Изменение эксплуатационных свойств фотополимерных материалов для 3D-печати под воздействием химических факторов

Abstract

Статья посвящена изучению свойств фотополимерных смол, используемых для 3D-печати. Методом исследования являлось моделирование процесса контакта изделий, напечатанных на фотополимерном 3D-принтере из фотополимерных смол 4 марок, с буферными растворами с pH от 3 до 12 и 26 растворителями различных классов органических соединений. Описаны изменения внешнего вида и свойств исследуемых материалов при воздействии различных органических растворителей и буферных растворов. Установлено отклонение по массе готовых изделий в зависимости от выбранной фотополимерной смолы. В буферных растворах наблюдалось снижение механической прочности поверхностных слоев при значениях pH, отличных от нейтрального. При контакте с органическими растворителями зафиксировано изменение поверхностных структур, интенсивное набухание полимера, изменение геометрии объектов, образование коллоидных растворов, в отдельных случаях расслаивание и частичное растворение изделий, что приводит к потере механической прочности и отсутствию устойчивости моделей к приложению изгибающих сил. В результате исследования выявлена утрата функциональных и эксплуатационных свойств фотополимерных материалов, не задокументированная производителем.

The article is devoted to the study of photopolymer resins properties used for 3D-printing. The research method was process modelling of the items contact printed on a photopolymer 3D-printer from photopolymer resins of 4 brands using buffer solutions with pH 3-12 and 26 solvents of different classes of organic compounds. The changes in appearance and properties of the materials studied when exposed to various organic solvents and buffer solutions are described. Deviation in the mass of finished items depending on the selected photopolymer resin is determined. Mechanical strength reduction of surface layers at pH values different from neutral in buffer solutions was observed. Change in surface structures, intensive polymer swelling, change in objects geometry, formation of colloidal solutions and in some cases delamination and incomplete dissolution of items resulting in loss of mechanical strength, and absence of model stability to the application of bending forces were recorded in contact with organic solvents. The study revealed loss of functional and operational properties of photopolymer materials not documented by the manufacturer.