3D打印与改性光敏树脂简介

3D打印是近几十年来发展的一项新技术，已被越来越多的人所接受。光固化快速成型技术（SLA）是3D打印领域中发展最早，最成熟的技术。受国外技术垄断的制约，国内无法自主生产高性能的光敏树脂，这导致了光固化快速成型技术在国内发展缓慢。光敏树脂的短缺已成为限制我国光固化快速成型技术的瓶颈，光敏树脂国产化显得尤为重要。为制备高性能的光敏树脂，进行了如下工作：
（1）对混杂型光敏树脂体系进行了详尽的研究，确定了不同组分对树脂粘度，收缩率，力学性能，凝胶含量及固化厚度的影响。通过对比不同种类的引发剂、稀释剂和低聚物确定了混杂型光敏树脂各组分的种类和含量。
（2）对光敏树脂进行了优化。通过对光敏树脂后固化现象的研究发现当后固化温度为70℃，后固化时间为8小时时，凝胶含量可提升20%左右。光敏剂蒽的加入可以提高凝胶含量。经红外表明当添加量为0.07%时效果最好。二氧化硅可有效降低树脂收缩率。当添加1%二氧化硅后，树脂的收缩率下降至5.45%，拉伸强度升高了约20%。二氧化钛可以提高光敏树脂的临界曝光量，提高树脂的储存稳定性。
（3）为解决光敏树脂收缩率大的问题，通过两步法合成一种3,9二羟甲基-3’,9’二乙基-1,5,7,11-四氧螺杂[5,5]十一烷的膨胀单体。对合成产物进行了红外和核磁的表征确定了产物的结构。通过测定树脂的收缩率和拉伸强度等性能，确定膨胀单体的添加量为10%。

3D打印简介
广义的3D打印又称增材制造技术或快速成型技术（RP），是一种以数字文件为基础，使用微米级粉末状金属、热塑性塑料或液体光敏树脂等可粘合材料，通过逐层打印成型的方式来构造立体物体的技术。1986年美国人CharelsW.Hull.Chareles设计出了一款能够自动制造零件的系统，人们称之为Stereolithography，这正是3D打印的雏形。此后各种成型方式被相继开发出来。与受迫成形（锻造成形）和去除成形（切削成形）相比，3D打印是基于材料离散/堆积原理和数据模型分层处理方法进行成型，首先将实物转变为计算机所能识别的数字三维立体信息模型，然后利用电脑软件对输入进来的数字三维立体模型进行分层切片处理，将三维立体数字模型分割成为若干具有一定厚度的近似平面模型，即把原来的立体三维数字模型变成一系列的薄层片，计算机控制相关软件以片层数字信息为依据指导打印机进行工作，通过层层叠加的方式制造样件。与传统制造技术相比，3D打印有许多突出的优点：由数据模型可直接得到样件，中间不需要进行额外的处理，样件制造周期短；可制作传统成型方法所不能制造的复杂结构样件；材料浪费少，基本无边角料，未使用的材料可以多次重复使用等。正是由于拥有众多独特的优点，3D打印在世界范围内发展迅速，成为各国的研究热点。


       3D打印的应用

机械制造：3D打印技术可直接制造能应用于飞机上的零件、高强度自行车、步枪、赛车用零件等。

医疗行业：在医学领域，3D打印在医疗器材方面发挥独特优势，其中假牙，股骨头、膝盖等打印技术被广泛应用，技术也日臻成熟。

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