本发明涉及3DP打印领域，更具体地，涉及一种3DP打印用全彩砂岩染料及其制品的成型方法。
背景技术：
：3DP(ThreeDimensionalPrinting)打印技术也称为快速成型技术，这种方法具有成型速度快、成本低廉、设备空间利用率高的优点。3DP打印技术通过对传统平面图纸化设计模式的重新定义，完成模型由概念设计向立体化转变，实现将设计方案用于精密型加工制造，使模型文件转变为具有特定尺寸的零件或产品的目的，并大大缩短产品开发周期。随着人们对绿色环保和崇尚自然的追求，以砂岩为骨料的砂岩文化砖，由于纹理绚丽多彩、健康环保又极富装饰性，近几年在诸多领域内备受追捧。通过3DP打印技术，能够快速打印出形状复杂、结构多样化，且力学强度高、耐火能力强的砂岩产品。目前，市面上存在较多的以人造大理石、人造岗石、石灰石、高强石膏、陶瓷基复合物、淀粉类复合物等不同规格粉末为耗材的砂岩制品，多用于工艺模型、装修吊顶、表面浮雕和手机App扫描卡通工艺品等领域。随着市场需求的变化，人们对砂岩制品的色泽要求越来越高。然而，我国市场上提供的砂岩多存在颜色品种少、色泽浅而不够鲜艳的问题。受岩矿颜色分布不均匀的限制，存在多种颜色的彩色砂混杂现象，这直接制约着3DP快速打印技术在全彩砂岩染料领域的应用。传统染料试剂在砂岩制品存在表面分散不均匀、易团聚、稳定性差以及见光易褪色的缺点。虽然浸渍工艺生产设备投资少、工艺和流程简单，且制品成本低，但却造成制品耐酸碱、耐腐蚀及耐候性较差。如果直接暴露在户外，则会在短时间内发生褪色现象，甚至出现裂纹或断裂而降低产品质量。烧结型全彩砂岩染料则不符合低成本的要求。技术实现要素：本发明针对上述技术问题，提供了一种用于3DP打印的全彩砂岩染料和染料制品及其制备方法，将传统染料进行化学接枝增加表面活性点，并与促凝剂、粘结剂等混合。该工艺在改善染料分散效果的同时，有效提高了染料在砂岩颗粒表面的附着性，并通过物理吸附和化学键结合的方式增加渗色牢度和着色强度。这种染料试剂能够与多种助溶剂互溶，且成型速度快，可以满足3DP打印全彩砂岩快速成型的目的。并且本发明工艺简单，制品成型周期短，生产效率高，可设计性强，适合于实现3DP技术的规模化和产业化。本发明主要包括两方面内容。第一方面，在全彩砂岩染料表面的化学接枝和以去离子水为溶剂的染料及染料助剂、粘结剂的混合分散。第二方面，涉及染料液体在砂岩颗粒表面的附着、粘附及硬化等成型工艺。从染料耗材的制备到砂岩制品的成型过程中，染料结构中的活性基团能够与砂岩耗材的分子官能团形成稳定的络合结构，最终得到具有高强度和高硬度的全彩砂岩染料制品。其中，后者通过在3DP打印设备上实现。根据本发明的一个方面，提供了一种用于3DP打印的全彩砂岩染料，按质量百分比，包括：15％～25％的染料粉、60.0％～85.0％的主体粉末、2.0％～15.0％的促凝剂和8.0％～20.0％的粘结剂。在上述全彩砂岩染料中，染料粉选自：C.I活性蓝7、21、49、72、182、204、235、244、260、265、271和280，C.I活性红24、1、35、106、120、141、152、183、218、235、245、265、270、279和280，C.I活性橙13、35、95、116、131、135和137，以及C.I活性黄42、91、143、161、168、175、205、208和210的一种或多种。在上述全彩砂岩染料中，染料粉包括含有3-羟基丙酰氨基和2-羟乙基磺酰基的染料粉。在上述全彩砂岩染料中，主体粉末的粒度为200～1500目。在上述全彩砂岩染料中，主体粉末包括碳酸钙、石膏粉、氢氧化铝、改性淀粉复合物、超细碳化硅陶瓷中的一种或多种。在上述全彩砂岩染料中，促凝剂包括硫酸铝、硫酸钾、碳酸氢钠、明矾、聚合硫酸铝、聚合氧化铝、聚硅酸硫酸铁、聚合硫酸氯化铁铝、聚环氧乙烷中的一种或多种。在上述全彩砂岩染料中，粘结剂包括淀粉、淀粉衍生物、淀粉/胶乳共聚物，聚乙烯醇和聚乙烯醇与聚乙烯胺的共聚物组分的一种或多种，其中，所述淀粉的原料来自通过酸解、氧化水解或酶降解稀释的植物淀粉，包括玉米、马铃薯、木薯、大米和高粱的淀粉的一种或多种；所述淀粉衍生物包括淀粉醚、淀粉酯、交联淀粉的一种或多种；所述淀粉/胶乳共聚物的胶乳共聚物包括1.3-丁二烯，异戊二烯、环丁二烯、二乙烯基苯的一种或多种以及烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟化甲基丙烯酸烷基酯、N-羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、马来酸酐、乙烯基醚、乙烯基咔唑、乙烯基吡啶、烷基苯乙烯、乙烯、丙烯、异丁烯、三苯基乙烯基硅烷、二甲氨基乙基丙烯酸酯、二甲氨基丙基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酰胺、顺丁烯二酸酐的一种或多种；所述聚乙烯醇的平均分子量分布在200～4000之间。根据本发明的另一方面，还提供了一种制备上述全彩砂岩染料的工艺，包括以下步骤：配置所述粘结剂，加入4N氢氧化钠水溶液，调节pH；加入染料粉和去离子水，机械搅拌，得到用于全彩砂岩染料的染料耗材；以及将主体粉末、促凝剂按比例依次加入到机械搅拌设备中，球磨混合均匀，制得所述全彩砂岩染料的粉末。在上述工艺中，还包括：将粘结剂与纯水配置成8.0％～20.0％的所述粘结剂的溶液，在50～300r/min搅拌条件下，80～150℃加热0.1～10h；加入4N氢氧化钠水溶液，调节pH至9.5～10.0，按照所述染料粉和所述去离子水的质量比为1：1的比例，在200～1000r/min的条件下，机械搅拌0.5～5.0h，得到用于全彩砂岩染料的染料耗材；以直径为φ3.0～φ5.0mm的氧化锆实心球体为球磨介质、球磨介质添加质量比为3：1～5：1以及搅拌转速为200～1000r/min的条件下，球磨0.5～10.0h，制得所述全彩砂岩染料的粉末。根据本发明的又另一个方面，还提供了一种全彩砂岩染料制品的工艺，包括以下步骤：通过3DP打印机将全彩砂岩染料成型为成型制品；通过蘸涂或浸渍涂覆的方式，对所述成型制品进行表面强化处理；以及晾干，制得最终的全彩砂岩染料制品。本发明通过使用表面接枝试剂、染料助剂、粘结剂等染料组分，以及3DP成型过程中的其它耗材，得到具有颜色分布均一、表面无色差、渗色牢度高、着色强度高，不溃散和光泽度高特点的高抗压抗折性全彩砂岩染料制品。克服了传统染料试剂在砂岩制品表面分散不均匀、易团聚、稳定性差和见光易褪色的缺点，使砂岩粉末与染料之间牢固结合，且砂岩制品表面颜色均匀无色差。具体实施方式下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。针对传统的全彩砂岩染料存在表面分散不均匀、易团聚、稳定性差以及见光易褪色的缺点，本发明提供了一种用于3DP打印的全彩砂岩染料、全彩砂岩染料制品及其制备方法，通过使用表面接枝试剂、染料助剂、粘结剂等染料组分，以及3DP成型过程中的其它耗材，得到具有颜色分布均一、表面无色差、渗色牢度高、着色强度高，不溃散和光泽度高特点的高抗压抗折性全彩砂岩染料制品。本发明提供的用于3DP打印的全彩砂岩染料，包括：15％～25％的染料粉、60.0％～85.0％的主体粉末、2.0％～15.0％的促凝剂和8.0％～20.0％的粘结剂。其中，染料粉选自：C.I活性蓝7、21、49、72、182、204、235、244、260、265、271和280，C.I活性红24、1、35、106、120、141、152、183、218、235、245、265、270、279和280，C.I活性橙13、35、95、116、131、135和137，以及C.I活性黄42、91、143、161、168、175、205、208和210的一种或多种。染料粉包括含有3-羟基丙酰氨基和2-羟乙基磺酰基的染料粉。主体粉末的粒度为200～1500目，包括碳酸钙、石膏粉、氢氧化铝、改性淀粉复合物、超细碳化硅陶瓷中的一种或多种。促凝剂包括硫酸铝、硫酸钾、碳酸氢钠、明矾、聚合硫酸铝、聚合氧化铝、聚硅酸硫酸铁、聚合硫酸氯化铁铝、聚环氧乙烷中的一种或多种。粘结剂包括淀粉、淀粉衍生物、淀粉/胶乳共聚物，聚乙烯醇和聚乙烯醇与聚乙烯胺的共聚物组分的一种或多种，其中，所述淀粉的原料来自通过酸解、氧化水解或酶降解稀释的植物淀粉，包括玉米、马铃薯、木薯、大米和高粱的淀粉的一种或多种；所述淀粉衍生物包括淀粉醚、淀粉酯、交联淀粉的一种或多种，如羟乙基甲基纤维素、直链淀粉和糊精的一种或多种；所述淀粉/胶乳共聚物的胶乳共聚物，包括适当的二烯烃，如1.3-丁二烯，异戊二烯、环丁二烯、二乙烯基苯的一种或多种，以及适当的不饱和单体，如烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、羟化甲基丙烯酸烷基酯、N-羟甲基丙烯酰胺、衣康酸、马来酸酐、乙烯基醚、乙烯基咔唑、乙烯基吡啶、烷基苯乙烯、乙烯、丙烯、异丁烯、三苯基乙烯基硅烷、二甲氨基乙基丙烯酸酯、二甲氨基丙基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酰胺、顺丁烯二酸酐的一种或多种；所述聚乙烯醇的平均分子量分布在200～4000之间。制备全彩砂岩染料制品的工艺全彩砂岩染料的制备工艺，包括以下步骤：一、由市售粘结剂与纯水配置成8.0％～20.0％的粘结剂的溶液，在50～300r/min搅拌条件下，80～150℃加热0.1～10h制备粘结剂；加入4N氢氧化钠水溶液，调节pH至9.5～10.0，按照所述染料粉和所述去离子水的质量比为1：1的比例，在200～1000r/min的条件下，机械搅拌0.5～5.0h，得到用于全彩砂岩染料的染料耗材。二.按照全彩砂岩制品的原材料各组分质量百分比，分别称取60.0％～85.0％的主体粉末、2.0％～15.0％的促凝剂按比例依次加入到机械混合设备中，球磨混合均匀，制得全彩砂岩染料的粉末。其中，主体粉末和促凝剂均为市售产品。该步骤中，混合过程中采用混合设备GMJ-4-4L型罐式混料机、QM-2SP12型行星式混料机和JB200型高速混料机中的一种进行搅拌混合，其中，球磨介质采用氧化锆实心球体，添加球磨介质质量比为3：1～5：1，混合罐内磨介直径为在搅拌转速为200～1000r/min的条件下，球磨0.5～10.0h，制得均一、稳定的全彩砂岩染料的粉末。制备全彩砂岩染料制品的工艺，包括：一、通过3D打印机将上述制得的全彩砂岩染料的粉末成型为成型制品，其中，设置3DP打印机运行参数，按照占全彩砂岩染料制品质量百分比13.0～25.0％的比例调整染料液体的喷出速率。同时，分别设定铺粉辊转速为500～3000r/min、打印层厚0.01～0.20mm、打印速率0.1～1.0层/min。二、取出成型制品，除去表面多余的全彩砂岩染料的粉末，然后，通过蘸涂或浸渍涂覆的方式，对成型制品进行表面强化处理，处理频率为0.1～10.0min处理一次，共处理1～5次，具体工艺实际情况而定。然后自然晾干，制得全彩砂岩染料制品。其中，强化试剂以烷氧基乙基和α-氰基为典型的官能团的丙烯酸酯胶、两组分固化胶、苯乙烯丙烯酸酯和聚氨酯系列的胶黏剂。本发明通过自制全彩砂岩染料粉末和粘结剂以及3DP成型过程中的其它耗材，使用表面接枝试剂、染料助剂、粘结剂等染料组分，得到具有颜色分布均一、表面无色差、渗色牢度高、着色强度高，不溃散和光泽度高特点的高抗压抗折性全彩砂岩染料制品。本发明对制备的染料液体进行粘度和固着率测试、硬化时间测试以及成型后的表面硬度和抗压强度测试。用SNB-2型数字式粘度计测试染料溶液的粘度。用UV-9000型分光光度计测量染料的固着率。通过在硬化过程中，将质量为150g、直径为1.5mm的试针垂直置于砂岩中，当试针沉降高度不超过0.2mm时，作为粉末硬化时间。用YAW-300D实验室抗压抗折强度测试仪测得抗拉强度，以及YMHV-1MD硬度计测试表面硬度。实施例一一、称取0.24Kg玉米淀粉，按照玉米淀粉质量含量为8.0％的比例，向烧杯中加入2.76Kg去离子水，置于加热温度115℃、搅拌转速175r/min的条件下，热处理5.0h，得到淀粉溶液。待缓慢冷却至室温后，进行调配。二、向步骤一中的溶液中加入由1.5Kg的C.I活性红218与1.5Kg的去离子水组成的染料浆，然后继续加入4N氢氧化钠水溶液，调节溶液pH至9.5～10.0。在200r/min的速率下，搅拌5.0h，得到混合均匀的全彩砂岩染料耗材。三、全彩砂岩染料粉末的制备，按照质量含量占砂岩粉末耗材60.0％和15.0％的比例，将干燥后的纯度为95.0％的200目碳酸钙4.8Kg、98.0％的硫酸铝1.2Kg，依次加入到QM-2SP12型行星式搅拌混合机中，添加球料质量比为3：1的φ5.0mm氧化锆磨介，控制转速为600r/min，混合5.2h后，得到混合均匀的全彩砂岩染料粉末。四、设置3DP打印机运行参数，按照占全彩砂岩染料耗材或制品质量百分比25.0％的比例，调整染料液体的喷出速率。同时，设定铺粉辊转速为1750r/min，打印层厚1.0mm，打印速率0.5层/min。开始打印，直至打印完成整个制品和样块。五、表面强化处理，取出成型制品，用软质毛刷除去表面多余的砂岩粉末。然后，用另外新毛刷蘸取适量的烷氧基丙烯酸酯胶水，在5min内轻轻来回涂刷制品的各个表面，连续涂刷3次，至表面成光亮完成所有工序，自然晾干。经过对样品块进行测试，本实施例中染料液体的粘度为2.45mPa·s，固着率为87％。初凝时间为12min，终凝时间为48min。抗压强度为49MPa，2h抗折强度3.6MPa，表面硬度4.0。实施例二一、称取0.42Kg马铃薯淀粉，按照马铃薯淀粉质量含量为14.0％的比例，向烧杯中加入2.58Kg去离子水，置于加热温度80℃、搅拌转速300r/min的条件下，热处理0.1h，得到马铃薯淀粉溶液。待缓慢冷却至室温后，进行调配。二、向步骤一中的溶液中加入由1.5Kg的C.I活性红218与1.5Kg的去离子水组成的染料浆，然后继续加入4N氢氧化钠水溶液，调节溶液pH至9.5～10.0。在600r/min的速率下，搅拌2.7h，得到混合均匀的全彩砂岩染料耗材。三、全彩砂岩染料粉末的制备，按照质量含量占砂岩粉末耗材85.0％和2.0％的比例，将干燥后的纯度为99.0％的800目石膏粉6.8Kg，99.5％的硫酸钾0.16Kg，依次加入到JB-200型高速混料机中，控制转速为200r/min，混合10.0h后，得到混合均匀的全彩砂岩染料粉末。四、设置3DP打印机运行参数，按照占全彩砂岩耗材或制品质量百分比13.0％的比例，调整染料液体的喷出速率。同时，设定铺粉辊转速为500r/min，打印层厚0.01mm，打印速率1.0层/min。开始打印，直至打印完成整个制品和样块。五、表面强化处理，取出成型制品，用软质毛刷除去表面多余的砂岩粉末。然后，用另外新毛刷蘸取适量的α-氰基基丙烯酸酯胶水，在10min内轻轻来回涂刷制品的各个表面，至表面成光亮完成所有工序，自然晾干。经过对样品块进行测试，本实施例中染料液体的粘度为2.23mPa·s，固着率为90％。初凝时间为15min，终凝时间为52min。抗压强度为47MPa，2h抗折强度3.9MPa，表面硬度3.8。实施例三一、称取0.6Kg交联淀粉，按照交联淀粉质量含量为20.0％的比例，向烧杯中加入2.4Kg去离子水，置于加热温度150℃、搅拌转速50r/min的条件下，热处理10.0h，得到交联淀粉溶液。待缓慢冷却至室温后，进行调配。二、向步骤一中的溶液中加入由1.5Kg的C.I活性蓝204与1.5Kg的去离子水组成的染料浆，然后继续加入4N氢氧化钠水溶液，调节溶液pH至9.5～10.0。在1000r/min的速率下，搅拌0.5h，得到混合均匀的全彩砂岩染料耗材。三、全彩砂岩染料粉末的制备，按照质量含量占砂岩粉末耗材72.0％和9.0％的比例，将干燥后的纯度为97.0％的1500目氢氧化铝5.76Kg，98.8％的碳酸氢钠0.72Kg，依次加入到GMJ-4-4L型罐式混料机中，添加球料质量比为5：1的φ4.0mm氧化锆磨介，控制转速为1000r/min，混合0.5h后，得到混合均匀的全彩砂岩染料粉末。四、设置3DP打印机运行参数，按照占全彩砂岩耗材或制品质量百分比19.0％的比例，调整染料液体的喷出速率。同时，设定铺粉辊转速为3000r/min，打印层厚2.0mm，打印速率0.1层/min。开始打印，直至打印完成整个制品和样块。五、表面强化处理，取出成型制品，用软质毛刷除去表面多余的砂岩粉末。然后，缓缓将制品和样块置于异丁基丙烯酸酯胶水中浸渍，在0.1min内浸透制品的各个表面，连续进行5次，至表面成光亮完成所有工序，自然晾干。经过对样品块进行测试，本实施例中染料液体的粘度为2.16mPa·s，固着率为89％。初凝时间为13min，终凝时间为50min。抗压强度为51MPa，2h抗折强度3.8MPa，表面硬度3.7。实施例四一、称取0.24Kg羟乙基甲基纤维素，按照羟乙基甲基纤维素质量含量为8.0％的比例，向烧杯中加入2.76Kg去离子水，置于加热温度115℃、搅拌转速175r/min的条件下，热处理5.0h，得到羟乙基甲基纤维素溶液。待缓慢冷却至室温后，进行调配。二、向步骤一中的溶液中加入由1.5Kg的C.I活性蓝204与1.5Kg的去离子水组成的染料浆，然后继续加入4N氢氧化钠水溶液，调节溶液pH至9.5～10.0。在1000r/min的速率下，搅拌0.5h，得到混合均匀的全彩砂岩染料耗材。三、全彩砂岩染料粉末的制备，按照质量含量占砂岩粉末耗材60.0％和15.0％的比例，将干燥后的纯度为99.0％的200目石膏粉4.8Kg，98.0％的明矾1.2Kg，依次加入到QM-2SP12型行星式混料机中，添加球料质量比为3：1的φ5.0mm氧化锆磨介，控制转速为600r/min，混合10.0h后，得到混合均匀的全彩砂岩染料粉末。四、设置3DP打印机运行参数，设置3DP打印机运行参数，按照占全彩砂岩耗材或制品质量百分比25.0％的比例，调整染料液体的喷出速率。同时，设定铺粉辊转速为1750r/min，打印层厚0.01mm，打印速率0.5层/min。开始打印，直至打印完成整个制品和样块。五、表面强化处理，取出成型制品，用软质毛刷除去表面多余的砂岩粉末。然后，缓缓将制品和样块置于α-氰基基丙烯酸酯胶水中浸渍，在5min内浸透制品的各个表面，连续进行3次，至表面成光亮完成所有工序，自然晾干。经过对样品块进行测试，本实施例中染料液体的粘度为2.56mPa·s，固着率为91％。初凝时间为11min，终凝时间为49min。抗压强度为50MPa，2h抗折强度3.9MPa，表面硬度4.1。实施例五一、称取0.42Kg糊精，按照糊精质量含量为14.0％的比例，向烧杯中加入2.58Kg去离子水，置于加热温度80℃、搅拌转速300r/min的条件下，热处理0.1h，得到糊精溶液。待缓慢冷却至室温后，进行调配。二、向步骤一中的溶液中加入由1.5Kg的C.I活性黄210与1.5Kg的去离子水组成的染料浆，然后继续加入4N氢氧化钠水溶液，调节溶液pH至9.5～10.0。在200r/min的速率下，搅拌5.0h，得到混合均匀的全彩砂岩染料耗材。三、全彩砂岩染料粉末的制备，按照质量含量占砂岩粉末耗材85.0％和2.0％的比例，将干燥后的纯度为97.0％的800目碳酸钙6.8Kg，98.8％的氢氧化铝0.16Kg，依次加入到JB-200型高速混料机中，控制转速为1000r/min，混合0.5h后，得到混合均匀的全彩砂岩染料粉末。四、设置3DP打印机运行参数，按照占全彩砂岩耗材或制品质量百分比13.0％的比例，调整染料液体的喷出速率。同时，设定铺粉辊转速为3000r/min，打印层厚1.0mm，打印速率1.0层/min。开始打印，直至打印完成整个制品和样块。五、表面强化处理，取出成型制品，用软质毛刷除去表面多余的砂岩粉末。然后，用另外新毛刷蘸取适量的异丁基丙烯酸酯胶水，在0.1min内轻轻来回涂刷制品的各个表面，连续涂刷5次，至表面成光亮完成所有工序，自然晾干。经过对样品块进行测试，本实施例中染料液体的粘度为2.37mPa·s，固着率为87％。初凝时间为11min，终凝时间为51min。抗压强度为50MPa，2h抗折强度4.0MPa，表面硬度3.9。实施例六一、称取0.6Kg羟化甲基丙烯酸烷基酯，按照羟化甲基丙烯酸烷基酯质量含量为20.0％的比例，向烧杯中加入2.4Kg去离子水，置于加热温度150℃、搅拌转速50r/min的条件下，热处理10.0h，得到羟化甲基丙烯酸烷基酯溶液。待缓慢冷却至室温后，进行调配。二、向步骤一中的溶液中加入由1.5Kg的C.I活性黄210与1.5Kg的去离子水组成的染料浆，然后继续加入4N氢氧化钠水溶液，调节溶液pH至9.5～10.0。在600r/min的速率下，搅拌2.7h，得到混合均匀的全彩砂岩染料耗材。三、全彩砂岩染料粉末的制备，按照质量含量占砂岩粉末耗材72.0％和9.0％的比例，将干燥后的纯度为95.0％的1500目氢氧化铝5.76Kg，99.5％的明矾0.72Kg，依次加入到GMJ-4-4L型罐式混料机中，添加球料质量比为5：1的φ4.0mm氧化锆磨介，控制转速为200r/min，混合5.2h后，得到混合均匀的全彩砂岩染料粉末。四、设置3DP打印机运行参数，按照占全彩砂岩耗材或制品质量百分比19.0％的比例，调整染料液体的喷出速率。同时，设定铺粉辊转速为500r/min，打印层厚2.0mm，打印速率0.1层/min。开始打印，直至打印完成整个制品和样块。五、表面强化处理，取出成型制品，用软质毛刷除去表面多余的砂岩粉末。然后，缓缓将制品和样块置于环氧树脂AB组分胶水中浸渍，在10min内浸透制品的各个表面，至表面成光亮完成所有工序，自然晾干。经过对样品进行测试，本实施例中染料液体的粘度为2.42mPa·s，固着率为92％。初凝时间为13min，终凝时间为50min。抗压强度为52MPa，2h抗折强度4.1MPa，表面硬度4.0。对比例一、向步骤一中的溶液中加入由1.5Kg的C.I活性红218与1.5Kg的去离子水组成的染料浆，加入到500.0g去离子水中。然后继续加入4N氢氧化钠水溶液，调节溶液pH至9.5～10.0。在200r/min的速率下，搅拌5.0h，得到混合均匀的全彩砂岩染料耗材。二、全彩砂岩染料粉末的制备，按照质量含量占砂岩粉末耗材60.0％和15.0％的比例，将干燥后的纯度为95.0％的碳酸钙200目4.8Kg，98.0％的硫酸铝1.2Kg，依次加入到QM-2SP12型行星式混料机中，添加球料质量比为3：1的φ5.0mm氧化锆磨介，控制转速为600r/min，混合5.2h后，得到混合均匀的全彩砂岩染料粉末。三、设置3DP打印机运行参数，按照占全彩砂岩耗材或制品质量百分比25.0％的比例，调整染料液体的喷出速率。同时，设定铺粉辊转速为1750r/min，打印层厚1.0mm，打印速率0.5层/min。开始打印，直至打印完成整个制品和样块。四、表面强化处理，取出成型制品，用软质毛刷除去表面多余的砂岩粉末。然后，用另外新毛刷蘸取适量的烷氧基丙烯酸酯胶水，在5min内轻轻来回涂刷制品的各个表面，连续涂刷3次，至表面成光亮完成所有工序，自然晾干。经过对样品块进行测试，本实施例中染料液体的粘度为1.95mPa·s，固着率为80％。初凝时间为12min，终凝时间为49min。抗压强度为48MPa，2h抗折强度3.6MPa，表面硬度4.2。表1实施例一至六和对比例对应全彩砂岩染料耗材的性能指标染料粘度/mPa·s固着率/％实施例一2.4587实施例二2.2390实施例三2.1689实施例四2.5691实施例五2.3787实施例六2.4292对比例1.9580表2实施例一至六和对比例对应全彩砂岩染料硬化和制品的力学性能指标通过实施例一至六和对比例的测试结果，可以看出：(1)从测试结果看，染料耗材的粘度变化受粘结剂影响较大。一方面，粘结剂改性染料的粘度值和在砂岩制品表面的结合强度都有大幅提高；另一方面，淀粉类粘结剂对染料综合性能的影响程度较小，很好地满足了3DP全彩砂岩制品的快速成型工艺。(2)从工艺角度看，染料耗材的制备过程均在液相体系中进行，能够降低生产过程中的吸入性颗粒，避免了粉尘作业引发的固体废弃物污染问题。(3)本发明工艺简单，制品成型周期短，生产效率高，可设计性强，适合于实现3DP技术的规模化和产业化。本领域技术人员应理解，以上实施例仅是示例性实施例，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。当前第1页1 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