光固化快速成型

光固化快速成型（精选十篇）

光固化快速成型篇1

快速成型技术(RP技术)是20世纪90年代初发展起来的一种先进的制造技术。它突破了传统的加工模式,不需机械加工设备即可快速地制造形状极为复杂的工件,被认为是近些年制造技术领域的一次重大突破[1]。RP技术将机械、电子和材料等学科综合起来,并将设计思想转化为具有一定功能的原型或者直接制造出零件,充分体现了其自动、快速和精确的特点,大大缩短了产品的研发周期,对于制造企业的模型、原型及成形件的制造等都将产生深远的影响。但是该加工方法涉及CAD造型、数据转换、参数设置和后处理等环节,这些环节中产生的误差都将直接影响成型工件的精度。因此,本文以一实体件为例,对光固化成型过程中影响制件精度的因素进行了分析。

1 光固化快速成型的发展

光固化快速成型(Stereo Lithography Apparatus,SLA)是目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的一种快速成型方法[2]。它以液态光敏树脂为原料,通过计算机来控制紫外光灯或激光使其固化成型。该方法制作效率高,材料利用率接近100%,并且方便快捷,能够全自动地制造出形状非常复杂的零件。成型后的制件透明晶莹,强度和硬度都很高,可以直接作为功能件。正是由于光固化快速成型方法的这些优点和用途,使其自问世以来迅速发展,成为近年来制造技术领域中最热门的研究课题之一。

2 光固化快速成型中影响制件精度的因素

制件精度是指成型工件的精度,包括形状精度、尺寸精度和表面精度,即成型工件要在形状、尺寸和表面3个方面符合设计要求的程度。影响光固化快速成型精度的因素有很多,包括成型前的数据处理、成型过程的工艺参数选择和后处理的支撑去除等方面。目前,国内外的学者都对影响制件精度的若干因素进行了大量的研究,主要有以下几个方面。

2.1 STL格式转化对制件精度的影响

STL即为三维实体模型文件经过离散角化处理后得到的模型文件。STL文件格式是美国3D System公司首先提出的一种文件格式,目前已成为CAD系统与RPM系统之间的数据交换标准。该文件格式采用小三角形面片来近似地逼近三维CAD模型的外表面,可以较大程度地简化CAD模型的数据格式[3]。但实际上,因为它是一种近似表示,所以不可能完全地表达实际的表面信息,会不可避免地产生误差,尤其是对曲面。显然,小三角形数量的多少将直接影响近似逼近的精度,精度要求越高,生成的三角形就应该越多,这样就增大了存储空间和数据的处理时间。所以在选择转化精度时,应该考虑到产品精度的具体要求,从而选择合适的转化精度。

2.2 光斑补偿直径对制件精度的影响

在光固化快速成型中,圆形光斑是有一定直径的,不能将其近似地看成聚焦的光点,光能量聚集在整个光斑范围内,其固化的线宽是该光斑直径的大小。如果不采用补偿,光斑的扫描路径如图1(a)所示。成型后的制件实体每侧尺寸都大了一个光斑半径,最终导致制件的整体尺寸大了一个光斑直径,使零件出现了正偏差。为了减小或消除正偏差,需将扫描路径向制件实体内部缩进一个光斑半径,使制件的尺寸误差为零。因此应根据制件误差的大小修正补偿直径的大小,使补偿直径与实际光斑直径的大小相等,见图1(b)。

假定其他工艺参数不变的情况下,以图2的实体件为例对光斑补偿直径对制件精度的影响进行分析。

STL成型时除光斑直径外,其他的工艺参数见表1。

对光斑补偿直径取不同的值进行成型加工,然后对以不同光斑补偿直径加工出来的制件进行测量。为了保证测量的准确性,在同一方向上分别取不同位置的3点,测其距离并取平均值,得到的测量结果见表2。从表2中可以看出,当光斑直径为0.6 mm时,对方形件的精度影响最小。

2.3 分层厚度对制件精度的影响

分层厚度将直接影响制件的表面粗糙度,是光固化快速成型工艺中较为重要的一项工艺参数。为了得到较好的固化效果,分层厚度必须要小于紫外光的最大固化深度,这样两个相邻的固化层才能很好地粘接在一起,否则将会产生层间漂移,无法成型。分层厚度越小,层数越多,制件的表面精度就越高,但是过小的分层厚度将会使层与层之间的重叠量增大,制件会发生翘曲变形,同时层数多了也相应增加了成型时间,使加工效率大大降低[4]。所以合理的分层厚度就显得尤为重要。假定其他工艺参数不变的情况下,不同分层厚度对制件精度的影响见表3。从表3可以看出,分层厚度越小尺寸偏差就越小,但最好不要低于0.06 mm,否则制件将发生翘曲变形。

2.4 扫描速度对制件精度的影响

如果扫描速度过大,树脂因为吸收不到足够的能量而不能固化成型;而扫描速度过小,树脂吸收紫外线的能量就多,则最大固化线幅增大,相邻的固化线条重合度加大,将导致制件内部产生应力集中,从而发生翘曲变形[5]。因此,要合理地控制扫描速度。在其他工艺参数不变的情况下,不同扫描速度对制件精度的影响见表4。从表4可以看出,当扫描速度为100 mm/s时,尺寸偏差最小。

2.5 扫描间距对制件精度的影响

扫描间距就是两条扫描线之间的距离。扫描间距一定要小于最大固化线幅,这样相邻扫描固化线才能有重叠,经过多次扫描形成一个平面,同时使平面具有一定的强度。同样,过小的扫描间距也是不合理的,它会使制件产生翘曲变形,并且降低了成型效率。在其他工艺参数不变的情况下,不同扫描间距对制件的精度影响见表5。

从表5中可以看出,扫描间距为0.15时最佳,过大或过小都会产生较大的尺寸偏差。

3 后处理对制件精度的影响

制件成型完成后,需要将支撑结构去除,然后进行后固化或打磨、抛光等后处理工序,在这些工序中零件尺寸将会产生一些误差[6]。首先,在去除支撑时可能会对制件的表面质量产生影响,所以在成型方向上要尽量减少支撑或者添加的支撑要便于去除。其次,由于外界环境的变化和制件内部残余应力的存在,制件可能还会继续变形,应设法在成型过程中减少残余应力的产生。最后,制件完成后有些部分可能固化的不够彻底,还需要进行二次固化,以提高制件强度。

4 结论

本文对实体件成型过程中影响其精度的各种因素进行了分析,并得出结论:当光斑补偿直径为0.6 mm、分层厚度为0.06 mm~0.1 mm、扫描速度为100 mm/s、扫描间距为0.15 mm时成型的精度最高。但是此结论并不是通过所有工艺参数组合实验而得出的,因此为了更进一步地提高光固化快速成型制件的精度,还需做更多的实验分析。

摘要：光固化快速成型是目前较为成熟的一种快速成型方法,其制件精度较低。以实体件为例,对影响光固化快速成型制件精度的各种参数进行了实验研究,并对各参数进行了分析。

关键词：光固化成型,精度,工艺参数

参考文献

[1]胡庆夕,周克平,吴愚亮,等.快速制造技术的发展与应用[J].机电一体化,2003(5):6-11.

[2]陈扼西.快速原型技术及其在我国的发展[J].集美大学学报,2001,6(4):340-344.

[3]崔焕勇,王守仁,高琦.快速原型制造技术的发展现状与前景[J].山东轻工业学院学报,2003(3):167-175.

[4]周惦武,徐翔.快速成型技术的研究进展与发展趋势[J].铸造设备研究,2003(2):51-54.

[5]袁祁刚,杨继全.快速成形技术的新进展[J].金属成形工艺,2003(5):12-14.

UV光固化涂料使用注意事项篇2

UV光固化涂料作为一种环保节能型涂料，已应用在众多领域。它是以高能量的紫外光作为固化能源，在UV光源照射下进行化学反应。但在使用中还是会出现部份过敏现象，就像青霉素过敏一样，也是因人因环境而异。对皮肤有刺激性的物质主要是UV涂料里丙稀酸酯稀释剂,过敏现象在夏季容易出现，无热出汗、毛孔张开、刺激性物质会通过毛孔进入皮肤引起过敏。如能够采取适当防护措施也能避免发生过敏。过敏初期现象为：皮炎、起斑、瘙痒。

操作注意事项

一、喷涂操作工、调油工应戴上聚乙烯或聚丙烯等耐溶剂、不透性薄膜制的一次性手套进行操作，切勿不戴手套或戴线布手套操作。

二、如皮肤和衣物上沾了UV涂料，应立即先用溶剂如：酒精或乙酯擦除后再用肥皂水洗涤。并及时更换所污染衣物。

三、现场应备一些外擦消炎药，过敏初期会出现瘙痒，轻微发红，应及时外擦一些药膏，如皮炎平、达克宁类似抗过敏药。

四、过敏严重时会出现红肿、起水泡现象，应注意过敏部位卫生，并及时去医院治疗，切勿拖延，防止发生感染。

五、当皮肤上或衣物上的UV涂料没有及时擦除时，不应到UV灯前或到户外。日光中也有一部份UV光，当UV涂料经过UV光照射后，会释放大量热能，这样很容易烧伤皮肤。引起皮肤发热、红肿。

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论光固化膨胀阻燃涂层的制备篇3

关键词：光固化；阻燃涂层；制备方法

中图分类号：TQ325.12 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0148-02

1 光固化膨胀阻燃涂层制备的工艺特点

光固化膨胀阻燃涂层的制备是与光固化技术息息相关的，光固化技术是一项清洁环保型技术，它有利于保护环境，净化空气，也可以节约能源，可持续利用。它使用的能源消耗量只是传统能源消耗的十分之一，而且不含有溶剂，不会向大气排放有污染的气体，比如二氧化碳等，有利于保持生态平衡，对保护环境起到重要作用，因此也被称为“绿色技术”。

光固化技术（UV）是通过一定波长的紫外光照射，使液态的环氧丙烯酸树脂高速聚合而成固态的一种光加工工艺。在这个光加工的过程中，光固化反应起到了至关重要的作用，而光固化反应在本质上是由光引起的聚合、交联反应。而光固化膨胀阻燃涂层的制备就是光固化技术在工业上大规模应用的成功范例。

光固化膨胀阻燃涂层相对于传统的阻燃涂层来说，它的主要优势就是不释放有害气体，可以有效地保护环境。这是由它自身的工艺特点决定的，它采用了目前比较环保的活性稀释剂来充分调节黏度，使其自身的有机挥发性组分含量极低。非光固化的膨胀阻燃涂层也有的比较环保，但是相对于光固化膨胀阻燃涂层来说，没有它更加的节省能源，它的能耗是传统的非光固化膨胀阻燃涂层的十分之一左右。而且光固化技术的特点就在于能耗低，速度快，将光固化技术应用到制备膨胀阻燃涂层，能更好地发挥它的优势。

2 光固化膨胀阻燃涂层的制备原理

我们通常所讲的光固化过程是指液态树脂经光照后变成固态的过程，其中所涉及的光固化反应绝大多数是由光引发的链式聚合反应。更广义的光固化还包括可溶性固态树脂光照后变成不溶性的固态的过程，典型的例子是负性光刻胶，其所经历的反应是光交联反应，例如聚乙烯醇肉桂酸酯的二聚环化反应。

光固化涂料通常是从液体树脂变成固态干膜，因而其所经历的光化学过程基本上是链式聚合反应，通过聚合使体系的分子量增加，并形成交联网络，从而变成固态干膜。光引发聚合反应主要包括光引发自由基聚合、光引发阳离子聚合，其中光引发自由基聚合占大多数。

光固化膨胀阻燃涂层的制备主要是一种在紫外光照射下迅速交联固化成抗氧化膜的新型技术的具体应用，因为它环保，高效的特点，已被业界广泛的认同，而且在近年来发展比较快，主要应用在消防领域。

3 光固化膨胀阻燃涂层的制备方法

光固化膨胀阻燃图层的制备主要分为物理方法和化学方法，物理方法是指用各种物理材料辅助完成光固化反应的过程，这种工艺的特点在于取材简单，制备工艺流程并不复杂，主要包括浮腊法、覆膜法、强光照射法和两次辐射法。

①浮蜡法。在制备膨胀阻燃涂层的客体对象中加入适当的石蜡，在一定强度的强光照射下一段时间，再把涂膜徐徐展开，因石蜡的特性，使这种材料与有机树脂的存在体系并不相容，因此用石蜡铺成一层很薄的薄膜覆盖在膨胀阻燃涂层表面，能够起到阻隔外界氧分子向涂层扩散的作用。不过这种工艺虽然操作简单，但是工艺流程需要的时间较长，而采用的是日光，光照时间和光源强度无法保证，因此用这种方法制备膨胀阻燃涂层的生产绝对速率比较低，不适合大规模的生产。

②覆膜法。这种方法的工艺流程主要就是将膨胀阻燃涂层所在的载体上覆盖上一层表面惰性的塑料薄膜来起到阻隔外界氧分子向涂层扩散的作用，如聚乙烯薄膜，再经过光固化反应中的UV光辐照固化后，揭去薄膜。只是经过这样的工艺制作出来的膨胀阻燃涂层，无论在光泽度方面，还是在光泽均匀度方面都不能达到很好地效果，而且生产的速度慢，生产率比较低，因此在实践中应用的不是很广泛。

③辐照法。这种方法是利用强光的照射，来促进光固化反应中引发剂的大量分解，使引发剂中产生大量的活性自由基，这些活性的自由基能够促进单个分子的迅速流动，起到催化的作用。而且这些活性自由基也可以和氧分子进行反应，相比活性自由基参与前后两个反应的比例来说，无论用不用强光辐照，两个反应都差不多，但是由于强光的参与，可以使光固化反应的绝对速率增加很多。因此可以促进聚合反应的发生进一步加快，从而导致涂层的黏度也迅速增加。在这样的情况下，可以有效地阻止外界地氧分子向着高黏度体系的扩散，此时更加有利于活性自由基的聚合反应的加速进行。但是这种工艺也有自身的局限性，在实际生产中，此种光固化工艺所需要的辐照光源动辄上千瓦，而且常常几只光管并排安装使用，相邻两只光管在重叠辐照区域上的光强具有可加和性。但是光源的质量直接影响到了膨胀阻燃涂层的均匀度和光泽度，因此改善光源质量、增加辐照光强度是此种工艺亟待解决的问题。

④两次辐照法。开始先用波长比较短的辐射光源辐照涂层，因为波长短的光源在有机涂层中的穿透力比较差，所以光源的能量在膨胀阻燃涂层的浅表层就被吸收殆尽了。但是相对而言，单位体积内吸收的光能较高，这样不但有利于增强光固化反应的速度，还能增强抗氧聚合的能力。在这种情况下，光固化反应中的聚合固化只是发生在膨胀阻燃涂层的浅表层，而当浅表层上面的固化膜一旦形成，就是底层涂层良好的阻氧膜，接着再用常规中压汞灯辐照，其中波长较长的光线就可以有效地穿透整个涂层，这样就可以有效地让引发剂促成光固化反应中的聚合固化反应，另外这种辐照方法还可获得一些特别表面效果。

化学方法就是添加氧清除剂，如叔胺、硫醇、膦类等化合物通过化学反应来催化产生更多的活性自由基。这些化合物作为活泼的氢供体可与过氧自由基迅速反应，促进活性自由基再生，同时过氧自由基夺氢生成烷基过拉化氢，并可进一步分解为烷氧自由基与羟基自由基。所产生的活性自由基与膨胀阻燃涂层中的物质结合，可以促进光固化反应中聚合固化的速度，再生出来的活性自由基还可以引发聚合烷基过氧化氢分解释放出更多的烷氧基自由基，而烷氧基自由基对乙烯基单体也有一定引发活性，但它的进一步夺氢反应似乎更占主导地位。

添加化合物的工艺过程已成为光固化技术中一个比较重要的环节，也是活性自由基光固化配方中克服氧阻聚的重要手段。但含有胺的光固化膨胀阻燃涂层体系在其光固化过程中产生的固化产物容易产生黄变，而且光固化膨胀阻燃涂层体系的表面稳定性不高，均匀度也保证不了，这就是使用胺类化合物作为抗氧添加剂阻聚方法的一大缺点。

如果采用其他引发剂，比如采用Ⅰ型光引发剂和Ⅱ型光引发剂配合的光引发剂体系和二苯甲酮的混合光引发剂，它在空气中有较好的使用效果。一般认为，这可能是由于二苯甲酮的能够激发出更多的活性自由基，以及大量的三线态，这些都能后有效地促进过氧化物的分解，而过氧化物的快速分解能够产生更多的烷氧自由基和羟基自由基，这些自由基能够更好地促进光固化反应中的聚合固化的速度，并对光固化膨胀阻燃涂层的抗氧能力都具有引发作用，而Ⅰ型光引发剂光解产生的自由基与氧的反应消耗了氧，使氧对二苯甲酮激发三线态的猝灭作用受到抑制，可见两者有协同作用。物理方法和化学方法各有优势，可以在一定的领域和一定的条件下综合使用，物理方法比化学方法操作简单，更加地清洁环保，并节约能源，但是它的普遍缺点是生产效率低，而化学方法则不同，使用化学方法是操作流程相对于物理方法还是比较复杂，工艺过程中需要的条件也比较苛刻一些，但是有时就在于生产率高，可复制性强，可以大规模的生产，广泛地推广应用。

参考文献：

[1] 王孝峰.光固化膨胀阻燃涂层的制备及交联聚乙烯的热老化与机理的研究[D].北京：中国科学技术大学，2013.

[2] 张海龙.110～220 kV XLPE电缆绝缘在线检测技术研究[D].武汉：武汉大学，2009.

光固化快速成型篇4

光固化快速成型 (SLA) 的工艺过程一般包括以下四个环节:1) 样件三维数据的准备;2) 样件制作方向的确定、支撑结构的设计和数据的分层处理;3) 样件的成型加工过程;4) 样件的后期处理。其中, 样件制作方向的确定是进行成型加工的前提和基础, 对样件的最终质量起到决定性的作用, 必须给予足够的重视[1]。

1 样件制作方向的概念

将样件的三维模型导入分层软件中时, 三维模型在分层软件中各个点的坐标即确定了该模型的一个制作方向。但这个制作方向往往不能满足样件的最终制作需求, 还需用户进行调整和优化, 其内容包括三维模型的表面与分层软件中各个坐标平面的距离、三维模型绕各个坐标轴的旋转角度等。其中, 三维模型与各个坐标平面的距离决定了样件在制作时相对制作平台 (成型机的网孔板) 的各个坐标值, 即样件在制作过程中相对制作平台的定位;而三维模型绕各个坐标轴的旋转角度则决定了支撑的结构和分层处理时样件每一层切面的轮廓外形。制作方向对成型的稳定性、样件的表面精度、样件的成型制作时间和支撑结构的形成都有着非常重要的意义。

2 样件的制作方向对SLA成型工艺的影响

2.1 制作方向对成型稳定性的影响

样件在成型制作过程中的稳定性关系到样件制作时层与层间的精确定位问题。没有稳定性, 就谈不上制作的精度、效率和成本。样件的单层切面轮廓、激光扫描时间、刮板和网孔板运动所造成的液态光敏树脂的流动均会对不同制作方向下的样件成型的稳定性产生影响。制作方向决定了样件的各层的切面轮廓, 切面轮廓越小, 单位切面面积的固化时间越长, 层间固化深度就越大, 光敏树脂层间的固化粘接应力相对越强, 能够获得较高的强度;制作平台的上下运动主要引起液态光敏树脂的垂直流动, 当样件的制作方向使得切面轮廓较大时, 容易引发固化粘接不牢的光敏树脂层发生层间漂移的现象, 后续固化层将无法准确的定位于前一层上, 造成制作失败;刮板的运动主要引起液态树脂的水平流动, 是高大而薄的样件在制作过程中的最不稳定的因素, 极易导致制作过程中样件的变形甚至倾倒, 造成精度丧失或制作失败。

2.2 制作方向对样件表面精度的影响

制作方向的不同, 会使样件的表面得到不同的精度[2], 产生台阶效应。SLA的工艺特点决定了样件必须按照先分层处理再叠加的方式进行制作, 因此一旦样件的任一表面与坐标轴间具有非0°或非90°的夹角时, 将必定会出现台阶效应, 影响到样件的表面精度。通过旋转三维模型来调整制作方向, 可以减小或消除重要表面的台阶效应。

2.3 制作方向对成型制作时间的影响

成型制作时间由各层的轮廓扫描时间、填充扫描时间、支撑扫描时间以及层间等待时间组成。样件的制作方向决定了分层层数的多少, 分层层数越多, 样件的成型制作时间相对越长, 样件的细节特征较好;分层层数越少, 样件的制作时间相对越短, 但样件可能会丢失一些细节特征。在确保样件质量的前提下, 优化制作方向, 采用较少的分层层数可以大为缩短样件的成型时间。

2.4 制作方向对支撑结构的影响

对于同样几何尺寸的样件, 不同的制作方向能够得到不同的支撑结构和不同的支撑体积, 并会随之影响到后处理的难易程度;而支撑体积的多少则决定着成型过程中的树脂消耗量。在SLA支撑工艺中, 底面支撑结构是所有样件在成型过程中所必须的, 但若样件存在较大的悬臂面积, 也需在其上添加支撑。合理的制作方向可以最大程度地减小底面支撑面积, 缩小或消除悬臂结构, 减轻后处理工作强度并节约贵重的光敏树脂原材料。

3 样件的制作方向的优化

样件制作方向的优化设计具有很强的主观性, 经验在设计制作方向的过程中占据着重要的地位。但无论样件的外形结构如何变化, 最优的成型稳定性、最优的表面精度、最优的制作时间以及最优的支撑结构和体积为用户始终追求的成型优化指标[3]。其中, 稳定性是优化的前提;精度是优化的基础;最少的制作时间和最优的支撑体积和结构关系则到加工的效率和成本。下面以如图1所示半圆柱样件的三种不同的制作方向为例进行说明:

制作稳定性:c方式最优。该制作方向使半圆弧面生成了支撑结构, 并以最大的支撑体积降低了层间漂移的概率, 因此稳定性最好。但在后处理时, 需要打磨半圆弧面的台阶和残余的支撑结构。

表面精度:a方式最优。该制作方向消除了台阶效应且各切面层面积为最小, 样件强度较高。但由于分层层数为最多, 因此制作时间最长。

制作时间:b方式最优。该制作方向和c方式一样具有最低的Z向高度, 且具有水平下表面, 其支撑体积比c方式少, 因此制作时间最短。但由于该方式相对c方式来说缺乏足够多的支撑, 当固化不足时, 还可能会发生层间漂移现象。

支撑体积:a方式最优。该制作方向使得样件的支撑体积为最小, 但稳定性较差。

4 结语

在进行样件制作方向设定时, 要使样件的重心位置尽量贴近制作平台, 以增加制作过程中的稳定性;在处理制作中的精度问题时, 需要旋转样件的三维模型, 使其各个表面尽可能的平行或垂直于坐标轴, 以减小或消除台阶效应;最后再考虑降低制作的时间和原材料的消耗量, 在保证成型稳定性和样件精度的前提下, 尽量降低样件成型时的Z向高度, 减少或消除悬臂结构, 减少支撑体积, 从而缩短样件的加工时间, 节约制作成本并为后处理提供便利。

摘要：在光固化快速成型工艺过程中, 制作方向直接关系到样件的最终精度甚至制作的成败。文章从样件制作方向的概念入手, 以光固化快速成型的原理为主线, 结合实例对样件的制作方向问题进行分析, 找出优化样件制作方向的一般性规律和方法。

关键词：光固化快速成型,制作方向,稳定性,精度

参考文献

[1]Jacobs P F.Rapid prototyping&manufacturing:fundamentals of stereolithography[M].New York:Mc GrawHill, Inc, 1992.

[2]王军杰.光固化法快速成型中零件支撑及制作方向研究[D].西安:西安交通大学机械工程学院, 1997.

光固化快速成型篇5

[关键词] 光固化纳米树脂；根管螺纹钉；牙残冠

文章编号：1004-7484（2014）-03-1220-01

口腔门诊患者对残损牙齿的治疗已不仅仅局限于残牙的去除，他们对于自然牙比如残冠残根的保留要求越来越多。为了保存、利用残冠残根，现在越来越多采用根管螺纹钉联合光固化纳米树脂进行修复，经过完善的修复过程后可以使患牙更加坚固耐用，而且也为后续的治疗过程如各类烤瓷冠固定修复打下基础。作者采用根管螺纹钉联合光固化纳米树脂修复96例患者96颗患牙牙残冠，经过3年的临床观察，取得了较为满意的临床效果，现报告如下。

1 临床资料

选择2010年1月——6月，来我院口腔科就诊，牙根及髓底无缺损的大面积缺损残冠及残根96例患者96颗患牙，男46例，女50例。年龄18-75岁，前牙16颗，后牙80颗。

2 适应症

2.1 无明显的牙龈炎或牙周炎症，无松动，无叩痛。

2.2 根管无弯曲，牙冠缺损范围为1/2-3/4，牙冠破坏深度在龈缘根方2mm之内。

2.3 髓室底完整并留有部分髓室，牙体缺损不得涉及龈下。

2.4 X线片显示根尖阴影小于0.5cm，无明显根尖组织病变。

3 材料

材料选择成品牙用根管螺纹钉（杭州西湖生物材料公司），光固化纳米树脂（卡瑞斯玛树脂，贺利氏），配套的Prime&BondNT粘接剂，3M公司光固化灯等。

4 治疗方法

对患牙进行完善的根管治疗，首先应当尽量去除牙体组织中的腐质，消除薄壁弱尖，但尽可能保留龈缘以上健康的牙体组织和残冠。将残根预备成颊舌（腭）两个斜面，在患牙邻牙的近远中邻面作轴向固位沟完成牙体预备。用与根管钉相匹配的低速专用麻花钻，沿根管方向缓慢扩大根管，深度约为根长的2/3或距根尖约3mm即可，注意不能造成根管侧壁穿通，同时保留近根尖部的根充物。根据牙齿各自的根管情况并参照X线片，选择直径大小适宜的圆形螺纹钉备用。消毒根管和螺纹钉后，将螺纹钉选入根管，调整咬合关系，旋入时严密注意手感，如觉过紧，及时反转1/4-1/2圈，以缓解应力，防止根尖裂纹[1]。牙冠缺损大固位不良者可加1-4颗自攻自断螺纹钉于牙冠牙本质处。用30%磷酸锌酸蚀1min，酸蚀处理牙体粘接面和螺纹钉暴露于根管口以外部分。然后清洗吹干后涂牙本质粘接剂，用压缩空气吹去多余的牙釉质粘接剂，光照20秒，然后用光固化复合树脂分层修复牙冠，每层修复材料不超过2mm，层层光照20秒。参考磨牙牙冠的解剖形态做出食物溢出沟。为增强殆面的耐磨性，视缺损面积情况，垂直于赊面栽埋1-2根冠钉。调殆抛光，使接触缘平滑，不留悬突。

5 疗效观察

对这96例患者随访3年，评价标准如下：根据光固化纳米树脂修复后的牙冠形态、边缘密合度、修复体折裂、牙龈炎症反应等情况，分成功和失败两种情况。成功：无自觉症状，咀嚼功能正常；充填后牙冠形态完整，边缘密合度好，充填物无明显松动。失败：有咬合痛，不能咀嚼；充填后牙冠形态不完整，充填物周围有明显裂隙或脱落，根管螺纹钉松动，X线片显示根尖周稀疏区扩大或出现新稀疏区；残冠缺损。

6 结果

经临床观察，本组96例患者96颗患牙中，94颗修复成功，1颗因继发性龋齿致修复体脱落，1颗因慢性牙周炎导致残根松动。

7 讨论

7.1 若对后牙牙体较大范围缺损，只行单纯充填则不易恢复，而借助钉固位采用根管螺纹钉则比较理想。其固位形式是螺旋式，与根管壁有较大面积的结合，既可利用牙本质的弹性，亦可增加机械扣锁力。本文利用根管螺纹钉联合光固化纳米树脂制备牙体外形，使修复体获得良好的固定，最后完成冠修复。不仅保护了脆弱的牙体组织，避免了由于内应力集中导致牙根折裂，同时也保护了邻牙的健康，对邻牙缺失患者同时满足了固定义齿修复的要求。成品螺纹钉与光固化纳米树脂构成的核，可更广泛应用于后牙残根残冠的修复。通过完善根管治疗，对后牙残冠保留及修复，保留了对牙周膜敏感的本体感受传入神经中枢的能力，从而可以避免牙槽骨的萎缩及修复体对邻牙及牙周组织的不良刺激，所以在治疗时尽可能保留残根、残冠，这在外观及功能上均具有一定的临床意义。

7.2 根管钉能够使牙体抗力性和固位性明显加强，后牙根管多且细弯，除了选择主桩根管外，还应选择副根桩，桩的数量视牙体缺损程度而定。

7.3 螺纹钉一端固定在牙内，而另一端包埋在修复材料中形成支架，有助于光固化纳米树脂的固位，不仅使牙具有更强大的防折裂能力，而且也增强了对冠外抗力和咬合力的抵抗。当发生大面积牙体缺损时，埋植的螺纹钉数目往往需要增加，需要至少2枚以上的螺纹钉。但是就修复效果而言，若只增加螺纹钉个数并不能解决固位力欠缺的问题，密集排列在釉牙本质界内的螺纹钉会使这一连线产生预应力，就会在抗力方面形成一条薄弱带，反而会增加牙壁折裂机会。所以在实际工作中，螺纹钉适当地内倾可提供非共同就位道产生的更大的固位力。当发生不规则缺损时，可以让所设置的螺纹钉交错形成的网络状结构，这样会使得充填物与牙体融合得更紧密。在置入螺纹钉时，过快的转速所带来的不必要的切削及大量的热量会使牙体蛋白变性，增加牙质本身的脆性，还有可能因为过快的转速使得螺纹钉与孔壁贴合不紧密及滑脱现象。

7.4 光固化纳米树脂修复牙冠能尽可能多地保存剩余牙体组织。以往临床上在后牙修复时多采用银汞合金充填修复，本文采用根管螺纹桩钉加光固化纳米树脂修复，效果良好。说明新一代纳米树脂耐磨性能已经大为提高，能够承受后牙咀嚼力充填材料。本组96颗患牙中，94颗修复成功，1颗因继发性龋齿致修复体脱落，1颗因慢性牙周炎导致残根松动，未见填充物明显磨损的案例，这也说明纳米树脂修复适合无固位型大面积充填，是一种可在临床上应用的好方法。

7.5 缺损范围较大的患牙，经过完善的修复治疗后，采用冠套保护，能够增加患牙的抗折力[2]。全冠恢复正常的牙体解剖形态，建立合适的邻面触点和咬合关系是治疗过程中的重要环节。对于牙根条件较差的牙，应尽量结合邻牙状况考虑联冠修复，以分散咬合力。

7.6 失败的案例中，1颗因继发性龋齿致修复体脱落，1颗因慢性牙周炎导致残根松动，主要因为残牙根面残留软龋，充填材料与根面不密，产生继发炎症和龋，根管钉及整个修复体脱落[3]。因此，在植入根管钉时应去净牙根面及根管内的龋坏组织，保证树脂材料与根面紧密结合，以防止继发性炎症和龋的发生。

参考文献

[1] 肖明振，主编.口腔内科学.第1版.沈阳：辽宁科学技术出版社，1999：127-130.

[2] 寇制卫.牙修复后折裂的原因及预防[J].国外医学口腔医学分册，1996，23（4）：202.

光固化复合树脂临床口腔美容修复篇6

1资料与方法

1.1一般资料

收集2012年10月~2013年1月,我院接受口腔美容修复的患者87例,其中,30例为氟斑牙,男18例,女12例,年龄19岁~73岁,平均为(49.1±2.2)岁。57例为牙列畸形或缺失,其中,男31例,女25例,年龄20岁~76岁,平均为(47.6±3.5)岁。

1.2方法

治疗前先以不含氟的牙膏进行牙齿清洁,并在牙齿浸润状态下以比色板进行比色。然后以0.9%的盐水加2%的双氧水进行冲洗,将牙齿干燥并隔湿以后,以无菌棉球蘸取适量30~50%的正磷酸溶液或者糊剂进行处理1min。经酸蚀处理后,采用20~30ml医用无菌蒸馏水彻底冲洗牙釉质表面10s,彻底去除酸液以及碎屑,并以温热空气或者压缩空气进行干燥。立刻进行分层处理,并逐层作塑形固化处理。使牙体原有生理解剖形态恢复,最后调整咬合关系,并进行打磨抛光处理。以5%的草酸铁水溶液对牙本质进行酸蚀处理1min,待其干燥以后,将10%的NTG-GMA丙酮溶液、PMDM丙酮溶液以及1,2,3,5-苯皿酸酐混合后涂抹于牙体上,最后采用光固化树脂进行塑形固化,再次调整咬合关系,最后进行打磨抛光处理。

1.3疗效评价

显效:修复后1年内,修复牙体无松动、脱落、龋齿以及老化变色等,无继发性急慢性牙龈炎等一系列牙周疾病发生;有效:随访1年,患者的修复牙体出现部分松动、脱落、缺损或者老化变色等,有牙周病变;无效:在牙体修复1年内出现修复牙体松动、脱落、龋齿、老化变色或者发生牙周病变。

1.4统计学分析

数据以统计学软件SPSS19.0分析,以(±s)表示计量资料,经t检验;以率(%)表示计数资料,经χ2检验,P <0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1临床疗效

本组87例患者经治疗后,总有效率为85.1%。其中,30例氟斑牙患者的总有效率为93.3%,显著高于牙列畸形或缺损患者的80.7%(P<0.05),见表1。

2.2并发症发生情况

本组87例患者治疗后均接受为期1年的随访,共有111颗恒牙发生并发症,总发生率为14.8%。其中,氟斑牙组的并发症发生率显著低于牙列畸形/缺损组(P<0.05)。见表2。

3讨论

光固化复合树脂具有类似于天然牙的颜色,且品质柔软,容易塑形,用于口腔美容修复,能够进行反复雕刻直至牙齿的生理解剖形态完全康复,且价格低廉,深受患者的亲睐[2]。应用光固化复合树脂进行治疗的过程中,对牙体基本无损伤,且并发症较少,再修复治疗方便,患者能够在无痛状态下在短时间内完成治疗,治疗效果自然逼真,且具有坚固光泽,大大提高了口腔修复的美容效果。此外,其修复后能够维持3年以上时间,疗效满意[3]。

本组患者应用光固化复合树脂修复后,治疗总有效率达85.1%,与国内相关报道结果一致[4]。其中,氟斑牙患者的修复有效率达93.3%,明显优于牙列缺损或畸形者的80.7%。但临床实践发现,该材料在应用过程中仍存在一定的并发症。本组有14.8%的患者发生修复体脱落或者继发性急慢性牙髓炎等,可能是由于在牙本质酸蚀处理过程中,酸溶液经牙本质小管而进入到牙髓内,引起牙髓炎。故在酸蚀处理过程中,应充分保护患者的牙龈及牙本质。应嘱患者保持口腔清洁,尽量少食咖啡、浓茶等易于染色的饮食,不要啃食硬物等[5],以免发生折裂脱落。研究结果显示,氟斑牙的1年并发症发生率显著低于牙列缺损或畸形者。提示光固化复合树脂用于氟斑牙的修复效果更佳,安全性更好。

总之,光固化复合树脂用于口腔美容修复,操作简便、价格低廉、疗效显著、维持时间长且并发症少,特别是对于氟斑牙的修复具有显著优势,值得推广应用。

摘要：目的:研究光固化复合树脂在口腔美容修复中的应用效果。方法:收集我院接受口腔美容修复的患者87例,应用光固化复合树脂进行治疗,观察其临床疗效及不良反应。结果:本组87例患者的治疗总有效率为85.1%,总并发症发生率为14.8%。其中,氟斑牙组的治疗有效率显著高于牙列畸形或缺失组,而并发症发生率显著低于后者(P<0.05)。结论:光固化复合树脂用于口腔美容修复,疗效显著,操作简便、并发症少,可有效保护牙体,值得推广应用。

光固化树脂结合剂磨具的研究探讨篇7

现代技术不断发展的过程中, 现在制造业也有飞速发展, 各种先进的制造工业突飞猛进的发展。光固化成型技术以激光与紫外线的辐射能当成固化能量, 使用光固化树脂, 奠定了光固化树脂的应用有效性程度。

1 光固化树脂结合剂磨具的研究理论

1.1 光固化技术

光固化树脂最少要求三种化学组成成分, 分别是单体、活性预聚物以及光引发剂等。前面两种中需要至少有一种存在两个以上的不饱和键化合物。光固化树脂的组成是基础聚合物、活性稀释剂以及光引发剂等各项内容, 一般光固化树脂的波长长度在300纳米至500纳米的紫外光照射作用下, 彼此会发生交联反应而逐渐固化。其与热固化树脂的本质区别还是因为固化过程其实是吸收适当波长的光而诱发的化学反应, 其从液态形式转变成固态形式其实是分子数量的增加所形成的, 而并不是溶剂挥发所造成的[1]。另外就是其固化时间不长, 通常短短几秒的时间就可以实现完全的固化, 所以光固化成型的优点便是快速的固化速度, 污染性小和消耗能源量小。

1.2 磨具的磨损

砂轮中的磨料是一种不规则的菱形多面体, 顶锥角的范围通常在80°至145°之间, 但是大部分情况下, 其范围在90°至120°之间。磨削过程中, 基本上磨粒是用一种很大的负前角做削切工作。通常情况下, 磨粒削切刀的刀刃有一定的弧度, 刀刃的圆弧半一般在几微米至几十微米之间。另外磨粒磨损之后的负前角与圆弧的半径都会相应的变大。

磨粒是以随机的方式分布在砂轮表面的, 通常在磨削的情况下, 只有约10%的磨粒会加入至切削的队伍中, 切削的深度一般排布在一定的范围空间之内, 这样也就造成各个不同磨粒之间有不同的承受力。

2 研究意义

半导体行业中使用的树脂磨具没有树脂内圆锯片、树脂研磨盘以及超薄树脂切割锯片等等在内的多种树脂磨具, 一般选择的是热固化树脂像是酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等当成结合剂进行制造使用。此种树脂的结合剂磨具因为热压成型作用而在专门的设备上操作完成, 此项操作的制作工艺通常需要进行预压、热压等操作工艺。一般热压的压力是2000N/cm2, 热压之后的温度一般是180℃至230℃上下。因为其固化时间长, 且耗能大, 且生产过程中制造出的各种废弃材料难以收回, 会对环境造成较大不良影响。但是光固化树脂的固化过程优势明显, 不仅有快速的固化速率, 而且耗能低且污染性小, 一般室温下便能够快速固化。使用光固化树脂当成结合剂制造各种全新的树脂磨具, 不但是使用全新的光固化技术制造半导体的树脂磨具, 使其实现高精度、高质量的磨具建设要求, 同样也从本质上将热固化的树脂磨具制造工艺问题进行了解决, 不但有效的缩短了制造时间, 还降低了能耗的消耗, 改善加工环境的同时大大降低了成本[2]。

3 光固化树脂结合剂磨具的国内外研究现状

3.1 国外研究现状

国外典型代表是以日本田中武司教授为首的研究小组所进行的光固化树脂磨具的制造研究, 其研究制造了各种不同的光固化树脂磨具。像是其使用分层叠加与固化的方式, 制造了光固化杯型金刚石砂轮和金刚石抛光盘。其除了研究光固化树脂磨具的类型开发, 还展开了光固化树脂磨具性能的初步化研究。研究过程中发现将两种不同类型的液态光固化树脂混合, 能够切实提升磨具的抗弯性能, 可是因为磨料混合树脂其机械化性能、磨具加工性能还不甚清晰, 未来还需进一步深入研究彼此间的关系。

另外日本的本俊之开研究开发了紫外光固化树脂固结磨粒线锯, 同时分析评判了其自身的物理性特点和切断性特点。研究结果发现, 在使用紫外光进行树脂固化的过程中, 因为磨粒层和芯线的附着性功能不强, 因而造成线锯的耐磨性降低。而芯线与含磨粒树脂层间加入一层纯光化粘结剂层的双层组成结构时, 能够有效的改善线锯耐磨性特点。

3.2 国内研究现状

我国最早开始光固化树脂磨具研究的是在1999年, 由浙江工业大学牵头的, 几年研究下来, 研究小组相继开发出了光固化树脂结合剂光盘与光固化树脂切割锯片等等好几种不同类型的光固化树脂磨具。其最先使用光固化树脂当成结合剂制造了超薄度的树脂切割砂轮, 后研究结果显示经过Si O2微粒得到强化后, 光固化剂能够代替热固化树脂当成超薄型切割的砂轮结合剂使用, 微粒的具体加入量则是影响着超薄型切割砂轮的机械性能与切割精度的一项重要参照指标[3]。除了研究光固化树脂的不同类型外, 此研究小组的研究人员还研究了光固化树脂磨具的具体工作性能, 同时提出了优化固化树脂性能的具体操作方式。像是能够对光固化树脂的薄片砂轮进行研究显示, 选择合适的制作方式与后续处理方法, 能够有效减小光固化树脂砂轮在制造过程中出现的各种内应力, 进而有效的改善光固化树脂砂轮的结合强度。除此之外, 此研究小组还分析了Si O2微粉的具体分布情况和REV晶须的具体添加量等对光固化树脂的超薄砂轮片的操作性能所造成的影响。

4 结语

新型磨具从其诞生至成熟要经历漫长的研究阶段, 未来必然会有更多的学者与企业单位加入进光固化树脂磨具的研究开发队伍, 光固化树脂磨具在未来必然会得到更加全面更加具体的发展, 会在树脂磨具中占据越来越重要的作用。

摘要：光固化树脂是一种结合剂制造的全新的树脂磨具, 其诞生之后就迅速的成型了各项技术深入使用在磨具的制造过程中。文中从国内外多角度全方位的对光固化树脂磨具的各种不同存在类型研究进行了简要论述。

关键词：光固化,结合剂磨具,树脂

参考文献

[1]彭伟, 高涛, 姚春燕.光固化树脂结合剂锯片结合机理及其应用研究[J].中国机械工程, 2006 (20) :2148-2150.

[2]高涛, 潘立.导电性光固化树脂结合剂锯片的研制[J].机械工程学报, 2009 (06) :206-210.

磨粒固化气囊光整技术及试验研究篇8

模具表面激光强化处理[1,2] (包括激光相变硬化、激光熔覆和激光合金化等) 是代表国际先进水平和未来发展方向的高效绿色制造方法。在激光强化模具表面使用性能得到大幅度提高的同时, 其加工难度也随之加剧。高硬度、高耐磨性、自由曲面面形的复杂性和局域强化带来的局域硬度差异成为制约激光强化模具表面后续加工的瓶颈因素。传统的气囊抛光是基于柔性抛光工具气囊特有的自适应性和气压可控性, 在加工过程中始终保持气囊与工件之间的紧密吻合, 保证加工精度的同时, 获得较高的材料去除率和较低的表面粗糙度[3,4,5,6], 但一般采用游离磨粒, 运动姿态相对自由, 难以获得较好的切削效果。

本研究在传统气囊抛光基础上, 针对模具激光强化表面高硬度、高耐磨性的特点, 提出一种新型磨粒固化气囊光整技术, 以期实现模具激光强化表面的高效精密自动化光整加工。该技术采用固结磨粒气囊为加工工具, 将磨粒与气囊基体柔性有机结合, 既利用固结磨粒切削力平稳、材料去除率高的特点, 又利用空心气囊柔性使工具与自由曲面形成大面积仿形接触, 以提高高硬度自由曲面的加工效率。气囊表面的弹性粘合层保证磨粒在微观上既受到弹性支撑, 又受到弹性约束, 确保稳定和较强切削力同时, 发挥切削加工痕迹精细、不产生深度划痕的优势, 促使加工过程较快达到所需的表面粗糙度, 能够在显著提高加工效率的同时, 在弹性支撑作用下保证加工质量。

1 磨粒固化气囊光整技术

将两种不同弹性的材料相结合, 再将磨粒固结于复合弹性体表面形成的柔性固结气囊, 称为磨粒固化气囊。该固化气囊由两层弹性体材料和磨粒层组成, 其中弹性体一为基体, 承担结构的各种工作载荷;弹性体二为增强体, 起到粘结磨粒层和传递应力的作用。

气囊基体层橡胶良好的柔性可控特征不会破坏被加工面的几何形状, 并能柔顺地贴合于不同曲率的模具表面, 满足自由曲面大面积仿形接触的光整需求。增强体层和磨粒层的相互作用, 保证了磨粒具有良好的弹性支撑条件和动力学行为约束状态, 确保了一定的切削性能, 又充分发挥切削痕迹精细、不至于产生过深划痕的优势, 能够更快地获得较好的表面粗糙度;同时固结磨粒不会飞溅, 利于提高气囊转速。硬质砂轮磨削、游离磨粒抛光和磨粒固化气囊光整技术的加工特征对比如图1所示。

2 磨粒固化气囊成型工艺

新型磨粒固化气囊依靠气囊特有的自适应性和可变气压结构, 内部气压通过气泵实时在线可调, 在光整过程中始终保持固化气囊与不同曲率半径工件紧密接触, 保证面形精度的同时, 提高抛光效率。基体层作为磨粒固化气囊的关键构件, 应具有良好的弹性和韧性, 同时可承受一定的压力与变形。丁苯橡胶是一种不饱和非极性碳链橡胶, 具有耐高低温、耐磨耗、耐压缩、耐油以及耐老化等优点[7]。因此, 磨粒固化气囊基体采用丁苯橡胶与短纤维混合制作, 短纤维选用超细尼龙纤维, 通过乳胶共沉预处理使之在橡胶基质中分散, 经硫化后成型。

考虑到介质与介质之间的相互作用和配合, 以及界面相之间的各种物理、化学反应和相关力学性能等, 第2种弹性材料在选材上性能必须与橡胶材料相匹配, 起到力的传递作用, 同时又能与磨粒有效结合。因此, 笔者确定采用粘结剂[8,9]作为第2种弹性材料。本研究在室温、常压下对其进行粘结效果对比实验以优选粘结剂, 实验结果如表1所示。

通过表1的对比结果可知:膏状酸性硅酮密封胶与橡胶粘结后固化所需时间较短、塑性较好、厚度基本保持不变, 且成型后弹性良好、粘结可靠、强度大。因此, 在本研究的分析和光整试验中, 粘结层选用酸性硅酮密封胶。

一般而言, 利用磨粒与工件材料的硬度差实现材料去除, 所以磨粒硬度越高, 切削能力越强, 材料去除效果越好。磨粒的强度指的是磨粒在承受外力时不被压碎的能力, 即磨粒强度越高, 切削力越强, 使用寿命越高。磨粒种类很多, 常用的有碳化硅、金刚石、白刚玉、陶瓷氧化铝等, 考虑到成本与应用对象等因素, 本研究优先选用碳化硅磨粒作为磨粒固化气囊的磨粒层材料。

磨粒固化气囊成型工艺方法可选择手工冷粘成型、模压成型和喷射成型等。其中, 手工冷粘成型成本低, 设备投资少, 操作简便, 但制品均匀性较差;模压成型是在手工冷粘成型基础上, 利用凹凸模进行压制成型, 相对手工冷粘成型, 制品均匀性得到改善, 且性能稳定;喷射成型是基于制品均匀性考虑而提出的另一种工艺方法, 通过喷枪的匀速喷射保证制品的均匀性, 但设备投资大, 成本较高。

本研究采用简单传统的手工冷粘成型方法制备低成本磨粒固化气囊, 并对其进行力学性能分析和光整试验研究, 以验证其可行性和有效性, 并为将来采用模压成型或喷射成型制备磨粒固化气囊提供技术准备和经验积累。采用不同粒度碳化硅磨粒制备的磨粒固化气囊实物图如图2所示。

3 磨粒固化气囊理论分析与试验研究

3.1 力学性能分析

本研究中气囊基体选用邵氏硬度为48, 厚度为2 mm的丁苯合成橡胶材料, 根据公式:

式中:Hs—硬度, E—弹性模量。

可得橡胶基体层的弹性模量E=2.29 MPa;粘结剂固化后邵氏硬度为32, 则粘结层的弹性模量E=1.24 MPa。

对于只有两相组成的磨粒固化气囊, 即N=2, 利用公式:

式中:i—整数, J=-1～1, Φi—体积分数。

当J分别取±1时, 表示该磨粒固化气囊弹性模量的上、下限[10], 计算结果如表2所示。

通过表2可知:磨粒固化气囊相比传统意义的气囊, 弹性模量低, 但没有数量级的差异, 故相对工件的吻合特性没有明显下降, 满足自由曲面大面积仿形接触的光整需求。

假定该固化气囊模型是各向同性的超弹性材料, 具有不可压缩的性质, 则根据Mooney-Rivlin模型可确定其材料系数:

式中:W—应变能密度;C1, C2—材料的力学性能常数;I1, I2—第一张量不变量和第二张量不变量。

I1和I2可表示为:

式中:λ1, λ1, λ3—3个方向的主伸长比。

理想不可压缩材料的体积是不变的, 则J=λ1λ2λ3=1。对于材料的力学性能常数C1和C2, 可用轴向拉伸等方式测量。同时由Kirchhoff应力张量和Green应变张量之间的关系得出:

式中:t1—λ1方向上的真实应力, 与工程应力σ1的关系为t1=σ1λ1。

由此可得出该模型的应力应变关系, 为之后的有限元分析提供了理论依据, 同时可避免实际抛光时超出材料所能承受的最大应力范围, 导致材料破坏。

3.2 抛光试验

笔者应用制备的磨粒固化气囊, 结合机器人辅助抛光技术进行试验, 观察试验效果, 以验证该磨粒固化气囊的可行性和有效性。该实验制备出6种不同粘结层厚度的磨粒固化气囊, 分别为0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm、3.0 mm, 编号为1～6。试验条件为:半球型直径40 mm的磨粒固化气囊, 抛光工具转速1 400 r/min, 下压量2.0 mm, 气囊倾角π/9rad。该6组磨粒固化气囊针对同一类工件、相似的表面粗糙度, 定点抛光100 s, 观察其表面抛光效果, 实验结果如表3～5所示。

(单位:g)

通过手工冷粘成型的磨粒固化气囊均匀性较差, 精度较低, 主观因素影响较大, 但从上述数据中仍可看到:粘结层厚度越小, 磨粒固着效果较差, 工件材料去除量较少, 但都在一定程度上降低了工件表面粗糙度, 提高了工件表面质量。产生这种现象的原因是粘结层厚度越小, 固化的磨粒越少, 但固化气囊的均匀性越容易控制。固化气囊的均匀性对整个抛光加工质量稳定性有很大的影响, 因此研究者需要通过进一步的模压成型或喷射成型工艺来保证固化气囊的均匀性, 以提高工件表面精度。

笔者选用均匀性较容易控制且粘结层厚度为0.5 mm的磨粒固化气囊做进一步的实验, 以研究气囊转速对工件表面加工质量的影响, 下压量均为2.0 mm, 定点抛光100 s, 结果如图3所示。

根据图3可得:磨粒固化气囊在前50 s内, 转速越高, 材料去除效果越好, 表面质量提升越快;而50 s后磨粒的脱落导致光整效果明显下降。因此在后续的研究中, 需要充分加强复合层, 特别是磨粒与粘结层的粘结效果, 在保证表面质量的同时提高加工效率。

4 结束语

本研究针对模具激光强化表面高硬度、高耐磨性的特点, 提出了一种新型磨粒固化气囊光整技术, 以期实现模具激光强化表面的高效精密自动化光整加工。通过研究磨粒固化气囊光整技术, 确定出利用酸性硅酮密封胶将磨粒直接固化在丁苯橡胶基体表面, 以制得磨粒固化气囊的工艺方法。通过抛光实验得出, 控制磨粒固化气囊的均匀性, 加强复合层的粘结效果, 可以降低工件表面粗糙度, 提高加工效率的结论。

该光整技术与传统气囊抛光相比, 具有一定的创新意义和实用价值, 值得进一步深入研究。

参考文献

[1]王振华, 揭晓华, 黄诗君, 等.718塑料模具钢激光相变硬化层的性能研究[J].热加工工艺, 2008, 37 (6) :22-24.

[2]闫忠琳, 叶宏.激光熔覆技术及其在模具中的应用[J].激光杂志, 2006, 27 (2) :73-74.

[3]计时鸣, 金明生, 张宪, 等.应用于模具自由曲面的新型气囊抛光技术[J].机械工程学报, 2007, 43 (8) :2-6.

[4]计时鸣, 张利, 金明生, 等.气囊抛光技术及其研究现状[J].机电工程, 2010, 27 (5) :1-12.

[5]WALKER D D.First aspheric from and texture results from a production machine embodying the precession process[C].Proc.SPIE, 2001:267-276.

[6]WALKER D D, BEAUCAMP A T H, BROOKS D, et al.Novel CNC polishing process for control of form and tex ture on aspheric surfaces[C].Proc.SPIE, 2002:99-106.

[7]金明生.模具自由曲面气囊抛光机理及工艺研究[D].杭州:浙江工业大学机械工程学院, 2009.

[8]张向宇.粘结剂分析与测试技术[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[9]熊腊森.粘接手册[M].北京:机械工业出版社, 2008.

光固化快速成型篇9

1资料与方法

1.1资料

选取我院2012年1月~2012年12月间收治的62例口腔美容修复患者,根据牙齿损伤原因分为观察组(氟斑牙)和对照组(牙体缺损、畸形),每组患者各31例(31颗)。观察组中男性患者16例,女性患者15例。年龄17岁~69岁,平均年龄45.3±9.8岁。对照组中男性患者17例,女性患者14例。年龄19岁~68岁,平均年龄44.5±9.7岁。两组患者在数量、性别、年龄、病情等一般资料方面比较,无显著性差异,P>0.05,具有可比性。

1.2方法

两组均采用光固化复合树脂进行分层塑形固化修复, 于修复前用抛光膏(不含氟)清洁患齿,让牙齿保持湿润用比色板比色。使用双氧水(2%)与盐水(0.9%)混合液冲洗患齿。以正磷酸(30%)对患齿实施酸蚀处理,后以清水冲洗牙釉质表面存在的正磷酸,待冲洗干净后,以压缩空气干燥处理。牙齿干燥后,实施分层处理,逐层实施塑形固化。以草酸铁水溶液(5%)酸蚀处理牙本质,后进行清洁与干燥处理。以10%的丙酮溶液(NTG—GMA)和丙酮溶液(PMDM) 以及5%的苯三酸酐混合液涂抹,后以光固化复合树脂塑形固化,还原牙体生理解剖的形态,调整牙齿咬合功能,对修复后的牙体实施打磨和抛光。

1.3观察项目

修复后进行12个月的随访,对修复体的稳定性、颜色、病变、缺损情况进行记录统计。

1.4疗效评估

显效,即修复后进行12个月的随访,未有牙体松动、脱落、变色、老化、龋齿等情况发生,未有牙髓炎、牙周病变发生。有效,即修复后进行12个月的随访,有牙体(部分) 松动、脱落、变色、老化、龋齿等情况发生,或者有牙髓炎、牙周病变发生。无效,即修复后进行12个月的随访,有牙体松动、脱落、变色、老化、龋齿等情况发生,或者有牙髓炎、牙周病变发生[2]。

2结果

观察组总有效率为93.55%(29/31),对照组总有效率为83.87%(26/31),P<0.05具有显著性差异,有统计学意义,见表1。两组修复后进行12个月的随访,观察组修复体脱落率为9.68%(3/31),牙髓炎的发病率为0%(0/31)。对照组修复体脱落率为19.35%(6/31),牙髓炎的发病率为6.45%(2/31)。

3讨论

光固化复合树脂在临床口腔美容修复较常应用,主要用于牙齿缺损,形态、颜色、发育异常,牙间隙关闭。相应研究证实[3],光固化复合树脂在临床口腔美容修复中的效果显著,且修复持续时间较长,通常可在3年以上。且光固化复合树脂的颜色和天然牙非常接近,所以使口腔美容修复的美观性得到提升,受到广大口腔医生和患者的好评[4]。本研究显示,采用光固化复合树脂进行分层塑形固化修复方法,对观察组(氟斑牙)和对照组(牙体缺损、畸形)进行修复,修复后进行12个月的随访结果显示,观察组(氟斑牙)修复的总有效率为93.55﹪(29/31),对照组(牙体缺损、畸形)修复的总有效率为83.87﹪(26/31)。而观察组(氟斑牙)修复后修复体脱落率、牙髓炎的发病率明显低于对照组(牙体缺损、畸形)。提示光固化复合树脂对氟斑牙的美容修复效果较好。

综上所述,光固化复合树脂在临床口腔美容修复中的效果显著,光固化复合树脂应用于临床口腔美容修复,具有选材方便、价格低廉、操作简便、保持时间长、修复效果好等诸多优点[5],在临床口腔美容修复中发挥重要作用,特别适用于氟斑牙的美容修复,值得临床推广应用。

摘要：目的:探讨分析光固化复合树脂在临床口腔美容修复中的效果。方法:选取我院2012年1月2012年12月间收治的62例口腔美容修复患者,根据牙齿损伤原因分为观察组(氟斑牙)和对照组(牙体缺损、畸形),每组患者各31例(31颗)。两组均采用光固化复合树脂进行分层塑形固化修复,观察比较两组的修复效果。结果:修复后经12个月的随访,观察组总有效率为93.55%(29/31),对照组总有效率为83.87%(26/31);12个月的随访,观察组修复体脱落率3例,无牙髓炎。对照组修复体脱落率为6/31例,牙髓炎的2例。结论:光固化复合树脂在临床口腔美容修复中的效果显著,特别适用于氟斑牙的美容修复,值得临床推广应用。

光固化快速成型篇10

【关键词】酚醛树脂胶（PF）；固化时间；固化剂

酚醛树脂胶（PF）具有良好的耐候性及较大的粘结强度，是当前应用最广泛、使用量最多的胶粘剂。然而酚醛树脂（PF）在固化时需要较高温度，且固化后颜色比较深。一般来讲，酚醛树脂（PF）只有在热压达到130摄氏度至150摄氏度时才可以固化完全，产生较强的胶合强度。假设热压度达不到要求的时候，为了确保胶合质量，只有将热压的时间延长才可以，但是这样又会降低生产效率。假设可以研究出提高酚醛树脂（PF）固化效率的技术，将对相关领域起到极大的推动作用。在国外相关技术工作人员在这方面研究付出了很大的努力，总的来说有下面几种提高酚醛树脂（PF）固化速度的技术：

第一，用Ca++、Zn++、Mn++、Mg++等离子提高苯酚邻位羟甲基化的比例，这样还没有固化的酚醛树脂胶（PF）中就有更多的自由对位，进而缩短其固化需要的时间。

第二，提高酚醛树脂胶（PF）中的酸碱性，可以极大地提高其固化的速度。

第三，提高酚醛树脂胶（PF）的聚合度，也同样可以加快胶体的固化。

第四，在没有固化的酚醛树脂胶（PF）中添加一定比例的固化剂，进而将酚醛树脂胶（PF）所需热压时间减少，又或者是将胶体热压所需温度降低。

我们在总结以往研究成果的基础上，试着在酚醛树脂胶（PF）中添加符合催化剂，这样既可以有效改进了胶体的聚合技术，生产出大量的低游离酚与游离酚，提高酚醛树脂胶（PF）的固化时间，然后再加入百分之五至百分之十的比例固化剂，较少酚醛树脂胶（PF）所需的热压时间，降低其热压温度。接下来我们将这种酚醛树脂胶（PF）的具体性能指标与其在不同热压时间和温度中的胶合情况汇报如下。

1.该品种酚醛树脂胶（PF）的性能指标

1.1理化指标

下表为添加复合催化剂的酚醛树脂胶（PF）与添加氢氧化钠作为催化剂的酚醛树脂胶（PF）两种胶体的理化指标：

普通酚醛树脂胶（PF）与快速固化酚醛树脂胶（PF）理化指标对比表

1.2凝胶时间对比

检测酚醛树脂胶（PF）的凝胶时间时，可以采用恒温一百摄氏度的水浴进行检测，这样可以检测出酚醛树脂胶（PF）固化需要的时间，下表同样列出了两种酚醛树脂胶（PF）所需的凝胶时间长度。

一百摄氏度两种酚醛树脂胶（PF）需要的凝胶时间比较

从上表可以看出，在酚醛树脂胶（PF）还没有添加固化剂的时候其凝胶时间与普通酚醛树脂胶（PF）并没有较大的差别，而在加入百分之五至百分之十比例的固化剂之后其凝胶时间对比起普通品种的酚醛树脂胶（PF）就可以少将近2至4分钟。

2.马尾松胶合板的试制

试制相关工作实在实验室中开展的，实验结果具体如下：

2.1在四个阶段的热压温度中马尾松胶合板的胶合实验结果

在酚醛树脂胶（PF）中添加了百分之十的固化剂，然后用厚度为1.8毫米的马尾松单板在130摄氏度～140摄氏度、120摄氏度～130摄氏度、110摄氏度～120摄氏度、100摄氏度～110摄氏度这四个温度阶段中进行胶压三合板的实验，具体实验结果见下表：

常见的酚醛树脂胶（PF）在140摄氏度左右就会固化，而在120摄氏度至130摄氏度的时候，添加了氢氧化钠固化剂的酚醛树脂胶（PF4）就已经不能达到相关强度需要，然而添加复合催化剂的酚醛树脂胶（PF1）则依然能达到1.70Mpa的强度，同时具有百分之四十九的木破率。在110摄氏度至110摄氏度的热压温度时，两种酚醛树脂胶（PF）都已经不能达到相关强度需求。而在这种情况下，在两种胶体中添加了百分之十的固化剂之后，两种胶体即使是在100摄氏度至110摄氏度的热压温度之下依然可以达到相关强度指标，这就证明在酚醛树脂胶（PF）中添加固化剂之后，可以将胶体固化温度有效降低，提升胶体的固化效率。

2.2添加不同比例的固化剂对于酚醛树脂胶（PF）的胶合效果的影响

在酚醛树脂胶（PF）中添加分别添加百分之五与百分之十的固化剂，然后每毫米热压1分钟时间，应用不相同的热压温度，进行马尾松胶合板的压制，胶合效果见下表：

在酚醛树脂胶（PF）中添加不同比例固化剂的胶合效果对比

由上表可见，PF胶添加5%固化剂，即有较好的快速固化效果，可以达到与UF胶相当的固化速度。

2.3不同热压时间的胶合试验结果

三种PF胶各加10%固化剂，固定热压温度为120摄氏度～130摄氏度，一次热压二张马尾松三合板（单板厚1.8mm）总厚度10.8mm，结果见下表。

由上表可见三种PF胶加入10%固化剂，热压7min，胶合强度和木破率均好。PF5热压5分钟至6分钟，木破率还达46%，可见快速固化效果显著。上表结果还说明，添加适量固化剂无论对用复合催化剂制得的快速固化PF胶，还是用氢氧化钠催化剂制得的普通PF胶，都有明显的促进固化作用。

3.竹木复合车厢板的试制

应某大学竹材工程研究中心要求，按中试规模用100升反应釜制备两批快速固化酚醛树脂胶（PF）共200千克（即PF2、PF3），用50升反应釜制备25千克固化剂。这两批快速固化PF胶的理化指标和凝胶时间均符合“九五”攻关合同规定的指标。

用中试制得的快速固化酚醛树脂胶（PF），在广德宁广竹胶板厂进行生产性制板试验，试制5m3竹木复合车厢板（厚50毫米），热压温度115摄氏度～125摄氏度，热压时间40分钟（相当于原PF胶的80%），胶合质量良好。

4.结束语

（1）用复合催化剂和改进的聚合工艺制得的快速固化酚醛树脂胶（PF），游离酚和游离醛均低，固化速度比用氢氧化钠为催化剂的普通酚醛树脂胶（PF）快，可在120摄氏度至130摄氏度、热压时间1min/mm制得合格的室外级胶合板。