Undersökning av dubbelhärdande hartser för digital ljussyntes (DLS) med Photo-DSC 204 F1 Phoenix^®

Användningen av fotopolymerer för Additive Manufacturing (AM)-tekniken Vat Photopolymerization (VP) har ökat under de senaste åren. Orsakerna till denna ökning är bland annat de framgångsrika försöken att förbättra materialens mekaniska, optiska, kemiska och termiska egenskaper. Digital Light Synthesis (DLS) är en av de senaste utvecklingarna inom detta område.

Läs mer om DLS, även känt som CLIP (Continuous Liquid Interface Production), i vår videoserie Material Science in Additive Manufacturing. Klicka här för att komma till videon!

Vad är dubbelhärdande hartser?

Det kalifornienbaserade företaget Carbon, Inc. utvecklade inte bara DLS-processen, utan var också pionjärer med ett tvådelat hartssystem.

Del A och del B i hartssystemet "blandas initialt i ett fördefinierat blandningsförhållande och uppnår sin dimensionsstabilitet genom ultraviolett (UV) Härdning (tvärbindningsreaktioner)Termen "crosslinking" betyder bokstavligen översatt "tvärnätverk". I kemiska sammanhang används det för reaktioner där molekyler länkas samman genom att införa kovalenta bindningar och bilda tredimensionella nätverk.härdning under DLS. De slutliga mekaniska egenskaperna uppnås dock genom sekventiell termisk Härdning (tvärbindningsreaktioner)Termen "crosslinking" betyder bokstavligen översatt "tvärnätverk". I kemiska sammanhang används det för reaktioner där molekyler länkas samman genom att införa kovalenta bindningar och bilda tredimensionella nätverk.härdning i en konvektionsugn." [1]

Denna mekanism med dubbel Härdning (tvärbindningsreaktioner)Termen "crosslinking" betyder bokstavligen översatt "tvärnätverk". I kemiska sammanhang används det för reaktioner där molekyler länkas samman genom att införa kovalenta bindningar och bilda tredimensionella nätverk.härdning gör att många olika material lämpar sig för DLS, men den totala bearbetningstiden förlängs genom ytterligare Härdning (tvärbindningsreaktioner)Termen "crosslinking" betyder bokstavligen översatt "tvärnätverk". I kemiska sammanhang används det för reaktioner där molekyler länkas samman genom att införa kovalenta bindningar och bilda tredimensionella nätverk.härdning i konvektionsugnen, vilket kan ta flera timmar innan härdningen är fullständig.

Utmaningen med AM-fotopolymerer

Den största utmaningen med fotopolymerer är deras sprödhet. Material kan endast uppnå status som tillverkningsstandard om de har mycket konsekventa och reproducerbara egenskaper och om processtabiliteten kan garanteras. "Termisk Härdning (tvärbindningsreaktioner)Termen "crosslinking" betyder bokstavligen översatt "tvärnätverk". I kemiska sammanhang används det för reaktioner där molekyler länkas samman genom att införa kovalenta bindningar och bilda tredimensionella nätverk.härdning och därmed temperatur är en avgörande faktor för system med dubbel härdning. Hittills vet man dock inte mycket om konsekvenserna av ökade temperaturer, t.ex. på grund av den starka exoterma reaktionsvärmen som orsakas av den radikala fotopolymerisationen under DLS eller högre rumstemperaturer." [1]

Forskningsfrågor och mål

Forskningsrapporten "Undersökning av temperaturens inverkan på det dubbelhärdande uretan-metakrylathartset Rigid Polyurethane 70 (RPU 70) i digital ljussyntes (DLS)" skrevs av J. Bachmann, E. Gleis, G. Fruhmann, J. Riedelbauch, S. Schmölzer och O. Hinrichsen. Syftet är att "karakterisera temperaturens inverkan på ett dubbelhärdande harts [...] och att ge en djupare förståelse för den kemiska reaktionsmekanismen hos RPU 70 i den dubbla härdningsprocessen." [1]

Hela artikeln finns tillgänglig här: https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101677

Spårning av den fullständiga reaktionen och den termiska omvandlingen med Photo-DSC

"Den termiska omvandlingen av det flytande hartset till en elastomer analyserades med viskositetsmätningar, infraröd spektroskopi med Fourier-transform (FT-IR), differential scanning calorimetry (DSC) och Photo-DSC." [1]

Analysen med NETZSCH Photo-DSC 204 F1 Phoenix^® var den mest effektiva metoden för att spåra den termiska omvandlingen samt för att Identify optimala exponeringstider och exponeringsintensitet för UV-reaktiva hartser.

Photo-DSC är därför lämplig för att spåra hela fotopolymeriseringsprocessen för dubbelhärdande hartser i DLS och dessutom upptäcka termisk efterhärdning.

Källa: [1

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