04.12.2020 by Milena Riedl

Изследване на смоли с двойно втвърдяване за дигитален светлинен синтез (DLS) с Photo-DSC 204 F1 Phoenix®

Фотополимерите, използвани в технологията за адитивно производство Digital Light Synthesis (DLS), са предизвикателни материали. Досега е известно малко за последиците от повишените температури, например поради по-високите температури в помещението. Изследователската статия има за цел да проучи влиянието на температурите върху такива смоли с двойно втвърдяване и установява, че Фото-ДСК е най-ефективен за проследяване на термичната конверсия, както и за определяне на оптималното време на експозиция.

Използването на фотополимери за технологията за адитивно производство (АМ) Vat Photopolymerization (VP) се е увеличило през последните години. Причините за това увеличение включват успешните усилия за подобряване на механичните, оптичните, химичните и термичните свойства на материалите. Цифровият светлинен синтез (ЦСС) е една от най-новите разработки в тази област.

Научете повече за DLS, известен също като производство с непрекъснат течен интерфейс (CLIP), в нашата видеопоредица Материалознание в адитивното производство. Кликнете тук, за да преминете към видеото!

Какво представляват смолите с двойно втвърдяване?

Базираната в Калифорния компания Carbon, Inc. не само разработва процеса DLS, но също така е пионер в системата с двукомпонентна смола.

Част А и част В на системата от смоли "първоначално се смесват в предварително определено съотношение и постигат стабилност на размерите си чрез ултравиолетово (UV) втвърдяване по време на DLS. Окончателните им механични свойства обаче се постигат чрез последователно термично втвърдяване в конвекционна пещ." [1]

Въпреки че този механизъм на двойно втвърдяване прави широк спектър от материали подходящи за DLS, общото време за обработка се увеличава от допълнителното втвърдяване в конвекционната пещ, което може да отнеме няколко часа за постигане на пълно втвърдяване.

Предизвикателството на фотополимерите за АМ

Основното предизвикателство пред фотополимерите е тяхната крехкост. Материалите придобиват статут на производствен стандарт само ако са гарантирани изключително постоянни и възпроизводими свойства, както и стабилност на процеса. "Термичното втвърдяване и следователно температурата е решаващ фактор за системите с двойно втвърдяване. Въпреки това досега се знае малко за последиците от повишената температура, например поради силната екзотермична топлинна реакция, причинена от радикалната фотополимеризация по време на DLS, или по-високите стайни температури." [1]

Изследователски въпрос и цели

Научната статия "Изследване на влиянието на температурата върху двойно втвърдяващата се уретан-метакрилатна смола Rigid Polyurethane 70 (RPU 70) при дигитален синтез на светлина (DLS)" е написана от J. Bachmann, E. Gleis, G. Fruhmann, J. Riedelbauch, S. Schmölzer и O. Hinrichsen. Той има за цел да "характеризира влиянието на температурата върху смола с двойно втвърдяване [...] и да осигури по-дълбоко разбиране на механизма на химичната реакция на RPU 70 в процеса на двойно втвърдяване" [1]

Пълният текст на статията е достъпен тук: https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677

Проследяване на пълната реакция и термичната конверсия с фото-DSC

"Термичното превръщане на течната смола в еластомер е анализирано с измервания на вискозитета, инфрачервена спектроскопия с преобразуване на Фурие (FT-IR), диференциална сканираща калориметрия (DSC ) и фото-DSC." [1]

Анализът с NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix® е най-ефективният метод за проследяване на термичната конверсия, както и за определяне на оптималните времена и интензивност на експозицията за UV реактивни смоли.

Ето защо Photo-DSC е подходящ за проследяване на целия процес на фотополимеризация на смоли с двойно втвърдяване в DLS и за допълнително откриване на термичното следвтвърдяване.

Източник:

[1] https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677

Безплатна електронна книга

Термичен анализ и реология в адитивното производство на полимери

Открийте тайните зад възможностите на AM, които променят играта! Нашата новоизлязла електронна книга навлиза дълбоко в сърцето на AM, разкривайки силата на надеждните техники за характеризиране на материалите, по-специално термичния анализ и реологията.