UV 可以在不透明或更厚的印刷物体内固化吗?

3D打印 树脂
2021-05-08 07:46:54

据我所知,树脂印刷品的紫外线固化通过启动化学反应使树脂永久硬化来起作用。

此外,需要在打印后进行固化步骤以加快打印速度并减少打印过程中的固化,这会固化超出当前层的树脂。

但是,部分固化印刷品中紫外线的透射率是多少?如果我打印一个更大的物体,或者如果我使用不透明的树脂,物体会适当硬化多深?吸收总是指数的,这意味着它会随着深度的增加而迅速下降。

根据树脂的不同,可以有效固化多厚的印刷品?该信息未随树脂一起提供,我实际上希望从信誉良好的制造商那里获得。

2个回答

我的背景

我不是高分子化学家。我知道一些,我和他们讨论过紫外线固化树脂。这些是我基于非正式教育得出的结论。你的专业知识可能会更好。

尽量减少打印机上的固化是好的

为获得最大打印速率和最佳层附着力,树脂应在打印曝光期间固化与打印过程中支撑自身的物体一致的最小量,可从床上移除,在异丙醇中冲洗,并自行站立固化过程中。

如果您在曝光期间固化得太彻底​​,您将无法在层间获得最佳的聚合物链混合。这些层将通过新层在旧层上的类似胶水的作用连接起来,而不是使它们的聚合物链交联并在层之间延伸。

如果固化太少,物体的强度将不足以支撑自身并在后处理中存活下来。柔软的粘性碎片可能会溶解,或被清洁溶液中的电流冲走。小细节可能不够稳健。支撑结构(作为增加的支撑或模型的一部分)可能不够坚固,无法抵抗重力和搬运。

如果您固化得太彻底​​,您的印刷品将需要更长的时间。

固化不是二元的

固化会在很长一段时间内自发发生。如果没有,一瓶树脂可能会持续很长时间。但是,固化不是一个快速完成的自催化过程。如果是这样,那么通过打开的瓶盖的第一个杂散紫外线会使内容物变成固体。如果放热(看起来一定是这样),瓶子会变热。

UV固化可能会失败

UV 固化大型不透明物体的内部可能不会发生。不过,在我兴奋之前,我需要对“大”和“不透明”设置一些界限。

紫外线的吸收取决于树脂中使用的颜料或染料。这种吸收从来都不是绝对的。在第一次最薄的渗透之后,它并不是 100% 消失的。光线每穿过一段距离就会衰减一个量。

传输是吸收的补充,数字更容易处理,所以让我们使用 T 的传输因子而不是 A 的吸收因子。 T=1A

如果以毫米为单位传递 T 的因数,则进入物体一厘米处的光强度为 T10 它在表面上是什么,这是一个很小但非零的数字。

请记住,不透明度取决于波长。例如,窗玻璃对可见光是透明的(几乎没有吸收),但对紫外线有很大的衰减。如果我要设计一种黑色树脂,我会寻找一种对紫外线相对透射的黑色颜料。

会治愈吗?

传递到 0.2 毫米树脂层的低紫外线剂量将部分固化树脂。进入物体 1 毫米,剂量较低,但它仍然存在。进入物体 1 米处,吸收率可能过高,无法通过有用的紫外线水平。

如果 0.2 mm 层的透射系数为 0.8,则为 0.85对于 1 毫米层 (0.33)。固化 1 毫米厚度所需的紫外线照射量仅为 0.2 毫米厚度的三倍。如果物体的厚度为 1 米,则传输到内部钻头将是0.85000,这是一个很小的数字,大约 2.82×10485.

最后,考虑对象是否或必须是真正的固体。UV固化树脂相对昂贵。许多 UV 可打印物体包括用于未固化树脂在打印过程中流出物体的排水路径。也许您的对象也可以类似地被掏空。

根据我对各种树脂的了解,一旦它们被打印出来,它们就足够固化了。一些透明的需要额外的固化,但是机器的制造商只根据他们的机器可以打印的最大尺寸进行测试。

树脂从不明显停止固化,收益递减;随着时间的推移,固化越来越慢。只有通过实验才能确定。您应该得到一个聚碳酸酯管,在一侧放置黑色胶带,然后将其余部分喷漆成黑色。这将留下一个窗口,您可以用于将来的观察。密封底部,倒入未固化的树脂。将它放在紫外线源下 2 周,然后撕下胶带,看看它已经固化了多少。然后回到这里,让 Trish 计算一下材料的吸收系数是多少:)