
光固化3D打印技术是上个世纪出现的一种新兴的快速成型技术。SLA技术通过计算机控制紫外光照射光敏树脂,使树脂从液态变成厚度精细的层状固态聚合物,最终成型。这种厚度精细的聚合物通过逐层固化堆积,最后形成三维立体的成品。该技术经过长期发展进步,广泛应用于生活中的大部分领域,已经成为一种非常重要且不可或缺的关键技术。它有很多优点,比如制品成型时间短、成型制品精细度高,能够打印出结构复杂的制品,所以在医疗、汽车、生物等领域都有广泛应用。

光固化3D打印所用的树脂是光敏树脂,主要分为自由基型和阳离子型,目前市场上使用最多的是自由基型的丙烯酸酯类。在SLA3D打印领域,光敏树脂是3D打印技术发展的重要物质基础。光敏树脂主要由预聚物、交联剂、引发剂、阻聚剂等其他物质组成,必须满足一些使用要求,像安全性和稳定性好、光化学活性高、粘度低、固化收缩率低等。在上一章我们参考文献合成了PDES,但它力学性能不理想,很难满足3D打印的使用要求。所以在这一章里,通过加入与PDES可溶解的NAM单体进行复配来增强其力学性能。分别讨论了复配体系中引发剂种类及用量对光固化动力学的影响,确定了最佳的引发剂种类和用量。还比较了不同交联剂种类和用量对电导率、凝胶率、硬度等的影响。通过调节打印配方中的光敏组分比例来改变制件的力学性能、热力学性能、热稳定性以及电导率,进行研究优化配方设计,探究了该低共熔溶剂在3D打印导电组件以及一些导电器件的可能性。粘度是3D打印树脂的重要特征之一,它与打印速率、分辨率和精确度密切相关,这就要求PDES / NAM具有较低的粘度,符合3D打印光敏树脂的粘度范围。因此,使用等温锥板旋转流变仪对不同配方的树脂进行了粘度分析。从图中可以看出,在0 - 1000 1/s区间所有树脂都表现出典型的牛顿流体行为,而且随着体系中NAM比例的增加,体系中的粘度有所上升,这可能是因为NAM中的极性基团 - NH₂和 - OH与PDES形成了氢键,从而导致体系中的粘度上升。