การพิมพ์ด้วยหน้ากากชั้นหนาและเทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเต็มไม่สามารถทนต่อการฟอร์มตัวของสารเคมีที่ไม่สมบูรณ์ได้ หากพลังงานไม่สามารถแทรกซึมเข้าไปในชั้นวัสดุได้อย่างเต็มที่ ก็จะทำให้วัสดุที่พิมพ์ออกมายังไม่ฟอร์มตัวอย่างสมบูรณ์ และมีความเหนียวจนเกิดการเคลื่อนตัวหรือบิดเบี้ยวหลังจากการพิมพ์เสร็จสิ้น นี่ไม่ใช่ปัญหาเรื่องหมึกเพียงอย่างเดียว แต่เกี่ยวข้องกับโฟตอนด้วย หลอด UV จำเป็นต้องส่งพลังงานในช่วงความยาวคลื่นที่เหมาะสมเข้าไปในชั้นวัสดุ เพื่อให้สารเร่งปฏิกิริยาทำงานได้อย่างสม่ำเสมอตั้งแต่ด้านบนจนถึงด้านล่าง
สิ่งที่สำคัญทางเทคนิค
เราออกแบบหลอด UV โดยคำนึงถึงความเข้มของพลังงานในช่วงความยาวคลื่นที่สำคัญ คือ 365 นาโนเมตร และ 395 นาโนเมตร ซึ่งเป็นช่วงความยาวคลื่นที่สารโพลิเมอร์สามารถดูดซับพลังงานได้ หลอดควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง ร่วมกับเลนส์สะท้อนแสงที่มีความแม่นยำ จะช่วยส่งพลังงานไปยังจุดที่ต้องการ นั่นคือบนพื้นผิววัสดุ ปริมาณพลังงานที่ส่งไปนั้นสูงกว่าขีดจำกัดที่จำเป็นสำหรับการฟอร์มตัวของสารโพลิเมอร์อย่างสมบูรณ์ แม้ในชั้นวัสดุที่มีความหนาถึง 10 มิลลิเมตรก็ตาม นอกจากนี้ พลังงานที่ส่งออกมายังคงมีความเสถียรตลอดอายุการใช้งานของหลอด ซึ่งอยู่ที่ 5,000 ชั่วโมง โดยมีการลดลงของความเข้มของพลังงานไม่เกิน 5%
ทำไมวิธีนี้ถึงได้ผลในโลกแห่งความเป็นจริง?
เพราะการแทรกซึมของพลังงานช่วยแก้ปัญหาการฟอร์มตัวของสารเคมีที่ไม่สมบูรณ์ในชั้นวัสดุที่มีความหนามาก ๆ โดยโครงสร้างของหลอด UV จะช่วยให้ชั้นวัสดุด้านล่างได้รับพลังงานในการฟอร์มตัวเท่ากับชั้นวัสดุด้านบน ซึ่งช่วยลดปัญหาการหดตัวหลังการฟอร์มตัว และช่วยเพิ่มคุณสมบัติทางกลของวัสดุ
ความเร็วในการผลิตเพิ่มขึ้น เพราะการพิมพ์เพียงครั้งเดียวก็สามารถทำให้วัสดุฟอร์มตัวได้อย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้ ปริมาณพลังงานที่ใช้ต่อชิ้นงานก็ลดลง เนื่องจากเลนส์สะท้อนแสงช่วย 집중พลังงานไปยังจุดที่จำเป็น
ข้อควรระวังในการใช้งาน
การปรับแต่งระบบจำเป็นต้องทำให้ความยาวของหลอด UV และโครงสร้างของพลังงานที่ส่งออกมาสอดคล้องกับอุปกรณ์พิมพ์และความเร็วในการพิมพ์ ความเข้มของพลังงานต้องสูงพอที่จะต้องมีระบบระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพเพื่อรักษาความเสถียรทางอุณหภูมิ
หลอด UV เองไม่มีก๊าซโอโซน แต่ต้องรักษาความสะอาดของเลนส์สะท้อนแสงให้ดี หากความสามารถในการสะท้อนแสงลดลง 10% ก็จะทำให้ปริมาณพลังงานที่ส่งออกมาลดลงด้วย นอกจากนี้ ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าความยาวคลื่นของพลังงานที่ส่งออกมาสอดคล้องกับสารเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ด้วย