摘 要

光固化技术已经成熟的应用于3D打印,SLA型3D打印机就是利用了光固化技术｡本文首先对光固化3D打印目前存在的优缺点、国内外的发展情况和未来的发展方向做了介绍;光固化3D打印技术的液体原材料是光敏树脂,树脂体系由反应性低聚物、活性稀释剂、光引发剂等组成,并在文中对几种组份做了说明;虽然光固化快速成型技术非常重要,应用很广,但是其固化后得产物存在收缩率很大的问题,所以好的液体原料配方对光固化至关重要。

本文通过评价树脂体系和固化产物的粘度、体积收缩率、拉伸强度、断裂伸长率等物理参数,并用控制变量法来找出最优光固化树脂,其不仅具有较高强度,而且有较低的收缩率;结果表明脂肪族聚氨酯丙烯酸酯3370是性能最佳的液体原料。

关键词:快速成型 光敏树脂 强度 收缩率

Effect of Photosensitive Resin System on Volume Shrinkage of 3D Printing Materials

Abstract

The photo-curing technology has been applied to 3D printing, and the SLA 3D printer utilizes the photo-curing technology.This paper first introduces the current advantages and disadvantages of the photo-curing 3D printing, the development situation at home and abroad, and the future development direction; The liquid raw material for curing 3D printing technology is a photosensitive resin. The resin system consists of a reactive oligomer, a reactive diluent, a photoinitiator, etc., and several components are described in the text; although the photocuring rapid prototyping technology is very important. The application is very wide, but the product after curing has the problem of large shrinkage, so a good liquid raw material formula is critical to photocuring.

This article evaluates the viscosity, volume shrinkage, and tensile strength of the resin system and the cured product. , physical parameters such as elongation at break, and the use of control variables to find the optimal light-cured resin, which not only has higher strength but also has a lower shrinkage rate; results show that aliphatic urethane acrylate 3370 is the best performer Liquid raw materials.

Keywords: rapid prototyping;photosensitive resin;strength;shrinkage

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 V

第二章 实验部分 13

2.1主要原料 13

2.2主要设备及仪器 14

2.3用于固化的光敏树脂配方 15

2.4拉伸强度的测量 15

2.5液体光敏树脂粘度的测量 16

2.6光固化树脂收缩率的测定 16

第三章 实验结果与讨论 17

3.1环氧型丙烯酸酯体系的研究 17

3.2聚氨酯型丙烯酸酯体系的研究 19

3.2.1脂肪族聚氨酯型丙烯酸酯体系的研究 19

3.2.2芳香族聚氨酯型丙烯酸酯体系的研究 30

3.2.3聚醚型聚氨酯丙烯酸酯体系的研究 33

3.3不同比例脂肪族聚氨酯丙烯酸酯3370与稀释剂TPGDA的性能 36

3.4两树脂互配的性能 39

3.5环氧丙烯酸酯与聚醚型芳香族聚氨酯丙烯酸酯互配的性能 41

3.6单官能团稀释剂与脂肪族脂肪族聚氨酯丙烯酸酯互配的性能 44

第四章 结论 48

参考文献 51

致 谢 55

第一章 文献综述

3D打印是一项新兴技术,可以直接,快速,准确地将设计模型转换为功能原型｡3D技术可以简化成品生产的过程,减少成品生产过程,达到特殊要求,更可以对成品设计展开快速估测、修理和功能测定｡这极大减少了成品研究时间,增长了制造效益,更是最大程度地减少了制造资本｡以CAD工具为基础的SLA方法是一种使用感光高分子作为成品原料的一种制作方法,其中通过在光运作下一层一层来准确地制造设计模型^[1]｡因为有着高准确度,高速率,平整表面,绿色等特点,所以它进展很快、恨透,使用最多的3D制造方法^[2],可大量应用于航空火箭、日用品、轮船及医院快速设备等范畴^[3]｡另外,该方法制造效益高,机器体积小,而且可以加工很大的零件,并且可以制作大小准确度高的零件形状｡过去方法难以完成的非常庞大的物件它可以制造｡世界上对其的进展给予极高好评^[4]｡由于感光高分子容易引起紧缩变化,进而使得部件弯曲很大,很大地影响制作物件的准确度,并且减低了其使用｡光作用的厚度、方向、运行间距、UV作用时间和感光原料决定^[3]SLA制造零件的功能和外貌｡感光高分子的性质也决定了SLA生产方法进展的高度和速率｡所以,探究感光高分子的弯曲缺点以提升成品的准确度是十分需要和有用的｡

用三维的激光雕刻机器(SLA)也被称为三维雕刻｡计算机支配工作过程,光束分别扫描材料池中的高分子物质,根据各断裂面的外貌信息｡在光的通过地区中,感光高分子接收光而成固,从而出现薄的断裂层｡当有一层作业结束时,操作台挪动到0. 1毫米的高度｡只需在上个高分子层的表皮上加入还没成固的液体高分子,然后继续已结束的作业过程｡新的作业层将和前一层有力的粘在一起｡用这种方法,慢慢层聚集起来,最后做出成品｡在这些方法中,最为深透的探究、开发和使用最普遍的方法是利用光成固的方法,也是当前最好的成固的方法｡在当前用于赚钱的成固制作方法中,几何体平版印刷术具有高制造效益,高准确度,平整外貌,高原料用量,中等强度,高硬度的优势｡这使利用光进行快速制作的技术处于主要位置｡

2000年以来,利用光制作的方法有了很好的进展,研究光运作的方法的公司和团队也有了一定的发展o当下探究光制作方法的海外团队有:3DSystems团队、EOS团队、CMET团队、FS团队、D—MEC团队、TeijinSeiki团队、MitsuiZosen团队司等｡3DSystems一直在技术上进行上升｡形成层之间的厚度最多可以达到0. 05毫米｡20世纪末,这个厂家的SLA-7000与先前的该厂家的SLA-5000相比之下,光运行速率增长到9520毫米/秒,但没有增长成品大小,产出速率增长约4倍,产出效益极大增长｡每片的厚度减少了两倍,并且增长了一倍运作准确度｡

相关图片展示：