赢创与初创公司合作共同开发创新型辐射固化树脂体系用于3D打印领域

赢创与维也纳技术大学下属的初创公司Cubicure签署了一项合作协议,共同开发创新型辐射固化树脂体系。合作由赢创战略创新部门Creavis执行管理。

“Cubicure开发的热光刻技术是制造符合严格工业应用标准的组件的优质选择,”赢创Creavis有限责任公司执行董事Stefan Buchholz教授说道。“一段时间以来,我们一直利用该平台来开发下一代辐射固化树脂体系。为此,我们正在开发定制化的成分,如低聚物、特种单体和合适的添加剂。”

与传统的立体光刻法不同,热光刻法利用激光诱导聚合在较高的加工温度下以无形流体生成物体。该方法为要加工的元件提供了更大的可变性,并为制造工业部件提供了新颖的材料概念。“赢创是一个出色的合作伙伴,我们将一起创建稳定且具有高拓展性的增材生产工艺,” Cubicure首席执行官Robert Gmeiner博士评论道。

开发辐射固化树脂体系是赢创推进增材制造创新增长领域的一部分。公司正在整合资源,以提升其在3D打印领域的技术实力。“我们的战略重点是开发和制造适用于所有相关3D打印技术的‘即用型’高性能材料。与我们的客户和合作伙伴开展紧密合作是推进创新的必要条件。”赢创创新增长领域负责人ThomasGroße-Puppendahl解释说。

赢创将于2019年11月19至22日在美因河畔法兰克福市举行的“精密成型及3D打印制造(formnext)”贸易展上展示上述辐射固化树脂体系的相关研究成果。公司展位位于12.1展馆,C71展位。

关于辐射固化

辐射固化是一种借助于能量照射实现化学配方(涂料、油墨和胶粘剂)由液态转化为固态的加工过程。

辐射固化技术的实用化可以追溯到上世纪60年代,当时德国推出了第一代UV涂料,在木器涂装工业上得到初步应用。以后辐射固化技术逐步由木材单一的基材扩展至纸张、各种塑料、金属、石材,甚至水泥制品、织物、皮革等基材的涂装应用。加工产品的外观也由最初的高光型,发展到亚光型、珠光型、烫金型、纹理型等,满足不同的需求。

辐射固化涂料是利用中、短波(300-400纳米)UV光的辐射能量引发含活性官能团的高分子材料(树脂)聚合成不溶不熔的固体涂膜的涂料品种。

材料组成

辐射固涂料的材料组成:

1. 齐聚物,低粘度含活性官能团的合成树脂。包括:丙烯酸环氧树脂、丙烯酸聚酯树脂、丙烯酸聚醚树脂、丙烯酸醇酸树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸氨基树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等。

2. 活性稀释剂,包括:丙烯酸单体、苯乙烯单体。

3. UV光能引发剂,包括:安息香醚类、二苯甲酮衍生物、苯偶酰缩酮、酮胺混合物等。

4. 助剂,包括:消泡剂、流平剂、稳定剂、分散剂等。

市场应用

辐射固化大规模进入印刷出版行业的时间较晚,大约为上世纪90年代。目前辐射固化几乎涵盖了所有的印刷工艺,包括干式胶印、湿式平印、丝网印刷、柔版印刷、凸版印刷与凹版印刷等。承印物除纸张外尚有塑料、金属和漆膜等。UV现EB油墨相对于传统的溶剂型油墨最突出的特点,也与UV涂料一样,就是快干、环保、节能、优质。

事实上,辐射固化在印制电路板、大规模集成电路、数码相机、光盘(CD-ROM,DVD)、移动电话、液晶显示器与等离子显示器等制造业中的应用,已是一种不可取代的技术,可完成产品制作工艺中的各种涂装、印刷、涂饰和胶粘等任务。现在辐射固化正在向汽车制造业和建筑材料业突破。可以毫不夸张地说,辐射固化目前已进入千家万户和普通百姓的日常生活之中,尽管并不是所有人都能直接意识到这一点。

在辐射固化中,UV固化应用领域最为广泛。需要UV固化灯管,和UV灯相匹配的UV变压器(镇流器),UV电容(触发器),UV反射灯罩等核心部分,以及相关的冷却系统,控制系统,传输系统等制作的UV固化设备可以进行高效固化。

EB电子束固化是辐射固化领域里的另一种主要能量来源,但因其设备投资非常大,因此限制了其应用,目前世界上主要的EB设备在美国,欧洲,日本。我国只有几台实验型的设备。