CN105062090A - 一种3d打印机专用蜡线及其配方和制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印机专用蜡线及其配方和制作工艺。本发明的3D打印机专用蜡线，具有如下物理性能：直径为1.75-3.0mm、拉伸强度12.3-20.65MPa、断裂伸长率5.0-8.5％、固化收缩率2.0-5.0％、粘度1800-2500cps/25℃；3D打印机专用蜡线的配方，以重量比计算，石蜡62-72份、铸造蜡20-30份、EVA7-9份、硬脂酸5-7份；3D打印机专用蜡线的制作工艺包括：1)溶解混合；2)混炼挤出；本发明得到的蜡线柔软、弹性好、透明性和表面光泽性好、造价低廉、固化活性优良且熔点低；本发明蜡线的配方简单、廉价易得；本发明蜡线的制作工艺操作简单，生产速度快。

Description

一种3D打印机专用蜡线及其配方和制作工艺

技术领域

本发明涉及一种3D打印机专用蜡线及其配方和制作工艺。

背景技术

失蜡法，在我国有悠久的历史，失蜡法是一种精密的铸造方法，它的做法是，先将蜂蜡做成铸件的模型，再用别的耐火材料填充泥芯和敷成外范，加热烘烤后，蜡模全部熔化流失，使整个铸件模型变成空壳，之后再往内浇灌熔液，便铸成器物，用失蜡法铸造的器物可以玲珑剔透，有镂空的效果。3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。基于传统失蜡法工艺，应用3D打印新技术使用专用蜡线材料实现一次成形，但是当前市场上缺乏3D打印机所需要的专用蜡线材料，因此有必要制造出3D打印机的专用蜡线材料，来填补铸造领域的市场空白，为3D打印技术添砖加瓦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种廉价、环保且适合于3D打印机使用的3D打印机专用蜡线及其配方和制作工艺。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种3D打印机专用蜡线，其特征在于：它具有如下物理性能：直径为1.75-3.0mm、拉伸强度12.3-20.65MPa、断裂伸长率5.0-8.5％、固化收缩率2.0-5.0％、粘度1800-2500cps/25℃。

一种3D打印机专用蜡线的配方，其特征在于：以重量比计算，石蜡62-72份、铸造蜡20-30份、EVA7-9份、硬脂酸5-7份；以重量比计算，它还包括低分子量热塑性树脂15-20份。

所述的低分子量热塑性树脂为分子量在4800-18000的聚甲基丙烯酸酯类化合物，如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯等。

一种3D打印机专用蜡线的制作工艺，其特征在于：它包括以下步骤：

1)溶解混合：将石蜡、铸造蜡、EVA加入到密炼机中，在85-95℃温度范围内，密炼5-10分钟，之后再将其余的原料加入到密炼机中，密炼20-30分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置15-25min排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线，线材螺杆挤出机的共混挤出条件为：

一区温度控制在85-90℃范围内；二区温度控制在88-91℃范围内；三区温度控制在91-93℃范围内；四区温度控制在92-95℃范围内；五区温度控制在92-95℃范围内；六区温度控制在92-95℃范围内；七区温度控制在92-95℃范围内；八区温度控制在92-95℃范围内；九区温度控制在92-95℃范围内；十区温度控制在92-95℃范围内；十一区温度控制在92-95℃范围内；十二区温度控制在91-92℃范围内；十三区温度控制在85-89℃范围内；主机转速控制在8-10rpm范围内，喂料速度控制在4-6rpm范围内。

较之现有技术而言，本发明的优点在于：1)本发明得到的3D打印机专用蜡线柔软、弹性好、透明性和表面光泽性好、造价低廉，它可以用于3D打印机中进行珠宝首饰等精密物件的打印；2)本发明3D打印机专用蜡线的配方简单、廉价易得,因为该配方添加了一定量的EVA树脂，所以得到的蜡线具有良好的柔软性和弹性。3)本发明的3D打印机专用蜡线的制作工艺操作简单，生产速度快，适合大批量的生产3D打印机专用蜡线。4)本发明得到的3D打印机专用蜡线固化活性优良，且熔点低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明内容进行详细说明：

实施例一：

1)溶解混合：将石蜡62份、铸造蜡23份、EVA7份加入到密炼机中，在95℃温度范围内，密炼5分钟，之后再将硬脂酸7份加入到密炼机中，密炼30分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置15min排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线。

线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

实施例二：

1)溶解混合：将石蜡65份、铸造蜡17份、EVA7.5份加入到密炼机中，在87℃温度范围内，密炼8分钟，之后再将硬脂酸6份加入到密炼机中，密炼23分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置20min排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线。

线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

实施例三：

1)溶解混合：将石蜡72份、铸造蜡15份、EVA9份加入到密炼机中，在85℃温度范围内，密炼10分钟，之后再将硬脂酸5份加入到密炼机中，密炼20分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置25min排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线。

线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

实施例四：

1)溶解混合：将石蜡70份、铸造蜡20份、EVA8份加入到密炼机中，在90℃温度范围内，密炼9分钟，之后再将硬脂酸5.5份加入到密炼机中，密炼25分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置23min排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线。

线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

实施例五：

1)溶解混合：将石蜡68份、铸造蜡23份、EVA9份加入到密炼机中，在90℃温度范围内，密炼9分钟，之后再将硬脂酸6份加入到密炼机中，密炼30分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置25min排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线。

线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

实施例六：

1)溶解混合：将石蜡62份、铸造蜡23份、EVA7份加入到密炼机中，在95℃温度范围内，密炼5分钟，之后再将硬脂酸7份、聚甲基丙烯酸甲酯15份加入到密炼机中，密炼30分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置15min排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线。

线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

实施例七：

1)溶解混合：将石蜡65份、铸造蜡17份、EVA7.5份加入到密炼机中，在87℃温度范围内，密炼8分钟，之后再将硬脂酸6份、聚甲基丙烯酸甲酯18份加入到密炼机中，密炼23分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置20min排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线。

线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

实施例八：

1)溶解混合：将石蜡72份、铸造蜡15份、EVA9份加入到密炼机中，在85℃温度范围内，密炼10分钟，之后再将硬脂酸5份、聚甲基丙烯酸甲酯20份加入到密炼机中，密炼20分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置25min排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线。

线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

实施例九：

1)溶解混合：将石蜡70份、铸造蜡20份、EVA8份加入到密炼机中，在90℃温度范围内，密炼9分钟，之后再将硬脂酸5.5份、聚甲基丙烯酸甲酯17份加入到密炼机中，密炼25分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置23min排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线。

线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

实施例十：

1)溶解混合：将石蜡68份、铸造蜡23份、EVA9份加入到密炼机中，在90℃温度范围内，密炼9分钟，之后再将硬脂酸6份、聚甲基丙烯酸甲酯19份加入到密炼机中，密炼30分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置25min排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线。

线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

以上10个实施例性能对比结果：

注：力学测试均在常温常压下进行测试。

从10个实施例性能对比结果可知：以上10个实施例均有优良的固化活性，考虑到在实际应用中，产品在不需要较高的温度下可以熔融，根据上述表格中性能对比所示，实施例二以及实施例七的性能相当且最优，并且可知加入低分子量热塑性树脂后得到的蜡线熔点更低。

Claims (5)

1.一种3D打印机专用蜡线，其特征在于：它具有如下物理性能：直径为1.75-3.0mm、拉伸强度12.30-20.65MPa、断裂伸长率5.0-8.5％、固化收缩率2.0-5.0％、粘度1800-2500cps/25℃。

2.一种3D打印机专用蜡线的配方，其特征在于：以重量比计算，石蜡62-72份、铸造蜡15-23份、EVA7-9份、硬脂酸5-7份。

3.根据权利要求2所述的3D打印机专用蜡线的配方，其特征在于：以重量比计算，它还包括低分子量热塑性树脂15-20份。

4.根据权利要求3所述的3D打印机专用蜡线的配方，其特征在于：所述的低分子量热塑性树脂为分子量在4800-18000的聚甲基丙烯酸酯类化合物。

5.一种3D打印机专用蜡线的制作工艺，其特征在于：它包括以下步骤：

1)溶解混合：将石蜡、铸造蜡、EVA加入到密炼机中，在85-95℃温度范围内，密炼5-10分钟，之后再将其余的原料加入到密炼机中，密炼20-30分钟，待原料全部溶解并混合均匀后，静置15-25min排放气泡；

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成蜡线，线材螺杆挤出机的共混挤出条件为：

一区温度控制在85-90℃范围内；二区温度控制在88-91℃范围内；三区温度控制在91-93℃范围内；四区温度控制在92-95℃范围内；五区温度控制在92-95℃范围内；六区温度控制在92-95℃范围内；七区温度控制在92-95℃范围内；八区温度控制在92-95℃范围内；九区温度控制在92-95℃范围内；十区温度控制在92-95℃范围内；十一区温度控制在92-95℃范围内；十二区温度控制在91-93℃范围内；十三区温度控制在85-89℃范围内；主机转速控制在8-10rpm范围内，喂料速度控制在4-6rpm范围内。