一種用于三維打印的材料及其制作工藝制造技術

本發明專利技術提供了一種用于三維打印的材料及其制作工藝，涉及三維打印領域。用于三維打印的材料包括粉末材料和用于粘合所述粉末材料的噴墨膠水。按重量份數計，粉末材料包括第一主料和第一加工助劑，第一主料包括石膏粉末80?95份、聚合物粉末5?15份、速凝劑0.5?5份。第一加工助劑包括酸性添加劑0.1?2份、分散劑0.1?2份。噴墨膠水包括第二主料和第二加工助劑，第二主料包括去離子水80?94份、水溶性粘接劑0.1?3份。第二加工助劑包括潤濕劑3?10份、非離子表面活性劑1?5份。粉末材料易于分散，粉末材料和噴墨膠水混合能制備出高強度的成型件。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及三維打印成型領域，且特別涉及一種用于三維打印的材料及其制作工藝。
技術介紹
三維打印快速成型技術(three dimensional printing，3DP)，是一種通過3D打印形成模型或零件的技術。3DP技術改變了傳統的零件設計模式，真正實現了由概念設計向模型設計的轉變。其工作原理如下：噴嘴在微機控制下按加工零件各分層截面的形狀運動并在工作臺上噴粘結劑，通過鋪粉輥將有粘結劑的表面鋪上混合粉末、壓實，從而形成一個固化的層面。當一層完成后，未被噴粘結劑的地方仍是粉末狀的石膏。成型缸平臺向下移動一定距離，重復鋪粉過程，噴灑粘結液打印第二層截面，重復此過程。各層截面堆積并相互粘接，最后得到所需要的完整的三維器件。其具有成型速度快，維修成本低，污染少等優點，因而應用前景廣泛。目前市售的三維打印成型材料體系，應用最多的為3D System公司的Visijet PXL體系，但打印出的器件耐水性和強度不足，仍然需要進行后處理。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種用于三維打印的材料，其易于分散，成型件強度高。本專利技術的另一目的在于提供一種用于三維打印的材料的制作工藝，以得到高強度的成型件。本專利技術解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。本專利技術提出一種用于三維打印的材料，其包括粉末材料和用于粘合所述粉末材料的噴墨膠水。按重量份數計，粉末材料包括第一主料和第一加工助劑。第一主料包括石膏粉末80-95份、聚合物粉末5-15份、速凝劑0.5-5份。第一加工助劑包括酸性添加劑0.1-2份、分散劑0.1-2份。噴墨膠水包括第二主料和第二加工助劑，第二主料包括去離子水80-94份、水溶性粘接劑0.1-3份。第二加工助劑包括潤濕劑3-10份、非離子表面活性劑1-5份。本專利技術提出一種用于三維打印的材料的制作工藝，其包括：粉末材料的制備步驟：將石膏粉末進行研磨，再加入第二加工助劑混合后烘干，過篩得粉末材料。噴墨膠水的制備步驟：在去離子水中加入水溶性粘接劑、第二加工助劑混合攪拌得噴墨膠水。本專利技術實施例的一種用于三維打印的材料及其制作工藝的有益效果是：石膏粉末中加入多種組分尤其是聚合物粉末可加強粉末成型強度，添加速凝劑可加快石膏成型且能提高粉末材料的分散性能，添加酸性添加劑可調節其pH值，添加分散劑可以提高其分散性和滾動性，有利于鋪粉厚薄均勻；噴墨膠水中加入潤濕劑可以起到很好的保持水分和潤滑的作用，添
加非離子表面活性劑可降低其表面張力。將粉末材料和膠水混合，可使粉末材料更好的溶解于噴墨膠水，提高成型產品的強度。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。下面對本專利技術實施例的一種用于三維打印的材料及其制作工藝進行具體說明。本專利技術實施例提供的一種用于三維打印的材料，其包括粉末材料和噴墨膠水。按重量份數計，粉末材料包括第一主料和第一加工助劑。第一主料包括石膏粉末80-95份、聚合物粉末5-15份和速凝劑0.5-5份。第一加工助劑包括酸性添加劑0.1-2份和分散劑0.1-2份。噴墨膠水包括第二主料和第二加工助劑，第二主料包括去離子水80-94份和水溶性粘接劑0.1-3份。第二加工助劑包括潤濕劑3-10份和非離子表面活性劑1-5份。優選地，按重量份數計，第一主料包括石膏粉末85-92份、聚合物粉末7-12份和速凝劑1.2-2.5份，第一加工助劑包括酸性添加劑0.2-1份和助劑0.1-1份，噴墨膠水包括第二主料和第二加工助劑，所述第二主料包括所述去離子水84-91份和所述水溶性粘接0.1-2份，所述第二加工助劑包括所述潤濕劑3-8份和所述非離子表面活性劑2-4份。進一步地，在本專利技術較佳實施例中的用于三維打印的材料，上述石膏粉末和聚合物粉末的粒徑為10-60μm。進一步地，在本專利技術較佳實施例中的用于三維打印的材料，按重量百分數計，上述石膏粉末中，粒徑為10-20μm的顆粒占10％-20％，粒徑為20-40μm的顆粒占65％-80％,粒徑為40-60μm的顆粒占10％-15％；所述聚合物粉末中，粒徑為10-20μm的顆粒占10％-20％，粒徑為20-40μm的顆粒占65％-80％,粒徑為40-60μm的顆粒占10％-15％。石膏粉末中加入聚合物粉末可加強粉末成型強度，添加速凝劑可加快石膏成型且能提高粉末材料的分散性能，添加酸性添加劑可調節其pH值，添加助劑可以提高其分散性和滾動性，有利于鋪粉厚薄均勻；噴墨膠水中加入潤濕劑可以起到很好的保持水分和潤滑的作用，添加非離子表面活性劑可降低其表面張力。進一步的，在本專利技術較佳實施例中的用于三維打印的材料，上述聚合物粉末為聚乙烯醇、麥芽糊精和羥丙基甲基纖維素中的至少一種。在石膏粉末中加入與之配合的粘接劑粉末，可以起到加強粉末成型強度的作用，其中聚乙烯醇、麥芽糊精和羥丙基甲基纖維素可以起到加固的作用。進一步地，在本專利技術較佳實施例中，上述速凝劑為無水硫酸鈣和十二水硫酸鋁鉀中的至少一種。無水硫酸鈣可作為調速劑以控制石膏的硬化速度，十二水硫酸鋁鉀，其在水中可以電離出兩種金屬離子，其中鋁離子很容易發生水解反應生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體的吸附能力很強，使石膏快速凝結。進一步地，在本專利技術較佳實施例中，上述酸性添加劑為酒石酸和檸檬酸中的至少一種。酒石酸和檸檬酸為酸性物質，可調節溶液的pH值，以適應對pH值有特殊要求的產品。進一步地，在本專利技術較佳實施例中助劑為氧化鋁和二氧化硅粉末中的至少一種。氧化鋁和二氧化硅粉末可防止石膏粉末因粒徑過小而團聚。進一步地，在本專利技術較佳實施例中的用于三維打印的材料，上述第一加工助劑按重量份數計，還包括增白劑0.1-2份。所述增白劑為硫酸鋅、氧化鋅、硅酸鹽中的至少一種。硫酸鋅、氧化鋅和硅酸鹽作為增白劑，可以使成型件的后期處理較容易著色。進一步地，在本專利技術較佳實施例中，上述潤濕劑為丙三醇和聚乙二醇中的至少一種。丙三醇和聚二乙醇可作為潤濕劑，可以起到很好的保持水分的作用，便于水溶性粘接劑長期穩定儲存，并且可以起到潤滑作用，減少打印頭的堵塞。進一步地，在本專利技術較佳實施例中，上述非離子表面活性劑為炔二醇類、烷基聚氧乙烯酯類和烷基聚氧乙烯醚類(OP-8或OP-10)中的至少一種。炔二醇類、烷基聚氧乙烯酯類、烷基聚氧乙烯醚類(OP-8或OP-10)分子中具有強親水性的官能團，對粉末材料有進一步潤濕的作用。進一步地，在本專利技術較佳實施例中，第二加工助劑還包括醇類助溶劑0.1-3份，所述醇類助溶劑為丙二醇和異丙醇中的至少一種。丙二醇、異丙醇能使石膏粉末在噴墨膠水中的溶解度達到最大，從而使成型件的結構均勻、強度高。進一步地，在本專利技術較佳實施例中，按重量份數計，第二加工助劑還包括防腐劑1-4份，所述防腐劑為異噻唑啉酮衍生物。異噻唑啉酮衍生物，又名凱松防腐劑。異噻唑啉酮衍生物用作防腐劑，可增加噴墨膠水的使用壽命。進一步地，在本專利技術較佳實施例中按重量份數計，第二加工劑還包括熒光劑1-4份，熒光劑可為鈦白粉。鈦白粉為常用的白色顏料，可增加成型件的白度，有利于后期著色。本專利技術還提供了上述用于三維打印的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于三維打印的材料，其特征在于，其包括粉末材料和用于粘合所述粉末材料的噴墨膠水，按重量份數計，所述粉末材料包括第一主料和第一加工助劑，所述第一主料包括石膏粉末80?95份、聚合物粉末5?15份、速凝劑0.5?5份，所述第一加工助劑包括酸性添加劑0.1?2份、分散劑0.1?2份，所述噴墨膠水包括第二主料和第二加工助劑，所述第二主料包括去離子水80?94份、水溶性粘接劑0.1?3份，所述第二加工助劑包括潤濕劑3?10份、非離子表面活性劑1?5份。

【技術特征摘要】
1.一種用于三維打印的材料，其特征在于，其包括粉末材料和用于粘合所述粉末材料的噴墨膠水，按重量份數計，所述粉末材料包括第一主料和第一加工助劑，所述第一主料包括石膏粉末80-95份、聚合物粉末5-15份、速凝劑0.5-5份，所述第一加工助劑包括酸性添加劑0.1-2份、分散劑0.1-2份，所述噴墨膠水包括第二主料和第二加工助劑，所述第二主料包括去離子水80-94份、水溶性粘接劑0.1-3份，所述第二加工助劑包括潤濕劑3-10份、非離子表面活性劑1-5份。2.根據權利要求1所述的用于三維打印的材料，其特征在于，按重量份數計，所述第一主料包括所述石膏粉末85-92份、所述聚合物粉末7-12份、所述速凝劑1.2-2.5份，所述第一加工助劑包括所述酸性添加劑0.2-1份、所述分散劑0.1-1份，所述第二主料包括所述去離子水84-91份、所述水溶性粘接0.1-2份，所述第二加工助劑包括所述潤濕劑3-8份、所述非離子表面活性劑2-4份。3.根據權利要求2所述的用于三維打印的材料，其特征在于，按重量份數計，所述第一加工助劑還包括增白劑0.14-2份，所述增白劑為硫酸鋅、氧化鋅、硅酸鹽中的至少一種。4.根據權利要求2所述的用于三維打印的材料，其特征在于，按重量份數計，所述第二加工助劑還包括醇類助溶劑0.1-3份，所述醇類助溶劑為丙二醇、異丙醇中的至少一種。5.根據權利要求4所述的用于三維打印...

【專利技術屬性】
技術研發人員：向天榮，張宏剛，黃華，張豪東，
申請(專利權)人：重慶云圖藍谷科技有限公司，
類型：發明
國別省市：重慶;50