光固化3D打印光敏树脂材料

光固化3D打印技术，就不得不说光敏树脂，光固化原理通过用紫外光或者其它光束来固化液体的光敏树脂。光敏树脂材料的3D打印的成品细节很好，表面质量高，可通过喷漆等工艺上色。这种材料多用于打印对模型精度和表面质量要求较高的精细模型、复杂的设计模型，比方说手板、手办，首饰或者精密装配件等等。

什么是光敏树脂？

3D打印用光敏树脂主要采用的是自由基聚合的丙烯酸酯体系，光敏树脂是最早应用于3D打印的材料之一，适用于光固化成形主要成分是能发生聚合反应的小分子树脂(预聚体、单体)，其中添加有光引发剂、阻聚剂、流平剂等助剂，能够在特定的光照(一般为紫外光)下发生聚合反应实现固化。

光敏树脂特点

总体而言，3D打印用的光敏树脂有以下几点要求：

(1)固化前性能稳定，一般要求可见光照射下不发生固化；

(2)反应速度快，更高的反应速率可以实现高效率成形；

(3)粘度适中，以匹配光固化成形装备的再涂层要求；

(4)固化收缩小，以减少成形时的变形及内应力；

(5)固化后具有足够的机械强度和化学稳定性；

(6)毒性及刺激性小，以减少对环境及人体的伤害。

除此之外，在一些特殊的应用场合还会有一些其他的需求，如应用于铸造的光敏树脂要求低灰分甚至无灰分，再如应用牙科矫形器或植入物制造的树脂要求对人体无毒或可生物降解等性能。

但同样，光敏树脂相对价格较高，且韧性和强度不足，容易断裂。同时，高温状态下，打印件也容易弯曲变形，承重力不够。

光敏树脂的种类

光敏树脂材料尚有许多不同的类别，细分的光敏树脂材料根据配方或者制作方式的不同呈现出不同的性能，同时适合应用于不同的领域。目前，研究光敏材料3D打印技术的主要有美国3D Systems公司和以色列Object公司。

01高强树脂

针对光敏树脂强度不足，容易断裂的缺点，许多公司开始生产更强硬、更耐用的树脂。高强树脂具有与ABS相媲美的强度，此类材料在强度和伸长率之间取得了一种平衡，使3D打印的产品拥有更好的抗冲击性和强度，适用于汽车、工业和消费品产品制造。

02弹性树脂

弹性树脂材料柔韧性较强，成型后颇具柔性和弹性，在高强度挤压和反复拉伸下表现出优秀弹性。它的应用的可能性是无止境的。这种新材料将应用于制造完美的铰链、减震、接触面，和其他工程应用结合，适合那些有趣的创意和个性设计的人群。

03柔性树脂

柔性树脂不如弹性树脂那样有弹性，这种树脂的性能表现是一种中等硬度、耐磨、可反复拉伸的材料。适用于要求韧性和抗重复应力的场合，此类材料材料提供了高冲击强度，被用作铰链和摩擦装置需要反复拉伸的零部件中。

04铸造树脂

该树脂与弹性树脂一起问世，此类树脂的膨胀系数不高，在燃烧的过程中所有的聚合物都会燃烧掉，只留下最终产品的形状。该材料可用于制作珠宝首饰、金属制品等，打印物体表面较为光滑。

05高温树脂

高温树脂是众多树脂厂商紧盯的一个研发方向，因为我们知道对于液态树脂固化领域来说，长久以来困扰树脂走向消费级和工业级应用的是这些塑料的老化问题。

耐高温树脂具有极好的尺寸稳定性，可用于耐受强光的展览模型、水龙头、管道和家具电器原型的制造，也可用于汽车、航空航天以及其他工业设备内部需要长期热稳定性的组件制造。

06陶瓷树脂

市面上的陶瓷光固化技术，多是将陶瓷粉末加入可光固化的溶液中，通过高速搅拌使陶瓷粉末在溶液中分散均匀，制备高固相含量、低粘度的陶瓷浆料。然后使陶瓷浆料在光固化成型机上直接逐层固化，累加得到陶瓷零件素坯，最后通过干燥、脱脂和烧结等制备工艺得到陶瓷零件。

美国加州的高温陶瓷3D打印技术，研究出通过紫外线光固化快速成形陶瓷的preceramic monomers—”先驱体转化聚合物”，通过这些聚合物制造的陶瓷均匀收缩，几乎没有孔隙度。这种树脂在3D打印后经过过火可以生成致密的陶瓷部件。使用这种技术3D打印的超强陶瓷材料能够承受超过1700摄氏度高温。

07医用树脂

医用树脂专为医疗系统、皮肤接触设备、药物接触设备和一次性医疗设备应用组件而设计，能够为患者生产安全可靠的最终用途产品。

与此同时，医用树脂根据不同的用途也有不同的高规格要求，普通的医疗产品需要其具备灭菌兼容性和耐化学性能，而牙科类树脂还需具备良好的机械性能和生物相容性。

08透明树脂

一种易于使用并可快速做件的高透光立体光固化成型树脂。该材料可生产无色、精确的功能性部件，并且外观类似有机玻璃，具有出色耐高温，特别适合原模型、概念和功能模型等应用，该材料还提供类似工程塑料的折射值，允许光透射作业的功能测试。

09日光树脂

日光树脂跟在紫外线下发生固化的树脂不同，他们在普通日光下就可以固化，这样不再依赖UV光源，一个液晶屏就可以用来固化此类树脂。这种树脂有望大幅降低DLP 3D打印成本，前景非常不错。