光固化技术的特点主要是环保和快速,其应用基本上是围绕这两个特点而展开的。光固化涂料和光固化油墨相对于传统的涂料、油墨来说主要优势就是环保,这是由于采用了活性稀释剂调节黏度,其有机挥发性组分含量极低。非光固化的涂料或油墨也有环保型的,例如水性涂料和水性油墨,双组分热固化涂料、粉末涂料等,相对于这些应用来说,光固化技术的优势就在于快速、低能耗。一些应用技术是把光固化技术和其他技术结合起来,例如光固化水性涂料、光固化粉末涂料,使其优势更加突出。
在其他一些领域的应用,例如光固化胶黏剂、光刻胶、激光三维成像、三维造型等,则更看重光固化技术的快速的特点。
(1)光固化涂料
相对于其他应用来说,光固化涂料的技术门槛不高,它是光固化技术应用最广泛的领域。按照应用的基材,光固化涂料可分为光固化竹木地板涂料、光固化塑料涂料、光固化纸涂料、光固化金属涂料、光固化光纤涂料、光固化皮革涂料、光固化陶瓷、石材涂料等;按照用途,则有光固化阻燃涂料、光固化离型涂料、光固化防静电涂料、光/暗双固化保形涂料等。
(2)光固化油墨
光固化油墨的应用推广情况明显不如光固化涂料,尤其在我国来说,光固化涂料的厂家众多,但真正能量产供应光固化油墨的厂家却不多。尽管价格较贵,很多用户都选用进口的光固化油墨。光固化油墨主要应用在包装装潢、印刷、电子(抗蚀油墨、阻焊油墨、标记油墨)等领域。
(3)光固化胶黏剂
光固化胶黏剂是利用光照射使胶黏剂快速固化而达到粘结、密封、固定等目的。与一般的胶黏剂不同,光固化胶黏剂一般要求基材至少有一面是透明的,以便让辐照光透过而引发胶黏剂的聚合固化。种类上可把光固化胶黏剂分为结构胶黏剂(无影胶)、密封胶黏剂、层合胶黏剂、压敏胶黏剂等。应用方面主要有光学镜头装配、水晶工艺品、微电子装配、金属和塑料支架接合、一次性医疗器械(针头等)、液晶显示屏装配(封口、引线固定、层间接合等)、玻璃器皿粘接等。
(4)光致抗蚀剂(光刻胶)
光刻胶是用光刻术的感光材料。光刻术是集成电路制造中的一种最重要的技术之一。当今的大规模集成电路诸如微处理器动态随机存取存储器(DRAM)芯片的价值和性能直接与其所包含的晶体管和电路联线的尺度(工艺尺寸,也称为制程)相关联。工艺尺寸越小,则芯片的集成度越高。因为光波有衍射效应,为了达到较小的工艺尺寸,必须采用较短的曝光波长。光刻胶与其他光固化材料的最大不同之处是必须能够在较短的波长曝光固化。光刻波长从最初的365nm(i-线)缩短到248nm(深紫外,DUV),然后是193nm(ArF激光)、157nm(F2激光),工艺尺寸也从过去的10μm减小到现在的0.09μm,每个中央处理器(CPU)中集成的晶体管数目也从最初的2300个增加到现在的1追忆个左右。
(5)三维激光成型 激光三维成型(Laser
Stereolithography,LSL)是20世纪80年代后期发展起来的一种快速成型技术。与传统的机械加工方法相比,激光三维成型技术的特点主要有[9]:①制作速度快,从CAD设计到原型的制作完成只需几个小时至几十个小时,比传统的机械成型方法速度要快得多,这对于新产品的快速开发非常有利;②由于不存在模具制作等分摊费用,因而产品的造价几乎与产品批量无关,这特别适合于小批量零部件的制造,尤其是一些独特零部件的制造,也适合基于订单生产的方式;③产品的制作难度及成本几乎与产品的复杂性无关,这对于制造带有精细内部结构的复杂零部件极具优势,甚至能生产传动比工方法难以制造的部件。
LSL的原理就是利用激光引发感光树脂的聚合,通过电脑控制光束,逐层固人经,最后得到所需的立体构件。LSL对感光树脂的要求是低黏度、高固化速度、低收缩、低溶胀、层间黏附相容性好、对光的敏感度高等。
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