Avec les progrès continus de la technologie d'impression 3D utilisant la résine SLA, il est devenu courant d'utiliser une imprimante 3D pour construire un maître-modèle à l'aide de résine UV lors de la fabrication de moules en silicone. Cependant, lorsque le silicone de polyaddition (silicone platine) entre en contact avec des modèles en résine UV qui ne sont pas totalement durcis par la lumière UV, le processus de durcissement peut être inhibé. Cet article fournira une solution à l'inhibition du durcissement du silicone de polyaddition causée par les modèles en résine UV.
silicone avec inhibition de durcissement
Analyse des Causes
La résine UV est un matériau couramment utilisé dans l'impression 3D, et elle peut se solidifier rapidement sous l'exposition à la lumière UV. L'analyse indique que dans les modèles imprimés en 3D, le durcissement incomplet des photo-initiateurs à l'oxyde de phosphine peut provoquer l'empoisonnement du catalyseur au platine, ce qui est un problème fréquent avec les matériaux en résine SLA. Cependant, les photo-initiateurs peuvent être éliminés grâce à un traitement de post-durcissement.
Principe de Durcissement de la Résine UV
Dans le processus d'impression SLA (Stéréolithographie), un laser est dirigé vers des zones spécifiques de la résine pour initier le durcissement. Une fois cette étape terminée, l'objet entier est considéré comme fini. Cependant, l'objet en résine imprimé n'est pas totalement durci à ce stade. Pour comprendre ce phénomène, il est nécessaire d'approfondir le principe de la transition de l'état liquide à l'état solide de la résine UV.
La résine liquide est composée d'un mélange de divers monomères libres et de photo-initiateurs. Lorsqu'ils sont exposés à la lumière ultraviolette (UV), les photo-initiateurs subissent une réaction qui pousse les monomères libres à se combiner et à se réticuler, conduisant à la solidification. Cependant, cela ne représente que le stade initial de durcissement, et de nombreuses zones peuvent ne pas atteindre le degré de réticulation souhaité. Par conséquent, le post-durcissement a un impact significatif sur les performances finales de l'objet imprimé, mais il est souvent négligé dans l'impression SLA.
Par conséquent, le silicone de polyaddition convient à la plupart des modèles imprimés en 3D SLA, mais il est crucial que les modèles imprimés soient entièrement durcis. Cependant, la plupart des modèles en résine UV imprimés en 3D ne sont pas complètement durcis, et verser directement du silicone de polyaddition entraînera un résultat collant et non durci. Pour résoudre ce problème, nous avons fourni quatre solutions à titre de référence.
1. Traitement de Surface
Placez l'objet imprimé en 3D dans de l'alcool isopropylique (91 %) ou de l'éthanol et laissez-le tremper pendant 10 à 15 minutes pour éliminer tout résidu de résine non durcie de la surface du modèle. Ensuite, nettoyez le modèle avec un détergent à vaisselle ou un bain de savon, suivi d'un rinçage abondant à l'eau. Enfin, laissez sécher le modèle à l'air libre et terminez le processus de durcissement par un séchage à chaud (recommandé à 80-90 °C pendant 3 à 5 minutes).
Évaluation : L'alcool isopropylique est utilisé car il a la capacité de décomposer la résine photopolymère non durcie.
2. Post-Durcissement
Les modèles en résine UV peuvent obtenir de meilleurs effets de durcissement lorsqu'ils sont exposés à la fois à la chaleur et à la lumière. En fait, la lumière du soleil est également une source viable de lumière UV. Si vous avez suffisamment de temps, placer le modèle sous une lumière UV ou à la lumière directe du soleil peut aider au processus de durcissement. Le temps de durcissement peut varier selon les modèles, en fonction du niveau d'exposition à la lumière UV ou à la lumière directe du soleil dans les différentes zones du modèle. Il est important de s'assurer que toutes les zones du modèle sont exposées à la lumière UV ou à la lumière directe du soleil pour un durcissement complet.
Évaluation : Les deux méthodes mentionnées ci-dessus peuvent être combinées, et il est également possible de répéter les étapes de nettoyage et de post-durcissement 2 à 3 fois.
3. Apprêt (Primaire)
Cette méthode repose sur le principe de l'application d'une couche fine et uniforme d'apprêt (comme un apprêt cellulosique, de la peinture acrylique transparente, de l'Inhibit X, etc.) sur la surface du modèle, soit par essuyage, trempage ou pulvérisation. Après séchage, l'apprêt forme un bouclier protecteur sur la surface, agissant comme une barrière. Cela empêche toute interaction entre le photo-initiateur non durci sur le modèle et le silicone de polyaddition, prévenant efficacement l'inhibition du durcissement.
Évaluation : Cette méthode est particulièrement efficace pour les modèles présentant des contre-dépouilles complexes (zones profondes, angles difficiles) car l'exposition de ces régions en retrait à une source de lumière UV peut s'avérer difficile. Cependant, il convient de noter que cette méthode peut entraîner de légers écarts dimensionnels dans le moule coulé.
4. Substitution
Tout d'abord, créez un moule en silicone en utilisant du silicone de polycondensation (silicone étain) pour le modèle en résine UV. Toutefois, si votre projet permet un certain degré de retrait, vous pouvez utiliser directement le silicone de polycondensation pour fabriquer le moule, car il n'est pas affecté par l'inhibition de durcissement de la résine UV.
Ensuite, coulez le modèle en résine époxy en utilisant le moule en silicone de polycondensation, ce qui donnera un modèle en résine époxy identique au modèle original en résine UV. Bien qu'il ne soit pas obligatoire d'utiliser de la résine époxy à cette étape, vous pouvez également opter pour d'autres matériaux appropriés. Cependant, il est important de s'assurer que le matériau choisi n'entrave pas le processus de durcissement du silicone de polyaddition.
Enfin, utilisez le modèle en résine époxy comme maître-modèle et créez le moule en silicone en utilisant du silicone de polyaddition.
Évaluation : Le silicone de polycondensation présente un taux de retrait légèrement supérieur à celui du silicone de polyaddition et possède une viscosité plus épaisse, nécessitant l'utilisation d'une pompe à vide pour le dégazage lors de l'application.
Il est important de noter que ces solutions ne sont que des suggestions. La solution spécifique peut varier en fonction du silicone et des matériaux d'impression 3D utilisés. Par conséquent, il est nécessaire de valider la solution qui convient le mieux à votre projet par des tests réels.
