เป็นสิ่งที่ดีถ้าคุณได้ทำการพิมพ์ 3 มิติใด ๆ มันเป็นความหลากหลายของการสร้างแบบจำลองการสะสมที่ผสมผสาน FDM เป็นสิ่งที่ค่อนข้างง่าย – รับไส้หลอดพลาสติกร้อนพอบีบสารภาพหลอมเหลวออกจากหัวฉีดที่ดีควบคุมตำแหน่งของหัวฉีดมากขึ้นหรือน้อยลงในสามมิติและทำซ้ำเป็นเวลาหลายชั่วโมงในตอนท้ายจนกว่าการพิมพ์ของคุณจะเสร็จสิ้น . ไปที่คนนอกดูเหมือนว่าเวทมนตร์ แต่สำหรับเรามันเป็นเพียงช่วงบ่ายวันเสาร์อีกต่อไป
การพิมพ์เรซิ่นเป็นอีกสิ่งหนึ่งโดยสิ้นเชิงและใกล้กับเวทมนตร์มากขึ้นสำหรับพวกเราส่วนใหญ่ การเพาะปลูกเครื่องพิมพ์ Stereolithography ปัจจุบันมีการแสดงผล LCD ความละเอียดสูงระหว่างแหล่งกำเนิดแสง UV และถังสร้างที่มีด้านล่างโปร่งใส ภาพพิมพ์ถูกสร้างขึ้นด้วยเลเยอร์โดยเลเยอร์โดยการกระพริบรูปแบบแสง UV ลงในถังในขณะที่แผ่นสร้างค่อยๆยกขึ้นจากเรซินเช่นสิ่งมีชีวิตบางอย่างที่เกิดขึ้นจาก Goo Primordial
แน่นอนว่ามันเป็นเพียงวิทยาศาสตร์ แต่ถ้ามีเวทมนตร์ในการพิมพ์ SLA แน่นอนมันอยู่ในเรซินที่ใช้สำหรับมัน ขวดพลาสติกสีน้ำตาล Nondescript ของพวกเขาและป้ายข้อมูลที่ไม่ดีให้เบาะแสเล็ก ๆ น้อย ๆ กับส่วนผสมของพวกเขาแม้ว่า Hydrocon Reek และความหนืดเนื้อเหนียวเป็นเบาะแสที่ค่อนข้างดี ลองดูที่ขวดเรซิ่นและค้นหาว่ามันเป็นอะไรที่ทำให้ความมหัศจรรย์ของ SLA เกิดขึ้น
พื้นฐาน
พื้นฐานที่ดีสำหรับการทำความเข้าใจกระบวนการทางเคมีที่อยู่เบื้องหลังเรซินสเตอริโอลิโหghographyเป็นพอลิเมอร์ของ Methylmethacrylate (MMA) เป็น polymethylmethacrylate หรือที่เรียกว่า PMMA หรือเพียงอะคริลิค ในขณะที่สูตรสำหรับ SLA Resins แตกต่างกันไปตามอะคริลิตดังนั้นเคมีที่นี่จะใช้โดยตรงกับเรซินจำนวนมากเช่นเดียวกับหลักการทั่วไป
โพลิเมอร์ของ Methylmethacrylate เป็นสิ่งที่เรียกว่าปฏิกิริยาอนุมูลอิสระ มันใช้งานได้เนื่องจาก MMA มีความผูกพันสองเท่าระหว่างอะตอมคาร์บอนสองตัวรวมถึงกลุ่มเอสเตอร์ใกล้เคียง – กลุ่มที่มีออกซิเจนสองตัวหนึ่งในนั้นในพันธะคู่ โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของทั้งสองกลุ่มนี้ทำให้คาร์บอนถูกผูกมัดสองครั้งที่ไวต่อการลดลงซึ่งเป็นกำไรของอิเล็กตรอน
พอลิเมอไรเซชันฟรีของ MMA เป็น PMMA โครงสร้างแหวนเป็นผู้ริเริ่มซึ่งช่วยลดความผูกพันคู่คาร์บอนคาร์บอนใน MMA Monomer ที่สร้างอนุมูลอิสระอีกอันหนึ่งซึ่งช่วยลด mma อื่นและอื่น ๆ
ภายใต้สถานการณ์ปกติ MMA โมโนเมอร์ไม่ตอบสนองซึ่งกันและกันเพราะไม่มีอิเล็กตรอนฟรีที่ลอยอยู่รอบ ๆ เพื่อลดความผูกพันคู่คาร์บอนคาร์บอน ในการรับ MMA เพื่อโพลีเมอร์ผู้ริเริ่ม – ในกรณีนี้ Benzoyl Peroxide – จำเป็นต้องเพิ่มในการผสม ผู้ริเริ่มเป็นสารประกอบทางเคมีที่ให้อิเล็กตรอนที่ไม่มีการเคลื่อนย้ายหรืออนุมูลอิสระ เมื่อมีอนุมูลอยู่พวกเขาจะผูกกับคาร์บอนโดยลดความผูกพันคู่ ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาแรกนี้จะมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีที่ตั้งของตัวเองซึ่งสามารถดำเนินต่อไปและลดความผูกพันคู่ใน MMA Monomer อื่นและอื่น ๆ การผลิตผลิตภัณฑ์หัวรุนแรงฟรีหลังจากการเริ่มต้นเป็นกุญแจสำคัญในการโพลีเมอไรเซชันอนุมูลอิสระ
ดังนั้นจึงหมายถึงเหตุผลที่หนึ่งขวด SLA เรซินจะมีโมโนเมอร์ของ MMA และผู้ริเริ่มบางประเภท แต่สิ่งที่ทำให้โมโนเมอร์จากพอลิเมอร์ในขวด? หากผู้ริเริ่มเป็นสิ่งที่เหมือนกับ Benzoyl Peroxide ที่ใช้ในตัวอย่างข้างต้นนั่นคือสิ่งที่จะเกิดขึ้น ดังนั้นจึงเป็นประโยชน์สำหรับการทำงาน SLA Mix เรซินจะต้องมีผู้ริเริ่มที่สามารถเฉื่อยในการผสมได้จนกว่าจะจำเป็น
เตะสิ่งต่าง ๆ ออก
นี่คือที่ที่ผู้ส่งคะแนนเข้ามาเล่น ที่ผู้ริเริ่มเช่น Benzoyl Peroxide จะย่อยสลายเป็นอนุมูลอิสระด้วยการใช้ความร้อนเพียงเล็กน้อย Photoiniators ต้องการเกลี้ยกล่อมอีกเล็กน้อย ผู้ผลิตยาที่แตกต่างกันหลายร้อยแห่งได้รับการพัฒนาโดย บริษัท เคมีในช่วงหลายปีที่ผ่านมาแต่ละคนปรับแต่งให้เหมาะกับชุดโมโนเมอร์เฉพาะที่จะพอลิเมอร์รวมถึงความต้องการทางอุตสาหกรรมเช่นประสิทธิภาพของการก่อตัวของอนุมูลอิสระความเป็นพิษและแม้กระทั่งกลิ่นที่ไม่มีการสิ้นสุด ผลิตภัณฑ์. แต่พวกเขาทั้งหมดแบ่งปันลักษณะทั่วไปของการไม่ใช้งานจนกว่าจะสัมผัสกับแสงของความยาวคลื่นที่ถูกต้อง
ตัวอย่างที่ดีของ photoinitiator คือ 2,2-Dimethoxy-2-Phenylacetophenone ย่อมาจาก DMPA และขายภายใต้ชื่อทางการค้า Irgacure 651 โดย CIBA สารประกอบมีวงแหวนเบนซินสองอันที่เชื่อมโยงกับโซ่สองคาร์บอน หนึ่งในคาร์บอนในส่วน Linker นั้นถูกผูกมัดสองเท่าไปยังออกซิเจนขึ้นรูปเป็นกลุ่มการทำงานของ Ketone เมื่อโฟตอนของความยาวคลื่นที่เหมาะสม – DMPA มียอดการดูดซับคือ 250 นาโนเมตรและ 340 นาโนเมตร – ตีกลุ่ม Ketone มันจะตื่นเต้นกับจุดที่อิเล็กตรอนถูกกระแทก ผ่านชุดของขั้นตอนระดับกลางที่อิเล็กตรอนอะไหล่นั้นสับเปลี่ยนไปยังอะตอมที่แตกต่างกันส่วนลิงก์ของโมเลกุลแบ่งในกระบวนการที่เรียกว่าα-ความแตกแยก ใบนี้อยู่เบื้องหลังสายพันธุ์ที่มั่นคง – methylbenzoate – บวกกับอนุมูลอิสระสองอันที่สามารถเริ่มต้นพอลิเมอร์
DMPA (ซ้าย) สลายตัวลงใน methylbenzoate และอนุมูลอิสระสองอัน (ขวา) ผ่านขั้นตอนกลางเมื่อสัมผัสกับแสงยูวี ที่มา: จาก Squidonius โดเมนสาธารณะผ่านทางมีเดียคอมมอนส์
แตะเบรก
กลไกของการ photopolymerization begs คำถาม: วิธีการที่ไม่แสงยูวีในเครื่องพิมพ์ SLA ไม่เพียง แต่เกิดการรถถังทั้งหมดของเรซินในครั้งเดียว? ดูเหมือนว่าจะเป็นปัญหาเนื่องจากพอลิเมอนั้นเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ครั้งเดียวริเริ่ม แต่มีข้อ จำกัด การปฏิบัติเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาทั้งทางเคมีและกายภาพเหตุผล
สารเคมีจำนวนเงินของการริเริ่มในเรซินอยู่ในระดับต่ำมักจะสวย – เพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของการผสม ดังนั้นจึงมีไม่มากสถานที่ที่จะเริ่มต้นปฏิกิริยาพอลิเมอ ปฏิกิริยาพอลิเมอยังมีแนวโน้มที่จะได้รับการบอกเลิกห่วงโซ่ธรรมชาติอย่างใดอย่างหนึ่งโดยมีการเจริญเติบโตสองโซ่รุนแรงผูกเข้าด้วยกันหรือการลดลงของห่วงโซ่ที่รุนแรงโดยการปนเปื้อนเช่นออกซิเจน เรซินบางคนยังมีสารยับยั้งเฉพาะเพิ่มการ จำกัด ความเร็วของพอลิเมอ ทั้งสองวิธีการเลิกจ้างที่เกิดขึ้นเองช่วยให้รถถังจากการเป็นอิฐที่มั่นคงของพลาสติก
นอกจากนี้ยังมีเหตุผลทางกายภาพสำหรับ photopolymerization ไม่ได้ทำงานป่าผ่านการสร้างถัง แสงยูวีที่มาจากจอแสดงผล LCD ที่ด้านล่างของถังไม่แข็งแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งและมีแนวโน้มที่จะได้รับการดูดซึมโดยเม็ดพลาสติกก่อนที่จะเดินทางไกลมาก นี่คือเหตุผลที่เรซิน SLA มักจะไม่ได้รับการ pigmented หนักและทำไมเม็ดสีใด ๆ ที่จะมีการเพิ่มเรซินจะต้องมีการเลือกอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ดูดซับแสงยูวี นอกจากนี้ยังเป็นเหตุผลที่พิมพ์ SLA ต้องทำความสะอาดเพิ่มเติมและบ่มขั้นตอนหลังการพิมพ์; พอลิเมอที่เกิดขึ้นในถังไม่สมบูรณ์ด้วยเรซิน unreacted ที่เหลือภายในพิมพ์ การอาบน้ำการพิมพ์ในแสงยูวีเข้มสูงเสร็จสิ้นกระบวนการและแข็งตัวพิมพ์
เติมขึ้นเมื่อถั่วเหลือง
ระหว่างริเริ่ม, โมโนเมอร์สีและอาจยับยั้ง SLA เรซินแล้วดูเหมือนชงแม่มดของสารเคมี แต่เรายังไม่ได้ทำ เรซินไม่ค่อยเพียงแค่ใช้โมโนเมอร์แทนการใช้การผสมผสานพิเศษของโมโนเมอร์และ oligomers – โซ่สั้น ๆ ของโมโนเมอร์ก่อน polymerized เพิ่ม oligomers เข้าไปในยางมีแนวโน้มที่จะเพิ่มความเร็วในพอลิเมอโดยให้โซ่การเจริญเติบโตเริ่มต้นหัว นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มที่จะเพิ่มความหนืดของเรซินเพื่อที่ว่ามันไม่ไหลและไม่โคลนรอบในการสร้างถังและได้รับฟองอากาศ
อีกหนึ่งนอกจากนี้ร่วมกันเพื่อเรซิน SLA เป็นตัวเชื่อมโยงข้าม ข้าม Linkers เป็นสารประกอบที่สามารถสร้างการเชื่อมต่อระหว่างสองหรือการเจริญเติบโตมากขึ้นโซ่ลิเมอร์ การเชื่อมโยงข้ามแนวโน้มที่จะทำให้ห่วงโซ่ลิเมอร์เข้ามากขึ้นของโครงสร้างเมทริกซ์ยืมความแข็งแรงและความแข็งแกร่งให้กับผลิตภัณฑ์ในขั้นสุดท้าย การเชื่อมโยงข้ามยังสามารถเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุและแม้กระทั่งช่วยให้ copolymerization แตกต่างกันของโมโนเมอร์เช่นการเพิ่มยูรีเทนที่จะ acrylates เพื่อเพิ่มความเหนียวและความยืดหยุ่น
บางเรซิน SLA ยังมีวัสดุฟิลเลอร์ ฟิลเลอร์มีความรักกันในพลาสติก – มากของตาราง 40 ท่อพีวีซีมีหินปูนผงตัวอย่างเช่น ในเรซิน SLA ฟิลเลอร์ที่มีการเพิ่มจำนวนมากขึ้นพลาสติกโดยการกรอกช่องว่างระหว่างเส้น cross-linked ของโพลิเมอร์ จำนวนมากของใหม่“เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม” SLA เรซินจะมาอ้างว่าจะทำจากถั่วเหลืองและในขณะที่เป็นความจริง – อย่างน้อยสำหรับบางเรซิน – ยังคงมีจำนวนมากของวัสดุที่ใช้ในเรซินที่ชัดเจนไม่ได้มาจากถั่วเหลือง และน้ำมันถั่วเหลืองที่อยู่ในนั้นเป็นจริงเพียงฟิลเลอร์ – โดยไม่ต้องโมโนเมอร์อะคริเลตและขวางจดทะเบียน photoinitiator เรซินจะสวยไร้ประโยชน์
เช่นเดียวกับแม่ใช้ในการให้? น้ำมันถั่วเหลืองอิพอกไซด์ (ESBO) ใช้เป็นพลาสติในพลาสติกจำนวนมาก มันทำโดยการรักษาไม่อิ่มตัวไตรกลีเซอไรด์ถั่วเหลืองเปอร์ออกไซด์การแปลงพันธะคู่ C = C ถึง epoxides ที่มา: จากเอ็ดโดเมนสาธารณะผ่านทางมีเดียคอมมอนส์
ไม่เพียง แต่สำหรับการพิมพ์
ในขณะที่เราได้ความเข้มข้นส่วนใหญ่ใน SLA พิมพ์เรซินนี่ที่ห่างไกลจากโปรแกรมเฉพาะสำหรับ photopolymers หากคุณมีฟันที่เต็มไปเวลาใด ๆ ในช่วงสามทศวรรษหรือดังนั้นโอกาสที่ดีที่หมอฟันของคุณใช้ photopolymer ที่มีโมโนเมอร์ทาคริเลตและหายด้วยใยแก้วนำแสงไม้เรียวว่าแสงยูวีที่ปล่อยออกมา พิมพ์ผู้ผลิตแผงวงจรทำให้การใช้งานกว้างของ photopolymers ทั้งในการเคลือบสารไวแสงที่จะใช้ในการแกะสลักไม้และในหน้ากากประสานที่นำไปใช้กับคณะกรรมการ Photopolymers ยังใช้สำหรับการกำบังในระหว่างกระบวนการ photolithographic มีส่วนร่วมในการผลิตแผงวงจรไฟฟ้า