本发明涉及一种3d打印耗材,具体涉及一种abs基改性竹质3d打印耗材。
背景技术:
3d打印也称为增材制造,是近二十年信息技术、新材料技术与制造技术多学科融合发展的先进制造技术,是大批量制造模式向个性化制造模式发展的引领技术。熔融沉积成型(fdm)是3d打印常见的加工方式之一,以热塑性丝材供料,通过逐层叠加打印出成型件。abs塑料具有良好的力学性能及优异的成型性,使其成为fdm中应用最为广泛的打印耗材之一。但是abs耗材也具有打印时气味刺鼻,玻璃化温度低,脆性大,热稳定性差,功能性单一,价格较高的缺点。因此,对abs耗材进行改性,发明一种新型的abs基耗材十分重要。
技术实现要素:
本发明的目的在于利用竹纤维对普通abs耗材进行改性,提高abs耗材的性能,使打印出的模型具有天然竹质的香味、手感,同时提高其强度,降低成本。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种abs基改性竹质3d打印耗材,其配方如下,竹纤维10%-22%、abs塑料60%-77%、偶联剂1%-2%、空心微珠0.5%-1%、润滑剂0.5%-1%、抗氧化剂1%-2%、增韧剂2%-2.5%、增塑剂5%-9.3%、相容剂1%-2%。将上述原料共混后经双螺杆挤出机造粒,将粒料经3d打印耗材挤出机制成直径为1.75±0.05mm的丝材。
作为优选,上述竹纤维为以天然簇生竹为原料制取的竹纤维,上述abs塑料的纯度在99%以上,经烘干处理后使用。
作为优选,上述偶联剂为硅烷类偶联剂(kh550、kh560、kh570)和钛酸酯类偶联剂(kr-tts、ttopp-38s、401、tm-200s)中的一种或几种。
作为优选,上述空心微珠具体为粉煤灰空心微珠、玻璃空心微珠、碳空心微珠的一种或几种,粒径为1-100um。
作为优选,上述润滑剂为硬脂酸酯、脂肪醇二酸酯中的至少一种。抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧化剂,如irgafosl68、ultranox641、ethanox398的一种或几种。
作为优选,增韧剂为具有柔性分子链的生物基聚酯,如聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯中的一种或几种。
作为优选,增塑剂为已二醇、对羟基苯甲酸酯、磺酞胺中的一种或几种的混合物。
作为优选,相容剂为马来酸酐接枝abs(abs—g—mah)。
作为优选,粒料经3d打印耗材挤出机制成丝材过程中,其挤出温度为210℃-280℃。
与普通的纯abs耗材相比,本发明的有益效果是:
新型abs竹质耗材在进行熔融沉积成型(fdm)加工时,避免了普通abs耗材在3d打印时产生令人难受的刺鼻气味,使得到的模型具有天然竹质的清香和手感;以竹纤维和空心微珠作为增强相填充材料,通过加入增韧剂、偶联剂、抗氧化剂、相容剂,使耗材韧性、强度、耐热性等性能提高,并且打印过程中不易出现翘边,3d打印制件质量较好,耗材成本降低。
附图说明
图1为新型abs竹质3d打印耗材的断面sem图;
图2为新型abs竹质3d打印耗材实施例与普通纯abs耗材对比例的力学性能。
具体实施方式
以下通过实施例进一步对本发明进行描述。
本发明提供一种用于3d打印的改性abs竹质耗材,具体通过下述技术方案实现:abs基改性竹质3d打印耗材配方如下,竹纤维10%-22%、abs塑料60%-77%、偶联剂1%-2%、空心微珠0.5%-1%、润滑剂0.5%-1%、抗氧化剂1%-2%、增韧剂2%-2.5%、增塑剂5%-9.3%、相容剂1%-2%。将上述原料共混后经双螺杆挤出机造粒,将粒料经3d打印耗材挤出机制成直径为1.75±0.05mm的丝材。
各环节中,具体参数如下:
竹纤维为以天然簇生竹为原料制取的竹纤维,上述abs塑料的纯度在99%以上,经烘干处理后使用。
偶联剂为硅烷类偶联剂(kh550、kh560、kh570)和钛酸酯类偶联剂(kr-tts、ttopp-38s、401、tm-200s)中的一种或几种。
空心微珠具体为粉煤灰空心微珠、玻璃空心微珠、碳空心微珠的一种或几种,粒径为1-100um。
润滑剂为硬脂酸酯、脂肪醇二酸酯中的至少一种。抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧化剂,如irgafosl68、ultranox641、ethanox398的一种或几种。增韧剂为具有柔性分子链的生物基聚酯,如聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯中的一种或几种。增塑剂为已二醇、对羟基苯甲酸酯、磺酞胺中的一种或几种的混合物。相容剂为马来酸酐接枝abs(abs—g—mah)。
原料按配方共混后经双螺杆挤出机造粒,然后将粒料经3d打印耗材挤出机制成丝材的工艺中,其挤出温度为210℃-280℃。
下面通过实施例1~6对本发明的工艺和效果进行具体说明。工艺步骤如前所述,各实施例中的具体数据见下表:
注:表格中无数值处表示没有该组分。
实施例1~6均能够制备本发明的新型abs竹质3d打印耗材。下面以实施例5为例,对材料的使用性能进行阐述。
新型abs竹质耗材在进行熔融沉积成型(fdm)加工时,避免了普通abs耗材在3d打印时产生令人难受的刺鼻气味,使得到的模型具有天然竹质的清香和手感;且打印过程中不易出现翘边,3d打印制件质量较好。
本发明的新型abs竹质耗材以竹纤维和空心微珠作为增强相填充材料,在结构上是一种聚合物基纤维、颗粒增强复合材料,其断面的sem图如图1所示。本发明通过加入增韧剂、偶联剂、抗氧化剂、相容剂,使耗材韧性、强度、耐热性等性能提高,上述实施例与普通纯abs耗材对比例的力学性能测试结果如图2所示。可以看出,本发明相比于普通纯abs耗材,在拉伸强度上提高了5%~20%。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。