一种用于3D打印的改性ABS竹质耗材的制作方法

文档序号:11581351阅读:505来源:国知局

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。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种用于3D打印的改性ABS竹质耗材。该耗材包括以下重量百分数的原料: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。本发明获得的3D打印耗材用于3D打印熔融沉积技术,得到的模型具有天然竹质的香味、手感,并且强度上能够提升5%‑20%,打印时不易出现翘边,3D打印制件质量较好。

技术研发人员:贺庆;方强胜;方晓汾;汪崴;朱冬冬;倪成员;童兆飞;曹奇益;李日尚;曹鹏
受保护的技术使用者:衢州学院
技术研发日:2017.04.24
技术公布日:2017.08.08
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