[發明專利]一種光固化3D打印材料以及應用該材料進行3D打印的方法

在審

• 申請號: 202010540028.X
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN112778463A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 高杰
• 申請（專利權）人: 清鋒（北京）科技有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F230/02;C08F220/18;C08F2/48;C08F2/44;C08K5/5415;B29C64/124;B33Y10/00
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本發明公開了一種光固化3D打印材料以及應用該材料進行3D打印的方法，該材料包含下列組分：可光固化樹脂單體和/或寡聚物；光引發劑；和液體填料，該填料為硅酸乙酯和/或硅酸甲酯，使用該材料進行光固化打印后，然后對打印件進行能夠接觸到液態或氣態的水成分的后處理，使得液體硅酸乙酯和/或硅酸甲酯發生水解縮聚反應生成固體二氧化硅，從而改善打印件的力學性能以及提高打印件表面的光滑度。而且使用液體填料，即硅酸乙酯和/或硅酸甲酯替代現有技術中常用的固態填料二氧化硅，使得光固化打印材料在配制完成后，其整體粘度降低，利于進行光固化打印操作。同時液體填料與其他材料組分能夠更均勻的混合，不會出現固態二氧化硅發生沉積的現象。

技術領域

本發明涉及技術領域為三維成型領域，特別涉及一種光固化3D打印材料以及應用該材料進行3D打印的方法。

背景技術

光固化成型(Stereo Lithography Appearance，SLA或SL)主要是使用光敏樹脂作為原材料，利用液體光敏樹脂在紫外激光束照射下會快速固化的特性。光敏樹脂一般為液體，它在一定波長的紫外光(250nm～400nm)照射下引起聚合反應，完成固化。

由于光固化過程中，樹脂的聚合反應有可能不完全，分子之間，聚合鏈段之間可能存在空隙，通常需要在光固化打印料中添加一種或多種固體填料，能夠改善固化后樹脂的性能，而且使得產品表面光滑。

二氧化硅是一種無定型微細粉狀物，由于其具有多孔性、高分散、質輕、化學穩定性好，現有技術中常將固體二氧化硅作為填料，從而改善光固化打印產品的力學性能。但是二氧化硅本身是比表面積較大的固體小顆粒，在光固化打印領域中作為填料使用時加入液體的打印料后會使得打印料整體粘度變大，加大打印難度；而且固體二氧化硅填料加入打印料后會出現沉積現象，造成打印材料的存儲穩定性差，同時使得固化后產品表面打印效果不理想。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種新的打印材料配方，便于光固化3D打印，而且該打印材料配方制造的光固化產品具有力學性能好，表面光滑且硬度高的優點。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種液體光固化3D打印材料，該材料包含下列組分：可光固化樹脂單體和/或寡聚物；光引發劑；和液體填料，該填料為硅酸乙酯和/或硅酸甲酯。

上述的技術方案相對于現有技術具有以下優點：首先使用液體填料，即硅酸乙酯和/或硅酸甲酯替代現有技術中常用的固態填料二氧化硅，使得光固化打印材料在配制完成后，其整體粘度低，利于進行光固化打印操作。而且液體填料與其他材料組分能夠更加均勻的混合，不會出現固體二氧化硅顆粒發生沉積的現象。其次，在光固化打印完成后，對于打印件進行能夠接觸到液態或氣態的水成分的后處理，液體填料發生水解縮聚反應后生成固體二氧化硅，能夠很好地改善打印件的力學性能，而且令打印件的表面光滑。

進一步地，所述填料為正硅酸乙酯。

進一步地，所述填料質量占比光固化3D打印材料質量的5％-20％。

進一步地，所述可光固化樹脂單體和/或寡聚物為丙烯酸酯。

進一步地，所述光固化3D打印材料中還含有酸性單體。

進一步地，所述酸性單體為磷酸酯丙烯酸酯。

進一步地，所述酸性單體質量占比光固化3D打印材料質量的0.1％-1％。

進一步地，所述光固化3D打印材料中還含有光固化稀釋劑和/或交聯劑。

利用上述的光固化3D打印材料進行光固化3D打印，其打印方法為：

步驟一、配置所述的光固化3D打印材料，充分攪拌該光固化3D打印材料，其中液體填料均勻分散；

步驟二、通過光固化3D打印設備對液體光固化3D打印材料的進行光固化，形成固態的打印件，液體填料分散在打印件中；