Przedstawiono protokół wytwarzania przyrostowego z wykorzystaniem odnawialnych żywic fotopolimerowych na aparacie stereolitograficznym
.Artykuł metodologiczny
Przedstawiono protokół wytwarzania przyrostowego z wykorzystaniem odnawialnych żywic fotopolimerowych na aparacie stereolitograficznym
.Dostępność konkurencyjnych kosztowo materiałów odnawialnych i ich zastosowanie w produkcji addytywnej jest niezbędne dla efektywnej gospodarki opartej na biologii. Demonstrujemy szybkie prototypowanie zrównoważonych żywic przy użyciu stereolitograficznej drukarki 3D. Formułowanie żywicy odbywa się poprzez proste mieszanie biopochodnych monomerów i oligomerów akrylanowych z fotoinicjatorem i absorberem optycznym. Lepkość żywicy jest kontrolowana przez stosunek monomeru do oligomeru i jest określana jako funkcja szybkości ścinania za pomocą reometru o równoległej geometrii płytki. Aparat stereolitograficzny naładowany żywicami pochodzenia biologicznego jest wykorzystywany do wytwarzania prototypów o skomplikowanych kształtach z dużą dokładnością. Produkty wymagają obróbki końcowej, w tym płukania alkoholem i naświetlania promieniami UV, aby zapewnić całkowite utwardzenie. Wysoka rozdzielczość cech i doskonałe wykończenie powierzchni prototypów ujawniają się za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej.
Szybkie prototypowanie umożliwia swobodę produkcji i projektowania na żądanie oraz pozwala na efektywne wytwarzanie konstrukcji 3D warstwa po warstwie1. W rezultacie, druk 3D jako technika wytwarzania szybko się rozwinął w ostatnich latach2. Dostępne są różne technologie, z których wszystkie opierają się na translacji modeli wirtualnych na obiekty fizyczne i zastosowaniu procesów takich jak wytłaczanie, bezpośrednie osadzanie energii, krzepnięcie proszku, laminowanie arkuszy i fotopolimeryzacja. Ta ostatnia polega na stopniowym utwardzaniu UV płynnych żywic fotopolimerowych. W 1986 roku Hull i jego współpracownicy opraco....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Proszę zapoznać się ze wszystkimi odpowiednimi kartami charakterystyki substancji niebezpiecznej (MSDS) przed użyciem.
1. Przygotowanie żywicy fotoutwardzalnej
UWAGA: Proszę używać osobistego sprzętu ochronnego (okulary ochronne, rękawice, fartuch laboratoryjny) podczas następującej procedury. Zobacz naszą poprzednią stronę work12, aby uzyskać więcej informacji na temat tej sekcji.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W Tabeli 1 przedstawiono cztery reprezentatywne składy żywic wraz z ich średnią zawartością węgla pochodzenia biologicznego (BC), obliczoną na podstawie poszczególnych wartości BC składników. Lepkość żywicy (Rysunek 1) zależy od stosunku monomerów i oligomerów akrylowych i zazwyczaj wykazuje zachowanie newtonowskie. Właściwości mechaniczne części wykonanych z różnych żywic określono za pomocą analizy naprężenie-odkształcenie. Na
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Produkcja addytywna jest stosowana w wytwarzaniu prototypów na zamówienie i małych serii, kiedy wyższe koszty produkcji części mogą konkurować z konwencjonalnymi procesami, ponieważ nie ma potrzeby produkcji form i narzędzi. W ciągu ostatniej dekady przychody z usług i produktów związanych z wytwarzaniem przyrostowym wzrosły wykładniczo13. Największy udział w sprzedaży materiałów mają fotopolimery. Wzrost ten przyciągnął uwagę i zapoczątkował inwestycje głównych gałęzi przemysłu, np . lot.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
To badanie było wspierane przez GreenPAC Polymer Application Centre w ramach Projektu 140413: "Druk 3D w produkcji". Chcielibyśmy podziękować Albertowi Hartmanowi, Corinne van Noordenne, Rensowi van Leeuwenowi, Anniek Bruins, Femke Tamminga, Jurowi van Dijkenowi i Albertowi Woortmanowi za ułatwienie kręcenia filmu.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Akrylan izobornylu | Sartomer | SA5102 | Monomer akrylanowy |
| 1,10-dekanodiol diakrylan | Sartomer | SA5201 | Monomer akrylanowy |
| Pentaerytrytol tetraakrylowy | Sartomer | SA5400 | Monomer akrylowy |
| Wielofunkcyjny akrylan epoksydowy | Sartomer | SA7101 | Oligomer akrylowy |
| Tlenek fosfiny (TPO)(2,4,6-trimetylobenzoilo)(TPO), 97% | Sigma Aldrich | 415952 | Fotoinicjator |
| 2,5-bis(5-tert-butyl-benzoksazol-2-ylo)tiofen (BBOT), 99% | Sigma Aldrich | 223999 | Absorber optyczny |
| Alkohol izopropylowy (IPA), 99% | Bleko | 1010500 | Do kąpieli alkoholowej (stosowany w formie Wash) |
| Paar Physica MCR300 | Reometr Anton Paar | z równoległą geometrią płyty | |
| Drukarka Form 2 Drukarka | Formlabs-Desktop | SLA | |
| Form Wash | Formlabs-Stacja | myjąca | |
| Form Cure | Formlabs-Piec | UV | |
| Instron 4301 1KN Seria IX | Instron-Uniwersalna | maszyna wytrzymałościowa | |
| Philips XL30 ESEM-FEG | Skaningowy mikroskop elektronowy | Philips |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie