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光引發(fā)劑對3D打印的影響

2022-04-18

  盡管紫外光源具有適當(dāng)?shù)陌l(fā)射波段很重要,但固化速度還依賴于紫外光的強(qiáng)度,而且為了優(yōu)化固化的速率,常用橢圓反光鏡來將能量聚焦在版基上面。低效率的汞燈的作用效果為:

 ?、贉p少了固化膜的重量;②降低了3D打印機(jī)的最大運(yùn)行速度;③增加了后固化的依賴性;④增加了出現(xiàn)殘余氣味或污點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn);⑤引起紫外燈超負(fù)荷工作,因而縮短了壽命。

  要形成均相聚合的固化膜,紫外輻射必須穿透全部膜層,從而使光引發(fā)劑與UV樹脂全部固化。此外,固化速度與輻射光強(qiáng)度和輻射光強(qiáng)度和光引發(fā)劑濃度兩者成比例關(guān)系。

  提高光引發(fā)劑的含量可以提高固化速度,但是,由于它吸收紫外光,反應(yīng)可能被局限在膜的表層,導(dǎo)致膜固化不完全。因此,紫外光強(qiáng)度和光引發(fā)劑的濃度的優(yōu)化是很重要的。

  固化速度依賴于單體的官能度,也就是反應(yīng)性雙鍵的數(shù)量。由于丙烯酸酯只有一個(gè)雙鍵,丙烯酸酯的官能度可以用單體體系的丙烯酸酯基團(tuán)的數(shù)量表示。提高體系中雙鍵的密度就可同時(shí)提高反應(yīng)程度和反應(yīng)速度,丙烯酸酯的官能度越高,固化越快。因此,盡管單官能度的單體是適當(dāng)?shù)恼扯日{(diào)節(jié)劑,但它們?nèi)狈ψ銐虻慕宦?lián)能力并會(huì)降低膜的性能。

  對于任何體系,固化速度的還受下列因素的影響:①引發(fā)劑濃度與種類;②輻射波長與強(qiáng)度;③膜厚;④氧與過氧化物的阻聚作用;⑤版基的性質(zhì)。

  版基的光學(xué)、物理和化學(xué)性質(zhì)都會(huì)影響固化速度,這些影響因素如紫外光的透射和反向散射。透射光被留在膜內(nèi),而由版基反向散射的光對于進(jìn)一步的光引發(fā)是有用的。

  輻射的波長與強(qiáng)度均為紫外光源的特性,引發(fā)劑的最大吸收頻率或波長與紫外光源的頻率或波長相匹配足很重要的。

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