一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法技术

本发明专利技术公开了一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法，3D打印原始形貌的表面涂敷有光敏树脂层，光敏树脂层的上方覆盖有氧渗透薄膜；方法包括以下步骤：在氧渗透薄膜的上方通过含氧气体，并向氧渗透薄膜照射光线；调控含氧气体的压强和光线的波长；使光敏树脂层部分固化，在3D打印原始形貌的表面形成填充区。通过调控含氧气体的压强和光线的波长，实现人工可控地控制光敏树脂层的液态区的深度。且在修饰得到3D打印表面形貌的同时，根据需要保留部分所需的3D打印表面原始形貌。

A surface morphology modification method for 3D printing based on oxygen polymerization inhibition effect

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法
本专利技术涉及3D打印
，特别是一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法。
技术介绍
3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或树脂等材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。现社会，3D打印技术快速发展，在多个领域得到广泛应用。而目前的3D打印技术由于材料和工艺方法问题难以控制表面的粗糙度。如何实现3D打印产品的表面粗糙度的人工可控一直是3D打印领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法，能实现3D打印产品的表面粗糙度的人工可控。本专利技术解决其问题所采用的技术方案是：一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法，所述3D打印原始形貌的表面涂敷有光敏树脂层，所述光敏树脂层的上方覆盖有氧渗透薄膜；所述3D打印表面形貌修饰方法包括以下步骤：在所述氧渗透薄膜的上方通过含氧气体，并向所述氧渗透薄膜照射光线；调控所述含氧气体的压强和所述光线的波长；使部分所述光敏树脂层固化，在所述3D打印原始形貌的表面形成填充区。上述3D打印表面形貌修饰方法至少具有以下的有益效果：通过调控含氧气体的压强和光线的波长，实现人工可控地控制光敏树脂层的液态区的深度，则其余的光敏树脂层为填充区，覆盖在3D打印原始形貌的表面。这样就能实现在修饰得到3D打印表面形貌的同时，根据需要保留部分所需的3D打印表面原始形貌。最终得到人工可控的3D打印表面形貌。能实现不同功能比如超疏水、疏油等对3D打印表面形貌的要求。进一步，所述3D打印表面形貌修饰方法还包括以下步骤：撤下所述氧渗透薄膜；清洗未固化的所述光敏树脂层。进一步，所述光敏树脂层靠近所述含氧气体的部分由于氧阻聚效应保持液态，形成液态区；所述光敏树脂层远离所述含氧气体的部分固化，并所述3D打印原始形貌的表面形成填充区。具体地，所述3D打印原始形貌是通过3D打印技术产生的具有粗糙表面形貌的3D打印产品。具体地，所述3D打印技术包括基于SLA、DLP、SLS、FDM、LCOS或MicroLED的3D打印技术。具体地，所述光敏树脂层主要由聚合物单体与预聚体组成。进一步，所述光敏树脂层加有光引发剂。具体地，所述含氧气体是氧气或包含氧气的混合气体。具体地，所述光线的波长范围为200nm至470nm。具体地，所述含氧气体的压强范围为1x104Pa至1x106Pa。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明下面结合附图和实例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术实施例一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法的流程图；图2是本专利技术实施例一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法的另一流程图；图3是3D图打印原始形貌的修饰状态图；图4是3D图打印原始形貌的修饰前与修饰后的对比图。具体实施方式本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。参照图1，本专利技术实施例提供了，一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法，3D打印原始形貌10的表面涂敷有光敏树脂层20，光敏树脂层20的上方覆盖有氧渗透薄膜30；3D打印表面形貌修饰方法包括以下步骤：步骤S300、在氧渗透薄膜30的上方通过含氧气体50，并向氧渗透薄膜30照射光线40；步骤S400、调控含氧气体50的压强和光线40的波长；步骤S500、使部分光敏树脂层20固化，在3D打印原始形貌10的表面形成填充区21。在该实施例中，含氧气体50的压强会影响氧气穿过氧渗透薄膜30后到达光敏树脂层20的深度，光线40的波长会影响光敏树脂层20是否发生链式聚合反应而固化。通过调控含氧气体50的压强和光线40的波长，实现人工可控地控制光敏树脂层20的液态区22的深度，则其余的光敏树脂层20为填充区21，覆盖在3D打印原始形貌10的表面。这样就能实现在修饰得到3D打印表面形貌的同时，根据需要保留部分所需的3D打印表面原始形貌。最终得到人工可控的3D打印表面形貌。能实现不同功能比如超疏水、疏油等对3D打印表面形貌的要求。参照图2，在步骤S300前，进行步骤S100：在3D打印原始形貌10的表面涂敷光敏树脂层20以及步骤S200：在光敏树脂层20的上方覆盖氧渗透薄膜30，以得到处理后的3D打印原始形貌10。进一步，在步骤S500之后，3D打印表面形貌修饰方法还包括以下步骤：步骤S600、撤下氧渗透薄膜30；步骤S700、清洗未固化的光敏树脂层20。在步骤S700后，未固化的光敏树脂层20被完全清理干净，只保留表面覆盖有固化层的3D打印表面形貌。进一步，光敏树脂层20靠近含氧气体50的部分由于氧阻聚效应保持液态，形成液态区22；光敏树脂层20远离含氧气体50的部分固化，并3D打印原始形貌10的表面形成填充区21。参照图3和图4，需要说明的是，光敏树脂层20主要由聚合物单体与预聚体组成。含氧气体50是氧气或包含氧气的混合气体。光敏树脂层20加有光引发剂，光引发剂用于加快光敏树脂层20的聚合反应。光敏树脂层20会因光线40发生聚合反应而固化，填充区21就是光敏树脂层20因光线40发生聚合反应而形成的固化的光敏树脂区域。氧阻聚效应是光敏树脂聚合反应中的一种现象。光敏树脂层20是一类共价键聚合的聚合物。氧气会与共价键形成离子键，破坏聚合反应，最终会中断或减慢光线40固化光敏树脂的链式聚合反应。在含氧量较高的光敏树脂层20，链式聚合反应将会被中断或减慢，最终使液态的光敏树脂层20无法聚合形成树脂固体。液态区22就是光敏树脂层20因氧阻聚效应而形成的无法固化的光敏树脂区域。具体地，光线40的波长范围为200nm至470nm，该波长范围有利于加快光敏树脂层20发生链式聚合反应的速率。含氧气体50的压强范围为1x104Pa至1x106Pa。当然，在其他实施例中，根据光敏树脂层20所采用的具体材料的不同，光线40的波长范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法，其特征在于，所述3D打印原始形貌的表面涂敷有光敏树脂层，所述光敏树脂层的上方覆盖有氧渗透薄膜；/n所述3D打印表面形貌修饰方法包括以下步骤：/n在所述氧渗透薄膜的上方通过含氧气体，并向所述氧渗透薄膜照射光线；/n调控所述含氧气体的压强和所述光线的波长；/n使部分所述光敏树脂层固化，在所述3D打印原始形貌的表面形成填充区。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法，其特征在于，所述3D打印原始形貌的表面涂敷有光敏树脂层，所述光敏树脂层的上方覆盖有氧渗透薄膜；
所述3D打印表面形貌修饰方法包括以下步骤：
在所述氧渗透薄膜的上方通过含氧气体，并向所述氧渗透薄膜照射光线；
调控所述含氧气体的压强和所述光线的波长；
使部分所述光敏树脂层固化，在所述3D打印原始形貌的表面形成填充区。


2.根据权利要求1所述的一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法，其特征在于，所述3D打印表面形貌修饰方法还包括以下步骤：
撤下所述氧渗透薄膜；
清洗未固化的所述光敏树脂层。


3.根据权利要求1所述的一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法，其特征在于，所述光敏树脂层靠近所述含氧气体的部分由于氧阻聚效应保持液态，形成液态区；所述光敏树脂层远离所述含氧气体的部分固化，并所述3D打印原始形貌的表面形成填充区。


4.根据权利要求1所述的一种基于氧阻聚效应的3D打印表面形貌修饰方法，其特征在于，所述3D打印原始形貌是通过3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昕，张玲，邱天，张兴旺，李星星，张婧姣，高瑀含，唐光鑫，
申请(专利权)人：五邑大学，中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44