数字化光处理立体成型技术中吸附力的影响机制

数字化光处理(digital light processing,DLP)立体成型技术是一类重要的树脂光固化增材制造技术,具有成型速度快、精度高等优点,但其成型区液态树脂薄层的巨大吸附力限制了成型速度的提高.目前研究集中于树脂槽成型窗口和打印工艺的改进,对吸附力机理缺乏了解.本文建立耦合树脂流动、自由基光聚合反应及固化相变的多物理场模型并通过数值求解,研究了成型区树脂液膜在传质、光聚合、固化沉积、氧阻聚等共同作用下的演化过程,发现固-液界面呈现出稳定的非均匀波浪衰减形貌,液膜厚度极小且在边界处波动剧烈,这不同于以往研究中的均匀界面假设.讨论了打印速度、氧气浓度分布、紫外光强等因素对界面形貌以及吸附力的影响.结果表明,提高外界氧浓度、降低光照强度均能有效降低吸附力,但会显著影响成型精度.进一步提出调整紫外光强分布能改善界面形貌的不均匀性,是降低吸附力、提高打印速度的一种有效措施.本文对研究不同类型的树脂光固化增材制造技术具有重要的借鉴意义.