Investigación de resinas de curado dual para síntesis digital por luz (DLS) con el Photo-DSC 204 F1 Phoenix^®

El uso de fotopolímeros para la tecnología de fabricación aditiva (AM) Fotopolimerización en cuba (VP) ha aumentado en los últimos años. Las razones de este aumento incluyen los esfuerzos realizados con éxito para mejorar las propiedades mecánicas, ópticas, químicas y térmicas de los materiales. La síntesis digital de luz (DLS) es uno de los avances más recientes en este campo.

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¿Qué son las resinas de curado dual?

La empresa Carbon, Inc., con sede en California, no sólo desarrolló el proceso DLS, sino que también fue pionera en un sistema de resina de dos partes.

La parte A y la parte B del sistema de resina "se mezclan inicialmente en una proporción predefinida y alcanzan su estabilidad dimensional mediante el curado ultravioleta (UV) durante el DLS. Sin embargo, sus propiedades mecánicas finales se alcanzan mediante el curado térmico secuencial en un horno de convección." [1]

Aunque este mecanismo de curado dual hace que una amplia gama de materiales sean adecuados para DLS, el tiempo total de procesamiento se incrementa por el curado adicional en el horno de convección que puede tardar varias horas en lograr el curado completo.

El reto de los fotopolímeros AM

El mayor reto de los fotopolímeros es su fragilidad. Los materiales sólo alcanzan el estatus de estándar de fabricación si se garantizan unas propiedades altamente consistentes y reproducibles, así como la estabilidad del proceso. "El curado térmico y, por tanto, la temperatura es un factor decisivo para los sistemas de curado dual. Sin embargo, hasta ahora se sabe poco sobre las consecuencias del aumento de las temperaturas, por ejemplo, debido al fuerte calor de reacción ExotérmicoA sample transition or a reaction is exothermic if heat is generated.exotérmico causado por la fotopolimerización radical durante la DLS o a temperaturas ambiente más altas." [1]

Pregunta y objetivos de la investigación

El artículo de investigación "Investigation of the temperature influence on the dual curing urethane-methacrylate resin Rigid Polyurethane 70 (RPU 70) in digital light synthesis (DLS)" fue escrito por J. Bachmann, E. Gleis, G. Fruhmann, J. Riedelbauch, S. Schmölzer y O. Hinrichsen. Su objetivo es "caracterizar la influencia de la temperatura en una resina de curado dual [...] y proporcionar una comprensión más profunda del mecanismo de reacción química de la RPU 70 en el proceso de curado dual." [1]

El artículo completo está disponible aquí: https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677

Seguimiento de la reacción completa y la conversión térmica con Photo-DSC

"La conversión térmica de la resina líquida en un elastómero se analizó con mediciones de viscosidad, espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR), calorimetría diferencial de barrido (DSC) y Foto-DSC" [1]

El análisis con el NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix^® fue el método más eficaz para el seguimiento de la conversión térmica, así como para identificar los tiempos y la intensidad de exposición óptimos para las resinas reactivas UV.

Por lo tanto, el Photo-DSC es adecuado para realizar el seguimiento del proceso completo de fotopolimerización de resinas de curado dual en DLS y, además, detectar el postcurado térmico.

Fuente:

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