CN105331064A - 一种多彩fdm 3d打印材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D打印领域，尤其涉及一种多彩迷你型FDM？3D打印材料及其制备方法。同一个FDM热塑性材料的打印丝上包含红黄蓝三色不同混合方式呈现多色。打印丝上着色红色0.5-10cm长度，间隙10-0.5cm；着色黄0.5-10cm；以上单元依次交替着色。有益效果：多彩迷你型打印材料，经过有效着色处理，采取红黄蓝三色的不同组合方式，在3D？FDM材料经过喷头熔融挤出后，呈现不同色彩及控制色层范围的方式，促使打印的模型更加迷人漂亮；同时使用方便，不用换丝，机器故障率低，该材料在儿童教育市场，家庭教育及启蒙创意思维的开发引导过程中具有广阔的应用前景。

Description

一种多彩FDM 3D打印材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及3D打印领域，尤其涉及一种多彩迷你型FDM3D打印材料及其制备方法。

背景技术

3D打印技术的发展，3D打印材料的发展是3D打印技术的3大关键技术之一。其中3D打印耗材是该行业发展的瓶颈。FDM熔融成型材料的打印技术，直接会应用到千家万户，如何让材料打印流畅，打印模型更加迷人，漂亮，色泽明亮，打印过程环保及打印材料可以无污染已经成为大家关注的焦点。

传统的3D打印如果需要更换色彩，必须暂停机器，退丝，然后再进丝重新续打。如果需要多彩模型，需要频繁换丝重复上述操作，操作复杂，而且需要专人候机等待，打印的位置容易错位或打印失败。

发明内容

发明的目的：为了提供一种效果更好的多彩迷你型FDM3D打印材料及其制备方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

方案一：

一种多彩迷你型FDM3D打印材料，其特征在于，同一个FDM热塑性材料的打印丝上包含红黄蓝三色不同混合方式呈现多色。

本发明进一步技术方案在于，打印丝上着色红色6cm长度，间隙3cm；着色黄6cm，间隙3cm；着色蓝色6cm，间隙3cm；以上单元依次交替着色。

本发明进一步技术方案在于，所述着色颜料采用油性或不含水份的着色剂。

方案二：

一种多彩迷你型FDM3D打印材料的制备方法，其特征在于，通过单螺杆挤出机或者双螺杆挤出机进行制备，包含以下步骤：

(1)对热塑性材料粒料进行干燥；

(2)将干燥好的粒料加入单螺杆挤出机的料筒，挤出成型，出口模后采用水冷，直至定型；选取匀速拉力牵引，可得到直径为1.75mm和直径为3.00mm的均匀3D打印丝；

(3)着色，间隙性着色方式，交换着色以下三种颜色黄，红，蓝三色，并控制色间隙；

(4)缠绕成卷。

本发明进一步技术方案在于，所述着色采用机械着色，用喷涂的方式进行着色。

本发明进一步技术方案在于，所述着色采用的是水溶性材料，着色后还包含烘干的步骤。

本发明进一步技术方案在于，所述热塑性材料粒料制备如下方案之一，以下份数均为重量份；

采用聚乳酸材料的PLA100份、抗氧剂10100.5份、增塑剂DOP0.5份、增韧剂EVA10份、聚乳酸接枝马来酸酐5份，流变改性剂，混合均匀，然后在60-65℃下干燥4小时；

采用ABS材料的：ABS100份、抗氧剂10100.5份、增塑剂DOP0.5份、增韧剂PEG10份、流变改性剂，混合均匀，然后在75-85℃下干燥4小时；

采用TPU材料的：TPU100份，硅粉0.5份，增塑剂DOP0.5份，流变改性剂，混合均匀，在55-65℃下干燥4小时。

方案三：

一种多彩迷你型FDM3D打印产品，其特征在于，采用如上任一所述的产品或者方法制备的打印丝打印出来的产品。

采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：多彩迷你型打印材料，经过有效着色处理，采取红黄蓝三色的不同组合方式，在3DFDM材料经过喷头熔融挤出后，呈现不同色彩及控制色层范围的方式，促使打印的模型更加迷人漂亮；同时使用方便，不用换丝，机器故障率低，该材料在儿童教育市场，家庭教育及启蒙创意思维的开发引导过程中具有广阔的应用前景。

具体实施方式

方案一：直接单螺杆挤出成型

基础配方包含以下物质：PLA100份、抗氧剂0.1-0.5份、增塑剂0.1-1份、增韧剂0-5份、相容剂0-10份少量的其它助剂。采用如下步骤制备而成，包含以下步骤：

步骤如下：

(1)按比例，将抗氧剂0.1-0.5份、增塑剂0.1-1份、增韧剂0-5份、相容剂0-10份、和少量的其它助剂称量，烘干，混合均匀；干燥温度为60-65℃，干燥时间为3.5-4.5小时；

(2)将干燥好的粒料加入单螺杆挤出机的料筒，挤出成型，出口模后采用水冷，直至定型；选取匀速拉力牵引，可得到直径为1.75mm和直径为3.00mm的均匀3D打印丝。

(3)着色。采取机械控制，间隙性着色方式。交换式着色黄，红，蓝三色，并控制着色间隙。

在定型过程中，着色红色6cm长度；间隙3cm；着色黄6cm，间隙3cm，着色蓝6cm。依次交替着色和间隙。

(4)风冷，缠绕成卷：

方案二：用双螺杆挤出造粒，然后单螺杆挤出成型；

基础配方包含以下物质：PLA100份、抗氧剂0.1-0.5份、增塑剂0.1-1份、增韧剂0-5份、相容剂0-10份少量的其它助剂。采用如下步骤制备而成，包含以下步骤：

步骤如下：

(1)按比例，将抗氧剂0.1-0.5份、增塑剂0.1-1份、增韧剂0-5份、相容剂0-10份和少量的其它助剂称量，烘干，混合均匀；干燥温度为60-65℃，干燥时间为3.5-4.5小时；

(2)将干燥好的粒料加入双螺杆挤出机的料筒，挤出造粒，

(3)将挤出的里料干燥，干燥温度为60-65℃，干燥时间为3.5-4.5小时

(4)将干燥好的粒料加入双螺杆挤出机的料筒，挤出成型；出口模后采用水冷，直至定型；选取匀速拉力牵引，可得到直径为1.75mm和直径为3.00mm的均匀3D打印丝。

(3)着色。采取机械控制，间隙性着色方式。交换式着色黄，红，蓝三色，并控制着色间隙。

在定型过程中，着色黄色5cm长度；间隙10cm；着色红色3cm，间隙10cm，着蓝色5cm。依次交替着色和间隙。

(4)风冷，缠绕成卷：

实施例一：

按比例称取：PLA100份、抗氧剂10100.5份、增塑剂DOP0.5份、增韧剂PTW5份、相容剂聚乳酸接枝马来酸酐5份和0-10份流变改性剂，，混合均匀，然后在60-65℃下干燥4小时；再将干燥好的粒料加入单螺杆挤出机的料筒，挤出成型，出口模后采用水冷，直至定型；选取匀速拉力牵引，可得到直径为1.75mm和直径为3.00mm的均匀3D打印丝。

着色。采取机械控制，间隙性着色方式。交换式着色黄，红，蓝三色，并控制着色间隙。

在定型过程中，着色黄色10cm长度；间隙3cm；着色红色10cm，间隙3cm，着蓝色10cm。依次交替着色和间隙。

(4)风冷，缠绕成卷：

然后对此种材料进行打印测试。

3d打印基本参数设置如下一：

打印喷头温度：200℃；

打印平台温度：40-60℃；

喷头打印速度：60mm/S；

喷头空走速度：90mm/S；

打印的模型色彩斑纹，漂亮，层感明显！不是一般材料可以实现的打印效果。着色长度根据打印模型的大小，颜色层感不同。如果打印面积较小在0.1cm²的模型，单个颜色区域增加；打印面积较大区域0.5cm²，模型斑纹感更加明显，层次分明，漂亮。

实施例二：

按比例称取：PLA100份、抗氧剂10100.5份、增塑剂DOP0.5份、增韧剂EVA10份、聚乳酸接枝马来酸酐5份，0-10份流变改性剂，混合均匀，然后在60-65℃下干燥4小时；再将干燥好的粒料加入单螺杆挤出机的料筒，挤出成型，出口模后采用水冷，直至定型；选取匀速拉力牵引，可得到直径为1.75mm和直径为3.00mm的均匀3D打印丝。着色。采取机械控制，间隙性着色方式。交换式着色黄，红，蓝三色，并控制着色间隙。

在定型过程中，着色黄色3cm长度；间隙5cm；着色红色3cm，间隙5cm，着蓝色3cm。依次交替着色和间隙。

(4)风冷，缠绕成卷：

打印的模型色彩斑纹，漂亮，层感明显！不是一般材料可以实现的打印效果。着色长度根据打印模型的大小，颜色层感不同。如果打印面积较小的模型，0.1cm2层感十分明显；打印面积较大区域0.5cm2，模型斑纹感更加明显，颜色因为黄红蓝混色效果，产生的色彩更多，斑点效果更好，层次分明，漂亮。

实施例三：

按比例称取：PLA100份、抗氧剂10100.5份、增塑剂DOP0.5份、增韧剂EVA5份、0-10份流变改性剂，、硅微粉5份。混合均匀，然后在60-65℃下干燥4小时；再将干燥好的粒料加入双螺杆挤出机的料筒，挤出造粒。然后将粒料进行干燥，采用单螺杆挤出机挤出，出口模后采用水冷，直至定型；选取匀速拉力牵引，可得到直径为1.75mm和直径为3.00mm的均匀3D打印丝。然后对此种材料进行打印测试。着色。采取机械控制，间隙性着色方式。交换式着色黄，红，蓝三色，并控制着色间隙。

在定型过程中，着色黄色5cm长度；间隙1cm；着色红色5cm，间隙3cm，着蓝色10cm。依次交替着色和间隙。保持着色长度，调整间隙长度。

(4)风冷，缠绕成卷：

打印的模型色彩斑纹，漂亮，层感明显！着色长度根据打印模型的大小，颜色层感不同。如果打印面积较小0.1cm²的模型，单个颜色区域增加；打印面积较大区域0.8cm²，模型斑纹感更加明显，层次分明，漂亮。

该材料打印过程中不用换丝，比渐变色材料的色彩变化范围更短，斑纹层感更加明显和优异。促使FDM3D打印机在儿童教育市场，家庭，促使FDM打印机的广泛应用具有很强的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (8)

1.一种多彩迷你型FDM3D打印材料，其特征在于，同一个FDM热塑性材料的打印丝上包含红黄蓝三色不同混合方式呈现多色。

2.如权利要求1所述的一种多彩迷你型FDM3D打印材料，其特征在于，打印丝上打印丝上包含交替出现的着色，着色之间包含间隙。

3.如权利要求1所述的一种多彩迷你型FDM3D打印材料，其特征在于，所述着色颜料采用油性或不含水份的着色剂。

4.一种多彩迷你型FDM3D打印材料的制备方法，其特征在于，通过单螺杆挤出机或者双螺杆挤出机进行制备，包含以下步骤：

(1)对热塑性材料粒料进行干燥；

(2)将干燥好的粒料加入单螺杆挤出机的料筒，挤出成型，出口模后采用水冷，直至定型；选取匀速拉力牵引，可得到直径为1.75mm和直径为3.00mm的均匀3D打印丝；

(3)着色，间隙性着色方式，交换着色以下三种颜色黄，红，蓝三色，并控制色彩间的间隙长度；

(4)缠绕成卷。

5.如权利要求4所述的一种多彩迷你型FDM3D打印材料的制备方法，其特征在于，所述着色采用机械着色，用喷涂的方式进行着色。

6.如权利要求4所述的一种多彩迷你型FDM3D打印材料的制备方法，其特征在于，所述着色采用的是水溶性材料，着色后还包含烘干的步骤。

7.如权利要求4所述的一种多彩迷你型FDM3D打印材料的制备方法，其特征在于，所述热塑性材料粒料制备如下方案之一，以下份数均为重量份；

采用聚乳酸材料的PLA100份、抗氧剂10100.5份、增塑剂DOP0.5份、增韧剂EVA10份、聚乳酸接枝马来酸酐5份，流变改性剂，混合均匀，然后在60-65℃下干燥4小时；

采用ABS材料的：ABS100份、抗氧剂10100.5份、增塑剂DOP0.5份、增韧剂PEG10份、流变改性剂，混合均匀，然后在75-85℃下干燥4小时；

采用TPU材料的：TPU100份，硅粉0.5份，增塑剂DOP0.5份，流变改性剂，混合均匀，在55-65℃下干燥4小时。

8.一种多彩迷你型FDM3D打印产品，其特征在于，采用如权利要求1-3任一产品或者权利要求4-7任一方法制备的打印丝打印出来的产品。