دليل تثبيط معالجة السيليكون البلاتيني في القوالب المطبوعة ثلاثية الأبعاد

مع التقدم المستمر في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام راتنج SLA، أصبح من الشائع استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء نموذج أصلي باستخدام راتنج UV عند صناعة قوالب السيليكون. ومع ذلك، عندما يلامس السيليكون البلاتيني نماذج راتنج UV التي لم تُعالج بالكامل بالأشعة فوق البنفسجية، قد يتم تثبيط عملية المعالجة. ستقدم هذه المقالة حلًا لمشكلة تثبيط معالجة السيليكون البلاتيني الناتجة عن نماذج راتنج UV.

سيليكون متأثر بتثبيط المعالجة

تحليل الأسباب

راتنج UV مادة شائعة تُستخدم في الطباعة ثلاثية الأبعاد، ويمكن أن يتصلب بسرعة عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية. تشير التحليلات إلى أن عدم اكتمال معالجة بادئات التصوير من نوع أكسيد الفوسفين في النماذج المطبوعة بتقنية 3D قد يؤدي إلى تسمم محفز البلاتين، وهي مشكلة شائعة في مواد راتنج SLA. ومع ذلك، يمكن إزالة بادئات التصوير من خلال المعالجة اللاحقة.

مبدأ معالجة راتنج UV

في عملية الطباعة بتقنية SLA، يتم توجيه الليزر إلى مناطق محددة من مادة الراتنج لبدء المعالجة. بعد اكتمال هذه الخطوة، يُعد الجسم بأكمله منتهيًا. ومع ذلك، فإن الجسم الراتنجي المطبوع لا يكون معالجًا بالكامل في هذه المرحلة. ولفهم هذه الظاهرة، من الضروري التعمق في مبدأ انتقال راتنج UV من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة.

يتكون الراتنج السائل من خليط من مونومرات حرة وبادئات تصوير مختلفة. عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية (UV)، تخضع بادئات التصوير لتفاعل يحفز المونومرات الحرة على الاتحاد والتشابك، مما يؤدي إلى التصلب. ومع ذلك، لا يمثل ذلك سوى مرحلة المعالجة الأولية، وقد لا تصل العديد من المناطق إلى درجة التشابك المطلوبة. لذلك، يكون للمعالجة اللاحقة تأثير كبير في الأداء النهائي للجسم المطبوع، لكنها غالبًا ما تُهمل في طباعة SLA.

لذلك، يكون السيليكون البلاتيني مناسبًا لمعظم النماذج المطبوعة بتقنية SLA 3D، لكن من الضروري أن تكون النماذج المطبوعة معالجة بالكامل. ومع ذلك، في معظم نماذج راتنج UV المطبوعة ثلاثية الأبعاد، لا تكون المعالجة مكتملة، وسيؤدي صب السيليكون البلاتيني مباشرةً إلى نتيجة لزجة وغير معالجة. ولمعالجة هذه المشكلة، قدمنا أربعة حلول للرجوع إليها.

1. معالجة السطح

ضع الجسم المطبوع بتقنية 3D في كحول الأيزوبروبيل (91%) أو الإيثانول، واتركه منقوعًا لمدة 10-15 دقيقة لإزالة أي بقايا راتنج غير معالج من سطح النموذج. بعد ذلك، نظف النموذج باستخدام منظف أطباق أو حمام صابون، ثم اشطفه جيدًا بالماء. أخيرًا، اترك النموذج ليجف في الهواء وأكمل عملية المعالجة بالتجفيف الحراري، ويوصى بدرجة حرارة 80-90°C لمدة 3-5 دقائق.

التقييم: يُستخدم كحول الأيزوبروبيل لأنه يمتلك القدرة على تفكيك راتنج الفوتوبوليمر غير المعالج.

2. المعالجة اللاحقة

يمكن لنماذج راتنج UV أن تحقق نتائج معالجة أفضل عند تعرضها للحرارة والضوء معًا. في الواقع، يُعد ضوء الشمس أيضًا مصدرًا صالحًا للأشعة فوق البنفسجية. إذا كان لديك وقت كافٍ، فإن وضع النموذج تحت ضوء UV أو تحت أشعة الشمس المباشرة يمكن أن يساعد في عملية المعالجة. قد يختلف وقت المعالجة من نموذج إلى آخر، حسب مستوى تعرض مناطق النموذج المختلفة لضوء UV أو أشعة الشمس المباشرة. من المهم التأكد من تعرض جميع مناطق النموذج لضوء UV أو أشعة الشمس المباشرة لتحقيق معالجة كاملة.

التقييم: يمكن استخدام الطريقتين المذكورتين أعلاه معًا، كما يمكن تكرار خطوات التنظيف والمعالجة اللاحقة من 2-3 مرات.

3. البرايمر

تعتمد هذه الطريقة على تطبيق طبقة رقيقة ومتساوية من البرايمر، مثل برايمر النيتروسليلوز، أو طلاء الأكريليك الشفاف، أو Inhibit X، على سطح النموذج من خلال المسح أو النقع أو الرش. بعد المعالجة، يشكل البرايمر طبقة حماية على السطح تعمل كحاجز. وهذا يمنع أي تفاعل بين بادئ التصوير غير المعالج الموجود على النموذج والسيليكون البلاتيني، مما يمنع تثبيط المعالجة بفعالية.

التقييم: هذه الطريقة فعالة بشكل خاص للنماذج التي تحتوي على تجاويف معقدة، مثل المناطق العميقة والزوايا غير المنتظمة، لأن تعريض هذه المناطق الغائرة لمصدر ضوء UV قد يكون صعبًا. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هذه الطريقة قد تؤدي إلى انحرافات طفيفة في أبعاد القالب المصبوب.

4. الاستبدال

أولًا، اصنع قالب سيليكون باستخدام السيليكون القصديري لنموذج راتنج UV. ومع ذلك، إذا كان مشروعك يسمح بدرجة معينة من الانكماش، فيمكنك استخدام السيليكون القصديري مباشرةً لصناعة القالب، لأنه لا يتأثر بتثبيط المعالجة الناتج عن راتنج UV.

بعد ذلك، قم بصب نموذج من راتنج الإيبوكسي باستخدام قالب السيليكون القصديري، مما ينتج نموذجًا من راتنج الإيبوكسي مطابقًا لنموذج راتنج UV الأصلي. ورغم أنه ليس من الضروري استخدام راتنج الإيبوكسي في هذه الخطوة، يمكنك أيضًا اختيار مواد مناسبة أخرى. ومع ذلك، من المهم التأكد من أن المادة المختارة لا تعيق عملية معالجة السيليكون البلاتيني.

أخيرًا، استخدم نموذج راتنج الإيبوكسي كنموذج أصلي، ثم اصنع قالب السيليكون باستخدام السيليكون البلاتيني.

التقييم: يُظهر السيليكون القصديري معدل انكماش أعلى قليلًا مقارنة بالسيليكون البلاتيني، كما أن لزوجته أعلى، مما يتطلب استخدام مضخة تفريغ لإزالة الغازات أثناء التطبيق.

من المهم ملاحظة أن هذه الحلول مجرد اقتراحات. وقد يختلف الحل المحدد حسب السيليكون ومواد الطباعة ثلاثية الأبعاد المستخدمة. لذلك، من الضروري التحقق من الحل الأنسب لمشروعك من خلال الاختبار الفعلي.