Может ли УФ-отверждение внутри непрозрачного или более массивного печатного объекта?

Question

Может ли УФ-отверждение внутри непрозрачного или более массивного печатного объекта?

Насколько я понимаю, УФ-отверждение отпечатков смолы работает, начиная химическую реакцию, которая постоянно затвердевает смолу.

Кроме того, стадия отверждения после печати необходима для ускорения печати, а также для уменьшения отверждения во время печати, что позволило бы отверждать смолу за пределами текущего слоя.

Однако какова пропускаемость ультрафиолетового света в частично отвержденных отпечатках? Если я напечатаю более массивный объект или использую непрозрачную смолу, насколько глубоко он затвердеет должным образом? Поглощение всегда экспоненциально, что означает, что оно быстро уменьшается с глубиной.

В зависимости от смолы, насколько толстые отпечатки могут быть эффективно отверждены? Эта информация не снабжена смолой, чего я на самом деле ожидал бы от авторитетных производителей.

@FarO, 👍2

2 ответа

Лучший ответ:

▲ 1

Из того, что я знаю о различных смолах, как только они напечатаны, они достаточно отверждаются. Некоторые из прозрачных пленок требуют дополнительного отверждения, однако производители машин проводят испытания только на основе максимального размера, который могут печатать их машины.

Смола, по-видимому, никогда не прекращает отверждаться, получая убывающую отдачу; с течением времени отверждение становится все медленнее и медленнее. Единственный способ узнать наверняка-это эксперимент. Вы должны взять поликарбонатную трубку, положить черную ленту вдоль одной стороны, а затем распылить краску на остальную черную. Это оставит окно, которое вы сможете использовать для дальнейшего наблюдения. Запечатайте дно и залейте туда незатвердевшую смолу. Оставьте его под ультрафиолетовым источником на 2 недели, а затем снимите ленту, чтобы посмотреть, насколько она затвердела. Затем вернитесь сюда и попросите Триш посчитать, каковы коэффициенты поглощения материала :)

14 мая 20, @user77232

Я думал, что после извлечения их из чана они все еще гибкие. Может быть, это относится только к прозрачным., @FarO

Подлец, чтобы позволить мне посчитать! Я указываю на формулы глубины проникновения и законы Бира-Ламберта: проникновение фотонов в некоторой степени зависит от энергии света и проникающей структуры материала. Статья, которая появилась с соответствующими ключевыми словами, является [this](https://www.researchgate.net/publication/49966993_Energy_absorption_and_exposure_buildup_factors_for_some_polymers_and_tissue_substitute_materials_Photon_energy_penetration_depth_and_chemical_composition_dependence) но я еще не прочел ничего, кроме аннотации. Обратите внимание, что в работе использовано гамма-излучение и заменяющие его полимеры ..., @Trish

ткань - материал, наиболее близкий к смоле, может быть заменителем нейлона и воды. Хотя это и не хороший аналог, обратите внимание на общую форму графиков, которая показывает общее поведение фотонов с высокой энергией при взаимодействии вещества - небольшое взаимодействие до некоторой глубины (средняя длина свободного пробега, MFP), затем огромный пик, а затем выпадение энергии осаждения. Это может быть изменено путем изменения энергии (=длины волны) фотонного пучка и зависит от материала..., @Trish

@trish на энергетических уровнях ультрафиолетового излучения, я думаю, что это будет больше похоже на свет, чем на гамма-лучи-больше обусловлено рассеянием и диффузией, чем взаимодействием частиц. Энергия больше похожа на вибрационную энергию, чем на энергию ионизации. Активатор особенный в том, что он является путем между этими фотонами с низкой энергией и образованием реактивных радикалов., @cmm

@cmm Гамма-излучение-это свет 10^19 Гц/100+ кэВ. УФ составляет 10^13-10^16 & <100 эВ. Между этими двумя лежит рентгеновский луч, но все 3 ведут себя совершенно одинаково, за исключением энергии и смещения свободных длин. Гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое и видимое излучение, так же как микроволны и радар-все это одно и то же: ***СВЕТ***. Это количество осаждения энергии, которое действует либо ионизирующе (гамма-излучение), либо нагревающе (инфракрасное излучение). Поднимать электрон на более высокий уровень, чтобы сделать атм более реактивной, технически ионизирует!, @Trish

Я в основном ссылался на статью, чтобы показать закономерность: для накопления энергии в материале, необходимой для начала отверждения, необходимо учитывать несколько факторов: энергия волны должна находиться в определенной, зависящей от материала полосе. Средний свободный путь практически не влияет на положение энергетического положения, но чем больше МФУ, тем быстрее накапливается энергия, что говорит нам о зависимости процесса от плотности. Основная интересная диаграмма приведена на стр. 123: Диаграмма 15 кэВ = 0,826^-12 м = 362*10^18 Гц показывает нам огромную зависимость глубины проникновения от материала., @Trish

Триш, возможно, я ошибаюсь, но я думаю, что здесь задействовано несколько механизмов. Один из них связан с поднятием электронов на более высокие энергетические уровни, один связан с тем, чтобы жизнь была на таком высоком энергетическом уровне, чтобы электрон был функционально свободен от атома, но другой связан с добавлением энергии к колебательным модам атомных связей, что не является электронным процессом. Вы, наверное, знаете химию. Что именно меняется под воздействием ультрафиолетового света? Я сильно подозреваю, что это изменение связей, я часто ошибаюсь., @cmm

Повлияет ли автоускорение на скорость полимеризации?, @user77232

@*cmm* · Accepted Answer · 2020-05-14 14:29-00:00

Мое прошлое

Я не химик-полимер. Я знаю некоторых, и я говорил с ними об УФ-отверждающих смолах. Таковы мои выводы, основанные на этом неформальном образовании. Ваш опыт вполне может оказаться лучше.

Минимизация отверждения на принтере это хорошо

Для достижения максимальной скорости печати и наилучшей адгезии слоя смола должна отверждаться во время воздействия печати в минимальном количестве, соответствующем объекту, поддерживающему себя во время печати, снимаемому со стола, промываемому в изопропиловом спирте и стоящему самостоятельно во время отверждения.

Если вы отверждаетесь слишком полно во время воздействия, вы не получите оптимального смешивания полимерных цепей между слоями. Слои будут прикреплены клееподобным действием нового слоя на старый, вместо того чтобы их полимерные цепи были сшиты и простирались между слоями.

Если вы лечите слишком мало, объект не будет достаточно сильным, чтобы поддерживать себя и пережить постобработку. Мягкие, липкие кусочки могут раствориться или быть сметены потоками чистящего раствора. Мелкие детали могут оказаться недостаточно надежными. Несущие конструкции (в виде дополнительных опор или частей модели) могут быть недостаточно прочными, чтобы противостоять гравитации и манипуляциям.

Если вы затвердеете слишком сильно, отпечаток займет больше времени, чем мог бы.

Отверждение не является бинарным

Лечение будет происходить спонтанно в течение длительного времени. Если этого не произойдет, бутылка смолы может прослужить очень долго. Но отверждение не является самокатализирующимся процессом, который быстро завершается. Если бы это было так, то первый случайный ультрафиолетовый луч, проникший через открытую крышку бутылки, превратил бы содержимое в твердое. Если бы он был экзотермическим (что, по-видимому, и должно быть), бутылка нагрелась бы.

УФ отверждение может потерпеть неудачу

УФ-отверждение внутренней части большого непрозрачного объекта, вероятно, не происходит. Однако прежде чем я начну волноваться, мне нужно будет установить некоторые границы между "большими" и "непрозрачными".

Поглощение ультрафиолетового излучения зависит от пигмента или красителя, используемого в смоле. Это поглощение никогда не бывает абсолютным. Она не исчезает на 100% после первого, самого тонкого проникновения. Свет ослабляется на величину, приходящуюся на расстояние, которое он проникает.

Передача является дополнением поглощения, и с числами легче работать, поэтому позволяет работать с коэффициентами передачи T, а не с коэффициентами поглощения A. $T=1-A$

Если коэффициент T передается на миллиметр, то на один сантиметр в объект интенсивность света составляет $T^{10}$ того, что находится на поверхности, что является небольшим, но ненулевым числом.

Имейте в виду, что непрозрачность зависит от длины волны. Например, оконное стекло прозрачно (очень слабо поглощает) видимый свет, но сильно ослабляет УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ. Если бы я разрабатывал черную смолу, я бы искал черный пигмент, который был бы относительно устойчив к ультрафиолетовому излучению.

Вылечит ли это?

Низкая доза УФ-излучения, нанесенная на слой смолы толщиной 0,2 мм, частично отверждает смолу. 1 мм в объект, доза ниже, но она все еще существует. 1 метр вглубь объекта, поглощение которого, вероятно, слишком высоко пропускает полезный уровень ультрафиолета.

Если коэффициент пропускания равен 0,8 для слоя толщиной 0,2 мм, то $0.8^5$для слоя толщиной 1 мм (0,33). Для отверждения слоя толщиной 1 мм потребуется всего в три раза больше ультрафиолетового излучения, чем для слоя толщиной 0,2 мм. Если бы объект был толщиной в 1 метр, то передача на внутренний бит составила бы $0.8^{5000}$, что примерно является очень крошечным числом$2.82×10^{-485}$.

Наконец, подумайте, действительно ли объект является или должен быть твердым. УФ-отверждаемая смола стоит относительно дорого. Многие объекты, пригодные для УФ-печати, включают дренажные пути для того, чтобы незатвердевшая смола вытекала из объекта во время печати. Возможно, ваш объект тоже можно было бы выдолбить.