一种适用于3D打印的低温材料及其制备方法技术

本申请提供了一种适用于3D打印的低温材料及其制备方法，所述3D打印的低温材料包括石蜡、增粘剂、增韧剂和松香，通过各组分间在特定条件下的相互作用制备得到呈液体状态的适用于3D打印的低温材料，该适用于3D打印的低温材料有效地提高了打印过程中材料的传输速度，提高3D打印的速度，同时液体形态的适用于3D打印的低温材料能够有效克服现有的3D打印材料存在的线材不能弯曲太大，材料和导料管内壁的摩擦力过大，线材韧性差、打印层面出现断层等的缺陷。此外，本发明专利技术采用石蜡作为基本材料，根据石蜡的性质在进行3D打印之后能够实现回收重复利用，大大降低了3D打印的成本。大大降低了3D打印的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于3D打印的低温材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于3D打印材料领域，具体涉及一种适用于3D打印的低温材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]3D打印技术作为一种新兴的快速成型技术，主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，用于替代这些领域的一些传统的精加工工艺。另外，3D打印技术也逐渐应用于医学、生物工程、建筑、服装等领域，为创新开拓了广阔的空间。目前，3D打印成型方式主要包括熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling，FDM)、选择性激光烧结成型(Selective LaserSintering，SLS)、光固化成型(stereo lithography apparatus，SLA)、分层实体成型(Laminated Object Manufacturing，LOM)等技术，其中FDM发展最快。
[0003]FDM是指丝状热塑性材料由送丝机构送进喷头，在喷头中加热到熔融态，经喷嘴挤出。熔融态的丝状材料被挤压出来，按照三维软件的分层数据控制的路径挤压并在指定的位置凝固成型，逐层沉积凝固，最后形成整个三维产品。传统的FDM的3D打印机喷头处要拉一根长长的线材，线材要经过挤出机挤出到喷头，所以线材不能有太大的弯曲，大的弯曲会增加材料和导料管内壁的摩擦力，过大的弯曲，线材就会折断，这样会导致打印机喷头出料不足或断层，造成3D打印模型打印出现断层现象。FDM采用熔融挤出，挤出速度有限，大大限制了3D打印机的打印速度。因此，需要开发出一种力学性能更好，打印性能更好，打印速度更快的3D打印材料。
[0004]专利文献CN107189423A公开了一种基于FDM3D打印的减磨材料及其制备方法和增强该材料制品减磨性能的方法，以巴氏合金粉末、热塑性树脂为主的材料，其制备方法包括以下步骤：1)将所述组合物中的各组分混合；混合方式优选通过高速混合机充分混合5～30分钟；2)将步骤1)混合后得到的混合物通过双螺杆挤出机熔融塑化，并通过切粒机造粒；增强基于FDM 3D打印的减磨材料制件减磨性能的方法包括如下步骤：1)将基于FDM3D打印的减磨材料制备形成3D打印制件；2)将步骤1)的3D打印制件放入电磁感应加热炉中，使得巴氏合金熔融去填充制件内部的空隙。该FDM 3D打印的减磨材料具有减磨特性，但打印得到的产品力学性能较差。
[0005]专利文献CN105778423A公开了一种新型热固性3D打印材料，此种材料以热固性树脂为基体材料，由A、B两组分组成；A组分由液态基体树脂、稀释剂、增韧剂、填料、脱泡剂和颜料组成，B组分由固化剂或交联剂、脱泡剂和填料组成；将A组分、B组分分别物化成细小的雾滴，然后达到雾状混合效果，最后沉降到打印层，实现薄层打印；由于快速固化，打印时能达到层层堆砌不流淌；可以对最终产品进行中温后固化，提高强度。由此种热固性3D打印材料打印的产品表面光滑，强度高，但具有的打印性能较差。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在提供适用于3D打印的低温材料，通过各原料组分间的相互作用制备得
到一种液体形态的3D打印材料，有效地提高了打印过程中材料的传输速度，同时液体形态的适用于3D打印的低温材料能够有效克服现有的3D打印材料存在的线材不能弯曲太大，材料和导料管内壁的摩擦力过大，线材韧性差、打印层面出现断层等的缺陷。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种适用于3D打印的低温材料，包括以下质量份数的原料：石蜡40～60份、增粘剂10～50份、增韧剂10～30份和松香5～15份。
[0008]优选地，所述增粘剂为酚醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、氢化苯乙烯
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丁二烯嵌段共聚物中的一种或几种。
[0009]优选地，所述增韧剂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或几种。
[0010]优选地，所述增韧剂、增粘剂和松香的质量比为(3～7):(1～2):1。
[0011]优选地，所述增粘剂的颗粒直径为2.0～4.0mm，粘度为100～800mpa.s。
[0012]优选地，所述松香的软化点为70～80℃，所述松香的酸值为150～170mgKOH/g。
[0013]另外，本专利技术还提供一种所述一种适用于3D打印的低温材料的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
[0014]S1、先将配方量的石蜡放入容器中加热到液态，边搅拌边加热，先慢速搅拌，待石蜡温度上升到200～250℃后，将搅拌速度提升，再往高温液态石蜡中缓慢加入1/10配方量的增粘剂颗粒，搅拌至完全融化后，加入剩余配方量的增粘剂，等待完全液化，得中间液体A；
[0015]S2、将步骤S1得到的中间液体A继续搅拌，然后缓慢加入配方量的增韧剂，加热搅拌至完全液化，最后加入配方量的松香搅拌直到完全液化，静置冷却，即得一种适用于3D打印的低温材料。
[0016]优选地，所述步骤S1中慢速搅拌的搅拌速度为150r/min，提升后的搅拌速度为240r/min。
[0017]优选地，所述步骤S2中的中间液体A继续搅拌时间为10～20min。
[0018]优选地，所述步骤S2中静置冷却至温度为70～90℃。
[0019]本专利技术中采用石蜡作为基础材料，并在此基础上加入增粘剂和增韧剂，通过原料组分的共同作用有效增强材料具有的粘度和韧性，使材料在打印过程中可以小距离的拉丝；在原料组分中加入松香进行反应可以有效地增强材料的硬度，使得最终的打印模型能够具有较好的力学性能，满足使用需求。此外，本专利技术按照特定步骤制备得到的适用于3D打印的低温材料以液态的形式存在，有效地提高了材料在3D打印机导料管中的传输速度，并且在打印过程能够保持较好的打印性能。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021](1)本专利技术采用石蜡作为基本原料并加入特定比例的增粘剂、增韧剂以及松香，使得制备得到的一种适用于3D打印的低温材料呈液态，在FDM 3D打印过程中可以有效提高材料在3D打印机导料管中的传输速度，大大提高FDM 3D打印机的打印速度，同时能够有效地克服现有的FDM 3D打印材料存在的线材不能弯曲太大，材料和导料管内壁的摩擦力过大，线材韧性差、打印层面出现断层等的缺陷。
[0022](2)本专利技术制备得到的一种适用于3D打印的低温材料因采用石蜡作为基本原料而具有的液态性质，使其可以在3D打印过程中将送料导管安装在X或Y的任意一个轴上，并且可以进行任意角度弯曲，进一步提高耗材传输的便捷性。
[0023](3)本专利技术的一种适用于3D打印的低温材料采用石蜡作为基本材料，根据石蜡加热熔化为液态的物理性质在进行3D打印之后能够回收重复利用，大大降低了3D打印的成本。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于3D打印的低温材料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：石蜡40～60份、增粘剂10～50份、增韧剂10～30份和松香5～15份。2.如权利要求1所述的一种适用于3D打印的低温材料，其特征在于，所述增粘剂为酚醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、氢化苯乙烯
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丁二烯嵌段共聚物中的一种或几种。3.如权利要求1所述的一种适用于3D打印的低温材料，其特征在于，所述增韧剂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或几种。4.如权利要求1所述的一种适用于3D打印的低温材料，其特征在于，所述增韧剂、增粘剂和松香的质量比为(3～7):(1～2):1。5.如权利要求1所述的一种适用于3D打印的低温材料，其特征在于，所述增粘剂的颗粒直径为2.0～4.0mm，粘度为100～800mpa.s。6.如权利要求1所述的一种适用于3D打印的低温材料，其特征在于，所述松香的软化点为70～80℃，所述松香的酸值为150～170mgKOH/g。7.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟云腾，贺礼，白崇庆，王尘，吴立夫，
申请(专利权)人：佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：