فوٹو پولیمر ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ سسٹمز میں، تھری ڈی ریزنز کی ترکیب کا طریقہ براہ راست ان کے علاج کے رویے، مکینیکل خصوصیات اور قابل اطلاق منظرناموں کا تعین کرتا ہے۔ ایک پولیمر مواد کے ساتھ جس کے بنیادی طریقہ کار کے طور پر فوٹو سینسیٹو پولیمرائزیشن ہے، اس کی تیاری کا عمل نہ صرف monomers کے درمیان ایک کیمیائی رد عمل ہے بلکہ عین مطابق مالیکیولر ڈھانچے کی تعمیر اور کارکردگی کے ضابطے کا عمل بھی ہے جو درخواست کی ضروریات کے مطابق ہے۔ ترکیب کے اصول سے لے کر پروسیس کنٹرول تک، ہر قدم کو رد عمل کی کارکردگی، مصنوع کے استحکام، اور اختتامی ایپلی کیشنز کے ساتھ مطابقت پر غور کرنا چاہیے، اس طرح ایک منظم تیاری کا راستہ بنتا ہے۔
ترکیب کے اصول کا مرکز فری ریڈیکل یا کیشنک پولیمرائزیشن میں ہے۔ مین اسٹریم 3D ریزنز ایکریلیٹ مونومر پر مبنی ہیں، جو فری ریڈیکل پولیمرائزیشن کے ذریعے تیزی سے علاج حاصل کرتے ہیں۔ رد عمل کا نچوڑ یہ ہے کہ فوٹو انیشیٹر آزاد ریڈیکلز پیدا کرنے کے لیے مخصوص طول موج کی روشنی کے نیچے گل جاتا ہے، جو ایکریلیٹ ڈبل بانڈز پر حملہ کرتا ہے، زنجیر کی نمو اور کراس-جوڑنے کا آغاز کرتا ہے، بالآخر ایک تین-جہتی نیٹ ورک کا ڈھانچہ بناتا ہے۔ epoxy resins کے لئے، cationic polymerization اکثر استعمال کیا جاتا ہے. فوٹو انیشیٹر کے گلنے سے پیدا ہونے والے پروٹون یا لیوس ایسڈ ایپوکسی گروپس کو متحرک کرتے ہیں، کم سکڑاؤ اور گہرے علاج کو حاصل کرتے ہیں، لیکن رد عمل کی شرح نسبتاً سست ہے۔ مصنوعی راستے کا انتخاب بنیادی طور پر ہدف کی کارکردگی پر منحصر ہے: اعلی سختی اور تیز رفتار علاج کے لیے ایکریلیٹ سسٹم کو ترجیح دی جاتی ہے۔ epoxy سسٹمز، یا ایکریلیٹس کے ساتھ copolymerization، کم سکڑنے اور گرمی کے خلاف مزاحمت کے لیے موزوں ہیں، جس کا مقصد متوازن کارکردگی ہے۔
مونومر اور رال ریڑھ کی ہڈی کی تعمیر ترکیب کا پہلا قدم ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والی میٹرکس ریزن میں ایپوکسی ایکریلیٹس، پولی یوریتھین ایکریلیٹس، اور پولیسٹر ایکریلیٹس شامل ہیں، جن کی تیاری اکثر پری پولیمر ترکیب کو مونومر ترمیم کے ساتھ جوڑتی ہے۔ مثال کے طور پر، polyurethane acrylates کی ترکیب میں عام طور پر isocyanates (جیسے HDI اور TDI) اور ہائیڈروکسیل-ایکریلیٹس (جیسے HEA اور HPA) کو خام مال کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جو ایک پری پولیمر بناتا ہے جس میں سٹیپ وائز پولیمرائزیشن کے ذریعے لچکدار یوریتھین سیگمنٹس شامل ہوتے ہیں، اور پھر فوٹو گرافی کو ختم کرنے کے لیے ایکریلیٹس گروپس میں شامل ہوتے ہیں۔ اس عمل کے لیے آئوسیانیٹ کے داڑھ کے تناسب پر ہائیڈروکسیل گروپس، رد عمل کا درجہ حرارت (عام طور پر 60 ڈگری ~ 80 ڈگری) پر سخت کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے، اور یوریا بانڈز یا جیلوں کی تشکیل جیسے ضمنی رد عمل کو روکنے کے لیے، اور سالماتی وزن کی یکساں تقسیم کو یقینی بنانے کے لیے ایک غیر فعال ماحول (نائٹروجن تحفظ) کی ضرورت ہوتی ہے۔ پولیسٹر ایکریلیٹس پولی کاربو آکسیلک ایسڈ (جیسے فیتھلک اینہائیڈرائڈ اور اڈیپک ایسڈ) کے ساتھ پولی کاربو آکسیلک ایسڈز (جیسے ایتھیلین گلائکول اور پروپیلین گلائکول) کو ایسٹیفائنگ کر کے تیار کیے جاتے ہیں، جو کہ پھر ایکریلیٹ ایسٹریفائنگ ایجنٹس کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں (جیسے کہ ایکریلک ایسڈ اور میتھڈ ایسڈ)۔ ان کی چپکنے والی اور لچک کو الکحل-تیزاب کے تناسب اور سلسلہ کی لمبائی سے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔
فوٹو انیشیٹرز کا تعارف اور کنٹرول ترکیب میں اہم اقدامات ہیں۔ رال کی ترکیب کے بعد کے مراحل میں یا جسمانی اختلاط کے ذریعے حاصل کیے جانے والے فارمولیشن کے دوران فری ریڈیکل فوٹو انیشیٹر (جیسے 1173، 819، اور TPO) کو شامل کرنے کی ضرورت ہے۔ تاہم، میٹرکس رال کے ساتھ ان کی مطابقت کو یقینی بنانا ضروری ہے-خراب مطابقت مرحلے کی علیحدگی یا ناہموار علاج کا باعث بن سکتی ہے۔ خصوصی ضروریات (جیسے گہری علاج اور کم بدبو) کے لیے، فوٹو انیشیٹروں کو رال کی ریڑھ کی ہڈی پر پیوند کر میکرومولیکولر فوٹو انیشیٹٹرز بنا سکتے ہیں، جو مطابقت کو بہتر بناتا ہے اور منتقلی کو کم کرتا ہے۔ Cationic photoinitiators (جیسے iodonium salts اور thiodonium salts) کو ترکیب کے دوران epoxy گروپ کے ساتھ مل کر ڈیزائن کرنے کی ضرورت ہے تاکہ روشنی کی شعاع ریزی کے تحت epoxy گروپ کی موثر ایکٹیویشن کو یقینی بنایا جا سکے، جبکہ نظام میں الکلائن نجاست کے رد عمل کی وجہ سے قبل از وقت غیر فعال ہونے سے گریز کیا جائے۔
فنکشنل ایڈیٹیو کا انضمام اور پوسٹ-ترمیم متنوع خصوصیات کے ساتھ ریزنز کو عطا کرتی ہے۔ ترکیب یا تشکیل کے بعد کے مراحل میں شامل کیے جانے والے اضافی عناصر میں لیولنگ ایجنٹ (جیسے آرگنوسیلیکونز اور فلورو کاربن)، ڈیفومر (جیسے پولیتھر-تبدیل شدہ سائلوکسینز)، پولیمرائزیشن روکنے والے (جیسے پی-ہائیڈروکسیانسول)، اور فنکشنل موڈیفائرز (جیسے ہیٹسٹریس{4}} شامل ہیں۔ monomers اور سخت ذرات)۔ دھونے کے قابل رال کے لیے، پانی کی حل پذیری کو ہائیڈرو فیلک مونومر کے کوپولیمرائزیشن (جیسے ہائیڈروکسیتھائل ایکریلیٹس متعارف کروانا) یا گرافٹ ترمیم (جیسے رال کی ریڑھ کی ہڈی پر پولی تھیلین گلائکول سیگمنٹس متعارف کروانا) کے ذریعے بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔ لچکدار رال کے لیے، ماڈیولس لمبی-زنجیر کے الکائل گروپس یا لچکدار حصوں (جیسے پولی بیوٹادین) کے تناسب کو بڑھا کر کم کیا جاتا ہے۔ اس طرح کی ترامیم کے لیے ترکیب کے دوران رد عمل کے حالات کے عین مطابق کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ اصل فوٹو سینسیٹو ڈھانچے کو نقصان پہنچانے یا viscosity کے بھاگنے کا سبب بنے۔
ترکیب کے عمل میں کلیدی کنٹرول پوائنٹس بہت اہم ہیں۔ درجہ حرارت کے کنٹرول کے حوالے سے، آزاد ریڈیکل پولیمرائزیشن نمایاں طور پر ایکزتھرمک ہے، جس میں دھماکہ خیز پولیمرائزیشن کو روکنے کے لیے ایک مستحکم رد عمل کا درجہ حرارت (عام طور پر 90 ڈگری سے زیادہ نہیں) کو برقرار رکھنے کے لیے کولنگ سسٹم کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک غیر فعال ماحول (نائٹروجن یا آرگن) آزاد ریڈیکلز پر آکسیجن کے بجھانے والے اثر کو ختم کرتا ہے، تبادلوں کی شرح کو بہتر بناتا ہے۔ انڈر پولیمرائزیشن یا اوور پولیمرائزیشن سے بچنے کے لیے رد عمل کے وقت کا تعین مونومر سرگرمی اور تبادلوں کی شرح کی نگرانی (مثلاً، ڈبل بانڈ کی چوٹی غائب ہونے کا FTIR ٹریکنگ) کی بنیاد پر کیا جانا چاہیے۔ طہارت کے اقدامات (مثلاً، ویکیوم ڈسٹلیشن، پتلی-فلم کا بخارات) غیر رد عمل والے مونومر، کیٹالسٹ کی باقیات، اور اولیگومرز کو ہٹاتے ہیں، رال کی پاکیزگی اور اسٹوریج کے استحکام کو یقینی بناتے ہیں۔
مجموعی طور پر، 3D رال کی ترکیب کا طریقہ مالیکیولر ڈیزائن، ری ایکشن انجینئرنگ، اور کارکردگی کے ضابطے کا گہرا انضمام ہے: ایک بنیادی فریم ورک پولیمرائزیشن میکانزم اور مونومر اقسام کو منتخب کرکے بنایا جاتا ہے۔ فوٹو حساسیت اور فعال خصوصیات کو عین مطابق پری پولیمر ترکیب اور ترمیم کے ذریعے متعارف کرایا جاتا ہے۔ اور عمل کی موافقت اور ایپلیکیشن کی توسیع additives کے انضمام کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے۔ فوٹو پولیمرائزیشن ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، ترکیب کے طریقے کم توانائی کی کھپت، زیادہ کنٹرولیبلٹی، اور گریننگ (جیسے بائیو-بیسڈ مونومر ریپلیسمنٹ اور سالوینٹ-مفت ترکیب) کی طرف تیار ہو رہے ہیں، جو اعلی-کارکردگی کی تیاری کے لیے ایک زیادہ موثر راستہ فراہم کر رہے ہیں، ملٹی فنکشنل اور مسلسل 3D ایمریسز کو دوبارہ بنانے کے لیے additive مینوفیکچرنگ کی جدید ترقی.
