新型雙波長SLA 3D打印技術：可實現連續快速打印，且無層間分離缺陷
時間：2024-04-25 09:47 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2024年4月24日，來自桑迪亞國家實驗室的研究人員開發了一種名為 SWOMP（選擇性雙波長烯烴復分解 3D 打印）的光固化3D打印技術，它引入了一種使用開環復分解聚合 (ROMP) 和 DCPD 單體與HM 催化劑的新穎方法。相關研究以題為“Continuous Additive Manufacturingusing Olefin Metathesis”的論文被發表在《Advances Science》期刊上。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202200770
長期以來，立體光刻 (SLA)一直都是3D
打印領域的基石技術，但其局限性阻礙了其大規模采用的潛力。傳統上，SLA 打印機依賴于單一 UV 光源和自由基聚合 (FRP)
樹脂，導致逐層打印過程充滿挑戰。效果是物體被分層打印，每一層不僅粘附在前一層上，而且粘附在樹脂桶底部的透明（FEP
或類似）薄膜上。由此產生的層從薄膜上的剝離不僅需要暫停打印過程，而且還會對正在打印的部件施加巨大的壓力。
隨著多年的發展，研究人員已經相繼開發出一些解決方案，其中桑迪亞國家實驗室推出的這種名為SWOMP的打印技術（PR
版本）具有極大的創新性。與更常見的基于 FRP 的SLA 樹脂不同，SWOMP技術使用開環復分解聚合 ( ROMP )，該聚合本身自 20
世紀 70 年代以來已商業化，但在此之前并未與光聚合一起使用時尚。選擇單體二環戊二烯(DCPD)，并使用 HeatMet (HM)
作為光活性烯烴復分解催化劑。這使得紫外線敏感，并添加了光產堿劑 (PBG)，可用于選擇性地使聚合失活。與傳統的 FRP 樹脂不同，DCPD
材料具有卓越的堅固性，并且可以進行熱后固化以增強機械性能。
使用HM 作為催化劑和 DCPD 作為單體的 SWOMP 化學概述。（圖片來源：Jeffrey C. Foster 等人，《先進科學》，2022年，桑迪亞國家實驗室）
DCPD 的優勢在于，這種材料和所得物體非常堅固，并且通常經過熱后固化（本實驗中的狗骨試樣為 250
°C，持續 30 秒）以獲得完整的機械性能。與此同時，相同的雙波長設置用于連續 SLA 打印，正如 Martin P. de
Beers及其同事在2019 年Science Advances的一篇論文（https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aau8723）中所介紹的那樣。 FRP和ROMP樹脂的光抑制劑不僅可以防止聚合樹脂附著在透明薄膜或窗戶上，由于光抑制深度的局部控制，雙波長SLA不僅限于單層，而且可以在其中打印整個拓撲特征單次通過。
SWOMP 的關鍵突破在于其雙波長設置，可實現連續 SLA 打印，而不會出現層剝離的缺點。通過選擇性地抑制特定深度的聚合，SWOMP 實現了前所未有的打印效率，超越了傳統的 SLA 方法。
SWOMP 過程。 （圖片來源：桑迪亞國家實驗室
因此，該方法可能優于現有的基于 FRP 的單波長
SLA，以及Carbon專有的CLIP技術及其透氧膜，不會剝離，打印速度是傳統 SLA
的許多倍。目前，桑迪亞國家實驗室正在積極尋找合作伙伴來進一步開發這項技術并將其商業化，為 3D
打印行業的廣泛采用帶來希望。憑借其消除層剝落和顯著提高打印速度的潛力，雙波長 SLA
打印機可能很快就會成為全球制造工廠的主要設備，為設計和生產帶來新的可能性。
(責任編輯：admin)
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