加入短碳纤维之后的打印墨水,在粘弹性上与只加入二氧化硅的环氧墨水差别不大,储能模量在低剪切应力区高于损耗模量,并且具有相近的储能模量和剪切屈服应力。从参数上保证了其具备良好的打印效果。
作为支撑用的墨水,在打印要求上与成型用墨水的在打印要求上相同,在功能需求上则差别较大。首先基础是它必须具备和打印墨水一致的打印效果,也就意味着相接近的流变参数。为保证这一点,同样添加10wt.%的二氧化硅颗粒到未添加固化剂的E51树脂基体中,并采用行星搅拌加三辊研磨的分散手段对其分散,实现了和环氧打印墨水相近的流变性质,即储能模量高于损耗模量,储能模量达到了104Pa量级,屈服应力也有200Pa,这样的流变参数能保证出色的打印效果。
考虑到支撑的实际作用,采用物理化学性质相近的材料,有利于支撑材料和打印材料之间有比较好的接触界面,这样在去除支撑以后,二者的界面处比较平整。其次,支撑材料是一种牺牲材料,在打印材料固化以后,需要去除掉,以保留实际打印的部分。作为环氧树脂,在无固化剂添加的情况下,不能发生固化反应,因而支撑材料可以有效与固化的环氧材料分离。但是支撑材料依然要经历打印材料的高温固化阶段,需要保证其流变性质在这个温度范围内保持稳定。在整个环氧树脂固化的温度范围内,打印材料能稳定保持其流变特性,意味着支撑墨水即使在髙温阶段,仍能稳定保持支撑的作用。作为对比,可以看到在添加大量的纳米氧化铝颗粒以后,即使初始的储能模量也达到了相同的量级,但是在温度上升的时候,其储能模量和损耗模量均下降明显,会产生明显的流动,无法满足打印需求。