अक्षय Acrylates के साथ Stereolithographic 3डी प्रिंटिंग
Summary
एक stereolithography तंत्र पर अक्षय photopolymer रेजिन के साथ additive विनिर्माण के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया है ।
Abstract
लागत प्रतिस्पर्धी अक्षय सामग्री और additive विनिर्माण में उनके आवेदन की पहुंच एक कुशल आधारित अर्थव्यवस्था के लिए आवश्यक है । हम एक stereolithographic 3 डी प्रिंटर का उपयोग कर स्थाई रेजिन के तेजी से प्रोटोटाइप का प्रदर्शन । राल निर्माण एक photoinitiatior और ऑप्टिकल अवशोषक के साथ acrylate मोनोमर और oligomers का सीधा मिश्रण द्वारा जगह लेता है । राल चिपचिपापन oligomer अनुपात करने के लिए मोनोमर द्वारा नियंत्रित किया जाता है और समानांतर प्लेट ज्यामिति के साथ एक rheometer द्वारा कतरनी दर के एक समारोह के रूप में निर्धारित किया जाता है । एक stereolithographic उपकरण आधारित रेजिन के साथ आरोप लगाया उच्च सटीकता के साथ जटिल आकार प्रोटोटाइप का उत्पादन करने के लिए कार्यरत है । उत्पादों के बाद उपचार, शराब धोने और यूवी विकिरण सहित, पूरा इलाज सुनिश्चित करने के लिए की आवश्यकता है । उच्च सुविधा का संकल्प और प्रोटोटाइप की उत्कृष्ट सतह परिष्करण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी स्कैनिंग से पता चला है ।
Introduction
रैपिड प्रोटोटाइप पर मांग उत्पादन और डिजाइन स्वतंत्रता सक्षम बनाता है और 3 डी के कुशल विनिर्माण एक परत-दर-परत1में निर्माण की अनुमति देता है । नतीजतन, एक निर्माण तकनीक के रूप में 3 डी मुद्रण तेजी से हाल के वर्षों में विकसित की है2। विभिंन प्रौद्योगिकियों, सभी भौतिक वस्तुओं में आभासी मॉडल के अनुवाद पर निर्भर उपलब्ध हैं, और बाहर निकालना, प्रत्यक्ष ऊर्जा जमाव, पाउडर solidification, शीट फाड़ना और photopolymerization जैसे प्रक्रियाओं को लागू करने । बाद तरल photopolymer रेजिन के stepwise यूवी इलाज शामिल है । १९८६ में, पतवार और सह कार्यकर्ता stereolithography तंत्र (SLA), एक यूवी लेजर आधारित 3 डी प्रिंटर विकसित की है । हाल ही में, एक ऐसी ही प्रक्रिया डिजिटल लाइट प्रोसेसिंग (DLP) कहा जाता है उपलब्ध हो गया है, जिसमें photopolymerization एक प्रकाश प्रोजेक्टर द्वारा शुरू की है । साथ में, DLP और SLA stereolithography 3d प्रिंटिंग3के रूप में जाना जाता है ।
SLA उच्च संकल्प प्रोटोटाइप और बायोमेडिकल उपकरणों के निर्माण में लागू किया जाता है4,5। इस प्रौद्योगिकी सटीकता, सतह परिष्करण और संकल्प6के मामले में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जमाव से जुड़े बयान मॉडलिंग (FDM) से बेहतर है । उत्पाद की वास्तुकला पर निर्भर करता है, एक समर्थन संरचना 3 डी मॉडल में एकीकृत करने के निर्माण के दौरान उत्पादन को स्थिर है । इसके अलावा, एक के बाद निर्मित भागों के मुद्रण उपचार7,8की आवश्यकता है । आमतौर पर, मुद्रित वस्तुओं एक शराब स्नान में धोया राल भंग करने के लिए कर रहे हैं, और एक यूवी ओवन में बाद में इलाज बहुलकीकरण9की पूर्ण रूपांतरण की गारंटी के लिए किया जाता है ।
सामान्य तौर पर, लिथोग्राफी के लिए रेजिन-आधारित additive विनिर्माण photocurable प्रणालियों पर निर्भर करते हैं जिसमें बहुआयामी acrylates या epoxides10हैं । वाणिज्यिक बाजार पर वर्तमान photopolymer रेजिन जीवाश्म आधारित और महंगा है, जबकि कम लागत वाले अक्षय रेजिन की उपलब्धता के लिए एक जैव आधारित अर्थव्यवस्था के लिए टिकाऊ 3 डी उत्पादों के अपशिष्ट मुक्त और स्थानीय विनिर्माण की सुविधा की जरूरत है1 , 6. हाल ही में अक्षय acrylates पर आधारित photopolymer रेजिन का विकास हुआ और stereolithography 3डी प्रिंटिंग11,12में सफलतापूर्वक लागू किया गया । इस विस्तृत प्रोटोकॉल में, हम तेजी से एक वाणिज्यिक stereolithography उपकरण पर आधारित रेजिन के साथ प्रोटोटाइप का प्रदर्शन । विशेष ध्यान प्रक्रिया में महत्वपूर्ण कदम के लिए भुगतान किया है, यानी, राल निर्माण और पोस्ट मुद्रण उपचार, additive विनिर्माण के क्षेत्र में नए चिकित्सकों की मदद करने के लिए.
Protocol
Representative Results
Discussion
Additive विनिर्माण दर्जी प्रोटोटाइप और छोटी श्रृंखला के निर्माण में लागू किया जाता है, जब भाग प्रति उच्च उत्पादन लागत पारंपरिक प्रक्रियाओं के साथ प्रतिस्पर्धा के बाद से वहां molds और उपकरणों के उत्पादन के लिए…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अध्ययन परियोजना १४०४१३ के भाग के रूप में GreenPAC बहुलक आवेदन केंद्र द्वारा समर्थित किया गया था: “उत्पादन में 3 डी मुद्रण”. वीडियो शूटिंग को सुगम बनाने के लिए हम अल्बर्ट Hartman, Corinne वान Noordenne, Rens वान Leeuwen, Anniek Bruins, Femke Tamminga, झर वान Dijken और अल्बर्ट Woortman को स्वीकारना चाहेंगे ।
Materials
| Isobornyl acrylate | Sartomer | SA5102 | Acrylate monomer |
| 1,10-decanediol diacrylate | Sartomer | SA5201 | Acrylate monomer |
| Pentaerythritol tetraacrylate | Sartomer | SA5400 | Acrylate monomer |
| Multifunctional epoxy acrylate | Sartomer | SA7101 | Acrylate oligomer |
| Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide (TPO), 97% | Sigma Aldrich | 415952 | Photoinitiator |
| 2,5-bis(5-tert-butyl-benzoxazol-2-yl)thiophene (BBOT), 99% | Sigma Aldrich | 223999 | Optical absorber |
| Isopropyl alcohol (IPA), 99% | Bleko | 1010500 | For alcohol bath (applied in Form Wash) |
| Paar Physica MCR300 | Anton Paar | – | Rheometer with parallel plate geometry |
| Form 2 Printer | Formlabs | – | Desktop SLA 3D printer |
| Form Wash | Formlabs | – | Washing station |
| Form Cure | Formlabs | – | UV oven |
| Instron 4301 1KN Series IX | Instron | – | Universal testing machine |
| Philips XL30 ESEM-FEG | Philips | – | Scanning electron microscope |
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