光固化

紫外光固化技术

作为—项节能和清洁环保型技术，紫外线光固化是指单体、低聚体或聚合体基质在光诱导下的固化过程，一般用于成膜过程。利用光固化技术有助于节约能源——能耗仅为传统汞灯的十分之一，且不含溶剂、对生态环境有保护作用，不会向大气排放毒气和二氧化碳，故被誉为“绿色技术”。该技术具有GX、适应性广、节能、经济、环保的特点。

光固化技术(UV)是通过一定波长的紫外光照射，使液态的环氧丙烯酸树脂高速聚合而成固态的一种光加工工艺，光固化反应本质上是光引发的聚合、交联反应。光固化涂料是光固化技术在工业上大规模成功应用的Z早范例，也是目前光固化产业领域产销量Z大的产品，规模远大于光固化油墨和光固化胶粘剂，而环氧丙烯酸是主要的光固化涂料。

光固化成型

在当前应用较多的几种快速成型工艺方法中，光固化成型由于具有成型过程自动化程度高、制作原型表面质量好、尺寸精度高以及能够实现比较精细的尺寸成型等特点，使之得到Z为广泛的应用。在概念设计的交流、单件小批量精密铸造、产品模型、快速工模具及直接面向产品的模具等诸多方面广泛应用于航空、汽车、电器、消费品以及YL等行业。

光固化成型技术是用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体

光固化快速成型技术除了在航空航天领域有较为重要的应用之外，在其他制造领域的应用也非常重要且广泛，如在汽车领域、模具制造、电器和铸造领域等。下面就光固化快速成型技术在汽车领域和铸造领域的应用作简要的介绍。

光固化技术应用

光固化技术应用以其独特的优势，在许多领域得到了广泛的应用。

光固化涂料和光固化油墨相对于传统的涂料、油墨来说主要优势就是环保，这是由于采用了活性稀释剂调节黏度，其有机挥发性组分含量极低。非光固化的涂料或油墨也有环保型的，例如水性涂料和水性油墨，双组分热固化涂料、粉末涂料等。相对于这些应用来说，光固化技术的优势就在于快速、低能耗。一些应用技术是把光固化技术和其他技术结合起来，例如光固化水性涂料、光固化粉末涂料，使其优势更加突出。

在其他一些领域的应用，例如光固化胶粘剂、光刻胶、激光三维成像、三维造型等，则更看重光固化技术的快速的特点光固化保护套。光固化保护套应用在石油管道定向钻穿越时，用于保护外防腐层不受破坏。

光固化技术在3d打印机方面也日益重要，（桌面光固化打印机）其原理是聚合物单体与预聚体组成光引发剂 (光敏剂)，简称（szg-3d)经过UV光(例如，250-405 nM波长)照射后，引起聚合反应，完成固化， 树脂固化过程中产生收缩，不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。

光固化误差分析

光固化快速成型技术的基本原理是将任意复杂的三维CAD模型转化为一系列简单的二维层片,逐层固化粘结,从而获得三维模型"按照成型机的成型工艺过程,可以将产生成型误差的因素分为以下几类。

1、文件格式转换误差

STL几文件的数据格式是采用小三角形来近似逼近三维CAD模型的外表面,小三角形数量的多少直接影响着近似逼近的精度.显然,精度要求越高,选取的三角形应该越多"一般三维CAD系统在输出STL格式文件时都要求输入精度参数,也就是用STL格式拟合原CAD模型的Z大允许误差"这种文件格式将CAD连续的表面离散为三角形面片的集合,当实体模型表面均为平面时不会产生误差,.但对于曲面而言,不管精度怎么高,也不能完全表达原表面,

2、分层处理对成型精度的影响

分层处理产生的误差属于原理误差,分层处理以S几文件格式为基础,先确定成型方向,通过一簇垂直于成型方向的平行平面与STL文件格式模型相截,所得到的截面与模型实体的交线再经过数据处理生成截面轮廓信息,平行平面之间的距离就是分层厚度"由于每一切片层之间存在距离,因此切片不仅破坏了模型表面的连续性,而且不可避免地丢失了两切片层间的信息,这一处理造成分层方向的尺寸误差和面型精度误差"。

3、机器误差

机器误差是成型机本身的误差,它是影响制件精度的原始误差"机器误差在成型系统的设计及制造过程中就应尽量减小,因为它是提高制件精度的硬件基础"。

4、光固化成型误差

这一固化成型特点,使所做出的零件实体部分实际上每侧大了一个光斑半径,零件的长度尺寸大了一个光斑直径,使零件产生正偏差,虽然控制软件中采用自适应拐角延时算法,但由于光斑直径的存在,必然在其拐角处形成圆角,导致形状钝化,降低了制件的形状精度,而使得一些小尺寸制件无法加工"由上述分析可知,如果不采用光斑补偿,将使制件产生正偏差"为了消除或减少正偏差,实际上采用光斑补偿,使光斑扫描路径向实体内部缩进一个光斑半径"。

5、后处理产生的误差

1）工件成型完成后,去除支撑时,可能表面质量产生影响,所以支撑设计时要合理,不多不少,一般支撑间距为6nnn"支撑的设计与成型方向的选取有关,在选取成型方向时,要综合考虑添加支撑要少,并便于去除等"；

2）此外由于温度!湿度等环境状况的变化,工件可能会继续变形并导致误差,并且由于成型工艺或工件本身结构工艺性等方面的原因,成型后的工件内总或多或少地存在残余应力,这种残余应力会由于时效的作用而全部或部分地消失,这也会导致误差"设法减小成型过程中的残余应力有利于提高零件的成型精度"；

3）还有制件的表面状况和机械强度等方面还不能完全满足Z终产品的要求"例如制件表面不光滑,其曲面上存在因分层制造引起的小台阶、小缺陷,制件的薄壁和某些小特征结构可能强度不足、尺寸不够精确!表面硬度或色彩不够满意"采用修补、打磨、抛光是为了提高表面质量,表面涂覆是为了改变制品表面颜色提高其强度和其它性能,但在此过程中若处理不当都会影响原型的尺寸及形状精度,产生后处理误差"。