光聚合3D打印可降解材料
发布时间：2021-09-29 18:17
光聚合3D打印是一种具有高精度、可定制、速度快的增材制造成型方式,这些特点给了光聚合3D打印技术良好的前景,尤其在组织工程领域具有很好的优势。但是光聚合3D打印是由液体光敏树脂（通常是小分子或低聚物）通过光照交联聚合并逐层堆积而成,打印得到的模型无法降解,这对于一些应用场合,如组织工程、生物材料领域非常不利;而对于目前很多通过光聚合打印的物品,他们通常用于中间模型,比如用于齿科的模型（取代原有的石膏模型）,只是短暂应用,转而成为废弃物。这些模型的后处理也必将成为重要问题。因此,开发一种可降解且可光聚合的3D打印树脂对于3D打印技术的发展与应用具有重要意义。本课题合成了一种由氨基甲酸酯键、丙烯酸酯双键以及糖类衍生物组成的D-葡萄糖二内酯二甲基丙烯酸氨基甲酸酯（GDMA）。GDMA结构中的氨基甲酸酯键可在碱性条件下降解,且随着碱性的强度的不同,降解速率不同;结构中的丙烯酸酯键提供可光聚合官能团;糖类衍生物的内酯骨架不仅提供更好的生物相容性,并且内酯环状化合物给最终材料提供了很好的力学强度,而且内酯环本身在水中可以水解开环形成羧酸,为后续在生物体内的矿化提供了很好的结合位点。并将GDMA与H...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１边挤出边光照式挤出打印机??Ｆｉｇｕｒｅ?卜１?Ｍｕｌｔｉｊｅｔ?ｐｒｉｎｔｅｒ?ｈｅａｄｓ?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ?ｗｉｔｈ?ｐｈｏｔｏ－ｃｕｒｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??
脂层脱离料槽表面，分离后，平??台下移到设定的层间距位置，相应的就是高度精度，反复这一过程完成层积累过程??即完成模型的构建，上曝光型则下降继续打樱数字光处理（ＤＬＰ），激光熔覆沉??积（ＬＣＤ），双光子３Ｄ打印（２ＰＰ）和下曝光型ＳＬＡ在层积累过程是一致的，每次??拉拔提升一次打印高度，完成一层的打印，因此这一过程通常要求光敏树脂有较低??Ｓｃａｎｎｉｎｇ??Ｍｏｄｕｌｅ?Ｌａｓｅｒ??？ＢＳ??ｍ?Ｌｉｑｕｉｄ??＾?Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ??Ｓｃａｆｆｏｌｄ??图１－２上曝光型ＳＬＡ３Ｄ打印机工作示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?ｔｈｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ＳＬＡ?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ??２??
的黏度来填充固化层离开料槽底部产生的空缺。另外，它们的打印深度均可以通过??加入光吸收剂来控制，如荧光增白剂，通过光阻剂吸收光子后能有效避免使得光向??深层透入，后续不再赘述。ＳＬＡ法为了快速完成打印，通常光源发出的激光光强较??高，这有利也有弊，利在于节约时间和可以构建较大的模型，弊在于模型的精度可??能会受到较大影响。不过，通过合理的设计能有效降低损失［７］。目前，ＳＬＡ法得到??的模型精度可以达到５０－１００微米。??１．１．３数字光处理（ＤＬＰ）??结构示意图和工作原理图如图１－３所示。??酵圈ｂ?—，??图１－３?ＤＬＰ打印机工作示意图，Ａ）?ＤＭＤ组件结构示意图。Ｂ）ＤＬＰ打印机工作示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?ｔｈｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ＤＬＰ?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ．?Ａ）?Ｔｈｅ?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＤＭＤ??Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．?Ｂ）?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ＤＬＰ?ｐｒｉｎｔｅｒ??ＤＬＰ打印技术的核心技术在于数字微镜晶片（ＤＭＤ）?［８］，它由数十万乃至百万??的微镜片组成，光打在ＤＭＤ芯片上，然后芯片在接受到控制板的控制信号后将光线??投影在目标区域，决定目标区域是否有光照射，因为是投影所以能够一次性完成整??个层面的打印，往往要比ＳＬＡ法快得多。ＤＬＰ打印技术的Ｚ轴精度同ＳＬＡ受可移动??的Ｚ轴系统的影响，Ｘ轴和Ｙ轴精度则受光源在目标区域的投影像素的影响，通常??越靠近平台中心模型的精度越高。光源照射到反射镜上投影到目标位置，才能形成??图案，要构建大型模型的时候会导致投影扩散导致目标区域像素过大，轻则影响精??度，重则模型构建失败，故而目前
本文编号：3414217
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１边挤出边光照式挤出打印机??Ｆｉｇｕｒｅ?卜１?Ｍｕｌｔｉｊｅｔ?ｐｒｉｎｔｅｒ?ｈｅａｄｓ?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ?ｗｉｔｈ?ｐｈｏｔｏ－ｃｕｒｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??
脂层脱离料槽表面，分离后，平??台下移到设定的层间距位置，相应的就是高度精度，反复这一过程完成层积累过程??即完成模型的构建，上曝光型则下降继续打樱数字光处理（ＤＬＰ），激光熔覆沉??积（ＬＣＤ），双光子３Ｄ打印（２ＰＰ）和下曝光型ＳＬＡ在层积累过程是一致的，每次??拉拔提升一次打印高度，完成一层的打印，因此这一过程通常要求光敏树脂有较低??Ｓｃａｎｎｉｎｇ??Ｍｏｄｕｌｅ?Ｌａｓｅｒ??？ＢＳ??ｍ?Ｌｉｑｕｉｄ??＾?Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ??Ｓｃａｆｆｏｌｄ??图１－２上曝光型ＳＬＡ３Ｄ打印机工作示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?ｔｈｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ＳＬＡ?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ??２??
的黏度来填充固化层离开料槽底部产生的空缺。另外，它们的打印深度均可以通过??加入光吸收剂来控制，如荧光增白剂，通过光阻剂吸收光子后能有效避免使得光向??深层透入，后续不再赘述。ＳＬＡ法为了快速完成打印，通常光源发出的激光光强较??高，这有利也有弊，利在于节约时间和可以构建较大的模型，弊在于模型的精度可??能会受到较大影响。不过，通过合理的设计能有效降低损失［７］。目前，ＳＬＡ法得到??的模型精度可以达到５０－１００微米。??１．１．３数字光处理（ＤＬＰ）??结构示意图和工作原理图如图１－３所示。??酵圈ｂ?—，??图１－３?ＤＬＰ打印机工作示意图，Ａ）?ＤＭＤ组件结构示意图。Ｂ）ＤＬＰ打印机工作示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?ｔｈｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ＤＬＰ?３Ｄ?ｐｒｉｎｔｅｒ．?Ａ）?Ｔｈｅ?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＤＭＤ??Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．?Ｂ）?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ＤＬＰ?ｐｒｉｎｔｅｒ??ＤＬＰ打印技术的核心技术在于数字微镜晶片（ＤＭＤ）?［８］，它由数十万乃至百万??的微镜片组成，光打在ＤＭＤ芯片上，然后芯片在接受到控制板的控制信号后将光线??投影在目标区域，决定目标区域是否有光照射，因为是投影所以能够一次性完成整??个层面的打印，往往要比ＳＬＡ法快得多。ＤＬＰ打印技术的Ｚ轴精度同ＳＬＡ受可移动??的Ｚ轴系统的影响，Ｘ轴和Ｙ轴精度则受光源在目标区域的投影像素的影响，通常??越靠近平台中心模型的精度越高。光源照射到反射镜上投影到目标位置，才能形成??图案，要构建大型模型的时候会导致投影扩散导致目标区域像素过大，轻则影响精??度，重则模型构建失败，故而目前
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