用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备及成型方法技术

本发明专利技术提供一种用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备方法，包括如下步骤：将红、黄、蓝三原色的水溶性染料分别加入水中，加热并搅拌至充分溶解，制得红、黄、蓝三原色染料溶液；将用于选择性激光烧结的尼龙粉末分别加入至红、黄、蓝三原色的染料溶液中，加热并搅拌，使得所述尼龙粉末被充分染色，制得红、黄、蓝三原色中的两种或三种尼龙粉末混合染液；将红、黄、蓝三原色的尼龙粉末混合染液分别抽滤烘干，制得用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色的尼龙粉末材料；将用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色的尼龙粉末材料进行配比混合，制得用于SLS的彩色尼龙粉末材料。本发明专利技术提供了一种基于SLS技术，可同时进行多种颜色3D打印的解决方案。

Preparation and Forming of Colored Nylon Powder Materials for Selective Laser Sintering

The invention provides a method for preparing color nylon powder material for selective laser sintering, which comprises the following steps: adding water-soluble dyes of red, yellow and blue into water, heating and stirring until they are fully dissolved to produce red, yellow and blue primary dye solution; and adding nylon powder for selective laser sintering to red, yellow and blue primary dyes respectively. In the solution, heating and stirring make the nylon powder dyed sufficiently to produce two or three kinds of nylon powder mixed dyeing liquids in the three primary colors of red, yellow and blue. The red, yellow and blue nylon powder mixed dyeing liquids are filtered and dried separately to produce red, yellow and blue nylon powder materials for selective laser sintering; and the red and blue nylon powder materials for selective laser sintering are prepared. Colored nylon powder materials for SLS were prepared by mixing yellow and blue nylon powder materials. The invention provides a solution based on SLS technology, which can simultaneously carry out multi-color 3D printing.

【技术实现步骤摘要】
用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备及成型方法
本专利技术属于增材制造
，具体涉及一种用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备及其成型方法。
技术介绍
3D打印技术是增材制造技术的通称，是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，其可将原型的几何形状、结构和所选材料的组合信息建立数据化描述模型，之后把这些信息输出到计算机控制的机电集成制造系统进行逐点、逐线、逐面的三维堆砌成型生产三维实体。相对于传统的减材制造加工技术，增材制造技术无需原胚和模具就能直接通过计算机模型数据，通过逐层叠加的方法生产任何所需的实体件，能够有效的简化产品的制造程序、缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。3D打印技术已广泛应用于航空航天、汽车制造、模具制造、生物工程及医疗、建筑、艺术制造等诸多领域。选择性激光烧结(SelectiveLaserSintering，简称SLS)技术是目前市场上常见的一种3D打印方法，此方法能够制造出高精度的制造件，已被很多领域广泛应用。彩色3D打印是3D打印技术的一个重要发展方向，直接彩色打印，相较于传统打印后着色的方法有出色的便利性，尤其是在艺术、医疗、汽车等行业，有广泛的运用前景。目前市面上能够实现彩色3D打印的打印机器有限，主要是基于FDM技术的桌面打印机，基于SLS技术的工3D打印机工件成色单一，仅能打印出单一颜色的工件，无法实现两种或多种颜色打印。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于SLS技术，可同时进行多种颜色3D打印的解决方案。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将红、黄、蓝三原色的水溶性染料分别加入水中，加热并搅拌至充分溶解，制得红、黄、蓝三原色的染料溶液；(2)将用于选择性激光烧结的尼龙粉末分别加入至红、黄、蓝三原色的染料溶液中，加热并搅拌，使得所述尼龙粉末被充分染色，制得红、黄、蓝三原色的尼龙粉末混合染液；(3)将红、黄、蓝三原色的尼龙粉末混合染液分别抽滤烘干，制得用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色的尼龙粉末材料；(4)将用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色中的两种或三种尼龙粉末材料进行配比混合，制得用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料。进一步地，步骤4中，将用于选择性激光烧结的红、黄、蓝、三原色中的两种或三种和白色尼龙粉末材料进行配比混合，制得用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料，加入白色尼龙粉末材料配比混合是为了使红、黄、蓝中的两种或三种混合后的彩色变淡，例如黄色尼龙粉末与蓝色尼龙粉末配比混合生成绿色尼龙粉末，再加入白色尼龙粉末变成浅绿色尼龙粉末，增加了颜色深浅选择的多样性。进一步地，所述水溶性染料、水和用于选择性激光烧结的尼龙粉末的质量份数比为1∶150～1000∶20～100。进一步地，所述水溶性染料为兰纳洒脱染料。进一步地，所述用于选择性激光烧结的尼龙粉末的粒径D50为40μm。进一步地，步骤3中，抽滤烘干的工艺为：将抽滤后得到的单色尼龙粉末放入温度80-100℃的烘箱中，干燥3h以上，使粉末充分干燥。本专利技术还提供一种用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料的成型方法，包括如下步骤：(1)采用由所述的用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备方法得到的用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色的尼龙粉末材料分别装入三个送粉槽；(2)采用上送粉的方式，对用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色中的两种或三种尼龙粉末材料按比例通过螺杆进行调配，混合均匀，制得用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料；(3)对所制得的用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料进行选择性激光烧结，制得用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料工件。进一步地，步骤2中，采用上送粉的方式，对用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色中的两种或三种和白色尼龙粉末材料按比例通过螺杆进行调配，混合均匀，制得用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料。。进一步地，所述三个送粉槽供应一个或多个成型缸体进行选择性激光烧结。进一步地，对所制得的用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料进行选择性激光烧结，其烧结工艺条件为：激光功率为15W-100W，扫描速度为7.6m/s～15.2m/s，扫描间距0.1mm～0.3mm，粉层厚度0.06mm～0.3mm。本专利技术的选择性激光烧结用彩色3D打印方法具备以下有益效果：1、通过调整用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色的尼龙粉末材料的配合比例，可覆盖几乎所有颜色，实现全色域打印；2、相对于传统的SLS技术打印，只能够在一次打印中使用单一颜色粉末进行打印，本专利技术通过在打印过程中改变三原色粉末配比，可以实现在一次打印中同一工件的彩色打印，不需要一件工件不同颜色区域分开打印，可以满足几种颜色同时在一个工件上一次打印呈现，避免了拼接等后处理中造成的尺寸偏差等问题。3、相对于传统单色打印部件后进行拼接工艺，本专利技术一次性成型彩色工件，表面质量好，比传统工艺在拼接的断面层处，表面质量更好，断面层处，不会出现孔洞等致命缺陷，整个工件的机械强度更好。4、此方案材料开源，用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备工艺简单，染料溶液可循环利用，对环境无污染，且能够同时打印多种颜色，省去了传统单色打印部件后进行拼接工艺的成本和时间，在一定程度上降低了SLS制件成本，提高了打印效率。5、相对于在粉末中物理干混染色剂的方法，染色粉末能更好的使颜色附着，且在激光熔融后颜色不容易褪去。传统的物理干混染色剂的方式，其将染料粉末与尼龙粉末混合着色，这是在微米级上染料粉末对材料进行包覆着色，水煮方式能够在更小的尺度上对粉末进行着色，确保颜色更加牢固，不易脱色，且对材料性能不造成太大损失。具体实施方式为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将红、黄、蓝三原色的水溶性染料分别加入水中，加热并搅拌至充分溶解，制得红、黄、蓝三原色的染料溶液；(2)将用于选择性激光烧结的尼龙粉末分别加入至红、黄、蓝三原色的染料溶液中，加热并搅拌，使得所述尼龙粉末被充分染色，制得红、黄、蓝三原色的尼龙粉末混合染液；(3)将红、黄、蓝三原色的尼龙粉末混合染液分别抽滤烘干，制得用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色的尼龙粉末材料；(4)将用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色中的两种或三种尼龙粉末材料进行配比混合，制得用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料。优选地，步骤4中，将用于选择性激光烧结的红、黄、蓝、三原色中的两种或三种和白色尼龙粉末材料进行配比混合，制得用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料。通过调整用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色的尼龙粉末材料的配合比例，能覆盖几乎所有颜色，实现全色域打印。相对于在粉末中物理干混染色剂的方法，染色粉末能更好的使颜色附着，且在激光熔融后颜色不容易褪去。传统的物理干混染色剂的方式，其将染料粉末与尼龙粉末混合着色，这是在微米级上染料粉末对材料进行包覆着色，水煮方式能够在更小的尺度上对粉末进行着色，确保颜色更加牢固，不易脱色，且对材料性能不造成太大损失。优选地，所述水溶性染料、水和用于选择性激光烧结的尼龙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将红、黄、蓝三原色的水溶性染料分别加入水中，加热并搅拌至充分溶解，制得红、黄、蓝三原色的染料溶液；(2)将用于选择性激光烧结的尼龙粉末分别加入至红、黄、蓝三原色的染料溶液中，加热并搅拌，使得所述尼龙粉末被充分染色，制得红、黄、蓝三原色的尼龙粉末混合染液；(3)将红、黄、蓝三原色的尼龙粉末混合染液分别抽滤烘干，制得用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色的尼龙粉末材料；(4)将用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色中的两种或三种尼龙粉末材料进行配比混合，制得用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将红、黄、蓝三原色的水溶性染料分别加入水中，加热并搅拌至充分溶解，制得红、黄、蓝三原色的染料溶液；(2)将用于选择性激光烧结的尼龙粉末分别加入至红、黄、蓝三原色的染料溶液中，加热并搅拌，使得所述尼龙粉末被充分染色，制得红、黄、蓝三原色的尼龙粉末混合染液；(3)将红、黄、蓝三原色的尼龙粉末混合染液分别抽滤烘干，制得用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色的尼龙粉末材料；(4)将用于选择性激光烧结的红、黄、蓝三原色中的两种或三种尼龙粉末材料进行配比混合，制得用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料。2.根据权利要求1所述的用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备方法，其特征在于，步骤4中，将用于选择性激光烧结的红、黄、蓝、三原色中的两种或三种和白色尼龙粉末材料进行配比混合，制得用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料。3.根据权利要求1或2所述的用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备方法，其特征在于，所述水溶性染料、水和用于选择性激光烧结的尼龙粉末的质量份数比为1∶150～1000∶20～100。4.根据权利要求3所述的用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备方法，其特征在于，所述水溶性染料为兰纳洒脱染料。5.根据权利要求4所述的用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备方法，其特征在于，所述用于选择性激光烧结的尼龙粉末的粒径D50为40μm。6.根据权利要求5所述的用于选择性激光烧结的彩色尼龙粉末材料制备方法，其特征在于，步骤3中，抽滤烘...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯帅，罗秋帆，苏婷，
申请(专利权)人：湖南华曙高科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43