本发明专利技术公开了一种富有韧性的高粘结度3D打印成型材料，其包括粉末材料和粘结材料，其特征在于：所述粉末材料按重量份计包括40－85份聚酰胺树脂、5－40份颜料、5－30份填料、1－6份颜填料分散润湿助剂、0.1－1.5份流平剂、0.1－0.5份脱气剂；所述粘结材料按重量份计包括60－95份环氧树脂、5－40份填料、1－10份增韧剂、0.1－1.5份流平剂、1－4份颜填料分散润湿助剂、0.1－0.5份脱气剂、0.1－0.5份粉末流动助剂；在使用时，按重量份计，1份粉末材料与0.01～0.5份粘结材料配合使用。用本发明专利技术的材料用打印出来的实体部件具有粘结强度和牢固度较高，柔韧性好且耐划伤的优点。
3D printing forming material with high toughness and high toughness and preparation method thereof
The invention discloses a resilient high viscosity 3D printing materials, including powder material and adhesive material, which is characterized in that the powder material by weight including 40 - 85 5 - 40 copies of polyamide resin, pigment, filler, 5 - 30 1 - 6 copies of filler points wetting additives, 0.1 - 1.5, 0.1 - 0.5 leveling agent continuous degassing agent; the adhesive material by weight comprises 60 to 95 portions of epoxy resin, 5 - 40, 1 - 10 phr filler toughening agent, leveling agent 0.1 - 1.5, 1 - 4 pigment wetting dispersing 0.1 - 0.5 assistant, 0.1 - 0.5 continuous degassing agent, powder flow agent; when in use, by weight, with the use of 1 and 0.01 to 0.5 portions of powder material bonding material. The solid component printed with the material of the invention has the advantages of high bonding strength and firmness, good flexibility and scratch resistance.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及3D打印成型材料领域，具体涉及一种富有韧性的高粘结度3D打印成型材料及其制备方法。
技术介绍
3D打印技术(Three Dimensions Printing,三维打印技术，3DP),是叠层制造(Additive Manufacturing, AM)技术的一种形式,其原理是通过向物品分层添加材料来创造出实物。叠层制造技术最早由ASTM国际标准组织(前身为美国测试和材料协会)标准化，但是叠层制造技术有3种不同的术语:立体平版印刷(Stereolithography),三维叠层制造(3-Dlayering)以及3D打印；其中3D打印由于最适合描述叠层制造技术及其产品而逐渐成为最常用的术语。3D打印技术的原理类似于钟乳石的形成过程。溶洞中的已溶解了 CaCO3的水滴几千年不停地滴落，滴落于地的水滴析出CaCO3并最终积累成不同形态的碳酸钙沉淀物(即钟乳石)。当然，不同于钟乳石的漫长堆积过程，3D打印技术由于依靠计算机软件和机械打印设备从而可以更容易、更快地生产出具有许多运动部件和复杂设计的物品。3D打印技术是智能化制造技术，主要过程是依靠计算机控制3D打印机按照最终物品的每一个横截面精确添加新的打印层。3D打印技术正稳步发展,最初被用来制造快速模型(Fastprototype),如今也大量应用于医疗设备、牙科器械，航空以及汽车制造行业，甚至还跨行进入到玩具、家具制造，艺术以及时尚等行业，并且在将来可能会进入千家万户。Ian Gibson、David ff.Rosen和Brent Stucker在《叠层制造技术:直接数字制造的快速成型》(Additive Manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to DirectDigital Manufacturing) 一书中详细阐述`了叠层制造技术过程的两大步骤:(I)利用CAD软件通过使用某些材料的科学数据，建造出一个完整产品的三维虚拟CAD制图，并将CAD制图转换成标准镶嵌语言(standard tessellation language, STL)。(2) STL文件将所需打印的物体分割为一层层非常薄的横切面，然后通过计算机控制3D打印机工作。3D打印机在部件横切面涂敷一层粉末材料，同时以喷墨打印方式喷射出粘结剂，粉末材料在粘结剂的作用下粘结并凝固成部件横切面实体。如此反复，直至部件完全被打印出来。3D打印技术在汽车、医疗、商业和工业设备、教育、建筑及消费品等行业获得很大的发展，其中最重要的应用场合之一是医疗行业，例如外科医生可应用3D打印技术制作出病人需要进行手术的身体部位或器官的实体模型。3D打印技术甚至在娱乐业、游戏以及电影业也逐渐获得广泛应用，例如艺术家可使用3D打印机将作品即时打印成型。3D打印技术可以即时展现三维效果，而且相关设备操作简单，技术要求低，便于人员掌握和使用；打印速度和成型速度快，可以节省时间；可以打印出组装好的产品，组装成本大大降低了。3D打印技术在1986年于美国首次问世，并于20世纪90年代逐渐得到关注，但当时的应用主要局限在工程、建筑业和制造业等领域；但是当进入21世纪后，3D打印技术迅速获得广泛应用。2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机SpectrumZ510由美国ZCorp公司研制成功。2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。2011年6月6日，全球第一款3D打印的比基尼在奥斯卡颁奖晚会发布。2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台三维巧克力打印机。2011年8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。2012年7月，全球行业分析公司(GIA,Global Industry Analysts)发布报告称，预计3D打印技术仅3D打印机设备制造在2018年的业务额将达30亿美元，并成为全球最高形态的智能数字化制造技术之一。3D打印技术实现了从平面图到实体的飞跃，以其为代表的一系列数字化应用技术甚至被称作第三次工业革命。但是，目前3D打印技术面临的最严重的问题和挑战是3D打印成型材料非常稀少。目前的3D打印成型材料主要是聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚芳酯以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯等热塑性材料。这些材料不仅硬度较高，打印出来的部件较脆易碎，而且对打印条件要求高，并且常常无法将微小构造高清晰地打印成型。专利号为ZL201010530017.X的中国专利技术专利报道了一种用于3D打印快速成型的材料的制备方法，该快速成型材料虽然经过表面分散改性，但是不仅成型精准度不高，部件细节不清晰，而且粘结后较脆，容易被损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种富有韧性的高粘结度3D打印成型材料，用其打印出来的实体部件粘结强度和牢固度较高，柔韧性好且耐划伤。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:粉末材料采用柔韧性和粘结强度比现用成型材料更好的聚酰胺树脂为基料，加入合适的颜填料、颜填料分散润湿助剂、流平剂、脱气剂调配；同时，采用环氧树脂作为粘结剂的连结料，并加入合适的填料、增韧剂、流平剂、粉末流动助剂、颜填料分散润湿助剂以及脱所剂等；粉末材料和粘结材料配合使用既容易染料上色，满足三维彩色打印要求，又使打印出来的实体部件粘结强度和牢固度较高，柔韧性好且耐划伤。本专利技术的具体方案 是:一种富有韧性的高粘结度3D打印成型材料，其包括粉末材料和粘结材料，所述粉末材料按重量份计包括40 - 85份聚酰胺树脂、5 - 40份颜料、5 — 30份填料、I 一 6份颜填料分散润湿助剂、0.1 - 1.5份流平剂、0.1 - 0.5份脱气剂；所述粘结材料按重量份计包括60 - 95份环氧树脂、5 - 40份填料、1- 10份增韧剂、0.1-1.5份流平剂、I 一 4份颜填料分散润湿助剂、0.1-0.5份脱气剂、0.1-0.5份粉末流动助剂；在使用时，按重量份计，I份粉末材料与0.01 0.5份粘结材料配合使用。所述聚酰胺树脂的熔点为200 - 400°C。聚酰胺树脂的3D打印效果优良，不仅可以打印高精度部件，而且在打印过程中几乎不散发难闻的气体和水雾，最重要的是由聚酰胺3D打印而成的部件几乎不会脱层。同时，因为聚酰胺树脂比较容易使用染料上色，所以聚酰胺树脂可以制成任意颜色，基本上满足需要三维彩色打印的场合。所述环氧树脂是环氧当量为600 - 1800的双酚A型环氧树脂。由于环氧树脂具备良好的粘结力、防腐蚀性、硬度、柔韧性以及耐冲击强度，并且与聚酰胺在余热的条件下会发生化学反应以增加粘结强度和牢度，不仅使得3D打印成型的最终产品的冲击韧性、疲劳强度以及耐水耐油等性能得到了提升，而且极大地提高了部件的粘结牢度和强度，几乎不会出现脱层的现象。所述粉末流动助剂为比表面积as ^ 200m2/g、粒度为10 IOOnm的气相法Si02、沉淀法SiO2、氧化铝粒子中的一种或任意几种混合。环氧树脂粘结剂处于磨碎生产阶段时，粉末流动助剂可以使环氧树脂粘结剂的粒子之间形成隔离层，起到抗结块作用，从而提高了环氧树脂粘结剂的粉体流动性。所述颜料为钛白粉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种富有韧性的高粘结度3D打印成型材料，其包括粉末材料和粘结材料，其特征在于：所述粉末材料按重量份计包括40－85份聚酰胺树脂、5－40份颜料、5－30份填料、1－6份颜填料分散润湿助剂、0.1－1.5份流平剂、0.1－0.5份脱气剂；所述粘结材料按重量份计包括60－95份环氧树脂、5－40份填料、1－10份增韧剂、0.1－1.5份流平剂、1－4份颜填料分散润湿助剂、0.1－0.5份脱气剂、0.1－0.5份粉末流动助剂；在使用时，按重量份计，1份粉末材料与0.01～0.5份粘结材料配合使用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：聂建华，
申请(专利权)人：中山职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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