直接聲打印

光學(xué)固化熱固性塑料的增材制造可以通過基于光的增材制造實(shí)現(xiàn)造烁。然而锦溪,由于難以在小的局部區(qū)域施加非常短的加熱和冷卻速率参萄,因此尚未引入熱固化聚合物的有效按需固化累驮。聲化學(xué)可以成為打印此類材料的解決方案酣倾。


聲學(xué)輔助聚合舵揭。


具有化學(xué)活性的聲空化區(qū)域固化液態(tài)樹脂或?qū)⒒旌衔锍练e到平臺(tái)上,或沉積到先前沉積和固化區(qū)域的頂部躁锡。我們將該區(qū)域稱為超活性微反應(yīng)器午绳。


其中產(chǎn)生的氣泡和聚合樹脂出現(xiàn)在低壓區(qū),然后它們暫時(shí)遷移到高壓區(qū)映之,直到它們到達(dá)平臺(tái)或先前的固化像素拦焚,在那里沉積。


換能器通過運(yùn)動(dòng)機(jī)械手在介質(zhì)中移動(dòng)杠输,以沿構(gòu)建室中的計(jì)算路徑定位焦點(diǎn)區(qū)域赎败,以逐像素創(chuàng)建所需的零件。


DSP工藝的輸入?yún)?shù)蠢甲,如電功率僵刮,頻率和占空比,會(huì)影響打印零件的微觀結(jié)構(gòu)鹦牛。


不同的 微觀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致DSP中透明部件變得光學(xué)不透明搞糕。由此產(chǎn)生的不透明度是打印部件的多孔結(jié)構(gòu)造成的,可以通過操縱DSP輸入?yún)?shù)來控制曼追。


在光化學(xué)(如SLA)中窍仰,在短時(shí)間內(nèi)以電激勵(lì)的形式引入非常大的能量。然而礼殊,在聲化學(xué)(如DSP)中驹吮,這種能量是熱的。氣蝕氣泡內(nèi)部的加熱和冷卻速度非尘祝快碟狞,因此不會(huì)轉(zhuǎn)移到周圍的液體中。這種短壽命的熱能可以在DSP中聚合熱固化聚合物坝辫。


陰影圖技術(shù)可以用于觀察空化氣泡篷就,紋影攝影概念可以用于觀察壓力波。


氣泡在低壓區(qū)產(chǎn)生近忙,然后瞬間遷移到高壓區(qū)竭业,連續(xù)低壓區(qū)或高壓區(qū)之間的距離為λ。λ=λ0/2及舍,其中λ0是換能器驅(qū)動(dòng)頻率處的超聲波波長未辆。


通過紅外實(shí)驗(yàn)表明,DSP打印過程中的固化速率或固化劑消耗量與在40 ℃烘箱中放置一天的成型部件相似锯玛。(可以通過對(duì)比超聲后的樣品的發(fā)光和失水過程相當(dāng)于烘箱多久在低溫加熱固化多久的效果和高溫轉(zhuǎn)變多久的效果咐柜。)


DSP中的XY打印分辨率取決于輸入?yún)?shù)的過程兼蜈,其中超聲頻率起到關(guān)鍵作用,頻率越高拙友,特征尺寸越小为狸。


增加功率往往會(huì)增加孔隙率,而使用更少的功率有助于打印更透明的零件遗契。


透明度的評(píng)估是通過紫外-可見光譜法對(duì)印刷和模制的3 mm后的膜進(jìn)行的(可測(cè)量不同比例摻雜的透過率辐棒,還可以對(duì)比加熱和超聲后的透過率)。


通過拉曼光譜將在室溫下固化的樣品和超聲打印的樣品進(jìn)行比較牍蜂。


通過SEM觀察超聲打印后的孔徑和孔徑分布漾根,通過對(duì)孔隙率的分析來表征不同聲打印條件下的氣泡動(dòng)力學(xué)。


通過高速相機(jī)觀察聚合物由膠體向固體的物理轉(zhuǎn)變鲫竞。


通過拉伸應(yīng)力-應(yīng)變測(cè)試辐怕,研究打印零件的機(jī)械性能,與加熱成型方式對(duì)比楊氏模量和斷裂伸長率从绘。


通過與細(xì)胞共培養(yǎng)驗(yàn)證其生物相容性寄疏。


先進(jìn)的光基增材制造能夠給打印光學(xué)固化的有機(jī)硅彈性體。然而顶考,這種方法需要對(duì)一些打印部件進(jìn)行后處理赁还,以取出溶劑殘留的有毒光聚合副產(chǎn)物和未反應(yīng)的化合物。


DSP的另一個(gè)獨(dú)特方面是印刷聲能的穿透深度更大驹沿。在傳統(tǒng)的基于光的增材制造技術(shù)中艘策,光吸收和散射阻礙了因數(shù)能量在印刷介質(zhì)中的大量滲透。特別是如果材料不透明并充滿散射顆粒渊季。然而朋蔫,打印材料的光學(xué)不透明度不會(huì)影響聲打印過程,因?yàn)槁暡ū挥米髂芰吭慈春海皇枪庋蓖8鶕?jù)印刷材料需要考慮發(fā)散聲波和聲衰減和散射。然而合砂,由于聲波的性質(zhì)青扔,只要聲衰減和散射不占主導(dǎo)地位,光吸收和散射不會(huì)影響聲波在光學(xué)不透明材料中的穿透深度翩伪。


能量源與打印位置之間的距離引入了遠(yuǎn)程距離打印RDP概念微猖,在該概念中,可以在不直接訪問打印店的情況下遠(yuǎn)程創(chuàng)建打印對(duì)象缘屹。有望應(yīng)用于凛剥,如航空航天工業(yè)中隱藏部件的遠(yuǎn)程修復(fù)或現(xiàn)場(chǎng)維護(hù),以及醫(yī)療應(yīng)用中身體內(nèi)部部位的體內(nèi)遠(yuǎn)程和無創(chuàng)生物打印轻姿。


近期犁珠,近紅外光源被用于在皮膚下無創(chuàng)打印結(jié)構(gòu)(只有o.5 mm厚度)逻炊,這種小的穿透力使得生物打印僅限于亞毫米級(jí)的深度。DSP的性質(zhì)可以在幾十毫米的范圍內(nèi)創(chuàng)建體內(nèi)深處的結(jié)構(gòu)犁享。


理想的無創(chuàng)手術(shù)DSP技術(shù)可能是:將打印過程與成像系統(tǒng)集成在一起余素。


在體外實(shí)驗(yàn)中,通過創(chuàng)建愛你模擬人體皮膚和肌肉的組織模型饼疙,通過6 mm的組織打印了18 mm厚的模型溺森。


在立體實(shí)驗(yàn)中慕爬,使用了真實(shí)的豬肉組織窑眯,聚焦超聲穿過15 mm厚的組織(皮膚,脂肪和肌肉)打印了18 mm的結(jié)構(gòu)医窿。


我們開發(fā)了 一種新型的打印方法DSP磅甩,用于聲波3D打印對(duì)象。


聲空化在印刷樹脂或樹脂混合物介質(zhì)中產(chǎn)生化學(xué)活性區(qū)域姥卢,其中樹脂在聲化學(xué)反應(yīng)下經(jīng)歷從液體到固體的快速相變卷要。

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