激光烧结成型用金属胶体的制备方法技术

本发明专利技术提供一种通过将金属材料粉末均匀分散于丙二酚二乙醇醚、二甲苯、及聚氧乙烯脂肪酸酯所构成的高分子聚合物中所形成的激光烧结成型用金属胶体，以及提供一种制备所述激光烧结成型用金属胶体的方法。本发明专利技术的激光烧结成型用金属胶体，在3D打印过程中能够直接放置于工件的待修补部位。因此，本发明专利技术克服了传统3D打印过程中粉末吹散移动的缺陷，不需要架设额外的粉末回收系统，可能够减少金属材料粉末的浪费、降低加工成本。

Preparation of Metal Colloids for Laser Sintering

The invention provides a metal colloid for laser sintering forming by uniformly dispersing metal material powder in a macromolecule polymer composed of propylene glycol diethanol ether, xylene and polyoxyethylene fatty acid ester, and a method for preparing the metal colloid for laser sintering forming. The metal colloid for laser sintering forming of the invention can be directly placed in the repaired part of the workpiece in the process of 3D printing. Therefore, the invention overcomes the defect of powder blowing and moving in the traditional 3D printing process, does not need to set up additional powder recovery system, and may reduce the waste of metal material powder and processing cost.

【技术实现步骤摘要】
激光烧结成型用金属胶体的制备方法
本专利技术涉及一种激光烧结成型材料及其制备方法，特别是涉及一种通过将金属材料粉末均匀分散于丙二酚二乙醇醚、二甲苯、及聚氧乙烯脂肪酸酯所构成的高分子聚合物中所形成的激光烧结成型用金属胶体，以及提供一种制备所述激光烧结成型用金属胶体的方法。
技术介绍
3D打印技术由于具备便捷快速成型(RapidPrototyping，RP)、能够减低研发成本、缩短研发周期、提高新产品开发成功率、以及满足个人制作与现地制造的需求等等的优良特性，因而自1980年代开始萌芽起3D打印持续快速地发展。不仅是与3D打印有关的技术、装置、制程、方法等不断地创新突破，3D打印机型、种类亦不断地持续推陈出新，而且在打印的品质、速度、可打印物品大小、输出稳定性等各方面亦显著地提升，近十年来，3D打印市场规模更是飞跃地成长扩大。3D打印成型技术是一种能够在不使用刀具、模具或卡具的条件下，运用有如建构金字塔的层层堆迭的技术概念，自动且快速地将复杂形状的设计图像制作成三维立体形状的实体物的快速成型方法。3D打印是基于切层、堆迭、加法制造的原理，将含有特定的塑胶、金属等成分的成型材料，经溶液化、溶剂化或熔融处理后，利用3D打印设备直接精密喷墨打印在一个平面上，再通过光能、电能、化学能予以烧结、黏合、干燥、固化形成XY轴2维平面层，接着于Z轴方向移动并精准定位而一层一层地迭加起来，最终形成立体形状的三维实体物。在现有技术中，3D打印上通常使用熔融沉积成型(FusedDepositionModeling，FDM；又称为FusedFilamentFabrication，FFM)、层状物体制造(LaminatedObjectManufacturing，LOM)、数字光处理(DigitalLightProcessing，DLP；又称为FilmTransferImaging，FTI)、立体平板印刷(Stereo-lithographyApparatus，SLA)、胶水固化喷印(Plaster-based3Dprinting或Powderbedandinkjethead3Dprinting，3DP)、选择性激光烧结(SelectiveLaserSintering，SLS)、选择性激光熔化(SelectiveLaserMelting，SLM；或称为DirectMetalLaserSintering，DMLS)等的立体成型方式。然而，在上述常用的3D打印之中，特别是在金属立体物的成型方式中，经常需要根据所使用的金属粉末调整结合剂的组成。这会增加制作成本；并且在进行3D打印作业期间，由于结合剂本身、或结合剂与金属粉末间产生化学反应而不能够得到符合预期的三维实体物，使得原料由于无法回收再利用而造成废弃和浪费。此外，通过常规的3D打印方法制备金属元件时，由于无法精准的确定金属粉末移动的位置，会造成金属元件的强度不均一的问题。因此，多数3D打印金属只使用单一金属粉末。为了避免结合剂或金属粉末损坏喷头，经常需要使用压电式喷头来喷印，导致制造成本高。在常规的3D打印方法中，金属粉末通常是用来制作金属元件的，而不是用于修补金属元件。并且，金属粉末通常是无法垂直置于物体的断面上，因而导致对于待修补金属元件的断面就不能够顺利地进行修补。三维结构的金属元件经常必须要拆装或更新零部件方能进行修补，导致加工成本提高，而且对于具有破损、缺陷的金属零件或金属机构加工不良品亦会有不能够精密地修补的问题点。因此，如何开发一种能够解决上述现有技术的使用不便、原料浪费及制造成本较高等问题的激光烧结成型用金属胶体及其制备方法，实为相关
者目前所迫切需要解决的课题。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种激光烧结成型用金属胶体的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供由所述激光烧结成型用金属胶体的制备方法制得的激光烧结成型用金属胶体。本专利技术中的所述激光烧结成型用金属胶体不但能够改善上述现有技术的使用不便、原料浪费及制造成本较高等的问题点，而且不必拆装或更新零部件就能够进行修补三维结构，特别是能够精密地修补具有破损、缺陷的金属零件或金属机构加工不良品。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种激光烧结成型用金属胶体的制备方法，包括以下的步骤：(a)将500重量份～2000重量份的丙二酚二乙醇醚及0.25重量份～2重量份的催化剂，在140℃～180℃的温度下反应4～8小时；接着加入200重量份～800重量份的二甲苯，在120℃～150℃的温度下反应1～3小时，然后用真空抽取方式脱除二甲苯获得第一聚合物A；(b)取100重量份～300重量份的上述步骤(a)所得到的所述第一聚合物A，并添加200重量份～900重量份的聚氧乙烯脂肪酸酯，在120℃～150℃的温度下反应4～10小时而获得第二聚合物B；(c)将100重量份～900重量份的上述步骤(b)所得到的所述第二聚合物B与100重量份～900重量份的金属材料粉末进行混炼而制得所述激光烧结成型用金属胶体。在本专利技术中，混炼的方法并未特别加以限定，只要是在不脱离本专利技术的精神的范围内皆可，例如，可以使用现有技术中的惯用公知的任何混炼方法。举例来说，可以使用行星式混合机、桨板式混合机、高速挤出机、高速研磨混合机、高速研磨机、高速搅拌机、高速混合机、挤出机、加热辊、捏合机、辊式搅拌机、班布里混合机等的混炼机，将(A)成分与(B)成分或更多成分加以混炼。从生产性的观点而言，优选为单轴挤出机、双轴挤出机、揑合机(kneader)、班伯里混炼机(Banburymixer)、高速挤出机、高速研磨混合机、高速研磨机等来进行混炼。一种激光烧结成型用金属胶体，原料包括：金属材料粉末、丙二酚二乙醇醚、二甲苯、及聚氧乙烯脂肪酸酯。所述丙二酚二乙醇醚先与所述二甲苯反应形成第一聚合物A后，再与所述聚氧乙烯脂肪酸反应形成第二聚合物B，所述金属材料粉末均匀分散于所述第二聚合物B中而形成所述激光烧结成型用金属胶体；在所述第一聚合物A中，当所述丙二酚二乙醇醚的含量为500重量份～2000重量份时，所述二甲苯的含量为200重量份至800重量份；在所述激光烧结成型用金属胶体中，所述金属材料粉末的含量为100重量份至900重量份；所述聚合物B的含量为900重量份至100重量份。在本专利技术所提供的激光烧结成型用金属胶体及其制备方法中，优选的，所述第一聚合物A具有以下化学式A：化学式A在本专利技术所提供的激光烧结成型用金属胶体及其制备方法中，优选的，所述第二聚合物B具有以下化学式B：化学式B首先，对于本说明书中所使用的特定用语或名词进行描述性的说明；然而，下列说明仅为例示性说明，并不用于限制本专利技术说明书及权利要求。除非本说明书另有定义以外，在本文中所用的科学与技术词汇的含义与本专利技术所属
中具有通常知识者所理解与惯用的意义相同。在本文中，对于用以界定本专利技术范围的数值与参数，本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差，因而大多是以约略的数量值来表示，然而于具体实施例中则尽可能精确呈现的相关数值。在本文中，“约”由根据本领域技术人员根据本领域的公知常识及实际需要而进行设定，一般系指代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，例如，所述实际数值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光烧结成型用金属胶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a：使500重量份～2000重量份的丙二酚二乙醇醚及200重量份～800重量份的二甲苯，在第一反应条件下反应形成第一聚合物A；步骤b：使所述步骤a所得到的100重量份～300重量份的所述第一聚合物A与200重量份～900重量份的聚氧乙烯脂肪酸酯，在第二反应条件下反应形成第二聚合物B；以及步骤c：将所述步骤b所得到的所述第二聚合物B与金属材料粉末混炼形成所述激光烧结成型用金属胶体；其中所述步骤a中的所述第一反应条件包括:在140℃～180℃的温度下，将催化剂加入丙二酚二乙醇醚中，反应4～8小时；接着加入二甲苯，在120℃～150℃的温度下，反应1～3小时；所述步骤b中的第二反应条件包括:在140℃～180℃的温度下进行反应1～3小时；以及所述步骤c中的所述第二聚合物B与所述金属材料粉末的重量比为1：9～9：1。

【技术特征摘要】
2017.05.25 TW 1061172831.一种激光烧结成型用金属胶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a：使500重量份～2000重量份的丙二酚二乙醇醚及200重量份～800重量份的二甲苯，在第一反应条件下反应形成第一聚合物A；步骤b：使所述步骤a所得到的100重量份～300重量份的所述第一聚合物A与200重量份～900重量份的聚氧乙烯脂肪酸酯，在第二反应条件下反应形成第二聚合物B；以及步骤c：将所述步骤b所得到的所述第二聚合物B与金属材料粉末混炼形成所述激光烧结成型用金属胶体；其中所述步骤a中的所述第一反应条件包括:在140℃～180℃的温度下，将催化剂加入丙二酚二乙醇醚中，反应4～8小时；接着加入二甲苯，在120℃～150℃的温度下，反应1～3小时；所述步骤b中的第二反应条件包括:在140℃～180℃的温度下进行反应1～3小时；以及所述步骤c中的所述第二聚合物B与所述金属材料粉末的重量比为1：9～9：1。2.根据权利要求1所述的激光烧结成型用金属胶体的制备方法，其特征在于，所述第一聚合物A为具有以下化学式A所示重复单元的聚合物：化学式A...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭俊良，徐衍珍，张腾元，苏致豪，江铵畯，
申请(专利权)人：东邦涂料工业股份有限公司，和硕联合科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71