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研究用于选择性激光3D打印技术的热固性材料

2018-12-24 11:41
来源: 3D虎

选择性激光烧结(SLS)是一种流行的3D打印工艺,原因很简单。它具有许多优点:零件几乎可以无限制地生产,不需要支撑。它还生产的零件通常比其他3D打印方法生产的零件更耐用和更实用。然而,它在可处理的材料方面确实存在一些限制,因此产生的组件性质是有限的。在一篇题为“用于聚合物的组合选择性激光烧结过程的热固性材料的渗透行为”的论文中,一组研究人员讨论了一种新的添加剂制造工艺的发展,该工艺结合了热固性树脂等反应性液体以生成多材料SLS零件。

研究用于选择性激光3D打印技术的热固性材料

作为反应性液体,使用两种环氧树脂, 基于双酚A的Araldite GY 764和基于双酚A/F的Araldite GY 793。测试树脂的表面张力和粘度。除了温度的影响外,还研究了堆积密度对渗透行为的影响。为了分析渗透行为,用微升注射器在粉末床表面上施加树脂滴。通过光源从一侧照射液滴,并从另一侧通过CCD照相机系统观察。

研究用于选择性激光3D打印技术的热固性材料

Araldite GY 764树脂表现出比Araldite GY 793更高的表面张力。

研究人员表示,随着温度的升高,粘度首先降低,这可能与链段随温度升高的较高流动性有关。 “对于更高的温度,发生交联或相当固化过程并且粘度升高。对于树脂和硬化剂混合物,在100℃和120℃之间的温度范围内达到最小粘度。固化反应在100℃的温度下以2K/min的加热速率开始。该值取决于时间和温度,因此加热速率起主要作用。比较两种树脂,固化表现几乎相同。具有Araldite GY793商标的系统显示出粘度增加的轻微延迟。”

研究用于选择性激光3D打印技术的热固性材料

随着温度升高,两种树脂的渗透过程加速,粘度降低

“在20°C时,树脂不能完全渗透到粉末床中,”研究人员总结道。 “对于最高分析温度为60°C,渗透时间<2s。这意味着对于选择性激光烧结40秒的层时间和120℃的粉末床表面的加工温度,渗透过程将不确定处理时间。因此,分析的系统可用于组合的激光烧结过程。然而,在进一步研究中必须分析渗透深度和平行固化。此外,Washburn方法用于预测所用粉末和液体组合的渗透行为。考虑到简化,可以显示计算值和测量值的良好一致性。”

研究人员在激光烧结过程中实施反应性液体如环氧树脂可以生成多种材料部件,这就是为什么理解树脂的固化和渗透行为如此重要。

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