Uma visão geral dos fotopolímeros

O termo fotopolímero refere-se a uma classe de resinas sensíveis à luz que solidificam quando expostas à luz ultravioleta (UV). Quando a resina fotopolimérica líquida entra em contato com uma fonte de luz UV – normalmente uma lâmpada, laser ou projetor – os fotoiniciadores transformam essa energia luminosa em energia química. Então, oligômeros ou “ligantes” e monômeros combinam, endurecem e formam ligações que criam a estrutura do polímero. Os fotopolímeros são termoplásticos, que derretem em alta temperatura, termofixos, o que significa que não podem ser derretidos ou remodelados uma vez curados pelo calor.

Os fotopolímeros representam a maior parcela do mercado de materiais de manufatura aditiva e possuem uma ampla variedade de aplicações. Hoje, os fotopolímeros são candidatos comuns para peças usadas na indústria odontológica e são frequentemente usados ​​em colagem de dentes ou revestimentos protetores. Os adesivos feitos com resina fotopolimérica também são amplamente utilizados para fazer cateteres, filtros médicos, máscaras cirúrgicas e até eletrônicos especiais.

Aqui está um curso intensivo sobre este material popular e como ele é usado, além de considerações importantes para engenheiros.

Processos de impressão 3D de fotopolímero

Os fotopolímeros são compatíveis com vários processos de manufatura aditiva. Em todos esses processos, uma resina é curada com luz, então uma peça completa ou protótipo é construído camada por camada até a conclusão. Os processos de impressão 3D de fotopolímero mais populares incluem o seguinte:

Estereolitografia (SLA)

A estereolitografia (SLA) é o processo original de impressão 3D de fotopolímero. Durante a impressão, um laser dispara feixes de luz ultravioleta altamente concentrados (como um laser) na superfície de uma cuba de resina fotopolimérica.

O laser solidifica camadas individuais de resina em uma plataforma até que a peça final seja concluída. No caso de SLA invertido, o projetor é colocado na parte inferior e a plataforma se move para cima até que a impressão seja concluída. As peças feitas com o processo apresentam acabamento superficial excepcional, mas normalmente não são tão fortes quanto as peças feitas com outros processos, como modelagem por deposição fundida (FDM).

Síntese de luz digital (DLS)

Carbon® Digital Light Synthesis (DLS)™, anteriormente conhecido como Produção de Interface Líquida Contínua (CLIP), usa um projetor digital para construir peças. Este processo fotoquímico projeta a luz UV através de uma janela permeável ao oxigênio transparente aos raios UV na parte inferior da cuba. A sequência de imagens UV é projetada através da janela e na resina fotopolimérica, fazendo com que a peça se solidifique e a plataforma de construção se eleve.

O DLS é um processo de impressão contínuo e rápido devido a algumas dessas melhorias de processo. No entanto, a maioria dos materiais disponíveis através do DLS é de cura em duas partes, o que significa que eles requerem um cozimento térmico após a impressão para atingir sua forma e propriedades finais. Esta segunda etapa de cozimento permite que o processo de impressão seja mais rápido e produza propriedades de material de maior qualidade com rigidez e resistência excepcionais. Os engenheiros recorrem ao DLS quando desejam criar peças pequenas e isotrópicas com excelentes propriedades mecânicas.

PolyJet

A PolyJet não usa uma cuba de resina fotopolimérica líquida para construir peças, diferenciando-a de SLA e DLS. Em vez disso, uma camada da resina é pulverizada sobre uma matriz de gel e depois dissolvida assim que o processo de fabricação estiver concluído.

As peças feitas com esse processo não são conhecidas por sua resistência e são altamente sensíveis aos raios UV. Felizmente, o que falta às peças PolyJet em força, elas compensam em resolução. PolyJet é o processo de impressão 3D de escolha para a fabricação de peças esteticamente agradáveis ​​com acabamentos de superfície incomparáveis.

Vantagens e desvantagens da resina fotopolimérica

Os fotopolímeros têm aplicações em uma ampla variedade de indústrias, mas essas aplicações são geralmente altamente especializadas. As resinas de fotopolímero não são particularmente fortes ou duráveis ​​quando comparadas a materiais de moldagem por injeção de alta resistência semelhantes e são suscetíveis à fluência após transportar cargas pesadas por um longo período de tempo. No entanto, os engenheiros podem construir protótipos pequenos e de alta resolução com superfícies uniformes e geometrias complexas usando essa resina. Para cada aplicação, os engenheiros precisam entender seus requisitos específicos de sua aplicação e se os materiais disponíveis são adequados.

Comece com a resina fotopolimérica

Apesar das limitações, o futuro dos fotopolímeros parece brilhante. Vários tipos de fotopolímeros já apresentam propriedades químicas e mecânicas únicas que são ideais para uma variedade de casos de uso específicos. E, à medida que a tecnologia avança, os fotopolímeros devem evoluir, permitindo que fabricantes e equipes de produtos capitalizem os benefícios do material sem sacrificar a durabilidade ou a qualidade do acabamento da superfície.

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