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Applicazione di resina epossidica nella stampa 3D

Storia dello sviluppo tecnologico SLA

Il processo di prototipazione rapida della polimerizzazione Laser UV è ora definito come processo di stampa 3D stereolitografia (breve come SLA). Brevettato negli stati uniti di Charles Hull nel 1984, è una delle prime tecnologie di stampa 3D sviluppate. Dal momento che i sistemi 3D dell'america hanno lanciato la SLA commercializzata per la prima volta nel 1988, questoResina epossidica per stampa 3dLa tecnologia si è sviluppata rapidamente, il che può stampare automaticamente oggetti 3D complessi che sono difficili da realizzare con vari altri metodi di elaborazione, che rappresenta un significato epocale nel campo della tecnologia di elaborazione. SLA utilizza il laser UV controllato da computer per scansionare punto per punto sul livello del liquido in resina fotosensibile in base alla forma della sezione trasversale bidimensionale e quindi per curare la resina. La resina polimerizzata forma una forma bidimensionale. Questo processo viene ripetuto layer by layer per ottenere un oggetto 3D completo, con la sua qualità principalmente a seconda delle proprietà della resina fotosensibile.

Per la potenza del laser UV utilizzato è molto piccolo, di solito misurato in milliwatt, la resina fotosensibile deve essere sensibile alla luce UV, così che può essere polimerizzato con una quantità relativa di esposizione ai raggi UV. Lo sviluppo della resina fotosensibile con una buona fotosensibile e alta precisione è sempre stato uno dei punti caldi nella ricerca sulla tecnologia di stampa 3D SLA. Nel complesso, a causa della presenza di diluenti fotosensibili di piccole molecole nella resina fotosensibile, che è composta da prepolimeri fotosensibili, diluenti fotosensibili e iniziatori, le parti realizzate in resina fotosensibile hanno una scarsa resistenza al calore ed è incline alla deformazione termica. Lo sviluppo della resina fotosensibile con una buona resistenza al calore e alta precisione è stato anche uno dei punti caldi nella ricerca sulla tecnologia di stampa 3D SLA.

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Sviluppo della resina fotosensibile SLA

Lo sviluppo della resina fotosensibile applicata nella stampa 3D SLA può essere diviso in tre fasi. Nella fase iniziale (1988-1995), i prepolimeri di resina fotosensibile commercializzata per la prototipazione rapida SLA erano prepolimeri di acrilato con iniziatori radicali liberi. Sotto l'azione della luce UV, un iniziatore radicale si decompone in radicali, che avvia la polimerizzazione delle molecole di acrilato, uno per uno, per formare composti polimerici con alto peso molecolare. L'acrilato di prepolimero fotosensibile radicale libero presenta principalmente una migliore fotosensibile rispetto a quello della resina epossidica prepolimerica fotosensibile cationica; E lo rende soggetto a deformazione e deformazione. È difficile soddisfare i requisiti di precisione ed è stato gradualmente sostituito.

Nel secondo stadio, sono state utilizzate principalmente resine fotosensibili cationiche pure composte da resina epossidica prepolimerica e iniziatore cationico. Erano molti tipi di prepolimeri fotosensibili cationici, tra cui principalmente resina epossidica di tipo bisfenolo A, resina epossidica fenolica eResine epossidiche cicloalifatiche. In linea di principio, tutti e tre i tipi possono essere utilizzati come prepolimeri fotosensibili cationici con l'ultimo tipo con una migliore fotosensibile. Il motivo è che il grande legame coniugato dell'anello di benzene in resina epossidica di tipo A bisfenolo e resina epossidica fenolica ha un effetto induttivo sugli elettroni del gruppo epossidico nella molecola, ridurre la densità della nuvola di elettroni del gruppo epossidico e ridurre così la reattività con acido protonico reagente elettrofilico. In contrasto, non c' è nessun problema di induzione di elettroni di gruppo epossidico nella molecola e riduzione della densità della nuvola di elettroni mediante il legame coniugato di grande anello di benzene in resina epossidica cicloalifatica, E hanno un'elevata reattività con acido protonico reagente elettrofilico.

Negli ultimi anni, resina fotosensibile commercializzata per la stampa 3D SLA all'estero, con il suo prepolimero fotosensibile contenente sia acrilico che resina epossidica e i suoi iniziatori, inclusi sia l'iniziatore radicolare libero (Per avviare la polimerizzazione della resina acrilica) e l'iniziatore cationico (per decomporsi in acido protonico che è necessario avviare l'anello apertura polimerizzazione di resina epossidica sotto l'effetto della luce UV), presenta un tasso di restringimento più basso rispetto alla rottura a doppio legame della resina acrilica. La precisione delle parti prodotte con un tale tipo di resina fotosensibile radical-cationica libera è chiaramente migliore di quella della resina fotosensibile pura e radicale.

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Vantaggi della resina epossidica nella stampa 3D

In resina fotosensibile per stampa 3D, ilResine epossidiche specialiCaratteristiche eccellenti proprietà meccaniche, proprietà chimiche stabili, resistenza alle alte/basse temperature, basso tasso di restringimento, bassi costi, ecc.

Dal punto di vista molecolare, il processo di polimerizzazione della resina fotosensibile è di trasformare da piccole molecole a polimeri con macromolecole a catena lunga, con cambiamenti importanti nella struttura molecolare. Il restringimento è quindi indispensabile durante il processo di polimerizzazione. Il restringimento della resina è principalmente diviso in due parti. Uno sta fotopolimerizzazione, e l'altro è l'espansione termica e la contrazione a freddo a causa di cambiamenti di temperatura quando il laser scansiona il livello di liquido della resina. Oltre, l'area di aumento della temperatura è piccola, quindi la quantità di restringimento causati dal cambiamento di temperatura è piccola e minima. L'impatto del restringimento del volume generato durante il processo di fotopolimerizzazione della resina fotosensibile sulla precisione delle parti non può essere interrotto. Il restringimento del volume genera lo stress da restringimento e produce così l'involucro e la deformazione delle parti. Dopo la polimerizzazione della resina acrilica, la reazione di polimerizzazione della rottura del carbonio-carbonio può portare a un restringimento di grande volume, mentre la reazione di apertura dell'anello può durare durante il processo di polimerizzazione della resina epossidica, il restringimento del volume è piuttosto piccolo. Come si può vedere dai risultati nella figura sotto, dal test di restringimento con resina epossidica cicloalifatica Tetra, il restringimento del volume della resina epossidica cicloalifatica è leggermente inferiore a quello dell'acrilato sotto le condizioni di fotopolimerizzazione.

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Formula: resina: Photo-initiator = 100:0.5 6145-100: poliuretano cicloalifaticoEsaacrilato

La resina epossidica cicloalifatica presenta bassa viscosità, buona resistenza agli agenti atmosferici, restringimento a bassa polimerizzazione, alta densità di reticolazione e alta reattività, quindi è ampiamente utilizzata nella stampa 3D SLA come resina fotosensibile, E classificato come uno degli oligomer a matrice più importanti.

Per tali applicazioni, le quattro quattro resine epossidiche cicloalifatiche di Jiangsu Tetra sono state completamente applicate in pratica e possono soddisfare la maggior parte delle esigenze di resine fotosensibili per la stampa 3D SLA sia in patria che all'estero.

TTA15:3 4 epoxycicloesilmetilmetacrilato

TTA16:Esteri acrilici all'ingrosso