中国化学会第32届学术年会
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单墨滴连续3D打印
张虞 吴磊 宋延林*

分会

第五十四分会:仿生材料化学

摘要

3D打印技术近年来引起了广泛关注。在众多3D打印技术中,光固化成型技术被认为是最有潜力实现快速制备精密结构的3D打印技术之一。但相比于基于挤出的3D打印方法,基于光固化的3D打印技术材料利用率较低;并且在连续打印过程中,液体树脂不可避免地会附着在固化结构表面,造成打印结构的尺寸误差;同时,由于光散射的存在,导致非图案区中的树脂发生额外的固化。以上因素不仅会造成材料的大量浪费,还降低了连续打印过程中的稳定性及分辨率。 我们在前期提出的利用仿生超润滑固化界面来减少固化树脂与固化界面之间粘附的基础上,提出了一种单墨滴3D打印策略,利用界面操作方法可制备出具有可控形貌的3D结构,实现了墨滴的一滴成型,并提高了打印过程的稳定性及精度。光固化界面的界面性质对于单墨滴打印至关重要,这有利于单墨滴三相接触线的连续收缩,实现高材料利用率的3D打印。研究表明要实现单墨滴连续3D打印,光固化界面需同时满足两个条件:即液体树脂与固化树脂间的粘附应大于液体树脂与固化界面之间的粘附,且液体树脂与固化界面之间的粘附应大于固化树脂与固化界面的粘附,该规律为单墨滴3D打印的通用性奠定了基础。通过调控墨滴尺寸和UV图案参数可控制单墨滴打印的净利用率。因此,该单墨滴连续3D打印方法为可控、按需个性化制备精细3D结构开辟了新途径。

关键词

连续3D打印;DLP;单墨滴;低粘附光固化界面;高材料利用率

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