3D打印材料-光敏树脂

光敏(UV)树脂材料是一种常见的3D打印材料，常见的UV树脂就是可以用于3D打印的光敏树脂材料。光敏树脂材料一般为液态，是由光引发剂与单体或预聚合物构成的材料，主要由共聚物、添加剂和稀释剂组成，添加剂具体为光引发剂。添加光引发剂，通过一定波长紫外光的照射，可以引发共聚物的聚合反应，使得液态的光敏树脂材料固化，这种过程被称为液态光固化树脂过程，经常应用于立体光固化3D打印技术中。光敏树脂材料的性能类似于ABS树脂，其具有机械强度高、无挥发性气味、适用领域广、便于储存等特点，并且光敏树脂材料的制备过程短，容易固化，成形精度高、表面效果好，适用于光固化成型(SLA)快速成形设备。在250~300nm的激光或紫外线照射的条件下，存在于光敏树脂材料中的光引发剂对紫外线产生吸收作用，进而形成激发态分子，之后便急速分解，触发光敏树脂中的聚合物发生聚合反应。整个引发过程时间短，光敏树脂材料可以在短时间内实现固化。若要提高固化，可以利用3D打印设备对光敏树脂材料进行逐层扫描、逐层堆结，从而得到预期的3D打印成品，实现设计模型的现实化，利用该技术得到的光敏树脂材料，可以制作出成型准确度高的3D打印产品。通过上述可知，UV树脂材料具备很多的优势，是一种很适合进行3D打印的光敏树脂材料，通过这种材料得到的产品表面精度高，可以展现出较好的3D打印产品的细节，并且得到的产品表面细腻，适合在精密材料加工中得以应用，尤其是在精密零件、铸模制造业中的大规模应用。但是其也具有劣势，如与大多数高分子聚合物相比，UV树脂的生产成本较高，是高分子聚合物领域中的“贵族”，所以高昂的制备成本在一定程度上限制了UV树脂材料在3D打印领域中的发展。

目前，光敏树脂材料在3D打印材料领域应用的研究很多，但是还少有其大规模应用于商业领域的报道。可见光敏树脂3D打印材料的商品化路程还有很长一段要走。除了UV树脂外，酸酐、PUA、乙烯基酯树脂等也属于被广泛使用的光敏树脂材料。尤其是酸酐，由于酸酐粘度适中，有利于在3D打印过程中的成型过程，所以比较受研究者的青睐。但是酸酐材料的机械强度低，以此为基材打印出的3D打印材料成型度低、硬度高、容易收缩，不利于得到理想尺寸的模型;相比之下，PUA材料表现出了较好的光学性能、其耐磨性和韧性也较好，然而PUA材料也在某些方面表现出了劣势，其聚合过程不易掌控，着色度也难以控制调节;乙烯基酯树脂材料的化学稳定性好、机械强度高、成型材料不易收缩，是比较好的光敏树脂类3D打印材料。不过乙烯基酯树脂材料的粘度较高，流动性差，在聚合的过程中用时长，不利于成型，给3D打印过程带来了一定程度的困难，影响了产品成型加工。由此可见，酸酐、PUA、乙烯基酯树脂材料有着自身的特性，既有优点，也有缺点，所以，在3D打印材料的选取过程中，为了得到适于应用的光敏树脂材料，扬长避短，尽可能地发挥材料的优势，会采用混合的方式，将不同材料按一定的比例混合使用。