ستيريوليثوجرافيك 3D الطباعة مع ثيوريا المتجددة

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في فهم الموضوعات الرئيسية في مجال تصنيع المواد المضافة ، مثل صياغة الراتنج ومعالجة ما بعد الطباعة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها تتيح تصنيع المنتجات المستدامة بدقة وعند الطلب. ستوفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة للطباعة الحجرية المجسمة القائمة على الليزر ولكن يمكن أيضا تطبيقها على تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد الأخرى مثل معالجة الضوء الرقمي.

للبدء ، صب 50 جراما من 1 ، 10-ديكانيديول دياكريلات في قارورة إرلينماير سعة 500 مل. أضف 1.0 جرام من TPO و 0.40 جرام من BBOT إلى القارورة. جهز قارورة Erlenmeyer بمحرك ميكانيكي وحرك الخليط على حرارة 200 دورة في الدقيقة لمدة خمس دقائق في درجة حرارة الغرفة من أجل إذابة TPO و BBOT في مونومر الأكريليت.

أضف 100 جرام من خماسي الرياتريترول رباعي الأكريلات و 100 جرام من الأكريلات الايبوكسي متعدد الوظائف إلى الخليط. الآن حرك الخليط على حرارة 200 دورة في الدقيقة لمدة 30 دقيقة عند 50 درجة مئوية لضمان وجود راتنج متجانس. قم بإزالة النمام الميكانيكي وقم بتركيب القارورة بسدادة.

لف القارورة بورق الألمنيوم لحماية راتنج أكريليت فوتوبوليمر حيوي من الضوء. الآن قم بتغطية اللوحة السفلية لمقياس الريومتر الذي يتميز بهندسة اللوحة المتوازية مع الراتنج الضوئي. اضبط الفجوة بين الألواح على ملليمتر واحد وقم بتغطية مقياس الريومتر بغطاء مقاوم للأشعة فوق البنفسجية.

قم بقياس لزوجة الراتنج في درجة حرارة الغرفة بمعدلات قص من 0.1 إلى 100 ثانية عكسية. قم بتشغيل طابعة SLA 3D وحدد وضع الفتح. اعتمادا على بنية المنتج ، يمكن دمج هيكل الدعم في النموذج ثلاثي الأبعاد لتحقيق الاستقرار في البناء أثناء التصنيع.

ابدأ تشغيل برنامج إعداد النموذج على جهاز كمبيوتر. لاختيار إعدادات الطباعة المطلوبة، حدد Clear للمادة والإصدار V4 وسمك الطبقة 50 ميكرون. افتح النموذج الرقمي للنموذج الأولي المعقد الشكل وهو ملف لغة tesselation قياسي ، ثم اختر الموقع والاتجاه على منصة الإنشاء.

قم بتحميل مهمة الطباعة إلى طابعة SLA 3D. الآن صب 200 مل من الراتنج الضوئي الحيوي في خزان الراتنج. افتح الطابعة ثلاثية الأبعاد وقم بتركيب خزان الراتنج بشكل صحيح.

قم بتركيب منصة البناء وأغلق الطابعة ثلاثية الأبعاد. بعد إعداد الطابعة ثلاثية الأبعاد، ابدأ مهمة الطباعة. اسمح للطابعة ثلاثية الأبعاد بتصنيع نماذج أولية معقدة الشكل.

لا تفتح الطابعة حتى تنتهي مهمة الطباعة. بالنسبة للبروتوكول المبين ، يبلغ الطول الموجي لليزر فوق البنفسجي 405 نانومتر. وقت طباعة الكائن هو 2.5 ساعة ويظهر هنا بحركة سريعة.

عند انتهاء مهمة الطباعة، افتح الطابعة. قم بإزالة منصة البناء مع الأجزاء المنتجة المرفقة وأغلق الطابعة. افتح محطة الغسيل المملوءة بكحول الأيزوبروبيل وأدخل منصة البناء.

ابدأ الإجراء واشطفه لمدة 20 دقيقة لإزالة أي راتينج غير متفاعل. عند الانتهاء من إجراء الشطف ، قم بإزالة منصة البناء من محطة الغسيل وافصل النماذج الأولية عن منصة البناء. اترك النماذج الأولية تجف في الهواء لمدة 30 دقيقة.

في غضون ذلك ، سخني الفرن فوق البنفسجي على حرارة 60 درجة مئوية. افتح فرن الأشعة فوق البنفسجية وضع النماذج الأولية بسرعة على المنصة الدوارة. أغلق فرن الأشعة فوق البنفسجية وقم بمعالجته لمدة 60 دقيقة عند 60 درجة مئوية لضمان التحويل الكامل.

عند الانتهاء من إجراء ما بعد المعالجة ، افتح فرن الأشعة فوق البنفسجية وأخرج النماذج الأولية. لتوصيف مورفولوجيا سطح النماذج الأولية ذات الشكل المعقد ، قم بقص ما يقرب من سنتيمتر واحد من اللولب الداخلي من النموذج الأولي المعقد باستخدام شفرة حلاقة. قم بتوصيل العينة بحامل العينة بشريط موصل للكربون على الوجهين.

قبل التصوير ، قم بتغطية العينة ب 30 نانومتر من البلاديوم البلاتيني على نظام الاخرق. الآن أدخل العينة في مجهر إلكتروني ماسح يعمل بجهد متسارع يبلغ خمسة كيلو فولت. احصل على عدة صور للعينة بتكبير 30X و 120X.

تعد لزوجة الراتنج المتجدد معلمة أساسية في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد ويتم التحكم فيها بواسطة نسبة المونومر إلى القلة. عادة ما يتم تحقيق معدل قص يبلغ 100 ثانية عكسية أثناء إعادة طلاء الراتنج السائل في عملية الطباعة. جميع الراتنجات الحيوية لها لزوجة أقل من خمس ثوان باسكال وهي مناسبة للتطبيق في معدات الطباعة الحجرية المجسمة

تظهر هنا نتائج تمثيلية للسلوك الميكانيكي للأجسام المطبوعة من الراتنجات الحيوية المختلفة ، بما في ذلك قوة الشد والمعامل الإلكتروني. ومع ذلك ، فإن تحسين معالجة ما بعد الطباعة عن طريق تغيير مدة الغسيل والتجفيف والمعالجة ودرجة حرارة المعالجة يمكن أن يؤدي إلى تحسن كبير في الأداء الميكانيكي. يتم الكشف عن السطح الأملس ودقة الميزات العالية للنماذج الأولية ذات الشكل المعقد بواسطة المجهر الإلكتروني.

تنشأ الحواف الرأسية المسننة للحلزونات من عملية طباعة SLA طبقة تلو الأخرى ، حيث يتلقى الجزء العلوي من الطبقة المكشوفة جرعة أكبر من الأشعة فوق البنفسجية مقارنة بالجزء الخلفي من الطبقة. يرتبط مدى تكسير السطح بلزوجة الراتنج الأولية. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق لتطبيق الراتنجات الحيوية التنافسية من حيث التكلفة لتسهيل التصنيع المحلي والخالي من النفايات للمنتجات المستدامة.

لا تنس أن العمل مع الأكريلات يمكن أن يكون خطيرا. يجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل ارتداء نظارات السلامة والقفازات أثناء تنفيذ هذا الإجراء.