재생 아크릴레이트와 Stereolithographic 3D 인쇄

이 방법은 수지 배합 및 인쇄 후 처리와 같은 적층 제조 분야의 핵심 주제를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 지속 가능한 제품을 정확하고 주문형으로 제작할 수 있다는 것입니다. 이 방법은 레이저 기반 광조형에 대한 통찰력을 제공하지만 디지털 광 처리와 같은 다른 3D 프린팅 기술에도 적용할 수 있습니다.

시작하려면 500ml 삼각 플라스크에 1, 10-데칸디올 디아크릴레이트 50g을 붓습니다. 플라스크에 TPO 1.0g과 BBOT 0.40g을 추가합니다. 삼각 플라스크에 기계식 교반기를 장착하고 혼합물을 실온에서 200rpm으로 5분 동안 교반하여 TPO와 BBOT를 아크릴레이트 단량체에 용해시킵니다.

혼합물에 펜타에리스리트롤 테트라아크릴레이트 100g과 다기능 에폭시 아크릴레이트 100g을 추가합니다. 이제 혼합물을 섭씨 50도에서 30분 동안 200rpm으로 저어 균질한 수지를 만듭니다. 기계식 교반기를 제거하고 플라스크에 마개를 끼웁니다.

플라스크를 알루미늄 호일로 싸서 바이오 기반 아크릴 포토폴리머 수지를 빛으로부터 보호합니다. 이제 평행 플레이트 형상을 특징으로 하는 레오미터의 바닥판을 포토resin으로 덮습니다. 플레이트 사이의 간격을 1mm로 설정하고 UV 차단 후드로 유변계를 덮습니다.

실온에서 0.1초에서 100초의 전단 속도로 수지 점도를 측정합니다. SLA 3D 프린터를 켜고 열기 모드를 선택합니다. 제품의 아키텍처에 따라 지지 구조를 3D 모델에 통합하여 제작 중에 구조를 안정화할 수 있습니다.

컴퓨터에서 모델 준비 소프트웨어를 시작합니다. 원하는 인쇄 설정을 선택하려면 재료, 버전 V4 및 50미크론 레이어 두께에 대해 지우기를 선택합니다. 표준 테셀레이션 언어 파일인 복잡한 모양의 프로토타입의 디지털 모델을 연 다음 빌드 플랫폼에서 위치와 방향을 선택합니다.

인쇄 작업을 SLA 3D 프린터에 업로드합니다. 이제 200 밀리리터의 바이오 기반 포토 resin을 수지 탱크에 붓습니다. 3D 프린터를 열고 수지 탱크를 올바르게 장착합니다.

빌드 플랫폼을 장착하고 3D 프린터를 닫습니다. 3D 프린터를 준비한 후 인쇄 작업을 시작합니다. 3D 프린터가 복잡한 모양의 프로토타입을 제작할 수 있습니다.

인쇄 작업이 완료될 때까지 프린터를 열지 마십시오. 입증된 프로토콜의 경우 UV 레이저의 파장은 405나노미터입니다. 개체의 인쇄 시간은 2.5시간이며 여기서는 빠른 동작으로 표시됩니다.

인쇄 작업이 완료되면 프린터를 엽니다. 생산된 부품이 부착된 빌드 플랫폼을 제거하고 프린터를 닫습니다. 이소프로필 알코올로 채워진 세척 스테이션을 열고 빌드 플랫폼을 삽입합니다.

절차를 시작하고 20분 동안 헹구어 미반응 수지를 제거합니다. 헹굼 절차가 완료되면 세척 스테이션에서 빌드 플랫폼을 제거하고 빌드 플랫폼에서 프로토타입을 분리합니다. 프로토타입을 30분 동안 자연 건조시킵니다.

그 동안 UV 오븐을 섭씨 60도로 예열하십시오. UV 오븐을 열고 프로토타입을 회전 플랫폼에 빠르게 배치합니다. UV 오븐을 닫고 섭씨 60도에서 60분 동안 경화하여 완전한 변환을 보장합니다.

후경화 절차가 완료되면 UV 오븐을 열고 프로토타입을 꺼냅니다. 복잡한 형상 프로토타입의 표면 형태를 특성화하려면 면도날을 사용하여 복잡한 형상 프로토타입에서 약 1cm의 내부 나선을 절단합니다. 샘플을 양면 탄소 전도성 테이프로 샘플 홀더에 부착합니다.

이미징하기 전에 스퍼터링 시스템에서 30나노미터의 백금 팔라듐으로 샘플을 코팅합니다. 이제 5킬로볼트의 가속 전압에서 작동하는 주사 전자 현미경에 샘플을 삽입합니다. 30X 및 120X 배율에서 샘플의 여러 이미지를 획득합니다.

재생 가능한 수지의 점도는 3D 프린팅 공정에서 필수적인 매개변수이며 단량체 대 올리고머 비율에 의해 제어됩니다. 일반적으로 100 역초의 전단 속도는 인쇄 공정에서 액체 수지를 다시 코팅하는 동안 달성됩니다. 모든 바이오 레진은 점도가 5파스칼초 미만이며 광조형 인쇄 장비에 적용하기에 적합합니다.

여기에 표시된 것은 인장 강도 및 e-modulus를 포함한 다양한 바이오 수지에서 프린팅된 물체의 기계적 거동에 대한 대표적인 결과입니다. 그러나 세척, 건조, 경화 및 경화 온도를 변경하여 인쇄 후 처리를 최적화하면 기계적 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 복잡한 모양의 프로토타입의 매끄러운 표면과 높은 피처 해상도는 전자 현미경에 의해 드러납니다.

나선의 톱니 모양의 수직 가장자리는 층별 SLA 인쇄 공정에서 발생하며, 노출된 층의 상단은 층의 뒷면에 비해 더 많은 UV 선량을 받습니다. 표면 균열의 정도는 초기 수지 점도와 관련이 있습니다. 개발 후, 이 기술은 지속 가능한 제품의 폐기물 없는 현지 제조를 촉진하기 위해 비용 경쟁력 있는 바이오 레진을 적용할 수 있는 길을 열었습니다.

아크릴레이트로 작업하는 것은 위험할 수 있다는 것을 잊지 마십시오. 이 절차를 수행하는 동안 항상 보안경과 장갑 착용과 같은 예방 조치를 취해야 합니다.