Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei de imprimare 3D cu rășină SLA, utilizarea unei imprimante 3D pentru realizarea unui model master din rășină UV a devenit o practică frecventă în confecționarea matrițelor din silicon. Totuși, atunci când siliconul de adiție intră în contact cu modele din rășină UV care nu sunt complet întărite sub lumină UV, procesul de întărire poate fi inhibat. Acest articol oferă o soluție pentru inhibarea întăririi siliconului de adiție cauzată de modelele din rășină UV.
silicon cu întărire inhibată
Analiza Cauzelor
Rășina UV este un material utilizat frecvent în imprimarea 3D și se poate solidifica rapid sub expunerea la lumină UV. Analiza indică faptul că, în modelele realizate prin imprimare 3D, întărirea incompletă a fotoinițiatorilor pe bază de oxid de fosfină poate provoca otrăvirea catalizatorului pe bază de platină, o problemă frecventă la materialele din rășină SLA. Totuși, fotoinițiatorii pot fi eliminați prin tratament de post-întărire.
Principiul Întăririi Rășinii UV
În procesul de imprimare SLA (stereolitografie), un laser este direcționat către anumite zone ale materialului din rășină pentru a iniția întărirea. După finalizarea acestui pas, întregul obiect este considerat terminat. Totuși, obiectul imprimat din rășină nu este complet întărit în această etapă. Pentru a înțelege acest fenomen, este necesar să analizăm principiul trecerii rășinii UV de la stare lichidă la stare solidă.
Rășina lichidă este compusă dintr-un amestec de diferiți monomeri liberi și fotoinițiatori. Atunci când este expusă la lumină ultravioletă (UV), fotoinițiatorii reacționează și determină monomerii liberi să se combine și să se reticuleze, ducând la solidificare. Totuși, aceasta reprezintă doar etapa inițială de întărire, iar multe zone pot să nu atingă gradul dorit de reticulare. Prin urmare, post-întărirea are un impact semnificativ asupra performanței finale a obiectului imprimat, dar este adesea neglijată în imprimarea SLA.
Prin urmare, siliconul de adiție este potrivit pentru majoritatea modelelor imprimate 3D prin SLA, însă este esențial ca modelele imprimate să fie complet întărite. Totuși, în cazul majorității modelelor din rășină UV imprimate 3D, acestea nu sunt complet întărite, iar turnarea directă a siliconului de adiție va duce la un rezultat lipicios și neîntărit. Pentru a rezolva această problemă, am pregătit patru soluții pentru referință.
1. Tratament De Suprafață
Introduceți obiectul imprimat 3D în alcool izopropilic (91%) sau etanol și lăsați-l la înmuiat timp de 10-15 minute pentru a îndepărta orice reziduuri de rășină neîntărită de pe suprafața modelului. Apoi, curățați modelul cu detergent de vase sau într-o baie cu săpun, urmată de o clătire temeinică cu apă. La final, uscați modelul la aer și completați procesul de întărire prin uscare la cald, recomandat la 80-90°C timp de 3-5 minute.
Evaluare: Alcoolul izopropilic este utilizat deoarece are capacitatea de a descompune rășina fotopolimerică neîntărită.
2. Post-Întărire
Modelele din rășină UV pot obține efecte mai bune de întărire atunci când sunt expuse atât la căldură, cât și la lumină. De fapt, lumina solară este, de asemenea, o sursă viabilă de lumină UV. Dacă aveți suficient timp, plasarea modelului sub lumină UV sau în lumina directă a soarelui poate ajuta procesul de întărire. Timpul de întărire poate varia pentru diferite modele, în funcție de nivelul de expunere la lumină UV sau la lumina directă a soarelui în diferite zone ale modelului. Este important să vă asigurați că toate zonele modelului sunt expuse la lumină UV sau la lumina directă a soarelui pentru întărire completă.
Evaluare: Cele două metode menționate mai sus pot fi utilizate în combinație și este posibilă repetarea etapelor de curățare și post-întărire de 2-3 ori.
3. Primer
Metoda funcționează pe principiul aplicării unui strat subțire și uniform de primer, precum primer nitrocelulozic, vopsea acrilică transparentă, Inhibit X etc., pe suprafața modelului, prin ștergere, înmuiere sau pulverizare. După întărire, primerul formează un strat protector pe suprafață, acționând ca o barieră. Acesta previne orice interacțiune între fotoinițiatorul neîntărit de pe model și siliconul de adiție, prevenind astfel eficient inhibarea întăririi.
Evaluare: Această metodă este deosebit de eficientă pentru modelele cu subdecupaje complexe, cum ar fi zone adânci sau unghiuri dificile, deoarece expunerea acestor regiuni retrase la o sursă de lumină UV poate fi dificilă. Totuși, merită menționat că această metodă poate duce la mici abateri dimensionale ale matriței turnate.
4. Înlocuire
Mai întâi, creați o matriță din silicon folosind silicon de condensare pentru modelul din rășină UV. Totuși, dacă proiectul dvs. permite un anumit grad de contracție, puteți utiliza direct silicon de condensare pentru realizarea matriței, deoarece acesta nu este afectat de inhibarea întăririi cauzată de rășina UV.
Apoi, turnați modelul din rășină epoxidică folosind matrița din silicon de condensare, obținând astfel un model din rășină epoxidică ce reproduce modelul original din rășină UV. Deși utilizarea rășinii epoxidice nu este obligatorie în această etapă, puteți opta și pentru alte materiale potrivite. Totuși, este important să vă asigurați că materialul ales nu împiedică procesul de întărire al siliconului de adiție.
La final, utilizați modelul din rășină epoxidică drept model master și creați matrița din silicon folosind silicon de adiție.
Evaluare: Siliconul de condensare prezintă o rată de contracție ușor mai mare comparativ cu siliconul de adiție și are o vâscozitate mai mare, necesitând utilizarea unei pompe de vid pentru degazare în timpul aplicării.
Este important de reținut că aceste soluții sunt doar sugestii. Soluția specifică poate varia în funcție de siliconul și materialele de imprimare 3D utilizate. Prin urmare, este necesar să validați soluția cea mai potrivită pentru proiectul dvs. prin teste reale.
