El fotoiniciador 819 y el monómero PEGDA desempeñan un papel cada vez más importante en la impresión 3D. Para las fábricas que utilizan el fotoiniciador 819 y el monómero PEGDA en la impresión 3D, es fundamental conocer en profundidad sus propiedades y los puntos clave de su aplicación para mejorar la calidad y la eficacia de la impresión. En este artículo, hablaremos de la aplicación del fotoiniciador 819 y el monómero PEGDA en la impresión 3D, analizaremos el misterio y ofreceremos soluciones prácticas.
En primer lugar, introducción al fotoiniciador 819 y al monómero PEGDA
(A) Propiedades del monómero PEGDA
El poli (etilenglicol) diacrilato (PEG – DA), especialmente el peso molecular de 250 PEG – DA, tiene una posición única en los materiales de impresión 3D. Posee una excelente biocompatibilidad y propiedades fisicoquímicas ajustables que permiten adaptarlo a una amplia gama de necesidades de impresión 3D. Por ejemplo, en el campo biomédico de la impresión de andamios de ingeniería tisular, el PEG-DA puede proporcionar un entorno adecuado para el crecimiento celular, y su grado ajustable de reticulación puede controlar la porosidad y las propiedades mecánicas del andamio.
(ii) Papel del fotoiniciador 819
El fotoiniciador 819 (Irgacure – 819) desempeña un papel clave en la iniciación de la reacción de fotopolimerización en el proceso de impresión 3D. Cuando se disuelve en PEG – DA a una concentración del 0,2% pt/vol, bajo una longitud de onda de luz específica, el fotoiniciador 819 puede absorber energía fotónica y generar radicales libres, desencadenando así la reacción de polimerización entre los monómeros de PEG – DA, de modo que la resina líquida se cura gradualmente. Este proceso debe prepararse en la oscuridad para evitar reacciones espontáneas con la luz ambiental y para garantizar que el fotoiniciador inicie con precisión la reacción de polimerización en las condiciones de luz previstas.
En segundo lugar, el análisis de los problemas del proceso de impresión
(A) Problemas de calidad y precisión de la superficie
En la operación real de impresión en 3D, a menudo nos encontramos con una calidad y precisión de la superficie insatisfactorias. Por ejemplo, en uno de mis intentos de impresión, imprimí un modelo sin sustituir el bote de resina y la placa de impresión, y descubrí que la rugosidad de la superficie era grande y que la estructura fina del modelo no se representaba con precisión. Esto puede deberse a la distribución desigual de la concentración del fotoiniciador 819. Durante el proceso de mezcla de la resina, si ésta no se agita suficientemente bien, la concentración de fotoiniciador en zonas locales es demasiado alta o demasiado baja, lo que dará lugar a una velocidad de reacción de polimerización desigual, afectando así a la calidad y precisión de la superficie.
(ii) Fallo de impresión en canal
Más grave es el problema de los fallos en la impresión de canales. Por ejemplo, un canal con un diámetro de 1 mm en el diseño no se imprimió con éxito. Esto puede deberse a la falta de fluidez de la resina; la viscosidad de la resina después de mezclar el monómero PEG-DA con el fotoiniciador 819 puede verse afectada por una serie de factores, como la temperatura, la concentración del fotoiniciador, etc. Si la viscosidad de la resina es demasiado alta, la resina no podrá imprimirse en absoluto. Si la viscosidad de la resina es demasiado alta, es difícil que la resina rellene suavemente la estructura de canales finos durante el proceso de impresión, lo que da lugar a impresiones de canales faltantes.
III. Soluciones y estrategias de optimización
(i) Optimización del proceso de mezcla
Para garantizar la distribución uniforme del fotoiniciador 819 en el monómero PEG-DA, debe utilizarse un proceso de mezclado más preciso. Por ejemplo, debe utilizarse un mezclador de alta velocidad para mezclar a una velocidad y un tiempo específicos, y debe realizarse una ultrasonicación después de mezclar para romper aún más las partículas aglomeradas que puedan estar presentes. Se ha demostrado que la dispersión de los fotoiniciadores mejora significativamente en resinas que se han sometido a ultrasonidos durante 15 – 30 minutos, y la calidad de la superficie de los modelos impresos mejora significativamente.
(ii) Ajuste de las propiedades de la resina
Para resolver el problema de la fluidez insuficiente de la resina, se puede ajustar su fórmula. Por un lado, puede reducirse adecuadamente la concentración del fotoiniciador 819 para reducir el grado de reticulación de la resina dentro de un cierto rango, reduciendo así la viscosidad. Por otro lado, se puede sustituir la resina UV, el monómero PEGDA se cura con LED de 385 nm, se puede sustituir por monómero UV de curado por láser de 405 nm.
Intercambio de casos y experiencia
En la producción real de una fábrica de impresión 3D, también se encontraron con problemas similares. Al utilizar el fotoiniciador 819 y el monómero PEGDA para imprimir piezas con estructuras complejas, la calidad y la precisión de la superficie no podían cumplir los requisitos del cliente, y los pequeños canales internos se bloqueaban con frecuencia. El proceso de mezcla se optimizó combinando la mezcla en varias etapas y la ultrasonicación, mientras que la formulación de la resina se ajustó para reducir la concentración del fotoiniciador 819 y añadir una pequeña cantidad de diluyente. Tras una serie de ajustes, la superficie de las piezas impresas es lisa, los canales internos son completos y claros, y la tasa de calificación del producto ha aumentado del 60% al 90%.
A través del análisis del fotoiniciador 819 y el monómero PEGDA en la aplicación de la impresión 3D, hemos aprendido sobre sus características, los posibles problemas encontrados en el proceso de impresión y las soluciones correspondientes. Para las fábricas que utilizan el fotoiniciador 819 y el monómero PEGDA en la impresión 3D, estos puntos pueden mejorar eficazmente la calidad y la productividad de la impresión. En el futuro, a medida que la ciencia de los materiales y la tecnología de impresión 3D sigan evolucionando, el rendimiento del fotoiniciador 819 y el monómero PEGDA podrá optimizarse aún más, lo que abrirá aún más posibilidades para la impresión 3D.
Si ha tenido problemas durante el proceso de impresión 3D con el fotoiniciador 819 y el monómero PEGDA, no dude en compartir su experiencia en los comentarios a continuación, para que podamos explorar juntos mejores soluciones.
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