一种3D打印材料及利用该3D打印材料的打印成型方法技术

本发明专利技术公开了一种3D打印材料及利用该3D打印材料的打印成型方法，所述3D打印材料，以重量份数计，包括：金属粉末65‑80份；粘结剂20‑35份；所述金属粉末以重量份数计，包括：0.1‑1μm金属粉末10份‑30份；1‑5μm金属粉末80份‑90份；5‑100μm金属粉末100份‑200份；所述粘结剂包括重量份数计的以下组分：石蜡10‑40份、聚缩醛7‑10份、聚酯改性蜡7‑10份、聚乙烯蜡12‑25份、聚丙烯20‑40份和氧化聚乙烯蜡3‑5份。本发明专利技术的3D打印材料对金属粉末原料的要求低，保质期长、成本相对较低，配以本发明专利技术的打印成型方法无需使用模具，使得成本低廉，且在烧结过程中产品的线变化小，尺寸形状变化小。此外，所使用的粘结剂对环境友好，无需使用有机溶剂脱脂或催化脱脂，直接烧结，减少产品生产工序。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印材料及利用该3D打印材料的打印成型方法
本专利技术涉及一种3D打印材料及利用该3D打印材料的打印成型方法，属于3D打印

技术介绍
3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，是当前最热门的新型制造技术。因其不需要模具，主要适用于小批量（甚至单件）、形状复杂产品的快速制造。其核心技术主要集中在装备和材料两个方面。目前使用的材料主要有光固化性ABS类树脂、石膏粉及其粘结剂、用于激光烧结的金属粉末（品种很少）。ABS类树脂、石膏粉制品，只能作为概念和装饰用品，工业及生活实用价值不大，激光烧结金属粉末，也只有钛合金等少数几种适用；上述用于打印的材料价格昂贵。这些因素都限制了3D制造的快速发展和产业化进程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种3D打印材料及利用该3D打印材料的打印成型方法。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种3D打印材料，以重量份数计，包括：金属粉末65-80份；粘结剂20-35份；所述金属粉末为铁、铝、铜、不锈钢或钛合金中的一种，以重量份数计，包括：0.1-1μm金属粉末10份-30份；1-5μm金属粉末80份-90份；5-100μm金属粉末100份-200份；所述粘结剂包括重量份数计的以下组分：石蜡10-40份、聚缩醛7-10份、聚酯改性蜡7-10份、聚乙烯蜡12-25份、聚丙烯20-40份和氧化聚乙烯蜡3-5份。利用上述的3D打印材料的打印成型方法，包括以下步骤：S1、制备金属料浆：将以重量份数计的金属粉末65-80份、粘结剂20-35份混合均匀制成金属料浆；S2、数据建模：利用三维软件建立模型，将零件模型进行分层切片处理，层片厚度为0.05mm-0.25mm，得到零件的三维模型数据；S3、3D打印：把零件的三维模型数据导入3D打印设备中，打印机喷嘴温度为140-160℃，放入金属料浆按照三维数据模型进行打印，分层打印后金属料浆迅速冷却凝固，逐层累积形成3D打印金属坯体；S4、烧结：将3D打印金属坯体在800-1500℃温度范围内烧结1.5-4h，得到所需的金属零部件。更进一步的技术方案是，还包括步骤S5，将烧结完成的金属零部件自然冷却至室温。更进一步的技术方案是，步骤S4中烧结过程中，温度上升速度为3-7℃。更进一步的技术方案是，步骤S1中金属粉末和粘结剂通过高速混合机混合，混合温度为50℃-60℃，混合时间为30min-45min，确保混合料无结团、无分层、均匀。更进一步的技术方案是，步骤S1中将以重量份数计的铁粉65份、粘结剂20份混合均匀制成金属料浆；所述铁粉以重量份数计，包括：0.1-1μm铁粉10份；1-5μm铁粉80份；5-100μm铁粉100份；所述粘结剂包括重量份数计的以下组分：石蜡10份、聚缩醛7份、聚酯改性蜡7份、聚乙烯蜡12份、聚丙烯20份和氧化聚乙烯蜡3份。更进一步的技术方案是，步骤S1中将以重量份数计的铝粉80份、粘结剂35份混合均匀制成金属料浆；所述铝粉以重量份数计，包括：0.1-1μm铝粉30份；1-5μm铝粉90份；5-100μm铝粉200份；所述粘结剂包括重量份数计的以下组分：石蜡40份、聚缩醛10份、聚酯改性蜡10份、聚乙烯蜡25份、聚丙烯40份和氧化聚乙烯蜡5份。本专利技术的有益效果：本专利技术的3D打印材料对金属粉末原料的要求低，保质期长、成本相对较低，配以本专利技术的打印成型方法无需使用模具，使得成本低廉，是一种快速、价格低廉的金属直接成型技术，且在烧结过程中产品的线变化小，尺寸形状变化小。此外，本专利技术的3D打印材料所使用的粘结剂对环境友好，无需使用有机溶剂脱脂或催化脱脂，直接烧结，减少产品生产工序。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种3D打印材料，以重量份数计，包括：铁粉65份；粘结剂20份；所述铁粉以重量份数计，包括：0.1-1μm铁粉10份；1-5μm铁粉80份；5-100μm铁粉100份；所述粘结剂包括重量份数计的以下组分：石蜡10份、聚缩醛7份、聚酯改性蜡7份、聚乙烯蜡12份、聚丙烯20份和氧化聚乙烯蜡3份。利用上述的3D打印材料的打印成型方法，包括以下步骤：S1、制备金属料浆：将上述的铁粉和粘结剂混合均匀制成金属料浆；S2、数据建模：利用三维软件建立模型，将零件模型进行分层切片处理，层片厚度为0.05mm，得到零件的三维模型数据；S3、3D打印：把零件的三维模型数据导入3D打印设备中，打印机喷嘴温度为140℃，放入金属料浆按照三维数据模型进行打印，分层打印后金属料浆迅速冷却凝固，逐层累积形成3D打印金属坯体；S4、烧结：将3D打印金属坯体在800℃烧结4h，得到所需的金属零部件，烧结过程中，温度上升速度为3℃/min。S5、将烧结完成的金属零部件自然冷却至室温。步骤S1中金属粉末和粘结剂通过高速混合机混合，混合温度为50℃，混合时间为45min，确保混合料无结团、无分层、均匀。实施例2一种3D打印材料，以重量份数计，包括：铝粉80份；粘结剂35份；所述铝粉以重量份数计，包括：0.1-1μm铝粉30份；1-5μm铝粉90份；5-100μm铝粉200份；所述粘结剂包括重量份数计的以下组分：石蜡40份、聚缩醛10份、聚酯改性蜡10份、聚乙烯蜡25份、聚丙烯40份和氧化聚乙烯蜡5份。利用上述的3D打印材料的打印成型方法，包括以下步骤：S1、制备金属料浆：将上述的铝粉和粘结剂混合均匀制成金属料浆；S2、数据建模：利用三维软件建立模型，将零件模型进行分层切片处理，层片厚度为0.25mm，得到零件的三维模型数据；S3、3D打印：把零件的三维模型数据导入3D打印设备中，打印机喷嘴温度为160℃，放入金属料浆按照三维数据模型进行打印，分层打印后金属料浆迅速冷却凝固，逐层累积形成3D打印金属坯体；S4、烧结：将3D打印金属坯体在1500℃温度范围内烧结1.5h，得到所需的金属零部件，烧结过程中，温度上升速度为7℃/min。S5、将烧结完成的金属零部件自然冷却至室温。步骤S1中铝粉和粘结剂通过高速混合机混合，混合温度为60℃，混合时间为30min，确保混合料无结团、无分层、均匀。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印材料，其特征在于，以重量份数计，包括：金属粉末65‑80份；粘结剂 20‑35份；所述金属粉末为铁、铝、铜、不锈钢或钛合金中的一种，以重量份数计，包括：0.1‑1μm金属粉末10份‑30份；1‑5μm金属粉末80份‑90份；5‑100μm金属粉末100份‑200份；所述粘结剂包括重量份数计的以下组分：石蜡10‑40份、聚缩醛7‑10份、聚酯改性蜡7‑10份、聚乙烯蜡12‑25份、聚丙烯20‑40份和氧化聚乙烯蜡3‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印材料，其特征在于，以重量份数计，包括：金属粉末65-80份；粘结剂20-35份；所述金属粉末为铁、铝、铜、不锈钢或钛合金中的一种，以重量份数计，包括：0.1-1μm金属粉末10份-30份；1-5μm金属粉末80份-90份；5-100μm金属粉末100份-200份；所述粘结剂包括重量份数计的以下组分：石蜡10-40份、聚缩醛7-10份、聚酯改性蜡7-10份、聚乙烯蜡12-25份、聚丙烯20-40份和氧化聚乙烯蜡3-5份。2.利用权利要求1所述的3D打印材料的打印成型方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备金属料浆：将以重量份数计的金属粉末65-80份、粘结剂20-35份混合均匀制成金属料浆；S2、数据建模：利用三维软件建立模型，将零件模型进行分层切片处理，层片厚度为0.05mm-0.25mm，得到零件的三维模型数据；S3、3D打印：把零件的三维模型数据导入3D打印设备中，打印机喷嘴温度为140-160℃，放入金属料浆按照三维数据模型进行打印，分层打印后金属料浆迅速冷却凝固，逐层累积形成3D打印金属坯体；S4、烧结：将3D打印金属坯体在800-1500℃温度范围内烧结1.5-4h，得到所需的金属零部件。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈秋，杨梦桥，蒋展，
申请(专利权)人：南京惟初信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32