光固化成型材料的性能特点及建造方式

根据工艺和原型使用要求，光固化成型材料必须具有粘度低、流平快、固化速度快、固化收缩小、溶胀小、毒性小等性能特点。

目前光固化成型的建造方式分为传统的SLA液态光敏树脂光固化以及近年来推出的基于喷射技术的光固化。传统的光固化建造方式使用的光固化采料有SL系列、ACCURA系列、RenShape系列和SOMOS系列等。基于喷射技术推出的光固化材料主要为VisiJet系列。

（1）Vantico公司的SL系列Vantico公司针对SLA成型工艺提供了SL系列光固化树脂材料，其中SL5195环氧树脂具有较低的黏性，具有较好的强度、精度并能得到光滑的表面效果，适合于可视化模型、装配检验模型以及功能模型的制造、熔模铸造模型制造以及快速模具的母模制造等。SL5510材料是一种多用途、精确、尺寸稳定、高产的材料，可以满足多种生产要求，并由SL5510制定了原型精度的工业标准，适合于较高湿度条件下的应用，如复杂型腔实体的流体研究等。SL7510制作的原型具有较好的侧面质量，成型效率高，适于熔模铸造、硅胶模的母模以及功能模型等。SL7540制作的原型的性能类似于聚丙烯，具有较高的耐久性，侧壁质量好，可以较好地制作精细结构，较适于功能模型的断裂试验等。SL7560的性能类似于ABS材料。SL5530HT是一种在高温条件下仍具有较好抗力的特殊材料，可以超过200°C，适合于零件的检测、热流体流动可视化、照明器材检测、热熔工具以及飞行器高温成型等方面。SLY—C9300可以实现有选择性的区域着色，可生成无菌原型，适用于医学领域以及原型内部可视化的应用场合。

表3-13给出了Vantico公司提供的光固化树脂在各种3D Systems公司光固化成型系统和原型不同的使用性能和要求情况下的选择方案。表3-14给出了SLA5000系统使用的几种树脂材料的性能指标。

表3-133D Systems公司光固化成型系统的光固化成型材料选择方案

注：材料SL 5170、SL 5180、SL5190和SL 5195不适于高湿度的场合

表3-14 SLA5000系统使用的几种树脂材料的性能指标

（续）

①cP：厘泊，1cP=10−³Pa·s。②mils：毫英寸，1mils=2.54×10−5m。

（2）ACCURA系列ACCURA系列光固化成型材料主要有用于SLA Viper si2、SLA3500、SLA5000和SLA7000系统的ACCUGEN^TM、ACCUDUR^TM、SI10、SI25、SI40 Nd系列型号和用于SLA250、SLA500系统的SI40 HC&AR型号等。新近推出的型号有ACCURA 50、ACCURA 55、ACCURA 60、ACCURA BLUESTONE、ACCURA48HTR、ACCURA CeraMAX、ACCURA ClearVue等。

ACCUGEN材料光固化后的原型具有精度、强度和耐湿性等综合最优性能。ACCUDUR材料的构建速度快且原型的稳定性好。SI10材料固化后的原型强度和耐湿性好，原型的精度和质量好。SI20材料光固化后呈持久的白色，具有较好的强度和耐湿性以及较快的构建速度，适用于较精密的原型、硅橡胶真空注型的母模等。SI40系列材料光固化后的原型具有耐高温性能，高温下性能较好。SI45HC材料固化速度快，作为功能模型具有较好的耐热耐湿性，用于SLA250光固化成型系统。BLUESTONE树脂材料固化的原型具有较高的刚度和耐热性，适合于空气动力学试验、照明设备等及真空注型或热成型模具的母模等。

部分3D Systems公司的ACCURA系列材料的性能见表3-15。

表3-15 部分3D Systems公司的ACCURA系列材料的性能

（续）

①cP：厘泊，1cP=10−3Pa·s。②mils：毫英寸，1mils=2.54×10−5m。

（3）3D Systems公司的RenShape系列3D Systems公司研制的RenShape7800树脂主要面向成型精确及耐久性要求较高的光固化快速原型，在潮湿环境中尺寸稳定性和强度持久性较好，粘度较低，易于层间涂覆及后处理时粘附的表层液态树脂的流干，适用于高质量的熔模铸造的母模、概念模型、功能模型及一般用途的制件等。RenShape7810树脂与RenShape7800树脂的用途类似，制作的模型性能类似于ABS，用于制作尺寸稳定性较好的高精度高强度模型，适于真空注型模具的母模、概念模型、功能模型及一般用途的制件等。RenShape7820树脂固化后的模型颜色为黑色，适于制作消费品包装、电子产品外壳及玩具等。RenShape7840树脂固化后的模型呈象牙白色，性能类似PP塑料，具有较好的延展性及柔韧性，适于尺寸较大的概念模型。RenShape7870树脂制作的模型强度与耐久性都较好，透明性优异，适于高质量的熔模铸造的母模、大尺寸物理性能与力学性能都较好的透明模型或制件的制作等。(www.xing528.com)

上述3D Systems公司的RenShape系列材料的性能见表3-16。

表3-16 部分3D Systems公司的RenShape系列材料的性能

（续）

①cP：厘泊，1cP=10−3Pa·s。②mils：毫英寸，1mils=2.54×10−5m。

（4）DSM公司的SOMOS系列 美国DSM公司开发的面向光固化快速原型制作的SOMOS材料的性能及适用场合见表3-17。

表3-17 部分DSM公司的SOMOS系列材料的性能及适用场合

①cP：厘泊，1cP=10−3Pa·s。

（5）VisitJet系列 美国3D Systems公司的ProJet1000&1500个人打印机及V—Flash个人打印机具有较高的打印分辨率和速度、较明亮的色彩及更好的模型耐久性，使用材料为VisiJet FTI，其性能见表3-18。3D Systems公司推出的专家级3D打印设备ProJet3500、ProJet5000、ProJet6000及ProJet7000等同样使用VisiJet系列材料，其中用于ProJet6000和ProJet7000打印机的VisiJet SL材料系列包括坚硬、柔软、黑色、透明、耐高温、耐冲击材料，牙科及首饰材料等，其性能见表3-19。

表3-18 VisiJet FTI材料的性能

表3-19 ProJet6000和ProJet7000打印机的VisiJet SL系列材料性能

（6）Objet系列打印机用材料 表3-20为Objet系列三维打印设备使用的部分类似于工程塑料的聚合物材料的性能指标。表3-21为Objet系列三维打印设备使用的部分类似于橡胶的材料的性能指标。Object三维打印系统使用的生物相容性透明材料MED610^TM是一种耐缩水、无色、透明的刚性材料，其性能指标见表3-20。该材料适用于需要长期皮肤接触（30天以上）和短期粘膜接触（最长24h）的应用情况。该Objet生物相容性材料已通过细胞毒性、基因毒性、迟发型超敏反应、刺激性和美国药典塑料VI级等5项医疗审批。该生物相容性材料可用于医疗和牙科领域，制作牙科手术导板等。

表3-20 Objet系统使用的类似工程塑料的材料的性能指标

表3-21 Objet系统使用的部分类似于橡胶的材料的性能指标