jó esély van arra, hogy ha már végzett bármely 3D nyomtatás, ez volt a szabvány olvasztott lerakódás modellezése fajta. FDM nagyon egyszerű dolog – kap egy kis műanyag szálat elég forró, nyomja össze a megolvasztott goo ki egy finom fúvóka, ellenőrzik a helyzet a fúvóka többé-kevésbé pontosan három dimenzióban, és ismételje meg órákon át, amíg a nyomtatási történik . A kívülálló úgy néz ki, mint a mágia, de nekünk ez csak egy szombat délután.
Gyanta nyomtatás más dolog, és sokkal közelebb magic legtöbben. A jelenlegi termés sztereolitográfiás nyomtatók csak egy nagy felbontású LCD-kijelző között UV fényforrással és építmények tartály átlátszó alján. nyomatok épülnek fel rétegenként a villogó UV fény mintázatokat a tartály egy beépített lemez lassan felemeli a gyantából, mint valami lény kiemelkedik a primordiális ragacs.
Persze ez az egész csak a tudomány, de ha van olyan varázslat SLA nyomtatás, biztosan ez a használt gyanták érte. Az jellegtelen barna műanyag palackok és információ-szegény címkéket, hogy kevés nyom, hogy az összetevők, bár a szénhidrogén füstöl és viszkózus, ragadós textúra elég jó nyomokat. Vessünk egy pillantást belül a gyanta üveg és megtudja, mi az, ami miatt a varázslatos SLA történni.
Az alapok
Egy jó alapot megértéséhez kémiai folyamatok mögött sztereolitográfiás gyanták polimerizálására metilmetakrilát (MMA) a polimetil-metakrilát néven is ismert PMMA vagy egyszerűen akril. Míg készítmények SLA gyanták változnak, sokan alapulnak akrilátok, így a kémia itt alkalmazható közvetlenül egy csomó gyanta, csakúgy, mint az általános elveket.
A polimerizáció, a metil, amit ismert, mint egy gyökös reakció. Ez azért működik, mert az MMA egy kettős kötést két saját szénatomján, valamint egy adott észter-csoport – a csoport két oxigénatomot, egyikük egy kettős kötés. Az elektronikus szerkezet a két csoportban, a kettős kötéssel a szén érzékeny redukcióval, amely az erősítés egy elektron.
Szabad gyökös polimerizációs MMA be PMMA. A gyűrűs szerkezet a kezdeményező, ami csökkenti a szén-szén kettős kötést MMA monomert. Ez létrehoz egy másik szabad gyök, ami csökkenti egy másik MMA, és így tovább.
Normális körülmények között, MMA monomerek nem reagálnak egymással, mert nincs szabad elektronok lebeg, hogy csökkentsék a szén-szén kettős kötést tartalmaz. Ahhoz, hogy MMA polimerizálására, egy iniciátor – ebben az esetben, a benzoil-peroxid – kell hozzá a keverékhez. Egy iniciátor egy kémiai vegyület, amely párosítatlan elektront, vagy szabad gyökök. egyszer gyökök vannak jelen, azok kötődnek a szén-dioxid csökkenti a kettős kötés. A termék ezen első reakció lesz saját párosítatlan elektront, amelyek aztán a és csökkenti a kettős kötés másik MMA monomert, és így tovább. A termelés egy szabad gyökös terméket megkezdése után a legfontosabb, hogy szabad gyökös polimerizációval.
Így magától értetődik, hogy egy üveg SLA gyantát tartalmaz monomereket MMA és kezdeményezője néhány sort. de mi tartja a monomerek csak polimerizáiássai üvegben? Ha a kezdeményező volt valami, mint a benzoil-peroxidot a fenti példában, hogy pontosan mi fog történni. Tehát, hogy hasznos munkát SLA, a gyanta mix kell tartalmaznia iniciátor maradhat közömbös a mix, amíg szükség van rá.
Kicking dolgok Off
Ez az, ahol fotóiniciátorok jöhet számításba. Amennyiben egy iniciátor, mint a benzoil-peroxid könnyen bomlik szabad gyökök alkalmazásával egy kis meleg, fotoiniciátorok kell még egy kis hízelgő. több száz különböző fotoiniciátorok fejlesztettek ki vegyipari vállalat az évek során, minden szabott sor polimerizálandó monomerek, valamint az ipari igényeket, mint például a hatékonyság szabadgyökök képződését, mérgező, sőt szagot ad a kész termék. de közös bennük a közös vonás, hogy inaktív, amíg ki vannak téve a fény a megfelelő hullámhosszon.
Egy jó példa a fotoinicátor 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenon szerencsére rövidítve DMPA és értékesített márkanéven Irgacure 651 Ciba. A vegyület két benzol csatlakozott egy két szénatomos láncot. egyik szénatomjához a linker szakasz kettős kötéssel kapcsolódik oxigén, keton- funkciós csoport. Amikor fotonok a jobb hullámhossz – DMPA abszorpciós csúcsok 250 nm és 340 nm-en – megüt a ketoncsoport, válik izgatott, hogy a pont, ahol egy elektron leverték. egy sor közbenső lépések, amelyen a tartalék elektron csoszogott körül különböző atomokhoz, a linker szakasz a molekula szünetek a folyamatot nevezzük α-hasítás. Ez levelek mögött egy stabil faj – metil – plusz két szabad gyököket, amelyek a polimerizáció megindítására.
DMPA (balra) bomlik metilbenzoát és két szabad gyökök (jobbra) keresztül közbenső lépések, ha ki vannak téveUV-fény. Forrás: honnan Squidonius, közkincs keresztül Wikimedia Commons
Ha megérinti a fékek
A mechanizmus fotopolimerizálással felvet egy kérdést: hogyan az UV-fény egy SLA nyomtató nem csak polimerizálja az egész tartály gyanta egyszerre? Úgy tűnik, hogy lenne probléma, mivel a polimerizációs alapvetően egy láncreakció egyszer kezdeményezett. de vannak gyakorlati korlátot a reakció, mind a kémiai és fizikai okok miatt.
Kémiailag a iniciátor mennyisége a gyanta általában elég alacsony – mindössze néhány százaléka a mix. Tehát nincs sok helyen kezdeni a polimerizációs reakciót. Polimerizációs reakciókat is hajlamosak a láncterminációs spontán, akár azáltal, hogy két növekedési gyökös lánc kötődnek egymáshoz, vagy redukciójával gyökös szennyező anyagok, mint az oxigén. Egyes gyanták még specifikus inhibitor vegyületek hozzá, hogy korlátozza a sebességet a polimerizációt. Akárhogy is, a spontán megszűnését tartja a tartályok váljon tömör tégla műanyagból.
Vannak fizikai okai fotopolimerizálással nem fut vad keresztül felépíteni tank. Az UV fény jön az LCD kijelző alján a tartály nem különösebben erős, és hajlamos arra, hogy felszívódik a gyanta utazás előtt nagyon messze. Ez az oka annak, SLA gyanták nem hajlamosak arra, erősen pigmentált, és miért olyan pigmenteket, amelyek hozzá a gyantát gondosan kell kiválasztani, hogy nem tudja elnyelni az UV fényt. Ez is oka SLA nyomatok szükség további tisztításra és gyógyítására lépés a nyomtatás után; a polimerizáció fordul elő, hogy a tartály nem teljes, a gyantához kötött reagálatlan belsejében maradó print. Fürdés a nyomat nagy intenzitású UV fény befejezi a folyamatot, és megkeményedik a nyomtatást.
Tankolás a szója
Között iniciátorok, monomerek, pigmentek, és esetleg inhibitorokat, SLA gyanták már úgy tűnik, mint egy boszorkány sört a vegyi anyagok. de mi még nem végeztünk. Gyanták ritkán csak használja monomerek helyett egy speciális keveréke monomerek és oligomerek – rövid láncok pre-polimerizált monomer. hozzátéve oligomerek a gyanta hajlamos, hogy gyorsítsák fel polimerizáció azáltal, hogy a növekvő láncokat előnyt. Ugyancsak növeli a gyanta viszkozitása, úgyhogy ez nem folyós és nem lötyögtetni körül a build tartályt, és kap a buborékok.
Egy másik közös mellett SLA gyanták egy térhálósítót. Kereszt-linkerek olyan vegyületek, amelyek képezhetnek kapcsolatok két vagy több növekvő polimer lánc. A térhálósítás általában, hogy a polimer lánc a több egy mátrix szerkezetű, hitelezési merevséget és tartást ad a végtermék. A térhálósítás is megváltoztathatja a tulajdonságait az anyag, és még lehetővé teszi a kopolimerizációs a különböző típusú monomerek, mint a hozzá uretán-akrilátok, hogy adjunk szívósságot és a rugalmasság.
Néhány SLA gyanták is tartalmaznak töltőanyagokat. Töltőanyagok elég gyakori a műanyagok – sok 40-PVC cső tartalmaz porított mészkő, például. A SLA gyanták, töltőanyagok adnak ömlesztett fel a műanyag által közötti térközöket kitöltő a térhálósított szálak polimerek. Sok új „környezetbarát” SLA gyanták jönnek arra hivatkozva, hogy szójababból készül, és bár ez igaz – legalábbis egyes gyanták – van még egy csomó anyagot a gyanta, ami nyilvánvalóan nem szójababból. és a szójaolaj, hogy van ott tényleg csak egy töltelék nélkül – az akrilát monomerek és térhálósító felsorolt vagy a fotóiniciátor a gyantát lenne elég haszontalan.
Csakúgy, mint anya használni, hogy? Epoxidált szójaolaj (ESBO), mint lágyítót használhatjuk számos műanyag. Ez által kezelésére politelítetlen szójabab trigliceridek peroxiddal átalakítani C = C kettős kötéseket, az epoxidot. Forrás: Ed, közkincs keresztül Wikimedia Commons
Nem csak nyomtatás
Bár már koncentrálódik főként SLA nyomtatás gyanták itt, ez messze nem az egyetlen alkalmazás fotopo. Ha már volt egy foga töltött bármikor az elmúlt három évtizedben, vagy úgy, jó esély van arra, hogy a fogorvos használt fotopolimerként tartalmazó metakrilát monomerek és hentesáruk száloptikás pálcát bocsát ki UV fényt. nyomtatott áramköri gyártó teszi széles körű alkalmazása fotopo, mind a fényérzékeny bevonatok, amelyek a etch a táblák, és a forrasztósabionhoz ami alkalmazható a fórumon. Fotopo is használják maszkolás során Fotolitografikus folyamatokat integrált áramkörök gyártása.
