Stereolithographic 3D baskı ile yenilenebilir İnceltilebilen

Bu yöntem, reçine formülasyonu ve baskı sonrası işlem gibi eklemeli üretim alanındaki temel konuların anlaşılmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, sürdürülebilir ürünlerin doğru ve talep üzerine üretilmesini sağlamasıdır. Bu yöntem, lazer tabanlı stereolitografi hakkında bilgi sağlayacaktır, ancak Dijital Işık İşleme gibi diğer 3D baskı tekniklerine de uygulanabilir.

Başlamak için, 500 mililitrelik bir Erlenmeyer şişesine 50 gram 1, 10 dekanediol diakrilat dökün. Şişeye 1.0 gram TPO ve 0.40 gram BBOT ekleyin. Erlenmeyer şişesini mekanik bir karıştırıcı ile donatın ve TPO ve BBOT'u akrilat monomerinde çözmek için karışımı oda sıcaklığında beş dakika boyunca 200 rpm'de karıştırın.

Karışıma 100 gram pentaeritritrol tetraakrilat ve 100 gram çok işlevli epoksi akrilat ekleyin. Şimdi homojen bir reçine elde etmek için karışımı 200 rpm'de 30 dakika 50 santigrat derecede karıştırın. Mekanik karıştırıcıyı çıkarın ve şişeyi bir tıpa ile takın.

Biyobazlı akrilat fotopolimer reçineyi ışıktan korumak için şişeyi alüminyum folyoya sarın. Şimdi paralel plaka geometrisi ile karakterize edilen bir reometrenin alt plakasını fotoreçine ile örtün. Plakalar arasındaki boşluğu bir milimetreye ayarlayın ve reometreyi UV ışınlarına dayanıklı bir başlıkla kapatın.

Reçine viskozitesini oda sıcaklığında 0,1 ila 100 ters saniye arasındaki kesme hızlarında ölçün. SLA 3D yazıcıyı açın ve Açık modunu seçin. Ürünün mimarisine bağlı olarak, imalat sırasında yapıyı stabilize etmek için 3D modele bir destek yapısı entegre edilebilir.

Model hazırlama yazılımını bir bilgisayarda başlatın. İstenen yazdırma ayarlarını seçmek için malzeme, Sürüm V4 ve 50 mikron katman kalınlığı için Temizle'yi seçin. Standart bir mozaikleme dil dosyası olan karmaşık şekilli prototipin dijital modelini açın, ardından yapı platformunda konumu ve yönü seçin.

Yazdırma işini SLA 3D yazıcıya yükleyin. Şimdi 200 mililitre biyobazlı fotoresinozu bir reçine tankına dökün. 3D yazıcıyı açın ve reçine tankını düzgün bir şekilde monte edin.

Yapı platformunu monte edin ve 3D yazıcıyı kapatın. 3D yazıcının hazırlanmasının ardından yazdırma işini başlatın. 3D yazıcının karmaşık şekilli prototipler üretmesine izin verin.

Yazdırma işi bitene kadar yazıcının içini açmayın. Gösterilen protokol için UV lazerin dalga boyu 405 nanometredir. Nesnenin baskı süresi 2,5 saattir ve burada hızlı hareket halinde gösterilir.

Yazdırma işi bittiğinde yazıcıyı açın. Üretilen parçalar takılıyken yapı platformunu çıkarın ve yazıcıyı kapatın. İzopropil alkolle doldurulmuş yıkama istasyonunu açın ve yapı platformunu yerleştirin.

Prosedürü başlatın ve reaksiyona girmemiş reçineyi çıkarmak için 20 dakika durulayın. Durulama prosedürü bittiğinde, yapı platformunu yıkama istasyonundan çıkarın ve prototipleri yapım platformundan ayırın. Prototiplerin 30 dakika kurumasına izin verin.

Bu arada UV fırını önceden 60 derecede ısıtın. UV fırınını açın ve prototipleri hızlı bir şekilde dönen platforma yerleştirin. UV fırınını kapatın ve tam dönüşümü sağlamak için 60 santigrat derecede 60 dakika kürleyin.

Son kürleme işlemi bittiğinde UV fırını açın ve prototipleri çıkarın. Karmaşık şekilli prototiplerin yüzey morfolojisini karakterize etmek için, bir tıraş bıçağı kullanarak karmaşık şekilli prototipten yaklaşık bir santimetre iç sarmal kesin. Numuneyi çift taraflı, karbon iletken bantla numune tutucuya takın.

Görüntülemeden önce, numuneyi bir püskürtme sistemi üzerinde 30 nanometre platin paladyum ile kaplayın. Şimdi numuneyi beş kilovoltluk bir hızlanma voltajında çalışan bir taramalı elektron mikroskobuna yerleştirin. 30X ve 120X büyütmede numunenin birkaç görüntüsünü elde edin.

Yenilenebilir reçinenin viskozitesi, 3D baskı işleminde önemli bir parametredir ve monomer / oligomer oranı tarafından kontrol edilir. Tipik olarak, baskı işleminde sıvı reçinenin yeniden kaplanması sırasında 100 ters saniyelik bir kesme hızı elde edilir. Tüm biyoreçineler beş Pascal saniyenin altında bir viskoziteye sahiptir ve stereolitografik baskı ekipmanlarında uygulama için uygundur.

Burada, çekme mukavemeti ve e-modülü dahil olmak üzere çeşitli biyoresinlerden basılan nesnelerin mekanik davranışı için temsili sonuçlar gösterilmiştir. Bununla birlikte, yıkama, kurutma, kürleme süresini ve kürleme sıcaklığını değiştirerek baskı sonrası işlemin optimizasyonu, mekanik performansta önemli bir iyileşmeye yol açabilir. Karmaşık şekilli prototiplerin pürüzsüz yüzeyi ve yüksek özellik çözünürlüğü elektron mikroskobu ile ortaya çıkarılır.

Sarmalların tırtıklı dikey kenarları, açıkta kalan bir katmanın üst kısmının, bir katmanın arkasına kıyasla daha büyük bir UV dozu aldığı katman katman SLA baskı işleminden kaynaklanır. Yüzey çatlamasının derecesi, ilk reçine viskozitesi ile ilgilidir. Geliştirildikten sonra bu teknik, sürdürülebilir ürünlerin atıksız ve yerel üretimini kolaylaştırmak için maliyet açısından rekabetçi biyoreçinelerin uygulanmasının önünü açtı.

Akrilatlarla çalışmanın tehlikeli olabileceğini unutmayın. Bu işlem yapılırken koruyucu gözlük ve eldiven takmak gibi önlemler her zaman alınmalıdır.