
15.03.2021 by Milena Riedl
Cómo avanza la foto-DSC en los protocolos de ensayo de muestras líquidas para la fabricación aditiva
Los fotopolímeros han adquirido una importancia creciente en muchas industrias. La síntesis digital de luz (DLS), una tecnología de fabricación aditiva, es un excelente ejemplo del uso de fotopolímeros. Descubra por qué NETZSCH Photo-DSC es un método probado para optimizar el proceso de fabricación aditiva.
Por ejemplo, se utilizan como materiales estándar para adhesivos, pinturas y compuestos, así como barnices sobre diversos sustratos. Entre las nuevas aplicaciones de este material figuran el envasado de alimentos, los implantes biomédicos y la fabricación aditiva (AM).
La síntesis digital de luz (DLS), una tecnología de fabricación aditiva antes conocida como producción de interfaz líquida continua (CLIP), es un excelente ejemplo del uso de fotopolímeros en AM.
Obtenga más información sobre DLS, también conocida como producción de interfaz líquida continua (CLIP), en nuestra serie de vídeos Ciencia de los materiales en la fabricación aditiva. Haga clic aquí para acceder al vídeo
Photo-DSC es un método probado para analizar fotopolímeros
El instrumento se ha utilizado para realizar un seguimiento de la conversión térmica, así como para identificar los tiempos y la intensidad de exposición óptimos para las resinas reactivas a la radiación UV. Se ha demostrado que el Photo-DSC es adecuado para realizar el seguimiento de todo el proceso de fotopolimerización de resinas de curado dual en DLS y, además, detectar el postcurado térmico. Lea el artículo aquí
Objetivo de la investigación
Los autores del artículo científico en cuestión reconocieron que los estudios anteriores sólo mencionan la masa de la muestra y el espesor de la película para las muestras de resina líquida investigadas. Sin embargo, no hay información sobre la forma de la muestra en los crisoles, que puede influir significativamente en las mediciones.
Además, hasta ahora no se ha considerado el uso de un cambiador automático de muestras (ASC). Un ASC "puede colocar y retirar automáticamente las muestras, lo que, por ejemplo, permite realizar mediciones durante la noche. El ASC se utiliza a menudo para mediciones DSC con muestras sólidas, pero el efecto de los tiempos prolongados entre la preparación de la muestra y el inicio de las mediciones (tiempos de permanencia) aún no se ha investigado para fotopolímeros líquidos [1]."
Para el estudio se utilizaron los sistemas de resina de dos componentes RPU 70 y EPX 82.
El artículo completo "Photo-DSC method for liquid samples used in vat photopolymerization" de Bachmann J. et al. puede consultarse aquí
Resultado nº 1: Acelerar el protocolo de ensayo foto-DSC
Se ha evaluado un nuevo protocolo de ensayo para medir fotopolímeros con el foto-DSC. Los autores del artículo descubrieron que "la reducción de los segmentos de exposición de 4 x 2 min a 2 x 3 min no tiene ningún efecto significativo en la medición foto-DSC de RPU 70 - parte A. El tiempo total del protocolo de ensayo foto-DSC puede así acortarse de 42 min a 24 minutos manteniendo la misma precisión de medición" [1].
Resultado nº 2: Influencia de la temperatura y el oxígeno en la reacción UV
Se comprobó que "la influencia de la temperatura en la fotopolimerización de RPU 70 es mucho mayor que en EPX 82" [1]. Simultáneamente, "ambas resinas muestran una disminución del calor de reacción con el aumento de la concentración de oxígeno" [1].
Resultado nº 3: Influencia de la forma de la muestra, la masa de la muestra y el tiempo de permanencia en las mediciones
Los autores del artículo descubrieron que "la forma de la muestra extendida de 1,0 mg es la preparación óptima de la muestra para investigaciones cercanas al proceso, como la longitud de onda, la intensidad de la luz, el tiempo de exposición y la atmósfera" [1]. Si uno está interesado en los efectos de los tiempos de permanencia largos, la forma de muestra de gota de 2,8 mg es óptima.
Resultado nº 4: Cómo influyen los diferentes crisoles y el tiempo de permanencia en las mediciones foto-DSC
En experimentos anteriores, se puso de manifiesto "que la pérdida de masa debida a la evaporación de moléculas reactivas desempeña un papel mucho mayor" que los efectos de la difusión de O2y la radiación UV ambiental. Se utilizaron diferentes tipos de recubrimientos de crisoles mediante NETZSCH para identificar si se puede reducir la evaporación.
Se descubrió que el uso de crisoles SFI (bandeja de Al con una hendidura para una superficie de muestra más consistente) cubiertos por crisoles de Al2O3de 300 µl (retirados poco antes de la medición) generaba la menor pérdida de masa, cuando se utilizaba un cambiador automático de muestras (ASC).
Los Photo-DSC con cambiador automático de muestras son clave para investigar los fotopolímeros
El estudio de Bachmann J. et al. demostró que el NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix® es un instrumento de última generación que permite un análisis exhaustivo de los fotopolímeros utilizados en la tecnología DLS Additive Manufacturing.
La posibilidad confirmada de obtener resultados fiables al utilizar un cambiador automático de muestras (ASC) permite realizar mediciones durante la noche.
Fuente [1] https://doi.org/10.1016/j.aca.2021.338268

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