一种3D打印粉料及3D打印方法与流程

一种3d打印粉料及3d打印方法
技术领域
1.本发明属于3d打印技术领域，具体涉及一种3d打印粉料及3d打印方法。


背景技术：

2.3d打印(3dp)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(aec)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
3.现有的3d打印用的粉料在使用时利用高功率的激光设备来作为3d打印技术制造金属零部件，在打印时打印产品强度较低，固化慢，影响打印效率，且打印产品边界扩散，影响产品打印精度的问题，为此我们提出一种3d打印粉料及3d打印方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种3d打印粉料及3d打印方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种3d打印粉料，包括粉料、导热物质和粘结剂，所述导热物质吸附在粉料的表面，且粉料吸附导热物质后通过粘结剂相互粘合成团状。
7.优选的，所述粉料包括金属粉体或陶瓷粉体，且金属粉体为不锈钢材料、铁基材料、磁性材料、有色金属材料、高比重金属材料中的任意一种或至少两种的混合物，所述陶瓷粉体为氧化物陶瓷材料、碳化物陶瓷材料、氮化物陶瓷材料和石墨材料中的任意一种或至少两种的混合物。
8.优选的，所述粘结剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、可再分散乳胶粉、麦芽糊精以及淀粉中的一种或多种。
9.优选的，所述导热物质为粉料中金属粉体的氧化物、金属粉体的硫化物或单质金属层。
10.优选的，所述金属粉体的氧化物制备方法为：表面氧化步骤：将金属粉体置于氧化气氛中进行热处理氧化，温度在100-1000℃之间，时间在10-200分钟之间，在金属粉料表面生成金属氧化物。
11.优选的，所述金属粉体的硫化物制备方法为：将金属粉体置于硫化盐溶液中，在温度不高于80℃的条件下，使硫化盐与金属粉体表面发生反应，生成金属硫化物附着在金属粉体表面。
12.优选的，所述单质金属层制备方法为：将金属粉体置于单质金属溶液中均匀镀层，持续时间为0.5-30min，在粉末表面形成一层单质金属层。
13.一种3d打印粉料的3d打印方法，包括以下步骤：
14.s1、以3d打印用团状粉体为原料，采用3d打印机铺粉后，激光束加热熔融粉料表层粘结剂以完成一层打印，然后依次打印下一层，如此循环制成预定形状的生坯；
15.s2、将步骤s1得到的生坯进行烧结，然后将烧结件进行后加工，得到成型件。
16.优选的，所述s1中的3d打印用团状粉体在铺设时通过螺旋出料机进行输送出料。
17.优选的，所述s2中烧结温度为1200～1900℃，时间为2～3h。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1.本发明3d打印粉料在粉料表面的性状进行改性操作，在粉料表面形成一层在常温下对红外激光吸收良好的物质，成型硬化速度快、渗透合适、成形精度高、强度好，且在使用时均匀细腻，无团聚、粉末流动性好，使供粉系统不易堵塞，能铺成薄层，且铺粉均匀顺畅，没有皱褶，无粉末飞扬，不会堵塞打印头。
20.2.本发明通过粉料表面的物质在使用时能够快速吸收激光能量进行升温并将粉料表面加热至熔点附近，且在打印过后烧结密度高，粘结剂用量小，简化了制备流程。
附图说明
21.图1为本发明的团料铺设示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例一：
24.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种3d打印粉料，包括粉料、导热物质和粘结剂，所述导热物质吸附在粉料的表面，且粉料吸附导热物质后通过粘结剂相互粘合成团状。
25.进一步地，所述粘结剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素，所述粉料包括金属粉体，且金属粉体为不锈钢材料、铁基材料。
26.进一步地，所述导热物质为粉料中金属粉体的氧化物，所述金属粉体的氧化物制备方法为：表面氧化步骤：将金属粉体置于氧化气氛中进行热处理氧化，温度在100-1000℃之间，时间在10-200分钟之间，在金属粉料表面生成金属氧化物。
27.实施例二：
28.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种3d打印粉料，包括粉料、导热物质和粘结剂，所述导热物质吸附在粉料的表面，且粉料吸附导热物质后通过粘结剂相互粘合成团状。
29.进一步地，所述粘结剂为可再分散乳胶粉、麦芽糊精以及淀粉，所述粉料包括陶瓷粉体，所述陶瓷粉体为氧化物陶瓷材料、碳化物陶瓷材料、氮化物陶瓷材料。
30.进一步地，所述导热物质为粉料中金属粉体的硫化物，所述金属粉体的硫化物制备方法为：将金属粉体置于硫化盐溶液中，在温度不高于80℃的条件下，使硫化盐与金属粉
体表面发生反应，生成金属硫化物附着在金属粉体表面。
31.实施例三：
32.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种3d打印粉料，包括粉料、导热物质和粘结剂，所述导热物质吸附在粉料的表面，且粉料吸附导热物质后通过粘结剂相互粘合成团状。
33.进一步地，所述粘结剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、可再分散乳胶粉，所述粉料包括金属粉体，且金属粉体为不锈钢材料。
34.进一步地，所述导热物质为粉料中金属粉体的单质金属层，所述单质金属层制备方法为：将金属粉体置于单质金属溶液中均匀镀层，持续0.5-30min，在粉末表面形成一层单质金属层。
35.从上述描述可知，本发明具有以下有益效果：3d打印粉料在粉料表面的性状进行改性操作，在粉料表面形成一层在常温下对红外激光吸收良好的物质，成型硬化速度快、渗透合适、成形精度高、强度好，且在使用时均匀细腻，无团聚、粉末流动性好，使供粉系统不易堵塞，能铺成薄层，且铺粉均匀顺畅，没有皱褶，无粉末飞扬，不会堵塞打印头。
36.一种3d打印粉料的3d打印方法，包括以下步骤：
37.s1、以3d打印用团状粉体为原料，采用3d打印机铺粉，铺粉时通过螺旋出料机进行输送出料进一步的减少堵塞，激光束加热熔融粉料表层粘结剂以完成一层打印，然后依次打印下一层，如此循环制成预定形状的生坯；
38.s2、将步骤s1得到的生坯进行烧结，烧结温度为1200～1900℃，时间为2～3h，然后将烧结件进行后加工，得到成型件。
39.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
40.以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。