【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高塑料快速成型件强度的方法及生产专用线材的设备,特别是涉及一种通过在塑料线材表面添加石墨烯微片并经微波处理来提高塑料快速成型件强度的方法及生产专用线材的设备,其适用于各种采用熔融沉积工艺成型的塑料快速成型件。
技术介绍
熔融沉积(FDM)快速成型工艺是将热塑性或其他热熔性材料加热,在熔融状态将其从喷嘴中挤出,利用挤出的细丝状材料在高温下的粘结性逐层堆积形成所需零件。该技术最早由美国Stratasys公司于1993年研发成功,因其无需激光、使用及维护简单、成型材料种类多、生产成本低及精度较高等优点,目前已成为应用最广泛的一种快速成型技术(3D打印技术)。利用熔融沉积工艺制造出来的快速成型件内部是由多层方向不同的丝材以及丝材与丝材间的粘结部分共同形成的实体,因此其强度不但与所用丝材本身的强度有关,也与层与层、层内丝材之间的粘结强度有关。丝材间的粘结强度取决于界面温度和扩散时间,粘结时界面温度越高,扩散时间越充分,界面的粘结强度就越高。然而在成型打印时,层与层间由于间隔时间较长,前一层已经完全冷却凝固后才开始堆积后一层,从而导致界面温度下降,粘结强度差。因此,对于熔融沉积工艺制造出来的快速成型件而言,其在各个方向的强度是不同的,沿层向的强度远低于沿丝材打印方向的强度,这对熔融沉积工艺快速成型件的使用是非常不利的。随着熔融沉积快速成型技术应用越来越广泛,其强度不足,特别是沿层向强度差的缺点对使用造成的 ...
【技术保护点】
一种提高塑料快速成型件强度的方法,其特征在于包括如下步骤:步骤一 制备表面粘附石墨烯微片的塑料线材用塑料挤出机(1)将ABS或PLA或PC塑料颗粒挤出成为直径为1.75±0.03mm或3±0.05mm的3D打印机专用线材(2), 所述专用线材(2)适用于熔融沉积工艺(FDM);将刚挤出的仍未固化的热态的专用线材(2)通过冷却槽(3)冷却及定型,在冷却槽(3)内装有石墨烯分散液(4),专用线材(2)通过冷却槽(3)后表面粘附了石墨烯微片;待粘附石墨烯微片的专用线材(2)的表面水分蒸发干后用收卷机(10)收卷;步骤二 制作快速成型件用熔融沉积工艺3D打印机制作快速成型件,打印材料用步骤一制作的表面粘附石墨烯微片的专用线材(2);快速成型件制作好后拆除支撑,清理表面;步骤三 微波处理将步骤二制作的快速成型件放入微波炉中进行微波照射处理,微波频率为915MHz或2450MHz,微波照射时间为0.2 ~5分钟,体积及厚度大的快速成型件照射时间长,体积小及厚度薄的快速成型件照射时间短;步骤四 保温与冷却将步骤三处理过的快速成型件放入保温箱或烤箱内,保温箱或烤箱的温度控制在65±5℃,放置1 ...
【技术特征摘要】
1.一种提高塑料快速成型件强度的方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤一制备表面粘附石墨烯微片的塑料线材
用塑料挤出机(1)将ABS或PLA或PC塑料颗粒挤出成为直径为1.75±0.03mm或3±
0.05mm的3D打印机专用线材(2),所述专用线材(2)适用于熔融沉积工艺(FDM);将刚挤出
的仍未固化的热态的专用线材(2)通过冷却槽(3)冷却及定型,在冷却槽(3)内装有石墨烯
分散液(4),专用线材(2)通过冷却槽(3)后表面粘附了石墨烯微片;待粘附石墨烯微片的专
用线材(2)的表面水分蒸发干后用收卷机(10)收卷;
步骤二制作快速成型件
用熔融沉积工艺3D打印机制作快速成型件,打印材料用步骤一制作的表面粘附石墨烯
微片的专用线材(2);快速成型件制作好后拆除支撑,清理表面;
步骤三微波处理
将步骤二制作的快速成型件放入微波炉中进行微波照射处理,微波频率为915MHz或
2450MHz,微波照射时间为0.2~5分钟,体积及厚度大的快速成型件照射时间长,体积小及
厚度薄的快速成型件照射时间短;
步骤四保温与冷却
将步骤三处理过的快速成型件放入保温箱或烤箱内,保温箱或烤箱的温度控制在65±
5℃,放置10~20分钟,待内部热点缓慢冷却后取出,得到所需的塑料快速成型件。
2.根据权利要求1所述的提高塑料快速成型件强度的方法,其特征在于所述石墨烯分
散液(4)包括石墨烯粉体及电导率<0.5μs/cm的去离子水,在石墨烯分散液(4)中石墨烯粉
体占0.05%~0.2%,其为质量百分比,石墨烯粉体的颗粒横向尺寸为0.5~5微米;制备时将石
墨烯粉体加入去离子水中,在室温下用超声波分散器(5)超声乳化10~20分钟,得到石墨烯
分散液(4),在线材处理过程中保持超声波分散器(5)开启。
3.根据权利要求1所述的提高塑料快速成型件强度的方法,其特征在于在所述冷却槽
(3)内设有上冷却槽(31),在上冷却槽(31)中装有石墨烯分散液(4),所述专用线材(2)通过
上冷却槽(31)冷却及定型;在冷却槽(3)内设有潜水泵(6),所述潜水泵(6)的入口与冷却槽
(3)的底部连通,潜水泵(6)的出口与上冷却槽(31)连通,从而...
【专利技术属性】
技术研发人员:许中明,王鸿博,成伟华,
申请(专利权)人:顺德职业技术学院,
类型:发明
国别省市:广东;44
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