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    加州大学纳米工程系研究人员开发出膨胀发泡树脂用SLA 3d打印后体积能变大

    www.3ddyjsw.com | 发布:04-24 | 编辑: 3D打印技术网 | [点击收藏本文]

    3D打印技术网4月24日从外媒获悉,来自加州大学圣地亚哥分校纳米工程系的研究人员团队,开发出了一种膨胀发泡树脂,可用于SLA 3d打印机

    这种树脂能够在紫外线固化后进行热诱导膨胀,可以制造出比打印机的打印尺寸大得多的零件。例如,你3D打印了一只熊大,那么就会变成熊大大大·······

    3d打印树脂球体加热后膨胀变大图片

    3D打印的树脂球体,被加热后逐渐膨胀变大

    几何限制

    使用现代制造技术(包括增材和减材)生产的零件通常受机器的工作空间或制造面积的限制。由于这个原因,大型机械系统需要由较小的零件组成,这些零件被紧固、焊接或粘合在一起。

    研究人员以打破这些几何尺寸限制的束缚为目标,并列举了建筑、航空航天、能源和生物医学等技术要求高的领域的潜在应用。

    3D打印可膨胀树脂

    研究的第一阶段重点是选择一种单体作为聚合物树脂的组分。该单体必须可被紫外线固化,固化时间相对较短,并显示出适用于高应力应用的理想机械性能。该团队在测试了三个潜在的候选单体后,最终确定了2-羟乙基甲基丙烯酸酯(我们就叫它HEMA)。

    锁定了单体之后,研究人员开始寻找最佳的光引发剂浓度和合适的发泡剂与HEMA配对。研究人员对两种光引发剂进行了测试,测试它们在标准的405纳米紫外光下的固化性,这种光引发剂在大多数SLA系统中普遍存在。光引发剂以1:1的比例组合,并以5%的重量混合,以获得最佳效果。发泡剂---用于促进HEMA细胞结构的膨胀,从而产生 "发泡"--是比较难找的。许多测试过的发泡剂都不溶于水或难以稳定,但研究小组最终确定了一种非传统的发泡剂,这种发泡剂通常用于聚苯乙烯类聚合物。

    复杂的成分混合物被用来配制最终的光聚合物树脂,团队开始着手3D打印一些不太复杂的CAD设计。这些模型在Anycubic设备上3D打印,并在200℃的温度下加热长达10分钟。热量分解了发泡剂,激活了树脂的发泡作用,使模型的尺寸扩大。在比较膨胀前和膨胀后的尺寸后,研究人员计算出了高达4000%(40倍)的体积膨胀率,使3D打印的模型突破了Photon构建板的尺寸限制。由于膨胀材料的密度极低,研究人员认为这项技术可以用于轻量化的应用,如气浮膜或浮力辅助器等。

    热处理前后的3d打印树脂球模型图片

    3d打印树脂球设计图片

    热处理前后的3D打印模型

    该研究更多细节可以在论文 "Highly Expandable Foam for Lithographic 3D Printing" 中找到。该论文由David Wirth、Anna Jaquez、Sofia Gandarilla、Justin Hochberg、Derek Church和Jonathan Pokorski共同撰写。

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