[发明专利]一种含有微纳米蜡粉的3D打印用光敏树脂的制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种含有微纳米蜡粉的3D打印用光敏树脂的制备方法，所述制备方法包括：低粘度初混液制备、低粘度微纳米蜡粉分散液制备、高粘度组分称量、高粘度组分开稀、第一次真空脱泡、第二次高速分散以及第二次真空脱泡。该方法工艺排除了树脂中微纳米蜡粉表面或内部携带包裹的微小空气成分，同时打散了体系中微纳米颗粒的微小聚集体，使微纳米蜡粉能够在树脂中以单颗粒状长久且稳定地存在，大大延长了微纳米颗粒在体系中稳定均一的悬浮时间，保证了打印模型的密度均一性以及模型的表面光滑度及表面精度，整体提升了材料的存放保质时间，打印性能以及打印模型的力学强度。

技术领域

本发明涉及光敏树脂技术领域，具体涉及一种含有微纳米蜡粉的3D打印用光敏树脂的制备方法。

背景技术

3D打印(3D Printing)是借助三维数字模型设计，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、电子束等方法将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。在概念上，它同义于工业专业术语中的“增材制造”(Additive Manufacturing)。之所以称之为“增材制造”，是因为它区别于传统的机械加工方式：通过多种工具加工手段(切割、钻孔、蚀刻等)剔除原材料中多余的部分，得到需要的成型件，这种制造方式像是在数学中的“减法”运算。而“增材制造”逆其道行之；通过特定方式的材料添加来制造产品，更像是在做“加法”。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术同时在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

3D打印的作业流程一般可分为前处理(pre-processing)、成型加工(processing)和后处理(post-processing)三个阶段。在前处理阶段，使用计算机进行三维立体模型的设计(CAD modeling)，并将3D模型转化为打印设备可以识别的STL、OBJ、VRML、DXF、PLY等文件格式。一般3D打印设备使用的计算机软件系统都具有逆向工程运算功能，软件以产品设计的相应参数，自动生成制造程序。在成型加工阶段，打印设备根据预先设定好的程序进行层级制造，得到坯件。在后处理阶段，根据产品需要，进行抛光、浸渗等工艺处理后，得到最终产品。

3D打印技术实际上是一系列快速原型成型技术的统称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z坐标间断地作层面厚度的位移，最终形成三维制件。目前市场上的快速成型技术根据成型原理特点分为熔融沉积快速成型(FDM)、光固化成型(SLA、DLP)、选择性激光烧结(SLS)、三维粉末粘接成型技术(3DP)和分层实体制造(LOM)等。

光固化成型技术是最早发展起来的快速成型技术，也是目前研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的快速成型技术之一。光固化技术，主要使用光敏树脂为材料，通过紫外光或者其他光源照射，择性地让需要成型的液态光敏树脂发生聚合反应变硬，逐层固化，最终得到完整的产品。其工艺过程是：

①通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动；

②SLA激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，或DLP面光源单层曝光，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面；

③升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型，

④将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。

SLA和DLP技术具有如下优势：