第31卷第1期高校化学工程学报No.1 V ol.31 2017 年 2 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Feb. 2017文章编号：1003-9015(2017)01-0191-06
3D打印光敏树脂的性能研究
钱波, 王明义, 刘志远, 李腾飞
(华东理工大学机械与动力工程学院, 上海200237)
摘要：二氧化硅由于不参与化学反应，适量加入可以降低树脂固化物的体积收缩率和热膨胀系数，还可以提高树脂
固化物的力学性能。但是，二氧化硅在树脂中的含量多少仍是3D打印树脂配方中未解决的一大问题。通过对比填充
SiO2为0%、0.1%、0.5% 、1%、1.5%、2% 树脂的二氧化硅分散程度以及测量样品的质量指标：胶凝含量、储能模量
和损耗模量，进而确定二氧化硅最优含量。SEM结果表明：SiO2在树脂中的分散效果随含量的增加而下降。通过对比
不同样本的凝胶含量可知：随SiO2填充量的增加，样本的凝胶含量逐渐下降。通过比较储能模量和损耗模量可知：随
着SiO2填充量的增加，样本力学性能呈先增加，后减小的趋势。当其含量在1% 时，样本成型的力学性能最优。综合
考虑二氧化硅在树脂中的分散特性，对于树脂的固化率和成型质量的影响，确定SiO2最优填充量为1.0%。最后，基
于最优SiO2填充量的树脂配方进行3D打印试验，结果表明3D打印的成型试件能够完整地制作出高度大于10 mm以
上的部件。
关键词：3D打印；光敏树脂；二氧化硅；性能测试
中图分类号：Q813.11 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-9015.2017.01.027
Research on Photosensitive Resins for 3D Printing
QIAN Bo, WANG Ming-yi, LIU Zhi-yuan, LI Teng-fei
(School of Mechanical and Power Engineering, East China University of Science and Technology,
Shanghai 200237, China)
Abstract: SiO2 can reduce volume shrinkage/thermal expansion coefficient and improve mechanical properties of cured resins, as it does not react with resins. However, the optimum amount of SiO2 in resin is still
a problem for the preparation of resins for 3D printing. This study compared SiO2 dispersion and other
properties (gel content, storage modulus and loss modulus) of samples containing 0%, 0.1%, 0.5%, 1%, 1.5% and 2% SiO2, respectively, and the optimal content of SiO2 was determined. SEM results show that SiO2 dispersion becomes worse when SiO2 content increases. The sample gel content gradually decreases with the increase of SiO2. Moreover, the mechanical properties increase first and then decrease, which shows the best performance when SiO2 content is 1%. Finally, 3D printing was studied using the 1% SiO2 sample, and the result shows that components with over 10 mm height can be produced.
Key words: three-dimensional printing; resin formulation; silicon dioxide; performance test
1 前言
光固化立体成型技术(SLA)是3D打印成型技术的一种，其具有成型零件质量好、精度高等优点，因而发展非常快速。
采用光固化立体成型技术的样品，其成型质量与光照时间、光照强度、树脂配方有直接关系，其中，树脂配方是影响固化成型质量的关键因素。
为了提高光敏树脂的成型质量，国内外许多学者对于光敏树脂配方进行了研究。如刘甜等[1]合成了
收稿日期：2016-02-14; 修订日期：2016-06-20。
基金项目：北京市自然科学基金 (3132007)；国家自然科学基金 (21206152)。
作者简介：钱波(1979-)，男，湖北襄阳人，华东理工大学副教授，博士。通讯联系人：钱波，E-mail：qianbo@https://www.doczj.com/doc/1e7313290.html,
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