The invention relates to a 3D printing part with high conductivity and a preparation method thereof, and proposes a hybrid manufacturing technology based on melt deposition forming 3D printing. Based on the preparation of conductive materials for 3D printing, the combination of 3D printing and heat treatment was used. At the same time, the thermal expandable microspheres modified by carbon nanotubes were introduced into the printing process. After printing, the parts were heated. The expandability of the microspheres was utilized to promote the close contact between carbon nanotubes and conductive fillers in the material body. The conductive network was constructed in all directions of the fabrication. And further improve the overall electrical conductivity of the parts.
【技术实现步骤摘要】
一种具有高导电性能的3D打印制件及其制备方法
本专利技术涉及一种具有高导电性能的3D打印制件及其制备方法，属于增材制造领域。
技术介绍
传统的制造技术，包括铸造、锻造、机械加工、注塑成型，只能制造统一造型和结构的物品。3D打印，即增材制造，不同于传统的制造技术，没有具体的模板或者造型作为参考，所以可以按照具体的需要制造具有不同复杂几何形状的产品。3D打印是利用层与层之间材料的堆积来形成各种在空间延伸的几何形状的技术。过去的几十年间，得益于空间分辨率的提高和多种原材料的使用，3D打印越来越广泛地应用于消费产品、航空航天、生化器件等领域。然而，3D打印也面临着许多挑战和亟待解决的问题，其中之一就是增加3D打印制件的功能性。这需要整合不同组件的特性，利用统一的、无需额外工具的、多进程的打印环境进行制件的制造，因此，伴随互相补充的制造过程的3D打印混合技术应运而生。这种互补的制造流程既包括传统的制作方法(例如机械加工、切削、滴涂、机器人操作等)，也可以使产品同时结合电子、电磁、光学、流体、制动、化学以及热学等特性，具有巨大的应用潜力。大部分多功能结构的制造都需要整合多种制造技术，包括结合3D打印，同时使用其他补充技术提高材料的空间控制、几何形状和功能性。这些附加制造能力可以结合金属线、电池、天线和其他部分来实现。电和热的引入和相互作用可以加强子系统间的通信或者在整个结构间传递能量或热。本专利技术针对具有高导电性能的制件，提出了一种基于熔融沉积成型3D打印的混合制造技术。在制备3D打印导电材料本体的基础上，将3D打印和热处理相结合，同时在打印过程中引入碳纳米管黏附改...
【技术保护点】
1.一种具有高导电性能的制件的制备方法，其特征在于：该制备方法是基于熔融沉积成型3D打印，分为三大步骤，包括用于3D打印的导电材料本体的制备、3D打印过程中改性热可膨胀微球的喷涂和3D打印过程后的加热处理。
【技术特征摘要】
1.一种具有高导电性能的制件的制备方法，其特征在于：该制备方法是基于熔融沉积成型3D打印，分为三大步骤，包括用于3D打印的导电材料本体的制备、3D打印过程中改性热可膨胀微球的喷涂和3D打印过程后的加热处理。2.如权利要求1所述的用于3D打印的导电材料的制备步骤，其特征在于：首先将导电填料进行表面处理，后和高分子树脂基体在高速混合机中搅拌混合1.5min，然后在双螺杆挤出机中进行混炼塑化，制备成1.75mm的线材，供熔融沉积成型3D打印机使用。3.如权利要求2所述的导电填料，其特征在于：导电填料为炭黑、石墨或碳纳米纤维，添加含量为18-33wt％，填料粒径为小于30um，使得在3D打印过程中不堵塞喷头。4.如权利要求2所述的高分子树脂基体，其特征在于：高分子树脂基体为PCL或ULDPE，熔点小于90℃，熔融指数为50-80g/10min。5.如权利要求1所述的熔融沉积成型3D打印过程中的改性热可膨胀微球喷涂步骤，其特征在于：将制备的线材放入熔融沉积成型3D打印机，按照给定的CAD模型打印制件，然后在打印过程中每间隔20s喷涂改性的热可膨胀微球，分布在沉积线条上或相邻沉积线条的间...
【专利技术属性】
技术研发人员：王剑磊，吴立新，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建,35
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