屋内で8年間安定した性能を発揮！ 3D Systems の長期パフォーマンス 3D プリント樹脂は従来の樹脂とどう違うのでしょうか?

出典: 3D Systems

フォトポリマー材料は数十年にわたって 3D プリントの基盤となっており、その機能は毎年拡大し続けています。フォトポリマーは、光にさらされると硬化する液体ポリマー樹脂です。フォトポリマー材料と 3D 印刷装置は、従来の方法で製造された製品の投資コストのほんの一部で、優れた部品品質、精度、速度を実現します。同社は、ジュエリー製作用のプロトタイプ、少量生産部品、治具、固定具、インベストメント鋳造パターンなど、多用途で手頃な価格の製品を提供しています。

しかし、問題があります。3D プリントで使用されるフォトポリマー樹脂は紫外線にさらされると硬化するため、これまでは追加の紫外線 (太陽光) にさらされると劣化しやすく、日常品への使用が制限されていました。

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フォトポリマーの長期安定性の問題
3D Systems の化学者は、光重合の長期安定性の問題を解決し、図 4 と SLA 印刷技術、および従来の樹脂材料では利用できなかった新しい化学物質を使用して、光重合の機能を再構築することができます。これらの化学物質は、付加製造用の最初のポリマーを製造するための基礎となります。 Figure 4 TOUGH-BLK 20 は、特許取得済みの UV 安定化技術を使用して配合された 3D Systems のフォトポリマーです。

18 か月を超える屋外暴露テストを経て、この製品は長期的な機械的安定性と色安定性を実現します。図 4 TOUGH-BLK 20 の安定性は、引張強度や弾性率、破断伸び、ノッチ付き衝撃強度などの機械的特性の保持に反映されています。下図の図 4 TOUGH-BLK 20 は、屋外での劣化に耐えられるように 3D Systems が開発したフォトポリマーです。

ASTM テスト部品<br /> 製品設計者と製造業者は、3D プリント材料の特性を慎重に分析し、どの材料がニーズに最も適しているかを判断する必要があります。新しい材料が絶えず開発されているため、これらの技術に遅れずについていくことが重要です。 ASTM 試験方法を使用して、数か月から数年にわたる屋外での自然な劣化、業界標準の加速劣化、およびさまざまな条件下での引張強度、引張弾性率、破断時の伸びを試験しました。
図 4 に示す Rigid White 材料は、不透明で生体適合性のあるフォトポリマーであり、医療用途、電子機器ハウジング、モーターケース、その他の小型部品に使用できます。データシートには、「屋内で最大 8 年、屋外で最大 2 年まで測定された、優れた長期環境安定性」があると記載されています。

下図の図 4 RUBBER-65A BLK は、3D Systems の高度な化学技術が何十年も前からの課題を解決できるもう 1 つの例です。従来の弾性フォトポリマーは未硬化の性質を持つため、従来の弾性体と同様の弾性特性を備えています。ただし、時間が経つにつれて、部品は光にさらされてゆっくりと硬化します。そのため、安定性に欠けます。これらの伝統的な材料は屋外で急速に劣化し、同等の屋外暴露で 3 か月未満で機械的特性が完全に失われます。

下の図は、従来のフォトエラストマーの屋外加速劣化曲線を示しています。部屋の外で同等の暴露を 20 日間受ける前に、破断時の伸びは急速に 0 に近づきます。

対照的に、図 4 RUBBER-65A BLK は、屋外に 18 か月さらされた後も、引張弾性率、破断伸び、ショア A 硬度などの主要な機械的特性のほぼすべてを維持しました。

これらの長期的なパフォーマンス材料が重要なのはなぜですか?
前述のように、SLA および投影ベースの図 4 3D プリントは、優れた美観、精度、および機械的特性を備えています。白またはグレーの製品が今後何年もその色と機能性を維持することを知ることは、どのメーカーにとっても大きな利点です。

より耐久性の高い部品は保存期間の延長を意味し、より正確な機能プロトタイプは製品の長期的な実行可能性を意味し、生産速度の高速化はコストの削減だけでなく、かつては射出成形が主流であった多くの用途への扉を開きます。

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