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立陶宛开发大豆基树脂替代石油化学产品用于光学3D打印

时间:2020-06-26 08:39 来源:中国3D打印 网 作者:中国3D打印网 阅读:
极光尔沃
        中国3D打印网6月26日讯,立陶宛研究人员与3D Creative Ltd.合作开发了一种用于光学3D打印的通用生物基树脂,并在最近出版的“用于多尺度光学3D打印的生物基树脂”中公布了研究细节。在过去的几年中,石油基材料在增材制造中一直非常流行,但是现在全球各地的研究人员对可再生资源有了更加明确的关注。
        光学3D打印(O3DP)虽然通常仍与石油衍生的树脂一起使用,但可提供可负担性和生产效率,并减少了材料浪费。在这项研究中,研究人员试图摆脱石油产品的局限性和常规制造的局限性,从大豆中开发出一种新型树脂,该树脂可用于纳米和宏观制造,并且无需光引发剂即可进行加工。
  O3DP随后伴随着热处理形式的后处理,使用户可以为以下材料制成的物体创建结构和原型:
.陶瓷的
.纯玻璃
.金属
.结晶
AESO的潜在适用性和特征
  AESO的潜在适用性和特征。 (a)– AESO,稀释剂Genomer 1122TF和乳酸乙酯,PIs IRG369,TPO-L,TPO和BAPO的化学结构。 (b)–光学3D光刻中使用的材料的说明图:Y左轴–可获得的空间分辨率,Y右轴–可用的应用程序,X-top –所需的设备,X-bottom –所需的照射强度。显示了使用DLP和NLL技术从AESO基树脂制成的物体的图像。图表上标记了数字1-3,以表示对象的生产方式并指示其潜在的用途。 (c)–测得的AESO,AESO + PI(1%w / w)+稀释剂吸收率和归一化的光源发射光谱。垂直绿色虚线表示激光源的波长。 (d)– AESO,AESO基树脂和PR48的储能模量G’对照射时间的依赖性43,64。照射开始时(60秒)用紫色垂直虚线标记。

“此外,O3DP还提供了灵活的多尺度(多维)层次结构或任意结构的制造方法,可以加快打印速度,同时保持纳米/微功能可用于适合各种实际应用的宏观物体中,”作者。


    AESO及其基于树脂的光学,流变和生物可再生碳含量特性。在O3DP期间,光穿过使用的材料并被线性或非线性吸收:“虽然前者确保了高产量和快速制造宏观尺度的物体,但后者却允许以微观尺度和真正的3D结构进行高空间分辨率的制造。”
已经创建了各种聚合机来试验微观和宏观3D打印的优点:
.台式设备
.定制原型
.先进的科学设置
.工业装置
 评估DLP光刻的曝光条件并获得结果
  评估DLP光刻的曝光条件并获得结果。 (a)– DLP光刻方案。 DLP实验数据使用AESO ++ BAPO ++ Genomer 1122TF树脂。 (b)–归一化能量剂量Dp对聚合膜高度z的依赖性。 (c)–聚合膜的高度z取决于曝光时间texp。 (d)–支柱上单层膜的模型。 (e)–由AESO基树脂制成的模型。 (f)–印刷膜:理论高度102μm,测量值为97μm(SEM图像)。图片(c)中显示了印刷膜的测量厚度值(五个黑色正方形)。
作者解释说,虽然已经对两种类型的光致聚合进行了深入研究,但对O3DP材料的功能性以及对环境友好的生物产品的使用有了新的关注和需求。

       作者解释说:“通常,由于其特性,例如光学特性,粘度,杂质,对显影和后处理的敏感性,光聚合机理等,该材料仅适合一项技术成就。”在这项研究中,科学家们能够证明生物基丙烯酸酯化环氧化大豆油(AESO)所提供的益处要大于当今O3DP中使用的典型树脂:“由于将AESO与稀释剂和PI混合很容易改变AESO的流变学(储能模量,损耗模量,粘度)和光学(吸收)性能,因此我们展示了定制树脂在两种技术实施方案中的适用性,从而能够生产多种规模的(作者说:“从单一材料到数百纳米到厘米)的物体。” “总的来说,AESO具有巨大的潜力,可以采用O3DP技术直接应用于多规模制造,这是自然而然的发展方向。”

通过NLL制造并获得结果

    通过NLL制造并获得结果。 (a)– 75×75μm2大小的双层脚手架结构模型:T – 30μm周期,p – 15μm的原木宽度,l – 75μm的原木长度,d – 15μm的原木之间距离,dxy –之间的距离扫描时,垂直列高度为H – 20或30μm,独立列段之间的高度为h – 5μm,P –施加的激光功率,v –扫描速度。 (b)– AESO以外制成的脚手架结构阵列的SEM图像(成45°角)。施加的平均P为0.4–0.8µmW(重新计算为强度I 1.2–2.4µmW / cm2),并在底部以白色刻度表示。 dxy在右侧的黑色刻度上显示。 v设置为5 mm / s。绿色区域标记形状良好的物体,红色区域标记变形的物体,或仅标记其残留物。 (c)–直径为2w0的激光束焦平面处的“分辨桥”(RB)方法和椭圆体素(绿色)的表示。 D和L是体素的横向和纵向尺寸。 (d)–演示了RB横向D尺寸的测量(顶视图)。施加v形成波束的速度设置为1 mm / s,P的变化范围为0.1-0.6 mW。 (e)–二维光栅,AESO + 0.5%w / w IRG369,v = 0.15 mm / s,P = 0.12 mW,h = 1μm。 D和L大小分别用右上角和左下角插图表示。 (f)– 1.065×1.065 mm2尺寸的7层支架:p = 25μm,d = 105μm,v = 5 mm / s,P = 0.6 mW;使用P = 0.18 mW制成的物体的SEM图像(在45°角):(g)–“汽车”模型:v = 1.8 mm / s,dxy = 0.15μm; (h)–“塔式”模型:v = 1.2 mm / s,dxy = 0.15μm; (i)–“ Marvin”模型:v = 1.2 mm / s,dxy = 0.25μm。为了制造图(b)和(f)中的物体,使用了(d–e)和(g–i)– 63×1.4 NA的物镜。

    中国3D打印网编译文章!

(责任编辑:中国3D打印网)

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