FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用

技术领域

本发明涉及3D光固化打印机设备技术领域，具体涉及到FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用。

背景技术

光固化3D打印的技术原理是先将三维模型通过一个方向进行分层，从而获取每层的轮廓信息或者图像信息，然后通过光源来实现每层的数据信息，将聚合物单体与预聚体组成光引发剂(光敏剂)，经过UV光照射后，引起聚合反应，完成每一层的固化，重复迭代，最后形成一个三维实体模型。一般的下置光源的光固化3D打印设备在竖直方向上从上至下包括成型台、构建平台以及UV光机，构建平台上设有用于盛放可聚化材料的树脂槽，可聚化材料在树脂槽的底部收到UV光照射后发生固化，由于每打印一层，需要将正在构造的3D打印物从树脂槽的底面分离出来料池与固化的树脂粘力大，分离难度大，而且分离后还需要静置几秒钟使得液面能够平稳，打印一层往往需要十几秒钟，效率低，同时打印失败率高，设备的防粘性能差，树脂和料盒不好脱离，在打印过程中树脂槽中的树脂还容易溢出。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，所述FEP膜装配在光敏液体树脂槽底部,一面向光源,一面向光敏液体。

作为一种优选的技术方案，所述FEP膜的透光率为不低于80％。

作为一种优选的技术方案，所述FEP膜的透光率为90％-97％。

作为一种优选的技术方案，所述FEP膜为流延成型方式成型。

作为一种优选的技术方案，所述FEP膜的厚度公差为±0.01mm。

作为一种优选的技术方案，所述FEP膜的持续使用温度范围为-193℃～260℃。

作为一种优选的技术方案，所述FEP离型膜装配过程包括以下步骤：

步骤一：在覆膜设备上将FEP薄膜两侧附上保护膜；

步骤二：把覆膜的FEP薄膜在切片机上，切成使用需要的尺寸；

步骤三：膜片材放入激光切割机中，在薄膜上做激光冲孔；

步骤四：撕掉双面保护膜，把FEP薄膜和树脂槽固定在一起。

作为一种优选的技术方案，所述步骤一所述FEP膜经过除静电处理，所述除静电处理为通过使用除静电剂消除静电。

作为一种优选的技术方案，所述除静电剂包括硅系除静电剂、表面活性剂除静电剂。

作为一种优选的技术方案，步骤四所述薄膜和树脂槽的固定方法包括使用螺丝锁紧、激光焊接、超声波焊接。

本发明有益效果：本发明FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用使打印成功率高，FEP离型膜的防粘性能优良，树脂和料盒容易离型，原料树脂不会溢出树脂槽、处理后薄膜的光透性保证打印设备的光损不高于10％、同时薄膜的机械性能保证使用寿命高达3万次。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明步骤一的过程示意图。

图2为本发明完成步骤二和步骤三切割和打孔后的FEP薄膜结构示意图。

图3为本发明步骤四的过程示意图。

图4为超声波焊接示意图。

图5为激光焊接示意图。

图6应用实施例5的方法打印固化出的模型。

图7应用实施例6的方法打印固化出的模型。

图8应用实施例7的方法打印固化出的模型。

图中：1.FEP薄膜，2.下保护膜，3.上保护膜，4.覆膜设备，6.树脂槽，7.超声波焊接机，8.激光焊接机，9.激光。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。

针对上述技术问题，本发明面提供一种FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，所述FEP膜装配在光敏液体树脂槽底部,一面向光源,一面向光敏液体。

所述FEP离型膜的中文名称为氟化乙烯丙烯共聚物(全氟乙烯丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯)，俗称F46，是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的，六氟丙烯的含量约15％左右，是聚四氟乙烯的改性材料。

所述FEP离型膜耐腐蚀性优良，不受任何强酸、碱、氧化剂及几乎所有溶剂影响。

所述FEP离型膜不粘性能优良，表面光滑透明，不粘附任何物质。

所述FEP离型膜耐大气老化，耐辐照，和较低的渗透性，长期暴露于大气中，表面及所述FEP离型膜耐性能稳定变无毒无污染，符合国家级食品添加物等的规格标准。

在一些优选的实施方案中，所述FEP膜的透光率为至少为80％。

在一些进一步优选的实施方案中，所述FEP膜的透光率为90％-97％。

所述透光率也称透过率，表征透明及半透明材料透光的能力，透光率越高在3D打印机打印出来的产品，完整性和品质也就越好。

在一些优选的实施方案中，所述FEP膜为流延成型方式成型。

所述流延成型方式制得的FEP膜的厚度公差更加小。

在一些优选的实施方案中，所述FEP膜的厚度公差为±0.01mm。

在一些优选的实施方案中，所述FEP膜的持续使用温度范围为-193℃～260℃。

本发明对所述FEP膜的来源不做特殊限定，所述FEP膜可以从市场上直接购得，也可以本领域人员应用熟知的方法制得，例如：FEP与FEP色母粒的用量比例为按重量份数计1：1-2％进行混合；将混料投入到螺杆挤出机，在360-395℃熔融挤出，经过平坦模具成型薄膜；经过冷却辊筒在100-150℃冷却成型的薄膜，真空干燥；检测、冷却、收卷制成薄膜。

本发明所述FEP离型膜从市场直接购得，为杜邦FEP010离型膜，所述杜邦FEP010离型膜，可以满足上述条件。

所述FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，所述FEP离型膜装配过程包括以下步骤：

步骤一：在覆膜设备上将FEP薄膜两侧附上保护膜；

步骤二：把覆膜的FEP薄膜在切片机上，切成使用需要的尺寸；

步骤三：膜片材放入激光切割机中，在薄膜上做激光冲孔；

步骤四：撕掉双面保护膜，把FEP薄膜和树脂槽固定在一起。

所述覆膜设备为双面覆膜机器，进行覆膜后可防止FEP薄膜在后续的处理过程中出现粘尘和刮花的现象。

本发明对所述用于覆膜的膜没有特殊限定，所述保护膜可以是PP材质、PVC材质、PET材质、AR材质、PE材质、OPP材质、OCA材质。

所述为激光切割机器，所述激光切割机是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束，激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化材料吹走。使用激光切割机器可以保证FEP薄膜的切割的精确性，减少材料的不必要的浪费和提高在后续产品的质量。

作为一种优选的技术方案，所述步骤一所述FEP膜经过除静电处理，所述除静电处理通过使用除静电剂消除静电。

发明人发现，经过除静电处理，可以使FEP膜要不容易吸附灰尘，保持洁净，在后续的使用中更加方便，提高打印成功率。

作为一种优选的技术方案，所述除静电剂包括硅系除静电剂、表面活性剂除静电剂。

所述除静电的方法为：在无尘操作室，用甲醇或乙醇等醇类，除去油脂和水份；再用毛刷或滚筒反复涂布除静电剂或者将塑薄膜浸渍在除静电剂中，在30-40℃温度和60-80℃的温度下分别处理3小时，然后进行干燥，干燥后放置5小时然后进行装配。

本发明所述除静电剂为楚艺佳SH-103除静电剂。

作为一种优选的技术方案，步骤四所述薄膜和树脂槽的固定方法包括使用螺丝锁紧、激光焊接、超声波焊接。

所述声波焊接的原理为当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，从而达到焊接的目的。

所述激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使薄膜熔化，形成特定的熔池，使材料连接在一起，从而达到焊接的目的。

实施例

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，所述FEP膜装配在光敏液体树脂槽底部，一面向光源，一面向光敏液体，所述FEP膜的透光率为95％，所述FEP膜的厚度公差为±0.01mm。本发明所述FEP离型膜为杜邦FEP010，所述FEP膜在装配前要在无尘车间做除静电处理，所述FEP离型膜装配过程包括以下步骤：

步骤一：在覆膜设备上将FEP薄膜两侧附上保护膜；

步骤二：把覆膜的FEP薄膜在切片机上，切成使用需要的尺寸；

步骤三：膜片材放入激光切割机中，在薄膜上做激光冲孔；

步骤四：撕掉双面保护膜，使用螺丝把薄膜和树脂槽锁紧。

所述除静电的方法为：首先用甲醇或乙醇等醇类，除去油脂和水份；再用毛刷或滚筒反复涂布除静电剂或者将塑薄膜浸渍在除静电剂中，在35℃温度和70℃的温度下分别处理3小时，然后进行干燥，干燥后放置5小时然后进行；所述除静电剂为楚艺佳SH-103除静电剂。

实施例2

本实施例提供一种FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，所述FEP膜装配在光敏液体树脂槽底部，一面向光源，一面向光敏液体，所述FEP膜的透光率为95％，所述FEP膜的厚度公差为±0.01mm。本发明所述FEP离型膜为杜邦FEP010，所述FEP膜在装配前要在无尘车间做除静电处理，所述FEP离型膜装配过程包括以下步骤：

步骤一：在覆膜设备上将FEP薄膜两侧附上保护膜；

步骤二：把覆膜的FEP薄膜在切片机上，切成使用需要的尺寸；

步骤三：膜片材放入激光切割机中，在薄膜上做激光冲孔；

步骤四：撕掉双面保护膜，使用超声波焊接把薄膜和树脂槽焊接在一起。

所述除静电的方法为：首先用甲醇或乙醇等醇类，除去油脂和水份；再用毛刷或滚筒反复涂布除静电剂或者将塑薄膜浸渍在除静电剂中，在35℃温度和70℃的温度下分别处理3小时，然后进行干燥，干燥后放置5小时然后进行；所述除静电剂为楚艺佳SH-103除静电剂。

实施例3

本实施例提供一种FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，所述FEP膜装配在光敏液体树脂槽底部，一面向光源，一面向光敏液体，所述FEP膜的透光率为95％，所述FEP膜的厚度公差为±0.01mm。本发明所述FEP离型膜为杜邦FEP010，所述FEP膜在装配前要在无尘车间做除静电处理，所述FEP离型膜装配过程包括以下步骤：

步骤一：在覆膜设备上将FEP薄膜两侧附上保护膜；

步骤二：把覆膜的FEP薄膜在切片机上，切成使用需要的尺寸；

步骤三：膜片材放入激光切割机中，在薄膜上做激光冲孔；

步骤四：撕掉双面保护膜，使用激光焊接把薄膜和树脂槽焊接在一起。

所述除静电的方法为：首先用甲醇或乙醇等醇类，除去油脂和水份；再用毛刷或滚筒反复涂布除静电剂或者将塑薄膜浸渍在除静电剂中，在35℃温度和70℃的温度下分别处理3小时，然后进行干燥，干燥后放置5小时然后进行；所述除静电剂为楚艺佳SH-103除静电剂。

实施例4

本实施例提供一种FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，所述FEP膜装配在光敏液体树脂槽底部，一面向光源，一面向光敏液体，所述FEP膜的透光率为95％，所述FEP膜的厚度公差为±0.01mm。本发明所述FEP离型膜为杜邦FEP010，所述FEP离型膜装配过程包括以下步骤：

步骤一：在覆膜设备上将FEP薄膜两侧附上保护膜；

步骤二：把覆膜的FEP薄膜在切片机上，切成使用需要的尺寸；

步骤三：膜片材放入激光切割机中，在薄膜上做激光冲孔；

步骤四：撕掉双面保护膜，使用螺丝把薄膜和树脂槽锁紧。

实施例5

本实施例提供一种FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，所述FEP膜装配在光敏液体树脂槽底部，一面向光源，一面向光敏液体，所述FEP膜的透光率为95％，所述FEP膜的厚度公差为±0.01mm。本发明所述FEP离型膜为杜邦FEP010，所述FEP膜在装配前要在无尘车间做除静电处理，所述FEP离型膜装配过程包括以下步骤：

步骤一：把覆膜的FEP薄膜在切片机上，切成使用需要的尺寸；

步骤二：膜片材放入激光切割机中，在薄膜上做激光冲孔；

步骤三：撕掉双面保护膜，使用螺丝把薄膜和树脂槽锁紧。

所述除静电的方法为：首先用甲醇或乙醇等醇类，除去油脂和水份；再用毛刷或滚筒反复涂布除静电剂或者将塑薄膜浸渍在除静电剂中，在35℃温度和70℃的温度下分别处理3小时，然后进行干燥，干燥后放置5小时然后进行；所述除静电剂为楚艺佳SH-103除静电剂。

实施例6

本实施例提供一种FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，所述FEP膜装配在光敏液体树脂槽底部，一面向光源，一面向光敏液体，所述FEP膜的透光率为95％，所述FEP膜的厚度公差为±0.05mm。本所述FEP膜在装配前要在无尘车间做除静电处理，所述FEP离型膜装配过程包括以下步骤：

步骤一：在覆膜设备上将FEP薄膜两侧附上保护膜；

步骤二：把覆膜的FEP薄膜在切片机上，切成使用需要的尺寸；

步骤三：膜片材放入激光切割机中，在薄膜上做激光冲孔；

步骤四：撕掉双面保护膜，使用螺丝把薄膜和树脂槽锁紧。

所述除静电的方法为：首先用甲醇或乙醇等醇类，除去油脂和水份；再用毛刷或滚筒反复涂布除静电剂或者将塑薄膜浸渍在除静电剂中，在35℃温度和70℃的温度下分别处理3小时，然后进行干燥，干燥后放置5小时然后进行；所述除静电剂为楚艺佳SH-103除静电剂。

本发明对所述FEP膜可采用本发明具体实施方式提供的制备方法，对其中的配方组分、工艺步骤等进行常规选择进行制备得到。

实施例7

本实施例提供一种FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，所述FEP膜装配在光敏液体树脂槽底部，一面向光源，一面向光敏液体，所述FEP膜的透光率为85％，所述FEP膜的厚度公差为±0.01mm。所述FEP膜在装配前要在无尘车间做除静电处理，所述FEP离型膜装配过程包括以下步骤：

步骤一：在覆膜设备上将FEP薄膜两侧附上保护膜；

步骤二：把覆膜的FEP薄膜在切片机上，切成使用需要的尺寸；

步骤三：膜片材放入激光切割机中，在薄膜上做激光冲孔；

步骤四：撕掉双面保护膜，使用螺丝把薄膜和树脂槽锁紧。

所述除静电的方法为：首先用甲醇或乙醇等醇类，除去油脂和水份；再用毛刷或滚筒反复涂布除静电剂或者将塑薄膜浸渍在除静电剂中，在35℃温度和70℃的温度下分别处理3小时，然后进行干燥，干燥后放置5小时然后进行；所述除静电剂为楚艺佳SH-103除静电剂。

性能测试

发明人对上述FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，制得的带有FEP膜的树脂槽进行性能测试，所述测试方法如下所示：

打印的成功率:选择相同的模型，分别用实施例1-6提供的带有FEP膜的树脂槽进行3D打印,次为100，计算打印出完整的、质量优良模型的成功率。成功率为95-100％，以A表示；成功率为85-95％,以B表示；成功率低于85％，以C表示。

机械性能测试：照本领域技术人员熟知的FPC压合方式，在180℃下分别压合50次后，以对压合过程中离型膜形态的评价作为耐高温性能测试数据，分离耗材过程中离型膜形态的评价作为机械性能测试数据，二者的评价均为：离型膜未出现变形、卷边、断裂、破孔，记为〇；否则记为×。

离型力测试：按照GB/T 25256-2010《光学功能薄膜离型膜180°剥离力和残余黏着率测试方法》用测试用压敏胶带黏附于试验板上，使用拉力试验机以300mm/min的上升速度呈180°将样品剥离，计算三次测试后剥离力数值的平均值作为离型力数值。离型力为5-10g/25m以A表示，离型力为10-20g/25m以B表示，离型力大于20g/25m以B表示。性能测试结果如下表所示

表1性能测试结果

由表1性能测试结果可知，本发明FEP离型膜在3D光固化打印机设备上的应用，提高了3D光固化打印大成功率，使离型膜的机械性能更加优良，发明人在实际的使用中发现薄膜的机械性能保证使用寿命高达3万次，同时使用本发明的方法可使打印后的产品脱模容易，离型快。如图6为应用实施例5的方法打印出的模型，模型表面不光滑；如图7所示为应用实施例6方法打印出来的产品，品质较差；如图7为应用实施例7的方法打印出来的产品，模型脸上明显有缺陷。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。