一种3D打印面塑材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种3D打印面塑材料及其制备方法，面塑材料由以下按重量份比的原料制成：小麦粉300‑500份、糯米粉150‑210份、可再分散性乳胶粉30‑150份、微晶纤维素20‑300份、水450‑750份、润滑剂10‑20份、抗菌剂5‑10.5份和防霉剂1‑3.5份。本发明专利技术所述面塑材料制备速度快，有良好的可挤出性及可堆积性，硬化后呈乳白色，可以3D打印出各种复杂模型，具有成型速度快，成型质量高等特点；可以长时间保存，不开裂，不霉变，从而可以作为一种3D打印材料进行推广。

A 3D Printing Surface Plastic Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印面塑材料及其制备方法
本专利技术涉及3D打印材料制备领域，特别涉及一种3D打印面塑材料及其制备方法。
技术介绍
面塑，俗称面塑，俗称面花、礼馍、花糕、捏面人，是源于山东、山西、北京的中国民间传统艺术之一。传统工序中它是以面粉为主料，调入不同色彩的颜料和防腐剂，用手指和简单工具——小刀、小篦子、竹针等，经过搓、捏、揉、滚、压、揪、挑等技法后，塑造出各种栩栩如生的塑像。据史料记载，中国的面塑艺术早在汉代就已有文字记载，经过几千年的传承和经营，可谓是历史渊远流长，早已是中国文化和民间艺术的一部分。也是研究历史、考古、民俗、雕塑、美学不可忽视的实物资科。就捏制风格来说，黄河流域古朴、粗扩、豪放、深厚；长江流域却是细致、优美、精巧。这种在中国流传几千年的民间小玩意，因其独特的文化内涵和表现形式，在旅游、外贸、收藏等方面都具有一定的价值，如今已被列为国家非物质文化遗产。3D打印技术是一种增材制造技术，发源于19世纪后期，它是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，将打印材料逐层堆积粘结，最终叠加成型，制造出实体产品。3D打印的应用领域涵盖了航空、模具、医疗、药物、食品、教育等。可供打印的材料多种多样，从激光烧结所应用的金属粉末到熔融沉积使用的高分子材料，从粉末粘结使用的粘结剂和粉末到立体光固化成型使用的光敏树脂……随着材料技术的发展，可供3D打印的材料越来越多，新材料的研发层出不穷，各种打印工艺也日趋成熟。传统面塑对制作者具有较高的技法要求，特别是一件栩栩如生、逼真传神的精美面塑艺术品的制作更需要艺人多年技术的学习与磨练，普通人很难满足这一要求。3D打印面塑相较与传统制作方法，具有节约材料，操作方便等特点，在满足客户私人定制需求的同时将当代先进制造技术与中国民间传统艺术相结合，让普通人也可以制造出高精度的面塑。目前，市面上还没有出现3D打印面塑材料，以面粉为主要材料的3D打印制品多为食品技术方面，且多是二维打印。面粉与水混合后形成的面团为典型的粘弹性流体，具有较为复杂的力学性质，在较小应力下有高弹性特征，当应力超过一定数值时会发生塑性变形，表现出粘性流体的特征。这导致其3D打印时成型质量差，打印层数难以提高，并且所制成品存在发霉、开裂等问题。因此，需要开发一种可挤出性和可堆积性良好，且保持时间长的3D打印面塑材料来满足老百姓日益增长的物质文化需求。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种3D打印面塑材料及其制备方法，以解决面塑因特有的粘弹特性，导致3D打印时挤出性和堆积性较差，并且所制成品存在发霉、开裂等问题，将当代先进制造技术与中国民间传统艺术相结合，使没有学习过面塑制作的客户，也可以做出精美的面塑艺术品。为了达到上述专利技术目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：本专利技术公开了一种3D打印面塑材料，以重量份为单位，包括以下原料：小麦粉300-500份、糯米粉150-210份、可再分散性乳胶粉30-150份、微晶纤维素20-300份、水450-750份、润滑剂10-20份、抗菌剂5-10.5份和防霉剂1-3.5份。优选的，所述小麦粉为轻研细磨加工而成的中筋小麦粉。优选的，所述糯米粉为水磨糯米粉。优选的，所述可再分散性乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉。优选的，所述微晶纤维素为超细微晶纤维素。优选的，所述润滑剂为甘油。优选的，所述抗菌剂为苯甲酸钠。优选的，所述防霉剂为双乙酸钠。本专利技术另外公开了一种3D打印面塑材料的制备方法，采用上述3D打印面塑材料进行制备，具体包括以下步骤：步骤1：将小麦粉和糯米粉充分混合均匀，加入3/5量的水，于60-65转/分钟搅拌机中搅拌10-15分钟，于20-23℃醒发20-35分钟，得醒发面团；步骤2：将面团加热至35-50℃，加入可再分散性乳胶粉、微晶纤维素及35-50℃的2/5量水，于40-48转/分钟搅拌机中搅拌8-12分钟，得面塑材料主料；步骤3：将冷却至常温后的面塑材料主料与润滑剂、抗菌剂、防霉剂充分混合，于60-65转/分钟搅拌机中搅拌5-10分钟，得3D打印面塑材料。进一步的，在步骤2中，可根据3D打印模型精度调节可再分散性乳胶粉和微晶纤维素的份量：对于打印层厚0.1mm-0.3mm的较高精度模型，可再分散性乳胶粉为70-150份、微晶纤维素60-300份；对于打印层厚0.3mm-0.6mm的较低精度模型，可再分散性乳胶粉为30-70份、微晶纤维素20-60份。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术的3D打印面塑材料及其制备方法，具有制作流程简便，材料可挤出性和可堆积性良好，且成品不发霉、开裂等特点，将当代先进制造技术与中国民间传统艺术相结合，发扬了中华传统文化精髓，并且满足了老百姓日益增长的物质文化需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：图1是本专利技术一种3D打印面塑材料的制备方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例1中较低精度模型示意图；图3是本专利技术实施例2中较高精度模型示意图。具体实施方式以下将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本专利技术的一部分实例，并不是全部的实例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术公开了一种3D打印面塑材料，以重量份为单位，包括以下原料：小麦粉300-500份、糯米粉150-210份、可再分散性乳胶粉30-150份、微晶纤维素20-300份、水450-750份、润滑剂10-20份、抗菌剂5-10.5份和防霉剂1-3.5份。优选的，所述小麦粉为轻研细磨加工而成的中筋小麦粉。优选的，所述糯米粉为水磨糯米粉。优选的，所述可再分散性乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉(Vac/E)。优选的，所述微晶纤维素为超细微晶纤维素。优选的，所述润滑剂为甘油。优选的，所述抗菌剂为苯甲酸钠。优选的，所述防霉剂为双乙酸钠。如图1所示，本专利技术另外公开了一种3D打印面塑材料的制备方法，采用上述3D打印面塑材料进行制备，具体包括以下步骤：步骤1：将小麦粉和糯米粉充分混合均匀，加入3/5量的水，于60-65转/分钟搅拌机中搅拌10-15分钟，于20-23℃醒发20-35分钟，得醒发面团；步骤2：将面团加热至35-50℃，加入可再分散性乳胶粉、微晶纤维素及35-50℃的2/5量水，于40-48转/分钟搅拌机中搅拌8-12分钟，得面塑材料主料；步骤3：将冷却至常温后的面塑材料主料与润滑剂、抗菌剂、防霉剂充分混合，于60-65转/分钟搅拌机中搅拌5-10分钟，得3D打印面塑材料。进一步的，在步骤2中，可根据3D打印模型精度调节可再分散性乳胶粉和微晶纤维素的份量：对于打印层厚0.1mm-0.3mm的较高精度模型，可再分散性乳胶粉为70-150份、微晶纤维素60-300份；对于打印层厚0.3mm-0.6mm的较低精度模型，可再分散性乳胶粉为30-70份、微晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印面塑材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：小麦粉300‑500份、糯米粉150‑210份、可再分散性乳胶粉30‑150份、微晶纤维素20‑300份、水450‑750份、润滑剂10‑20份、抗菌剂5‑10.5份和防霉剂1‑3.5份。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印面塑材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：小麦粉300-500份、糯米粉150-210份、可再分散性乳胶粉30-150份、微晶纤维素20-300份、水450-750份、润滑剂10-20份、抗菌剂5-10.5份和防霉剂1-3.5份。2.根据权利要求1所述的一种3D打印面塑材料，其特征在于，所述小麦粉为轻研细磨加工而成的中筋小麦粉。3.根据权利要求1所述的一种3D打印面塑材料，其特征在于，所述糯米粉为水磨糯米粉。4.根据权利要求1所述的一种3D打印面塑材料，其特征在于，所述可再分散性乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉。5.根据权利要求1所述的一种3D打印面塑材料，其特征在于，所述微晶纤维素为超细微晶纤维素。6.根据权利要求1所述的一种3D打印面塑材料，其特征在于，所述润滑剂为甘油。7.根据权利要求1所述的一种3D打印面塑材料，其特征在于，所述抗菌剂为苯甲酸钠。8.根据权利要求1所述的一种3D打印面塑材料，其特征在于，所述防霉剂为双乙酸钠。9.一种3D打印面塑材料的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚忠，沈睿，景晓伟，季雯，王武，卢元飞，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31