3D打印仍然是相對未知的，隨著我們尋找最實惠、最堅固、最耐用的材料和部件，有關機械性能的問題仍然比比皆是。現在，研究人員在多倫多大學正在研究短纖維複合材料在SLA 3D打印中的選擇。他們的發現最近發表在由化學工程與應用化學論文學生Ignace(Joe)brada撰寫的“倒置立體光刻法制造的短纖維複合材料的機械分析”上。
brada認識到，由於缺乏力學性能，許多3D打印部件不適合承載應用。為了改進這一問題，他將玻璃纖維與丙烯酸樹脂結合用於SLA打印。brada在提高彈性模量方面取得了成功，但對其他方面提出了挑戰。他選擇SLA 3D打印，因為製作強大的原型有很多好處，儘管還有其他問題，比如填充罐體所需的樹脂量(與罐體的體積相對應)，這可能很麻煩。也不方便是需要傾倒周圍的樹脂，以擺脫部分固化的材料。
一種立體光刻系統的常規裝置：1)清掃器2)原型3)樹脂4)建造平臺5)電梯6)樹脂罐7)激光束8.XY反射鏡9)透鏡10)UV激光器
一個島系統的設置。(1)原型2)腳手架和支架3)樹脂4)搭建平臺5)紫外激光鏡7)XY掃描鏡8)透明樹脂罐底9)樹脂罐
“為了吸引更多的消費者，一臺佔地面積小、基本的電源電壓要求較低的SLA機器是最好的選擇，”brada說。
使用反向SLA，系統從底部治療。零件倒置在搭建平臺上，由於沒有粘性樹脂，所以必須打印支撐結構，這樣樣品才不會移動。這，這個，那，那個表格2是Isla 3D打印機的一個很好的例子，它允許流暢的工作流程。
模板開發了一種大型材料管道，每種樹脂具有不同的顏色、力學性能和應用。雖然剛性樹脂中確實含有玻璃顆粒，但作者認為它保持了各向同性，但仍然限制了所需的力學性能。
“表格2並不是唯一可用的Isla打印機，”作者說。然而，與其他競爭對手(諾貝爾系列的XYZ打印，Peopoly Moai，Asigo Pica 2)相比，表格2提供了最高的XY分辨率(140米)，並且是唯一包含擦除機制的Isla打印機。
在研究複合材料是否能有效地用於SLA打印時，研究的重點是其固有的力學性能。目前，這類材料被用於製造航空、醫療、體育等領域的部件。“複合材料的性能可以定製，以適應應用，”brada聲明。“例如，玻璃纖維是一種與玻璃纖維結合的樹脂。玻璃纖維將表現出纖維和基體樹脂的性能。通過改變成分的數量，玻璃纖維的力學性能可以為特定的應用量而量身定做。纖維的取向和長度也會影響力學行為。”
BRADA由於其高強度和高模量，以及優異的粘接性能，選擇了短玻璃纖維作為樹脂增強材料。它們有多種尺寸可供用戶根據附著力要求進行塗布。
“最重要的是，玻璃纖維不會干擾紫外激光的強度，”作者說。激光仍能穿過纖維，使周圍的樹脂得以固化。brada的目標是創造出具有“優越的機械性能”的3D打印樣品。他認為這種研究是新穎的，以前沒有嘗試過用短玻璃纖維來進行這種研究。然後對樣本在Isla工作流中的性能進行了分析。纖維的流動和打印的幾何形狀是一個焦點。
雖然纖維可以成功地混入樹脂槽中，但brada發現，流動梯度通常提供纖維的“非理想”取向。這意味著此類3D打印的應用可能受到限制：“樹脂加速向最近的邊界打印，這將導致纖維對齊方向的流動。這通常是橫越寬的高寬比構件，並導致橫向纖維取向，這將不會顯著增加試件沿構件主軸的彈性模量。”brada總結道。
“未來與艾拉島的工作應繼續探索流動誘導的方向和概念化新的想法，以改變樹脂的運動。為了獲得縱向排列的光纖，需要通道流。使用具有更開放源代碼功能的Isla打印機可能更好。”
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