主要研究目标是以美国Formlabs公司生产的Form1+光固化3D打印机为基础设备,根据当前实验室研制的光固化齿科填充材料开发出可用于光固化3D打印的光敏树脂,并对光固化工艺进行探究,对树脂特性参数、固化物力学性能进行研究。主要包括以下内容:
- 以光固化齿科填充材料的主要成分为参考,选择合适的预聚物与活性稀释剂;同时根据Form1+光固化3D打印机的具体参数选择合适的光引发剂,初步调配出可用于3D打印的光敏树脂。
- 将调配出的光敏树脂配方通过正交试验进行各组分含量的调整,使光敏树脂固化后发生的体积收缩率降到最低,测定树脂的弯曲、拉伸、压缩性能,并且对树脂进行实体打印。
- 以光敏树脂的配方为基础,更换预聚物与活性稀释剂的种类,使固化后的树脂具有不同的性状。
3D打印技术作为快速成型技术的一种,已经在国内外迅速发展开来,目前较为平民化的打印方式为熔丝堆积,其打印过程为高温使热塑性树脂软化后通过喷头挤出后打印模型,打印出的模型有分别率过低、模型表面拉丝等问题存在。也有高精度的熔丝堆积方式的3D打印机,但是都价格昂贵,材料要求高,打印速率也较慢。光敏树脂3D打印由于采用液体光固化树脂材料打印,可以使打印的模型分辨率大大提高,打印出的产品表面光滑,无拉丝、毛刺等问题存在;具有能耗低、材料可设计性强、可以快速成型以及易回收的特点。
目前市场上的光固化3D打印技术所使用的打印机与打印材料主要被国外公司垄断,如美国的3DSystems公司以及以色列的OBJET公司,其市场占有量一直在逐步增大,核心技术则一直被保密控制,整个市场基本被研究起步比较早的欧美公司所垄断,如此导致国内外市场上的3D打印设备以及打印材料(光敏树脂、高分子粉末等)售价都比较高。例如由美国Formlabs公司生产的Form1+打印机的低端打印机价格仍在3万元以上,光敏树脂材料则每升1600元以上。因而开发出具有自主知识产权的光固化打印树脂材料十分重要,一方面既可降低国内研究光固化3D打印技术的成本,另一方面又能够打破国外公司的技术垄断,促进我国的光固化3D打印相关行业的发展。
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