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光固化技術應用簡介

  

光固化技術的特點主要是環保和快速,其應用基本上是圍繞這兩個特點而展開的。光固化涂料和光固化油墨相對于傳統的涂料、油墨來說主要優勢就是環保,這是由于采用了活性稀釋劑調節黏度,其有機揮發性組分含量極低。非光固化的涂料或油墨也有環保型的,例如水性涂料和水性油墨,雙組分熱固化涂料、粉末涂料等,相對于這些應用來說,光固化技術的優勢就在于快速、低能耗。一些應用技術是把光固化技術和其他技術結合起來,例如光固化水性涂料、光固化粉末涂料,使其優勢更加突出。

在其他一些領域的應用,例如光固化膠黏劑、光刻膠、激光三維成像、三維造型等,則更看重光固化技術的快速的特點。

(1)光固化涂料 相對于其他應用來說,光固化涂料的技術門檻不高,它是光固化技術應用最廣泛的領域。按照應用的基材,光固化涂料可分為光固化竹木地板涂料、光固化塑料涂料、光固化紙涂料、光固化金屬涂料、光固化光纖涂料、光固化皮革涂料、光固化陶瓷、石材涂料等;按照用途,則有光固化阻燃涂料、光固化離型涂料、光固化防靜電涂料、光/暗雙固化保形涂料等。

(2)光固化油墨 光固化油墨的應用推廣情況明顯不如光固化涂料,尤其在我國來說,光固化涂料的廠家眾多,但真正能量產供應光固化油墨的廠家卻不多。盡管價格較貴,很多用戶都選用進口的光固化油墨。光固化油墨主要應用在包裝裝潢、印刷、電子(抗蝕油墨、阻焊油墨、標記油墨)等領域。

(3)光固化膠黏劑 光固化膠黏劑是利用光照射使膠黏劑快速固化而達到粘結、密封、固定等目的。與一般的膠黏劑不同,光固化膠黏劑一般要求基材至少有一面是透明的,以便讓輻照光透過而引發膠黏劑的聚合固化。種類上可把光固化膠黏劑分為結構膠黏劑(無影膠)、密封膠黏劑、層合膠黏劑、壓敏膠黏劑等。應用方面主要有光學鏡頭裝配、水晶工藝品、微電子裝配、金屬和塑料支架接合、一次性醫療器械(針頭等)、液晶顯示屏裝配(封口、引線固定、層間接合等)、玻璃器皿粘接等。

(4)光致抗蝕劑(光刻膠) 光刻膠是用光刻術的感光材料。光刻術是集成電路制造中的一種最重要的技術之一。當今的大規模集成電路諸如微處理器動態隨機存取存儲器(DRAM)芯片的價值和性能直接與其所包含的晶體管和電路聯線的尺度(工藝尺寸,也稱為制程)相關聯。工藝尺寸越小,則芯片的集成度越高。因為光波有衍射效應,為了達到較小的工藝尺寸,必須采用較短的曝光波長。光刻膠與其他光固化材料的最大不同之處是必須能夠在較短的波長曝光固化。光刻波長從最初的365nm(i-線)縮短到248nm(深紫外,DUV),然后是193nm(ArF激光)、157nm(F2激光),工藝尺寸也從過去的10μm減小到現在的0.09μm,每個中央處理器(CPU)中集成的晶體管數目也從最初的2300個增加到現在的1追憶個左右。

(5)三維激光成型 激光三維成型(Laser Stereolithography,LSL)是20世紀80年代后期發展起來的一種快速成型技術。與傳統的機械加工方法相比,激光三維成型技術的特點主要有[9]:①制作速度快,從CAD設計到原型的制作完成只需幾個小時至幾十個小時,比傳統的機械成型方法速度要快得多,這對于新產品的快速開發非常有利;②由于不存在模具制作等分攤費用,因而產品的造價幾乎與產品批量無關,這特別適合于小批量零部件的制造,尤其是一些獨特零部件的制造,也適合基于訂單生產的方式;③產品的制作難度及成本幾乎與產品的復雜性無關,這對于制造帶有精細內部結構的復雜零部件極具優勢,甚至能生產傳動比工方法難以制造的部件。

LSL的原理就是利用激光引發感光樹脂的聚合,通過電腦控制光束,逐層固人經,最后得到所需的立體構件。LSL對感光樹脂的要求是低黏度、高固化速度、低收縮、低溶脹、層間黏附相容性好、對光的敏感度高等。

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