本发明总体上涉及3d打印技术领域。更具体而言，本发明涉及fdm3d打印新型abs材料及其生产技术。
背景技术
3d打印技术又称叠层制造技术，是快速成型领域的一种新兴技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。基本原理是叠层制造，逐层增加材料来生成三维实体的技术。目前，3d打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些传统依赖的精细加工工艺。另外，3d打印技术逐渐应用于医学、生物工程、建筑、服装、航空等领域，为创新开拓了广阔的空间。
fdm3d(三维)打印技术的基本原理是分层制造、逐层叠加。把一个通过设计或者扫描等方式做好的3d模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面，然后一层一层的打印出来并按原来的位置堆积到一起，形成一个实体的立体模型，类似于高等数学中的积分。
目前市场上fdm技术较常用的聚合物材料是丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物(abs)、聚乳酸(pla)、尼龙(pa)和聚碳酸酯(pc)。
fdm(fuseddepositionmodeling)工艺是熔融沉积制造(fdm)工艺，由美国学者scottcrump于1988年研制成功，是适用于三维打印机的其中一种3d打印工艺。fdm的材料一般是热塑性材料，如蜡、abs、尼龙等，以丝状供料，供料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结。
fdm技术的优点在于：(1)由于热融挤压头系统构造原理和操作简单，维护成本低，系统运行安全；(2)成型速度慢，用熔融沉积方法生产出来的产品，不需要sla中的刮板再加工这一道工序；(3)用蜡成型的零件原型，可以直接用于熔模铸造；(4)可以成型任意复杂程度的零件，常用于成型具有很复杂的内腔、孔等零件；(5)原材料在成型过程中无化学变化，制件的翘曲变形小。(6)原材料利用率高，且材料寿命长。
abs塑料是丙烯腈(a)、丁二烯(b)、苯乙烯(s)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。初步试验表明，abs塑料可适用作3d打印材料。abs材料的生产方法主要有乳液接枝法、乳液接枝-掺混法、连续本体法、本体-悬浮法、乳液接枝-悬浮法、乳液接枝-连续本体法等，其中各种生产方法都有其优缺点，其中最有竞争力的方法为乳液接枝-本体san掺混法和连续本体法，虽然其具有工艺流程简单、投资较小、污染少的优势，但是制备的abs材料无法达到较高的光泽并且材料的机械性能，如抗弯强度等较差。
而且，abs塑料适用于底板有加热装置的打印设备，可打印对打印强度要求较强以及需要后续加工处理的模型，例如，染色，打磨，电镀等，适合打小型的零配件等。
然而，目前市场上的abs材料打印过程中存在翘曲、翘边、难成型等缺陷，fdm3d打印效果并不理想，更缺少良好的后加工打磨效果。因此，随着3d技术和应用场合的发展和变化，本领域中急需针对abs塑料提供改进，以提供更加适用于3d打印实践的改进abs材料，克服现有技术中的以上技术缺陷，以及其它技术问题。
本申请的申请人经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于设计出确具创新价值和应用价值的可用于fdm3d打印的新型abs材料。
本发明的说明书的此背景技术部分中所包括的信息，包括本文中所引用的任何参考文献及其任何描述或讨论，仅出于技术参考的目的而被包括在内，并且不被认为是将限制本发明范围的主题。
技术实现要素：
鉴于以上所述以及其它更多的构思而提出了本发明。本发明旨在解决以上的技术缺陷和其它的技术问题。
根据本发明，针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明提供一种fdm3d打印的新abs材料。
在现有技术中，abs材料打印过程中存在翘曲、翘边、难成行等缺陷，fdm3d打印效果并不理想，更缺少良好的后加工打磨效果。针对上述和其它的技术缺陷，本申请的发明构思出，例如，通过添加包括增韧剂在内的添加剂成分，在结合本发明的特定材料组分和制备方法的基础上，增强abs力学性能和韧性，减少材料打印过程中的收缩率及翘曲、翘边等问题，从而相应实现本专利的消除或减轻翘边、翘曲等的有益技术效果。
这样，相应地，也可以同时提高了3d打印的后加工性能，例如，使得3d打印成品具有优秀的打磨、上色效果。
另外，这样还可以使得本发明的fdm3d打印用新型abs材料可以更佳地适用于市面上大多数fdm的3d打印机。
更具体而言，根据本发明的一方面，本发明提出了一种fdm3d打印用新型abs材料，其按照重量计包括以下组分：100份的abs树脂；3-5份的增韧剂；0.1-0.3份的抗氧剂；和0.1-0.3份的脱模剂。
根据本发明的一实施例，所述fdm3d打印用新型abs材料包含4-5份的增韧剂，0.2-0.3份的抗氧剂，以及0.2-0.3份的脱模剂。
根据本发明的一实施例，所述抗氧剂选自下列中的至少一种：由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂组成的混合物；和四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物。
根据本发明的一实施例，所述脱模剂选自硬脂酸钙、硬脂酸锌和甘油单硬脂酸酯中的至少一种。
根据本发明的另一方面，本发明提出了一种制备上述fdm3d打印用新型abs材料的方法，包括以下步骤：a、将所述3d打印用新型abs材料的各组分原料在40-200℃下除湿干燥后，按照配方比例进行混合，得到混合好的混料；b、将所述混料加热至100-300℃的温度，并在该温度下由挤出机挤出拉丝，其中，通过计量装置控制挤出机的每分钟挤出量，并通过测量仪来检查和控制拉丝的所需的线径范围；和，c、将成品丝收卷至线盘。
根据本发明的一实施例，所述方法还包括将收卷后的拉丝重新收卷至线盘的步骤。
根据本发明的一实施例，所述方法还包括对拉丝进行抽真空处理的步骤。
根据本发明的一实施例，所述方法还包括在抽真空处理步骤后，使用纸盒、塑胶盒或包装膜作为产品内包装，并使用纸箱或塑胶箱做产品外包装的步骤。
根据本发明的一实施例，所述挤出机是单螺杆挤出机。
根据本发明的一实施例，所述测量仪为激光测径仪。
本发明的更多实施例还能够实现其它未一一列出的有利技术效果，这些其它的技术效果在下文中可能有部分描述，并且对于本领域的技术人员而言在阅读了本发明后是可以预期和理解的。
本发明内容部分旨在以简化的形式引入将在“具体实施方式”中如下文进一步描述的构思和选择，以帮助阅读者更易于理解本发明。本发明内容并非旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。所有的上述特征都将被理解为只是示例性的，并且可以从本发明公开中收集关于结构和方法的更多的特征和目的。
对本发明的特征、细节、实用性以及优点的更全面的展示，将在以下对本发明的各种实施例的书面描述中提供，并且在所附权利要求中限定。因此，如果不进一步阅读整个说明书以及权利要求书，则可能无法理解对本发明内容的诸多限制性解释。
具体实施方式
要理解到，本文中所使用的词组和用语是出于描述的目的，而不应当被认为是限制性的。例如，本文中的“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用，旨在开放式地包括其后列出的项及其等同项以及附加的项。
下面将参考本发明的具体实施例对本发明进行更详细的阐释与说明。
为实现上述发明目的，根据本发明的一实施例，本发明采用以下技术方案，即，提供一种fdm3d打印用新型abs材料，其按照重量计包括以下组分：100份的abs树脂，3-5份的增韧剂，0.1-0.3份的抗氧剂，以及0.1-0.3份的脱模剂。其中，abs树脂的成分可以从公开市场上购买得到，因为abs树脂是丙烯腈(a)、丁二烯(b)、苯乙烯(s)三种单体的三元共聚物，这些都是可以从公开市场上购买得到的。
根据fdm3d打印用新型abs材料的另一实施例，其按照重量计包括以下组分：100份的abs树脂，4-5份的增韧剂，0.2-0.3份的抗氧剂，以及0.2-0.3份的脱模剂。其中，abs树脂的成分可以从公开市场上购买得到。
本发明的抗氧剂例如可具有高效的抗氧特性，具有高性能的水解稳定性。
例如，适用于本发明的抗氧剂的实例包括但不限于：由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂以重量比3-4：1-2组成的混合物。例如，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂425和抗氧剂264中的至少一种。本发明通过采用上述受阻酚类抗氧剂，其抗氧化效果好，可以延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而阻止材料的老化并延长其使用寿命。
所述亚磷酸酯类抗氧剂例如为抗氧剂168和/或抗氧剂tnpp。本发明通过采用上述亚磷酸酯类抗氧剂，其抗氧化效果好，可以延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而阻止材料的老化并延长其使用寿命。
作为另一实例，抗氧剂还可以选择为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯质量比为1:1的混合物。
本发明的脱模剂可以在加工过程中改善材料的流动性，同时该助剂还可以起到润滑性、分散性、脱模性和开口性等作用。例如，适用于本发明的脱模剂的实例包括但不限于硬脂酸钙、硬脂酸锌和甘油单硬脂酸酯中的至少一种。本发明通过采用上述脱模剂，可以使材料在加工过程中改善材料的流动性，润滑性和制品的脱模性。
作为另一实例，还可以添加润滑剂，其可以选择分子量为50万-70万的硅酮粉。
本发明所述的增韧剂，是指能增加胶黏剂膜层柔韧性的物质。合适的增韧剂例如是高分子聚合物，低碳环保，符合fda、rohs、reach、phas、en71-9等环保标准，耐酸、碱，不析出，可大幅度提高abs材料的韧性和强度。
本专利申请的实施例中所用的原料均为普通市售的原料，成本低廉。
下面结合实施例来描述本发明的fdm3d打印新abs材料的制备方法。
根据本发明的一实施例，本发明还提供了上述fdm3d打印新abs材料的制备方法，其至少包括以下步骤：
a、将abs树脂原料在40-200℃下在公开市场上可购买得到的除湿干燥机内除湿干燥后，按重量计包括以下组分：100份的abs树脂、3-5份的增韧剂，0.1-0.3份的抗氧剂，0.1-0.3份的脱模剂一起加入公开市场上可购买得到的高速混料机中且以100-300转/分钟混合3-20分钟达到均匀配混，得到混合好的混料。
b、将上述搅拌均匀的混料加热至大约100-300℃的温度后，使用公开市场上可购买得到的单螺杆挤出机对上述混料进行挤出拉丝。
c、通过计量泵(5-40)hz)控制单螺杆挤出机每分钟挤出量(例如，每分钟40-350ml)，其中，可通过激光测径仪来检查、控制拉丝的线径范围。就此而言，其中，可根据工艺或应用的要求，对拉丝进行(例如水)冷却、风干等处理步骤。
d、将成品丝收卷至塑胶、纸质等线盘(例如，盘面直径为50-500mm，线盘高度为30-500mm)。
e、根据客户的不同需求，将收卷后的成品丝重纺至例如塑胶、纸质等线盘(盘面直径为例如50-500mm，线盘高度为例如30-500mm)。例如，还可将收卷在线盘上的丝重新收卷到其它的塑胶、纸质等线盘，得到重新收卷的成品丝。
f、可根据需要，对成品丝和重新收卷的成品丝使用真空包装机分别做抽真空处理。
g、对抽真空处理后的产品使用纸盒、塑胶盒、包装膜等物料做产品内包装，使用纸箱、塑胶箱等物料做产品外包装。
测试
下表是根据本发明的实施例制作的适用于fdm3d打印的新型abs材料与普通abs材料的收缩率性能对比测试。
从上表中可以看出，本发明的适用于fdm3d打印的新型abs材料的收缩率明显更小，这说明了本发明的fdm3d打印用新型abs材料及其制备方法有助于大大减轻了普通abs材料在用于3d打印中时存在的翘边、翘曲的等技术缺陷，解决、减轻了现有技术中存在的翘曲或翘边的技术问题。
出于说明的目的而提出了对本发明的对若干个实施例的前文描述。所述前文描述并非意图是穷举的，也并非将本发明限于所公开的精确特征和/或形式，显然，根据上文的教导，可作出许多修改和变型，这些都属于本发明的范围内。
本领域技术人员应当理解，以上所述仅仅是举例说明和描述一些具体实施方式，对本发明的范围并不具有任何限制。本发明的范围仅由所附权利要求来限定。