光固化透明樹脂為什麼需要隔水固化?
前言
光固化透明樹脂由於擁有非常良好的光滑度、透光性以及高精度,因此廣泛運用於模型製作中。然而,許多人在後處理過程中,往往發現透明樹脂模型經常會出現變色或黃化以及表面具有黏性等問題,這不僅影響外觀,還可能削弱模型的性能。為了解決這個問題,「隔水固化」技術應運而生,這邊將以深入淺出的方式,探討這一背後的原理。
為什麼需要隔水或隔油固化?
一般來說,樹脂直接暴露於空氣中進行 UV 固化時,會受氧氣的干擾而容易讓表面固化不完全、產生缺陷,這就是所謂的「氧氣阻滯效應 Oxygen Inhibition Effect
」。
在光固化過程中,樹脂中的光觸發劑會吸收 UV 光而產生自由基,自由基會進一步引發樹脂中的交聯反應。然而,氧氣容易與自由基反應,阻止交聯過程的進行,這會導致在樹脂表面容易形成一層未完全固化的黏性薄膜。
而對於透明樹脂來說,氧氣阻滯效應會產生更為明顯的缺陷。
- 黃化或變色
由於氧化作用會造成分子結構的降解,這種降解可能是針對樹脂本身或者是其添加劑,造成某些分子鍵斷裂,形成新的化學產物,這種產物通常呈現黃色至棕色或褐色,對於一般樹脂來說,其顏色和不透明的特性,可以遮掩固化過程中產生的微小缺陷,因此即使固化表面受到氧氣影響,也不會明顯影響外觀;而對於透明樹脂來說,樹脂的顏色容易從透明逐漸轉變為淡黃至深黃亦或者棕、褐色。 - 固化不完全
由於透明樹脂具有高穿透性,因此能量吸收效率會相較有色樹脂來的差,當透明樹脂表面受到氧氣阻滯效的同時,光的吸收效率也會隨著穿透深度而下降,這會導致未完全固化的黏性薄膜顯得比其他不透明或有色樹脂厚的多,且深淺不一的固化程度,更顯得較難以清洗乾淨。 - 固化不均勻
不同介質的折射與散射會導致 UV 光線能量分布不均,讓透明度下降,因此,相較於其他不透明或有色樹脂,透明樹脂對固化環境的光學一致性要求更高。
隔水與隔油固化的原理
隔水或隔油固化的核心原理在於阻隔氧氣並提供穩定的 UV 光穿透環境。
隔水固化原理
使用純水(如去離子水或蒸餾水)覆蓋在樹脂表面,利用水作為屏障來隔絕空氣中的氧氣。水的折射率與樹脂相近,可以有效減少光線的散射,讓 UV 光能更均勻地穿透樹脂表面。由於某些樹脂具有吸濕性,請避免長時間將模型浸泡於水中。
隔油固化原理
矽油是一個最佳的選擇,它是一種高透明度、低揮發性的理想覆蓋材料,其折射率更接近樹脂,可進一步減少光線散射,同時避免水分吸收的風險,適合長時間固化需求。
總結來說,固化不僅是模型製作完成的必要步驟,還直接關係到透明樹脂模型的外觀、性能與使用壽命。而「隔水/隔油固化」則進一步優化了固化的效果,讓模型不僅美觀,還能更加耐用。這對於追求高品質 3D 列印作品的愛好者和專業人士而言,隔水固化無疑是一項值得採用的技術。
如需進一步了解隔水固化的實際操作和效果,建議可以參考以下影片: