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研究用於選擇性激光3D打印技術的熱固性材料

2018-12-25

選擇性激光燒結(SLS)是一種流行的3D打印工藝,原因很簡單。它具有許多優點:部件幾乎可以無限製地生產,不需要支撐。它還生產的部件通常比其他3D打印方法生產的部件更耐用和更實用。然而,它在可處理的材料方麵確實存在一些限製,因此產生的組件性質是有限的。在一篇題為“用於聚合物的組合選擇性激光燒結過程的熱固性材料的滲透行為”的論文中,一組研究人員討論了一種新的添加劑製造工藝的發展,該工藝結合了熱固性樹脂等反應性液體以生成多材料SLS部件。

研究用於選擇性激光3D打印技術的熱固性材料

作為反應性液體,使用兩種環氧樹脂, 基於雙酚A的Araldite GY 764和基於雙酚A / F的Araldite GY 793。測試樹脂的表麵張力和粘度。除了溫度的影響外,還研究了堆積比重對滲透行為的影響。為了分析滲透行為,用微升注射器在粉末平台表麵上施加樹脂滴。通過光源從一側照射液滴,並從另一側通過CCD照相機係統觀察。

研究用於選擇性激光3D打印技術的熱固性材料

Araldite GY 764樹脂表現出比Araldite GY 793更高的表麵張力。

研究人員表示,隨著溫度的升高,粘度首先降低,這可能與鏈段隨溫度升高的較高流動性有關。 “對於更高的溫度,發生交聯或相當固化過程並且粘度升高。對於樹脂和硬化劑混合物,在100℃和120℃之間的溫度範圍內達到最小粘度。固化反應在100℃的溫度下以2K / min的加熱速率開始。該值取決於時間和溫度,因此加熱速率起主要作用。比較兩種樹脂,固化表現幾乎相同。具有Araldite GY793商標的係統顯示出粘度增加的輕微延遲。“

研究用於選擇性激光3D打印技術的熱固性材料

隨著溫度升高,兩種樹脂的滲透過程加速,粘度降低。 “在20°C時,樹脂不能完全滲透到粉末平台中,”研究人員總結道。 “對於最高分析溫度為60°C,滲透時間<2 s。這意味著對於選擇性激光燒結40秒的層時間和120℃的粉末平台表麵的加工溫度,滲透過程將不確定處理時間。因此,分析的係統可用於組合的激光燒結過程。然而,在進一步研究中必需分析滲透深度和平行固化。除此之外,Washburn方法用於預測所用粉末和液體組合的滲透行為。考慮到簡化,可以顯示計算值和測量值的良好一致性。“ 研究人員在激光燒結過程中實施反應性液體如環氧樹脂可以生成多種材料部件,這就是為什麽理解樹脂的固化和滲透行為如此重要。


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