模型的制作方法

本实用新型涉及，尤其涉及一种模型。

背景技术：

颗粒材料因为容易成型，所以经常被用来做模型，甚至用来做模具，用颗粒材料压制或者打印出来的模型或者某些精细结构的模型，由于硬度较低，一直是用作砂芯或者工艺品摆设，在使用、挪动、搬运或运输过程中就容易断裂、表面损坏，直接影响模型的完整性和使用，也限定了颗粒材料制成的模型的应用。因此，如何提高这种硬度不足的模型的表面硬度，以扩展应用，是一个需要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种硬度提高的模型，本实用新型公开的一个方面解决的一个技术问题是提高用颗粒材料压制或者打印出来的模型表面硬度。

本实用新型解决其技术问题所采用的一个技术方案是：

一种模型，包括主体和强化剂，主体是由颗粒材料压制或者打印而成，主体表面覆盖强化剂，或者强化剂渗入主体表面，覆盖有强化剂的主体表面硬度不低于85hd。

优选的，所述覆盖有强化剂的主体抗拉强度不低于15mpa。

通过在主体表面覆盖或者渗入强化剂的方式，利用强化剂固化后硬度和硬度都较高的性质，使得由颗粒材料压制或者3d打印成的主体表面硬度不低于85hd，且抗拉强度不低于15mpa，不像是之前的颗粒材料压制或者打印出来的模型，表面掉砂，使用坚硬的东西就能在表面形成较深的划痕。有了强化剂作为保护层，线束提高了主体的表面硬度。

优选的，所述主体是由5～2000目的颗粒材料制成，优选的，所述主体是由70～800目的颗粒材料制成。

利用颗粒材料易于成型的优点，不论是压制成型还是打印成型都比较容易操作，而且能得到复杂的结构，同时根据颗粒目数的大小可以决定主体表面的平滑度还有整体的精度。另一方面利用颗粒材料得到的主体是有一定的缝隙的，颗粒材料之间有缝隙，从而能容纳强化剂，最终起到强化表面的作用。

优选的，所述主体由硅砂、熔融石英、电熔刚玉颗粒、莫来石颗粒、硅线石颗粒、高岭石熟料、耐火黏土、锆砂、金红石颗粒、尖晶石颗粒、氧化镁、氧化钙、陶粒砂、铬矿砂、碳化硅粉、氮化硅粉、氧化铝粉、淀粉中的至少一种颗粒材料制成；优选的，所述主体由硅砂颗粒制成。

上述颗粒材料是工业或者工艺品界或者模型界经常使用的颗粒材料，根据不同需要选择。而且其中很多都是可以再生重复利用的材料，适用于工业化生产。例如，工业上经常使用硅砂，一方面是便宜，而且还能通过再生去除强化剂从而重复利用，如此节约成本。

优选的，所述强化剂呈液态时附着在主体上或者呈液态渗入主体表面，强化剂固化后呈固态。

强化剂需要是液态，从而能渗入主体，如果是固态的就不好实时，同时强化剂要能附着或者渗入主体，才不与主体分离，从而成为一体。

优选的，所述强化剂渗入所述主体表面至少2毫米，优选的，所述强化剂渗入所述主体表面的深度为2～5毫米。

强化剂如果是附着在主体上，则模型硬度和抗拉伸方面，一方面取决与附着的紧密程度，另一方面取决于强化剂自身的厚度，附着的越紧密，越厚，硬度和抗拉伸强度更高。强化剂如果渗入主体，则模型硬度和抗拉伸方面，取决于强化剂的深入厚度，在渗入2毫米的时候，就可以达到要求，根据需要确定深度，深入越深，硬度和抗拉伸强度越高，但是现实考虑到成本和再生难易程度，所以渗入控制在2～5毫米。

优选的，所述强化剂为液态时，黏度为1000～3000cps，优选为2000～2500cps。

为了使得强化剂更好的附着或者渗入主体，太黏或者太稀都不利于实施，所以要控制黏度，从而便于工业化生产。

优选的，所述强化剂包括环氧树脂ab胶、环氧-聚酰胺ab胶、酚醛-环氧树脂ab胶、酚醛树脂、脲醛树脂、聚脲树脂、聚氨酯胶、三聚氰-甲醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、酚醛-聚乙烯醇缩醛、酚醛-聚酰胺、环氧-聚酰胺、烯类聚合物、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、过氯乙烯、聚异丁烯、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚丙烯酸酯、a-氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇缩醛、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、酚醛-丁腈胶、酚醛-氯丁胶、酚醛-聚氨酯胶、环氧-丁腈胶、环氧-聚硫胶中的至少一种；优选的，所述强化剂包括环氧树脂ab胶、环氧-聚酰胺ab胶、酚醛-环氧树脂ab胶、聚脲树脂、环氧树脂、聚氨酯胶、酚醛树脂中的至少一种。

能作为强化剂的材料不限于上述这些，强化剂的主要要求就是能成为液态，且液态方便涂施在主体上，而且能附着在主体上或者渗入主体，然后通过加热方式固化或者添加固化剂的方式固化，总之固化之后表面硬度和抗拉伸强度都能达到要求，这种材料都可以作为强化剂。上述是常见的粘粘剂，一方面有粘性，利于与主体粘粘，另一方面固化之后都有一定的表面硬度和抗拉伸强度，是优选的材料。

优选的，所述强化剂中双组份胶，即环氧树脂ab胶、环氧-聚酰胺ab胶、酚醛-环氧树脂ab胶中的至少一种，其中成分a与成分b的体积比为3:1～1:1，所述成分a为树脂，所述成分b为固化剂。

使用这种双组份胶的时候，需要控制好比例，从而能控制良好的黏性的同时控制固化时间，从而在固化剂没有固化前就能完成强化剂在主体上的附着或者渗入。

优选的，所述强化剂还包括纤维，向所述强化剂中添加纤维，所述纤维占所述强化剂1～10％体积百分比；优选的，所述纤维占所述强化剂3～8％体积百分比；或者所述强化剂还包括纳米二氧化硅。

优选的，所述纤维为325～1250目，优选的，所述纤维为600～800目。

为了提高模型的表面硬度、抗拉伸强度、抗腐蚀等方面的性能，在强化剂中添加纤维，纤维可以选择化学纤维或者天然纤维，纤维在强化剂中能显著提高强化剂的抗拉伸强度，同时因为纤维可以选择强度和硬度更高的材料，所以能提高表面硬度和强度，另一方面，有些纤维有一定的抗腐蚀能力，从而能提高抗腐蚀能力。

由上述技术方案可知，本实用新型公开的一个方面带来的一个有益效果是，将之前表面硬度不够的颗粒打印出来的模型外表面硬度增加，一方面扩展应用范围，另一方面增加工艺品模型的硬度和抗拉伸等方面的性能。

附图说明

附图1是根据本发明公开的一个实施例的模型的结构示意图。

附图2是根据本发明公开的一个实施例的模型的主体表面的放大图。

图中：主体10、强化剂20。

具体实施方式

结合本实用新型的附图，对实用新型实施例的一个技术方案做进一步的详细阐述。

实施例1：

一种模型，模型包括主体10和强化剂20，主体10是由颗粒材料压制或者打印而成，主体10表面覆盖强化剂20，或者强化剂20渗入主体10表面，强化剂20呈液态时附着在主体10上或者呈液态渗入主体10表面，强化剂20渗入所述主体10表面至少2毫米，强化剂20固化后呈固态，覆盖有强化剂20的主体10表面硬度不低于85hd，且抗拉强度不低于15mpa。

其中主体10由硅砂、熔融石英、电熔刚玉颗粒、莫来石颗粒、硅线石颗粒、高岭石熟料、耐火黏土、锆砂、金红石颗粒、尖晶石颗粒、氧化镁、氧化钙、陶粒砂、铬矿砂、碳化硅粉、氮化硅粉、氧化铝粉、淀粉中的至少一种颗粒材料制成；优选的，所述主体10由硅砂颗粒制成。主体10是由5～2000目的颗粒材料制成，优选的，所述主体10是由70～800目的颗粒材料制成。

强化剂20为液态时，黏度为1000～3000cps，优选为2000～2500cps，强化剂20渗入所述主体10表面的深度为2～5毫米。

强化剂20包括环氧树脂ab胶、环氧-聚酰胺ab胶、酚醛-环氧树脂ab胶、酚醛树脂、脲醛树脂、聚脲树脂、聚氨酯胶、三聚氰-甲醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、酚醛-聚乙烯醇缩醛、酚醛-聚酰胺、环氧-聚酰胺、烯类聚合物、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、过氯乙烯、聚异丁烯、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚丙烯酸酯、a-氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇缩醛、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、酚醛-丁腈胶、酚醛-氯丁胶、酚醛-聚氨酯胶、环氧-丁腈胶、环氧-聚硫胶中的至少一种。

或者所述强化剂20为单组分，即包括聚脲树脂、环氧树脂、聚氨酯胶、酚醛树脂中的至少一种。

实施例2：

在实施例1的基础上，强化剂20中添加纤维，可以是化学纤维(玻璃纤维、碳纤维等)和天然纤维等，纤维为325～1250目，优选的，所述纤维为600～800目；纤维占所述强化剂201～10％体积百分比；优选的，所述纤维占所述强化剂203～8％体积百分比。

实施例3：

在实施例1或者实施例2的基础上，强化剂20中添加纳米二氧化硅，纳米粒子较轻，直接加入到胶黏剂中极难分散，特别容易团聚，很难搅拌均匀，所以运用纳米粒子在加入前必须进行预分散以保证与胶黏剂更好的混合，通常用丙酮等熔剂做预分散的液体，然后通过超声波震动使其分散均匀，再加入胶黏剂中搅拌均匀使用。

使用实施例1所述的模型，即使用硅砂颗粒，用3d打印方式得到主体10，进行对比实验，对比没有加强化剂20的主体10(处理前)和本方案所述加有强化剂20的主体10(处理后)的性能，从表1可以看出，

表1处理前后性能对比

通过表1可以看出，处理后使得模型的抗拉强度和硬度大大提高，尤其是抗拉强度高达20mpa，几乎是没有处理前的十几倍；硬度最高达98hd。很好的解决了模型由于硬度较低，在使用、挪动、搬运或运输过程中就容易断裂、损坏的问题。

接着对实施例4所述模型，也就是带有强化剂20的本体(处理后)进行了进一步的性能测试。

1)耐水性

经过本工艺处理过的3d打印砂模产品，在水中浸泡一个月，然后烘干、测试，硬度没有什么变化，具有很强的耐水性，具体如表2所示。

表2水浸泡后性能对比

从表2可以看出，模型耐水性很强，也就是模型可以在水下作业或者在水中陈列，也依旧可以保持表面硬度和抗拉强度，能完成一定强度的作业。

2)耐酸碱性

经过本工艺处理过的3d打印砂模产品，分别在5％的氢氧化钠溶液、盐酸溶液进行浸泡一周；取出，烘干后，硬度几乎没有什么变化，具有很强的耐酸碱性，具体如表3所示。

表3酸碱浸泡后性能对比

由表3可以看出，模型耐酸碱性很好，也就是模型可以在一些强酸强碱强腐蚀环境中工作，依旧能具有很强的表面硬度和抗拉强度，扩展了很多的应用场景。

3)耐老化性

经过本工艺处理过的3d打印砂模产品，荧光紫外灯老化试验500小时，硬度没有什么变化，具有很强的耐老化性，具体如表4所示。

表4紫外光耐老化性能对比

由表4可以看出，模型耐老化很好，也就是模型可以在暴晒环境下或者户外环境工作，寿命长，能长时间工作或者陈列，扩展了很多的应用场景。

本实用新型的处理方法所处理模型用途广泛，不仅可以用于各种复杂、精密结构的工艺品、各种文创产品，而且也可用于铸造模型、建筑用模型，桥梁模型等各个领域。

本实用新型的处理方法，环保无毒，安全系数高，而且经过此方法处理过的模型，耐酸碱，耐腐蚀，耐老化，即使在潮湿的环境或者酸碱的环境中，也能长时间的使用或者放置。

本实用新型的处理方法流程短，生产成本低，灵活可控，设备要求简单、操作方便，没有涉及严苛的化学工艺操作，可实现规模化生产。