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2023/01/30

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光固化3D打印中所使用的不同类型树脂 - 3D打印展

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针对于所有的增材制造过程,选择一种合适的原材料是打印过程的一个基本步骤。这在树脂3D打印中尤其重要,在这个过程中,光敏材料被逐层固化,直到最终成型高精细的零件。此外,树脂的选择也取决于所使用的光聚合工艺。一种是立体光刻技术,即SLA,它使用激光来固化材料,另一种是DLP和LCD方法,它使用光显示。为了更好地了解目前可用的材料选择,本期文章总结了市面上光固化3D打印工艺中所使用到的树脂类型和它们的不同特点。


应该注意的是,树脂的性能是由光诱导固化的最佳聚合决定的,而固化光可以是单波或多波。这就是树脂波长的概念发挥作用的地方。树脂的波长等级越低,固化所需的光输出功率就越高。正是由于这个原因,制造商指定了一个他们的树脂可以兼容的波长。因此,一般DLP/LCD树脂的波长比SLA树脂的波长要大。


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△图片来源:Ackuretta


标准3D打印树脂


标准类型的3D打印树脂是市场上最为通用和常见的一种树脂材料。几乎所有的制造商都开发了标准树脂,所以你可以在任何地方买到它们,并且价格实惠,而且有多种颜色可供选择。它们是一个非常通用的选择,因为使用该款树脂打印的部件具有光滑和精细的特性,以及相当高的硬度,只需简单的后期处理过程,如油漆和打磨。然而,使用标准树脂打印的部件时必须小心,因为它们脆性大,易于破碎和开裂。它的可及性和易用性使其成为树脂3D打印世界中入门和制造装饰品、原型、小雕像等的理想选择。


透明树脂


透明树脂与标准树脂非常相似,这种树脂在制造具有高精度的小物体很有用,但它有一个额外的特性,即呈现半透明和无色。除了便于打磨和随后的喷漆过程外,它还可以让你为各种装饰品创造出类似玻璃的效果,它们都具有与标准树脂相同的光滑和柔软的质地。应该注意的是,虽然透明树脂不建议用于食品领域,但这些部件可以应用到防水领域。


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△使用透明树脂制作的3D打印国际象棋棋子


可水洗的树脂


一般来说,树脂3D打印部件需要进行一些后处理,以去除支撑物和多余的树脂。这些清洗步骤通常是用异丙醇(IPA)进行的。然而,有一种3D打印树脂是可水洗的,因此不需要化学处理。通过用水清洗零件,可以获得更光滑、更舒适的触感。这样一来,其他树脂所特有的粘性就消失了,而与标准树脂相关的气味也减少了。这些水洗树脂的唯一缺点是,精度可能会受到影响。


柔性3D打印树脂


这些类型的3D打印树脂具有类似于橡胶的品质,其肖氏硬度约为80A。它们的特点是能够创造出强度高的物体,因为它们能够弯曲和压缩而不变形。用柔性树脂3D打印的部件将具有类似于橡胶的特性,能够在被压缩后恢复其初始形状。由于其使用寿命长,能够承受持续使用而不破裂,柔性树脂是创建减震器、手柄或移动部件原型的理想材料。


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△使用巴斯夫的Ultracur3D EL 4000柔性树脂制作的3D打印部件(图片来源:zortrax)


工业3D打印树脂


工业光聚合物,也被称为硬性树脂,是具有高机械性能的材料,是苛刻应用环境的理想选择。它们的特点是耐受压力,以及承受冲击和影响,所有这些都不会断裂或开裂。这些能力使它们不仅可以作为原型,而且还可以用于需要强度和耐久性的任务。在这一大类树脂中,包括耐热、可燃树脂,以及牙科树脂,因为它们具有与牙科领域兼容的有趣特性。


耐热树脂


想要创建能够承受高温的部件?那么这些3D打印树脂就是你的理想选择。耐热树脂可被认为是工业树脂。它们的特点是耐热性能优异,即创造出的零件可以暴露在高达230℃的温度下而不影响其形状和性能。因此,它们是制造铸造工具、将暴露在热液中的工具和暴露在强热中设备的理想选择。


可燃树脂


与耐热树脂一样,可燃树脂也可归类为工业树脂。这些部件的应用从模型的设计和印刷开始,达到很高的细节水平。后来,进行金属铸造,可燃树脂在其中蒸发,不留下灰烬或残留物。通过这种方式,最终物体的表面保持清洁,并具有光滑的表面。这种类型的树脂被用于珠宝和牙科修复领域,例如,在这些领域中,需要有一个没有粗糙和缺陷的外观的部件。


牙科树脂


与其他树脂不同,牙科树脂是由不含毒素的有机元素组成。这使得它可以在不危及病人健康的情况下用于牙科应用。牙科树脂有利于创造具有光滑质地和相当高的细节水平的部件。这种选择是制造保持器、牙冠、牙桥、手术模型、假牙或解剖模型以及其他牙科应用的理想选择。此外,它们大大降低了传统牙科修复体的生产成本。


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△牙科树脂应用的一个例子


结论


尽管树脂3D打印本身用途非常广泛,但树脂材料本身也有一些缺点,在打印之前应该考虑到。尤其重要的是,在使用任何一种树脂之前,要了解任何必要的预防措施。除了牙科和其他生物相容性树脂外,大多数树脂是有毒性的。建议在处理它们时戴上手套和口罩,至少在最后的作品完全固化之前。此外,建议保持生产空间良好的通风,以避免有毒蒸汽的积累。
另一点是,它们容易受到紫外线的影响,所以不建议将作品长期放在阳光下。长期暴露在光线下会导致聚合物失去内聚力,使打印作品变形。最后,这些材料不适合与食物接触,特别是液体饮料。与第一点有关,树脂是有毒材料,所以与液体接触会导致作品随着时间的推移而溶解。


尽管如此,不同类型的3D打印树脂的多功能性使它们成为各种应用的理想工具。从创建原型和人物到设计义齿、珠宝或工业工具。你需要做的是确定哪种类型的树脂最适合你的应用,以及哪种树脂3D打印机最合适。




文章来源:新浪新闻


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