CN106147111A - 一种制造3d打印用的辐射屏蔽复合材料的方法 - Google Patents

一种制造3d打印用的辐射屏蔽复合材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法，包括如下步骤：步骤一，选取3D打印用ABS塑料，并向其中加入预定数量的防辐射金属粉末而形成初级混合物；步骤二，向上述初级混合物中添加预定剂量的DOP药水，并充分搅拌得到次级混合物；步骤三，将上述次级混合物置入双螺杆挤出机中挤出造粒；步骤四，将上述造粒所得颗粒于单螺杆挤出机中挤出拉丝；步骤五，将上述拉丝所得产物冷却成型、收卷。本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法中，可制造出适于3D打印机使用的具有防辐射功能的复合材料，3D打印机使用此种复合材料来打印各种保护壳体，可满足量身定做、屏蔽性能随心所欲、屏蔽结构更加完善合理的目的。

Description

一种制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法
技术领域
本发明涉及一种制造方法，尤其涉及一种制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法。
背景技术
在现实生产和生活中，诸如特殊元素的包裹运输、化工废弃物的包装、核设施的防辐射处理、以及医疗化疗仪器设备的防辐射隔离层等，都需要使用屏蔽产品。
而在如此多的场合下，为了节约成本，屏蔽产品显然无法量身定做，这导致了屏蔽产品的屏蔽性能无法随心所欲，使得人们的生活充满了隐患。
发明内容
本发明针对现有技术的弊端，提供一种制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法。
本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法，包括如下步骤：
步骤一，选取3D打印用ABS塑料，并向其中加入预定数量的防辐射金属粉末而形成初级混合物；
步骤二，向上述初级混合物中添加预定剂量的DOP药水，并充分搅拌得到次级混合物；
步骤三，将上述次级混合物置入双螺杆挤出机中挤出造粒；
步骤四，将上述造粒所得颗粒于单螺杆挤出机中挤出拉丝；
步骤五，将上述拉丝所得产物冷却成型、收卷。
本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤一中，所述防辐射金属粉末与所述ABS塑料的重量比为1：4。
本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤一中，所述防辐射金属粉末为钨粉或铅粉，所述钨粉或铅粉的粉末颗粒直径小于或等于15微米。
本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤二中，所述初级混合物与所添加的DOP药水的重量比为1000：3~10。
本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤二中，将所述初级混合物与DOP药水以每分钟60~70转的转速搅拌10~15分钟。
本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤三中，所述挤出造粒的规格为颗粒直径介于3~5毫米之间，高度介于3~7毫米之间。
本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤四中，所述挤出拉丝的线材直径为1.65~1.75毫米；或者，所述挤出拉丝的线材直径为2.85~3.0毫米。
本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的步骤五中，所述拉丝所得产物通过双节水槽冷却成型。
本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法中，可制造出适于3D打印机使用的具有防辐射功能的复合材料，3D打印机使用此种复合材料来打印各种保护壳体，可满足量身定做、屏蔽性能随心所欲、屏蔽结构更加完善合理的目的。
附图说明
图1为本发明所述制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法，包括如下步骤：
步骤101，选取3D打印用ABS塑料，并向其中加入预定数量的防辐射金属粉末而形成初级混合物。
本步骤中，是选用ABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic, 即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）塑料作为素材，并向其中加入预定数量的防辐射金属粉末。在实际生产中，所述防辐射金属粉末与所述ABS塑料的重量比为1:4，这样既能确保ABS塑料作为素材所加工出的复合材料的机械性能，又能确保加工出的复合材料具有可靠的防辐射性能。
所述防辐射金属粉末可使用钨粉或铅粉，并令所述钨粉或铅粉的粉末颗粒直径小于或等于15微米。所述钨粉或铅粉的粉末颗粒若太大会堵住3D打印机的喷嘴，使后续所得材料尺寸不均匀，因此，应确保粉末颗粒的粒径足够细小、且颗粒越均匀越好。本发明中选用钨粉或铅粉的粉末颗粒，除具有良好的可塑性外，还具有粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等优点。步骤102，向上述初级混合物中添加预定剂量的DOP药水，并充分搅拌得到次级混合物。
本步骤中，向所述初级混合物中添加DOP（Dioctyl Phthalate, 即邻苯二甲酸二辛酯，简称二辛酯）药水。实际生产中，所述初级混合物与所添加的DOP药水的重量比为1000:3~10，即在每千克初级混合物中添加3~10克的DOP药水，尤以8克为最佳。若所添加的DOP药水剂量太少，会导致金属粉末在ABS塑料颗粒的表面分布不够均匀，若剂量太多则会形成粉块，导致热熔过程中结块的现象，不利于材料生产。
在按照前述比例添加DOP药水后，将所述初级混合物与DOP药水以每分钟60~70转的转速搅拌10~15分钟（尤以70转的转速搅拌12分钟为最佳。本步骤中，搅拌的速率不宜过高，以免损坏ABS塑料颗粒表面，造成金属粉末过多积累在ABS塑料颗粒中；搅拌的时间也不宜过短，若时间太短容易使添加的钨粉或铅粉的粉末分布不均匀）。本步骤中所进行的搅拌，应以防辐射金属粉末充分附着在ABS塑料颗粒上面并没有残余为准，且应在加入DOP药水的同时进行搅拌。
步骤103，将上述次级混合物置入双螺杆挤出机中挤出造粒。
本步骤中，所述挤出造粒的规格为颗粒直径介于3~5毫米之间，高度介于3~7毫米之间，越均匀越好，尤以直径为3毫米，高度为4毫米为最佳。
步骤104，将上述造粒所得颗粒于单螺杆挤出机中挤出拉丝。
本步骤中，所述挤出拉丝的线材直径为1.65~1.75毫米；或者，所述挤出拉丝的线材直径为2.85~3.0毫米。由于热熔型3D打印机所适用的线材直径尺寸为1.75毫米或3.0毫米两种规格，因此，本步骤中挤出拉丝的线材直径也应与之匹配，且直径与圆度公差不得大于正负0.1毫米。
步骤105，将上述拉丝所得产物冷却成型、收卷。
本步骤中，所述拉丝所得产物可通过双节水槽冷却成型。具体而言，在离模具出料口的一节温度可为40~60摄氏度，而后一节则为温度为常态的水。冷却时间可根据现场情况进行调节，即通过调节冷却温度和牵引机的速率，使线材达到热熔型3D打印机所适用的规格，即线材直径尺寸为1.75毫米或3.0毫米，且直径与圆度公差不得大于正负0.1毫米。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，选取3D打印用ABS塑料，并向其中加入预定数量的防辐射金属粉末而形成初级混合物；
步骤二，向上述初级混合物中添加预定剂量的DOP药水，并充分搅拌得到次级混合物；
步骤三，将上述次级混合物置入双螺杆挤出机中挤出造粒；
步骤四，将上述造粒所得颗粒于单螺杆挤出机中挤出拉丝；
步骤五，将上述拉丝所得产物冷却成型、收卷。
2.如权利要求1所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述防辐射金属粉末与所述ABS塑料的重量比为1：4。
3.如权利要求2所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述防辐射金属粉末为钨粉或铅粉，所述钨粉或铅粉的粉末颗粒直径小于或等于15微米。
4.如权利要求3所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法，其特征在于，所述步骤二中，所述初级混合物与所添加的DOP药水的重量比为1000：3~10。
5.如权利要求4所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法，其特征在于，所述步骤二中，将所述初级混合物与DOP药水以每分钟60~70转的转速搅拌10~15分钟。
6.如权利要求5所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法，其特征在于，所述步骤三中，所述挤出造粒的规格为颗粒直径介于3~5毫米之间，高度介于3~7毫米之间。
7.如权利要求6所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法，其特征在于，所述步骤四中，所述挤出拉丝的线材直径为1.65~1.75毫米；或者，所述挤出拉丝的线材直径为2.85~3.0毫米。
8.如权利要求7所述的制造3D打印用的辐射屏蔽复合材料的方法，其特征在于，所述步骤五中，所述拉丝所得产物通过双节水槽冷却成型。
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