Badanie termoutwardzeń do selektywnego spiekania laserowego

Selektywne spiekanie laserowe, czyli SLS, jest popularnym procesem drukowania 3D bez ważnego powodu. Ma szereg zalet: części mogą być wytwarzane z praktycznie nieograniczoną geometrią, a podpory nie są wymagane. Produkuje również części, które są zazwyczaj bardziej trwałe i funkcjonalne niż te, które są wytwarzane innymi metodami drukowania 3D. Ma jednak pewne ograniczenia pod względem materiałów, które mogą być przetwarzane, a więc wynikające właściwości komponentów są ograniczone. W artykule zatytułowanym "Zachowanie przenikania termoutwardztw do zastosowania w połączeniu selektywnego procesu spiekania laserowego polimerów", para naukowców omawia rozwój nowego procesu produkcji dodatków, który łączy reaktywne ciecze, takie jak żywice termoutwardzalne, w celu wytworzenia wieloskładnikowych części SLS .

Jako ciecz reaktywną zastosowano dwie żywice epoksydowe - Araldite GY 764, na bazie bisfenolu A i Araldite GY 793, na bazie bisfenolu A / F -. Zbadano napięcie powierzchniowe i lepkość żywic. Oprócz wpływu temperatury zbadano wpływ gęstości nasypowej na zachowanie się infiltracji. Aby przeanalizować zachowanie się infiltracji, kroplę żywicy nałożono na powierzchnię złoża proszku za pomocą strzykawki mikrolitrowej. Kropla była oświetlona z jednej strony przez źródło światła i obserwowana przez system kamer CCD z drugiej strony.

Żywica Araldite GY 764 wykazywała wyższe napięcie powierzchniowe niż Araldite GY 793 < p> "Wraz ze wzrostem temperatury lepkość wykazuje pierwszy spadek, który można powiązać z wyższą ruchliwością segmentów łańcucha ze wzrostem temperatury" - stwierdzają naukowcy. "W przypadku wyższych temperatur następuje proces sieciowania lub raczej proces utwardzania i wzrasta lepkość. Minimalną lepkość osiąga się w przedziale temperatur od 100 ° C do 120 ° C dla mieszanin żywic i utwardzaczy. Reakcja utwardzania rozpoczyna się dla szybkości ogrzewania 2 K / min w temperaturze 100 ° C. Ta wartość zależy od czasu i temperatury, a zatem szybkość ogrzewania odgrywa ważną rolę. Porównując dwie żywice, utwardzanie zachowuje się prawie tak samo. Układ o znaku towarowym Araldite GY793 wykazuje niewielkie opóźnienie w zwiększaniu lepkości. "

Wraz ze wzrostem temperatury proces infiltracji został przyspieszony dla obu żywic, a lepkość została zmniejszona.

"W temperaturze 20 ° C żywica nie wnika całkowicie w złoże proszku" - podsumowują naukowcy. "Dla najwyższej analizowanej temperatury 60 ° C infiltracja trwa <2 s.Oznacza to dla czasów warstw w selektywnym spiekaniu laserowym 40 s i temperaturze przetwarzania powierzchni złoża proszku 120 ° C, proces infiltracji nie określi czasu przetwarzania. Tak więc analizowane systemy mogą być stosowane w połączonym procesie spiekania laserowego. Niemniej jednak głębokość infiltracji i równoległe utwardzanie muszą być analizowane w dalszych badaniach. Ponadto równanie Washburna zastosowano do przewidywania zachowania infiltracyjnego stosowanej kombinacji proszków i cieczy. Biorąc pod uwagę uproszczenia, można wykazać dobrą zgodność obliczonych i zmierzonych wartości. "

Realizacja płynów reaktywnych, takich jak żywica epoksydowa, według naukowców, w procesie spiekania laserowego pozwala na generowanie części wielomateriałowych, dlatego tak ważne jest zrozumienie sposobu utwardzania i infiltracji żywic.

Autorami publikacji są Katrin Wudy i Dietmar Drummer.