3D列印模型抑制加成型矽膠固化的解決方案

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隨著使用SLA樹脂的3D列印技術不斷發展,我們在製作矽膠模具時,通常會先使用3D列印機以UV樹脂為原料建造母模。然而,加成型矽膠對於未完全紫外線固化的UV樹脂模型容易受到固化抑制,本文將分享UV樹脂模型抑制加成型矽膠固化的解決方案。

中毒不固化的矽膠中毒不固化的矽膠

原因分析

UV(光敏)樹脂是用於3D列印常見材料,它在紫外線照射下能迅速固化。分析表明,從3D列印出來的模型中,未完全固化的氧化膦基光引發劑會使鉑催化劑中毒,這是SLA樹脂材料普遍存在的問題。但是,透過後固化處理光引發劑可以被消除。

UV樹脂固化原理

在SLA列印過程中,雷射照射到樹脂材料的某些區域進行固化,此步驟完成後,整個工件就算完成了,但列印的樹脂件並未完全固化。要弄清楚這個原因,我們先來了解UV樹脂從液態到固態的轉變原理,液態樹脂是由大量遊離單體和光引發劑混合而成,在受到紫外光照射時,光引發劑會發生反應,促使遊離單體結合在一起交聯固化。但這只是是初級固化階段,仍然會有許多區域沒有達到預期的交聯程度。因此,後固化對列印工件的最終效能影響非常大,但在SLA列印中卻常常被忽略。

因此,加成型矽膠適用於大多數SLA 3D 列印模型,但是,列印的模型必須完全固化。然而,大多數3D列印的UV樹脂模型是尚未完全固化的,直接澆注鉑金固化矽膠就會出現黏黏不固化的現象。為此,我們提供了四種解決方案供大家參考。

1. 表面處理

將3D列印件放入異丙醇(91%) 或乙醇中清洗10-15分鐘,以消除模型表面未固化的殘留樹脂。然後,用洗碗精或肥皂浴清洗模型,最後用清水沖洗乾淨在風乾並熱乾燥固化(建議在80-90℃烘烤3-5分鐘)。

評估:使用異丙醇是因為它會分解未固化的光聚合物樹脂。

2. 後固化

UV樹脂模型固化同時受到熱能和光能的影響固化效果會更好,太陽其實也是個不錯的紫外光源。如果你有充足的時間,將模型放置在紫外線照射或太陽下曬,不同的模型完全固化時間可能會有所不同,這取決於模型的各個區域在紫外線或太陽直射的曝光程度。注意模型的所有區域都要受到紫外光或太陽直射讓其完全固化。

評價:以上兩種方法可以結合使用,還可以循環清洗、後固化這兩個步驟2-3次。

3. 底漆

這種方法的原理是在模型表面擦拭、浸漬或噴塗形成⼀層⾮常薄且均勻的底漆(硝基底漆、水補土、透明丙烯酸漆、Inhibit X等)。底漆固化後會在模型表面形成一道屏障,這樣就避免了鉑金固化矽膠與模型表面未固化的光引發劑接觸造成固化抑制。

評估:此方法對於有複雜底切(深層區域、奇怪的角度)的模型較好,因為這類深陷區域紫外光源照射較為困難。另外,這種方法也可能造成鑄造的模具會有一點尺寸偏差。

4. 替換法

首先,使用縮合型矽膠製作出UV樹脂模型的矽膠模具。當然,如果你的專案對收縮率要求不高,直接使用錫固化矽膠原料製作模具即可,因為錫固化矽膠不會受UV樹脂固化抑制。

然後,透過縮合型矽膠模具鑄造出環氧樹脂模型,這樣就得到了與原始模型(UV樹脂模型)一致的環氧樹脂模型。這裡不一定要使用環氧樹脂,你也可以使用其他材料,但必須確保使用的材料不會對加成型矽膠固化抑制。

最後,以環氧樹脂模型為母模,使用加成型矽膠製作矽膠模具即可。

評估:縮合型矽膠收縮率比加成型矽膠稍微大,且黏度較濃稠,使用時需使用真空幫浦脫氣。

需要注意的是,這些解決方案只是一種建議,具體解決方案可能會根據所使用的矽膠和3D 列印材料而有所不同,這就需要透過實際測試來驗證符合自己專案的解決方案。

 

這對你有幫助嗎?

評論

匿名
  • 2024-05-27

    Matthew

    我總結3D列印母模中加成型矽膠固化抑制的問題:加成型矽膠的固化抑制只發生在與污染物接觸的區域,未固化區域的範圍與污染程度成正比。  對於同一個3D 列印模型,與僅放置1-2 天相比,放置3-5 天會導致未固化區域更少,因為模型表面的樹脂固化得越完全,對加成型矽膠固化的影響就越小 。  因此,延長靜置時間可以有效解決固化抑制問題,適當烘烤或將模型暴露在陽光下可以加速模型表面樹脂的固化。

  • 2023-09-03

    Richard

    在模型上噴塗底漆會改變其尺寸,甚至可能掩蓋細節。 這個解決方案對我來說是不可接受的,因為我需要模具來生產精確而複雜的零件。

  • 2023-09-02

    Joshua

    我已經放棄使用加成型矽膠來製作模具。 我一直使用縮合型矽膠代替,因為它不存在中毒不固化問題。

  • 2023-09-01

    Jennifer

    我測試了 4% PVA 溶液,發現它對我的專案有效。 我在 3D 列印樹脂模型上塗了兩層,然後讓它乾燥和固化。 結果非常好,我一直在使用這個解決方案來解決加成型矽膠不固化的問題。

  • 2023-08-31

    RachelAltionor

    我的方法是在清潔、固化和拋光後將模型放置 10-15 天。 我還沒有遇到任何使用這種方法無法固化模具的問題。 如果您不確定是否等待了足夠長的時間,只需混合少量加成型液體矽膠,觀察模型放置一段時間後是否固化。

  • 2023-08-30

    BrandonLyined

    將3D列印好的UV樹脂模型乾燥並放置2-4週似乎可以在一定程度上減少固化抑制問題。

  • 2023-08-29

    EricConblebe

    我嘗試過 Inhibit X,雖然它很有效,但它沒有為我帶來我想要的表面品質。 相反,我讓 3D 列印的樹脂模型固化,然後對其進行拋光,並將其置於紫外線下進行另一輪固化,然後放置幾個月。 這是我發現的防止加成型矽膠固化抑制的方法。

  • 2023-08-28

    Maricela

    1.清潔 UV 樹脂模型上未固化的樹脂。 2. 將模型在 150°C 下加熱 2-3 分鐘。 3. 像往常一樣將模型暴露在紫外線下。 4. 將模型在 Inhibit X 中滾動 5 分鐘。 5. 使用前將模型乾燥並固化。

  • 2023-08-27

    Jonathan

    我們只需要將UV樹脂模型在60°C (140°F)下烘烤30小時,然後倒入加成型矽膠翻模即可。

  • 2023-08-26

    BillClinton

    當然,我很樂意分享我的方法。 首先,我用 IPA 或乙醇清潔樹脂模型表面,然後在 80°C (176°F) 下固化模具 4 小時。 我在模型表面均勻噴上脫模劑,在室溫下靜置15分鐘,然後將準備好的透明液體矽膠倒入模具中。 之後,我將其在 80°C (176°F) 下固化。 最後,矽膠可以完全固化,沒有任何問題。

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