फोटोपॉलिमर एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग सिस्टम में, 3डी रेजिन की संश्लेषण विधि सीधे उनके इलाज के व्यवहार, यांत्रिक गुणों और लागू परिदृश्यों को निर्धारित करती है। मुख्य तंत्र के रूप में फोटोसेंसिटिव पोलीमराइजेशन के साथ एक बहुलक सामग्री के रूप में, इसकी तैयारी प्रक्रिया न केवल मोनोमर्स के बीच एक रासायनिक प्रतिक्रिया है, बल्कि अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुरूप सटीक आणविक संरचना निर्माण और प्रदर्शन विनियमन की एक प्रक्रिया भी है। संश्लेषण सिद्धांत से लेकर प्रक्रिया नियंत्रण तक, प्रत्येक चरण में प्रतिक्रिया दक्षता, उत्पाद स्थिरता और अंतिम अनुप्रयोगों के साथ संगतता पर विचार करना चाहिए, इस प्रकार एक व्यवस्थित तैयारी पथ बनाना चाहिए।
संश्लेषण सिद्धांत का मूल मुक्त मूलक या धनायनित पोलीमराइजेशन में निहित है। मुख्यधारा के 3डी रेजिन एक्रिलेट मोनोमर्स पर आधारित होते हैं, जो मुक्त रेडिकल पोलीमराइजेशन के माध्यम से तेजी से इलाज प्राप्त करते हैं। प्रतिक्रिया का सार यह है कि फोटोइनिटिएटर मुक्त कणों को उत्पन्न करने के लिए विशिष्ट तरंग दैर्ध्य प्रकाश के तहत विघटित होता है, जो एक्रिलेट डबल बॉन्ड पर हमला करता है, श्रृंखला विकास और क्रॉसलिंकिंग शुरू करता है, अंततः एक तीन आयामी नेटवर्क संरचना बनाता है। एपॉक्सी रेजिन के लिए, धनायनित पोलीमराइजेशन का उपयोग अक्सर किया जाता है। फोटोइनिटिएटर के अपघटन से उत्पन्न प्रोटॉन या लुईस एसिड एपॉक्सी समूहों को सक्रिय करते हैं, जिससे कम संकोचन और गहरा इलाज होता है, लेकिन प्रतिक्रिया दर अपेक्षाकृत धीमी होती है। सिंथेटिक मार्ग का चुनाव मुख्य रूप से लक्ष्य प्रदर्शन पर निर्भर करता है: उच्च कठोरता और तेजी से इलाज के लिए एक्रिलाट सिस्टम को प्राथमिकता दी जाती है; एपॉक्सी सिस्टम, या एक्रिलेट्स के साथ कोपोलिमराइजेशन, कम संकोचन और गर्मी प्रतिरोध के लिए पसंदीदा हैं, जिसका लक्ष्य संतुलित प्रदर्शन है।
मोनोमर और रेजिन बैकबोन का निर्माण संश्लेषण का पहला चरण है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले मैट्रिक्स रेजिन में एपॉक्सी एक्रिलेट्स, पॉलीयूरेथेन एक्रिलेट्स और पॉलिएस्टर एक्रिलेट्स शामिल हैं, जिनकी तैयारी अक्सर मोनोमर संशोधन के साथ प्रीपोलिमर संश्लेषण को जोड़ती है। उदाहरण के लिए, पॉलीयुरेथेन एक्रिलेट्स के संश्लेषण में आम तौर पर कच्चे माल के रूप में आइसोसाइनेट्स (जैसे एचडीआई और टीडीआई) और हाइड्रॉक्सिल युक्त एक्रिलेट्स (जैसे एचईए और एचपीए) का उपयोग किया जाता है, चरणबद्ध पोलीमराइजेशन के माध्यम से लचीले यूरेथेन खंडों वाले प्रीपोलिमर का निर्माण किया जाता है, और फिर प्रकाश संवेदनशीलता प्रदान करने के लिए एक्रिलेट अंत समूहों को पेश किया जाता है। इस प्रक्रिया के लिए हाइड्रॉक्सिल समूहों में आइसोसाइनेट के मोलर अनुपात, प्रतिक्रिया तापमान (आमतौर पर 60 डिग्री ~ 80 डिग्री), और एक निष्क्रिय वातावरण (नाइट्रोजन संरक्षण) के सख्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है ताकि यूरिया बांड या जैल के गठन जैसी साइड प्रतिक्रियाओं को रोका जा सके और एक समान आणविक भार वितरण सुनिश्चित किया जा सके। पॉलिएस्टर एक्रिलेट्स को पॉलिएस्टर बनाने के लिए पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड (जैसे फ़ेथलिक एनहाइड्राइड और एडिपिक एसिड) के साथ एस्टरीफाइंग पॉलीओल्स (जैसे एथिलीन ग्लाइकॉल और प्रोपलीन ग्लाइकॉल) द्वारा उत्पादित किया जाता है, जिन्हें फिर डबल बॉन्ड पेश करने के लिए एक्रिलेट एस्टरीफाइंग एजेंटों (जैसे ऐक्रेलिक एसिड और मेथैक्रेलिक एसिड) के साथ प्रतिक्रिया की जाती है। उनकी चिपचिपाहट और लचीलेपन को अल्कोहल {{8}एसिड अनुपात और श्रृंखला की लंबाई द्वारा समायोजित किया जा सकता है।
फोटोइनिशिएटर्स का परिचय और नियंत्रण संश्लेषण में महत्वपूर्ण चरण हैं। फ्री रेडिकल फोटोइनिशिएटर्स (जैसे 1173, 819, और टीपीओ) को राल संश्लेषण के बाद के चरणों में या फॉर्मूलेशन के दौरान जोड़ने की आवश्यकता होती है, जिसे भौतिक मिश्रण के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। हालाँकि, मैट्रिक्स रेजिन के साथ उनकी अनुकूलता सुनिश्चित करना आवश्यक है। खराब अनुकूलता के कारण चरण पृथक्करण या असमान इलाज हो सकता है। विशेष आवश्यकताओं (जैसे गहरी इलाज और कम गंध) के लिए, फोटोइनिशिएटर्स को मैक्रोमोलेक्युलर फोटोइनिशियेटर्स बनाने के लिए राल बैकबोन पर ग्राफ्ट किया जा सकता है, जो अनुकूलता में सुधार करता है और माइग्रेशन को कम करता है। सिस्टम में क्षारीय अशुद्धियों के साथ प्रतिक्रिया के कारण समय से पहले निष्क्रिय होने से बचने के लिए, प्रकाश विकिरण के तहत एपॉक्सी समूह के प्रभावी सक्रियण को सुनिश्चित करने के लिए संश्लेषण के दौरान धनायनित फोटोइनिटेटर्स (जैसे आयोडोनियम लवण और थियोडोनियम लवण) को एपॉक्सी समूह के साथ सह-डिज़ाइन करने की आवश्यकता होती है।
कार्यात्मक योजकों का एकीकरण और पश्च-संशोधन रेजिन को विविध गुण प्रदान करता है। संश्लेषण या सूत्रीकरण के बाद के चरणों में जोड़े गए योजकों में लेवलिंग एजेंट (जैसे कि ऑर्गेनोसिलिकोन और फ्लोरोकार्बन), डिफोमर्स (जैसे पॉलीथर - संशोधित सिलोक्सेन), पोलीमराइजेशन अवरोधक (जैसे पी - हाइड्रॉक्सीएनिसोल), और कार्यात्मक संशोधक (जैसे गर्मी प्रतिरोधी मोनोमर्स और सख्त कण) शामिल हैं। धोने योग्य रेजिन के लिए, हाइड्रोफिलिक मोनोमर्स के कोपोलिमराइजेशन (जैसे हाइड्रॉक्सीथाइल एक्रिलेट्स को पेश करना) या ग्राफ्ट संशोधन (जैसे राल बैकबोन पर पॉलीथीन ग्लाइकोल सेगमेंट को पेश करना) के माध्यम से पानी में घुलनशीलता में सुधार करने की आवश्यकता है; लचीले रेजिन के लिए, लंबी श्रृंखला वाले एल्काइल समूहों या लचीले खंडों (जैसे पॉलीब्यूटाडाइन) के अनुपात को बढ़ाकर मापांक को कम किया जाता है। इस तरह के संशोधनों के लिए संश्लेषण के दौरान प्रतिक्रिया स्थितियों के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है ताकि मूल प्रकाश संवेदनशील संरचना को नुकसान पहुंचाने या चिपचिपाहट के पलायन से बचा जा सके।
संश्लेषण प्रक्रिया में मुख्य नियंत्रण बिंदु संपूर्ण रूप से महत्वपूर्ण होते हैं। तापमान नियंत्रण के संबंध में, मुक्त रेडिकल पोलीमराइजेशन काफी हद तक ऊष्माक्षेपी होता है, जिससे विस्फोटक पोलीमराइजेशन को रोकने के लिए एक स्थिर प्रतिक्रिया तापमान (आमतौर पर 90 डिग्री से अधिक नहीं) बनाए रखने के लिए शीतलन प्रणाली की आवश्यकता होती है। एक अक्रिय वातावरण (नाइट्रोजन या आर्गन) मुक्त कणों पर ऑक्सीजन के शमन प्रभाव को समाप्त कर देता है, जिससे रूपांतरण दर में सुधार होता है। अंडरपोलीमराइजेशन या ओवरपोलीमराइजेशन से बचने के लिए प्रतिक्रिया समय को मोनोमर गतिविधि और रूपांतरण दर निगरानी (उदाहरण के लिए, डबल बॉन्ड पीक गायब होने की एफटीआईआर ट्रैकिंग) के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए। शुद्धिकरण चरण (उदाहरण के लिए, वैक्यूम आसवन, पतली -फिल्म वाष्पीकरण) प्रतिक्रिया न किए गए मोनोमर्स, उत्प्रेरक अवशेषों और ऑलिगोमर्स को हटाते हैं, जिससे राल की शुद्धता और भंडारण स्थिरता सुनिश्चित होती है।
कुल मिलाकर, 3डी रेजिन की संश्लेषण विधि आणविक डिजाइन, प्रतिक्रिया इंजीनियरिंग और प्रदर्शन विनियमन का एक गहरा एकीकरण है: पोलीमराइजेशन तंत्र और मोनोमर प्रकारों का चयन करके एक बुनियादी ढांचे का निर्माण किया जाता है; प्रकाश संवेदनशीलता और कार्यात्मक गुणों को सटीक प्रीपोलिमर संश्लेषण और संशोधन के माध्यम से पेश किया जाता है; और प्रक्रिया अनुकूलन और अनुप्रयोग विस्तार एडिटिव्स के एकीकरण के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। फोटोपॉलीमराइजेशन तकनीक के विकास के साथ, संश्लेषण विधियां कम ऊर्जा खपत, उच्च नियंत्रणीयता और हरियाली (जैसे कि जैव {{2} आधारित मोनोमर प्रतिस्थापन और विलायक - मुक्त संश्लेषण) की दिशा में विकसित हो रही हैं, जो उच्च प्रदर्शन, बहुक्रियाशील 3 डी रेजिन की तैयारी के लिए एक अधिक कुशल मार्ग प्रदान करती हैं और एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के परिष्कृत और अभिनव विकास को लगातार सशक्त बनाती हैं।
