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环氧树脂实现3D打印的核心需要具备什么能力?

更新时间: 2021-07-31 15:50:43  查看次数: 225    
     环氧树脂实现3D打印的核心是要具备快速保持形状的能力,通过纳米二氧化硅颗粒的调节,环氧树脂呈现凝胶状态,即具备了保持形状的能力。主要通过对材料体系流变性质的测试,了解了二氧化硅调节其凝胶状态的机理,包括其比表面积、表面修饰、分散程度、含量等,可以看到,二氧化硅颗粒对于环氧树脂凝胶状态的影响是非常大的,即使在储能模量大于损耗模量的情况下,仍然有很大的调节空间。我们将探讨,如何将流变测试中提取的关键参数,和利用墨水直写方式进行3D打印的实际效果关联起来。


     当储能模量己经大于损耗模量后,考虑到实际打印的过程,有两个参数值得我们关注,一个是储能模量的值大小,另外一个是剪切屈服应力。前者可以看作是材料抵御弹性变形的一个度量,而后者则标志了材料保持形状所能承受外载的一个极限。这两个参数与打印的质量息息相关。

最终的打印件是由挤出丝铺设、叠加而成的,挤出丝的尺寸直接决定了打印模型所要设置的路径间隙以及切片的层厚。而挤出丝的尺寸与挤出口的尺寸与挤出量有关。表征了实验所用挤出头的口模尺寸,直径为0.4mm左右;由口模挤出的挤出丝,其直径在0.5mm左右。之所以会略高于口模直径,是因为挤出过程都会有挤出膨胀的现象。挤出量是通过打印参数中的驱动气压设置和打印速度设置控制的,相同气压下,打印速度越慢,挤出量越大,挤出丝尺寸越大;而相同打印速度,气压设置越高,挤出量越大,挤出丝的尺寸也会相应变大。通常情况下,调整挤出量使得挤出丝尺寸与挤出口尺寸相当,挤出丝的尺寸更容易保持稳定。


  为了获得更高的精度,可以选择口模尺寸更小的挤出头,但是同时需要考虑其带来以下的影响:
(1)打印时间的增加,打印相同面积的切片形状,挤出丝尺寸缩减为原来的一半,要覆盖相同面积,路径就会增加一倍,也就意味着打印时长也会成倍增长;
(2)打印时间增加,对挤出稳定性、材料流动提出更高的要求;
(3)从细口挤出需要材料良好的流动性,只有当打印机提供的剪切应力高于材料的剪切屈服应力,才能获得良好的流动性。尺寸越小,挤出所需要的驱动气压就越高,对容器的密闭性、安全性要求就越高。