مقدمه ای درباره رزین
رزین ماده‌ای چسبناک است که طی فرآیند پخت به پلیمر سخت تبدیل می‌شود. رزین ابتدا ماده‌ای طبیعی بوده اما نوع مصنوعی آن نیز ساخته شده است که بعضی از انواع مصنوعی آن شباهت زیادی به نوع طبیعی دارند.
تمامی رزین ها توانایی سخت شدن را در شرایط خاصی دارند مثلا با ترکیب با ماده ای دیگر، حرارت داده شده یا در معرض نور قرار بگیرند.
در کاربد اساسی دیگر برای پرینت سه بعدی از رزین استفاده می شود . طیف وسیعی از رزین های مصنوعی شامل رزین های ساخته شده از ترموپلاستیک ها مانند ABS، نایلون و پلی پروپیلن وجود دارد.
برخی از اینها تنها در شکل مایع خود رزین نامیده می شوند که پس از پخت، به سادگی پلاستیک یا الاستومر نامیده می شوند. برخی از رزین ها پس از سخت شدن قابل ذوب یا استفاده مجدد نیستند.
انواع مختلفی از رزین ها بسته به ترکیبات شیمیایی آنها وجود دارد که خواص آن را مشخص می کند: سیلیکون ها، اپوکسی ها، اکریلیک ها، آلکیدها و غیره.
رزین چیست ؟
رزین، ترکیبی آلی طبیعی یا مصنوعی متشکل از ماده ای مایع غیر کریستالی چسبناک. رزین های طبیعی معمولاً مواد آلی قابل ذوب و قابل اشتعال هستند که شفاف یا نیمه شفاف هستند و به رنگ زرد تا قهوه ای هستند. آنها از ترشحات گیاهان تشکیل می شوند و در مایعات آلی مختلف محلول می شوند اما قابلیت حل در آب ندارند.
رزین می تواند به شکل ماده ای جامد و بسیار چسبناک باشد، اما معمولاً به مایعاتی اطلاق می شود که بر اساس عواملی مثل گرما یا نور سخت می شوند. به طور معمول، رزین های اصلاح شده یا مصنوعی برای تولید برخی محصولات استفاده می شود.
از رزین به دلیل خاصیت چسبنده بودن آن در تولید محصولات زیادی استفاده می شود.
رزین ها به دو دسته تقسیم می شوند:
اولین دسته از رزین‌هایی هستند که در طبیعت یافت شده‌اند: گیاهان، حشرات یا درختان محصور شده در رزین یا کهربا از نمونه های رزین طبیعی هستند. این رزین‌های طبیعی در برخی از محصولات استفاده می‌شوند، اما معمولاً قابل اشتعال و گداختگی هستند، ممکن است محلول در مایعات به نظر برسند که باعث می‌شود برای برخی کاربردها مناسب نباشند.
بیشتر رزین های طبیعی از درختان به ویژه کاج و صنوبر تراوش می کنند. تشکیل رزین در نتیجه آسیب به پوست درخت در اثر باد، آتش، رعد و برق یا دلایل دیگر رخ می دهد. ترشحات مایع از درخت معمولاً برخی از اجزای فرارتر خود را در اثر تبخیر از دست می دهد و به شکل ماده ای نرم هستند که در ابتدا به راحتی حل می شود اما با افزایش سن نامحلول می شود. در عصر باستان چینی ها، ژاپنی ها، مصری ها و دیگران از رزین ها در تهیه لاک استفاده می کردند.
رزین های طبیعی دیگری را می توان به دسته محلول در روغن طبقه بندی کرد که همراه با سقز از کاج برگ بلند به دست می آید و برای مدت های طولانی برای کاربردهای مختلف از جمله صابون سازی استفاده شده است.
دسته دوم رزین‌های مصنوعی که برخی از خواص فیزیکی رزین های طبیعی را دارند دسته بزرگی از محصولات مصنوعی را تشکیل می‌دهند اما از نظر خواص شیمیایی متفاوت هستند. نمیتوان رزین های مصنوعی را به وضوح از دسته پلاستیک ها متمایز کرد.
انواع مختلف رزین از نظر ترکیبات شیمیایی چیست؟
تنوع بسیار زیادی از مواد رزین مختلف، طبیعی و مصنوعی وجود دارد. رزین ها از زنجیره های بلندی از مونومرها تشکیل شده اند که در طی فرآیند پخت، پیوندهای متقابل ایجاد می کنند.
به طور معمول رزین ها بر اساس اینکه آیا واکنش سخت شدن قابل معکوس شدن است یا خیر، به ترموست و ترموپلاستیک تقسیم می شوند. رزین های ترموپلاستیک که پرکاربردند عبارتند از ABS، پلی اتیلن، پلی استایرن و پلی کربنات. رایج ترین رزین های ترموست پلی استر، وینیل استر، اپوکسی و پلی اورتان هستند.
رزین های ترموپلاستیک اساساً آنهایی هستند که می توانند ذوب شوند و پس از سرد شدن سخت شوند. در زنجیره مولکولی این گونه رزین ها، پیوندهای بسیار قوی بین مولکول ها وجود دارد.
برعکس، گرماسخت‌ها تحت یک واکنش غیرقابل برگشت قرار می‌گیرند که منجر به یک محصول نهایی سخت می‌شود. توسط فرآیندی به نام پلیمریزاسیون یا پیوند متقابل که در چنین موادی به دلیل استفاده از کاتالیزور، گرما یا ترکیبی از این دو اتفاق می‌افتد، تشکیل می‌شود.
رزین چگونه تولید می شود؟
تولید رزین های مصنوعی از یک فرآیند به اصطلاح کراکینگ شروع می شود، به این معنی که انواع مختلف هیدروکربن ها برای جداسازی مولکول ها گرم می شوند. سپس ترکیبات پلیمری به منظور ایجاد یک رزین خاص ساخته می شود.
کاربردهای رزین
کاربردهای رایج
چسب، رنگ و پوشش
تزیین
قطعات الکترونیکی و جایگزینی برای قطعات فلزی
چرخ دنده ها، لوله ها و لوله ها
مدل ها و قطعات پیچیده
جواهر سازی
تجهیزات پزشکی
کالاهای مصرفی
تعمیر قایق، خودرو و قطعات
مزایای:
دقت، درستی
رزین های متنوع با خواص مختلف
طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی
می تواند برای غذا بی خطر باشد
می توان به راحتی رنگ، رنگ، مخلوط با پودرهای فلزی یا رنگدانه های فلورسنت
آسان برای کار با
رزین های سخت شده را می توان ماشین کاری کرد
معایب:
برخی از رزین ها سمی هستند
واکنش سریع پلیمریزاسیون مستلزم سریع بودن است
نیاز به ذخیره سازی خاصی دارد (بعضی از رزین ها به رطوبت، دما و نور حساس هستند)
رزین های ریخته گری نیاز به دقت اجزا دارند
ریخته گری با حجم کم ممکن است به کار دستی زیادی نیاز داشته باشد، که باعث می شود هزینه خالص آن بالا باشد
پرینت سه بعدی با رزین
در پرینت سه بعدی ، رزین ها خانواده ای از فوتوپلیمرها هستند که از یک شروع کننده نور و مونومرهای مختلف تشکیل شده اند. این مواد تحت نور UV، نور روز یا انرژی پرتو لیزر واکنش نشان می دهند که حالت آنها را از مایع به ساختار جامد تغییر می دهد. پرینترهای سه بعدی منابع نور را به مناطق خاصی هدایت می کنند که نیاز به جامد شدن دارند و لایه به لایه یک قسمت ایجاد می کنند، یا در مورد فناوری MJP، قطره های رزین همه با هم ریخته می شوند و بعد از هر لایه پخت می شوند.
ریخته گری رزین
رزین‌ها در ریخته‌گری برای تولید کم حجم، لوازم جانبی، در صنعت پزشکی و غیره استفاده می‌شوند. نیاز به قالب هایی دارد که با رزین مایع پر شده و در داخل پلیمریزاسیون سخت می شود. استفاده از برخی از رزین ها آسان است و با قالب های سیلیکونی یا DIY سازگار هستند، بنابراین حتی علاقه مندان می توانند بدون ابزار خاصی برای تولید قطعات از آنها استفاده کنند. ماهیت مایع مواد رزین همچنین امکان مخلوط کردن آن با مواد افزودنی را برای بهبود خواص آن و حذف آسان‌تر قالب‌ها فراهم می‌کند.
راهنمای ریخته گری رزین
ریخته گری رزین یک روش تولیدی است که به طور گسترده برای تولید کم حجم توسط متخصصان و علاقمندان استفاده می شود. ایده کلی این است که یک قالب را با رزین مایع پر کنید، آن را بگذارید تا مواد سفت شود و سپس محصول را از قالب خارج کنید.
معمولاً از قالب‌های انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود که می‌توانند از لاستیک لاتکس یا سیلیکون ساخته شوند تا آزاد کردن قالب را آسان‌تر کنند. بسته به شرایط آنها می توان چندین بار از این قالب ها استفاده کرد، اما محدودیت های خاص خود را دارند که اجازه استفاده از ریخته گری رزین را برای دسته های بزرگ نمی دهد. برخی از قالب‌های ساده برای یک بار مصرف را نیز می‌توان از مواد موجود مانند پوشه‌های پلاستیکی، قطعات چوبی و موارد دیگر ساخت.
سیلیکون برای قالب سازی را بررسی کنید
برای قطعات مکانیکی و خودرو، زمانی که تمام جزئیات باید به طور کامل به قطعه ریخته‌گری شده منتقل شوند، از گریدهای رزین و مواد قالب مخصوص برای کاهش انقباض و عدم دقت استفاده می‌شود.
به طور معمول روش ریخته گری رزین از ساخت یک مدل اصلی شروع می شود . می توان آن را حک شده با دست، آسیاب CNC، پرینت سه بعدی، مجسمه سازی یا به روش دیگری ساخت. جنس مدل اصلی باید به اندازه کافی محکم باشد تا امکان ساخت یک قالب دقیق را فراهم کند، بنابراین انتخاب های رایج شامل پلاستیک های سفت و سخت مانند پلی اورتان، اپوکسی، پلی استر، ABS، نایلون یا دلرین است. مواد کشدار یا شکننده سطح ضعیفی از قطعه و جزئیات نادرست را ایجاد می کنند.
گام بعدی ایجاد یک قالب منفی با اثری از مدل اصلی خواهد بود. بسیاری از سازندگان، لاستیک‌های سیلیکونی را برای قالب‌ها ترجیح می‌دهند، زیرا فرآیند کار آسان، دقت و خواص مکانیکی خوب، سطح نچسب برای ریخته‌گری و انقباض کم یا بدون انقباض را دارند. خود قالب باید طوری ساخته شود که رزین به راحتی و بدون شکاف یا چیزهای اضافی، نقش یک مدل اصلی را پر کند. بنابراین، گاهی اوقات قالب را در دو یا چند قطعه می سازند تا رزین به طور یکنواخت در داخل پخش شود.
پس از آماده شدن یک قالب، به مخلوط کردن و ریختن رزین واقعی می رسد . در اینجا فرآیند بر اساس نوع رزین مورد استفاده برای ریخته گری متفاوت است.
پس از ریختن مواد، ممکن است به کار اضافی (مانند محفظه خلاء، عملیات حرارتی) نیاز باشد تا حباب‌های هوا از بین برود و به خوب شدن رزین کمک کند.
اگر تمام مراحل به درستی پردازش شوند، محصول نهایی یک کپی تقریباً یکسان از مدل اصلی ساخته شده از رزین خواهد بود.
رزین های ماشینکاری CNC
رزین ها معمولاً در ماشینکاری CNC استفاده نمی شوند زیرا برای کار با آنها به مواد جامد نیاز دارند. رزین های سخت شده مانند ABS ، اپوکسی، نایلون و غیره را می توان ماشین کاری کرد زیرا از قبل پلاستیک هستند. با این حال، در بازار، دستگاه‌های CNC کمیاب وجود دارد که می‌توانند اکستروژن خمیر رزین‌ها را با عملیات آسیاب ترکیب کنند. رزین ها، در این مورد، معمولاً به عنوان پوششی برای مواد دیگر استفاده می شوند و می توان آنها را با همان دستگاه CNC در یک مرحله قرار داد و سپس ماشین کاری کرد.
رزین برای چه مواردی استفاده می شود؟
رزین ها کاربردهای متعددی دارند که از ساخت جواهرات گرفته تا ساخت قطعات خودروهای اسپورت شروع می شود. رزین های مختلف را می توان به تنهایی به عنوان پایه یا به عنوان چسب برای موادی مانند فیبر کربن، فایبرگلاس و موارد دیگر استفاده کرد.
مواد ساختمانی رزین
رزین ها به طور گسترده ای در ساختمان به عنوان چسب، پوشش یا به عنوان یک مصالح ساختمانی در مواقعی که نیاز به اتصال قوی است، استفاده می شود. به عنوان مثال، برای ساخت و ساز چوب چند لایه. رزین ها همچنین در دکوراسیون کف های خود تراز و سطوح معماری که امکان استفاده از مواد بازیافتی را فراهم می کند، محبوب هستند.
