低粘着度的光固化树脂组合物及高速三维打印方法技术

本发明专利技术提供了一种低粘着度的光固化树脂组合物及高速三维打印方法，所述低粘着度的光固化树脂组合物包含0.1～10wt％的光引发剂、10wt％～60wt％的第一感光性参混物、以及40wt％～90wt％的第二感光性参混物；其中所述第一感光性参混物为自丙烯酸酯低聚物、烯丙基化合物中选出的至少一种；所述第二感光性参混物为自丙烯酸酯单体、硫醇基化合物中选出的至少一种。所述光固化树脂组合物具有低粘度及高强度特性，并且在固化后能够轻易地与表面为含氟聚合物或聚硅氧烷的基板分离，进而解决了现有光固化材料在光照固化过程后容易与基板发生沾粘的问题，不但能够提升三维打印的速度，也可以延长基板的使用寿命。也可以延长基板的使用寿命。也可以延长基板的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
低粘着度的光固化树脂组合物及高速三维打印方法


[0001]本专利技术涉及一种光固化树脂组合物，尤其涉及一种用于立体打印的低粘着度的光固化树脂组合物以及使用所述光固化树脂组合物的高速三维打印方法。

技术介绍

[0002]近年来，三维打印技术越来越受大家的重视，在各种三维打印技术中，主要是以具有多种优势的光化学加工(Photochemical Machining)方式为研究的主流，利用堆叠与粘合光可固化液态树脂所形成的固态薄层来制造三维物体，基本上有以下两种已知的做法。
[0003]第一种做法是从上方投射光图案至下方的槽体内以固化槽体内液态的光固化材料。对于这种由上至下的配置来说，槽体的大小必须能够维持充足的树脂以完全浸泡打印物体。树脂表面在曝光的每一层需被调平，以确保每一层的均匀性。另外，树脂表面在打印的过程中并非停留在同一水平，且铅直位移需被补偿以使每一打印层维持相同厚度。另外，光固化是发生在接触空气的树脂表面，氧气抑制问题会增加树脂固化的时间。
[0004]第二种做法则是从下方将光图案向上投射至槽体的透明底部而令槽体内液态的光固化材料得以固化。这种做法简化机器结构使槽体的体积大幅减少，能够改善上述第一种作法的缺点。此外，光固化层形成于槽体的底部与前一层或顶部的成型板之间。由于光固化层并非形成于接触空气的液态光固化材料的表面上，各层均匀性与氧气抑制问题将不复存在，且在机器中也不再需要树脂表面调平装置。每一层从槽体的底部分离，并被抬高以为下一层预留空间。
[0005]然而，在三维打印的过程中，为了将固化物件与树脂在槽底部分离，顶部的成型板所需施加的分离力会使得成型板往上移动至超过打印下一层所需的距离，因此在打印下一层时成型板需要再往下移动才能进行下一层打印，导致成型板需要上下移动更多的距离，如图1所示，在分层打印时除了会花费更多的时间，也可能导致打印物件的破损。为了解决树脂接着力的问题，目前多数公司皆采用具可挠性的铁氟龙(Teflon)或聚二甲基硅氧烷(PDMS)等高疏水性材质作为柔性基板，应用于树脂槽底部的涂层或披覆层，以解决树脂接着力的问题；但在打印数千层之后，柔性基板会发生变形，导致三维打印的精确度受到影响。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的为提供一种光固化树脂组合物，其具有低粘着度，在经光照固化后能够降低与柔性基板的分离力，进而能够提升打印速度及精确度。
[0007]本专利技术的一观点在于提供一种低粘着度的光固化树脂组合物，其至少包含有以下成分：0.1～10wt％的光引发剂；10wt％～70wt％的第一感光性参混物；以及20wt％～80wt％的第二感光性参混物；其中所述第一感光性参混物为自丙烯酸酯低聚物、烯丙基化合物中选出的至少一种，且所述丙烯酸酯低聚物为分子量在10000以下的双官能度化合物或多官能度化合物，所述烯丙基化合物为分子量在5000以下的双官能度化合物或多官能度
化合物；所述第二感光性参混物为自丙烯酸酯单体、硫醇基化合物中选出的至少一种，并且所述丙烯酸酯单体为分子量在10000以下的双官能度化合物或多官能度化合物，所述硫醇基化合物为分子量在5000以下的双官能度化合物或多官能度化合物。
[0008]根据本专利技术的一观点，当以表面为含氟聚合物或聚硅氧烷的基板承载所述光固化树脂组合物进行光固化反应后，固化后的所述光固化树脂组合物与所述基板的分离力为在10N/cm2以下。
[0009]又，本专利技术还可以提供一种三维打印方法，包括：将上述光固化树脂组合物加入所述下照式三维打印装置的树脂槽中，以及经由所述下照式三维打印装置的一光源模组以特定条件照射以使所述光固化树脂组合物发生光固化反应，在成型板上形成一光固化层后，再以所述下照式三维打印装置的一升降机构抬升所述成型板至下一光固化层所需高度，接着重复所述特定条件进行前述光照射形成光固化层的步骤，进而逐层地制作成一立体造型物体。
[0010]根据本专利技术的一实施例，所述特定条件为光照波长为300～700nm、光强度为2～1000mW/cm2、曝光时间为0.1～60秒/层、每层厚度为10～1000μm、两次曝光的间隔时间为0～10秒。
[0011]本专利技术的技术效果在于使用一下照式三维打印装置进行三维打印的过程中，在单一层打印结束时，只需要将所述下照式三维打印装置的成型板抬升至打印下一层所需的高度，不需要额外的抬升或下降行程。
附图说明
[0012]图1为在现有光固化树脂进行下照式三维打印的过程中，成型板的Z轴方向(z)、打印时间(t)、及分离力(F)的关系示意图。
[0013]图2为在本专利技术的光固化树脂进行下照式三维打印的过程中，成型板的Z轴方向(z)、打印时间(t)、及分离力(F)的关系示意图。
具体实施方式
[0014]关于本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图的实施方式的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是用于参照随附附图的方向。因此，所述方向用语仅是用于说明而非用于限制本专利技术，本专利技术当可以其他任何方式来实现。
[0015]在本专利技术中所提到的“拉拔力”或“分离力”为表示以基板承载光固化材料或固化树脂组合物并经由光照固化形成立体物件后，欲将所述立体物件与基板分离时所需的力量。
[0016]在本专利技术中所提到的“丙烯酸酯单体”及“丙烯酸酯低聚物”为具有丙烯酸酯基团的单体及低聚物，举例来说，丙烯酸酯单体可以是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯和2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸己内酯、丙烯酸异癸酯、聚乙二醇单丙烯酸酯、2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、1,6-乙二醇二丙烯酸酯，二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四
醇三丙烯酸酯中所选出的至少一种，而丙烯酸酯低聚物可以是由前述至少一种单体聚合而成的低聚物。但本专利技术并不以此为限，亦可使用其他具有丙烯酸酯基团的单体或低聚物。
[0017]在本专利技术中所提到“烯丙基化合物”为具有烯丙基的单体或低聚物，举例来说，可以是四烯丙基双酚A、2,5-二烯丙基苯酚烯丙基醚、三羟甲基丙烷三烯丙基醚、季戊四醇四烯丙基醚、异氰尿酸三烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二甘醇二(碳酸烯丙酯)、烯丙基酯丙烯酸烯丙酯、烯丙基苯、异氰脲酸三烯丙酯、马来酸二烯丙酯、二聚乙醇酸二烯丙酯、马来酸二(甲基烯丙酯)、苯甲酸烯丙酯、己二酸二烯丙酯中所选出的至少一种、或是由前述至少一种单体聚合而成的低聚物。但本专利技术并不以此为限，亦可使用其他具有烯丙基的单体或低聚物。
[0018]在本专利技术中所提到的“硫醇基化合物”为具有硫醇基的单体或低聚物，举例来说，可以是乙二醇二(3-巯基丁酸酯)、1，2-丙二醇(3-巯基丁酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、3-巯基丁酸酯、乙二醇二(2-巯基异丁酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低粘着度的光固化树脂组合物，其特征在于，至少包含以下成分：0.1～10wt％的光引发剂；10wt％～60wt％的第一感光性参混物；以及40wt％～90wt％的第二感光性参混物；其中，所述第一感光性参混物为自丙烯酸酯低聚物、烯丙基化合物中选出的至少一种，且所述丙烯酸酯低聚物为分子量在10000以下的双官能度化合物或多官能度化合物，所述烯丙基化合物为分子量在5000以下的双官能度化合物或多官能度化合物；所述第二感光性参混物为自丙烯酸酯单体、硫醇基化合物中选出的至少一种，并且所述丙烯酸酯单体为分子量在1000以下的双官能度化合物或多官能度化合物，所述硫醇基化合物为分子量在5000以下的双官能度化合物或多官能度化合物；以及当以基板承载所述光固化树脂组合物进行光固化反应时，固化后的所述光固化树脂组合物与所述基板的分离力为在10N/cm2以下。2.根据权利要求1所述的低粘着度的光固化树脂组合物，其特征在于，所述第一感光性参混物为丙烯酸酯低聚物，所述第二感光性参混物为丙烯酸酯单体，所述丙烯酸酯低聚物与所述丙烯酸酯单体的重量比在1：9～2：1的范围。3.根据权利要求1所述的低粘着度的光固化树脂组合物，其特征在于，所述第一感光性参混物为烯丙基化合物，所述第二感光性参混物为硫醇基化合物，所述烯丙基化合物与所述硫醇基化合物的摩尔比在1：5～10：5的范围。4.根据权利要求1所述的低粘着度的光固化树脂组合物，其特征在于，所述烯丙基化合物包含烯丙基单体和/或烯丙基低聚物；当所述烯丙基单体及所述烯丙基低聚物同时存在时，所述烯丙基单体与所述烯丙基低聚物的重量比在1：20～9:1的范围。5.根据权利要求1所述的低粘着度的光固化树脂组合物，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑正元，谢秉臻，
申请(专利权)人：台科三维科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：