紫外光如何成为快速发展的3D打印技术的一部分?

尽管3D打印技术已经在工业应用中使用了多年,但毫无疑问,它将在未来得到更进一步发展和实施。

3D打印颅骨

一般来说:3D打印机可以高精度复制任何尺寸的任何图形。事实上,制作一个设计可能需要花费几个小时(时长取决于尺寸),与工程师或产品设计师自己进行原型制作相比,它消耗的时间要少得多,成本效益也高得多。这是因为3d打印可以从多种材料中创建,如聚合物,树脂和各种金属等。

3D打印机的工作原理是逐层地构建所需的化合物(树脂、聚合物或金属),直到图层合并成所需的3D形状。由于打印机依赖于计算生成的3D模型,因此在开始打印之前必须完成主要的准备工作。

3D打印主要有四种方式:熔融沉积建模(FDM)、立体光刻(SLA)、碳CLIP技术(CLIP代表连续液体界面生产)和选择性激光烧结(SLS)。根据所用化合物的类型,干燥或固化的类型会有所不同。从上述技术来看,SLA和CLIP是采用光敏树脂的技术。通常使用激光或UV-LED灯。激光可用于所有材料,而UV-LED灯可用于树脂、凝胶和特殊聚合物。

更详细地了解UV工艺:使用3D打印机时要记住的非常重要的因素之一是化合物的固化,因为如果工件表面尚未干燥,就不可能继续使用原材料。通过紫外线照射复合材料,复合材料在聚合时变硬,从而允许更多的材料被施加在更多的层中。

根据波长和材料特性的不同,紫外曝光时间直接决定了树脂的聚合过程或固化。同样重要的是要考虑哪种树脂更适合打印机。紫外线固化中常见普遍使用的聚合物树脂是热塑性聚合物,如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚乳酸(PLA)、聚酰胺(PA)和聚碳酸酯(PC),以及热固性聚合物,如环氧树脂,它们需要热固化或紫外光辅助固化来完成其聚合过程。

金属材料通常不能通过紫外光源固化,因为它们需要一个能够落在小区域上的更集中的电源。因此,激光技术更常用于金属加工。

除了已经提到的在打印时的树脂固化外,紫外线还进一步用于成型形状的后处理。该程序旨在改善材料性能和机械性能,更大限度地减少收缩、增加阻力或弹性等。

但是,为什么要在3D行业中使用LED光源呢?如前所述,LED灯需要较低的能源就能运行,而在目前的行业中,电价在运营成本中占很大份额,这是一个必须考虑的因素。此外,LED光源非常紧凑,因此易于放置,特别是在类似桌面3D打印机的这种小型设备中。




参考文献:

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