一种塑料粉末3D打印界面增强方法技术

本发明专利技术公开了一种塑料粉末3D打印界面增强方法，首先将碳纳米管或短碳纤维进行磁化；然后将得到磁化后的碳纳米管或短碳纤维材料加入到3D打印的塑料粉末中混合均匀，将混合后的3D打印粉末加入3D打印粉末盒中，然后在3D打印粉末盒上加入磁场，最后开始打印即可得到界面增强的3D打印零件；本发明专利技术在3D打印粉盒上下加一对磁场，就会出部分磁化的碳纳米管或短纳米碳纤维须状物露在固化的塑料层表面，在塑料粉末加热固化收缩时，后一层塑料粉末固化时实现两层之间的须状碳材料的连接，由于碳纤维材料强度高，并且贯穿了两层塑料粉末固化的界面，有效地起到了3D打印界面增强，无需改变3D打印工艺，使用方法简单，使3D打印零件的强度提高。

An interface enhancement method for 3D printing of plastic powder

【技术实现步骤摘要】
一种塑料粉末3D打印界面增强方法
本专利技术属于3D打印
，涉及一种塑料粉末3D打印界面增强方法。
技术介绍
塑料粉末3D打印是一种常用的3D打印技术，它依靠多次加热均匀分布在打印机中的粉末逐层增厚，达到增材制造；这种方法的优点是通过选区只对零件有用的粉末进行加热使其固化，在打印零件模型之外的粉末不加热，虽然每次的选区可能不同，但后一层的固化粉末必然是在前一层的界面上，使后一层与前一层已固化的粉末相连接才能够实现增厚，这种制造方法不不浪费原料，无需对零件后加工，但这种方法的缺点是层间结合差，使产品的强度低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种塑料粉末3D打印界面增强方法，解决现有塑料粉末3D打印界面强度低的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种塑料粉末3D打印界面增强方法，具体按以下步骤实施：步骤1，将碳纳米管或短碳纤维进行磁化；步骤2，将经步骤1得到磁化后的碳纳米管或短碳纤维材料加入到3D打印的塑料粉末中混合均匀，得到3D打印粉末；步骤3，将经步骤2混合后的3D打印粉末加入3D打印粉末盒中，然后在3D打印粉末盒上加入磁场，最后开始打印即可得到界面增强的3D打印零件。本专利技术的特点还在于：其中步骤1中碳纳米管或短碳纤维长度不大于0.1mm，直径不大于0.1μm；其中步骤1中的磁化过程为：将碳纳米管或短碳纤维与铁离子混合，然后加入氨水反应后过滤出碳纳米管或短碳纤维，最后将过滤后的碳纳米管或短碳纤维进行干燥和碾磨分散，得到磁化的碳纳米管或短碳纤维材料；其中碳纳米管或短碳纤维与铁离子的混合比例为4～5:1；其中铁离子在混合前配制成0.2～0.3wt％的溶液；其中铁离子包括Fe+3和Fe+2，Fe+3和Fe+2的比例为4:7；其中步骤1中将碳纳米管或短碳纤维与铁离子混合在室温下搅拌1～2h后加入10～20wt％的氨水，再搅拌0.5～1h后进行过滤；其中干燥过程中温度为90℃～95℃，干燥7～12h；其中步骤2中，磁化的碳纳米管或短碳纤维材料以3～6wt％的比例与3D打印的塑料粉末混合，3D打印的塑料粉为热固型和热塑型3D打印塑料粉末，然后进行球磨混料；其中步骤3中在3D打印粉末盒上下接入0.2～0.5T的磁场。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种塑料粉末3D打印界面增强方法中磁化的碳纳米管或短碳纤维材料在3D打印粉末中均匀的分散，借助于磁化的碳纳米管或短碳纤维材料有一定的长度，为短须状，它们会在磁场中竖立起来，待塑料粉末固化收缩时碳纳米管或短碳纤维不收缩，就会使它们显露在固化层的表面，待第二层粉末固化时，显露的碳纳米管或短碳纤维会伸入第二层，这种碳纳米管或短碳纤维就会将两界面拉扯在一起，起到界面增强的效果，本专利技术仅在3D打印粉盒上下加一对0.2～0.5T的磁场，无需改变3D打印工艺，方法简单。附图说明图1是本专利技术的一种塑料粉末3D打印界面增强方法中制备的单层含有短碳纤维TEM图；图2是本专利技术的一种塑料粉末3D打印界面增强方法中制备的多层碳纳米管截面TEM图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供了一种塑料粉末3D打印界面增强方法，具体按以下步骤实施：步骤1，将碳纳米管或短碳纤维(长度在0.1mm以内，直径小于0.1μm)与铁离子按4～5：1配比，铁离子是Fe+3：Fe+2为4:7的混合物，先将铁离子配为0.2～0.3wt％的溶液，然后加入碳纳米管或短碳纤维搅拌，于室温下搅拌1～2h后滴加10～20wt％的氨水，再搅拌0.5～1h，过滤出碳纳米管或短碳纤维，将过滤的滤饼于95～90℃干燥7～12h，最后对干燥的碳纳米管或短碳纤维研磨分散，得到磁化的碳纳米管或短碳纤维材料。步骤2，将磁化的碳纳米管或短碳纤维材料以3～6wt％的比例与3D打印的塑料粉末混合，采用球磨混料，使两者混合均匀。步骤3，在常规的3D打印粉末盒上下接入0.2～0.5T的磁场，按正常的3D打印工艺进行3D打印即可得到界面增强的3D打印零件。本专利技术其原料是将碳纳米管或短纳米碳纤维表面进行铁离子处理，在3D打印粉末盒上下加有磁场，磁化的碳纳米管或短纳米碳纤维就会在礠场中竖立起来，当塑料粉末加热固化收缩时，碳材料不收缩，就会有部分磁化的碳纳米管或短纳米碳纤维须状物露在固化的塑料层表面，在后一层塑料粉末覆盖时，露在表面的须状碳材料会伸入到塑料粉末中，在后一层塑料粉末固化时，将下一层露在表面的须状碳材料固化在上一层塑料层，实现两层之间的须状碳材料的连接，由于碳纤维材料强度高，并且贯穿了两层塑料粉末固化的界面，有效地起到了3D打印界面增强，使3D打印零件的强度提高。实施例1步骤1，将碳纳米管与铁离子按4:1配比，铁离子是Fe+3：Fe+2为4：7的混合物，先将铁离子配为0.2wt％的溶液，然后加入碳纳米管搅拌，于室温下搅拌1h后滴加10wt％的氨水，再搅拌0.5h，过滤出碳纳米管，将过滤的滤饼于95℃干燥7h，最后对干燥的碳纳米管研磨分散，得到磁化的碳纳米管；步骤2，将磁化的碳纳米管以3wt％的比例加入到3D打印的塑料粉末中，采用球磨混料，使两者混合均匀；步骤3，在常规的3D打印粉末盒上下接入0.2T的磁场，按正常的3D打印工艺进行3D打印即可得到界面增强的3D打印零件。实施例2步骤1，将短碳纤维(长度在0.1mm以内，直径小于0.1μm)与铁离子按4.5：1配比，铁离子是Fe+3：Fe+2为4：7的混合物，先将铁离子配为0.25wt％的溶液，然后加入短碳纤维搅拌，于室温下搅拌1.5h后滴加15wt％的氨水，再搅拌0.6h，过滤出短碳纤维，将过滤的滤饼于92℃干燥9h，最后对干燥的短碳纤维研磨分散，得到磁化的短碳纤维材料；步骤2，将磁化的短碳纤维以4wt％的比例加入到3D打印的塑料粉末中，采用球磨混料，使两者混合均匀；步骤3，在常规的3D打印粉末盒上下接入0.4T的磁场，按正常的3D打印工艺进行3D打印即可得到界面增强的3D打印零件。实施例3步骤1，将短碳纤维(长度在0.1mm以内，直径小于0.1μm)与铁离子按5：1配比，铁离子是Fe+3：Fe+2为4：7的混合物，先将铁离子配为0.3wt％的溶液，然后加入短碳纤维搅拌，于室温下搅拌2h后滴加20wt％的氨水，再搅拌1h，过滤出短碳纤维，将过滤的滤饼于90℃干燥12h，最后对干燥的短碳纤维研磨分散，得到磁化的短碳纤维材料；步骤2，将磁化的短碳纤维材料以6wt％的比例加入到3D打印的塑料粉末中，采用球磨混料，使两者混合均匀；步骤3，在常规的3D打印粉末盒上下接入0.5T的磁场，按正常的3D打印工艺进行3D打印即可得到界面增强的3D打印零件。利用本专利技术3D打印的单层含短碳纤维的TEM图，如图1所示，图中短碳纤维含量为6wt％，由图1可见短碳纤维分布均匀；利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塑料粉末3D打印界面增强方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：/n步骤1，将碳纳米管或短碳纤维进行磁化；/n步骤2，将经步骤1得到磁化后的碳纳米管或短碳纤维材料加入到3D打印的塑料粉末中混合均匀，得到3D打印粉末；/n步骤3，将经步骤2混合后的3D打印粉末加入3D打印粉末盒中，然后在3D打印粉末盒上加入磁场，最后开始打印即可得到界面增强的3D打印零件。/n

【技术特征摘要】
1.一种塑料粉末3D打印界面增强方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：
步骤1，将碳纳米管或短碳纤维进行磁化；
步骤2，将经步骤1得到磁化后的碳纳米管或短碳纤维材料加入到3D打印的塑料粉末中混合均匀，得到3D打印粉末；
步骤3，将经步骤2混合后的3D打印粉末加入3D打印粉末盒中，然后在3D打印粉末盒上加入磁场，最后开始打印即可得到界面增强的3D打印零件。


2.根据权利要求1所述的一种塑料粉末3D打印界面增强方法，其特征在于，所述步骤1中碳纳米管或短碳纤维长度不大于0.1mm，直径不大于0.1μm。


3.根据权利要求1所述的一种塑料粉末3D打印界面增强方法，其特征在于，所述步骤1中的磁化过程为：将碳纳米管或短碳纤维与铁离子混合，然后加入氨水反应后过滤出碳纳米管或短碳纤维，最后将过滤后的碳纳米管或短碳纤维进行干燥和碾磨分散，得到磁化的碳纳米管或短碳纤维材料。


4.根据权利要求3所述的一种塑料粉末3D打印界面增强方法，其特征在于，所述碳纳米管或短碳纤维与铁离子的混合比例为4～5:1。


5.根据权利要求3所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯拉俊，李光照，王芳芳，翟哲，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61