CN109929080A - 用于3d打印光敏树脂的制作工艺及应用 - Google Patents
用于3d打印光敏树脂的制作工艺及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种用于3d打印光敏树脂的制作工艺和应用，包括如下步骤：步骤1、按重量份数分别称取有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂加入第一容器内正反转交替式搅拌混合；硅烷偶联剂是按重量份数分别称取硅烷、醇、水、醋酸混合配制；然后，加入催化剂混合搅拌，直至获得透明均一的第一液体；同时，按重量份数分别称取络合剂、金属醇盐加入第二容器内，将金属醇盐、络合剂混合搅拌，搅拌方式采用正反转交替式，直至获得透明均一的第二液体；步骤2、先将第一液体加入第三容器内，进行预搅拌；再加入第二液体，将第一液体、第二液体混合搅拌；再加入活性稀释剂混合搅拌；步骤3、在第三容器内加入光引发剂，并持续搅拌，获得3d打印光敏树脂。
Description
技术领域
本发明涉及3d打印光敏树脂领域技术，尤其是指一种用于3d打印光敏树脂的制作工艺及应用。
背景技术
3D打印机的基本原理为“分层制造，逐层添加”，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。
光固化3D打印技术由于具有制作原型表面质量好、尺寸精度高以及能够实现比较精细的尺寸成型等特点，使之得到最为广泛的应用。用于3D打印的光敏树脂是用于光固化快速成型的材料为液态光固化树脂；光敏树脂 即是UV 树脂，由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光(紫外光)引发剂(或称为光敏剂)，在一定波长的紫外光(250-300纳米)照射下立刻引起聚合反应,完成固化。
现有的光敏树脂在实际3D打印使用时，仍存在诸多不足，局限了3D打印产品的质量，例如:浆料沉降、分散性不好等问题；这些不足之处，一方面取决于光敏树脂的配方，另一方面取决于光敏树脂的制作工艺。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种用于3d打印光敏树脂的制作工艺及应用，其制作工艺可控性强，有效解决了浆料沉降、分散性不好等问题，同时，确保光敏树脂制作质量稳定，提高光敏树脂的制作良率。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种用于3d打印光敏树脂的制作工艺，所述光敏树脂包括有有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂、催化剂、络合剂、金属醇盐、光引发剂；包括如下步骤
步骤1、按重量份数分别称取有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂加入第一容器内；其中，硅烷偶联剂是按重量份数分别称取硅烷、醇、水、醋酸混合配制而得；将有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂混合搅拌，搅拌方式采用正反转交替式；然后，加入催化剂，再混合搅拌，直至获得透明均一的第一液体；
同时，按重量份数分别称取络合剂、金属醇盐加入第二容器内，将金属醇盐、络合剂混合搅拌，搅拌方式采用正反转交替式，直至获得透明均一的第二液体；
步骤2、在第一容器、第二容器内按重量份数分别称取第一液体、第二液体，先将第一液体加入第三容器内，进行预搅拌；再加入第二液体，将第一液体、第二液体混合搅拌；再加入活性稀释剂，先在第一温度下混合搅拌，再将第三容器内温度升温至第二温度后混合搅拌；
步骤3、在第三容器内加入光引发剂，并持续搅拌，获得3d打印光敏树脂。
作为一种优选方案，步骤2中，对第一液体的预搅拌，是采用正转搅拌方式。
作为一种优选方案，步骤2中，对第一液体、第二液体的混合搅拌，是采用正反转交替式搅拌方式。
作为一种优选方案，步骤2中，对第一液体、第二液体的混合搅拌在正反转交替之间停歇一缓冲时间段。
作为一种优选方案，步骤3中，持续搅拌的过程包括有定高度正转搅拌、变高度正转搅拌、变高度反转搅拌、定高度反转搅拌；第三容器内配置的搅拌机构连接有正反转电机，正反转电机安装于升降座上，升降座由升降控制装置来驱动升降座的升降。
作为一种优选方案，步骤1中，将有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂混合搅拌的过程，其包括有机硅树脂粉末、有机溶剂两者混合搅拌过程，以及，有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂三者混合搅拌过程；
其中，有机硅树脂粉末、有机溶剂两者混合搅拌过程是指将有机硅树脂粉末、有机溶剂分多次加入混合：先加入第一部分的有机硅树脂粉末至第三容器内，再加入第一部分的有机溶剂至第三容器内，在该第一部分的有机溶剂加入至第三容器内的过程中，同时进行搅拌，该第一部分的有机溶剂加入完成后，继续进行搅拌一设定时长；然后，加入第二部分的有机硅树脂粉末至第三容器内，在该第二部分的有机硅树脂粉末加入至第三容器内的过程中，同时进行搅拌，该第二部分的有机硅树脂粉末加入完成后，继续进行搅拌一设定时长；再加入第二部分的有机溶剂至第三容器内，在该第二部分的有机溶剂加入至第三容器内的过程中，同时进行搅拌，该第二部分的有机溶剂加入完成后，继续进行搅拌一设定时长；如此，直至第N部分的有机硅树脂粉末、第N部分的有机溶剂均添加完毕；有机硅树脂粉末、有机溶剂两者混合搅拌后，再加入硅烷偶联剂，在硅烷偶联剂加入的过程中，同时进行正反转交替式搅拌，以及，硅烷偶联剂加入完成后，持续进行正反转交替式搅拌一设定时长。
作为一种优选方案，步骤2之后，且，在进行步骤3之前，在第三容器内加入消泡剂混合搅拌。
作为一种优选方案，按重量份数，有机硅树脂粉末65.12-66.12份、有机溶剂15.1-15.5份、硅烷偶联剂5至6份、催化剂3.1至3.2份、金属醇盐0 .05至0.09份、络合剂0 .05至0.09份、光引发剂5.2至5.5份、活性稀释剂3至4份、消泡剂0.1至0.5份。
一种如权利要求1至权利要求6所述的光敏树脂在3D打印中的应用。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是通过光敏树脂的制作工艺进行改良，有效解决了浆料沉降、分散性不好等问题，其制作工艺可控性强，确保光敏树脂制作质量稳定，提高光敏树脂的制作良率；
其次是，采用较高重量配比的有机硅树脂粉末、有机溶剂及光引发剂，一方面，其粘度好、光固化效率高，另一方面，固化后的产品具有较佳的机械性能，不易开裂损坏；以及，结合有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂、催化剂、金属醇盐、络合剂、光引发剂、活性稀释剂、消泡剂0.1的配方设置以及制作工艺相应环节，提升了光敏树脂的性能。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面通过具体实施例来对本发明进行详细说明。
具体实施方式
一种用于3d打印光敏树脂的制作工艺，所述光敏树脂包括有有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂、催化剂、络合剂、金属醇盐、光引发剂；包括如下步骤
步骤1、按重量份数分别称取有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂加入第一容器内；其中，硅烷偶联剂是按重量份数分别称取硅烷、醇、水、醋酸混合配制而得；其优选重量份数分别为：硅烷25、醇65、水8、醋酸2，当然，也可调节硅烷、醇、水、醋酸的配比；醋酸主要是用于调节溶液的PH值；将有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂混合搅拌，搅拌方式采用正反转交替式；然后，加入催化剂，再混合搅拌，直至获得透明均一的第一液体；
同时，按重量份数分别称取络合剂、金属醇盐加入第二容器内，将金属醇盐、络合剂混合搅拌，搅拌方式采用正反转交替式，直至获得透明均一的第二液体；
步骤2、在第一容器、第二容器内按重量份数分别称取第一液体、第二液体，先将第一液体加入第三容器内，进行预搅拌；再加入第二液体，将第一液体、第二液体混合搅拌；再加入活性稀释剂，先在第一温度下混合搅拌，再将第三容器内温度升温至第二温度后混合搅拌；步骤2中，对第一液体的预搅拌，是采用正转搅拌方式；对第一液体、第二液体的混合搅拌，是采用正反转交替式搅拌方式；对第一液体、第二液体的混合搅拌在正反转交替之间停歇一缓冲时间段。
步骤3、在第三容器内加入光引发剂，并持续搅拌，获得3d打印光敏树脂。步骤3中，持续搅拌的过程包括有定高度正转搅拌、变高度正转搅拌、变高度反转搅拌、定高度反转搅拌；第三容器内配置的搅拌机构连接有正反转电机，正反转电机安装于升降座上，升降座由升降控制装置来驱动升降座的升降。
需要说明的是，步骤1中，将有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂混合搅拌的过程，其包括有机硅树脂粉末、有机溶剂两者混合搅拌过程，以及，有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂三者混合搅拌过程；
其中，有机硅树脂粉末、有机溶剂两者混合搅拌过程是指将有机硅树脂粉末、有机溶剂分多次加入混合：先加入第一部分的有机硅树脂粉末至第三容器内，再加入第一部分的有机溶剂至第三容器内，在该第一部分的有机溶剂加入至第三容器内的过程中，同时进行搅拌，该第一部分的有机溶剂加入完成后，继续进行搅拌一设定时长；然后，加入第二部分的有机硅树脂粉末至第三容器内，在该第二部分的有机硅树脂粉末加入至第三容器内的过程中，同时进行搅拌，该第二部分的有机硅树脂粉末加入完成后，继续进行搅拌一设定时长；再加入第二部分的有机溶剂至第三容器内，在该第二部分的有机溶剂加入至第三容器内的过程中，同时进行搅拌，该第二部分的有机溶剂加入完成后，继续进行搅拌一设定时长；如此，直至第N部分的有机硅树脂粉末、第N部分的有机溶剂均添加完毕；有机硅树脂粉末、有机溶剂两者混合搅拌后，再加入硅烷偶联剂，在硅烷偶联剂加入的过程中，同时进行正反转交替式搅拌，以及，硅烷偶联剂加入完成后，持续进行正反转交替式搅拌一设定时长。
以及，步骤2之后，且，在进行步骤3之前，在第三容器内加入消泡剂混合搅拌。
通常：按重量份数，有机硅树脂粉末65.12-66.12份 有机溶剂15.1-15.5份
硅烷偶联剂5至6份 催化剂3.1至3.2份
金属醇盐0 .05至0.09份 络合剂0 .05至0.09份
光引发剂5.2至5.5份 活性稀释剂3至4份
消泡剂0.1至0.5份；
实施例1：
有机硅树脂粉末65.12份 有机溶剂15.5份
硅烷偶联剂6份 催化剂3.2份
金属醇盐0.09份 络合剂0.09份
光引发剂5.5份 活性稀释剂4份
消泡剂0.5份；
实施例2：
有机硅树脂粉末66份 有机溶剂15.1份
硅烷偶联剂5.52份 催化剂3.2份
金属醇盐0.09份 络合剂0.09份
光引发剂5.5份 活性稀释剂4份
消泡剂0.5份；
实施例3：
有机硅树脂粉末65.52份 有机溶剂15.1份
硅烷偶联剂6份 催化剂3.2份
金属醇盐0.09份 络合剂0.09份
光引发剂5.5份 活性稀释剂4份
消泡剂0.5份；
实施例4：
有机硅树脂粉末66.12份 有机溶剂15.5份
硅烷偶联剂5份 催化剂3.2份
金属醇盐0.09份 络合剂0.09份
光引发剂5.5份 活性稀释剂4份
消泡剂0.5份；
实施例5：
有机硅树脂粉末66.12份 有机溶剂15.5份
硅烷偶联剂5.1份 催化剂3.1份
金属醇盐0.09份 络合剂0.09份
光引发剂5.5份 活性稀释剂4份
消泡剂0.5份；
实施例6：
有机硅树脂粉末66.12份 有机溶剂15.5份
硅烷偶联剂5.14份 催化剂3.1份
金属醇盐0.05份 络合剂0.09份
光引发剂5.5份 活性稀释剂4份
消泡剂0.5份；
实施例7：
有机硅树脂粉末65.82份 有机溶剂15.5份
硅烷偶联剂5.4份 催化剂3.1份
金属醇盐0.09份 络合剂0.05份
光引发剂5.5份 活性稀释剂4份
消泡剂0.5份；
实施例8：
有机硅树脂粉末66.12份 有机溶剂15.5份
硅烷偶联剂5.4份 催化剂3.1份
金属醇盐0.09份 络合剂0.09份
光引发剂5.2份 活性稀释剂4份
消泡剂0.5份；
实施例9：
有机硅树脂粉末66.12份 有机溶剂15.5份
硅烷偶联剂6份 催化剂3.2份
金属醇盐0.09份 络合剂0.09份
光引发剂5.5份 活性稀释剂3份
消泡剂0.5份；
实施例10：
有机硅树脂粉末66.12份 有机溶剂15.5份
硅烷偶联剂6份 催化剂3.2份
金属醇盐0.09份 络合剂0.09份
光引发剂5.5份 活性稀释剂3.4份
消泡剂0.1份；
本发明的设计重点在于，其主要是通过光敏树脂的制作工艺进行改良，有效解决了浆料沉降、分散性不好等问题，其制作工艺可控性强，确保光敏树脂制作质量稳定，提高光敏树脂的制作良率；
其次是，采用较高重量配比的有机硅树脂粉末、有机溶剂及光引发剂，一方面，其粘度好、光固化效率高，另一方面，固化后的产品具有较佳的机械性能，不易开裂损坏；以及，结合有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂、催化剂、金属醇盐、络合剂、光引发剂、活性稀释剂、消泡剂0.1的配方设置以及制作工艺相应环节，提升了光敏树脂的性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种用于3d打印光敏树脂的制作工艺，其特征在于：所述光敏树脂包括有有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂、催化剂、络合剂、金属醇盐、光引发剂；包括如下步骤
步骤1、按重量份数分别称取有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂加入第一容器内；其中，硅烷偶联剂是按重量份数分别称取硅烷、醇、水、醋酸混合配制而得；将有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂混合搅拌，搅拌方式采用正反转交替式；然后，加入催化剂，再混合搅拌，直至获得透明均一的第一液体；
同时，按重量份数分别称取络合剂、金属醇盐加入第二容器内，将金属醇盐、络合剂混合搅拌，搅拌方式采用正反转交替式，直至获得透明均一的第二液体；
步骤2、在第一容器、第二容器内按重量份数分别称取第一液体、第二液体，先将第一液体加入第三容器内，进行预搅拌；再加入第二液体，将第一液体、第二液体混合搅拌；再加入活性稀释剂，先在第一温度下混合搅拌，再将第三容器内温度升温至第二温度后混合搅拌；
步骤3、在第三容器内加入光引发剂，并持续搅拌，获得3d打印光敏树脂。
2.根据权利要求1所述的用于3d打印光敏树脂的制作工艺，其特征在于：步骤2中，对第一液体的预搅拌，是采用正转搅拌方式。
3.根据权利要求1所述的用于3d打印光敏树脂的制作工艺，其特征在于：步骤2中，对第一液体、第二液体的混合搅拌，是采用正反转交替式搅拌方式。
4.根据权利要求3所述的用于3d打印光敏树脂的制作工艺，其特征在于：步骤2中，对第一液体、第二液体的混合搅拌在正反转交替之间停歇一缓冲时间段。
5.根据权利要求1所述的用于3d打印光敏树脂的制作工艺，其特征在于：步骤3中，持续搅拌的过程包括有定高度正转搅拌、变高度正转搅拌、变高度反转搅拌、定高度反转搅拌；第三容器内配置的搅拌机构连接有正反转电机，正反转电机安装于升降座上，升降座由升降控制装置来驱动升降座的升降。
6.根据权利要求1所述的用于3d打印光敏树脂的制作工艺，其特征在于：步骤1中，将有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂混合搅拌的过程，其包括有机硅树脂粉末、有机溶剂两者混合搅拌过程，以及，有机硅树脂粉末、有机溶剂、硅烷偶联剂三者混合搅拌过程；
其中，有机硅树脂粉末、有机溶剂两者混合搅拌过程是指将有机硅树脂粉末、有机溶剂分多次加入混合：先加入第一部分的有机硅树脂粉末至第三容器内，再加入第一部分的有机溶剂至第三容器内，在该第一部分的有机溶剂加入至第三容器内的过程中，同时进行搅拌，该第一部分的有机溶剂加入完成后，继续进行搅拌一设定时长；然后，加入第二部分的有机硅树脂粉末至第三容器内，在该第二部分的有机硅树脂粉末加入至第三容器内的过程中，同时进行搅拌，该第二部分的有机硅树脂粉末加入完成后，继续进行搅拌一设定时长；再加入第二部分的有机溶剂至第三容器内，在该第二部分的有机溶剂加入至第三容器内的过程中，同时进行搅拌，该第二部分的有机溶剂加入完成后，继续进行搅拌一设定时长；如此，直至第N部分的有机硅树脂粉末、第N部分的有机溶剂均添加完毕；有机硅树脂粉末、有机溶剂两者混合搅拌后，再加入硅烷偶联剂，在硅烷偶联剂加入的过程中，同时进行正反转交替式搅拌，以及，硅烷偶联剂加入完成后，持续进行正反转交替式搅拌一设定时长。
7.根据权利要求1所述的用于3d打印光敏树脂的制作工艺，其特征在于：步骤2之后，且，在进行步骤3之前，在第三容器内加入消泡剂混合搅拌。
8.根据权利要求7所述的用于3d打印光敏树脂的制作工艺，其特征在于：按重量份数，有机硅树脂粉末65.12-66.12份、有机溶剂15.1-15.5份、硅烷偶联剂5至6份、催化剂3.1至3.2份、金属醇盐0 .05至0.09份、络合剂0 .05至0.09份、光引发剂5.2至5.5份、活性稀释剂3至4份、消泡剂0.1至0.5份。
9.一种如权利要求1至权利要求8所述的光敏树脂在3D打印中的应用。
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Publications (1)
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