LA CHIMICA
I Fotopolimeri sono miscele liquide composte da più ingredienti precursori del polimero solido che verrà creato durante il processo di indurimento.
Quando parliamo di precursori ci riferiamo a molecole, i monomeri (dal greco “una parte”) che reagiscono legandosi tra loro per formare un polimero (dal greco “molte parti” ). I monomeri si legano formando catene, intrecciate e collegate fra di loro. La resina liquida assume consistenza passando da liquido a gel e infine allo stato solido.
Questa reazione può essere innescata per via termica, con dei catalizzatori e, nel caso specifico della fotopolimerizzazione tramite una radiazione elettromagnetica generalmete nell’ intervallo dell’Ultra Violetto (UV).
Nella maggior parte dei casi i monomeri non sono in grado da soli di reagire quando vengono illuminati, ma è necessario utilizzare uno o più fotoiniziatori. Il fotoinizaitore è una molecola che assorbe l’energia dalla radiazione elettromagnetica generando specie reattive che vanno ad attaccare i monomeri innescando la polimerizzazione, o meglio la polimerizzazione fotoindotta.
Esistono diversi tipologie di fotoiniziatori, tutti con comportamenti peculiari. Solo l’esperienza permette di selezionare gli ingredienti più appropriati secondo l’applicazione focalizzati, a seconda della tipologia di sorgente luminosa, nonchè compatibilità con gli altri elementi di miscela eventualmente presenti nella resina UV.
FORMULAZIONE DI FOPOLIMERI
I Fotopolimeri sono resine sensibili ad UV, la cui formulazione può contenere diverse tipologie di ingredienti, tra cui mononeri, oligomeri, fotoiniziatori, additivi di processo e altre sostanze utili a migliorare la qualità della stampa o per differenziare le caratteristiche degli oggetti stampati.
Potremmo immaginare la formulazione come la ricetta di una torta, vi sono due vie principali per cucinare una torta: metodo veloce e poco personalizzato può essere a partire da una soluzione preconfezionata come una bustina a cui aggiungere solamente il latte e le uova; oppure per creare una ricetta più personalizzata sui nostri gusti potremmo partire da una ricetta ben rodata negli anni o lasciarci trasportare dalla creatività e sviluppare una ricetta sulla base del nostro gusto personale; in questo caso si utilizzano direttamente gli ingredienti intimi come materie prime: farina, uova, burro, zucchero, e aromi.
Per raffronto si può comprendere come la resina debba essere calibrata appositamente per la tecnologia di utilizzo, per la tipologia di macchinario e i suoi parametri, per la Sorgente UV e in base ai nostri gusti ed esigenze. Dedicare la giusta cura alla formulazione da stampare permette di accedere a notevoli vantaggi:
- Esprimere pienamente le potenzialità della stampante.
- Offrire all’utilizzatore finale un approccio alla tecnologia semplificato e con maggiori garanzie di successo.
- Avere a disposozione un maggior numero di materiali stampabili, di diverse resistenze e colorazioni, aventi finalità differenti
LA RICETTA
In ogni formulazione vi sono diversi elementi, possiamo distinguere i principali componenti in 5 gruppi:
- Monomeri e Oligomeri: sono i costituenti principali della resina che reagiscono per formare il reticolo polimerico. Questi elementi determinano in buona misura le proprietà meccaniche del materiale, ad esempio potremo modificare la durezza dell’oggetto da rigido a gommoso, raggiungengo la durezza shore voluta.
- Fotoiniziatori: indispensabili per assorbire la radiazione e attivare la fotopolimerizzazione, selezionano la porzione di luce assorbita.
- Additivi: servono a ottimizzare la qualità della stampa, migliorare la viscosità, ottenere effetti di superficie, controllare la reazione chimica, ad esempio agenti antischiuma, tensioattivi.
- Pigmenti e Coloranti: quando si vogliono ottenere materiali colorati, i pigmenti sono inorganici e opachi, i coloranti sono organici e semitrasparenti.
- Cariche e Rinforzanti: per migliorare le caratteristiche fra le quali durezza, resistenza a indentazione, resistenza ad usura, resistenza a flessione, e altre tipologie.