Photo-DSC 204로 디지털 광합성(DLS)을 위한 이중 경화 수지 조사 F1 Phoenix^®

최근 몇 년 동안 적층 제조(AM) 기술인 광중합(VP)을 위한 광중합체의 사용량이 증가하고 있습니다. 이러한 증가의 이유로는 재료의 기계적, 광학적, 화학적, 열적 특성을 향상시키기 위한 성공적인 노력이 있습니다. 디지털 광합성(DLS)은 이 분야에서 가장 최근에 개발된 기술 중 하나입니다.

연속 액체 인터페이스 생산(CLIP)이라고도 하는 DLS에 대해 자세히 알아보려면 적층 제조의 재료 과학 비디오 시리즈를 참조하세요. 동영상을 보려면 여기를 클릭하세요!

이중 경화 레진이란 무엇인가요?

캘리포니아에 본사를 둔 Carbon, Inc.는 DLS 공정을 개발했을 뿐만 아니라 두 부분으로 구성된 레진 시스템도 개척했습니다.

레진 시스템의 파트 A와 파트 B는 "처음에 미리 정의된 혼합 비율로 혼합되며, DLS 과정에서 자외선(UV) 경화를 통해 치수 안정성을 확보합니다. 그러나 최종 기계적 특성은 대류 오븐에서 순차적으로 열 경화함으로써 도달합니다." [1]

이러한 이중 경화 메커니즘을 통해 다양한 재료가 DLS에 적합하지만, 컨벡션 오븐에서의 추가 경화로 인해 전체 공정 시간이 증가하여 완전 경화에 몇 시간이 걸릴 수 있습니다.

AM 포토폴리머의 도전 과제

포토폴리머의 가장 큰 문제는 취성입니다. 재료는 매우 일관되고 재현 가능한 특성과 공정 안정성이 보장되어야만 제조 표준으로서의 지위를 확보할 수 있습니다. "열 경화, 즉 온도는 이중 경화 시스템의 결정적인 요소입니다. 그러나 DLS 또는 더 높은 실온에서 라디칼 광중합으로 인한 강한 발열 반응 열로 인한 온도 상승의 결과에 대해서는 아직까지 알려진 바가 거의 없습니다." [1]

연구 질문 및 목표

연구 논문 "디지털 광합성(DLS)에서 이중 경화 우레탄-메타크릴레이트 수지 경질 폴리우레탄 70(RPU 70)에 대한 온도 영향 조사"는 J. Bachmann, E. Gleis, G. Fruhmann, J. Riedelbauch, S. Schmölzer 및 O. Hinrichsen이 작성했습니다. 이 논문은 "이중 경화 수지에 대한 온도의 영향을 특성화하고 [...] 이중 경화 공정에서 RPU 70의 화학 반응 메커니즘에 대한 더 깊은 이해를 제공하는 것"을 목표로 합니다 [1]

논문 전문은 여기에서 확인할 수 있습니다: https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677

Photo-DSC로 전체 반응과 열 변환을 추적합니다

"액체 수지의 엘라스토머로의 열 변환은 점도 측정, 푸리에 변환 적외선 분광법 (FT-IR), 차등 주사 열량 측정(DSC) 및 Photo-DSC로 분석했습니다." [1]

NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix^® 를 사용한 분석은 열 변환을 추적하고 UV 반응성 수지에 대한 최적의 노출 시간과 노출 강도를 식별하는 데 가장 효과적인 방법이었습니다.

따라서 Photo-DSC는 DLS에서 이중 경화 수지의 전체 광중합 공정을 추적하고 열 후 경화를 추가로 감지하는 데 적합합니다.

출처:

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