一种表面可光滑处理的FDM打印耗材及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种表面可光滑处理的FDM打印耗材及其制备工艺，包括由如下重量份的组分组成：聚乙烯醇缩丁醛70～90份、增塑剂10～30份、抗氧化剂0.1～1份、热稳定剂0.1～5份、流动性调节剂0.1～1份。其制备工艺：1)将聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂加入混合机中，混合搅拌后置于烘箱中；2)将混合物、热稳定剂、抗氧化剂、流动性调节剂加入混合机中搅拌均匀；3)将混合物干燥后加入造粒机中挤出造粒，经共混、拉条、风冷、切粒得到聚乙烯醇缩丁醛改性粒料；4)将粒料经3D打印耗材挤出成丝并收卷。本发明专利技术的耗材打印模型之后使用酒精蒸汽进行表面处理，得到表面光滑的模型，解决了传统3D打印模型表面层纹明显、粗糙的问题。

A FDM printing consumable with smooth surface treatment and its preparation process

The invention discloses a surface smooth processing of FDM printing supplies and a preparation method thereof, comprising the following components in part by weight: 70~90 portions of polyvinyl butyral, plasticizer, antioxidant 10~30 0.1 - 1, 0.1 - 5, stabilizer 0.1 to 1 flow regulator. The preparation process: 1) the polyvinyl butyral, plasticizer mixer, mixing and stirring in the oven; 2) the mixture, heat stabilizer, antioxidant, flow modifier added to a mixing machine mixing; 3) the mixture is added after drying granulating extrusion granulating machine, by blending, brace, air-cooled cut grain obtained polyvinyl butyral modified pellets; 4) the pellets by 3D printing supplies and extruded as a filament winding. After the printing model of consumables is used, surface treatment is done by alcohol vapor, and a smooth surface model is obtained, which solves the problem that the surface layer of traditional 3D printing models is obvious and rough.

【技术实现步骤摘要】
一种表面可光滑处理的FDM打印耗材及其制备工艺
本专利技术涉及3D打印耗材
，尤其涉及一种表面可光滑处理的FDM打印耗材及其制备工艺。
技术介绍
熔融沉积造型技术(FDM)是目前普及率最高的一种3D打印技术，在全球已安装的快速成型技术中约占30％，广泛应用于航空航天、汽车工业、医疗用品、电子电器、艺术设计、日常用品等领域。熔融沉积成型(FDM)利用的是热熔性丝状材料，通过电动机驱动，电热丝加热，将热熔的线料输送至喷头处，然后通过出口涂覆至工作台上，冷却后材料形成界面轮廓从而逐层往上叠加形成物体。FDM打印技术制品的性能主要受到设备水平以及耗材品质的影响，在目前所具有的FDM打印机技术下，使用其常规的耗材包括PLA、ABS、PA、PC等打印模型，模型会存在成型痕迹明显、表面粗糙等问题，影响模型的外观和使用效果，所以往往需要对模型进行复杂的后处理，包括打磨、光滑处理等。因此，研发一款打印效果好，表面处理简单的耗材，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种表面可光滑处理的FDM打印耗材及其制备工艺的技术方案，通过对聚乙烯醇缩丁醛的改性，提高其可热熔融加工性能，从而可通过3D打印耗材拉丝机拉丝制备得到标准尺寸的3D打印耗材；该耗材在满足3D打印工艺对耗材力学强度、流动性、可打印性等要求的前提下，其具有表面可用酒精蒸汽光滑处理的特性，有效的解决了常规耗材打印模型后表面效果差，后处理复杂和成本高的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种表面可光滑处理的FDM打印耗材，其特征在于包括由如下重量份的组分组成：聚乙烯醇缩丁醛70～90份、增塑剂10～30份、抗氧化剂0.1～1份、热稳定剂0.1～5份、流动性调节剂0.1～1份。进一步，聚乙烯醇缩丁醛粘度为10s～160s，酸值≤0.05(MGKOH/G)。优选的，增塑剂为癸二酸丁二酯、癸二酸二(2-乙基己)脂、己二酸二(2-乙基己酯)、二(2-乙基丁酸)三缩乙二醇酯、三甘醇二异辛酸酯中的一种或一种以上的混合物。优选的，抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，2’-甲基双(4-甲基-6叔丁基苯酚)、N，N’-六次甲基双-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)三甲基苯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇脂、1,6六次甲基双(35二叔J基-4-4羟基苯基)丙酸酯中的一种或一种以上的混合物。优选的，热稳定剂为氢氧化镁、硬脂酸锌、二月桂酸二丁基锡中的一种或一种以上的混合物。优选的，流动性调节剂为亚乙基双硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡、系非晶性矿烯烃中的一种或一种以上的混合物。如上述的一种表面可光滑处理的FDM打印耗材的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：1)按照配方，将聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂加入混合机中，混合机转速为500～3000r/min的条件下混合5～8min达到均匀，将得到的混合物置于60℃烘箱中使增塑剂完全吸收；2)按照配方，将步骤(1)得到的混合物、热稳定剂、抗氧化剂、流动性调节剂加入混合机中，混合机转速为500～3000r/min的条件下混合8～10分钟至均匀；3)将步骤(2)得到的混合物干燥后加入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，挤出温度控制在150～190℃，螺杆转速60～100r/min，经共混、拉条、风冷、切粒得到聚乙烯醇缩丁醛改性粒料；4)将步骤(3)制备得到的粒料经3D打印耗材单螺杆基础设备挤出制备成丝并收卷，挤出温度控制为150～190℃。进一步，步骤4)中的单螺杆基础设备挤出制备成丝中丝料线径为1.75±0.05mm或3±0.05mm。本专利技术由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：1、本专利技术改性得到的聚乙烯醇缩丁醛具有良好的热熔融加工性能，通过对聚乙烯醇缩丁醛的改性，提高其可热熔融加工性能，从而可通过3D打印耗材拉丝机拉丝制备得到标准尺寸的3D打印耗材；2、本专利技术的耗材在满足3D打印工艺对耗材力学强度、流动性、可打印性等要求的前提下，其具有表面可用酒精蒸汽光滑处理的特性，有效的解决了常规耗材打印模型后表面效果差，后处理复杂和成本高的问题；3、本专利技术针对3D打印耗材生产设备的特点，通过配方调节以及工艺参数的调整，可实现高尺寸精度的可表现光滑处理3D打印耗材(线径可控制在1.75±0.05mm或3.00±0.05mm)的批量连续生产；4、本专利技术的3D打印耗材具有表面可光滑处理的特性，打印模型完成后通过酒精蒸汽可实现对模型表面的光滑处理，与一般耗材比具有后处理简单易行、效果优良的优点。具体实施方式本专利技术一种表面可光滑处理的FDM打印耗材，包括由如下重量份的组分组成：聚乙烯醇缩丁醛70～90份、增塑剂10～30份、抗氧化剂0.1～1份、热稳定剂0.1～5份、流动性调节剂0.1～1份。聚乙烯醇缩丁醛粘度为10s～160s，酸值≤0.05(MGKOH/G)。优选的，增塑剂为癸二酸丁二酯、癸二酸二(2-乙基己)脂、己二酸二(2-乙基己酯)、二(2-乙基丁酸)三缩乙二醇酯、三甘醇二异辛酸酯中的一种或一种以上的混合物。优选的，抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，2’-甲基双(4-甲基-6叔丁基苯酚)、N，N’-六次甲基双-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)三甲基苯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇脂、1,6六次甲基双(35二叔J基-4-4羟基苯基)丙酸酯中的一种或一种以上的混合物。优选的，热稳定剂为氢氧化镁、硬脂酸锌、二月桂酸二丁基锡中的一种或一种以上的混合物。优选的，流动性调节剂为亚乙基双硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡、系非晶性矿烯烃中的一种或一种以上的混合物。如上述的一种表面可光滑处理的FDM打印耗材的制备工艺，包括如下步骤：1)按照配方，将聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂加入混合机中，混合机转速为500～3000r/min的条件下混合5～8min达到均匀，将得到的混合物置于60℃烘箱中使增塑剂完全吸收；2)按照配方，将步骤(1)得到的混合物、热稳定剂、抗氧化剂、流动性调节剂加入混合机中，混合机转速为500～3000r/min的条件下混合8～10分钟至均匀；3)将步骤(2)得到的混合物干燥后加入双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，挤出温度控制在150～190℃，螺杆转速60～100r/min，经共混、拉条、风冷、切粒得到聚乙烯醇缩丁醛改性粒料；4)将步骤(3)制备得到的粒料经3D打印耗材单螺杆基础设备挤出制备成丝并收卷，单螺杆基础设备挤出制备成丝中丝料线径为1.75±0.05mm或3±0.05mm，挤出温度控制为150～190℃。实施例1一种可表面光滑处理的3D打印耗材，原料配方为：粘度为15s的聚乙烯醇缩丁醛500g，癸二酸丁二酯50g，氢氧化镁20g，四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯2.5g，聚乙烯蜡2.5g。表面可光滑处理3D打印耗材的制备工艺：将干燥的聚乙烯醇缩丁醛和癸二酸丁二酯加入高速混合机中混合，转速1000r/min，混合时间5min，将得到的混料置于60℃烘箱中干燥4～6小时至增塑剂完全吸收；将上述得到的混合料及配方其余原料加入高速混合机中，转速1500r/min，时间8分钟；将混合好的预混料置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面可光滑处理的FDM打印耗材，其特征在于包括由如下重量份的组分组成：聚乙烯醇缩丁醛70～90份、增塑剂10～30份、抗氧化剂0.1～1份、热稳定剂0.1～5份、流动性调节剂0.1～1份。

【技术特征摘要】
1.一种表面可光滑处理的FDM打印耗材，其特征在于包括由如下重量份的组分组成：聚乙烯醇缩丁醛70～90份、增塑剂10～30份、抗氧化剂0.1～1份、热稳定剂0.1～5份、流动性调节剂0.1～1份。2.根据权利要求1所述的一种表面可光滑处理的FDM打印耗材，其特征在于：所述聚乙烯醇缩丁醛粘度为10s～160s，酸值≤0.05(MGKOH/G)。3.根据权利要求1所述的一种表面可光滑处理的FDM打印耗材，其特征在于：所述增塑剂为癸二酸丁二酯、癸二酸二(2-乙基己)脂、己二酸二(2-乙基己酯)、二(2-乙基丁酸)三缩乙二醇酯、三甘醇二异辛酸酯中的一种或一种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的一种表面可光滑处理的FDM打印耗材，其特征在于：所述抗氧化剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2，2’-甲基双(4-甲基-6叔丁基苯酚)、N，N’-六次甲基双-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)三甲基苯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八醇脂、1,6六次甲基双(35二叔J基-4-4羟基苯基)丙酸酯中的一种或一种以上的混合物。5.根据权利要求1所述的一种表面可光滑处理的FDM打印耗材，其特征在于：所述热稳定剂为氢氧化镁、硬脂酸锌、二月桂酸二丁基...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴文剑，钱欣，金泽枫，
申请(专利权)人：浙江闪铸三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33