光固化树脂3D打印微孔道研究

发布时间：2020-04-12 04:52

【摘要】：3D打印是一种增材制造技术,优势在于制造复杂的或者镂空的结构。微反应器和微流控技术都需要当量直径在微米和毫米之间的流通通道,多用刻蚀,激光加工以及压膜等方法,制备工艺复杂。采用3D打印技术可以直接打印微孔道材料,在制造领域和化工领域都有着重要的应用价值。本课题就是从3D打印工艺以及光固化体系两方面对3D打印微孔道材料进行研究。在打印工艺方面研究了单层切片厚度、孔道的打印方向以及单层曝光时间对微通道成型的影响。结果表明,在本研究条件下,单层厚度为0.05mm最佳;垂直于孔道方向打印容易出现底层堵塞,与平行孔道打印相比成型缺陷多;单层曝光时间越短,成型孔道的最小尺寸也越小。在光固化体系的研究中,首先对稀释剂进行了优化,从固化收缩率、成型实物的拉伸强度以及孔道成型对树脂组成进行了研究。结果表明,稀释剂TPGDA制备的树脂黏度低、固化收缩率低,并且在一定范围内稀释剂用量越多,树脂固化速度越快,当预聚物与稀释剂的质量比为4:6,曝光时间6s时,最小成型孔道为0.5mm×0.5mm;其次考察了不同光引发剂对光固化树脂打印时间、固化收缩率及拉伸强度的影响,发现光引发剂819效果较好,819用量为稀释剂和预聚物总质量6%时,最短曝光时间达到3s,最小成型孔道大小为0.3mm×0.3mm。对于非直型孔道,能打印成型的最小通道尺度范围是0.8mm-1.0mm;最后研究了掺杂对树脂拉伸强度及收缩率的影响,掺杂助剂可以提高树脂打印成型材料的拉伸强度,降低树脂固化收缩率。当掺杂煅烧高岭土质量分率为0.2%时,不仅没有影响到孔道成型,而且拉伸强度提高了 20%,固化收缩率也降低2%,孔道薄壁没有破损。掺杂消光粉质量分数为6%时,增加表面粗糙度,降低了光的折射率,使固化更加完全。
【图文】：

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逡逑图１－１光引发０结构图０逡逑ａ）光引发剂８１９；邋ｂ）光引发剂１８４逡逑由不同的光引发剂产生的初级活性种可分为自由基和阳离子两类。以此为逡逑划分依据，光引发剂又可被分为自由基型光引发剂和阳离子型光引发剂［Ｗ］。本逡逑文中所采用的两种光引发剂１８４和８１９均为自由基型光引发剂。逡逑光引发剂１８４化学名称为１－羟基环已基苯基甲酮。其为一种白色晶状物质，逡逑最大吸收峰波长在３３３ｎｍ，不易溶于液态树脂体系，但其固化效果甚佳，而且逡逑能够很好的促进阳离子型光引发剂固化，具有很强的光引发活性，热稳定性优逡逑良等特点，是目前国内最常用的一种光引发剂［４１］。逡逑光引发剂８１９化学名称为苯基双（２，邋４，邋６－三甲基苯甲酰基）氧化膦。其为一逡逑种淡黄色粉末，主吸收峰在２９５、３７５、４０５ｎｍ，最大吸收峰波长为４５０ｎｍ，具逡逑有无刺激性气味

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图１－４微反应器模型逡逑］等人没有采用传统的热模压等技术，而是们是基于对ＳＵ－８工艺参数的优化，以及光发剂以及活性稀释剂的组合。他们将光固化道反应器。通过调节光引发剂的种类以及质宄使用的树脂是透光性很好的树脂，所制造清晰地观察到微通道反应期内的流体流动反的适用性，他们对旌体进行了化学改性，使术及其制造微通道反应器研究进展逡逑起源于二十世纪八十年代：？］，是一种增材制都是减材制造，例如切削成型以及膜具成型维立体技术，数控技术以及材料科学的不断３Ｄ打印技术分为多种，根据材料不同可以将，以光固化树脂为材料的光固化３Ｄ打
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.73;TQ320.6

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