Photopolymers Dijelaskan: Dasar & Aplikasi
Istilah photopolymer merujuk pada kelas resin yang sensitif terhadap cahaya yang mengeras ketika terpapar sinar ultraviolet (UV). Ketika resin photopolymer cair bertemu dengan sumber cahaya UV — biasanya lampu, laser, atau proyektor — photoinitiator mengubah energi cahaya menjadi energi kimia. Kemudian, oligomer atau "pengikat" dan monomer bergabung, mengeras, dan membentuk ikatan yang menciptakan struktur polimer. Photopolymer adalah termoplastik, yang meleleh pada suhu tinggi, atau termoset, yang berarti tidak dapat meleleh atau diubah bentuk setelah mengeras oleh panas.
Photopolymer mewakili sebagian terbesar dari pasar bahan manufaktur aditif dan memiliki berbagai macam aplikasi. Saat ini, photopolymer adalah kandidat umum untuk bagian yang digunakan di industri gigi dan sering digunakan dalam perekat gigi atau lapisan pelindung. Perekat yang dibuat dengan resin photopolymer juga banyak digunakan untuk membuat kateter, filter medis, masker bedah, dan bahkan elektronik khusus.
Ini adalah kursus intensif tentang materi populer ini dan cara penggunaannya, ditambah pertimbangan kunci bagi insinyur.
Proses pencetakan 3D photopolymer
Photopolymer kompatibel dengan sejumlah proses manufaktur aditif. Dalam semua proses ini, resin dicurahkan dengan cahaya, lalu bagian atau prototipe penuh dibangun lapis demi lapis hingga selesai. Proses pencetakan 3D photopolymer yang paling populer meliputi yang berikut:
Stereolithography (SLA)
Stereolithography (SLA) adalah proses pencetakan 3D photopolymer asli. Selama pencetakan, laser memancarkan sinar ultraviolet yang sangat terkonsentrasi (seperti laser) ke permukaan bak resin photopolymer.
Laser mengeras lapisan individu resin di platform hingga bagian akhir selesai. Dalam kasus SLA terbalik, proyektor ditempatkan di bawah dan platform bergerak ke atas hingga pencetakan selesai. Bagian yang dibuat dengan proses ini memiliki permukaan yang luar biasa, tetapi biasanya tidak sekuat bagian yang dibuat dengan proses lain, seperti fused deposition modeling (FDM).
Digital Light Synthesis (DLS)
Carbon® Digital Light Synthesis (DLS)™, yang sebelumnya dikenal sebagai Continuous Liquid Interface Production (CLIP), menggunakan proyektor digital untuk membangun bagian. Proses fotokimia ini memancarkan sinar UV melalui jendela transparan UV dan transparan oksigen di bagian bawah bak. Deretan citra UV diproyeksikan melalui jendela dan ke dalam resin photopolymer, menyebabkan bagian mengeras dan platform pembuatan naik.
DLS adalah proses pencetakan yang berkelanjutan dan cepat karena beberapa perbaikan proses ini. Namun, sebagian besar bahan yang tersedia melalui DLS adalah curing dua bagian, yang berarti memerlukan baking termal setelah pencetakan untuk mencapai bentuk dan properti akhir. Langkah kedua baking ini memungkinkan proses pencetakan menjadi lebih cepat dan menghasilkan properti material yang lebih tinggi dengan kekakuan dan kekuatan yang luar biasa. Insinyur beralih ke DLS ketika ingin membuat bagian kecil, isotropis dengan properti mekanis yang luar biasa.
PolyJet
PolyJet tidak menggunakan bak resin photopolymer cair untuk membangun bagian, membedakannya dari SLA dan DLS. Sebaliknya, lapisan resin dihembuskan ke dalam matriks gel dan kemudian dilarutkan setelah proses manufaktur selesai.
Bagian yang dibuat dengan proses ini tidak dikenal karena kekuatannya dan sangat sensitif terhadap sinar UV. Untungnya, apa yang kurang dari bagian PolyJet dalam kekuatan mereka ganti dengan resolusi. PolyJet adalah proses pencetakan 3D pilihan untuk manufaktur bagian yang estetis dengan finishing permukaan yang tak tertandingi.
Keuntungan dan kerugian resin photopolymer
Photopolymer memiliki aplikasi di berbagai macam industri, tetapi aplikasi ini umumnya sangat spesialisasi. Resin photopolymer tidak begitu kuat atau awet dibandingkan bahan cetak injeksi berkekuatan tinggi yang serupa, dan rentan terhadap creep setelah membawa beban berat untuk waktu yang lama. Namun insinyur dapat membangun prototipe kecil, resolusi tinggi dengan permukaan rata dan geometri kompleks menggunakan resin ini. Untuk setiap aplikasi, insinyur perlu memahami persyaratan spesifik aplikasi mereka dan apakah bahan yang tersedia cocok.
Mulai dengan resin photopolymer
Meski ada keterbatasan, masa depan photopolymer terlihat cerah. Berbagai jenis photopolymer sudah menunjukkan properti kimia dan mekanis unik yang ideal untuk berbagai kasus penggunaan spesifik. Dan seiring kemajuan teknologi, photopolymer pasti akan berkembang, memungkinkan produsen dan tim produk untuk memanfaatkan manfaat bahan tanpa mengorbankan daya tahan atau kualitas finishing permukaan.
Saat Anda bermitra dengan Fast Radius, Anda memiliki tim ahli manufaktur yang didedikasikan untuk Anda. Terlepas dari di mana Anda berada dalam proses desain dan pengembangan, tim insinyur dan desainer berpengalaman kami dapat menyederhanakan proses produksi, baik itu berarti optimasi desain, saran tentang bahan dan finishing, atau menggabungkan proses pencetakan 3D dengan proses tradisional. Di Fast Radius, kami berkomitmen untuk membantu setiap klien berinovasi lebih cepat dan efektif. Kami di sini untuk Anda — hubungi kami hari ini.
Tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang dasar-dasar manufaktur aditif? Lihat pusat sumber daya Fast Radius.
Siap membuat bagian Anda dengan Fast Radius?
Mulai penawaran Anda
