一种环保3d打印耗材及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种环保3D打印耗材，其特征在于：该3D打印耗材中复合有硅藻土，所述硅藻土的重量百分比为10%~40%。本发明的打印耗材环保强度高，能有效满足3D打印需要，且对应的生产工艺简单，实现便捷，从而符合市场需求。
【专利说明】
一种环保3D打印耗材及其生产工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种环保3D打印耗材及其生产工艺，应用于3D领域。
【背景技术】
[0002]3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，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。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。而目前3D打印机所使用的耗材，主要有ABS (ABS树脂，Acrylonitrile Butadiene Styrene)、PLA (聚乳酸，Poly Lactic Acid)和 PVA(聚乙稀醇，Polyvinyl alcohol)三种。这些广泛使用的材料在目前使用过程中发现有些弊端，例如不够环保，强度还有待提升等等问题。因此，针对上述问题是本发明研究的对象。
【发明内容】
[0003]为了解决现有的技术不足，本发明提供了一种环保3D打印耗材。
[0004]本发明的特征在于:一种环保3D打印耗材，其特征在于:该3D打印耗材中复合有硅藻土，所述硅藻土的重量百分比为10%?40%。
[0005]其中，所述3D打印耗材由尼龙610或尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000至4:1000，其余为尼龙610或者尼龙612。
[0006]—种基于上述材料下的环保3D打印耗材的生产工艺，其特征在于，按如下步骤进行:
1)对尼龙在温度90-130度范围内抽真空烘干Ilh-13h;
2)对烘干后的尼龙包起来待用；
3)利用800目-1200目筛网对一级硅藻土进行筛选；
4)将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌，形成混合液；
5)将筛选后的硅藻土和混合液按照100:7至100:11的重量配比进行高温搅拌混合，温度控制在100-160度之间，以便去除无水酒精；
6)将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上，进行熔融挤出；
7 )将挤出的物料拉至温水槽内降温，温水槽内控温在30-40度之间；
8)对降温后的物料进行一道拉伸，然后送入到一道烘箱，烘箱温度控制在35-40度之间；
9)烘干后的物料再进行二道拉伸，然后再送入到二道烘箱内，烘箱温度控制在40-45度之间；
10)然后烘干后的物料送入到在线测径仪，并经计米设备卷绕收集，完成加工过程。
[0007]所述3D打印耗材由尼龙610、尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000至4:1000;其余为尼龙610和尼龙612的混合物，其中尼龙612和尼龙610的比例为9.5:1至8.5:1。
[0008]所述3D打印耗材由ABS、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为1.5:1000 至 3:1000，其余为 ABS。
[0009]所述3D打印耗材由PLA、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为1:1000至3.5:1000,其余为PLA。
[0010]所述酒精无水酒精;所述硅藻土为一级硅藻土;所述偶联剂为KH560偶联剂。
[0011]所述步骤4)和步骤5)是在一计量混搅设备中实现，该计量混搅设备包括:所述的搅拌混料机构包括一凸形支撑台，所述凸形支撑台的左端设置有硅藻粉称重器;所述凸形支撑台的右端设置有混料计量器;所述凸形支撑台下方设置有一圆柱状搅拌容器;所述圆柱状搅拌容器上方设置有一升降装置，所述升降装置固定设置于凸形支撑台的下方;所述升降装置的升降端设置有第一搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴末端设置有一转盘，所述转盘直径方向上铰接有搅拌叶片;所述搅拌电机上挂设有一螺杆驱动电机，所述螺杆穿过设置在提拉环上的螺母，所述提拉环与一拉杆的一端连接;所述拉杆的另一端铰接到设置于所述搅拌叶片中部的固定环上;所述圆柱状搅拌容器设置有一排料口；所述圆柱状搅拌容器的外壁设置有加热套。
[0012]所述的混料计量器包括一立方体混料台，所述立方体混料台内开设有喇叭状混料腔体，所述喇叭状混料腔体的侧壁上具有蓄水冷却腔;所述喇叭状混料腔体的排料口延伸至所述圆柱状搅拌容器内；所述立方体混料台上设置有第一称重器和第二称重器;所述第一称重器和第二称重器的下料端连通到所述喇叭状混料腔体;所述喇叭状混料腔体内设置有第二搅拌电机。
[0013]本发明的优点:本发明的打印耗材环保强度高，能有效满足3D打印需要，且对应的生产工艺简单，实现便捷，从而符合市场需求。
【附图说明】
[0014]图1为本发明计量混搅设备结构示意图。
[0015]图2为本发明螺杆调节搅拌叶片结构俯视图。
[0016]图3为本发明一实施例双进料口的螺杆挤出机结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]参考图1至图3，本发明涉及一种环保3D打印耗材，该3D打印耗材中复合有硅藻土，所述硅藻土的重量百分比为10%?40%。
[0018]上述3D打印耗材由尼龙610或尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成；其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000至4:1000，其余为尼龙610或者尼龙612。
[0019]一种基于上述材料下的环保3D打印耗材的生产工艺，按如下步骤进行:
1)对尼龙在温度90-130度范围内抽真空烘干Ilh-13h;
2)对烘干后的尼龙包起来待用；
3)利用800目-1200目筛网对一级硅藻土进行筛选； 4)将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌，形成混合液；
5)将筛选后的硅藻土和混合液按照100:7至100:11的重量配比进行高温搅拌混合，温度控制在100-160度之间，以便去除无水酒精；
6)将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上，进行熔融挤出；
7 )将挤出的物料拉至温水槽内降温，温水槽内控温在30-40度之间；
8)对降温后的物料进行一道拉伸，然后送入到一道烘箱，烘箱温度控制在35-40度之间；
9)烘干后的物料再进行二道拉伸，然后再送入到二道烘箱内，烘箱温度控制在40-45度之间；
10)然后烘干后的物料送入到在线测径仪，并经计米设备卷绕收集，完成加工过程。
[0020]上述3D打印耗材由尼龙610、尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000至4:1000;其余为尼龙610和尼龙612的混合物，其中尼龙612和尼龙610的比例为9.5:1至8.5:1。
[0021]上述3D打印耗材由ABS、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为1.5:1000 至 3:1000，其余为 ABS。
[0022]上述3D打印耗材由PLA、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为1:1000至3.5:1000,其余为PLA。
[0023]上述酒精无水酒精;所述硅藻土为一级硅藻土;所述偶联剂为KH560偶联剂。
[0024]实施例一
一种环保3D打印耗材，该3D打印耗材中复合有硅藻土，所述硅藻土的重量百分比为20%;上述3D打印耗材由尼龙610、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为3:1000，其余为尼龙610。
[0025]上述耗材的生产工艺，按如下步骤进行:
1)对尼龙610在温度90-110度范围内抽真空烘干ll-12h;
2)对烘干后的尼龙包起来待用；
3)利用1000目筛网对一级硅藻土进行筛选；
4)将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌，形成混合液；
5)将筛选后的硅藻土和混合液按照100:9的重量配比进行高温搅拌混合，温度控制在130-140度之间，以便去除酒精；
6)将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上，进行熔融挤出；
7)将挤出的物料拉至温水槽内降温，温水槽内控温在35度；
8)对降温后的物料进行一道拉伸，然后送入到一道烘箱，烘箱温度控制在37度；
9)烘干后的物料再进行二道拉伸，然后再送入到二道烘箱内，烘箱温度控制在42度；
10)然后烘干后的物料送入到在线测径仪，并经计米设备卷绕收集，完成加工过程。
[0026]实施例二
一种环保3D打印耗材，该3D打印耗材中复合有硅藻土，所述硅藻土的重量百分比为30%;上述3D打印耗材由尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000，其余为尼龙612。
[0027]上述耗材的生产工艺，按如下步骤进行:
1)对尼龙612在温度110-130度范围内抽真空烘干12-13h;
2)对烘干后的尼龙包起来待用；
3)利用1100目筛网对一级硅藻土进行筛选；
4)将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌，形成混合液；
5)将筛选后的硅藻土和混合液按照100:10的重量配比进行高温搅拌混合，温度控制在140-160度之间，以便去除酒精；
6)将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上，进行熔融挤出；
7)将挤出的物料拉至温水槽内降温，温水槽内控温在37度；
8)对降温后的物料进行一道拉伸，然后送入到一道烘箱，烘箱温度控制在35度；
9)烘干后的物料再进行二道拉伸，然后再送入到二道烘箱内，烘箱温度控制在45度；
10)然后烘干后的物料送入到在线测径仪，并经计米设备卷绕收集，完成加工过程。
[0028]实施例三
一种环保3D打印耗材，该3D打印耗材中复合有硅藻土，所述硅藻土的重量百分比为40%;上述3D打印耗材由尼龙610、尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为3:1000;其余为尼龙610和尼龙612的混合物，其中尼龙612和尼龙610的比例为9:1o
[0029]I)对尼龙610和尼龙612的混合物在温度9-130度范围内抽真空烘干I l-13h;
2)对烘干后的尼龙包起来待用；
3)利用1100目筛网对一级硅藻土进行筛选；
4)将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌，形成混合液；
5)将筛选后的硅藻土和混合液按照100:11的重量配比进行高温搅拌混合，温度控制在100-130度之间，以便去除酒精；
6)将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上，进行熔融挤出；
7)将挤出的物料拉至温水槽内降温，温水槽内控温在39度；
8)对降温后的物料进行一道拉伸，然后送入到一道烘箱，烘箱温度控制在40度；
9)烘干后的物料再进行二道拉伸，然后再送入到二道烘箱内，烘箱温度控制在43度；
10)然后烘干后的物料送入到在线测径仪，并经计米设备卷绕收集，完成加工过程。
[0030]请参见图1，上述实施例中所述步骤4)和步骤5)可以在一计量混搅设备中实现，该计量混搅设备包括:所述的搅拌混料机构包括一凸形支撑台I，所述凸形支撑台的左端设置有硅藻粉称重器2;所述凸形支撑台的右端设置有混料计量器3;所述凸形支撑台下方设置有一圆柱状搅拌容器4;所述圆柱状搅拌容器上方设置有一升降装置5，所述升降装置固定设置于凸形支撑台的下方;所述升降装置的升降端设置有第一搅拌电机6，所述搅拌电机的输出轴末端设置有一转盘7，所述转盘直径方向上铰接有搅拌叶片8;所述搅拌电机上挂设有一螺杆驱动电机10，所述螺杆穿过设置在提拉环11上的螺母12，所述提拉环与一拉杆13的一端连接;所述拉杆13的另一端铰接到设置于所述搅拌叶片中部的固定环14上;所述圆柱状搅拌容器设置有一排料口 16;所述圆柱状搅拌容器的外壁设置有加热套5。使用时，将第一搅拌电机6下降到圆柱状搅拌容器4底部，并控制螺杆驱动电机10提升提拉环11，让搅拌叶片8与所述转盘7成一定夹角，并启动所述第一搅拌电机;在搅拌完成后，控制所述升降装置将第一搅拌电机升起，并控制螺杆驱动电机下降提拉环，让搅拌叶片与所述转盘平齐，启动第一搅拌电机，并配合升降装置从所述圆柱状搅拌容器进口处往下降。这样叶片上的橡胶刮片15刚好与罐壁贴合，随着电机的转动，升降装置进行下降动作，则搅拌叶片就形成刮片33，将附着在罐壁上的原料刮下，并由排料口排出。
[0031 ]所述的混料计量器包括一立方体混料台20，所述立方体混料台内开设有喇叭状混料腔体21，所述喇叭状混料腔体的侧壁上具有蓄水冷却腔22;所述喇叭状混料腔体的排料口延伸至所述圆柱状搅拌容器内；所述立方体混料台上设置有第一称重器24和第二称重器23;所述第一称重器和第二称重器的下料端连通到所述喇叭状混料腔体;所述喇叭状混料腔体内设置有第二搅拌电机25。请参见图3，本发明上述实施例中，所述步骤6)中双进料口的螺杆挤出机可以采用以下结构(但不限定于此):包括机架31、螺杆32、料筒33、料斗34、压力计量栗321、驱动装置35和模头36，所述料斗34包括第一料斗312和第二料斗313;所述第一料斗和第二料斗均包括喇叭状拌料腔37和设置于该拌料腔下侧的排料口 38，所述排料口38与料筒33相通;所述拌料腔37内设置有搅拌器39，且该拌料腔具有两个进料口 310，所述进料口上设置有称重器311;所述第一料斗312设于靠近驱动装置35的一侧，所述第二料斗313设于机架靠近模头36—侧的三分之一部位。所述搅拌器包括一搅拌电机314，所述搅拌电机的输出轴上设置有搅拌叶片315;所述搅拌电机倒设于所述拌料腔内的顶部上;所述进料口 310以所述搅拌电机的转轴为轴心对称分布于所述顶部。所述称重器311包括盛料槽316，所述盛料槽316底部经一拉合闸门317与进料口 310连接;所述盛料槽底部设置有称重传感器318。所述排料口设置有抽拉闸319，所述抽拉闸的末端设置有复位弹簧320。
[0032]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，具体实现该技术方案方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种环保3D打印耗材，其特征在于:该3D打印耗材中复合有硅藻土，所述硅藻土的重量百分比为10%?40%。2.根据权利要求1所述的环保3D打印耗材，其特征在于:所述3D打印耗材由尼龙610或尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000至4:1000，其余为尼龙610或者尼龙612。3.根据权利要求1所述的环保3D打印耗材，其特征在于:所述3D打印耗材由尼龙610、尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成；其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000至4:1000;其余为尼龙610和尼龙612的混合物，其中尼龙612和尼龙610的比例为9.5:1至8.5:1。4.根据权利要求1所述的环保3D打印耗材，其特征在于:所述3D打印耗材由ABS、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为1.5:1000至3:1000，其余为ABS。5.根据权利要求1所述的环保3D打印耗材，其特征在于:所述3D打印耗材由PLA、娃藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为I: 1000至3.5:1000，其余为PLA。6.根据权利要求1所述的环保3D打印耗材，其特征在于:所述酒精无水酒精;所述硅藻土为一级娃藻土;所述偶联剂为KH560偶联剂。7.一种基于权利2所述的环保3D打印耗材的生产工艺，其特征在于，按如下步骤进行: 对尼龙在温度90-130度范围内抽真空烘干I lh-13h; 对烘干后的尼龙包起来待用； 利用800目-1200目筛网对一级硅藻土进行筛选； 将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌，形成混合液； 将筛选后的硅藻土和混合液按照100: 7至100:11的重量配比进行高温搅拌混合，温度控制在100-160度之间，以便去除无水酒精； 将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上，进行熔融挤出； 将挤出的物料拉至温水槽内降温，温水槽内控温在30-40度之间； 对降温后的物料进行一道拉伸，然后送入到一道烘箱，烘箱温度控制在35-40度之间； 烘干后的物料再进行二道拉伸，然后再送入到二道烘箱内，烘箱温度控制在40-45度之间； 然后烘干后的物料送入到在线测径仪，并经计米设备卷绕收集，完成加工过程。8.根据权利要求7所述的环保3D打印耗材的生产工艺，其特征在于:所述步骤4)和步骤5)是在一计量混搅设备中实现，该计量混搅设备包括:所述的搅拌混料机构包括一凸形支撑台，所述凸形支撑台的左端设置有硅藻粉称重器;所述凸形支撑台的右端设置有混料计量器;所述凸形支撑台下方设置有一圆柱状搅拌容器;所述圆柱状搅拌容器上方设置有一升降装置，所述升降装置固定设置于凸形支撑台的下方;所述升降装置的升降端设置有第一搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴末端设置有一转盘，所述转盘直径方向上铰接有搅拌叶片;所述搅拌电机上挂设有一螺杆驱动电机，所述螺杆穿过设置在提拉环上的螺母，所述提拉环与一拉杆的一端连接;所述拉杆的另一端铰接到设置于所述搅拌叶片中部的固定环上;所述圆柱状搅拌容器设置有一排料口 ；所述圆柱状搅拌容器的外壁设置有加热套。9.根据权利要求8所述的环保3D打印耗材的生产工艺，其特征在于:所述的混料计量器包括一立方体混料台，所述立方体混料台内开设有喇叭状混料腔体，所述喇叭状混料腔体的侧壁上具有蓄水冷却腔;所述喇叭状混料腔体的排料口延伸至所述圆柱状搅拌容器内；所述立方体混料台上设置有第一称重器和第二称重器;所述第一称重器和第二称重器的下料端连通到所述喇叭状混料腔体;所述喇叭状混料腔体内设置有第二搅拌电机。
【文档编号】B29C47/00GK105860517SQ201610210530
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】庄文峰
【申请人】福建易达纳米材料科技有限公司