本發(fā)明屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
3D打印技術(shù)又稱(chēng)三維打印技術(shù)，是指通過(guò)可以“打印”出真實(shí)物體的3D打印機(jī)，采用分層加工、迭加成形的方式逐層增加材料來(lái)生成3D實(shí)體。3D打印技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需機(jī)械加工或模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。
3D打印技術(shù)發(fā)展的核心不在于打印，而是在于材料技術(shù)的制約，只有新材料技術(shù)發(fā)展，3D打印技術(shù)才能進(jìn)一步實(shí)用化，目前3D打印機(jī)已經(jīng)用來(lái)制作模具、人體骨骼等，當(dāng)然也可以用來(lái)打印相對(duì)簡(jiǎn)單的生活用品。目前的耗材總體分為幾類(lèi)：粉末類(lèi)耗材，用于激光燒結(jié)成型；光敏類(lèi)耗材，用于光固化成型；熔融絲料類(lèi)耗材，用于熔融堆積成型；還有紙張耗材、噴塑耗材等。
現(xiàn)有的光敏樹(shù)脂類(lèi)耗材在3D打印中，存在打印物體固化后收縮體積縮小的問(wèn)題，尤其在失蠟鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用中，嚴(yán)重得影響了鑄件的精度，為物體的后期加工增加了難度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂，該光固化樹(shù)脂提高打印物體的精度的同時(shí)，減少成型物體固化后縮小比例，從而提高了工作效率。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于3D打印機(jī)光固化樹(shù)脂的制備方法，以獲得一種打印精確度高固化后縮小率小的3D打印機(jī)用光敏樹(shù)脂。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到：
一種用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂，其是由下列以重量份計(jì)的組分制備而成：
優(yōu)選地，所述稀釋單體為丙烯酸異冰片酯、乙氧基化丙烯酸氧苯酯、三環(huán)葵基二甲醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-已二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯中的一種或兩種以上。
優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑為丙烯酸十八酯、三丙二醇二丙稀酸酯中的一種或兩種。
優(yōu)選地，所述流平劑為流平劑BYK-307、流平劑BYK-333、流平劑BYK-306中的一種或兩種以上。
優(yōu)選地，所述低聚物為聚酯丙烯酸酯、改性環(huán)氧丙烯酸酯中的一種或兩種。
優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑為光引發(fā)劑1819、光引發(fā)劑TPO、光引發(fā)劑EPD、光引發(fā)劑CQ中的一種或兩種以上。
優(yōu)選地，用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂，其是由下列以重量份計(jì)的組分制備而成：
優(yōu)選地，用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂，其是由下列以重量份計(jì)的組分制備而成：
一種用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟：按配比將稀釋單體、交聯(lián)劑、低聚物放入反應(yīng)釜，攪拌，升溫至35-40℃，依次緩慢加入流平劑、光引發(fā)劑，繼續(xù)控制溫度在35-40℃，常壓下攪拌10-14h，反應(yīng)完畢，冷卻至常溫，然后過(guò)濾包裝出料，得到光固化樹(shù)脂。
本發(fā)明的有益效果在于：
1、本發(fā)明的光固化樹(shù)脂的分子量控制在500以下，在此范圍內(nèi)有利于每層固化樹(shù)脂的均勻，保證每層的厚度平均，提高打印物體的精度的同時(shí)，減少成型物體固化后縮小比例，從而提高了工作效率；
2、本發(fā)明的組分中的低聚物，是光固化產(chǎn)品中比例最大的組分之一，和稀釋單體占到整個(gè)配方質(zhì)量的90％以上；它是光固化配方的基體樹(shù)脂，構(gòu)成固化產(chǎn)品的基本骨架，即固化后產(chǎn)品的基本性能(硬度、柔韌性、附著力、光學(xué)性能、耐老化等)主要由低聚物決定，光固化產(chǎn)品中的樹(shù)脂低聚物相對(duì)分子質(zhì)量一般比較低，大多為幾百至幾千，如果相對(duì)分子質(zhì)量過(guò)大，黏度太高，不利于調(diào)配和施工，涂層性能也不易控制；同時(shí)，低聚物一般應(yīng)具有在光照條件下即可進(jìn)一步反應(yīng)或聚合的基團(tuán)，如C＝C雙鍵、環(huán)氧基團(tuán)等，低聚物的合成與選擇是紫外光固化配方設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，在紫外光固化領(lǐng)域，主要是開(kāi)發(fā)低黏度、高速固化、有特殊功能的低聚物，其中低黏度是為了減少配方中有刺激性的稀釋單體的用量；
3、本發(fā)明的環(huán)氧丙烯酸酯經(jīng)過(guò)改性可以顯著降低制品收縮率；稀釋單體同樣能夠促進(jìn)制品收縮率的降低。
具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：
一種用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂，其是由下列以重量份計(jì)的組分制備而成：
稀釋單體為丙烯酸異冰片酯、乙氧基化丙烯酸氧苯酯、三環(huán)葵基二甲醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-已二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯中的一種或兩種以上。
交聯(lián)劑為丙烯酸十八酯、三丙二醇二丙稀酸酯中的一種或兩種。
流平劑為流平劑BYK-307、流平劑BYK-333、流平劑BYK-306中的一種或兩種以上。
低聚物為聚酯丙烯酸酯、改性環(huán)氧丙烯酸酯中的一種或兩種；聚酯丙烯酸酯為雙鍵化工生產(chǎn)的型號(hào)是2015的高官能度聚酯丙烯酸酯，改性環(huán)氧丙烯酸酯為長(zhǎng)興公司生產(chǎn)的型號(hào)是DR-911的改性環(huán)氧丙烯酸酯。
光引發(fā)劑為光引發(fā)劑1819、光引發(fā)劑TPO、光引發(fā)劑EPD、光引發(fā)劑CQ中的一種或兩種以上；光引發(fā)劑1819為雙鍵化工生產(chǎn)的型號(hào)為1819的光引發(fā)劑。
實(shí)施例1
一種用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂，其是由下列以重量份計(jì)的組分制備而成：
實(shí)施例2
一種用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂，其是由下列以重量份計(jì)的組分制備而成：
實(shí)施例3
一種用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂，其是由下列以重量份計(jì)的組分制備而成：
實(shí)施例4
一種用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂，其是由下列以重量份計(jì)的組分制備而成：
實(shí)施例1-4的用于3D打印機(jī)的光固化樹(shù)脂的制備方法，均采用以下步驟：按配比將稀釋單體、交聯(lián)劑、低聚物放入反應(yīng)釜，攪拌，升溫至35-40℃，依次緩慢加入流平劑、光引發(fā)劑，繼續(xù)控制溫度在35-40℃，常壓下攪拌10-14h，反應(yīng)完畢，冷卻至常溫，然后過(guò)濾包裝出料，得到光固化樹(shù)脂。
對(duì)比例
另外，本發(fā)明還設(shè)置對(duì)比例，以專(zhuān)利CN201410620653.X中實(shí)施例2中光敏樹(shù)脂材料的配方及制備方法獲得的一種3D打印光敏樹(shù)脂為對(duì)比例(表中稱(chēng)為Q1)。
性能檢測(cè)
將本發(fā)明實(shí)施例1-4(表中稱(chēng)為L(zhǎng)1-4)的光固化樹(shù)脂以及對(duì)比例中的光敏樹(shù)脂使用同一臺(tái)omagicjetDLP-3D打印機(jī)，結(jié)合CAD軟件STL文件打印出半徑為2厘米的空心圓球物件，固化后測(cè)量物體XYZ3軸尺寸得出體積，與數(shù)據(jù)文件尺寸對(duì)比，具體如下表：
表1 實(shí)施例1-4、對(duì)比例數(shù)據(jù)對(duì)比
由表1的結(jié)果可見(jiàn)，實(shí)施例1-4的光固化樹(shù)脂打印出的物件的誤差比例遠(yuǎn)小于對(duì)比例的光敏樹(shù)脂的誤差，這說(shuō)明采用本發(fā)明的光固化樹(shù)脂打印物體精度明顯提高，而且實(shí)施例1-4中，實(shí)施例1為最優(yōu)實(shí)施例。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。