绍兴3D打印

材料都混合好之后，倒进黑色塑料瓶里，放在避光的地方保存，放着等它里面的气泡全都消掉，就可以备用了。聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉是当作复合树脂助剂加到配方里的。它是很细小的固态颗粒，不像液态蜡浆那样能轻松、均匀地在体系里混合并分散开，所以我们得研究一下蜡粉的亲水性或者亲油性，这个性质会直接影响蜡粉和复合树脂混合分散得均不均匀。拿一点点聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉磨成很细的粉末，压成厚度一样的薄片，用座滴法来测试它的亲油或者亲水性。当把水滴在蜡粉压片的表面时，水滴表面形成的角度是 119.1 度，这个测试结果说明蜡粉表面是疏水的，液体很难在蜡粉上湿润，反而容易在表面上移动。这就表明聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉的亲油性很好，能在不溶于水的复合树脂里均匀地分散、充分地混合。所以不用对它进行表面亲油或者亲水性的改造，选对了助剂能大大减少配合研发、做实验操作的工序和难度，节省时间，还能让材料的性能更好。环氧丙烯酸酯树脂在机械强度、硬度、刚性这些方面有优势，而且价格便宜，我们就选它当作配方复合树脂的基础预聚物，把它的粘度降下来是提高打印精度、降低实验操作难度的首要事情。这一章设计配方的时候，没有直接对环氧丙烯酸酯分子进行改造，而是加了粘度更低、性能好的单体来搭配，充分混合并且均匀分散之后形成稳定的复合树脂。所以选合适的自由基光固化材料特别重要，碳碳双键被紫外线引发激活变成自由基之后，能和环氧丙烯酸酯发生聚合反应，形成结构复杂的聚合物，这就直接决定了打印成型后构件的力学性能。可以通过选分子链上有特殊官能团的单体、控制单体的官能度、支链数量这些分子结构来调整树脂聚合成型后的内部空间结构，这样就能得到打印构件想要的性能。不同打印料样品的流动粘度和剪切速率的关系曲线显示：样品 E5P5、E5T5、E5E5、E5D5 的粘度会随着剪切速率变大而明显降低，出现了剪切变稀的现象，复合树脂属于假塑性流体。

树脂是高分子流体，高分子流动的时候，各液层之间总会有一定的速度差，又细又长的大分子要是同时穿过几个流速不一样的液层，同一个大分子的各个部分就得用不同的速度前进。在流动的时候，每个长链分子都想让自己全都进入同一流速的流层。不同流速液层平行分布就会让大分子在流动方向上有了一定的取向。所以树脂分子在流动过程中，随着剪切速率或者剪切应力增加，因为分子的取向，粘度就降低了。样品 E5D5 比样品 E5P5、E5T5、E5E5 的剪切变稀程度更明显，粘度从 1532 毫帕秒降到了 148 毫帕秒，这是因为二季戊四醇六丙烯酸酯（DHPA）单体的分子量更大，分子链更长，缠绕在一起的情况更严重，在低剪切速率或者剪切应力的时候运动起来很困难，所以粘度大，而聚氨酯丙烯酸酯（PUA）单体、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）单体、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMP9EOTA）单体的分子比较小，分子链也短，粘度低，能有效地把体系里的环氧丙烯酸酯分子链分散开，在高剪切速率下剪切变稀就更明显。在打印过程中，工作台上下移动容易让树脂出现剪切变稀的现象，紫外线照到料槽底部的时候，打印区域边缘的树脂变稀了，流动性突然变大，会影响一层一层成型的形状，这样整个打印构件外观的成型精度就降低了，所以要尽量减少这种剪切变稀的不好影响。

不同打印料样品在 0.1 秒 -1 剪切速率下的粘度，在打印的时候，为了保证树脂能及时把工作台和料槽之间的空缺填满，还得考虑树脂在低剪切速率下的粘度。从图上能看到，样品 E5P5、E5T5、E5E5 的粘度更低，大概在 348 到 869 毫帕秒之间，在 1000 毫帕秒以下，这样就有效地把环氧丙烯酸树脂的粘度降下来了，这说明加了 PUA 单体、TMPTA 单体、TMP9EOTA 单体来降低粘度的效果更明显，比加 DHPA 单体要好。因为后面还要加蜡粉当助剂，这会让体系的粘度变大，所以开始的时候粘度越低越好。综合很多因素考虑，辅助的预聚物就选官能度脂肪族 PUA、三官能度 TMPTA 单体、三官能度 TMP9EOTA 单体来进一步研究。我们还得进一步确定样品 E5P5 打印料 3D 打印最合适的曝光时间，而且要尽量选更短的底层曝光时间，这样能有效缩短整个打印过程花的时间，同时也要保证单层打印能完全固化、一层一层附着得好，这样才能保证整个目标构件的外观细腻光滑，外形轮廓的误差更小。