04.12.2020 by Milena Riedl
التحقيق في راتنجات المعالجة المزدوجة للتركيب الضوئي الرقمي (DLS) باستخدام جهاز Photo-DSC 204 F1 Phoenix®
تُعد البوليمرات الضوئية المستخدمة في تقنية التصنيع المضاف التوليف الضوئي الرقمي (DLS) من المواد التي تمثل تحديًا. لا يُعرف الكثير حتى الآن عن عواقب زيادة درجات الحرارة، على سبيل المثال، بسبب ارتفاع درجات حرارة الغرفة. تهدف ورقة بحثية إلى التحقيق في تأثير درجات الحرارة على راتنجات المعالجة المزدوجة هذه، وتوصلت إلى أن تقنية Photo-DSC هي الأكثر فعالية في تتبع التحويل الحراري وكذلك تحديد أوقات التعرض المثلى.
ازداد استخدام البوليمرات الضوئية لتقنية البلمرة الضوئية في التصنيع الإضافي (AM) في السنوات الأخيرة. وتشمل أسباب هذه الزيادة الجهود الناجحة لتطوير الخواص الميكانيكية والبصرية والكيميائية والحرارية للمواد. يُعد التوليف الضوئي الرقمي (DLS) أحد أحدث التطورات في هذا المجال.
تعرّف على المزيد عن DLS، المعروف أيضًا باسم إنتاج الواجهة السائلة المستمرة (CLIP)، في سلسلة الفيديوهات الخاصة بنا عن علم المواد في التصنيع المضاف. انقر هنا للوصول إلى الفيديو!
ما هي راتنجات المعالجة المزدوجة؟
لم تكتفِ شركة Carbon, Inc. التي تتخذ من كاليفورنيا مقرًا لها بتطوير عملية DLS فحسب، بل ابتكرت أيضًا نظام راتنج من جزأين.
يتم خلط الجزء A والجزء B من نظام الراتنج "في البداية بنسبة خلط محددة مسبقًا ويحققان ثبات أبعادهما من خلال المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية (UV) أثناء عملية DLS. ومع ذلك، يتم الوصول إلى خواصها الميكانيكية النهائية من خلال المعالجة الحرارية المتتابعة في فرن حراري." [1]
في حين أن آلية المعالجة المزدوجة هذه تجعل مجموعة كبيرة من المواد مناسبة للمعالجة بالحرارة فوق البنفسجية المزدوجة (DLS)، إلا أن وقت المعالجة الإجمالي يزداد من خلال المعالجة الإضافية في فرن الحمل الحراري التي قد تستغرق عدة ساعات لتحقيق المعالجة الكاملة.
تحدي البوليمرات الضوئية AM
يتمثل التحدي الرئيسي للبوليمرات الضوئية في هشاشتها. لا تحقق المواد مكانتها كمعيار تصنيع إلا إذا تم ضمان خصائص متسقة للغاية وقابلة للتكرار بالإضافة إلى استقرار العملية. "المعالجة الحرارية وبالتالي درجة الحرارة عامل حاسم لأنظمة المعالجة المزدوجة. ومع ذلك، لا يُعرف سوى القليل حتى الآن عن عواقب زيادة درجات الحرارة، على سبيل المثال، بسبب حرارة التفاعل الطاردة للحرارة القوية الناتجة عن البلمرة الضوئية الجذرية أثناء المعالجة الحرارية المزدوجة أو ارتفاع درجات حرارة الغرفة." [1]
سؤال البحث وأهداف البحث
كتب الورقة البحثية "دراسة تأثير درجة الحرارة على راتنج اليوريثان-ميثاكريلات الميثاكريليت ثنائي المعالجة Rigid Polyurethane 70 (RPU 70) في التخليق الضوئي الرقمي (DLS)" كل من ج. باخمان، وإي غليس، وجي فرومان، وجي ريدلبوخ، وس شمولزر، وأو هينريشسن. وتهدف الورقة البحثية إلى "توصيف تأثير درجة الحرارة على راتنج المعالجة المزدوجة [...] وتوفير فهم أعمق لآلية التفاعل الكيميائي لراتنج المعالجة المزدوجة RPU 70 في عملية المعالجة المزدوجة." [1]
الورقة البحثية الكاملة متاحة هنا: https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677
تتبُّع التفاعل الكامل والتحويل الحراري باستخدام تقنية DSC الضوئية
"تم تحليل التحويل الحراري للراتنج السائل إلى مطاط مطاطي باستخدام قياسات اللزوجة، والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FT-IR)، وقياس المسعر بالمسح التفاضلي (DSC) والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء الضوئية." [1]
كان التحليل باستخدام جهاز NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix® هو الطريقة الأكثر فعالية في تتبع التحويل الحراري وكذلك لتحديد أوقات التعرض الأمثل وشدة التعرض للراتنجات التفاعلية بالأشعة فوق البنفسجية.
ومن ثم فإن جهاز Photo-DSC مناسب لتتبع عملية البلمرة الضوئية الكاملة لراتنجات المعالجة المزدوجة في DLS بالإضافة إلى الكشف عن مرحلة ما بعد المعالجة الحرارية.
المصدر:
كتاب إلكتروني مجاني
التحليل الحراري وعلم الريولوجيا في التصنيع المضاف للبوليمر
اكتشف الأسرار الكامنة وراء قدرات التصنيع الإضافي التي تغير قواعد اللعبة! يتعمق كتابنا الإلكتروني الذي تم إصداره حديثًا في صميم عملية التصنيع الإضافي ويكشف النقاب عن قوة تقنيات توصيف المواد الموثوق بها، وتحديدًا التحليل الحراري وعلم الريولوجيا.