НАПОЛНЕННЫЕ ФОТОПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ 3D-ПЕЧАТИ МЕТОДОМ СТЕРЕОЛИТОГРАФИИ (ОБЗОР)

УДК 655.225.6:773.92:004.925.84

  • Ходер Виктория Богуславовна – магистрант кафедры механики и конструирования. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: vh58998673194@gmail.com

  • Кордикова Елена Ивановна – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры механики и конструирования. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: kordikova@tut.by

  • Дьякова Галина Николаевна – ассистент кафедры механики и конструирования. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: kravchenyagn1994@gmail.com

  • Карпова Светлана Валерьевна – магистр технических наук, ассистент кафедры химической переработки древесины. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: aspirantura.bgtu@tut.by

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-253-1-27-32

Ключевые слова: 3D-печать, фотополимерная смола, композиция, наполнитель, фотополимерная печать, стереолитография.

Для цитирования: Ходер В. Б., Кордикова Е. И., Дьякова Г. Н. Наполненные фотополимерные композиции для 3D-печати методом стереолитографии (обзор) // Труды БГТУ: Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2022. № 1 (253). С.27–32. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-253-1-27-32.

Аннотация

В статье дается краткое описание технологий стереолитографии с применением оптических систем, использующих для отверждения полимерных композиций ультрафиолетовый или видимый свет. Показаны особенности, преимущества и недостатки данных технологий. Рассмотрены материалы, применяемые в процессе печати на основе лазерной стереолитографии, – фотополимерные составы на основе смол метакриловых мономеров и олигомеров, олигоэфиракрилаты, эпоксиакрилаты и др. С целью создания новых материалов с комплексом ценных эксплуатационных свойств в полимерные составы вводят наполнители.

На основе имеющейся из открытых источников информации в работе представлена классификация и анализ основных типов наполнителей, применяемых в фотополимерных составах: дисперсные наполнители – порошки мелкой фракции и микросферы; волокнистые наполнители – стеклянные, металлические, углеродные; кристаллообразные наполнители – наноалмазы. Анализ данных по фотополимерным композитным составам, которые используются в современной трехмерной печати, показывает, что наполнители являются важнейшим элементом структуры и обладают обширным набором функций – от формирования физико-механических характеристик готовых материалов до придания специфических физических особенностей. Технические данные от производителей позволяют проанализировать физико-механические и технологические свойства имеющихся на сегодняшний день фотополимерных композиций с добавлением дисперсных частиц различного рода.

Скачать

Список литературы

  1. Гибсон Я., Розен Д., Стакер Б. Технологии аддитивного производства. Трехмерная печать, быстрое прототипирование и прямое цифровое производство. М.: Техносфера, 2016. 656 с.
  2. Дожделев А. М., Лаврентьев А. Ю. Обзор фотополимерных материалов для 3D-печати методом стереолитографии // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2020. № 9-2 (48). С. 99–101.
  3. Шкуро А. Е., Кривоногов П. С. Технологии и материалы 3D-печати. Екатеринбург: Уральск. гос. лесотехн. ун-т, 2017. 101 с.
  4. Industrial 3D-printing materials and resin // 3D System. URL: https://www.3dsystems.com/materials (date of access: 10.10.2021).
  5. 3D-printing Materials Library // Formlabs. URL: https://formlabs.com/materials (date of access: 10.10.2021).
  6. Ceramic Materials // Tethon 3D. URL: https://tethon3d.com (date of access: 10.10.2021).
  7. Materiaux d’impression 3D pour applications industrielles // ProdwaysTech. URL: https://www.prodways.com/fr/material (date of access: 10.10.2021).
  8. Ceramic materials // Lithoz. URL: https://www.lithoz.com/produkte/material (date of access: 10.10.2021).
  9. Керамика // Admatec. URL: https://admatec.ru/keramika (дата обращения: 10.10.2021).
  10. Ceramics // 3D Cream. URL: https://3dceram.com/ceramics (date of access: 10.10.2021).
  11. Stereolithography // Convestro. URL: https://am.covestro.com/en_US/products/stereolithography.html (date of access: 10.10.2021).
  12. Resins // Monocure3D. URL: https://monocure3d.com.au/product-category/resins (date of access: 10.10.2021).
  13. Resins // eSUN. URL: https://www.esun3d.net/products/resins (date of access: 10.10.2021).
  14. Продукция. Материалы для 3D-печати // Harz Labs. URL: https://harzlabs.com (дата обращения: 10.10.2021).
  15. LCD-resin // Elegoo. URL: https://www.elegoo.com/collections/resin (date of access: 10.10.2021).
  16. Продукты // FunToDo. URL: https://funtodo.ru/#products (дата обращения: 10.10.2021).
  17. Curing characteristics of ceramic stereolithography for an aqueous-based silica suspension / Z. Chen [et al.] // Journal of Engineering Manufacture. 2010. Part B. P. 641–651. DOI: 10.1243/09544054JEM1751
  18. Бондалетова Л. И., Бондалетов В. Г. Полимерные композиционные материалы (часть 1). Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2013. 118 с.
  19. Griffith M. L. Stereolithography of ceramics: Cand. Thesis. Candidate of those. sciences. Ann Arbor, Michigan, 1995. 86 p.
  20. Miao W., Holloran J. W., Bray D. I. Suspension Polymerization, Casting, Zirconate, Lead, Titanate. Part I: Acrylamide Hydrogel System // Journal of Materials Science. 2003. June. P. 2571–2579. DOI: 10.1023/A:1024466014836
  21. Dufo O., Belt S. Stereolithography of PZT ceramic suspensions // Rapid Prototyping Journal. 2002. Vol. 8, issue 2. P. 83–90. DOI: 10.1108/13552540210420952.
  22. Neo 3D printer series materials // Stratasys. URL: https://www.stratasys.com/en/materials/materials-catalog/stereolithography-materials/neo-3d-printer-series-materials/?filter=Neo_Series (date of access: 10.10.2021).
  23. Optical properties of daylight curable resin doped with nanodiamond powder / K. Krolewski [et al.] // Photonics letters of Poland. 2019. Vol. 11 (3). P. 81–83. DOI: 10.4302/plp.v11i3.930.
  24. Quanyi M., Lei W., Conner K. D. Digital light processing 3D printing of conductive complex structures // Additive Manufacturing. 2017. Vol. 18. P. 74–83. DOI:10.1016/j.addma.2017.08.011.
Поступила 10.11.2021