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Stampa 3D: Stereolitografia SLA – Parte 2: Fotopolimeri e Fotopolimerizzazione

Scritto da Raffaele Berardi il 2 febbraio 2017

Rubrica: Prototipazione rapida

Titolo o argomento: Stampa 3D di tipo Liquid-Based

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Fotopolimeri

Ci sono diversi tipi di resine fotosensibili (o fotopolimeri) che possono solidificare se esposte a radiazioni elettromagnetiche che vanno dalle lunghezze d’onda dei raggi gamma, raggi X, raggi UV, radiazioni visibili all’occhio umano o, addirittura, raggi di elettroni (EB). Nella stampa 3D la sorgente elettromagnetica più utilizzata è quella dei raggi UV. Le resine fotosensibili agli UV sono formulate da monomeri liquidi reattivi, da agenti indurenti (che catalizzano la reazione aumentandone opportunamente la velocità) e da opportune polveri, filler e additivi utili a modificare le proprietà delle resine stesse.

Fotopolimerizzazione

La fotopolimerizzazione consiste in un processo analogo a quello della polimerizzazione ma basato su una reazione fotochimica ottenuta mediante l’induzione di energia emessa da sorgenti di radiazione elettromagnetica (E=h·ν dove “h” è la costante di Planck e “ν” la frequenza della radiazione elettromagnetica) quali ad esempio i raggi UV. La polimerizzazione, nella fattispecie la fotopolimerizzazione, assembla piccole molecole, dette “monomeri”, in catene di molecole che si ripetono in sequenza, dette “polimeri”. La reazione chimica è di tipo esotermico, ovvero con emissione di calore ed è accelerata grazie all’impiego di un catalizzatore, solitamente un radicale libero, generato termicamente o fotochimicamente. I radicali liberi generati mediante il processo fotochimico si ottengono grazie ad un fotoiniziatore che reagisce con la radiazione attinica, in questo caso i fotoni della luce ultravioletta, ovvero quel tipo di radiazione in grado di agire chimicamente su diverse sostanze. La luce attinica, quindi, agisce sul fotoiniziatore producendo un radicale libero il quale catalizza il processo di polimerizzazione. Affinché questo abbia luogo correttamente le catene di polimeri dovranno essere saldamente formate in un reticolo stabile che eviti la redissoluzione in monomeri liquidi. Le strade percorribili sono due: una lunga esposizione, incompatibile con i tempi ed i costi di prototipazione e produzione, oppure un laser ad elevata potenza.

Continua…

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Stampa 3D: Stereolitografia SLA – Parte 1: Tecnica
Stampa 3D: Stereolitografia SLA – Parte 2: Fotopolimeri e Fotopolimerizzazione
Stampa 3D: Stereolitografia SLA – Parte 3: Pro e contro, R&D
Stampa 3D: Stereolitografia SLA – Parte 4: Esempi ed applicazioni

Fotopolimerizzazione

La luce attinica, quindi, agisce sul fotoiniziatore producendo un
radicale libero il quale catalizza il processo di polimerizzazione.
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