光造形装置で再生可能な感光性樹脂樹脂添加剤の製造のためのプロトコルが表示されます。
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この記事について
サマリー
要約
コスト競争力の再生可能な材料と添加剤の製造への応用のアクセシビリティは、効率的なバイオベースマテリアル経済に不可欠です。Stereolithographic の 3 D プリンターを使用して持続可能な樹脂のラピッドプロトタイピングを紹介します。樹脂製剤はバイオベースマテリアル アクリレート系モノマー ・ オリゴマーの簡単な混合 photoinitiatior と光の吸収によって起こる。樹脂の粘度はモノマーとオリゴマーの比率によって制御され、平行平板形状レオメータによる剪断速度の関数として決定されます。バイオベースマテリアル樹脂で起訴 stereolithographic 装置を採用して、高精度で複雑な形状の試作品を生産します。製品は、アルコール洗浄と紫外線照射による、完全硬化を確認など後処理が必要です。走査型電子顕微鏡は、高機能の解像度と優れた表面仕上げのプロトタイプを明らかにしました。
概要
ラピッドプロトタイピングは、オンデマンド生産とデザイン自由でき 3 D の効率的な製造を層によって方法1で構築します。その結果、加工技術として 3 D プリントは、近年2で急速に開発しました。様々 な技術が利用できるすべては, 実物体に仮想モデルの翻訳に頼ると押し出し、直接エネルギー蒸着、粉末凝固、シート積層光重合などのプロセスを適用します。後者は、液状感光性樹脂樹脂の段階的な UV 硬化を含まれます。1986 年に、船体と同僚光造形装置 (SLA) UV レーザー ベースの 3 D プリンターの開発。最近では、デジタル ライト処理 (DLP) と呼ばれる同様のプロセスは、光重合、光プロジェクターによって開始で、利用可能になりました。一緒に、DLP と SLA は光造形 3 D 印刷3とに呼ばれます。
SLA は、高解像度のプロトタイピングおよびバイオメディカル デバイス4、5の製造に適用されます。この技術は (FDM) のモデリング精度、表面仕上、解像度6面で広く使用されている熱溶解積層に優れています。製品のアーキテクチャによってサポート構造は製作中に構造を安定させるた....
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プロトコル
注意: 使用前に関連するすべての材料安全データ用紙 (MSDS) を参照してください。
1. 光重合型樹脂の準備
注: は、次の手順の中に個人用保護具 (保護メガネ、手袋、白衣) を使用してください。このセクションの詳細については、私たち以前の作業12を参照してください。
- 1, 10-デカンジ オール レート (SA5201) の 50 g を 500 mL の三角フラスコに注ぐ。
- 1.0 g を追加 diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) ホスフィンオキシド (TPO) と 0.40 g の 2, 5 -ビス(5 -tert-ブチル-benzoxazol-2-イル) チオフェン (BBOT) フラスコに。
- 機械的撹拌機とフラスコを装備し、室温で 5 分間 200 rpm でアクリル酸モノマーの TPO と BBOT を解消するために混合物をかき混ぜます。
- ペンタエリトリトール テトラアクリ レートと多機能エポキシアクリ レート 100 g 100 g を追加 (材料の表を参照してください) の混合物に。
- 均質な樹脂を確実に 50 ° C で 30 分間 200 rpm で混合物を....
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結果
4 代表的な樹脂組成物は、表 1、その平均バイオベースマテリアル炭素含有量と共に (BC) コンポーネントの個々 の BC から派生したに表示されます。樹脂の粘度 (図 1) アクリル酸モノマー、オリゴマーの比率に影響されます、通常ニュー トン粘性挙動を示します。様々 な樹脂から製造された部品の機械的性質は、応力-ひずみ解析によって決定されました。図 2は、E 弾性率と引張強度の面で万能試験機の代表的な結果を表示します。製品性能に関する印刷後処理トリートメントの効果は、図 3に描かれています。複雑な形状にプロトタイプの滑らかな表面と高機能の解像度は、電子顕微鏡 (図 4) によって明らかに。表面割れの程度は、初期の樹脂の粘度に関連です。
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ディスカッション
オーダーメイド プロトタイプおよび小さいシリーズは、金型とツールの生産のための必要性がないので部品 1 個あたりの高い生産コストが従来プロセスと競うことができる添加剤の製造を適用します。過去 10 年間のサービスおよび添加剤の製造に関連する製品の売り上げ高は13指数関数的に成長しています。材料販売の最大の分数は、フォトポリマーからです。成長は注目を集め、主要産業、航空宇宙、自動車、医療などの投資を開始しました。したがって、3 D 印刷の分野は、今後数年間でさらに拡大する予定です。
我々 は正確かつオンデマンド作製 stereolithographic 3 D プリンターで樹脂を再生可能な感光性樹脂と持続可能な製品のための効率的な方法を実証しました。低コスト バイオベースマテリアル アクリレートを主成分として使用はこれらの樹脂を商業的対応に関してで潜在的コスト競争力になります。また、bioresin 製剤プロセスを印刷、商業樹脂の適用としてそれにより同じ手順と設定を使用して標準化された SLA 3 D で適用されました.......
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開示事項
著者が明らかに何もありません。
謝辞
この調査は、プロジェクト 140413 の一部として GreenPAC 高分子アプリケーション センターによってサポートされた:「生産 3 D 印刷」。アルバート ・ ハートマン、コリーヌ ・ ヴァン ・ Noordenne を認識したいと思います、Ren ビデオ撮影を促進するためのアルバート Woortman、ジュル van Dijken フェムケ Tamminga Anniek ブルーインズ リューエンのバンします。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| アクリル酸イソボルニル | サート | マーSA5102 | 酸モノ |
| マー1,10-デカンジオールジアクリレート | サート | マーSA5201 | 酸モノマー |
| ペンタエリスリトールテトラアクリル酸 | サート | マーSA5400 | アクリル酸モノマー |
| エポキシアクリル酸 | サート | マーSA7101 | 酸オリゴマー |
| ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド(TPO)、97% | シグマアルドリッチ | 415952 | 光開始剤 |
| 2,5-ビス(5-tert-ブチル-ベンゾオキサゾール-2-イル)チオフェン(BBOT)、99% | シグマアルドリッチ | 223999 | 光吸収体 |
| イソプロピルアルコール(IPA)、99% | ブレコ | 1010500 | アルコール浴用(フォームウォッシュに適用) |
| Paar Physica MCR300 | アントンパール | 社- | 平行プレート形状のレオメータ |
| Form 2 プリンタ | Formlabs-Desktop | SLA 3Dプリンタ | |
| Form Wash | Formlabs | - | 洗浄ステーション |
| Form Cure | Formlabs-UVオーブン | ||
| Instron 4301 1KN Series IX | Instron-Universal | testing machine | |
| Philips XL30 ESEM-FEG | フィリップス | - | 走査型電子顕微鏡 |
参考文献
- Van Wijk, A., van Wijk, I. 3D Printing with Biomaterials: Towards a Sustainable and Circular Economy. , IOS Press. Amsterdam. (2015).
- Gross, B. C., Erkal, J. L., Lockwood, S. Y., Chen, C., Spence, D. M. Evaluation of 3D Printing and Its Potential Impact on Biotechnolog....
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再版と許可
