El importante papel de los materiales de resina fotosensibles en la tecnología de impresión 3D

Los antiguos egipcios utilizaban materiales fotopolimerizables en la fabricación de momias hace más de 4.000 años. Según registros, los antiguos egipcios encapsulaban las momias con tiras de lino empapadas y recubiertas con asfalto. Como el asfalto contiene compuestos insaturados, se puede curar al sol. La gente en mi país usa aceite de tung para recubrir los utensilios de madera y los coloca al sol para que se curen, lo que también puede formar una capa protectora resistente al agua y a las fugas en la superficie de los utensilios de madera. De hecho, esta es también la aplicación de la tecnología de fotopolimerización.
La resina es una materia prima para la producción de productos plásticos y existen muchos tipos, incluida la resina natural y la resina artificial. Si se limita a resinas sensibles a la luz ultravioleta (resinas fotosensibles), la selectividad de las resinas no es mucha. Los materiales de resina fotosensibles son adecuados para la tecnología de impresión 3D de moldeo por fotopolimerización, que incluye principalmente el moldeo por fotocurado (SLA), el procesamiento de luz digital (DLP), la inyección de polímeros (PolyJet), así como la emergente tecnología continua de fabricación mundial de líquidos (CLIP), dos- Impresión 3D de fotones (TPP).
La resina fotosensible, también conocida como resina UV, es una resina especial con muchas ventajas. Está compuesto por prepolímero fotosensible, diluyente activo y fotosensibilizador. La resina fotosensible es generalmente líquida e inmediatamente inicia una reacción de polimerización y completa el curado cuando se irradia con una determinada longitud de onda de luz ultravioleta (250 nm ~ 400 nm). La resina fotosensible tiene una amplia gama de usos. Se puede utilizar para fabricar materiales impermeables, resistentes a altas temperaturas y de alta resistencia. Tiene las características de ahorro de energía, baja contaminación, velocidad de curado rápida y alta eficiencia de producción. ...
La resina fotosensible calificada adecuada para la impresión 3D debe cumplir los siguientes requisitos. ...
1. Alta sensibilidad a fuentes de luz de longitud de onda específicas. La impresión 3D utiliza principalmente una fuente de luz de una longitud de onda específica como fuente de luz para iniciar la reacción, lo que requiere que el material de resina fotosensible tenga una alta sensibilidad a la fuente de luz.
2. Velocidad de fotopolimerización adecuada. La resina fotosensible para impresión 3D debe tener una alta velocidad de curado para garantizar que la siguiente capa de resina y la capa superior de resina se puedan curar rápidamente, pero la velocidad de curado no debe ser demasiado rápida. La resina fotosensible utilizada como aglutinante debe garantizar que la velocidad de curado sea menor que la velocidad de penetración de la resina para evitar que la resina se cure antes de haber penetrado en su lugar y la resina no pueda continuar fluyendo, lo que resultará en un rendimiento de unión deficiente. ...
Actualmente, las resinas fotosensibles comunes se dividen en dos categorías, acrilatos y resinas epoxi. ...
1. resina epoxi
La resina epoxi (EP para abreviar) es una resina fotosensible común en la impresión 3D*. En 1930, Pierre Castan sintetizó por primera vez la resina epoxi en Suiza y S.Q. Greenlee en Estados Unidos, y era un plástico termoestable. Nuestro país estudia la resina epoxi desde 1958 y se ha introducido en la producción industrial a un ritmo muy rápido. Estas resinas pueden usarse ampliamente en diversos sectores de la defensa nacional y la economía nacional como fundición, impregnación, materiales de laminación, adhesivos, revestimientos, etc.
La resina epoxi se utiliza como material para la impresión 3D, se pueden utilizar escamas de nanoarcilla para mejorar la viscosidad, además de carburo de silicio y fibra de carbono como rellenos. Al cambiar la combinación de estos rellenos, los científicos pueden controlar libremente la resistencia del material para satisfacer diversas necesidades. Este nuevo material se puede utilizar para fabricar coches o aviones más ligeros, o como componente estructural en edificios ligeros, por lo que es un material ideal. ...
Estructura de panal impresa en 3D con resina epoxi y aproximadamente un 1% del volumen de material compuesto de fibra de carbono
Otro uso importante de la resina epoxi en la impresión 3D es como agente adhesivo. La resina epoxi tiene buena compatibilidad con materiales inorgánicos y en polvo metálico y puede infiltrarse rápidamente en la superficie del polvo inorgánico o metálico. Como recubrimiento fotosensible, la resina epoxi ha sido ampliamente investigada y aplicada en la vida diaria de las personas. Existen muchos tipos de productos y una amplia gama de aplicaciones. Los materiales fotosensibles de resina epoxi correspondientes se pueden encontrar en diferentes sistemas.
2. Acrílico
El éster acrílico tiene las características de color claro, resistencia a la luz, resistencia al calor y resistencia química. Por lo tanto, los recubrimientos hechos de éster acrílico tienen una amplia gama de usos y variedades. Cuando la tecnología de impresión 3D se utiliza en combinación con monómeros de acrilato, el monómero de acrilato se puede mezclar con un fotoiniciador, y el fotoiniciador absorbe una determinada longitud de onda de energía en la región ultravioleta y el iniciador genera radicales libres. La ventaja de la polimerización por radicales libres es su rápida velocidad de reacción y su corto tiempo de curado. Sin embargo, la polimerización de radicales libres se ve afectada por el oxígeno: los radicales libres reaccionarán con el oxígeno del aire y se consumirán, lo que dificultará la polimerización. El rendimiento macroscópico es que la superficie curada de la resina fotosensible no está completamente curada y la mano se siente pegajosa.
Además, también se pueden utilizar cerámicas y metales como materiales de impresión. Después de mezclar polvo cerámico con acrilato en una proporción de 1:1, la resina puede actuar como aglutinante. La resina agregada con polvo cerámico se curará hasta cierto punto y su dureza es suficiente para mantener la forma real. Después de eso, el producto terminado al que se le añade polvo cerámico se cuece en un horno para eliminar el polímero y unir los componentes cerámicos, de modo que el contenido cerámico en el producto final llegue al 99%. Este método también es aplicable a resinas acrílicas que contienen polvo metálico.

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