ชาวอียิปต์โบราณใช้วัสดุบ่มด้วยแสงในการสร้างมัมมี่เมื่อกว่า 4,000 ปีที่แล้ว ตามบันทึก ชาวอียิปต์โบราณห่อหุ้มมัมมี่ด้วยแถบผ้าลินินชุบและเคลือบด้วยยางมะตอย เนื่องจากแอสฟัลต์มีสารประกอบไม่อิ่มตัวจึงสามารถตากแดดได้ คนในประเทศของฉันใช้น้ำมันตุงกับเครื่องใช้ไม้ที่เคลือบแล้วนำไปตากแดดเพื่อรักษา ซึ่งสามารถสร้างชั้นป้องกันที่กันน้ำและป้องกันการรั่วซึมบนพื้นผิวของเครื่องใช้ไม้ได้ อันที่จริงนี่คือการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการบ่มด้วยแสงด้วย
เรซินเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกและมีหลายประเภท รวมถึงเรซินธรรมชาติและเรซินเทียม หากจำกัดเฉพาะเรซินที่ไวต่อแสงอัลตราไวโอเลต (เรซินที่ไวต่อแสง) ความสามารถในการคัดเลือกของเรซินก็จะไม่มากนัก วัสดุเรซินที่ไวต่อแสงเหมาะสำหรับการขึ้นรูปเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติด้วยแสงพอลิเมอร์ไรเซชัน โดยส่วนใหญ่รวมถึงการขึ้นรูปแบบการบ่มด้วยแสง (SLA) การประมวลผลด้วยแสงดิจิทัล (DLP) การพ่นพอลิเมอร์ (PolyJet) เช่นเดียวกับเทคโนโลยีการผลิตโลกของเหลวอย่างต่อเนื่องที่เกิดขึ้นใหม่ (CLIP) สอง- การพิมพ์โฟตอน 3 มิติ (TPP)
เรซินไวแสงหรือที่เรียกว่าเรซิน UV เป็นเรซินชนิดพิเศษที่มีข้อดีหลายประการ ประกอบด้วยพรีโพลีเมอร์ที่ไวต่อแสง สารเจือจางที่ออกฤทธิ์ และสารไวแสง โดยทั่วไปเรซินที่ไวต่อแสงจะเป็นของเหลว และจะเริ่มปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันทันที และจะบ่มตัวให้สมบูรณ์เมื่อถูกฉายรังสีด้วยแสงอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่นหนึ่ง (250 นาโนเมตร ~ 400 นาโนเมตร) เรซินไวแสงมีการใช้งานที่หลากหลาย สามารถใช้ทำวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และกันน้ำได้ มีลักษณะของการประหยัดพลังงาน มลภาวะต่ำ ความเร็วในการบ่มที่รวดเร็ว และประสิทธิภาพการผลิตสูง -
เรซินไวแสงที่ผ่านการรับรองซึ่งเหมาะสำหรับการพิมพ์ 3D จะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้ -
1. ความไวสูงต่อแหล่งกำเนิดแสงความยาวคลื่นเฉพาะ การพิมพ์ 3 มิติส่วนใหญ่ใช้แหล่งกำเนิดแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะเป็นแหล่งกำเนิดแสงเพื่อเริ่มต้นปฏิกิริยา ซึ่งต้องใช้วัสดุเรซินที่ไวต่อแสงจะต้องมีความไวสูงต่อแหล่งกำเนิดแสง
2. ความเร็วการบ่มแสงที่เหมาะสม เรซินไวแสงการพิมพ์ 3 มิติต้องมีความเร็วในการบ่มสูงเพื่อให้แน่ใจว่าชั้นถัดไปของเรซินและชั้นบนของเรซินสามารถแข็งตัวได้อย่างรวดเร็ว แต่ความเร็วในการบ่มไม่ควรเร็วเกินไป เรซินไวแสงที่ใช้เป็นสารยึดเกาะต้องแน่ใจว่าความเร็วการบ่มต่ำกว่าความเร็วการเจาะของเรซิน เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เรซินแข็งตัวก่อนที่จะทะลุเข้าที่ และเรซินไม่สามารถไหลต่อไปได้ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการยึดเกาะไม่ดี -
ปัจจุบัน เรซินไวแสงทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ อะคริเลตและอีพอกซีเรซิน -
1. อีพอกซีเรซิน
อีพอกซีเรซิน (เรียกสั้น ๆ ว่า EP) เป็นเรซินไวแสงทั่วไปในการพิมพ์ 3 มิติ* ในปี 1930 อีพอกซีเรซินถูกสังเคราะห์ครั้งแรกโดย Pierre Castan ในสวิตเซอร์แลนด์ และ S.Q. Greenlee ในประเทศสหรัฐอเมริกา และมันเป็นพลาสติกเทอร์โมเซตติง ประเทศของเราศึกษาอีพอกซีเรซินมาตั้งแต่ปี 2501 และถูกนำไปใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรมด้วยความเร็วที่รวดเร็วมาก เรซินเหล่านี้สามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคส่วนต่างๆ ของการป้องกันประเทศและเศรษฐกิจของประเทศ เช่น การหล่อ การชุบ วัสดุเคลือบ กาว สารเคลือบ ฯลฯ
อีพอกซีเรซินถูกใช้เป็นวัสดุสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ สามารถใช้เกล็ดนาโนเคลย์เพื่อเพิ่มความหนืดได้ นอกเหนือจากซิลิคอนคาร์ไบด์และคาร์บอนไฟเบอร์เป็นสารตัวเติม ด้วยการเปลี่ยนส่วนผสมของสารตัวเติมเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถควบคุมความแข็งแรงของวัสดุเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายได้อย่างอิสระ วัสดุใหม่นี้สามารถนำไปใช้ในการผลิตรถยนต์หรือเครื่องบินที่มีน้ำหนักเบากว่า หรือใช้เป็นส่วนประกอบโครงสร้างในอาคารน้ำหนักเบา ดังนั้นจึงเป็นวัสดุในอุดมคติ -
โครงสร้างรังผึ้งที่พิมพ์แบบ 3 มิติด้วยอีพอกซีเรซินและปริมาณประมาณ 1% ของวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์
การใช้อีพอกซีเรซินที่สำคัญอีกประการหนึ่งในการพิมพ์ 3 มิติคือการเป็นสารยึดเกาะ อีพอกซีเรซินมีความเข้ากันได้ดีกับวัสดุอนินทรีย์และผงโลหะ และสามารถแทรกซึมเข้าไปในพื้นผิวของผงอนินทรีย์หรือผงโลหะได้อย่างรวดเร็ว เนื่องจากเป็นสารเคลือบไวต่อแสง อีพอกซีเรซินจึงได้รับการวิจัยและนำไปใช้อย่างกว้างขวางในชีวิตประจำวันของผู้คน มีผลิตภัณฑ์หลายประเภทและการใช้งานที่หลากหลาย วัสดุไวแสงอีพอกซีเรซินที่สอดคล้องกันสามารถพบได้ในระบบที่แตกต่างกัน
2. อะคริลิก
อะคริลิกเอสเตอร์มีลักษณะเป็นสีอ่อน ทนแสง ทนความร้อน และทนต่อสารเคมี ดังนั้นการเคลือบอะคริลิกเอสเตอร์จึงมีประโยชน์และหลากหลาย เมื่อใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติร่วมกับอะคริเลตโมโนเมอร์ โมโนเมอร์อะคริเลตสามารถผสมกับตัวสร้างภาพ และเครื่องสร้างภาพจะดูดซับพลังงานความยาวคลื่นจำนวนหนึ่งในบริเวณอัลตราไวโอเลต และผู้ริเริ่มจะสร้างอนุมูลอิสระ ข้อดีของการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบอนุมูลอิสระคือความเร็วของปฏิกิริยาที่รวดเร็วและระยะเวลาการแข็งตัวสั้น อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของอนุมูลอิสระได้รับผลกระทบจากออกซิเจน อนุมูลอิสระจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศและจะถูกใช้ไป ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันที่ถูกขัดขวาง ประสิทธิภาพระดับมหภาคคือพื้นผิวที่บ่มแล้วของเรซินไวแสงนั้นยังไม่แห้งสนิท และมือจะรู้สึกเหนียว
นอกจากนี้ เซรามิกและโลหะยังสามารถใช้เป็นวัสดุการพิมพ์ได้อีกด้วย หลังจากผสมผงเซรามิกกับอะคริเลตในอัตราส่วน 1:1 แล้ว เรซินจะทำหน้าที่เป็นตัวประสานได้ เรซินที่เติมด้วยผงเซรามิกจะแข็งตัวได้ในระดับหนึ่ง และความแข็งของเรซินก็เพียงพอที่จะรักษารูปร่างที่แท้จริงได้ หลังจากนั้น ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่เติมผงเซรามิกจะถูกเผาในเตาเผาเพื่อกำจัดโพลีเมอร์และเชื่อมส่วนประกอบเซรามิกเข้าด้วยกัน เพื่อให้ปริมาณเซรามิกในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายสูงถึง 99% วิธีนี้ยังใช้ได้กับอะคริลิกเรซินที่มีผงโลหะอยู่ด้วย
ลิขสิทธิ์ ©2018 Shanghai Hanker Industrial Co., Ltd., สงวนลิขสิทธิ์
