CN108381918B - 一种用于光固化三维打印装置的离型膜 - Google Patents

一种用于光固化三维打印装置的离型膜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于光固化三维打印装置的离型膜，所述离型膜为复合材料薄膜，该离型层包括基质与分散相，所述基质为有机物聚合薄膜，所述分散相为晶体，该晶体的熔点高于基质的熔点，有机物薄膜是通过热熔后挤出、再冷却成型，那么热熔时加入熔点高于热熔温度的晶体，得到的有机薄膜膜上分布有分子结构稳定的晶体，这些晶体使得有机薄膜的结晶度更加均匀，当UV光穿过带有晶体的有机薄膜膜时能够发生较为统一的折射，从而减少UV光照射光固化树脂材料能量的损失，提高了光固化三维打印的效率，而且由于晶体的作用，有机薄膜的机械性也有一定的提高，提高了该离型膜的使用寿命。

Description

一种用于光固化三维打印装置的离型膜
技术领域
本发明涉及技术领域为三维成型领域，特别涉及一种用于光固化三维打印装置的离型膜。
背景技术
光固化三维打印的技术原理是先将三维模型通过一个方向进行分层，从而获取每层的轮廓信息或者图像信息，然后通过光源来实现每层的数据信息，将光固化树脂材料，经过UV光照射后，引起聚合反应，完成每一层的固化，重复迭代，最后形成一个三维实体模型。由于每打印一层，需要将正在构造的三维构造物从固化发生区域的底面分离出来的离型动作，离型后还需要静置几秒钟使得液面能够平稳，打印一层往往需要十几秒钟，效率非常低
光固化三维打印要进入规模化的工业应用，单位产品的生产成本需要进一步降低。而提高光固化三维工艺的生产效率主要可以归于当前光固化完成的固态树脂与液槽底面分离并粘接在提拉板或上一次成型的树脂层时，原材料的回流速度、固态树脂与液槽底面分离速度个两个方面。
具体说来，向上拉出型固态树脂与液槽底面分离的技术存在以下主要问题：光固化树脂材料托盘基底是一层透明的含氟聚合物薄膜，光固化树脂材料在它的表面形成的表面张力很大，因此无论是液态树脂还是成型的固化树脂都与它的粘附力比较小，但是尽管粘附力小，当成型树脂固化层从薄膜基底垂直拉出时，这种粘附力还是足以对薄膜和固化层树脂本身造成毁坏，这样就有损薄膜的厚度和固化模型的机械强度。行业内的解决方案是设计一种复杂的机械结构，每一层成型后让托盘左右切向转动，相当于让薄膜斜着从固化层掀起来，这样附着力就小很多，对薄膜和模型的损伤降到最低。然而这种方式增加了设备成本和整体的打印时间。
另外现有技术中有使用含氟有机物聚合膜作为离型膜，由于该类型材料对紫外线的透过率较好，而且光固化树脂在其表面形成的表面张力较低，光固化后的树脂能够与其较容易地分离，提高了三维打印的速度。但是，由于该类材料为大分子聚合物，当将其融化后，挤出成膜时由于产生凝胶分子，存在膜体的结晶度不均匀的情况，导致UV光穿过该类膜体时产生不同的折射，导致UV光的其能量不能很好地传达到光固化树脂材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于光固化三维打印装置上，与光固化树脂粘附力小，光固化树脂能够与其快速分离，让UV光能量传递均匀的离型膜。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种用于光固化三维打印装置的离型膜，所述离型膜为复合材料薄膜，该离型层包括基质与分散相，所述基质为有机物聚合薄膜，所述分散相为晶体，该晶体的熔点高于基质的熔点，该晶体的熔点也高于光固化三维打印装置打印时光固化树脂材料的温度，在光固化三维打印装置打印时，该晶体本体的分子结构稳定且固定在机物聚合薄膜的表面或是内部。
采用以上所述的结构后，本发明与现有技术相比，基质一般为有机物薄膜，有机物薄膜是通过热熔后挤出、再冷却成型，那么热熔时加入熔点高于热熔温度的晶体，得到的有机薄膜膜上分布有分子结构稳定的晶体，这些晶体使得有机薄膜的结晶度更加均匀，当UV光穿过带有晶体的有机薄膜时能够发生较为统一的折射，从而减少UV光照射光固化树脂材料能量的损失，提高了光固化三维打印的效率，而且由于晶体的作用，有机薄膜的机械性也有一定的提高，提高了该离型膜的使用寿命。
进一步地，所述基质为聚4-甲基-1-戊烯与其同系物或类似物任一种聚合或是多种共聚而成。
进一步地，所述有基质为聚4-甲基-1-戊烯膜。
进一步地，所述晶体为碱性金属或碱土金属的卤化物。
进一步地，所述碱性金属或碱土金属的卤化物为氯化钾、溴化钾、氯化钙、溴化钙任一种或多种。
附图说明
图1是本发明中离型膜横剖面的结构示意图；
图2是本发明中离型膜的金相结构的照片。
其中1、离型膜；2、晶体。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对发明作进一步详细地说明。
由图1、图2所示的本发明构示意图可知，一种用于光固化三维打印装置的离型膜，所述离型膜1为复合材料薄膜，具体包括包括基质与分散相，所述基质为有机物聚合薄膜1，所述分散相为晶体2，该晶体2的熔点高于基质的熔点，有机物聚合薄膜的生产工艺一般为，现将有机物颗粒加热融化，然后挤出冷却成膜，由于晶体2的熔点高于基质，在将晶体2加入融化状态的有机物中，经过挤出工艺后，晶体2能够均匀的分布固定在有机物聚合薄膜1的表面以及内部，具体的，基质为聚4-甲基-1-戊烯与其同系物或类似物任一种聚合或是多种共聚而成，具体的，上述基质材料的熔点为160-240℃，由于聚4-甲基-1-戊烯的耐热性优越，可见光透过率达90％，紫外光透光度优于玻璃及其他透明树脂，并有卓越的电气绝缘性和耐化学药品性，故优选的方案包括，基质具体为聚4-甲基-1-戊烯膜。
另外，由于在光固化三维打印装置打印过程中，光固化树脂材料的聚合反应会释放热量，树脂与离型膜接触面的温度一般最高可达到120-130℃，该温度远低于晶体2的熔点，晶体2本体的分子结构任然能够稳定且固定在离型膜的表面或是内部。
由于晶体的作用，使得聚甲基戊烯膜的结晶度更加均匀，当UV光穿过带有晶体2的聚甲基戊烯膜时能够发生较为统一的折射，从而减少UV光照射光固化树脂材料能量的损失，提高了光固化三维打印的效率，而且由于晶体2的作用，聚甲基戊烯膜的机械性也有一定的提高，提高了该离型膜1的使用寿命。
具体的，该晶体2可以是晶体为碱性金属或碱土金属的卤化物。
由于氯化钾、溴化钾、氯化钙、溴化钙容易获取，降低生产成本，的且状态稳定，所以特别优先取碱性金属或碱土金属的卤化物中的，氯化钾、溴化钾、氯化钙、溴化钙任一种或多种作为晶体2，具体的种类与配比本具体实施方式中不进行限定。
以上所述，仅是本发明较佳可行的实施示例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于光固化三维打印装置的离型膜，其特征在于，所述离型膜为复合材料薄膜，该离型层包括基质与分散相，所述基质为有机物聚合薄膜，所述基质为聚4-甲基-1-戊烯或4-甲基-1-戊烯与其一种或是多种同系物的共聚物，所述分散相为晶体，所述晶体为碱性金属或碱土金属的卤化物，该晶体的熔点高于基质的熔点，该晶体的熔点也高于光固化三维打印装置打印时光固化树脂材料的温度，在光固化三维打印装置打印时，该晶体本体的分子结构稳定且固定在有机物聚合薄膜的表面或是内部。
2.根据权利要求1所述的一种用于光固化三维打印装置的离型膜，其特征在于：所述碱性金属或碱土金属的卤化物为氯化钾、溴化钾、氯化钙、溴化钙任一种或多种。
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