1、3D打印材料有机硅优势特点及应用分析3D打印材料有机硅优势特点及应用分析目前可用于3D打印的材料,常见的有树脂、合金(如镍基铬、钴、铝、钛等)、聚合物、陶瓷、塑料等。而如今,100%有机硅已被用于建模或小批量生产,令许多行业获益匪浅。01什么是有机硅有机硅学名聚硅氧烷,是一类其主链由硅氧原子交替而成的聚合物的总称。在这类材料中,硅橡胶是重要的成员,它由液体硅橡胶或固体硅橡胶通过多种交联反应而制成。硅橡胶的主要成分是有机硅聚合物、交联剂、补强填料和催化剂,这些材料与高粘度混合物发生交联反应后便形成橡胶。其中不使用任何有机物或共聚物,并且成品为真实的橡胶(100%有机硅),而非“类橡胶”材料。此外
2、,这种交联反应是一种铂催化硅氢加成反应,没有副产物或残留物。02材料特性1、通常情况下,硅橡胶具有生物相容性,并符合食品应用要求。因其本身具有稳定性,所以无需任何添加剂和稳定剂;2、与PVC 材料相比,有机硅材料不需要添加增塑剂就可以达到很柔软的效果;3、与乳胶材料相比,有机硅材料没有致敏的风险;4、与热塑性弹性体材料相比,有机硅材料具有更可靠的耐温、耐压变性能;5、有机硅材料本身具有固、液两大形态,适用于多种成型工艺;6、有机硅还具有如下特性:柔韧性和弹性、耐候性、应用温度范围广、抗辐射性、生物惰性。03工艺原理基于“按需喷墨”打印原理。打印头将有机硅微液滴(体素)逐滴沉积在工作平台上,然后
3、液滴相互融合,然后将它们短暂地置于紫外线辐射下,让其永久地结合在一起。固化之后会形成一层均质层,接着再把下一层打印在均质层上。通过使用支撑材料来生产飞檐或孔洞等复杂结构,便能逐层打印出三维物体。打印完成后,将物体从工作平台上移除,并用水将支撑材料冲洗掉即可。随后将物体二次硫化,以便去除挥发物,并实现最终的机械性能。聚合物的粘度较高,这意味着每层厚度通常为 0.4 毫米。因此,打印出来的物体由四个不同的表面组成:工作平台上的底面、由最后一层形成的顶面、层状结构的侧壁以及与支撑材料相接触的表面。为了实现不同的粗糙度,需使用两种支撑材料。从原则上来说,打印完成后,可以在部件表面覆膜,以提升其外观。0
4、4应用广泛应用于汽车、航空航天、医疗、设备行业以及机械工程等众多关键行业。解剖模型:有机硅弹性体具有出色的柔韧性与弹性,并且易于切割和缝合,尤其适用于复制血管、心脏、肌肉或皮肤等柔软的组织。在牙科领域:有机硅的特性与牙龈相似。它们不可渗透并且通过了医学分类IIa 测试,它们具有不同的硬度和颜色,因此3D 打印部件的外形和触感都很逼真。生物模型:3D 打印的生物模型可用于创建具有复杂内部结构的有机结构,并且应用范围广泛。有机硅弹性好、可变形且易于切割和缝合是一大优势。05有机硅3D打印优势1、有机硅3D打印无需使用任何工具或模具,便可直接将数字模型转换为实物,从而降低生产成本,尤其是用于建模或小
5、批量生产;2、有机硅3D打印的另一个优势在于节省生产时间:可以大幅缩短工艺周期,同时可在产品开发期间快速改进产品;3、每一个3D打印部件都能进行个性化定制,从而满足口腔或牙齿护理等行业的需求,便于制作模拟人体组织的解剖模型;4、有机硅3D打印还可对结构复杂的功能性部件和原型件进行功能整合。06发展前景有机硅3D打印是一种新兴的技术,但是已经开始逐步有应用落地,未来在工业领域应用范围会越来越广。利用3D打印对复杂形状不敏感、无需开模等优势,越来越多的创新设计正在涌现,生产效率也得到有效提升。全世界不仅在探索3D打印在原型打印、小批量及零部件打印方面的潜能,而且越来越多利用真正的3D 结构的优势实现创新设计,例如:解剖模型、晶格结构的使用,以及机器人抓手等。因此,有机硅3D 打印有巨大的发展空间。但是,由于市场对3D打印的认知不足和资格审查流程标准不明确,市场上出现了一些低性能产品,损害了有机硅的声誉。因此,专业组织、行业协会等机构应积极解决有机硅3D 打印的标准制定问题。制造商应与客户紧密合作,利用有机硅3D打印技术使生产变得更加灵活,能够对不同需求快速做出响应。
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