Naslov
DLP 3D tisak materijala heterogenih mehanickih svojstava
(3D printing of photopolymers with heterogenous mechanical properties)

Autori
Šebalj, Nikola

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
25.11

Godina
2022

Stranica
82

Mentor
Vidović, Elvira

Neposredni voditelj
Cazin, Ines

Ključne riječi
DLP 3D printing, dual-curable resins, acrylate, epoxide, radical polymerization, cationic polymerization
(DLP 3D printanje, dualno-očvršćujuće smole, aktrilat, epoksid, radikalska polimerizacija, kationska polimerizacije)

Sažetak
Zahvaljujući aditivnoj proizvodnji, moguće je stvarati trodimenzionalne objekte bez potrebe za kalupima ili strojnom obradom. U usporedbi s drugim tehnikama aditivne proizvodnje, „foto-polimerizacija“ omogućuje brz i precizan način proizvodnje predmeta geometrijski složene građe. U procesu foto-polimerizacije dolazi do očvršćivanja smole pod utjecajem svjetlosti te je uglavnom ograničen samo na jedan materijal (jednu vrstu smole). No, posljednjih godina znatno je porastao interes za printanjem objekata koristeći više materijala (više različitih smola istovremeno). Na taj način mogli bi se printati predmeti heterogenih mehaničkih svojstava bez potrebe za fizičkom zamjenom posuda u printeru. Korištenje ortogonalnih foto-reakcija pokazalo se kao jedan od najefikasnijih rješenja navedenog problema. U ovom su radu formulirane tri hibridne akrilno-epoksidne smole kako bi se predstavila mogućnost pripreme smola podložnih dualnom-očvršćivanju, te mogućnost podešavanja njihovih mehaničkih svojstava koristeći DLP 3D printer s dvije valne duljine: a) DOM:ECC = 75:25, 25:75 b) Eb:ECC = 25:75 c) PEGDA:ECC = 50:50 3D printer, korišten u ovom radu, sadrži dvije različite lampe koje rade na valnim duljinama od 405 i 365 nm. Pod utjecajem vidljive svijetlosti, aktivira se radikalni foto-inicijator, što dovodi do polimerizacije akrilatne komponente. Uslijed izlaganja UV svjetlosti, uz radikalnu polimerizaciju, dolazi i do otvaranja epoksidnog prstena uslijed kationske inicijacije, pri čemu nastaje IPN (engl. interpenetrating network) s većom gustoćom umreženja te, samim time, i većom čvrstoćom strukture. Za kvantitativnu konverziju epoksidne mreže provedena je i termička obrada printanih uzoraka na temperaturi od 120 °C tijekom 2 sata. Kinetika polimerizacije pripremljenih hibridnih smola ispitana je FTIR spektroskopijom, te putem inicijalnih probnih tiskova. Selektivnim obasjavanjem određenom valnom duljinom očekuju se mehanička svojstva na prijelazu između meke akrilatne i čvrste epoksidne mreže. Ovo je potvrđeno za sustave DOM.ECC i PEGDA:ECC, dok je sustav Eb:ECC pokazao toplinsku nestabilnost i nemogućnost ispisa materijala čija mehanička svojstva ovise o valnoj duljini korištene svjetlosti. Stoga sustav Eb:ECC nije podvrgnut daljnjim ispitivanjima. S ciljem istraživanja mehaničkih svojstava printanih uzoraka, provedena je dinamička mehanička analiza te test naprezanje-istezanje.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo

POVEZANOST RADA