลิก ในทางตรงกันข้ามไม่มีปรากฏการณ์ของการกระตุ้นอิเล็กตรอนของกลุ่มอีพ็อกซี่ในโมเลกุลและลดความหนาแน่นของเมฆอิเล็กตรอนโดยพันธะขนาดใหญ่ของแหวนเบนซีนในเรซินอีพ็อกซี่ไซโคลาไลซ์, และพวกเขามีปฏิกิริยาสูงกับ electrophilic.

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเรซินไวแสงเชิงพาณิชย์สำหรับการพิมพ์ sla 3D ในต่างประเทศโดยมีโพลีเมอร์ไวแสงที่มีทั้งอะคริเลตและอีพ็อกซี่เรซินและตัวเริ่มต้นรวมถึงตัวเริ่มต้นหัวรุนแรงฟรี (เพื่อเริ่มต้นพอลิเมอไรเซชันของอะคริลิคเรซิน) และผู้ริเริ่มประจุบวก (เพื่อสลายตัวเป็นกรดโพรโทนิคซึ่งคือการเริ่มต้นแหวนเปิดพอลิเมอไรเซชันของอีพ็อกซี่เรซินภายใต้ผลกระทบของแสงยูวี), มีอัตราการหดตัวที่เล็กกว่าการแตกของเรซินอะคริลิคสองครั้ง ดังนั้นความแม่นยำของชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยเรซินไวแสงที่มีประจุลบฟรีชนิดนี้จึงดีกว่าเรซินที่ไวต่อแสงบริสุทธิ์ฟรี

图片1.png

ข้อดีของอีพอกซีเรซินในการพิมพ์3D

ใน3D การพิมพ์เรซินไวแสงเรซินอีพ็อกซี่พิเศษคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมคุณสมบัติทางเคมีที่มั่นคงทนต่ออุณหภูมิสูง/ต่ำอัตราการหดตัวต่ำต้นทุนต่ำฯลฯ

จากมุมมองโมเลกุลกระบวนการบ่มของเรซินที่ไวต่อแสงคือการเปลี่ยนจากโมเลกุลขนาดเล็กไปเป็นโพลิเมอร์ที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่โซ่ยาวโดยมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุลอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นการหดตัวจึงหลีกเลี่ยงไม่ได้ในระหว่างกระบวนการบ่ม การหดตัวของเรซินส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองส่วน หนึ่งคือการหดตัวของการบ่มและอื่นๆคือการขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวเย็นที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเมื่อเลเซอร์สแกนระดับของเหลวของเรซิน นอกจากนี้พื้นที่ของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นมีขนาดเล็กดังนั้นปริมาณการหดตัวที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิมีขนาดเล็กและเล็กน้อย ผลกระทบของการหดตัวของปริมาตรที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการบ่มด้วยแสงของเรซินที่ไวต่อแสงบนความแม่นยำของชิ้นส่วนไม่สามารถละเลยได้ การหดตัวของปริมาตรสร้างความเครียดการหดตัวและส่งผลให้ห่อและการเสียรูปของชิ้นส่วน เมื่อการบ่มด้วยอะคริลิกเรซินปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของการแตกของคาร์บอนคาร์บอนอาจทำให้เกิดการหดตัวในปริมาณมากในขณะที่ปฏิกิริยาการเปิดวงแหวนอาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการบ่มอีพอกซีเรซินดังนั้นการหดตัวของปริมาตรจึงค่อนข้างเล็ก ดังที่เห็นได้จากผลลัพธ์ในรูปด้านล่างจากการทดสอบการหดตัวด้วยอีพอกซีเรซิน Tetra cycloaliphatic การหดตัวของปริมาตรของอีพอกซีเรซินไซโคลอลิฟาติกต่ำกว่าอะคริเลตในสภาวะการบ่มด้วยแสงอย่างมาก

微信截图_20230315160804.png

สูตร: เรซิ่น: ภาพถ่าย-ผู้ริเริ่ม = 100:0.5 6145-100: cycloaliphatic Polyurethaneเฮกซาอะคริเลต

อีพอกซีเรซินไซโคลาลิปปาติกมีความหนืดต่ำทนต่อสภาพอากาศที่ดีการหดตัวในการบ่มต่ำความหนาแน่นการเชื่อมโยงข้ามสูงและปฏิกิริยาสูงดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการพิมพ์ SLA 3D เป็นเรซินไวแสงและถือเป็นหนึ่งในเมทริกซ์โอลิโกเมอร์ที่สำคัญที่สุด

สำหรับการใช้งานดังกล่าวต่อไปนี้สี่ cycloaliphatic อีพ็อกซี่เรซินจากมณฑลเจียงซู Tetra ได้รับการใช้อย่างเต็มที่ในทางปฏิบัติและสามารถตอบสนองความต้องการมากที่สุดของเรซินแสงสำหรับ SLA 3D พิมพ์ทั้งในประเทศและต่างประเทศ

TTA15:3 4เมทาคริเลต

TTA16:ขายส่งอะคริเลตเอสเตอร์