新型DLP和LCD光固化3D打印材料：光敏凝膠

南極熊導(dǎo)讀：適用于DLP和LCD光固化3D打印的材料——“光敏凝膠”來了。

光固化成型是目前較為成熟的一類3D打印技術(shù),。目前市面上常見的主要有三種光固化3D打印技術(shù)，分別是SLA,、DLP和LCD,。從激光掃描的SLA到數(shù)字投影的DLP,，再到最新的LCD 3D打印技術(shù),，每一種光固化技術(shù)的核心都是光源問題的解決。
△4K  LCD光固化3D打印機

基于數(shù)字面光源的層掃成型原理,，DLP和LCD技術(shù)的速度更快,，精度也很高，成為當(dāng)前3D打印領(lǐng)域中的一大潮流,。尤其是在近幾年,，DLP和LCD 3D打印產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，在多個行業(yè)和領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,。

當(dāng)前,，用于DLP和LCD成型的材料主要是光敏樹脂。這類材料主要由光敏預(yù)聚體,、活性稀釋劑,、光引發(fā)劑和光敏劑組成。其中,，預(yù)聚體是可以進行光固化的低分子量的預(yù)聚體,，主要有丙烯酸酯化環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯,、聚氨酯和多硫醇/多烯光固化樹脂體系幾類,，是材料最終性能的決定因素。

光敏樹脂與光敏凝膠對比

近些年來,，雖然因其優(yōu)異的特性而受到行業(yè)青睞與重視,，光敏樹脂被廣泛用于3D打印行業(yè)，但是,，光敏樹脂在3D打印中仍然存在兩個不足之處：
①有些光敏樹脂中含有大量的工業(yè)酯類,，有刺鼻的氣味和一定的毒性，打印過程需要在密閉環(huán)境下操作,；
②一般的光敏樹脂質(zhì)地較為堅硬,，大多數(shù)不適合構(gòu)建要求具有柔韌性、彈性和拉伸性的結(jié)構(gòu),。

△通過LCD技術(shù)3D打印的光敏凝膠模型結(jié)構(gòu),，具有普通光敏樹脂的打印精度和打印效率速度

而光敏凝膠具有彌補光敏樹脂上述不足的潛力：
①光敏凝膠的前體溶液主要由含C=C鍵的酰胺類單體或大分子聚合物構(gòu)成，能夠溶于水和甘油,，無毒且無刺鼻性氣味,，具有環(huán)境友好的特性,，能夠讓光固化3D打印過程從工廠車間走向辦公室、寫字樓,、商場,，甚至家庭，讓更多的人能夠參與光固化3D打印的過程,；
②相對于樹脂材料,，固化后的光敏凝膠具有較低的彈性模量，質(zhì)地柔軟,，且有一定的韌性和彈性,，能夠與高強度的樹脂材料形成互補，拓展光固化3D打印的應(yīng)用范疇,，特別是具有高附加值的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,，更需要個性化定制各種具有柔韌和軟質(zhì)特性的醫(yī)療器件。

立足臨床應(yīng)用,，開發(fā)系列光敏凝膠材料
2021年1月,，南極熊3D打印網(wǎng)了解到，山西光響應(yīng)新材料科技有限公司經(jīng)過3年的技術(shù)攻關(guān)成功開發(fā)出了光敏凝膠3D打印材料,，并成為當(dāng)年山西省政府關(guān)注和扶持的新興產(chǎn)業(yè)項目,，目前公司正在與當(dāng)?shù)蒯t(yī)療機構(gòu)開展臨床轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的研究與應(yīng)用。


光敏凝膠3D打印材料特色在于：以天然多糖和合成聚合物的前體為原材料,，通過綠色生化改性技術(shù),，構(gòu)建出一系列具有光敏特性的凝膠預(yù)聚體材料，將其開發(fā)為可用于DLP和LCD光固化3D打印的光敏凝膠墨水材料,，不僅具有環(huán)境友好,、無毒和無刺鼻性氣味的優(yōu)點，而且使用該材料打印的結(jié)構(gòu)柔韌有彈性,。除此之外,，它還具備等同于光敏樹脂打印效率和打印精度的特性，甚至在成本上不會超出光敏樹脂太多,。

△使用光敏凝膠打印的結(jié)構(gòu)具有良好的柔韌性和彈性

△光響應(yīng)光敏凝膠產(chǎn)品型號

山西光響應(yīng)新材料科技相關(guān)負責(zé)人告訴南極熊,，他們公司成立于2019年，公司緊密圍繞產(chǎn)業(yè)需求,，以高水平的原創(chuàng)性路線和手段開展光響應(yīng)新材料的開發(fā),，主要致力于可用于光固化3D打印的凝膠材料的研發(fā)與推廣。



△通過光固化3D打印光敏凝膠構(gòu)建放療輔助器件,，獲醫(yī)療備案

黃曉波博士為山西光響應(yīng)新材料科技有限公司的主要研發(fā)負責(zé)人,，博士畢業(yè)于中科院大連化學(xué)物理研究所，曾以訪問學(xué)者身份在德國法蘭克福大學(xué)留學(xué)，山西省“三晉英才”青年優(yōu)秀人才,，目前研究方向為多功能水凝膠材料的研究與開發(fā),。迄今為止，黃曉波博士帶領(lǐng)研發(fā)團隊已經(jīng)在光固化凝膠材料領(lǐng)域取得一系列技術(shù)突破,，獲得授權(quán)專利4項,，3D打印凝膠墨水材料4種。

光敏凝膠作為一種新型的光固化3D打印材料,，打印起來的難度怎么樣,，未來會有什么樣的應(yīng)用呢？可聯(lián)系山西光響應(yīng)新材料科技,。

電話18903404018（李經(jīng)理）