【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物熔融挤出沉积3d打印，具体涉及一种提高熔融挤出沉积3d打印制品层间作用力的方法。
技术介绍
1、如今，3d打印是近年来一种很有前途的增材制造技术，它彻底改变了传统的材料成型方法。它可以在很短的时间内以最小的浪费生产各种各样的产品。基于灵活可编程性和高精度的优点，3d已广泛应用于各个领域，如仿生学、医疗产品、食品制造、智能传感器、电子、汽车、航空航天等。其中聚合物熔融沉积打印由于其精度高、维护成本低、周期时间短、易于使用等优点，已被推广为最常用的3d打印方法。聚合物熔融沉积打印的工作过程为：在计算机编程控制下，喷管内的丝状热熔聚合物材料在喷嘴内按预定轨迹运动，将之加热熔化，温度略高于熔点，通过喷嘴挤出熔丝，完成沉积层，挤出物料喷嘴开始固化。快速将下一层沉积于喷嘴之上，后一层与前一层熔化，经反复熔化层堆叠，按预先设定的图形完成三维打印。然而在打印过程中，层与层之间的作用力与单层内部的作用力有明显的差异，即沿打印方向的强度(横向强度)与垂直于打印方向的强度(纵向强度)存在差异，行业称之为各向同性(或各向异性)。通常纵向强度因较弱的层间粘合力而远远低于横向强度，而这种巨大的强度差异会使3d打印制品因“木桶效应”而发挥不出原有材料的强度特性，严重限制了器件的应用。因此，如果提高熔融沉积3d打印的层间粘合力是该领域亟需解决的难题之一。
2、目前，已有大量的工作致力于解决3d打印制品的各项异性问题。比如，通过严格控制打印条件(打印速度、喷嘴温度、层间厚度、熔融温度等)来尝试提高层间粘合力，但改善效果并未十分明显
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种提高熔融挤出沉积3d打印制品层间粘合力的方法，使得在极低助剂添加量的条件下大幅度提高熔融沉积3d打印制品层间粘合力。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、本专利技术提供提供一种提高熔融挤出沉积3d打印制品层间粘合力的方法，所述方法包括如下步骤：
4、s1、将超支化聚酯酰亚胺添加剂与聚乳酸熔融共混；
5、s2、将步骤s1改性后的聚乳酸制作成熔融打印线材，采用熔融挤出沉积法进行3d打印。
6、作为本专利技术的一个实施方案，所述聚乳酸为聚乳酸树脂，包括但不限naturewworks的4032d、泰国道达尔的lx175、浙江海正的revode711。
7、作为本专利技术的一个实施方案，所述超支化聚酯酰亚胺添加剂是通过包括如下步骤的方法制备而得：
8、a1、在氮气氛围以及搅拌条件下，先将单氨基多元醇、有/无多元醇与有/无单氨基单醇投入聚酯合成反应器中，随后分批加入偏苯三酸酐单体，搅拌至料液成浆糊状；
9、a2、升温使浆糊状料液在高温下同时进行熔融聚酯反应和酰亚胺化反应；待反应完成后，熔体冷却即得所述超支化聚酯酰亚胺添加剂。
10、在本专利技术体系中，所述超支化聚酯酰亚胺通过降低本体材料熔体粘度的方式提高聚乳酸沉积层之间的接触面积，促进聚乳酸分子链在层间进行扩散与缠结，大幅度提高层间粘合力。在该过程中，由于使用量较低，超支化聚酯酰亚胺并未显著影响本体材料的其他特性，比如注塑制品的强度和模量以及结晶性能。
11、作为本专利技术的一个实施方案，所述单氨基多元醇为3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇中的一种或多种。
12、作为本专利技术的一个实施方案，所述多元醇为乙二醇、丙三醇、二乙二醇、季戊四醇中的一种或多种。
13、作为本专利技术的一个实施方案，所述单氨基单醇为乙醇胺、丙醇胺、异丙醇胺、丁醇胺、异丁醇胺、二甘醇胺、戊醇胺、己醇胺的一种或多种。
14、作为本专利技术的一个实施方案，步骤a1中，偏苯三酸酐、单氨基多元醇、多元醇与单氨基单醇的摩尔比为10:1～11:0～1:0～10。
15、作为本专利技术的一个实施方案，步骤a2中，在反应器蒸汽出口配置冷凝管，控制反应压力，收集副产物水，根据出水量判断反应进程。
16、作为本专利技术的一个实施方案，步骤s1共混物中所述添加剂的添加比例为0.01wt％-3wt％，优选为0.01wt％-1wt％，更为优选为0.05wt％-0.5wt％。在该范围内所述超支化聚酯酰亚胺对3d打印制品层间作用力改善效果更为明显。
17、作为本专利技术的一个实施方案，所述3d打印采用熔融挤出沉积3d打印设备，包括但不限于creality的cr-5060pro。
18、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
19、1)通过加入超支化聚合物改性得到的聚乳酸树脂在用于熔融沉积3d打印时，极少量添加剂不仅可以提高聚乳酸沉积层之间的接触面积，亦能促进聚乳酸分子链在层间进行扩散与缠结，大幅度提高层间粘合力，使其各项同性率最高可以达到96％，从而提高器件的综合性能。
20、2)在熔融挤出沉积打印领域，在确保高层间粘合力前提下，本专利技术所用的添加剂含量是目前市面上已知方案中最低的。超低添加量不仅可以维持基材原本的理化性质还能大大降低改性成本，非常利于大规模推广使用。
21、3)另外，本专利技术是针对材料本身进行改性，利用常规打印条件即可实现本专利技术效果，具有适用性强、简单方便、成本低等优势，表现出极高的应用价值。
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1.一种提高熔融挤出沉积3D打印制品层间粘合力的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚乳酸为聚乳酸树脂，包括但不限NaturewWorks的4032D、泰国道达尔的LX175、浙江海正的REVODE711。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超支化聚酯酰亚胺添加剂是通过包括如下步骤的方法制备而得：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述单氨基多元醇为3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多元醇为乙二醇、丙三醇、二乙二醇、季戊四醇中的一种或多种。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述单氨基单醇为乙醇胺、丙醇胺、异丙醇胺、丁醇胺、异丁醇胺、二甘醇胺、戊醇胺、己醇胺的一种或多种。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤A1中，偏苯三酸酐、单氨基多元醇、多元醇与单氨基单醇的摩尔比为10:1～11:0～1:0～10。p>
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤A2中，在反应器蒸汽出口配置冷凝管，控制反应压力，收集副产物水，根据出水量判断反应进程。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1共混物中所述添加剂的添加比例为0.01wt％-3wt％。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述3D打印采用熔融挤出沉积3D打印设备，包括但不限于Creality的CR-5060pro。
...【技术特征摘要】
1.一种提高熔融挤出沉积3d打印制品层间粘合力的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚乳酸为聚乳酸树脂，包括但不限naturewworks的4032d、泰国道达尔的lx175、浙江海正的revode711。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超支化聚酯酰亚胺添加剂是通过包括如下步骤的方法制备而得：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述单氨基多元醇为3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多元醇为乙二醇、丙三醇、二乙二醇、季戊四醇中的一种或多种。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：何紫东，童刚生，杨晓煜，吴刚，李茂，朱新远，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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