激光快速成型技术早期所用的光敏树脂为自由基型光敏树脂,这类光敏树脂具有力学强度高,固化速度快,成本低的优点,但是其收缩率大,材料成型精度低,使它将会被逐渐淘汰。阳离子型光敏树脂具有粘度低,翘曲变形小的优点但是临界曝光量大,固化速度慢等缺点限制了它的应用。将自由基型光敏树脂与阳离子型光敏树脂混合配制成混杂型光敏树脂是当前研究的热点。这类树脂的低聚物由丙烯酸树脂和环氧树脂组成,自由基型树脂的快速固化可以弥补阳离子树脂固化慢的缺点,同时阳离子树脂可以降低光敏树脂的收缩率,当激光消失后阳离子树脂可以继续固化,提高树脂的固化程度。
国外光敏树脂研发现状
国外对光敏树脂的研究起步早,技术成熟,有多家公司推出了商品化的光敏树脂系列。美国3DSystem公司推出了SLA系列,DSM公司拥有somos系列,日本的C-MET公司的生产出了SOUP系列树脂,以色列OBJET公司推出了Vero系列光敏树脂。2000年DSM公司发布了9120型光敏树脂,此树脂兼顾了拉伸性能和冲击性能,有较高的弹性不易断裂,2006年推出了一种固化后类似于透明ABS的光敏树脂11120,其可以制作透明的机构外壳,被广泛应用在汽车领域。OBJET公司推出过橡胶光敏树脂材料,固化后具有类似于橡胶的性能。2014年Formlabs公司推出了Castable树脂,该树脂固化燃烧后无灰烬和残留,可以用于熔模铸造。同样3DSystem公司也推出了一些具有优良性能的光敏树脂。这些大型的3D打印公司拥有完整的科研团队,对光敏树脂做了详细的研究,可以系统的提高光敏树脂的性能,并对光敏树脂的制备技术进行垄断。
国内光敏树脂研发现状
国内对光敏树脂的研究比较零散,已成型的光敏树脂大多为自由基引发体系,树脂固化程度低,材料成型精度低,力学强度差,毒性较大,同时树脂品种单一。近几年一些高校开始对光敏树脂进行了研究,做的较好的院校有华中科技大学、西安交通大学、清华大学等,其中西安交通大学已有可用于固化机的光敏树脂。总体来说,国内对光敏树脂的研究还停留在起步阶段,市场上已经应用的光敏树脂相比于国外的光敏树脂性能差距较大。所用树脂还不能够满足商品的应用要求,国内对工程用光敏树脂以及功能性光敏树脂的研发还未开始。相对于国外来说,国内的光敏树脂材料的短缺已经严重制约了国内3D打印产业的发展。研发高性能的光敏树脂已迫在眉睫。