Studio delle resine a doppia polimerizzazione per la sintesi digitale in luce (DLS) con il Photo-DSC 204 F1 Phoenix^®

Negli ultimi anni è aumentato l'uso dei fotopolimeri per la tecnologia di fabbricazione additiva (AM), la fotopolimerizzazione in vasca (VP). Le ragioni di questo aumento sono da ricercare negli sforzi compiuti per migliorare le proprietà meccaniche, ottiche, chimiche e termiche dei materiali. La sintesi digitale della luce (DLS) è uno degli sviluppi più recenti in questo campo.

Per saperne di più sulla DLS, nota anche come Continuous Liquid Interface Production (CLIP), visitate la nostra serie di video Scienza dei materiali nella produzione additiva. Cliccate qui per accedere al video!

Cosa sono le resine a doppia polimerizzazione?

L'azienda californiana Carbon, Inc. non solo ha sviluppato il processo DLS, ma è stata anche pioniera di un sistema di resina in due parti.

La parte A e la parte B del sistema di resina "sono inizialmente miscelate in un rapporto di miscelazione predefinito e raggiungono la stabilità dimensionale attraverso laPolimerizzazione (reazioni di reticolazione)Tradotto letteralmente, il termine "crosslinking" significa "reticolo incrociato". Nel contesto chimico, viene utilizzato per le reazioni in cui le molecole vengono collegate tra loro introducendo legami covalenti e formando reti tridimensionali. polimerizzazione a raggi ultravioletti (UV) durante il DLS. Tuttavia, le loro proprietà meccaniche finali sono raggiunte dallaPolimerizzazione (reazioni di reticolazione)Tradotto letteralmente, il termine "crosslinking" significa "reticolo incrociato". Nel contesto chimico, viene utilizzato per le reazioni in cui le molecole vengono collegate tra loro introducendo legami covalenti e formando reti tridimensionali. polimerizzazione termica sequenziale in un forno a convezione." [1]

Sebbene questo doppio meccanismo diPolimerizzazione (reazioni di reticolazione)Tradotto letteralmente, il termine "crosslinking" significa "reticolo incrociato". Nel contesto chimico, viene utilizzato per le reazioni in cui le molecole vengono collegate tra loro introducendo legami covalenti e formando reti tridimensionali. polimerizzazione renda un'ampia gamma di materiali adatti alla DLS, il tempo totale di lavorazione aumenta a causa dell'ulteriorePolimerizzazione (reazioni di reticolazione)Tradotto letteralmente, il termine "crosslinking" significa "reticolo incrociato". Nel contesto chimico, viene utilizzato per le reazioni in cui le molecole vengono collegate tra loro introducendo legami covalenti e formando reti tridimensionali. polimerizzazione nel forno a convezione, che può richiedere diverse ore per ottenere una polimerizzazione completa.

La sfida dei fotopolimeri AM

La sfida principale dei fotopolimeri è la loro fragilità. I materiali raggiungono lo status di standard di produzione solo se sono garantite proprietà altamente coerenti e riproducibili, nonché la stabilità del processo. "La polimerizzazione termica e quindi la temperatura è un fattore decisivo per i sistemi a doppia polimerizzazione. Tuttavia, finora si sa poco sulle conseguenze dell'aumento delle temperature, ad esempio a causa del forte calore di reazione EsotermicoUna transizione campionaria o una reazione è esotermica se viene generato calore.esotermico causato dalla fotopolimerizzazione radicale durante la DLS o delle temperature ambiente più elevate." [1]

Ricercaarch domanda e obiettivi

La ricercaarch "Investigation of the temperature influence on the dual curing urethane-methacrylate resin Rigid Polyurethane 70 (RPU 70) in digital light synthesis (DLS)" è stata scritta da J. Bachmann, E. Gleis, G. Fruhmann, J. Riedelbauch, S. Schmölzer e O. Hinrichsen. L'obiettivo è quello di "caratterizzare l'influenza della temperatura su una resina a doppia polimerizzazione [...] e di fornire una comprensione più approfondita del meccanismo di reazione chimica della RPU 70 nel processo di doppia polimerizzazione" [1]

Il documento completo è disponibile qui: https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677

Tracciamento della reazione completa e della conversione termica con Photo-DSC

"La conversione termica della resina liquida in elastomero è stata analizzata con misure di viscosità, spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT -IR), calorimetria a scansione differenziale (DSC) e foto-DSC." [1]

L'analisi con il Photo-DSC 204 NETZSCH F1 Phoenix^® è stato il metodo più efficace per seguire la conversione termica e per identificare i tempi e l'intensità di esposizione ottimali per le resine reattive ai raggi UV.

Il Photo-DSC è quindi adatto a tracciare il processo completo di fotopolimerizzazione delle resine a doppia polimerizzazione in DLS e a rilevare anche la post-cura termica.

Fonte:

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