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增材制造用环烯烃树脂的新进展

SpecialChem——2022年11月30日

标签3 d打印技术零件设计与制造

3D打印产品:增材制造行业的崛起本文由polySpectra赞助。

增材制造行业是一个相当新的和发展中的行业,开始于20世纪80年代初。自从它发明以来,技术有了显著的进步。

增材制造的最新发展为将简单的想法扩展到复杂的多材料几何图形释放了巨大的潜力。由于3D打印技术的进步,生物医学设备、牙科、药物递送、微流体、快速成型、工具、组织工程等方面的新应用都成为可能。

增值税光聚合是增材制造的一个分支,具有许多理想的特征,例如:

  • 出色的打印分辨率,
  • 尺寸精度高,
  • 低制造成本,以及
  • 空间调节材料特性的能力。

基于光聚合的工艺使用户能够灵活地控制3D打印材料的最终质量,包括光学、化学和机械性能。

环烯烃树脂(COR)是一种相对较新的还原聚合打印材料,是一种工程材料,可以解决传统3D打印树脂的一些挑战。这种材料:

  • 带来耐久性,耐化学性和温度稳定性的3D打印,以及
  • 显示了未来增材制造的巨大潜力。

让我们来看看polySpectra的环烯烃树脂(COR)与其他传统树脂在增材制造中的特点和用途。


光聚合物和增材制造基础


光聚合物或光激活树脂是一种暴露在光线下特性会发生变化的物质。在3D打印领域,光聚合打印机利用这些光聚合物作为打印材料,利用其对紫外线的敏感性,选择性地将树脂固化成3D打印的设计。这个过程被称为光聚合当暴露在特定波长的光下时,使液体光敏聚合物分子迅速连接在一起并固化成固体状态。

3 d打印机通常使用紫外线光固化树脂.这些紫外线引发了反应,改变了光聚合物的结构,改变了它们的化学和机械性能。

在大多数采用还原光聚合的3D打印机中,构建平台部分淹没在液体表面。打印机使用来自CAD文件的信息管理光源,用于选择性地将光聚合物固化为固体层。一层固化后,搭建平台通常按一层的厚度向下移动。然后对连续的层重复该过程,直到产生完整的设计。

由于其优于其他3D打印材料的优点,感光性树脂是3D打印的常用材料。此外,光聚合物具有令人难以置信的适应性,可用于生产具有与各种要求相对应的属性的物品,包括:

  • 透明度,
  • 灵活性和
  • 的力量。

这种创新的材料使工程师们能够创造出更有吸引力的更好的产品。


光聚合物是3D打印材料中常用的材料


基于光聚合的3D打印的优势


尽管基于挤压的3D打印技术可能在消费者中最受欢迎,基于光聚合的3D打印具有以下几个优点。

  • 基于光聚合的3D打印有能力创建组件多种机械和光学特性.这种能力源于这样一个事实,即零件的最终质量受到为光聚合过程选择的单体和低聚物的影响。使用的单体种类也允许工程师调整结果部件透明度.由于这一特性,基于光聚合的3D打印是需要具有特定机械或光学特性的部件的理想选择。
  • 用户还可以使用基于光聚合的3D打印技术设计和生产精致的设计或复杂形状的物体。这项技术拥有精度,高细节,优质的印刷品,表面光洁度更平滑。打印过程也比其他一些3D打印技术更快。
  • 基于光聚合的3D打印对于需要复杂结构的应用是一个很好的选择,例如具有大量运动部件的机械部件。它也是医用植入物的理想选择。


还原聚合的缺点


虽然光聚合物有很多好处,但它们也有一些挑战。还原聚合的一些缺点包括:

  • 与其他3D打印技术相比,它是昂贵的。
  • 光树脂材料缺乏选择。
  • 耐久性和强度不足。
  • 树脂在印刷后仍然会受到紫外线的影响。
  • 随着时间的推移,树脂可能会扭曲和弯曲。
  • 为了获得足够的强度,印刷物品往往需要较长时间的后固化。


什么是环烯烃树脂?


最近,工程师们在还原光聚合方面取得了一项进展,包括开发了一种坚固耐用的材料环烯烃树脂.COR是一种光敏聚合物,它使环烯烃聚合物(cop)的许多特性(一种热塑性塑料)现在可以以光敏树脂形式获得。

传统上,cop是工程热塑性塑料,用于各种应用,包括包装、医疗设备、光学和调色剂。现有研究表明,cop具有以下特点:


此外,由于其纯度高,吸湿性低,翘曲可忽略不计,cop非常适合注塑成型。

COR:一种用于增材制造行业的光聚合物
软木α

工程师们一直致力于提高3D打印机的材料范围。COR作为一种光敏聚合物,是增材制造行业具有良好特性的材料之一。为了降低传统材料的失效风险,并提供耐用性以防止部件破损,工程师们为3D打印部件创造了一种坚韧的COR材料。这个革命3 d打印的聚合物有:

  • 耐久性高,耐高温。
  • 它还具有增强的冲击强度(与注塑材料和金属相当)。
  • 它对溶剂和化学物质有良好的耐化学性,包括水、丙酮、异丙醇和其他极性流体。


COR的优点、缺点和局限性


使用COR的优点


环烯烃树脂 是难以置信的艰难的而且坚固耐用,使它们适合苛刻的应用 高强度 是必需的。这与它的低密度相结合,使COR成为轻质,高应力应用的理想选择,如在 汽车工业CORs还解决了传统光聚合物树脂的温度敏感性问题。环烯烃树脂在高温下保持其特性,而其他3d打印的光聚合物树脂部件会变质和失效。

这种高冲击强度和耐高温的结合在增材制造的光聚合物树脂领域是独一无二的。

COR的其他优点还包括它的耐化学性高,较高玻璃化转变温度,以及使用光聚树脂进行3D打印所能达到的细节水平。

使用COR的缺点和限制


传统的光聚合物树脂存在以下两个主要缺陷:
  • 冲击强度
  • 温度敏感性。

这两个缺点使得许多光聚合物3D打印树脂不适合商业和工业用途。

像所有事情一样,使用COR进行增材制造也有一些局限性。作为一项相当新的技术,专门的DLP 3D打印机需要与CORs一起工作。目前可供选择的颜色也有限,包括琥珀色和黑色,可以通过使用涂料来克服。


环烯烃树脂(COR)的用途


CORs的独特性能组合使其适用于高机械应力、高温和轻质应用。作为一种光聚树脂,它可以创造出具有令人难以置信的细节的复杂部件。

汽车工业


汽车行业是COR唯一适合的理想例子。零部件需要坚固耐用,以承受车辆所承受的高压力,同时也要轻量化,以提高性能和燃油效率。一种坚韧、轻质的光聚合物树脂,如COR,可用于从歧管到连接器外壳的各种部件。

航空航天工业


同样,航空航天工业需要每一盎司都很重要的部件,在这些部件上你不能承受失败。COR令人难以置信的强度与重量比,以及它承受高温的能力,使其成为理想的使用材料。

高度详细的部件可以精确地设计用于这些行业的独特应用,具有可重复性,易于生产,并节省与增材制造相关的成本。

电子工业及其他


COR适用于作为连接器、外壳或电子产品中的任何其他非导电部件。它的耐化学性也使CORs适用于流体处理,包括印刷树脂将与极性流体接触的情况。COR是理想的任何其他应用,其中轻质,坚韧,精密工程部件是必需的。


polySpectra公司COR Black的特点


和黑色的polySpectra是环烯烃树脂设计和制造的先驱。黑色,这种光聚树脂具有最佳的耐温性,韧性和耐化学性。

设计复杂的工程级部件现在可以很容易地制造坚固,轻量化的应用,而不用担心失败。dlp打印零件的表面质量可以与注塑成型相媲美。

虽然难以准确比较,但COR Black的特性与Delrin®和其他尼龙以及环烯烃共聚物相似。


COR产品(黑色和Alpha)
软木α和黑色的


polySpectra的环烯烃树脂产品已被领先的工程组织使用,在许多应用领域取得突破。COR将轻质、韧性和高温稳定性与增材制造的精度和复杂细节相结合,是该行业等待已久的东西。

polySpectra正在帮助创新工程师的3D打印组件,他们可以信赖,使用世界上最坚固的光聚合物树脂。


增材制造中的材料进步


CORs在增材制造中的使用开辟了一个充满可能性的世界。传统光聚树脂的弱点使它们不适合许多工业应用。现代环烯烃树脂已经解决了这些缺点。3D打印坚固,轻便,在高温下稳定的组件的能力对于各种应用和行业来说是非常宝贵的。

使用聚合物的3D打印/增材制造-完整指南 使用聚合物的3D打印/增材制造-完整指南



参考文献

  1. https://polyspectra.com/blog/additive-manufacturing-automotive/
  2. https://polyspectra.com/blog/photopolymers-in-3d-printing/
  3. https://polyspectra.com/blog/additive-manufacturing-materials/
  4. https://polyspectra.com/blog/introducing-cor-black/
  5. https://engineeringproductdesign.com/knowledge-base/vat-photopolymerization/
  6. https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/cyclic-olefin
  7. https://www.bcn3d.com/the-history-of-3d-printing-when-was-3d-printing-invented/#:~:text=The%20first%20documented%20iterations%20of,was%20polymerized%20by%20UV%20light

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