【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属增材制造，涉及一种光固化3d打印金属浆料及其制备方法。
技术介绍
1、增材制造，作为一种革命性的制造技术，特别是当应用于金属3d打印领域时，展现了其制造复杂、高精度金属结构的巨大潜力。然而，主流的金属增材制造技术粉末床熔融法，其完全熔化粉末的工艺方式限制了可打印的金属范围并伴随着高热梯度和参与热应力带来的缺陷。而光固化3d打印虽然能够避免直接熔化金属，在室温下高效地制造具有精细特征和悬垂结构的部件，但这一技术在实际应用中仍面临诸多挑战，其中最为显著的是金属粉末与聚合物基体之间的折射率差异大以及金属粉末容易沉降，这使得具有良好光固化特性且稳定的浆料难以制备，不能满足光固化3d打印金属的需求。首先，金属粉末由于其高折射率特性，在与聚合物基体混合形成的光固化浆料中，光线的穿透距离受到严重限制。这种折射率不匹配导致激光或光源在浆料中的传播和能量分布不均，进而影响光固化的效率和均匀性。光固化特性的不足不仅降低了制造效率，还可能导致打印出的部件存在内部缺陷，如未完全固化的区域、孔隙或裂纹，从而影响了部件的整体质量和性能。其次，金属粉末的高密度特性使其在光固化浆料中极易发生沉降。随着时间的推移，金属粉末开始在下沉，浆料逐渐分层，导致浆料性质的不稳定。这种不稳定性不仅影响了打印过程的连续性和一致性，还使得长时间打印复杂部件变得尤为困难。沉降问题还可能导致打印层厚度不均匀，进而影响部件的几何精度和表面质量。最终，这些问题都可能导致打印出的部件无法满足设计要求，限制了增材制造技术在金属领域的应用范围。因此由于含有金属粉末的光固化浆
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供光固化3d打印金属浆料及其制备方法，从而解决现有技术中3d打印浆料光固化特性差、金属粉末容易沉降、稳定性差的技术问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种光固化3d打印金属浆料，按照质量百分比计，原料包括30％～77％的有机单体、0.001％～20％的分散剂、0.1％～6％的光引发剂以及10％～67％的复合粉体；所述复合粉体包括有机壳体以及金属核体。
4、上述的一种光固化3d打印金属浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5、s1：按照质量百分比计，将有机单体、稀释剂、分散剂以及第一添加量的复合粉体混合后进行第一次球磨，制得预混液；
6、s2：将光引发剂以及第二添加量的复合粉体加入所述预混液中，进行第二次球磨，制得所述光固化3d打印金属浆料；
7、所述第一添加量的复合粉体与第二添加量的复合粉体的质量比为(20～90):(80～10)。
8、优选的，所述第一次球磨的球磨速度为300～1600r/min，球磨时间为0.1～10h。
9、优选的，所述第二次球磨的球磨速度为100～800r/min，球磨时间为0.1～10h。
10、优选的，所述复合粉体的制备过程为：将金属粉末加入有机壳体的有机溶液中，搅拌均匀，并经喷雾干燥后，制得所述复合粉体。
11、优选的，所述金属粉末的粒径范围为0.001～700μm。
12、优选的，所述有机壳体溶液的质量百分浓度为1％～40％；所述金属粉末与有机壳体的质量比为(4～300):1。
13、优选的，所述搅拌均匀过程中，搅拌速率为100～1600r/min，搅拌温度为30～100℃，搅拌时间为0.1～10h。
14、优选的，所述喷雾干燥过程中，温度为-30～400℃，流量50～2000ml/min，风机频率30～240hz。
15、上述的一种光固化3d打印金属浆料增材制造中的应用。
16、一种光固化3d打印金属浆料，通过上述的方法制得。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
18、本专利技术公开一种光固化3d打印金属浆料，该浆料中含有包括有机壳体以及金属核体的复合粉体，相较于原始金属粉末，复合粉体的有机物壳体与有机单体的相容性更好且表面的化学相互作用力更大，包括范德华力以及氢键等，这促进了复合粉体在有机单体溶液中的分散，为光固化浆料提供了良好的稳定性；作为壳体的有机物其折射率与有机单体溶液的折射率相近，减小了粉体与有机单体溶液的折射率差异，极大地提升了浆料的固化厚度，得到具有良好固化特性的稳定光聚合浆料。本专利技术所提供的光固化3d打印金属浆料具备良好的固化特性和稳定性。
19、另外，本专利技术还公开了上述的一种光固化3d打印金属浆料的制备方法，在制备过程中分两次加入复合粉体，所述第一添加量的复合粉体与第二添加量的复合粉体的总体积占浆料总体积的10％～67％；所述第一添加量的复合粉体与第二添加量的复合粉体的质量比为(20～90):(80～10)，分两次加入复合粉体可以更有效地控制粉体在浆料中的分散过程，首次加入的复合粉体在第一次球磨过程中开始分散，而第二次加入的复合粉体则可以在已经部分分散的浆料中进一步均匀分布，这种分步加入的方式有助于减少粉体的团聚现象，提高浆料的均匀性和稳定性；另外，通过控制两次加入的复合粉体的总量占浆料总体积的比例(10％～67％)，可以精确地调节浆料的粘度，粘度是影响3d打印过程的关键因素之一，它决定了打印部件的精度和表面质量，适当的粘度范围有助于确保打印过程的顺利进行，并减少打印缺陷，同时，控制第一添加量与第二添加量的复合粉体的质量比为(20～90):(80～10)，可以平衡浆料的固化速度、固化厚度以及打印精度，不同的质量比会影响浆料中金属颗粒的分布和浓度，从而影响打印部件的最终性能。所述有机单体占浆料总体积的30％～77％；所述分散剂占浆料总体积的0.001％～20％；光引发剂占浆料总体积的0.1％～6％，首先，有机单体作为浆料的主要组成部分，不仅决定了浆料的流动性和固化特性，还影响了打印部件的力学性能和表面质量，将其含量控制在30％～77％的范围内，可以确保浆料具有适当的粘度和固化速度，从而满足3d打印过程的要求，分散剂的作用是促进金属颗粒在有机单体中的均匀分散，防止团聚现象的发生，将其含量控制在0.001％～20％的范围内，可以有效提高浆料的分散性和稳定性，确保打印部件的精度和表面光洁度，光引发剂是光固化过程中的关键成分，它决定了浆料的固化速度和固化深度，将其含量控制在0.1％～6％的范围内，可以确保浆料在光照条件下迅速固化，同时避免过度固化导致的部件变形或开裂；精确的成分配比有助于减少打印过程中的缺陷，如气泡、裂纹、分层等，这些缺陷不仅影响打印部件的外观质量，还可能降低其力学性能和使用寿命，通过优化成分配比，可以获得具有优异表面光洁度、高精度和良好力学性能的打印部件，满足不同领域和行业的应用需求。
20、进一步的，所述第一次球磨的球磨速度为300～1600r/min，球磨时间为0.1～10h，适当的球磨速度可以确保球磨介质与浆料之间的有效碰撞和剪切力，从本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光固化3D打印金属浆料，其特征在于，按照质量百分比计，原料包括30％～77％的有机单体、0.001％～20％的分散剂、0.1％～6％的光引发剂以及10％～67％的复合粉体；所述复合粉体包括有机壳体以及金属核体。
2.权利要求1中所述的一种光固化3D打印金属浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种光固化3D打印金属浆料的制备方法，其特征在于，所述第一次球磨的球磨速度为300～1600r/min，球磨时间为0.1～10h。
4.根据权利要求2所述的一种光固化3D打印金属浆料的制备方法，其特征在于，所述第二次球磨的球磨速度为100～800r/min，球磨时间为0.1～10h。
5.根据权利要求2所述的一种光固化3D打印金属浆料的制备方法，其特征在于，所述复合粉体的制备过程为：将金属粉末加入有机壳体的有机溶液中，搅拌均匀，并经喷雾干燥后，制得所述复合粉体。
6.根据权利要求5所述的一种光固化3D打印金属浆料的制备方法，其特征在于，所述金属粉末的粒径范围为0.001～700μm。
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