光敏树脂是一个在可见光和紫外光的照射下迅速凝固的高分子材料,广泛应用在3D打印,牙齿矫正模具,精密仪器制作等多个领域。他的特点有:精度高,反应快,表面较为光滑,是光固化成型技术的和新材料之一,。最近几年,由于智能制造以及自由定制的快速发展,光敏树脂的市场需求以及技术水平不断提升,已纳入高精度打印领域的热门材料选择。
光敏树脂的构成主要由预聚体、单体、光引发剂和多种助剂决定。预聚体常常会利用丙烯酸酯类或者聚氨酯丙烯酸酯,这类预聚体的存在决定了最终打印件的强度以及耐热性,单体通常起到调节物体粘度还有作为反应参与化学反应,光引发剂则是在特定频率光源照射下发生聚合反应,这会导致材料从液态转变为固态的速度大大提高。为了满足多元的使用场景,还可以添加一些别的成分,例如透明剂,着色剂,抗黄变剂等功能性成分,如此可以得到多种所需性能。
利用光敏树脂进行3d打印的形成过程包含液面曝光以及逐层扫描两个步骤,当光源覆盖到光敏树脂表面,树脂将被迅速固化,接着通过平台升降进行下一步打印,因为其反应快,分辨率高,每层打印的厚度可达0.025mm,由此可知在制作微小结构或者复杂几何形体零件时,有明显优势。
就目前市场而言,光敏树脂种类多样,根据不同的性能可以分类为:准型、高韧型、高温型、透明型、生物兼容型。其中标准型常用于工业手板以及打印立体模型,价格亲民,上手难度低。高韧型则适合需要承受一定机械压力的部件,例如卡口,连接工件。高温型常被用来制作模具,热风零部件的制作,其所能承受的高温可达100℃。透明型常被用来进行灯罩,可视外壳的制作。生物兼容型树脂在经过专业特殊处理之后可用于医学,牙科模型,具有高要求安全性的场景。除此之外,随着材料的发展进步,在未来可能出现可烧结陶瓷粉末的光敏树脂,这类材料可以打印出陶瓷基结构件,可以满足航天航空,电子信息等对强度和热稳定性要求极高的应用。
即使光敏树脂有许多优势,但也存在自己的缺点。比如他的成本普遍较高,对比FDM所使用的PLA,ABS等热塑性材料更加昂贵,打印件普遍强度有限,部分树脂材料脆性较大,并不能承受长时间冲压负载,使用时对环境要求较高,至少要在密闭设备中配合通风系统才能进行打印,这样做是为了避免未固化的树脂会释放出刺激性气体。此外,光敏树脂在打印完成后还需进行清洗,酒精消毒,二次固化等后处理。操作流程繁琐,需要充足的经验以及配套设施。
从应用场景来看,光敏树脂最常见的使用是原型开发,设计验证和定制化零件的制造。在告诉更迭以及供不应求的产品开发周期中,工程师可通过光照固化的技术迅速获得功能样机,进行尺寸验证,装配测试或者市场展示,极大程度缩减开发周期,减少开模成本,在模型,手板,建筑沙盘等行业,光敏树脂高超的还原能里收到了创作者的看好。在牙科医疗等专业领域,光敏树脂结合三维扫描的建模技术,能够高效率打印不同的模具,义齿等高精密度,个性化医疗器械。
未来,随着环保法规的严格执行、用户对材料安全性的关注日益提高,可生物降解或来源于可再生资源的光敏树脂也被越来越多的平民百姓重视。在性能方面,开发具备高强度、高韧性、耐候性好的光敏树脂材料仍是行业前景风向标。同时,随着打印设备的小型化、智能化发展,光敏树脂材料也将越来越多地出现在消费级市场,为教育、设计、医疗等行业赋能。
综上所述,光敏树脂作为一种高性能3D打印材料,具备固化快、成型准、结构细、应用广的显著优势,是现代光固化领域的重要材料。通过持续优化配方体系与打印技巧参数,并结合行业需求拓展其功能边界,光敏树脂将在未来智能制造与数字制造体系中发挥更加核心的作用。