Custron樹脂固化收縮應力測量系統的原理、應用與行業價值

發布日期：2025-04-16      瀏覽次數：346

在聚合物材料（如UV樹脂、環氧膠黏劑、光固化涂料等）的研發與制造過程中，固化收縮及其引發的內應力是影響產品性能的關鍵因素。收縮率過高可能導致3D打印件變形、電子封裝開裂或牙科修復體脫落等問題。日本AcroEdge公司推出的Custron樹脂固化收縮應力測量裝置，通過高精度實時監測技術，為材料科學家與工程師提供了量化分析工具，助力優化固化工藝與材料配方。

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1. 系統原理與技術優勢

1.1 多參數同步監測

Custron的核心功能在于同步測量樹脂固化過程中的收縮率（尺寸變化）與收縮應力（內應力生成）：

• 激光位移計：非接觸式測量收縮率，重復精度達±2μm，避免機械接觸干擾固化反應。

• 稱重傳感器：可選0.5N~20N量程，實時記錄應力演變，精度±0.5% RO，適用于從微電子膠黏劑到大型復合材料的不同場景。

1.2 環境模擬能力

系統通過模塊化設計復現實際工藝條件：

• 溫度控制：程序化設置-180℃至300℃（可選）的升降溫曲線，模擬回流焊、后固化等熱歷程。

• 輻照系統：集成UV LED與高壓汞燈，支持光強、波長與曝光時間的精確調控（如385nm~405nm波段匹配常見光引發劑）。

1.3 標準化與數據輸出

• 符合JIS K 6941標準，測量方法獲日本（JP5848109）。

• 數據以Excel格式輸出，支持30,000步連續記錄，便于與DSC、FTIR等分析結果關聯建模。

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2. 典型應用場景

2.1 3D打印光敏樹脂開發

• 問題：層間固化收縮導致打印件翹曲（如DLP成型牙科模型）。

• 解決方案：通過Custron測定不同曝光能量下的收縮率曲線，優化支撐結構與分層參數，將變形量降低30%~50%。

2.2 電子封裝材料評估

• 問題：環氧樹脂固化應力引發芯片微裂紋。

• 數據驅動優化：篩選SiO2填料比例，使收縮應力從15MPa降至8MPa（參考JEDEC JESD22-A104標準）。

2.3 牙科復合材料質控

• 臨床需求：補牙樹脂固化收縮需＜2%以避免邊緣微滲漏。

• 測試方案：模擬口腔溫度（37℃）與光照條件（藍光LED），驗證材料符合ISO 4049標準。

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3. 行業價值與選型建議

3.1 研發端

• 建立樹脂配方（單體/低聚物比例）與收縮性能的數據庫，縮短新材料開發周期。

• 案例：某UV涂料廠商通過調整丙烯酸酯官能度，將涂層附著力提升40%。

3.2 生產端

• 校準固化設備參數（如UV燈強度、烘箱溫度），減少批量生產中的不良率。

3.3 設備選型指南

需求場景	推薦配置
微型電子膠黏劑	500mN傳感器+300℃加熱模塊
汽車結構膠固化	20N傳感器+強制風冷系統
生物相容性樹脂研究	生物安全級樣品艙+37℃恒溫控制

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4. 總結

Custron系統通過高精度傳感技術與多環境模擬能力，解決了樹脂固化過程中收縮與應力難以量化的問題。其數據可為材料選擇、工藝優化及失效分析提供科學依據，在航空航天（復合材料）、微電子（封裝膠）、醫療（牙科樹脂）等領域具有廣泛應用前景。未來，結合AI算法預測收縮行為或將成為下一代設備的升級方向。

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關鍵詞：樹脂固化收縮、內應力測量、UV固化、熱固化、工藝優化、AcroEdge Custron