CN104015357B - Fdm 3d打印冷板成型树脂膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种FDM？3D打印冷板成型树脂膜，所述树脂膜的厚度为50~250μm，其由热熔层、基础层和不干胶层构成，所述热熔层、基础层和不干胶层的厚度比为17~23:17~23:9~11；所述热熔层为乙烯-醋酸乙烯共聚物；所述基础层含有高密度聚乙烯（75~85wt%）、线性低密度聚乙烯（5~15？wt%）和碳酸钙（1~10wt%）；所述不干胶层为油性不干胶。本发明成本低廉，在使用时要求底板的表面光滑且平整，对底板的材质没有特殊要求。不仅解决了传统3D打印机底板、胶膜成本高的问题，并且解决了由于底板加热导致的安全性低、机器损耗大的问题。另外，本发明的树脂膜不仅适用于打印小型物品，也适于打印大型（长宽高达500mm）的物品，在打印大型物品时也不会出现翘边问题。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印机底板上的胶膜，具体的说是一种FDM3D打印冷板成型树脂膜。
背景技术
3D打印，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打印有多种方式，一种是如Objet公司生产的打印机，其是利用喷墨头在一个托盘上喷出超薄的液体塑料层，并经过紫外线照射而凝固，然后将托盘略微降低，在原有薄层的基础上添加新的薄层。另一种方式是熔融沉淀成型（FDM），总部位于明尼阿波利斯的Stratasy公司应用的就是这种方法，FDM3D打印的具体过程是，在一个（打印）机头里面将塑料融化，然后喷出丝状材料并附着在底板上，形成薄层，然后将底板降低，在原有薄层的基础上沉积新的薄层。
FDM3D打印机的成型材料种类丰富，常用的有ABS、PLA、POM等，多数用于FDM3D打印机的成型材料在打印成型过程中，需要在底板表面粘贴聚四氟乙烯、聚酰亚胺等耐高温的薄膜，用于成型材料的附着，并将底板加热至100℃以上以防止打印的模型翘边。如此，不仅要求底板应当是使用成本较高的耐高温材料（如铝板等）制成，同时由于用于成型材料附着的聚四氟乙烯等耐高温薄膜的成本也较高，这使得FDM3D打印机的整体生产成本增加不少。另一方面，由于进行3D打印时底板被加热至100℃以上，长期处于高温状态的底板容易变形弓起，这非常不利于设备的扩张，在打印大型的模型（长宽高达300~500mm）时还是会出现翘边的问题。并且，长期处于高温状态下的底板也直接或间接带来其它许多问题，如耗电高、易烫伤、易失火、电路及工件易老化、机器无法密闭、不能长时间工作等，使用的安全性低、机器损耗大。
发明内容
本发明的目的是提供一种FDM3D打印冷板成型树脂膜，以解决目前FDM型3D打印机耗材成本高以及因底板需要加热而导致的安全性低、机器损耗大的问题。
本发明的目的是按如下的技术方案实现的：
一种FDM3D打印冷板成型树脂膜，所述树脂膜的厚度为50~250μm，其由热熔层、基础层和不干胶层构成，所述热熔层、基础层和不干胶层的厚度比为17~23∶17~23∶9~11；
所述热熔层为乙烯-醋酸乙烯共聚物；
所述基础层含有的组分为：高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和碳酸钙；各组分在所述基础层中的含量为：高密度聚乙烯75~85wt%，线性低密度聚乙烯5~15wt%，碳酸钙1~10wt%；
所述不干胶层为油性不干胶。
进一步的，本发明所述的FDM3D打印冷板成型树脂膜，在所述基础层中还含有色母料，所述色母料在所述基础层中的含量为0.1~6wt%。
优选的，本发明所述的FDM3D打印冷板成型树脂膜，所述树脂膜厚度为100~200μm。
更为优选的，本发明所述的FDM3D打印冷板成型树脂膜，所述树脂膜厚度为150μm，所述热熔层、基础层和不干胶层的厚度比为2∶2∶1；
特别优选的，本发明所述的FDM3D打印冷板成型树脂膜，各组分在所述基础层中的含量为：高密度聚乙烯80wt%，线性低密度聚乙烯10wt%，碳酸钙5wt%，色母料5wt%；
由此，所制备的树脂膜不易碎裂、拉伸效果好、熔点和胶黏性适中，适于大多数种类的FDM3D成型打印材料的附着。
本发明采用价格低廉的原材料制成，相对于聚四氟乙烯等胶膜而言，成本相对更加低廉。本发明在使用时要求底板的表面光滑且平整，对底板的材质没有特殊要求，因此可以使用成本更为低廉的玻璃等作为底板。进行3D打印时，将树脂膜贴于底板上，即可放入3D打印机中使用，打印过程中无需对底板进行加热，且成型材料能够很好附着于树脂膜上，所打印的模型不会出现翘边问题。不仅解决了传统3D打印机底板、胶膜成本高的问题，并且解决了由于底板加热导致的安全性低、机器损耗大的问题。
另外，本发明的树脂膜不仅适用于打印小型物品，也适于打印大型（长宽高达300~500mm）的物品，经实际打印操作验证，在打印大型物品时也不会出现翘边的问题。
附图说明
图1是FDM3D打印冷板成型树脂膜的结构示意图。
图中：1、底板，2、树脂膜，2.1、热熔层，2.2、基础层，2.3、不干胶层。
具体实施方式
以下实施例中所用原料均是通过市售渠道购买得到，并且所购原料（高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、色母料、碳酸钙）的细度均能满足吹膜机要求。
本发明的树脂膜的制备主要使用到共挤吹膜机和铺胶机，具体操作过程中按常规操作方法和要求进行操作即可。
实施例1
（1）称量高密度聚乙烯44kg、线性低密度聚乙烯5.5kg、色母料（白色）2.75kg、碳酸钙（CaCO3）2.75kg混合均匀，经共挤吹膜机螺杆剪切、熔融至模头挤出，然后通过吹胀、冷却、旋转牵引、切割收卷，制备基础层，得到基础层卷材；制备的基础层的厚度为60μm；
（2）将所制备的基础层卷材上铺胶机，将乙烯-醋酸乙烯共聚物（30kg）在基础层上铺胶并切割收卷，制备热熔层，得到热熔层/基础层卷材；制备的热熔层的厚度为60μm；
（3）将热熔层/基础层卷材再次上铺胶机，将油性不干胶（15kg）在基础层的另一面铺胶并切割收卷，同时在所制备的不干胶层上加隔离防粘纸，完成FDM3D打印冷板成型树脂膜的制备；制备的不干胶层的厚度为30μm。
实施例2
（1）称量高密度聚乙烯51kg、线性低密度聚乙烯3kg、碳酸钙（CaCO3）6kg混合均匀，经共挤吹膜机螺杆剪切、熔融至模头挤出，然后通过吹胀、冷却、旋转牵引、切割收卷，制备基础层，得到基础层卷材；制备的基础层的厚度为109μm；
（2）将所制备的基础层卷材上铺胶机，将乙烯-醋酸乙烯共聚物（25kg）在基础层上铺胶并切割收卷，制备热熔层，得到热熔层/基础层卷材；制备的热熔层的厚度为83μm；
（3）将热熔层/基础层卷材再次上铺胶机，将油性不干胶（15kg）在基础层的另一面铺胶并切割收卷，同时在所制备的不干胶层上加隔离防粘纸，完成FDM3D打印冷板成型树脂膜的制备；制备的不干胶层的厚度为50μm。
实施例3
（1）称量高密度聚乙烯37.5kg、线性低密度聚乙烯7.5kg、碳酸钙（CaCO3）5kg混合均匀，经共挤吹膜机螺杆剪切、熔融至模头挤出，然后通过吹胀、冷却、旋转牵引、切割收卷，制备基础层，得到基础层卷材；制备的基础层的厚度为45.5μm；
（2）将所制备的基础层卷材上铺胶机，将乙烯-醋酸乙烯共聚物（30kg）在基础层上铺胶并切割收卷，制备热熔层，得到热熔层/基础层卷材；制备的热熔层的厚度为50μm；
（3）将热熔层/基础层卷材再次上铺胶机，将油性不干胶（20kg）在基础层的另一面铺胶并切割收卷，同时在所制备的不干胶层上加隔离防粘纸，完成FDM3D打印冷板成型树脂膜的制备；制备的不干胶层的厚度为33.5μm。
实施例4
如图1所示，实施例1制备的树脂膜2（即FDM3D打印冷板成型树脂膜）由热熔层2.1、基础层2.2和不干胶层2.3构成，使用时撕去不干胶层2.3表面的隔离防粘纸，将其贴于底板1上，然后放入FDM3D打印机。
将实施例1制备的树脂膜贴于底板（铝板）上，然后使用ABS材料开始打印一个长宽高均为300mm的模型，打印过程中模型未出现翘边现象。
模型打印过程中无需对底板进行加热，打印完毕模型容易取下，不会破坏树脂膜，树脂膜可以重复使用多次。
实施例5
将实施例3制备的树脂膜贴于底板（玻璃板）上，然后使用PLA材料开始打印一个长宽高500mm的模型，打印过程中模型未出现翘边现象。
模型打印过程中无需对底板进行加热，打印完毕模型容易取下，不会破坏树脂膜，树脂膜可以重复使用多次。
以上给出的实施例旨在对本发明的树脂膜进行说明，本发明的树脂膜除适用于ABS、PLA材料的冷板成型外，也适用于其它FDM3D打印机常用的成型材料如PCL、PHA、PBS、生物PA、PC、PS、POM、PVC等的冷板成型。
Claims (4)
1.一种FDM3D打印冷板成型树脂膜，其特征是，所述树脂膜的厚度为50~250μm，其由热熔层、基础层和不干胶层构成，所述热熔层、基础层和不干胶层的厚度比为17~23∶17~23∶9~11；
所述热熔层为乙烯-醋酸乙烯共聚物；
所述基础层含有的组分为：高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和碳酸钙；各组分在所述基础层中的含量为：高密度聚乙烯75~85wt%，线性低密度聚乙烯5~15wt%，碳酸钙1~10wt%；
所述不干胶层为油性不干胶；
其中，所述FDM的含义是熔融沉淀成型。
2.根据权利要求1所述的FDM3D打印冷板成型树脂膜，其特征是，在所述基础层中还含有色母料，所述色母料在所述基础层中的含量为0.1~6wt%。
3.根据权利要求2所述的FDM3D打印冷板成型树脂膜，其特征是，所述树脂膜厚度为150μm，所述热熔层、基础层和不干胶层的厚度比为2∶2∶1。
4.根据权利要求3所述的FDM3D打印冷板成型树脂膜，其特征是，各组分在所述基础层中的含量为：高密度聚乙烯80wt%，线性低密度聚乙烯10wt%，碳酸钙5wt%，色母料5wt%。
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