一种用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法与流程

文档序号:11881380阅读:190来源:国知局

本发明涉及一种3D打印方法,具体涉及一种用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法。



背景技术:

3D打印,就是CAD(计算机辅助设计)模型直接驱动的,可以完成任意复杂结构的制造方法的总称。它的核心是数字化、智能化制造与材料科学的结合,主要特点是数字驱动制造和增材制造,其中数字驱动制造直接由设计数据驱动,不需要传统制造必须的工装夹具模具制造等生产准备,编程简单;增材制造是依据物体的三维模型数据,通过成型设备以材料累加的方式,制成实物模型。

目前,3D打印机打印出来的高分子温控形状记忆树脂材料不够精细,太脆,可塑性差,薄厚也难调,且打印得较慢等。这是由于3D打印软件中配置参数太多,很难控制得好。由此可见,3D打印机技术参数的确定是影响3D打印的一个关键因素。



技术实现要素:

本发明的目的是通过以下技术方案实现的,一种用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法,包括以下步骤:

(1)准备工作:首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印参数为填充密度15-55%,能改善透气性和材料的强度调节,打印速度15-65mm/s,打印机的速度会直接影响打印物品的时间和质量,若打印速度低于15mm/s,喷头易堵,若打印速度高于65mm/s,容易断线,材料缺陷较多,喷头温度80-200℃,若喷头温度低于80℃,喷头易堵,若喷头温度高于200℃,容易断线,热床温度18-48℃,若热床温度低18℃,打印材料无法固定,若热床温度高于48℃,容易断线,直径1.0-1.98mm,挤出量100%,然后预热3D打印机喷头和热床;(2)打印:当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后,根据所述3D打印参数进行打印。

进一步,还包括3D打印机上选用耐热胶带,来增加摩擦力。

进一步,所述3D打印参数为填充密度25-45%,打印速度30-50mm/s,喷头温度100-150℃,热床温度30-40℃,直径1.25-1.95mm。

进一步,步骤(1)中,所述高分子温控形状记忆树脂材料由以下重量份数的原料制成,聚己内酯70~95份,聚氨酯4.5~5.5份,无机填料4.5~5.5份,交联剂1.5~2.5份,表面活性剂0.5~1.5份。

进一步,所述无机填料选自硅酸盐类。

进一步,所述交联剂选自过氧化苯甲酰。

进一步,所述表面活性剂选自氨基酸型两性离子表面活性剂。

本发明3D打印得到的高分子温控形状记忆树脂材料具有优良的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度、熔融流动指数,且在50℃温水泡2~3min可任意塑形,聚合物薄膜可在温水泡后,多张任意叠加,大小组合成为一体,刚度可调,可厚可薄。

具体实施方式

下面将参照更详细地描述本公开的示例性实施方式。

实施例1

一种用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法,包括以下步骤:

(1)准备工作:首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印参数为填充密度15%,打印速度65mm/s,喷头温度80℃,热床温度18℃,直径1.0mm,挤出量100%,并在3D打印机上包覆耐热胶带,然后预热3D打印机喷头和热床;其中,高分子温控形状记忆树脂材料的配方为聚己内酯80重量份,聚氨酯5重量份,无机填料(硅酸钙)5重量份,交联剂(过氧化苯甲酰)2重量份,表面活性剂(十二烷基氨基丙酸钠)0.5重量份;高分子温控形状记忆树脂材料的制备方法是将聚己内酯,聚氨酯,无机填料,交联剂,表面活性剂,按照配方比例交联共聚,使之聚合物分子量达到2万~5万,然后将聚合物加热融化纺丝成形后,并水冷却、固化制成3D打印单丝,其中,拉丝速度为30~90转/min,纺丝温度为80~160℃,出丝温度为80~130℃;

(2)打印:当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后,根据所述3D打印参数进行打印。

实施例2

(1)准备工作:首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料(与实施例1中的材料相同)的3D打印参数为填充密度25%,打印速度50mm/s,喷头温度120℃,热床温度40℃,直径1.90mm,挤出量100%,并在3D打印机上包覆耐热胶带,然后预热3D打印机喷头和热床;

(2)打印:当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后,根据所述3D打印参数进行打印。

实施例3

(1)准备工作:首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料(与实施例1中的材料相同)的3D打印参数为填充密度45%,打印速度40mm/s,喷头温度120℃,热床温度30℃,直径1.5mm,挤出量100%,并在3D打印机上包覆耐热胶带,然后预热3D打印机喷头和热床;

(2)打印:当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后,根据所述3D打印参数进行打印。

实施例4

(1)准备工作:首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料(与实施例1中的材料相同)的3D打印参数为填充密度55%,打印速度40mm/s,喷头温度150℃,热床温度40℃,直径1.95mm,挤出量100%,并在3D打印机上包覆耐热胶带,然后预热3D打印机喷头和热床;

(2)打印:当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后,根据所述3D打印参数进行打印。

对比例1

(1)准备工作:首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料(与实施例1中的材料相同)的3D打印参数为填充密度45%,打印速度10mm/s,喷头温度60℃,热床温度15℃,直径1.95mm,挤出量100%,并在3D打印机上包覆耐热胶带,然后预热3D打印机喷头和热床;

(2)打印:当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后,根据所述3D打印参数进行打印。

对比例2

(1)准备工作:首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料(与实施例1中的材料相同)的3D打印参数为填充密度45%,打印速度70mm/s,喷头温度220℃,热床温度50℃,直径1.95mm,挤出量100%,并在3D打印机上包覆耐热胶带,然后预热3D打印机喷头和热床;

(2)打印:当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后,根据所述3D打印参数进行打印。

经测试,实施例1-4以及对比例1-2中3D打印得到的高分子温控形状记忆树脂材料的性能参数的结果,见表1;并且在50℃温水泡2~3min可任意塑形,聚合物薄膜可在温水泡后,多张任意叠加,大小组合成为一体,刚度可调,可厚可薄。

表1-高分子温控形状记忆树脂材料的性能参数

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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