I materiali fotopolimerizzabili venivano utilizzati nella realizzazione delle mummie dagli antichi egizi più di 4000 anni fa. Secondo i documenti, gli antichi egizi incapsulavano le mummie con strisce di lino imbevute e ricoperte di asfalto. Poiché l'asfalto contiene composti insaturi, può essere polimerizzato al sole. La gente nel mio paese usa l'olio di tung per rivestire gli utensili in legno e metterli al sole per polimerizzarli, il che può anche formare uno strato protettivo resistente all'usura, impermeabile e a prova di perdite sulla superficie degli utensili in legno. In realtà, questa è anche l'applicazione della tecnologia di fotopolimerizzazione.
La resina è una materia prima per la produzione di prodotti in plastica e ne esistono di molti tipi, tra cui resina naturale e resina artificiale. Se limitata alle resine sensibili alla luce ultravioletta (resine fotosensibili), la selettività delle resine non è molta. I materiali in resina fotosensibile sono adatti per la tecnologia di stampa 3D di stampaggio per fotopolimerizzazione, che comprende principalmente lo stampaggio a fotopolimerizzazione (SLA), l'elaborazione digitale della luce (DLP), il getto di polimeri (PolyJet), nonché la tecnologia emergente di produzione continua del mondo liquido (CLIP), due- stampa 3D fotonica (TPP).
La resina fotosensibile, nota anche come resina UV, è una resina speciale con molti vantaggi. È composto da prepolimero fotosensibile, diluente attivo e fotosensibilizzatore. La resina fotosensibile è generalmente liquida e avvia immediatamente una reazione di polimerizzazione e completa la polimerizzazione quando irradiata con una determinata lunghezza d'onda della luce ultravioletta (250 nm ~ 400 nm). La resina fotosensibile ha una vasta gamma di usi. Può essere utilizzato per realizzare materiali ad alta resistenza, resistenti alle alte temperature e impermeabili. Ha le caratteristiche di risparmio energetico, basso inquinamento, rapida velocità di polimerizzazione ed elevata efficienza produttiva. ...
La resina fotosensibile qualificata adatta alla stampa 3D deve soddisfare i seguenti requisiti. ...
1. Elevata sensibilità a sorgenti luminose di lunghezza d'onda specifica. La stampa 3D utilizza principalmente una sorgente luminosa con una lunghezza d'onda specifica come sorgente luminosa per avviare la reazione, che richiede che il materiale in resina fotosensibile abbia un'elevata sensibilità alla sorgente luminosa.
2. Velocità di fotopolimerizzazione adeguata. La resina fotosensibile per stampa 3D deve avere un'elevata velocità di indurimento per garantire che lo strato successivo di resina e lo strato superiore di resina possano essere induriti rapidamente, ma la velocità di indurimento non dovrebbe essere troppo elevata. La resina fotosensibile utilizzata come legante deve garantire che la velocità di indurimento sia inferiore alla velocità di penetrazione della resina per evitare che la resina venga indurita prima di essere penetrata in posizione e la resina non possa continuare a fluire, con conseguenti prestazioni di incollaggio scadenti. ...
Attualmente, le comuni resine fotosensibili sono divise in due categorie, acrilati e resine epossidiche. ...
1. Resina epossidica
La resina epossidica (EP in breve) è una resina fotosensibile comune nella stampa 3D*. Nel 1930, la resina epossidica fu sintetizzata per la prima volta da Pierre Castan in Svizzera e S.Q. Greenlee negli Stati Uniti, ed era una plastica termoindurente. Il nostro paese studia la resina epossidica dal 1958 ed è stata messa in produzione industriale a una velocità molto elevata. Queste resine possono essere ampiamente utilizzate in vari settori della difesa nazionale e dell'economia nazionale come l'uso di colate, impregnazioni, materiali di laminazione, adesivi, rivestimenti, ecc.
La resina epossidica viene utilizzata come materiale per la stampa 3D, le scaglie di nano-argilla possono essere utilizzate per aumentare la viscosità, oltre al carburo di silicio e alla fibra di carbonio come riempitivi. Modificando la combinazione di questi riempitivi, gli scienziati possono controllare liberamente la resistenza del materiale per soddisfare le varie esigenze. Questo nuovo materiale può essere utilizzato per realizzare automobili o aeroplani più leggeri o utilizzato come componente strutturale in edifici leggeri, quindi è un materiale ideale. ...
Struttura a nido d'ape stampata in 3D con resina epossidica e circa l'1% in volume di materiale composito in fibra di carbonio
Un altro uso importante della resina epossidica nella stampa 3D è come agente legante. La resina epossidica ha una buona compatibilità con materiali inorganici e in polvere metallica e può infiltrarsi rapidamente nella superficie della polvere inorganica o metallica. Come rivestimento fotosensibile, la resina epossidica è stata ampiamente studiata e applicata nella vita quotidiana delle persone. Esistono molti tipi di prodotti e una vasta gamma di applicazioni. I materiali fotosensibili in resina epossidica corrispondenti possono essere trovati in diversi sistemi.
2. Acrilico
L'estere acrilico ha le caratteristiche di colore chiaro, resistenza alla luce, resistenza al calore e resistenza chimica. Pertanto, i rivestimenti in estere acrilico hanno una vasta gamma di usi e varietà. Quando la tecnologia di stampa 3D viene utilizzata in combinazione con monomeri di acrilato, il monomero di acrilato può essere miscelato con un fotoiniziatore e il fotoiniziatore assorbe una determinata lunghezza d'onda di energia nella regione dell'ultravioletto e l'iniziatore genera radicali liberi. Il vantaggio della polimerizzazione a radicali liberi è la sua elevata velocità di reazione e il breve tempo di indurimento. Tuttavia, la polimerizzazione dei radicali liberi è influenzata dall'ossigeno: i radicali liberi reagiranno con l'ossigeno presente nell'aria e verranno consumati, con conseguente polimerizzazione ostacolata. La prestazione macroscopica è che la superficie polimerizzata della resina fotosensibile non è completamente polimerizzata e la mano risulta appiccicosa.
Inoltre, anche la ceramica e i metalli possono essere utilizzati come materiali di stampa. Dopo aver miscelato la polvere ceramica con l'acrilato in un rapporto di 1:1, la resina può fungere da legante. La resina addizionata con polvere ceramica verrà polimerizzata fino a un certo punto e la sua durezza sarà appena sufficiente per mantenere la forma effettiva. Successivamente, il prodotto finito addizionato con polvere ceramica viene cotto in un forno per rimuovere il polimero e legare insieme i componenti ceramici, in modo che il contenuto di ceramica nel prodotto finale raggiunga il 99%. Questo metodo è applicabile anche alle resine acriliche contenenti polvere metallica.
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