一种光固化3DP实体材料树脂

光固化树脂单体-概述说明以及解释1.引言1.1 概述光固化树脂单体是一种特殊的树脂材料，它可以在受到紫外光或电子束照射的情况下迅速固化成固体。

这种固化方式相比传统的热固化或化学固化方式具有更快的速度和更高的效率。

光固化树脂单体广泛应用于3D 打印、涂料、粘合剂、印刷等领域，其在精密制造和快速生产中发挥着重要作用。

本文将对光固化树脂单体的定义、特点、应用领域、优势和挑战进行详细介绍，以期为读者带来全面的了解和深入的思考。

希望通过本文的阐述，读者可以更好地认识光固化树脂单体的潜力和发展趋势，为相关领域的研究和实践提供有益的启示和支持。

文章结构部分主要包括了本文的整体结构和组织方式。

在本篇关于光固化树脂单体的长文中，文章结构如下：1. 引言：介绍文章的主题和内容，包括概述、文章结构和目的。

1.1 概述：简要介绍光固化树脂单体的背景和重要性。

1.2 文章结构：详细描述文章的组织结构和框架。

1.3 目的：阐述撰写本文的目的和意义。

2. 正文：详细讨论光固化树脂单体的定义、特点、应用领域、优势和挑战。

2.1 光固化树脂单体的定义与特点：介绍光固化树脂单体的定义和其具有的特征。

2.2 光固化树脂单体的应用领域：探讨光固化树脂单体在不同领域的应用和发展现状。

2.3 光固化树脂单体的优势与挑战：分析光固化树脂单体相比传统材料的优势和面临的挑战。

3. 结论：总结全文的主要内容和观点，并对未来发展进行展望。

3.1 总结：概括本文所介绍的光固化树脂单体的重要内容。

3.2 展望：展望光固化树脂单体在未来的应用前景和发展方向。

3.3 结论：总结全文，强调光固化树脂单体的重要性和价值。

1.3 目的光固化树脂单体作为一种新型材料，在工业生产及科研领域中具有广泛的应用前景。

本文的目的在于探讨光固化树脂单体的基本特点，介绍其在不同领域的应用情况，并分析其在未来发展中可能面临的挑战。

通过本文的阐述，旨在为读者提供对光固化树脂单体这一材料的全面了解，以促进其在各个领域的更广泛应用和发展。

3d打印原材料
3D打印是一种先进的制造技术，其使用的原材料也多种多样。

下面将介绍一些常见的3D打印原材料。

1. 塑料：塑料是最常用的3D打印原材料之一，因其成本低、
可塑性好、适用性广泛而受到广泛使用。

常见的塑料原材料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等。

这些
塑料原材料可以通过熔融沉积建造（FDM）等3D打印技术进
行打印。

2. 金属：金属是用于3D打印的另一种常见原材料。

金属材料
的3D打印通常使用选择性激光熔化（SLM）或电子束熔化（EBM）技术。

常见的金属原材料有铝合金、钛合金、镍合
金等。

金属3D打印可用于制造精密零部件、航空航天部件、
医疗器械等。

3. 树脂：树脂是一种适用于光固化3D打印技术的材料。

树脂
材料通过紫外线照射使其固化成为实体物体。

树脂3D打印常
用于制造精密模型、珠宝、工艺品等。

常见的树脂原材料有丙烯酸树脂、环氧树脂等。

4. 食品：食品3D打印是一种创新的应用，它可以将食材打印
成具有特定形状和结构的美食。

食品原材料通常是可食用的材料，如巧克力、糖果、饼干等。

5. 纺织品：纺织品3D打印可以将纤维材料打印成各种纺织品。

这种技术可以用于制造定制的服装、鞋类、家居用品等。

常见
的纺织品原材料有丝绸、棉、尼龙等。

总的来说，3D打印的原材料种类丰富多样，包括塑料、金属、树脂、食品和纺织品等。

随着3D打印技术的不断发展，相信
将有更多种类的3D打印原材料被开发和应用。

光固化3D打印技术及光敏树脂的开发与应用一、本文概述随着科技的飞速进步，3D打印技术已经逐渐渗透到我们生活的各个角落，成为了现代制造业中的一股重要力量。

其中，光固化3D 打印技术以其高精度、高效率和高材料利用率等优点，受到了广泛的关注和应用。

作为光固化3D打印技术的核心材料，光敏树脂的研发和应用同样具有重要意义。

本文将对光固化3D打印技术及其核心材料光敏树脂的开发与应用进行深入探讨，旨在全面解析这一技术的原理、发展历程、现状和未来趋势，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。

文章将首先介绍光固化3D打印技术的基本原理和特点，然后回顾其发展历程和现状，分析当前存在的挑战和问题。

接着，文章将重点介绍光敏树脂的开发过程，包括其化学成分、性能优化以及制备方法等方面的内容。

文章还将探讨光敏树脂在光固化3D打印技术中的应用，包括其在不同领域中的具体应用场景、优势以及存在的限制等。

文章将展望光固化3D打印技术和光敏树脂的未来发展趋势，为相关领域的研究和应用提供启示和建议。

通过本文的阐述，读者可以对光固化3D打印技术及光敏树脂的开发与应用有一个全面而深入的了解，为相关领域的研究和发展提供有益的参考和借鉴。

二、光固化3D打印技术原理光固化3D打印技术，又称为立体光刻（SLA）或光敏树脂3D打印，是一种基于光聚合反应原理的增材制造技术。

其工作原理主要依赖于特定波长的紫外光或可见光照射光敏树脂，引发树脂中的光引发剂产生自由基或离子，进而引发树脂单体间的聚合反应，从而完成从液态到固态的转变。

在光固化3D打印过程中，首先通过计算机辅助设计（CAD）软件创建并优化三维模型。

随后，这个模型被切片软件分割成一系列薄层，每一层都代表打印对象的一个横截面。

然后，这些数字切片被转换为光固化3D打印机的指令，控制打印头的移动。

打印开始时，打印平台下降至距离树脂液面恰好的位置，紫外光源（通常是激光或LED光源）根据切片数据照射到树脂表面，选择性地固化树脂。

液态树脂光固化3d打印技术原理
液态树脂光固化3D打印技术，也称为光固化3D打印或SLA （Stereolithography）技术，是一种基于液态光敏树脂的3D打
印技术。

以下是液态树脂光固化3D打印技术的原理：
1. 光敏树脂：使用光敏树脂作为材料。

这种树脂可以通过紫外线照射引发光化学反应，使其固化成实体物体。

2. 光源：使用紫外线激光器或LED光源作为光固化的源。

这
些光源会发射具有特定波长（一般为365 nm至405 nm）的紫
外线光束。

3. 光固化过程：当液态光敏树脂受到紫外线照射时，树脂中的光敏分子被活化，发生光化学反应。

这个反应会引发单体分子或聚合物链之间的交联反应，使树脂分子逐渐固化成固体结构。

4. 建立物体层：3D打印机中有一个平台，将液态光敏树脂倒
入其中。

平台会缓慢地被往上移动，将光源的光束照射到树脂层上。

当光束照射到树脂上时，被照射到的部分会固化成固体。

然后，平台会再次下降，准备下一层的打印。

5. 循环重复：持续不断地重复上述步骤，直到整个物体被打印完成。

每一层都是通过照射和固化液态树脂完成的，通过叠加这些层逐渐建立起最终的3D打印物体。

液态树脂光固化3D打印技术具有高精度、细节丰富和快速的特点。

它在快速原型制作、医疗器械、珠宝、工业设计等领域有广泛应用。

光固化3D打印用光敏树脂的研究进展潘港元;伍志勇;杨桂珍;贾永梅;刘培炼;李建鹏;袁爽;余彪;张军【摘要】光固化3D打印具有能耗小、成本低、精度高、表面光滑以及可重复性好,已经开始广泛应用于航空航天、汽车、模具制造、珠宝设计和医疗等领域.通过30年的发展,光固化3 D打印已经发展出了立体光刻成型(SLA)、数字投影(DLP)、三维打印黏结成型(3DP)和连续液面生长(CLIP)等技术.作为其打印材料,3 D打印用光敏树脂也得到长足的发展,该文主要从3 D打印用光敏树脂中单体的角度,综述了其研究进展,并对其未来的发展作了一定的展望.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2019(048)004【总页数】6页(P116-120,33)【关键词】光固化;3D打印;光敏树脂【作者】潘港元;伍志勇;杨桂珍;贾永梅;刘培炼;李建鹏;袁爽;余彪;张军【作者单位】岭南师范学院新材料研究院,广东湛江524048;岭南师范学院化学化工学院,广东湛江524048;岭南师范学院新材料研究院,广东湛江524048;岭南师范学院化学化工学院,广东湛江524048;岭南师范学院新材料研究院,广东湛江524048;岭南师范学院新材料研究院,广东湛江524048;岭南师范学院化学化工学院,广东湛江524048;岭南师范学院化学化工学院,广东湛江524048;岭南师范学院新材料研究院,广东湛江524048;广州合成材料研究院有限公司,广东广州510665;岭南师范学院新材料研究院,广东湛江524048;岭南师范学院化学化工学院,广东湛江524048;岭南师范学院新材料研究院,广东湛江524048【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1+4光固化3D打印是目前打印精度和商业化程度最高的快速成型技术之一。

它具有诸多优点，如能耗小、成本低、精度高、表面光滑以及可重复性好，已经开始广泛应用于航空航天、汽车、模具制造、珠宝设计和医疗等领域。

光敏树脂液相固化成型技术董帅江摘要：光敏树脂液相固化成形（Stereolithgraphy，简称SL）属于先进制造技术范畴，机械工程学科非传统加工工艺(或称为特种加工)。

它通过叠加成型方法可以自动而迅速地将设计的三维CAD模型转化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零件。

与传统的制造方法相比，它具有生产周期短，成本低的优势，并且可以灵活地改变设计方案，实现柔性生产，在新产品的开发中具有广阔的应用前景。

关键字：光敏液相固化法，概述，工艺原理，系统组成，工艺特点1、光敏液相固化工艺——概述光敏树脂液相固化成形，也称立体光刻（SLA）或光固化立体造型，于1984年由Charles Hull提出并获美国专利。

1988年美国3D System公司推出世界上第一台商品化快速成形设备SLA-250。

，由激光器发出的紫外光,经光学系统汇集成一支细光束,该光束在计算机控制下，有选择地扫描液体光敏树脂表面,利用光敏树脂遇紫外光凝固的机理.一层一层地固化光敏树脂,每固化一层后,工作台下降一精确距离,并按新一层表面几何信息使激光扫描器对液面进行扫描,使新一层树脂固化并粘在前一层已固化的树脂上,如此反复.直至制作生成该零件实体模型。

能够自动制作出各种加工方法难以制作的复杂立体形状，在制造领域具有划时代的意义。

2、光敏液相固化——工艺原理SLA工艺是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。

这种液态材料在一定波长（λ=325nm）和功率（P=30MW）的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应，分子量急剧增大，材料就从液态转变成固态。

3、光敏液相固化——系统组成由激光器、激光束扫描装置、光敏树脂、液槽、升降台和控制系统等组成。

(1)激光器大多采用紫外光式两种类型：一种是氦-镉（He-Cd）激光器。

一种低功率激光，以氦气和镉蒸气的复合气体作为工作物质，生成可见紫外激光射线，输出功率15~50mW，波长325nm，激光器寿命2000h；另一种是氩离子（Ar+）激光器，低功率激光光源，氩气为工作物质，输出功率100～500MW，波长351～365nm。

文章编号:１００１-９７３１(２０１４)２４-２４１００-０５一种３D打印立体光刻快速成型光敏树脂的制备及性能研究∗黄笔武,谢王付,杨志宏(南昌大学材料科学与工程学院,南昌３３００３１)摘要:报道了一种应用于３D打印立体光刻快速成型的３DPSL-１型光敏树脂制备方法,并对该光敏树脂性能进行了研究.研究结果表明,该光敏树脂透射深度(D p)为０．１４mm,临界曝光量(E C)为１４．１mJ/cm２,３０ħ时,黏度为３５９mPa㊃s.在２５ħ,３DPSL-１型光敏树脂密度为１．１７g/cm３,固化后的密度为１．２１g/cm３,固化体积收缩率为３．３１％.该光敏树脂固化物样条拉伸强度为２１．０MPa,弹性模量为１１０８．２MPa,断裂伸长率为１０．６％,该固化物的玻璃化温度为４７ħ.把该光敏树脂作为打印材料应用于３D打印立体光刻快速成型设备上制作了活动钳子这个零件,其制作效果较好.该光敏树脂的研制将对推动国内３D打印立体光刻快速成型技术的进一步发展起到较好的积极作用.关键词: ３D打印;立体光刻快速成型;光敏树脂;性能;紫外激光中图分类号: TN２４９文献标识码:A DOI:１０．３９６９/j．issn．１００１-９７３１．２０１４．２４．０２１１引言３D打印也可称为增材制造技术[１-３],３D打印的出现使制造复杂零件变得简单和快捷.目前,比较成熟的３D打印工艺[４-６]主要有 熔丝沉积快速成型 , 纸叠层快速成型 , 选择性激光烧结快速成型 和 立体光刻快速成型 .最早㊁最广泛用于工业上的３D打印工艺是立体光刻快速成型[７-８],它是利用计算机控制紫外激光在光敏树脂液面上按二维截面的形状逐点扫描,使树脂固化,固化后的树脂便形成一个二维图形,如此逐层扫描,固化,最终即可得到完整的三维实体(俗称:零件)[９],其工艺原理见图１.零件质量的好坏主要取决于光敏树脂性能的好坏,开发性能好的光敏树脂是３D打印立体光刻快速成型技术研究热点[１０].３D打印立体光刻快速成型技术的光敏树脂实际上是紫外光固化树脂应用的进一步延伸,紫外光固化树脂的制备和性能国内外研究报道颇多[１１-１３].在国外应用于３D打印立体光刻快速成型的光敏树脂发展到现在大致可分为两种类型,早期即１９８８~１９９５年商品化的立体光刻快速成型光敏树脂是自由基型光敏树脂,它的光敏预聚物是丙烯酸酯预聚物,它的引发剂是自由基型引发剂.自由基型引发剂在紫外光的作用下分解出自由基,自由基引发丙烯酸酯的π键(也称为双键)断裂,分子间一个接一个的互相聚合,成为分子量较大的高分子化合物.自由基型光敏树脂的主要优点是光敏性好,但聚合时收缩率较大,制造的零件精度差,易翘曲变形,精度难于满足要求,最终还是逐渐被自由基-阳离子混杂型光敏树脂所取代.１９９５年以后的商品化的３D打印立体光刻快速成型光敏树脂,它的光敏预聚物既含有丙烯酸酯又含有环氧树脂,它的光敏引发剂既含有自由基型引发剂又含有阳离子型引发剂,自由基型引发剂在紫外光的作用下分解出自由基引发丙烯酸酯聚合,阳离子型引发剂在紫外光的作用下分解出质子酸,质子酸引发环氧树脂进行开环聚合,它的收缩率较丙烯酸酯的双键断裂聚合的收缩小,因此,这类自由基-阳离子混杂型光敏树脂制造的零件精度明显较自由基型光敏树脂好.现在,美国Huntsman公司和DSM SOMOS公司生产的光敏树脂即为自由基-阳离子混杂型光敏树脂[１４-１６].图１立体光刻快速成形工艺原理图Fi g１Stereolitho g ra p h y p rocess scheme在国内,生产３D打印立体光刻快速成型设备的单位主要有西安交通大学先进制造技术研究所㊁上海联泰公司和华中科技大学快速成型中心.这几个单位开发的立体光刻快速成型设备性价比已达到了美国３D S y stems公司的设备水平.但是,直到现在,和它们设备配套的光敏树脂仍然大部分需要进口美国公司的光敏树脂.在我国其它从事３D打印立体光刻快速成型工艺的公司,现在也基本上都是进口美国DSM SOMOS公司和Huntsman公司的光敏树脂,其进口价高达每公斤１４００元人民币.因此,对于３D打印立００１４２２０１４年第２４期(４５)卷∗基金项目:国家高技术研究发展计划(８６３计划)资助项目(２００２AA６Z３０８３);南昌市科技局基金资助项目(２０１３HZCG００７)收到初稿日期:２０１４-０５-１３收到修改稿日期:２０１４-０７-２４通讯作者:黄笔武,E-mail:hbw j xnc＠sina．com作者简介:黄笔武(１９６４－),男,湖南岳阳人,教授,博士,主要从事高分子功能材料研究.体光刻快速成型的光敏树脂进行研究,使之国产化,显得非常重要.本文报道了一种应用于３D打印立体光刻快速成型的３DPSL-１型光敏树脂制备方法,并对光敏树脂性能进行了研究.２实验２．１实验原料脂环族缩水甘油酯,TDE-８５,工业品,天津津东化工厂购买;双酚A型环氧树脂,E-５１工业品,无锡树脂厂购买;环氧丙烯酸酯,EA-６１２,工业品,上海树脂厂购买;脂环族环氧树脂,ERL-４２２１,美国道化学公司购买;１,４-环己基二甲醇二乙烯基醚,CHDMDVE,上海聚瑞公司购买;聚丙二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯, PPGDEA,本实验室自己合成;引发剂三芳基锍鎓六氟锑酸盐(Ar３SS b F６),UV-６９７６,美国道化学公司购买;引发剂安息香二甲醚,BDK(Radical Initiator),上海紫一试剂厂.２．２实验仪器与设备HRPLA-I型３D打印立体光刻快速成型设备,武汉滨湖机电技术产业有限公司制造,其中,所采用的是N dʒYVO４固体激光器,它的发射波长为３５４．７nm,由德国公司制造;紫外光固化箱,功率５００W,武汉滨湖机电技术产业有限公司制造;NDJ-１A型旋转黏度计,上海安德仪器设备公司制造;TMA７型热机械性能分析仪,美国Perkin-Elmer公司制造;电子拉力试验机,深圳市瑞格尔仪器有限公司制造.２．３ ３DPSL-１型光敏树脂的制备在装有搅拌器﹑回流冷凝管和温度计的５０００mL的特制三口烧瓶中,依次加入一定量的TDE-８５,E-５１,EA-６１２,ERL-４２２１,CHDMDVE, PPGDEA,UV-６９７６和BDK,加热﹑搅拌,直至成为淡黄色透明黏状液体,此液体即为光敏树脂,现命名为３DPSL-１型.３结果与讨论３．１ ３DPSL-１型光敏树脂的黏度黏度是衡量光敏树脂可流动性㊁可加工性能的一个重要指标.适中的光敏树脂黏度有利于提高制作速度和制件的精度.利用NDJ-１A型旋转黏度计对３DPSL-１型光敏树脂进行了黏度测试,其测试结果见图２.从图２可知,３DPSL-１型光敏树脂随着温度的升高,黏度逐渐变小,在３０ħ时的黏度值为３５９mPa㊃s.这说明３DPSL-１型光敏树脂黏度适中,流动性好,适合于作为３D打印立体光刻快速成型的光敏树脂.图２温度的变化对光敏树脂黏度的影响Fi g２Influence of tem p erature on the p hotosensitive resin viscosit y３．２ ３DPSL-１型光敏树脂的固化体积收缩率从分子角度讲,光敏树脂的固化过程是从小分子体向长链大分子的聚合体转变的过程,其分子结构发生很大变化,因此,固化过程中的收缩是必然的.光敏树脂的密度和体积收缩率也是光敏树脂的重要物性指标.光敏树脂的固化体积收缩率与固化成型零件的内应力有着密切的关系:光敏树脂固化时体积收缩率大,则成型零件的内应力大,成型零件易翘曲变形;光敏树脂固化时体积收缩率小,则成型零件的内应力小,成型零件不易翘曲变形,成型零件精度高.利用比重瓶法[１７]在２５ħ下对此３DPSL-１型光敏树脂固化前㊁后的密度进行了测试,其测试结果为密度１．１７g/cm３,固化后的密度为１．２１g/cm３,则体积收缩率S v＝[(ρ２－ρ１)/ρ２]ˑ１００％＝[(１．２１－１．１７)/１．２１]ˑ１００％＝３．３１％,其值小于一些文献[１８-２０]所报道的光敏树脂的固化体积收缩率,这说明用该光敏树脂来制作零件将能保持较高的精度.本文报道的这种应用于３D打印立体光刻快速成型的３DPSL-１型光敏树脂实际上为一种自由基 阳离子混杂型光敏树脂,它既含有丙烯酸酯又含有环氧树脂和环氧化合物.其中自由基引发剂安息香二甲醚受到紫外激光辐射后,分解出自由基,此自由基引发丙烯酸酯聚合,其固化机理见Scheme１.其中阳离子引发剂三芳基锍鎓六氟锑酸盐受到紫外激光辐射后,分解出强质子酸,此强质子酸引发环氧树脂和环氧化合物聚合,其固化机理见Scheme２.Scheme１The mechanism of radical initiatin g acr y late p ol y merization １０１４２黄笔武等:一种３D打印立体光刻快速成型光敏树脂的制备及性能研究Scheme ２The mechanism of Ar ３SS b F ６initiatin g e p ox y resin p ol y merization３．３ ３DPSL-１型光敏树脂的临界曝光量和透射深度不同的光敏树脂具有不同的透射深度(D p )和临界曝光量(E C ),透射深度和临界曝光量是光敏树脂的特性常数.３D 打印立体光刻快速成型制作工艺参数的选定必须以它们作为依据,即３D 打印立体光刻快速成型设备的紫外激光照射到光敏树脂液面的能量(E o )必须大于临界曝光量(E C ),E o ＞E c ;设备工作台下移一个层厚的距离(分层厚度d )必须小于透射深度(D p ),D p ＞d .根据文献[２１]所述方法,对该光敏树脂进行D p 和E C 测定.３．３．１ 紫外激光照射光敏树脂的光固化方程液态光敏树脂对紫外光的吸收通常遵循Beer-Lambert 定理,紫外激光照射到光敏树脂液面上也毫不例外地符合Beer-Lambert 定理,即紫外激光的能量也沿照射深度成负指数衰减[２２],即E (Z )＝E o ex p (－z /D p )(１) 式中,E o 为紫外激光照射到液面的能量密度;E (z )为透过到Z 深度的激光能量密度;D p 为透射深度,它是光敏树脂固有的参数,表示对紫外激光吸收性能的强弱,D p 越小,表明树脂对紫外激光吸光越强.当液态光敏树脂接受的紫外光的曝光量(E )超过一定的阀值即临界曝光量(E c )后,即当E o ex p (－Z /D p )ȡE c (２) 光敏树脂会发生相变,从液态变为固态,此时,Z ɤD p ln E o /E c ),等号左边的Z 为固化深度,设其值为C d ,则固化深度C d ＝D p ln E o /E c )(３)这一公式描述了一定的曝光量下树脂的固化深度,进一步可写为C d ＝D p lnE o －D p ln E c (４)式(４)为紫外激光照射光敏树脂的光固化方程.从式(４)可知,如果以ln E o 为横坐标,C d 为纵座标,则光固化方程是一条直线,直线的斜率为D p ,直线与ln E o 轴的交点为ln E c .为了曝光量的计算方便,本文采用平面扫描的方法.平面扫描指扫描一个区域时,扫描线之间充分重叠,从而使曝光区域的曝光均匀.一般可设置扫描线之间的距离小于紫外激光器所发出的激光光斑半径(０．１mm )即可实现,不难得出液态光敏树脂液面上的平均曝光量的计算公式为E o ＝P L /(V S ˑh S )P L 表示到达光敏树脂液面时紫外激光的功率,V S 表示紫外激光的扫描速率,h S 表示紫外激光的扫描间距.从一系列的已知的P L ㊁V S 和h S 值以及测得的C d 值,绘制C d 与ln E o 的工作曲线,即可求得E c 和D p 值.利用HRPL-I 型３D 打印立体光刻快速成型设备仪,在实验条件为:P L ＝９５mW ,h S ＝０．０８mm ,３DPSL-１型光敏树脂工作温度３０ħ,V S ＝２０００~５５００mm /s .平面扫描制作一层厚的２５mm ˑ２５mm 正方形薄片,乙醇清洗,再放入功率为４００mW 的紫外箱后固化３０min ,测其薄片层厚.所测得的数据见表１.表１ 扫描速度和曝光量对固化层厚的影响Table １Effect of scannin g s p eed and ex p osure ener gy on the cured la y er thicknessn１２３４５６７８V s /mm ㊃s －１２０００２５００３０００３５００４０００４５００５０００５５００E o /mJ ㊃cm －２５９．４４７．５３９．６３３．９２９．７２６．４２３．８２１．６ln E o ４．０８３．８６３．６８３．５２３．３９３．２７３．１７３．０７C d /mm０．２００．１７０．１４０．１２０．１００．０８０．０６０．０４注:V s 表示激光扫描速度,C d 表示固化层厚,E o 表示光敏树脂的液面曝光能量.根据表１数据,结合式(４),可绘出固化深度C d 与曝光量ln E o 的关系图,见图３.从图３可知,C d 与ln E o 成线性关系即成直线关系,直线的斜率为D p ,直线与横坐标轴的交点为E c ,从而可得到,D p ＝０．１４mm ,E c ＝１４．１mJ /cm ２,也就是说,３DPSL-１型光敏树脂的特性参数:临界曝光量为１４．１mJ /cm ２,透射深度为０．１４mm .根据３D 打印立体光刻快速成型设备运行制作零件时,所设定的分层厚度(d )这个工艺参数必须小于光敏树脂透射深度(D p )这个条件,对于用３DPSL-１型光敏树脂为原材料制作零件,HRPLA-I 型３D 打印立体光刻快速成型设备运行时,设定的分层厚度(d )可设为０．１０mm ,而不能设为０．２０mm .２０１４２２０１４年第２４期(４５)卷图３光敏树脂的曝光能量自然对数与固化深度的关系曲线Fi g３Relationshi p curve between ex p osure ener g ies natural lo g arithm and thickness of la y ers forthe p hotosensitive resin３．４ ３DPSL-１型光敏树脂固化物的力学性能用３DPSL-１型光敏树脂为原材料,根据AST-MD６３８标准,利用HRPLA-I型立体光刻快速成型设备,参照所测定出来的临界曝光量和透射深度值,设定设备的运行参数P L＝９５mW,h S＝０．０８mm,d＝０．１０mm,V S＝４０００mm/s,光敏树脂工作温度３０ħ,制作了５根测试样条.把这５根测试样条,从HRPLA-I型立体光刻快速成型设备的液槽中取出后,放入紫外烘箱中固化９０min,对此进行拉伸测试.所制备样条,见图４.所测试的力学性能数据,见表２.图４ 力学性能拉伸测试件Fi g４Parts for testin g mechanical p ro p erties表２样品拉伸力学性能测试数据Table２Data of tensile mechanical p ro p erties for the s p ecimensNo．１２３４５Tensile stren g th/MPa２２１９２５２１１８Tensile modulus/MPa１１０６１０７３１２０７１０９４１０６１Elon g ation/％１０．８１０．３１１．０１０．６１０．１注:测试温度３０ħ,拉伸速度２０mm/min.从表２可得,在温度３０ħ,所制样条的拉伸强度平均值为２１．０MPa,弹性模量平均值为１１０８．２MPa,断裂伸长率平均值为１０．６％,这说明３DPSL-１型光敏树脂固化物在此温度具有较好的机械性能,制作的零件将具有一定的强度.３．５ ３DPSL-１型光敏树脂固化物的热性能玻璃化转变是高聚物的一种普遍现象.在高聚物发生玻璃化转变时,许多物理性能都发生了急剧的变化,特别是力学性能.在只有几度范围的转变温度区间前㊁后,模量将改变１~２个数量级,使材料从坚硬的固体,可能突然变成柔软的弹性体,完全改变了材料的使用性能.光敏树脂固化物的玻璃化温度(T g)也是光敏树脂的一个重要物性参数,因此,测定３DPSL-１型光敏树脂固化物的玻璃化温度非常重要.利用TMA７型热机械性能分析仪,采用针入型热机械分析法来测量了３DPSL-１型光敏树脂固化物的玻璃化温度,其温度-形变曲线图,见图５.图５光敏树脂固化物的热机械性能分析曲线图Fi g５Thermomechanical anal y sis g ra p h of the cured resin s p ecimen从图５可知,这种３DPSL-１型光敏树脂固化产物的玻璃化温度为４７ħ.这说明这种光敏树脂固化产物在４７ħ以下呈现玻璃态,这种光敏树脂成型件在４７ħ以下将具有一定的机械强度.３．６制作零件以３DPSL-１型光敏树脂为材料,参考所测得的临界曝光量和透射深度这两个参数,利用HRPL-I型设备,把工作条件设定为激光功率P L＝９０mW,扫描间距h s＝０．０７mm,激光扫描速度V s＝４５００mm/s,分层厚度d＝０．１００mm,盛装光敏树脂的液槽温度为３０ħ,制作了活动钳子零件,见图６.图６活动钳子Fi g６A flexible p liers图６所示的制作件,它的尺寸与计算机CAD软件设计尺寸吻合,且制作轮廓清晰.这说明３DPSL-１型光敏树脂作为３D打印立体光刻快速成型材料,其应用效果好.４ 结论用脂环族缩水甘油酯TDE-８５,双酚A型环氧树脂E-５１,环氧丙烯酸酯EA-６１２,脂环族环氧树脂ERL-４２２１,１,４-环己基二甲醇二乙烯基醚CHDMD-VE,聚丙二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯PPGDEA,引发剂三芳基锍鎓六氟锑酸盐UV-６９７６和引发剂安３０１４２黄笔武等:一种３D打印立体光刻快速成型光敏树脂的制备及性能研究息香二甲醚BDK为原料制备了一种用于立体光刻快速成型的３DPSL-１型光敏树脂.对此光敏树脂性能进行了研究,其结果表明该光敏树脂黏度适中,光敏性较好,其固化物体积收缩率小,且具有较好力学性能和热性能.该光敏树脂作为３D打印立体光刻快速成型材料将具有较好地应用前景.参考文献:[１] Vassilios Canellidis,John Giannatsis,Vassilis Dedoussis．Efficient p arts nestin g schemes for im p rovin g stereo-litho g ra p h y utilization[J]．Com p uter-Aided Desi g n,２０１３,４５(５):８７５-８８６．[２] Pati Fal g uni,Shim J H,Lee J S,et al．３D p rintin g of cell-laden constructs for hetero g eneous tissue re g eneration[J]．Manufacturin g Letters,２０１３,１(１):４９-５３．[３] Richard Bibb,Darren Thom p son,John Winder．Com p uted tomo g ra p h y characterisation of additive manufacturin gmaterials[J]．Medical En g ineerin g&Ph y sics,２０１１,３３(５):５９０-５９６．[４] Lan Hon g bo．Web-based ra p id p rotot yp in g and manufac-turin g s y stem:a review[J]．Com p uter in Industr y,２００９,６０(９):６４３-６５６．[５]Yan Yon g 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p re p ared with３DPSL-１t yp e p hotosensitive resin for３D p rintin g stereolitho g ra p h y techni q ue,and the p ro p erties of the p hotosensitive resin were investi g ated．The main p arameters of３DPSL-１t yp e p hotosensitive resin are as follows:the p enetration de p th(D p)was０．１４mm,the critical ex p osure(E c)was１４．１mJ/cm２,and the viscosit y at３０ħwas３５９mPa㊃s．At２５ħ,３DPSL-１p hoto-sensitive resin densit y was１．１７g/cm３,its UV-cured densit y was１．２１g/cm３,and the cured volume shrinka g e rate was３．３１％．The mechanical p ro p ert y and thermal p ro p ert y of the UV-cured３DPSL-１t yp e p hotosensitive resin were determined,g ivin g２１．０MPa of tensile stren g th,１１０８．２MPa of tensile modulus,１０．６％of elon g a-tion at break and４７ħof g lass transistion tem p erature．With３DPSL-１t yp e p hotosensitive resin as the p rocess-in g material,the p art of a flexible p liers was fabricated b y selectin g the p rocessin g p arameters of the stereo-litho g ra p h y a pp aratus(HRPL-I),and the q ualit y of the fabricated p art was g ood．The p re p aration of the p hoto-sensitive resin will p romote the further develo p ment of the domestic３D p rintin g stereolitho g ra p h y techni q ue to p la y a p ositive role．Ke y words:３D p rintin g;stereolitho g ra p h y;p hotosensitive resin;p ro p ert y;ultraviolet laser ４０１４２２０１４年第２４期(４５)卷一种3D打印立体光刻快速成型光敏树脂的制备及性能研究?作者：黄笔武， 谢王付， 杨志宏， HUANG Bi-wu， XIE Wang-fu， YANG Zhi-hong作者单位：南昌大学 材料科学与工程学院,南昌,330031刊名：功能材料英文刊名：Journal of Functional Materials年，卷(期)：2014(24)引用本文格式：黄笔武.谢王付.杨志宏.HUANG Bi-wu.XIE Wang-fu.YANG Zhi-hong一种3D打印立体光刻快速成型光敏树脂的制备及性能研究?[期刊论文]-功能材料 2014(24)。

3D打印的主流材料和技术类型
3D打印技术的出现，彻底改变了人们的生活，能够更好的帮助到人们，但是3D打印技术中还会使用到一些材料和技术，不同的材料和技术可以应用到不同的领域中，供不同的人使用，得到不同的使用效果。

3D打印技术主流材料
3D打印的主流材料
SL工艺成型材料：光敏树脂复合材料
LOM工艺成型材料：陶瓷、纸材
SLS工艺成型材料：高分子粉末材料、石蜡粉末材料、陶瓷粉末材料
LOM工艺成型材料：陶瓷、纸材
FDM工艺材料：熔丝线材、FDM陶瓷材料、木塑复合材料、FDM支撑材料
3D打印技术类型
3D打印技术类型
1、FDM：熔融沉积快速成型，主要材料ABS和PLA
2、SLA：光固化成型，主要材料光敏树脂
3、3DP：三维粉末粘接。

主要材料粉末材料，如陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末
4、SLS：选择性激光烧结，主要材料粉末材料
5、LOM：分成实体制造，主要材料纸、金属膜、塑料薄膜
6、DLP：数字光处理，主要材料液态树脂
7、FFF：熔丝制造，主要材料PLA、ABS
8、EMB：电子束熔化成型，主要材料钛合金
3D打印技术材料和类型
3D打印技术的主流材料和技术类型以上已经做出了非常详细的介绍，希望能够更好的帮助到大家，同时，在蓬勃发展的今天，能够使3D打印技术更加不断的发展，解决更多人们无法完整的东西。

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光敏树脂材料密度
光敏树脂是一种特殊的三维打印材料，通常用于光固化型3D打印技术，如光固化型立体层析（SLA）或光固化型数字光处理（DLP）。

光敏树脂的密度会因其具体成分而异，不同类型和品牌的光敏树脂可能有不同的密度。

一般来说，光敏树脂的密度在1.0 g/cm³到 1.3 g/cm³的范围内。

需要注意的是，具体的光敏树脂密度可能会因不同的配方、用途和制造商而有所不同。

因此，在使用特定品牌或型号的光敏树脂时，最好参考相关的技术规格或制造商提供的材料数据表，以获取准确的密度信息。