CN106671412B - 一种用于高分子温控形状记忆树脂材料的3d打印方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法，包括以下步骤：(1)准备工作：首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印参数为填充密度15‑55％，打印速度15‑65mm/s，喷头温度80‑200℃，热床温度18‑48℃，直径1.0‑1.98mm，挤出量100％，然后预热3D打印机喷头和热床；(2)打印：当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后，根据所述3D打印参数进行打印。本发明3D打印得到的高分子温控形状记忆树脂材料具有优良的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度、熔融流动指数，且在50℃温水泡2～3min可任意塑形，聚合物薄膜可在温水泡后，多张任意叠加，大小组合成为一体，刚度可调，可厚可薄。

Description

一种用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法
技术领域
本发明涉及一种3D打印方法，具体涉及一种用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法。
背景技术
3D打印，就是CAD(计算机辅助设计)模型直接驱动的，可以完成任意复杂结构的制造方法的总称。它的核心是数字化、智能化制造与材料科学的结合，主要特点是数字驱动制造和增材制造，其中数字驱动制造直接由设计数据驱动，不需要传统制造必须的工装夹具模具制造等生产准备，编程简单；增材制造是依据物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式，制成实物模型。
目前，3D打印机打印出来的高分子温控形状记忆树脂材料不够精细，太脆，可塑性差，薄厚也难调，且打印得较慢等。这是由于3D打印软件中配置参数太多，很难控制得好。由此可见，3D打印机技术参数的确定是影响3D打印的一个关键因素。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法，包括以下步骤：
(1)准备工作：首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印参数为填充密度15-55％，能改善透气性和材料的强度调节，打印速度15-65mm/s，打印机的速度会直接影响打印物品的时间和质量，若打印速度低于15mm/s，喷头易堵，若打印速度高于65mm/s，容易断线，材料缺陷较多，喷头温度80-200℃，若喷头温度低于80℃，喷头易堵，若喷头温度高于200℃，容易断线，热床温度18-48℃，若热床温度低18℃，打印材料无法固定，若热床温度高于48℃，容易断线，直径1.0-1.98mm，挤出量100％，然后预热3D打印机喷头和热床；(2)打印：当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后，根据所述3D打印参数进行打印。
进一步，还包括3D打印机上选用耐热胶带，来增加摩擦力。
进一步，所述3D打印参数为填充密度25-45％，打印速度30-50mm/s，喷头温度100-150℃，热床温度30-40℃，直径1.25-1.95mm。
进一步，步骤(1)中，所述高分子温控形状记忆树脂材料由以下重量份数的原料制成，聚己内酯70～95份，聚氨酯4.5～5.5份，无机填料4.5～5.5份，交联剂1.5～2.5份，表面活性剂0.5～1.5份。
进一步，所述无机填料选自硅酸盐类。
进一步，所述交联剂选自过氧化苯甲酰。
进一步，所述表面活性剂选自氨基酸型两性离子表面活性剂。
本发明3D打印得到的高分子温控形状记忆树脂材料具有优良的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度、熔融流动指数，且在50℃温水泡2～3min可任意塑形，聚合物薄膜可在温水泡后，多张任意叠加，大小组合成为一体，刚度可调，可厚可薄。
具体实施方式
下面将参照更详细地描述本公开的示例性实施方式。
实施例1
一种用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法，包括以下步骤：
(1)准备工作：首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印参数为填充密度15％，打印速度65mm/s，喷头温度80℃，热床温度18℃，直径1.0mm，挤出量100％，并在3D打印机上包覆耐热胶带，然后预热3D打印机喷头和热床；其中，高分子温控形状记忆树脂材料的配方为聚己内酯80重量份，聚氨酯5重量份，无机填料(硅酸钙)5重量份，交联剂(过氧化苯甲酰)2重量份，表面活性剂(十二烷基氨基丙酸钠)0.5重量份；高分子温控形状记忆树脂材料的制备方法是将聚己内酯，聚氨酯，无机填料，交联剂，表面活性剂，按照配方比例交联共聚，使之聚合物分子量达到2万～5万，然后将聚合物加热融化纺丝成形后，并水冷却、固化制成3D打印单丝，其中，拉丝速度为30～90转/min，纺丝温度为80～160℃，出丝温度为80～130℃；
(2)打印：当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后，根据所述3D打印参数进行打印。
实施例2
(1)准备工作：首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料(与实施例1中的材料相同)的3D打印参数为填充密度25％，打印速度50mm/s，喷头温度120℃，热床温度40℃，直径1.90mm，挤出量100％，并在3D打印机上包覆耐热胶带，然后预热3D打印机喷头和热床；
(2)打印：当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后，根据所述3D打印参数进行打印。
实施例3
(1)准备工作：首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料(与实施例1中的材料相同)的3D打印参数为填充密度45％，打印速度40mm/s，喷头温度120℃，热床温度30℃，直径1.5mm，挤出量100％，并在3D打印机上包覆耐热胶带，然后预热3D打印机喷头和热床；
(2)打印：当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后，根据所述3D打印参数进行打印。
实施例4
(1)准备工作：首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料(与实施例1中的材料相同)的3D打印参数为填充密度55％，打印速度40mm/s，喷头温度150℃，热床温度40℃，直径1.95mm，挤出量100％，并在3D打印机上包覆耐热胶带，然后预热3D打印机喷头和热床；
(2)打印：当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后，根据所述3D打印参数进行打印。
对比例1
(1)准备工作：首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料(与实施例1中的材料相同)的3D打印参数为填充密度45％，打印速度10mm/s，喷头温度60℃，热床温度15℃，直径1.95mm，挤出量100％，并在3D打印机上包覆耐热胶带，然后预热3D打印机喷头和热床；
(2)打印：当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后，根据所述3D打印参数进行打印。
对比例2
(1)准备工作：首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料(与实施例1中的材料相同)的3D打印参数为填充密度45％，打印速度70mm/s，喷头温度220℃，热床温度50℃，直径1.95mm，挤出量100％，并在3D打印机上包覆耐热胶带，然后预热3D打印机喷头和热床；
(2)打印：当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后，根据所述3D打印参数进行打印。
经测试，实施例1-4以及对比例1-2中3D打印得到的高分子温控形状记忆树脂材料的性能参数的结果，见表1；并且在50℃温水泡2～3min可任意塑形，聚合物薄膜可在温水泡后，多张任意叠加，大小组合成为一体，刚度可调，可厚可薄。
表1-高分子温控形状记忆树脂材料的性能参数
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)准备工作：首先确定打印高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印参数为填充密度15-55％，打印速度15-65mm/s，喷头温度80-150℃，热床温度18-48℃，直径1.0-1.98mm，挤出量100％，然后预热3D打印机喷头和热床；
(2)打印：当3D打印机喷头和热床温度达到设置的要求后，根据所述3D打印参数进行打印；
步骤(1)中，所述高分子温控形状记忆树脂材料由以下重量份数的原料制成，聚己内酯70～95份，聚氨酯4.5～5.5份，无机填料4.5～5.5份，交联剂1.5～2.5份，表面活性剂0.5～1.5份；
所述高分子温控形状记忆树脂材料的拉伸强度为21-40MPa，弯曲强度为16-25MPa，缺口冲击强度为18-35J/m2，熔融流动指数为3.1-3.5g/min。
2.根据权利要求1所述的用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法，其特征在于，步骤(1)中，还包括3D打印机上选用耐热胶带。
3.根据权利要求1或2所述的用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法，其特征在于，步骤(1)中，所述3D打印参数为填充密度25-45％，打印速度30-50mm/s，喷头温度100-150℃，热床温度30-40℃，直径1.25-1.95mm。
4.根据权利要求1所述的用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法，其特征在于，所述无机填料选自硅酸盐类。
5.根据权利要求1所述的用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法，其特征在于，所述交联剂选自过氧化苯甲酰。
6.根据权利要求1所述的用于高分子温控形状记忆树脂材料的3D打印方法，其特征在于，所述表面活性剂选自氨基酸型两性离子表面活性剂。
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