本发明专利技术公开了一种用于三维打印快速成型的材料及其制备方法，快速成型材料包括改性粉末材料A和粘结剂B，其中：改性粉末材料A的制备：将粉末材料与第一溶剂加入到球磨机或研磨机中研磨，得到粉末材料预处理料；将表面活性剂，润滑剂，有机树脂逐次加入到第二溶剂中，搅拌分散2～3h，得到改性液；将粉末材料预处理料与改性液混合，放入研磨机中，常温混合研磨，干燥，研磨粉碎，得到改性粉末材料A；使用时，1份改性粉末材料A与0.01～0.07份粘结剂B配用。本发明专利技术材料作为三维打印快速成型机的成型原料，能够有效的在三维打印机上快速成型，可应用于多种不同型号的三维打印机。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于快速选区成型 的材料领域，更具体的讲，是一种用于三维打印快速选区成型的改性粉末材料A和粘结剂B 及其制备工艺。
技术介绍
快速成型技术是一种以离散\堆积成型为基本原理的新型数字化成型技术。基于喷射技术的三维打印成型(Three Dimensional Printing，简称3DP)技术是 以喷头作为成型源，其工作原理很像打印头，不同点在于除喷头能作X-Y水平平面运动外， 工作台还能作Z方向的垂直运动；而且，喷头吐出的材料不是墨水，而是熔化的热塑性材料 或粘结剂等，因此可成型三维实体。多通道喷头在机械手的控制下，按照截面轮廓的信息， 在铺好的一层层粉末材料上，有选择地喷射粘结剂，使部分粉末粘结，形成截面轮廓。一层 成型完成后，工作台下降一截面层的高度，再进行下一层的铺粉、喷射粘结剂，如此循环，最 终形成三维工件。3DP快速成型技术具有成型速度快，设备成本便宜，技术可靠等优点。在现有的成型材料领域中，由于选择性激光烧结(Selected Laser Sintering, 简称SLQ快速成型技术具有原料来源多样和零件的构建时间较短等优点，故在快速成 型领域有着较广泛的应用。因此，基于SLS工艺的成型材料较多，比如中国专利技术专利 CN1379061A(专利号02110361.5)介绍了一种用于激光烧结成型制品的尼龙粉末材料，通 过化学合成和工艺的改进，对尼龙粉末材料的表面进行不同的处理，得到了烧结性能优良， 成型制品强度高，韧性好的产品，简化了激光烧结尼龙材料的制备工艺，降低了成本。但SLS 工艺存在着的诸多不足严重限制了 SLS的进一步应用和普及；从而也使基于SLS工艺的成 型材料使用受到限制。3DP工艺与SLS工艺类似，均采用粉末材料选区成型，所不同的是3DP工艺的粉末 材料不是通过激光的层层烧结连接起来，而是在喷头的作用下，用粘接剂(如硅胶)将零件 的截面信息“印刷”在粉末材料上面。由于3DP是通过喷头喷洒粘结剂成型，避免了使用激 光等复杂昂贵的烧结设备，因此，3DP工艺显著的降低了成型设备的采购和维护费用，减小 了快速成型设备的使用成本，利于快速成型技术的使用和推广。3DP快速成型材料价格低，成型材料来源广泛，易于彩色成型，用户使用安全可靠； 但由于现有成型材料粉末粒径较大，使薄壁零件不易成型，微小零件的成型精度不够高，表 面存在较明显的粗糙感；此外，由于粘结剂粘结不够牢固，存在着成型件强度低等不足。此 外，当前市场上所售的基于3DP工艺的成型材料基本上被国外公司所垄断，售价高昂，严重 制约3DP成型技术在我国的推广和普及。本专利通过超细粉体技术，表面改性技术，对粉末材料进行表面分散改性，得到粒 径位于微米级甚至亚微米级，且粒径均一的粉末材料；并从粉末材料和粘结剂的配方研究 入手，得到的粉术材料和粘结剂产品，不仅有效提高了成型件的强度，也使薄壁微小零件的 成型在3DP快速成型机上的实现成为可能；此外，本专利提供的方法简单，实效，成本相对较低，对打破国外公司对我国的市场垄断有着明显的促进作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种低成本，能够有效的在三维打印机上快速成型的用 于三位打印快速成型的材料及其制备方法。该材料的制备方法简单易行，原料获取范围广 泛。本专利技术的目的通过如下技术方案实现快速成型材料包括改性粉末材料A和粘结剂B，其中改性粉末材料A及其制备方 法包括如下步骤和工艺条件第一步，以质量份数计，将1000份粉末材料与5000-10000份溶剂加入到高速运转 的球磨机或研磨机中研磨l-2h，得到粉末材料预处理料；第二步，以质量份数计，将1-20份表面活性剂，1-15份润滑剂，5-100份有机树脂 逐次加入到1000-5000份溶剂中，并搅拌分散2-池，得到改性液；第三步，将第一步制备得到的粉末材料预处理料与第二步制备得到的改性液混 合，放入研磨机中，常温混合研磨2-10h，然后进行干燥，研磨粉碎，得到改性粉末材料A ；第一步中所述的粉末材料为以下种类中的一种(1)盐类粉末，包括硅酸盐，铝酸 盐，硫酸盐和/或磷酸盐；(2)金属粉末，包括铁粉，铝粉和/或铜粉；(3)塑料粉末，包括聚 苯乙烯，聚碳酸酯和/或聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯；(4)蜡粉；所述溶剂为乙醇，丙酮，邻 苯二甲酸二丁酯，丁醇，甘油，环己烷，异丁醇和/或水；第二步中所述的表面活性剂为聚氧乙烯醚，十二烷基苯磺酸钠，聚氧乙烯脂肪胺， 司盘-60，聚氧乙烯烷基酰胺或聚氧乙烯烷基苯酚醚；所述润滑剂为十八碳烷酸，十八碳烷 酸钠，十八碳烷酸钟，十八碳烷酸钙，石蜡或磺酸钠；所述有机树脂为聚丙烯酸，聚丙烯酸甲 酯，聚丙烯酸乙酯，聚甲基丙烯酸丁酯，聚乙二醇，淀粉，聚乙烯吡咯烷酮和/或羟乙基纤维 素；所述溶剂为乙醇，丙酮，邻苯二甲酸二丁酯，丁醇，甘油，异丁醇，乙二醇和/或水；第三步中所述的干燥方式为超临界干燥或冷冻干燥。以上制作工艺步骤得到的改性粉末材料A性能稳定，粒径分布均勻，且粒径在 500 lOOOnm。粘结剂B及其制备方法包括如下步骤和工艺条件以质量份数计，将1000份溶剂， 0-15份颜料，1-10份树脂逐次加入搅拌机中，常温搅拌分散2-池，待分散均勻稳定后，得到 粘结剂B ；所述溶剂为乙醇，丁醇，甘油，乙二醇，邻苯二甲酸二丁酯，乙酸丁酯和/或环戊 烷；所述颜料为氧化铁红，铁蓝或碳粉黑；所述树脂为聚丙烯酸，聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸 乙酯，聚甲基丙烯酸丁酯，聚乙二醇，聚乙烯吡咯烷酮和/或松香，分子量在5000 20000。使用时，以体积份数计，1份改性粉末材料A与0. 01 0. 07份粘结剂B配用。为进一步实现本专利技术目的，所述的改性粉末材料A的粒径优选为500 lOOOnm。所述的干燥的方式优选超临界干燥或冷冻干燥。所述的颜料优选为氧化铁红、铁蓝或碳粉黑。一种用于三维打印快速成型的材料，由上述述方法制备。本专利技术所提供的快速成型材料，其在于所应用的范围属于三维打印快速成型 (3DP)领域。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果(1)改性粉末材料A可以达到微米级甚至亚微米级，且粉末粒径均一，性质稳定； 由这种改性粉末材料A可以制造出微\亚微米级的薄壁模型或微小零部件，且制造出的产 品具有表面光洁度高，强度好，精度高，致密度高等特点。(2)由于粘结剂B具有粘结快速，粘结牢固，色泽可选的特点；由这种粘结剂可以 快速的制作出各种形状，不同色泽的模型产品，且这种产品色泽稳定，鲜艳，成型件固结，厚实。(3)改性粉末材料A和粘结剂B相互粘结牢，粘结作用时间短，复配效果佳。(4)将改性粉末材料A和粘结剂B作为三维打印快速成型机的成型原料，能够有效 的在三维打印机上快速成型，可应用于多种不同型号的三维打印机。(5)本专利技术原料获取范围广泛，制备方法简单易行，成本低，有利于市场化的推广。具体实施例方式为更好理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术详细的说明，但是本专利技术要求保护 的范围并不局限于实施例表示的范围。实施例1第一步取1千克硅酸镁和5千克丙酮加入到转速为5000转/分钟的研磨机中，研 磨Ih ；第二步将1克司盘-60，2克十八碳烷酸，50克聚丙烯酸加入到1千克丙酮中搅拌 分散I，得到改性液；第三步将第一步得到的粉末材料预处理料与第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于三维打印的快速成型材料的制备方法，其特征在于：快速成型材料包括改性粉末材料Ａ和粘结剂Ｂ，其中：改性粉末材料Ａ通过如下方法制备： 第一步，以质量份数计，将１０００份粉末材料与５０００～１００００份第一溶剂加入到转速为５０００～６０００转／分钟的球磨机或研磨机中研磨１～２ｈ，得到粉末材料预处理料；所述粉末材料为盐类粉末、金属粉末、塑料粉末或蜡粉；所述盐类粉末为硅酸盐、铝酸盐、硫酸盐和／或磷酸盐；所述金属粉末为铁粉、铝粉和／或铜粉；所述塑料粉末为聚苯乙烯、聚碳酸酯和／或聚丙烯腈－丁二烯－苯乙烯；所述第一溶剂为乙醇、丙酮、邻苯二甲酸二丁酯、丁醇、甘油、环己烷、异丁醇和／或水； 第二步，以质量份数计，将１～２０份表面活性剂，１～１５份润滑剂，５～１００份有机树脂逐次加入到１０００～５０００份第二溶剂中，并搅拌分散２～３ｈ，得到改性液；所述表面活性剂为聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯脂肪胺、司盘－６０、聚氧乙烯烷基酰胺或聚氧乙烯烷基苯酚醚；所述润滑剂为十八碳烷酸、十八碳烷酸钠、十八碳烷酸钾、十八碳烷酸钙、石蜡或磺酸钠；所述有机树脂为聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚乙二醇、淀粉、聚乙烯吡咯烷酮和／或羟乙基纤维素；所述第二溶剂为乙醇、丙酮、邻苯二甲酸二丁酯、丁醇、甘油、异丁醇、乙二醇和／或水； 第三步，将第一步制备得到的粉末材料预处理料与第二步制备得到的改性液混合，放入研磨机中，常温混合研磨２～１０ｈ，然后进行干燥，研磨粉碎，得到改性粉末材料Ａ； 粘结剂Ｂ通过如下方法制备：以质量份数计，将１０００份第三溶剂、０～１５份颜料和１～１０份树脂加入搅拌机中，常温搅拌分散２～３ｈ，待分散均匀稳定后，得到粘结剂Ｂ；所述第三溶剂为乙醇，丁醇，甘油，乙二醇，邻苯二甲酸二丁酯，乙酸丁酯和／或环戊烷中；所述树脂为聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和／或松香，树脂分子量在５０００～２００００；使用时，以体积份数计，１份改性粉末材料Ａ与０．０１～０．０７份粘结剂Ｂ配用。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨卓如，王位，皮丕辉，张勇，文秀芳，郑大锋，蔡智奇，程江，吴镝，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81
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