CN105462130A - 一种3d打印机专用醇溶性支撑线材及其配方和制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种3D打印机专用醇溶性支撑线材及其配方和制作工艺，一种3D打印机专用的醇溶性支撑线材线，它具有如下性能：直径为1.75-3.0mm、拉伸强度230-265KPa、断裂伸长率5.0-8.5％、固化收缩率1.5-5.0％、粘度1300-2200cps/25℃，且溶于无水乙醇，一种3D打印机专用的醇溶性支撑线材配方，以重量比计，包括PVB(聚乙烯醇缩丁醛)20-40份、聚酰胺树脂15-28份、硬脂酸55-73份；本发明的优点在于：该专用醇溶性支撑线材线柔软、弹性好、表面光泽性好，它可以用于3D打印机中进行有支撑打印，保证了打印产品的精度，醇溶性支撑线材的配方简单、廉价易得。

Description

一种3D打印机专用醇溶性支撑线材及其配方和制作工艺

本发明涉及一种3D打印机专用醇溶性支撑线材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，是一种溶融叠加成型制造技术，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。在打印过程中；当上一层图形大于下一层图形时必需从下一层打印一支撑柱，撑住大于下一层的部分，当打印完成一个三维物体后，又需将所产生的支撑柱清除干净而又不损坏被支撑的面。基于上述的要求；打印支撑柱的材料应与打印主体的所用材料有所不同。需用两个喷嘴在同一个层面上分别打印这两种材料，打印完成一个三维物体后；在保护主体材料不损伤的情况下清除支撑柱材料。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打印机所需要的基于专用蜡线材料成型的辅助支撑线材，因此有必要制造出3D打印机的专用蜡线材料的辅助支撑线材，来填补市场空白，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打印机专用蜡线辅助支撑线材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打印机专用的醇溶性支撑线材线，其特征在于：它具有如下性能：直径为1.75-3.0mm、拉伸强度230-265KPa、断裂伸长率5.0-8.5％、固化收缩率1.5-5.0％、粘度1300-2200cps/25℃，且溶于无水乙醇。

一种3D打印机专用的醇溶性支撑线材配方，其特征在于：以重量比计，包括PVB(聚乙烯醇缩丁醛)20-40份、聚酰胺树脂15-28份、硬脂酸55-73份；

所述的3D打印机专用醇溶性支撑线材的配方，以重量比计，它还包括低分子量热塑性树脂15-28份。

所述的低分子量热塑性树脂为分子量在5000-18000的聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯中的一种或两种的混合。

一种3D打印机专用的醇溶性支撑线材制作工艺，其特征在于：它包括以下步骤：

1)溶解混合：将PVB、聚酰胺树脂加入到密炼机中，在185-195℃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分钟排放气泡。

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

一区温度控制在85-130℃范围内；二区温度控制在88-240℃范围内；三区温度控制在91-120℃范围内；四区温度控制在65-90℃范围内；五区温度控制在50-85℃范围内；六区温度控制在35-75℃范围内；主机转速控制在3-20rpm范围内，牵引速度控制在0.1-0.66m\s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打印机专用醇溶性支撑线材线柔软、弹性好、表面光泽性好、造价低廉，它可以用于3D打印机中进行有支撑打印，保证了打印产品的精度；2)本发明3D打印机专用醇溶性支撑线材的配方简单、廉价易得,因为溶于乙醇所以清除支撑简单，干净；3)本发明的3D打印机专用醇溶性支撑线材的制作工艺操作简单，生产速度快，适合大批量的生产；4)本发明得到的3D打印机专用醇溶性支撑线材性能优良，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PVB21份、聚酰胺树脂15份加入到密炼机中，在185℃温度范围内，密炼5分钟，之后再将硬脂酸60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15分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式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PVB25份、聚酰胺树脂20份加入到密炼机中，在185℃温度范围内，密炼8分钟，之后再将硬脂酸55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20分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式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PVB30份、聚酰胺树脂25份加入到密炼机中，在190℃温度范围内，密炼10分钟，之后再将硬脂酸65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20分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式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PVB35份、聚酰胺树脂15份加入到密炼机中，在190℃温度范围内，密炼10分钟，之后再将硬脂酸70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15分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式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PVB20份、聚酰胺树脂28份加入到密炼机中，在185℃温度范围内，密炼10分钟，之后再将硬脂酸55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15分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式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PVB40份、聚酰胺树脂15份加入到密炼机中，在195℃温度范围内，密炼5分钟，之后再将硬脂酸73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25分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式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PVB20份、聚酰胺树脂28份加入到密炼机中，在185℃温度范围内，密炼10分钟，之后再将硬脂酸55份、聚乙烯醇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15分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式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PVB40份、聚酰胺树脂15份加入到密炼机中，在195℃温度范围内，密炼5分钟，之后再将硬脂酸73份、聚乙烯醇28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25分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式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PVB35份、聚酰胺树脂20份加入到密炼机中，在190℃温度范围内，密炼8分钟，之后再将硬脂酸60份、聚乙烯醇20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20分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式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PVB20份、聚酰胺树脂28份加入到密炼机中，在185℃温度范围内，密炼10分钟，之后再将硬脂酸55份、聚乙酸乙烯酯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15分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

实施例十一：

1)溶解混合：将PVB35份、聚酰胺树脂20份加入到密炼机中，在190℃温度范围内，密炼8分钟，之后再将硬脂酸60份、聚乙酸乙烯酯20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20分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

实施例十二：

1)溶解混合：将PVB40份、聚酰胺树脂15份加入到密炼机中，在195℃温度范围内，密炼5分钟，之后再将硬脂酸73份、聚乙酸乙烯酯28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25分钟排放气泡。

2)混炼挤出：将步骤1)中溶解混合好的物料注入到活塞式线材螺杆挤出机中混炼均匀并挤出成支撑线材。

活塞式线材螺杆挤出机的工艺参数如下表：

以上12个实施例所得的支撑线材性能对比结果：

注：力学测试均在常温常压下进行测试。

从12个实施例性能对比结果可知：以上12个实施例均有优良的醇溶性，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、实施例四以及实施例十一的性能相当且最优。

Claims (5)

1.一种3D打印机专用醇溶性支撑线材，其特征在于：它具有如下性能：直径为1.75-3.0mm、拉伸强度230-265KPa、断裂伸长率5.0-8.5％、固化收缩率1.5-5.0％、粘度1300-2200cps/25℃，且溶于无水乙醇。

2.一种3D打印机专用醇溶性支撑线材的配方，其特征在于：以重量比计，包括PVB20-40份、聚酰胺树脂15-28份，硬脂酸55-73份。

3.根据权利要求2所述的3D打印机专用醇溶性支撑线材的配方，其特征在于：以重量比计，它还包括低分子量热塑性树脂15-28份。

4.根据权利要求3所述的3D打印机专用醇溶性支撑线材的配方，其特征在于：所述的低分子量热塑性树脂为分子量在5000-18000的聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯中的一种或两种的混合。

5.一种3D打印机专用醇溶性支撑线材的制作工艺，其特征在于：它包括以下步骤：

1)溶解混合：将PVB、聚酰胺树脂加入到密炼机中，在185-195℃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15-25分钟排放气泡；

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

一区温度控制在85-130℃范围内；二区温度控制在88-140℃范围内；三区温度控制在91-120℃范围内；四区温度控制在65-90℃范围内；五区温度控制在50-85℃范围内；六区温度控制在35-75℃范围内；主机转速控制在3-20rpm范围内，挤出速度控制在0.1-0.66m\s范围内。