在桌面級(jí)塑料產(chǎn)品的3D打印中,無疑熔融擠出成型(FDM)的打印結(jié)果在抗老化、抗化學(xué)腐蝕等方面的性能很棒。但當(dāng)關(guān)注打印的高速度和表面細(xì)節(jié)的時(shí)候,低成本的光固化(SLA)和數(shù)字光處理(DLP)3D打印技術(shù)可能是更適合的。
幸運(yùn)的是,越來越多的負(fù)擔(dān)得起的SLA和DLP 3D打印機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)后,也催生了樹脂材料技術(shù)的進(jìn)化,除了像DSM這樣的材料“大咖”,材料的研發(fā)順應(yīng)市場(chǎng)的需求向不同的性能表現(xiàn)發(fā)生分化,也使著光敏樹脂固化領(lǐng)域方面更具備與注塑產(chǎn)品PK的潛能了。今天跟大家一起來看9種市場(chǎng)需求最廣的光敏樹脂材料。
與時(shí)俱進(jìn)的樹脂
1、通用樹脂
最開始的時(shí)候,雖然3D打印樹脂設(shè)備的廠商都出售他們的專有材料,然而,配合著市場(chǎng)的需求,出現(xiàn)了大批的樹脂廠商,包括MadeSolid,MakerJuice和Spot-A,PhotoCentric 3D材料。
在開始時(shí),桌面樹脂的顏色和性能都很受局限,那時(shí)候大概只有黃色和透明色的材料。近幾年的發(fā)展,顏色已經(jīng)擴(kuò)展到橘色、綠色、紅色、黃色、藍(lán)色、白色、灰色、黑色和棕色等顏色。
2、硬性樹脂
通常用于臺(tái)式3D打印的光敏樹脂有點(diǎn)脆弱,容易折斷和開裂。為了解決這些問題,許多公司已經(jīng)開始生產(chǎn)更強(qiáng)硬、更耐用的樹脂。下面這種3D打印的半球型關(guān)節(jié)顯示了Formlabs Durable樹脂的耐用性,該樹脂可以對(duì)標(biāo)ABS塑料注塑件的性能。另外Formlabs 新推出的Tough Resin 3D打印樹脂材料,該材料在強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率之間取得了一種平衡,使3D打印的原型產(chǎn)品擁有更好的抗沖擊性和強(qiáng)度,例如制造一些需要精密組合部件的零部件原型,或者卡扣接頭的原型。
當(dāng)然,F(xiàn)ormlabs不是唯一生產(chǎn)這種較強(qiáng)機(jī)械性能材料的公司。包括Carbon、塑成科技,以及之前提到的MadeSolid、MakerJuice也提供這種堅(jiān)韌的樹脂。
3、熔模鑄造樹脂
傳統(tǒng)制造工藝具有復(fù)雜漫長(zhǎng)的制作流程,并且受模具限制使得首飾的設(shè)計(jì)自由度低,尤其是與3D打印蠟?zāi)O啾?,還多了對(duì)蠟?zāi)5哪>咧谱鞴ば?。相比與傳統(tǒng)飾品的制造工藝來說,3D打印熔模鑄造蠟?zāi)?梢钥s短了工藝鏈,并且提升了設(shè)計(jì)自由度。
好的樹脂的膨脹系數(shù)不能高,并且在燃燒的過程中,所有的聚合物都需要燒掉,只留下完美的最終產(chǎn)品形狀。否則,任何塑料殘留物都會(huì)導(dǎo)致鑄件的缺陷和變形。在這方面,設(shè)備廠商SprintRay以及專門的材料廠商Fun To Do都提供此類的樹脂,國內(nèi)塑成科技也推出了用于熔模鑄造的樹脂材料CA。
4、柔性樹脂
柔性樹脂制造商包括Formlabs、FSL3D、Spot-A、Carbon、塑成科技等,這些樹脂的性能表現(xiàn)是一種中等硬度、耐磨、可反復(fù)拉伸的材料。這種材料被用作鉸鏈和摩擦裝置需要反復(fù)拉伸的零部件中。
5、彈性樹脂
彈性樹脂是在高強(qiáng)度擠壓和反復(fù)拉伸下表現(xiàn)出優(yōu)秀彈性的材料,F(xiàn)ormlabs的Flexible樹脂是非常柔軟的橡膠類材料在打印比較薄的層厚時(shí)會(huì)很柔軟,比較厚的層厚時(shí)會(huì)變得非常有彈性和耐沖擊。它的應(yīng)用的可能性是無止境的。這種新材料將應(yīng)用于制造完美的鉸鏈、減震、接觸面,和其他工程應(yīng)用,適合那些有趣的創(chuàng)意和設(shè)計(jì)的人群。
國內(nèi)塑成科技也推出了彈性聚氨酯樹脂ZZ,材料被用于減震器材、墊圈、密封類期間中。
6、高溫樹脂
無疑,高溫樹脂是眾多樹脂廠商緊盯的一個(gè)研發(fā)方向,因?yàn)槲覀冎缹?duì)于液態(tài)樹脂固化領(lǐng)域來說,長(zhǎng)久以來困擾樹脂走向消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)應(yīng)用的是這些塑料的老化問題。之前3D科學(xué)谷還分享了Carbon的氰酸酯(Cyanate Ester)樹脂產(chǎn)品耐高溫測(cè)試視頻。氰酸酯樹脂是一種具有熱變形溫度高達(dá)219°C的高性能材料。在高溫下保持良好的強(qiáng)度、剛度和長(zhǎng)期的熱穩(wěn)定性,適用于汽車和航空工業(yè)的模具和機(jī)械零件,例如發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的高溫環(huán)境應(yīng)用,以及電子和其他發(fā)熱工業(yè)部件
當(dāng)前,耐高溫樹脂材料挑戰(zhàn)的熱變形溫度(HDT)達(dá)到了289°C(552°F)。而在耐高溫樹脂這一領(lǐng)域,Carbon并不孤單,F(xiàn)ormlabs也推出了最新的耐高溫材料。
7、生物相容性樹脂
桌面3D打印機(jī)制造商Formlabs在具有生物相容性的樹脂領(lǐng)域獨(dú)樹一幟。Formlabs的牙科SG材料符合EN-ISO 10993-1:2009 /AC:2010和USP VI級(jí)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)人體環(huán)境安全友好。該樹脂的半透明性可以用作外科材料和導(dǎo)頻鉆導(dǎo)板。雖然它是針對(duì)牙科行業(yè),但這種樹脂也可以適用于其他領(lǐng)域,尤其是整個(gè)醫(yī)療行業(yè)。
8、陶瓷樹脂
談到陶瓷樹脂,之前介紹過美國加州高溫陶瓷 3D 打印技術(shù),研究人員通過紫外線光固化快速成形陶瓷的preceramic monomers—”先驅(qū)體轉(zhuǎn)化聚合物”,通過這些聚合物制造的陶瓷均勻收縮,幾乎沒有孔隙度,這種樹脂在3D打印后經(jīng)過過火可以生成致密的陶瓷部件。使用這種技術(shù)3D打印的超強(qiáng)陶瓷材料能夠承受超過1700攝氏度高溫。
而我們通常所提起的陶瓷樹脂與加州的這種技術(shù)是區(qū)別開來的。市面上的陶瓷光固化技術(shù)是將陶瓷粉末加入可光固化的溶液中,通過高速攪拌使陶瓷粉末在溶液中分散均勻,制備高固相含量、低粘度的陶瓷漿料,然后使陶瓷漿料在光固化成型機(jī)上直接逐層固化,累加得到陶瓷零件素坯,最后通過干燥、脫脂和燒結(jié)等制備工藝得到陶瓷零件。
Tethon3D是專注于陶瓷3D打印的公司,他們的樹脂名為Porcelite,是陶瓷與聚合物復(fù)合材料結(jié)合而成的陶瓷顆粒。這種樹脂并不容易打印,但是一旦使用者熟悉了如何駕馭這種復(fù)合材料的打印技術(shù),就可以創(chuàng)作很漂亮的產(chǎn)品。
國內(nèi)在這個(gè)領(lǐng)域并不落后,2016年4月,浙江迅實(shí)科技有限公司就自主研發(fā)的陶瓷3D打印機(jī)。只需花費(fèi)2個(gè)多小時(shí)可以打印出第一個(gè)有40%陶瓷固含量的硬幣大小的陶瓷齒輪工件。隨后,迅實(shí)科技成功突破陶瓷燒結(jié)等多項(xiàng)技術(shù),且不斷提高陶瓷固含量,獲得了廣州工業(yè)大學(xué)陶瓷3D打印專家、國家千人計(jì)劃入選者伍尙華教授及南加州大學(xué)陳勇教授的高度贊揚(yáng),并由此展開了陶瓷3D打印耗材的產(chǎn)學(xué)研合作。
9、日光樹脂
Daylight日光樹脂是一種很有趣的樹脂,跟在紫外線下發(fā)生固化的樹脂不同,他們?cè)谄胀ㄈ展庀戮涂梢怨袒?,這樣不再依賴UV光源,一個(gè)液晶屏就可以用來固化此類樹脂,并可能降低DLP 3D打印成本。
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