포토폴리머 적층 제조 기술에서 고정밀, 고-표면-성형을 달성하기 위한 핵심 소재인 3D 수지는 근본적으로 분자 구조와 구성 요소의 시너지 효과에 달려 있습니다. 화학적으로 3D 수지는 주로 매트릭스 수지, 광개시제, 기능성 첨가제의 세 가지 구성 요소로 구성됩니다. 각 범주는 경화 거동, 기계적 특성, 공정 적응성 및 사용 안전성에 있어 필수적인 역할을 합니다.
매트릭스 수지는 3D 수지의 주성분으로 소재의 기본 물리화학적 특성과 성형품의 골격 구조를 결정하는 역할을 한다. 일반적으로 사용되는 매트릭스 수지는 에폭시 아크릴레이트, 폴리우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 및 비닐 에테르 아크릴레이트를 포함합니다. 에폭시 아크릴레이트는 경도와 광택이 높고 경화 속도가 빠르기 때문에 외관 및 치수 정확도에 대한 요구 사항이 높은 프로토타입 생산에 적합합니다. 폴리우레탄 아크릴레이트는 유연한 세그먼트를 도입하여 내충격성과 탄력성을 크게 향상시켜 반복 하중에 대한 저항이 필요한 기능성 부품 및 응용 분야에 적합합니다. 폴리에스테르 아크릴레이트는 점도와 비용 사이의 균형을 유지하는 동시에 어느 정도의 인성과 내화학성을 제공합니다. 기본 수지의 분자량과 분포는 점도, 경화 수축 및 층간 결합 강도에 영향을 미칩니다. 따라서 적용 목적에 따른 정확한 선택은 제제 설계에 있어 매우 중요합니다.
광 개시제는 광경화를 달성하기 위한 핵심 기능 구성 요소입니다. 이들의 역할은 자외선 또는 가시광선 조사의 특정 파장에서 활성 자유 라디칼 또는 양이온을 생성하여 단량체와 수지 사이의 이중 결합 중합을 시작하는 것입니다. 일반적으로 사용되는 자유 라디칼 광개시제에는 1173(2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로파논), 819(페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 산화물) 및 TPO(2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀 산화물)가 포함됩니다. 다양한 개시제의 흡수 피크와 활성 차이에 따라 수지에 적합한 광원 유형과 노출 조건이 결정됩니다. 양이온성 광개시제는 에폭시 수지 시스템에 주로 사용되며 경화가 심하고 수축률이 낮지만 경화 속도가 상대적으로 느립니다. 광개시제의 양과 유형은 기본 수지의 기능성과 일치해야 합니다. 과도하게 사용하면 비용이 증가할 뿐만 아니라 황변이나 냄새 문제가 발생할 수 있습니다.
기능성 첨가제는 수지에서 작은 부분을 차지하지만 공정 성능과 완제품 품질을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 레벨링제는 성형 표면에 수지 퍼짐의 균일성을 향상시켜 층간 줄무늬 및 오렌지 껍질 효과를 줄입니다. 소포제는 혼합 및 인쇄 중에 발생하는 거품을 억제하여 표면 핀홀 결함을 줄이는 데 도움이 됩니다. 중합 억제제는 저장 수명을 연장하고 어두운 곳에서 수지의 느린 중합을 방지합니다. 강화제 및 엘라스토머 미립자는 내충격성과 파단 연신율을 향상시킵니다. 내열제와 UV 저항제는 각각 열 변형 온도를 높이고 UV 노화 및 황변을 지연시킵니다. 또한 특정 응용 분야 요구 사항에 따라 전도성 충진제, 항균제 또는 세척 가능한 변형 단량체를 도입하여 수지에 정전기 방지, 항균 또는 수용성 세척 기능을 부여할 수 있습니다.{2}}
이러한 세 가지 유형의 구성 요소의 호환성과 시너지 효과는 제제 설계에서 균형을 이루어야 합니다. 매트릭스 수지는 구조적 지지를 제공하고, 광개시제는 경화 효율과 깊이를 결정하며, 기능성 첨가제는 공정 창과 완제품 성능을 최적화합니다. 구성 요소가 과하거나 부족하면 비정상적인 점도, 불완전한 경화, 수축 및 뒤틀림 또는 내구성 저하가 발생할 수 있습니다. 따라서 수지 제조업체는 일반적으로 엄격한 품질 관리를 사용하고, 대상 응용 분야에 따라 구성 요소 비율을 세심하게 조정하고, 소규모 인쇄 및 성능 테스트를 통해 제형 타당성을 확인합니다.-
전반적으로 3D 수지의 주요 구성 요소는 시너지 효과가 뛰어난 화학 시스템을 구성합니다. 매트릭스 수지는 성능의 기초를 마련하고, 광개시제는 경화 반응을 촉진하며, 기능성 첨가제는 공정과 기능적 특성을 개선합니다. 이러한 구성 요소 간의 작용 및 상호 작용 메커니즘에 대한 깊은 이해는 재료 선택 및 공정 최적화에 도움이 될 뿐만 아니라 새로운 수지 및 고성능 응용 분야의 연구 개발에 대한 이론적 지원과 실제 지침을 제공합니다.{3}}
