Effect Of Colorants On The Photo-Curing Characteristics of 3D Printing Resins


Hazar A. B.

9.Ulusal Moleküler Biyoloji ve Biyoteknoloji Kongresi, Konya, Turkey, 18 - 20 December 2020, pp.48

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: Konya
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.48

Abstract

3D printing technology, also called additive manufacturing, uses a technique based on layer by layer for model production using a digital model of a physical object. An UV light source is used for photopolymerization to obtain a solidified final product. The most important advantages of 3D printing are obtaining products with more complex shapes and customized products with less time consuming and expose low wastes compared with the traditional productions. Resin material is mainly composed of monomers, oligomers, photoinitiators, light absorbers and colorants. The desired mechanical properties of final product is closely related with the monomer / oligomer structure such as acrylates, methacrylates and epoxies. Current literature mostly focused on the effects of monomer/oligomer structures and photoinititatiors on the production and final products mechanical properties, curing time, dimensional accuracy etc. On the other hand, it is known that colorants contribute to the absorption of UV light sent from the device to the resin without scattering and thus to the production of the correct size model. However, there is a lack of information about the effect of the shades and colorant type such as pigments and dyes on curing properties. In this study, various colorants was used in the acrylic monomer/oligomer based resin formulations and the effect of the colorants on the dimensional accuracy and curing speed. Additionally, the amount of photoinitiator and light absorber was optimized according to colorant used in the formulation. Real-Time FTIR, UV absorption and layer thickness analyzes are carried out for the examination of the results.

Eklemeli üretim olarak da adlandırılan 3 Boyutlu (3B) baskı, fiziksel bir nesnenin üç boyutlu dijital modelini kullanarak bu modelin katman katman ekleme ile oluşturulduğu bir üretim teknolojisidir. Bu üretim teknolojisinin bir türü olan foto-kürleme esasına dayalı sistemlerde, polimerik içerikte olan sıvı reçinelerin UV ışık kaynağı ile katılaşarak son ürün elde edilmesi sağlanır. Geleneksel üretim yöntemlerine göre özelleştirilmiş ve karmaşık geometriye sahip ürünlerin daha az atık ve daha kısa sürede üretimi sağlanır. Foto- kürlenebilir reçineler genel olarak monomer/oligomer çifleriyle birlikte fotobaşlatıcı ve ışık soğurucu gibi ilave katkı malzemelerinden oluşmaktadır. Monomer ve oligomer çiftleri, 3B yazıcıyla üretilecek olan son üründen istenen mekanik özelliklere göre seçilmektedir. Bunlar akrilatlar, epoksi akrilat, üretan akrilatlar ve üretan metakrilatlar olarak sınıflandırılmaktadır. Mevcut literatür çoğunlukla monomer/oligomer yapıları ve fotobaşlatıcıların nihai ürünlerin mekanik özellikleri, kürlenme süresi ve boyutsal doğruluğu gibi parametreler üzerindeki etkilesine odaklanmıştır. Öte yandan, renklendiricilerin, cihaz tarafında reçineye gönderilen ışığın saçılımını azalttığı ve dolayısıyla yüksek boyut doğruluğuna sahip ürünlerin üretilmesine katkı sağladığı bilinmektedir. Bununla birlikte, renklendiricilerin pigment ve boya gibi tipleri ve tonlarının kürleme özellikleri üzerindeki etkisi hakkında bilgi eksikliği vardır. Bu çalışmada, akrilik monomer/oligomer bazlı reçine formülasyonlarında çeşitli renklendiriciler kullanılmış ve bunların boyutsal doğruluk ve kürleme hızına etkisi incelenmiştir. Ek olarak, fotobaşlatıcı ve ışık soğurucu miktarları, formülasyonda kullanılan renklendiriciye göre optimize edilmiştir. Sonuçların incelenmesi için gerçek zamanlı FTIR, UV absorpsiyonu ve katman kalınlığı analizleri yapılmıştır.