摘 要

自90年代来至今，3D打印技术一直在进步，3D打印的成本在不断降低，已经可供日常打印，同时3D打印材料库也在日益扩大，介于这两点，3D打印技术走进了人们日常生活。3D打印材料的快速发展是3D打印技术突破瓶颈的关键。

得益于新型光引发剂的出现，我国在光敏树脂的研究和应用迅速发展。引发剂控制着产品成形速度。成形后的收缩对产品的尺寸精度和翘曲变形有很大的影响。因此，选择合适的引发剂和控制光敏树脂的固化收缩是提高材料性能的主要途径。

本文主要研究光引发剂对光敏材料收缩率的影响，通过一系列的数据对比，引发剂2810含量为4%，收缩率稳定在6.9%，拉伸强度为44.71Mpa，断裂伸长率为7.66%。所以认为引发剂2810为最优。

关键字：3D打印 光固化 光引发剂 收缩率

Abstract

Since the 1990s, 3D printing technology has been advancing. The cost of 3D printing has been declining. It has been available for daily printing, and the 3D printing material library is also expanding. Between these two points, 3D printing technology has entered the people. everyday life. The rapid development of 3D printing materials is the key to breakthrough bottlenecks in 3D printing technology.

Thanks to the appearance of new photoinitiators, the research and application of photosensitive resins in China have developed rapidly. The initiator controls the speed of product formation. The shrinkage after forming has a great influence on the dimensional accuracy and warpage of the product. Therefore, choosing the proper initiator and controlling the curing shrinkage of the photosensitive resin are the main ways to improve the material properties.

This article focuses on the effect of photoinitiators on the shrinkage of photosensitive materials. Through a series of data comparisons, the initiator 2810 content is 4%, the shrinkage rate is stable at 6.9%, the tensile strength is 44.71Mpa, and the elongation at break is 7.66%. . Therefore, it is considered that the initiator 2810 is optimal.

Keywords: 3D Printing;Photocuring;Photoinitiator;Shrinkage

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 3D打印技术的起源与发展 1

1.2 3D打印技术的应用 2

1.2.1 制造业 2

1.2.2 陶瓷业 2

1.2.3 设计业 2

1.2.4 医疗业 3

1.3 3D打印技术的分类 3

1.4 光固化3D打印 4

1.4.1 光固化3D打印材料的组成 4

1.4.2 光敏树脂 5

1.4.3 光引发剂 5

1.5 3D打印技术的不足和未来 6

1.5.1 3D打印技术的不足 6

1.5.2 3D打印的未来 6

1.6 实验目的和意义 7

第二章 实验部分 8

2.1 实验原料 8

2.2 实验仪器 9

2.3 实验方法 9

2.3.1 实验步骤 9

2.3.2 具体操作步骤 10

2.3.3 实验方法 10

第三章 实验结果与讨论 12

3.1 不同实验条件下不同光引发剂对体系固化的影响 12

3.1.1 不同光引发剂在不同光照时间下对体积收缩率的影响 12

3.1.2 不同光引发剂在不同浓度下对体积收缩率的影响 14

3.1.3 不同光引发剂对固化厚度的影响 16

3.1.4 不同光引发剂的用量对固化厚度的影响 17

3.2 光引发剂在光固化3D打印材料中的应用 19

3.2.1对收缩率影响 19

3.2.2 对拉伸强度的影响 20

3.2.3 对断裂伸长率的影响 21

第四章 结论 22

参考文献 23

致谢 26

第一章 文献综述

1.1 3D打印技术的起源与发展

去年，美国的福特汽车公司(ford motor Co.)宣布，其3D打印部门已经能够打印悬挂部件，而且很快就能打印出3D版的整部汽车。除此以外，另一家美国公司，打印出了房子，在一天时间内建了一个37平方米的小公寓，而且成本控制在1万美元以内！2017年3D打印TCT展会在上海举行，100多家国内外厂商竞相在展会上展出他们的新产品。3D打印^[1]的神奇之处在于，这个看似不熟悉的词有如此多的行业关注它，任何基于这项技术的东西都能成为新闻。与传统的模具制造方法不同，3D打印是工业生产的新时代^[2]。

3D打印和模具制造的本质区别是数字化和实体模具^[3]，在模具准备好之前不需要投入生产，样品的调整，可消费的预测，直接采用数字模型生产^[4]，你所看到的就是你所得到的。十年的时间，从想法变为现实，3D打印这个想法得到了根本的发展。

2011年，约瑟夫·比曼(Joseph beaman)从19世纪中期到20世纪70年代，利用摄影雕塑和地貌，追溯了3D打印的历史。其中，摄影雕塑是指第一次使用相机和透镜获得物体的形状，然后模拟照相底片的方法来创造物体。地貌是一种以线性方式表示物体的过程，然后以线性方式复制。后来，本杰明·切维顿改进了相机雕刻机，并在1884年获得了雕塑打印机的专利^[5]。与此同时，法国工程师兼设计师阿希尔·科拉斯也开发出了另一种用天平制作雕塑的方法。上述制造设备被认为是数控铣床的前身。而数控铣床是3D打印机的先驱。

在照相雕塑技术中，发明家威廉在巴黎建造了一个工作室，美国人卡洛·贝思建议在威廉的制作工艺中加入明胶，使雕刻更加柔和，使层层堆叠的胶水膨胀，产生浮雕效果。但现在这是不可行的，因为当添加新层时，顶层可能会收缩和硬化。感光材料的发展,蒙戈始于1839年，彭日成发现铬硬化材料开始,直到20世纪初用陶瓷摄影浮雕瓷砖,快速成型技术的技术20世纪奠定了基础,标志着光敏树脂浮雕的诞生,这是一个现代3D打印技术的重要组成部分^[6]。在早期的光刻工艺中，人们添加了光感受器明胶。一旦经过水清洗，明胶就会形成一个色调的浮雕:明亮的区域会突出，黑暗区域会消退。为了创造更多的三维物体，工程师奥托·蒙茨于是申请了“照相凹版记录”的专利。将一层感光乳剂按顺序曝光，并用光固化，创造出三维物体。光敏树脂用于处理曝光的照片，照片曝光后变硬。

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