光固化技術(shù)的特點(diǎn)主要是環(huán)保和快速,其應(yīng)用基本上是圍繞這兩個(gè)特點(diǎn)而展開(kāi)的。光固化涂料和光固化油墨相對(duì)于傳統(tǒng)的涂料、油墨來(lái)說(shuō)主要優(yōu)勢(shì)就是環(huán)保,這是由于采用了活性稀釋劑調(diào)節(jié)黏度,其有機(jī)揮發(fā)性組分含量極低。非光固化的涂料或油墨也有環(huán)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(duì)于這些應(yīng)用來(lái)說(shuō),光固化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就在于快速、低能耗。一些應(yīng)用技術(shù)是把光固化技術(shù)和其他技術(shù)結(jié)合起來(lái),例如光固化水性涂料、光固化粉末涂料,使其優(yōu)勢(shì)更加突出。
在其他一些領(lǐng)域的應(yīng)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(shù)的快速的特點(diǎn)。
(1)光固化涂料
相對(duì)于其他應(yīng)用來(lái)說(shuō),光固化涂料的技術(shù)門(mén)檻不高,它是光固化技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。按照應(yīng)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(yīng)用推廣情況明顯不如光固化涂料,尤其在我國(guó)來(lái)說(shuō),光固化涂料的廠家眾多,但真正能量產(chǎn)供應(yīng)光固化油墨的廠家卻不多。盡管價(jià)格較貴,很多用戶都選用進(jìn)口的光固化油墨。光固化油墨主要應(yīng)用在包裝裝潢、印刷、電子(抗蝕油墨、阻焊油墨、標(biāo)記油墨)等領(lǐng)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(dá)到粘結(jié)、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(guò)而引發(fā)膠黏劑的聚合固化。種類(lèi)上可把光固化膠黏劑分為結(jié)構(gòu)膠黏劑(無(wú)影膠)、密封膠黏劑、層合膠黏劑、壓敏膠黏劑等。應(yīng)用方面主要有光學(xué)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(yī)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(shù)的感光材料。光刻術(shù)是集成電路制造中的一種最重要的技術(shù)之一。當(dāng)今的大規(guī)模集成電路諸如微處理器動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)芯片的價(jià)值和性能直接與其所包含的晶體管和電路聯(lián)線的尺度(工藝尺寸,也稱(chēng)為制程)相關(guān)聯(lián)。工藝尺寸越小,則芯片的集成度越高。因?yàn)楣獠ㄓ醒苌湫?yīng),為了達(dá)到較小的工藝尺寸,必須采用較短的曝光波長(zhǎng)。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(zhǎng)曝光固化。光刻波長(zhǎng)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(guò)去的10μm減小到現(xiàn)在的0.09μm,每個(gè)中央處理器(CPU)中集成的晶體管數(shù)目也從最初的2300個(gè)增加到現(xiàn)在的1追憶個(gè)左右。
(5)三維激光成型 激光三維成型(Laser
Stereolithography,LSL)是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來(lái)的一種快速成型技術(shù)。與傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法相比,激光三維成型技術(shù)的特點(diǎn)主要有[9]:①制作速度快,從CAD設(shè)計(jì)到原型的制作完成只需幾個(gè)小時(shí)至幾十個(gè)小時(shí),比傳統(tǒng)的機(jī)械成型方法速度要快得多,這對(duì)于新產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)非常有利;②由于不存在模具制作等分?jǐn)傎M(fèi)用,因而產(chǎn)品的造價(jià)幾乎與產(chǎn)品批量無(wú)關(guān),這特別適合于小批量零部件的制造,尤其是一些獨(dú)特零部件的制造,也適合基于訂單生產(chǎn)的方式;③產(chǎn)品的制作難度及成本幾乎與產(chǎn)品的復(fù)雜性無(wú)關(guān),這對(duì)于制造帶有精細(xì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜零部件極具優(yōu)勢(shì),甚至能生產(chǎn)傳動(dòng)比工方法難以制造的部件。
LSL的原理就是利用激光引發(fā)感光樹(shù)脂的聚合,通過(guò)電腦控制光束,逐層固人經(jīng),最后得到所需的立體構(gòu)件。LSL對(duì)感光樹(shù)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(duì)光的敏感度高等。
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