一种新型热固性3D打印材料的制作方法

文档序号:16861336发布日期:2019-02-15 19:50阅读:296来源:国知局

本发明涉及3D打印技术领域,尤其是一种新型热固性3D打印材料。



背景技术:

3D打印是“增材制造”(AdditiveManufacturing)的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统“去除型”制造。增材制造技术是利用计算机设计数据,采用材料逐层堆积的方法制造实体的技术,包括光固化成型技术(SLA)、激光选区烧结技术(SLS)、激光选区熔化技术(SLM)、熔融沉积造型技术(FDM)、激光近净成型技术(LNSF)、分层实体制造技术(LOM)和立体喷印技术(3DP)。其所用的打印材料包括ABS树脂、聚乳酸(PLA)、聚乙烯醇(PVA)、光敏树脂、木塑材料、聚碳酸酯(PC)、尼龙等。

ABS树脂和尼龙均是3D打印中常用的材料之一,但是尼龙熔融打印温度高,并在打印过程中有难闻、毒性气体释放。现有的3D打印材料种类少,结构少,不能满足如喷射式3D打印机的应用需求,同时打印出的产品强度较差、精度较低。



技术实现要素:

为了克服现有3D打印技术存在产品强度较差、精度较低的不足,本发明提供打印出的产品强度较好、精度较高的新型热固性3D打印材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种新型热固性3D打印材料,由A组分和B组分组成;A组分与

B组分的质量配比为1∶1-10∶1;

所述A组分包括如下质量配比的原料组成:

液态基础树脂 100份

活性稀释剂 1-15份

脱泡剂 0.001-0.01份;

所述B组分包括如下质量配比的原料组成:

固化剂或交联剂 1-100份

脱泡剂 0.001-0.01份;

所述A组分中的液态基础树脂为液态芳香族环氧树脂、液态脂环族环氧树脂、液态丙烯酸树脂、有机液态硅树脂和液态聚氨酯树脂中的一种;所述A组分的脱泡剂包括有机硅氧烷、聚醚、天然油脂和高碳醇类消泡剂;

所述B组分中的固化剂或者交联剂为环氧树脂中的胺类固化剂、聚硫醇、酚醛树脂的酸类固化剂、有机硅中的硅氢化合物、聚氨酯中的聚醚多元醇或聚酯多元醇中的一种或两种;所述B组分的脱泡剂包括有机硅氧烷、聚醚、天然油脂和高碳醇类消泡剂。

进一步,优选所述B组分中的胺类固化剂为乙二胺、乙烯基三胺、聚醚胺、聚酰胺、双氰胺中的一种;酚醛树脂的酸类固化剂为有机酸、无机酸中的一种。

进一步,优选所述A组分由如下质量比的原料组成:

液态基础树脂 100份

活性稀释剂 10-15份

脱泡剂 0.005-0.01份。

进一步,优选所述B组分由如下质量比的原料组成:

固化剂或交联剂 7-50份

脱泡剂 0.001-0.01份。

进一步,优选所述A组分由如下质量比的原料组成:

所述A组分中的增韧剂为橡胶、蒙脱土、纳米二氧化硅中的一种或两种。

进一步,优选所述A组分由如下质量比的原料组成:

所述A组分中的阻燃剂为无机阻燃剂、磷系阻燃剂、含氮阻燃剂、磷-氮协同阻燃剂中的一种或多种,其中无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁中的一种。

进一步,优选所述B组分由如下质量比的原料组成:

固化剂或交联剂 7-50份

脱泡剂 0.001-0.01份

固化促进剂 1份。

一种新型热固性3D打印材料的打印方法,包括如下步骤:

1)A组分制备:将液态基础树脂、稀释剂、增韧剂、脱泡剂、填料和颜料按照质量配比,混合后作为A组分;

2)B组分制备:将固化剂或交联剂、脱泡剂、填料和固化促进剂,按照质量配比,混合后作为B组分;

3)喷雾混合:A组分与B组分按照质量配比1∶1-10∶1,采用高压喷射装置,分别将A组分和B组分喷雾成雾珠,雾珠的直径大小为0.01-1mm,同时在空中A组分和B组分的雾珠完成了混合;

4)打印:混合均匀的雾珠均匀地落入打印表面,逐层成型并叠加,直至完成打印模型的打印。

5)后固化:模型打印完全后,进行加热后固化。

本发明的有益效果主要表现在:打印的产品强度较好、精度较高。

具体实施方式

下面对本发明作进一步描述。

实施实例一:

1)A组分制备:将100g液态脂环族环氧树脂E51、10g活性稀释剂C12和0.005g的脱泡剂SAG47进行混合,得到A组分;

2)B组分制备:将50g聚硫醇和0.005g脱泡剂SAG47进行混合,得到B组分;

3)喷雾混合:A组分与B组分按照质量配比1∶1-10∶1,采用高压喷射装置,分别将A组分和B组分喷雾成细小的雾珠,雾珠的直径大小为0.01-1mm,同时在空中A组分和B组分的雾珠完成了混合;

4)打印:混合均匀的雾珠均匀地落入打印表面,快速固化,逐层成型并叠加,直至完成打印模型的打印。

5)后固化:模型打印完全后,进行加热后固化。

实施实例二:

1)将100g液态脂环族环氧树脂E51、10g活性稀释剂C12和0.005g脱泡剂SAG47进行混合,得到A组分;

2)将7g乙二胺、0.001g脱泡剂和1g固化促进剂DMP-30进行混合,得到B组分;

3)喷雾混合:A组分与B组分按照质量配比1∶1-10∶1,采用高压喷射装置,分别将A组分和B组分喷雾成细小的雾珠,雾珠的直径大小为0.01-1mm,同时在空中A组分和B组分的雾珠完成了混合;

4)打印:混合均匀的雾珠均匀地落入打印表面,快速固化,逐层成型并叠加,直至完成打印模型的打印。

5)后固化:模型打印完全后,进行加热后固化。

实施实例三:

1)取100g液态脂环族环氧树脂E51、10g活性稀释剂C12、10g纳米二氧化硅和0.01g脱泡剂SAG47进行混合,得到A组分;

2)将10g胺类固化剂T31和0.001g脱泡剂进行混合,得到B组分;

3)喷雾混合:A组分与B组分按照质量配比1∶1-10∶1,采用高压喷射装置,分别将A组分和B组分喷雾成细小的雾珠,雾珠的直径大小为0.01-1mm,同时在空中A组分和B组分的雾珠完成了混合;

4)打印:混合均匀的雾珠均匀地落入打印表面,快速固化,逐层成型并叠加,直至完成打印模型的打印。

5)后固化:模型打印完全后,进行加热后固化。

实施实例四:

1)将100g液态脂环族环氧树脂E51、10g羧基液态丁腈橡胶、10g活性稀释剂C12和0.01g脱泡剂SAG47进行混合,得到A组分;

2)将50g聚硫醇、1g固化促进剂DMP-30和0.01g脱泡剂SAG-47进行混合,得到B组分;

3)喷雾混合:A组分与B组分按照质量配比1∶1-10∶1,采用高压喷射装置,分别将A组分和B组分喷雾成细小的雾珠,雾珠的直径大小为0.01-1mm,同时在空中A组分和B组分的雾珠完成了混合;

4)打印:混合均匀的雾珠均匀地落入打印表面,快速固化,逐层成型并叠加,直至完成打印模型的打印。

5)后固化:模型打印完全后,进行加热后固化。

实施实例五:

1)将100g液态聚氨酯树脂、15g活性稀释剂C12、10g氢氧化铝和0.01g脱泡剂SAG47进行混合,抽真空,得到A组分;

2)将50g聚醚多元醇和0.005g脱泡剂SAG47进行混合,得到B组分;

3)喷雾混合:A组分与B组分按照质量配比1∶1-10∶1,采用高压喷射装置,分别将A组分和B组分喷雾成细小的雾珠,雾珠的直径大小为0.01-1mm,同时在空中A组分和B组分的雾珠完成了混合;

4)打印:混合均匀的雾珠均匀地落入打印表面,快速固化,逐层成型并叠加,直至完成打印模型的打印。

5)后固化:模型打印完全后,进行加热后固化。

本发明中:所述A组分中的增韧剂中的橡胶可以是橡胶粉末也可以是液体橡胶,液体橡胶比如羧基液态丁腈橡胶,热固性3d打印材料所采用的打印机是一种改良型FDM打印机。

模型打印完成后,采用常温和中温固化方式对打印模型进行固化,从而达到提高强度的目的,不需要采用激光或紫外光层层固化;所得的打印模型表面光滑,综合性能优良(包括力学性能、耐热性能等)。

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