[发明专利]一种用于3D打印的可见光固化材料及3D打印装置和制件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于3D打印的材料及采用该材料的3D打印装置和制件，具体涉及一种用于3D打印的可见光固化材料及采用该材料的3D打印装置和制件。

背景技术

作为一项新兴的快速成型(Rapid Prototyping Manufacturing)技术，3D打印(3D Printing)凭借其独特的制造优势，受到了各领域的极大青睐，被誉为第三次工业革命的标志。3D打印基于材料离散/堆积原理，以计算机三维设计模型为蓝本，利用激光烧结、加热熔融及光照固化等方式将金属、陶瓷粉末或高分子树脂等材料，通过计算机数字软件程序控制，逐层堆积固化成型，从而制造出实体产品。此技术具有成型时间短、成本低、产品千变万化等优点，对于一些结构复杂，成型精度要求高的产品，其优势更加显现。目前3D打印技术已经得到广泛研究和推广应用，涉及产品设计、工业制造、航天航空、科学研究、建筑、汽车、医疗等众多领域。

基于光固化成型原理，以光固化树脂为原料的打印技术有立体光刻(SLA)，数字光处理(DLP)和三维喷墨打印(3DSP)三种方式。随着近年来3D打印技术的风起云涌，光敏树脂的需求量大幅增加，目前国内外市场上用于3D打印的成熟光敏树脂较少，且其中绝大多数使用紫外激光作为固化光源，在安全性及制作成本上不尽如人意，限制了其应用范围。因此，开发新型光源下的光敏树脂，并将其应用在3D打印技术中，同时提高打印产品的机械性能是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的用于3D打印的材料，该材料通过可见光固化，解决了现有技术中采用紫外光而存在的安全性问题，同时所述材料的固化快，性能优异，完全适用于3D打印设备的要求。

本发明的另一个目的在于提供一种采用上述材料的3D打印装置。

本发明的再一个目的在于提供一种制件，其通过所述3D打印装置制得，所述制件的各方面性能均十分优异。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于3D打印的材料，所述材料包括以下重量份的组分：

其中，所述光引发剂为下述在可见光波段415nm-780nm的激光或单色可见光辐射下具有活性的化合物中的一种或多种：醌类化合物、茂钛类化合物、碘鎓盐类化合物、硫鎓盐类化合物和三嗪类化合物。

根据本发明，所述光引发剂优选为下述在可见光波段415nm-780nm的激光或单色可见光辐射下具有活性的化合物中的一种或多种：醌类化合物、茂钛类化合物、碘鎓盐类化合物或硫鎓盐类化合物。

根据本发明，所述醌类化合物例如为樟脑醌(CQ)。

根据本发明，所述茂钛类化合物例如为氟化二苯基二茂钛(Irgacure 784)、双(五氟化苯基)二茂钛等。

根据本发明，所述碘鎓盐类化合物例如为三芳基碘鎓盐、二芳基碘鎓盐、烷基碘鎓盐等，优选二芳基碘鎓盐，更优选为4,4'-二甲基二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐或二苯基碘鎓六氟磷酸盐等；所述硫鎓盐类化合物例如为三芳基硫鎓盐、 二芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐等，优选三芳基硫鎓盐。

根据本发明，例如所述光引发剂为至少一种醌类化合物(如CQ等)、至少一种茂钛类化合物(如Irgacure 784等)、至少一种醌类化合物(如CQ等)与至少一种碘鎓盐类化合物(如二苯基碘鎓六氟磷酸盐等)或硫鎓盐类化合物的任意比例的混合物、或至少一种茂钛类化合物(如Irgacure 784等)和至少一种碘鎓盐类化合物(如二苯基碘鎓六氟磷酸盐等)或硫鎓盐类化合物的任意比例的混合物。优选地，所述至少一种醌类化合物(如CQ等)和至少一种碘鎓盐类化合物(如二苯基碘鎓六氟磷酸盐等)或硫鎓盐类化合物的任意比例的混合物中醌类化合物与碘鎓盐类化合物或硫鎓盐类化合物的重量比为1:(2～3)。优选地，至少一种茂钛类化合物(如Irgacure 784等)和至少一种碘鎓盐类化合物(如二苯基碘鎓六氟磷酸盐等)或硫鎓盐类化合物的任意比例的混合物中茂钛类化合物和碘鎓盐类化合物或硫鎓盐类化合物的重量比为1:(2～3)。

根据本发明，所述光引发剂的含量优选为0.05-2重量份，进一步优选为0.1-0.5重量份。

根据本发明，所述材料通过所述组分的混合得到。优选地，所述材料由所述组分混合得到。