Un protocollo per la produzione additiva con resine fotopolimeriche rinnovabili su un apparato di stereolitografia è presentato.
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Articolo metodologico
Stereolithographic stampa 3D con rinnovabili acrilati
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'accessibilità di costi competitivi materiali rinnovabili e la loro applicazione nella produzione di additivi è essenziale per un'economia efficiente biobased. Dimostriamo la prototipazione rapida di resine sostenibile utilizzando una stampante 3D di stereolithographic. Formulazione della resina avviene mediante semplice miscela di biobased acrilato monomeri e oligomeri con un photoinitiatior e assorbitore di ottico. Viscosità della resina è controllata dal monomero rapporto oligomero e viene determinato in funzione della velocità di taglio di un reometro con geometria parallela del piatto. Un apparato di stereolithographic addebitato con le resine biobased è impiegato per produrre prototipi a forma complessi con elevata precisione. I prodotti richiedono un post-trattamento, tra cui alcol risciacquo e irradiazione UV, per garantire una polimerizzazione completa. La caratteristica alta risoluzione e superficie eccellente finitura dei prototipi è rivelato da microscopia elettronica a scansione.
Introduzione
Prototipazione rapida consente libertà di progettazione e produzione su richiesta e che la produzione efficiente di 3D costruisce in un modo a strati1. Di conseguenza, stampa 3D come una tecnica di fabbricazione è sviluppato rapidamente in anni recenti2. Varie tecnologie sono disponibili, tutti basandosi sulla traduzione di modelli virtuali in oggetti fisici e l'applicazione di processi come estrusione, deposizione di energia diretta, solidificazione di polvere, foglio di laminazione e fotopolimerizzazione. Quest'ultima coinvolge graduale indurimento UV delle resine in fotopolimero liquido. Nel 1986, scafo e colleghi di ....
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Protocollo
Attenzione: Si prega di consultare tutte le schede di dati di sicurezza (MSDS) prima dell'uso.
1. preparazione della resina fotocurabili
Nota: Si prega di utilizzare dispositivi di protezione individuale (occhiali di sicurezza, guanti, camice da laboratorio) durante la procedura seguente. Vedi il nostro precedente lavoro12 per maggiori dettagli su questa sezione.
- Versare 50 g di 1,10-decanediol Diacrilato (SA5201) in una beuta da 500 mL.
- Aggiungere 1,0 g di diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl) fosfinossido (TPO) e 0,40 g di 2,5 -bis(5 -tert-butil-benzoxazo....
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Risultati
Quattro composizioni di resina rappresentante vengono visualizzati in tabella 1, insieme al loro contenuto di carbonio biobased medio (BC) derivato dal AC individuale dei componenti. La viscosità della resina (Figura 1) è influenzata dal rapporto di acrilato monomeri e oligomeri e in genere viene illustrato comportamento newtoniano. Le proprietà meccaniche di parti prodotte da varie resine sono state determinate mediante analisi di sollecitaz.......
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Discussione
Produzione additiva viene applicato nella fabbricazione di prototipi su misura e piccole serie, quando i più alti costi di produzione per pezzo possono competere con i processi convenzionali, poiché non vi è alcuna necessità di produzione di stampi e utensili. Nell'ultimo decennio, i ricavi da servizi e prodotti legati alla produzione di additivi sono cresciuti esponenzialmente13. La frazione più grande di vendita di materiale è da fotopolimeri. La crescita ha attirato l'attenzione e ha avviato gl.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Questo studio è stato sostenuto dal centro di applicazione del polimero GreenPAC come parte del progetto 140413: "stampa 3D in produzione". Vorremmo riconoscere Albert Hartman, Corinne van Noordenne, Rens van Leeuwen, Anniek Bruins, Femke Tamminga, Jur van Dijken e Albert Woortman per facilitare le riprese video.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Isobornil acrilato | Sartomer | SA5102 | Monomero di acrilato |
| 1,10-decanediolo diacrilato | Sartomer | SA5201 | Monomero di acrilato |
| Pentaeritritolo tetraacrilato | Sartomer | SA5400 | Monomero di acrilato |
| Epossidico multifunzionale | Sartomer | SA7101 | Oligomero di acrilato |
| Ossido di difenil(2,4,6-trimetilbenzoil) fosfina (TPO), 97% | Sigma Aldrich | 415952 | Fotoiniziatore |
| 2,5-bis(5-tert-butil-benzossazol-2-il)tiofene (BBOT), 99% | Sigma Aldrich | 223999 | Assorbitore ottico |
| Alcool isopropilico (IPA), 99% | Bleko | 1010500 | Per bagno alcolico (applicato in Form Wash) |
| Paar Physica MCR300 | Anton Paar-Reometro | con geometria a piastre parallele | |
| Stampante Form 2 Formlabs-Desktop | Stampante 3D SLA | ||
| Form Wash | Formlabs-Stazione | di lavaggio | |
| Form Cure | Formlabs-Forno | UV | |
| Instron 4301 1KN Serie IX | Instron-Macchina | di prova universale | |
| Philips XL30 ESEM-FEG | Microscopio elettronico a scansione | Philips |
Riferimenti
- Van Wijk, A., van Wijk, I. 3D Printing with Biomaterials: Towards a Sustainable and Circular Economy. , IOS Press. Amsterdam. (2015).
- Gross, B. C., Erkal, J. L., Lockwood, S. Y., Chen, C., Spence, D. M. Evaluation of 3D Printing and Its Potential Impact on Biotechnolog....
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Ristampe e permessi
