Étude des résines à double durcissement pour la synthèse numérique de la lumière (DLS) avec le Photo-DSC 204 F1 Phoenix^®

L'utilisation de photopolymères pour la technologie de fabrication additive (AM) par photopolymérisation en cuve (VP) a augmenté ces dernières années. Cette augmentation s'explique notamment par les efforts fructueux déployés pour améliorer les propriétés mécaniques, optiques, chimiques et thermiques des matériaux. La synthèse numérique de la lumière (DLS) est l'un des développements les plus récents dans ce domaine.

Pour en savoir plus sur la DLS, également connue sous le nom de Continuous Liquid Interface Production (CLIP), consultez notre série de vidéos intitulée Material Science in Additive Manufacturing (Science des matériaux dans la fabrication additive). Cliquez ici pour accéder à la vidéo !

Qu'est-ce qu'une résine à double durcissement ?

La société californienne Carbon, Inc. a non seulement mis au point le procédé DLS, mais elle a également été la première à proposer un système de résine en deux parties.

Les parties A et B du système de résine "sont initialement mélangées dans un rapport de mélange prédéfini et atteignent leur stabilité dimensionnelle grâce au durcissement aux ultraviolets (UV) pendant la DLS. Cependant, leurs propriétés mécaniques finales sont atteintes par le durcissement thermique séquentiel dans un four à convection" [1]

Bien que ce double mécanisme de durcissement permette à une large gamme de matériaux de se prêter à la DLS, le temps de traitement total est allongé par le durcissement supplémentaire dans le four à convection, qui peut prendre plusieurs heures pour atteindre un durcissement complet.

Le défi des photopolymères AM

Le principal défi des photopolymères est leur fragilité. Les matériaux n'atteignent le statut de norme de fabrication que si des propriétés hautement cohérentes et reproductibles ainsi que la stabilité du processus sont garanties. "Le durcissement thermique, et donc la température, est un facteur décisif pour les systèmes à double durcissement. Cependant, on sait peu de choses jusqu'à présent sur les conséquences de l'augmentation des températures, par exemple en raison de la forte chaleur de réaction ExothermiqueA sample transition or a reaction is exothermic if heat is generated.exothermique causée par la photopolymérisation radicale pendant la DLS ou des températures ambiantes plus élevées." [1]

Question et objectifs de la recherche

L'article de recherche "Investigation of the temperature influence on the dual curing urethane-methacrylate resin Rigid Polyurethane 70 (RPU 70) in digital light synthesis (DLS)" a été écrit par J. Bachmann, E. Gleis, G. Fruhmann, J. Riedelbauch, S. Schmölzer et O. Hinrichsen. Il vise à "caractériser l'influence de la température sur une résine à double durcissement [...] et à mieux comprendre le mécanisme de réaction chimique de l'UPR 70 dans le processus de double durcissement" [1]

L'article complet est disponible ici : https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677

Suivi de la réaction complète et de la conversion thermique avec Photo-DSC

"La conversion thermique de la résine liquide en élastomère a été analysée à l'aide de mesures de la viscosité, de la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR), de la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et de la photo-DSC." [1]

NETZSCH L'analyse avec le Photo-DSC 204 F1 Phoenix^® a été la méthode la plus efficace pour suivre la conversion thermique et pour identifier les temps d'exposition et l'intensité d'exposition optimaux pour les résines réactives aux UV.

La Photo-DSC est donc appropriée pour suivre le processus complet de photopolymérisation des résines à double durcissement en DLS et pour détecter en outre la post-polymérisation thermique.

Source :

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