一种制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法与流程

文档序号:11804805阅读:200来源:国知局

本发明涉及一种制造方法,尤其涉及一种制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法。



背景技术:

在现实生产和生活中,诸如特殊元素的包裹运输、化工废弃物的包装、核设施的防辐射处理、以及医疗化疗仪器设备的防辐射隔离层等,都需要使用屏蔽产品。

而在如此多的场合下,为了节约成本,屏蔽产品显然无法量身定做,这导致了屏蔽产品的屏蔽性能无法随心所欲,使得人们的生活充满了隐患。



技术实现要素:

本发明针对现有技术的弊端,提供一种制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法。

本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法,包括如下步骤:

步骤一,选取3D打印用ABS塑料,并向其中加入预定数量的防辐射金属粉末而形成初级混合物;

步骤二,向上述初级混合物中添加预定剂量的DOP药水,并充分搅拌得到次级混合物;

步骤三,将上述次级混合物置入双螺杆挤出机中挤出造粒;

步骤四,将上述造粒所得颗粒于单螺杆挤出机中挤出拉丝;

步骤五,将上述拉丝所得产物冷却成型、收卷。

本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤一中,所述防辐射金属粉末与所述ABS塑料的重量比为1:4。

本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤一中,所述防辐射金属粉末为钨粉或铅粉,所述钨粉或铅粉的粉末颗粒直径小于或等于15微米。

本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤二中,所述初级混合物与所添加的DOP药水的重量比为1000:3~10。

本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤二中,将所述初级混合物与DOP药水以每分钟60~70转的转速搅拌10~15分钟。

本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤三中,所述挤出造粒的规格为颗粒直径介于3~5毫米之间,高度介于3~7毫米之间。

本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤四中,所述挤出拉丝的线材直径为1.65~1.75毫米;或者,所述挤出拉丝的线材直径为2.85~3.0毫米。

本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤五中,所述拉丝所得产物通过双节水槽冷却成型。

本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法中,可制造出适于3D打印机使用的具有防辐射功能的复合材料,3D打印机使用此种复合材料来打印各种保护壳体,可满足量身定做、屏蔽性能随心所欲、屏蔽结构更加完善合理的目的。

附图说明

图1为本发明所述制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示,本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法,包括如下步骤:

步骤101,选取3D打印用ABS塑料,并向其中加入预定数量的防辐射金属粉末而形成初级混合物。

本步骤中,是选用ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic, 即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)塑料作为素材,并向其中加入预定数量的防辐射金属粉末。在实际生产中,所述防辐射金属粉末与所述ABS塑料的重量比为1:4,这样既能确保ABS塑料作为素材所加工出的复合材料的机械性能,又能确保加工出的复合材料具有可靠的防辐射性能。

所述防辐射金属粉末可使用钨粉或铅粉,并令所述钨粉或铅粉的粉末颗粒直径小于或等于15微米。所述钨粉或铅粉的粉末颗粒若太大会堵住3D打印机的喷嘴,使后续所得材料尺寸不均匀,因此,应确保粉末颗粒的粒径足够细小、且颗粒越均匀越好。本发明中选用钨粉或铅粉的粉末颗粒,除具有良好的可塑性外,还具有粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等优点。步骤102,向上述初级混合物中添加预定剂量的DOP药水,并充分搅拌得到次级混合物。

本步骤中,向所述初级混合物中添加DOP(Dioctyl Phthalate, 即邻苯二甲酸二辛酯,简称二辛酯)药水。实际生产中,所述初级混合物与所添加的DOP药水的重量比为1000:3~10,即在每千克初级混合物中添加3~10克的DOP药水,尤以8克为最佳。若所添加的DOP药水剂量太少,会导致金属粉末在ABS塑料颗粒的表面分布不够均匀,若剂量太多则会形成粉块,导致热熔过程中结块的现象,不利于材料生产。

在按照前述比例添加DOP药水后,将所述初级混合物与DOP药水以每分钟60~70转的转速搅拌10~15分钟(尤以70转的转速搅拌12分钟为最佳。本步骤中,搅拌的速率不宜过高,以免损坏ABS塑料颗粒表面,造成金属粉末过多积累在ABS塑料颗粒中;搅拌的时间也不宜过短,若时间太短容易使添加的钨粉或铅粉的粉末分布不均匀)。本步骤中所进行的搅拌,应以防辐射金属粉末充分附着在ABS塑料颗粒上面并没有残余为准,且应在加入DOP药水的同时进行搅拌。

步骤103,将上述次级混合物置入双螺杆挤出机中挤出造粒。

本步骤中,所述挤出造粒的规格为颗粒直径介于3~5毫米之间,高度介于3~7毫米之间,越均匀越好,尤以直径为3毫米,高度为4毫米为最佳。

步骤104,将上述造粒所得颗粒于单螺杆挤出机中挤出拉丝。

本步骤中,所述挤出拉丝的线材直径为1.65~1.75毫米;或者,所述挤出拉丝的线材直径为2.85~3.0毫米。由于热熔型3D打印机所适用的线材直径尺寸为1.75毫米或3.0毫米两种规格,因此,本步骤中挤出拉丝的线材直径也应与之匹配,且直径与圆度公差不得大于正负0.1毫米。

步骤105,将上述拉丝所得产物冷却成型、收卷。

本步骤中,所述拉丝所得产物可通过双节水槽冷却成型。具体而言,在离模具出料口的一节温度可为40~60摄氏度,而后一节则为温度为常态的水。冷却时间可根据现场情况进行调节,即通过调节冷却温度和牵引机的速率,使线材达到热熔型3D打印机所适用的规格,即线材直径尺寸为1.75毫米或3.0毫米,且直径与圆度公差不得大于正负0.1毫米。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

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