O importante papel dos materiais de resina fotossensível na tecnologia de impressão 3D

Materiais fotopolimerizáveis ​​foram usados ​​na confecção de múmias pelos antigos egípcios há mais de 4.000 anos. Segundo registros, os antigos egípcios encapsulavam as múmias com tiras de linho embebidas e revestidas com asfalto. Como o asfalto contém compostos insaturados, pode ser curado ao sol. O pessoal do meu país usa óleo de tungue para revestir utensílios de madeira e colocá-los ao sol para curar, o que também pode formar uma camada protetora à prova d'água e resistente ao desgaste na superfície dos utensílios de madeira. Na verdade, esta é também a aplicação da tecnologia de fotopolimerização.
A resina é matéria-prima para a produção de produtos plásticos e existem vários tipos, incluindo resina natural e resina artificial. Se se limitar às resinas sensíveis à luz ultravioleta (resinas fotossensíveis), a seletividade das resinas não é grande. Os materiais de resina fotossensível são adequados para a tecnologia de impressão 3D de moldagem por fotopolimerização, incluindo principalmente moldagem por fotopolimerização (SLA), processamento digital de luz (DLP), jateamento de polímero (PolyJet), bem como a tecnologia emergente de fabricação mundial de líquidos contínuos (CLIP), dois- Impressão 3D de fótons (TPP).
A resina fotossensível, também conhecida como resina UV, é uma resina especial com muitas vantagens. É composto por pré-polímero fotossensível, diluente ativo e fotossensibilizante. A resina fotossensível é geralmente líquida e inicia imediatamente uma reação de polimerização e completa a cura quando irradiada com um determinado comprimento de onda de luz ultravioleta (250nm ~ 400nm). A resina fotossensível tem uma ampla gama de utilizações. Ele pode ser usado para fazer materiais de alta resistência, resistentes a altas temperaturas e à prova d'água. Possui características de economia de energia, baixa poluição, rápida velocidade de cura e alta eficiência de produção. ...
A resina fotossensível qualificada adequada para impressão 3D precisa atender aos seguintes requisitos. ...
1. Alta sensibilidade a fontes de luz de comprimento de onda específico. A impressão 3D usa principalmente uma fonte de luz de um comprimento de onda específico como fonte de luz para iniciar a reação, o que exige que o material de resina fotossensível tenha alta sensibilidade à fonte de luz.
2. Velocidade adequada de fotopolimerização. A resina fotossensível para impressão 3D deve ter uma alta velocidade de cura para garantir que a próxima camada de resina e a camada superior de resina possam ser curadas rapidamente, mas a velocidade de cura não deve ser muito rápida. A resina fotossensível usada como aglutinante deve garantir que a velocidade de cura seja inferior à velocidade de penetração da resina para evitar que a resina seja curada antes de penetrar no lugar e a resina não possa continuar a fluir, resultando em um fraco desempenho de ligação. ...
Atualmente, as resinas fotossensíveis comuns são divididas em duas categorias, acrilatos e resinas epóxi. ...
1. Resina epóxi
A resina epóxi (abreviadamente EP) é uma resina fotossensível comum na impressão 3D*. Em 1930, a resina epóxi foi sintetizada pela primeira vez por Pierre Castan na Suíça e S.Q. Greenlee nos Estados Unidos, e era um plástico termoendurecível. Nosso país estuda a resina epóxi desde 1958, e ela vem sendo colocada em produção industrial em um ritmo muito rápido. Essas resinas podem ser amplamente utilizadas em diversos setores da defesa nacional e da economia nacional como fundição, impregnação, laminação de materiais, adesivos, revestimentos, etc.
A resina epóxi é usada como material para impressão 3D, flocos de nanoargila podem ser usados ​​para aumentar a viscosidade, além de carboneto de silício e fibra de carbono como cargas. Ao alterar a combinação desses enchimentos, os cientistas podem controlar livremente a resistência do material para atender a diversas necessidades. Este novo material pode ser usado para fazer carros ou aviões mais leves, ou como componente estrutural em edifícios leves, por isso é um material ideal. ...
Estrutura em favo de mel impressa em 3D com resina epóxi e cerca de 1% do volume de material compósito de fibra de carbono
Outro uso importante da resina epóxi na impressão 3D é como agente de ligação. A resina epóxi tem boa compatibilidade com materiais inorgânicos e em pó metálico e pode se infiltrar rapidamente na superfície de pó inorgânico ou metálico. Por ser um revestimento fotossensível, a resina epóxi tem sido amplamente pesquisada e aplicada no dia a dia das pessoas. Existem muitos tipos de produtos e uma ampla gama de aplicações. Materiais fotossensíveis de resina epóxi correspondentes podem ser encontrados em diferentes sistemas.
2. Acrílico
O éster acrílico tem características de cor clara, resistência à luz, resistência ao calor e resistência química. Portanto, os revestimentos feitos de éster acrílico possuem uma ampla gama de utilizações e variedades. Quando a tecnologia de impressão 3D é usada em combinação com monômeros de acrilato, o monômero de acrilato pode ser misturado com um fotoiniciador, e o fotoiniciador absorve um certo comprimento de onda de energia na região ultravioleta, e o iniciador gera radicais livres. A vantagem da polimerização por radicais livres é a sua rápida velocidade de reação e curto tempo de cura. No entanto, a polimerização dos radicais livres é afetada pelo oxigênio: os radicais livres reagirão com o oxigênio do ar e serão consumidos, resultando em uma polimerização prejudicada. O desempenho macroscópico é que a superfície curada da resina fotossensível não está totalmente curada e a mão fica pegajosa.
Além disso, cerâmicas e metais também podem ser usados ​​como materiais de impressão. Após misturar o pó cerâmico com o acrilato na proporção de 1:1, a resina pode atuar como aglutinante. A resina adicionada ao pó cerâmico será curada até certo ponto e sua dureza é suficiente para manter a forma real. Depois disso, o produto acabado adicionado de pó cerâmico é queimado em um forno para remover o polímero e unir os componentes cerâmicos, de modo que o teor de cerâmica no produto final chegue a 99%. Este método também é aplicável a resinas acrílicas contendo pó metálico.

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