UV光固化技术在3D打印中的应用

作者: 来源: 2017-07-20

  近年来,在大家面前出现了一个很酷的新名词:3D打印。3D打印虽与大家的生活仍有很远的距离,但通过3D打印技术,可以成功地“打印”出无人飞机、自行车、汽车等实物。例如汽车中内饰件,轮毂、车大灯、方向盘、变速杆、保险杠等等很多工件均有应用到3D打印技术,3D打印已经逐渐得到大家的认可。

UV光固化技术在3D打印中的应用

  3D打印技术(3D printing)是指通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术,综合了数学建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识,具有很高的科技含量。

  UV光固化在3D打印中有着重要的应用,其主要是采用紫外光在液态光敏树脂表面进行扫描,每次生成一定厚度的薄层,从底部逐层生成物体。通过聚合物喷射技术(polyjet)来完成UV光固化的3D打印。

UV光固化技术在3D打印中的应用
图示为聚合物喷射系统的结构:

  喷射打印头沿X轴方向来回运动,工作原理与喷墨打印机十分类似,不同的是喷头喷射的不是墨水而是光敏聚合物,当光敏聚合材料被喷射到工作台上后,UV灯将沿着喷头工作的方向发射出UV光对光敏聚合材料进行固化。

  完成一层的喷射打印和固化后,设备内置的工作台会极其精准地下降一个成型层厚,喷头继续喷射光敏聚合材料进行下一层的打印和固化。反复工作,直至整个工件打印制造完成。
其优点是原材料的利用率将近100%,尺寸精度高(±0.1mm),表面质量优良,可以制作结构十分复杂的模型,缺点是可用材料种类有限,导致价格相对比较贵。

  但随着新原材料的研发以及UV技术甚至UV-LED技术的进步,3D打印技术会应用到更广泛的领域。


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