Stereolithographic 3D печать с возобновляемым акрилаты

Этот метод может помочь разобраться в ключевых вопросах в области аддитивного производства, таких как рецептура смолы и послепечатная обработка. Основное преимущество этой технологии заключается в том, что она позволяет точно и по требованию изготавливать экологически чистые продукты. Этот метод даст представление о лазерной стереолитографии, но он также может быть применен к другим методам 3D-печати, таким как цифровая обработка света.

Для начала насыпьте 50 грамм 10-декандиолового диакрилата в 500-миллилитровую колбу Эрленмейера. Добавьте в колбу 1,0 грамма ТПО и 0,40 грамма ББОТ. Оснастите колбу Эрленмейера механической мешалкой и перемешивайте смесь при 200 об/мин в течение пяти минут при комнатной температуре, чтобы растворить ТПО и ББО в акрилатном мономере.

Добавьте в смесь 100 грамм пентаэритриола тетраакрилата и 100 грамм многофункционального эпоксидного акрилата. Теперь перемешивайте смесь при 200 об/мин в течение 30 минут при температуре 50 градусов Цельсия, чтобы получить однородную смолу. Снимите механическую мешалку и установите колбу с пробкой.

Оберните колбу алюминиевой фольгой, чтобы защитить биомасляную акрилатную фотополимерную смолу от света. Теперь покройте фотосмолой нижнюю пластину реометра с параллельной геометрией. Установите зазор между пластинами в один миллиметр и накройте реометр устойчивым к ультрафиолетовому излучению капюшоном.

Измерьте вязкость смолы при комнатной температуре со скоростью сдвига от 0,1 до 100 обратных секунд. Включите SLA 3D-принтер и выберите режим Открытый. В зависимости от архитектуры изделия в 3D-модель может быть интегрирована опорная конструкция для стабилизации конструкции во время изготовления.

Запустите программу подготовки моделей на компьютере. Чтобы выбрать нужные параметры печати, выберите «Очистить» для материала, версию V4 и толщину слоя 50 микрон. Откройте цифровую модель прототипа сложной формы, которая представляет собой стандартный файл языка тесселяции, затем выберите местоположение и ориентацию на платформе сборки.

Загрузите задание на печать на 3D-принтер SLA. Теперь налейте 200 миллилитров фотосмолы на биологической основе в резервуар для смолы. Откройте 3D-принтер и правильно установите резервуар для смолы.

Установите рабочую платформу и закройте 3D-принтер. После подготовки 3D-принтера приступайте к печати. Позвольте 3D-принтеру изготавливать прототипы сложной формы.

Не открывайте принтер до тех пор, пока задание на печать не будет завершено. Для демонстрируемого протокола длина волны ультрафиолетового лазера составляет 405 нанометров. Время печати объекта составляет 2,5 часа и показано здесь в ускоренном режиме.

Когда задание на печать будет завершено, откройте принтер. Снимите рабочую платформу с прикрепленными деталями и закройте принтер. Откройте промывочную станцию, наполненную изопропиловым спиртом, и вставьте сборочную платформу.

Начните процедуру и прополощите в течение 20 минут, чтобы удалить непрореагировавшую смолу. Когда процедура промывки будет завершена, снимите рабочую платформу с моечной станции и отсоедините прототипы от рабочей платформы. Дайте прототипам высохнуть на воздухе в течение 30 минут.

Тем временем разогрейте УФ-духовку до 60 градусов Цельсия. Откройте УФ-печь и быстро разместите прототипы на вращающейся платформе. Закройте УФ-духовку и выдерживайте в течение 60 минут при температуре 60 градусов Цельсия, чтобы обеспечить полное конверсию.

Когда процедура отверждения будет завершена, откройте УФ-печь и достаньте прототипы. Чтобы охарактеризовать морфологию поверхности прототипов сложной формы, вырежьте примерно один сантиметр внутренней спирали из прототипа сложной формы с помощью лезвия бритвы. Прикрепите образец к держателю образца с помощью двусторонней углеродопроводящей ленты.

Перед получением изображения нанесите на образец 30 нанометров платинового палладия с помощью системы распыления. Теперь вставьте образец в сканирующий электронный микроскоп, работающий с ускоряющим напряжением в пять киловольт. Получите несколько изображений образца при 30-кратном и 120-кратном увеличении.

Вязкость возобновляемой смолы является важным параметром в процессе 3D-печати и контролируется соотношением мономера к олигомеру. Как правило, скорость сдвига в 100 обратных секунд достигается во время повторного нанесения слоя жидкой смолы в процессе печати. Все биосмолы имеют вязкость менее пяти паскальских секунд и пригодны для нанесения в стереолитографическом печатном оборудовании.

Здесь представлены репрезентативные результаты для механического поведения объектов, напечатанных из различных биосмол, включая прочность на разрыв и e-модуль. Тем не менее, оптимизация послепечатной обработки путем изменения продолжительности промывки, сушки, отверждения и температуры отверждения может привести к значительному улучшению механических характеристик. Гладкая поверхность и высокое разрешение характеристик прототипов сложной формы выявляются с помощью электронного микроскопа.

Зубчатые вертикальные края спиралей возникают в результате процесса послойной SLA-печати, в котором верхняя часть открытого слоя получает большую дозу ультрафиолетового излучения по сравнению с обратной стороной слоя. Степень поверхностного растрескивания связана с исходной вязкостью смолы. После своего развития этот метод проложил путь к применению конкурентоспособных по цене биосмол для облегчения безотходного и местного производства экологически чистых продуктов.

Не забывайте, что работа с акрилатами может быть опасной. Во время выполнения этой процедуры всегда следует соблюдать меры предосторожности, такие как ношение защитных очков и перчаток.