光聚合物树脂是一系列用途广泛的感光固化材料,用于增材制造,可生产具有卓越表面光洁度、精细细节和定制机械性能的零件。通过 SLA、DLP 和 CLIP 等技术,树脂 3D 打印能够制造高精度的原型、最终使用部件以及用于医疗、牙科、珠宝、工程和工业应用的专用组件。
通过先进的树脂 3D 打印技术,可获得多种光聚合物配方——从用于通用原型的标准和韧性树脂,到牙科、医疗级生物相容性、可铸造、耐高温、柔性、耐用、工程、陶瓷填充、复合材料、抗紫外线、牺牲性以及 Formula 1μ 超精密树脂。每种等级都提供特定的性能特征,如抗冲击性、热变形温度、柔韧性或烧失行为,从而为各行业提供定制化解决方案。
类别 | 等级 | 主要特性 |
|---|---|---|
通用型 | 高细节度、表面光滑、刚性高,适用于概念模型和视觉原型 | |
机械性能 | 高冲击强度和伸长率,模仿 ABS 性能,适用于功能部件 | |
机械性能 | 低摩擦、耐磨,适用于卡扣结构和运动组件 | |
弹性体 | 类橡胶弹性、高伸长率,适用于手柄、密封件和软触感部件 | |
耐高温 | 热变形温度 >200°C,适用于耐热工装和电子元件 | |
医疗与牙科 | 生物相容性(I/II 类),高精度,适用于手术导板、牙冠、义齿和模型 | |
医疗与牙科 | 通过 ISO 10993 认证,适用于手术器械、医疗器械和组织接触应用 | |
珠宝与铸造 | 烧失干净、灰分极少,适用于珠宝、牙科金属基底和金属零件的熔模铸造 | |
工程 | 高刚度、抗蠕变、热稳定性好,适用于严苛的工业部件 | |
复合材料 | 添加陶瓷颗粒,增强刚度、硬度和导热性 | |
复合材料 | 填充玻璃、碳纤维或其他增强材料,具有卓越的强度和刚度 | |
特种 | 长期户外稳定性好,不易黄变,耐候性佳 | |
特种 | 专为临时支撑或消失模工装设计,可溶解或完全烧失 | |
超精密 | 微米级分辨率树脂,适用于微流控、光学器件和微型组件,特征尺寸可达 1 μm |
类别 | 性能 | 数值范围 |
|---|---|---|
物理性能 | 密度 | 1.0–1.3 g/cm³ |
粘度 (25°C) | 100–2000 cP | |
机械性能 | 拉伸强度 | 20–80 MPa |
断裂伸长率 | 1–150%(柔性树脂可达 >200%) | |
弯曲模量 | 500–3000 MPa | |
硬度(邵氏 D) | 40–90 | |
热性能 | 热变形温度 (HDT) | 45–300°C(耐高温树脂 >200°C) |
特殊性能 | 生物相容性 | ISO 10993(医疗/牙科等级) |
灰分含量(可铸造) | <0.1%,烧失干净 |
树脂材料采用槽式光聚合技术进行加工,包括立体光刻 (SLA)、数字光处理 (DLP)、连续液面生产 (CLIP) 和多喷射打印 (PolyJet)。这些方法利用紫外光或可见光逐层固化液态光聚合物,生产出具有各向同性、卓越表面质量和精细特征分辨率的零件。
技术 | 分辨率 | 表面质量 | 构建速度 | 适用应用 |
|---|---|---|---|---|
SLA | 25–100 µm | Ra 0.5–2.0 | 中等 | 原型、牙科、珠宝、高细节模型 |
DLP | 35–75 µm | Ra 0.8–2.5 | 快 | 牙科矫正器、大规模定制、小型零件 |
CLIP | 50–100 µm | Ra 1.0–2.5 | 非常快 | 量产级零件、医疗、汽车 |
PolyJet | 16–30 µm | Ra 0.5–1.0 | 中等 | 多材料、全彩、光滑原型 |
对于需要最高细节度和表面光洁度的应用(例如珠宝、牙科、微流控),推荐使用高分辨率树脂(包括 Formula 1μ)的立体光刻 (SLA)或数字光处理 (DLP)技术。
对于需要一致机械性能的功能部件的大批量生产,连续液面生产 (CLIP)技术提供更快的构建速度和各向同性强度,适用于工程和医疗级树脂。
当需要多材料或全彩零件时,PolyJet技术可同时喷射多种类型的树脂。
后固化对于实现完整的机械性能和尺寸稳定性至关重要。使用具有可控波长(365–405 nm)和温度的 UV 固化箱可确保完全聚合和最佳强度。
标准树脂的脆性可能会限制其功能应用。选择具有更高抗冲击性或伸长率的韧性或耐用树脂可克服这一局限。
高温环境可能导致软化。对于耐热工装和电子元件,推荐使用热变形温度 (HDT) >200°C 的耐高温树脂。
支撑去除和表面处理需要小心操作。使用水洗型或低粘性支撑树脂,结合手工或自动化后处理(打磨、抛光、喷砂),可提高最终零件质量。
生物相容性和灭菌对于医疗应用至关重要。医疗级生物相容性树脂(通过 ISO 10993 认证)和经过验证的清洁协议可确保在手术导板和医疗器械中的安全使用。
熔模铸造需要干净的烧失过程。可铸造树脂专为低灰分含量(<0.1%)和类蜡烧失行为而配制,可实现可靠的珠宝和牙科修复体的金属铸造。
医疗与健康:手术导板(医疗级树脂)、牙科模型和矫正器(牙科树脂)、生物相容性植入物。
时尚与珠宝:用于戒指、吊坠和定制金属件熔模铸造的可铸造树脂模型。
消费电子:使用韧性和耐用树脂制造的外壳、连接器和卡扣结构。
汽车:耐高温外壳、发动机舱部件和弹性密封件。
教育与研究:用于概念建模和微尺度零件(Formula 1μ)的标准树脂。
在最近的一个应用中,一家牙科实验室采用了使用医疗级生物相容性树脂通过 DLP 打印的手术导板,在实现低于 50 µm 精度和完全灭菌兼容性的同时,将周转时间缩短了 70%。