Resinas fotopolímeras

Los fotopolímeros son resinas fotosensibles (fotoactivas) que se solidifican cuando son expuestas a la luz ultravioleta (UV). En los procesos de fabricación aditiva que utilizan estos compuestos, los fotoiniciadores transforman esa energía en energía química cuando la resina fotopolimerizable líquida entra en contacto con una fuente de luz UV (normalmente, una lámpara, un láser o un proyector). A continuación, los oligómeros o «aglutinantes» y los monómeros se combinan, se endurecen y establecen enlaces que conforman la estructura del polímero.

Los oligómeros funcionales (normalmente epóxidos, uretanos, poliéteres o poliésteres) presentes en el compuesto fotocurable le confieren las propiedades propias de un material fotocurado, como flexibilidad, adherencia y resistencia química. Lo más habitual es utilizar un acrilato para funcionalizar estos oligómeros. Los monómeros utilizados en los sistemas de curado mediante UV contribuyen a controlar la velocidad del proceso, la densidad del entrecruzamiento, las propiedades superficiales finales de la película y la viscosidad de la resina. El estireno y los acrilatos son dos ejemplos de monómeros.

Según los datos del informe de mercado Polymer AM de VoxelMatters, las resinas de fotopolímeros concentran la mayor parte del mercado de los materiales de fabricación aditiva y tienen diversas aplicaciones. Existen principalmente dos procesos de impresión 3D basados en esta técnica. El primero es la estereolitografía en cuba, que fue la primera tecnología de impresión 3D en patentarse y comercializarse. A lo largo del tiempo, ha evolucionado y ha dado lugar a varios procesos de fotopolimerización en cuba (VPP): la SLA, el DLP, el DLP continuo o sin capas, el LCD y la microestereolitografía.

La otra familia de procesos de fotopolimerización evolucionó a partir de la inyección de materiales (también denominada «inyección de tinta»), y la primera tecnología que se patentó fue la de PolyJet. Estos procedimientos pueden utilizar diferentes materiales (incluidos algunos que no son adecuados para la fotopolimerización); sin embargo, en el caso de aquellos usan fotopolímeros, estos compuestos son «inyectados» por un cabezal de impresión móvil sobre una plataforma y curados posteriormente mediante luz ultravioleta.

Entre los monómeros más utilizados en la impresión 3D se encuentran los acrilatos y los metacrilatos multifuncionales, que a menudo se combinan con un componente no polimérico para reducir la contracción de volumen o con una mayor proporción de materiales termoestables para reforzar su durabilidad. Actualmente ha empezado a popularizarse una mezcla alternativa compuesta por resinas de epóxido y fotoiniciadores catiónicos, ya que su volumen se contrae mucho menos tras la polimerización de apertura de anillos que el de los acrilatos y los metacrilatos.