Com o contínuo avanço da tecnologia de impressão 3D usando resina SLA, tornou-se uma prática comum utilizar uma impressora 3D para construir um modelo mestre usando resina UV ao fazer moldes de silicone. No entanto, quando o silicone de adição entra em contato com modelos de resina UV que não estão totalmente curados pela luz UV, o processo de cura pode ser inibido (o silicone não endurece). Este artigo fornecerá uma solução para a inibição da cura do silicone de adição causada por modelos de resina UV.
cura inibida do silicone
Análise da Causa
A resina UV é um material comum usado na impressão 3D e pode solidificar rapidamente sob exposição à luz UV. A análise indica que, em modelos impressos em 3D, a cura incompleta dos fotoiniciadores de óxido de fosfina pode causar o envenenamento do catalisador do silicone de adição, o que é um problema frequente em materiais de resina SLA. No entanto, os fotoiniciadores residuais podem ser eliminados através de um tratamento de pós-cura.
Princípio de Cura da Resina UV
No processo de impressão SLA (Estereolitografia), um laser é direcionado a áreas específicas do material de resina para iniciar a cura. Uma vez que esta etapa é concluída, o objeto inteiro é considerado finalizado. No entanto, o objeto de resina impresso não está totalmente curado neste estágio. Para entender esse fenômeno, é necessário aprofundar-se no princípio da transição do estado líquido para o sólido na resina UV.
A resina líquida é composta por uma mistura de vários monômeros livres e fotoiniciadores. Quando expostos à luz ultravioleta (UV), os fotoiniciadores sofrem uma reação que leva os monômeros livres a se combinarem e se reticularem, resultando na solidificação. No entanto, isso representa apenas o estágio inicial de cura, e muitas áreas podem não atingir o grau desejado de reticulação. Portanto, a pós-cura tem um impacto significativo no desempenho final do objeto impresso, mas é frequentemente negligenciada na impressão SLA.
Portanto, o silicone de adição é adequado para a maioria dos modelos impressos em 3D SLA, mas é crucial que os modelos impressos estejam totalmente curados. No caso da maioria dos modelos de resina UV recém-impressos em 3D, eles não estão totalmente curados por dentro, e o derramamento direto do silicone de adição resultará em um acabamento pegajoso, melado e não curado na interface de contato. Para resolver esse problema, fornecemos quatro soluções para sua referência.
1. Tratamento de Superfície
Coloque o objeto impresso em 3D em álcool isopropílico (91% ou superior) ou etanol e deixe de molho por 10 a 15 minutos para remover qualquer resíduo de resina não curada da superfície do modelo. Em seguida, limpe o modelo com detergente ou em um banho de sabão, seguido de um enxágue completo com água. Por fim, seque o modelo ao ar e conclua o processo de cura por secagem térmica em uma estufa ou forno (recomendado de 80-90°C por 3 a 5 minutos).
Avaliação: O álcool isopropílico é usado porque tem a capacidade de quebrar e dissolver a resina fotopolímera não curada de forma eficaz.
2. Pós-Cura
Os modelos de resina UV podem alcançar melhores efeitos de cura quando expostos tanto ao calor quanto à luz. De fato, a luz solar também é uma fonte viável de luz UV. Se você tiver tempo suficiente, colocar o modelo sob luz UV (câmara de cura) ou luz solar direta pode ajudar no processo de cura. O tempo de cura pode variar para diferentes modelos, dependendo do nível de exposição à luz UV ou à luz solar direta em diferentes áreas do modelo. É importante garantir que todas as áreas do modelo sejam expostas de maneira uniforme para uma cura completa.
Avaliação: Os dois métodos mencionados acima (limpeza + cura) podem ser usados em combinação, e também é possível repetir as etapas de limpeza e pós-cura 2 a 3 vezes para garantir a eliminação total do fotoiniciador.
3. Primer (Selador)
Este método opera no princípio de aplicar uma camada fina e uniforme de primer (como primer de nitrocelulose, tinta acrílica transparente, Inhibit X, verniz spray, etc.) na superfície do modelo, seja por limpeza, imersão ou pulverização. Após a cura, o primer forma um escudo protetor sobre a superfície, atuando como uma barreira física. Isso impede qualquer interação química entre o fotoiniciador não curado no modelo e o silicone de adição, prevenindo efetivamente a inibição da cura.
Avaliação: Este método é particularmente eficaz para modelos com rebaixos intrincados (áreas profundas, ângulos fechados), uma vez que expor essas regiões recuadas a uma fonte de luz UV pode ser um grande desafio. No entanto, vale a pena notar que este método pode levar a pequenos desvios dimensionais no molde fundido devido à espessura extra da camada de primer.
4. Substituição (Molde de Sacrifício)
Primeiro, crie um molde de silicone usando silicone de condensação sobre o modelo de resina UV. Se o seu projeto permitir um pequeno grau de encolhimento (retração), você pode simplesmente usar este silicone de condensação como o seu molde final, pois ele não sofre nenhum efeito de inibição pela resina UV.
Se você precisar obrigatoriamente de um molde de adição (devido a requisitos de grau alimentício ou durabilidade), funda um novo modelo de resina epóxi (ou poliuretano/gesso) usando o molde de silicone de condensação recém-criado. Isso resultará em um modelo de resina epóxi idêntico que corresponde ao modelo original de resina UV. É importante garantir que o material escolhido para a cópia não iniba o processo de cura do silicone de adição.
Por fim, use este novo modelo de resina epóxi como o modelo mestre definitivo e crie o molde de silicone desejado usando o silicone de adição.
Avaliação: O silicone de condensação exibe uma taxa de encolhimento ligeiramente maior em comparação com o silicone de adição e pode ter uma viscosidade mais espessa, necessitando do uso de uma câmara de vácuo para desgaseificação durante a aplicação.
É importante notar que essas soluções são apenas sugestões. A eficácia da solução específica pode variar dependendo da marca do silicone e das resinas de impressão 3D empregadas. Portanto, é altamente recomendável validar a solução que melhor se adapta ao seu projeto através de um teste prático em pequena escala antes de produzir o molde final.
