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3D打印光固化成型材料

1、3D打印光固化材料的应用

制作各种树脂样品或功能件，用作结构验证和功能测试；

制作精细零件；

制作有透明效果的制件；

快速模具的母模，3d打印材料价格，翻制各种快速模具；

代替熔模精密铸造中的消失模用来生产金属零件。

2、光固化成形树脂需具备的特性

粘度低，利于成型树脂较快流平，便于快速成型。

固化收缩小，固化收缩导致零件变形、翘曲、开裂等，影响成型零件的精度，低收缩性树脂有利于成型出高精度零件。

湿态强度高，较高的湿态强度可以保证后固化过程不产生变形、膨胀及层间剥离。

溶涨小，湿态成型件在液态树脂中的溶涨造成零件尺寸偏大；

杂质少，固化过程中没有气味，毒性小，有利于操作环境。

3、光固化成形树脂的组成及固化机理

      应用于SLA技术的光敏树脂，通常由两部分组成，即光引发剂和树脂，其中树脂由预聚物、稀释剂及少量助剂组成。

      当光敏树脂中的光引发剂被光源(特定波长的紫外光或激光) 照射吸收能量时，会产生自由基或阳离子，自由基或阳离子使单体和活性齐聚物活化，从而发生交联反应而生成高分子固化物。

4、SLA树脂的收缩变形

       树脂在固化过程中都会发生收缩，金属3d打印材料，通常线收缩率约为3%。从高分子化学角度讲，光敏树脂的固化过程是从短的小分子体向长链大分子聚合体转变的过程，其分子结构发生很大变化，因此，固化过程中的收缩是必然的。    

      从高分子物理学方面来解释，处于液体状态的小分子之间为范德华作用力距离，而固体态的聚合物，其结构单元之间处于共价键距离，共价键距离远小于范德华力的距离，所以液态预聚物固化变成固态聚合物时，必然会导致零件的体积收缩。

5、SLA的后固化

      尽管树脂在激光扫描过程中已经发生聚合反应，但只是完成部分聚合作用，零件中还有部分处于液态的残余树脂未固化或未完全固化（扫描过程中完成部分固化，避免完全固化引起的变形） ，零件的部分强度也是在后固化过程中获得的，因此，后固化处理对完成零件内部树脂的聚合，南昌市3d打印材料，提高零件较终力学强度是必不可少的。后固化时，零件内未固化树脂发生聚合反应，体积收缩产生均匀或不均匀形变。

与扫描过程中变形不同的是，3d打印金属粉末材料，由于完成扫描之后的零件是由一定间距的层内扫描线相互粘结的薄层叠加而成，线与线之间、面与面之间既有未固化的树脂，相互之间又存在收缩应力和约束，以及从加工温度(一般**室温) 冷却到室温引起的温度应力，这些因素都会产生后固化变形。但已经固化部分对后固化变形有约束作用，减缓了后固化变形。

      零件在后固化过程中也要产生变形，实验测得零件后固化收缩占总收缩量的30%~40%。

6、SLA材料的发展

（1） SLA复合材料

      SLA光固化树脂中加入纳米陶瓷粉末、短纤维等，可改变材料强度、耐热性能等，改变其用途，目前已经有可直接用作工具的光固化树脂；

（2） SLA作为载体

      SLA光固化零件作为壳体，其中填加功能性材料，如生物活性物质，高温下，将SLA烧蚀，制造功能零件。

（3） 其它特殊性能零件，如橡胶弹性材料。

3D打印粉末烧结成型材料

理论上讲，所有受热后能相互粘结的粉末材料或表面覆有热塑（固）性粘结剂的粉末材料都能用作SLS材料。

      但要真正适合SLS烧结，要求粉末材料有良好的热塑（固）性，一定的导热性，粉末经激光烧结后要有一定的粘结强度；粉末材料的粒度不宜过大，否则会降低成型件质量；而且SLS材料还应有较窄的“软化-固化”温度范围，该温度范围较大时，制件的精度会受影响。

大体来讲，3D打印激光烧结成型工艺对成型材料的基本要求是：

具有良好的烧结性能，*特殊工艺即可快速精que地成型原型；

对于直接用作功能零件或模具的原型，机械性能和物理性能（强度、刚性、热稳定性、导热性及加工性能）要满足使用要求；

当原型间接使用时，要有利于快速方便的后续处理和加工工序，即与后续工艺的接口性要好。

1、蜡粉

（1）用途：烧结制作蜡型，精密铸造金属零件。

（2） 传统的熔模精铸用蜡（烷烃蜡、脂肪酸蜡等），其熔点较低，在60℃左右，烧熔时间短，烧熔后没有残留物，对熔模铸造的适应性好，且成本低廉。

（3）但存在以下缺点：

对温度敏感，烧结时熔融流动性大，使成型不易控制；

成型精度差，蜡模尺寸误差为±0.25mm；

蜡模强度较低，难以满足具有精细、复杂结构铸件的要求；

粉末的制备十分困难。