一种用于光固化连续面成型3D打印的防粘附薄膜制备方法技术

一种用于光固化连续面成型3D打印的防粘附薄膜制备方法。将氟化处理过的透紫外光线的多孔材料浸泡在氟化液或者含氟纳米级润滑油中，经过一段时间，使得氟化液或者含氟纳米级润滑油可以充分浸润到多孔材料内部，然后采用有机溶剂将多余氟化液或者含氟纳米级润滑油去除。利用多孔材料和疏油相的化学相容性以及多孔材料的毛细作用，使得在多孔材料表面形成一层稳定的微米级的液体薄膜，将成型零件与透光多孔薄膜材料的“固固粘结”转变为成型零件与液态疏油相的“固液粘结”，将成型零件与多孔材料隔开，降低它们之间的粘附力，使得打印过程可以连续进行，该制备方法成本低廉，简单快速。

A Method for Preparing Anti-adhesion Film for 3D Printing of Continuous Surface Forming by UV Curing

【技术实现步骤摘要】
一种用于光固化连续面成型3D打印的防粘附薄膜制备方法
本专利技术属于3D打印
，特别涉及一种用于光固化连续面成型3D打印的防粘附薄膜制备方法。
技术介绍
立体光固化快速成型技术(stereolithographyapparatus，SLA)，是最早发展起来，也是目前较为成熟的的增材制造技术之一。经过多年发展，传统光固化快速成型技术从“点到线，线到面，面到体”的SLA成型方式过渡到现在的直接由“面到体”DLP成型方式，但是由于成型零件和离型膜之间的粘结力较大，限制了DLP的成型速度和精度。近年来，美国Carbon3D公司开发的“连续液体界面制造技术”(CLIP)，利用氧阻聚原理使得树脂与成型件之间存在一定厚度未固化的液态树脂，即“固化盲区”，从而降低了成型零件与成型窗口之间的剥离力，使得成型速度飞速提高，速度可以达到500mm/h。随后，中国科学院物构所对这项技术进行了改进，速度达到了650mm/h。但是由于CLIP技术还存一些局限性：(1)CLIP工艺的成型窗口需要使用透氧和透紫外光薄膜材料，其价格较为昂贵，而且打印过程需要不断消耗氧气，对设备要求较高；(2)由于主要基于“氧阻聚”原理实现连续成型，因此树脂需要具有氧阻聚效应，，使得所使用的材料受到了一定的局限；(3)由于氧阻聚存在，会使得零件表面存在上百微米的未固化树脂，从而影响零件性能和精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于光固化连续面成型3D打印的防粘附薄膜制备方法，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于光固化连续面成型3D打印的防粘附薄膜制备方法，包括以下步骤：步骤1，采用氟硅烷偶联剂对基体材料进行氟化处理，将基体材料浸泡在液态疏油材料中，在超声振荡、加热或者微波处理的物理场辅助下，浸泡0～2400小时，或者通过镀膜方式，使疏油材料粘附在基体材料上；步骤2，采用有机溶剂去除多余液态疏油材料，得到放粘附薄膜材料。进一步的，基体材料为透光多孔有机聚合物薄膜材料、低密度有机聚合物薄膜材料或具有微结构的有机聚合物薄膜材料。进一步的，基体材料为多孔聚全氟乙烯薄膜、聚四氟乙烯核孔薄膜、超低密度聚乙烯薄膜、中密度聚乙烯薄膜、线性低密度聚乙烯薄膜、低密度聚乙烯薄膜、环烯烃类共聚物薄膜或PDMS薄膜。进一步的，氟硅烷偶联剂为全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷、全(十三)氟辛基三甲氧基硅烷、全(十七)氟癸基三乙氧基硅烷或全(十三)氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或多种混合氟硅烷偶联剂。进一步的，液态疏油材料为不溶于光敏树脂的透光的液态材料。进一步的，液态疏油材料为氟化液、全氟聚醚润滑油或硅油。进一步的，镀膜的方法为浸泡法、旋涂法、提拉法或者喷涂法。与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：1)利用多孔材料和疏油相的化学相容性以及多孔材料的毛细作用，使得氟化液或者含氟纳米级润滑油可以在多孔材料形成一层稳定的微米级液体层，使得成型窗口和成型零件之间存在一层微米级的液体薄膜，从而降低成型零件与成型窗口之间的附着力，使得整个打印过程可以连续进行，降低了设备的使用要求；(2)由氟化液或者含氟纳米级润滑油具一定的化学稳定性，因此与光敏树脂不会相溶，因此该防粘附薄膜还可以适用于阳离子或者混合光引发剂体系的光固化材料的连续面成型工艺中；(3)由于在打印过程中，没有氧气参与，因此不会存在氧阻聚效应从而影响零件性能和精度。附图说明图1为本专利技术多孔薄膜防粘附材料横截面的结构示意图图2为本专利技术微结构薄膜防粘附材料横截面的结构示意图图3为本专利技术防粘薄膜材料制备路线图图4为本专利技术防粘附材料横截面的光镜照片图5为采用本专利技术防粘附薄膜材料的一种光固化连续面成型3D打印设备结构示意图具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。一种用于光固化连续面成型3D打印的防粘附薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采用氟硅烷偶联剂对基体材料进行氟化处理，将基体材料浸泡在液态疏油材料中，在超声振荡、加热或者微波处理的物理场辅助下，浸泡0～2400小时，或者通过镀膜方式，使疏油材料粘附在基体材料上；步骤2，采用有机溶剂去除多余液态疏油材料，得到放粘附薄膜材料。基体材料为透光多孔有机聚合物薄膜材料、低密度有机聚合物薄膜材料或具有微结构的有机聚合物薄膜材料。基体材料为多孔聚全氟乙烯薄膜、聚四氟乙烯核孔薄膜、超低密度聚乙烯薄膜、中密度聚乙烯薄膜、线性低密度聚乙烯薄膜、低密度聚乙烯薄膜、环烯烃类共聚物薄膜或PDMS薄膜。氟硅烷偶联剂为全(十七)氟癸基三甲氧基硅烷、全(十三)氟辛基三甲氧基硅烷、全(十七)氟癸基三乙氧基硅烷或全(十三)氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或多种混合氟硅烷偶联剂。液态疏油材料为不溶于光敏树脂的透光的液态材料。液态疏油材料为氟化液、全氟聚醚润滑油或硅油。镀膜的方法为浸泡法、旋涂法、提拉法或者喷涂法。本专利技术针对上述问题，利用多孔材料和疏油相的化学相容性以及多孔材料的毛细作用，使得在多孔材料表面形成一层稳定的微米级的液体薄膜，将成型零件与透光多孔薄膜材料的“固固粘结”转变为成型零件与液态疏油相的“固液粘结”，从而降低成型零件与透光多孔薄膜材料之间地粘结力，使得整个打印过程可以连续进行，使用这种防粘附薄膜材料无需氧阻聚原理就可以实现连续面成型，且制备方法简单参见图1至图4，一种用于光固化连续面成型3D打印设备的防粘附薄膜材料。所述防粘材料由基材1和疏油相2构成，所述基材1为一种透紫外光的多孔有机物聚合薄膜，所述疏油相2为一种氟化液或者含氟纳米润滑油，疏油相2不溶于光敏树脂。将基材1浸泡到疏油相2中，经过一段时间，使得疏油相2充分浸润到基材1中内部，然后采用有机溶剂将多余润滑油2去除。利用多孔材料的毛细作用，使得疏油相2稳定地锁在基材1中。由于成型零件与基材1之间的粘结是固体与固体之间的粘结，两者之间的粘结较大，如果直接分离，会使基材1和成型零件受到一定的损坏。如图4所示，在本专利技术中，基材1和成型件之间存在一层液态的疏油层，将固固粘结转变为固液粘结，从而减小了基材1与成型零件之间的粘结力，可以使用较小的分离力将成型零件直接拉起，从而使得整个打印过程可以连续进行。由疏油相2具一定的化学稳定性，因此与光敏树脂不会相溶，因此该防粘附薄膜材料还可以适用于阳离子或者混合光引发剂体系的光固化材料的连续面成型工艺中。另外，由于在光固化连续面成型3D打印过程中，光敏树脂在紫外光照射下发生聚合反应，在反应过程中会释放热量，由于零件和基材1中间存在疏油相2，因此，疏油相2会起到隔热作用，防止在打印过程中，由于温度太高而损伤基材1。下面给出本专利技术的具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。实施例1以带有背胶层的聚全氟乙烯多孔薄膜为基材1，以全氟聚醚润滑油为疏油相2，分别用丙酮和去离子水清洗薄膜表面，然后用氮气吹干表面。将薄膜浸泡在全氟聚醚润滑油中，静置24小时。然后取出薄膜，用丙酮将多余全氟聚醚润滑油洗去，并用氮气吹干薄膜表面，得到防粘附薄膜材料。如图4所示，在打印时，将防粘附薄膜材料贴在树脂槽5底部，光敏树脂7在UV光作用下发生固化，并粘结在成型板3上，由于成型零件6与基材1中间有一层液态疏油相2，成型零件6与基材1的固固粘结转变为固液粘结，减小粘结力，使得整个打印过程可以连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光固化连续面成型3D打印的防粘附薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采用氟硅烷偶联剂对基体材料进行氟化处理，将基体材料浸泡在液态疏油材料中，在超声振荡、加热或者微波处理的物理场辅助下，浸泡0～2400小时，或者通过镀膜方式，使疏油材料粘附在基体材料上；步骤2，采用有机溶剂去除多余液态疏油材料，得到放粘附薄膜材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于光固化连续面成型3D打印的防粘附薄膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采用氟硅烷偶联剂对基体材料进行氟化处理，将基体材料浸泡在液态疏油材料中，在超声振荡、加热或者微波处理的物理场辅助下，浸泡0～2400小时，或者通过镀膜方式，使疏油材料粘附在基体材料上；步骤2，采用有机溶剂去除多余液态疏油材料，得到放粘附薄膜材料。2.根据权利要求1所述的一种用于光固化连续面成型3D打印的防粘附薄膜制备方法，其特征在于，基体材料为透光多孔有机聚合物薄膜材料、低密度有机聚合物薄膜材料或具有微结构的有机聚合物薄膜材料。3.根据权利要求2所述的一种用于光固化连续面成型3D打印的防粘附薄膜制备方法，其特征在于，基体材料为多孔聚全氟乙烯薄膜、聚四氟乙烯核孔薄膜、超低密度聚乙烯薄膜、中密度聚乙烯薄膜、线性低密度聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：段玉岗，李晓刚，康小青，李玥萱，王成萌，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61