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干货!成型良好的3D打印光敏树脂材料应该具备哪些特征?

2021-07-20 16:07:58

SLA树脂虽然在主要成分上与一般的光固化树脂差不多,固化前类似于涂料,固化后与一般塑料相似,但SLA工艺的独特性,使得它不同于普通的光固化树脂

用SLA技术制造原型件,要求快速、准确,对制件的精度和性能要求比较严格,而且要求在成形过程中便于操作。

 

SLA性能要求较特殊,一般应满足以下几个方面的要求:

固化前树脂的黏度、光敏性能、固化后材料的精度及力学性能

 

 

所以这种材料必须具有下列特征:

 

(1)固化前性能稳定,便于运输、储存,基本无暗反应发生

 

用于SLA的光敏树脂通常一旦注人树脂槽中就不再取出,以后随着使用中的不断消耗而要往里补加。

 

所以树脂的使用时间一般都很长, 即要求树脂在通常情况下下不会发生热聚合,对可见光也应有较高的稳定性。以保证长时间的成形过程中树脂的性能稳定。

 

(2) 粘度低

 

SLA制造过程是一层层叠加而成形的, 当完成一层的制作时,液体表面张力的作用使得树脂很难自动覆盖固化层的表面

 

所以做完一层后需要使用自动刮板将树脂液面刮平涂覆一次,等液面流平稳定后才能进行扫描,否则制件会产生缺陷。

 

所以树脂的黏度就成为一个重要的性能指标,在其他性能不变的情况下,树脂的黏度越小越好,这样不仅可以缩短制作时间,还便于树脂的加料以及废液的清理。

 

 

(3) 固化收缩小

 

SLA的主要问题是制造精度,成形时的收缩不仅会降低制件的精度,更重要的还会导败零件的翘曲、变形、开裂等。

 

严重时会使制件在成形过程中被刮板移动,导致成形完全失败。所以用于SLA的树脂应尽量选用收缩较小的材料。

 

(4)一次固化程度高

 

有些SLA树脂在制成零件后还不能直接应用,需要在紫外光箱中进行后固化,但固化过程中不可能保证各个方向和各个面所接收的光强度完金一样.这样会使制件产生整体变形,严重影响制件的精度。

 

 

(5)溶胀小

 

在成形过程中,固化产物浸润在液态树脂中,如果固化物发生溶胀、则不仅影响制件强度,还会使固化部分发生膨胀,产生溢出现象,严重影响精度。

 

成形后的制件表面有较多的未固化树脂需要用溶剂清洗,洗涤时希望只清除未固化部分而对制件的表面不产生影响,所以希望固化物有较好的耐溶剂性能。

 

(6)固化速度快

 

对波长为355 nm的光有较大的吸收和较快的响应速度。

 

SLA一般都用紫外激光器,激光的能量集中能保证制件具有较高的精度,但激光的扫描速度很快,一般大于 1m/s。所以光作用于树脂的时间极短,树脂只有对该波段的光有较大的吸收和较快的响应速度,才能迅速固化。

 

(7)半成品强度高

 

以保证制件在后固化过程中不发生变形,膨胀,不出现气泡以及层分离。

 

(8)固化产物具有较好的力学性能

 

如较高的断裂强度、冲击强度、硬度、耐化学试剂,易于洗涤和干燥,并具有良好的热稳定性。

 

其中,精度和强度是快速成形的两个最重要的指标,快速成形制件的强度普遍不高,特别是SLA制件、以前一般都较脆,难以满足当作功能件的要求,但近年来一些公司也推出了韧性和强度较高的材料。

 

 

 

(9)毒性小

 

应尽量避免使用有毒的低聚物、单体和光引发剂,以保障操作人员的健康,同时避免环境污染。

 

未来的快速成型可以在办公室中完成,因此设计配方时更需要考虑着一点。

 

以上9点就是成型良好的3D打印光敏树脂材料应该具备的特征了。

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