光硬化性材料は、4000 年以上前に古代エジプト人によってミイラの作成に使用されました。記録によると、古代エジプト人は、アスファルトに浸してコーティングした亜麻布でミイラを包みました。アスファルトには不飽和化合物が含まれているため、太陽光で硬化することができます。私の国の人々は、桐油を使って木製食器を浸漬塗装し、日光に当てて硬化させます。これにより、木製食器の表面に防水性と漏れ防止性、耐摩耗性の保護層が形成されます。実はこれも光硬化技術の応用です。
樹脂はプラスチック製品の原料であり、天然樹脂や人工樹脂など多くの種類があります。紫外線に敏感な樹脂（感光性樹脂）に限れば、樹脂の選択性はそれほど高くありません。感光性樹脂材料は、主に光硬化成形 (SLA)、デジタル光処理 (DLP)、ポリマー ジェッティング (PolyJet)、および新興の連続リキッドワールド製造技術 (CLIP) を含む光重合成形 3D プリンティング技術に適しています。フォトン 3D プリンティング (TPP)。
UVレジンとも呼ばれる感光性樹脂は、多くの利点を持つ特殊な樹脂です。これは、感光性プレポリマー、活性希釈剤、および光増感剤で構成されています。感光性樹脂は通常液体であり、特定の波長の紫外線（250nm～400nm）を照射すると直ちに重合反応を開始し、硬化が完了します。感光性樹脂は幅広い用途に使用されています。高強度、耐高温、防水性のある材料の製造に使用できます。省エネ、低公害、硬化速度が速く、生産効率が高いという特徴があります。 ...
3D プリントに適した認定された感光性樹脂は、次の要件を満たす必要があります。 ...
1. 特定の波長の光源に対する高い感度。 3D プリンティングでは、反応を開始する光源として特定の波長の光源が使用されることが多く、感光性樹脂材料には光源に対する高い感度が必要です。
2. 適切な光硬化速度。 3D プリント用感光性樹脂は、次の樹脂層と上層の樹脂を迅速に硬化させるために高い硬化速度を備えている必要がありますが、硬化速度が速すぎてはなりません。バインダーとして使用される感光性樹脂は、樹脂が所定の位置に浸透する前に硬化し、樹脂が流れ続けずに接着性能が低下することを避けるために、硬化速度が樹脂の浸透速度よりも遅いことを保証する必要があります。 ...
現在、一般的な感光性樹脂は、アクリレート樹脂とエポキシ樹脂の 2 つのカテゴリーに分類されます。 ...
1. エポキシ樹脂
エポキシ樹脂 (略して EP) は、3D プリント* で一般的な感光性樹脂です。 1930 年に、エポキシ樹脂はスイスのピエール カスタンと S.Q. によって初めて合成されました。米国のGreenlee社の熱硬化性プラスチックでした。我が国では1958年からエポキシ樹脂の研究が行われ、非常に早いスピードで工業生産が開始されました。これらの樹脂は、注型、含浸、ラミネート材料、接着剤、コーティングなどの用途として、国防および国民経済のさまざまな分野で広く使用できます。
エポキシ樹脂は 3D プリントの材料として使用され、充填剤として炭化ケイ素と炭素繊維に加えて、粘度を高めるためにナノクレイ フレークを使用できます。これらのフィラーの組み合わせを変えることで、材料の強度を自由にコントロールし、さまざまなニーズに応えることができます。この新素材は、自動車や飛行機の軽量化や、軽量建築物の構造部材としても利用できる、理想的な素材です。 ...
エポキシ樹脂と体積の約 1% の炭素繊維複合材料を使用した 3D プリントされたハニカム構造
3D プリントにおけるエポキシ樹脂のもう 1 つの重要な用途は、接着剤としてです。エポキシ樹脂は無機粉体や金属粉体との相溶性が良く、無機粉体や金属粉体の表面に素早く浸透します。エポキシ樹脂は感光性塗料として広く研究され、人々の日常生活に応用されています。製品の種類も多く、用途も多岐にわたります。対応するエポキシ樹脂感光性材料は、さまざまなシステムで見つかります。
2.アクリル
アクリル酸エステルは淡色、耐光性、耐熱性、耐薬品性などの特性を持っています。したがって、アクリル酸エステルで作られた塗料は幅広い用途と種類があります。 3D プリンティング技術をアクリレート モノマーと組み合わせて使用すると、アクリレート モノマーを光開始剤と混合でき、光開始剤は紫外線領域の特定の波長のエネルギーを吸収し、フリーラジカルを生成します。フリーラジカル重合の利点は、反応速度が速く、硬化時間が短いことです。ただし、フリーラジカル重合は酸素の影響を受けます。フリーラジカルは空気中の酸素と反応して消費され、その結果、重合が阻害されます。巨視的な性能としては、感光性樹脂の硬化面が完全に硬化しておらず、手にベタつく感じがします。
また、セラミックスや金属も印刷材料として使用できます。セラミック粉末とアクリレートを1:1の比率で混合すると、樹脂がバインダーとして機能します。セラミックパウダーを加えた樹脂はある程度硬化し、形状を維持できる程度の硬さになります。その後、セラミック粉末を加えた完成品を炉で焼成してポリマーを除去し、セラミック成分を結合させることで、最終製品のセラミック含有率は99％にもなります。この方法は金属粉を含むアクリル樹脂にも適用可能です。
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