Een protocol voor additieve productie met hernieuwbare fotopolymeer harsen op een stereolithography-apparaat wordt gepresenteerd.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Stereolithographic 3D printen met hernieuwbare acrylaten
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
De toegankelijkheid van kosten concurrerende hernieuwbare materialen en hun toepassing in additive manufacturing is essentieel voor een efficiënte biogebaseerde economie. We tonen de rapid prototyping van duurzame harsen met behulp van een 3D-printer van stereolithographic. Hars formulering vindt plaats door het eenvoudig mengen van biobased acrylaat monomeren en oligomeren met een photoinitiatior en optische absorber. Hars viscositeit wordt gecontroleerd door het monomeer, oligomeer verhouding en als een functie van shear rate wordt bepaald door een rheometer met parallelle plaat geometrie. Een stereolithographic apparaat belast met de biobased harsen wordt gebruikt voor de productie van complexe gevormde prototypes met hoge nauwkeurigheid. De producten vereisen een nabehandeling, met inbegrip van alcohol spoelen en UV-bestraling, om ervoor te zorgen volledige genezing. De functie van de hoge resolutie en uitstekende oppervlakte afwerking van de prototypes is geopenbaard door scanning elektronen microscopie.
Inleiding
Snelle prototypering kunt op afroep productie en ontwerp vrijheid en kunt dat de efficiënte productie van 3D bouwt in een laag-voor-laag manier1. Dientengevolge, 3D printen als een fabricage techniek heeft zich snel ontwikkeld in de afgelopen jaren2. Verschillende technologieën zijn beschikbaar, allemaal afhankelijk van de vertaling van virtuele modellen in fysieke voorwerpen en het toepassen van processen zoals extrusie, direct-energy depositie, poeder stollen, blad lamineren en photopolymerization. Deze betrekking heeft op stapsgewijze UV-uithardende van vloeibare fotopolymeer harsen. In 1986 ontwikkelde romp en colleg....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Let op: Raadpleeg alle relevante veiligheidsinformatiebladen (MSDS) vóór gebruik.
1. bereiding van Photocurable hars
Opmerking: Gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen (handschoenen, veiligheidsbril, laboratoriumjas) tijdens de volgende procedure. Zie onze eerdere werk12 voor meer details over deze sectie.
- Giet 50 g van 1,10-decanediol diacrylate (SA5201) in een 500 mL conische kolf.
- Voeg 1.0 g diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) Fosfine oxide (TPO) en 0.40 g van 2,5 -bis(5 -tert-butyl-benzoxazol-2-yl) thiofeen (BBOT) aan op de maatkolf.
- De ko....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Vier composities van representatieve hars worden weergegeven in tabel 1, samen met hun gemiddelde biobased koolstofgehalte (BC) afgeleid van de individuele BC van de componenten. De hars viscositeit (Figuur 1) wordt beïnvloed door de verhouding van acrylaat monomeren en oligomeren en meestal demonstreert Newtoniaanse gedrag. De mechanische eigenschappen van onderdelen vervaardigd uit diverse harsen werden bepaald door analyse van de spanning-.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Additieve productie wordt toegepast in de fabricage van op maat gemaakte prototypen en kleine series, wanneer de hogere productiekosten per deel concurreren met conventionele processen, kunnen want er geen noodzaak voor de productie van mallen en hulpmiddelen is. In het laatste decennium, hebben de inkomsten uit diensten en producten in verband met additieve productie exponentieel gegroeid13. De grootste fractie van materiële verkoop is van fotopolymeren delen bevinden. De groei trok de aandacht e.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Deze studie werd ondersteund door GreenPAC polymeer Application Centre als onderdeel van het Project 140413: "3D Printing in productie". Wij zouden willen erkennen Albert Hartman, Corinne van Noordenne, Rens van Leeuwen, Anniek Bruins, Femke Tamminga, Jur van Dijken en Albert Woortman voor het vergemakkelijken van het video ontspruiten.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Isobornyl acrylate | Sartomer | SA5102 | Acrylaatmonomeer |
| 1,10-decanediol diacrylate | Sartomer | SA5201 | Acrylaatmonomeer |
| Pentaerythritol tetraacrylate | Sartomer | SA5400 | Acrylaatmonomeer |
| Multifunctioneel epoxy acrylaat | Sartomer | SA7101 | Acrylaat oligomeer |
| Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)fosfienoxide (TPO), 97% | Sigma Aldrich | 415952 | Foto-initiator |
| 2,5-bis(5-tert-butyl-benzoxazol-2-yl)thiofeen (BBOT), 99% | Sigma Aldrich | 223999 | Optische absorber |
| Isopropylalcohol (IPA), 99% | Bleko | 1010500 | Voor alcoholbad (gebruikt in vormwas |
| Paar Physica MCR300 | Anton Paar | - | Reometer met parallelle plaatgeometrie |
| Form 2 Printer | Formlabs | - | Desktop SLA 3D-printer |
| Form Wash | Formlabs | - | Wasstation |
| Form Cure | Formlabs | - | UV-oven |
| Instron 4301 1KN Series IX | Instron | - | Universele testmachine |
| Philips XL30 ESEM-FEG | Philips | - | Rasterelektronenmicroscoop |
Referenties
- 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....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
