一种无机有机复配改性快固材料制造技术

本发明专利技术涉及一种无机有机复配改性快固材料，该材料的制备步骤如下：（1）球磨：粉体球磨造粒，将原材料利用球磨机进行球磨；（2）分级:将上述步骤（1）获得的粉体颗粒烘干后进行分级；（3）混配:将步骤（2）中分级获得的500～800目粉体颗粒：800～1000目粉体颗粒：1000目粉体颗粒以下按质量比2～3:3～5:2～5比例混配，同时加入有机改性剂，在混粉机中搅拌2～3小时，混匀烘干后获得本发明专利技术产品。本发明专利技术中的材料具有颗粒细腻、白度高、流动性好、固化时间短、固化强度高的优势，同时，本发明专利技术中的原材料丰富易得，工艺路线简单，材料性能兼具细度与流动性要求，非常适合包括3D打印技术在内的模型制造工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无机有机复配改性快固材料，属于模型制造材料领域。
技术介绍
随着时代的发展，尤其是网络信息技术的飞速发展，给我们的生活带来了翻天覆地的变化，网络信息化的时代已经到来。在这一新的时代，最大的特点就是世界的数字化，信息化。就是将生活中的方方面面通过数字化的处理，再经过网络化的传播，令我们的世界更加快捷，更加高效，也更加富有想象力。这一革命最早是从传媒领域开始，接着金融领域，通信领域也逐渐跟进。现在，工业制造领域也在经受着这一潮流的冲击，开始慢慢的进行着自己的变革之路。这其中最鲜明的特点就是增材制造技术的重提和发展。增材制造技术俗称3D打印技术，是指采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除、切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。与传统的技术相比，该技术除了可以节省材料，制备复杂零件，快速实现产品等优势以外，还由于该技术可以将信息，材料，生物，控制等技术有机地融合，因此必将在未来具有巨大的发展潜力。现阶段，该技术发展迅速，总结起来主要分为几大类：激光熔融烧结，光固化，塑料熔融沉积，粉末粘接等。相对于其他几种技术，基于粉末粘接机理的制造技术具有非常大的应用前景。其原理非常简单，就是将二维打印技术通过逐层叠加的方式实现三维制造的效果，介于其发端于二维平面打印技术的特点，粉末粘接型3D打印机是目前为止唯一可以实现全彩色3D打印的技术，广泛应用在对色彩要求较高的领域，如工业设计，艺术品设计，3维摄影等领域。其实现全彩色3D打印的原理与2D全彩色打印十分类似，甚至某些零件都可以相互通用，极大地方便了这一技术的发展。全彩3D打印与2D全彩打印最大的区别在于打印介质的不同。2D打印使用的介质通常为纸张，而全彩3D打印其介质为具有特殊性能的粉体，由于工艺的需要，对粉体的各项性能提出了以下要求：1）白度：为了实现各种色彩的显色效果，需要粉体介质具有较高的白度；2）细度：粉体细度决定了3D打印产品的细腻程度，颗粒度越大，产品外观越粗糙，反之，产品外观越细腻；3）流动性：由于打印过程涉及到粉体的逐层铺展，因此对产品的流动性提出了较高的要求，流动性不好，容易造成产品的缺陷；4）强度：产品强度涉及到其应用领域，强度越高应用范围越广。该项技术是上世纪80年代由美国麻省理工学院学院的学生保罗-威廉姆斯和他的导师伊莱-萨克斯教授专利技术的，由于起步较早，美国相关公司积累丰富的经验，但是由于大部分开发人员主要关注在设备制造，自动化实现上，而在打印介质的开发上投入不够，而且尤其缺乏材料领域的专家从事此项研究，因此所提供的粉体性能不论从白度，细度，还是强度上都不是很理想。国内相关研究也渐渐开始，专利CN102093646 B提出了一些制备这种粘接打印粉体的方法，但是其工艺复杂，设备要求高，而且中间过程涉及各种溶剂，一方面成本较高，另一方面具有环境污染的风险，而且该专利中并没有具体涉及一些关键参数的控制，其产品稳定性具有很大问题。专利CN103936392A虽然也是粉末增材制造相关，但是其涉及概念是从另外的角度出发，粉体通过喷嘴喷出或流出，而且该专利中只是提出了一种概念，并未实现真正的产品。另外，该专利中提到粉体粒径控制在0.4～0.9um，该范围颗粒由于分子间力作用影响较大，极易团聚严重影响其流动性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无机有机复配改性快固材料，以便能够更好地应用于3D打印领域，改善使用性能。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。一种无机有机复配改性快固材料，采用精确设计各颗粒度之间的颗粒级配，并结合适当的改性剂，制备出细度高、流动性好、强度大的改性粉体，该材料的制备步骤如下：（1）球磨：粉体球磨造粒，将原材料利用球磨机进行球磨，球磨过程中同时添加球磨助剂，球磨机转速控制在5000～10000转/分钟；（2）分级: 将上述步骤（1）获得的粉体颗粒烘干后进行分级，将步骤（1）获得的粉体颗粒利用颗粒分级机按500目、800目和1000目三个等级进行分级处理；（3）混配: 将步骤（2）中分级获得的500～800目粉体颗粒：800～1000目粉体颗粒：1000目粉体颗粒以下按质量比 2～3:3～5:2～5比例混配，同时加入有机改性剂，在混粉机中搅拌2～3小时，混匀烘干后获得本专利技术产品。进一步地，步骤（1）中，球磨的原材料是硬石膏、a-半水石膏、b-半水石膏、硅酸钙或者陶瓷粉体中的一种或者几种。进一步地，步骤（1）中，球磨助剂是聚乙二醇、三乙醇胺、甘油或者甲基硅油中的一种或者几种。进一步地，步骤（1）中，球磨助剂占原材料质量比为3～8%，球磨时间为2～3小时。进一步地，步骤（2）中，所使用的颗粒分级机为振动筛或者气体分级机，使用振动筛时若加工10min粉体质量没有发生明显变化则视为筛分完全；使用气流分级机则根据具体粉体设定参数。进一步地，步骤（3）中，所使用的有机改性剂是PMC、环糊精、CMC或者PVP中的一种或者几个。进一步地，步骤（3）中，所使用的混料机的搅拌速度控制在1000转/分钟。该专利技术的有益效果在于：本专利技术中的材料具有颗粒细腻、白度高、流动性好、固化时间短、固化强度高的优势，同时，本专利技术中的原材料丰富易得，工艺路线简单，材料性能兼具细度与流动性要求，非常适合包括3D打印技术在内的模型制造工艺。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本专利技术。实施例1取1个单位质量硬石膏粉体，加入球磨机，并加入0.04个单位质量的球磨助剂三乙醇胺，启动球磨机球磨2小时，粉体取出后在烘箱中烘干1小时。随后，将经过烘干后的样品，放在振动筛中进行分级，所选筛网分别为500目、800目、1000目。取0.2单位质量800目筛上，0.5单位质量1000目筛上,0.3单位质量1000目筛下的粉体进行混配，混配在普通粉体搅拌机中进行，搅拌速度控制在1000转/分钟。搅拌同时，加入0.08单位质量的环糊精作为有机改性剂，搅拌时间2小时。取出烘干即可使用。实施案例 2取1个单位质量硬石膏粉体，加入球磨机，并加入0.06个单位质量的球磨助剂聚乙二醇，启动球磨机球磨2小时，粉体取出后在烘箱中烘干1小时。随后，将经过烘干后的样品，放在振动筛中进行分级，所选筛网分别为500目，800目，1000目。取0.3单位质量800目筛上，0.3单位质量1000目筛上,0.4单位质量1000目筛下的粉体进行混配，混配在普通粉体搅拌机中进行，搅拌速度控制在1000转/分钟。搅拌同时，加入0.06单位质量的CMC作为有机改性剂，搅拌时间3小时。取出烘干即可使用。以上所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机有机复配改性快固材料，其特征在于：采用精确设计各颗粒度之间的颗粒级配，并结合适当的改性剂，制备出细度高、流动性好、强度大的改性粉体，该材料的制备步骤如下：（1）球磨：粉体球磨造粒，将原材料利用球磨机进行球磨，球磨过程中同时添加球磨助剂，球磨机转速控制在5000～10000转/分钟；（2）分级: 将上述步骤（1）获得的粉体颗粒烘干后进行分级，将步骤（1）获得的粉体颗粒利用颗粒分级机按500目、800目和1000目三个等级进行分级处理；（3）混配: 将步骤（2）中分级获得的500～800目粉体颗粒：800～1000目粉体颗粒：1000目粉体颗粒以下按质量比 2～3:3～5:2～5比例混配，同时加入有机改性剂，在混粉机中搅拌2～3小时，混匀烘干后获得本专利技术产品。

【技术特征摘要】
1.一种无机有机复配改性快固材料，其特征在于：采用精确设计各颗粒度之间的颗粒级配，并结合适当的改性剂，制备出细度高、流动性好、强度大的改性粉体，该材料的制备步骤如下：（1）球磨：粉体球磨造粒，将原材料利用球磨机进行球磨，球磨过程中同时添加球磨助剂，球磨机转速控制在5000～10000转/分钟；（2）分级: 将上述步骤（1）获得的粉体颗粒烘干后进行分级，将步骤（1）获得的粉体颗粒利用颗粒分级机按500目、800目和1000目三个等级进行分级处理；（3）混配: 将步骤（2）中分级获得的500～800目粉体颗粒：800～1000目粉体颗粒：1000目粉体颗粒以下按质量比 2～3:3～5:2～5比例混配，同时加入有机改性剂，在混粉机中搅拌2～3小时，混匀烘干后获得本发明产品。2.根据权利要求1所述的无机有机复配改性快固材料，其特征在于：所述步骤（1）中，球磨的原材料是硬石膏、a-半水石膏、b-半水石膏、硅酸钙或...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炳地，夏庆锋，郑庆刚，陈国涛，
申请(专利权)人：苏州奥茵三维打印科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32