Photo-DSC 204F1 を用いたデジタル光合成（DLS）用デュアルキュア樹脂の研究Phoenix^®

アディティブ・マニュファクチャリング（AM）技術である光重合法（Vat Photopolymerization：VP）におけるフォトポリマーの使用量は、近年増加している。この増加の理由には、材料の機械的、光学的、化学的、熱的特性を向上させる取り組みが成功していることが挙げられる。デジタル光合成（DLS）は、この分野における最も新しい開発のひとつです。

連続液体界面生産法（CLIP）としても知られるDLSの詳細については、ビデオシリーズ「積層造形における材料科学」をご覧ください。ビデオをご覧になるには、ここをクリックしてください！

二重硬化樹脂とは何ですか？

カリフォルニアに本社を置くカーボン社は、DLSプロセスを開発しただけでなく、2液型樹脂システムのパイオニアでもある。

樹脂システムのA部とB部は、「最初に所定の混合比で混合され、DLS中の紫外線（UV）硬化によって寸法安定性を獲得する。しかし、最終的な機械的特性は、対流式オーブンでの連続的な熱硬化によって達成される。[1]

この二重硬化メカニズムにより、幅広い材料がDLSに適するようになる一方で、対流式オーブンでの追加硬化により、完全な硬化を達成するのに数時間かかる場合があり、総処理時間が長くなります。

AMフォトポリマーへの挑戦

フォトポリマーの大きな課題は、その脆さである。材料は、非常に一貫した再現性のある特性とプロセスの安定性が保証されて初めて、製造標準としての地位を獲得する。「熱硬化、つまり温度は、デュアル硬化システムにとって決定的な要素である。しかし、DLS中のラジカル光重合による強い発熱反応熱や、より高い室温などによる温度上昇の影響については、今のところほとんど知られていない。[1]

研究課題と目的

研究論文「デジタル光合成（DLS）における二重硬化ウレタンメタクリレート樹脂リジッドポリウレタン70（RPU70）への温度影響の調査」は、J. Bachmann、E. Gleis、G. Fruhmann、J. Riedelbauch、S. Schmölzer、O. Hinrichsenによって書かれました。この論文の目的は、「二重硬化樹脂に対する温度の影響を明らかにし、二重硬化プロセスにおけるRPU 70の化学反応メカニズムをより深く理解すること」である。[1]

論文全文はこちらからご覧いただけます： https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677

Photo-DSCによる完全反応と熱転化の追跡

「液状樹脂からエラストマーへの熱変換を、粘度測定、フーリエ変換赤外分光法（FT-IR）、示差走査熱量測定（DSC）、Photo-DSCで分析した。[1]

NETZSCH Photo-DSC 204F1 Phoenix^®を用いた分析は、熱変換の追跡だけでなく、UV反応性樹脂の最適な露光時間と露光強度を特定する上で最も効果的な方法でした。

したがって、Photo-DSCは、DLSにおける二重硬化性樹脂の完全な光重合プロセスを追跡し、さらに熱ポストキュアを検出するのに適しています。

出典

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