الطباعة 3D وتعديل السطح في الموقع عبر النوع الأول من الصور الضوئية عكسها إضافة تجزئة سلسلة نقل البلمرة

يصف هذا البروتوكول الطباعة الرقمية ثلاثية الأبعاد القائمة على معالجة الضوء للمواد البوليمرية باستخدام بلمرة سلسلة الإضافة والشظايا القابلة للعكس من النوع الأول والمعالجة الضوئية اللاحقة لما بعد التشغيل عن طريق البلمرة بوساطة السطح. توفر الطباعة ثلاثية الأبعاد المستحثة بالصور مواد ذات خصائص سائبة وبينية مصممة بشكل مستقل ويتم التحكم فيها مكانيا.

يسمح هذا البروتوكول بضبط الخصائص السائبة والبينية للمواد المطبوعة 3D بشكل مستقل. هذا يعطي مرونة أكبر لتصميم وتصنيع المواد المعقدة المطبوعة 3D. لا تتطلب هذه التقنية ظروف تفاعل صارمة ويمكن إجراؤها باستخدام المعدات المتاحة تجاريا.

ونتيجة لذلك ، فإن هذه التقنية تجعل من الأسهل بكثير تصنيع المواد المطبوعة 3D المعقدة. للبدء ، قم بإعداد الراتنج السائب بوزن 0.36 جرام من BTPA في قارورة كهرمان نظيفة سعة 50 ملليلتر. أضف 13.63 ملليلتر من البولي إيثيلين غليكول دياكريليت و 14.94 ملليلتر من DMAm إلى قارورة العنبر باستخدام ماصة دقيقة.

في قارورة زجاجية نظيفة منفصلة سعة 20 ملليلتر مغطاة بورق الألومنيوم ، أضف 0.53 جرام من TPO. باستخدام ماصة دقيقة ، أضف 10 ملليلتر من DMAm إلى قارورة زجاجية سعة 20 ملليلتر تحتوي على TPO وأغلق القارورة باستخدام الغطاء. تجانس تماما محلول TPO في DMAm عن طريق الخلط باستخدام خلاط دوامة لمدة 10 ثوان ثم استخدام حمام صوتي مختبر قياسي لصوتنة الخليط لمدة دقيقتين في درجة حرارة الغرفة.

باستخدام ماصة زجاجية ولمبة ماصة مطاطية ، انقل المحلول من القارورة الزجاجية سعة 20 ملليلتر إلى قارورة العنبر سعة 50 ملليلتر وأغلق القارورة بغطاء وفيلم بلاستيكي قابل للتشكيل. رج القارورة الكهرمانية سعة 50 ملليلتر بلطف ثم ضع القارورة في حمام صوتي لمدة 2 دقيقة في درجة حرارة الغرفة لضمان تجانس الخليط. ضع قارورة العنبر المختومة المملوءة بالراتنج السائب في غطاء دخان لاستخدامها لاحقا.

تحضير الراتنج السطحي كما هو موضح سابقا لإعداد الراتنج السائب. بعد تحضير راتنج السطح ، ضع العنبر الخسيس المختوم المملوء براتنج السطح في غطاء دخان للاستخدام لاحقا. لإجراء الطباعة ثلاثية الأبعاد ، صب الراتنج السائب الذي تم إعداده مسبقا في وعاء الطابعة ثلاثية الأبعاد ، مما يضمن أن الحل يغطي الفيلم السفلي بالكامل في ضريبة القيمة المضافة دون أي فقاعات هواء أو عدم تجانس آخر ، ثم أغلق علبة الطابعة ثلاثية الأبعاد.

انتقل إلى USB باستخدام شاشة الطابعة ثلاثية الأبعاد وحدد ملف الطراز المقطع بالنقر فوق الزر "تشغيل المثلث" لبدء عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد. من خلال مشاهدة شاشة الطابعة ثلاثية الأبعاد ، لاحظ بعناية عدد الطبقات المطبوعة وأوقف برنامج الطباعة مؤقتا عن طريق الضغط على الخطين الرأسيين زر إيقاف مؤقت أثناء الطباعة ثلاثية الأبعاد للطبقة الأخيرة من الركيزة الأساسية. قم بإزالة مرحلة البناء بأكملها وشطف مرحلة البناء والمواد المطبوعة بلطف باستخدام الإيثانول غير المشوه بنسبة 100٪ من زجاجة الغسيل لمدة 10 ثوان لإزالة الراتنج السائب المتبقي من المواد المطبوعة ثلاثية الأبعاد ومرحلة البناء.

باستخدام الهواء المضغوط ، قم بتجفيف المواد المطبوعة 3D بلطف وبناء مرحلة لإزالة الإيثانول المتبقي ثم إعادة إدخال مرحلة البناء في الطابعة ثلاثية الأبعاد. قم بإزالة ضريبة القيمة المضافة من طابعة 3D وصب الراتنج السائب المتبقي في حقير كهرماني ، وقم بتخزين الحقير في مكان بارد ومظلم. باستخدام الإيثانول غير المشوه بنسبة 100٪ من زجاجة الغسيل ، اشطف ضريبة القيمة المضافة بعناية لإزالة أي راتنج سائب متبقي.

جفف ضريبة القيمة المضافة باستخدام تيار من الهواء المضغوط لإزالة أي إيثانول متبقي وإعادة إدخال ضريبة القيمة المضافة في طابعة 3D. لأداء وظائف السطح ، صب راتنج السطح المعد مسبقا في وعاء الطابعة ثلاثية الأبعاد ، مما يضمن أن المحلول يغطي الفيلم السفلي بالكامل دون أي فقاعات هواء أو عدم تجانس آخر ، ثم أغلق علبة الطابعة ثلاثية الأبعاد. استأنف برنامج الطباعة 3D بالنقر فوق الزر "تشغيل المثلث" للسماح بحدوث نقش السطح المحدد مسبقا.

بمجرد الانتهاء من برنامج الطباعة ، قم بإزالة مرحلة البناء من الطابعة ثلاثية الأبعاد واغسلها لمدة 10 ثوان باستخدام الإيثانول 100٪ غير المشوه باستخدام زجاجة غسيل لإزالة راتنج السطح المتبقي من المواد المطبوعة ثلاثية الأبعاد ومرحلة البناء. باستخدام الهواء المضغوط ، قم بتجفيف المواد المطبوعة 3D بلطف وبناء مرحلة لإزالة الإيثانول المتبقي. بينما لا تزال متصلة بمرحلة البناء ، قم بعد معالجة المادة عن طريق عكس مرحلة البناء بأكملها ووضعها تحت ضوء 405 نانومتر لمدة 15 دقيقة.

قم بإزالة المواد المطبوعة 3D التي تعمل على السطح بلطف من مرحلة البناء باستخدام لوحة معدنية رقيقة أو مكشطة طلاء. لإجراء تحليل التألق ، ضع المادة الوظيفية السطحية المطبوعة 3D تحت مصباح تفريغ الغاز فوق البنفسجي 312 نانومتر في مكان مظلم ، مما يضمن أن الطبقة الوظيفية السطحية متجهة لأعلى. قم بتشغيل المصباح لتشعيع الطبقة السطحية باستمرار بضوء 312 نانومتر ومراقبة نمط الفلورسنت.

لإجراء تحليل خاصية الشد ، ضع العينات على شكل عظم الكلب بين قبضة آلة اختبار الشد ، مما يضمن وضع المواد المطبوعة ثلاثية الأبعاد بالتساوي على مسافة 50.3 ملم. ابدأ البرنامج للحصول على القوة مقابل بيانات السفر. بعد الطباعة ثلاثية الأبعاد وتشغيل السطح ، تم معالجة المادة بعد المعالجة تحت تشعيع 405 نانومتر.

ولوحظ أن المواد الوظيفية صفراء ولكنها شفافة للغاية وذات أشكال محددة جيدا. المواد الوظيفية لا تظهر أي تألق في الظلام. ومع ذلك ، عند التشعيع فوق البنفسجي ، لوحظ تألق سطحي تم حله مكانيا في المناطق المشععة بالضوء أثناء خطوة تشغيل السطح ، مرئية كنمط يين يانغ مرتفع قليلا.

أظهرت صور التألق أن الجانب السفلي من المادة لم يظهر أي تألق تحت تشعيع الأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك ، أظهر الجانب العلوي من المادة تألقا قويا في نمط يين يانغ. تم تحليل الخواص الميكانيكية للعينات المطبوعة على شكل عظم الكلب 3D وتم الحصول على منحنى إجهاد الإجهاد.

أظهرت المادة تشوها مرنا ، مما يوفر إجهادا للعائد يبلغ حوالي 25 ميجاباسكال ، ثم تشوها بلاستيكيا قبل الفشل. كان الاستطالة عند الاستراحة حوالي 12٪ بينما كان الإجهاد عند الاستراحة حوالي 22 ميجاباسكال. تم حساب معامل يونغ ليكون حوالي 7 ميغاباسكال ، في حين أن الصلابة كانت حوالي 115 ميغاجول لكل متر مكعب.

من المهم التأكد من أن السطح المقيم يغطي تماما فيلم ضريبة القيمة المضافة وخال من فقاعات الهواء أو العيوب الأخرى التي قد تؤدي إلى انحرافات عن نمط السطح المقصود.