响应曲面法碳化硅增强光敏树脂制件工艺

宗学文，刘亮晶，倪铭佑，田航

（西安科技大学机械工程学院，增材制造技术研究所，西安 710054）

光固化3D打印是增材制造技术中的一种，其基于逐层堆积的制造思想，利用特定波长的紫外光选择性照射液态光敏树脂进行逐层固化成型[1]，在制造复杂结构方面具有传统成型方式无法比拟的优势。虽然光固化3D打印技术已经被广泛应用，但有限的原材料制约了其发展，由于光敏树脂固化后呈三维网状结构，交联密度高，内应力大，成型产品存在尺寸收缩、打印过程中固化不完全、硬度低等问题，进一步导致打印材料性能降低，因此对光敏树脂的改性研究非常重要。研究结果表明，经纳米颗粒填充改性后，树脂的固化效率提升的同时，其尺寸稳定性也得到明显的改善，从而获得性能较高的打印产品[2–3]，其中碳化硅（SiC）纳米陶瓷颗粒由于具有高强度、高硬度、抗氧化、耐腐蚀等优良特性而得到广泛关注[4]。

何汝杰等[5]采用数字投影(DLP)面成型光固化技术，实现高精度、复杂形状SiC 陶瓷生坯材料的制备；崔聪聪等[6]采用粒径约为58 μm的α-SiC 粉体与光敏树脂进行混合，基于立体光固化（SLA）成型技术制得SiC 材料的Z向线收缩率仅为0.88%，弯曲强度为183.99 MPa；张恒等[7]采用直写成型3D打印技术，得到了致密的SiC 复合材料。笔者注意到对基于液晶显示（LCD）面成型光固化技术打印光敏树脂／SiC 复合材料的研究较少，该技术具有成型效率快、精度高，成本低廉，维护简单的优势，但由于SiC 纳米颗粒的添加导致光敏树脂体系透明度降低、黏度增加[8]，在打印过程中存在成型困难的问题，而打印参数设置会强烈影响打印产品的质量[9]。……