CN106673575A - 一种膏状快速成型的3d打印材料 - Google Patents

一种膏状快速成型的3d打印材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种膏状快速成型的3D打印材料，由以下重量份的原料构成：胶凝材料15重量份‑20重量份，石膏10重量份‑15重量份，填料35重量份‑40重量份，颜料1重量份‑5重量份，减水剂0.05重量份‑0.2重量份，纤维素醚0.2重量份‑0.3重量份，早强剂1重量份‑3重量份，消泡剂0.02重量份‑0.1重量份，胶粉2重量份‑4重量份；与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：达到了在3D没有出料打印之前既有一定的存放成膏状时间，从3D打印头挤出在出料后能够快速的干燥并固化成型，使膏状材料不至于塌落而无法完成堆积、叠加而形成高强度、高附着力的3D打印效果。

Description

一种膏状快速成型的3D打印材料
技术领域
本发明是一种膏状快速成型的3D打印材料，涉及墙面艺术造型及建筑物3D打印材料的技术领域。
背景技术
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
然而现在能用于3D打印方面的材料不多，尤其是建筑物、内墙装饰方面。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种膏状快速成型的3D打印材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种快速成型的3D打印材料，由以下重量份的原料构成：胶凝材料15重量份-20重量份，石膏10重量份-15重量份，填料35重量份-40重量份，颜料1重量份-5重量份，减水剂0.05重量份-0.2重量份，纤维素醚0.2重量份-0.3重量份，早强剂1重量份-3重量份，消泡剂0.02重量份-0.1重量份，胶粉2重量份-4重量份。
进一步地，所述胶凝材料为P.O42.5、P.O32.5以及P.O52.5中的一种或多种混合而成，所述石膏为无水石膏、二水石膏以及半水石膏中的一种或多种混合而成，所述填料为重钙、轻钙、硅藻土、海泡石以及滑石粉中的一种或多种混合而成，所述减水剂为萘系高效减水剂、木质素磺酸钙减水剂、三聚氰胺高效减水剂以及聚羧酸盐高效减水剂中的一种或多种混合而成，所述纤维素醚为甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中的一种或多种混合而成，所述胶粉为可再分散性胶粉，所述颜料为钛白粉、硫酸盐以及硅酸盐中的一种或多种混合而成，所述早强剂为金属氯化物、氯化钠、氯化铝、硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙中的一种或多种混合而成，所述消泡剂为P803或有机硅消泡剂。
进一步地，由以下重量份的原料构成：胶凝材料30重量份-35重量份，填料35重量份-45重量份，减水剂0.05重量份-0.2重量份，纤维素醚0.2重量份-0.3重量份，早强剂1重量份-3重量份，消泡剂0.02重量份-0.1重量份，水20重量份-30重量份。
进一步地，所述胶凝材料为水泥、石膏、胶粉中的一种或多种混合，所述填料为重钙、轻钙、硅藻土、海泡石、滑石粉、钛白粉、无机颜料以及有机颜料中的一种或多种混合，所述减水剂为萘系高效减水剂、木质素磺酸钙减水剂、三聚氰胺高效减水剂以及聚羧酸盐高效减水剂中的一种或多种混合，所述纤维素醚为甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中的一种或多种混合，所述早强剂为金属氯化物、氯化钠、氯化铝、硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙中的一种或多种混合，所述消泡剂为P803或有机硅消泡剂。
本发明的有益效果：本发明的一种膏状快速成型的3D打印材料，达到了在3D打印之前成膏状，从3D打印头挤出后能够快速的干燥并固化成型，使膏状材料不至于塌落而无法完成堆积、叠加而形成高强度、高附着力的3D打印效果。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明提供一种技术方案：一种快速成型的3D打印材料，由以下重量份的原料构成：胶凝材料15重量份-20重量份，石膏10重量份-15重量份，填料35重量份-40重量份，颜料1重量份-5重量份，减水剂0.05重量份-0.2重量份，纤维素醚0.2重量份-0.3重量份，早强剂1重量份-3重量份，消泡剂0.02重量份-0.1重量份，胶粉2重量份-4重量份。
胶凝材料为P.O42.5、P.O32.5以及P.O52.5中的一种或多种混合而成，石膏为无水石膏、二水石膏以及半水石膏中的一种或多种混合而成，填料为重钙、轻钙、硅藻土、海泡石以及滑石粉中的一种或多种混合而成，减水剂为萘系高效减水剂、木质素磺酸钙减水剂、三聚氰胺高效减水剂以及聚羧酸盐高效减水剂中的一种或多种混合而成，纤维素醚为甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中的一种或多种混合而成，胶粉为可再分散性胶粉，颜料为钛白粉、硫酸盐以及硅酸盐中的一种或多种混合而成，早强剂为金属氯化物、氯化钠、氯化铝、硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙中的一种或多种混合而成，消泡剂为P803或有机硅消泡剂。
做为本发明的一个实施例：由以下重量份的原料构成：胶凝材料30重量份-35重量份，填料35重量份-45重量份，减水剂0.05重量份-0.2重量份，纤维素醚0.2重量份-0.3重量份，早强剂1重量份-3重量份，消泡剂0.02重量份-0.1重量份，水20重量份-30重量份。
胶凝材料为水泥、石膏、胶粉中的一种或多种混合，水泥在材料干燥之后持续水化来保证材料硬度，石膏对材料硬度虽然不及水泥，但在材料打印后能快速的干燥固化来保证材料的堆积、叠加。胶粉能够使材料具有一定的柔性，还可以在一定的程度上实现一点缓凝的效果。
填料为重钙、轻钙、硅藻土、海泡石、滑石粉、钛白粉、无机颜料以及有机颜料中的一种或多种混合，硅藻土、海泡石不仅具有填充作用，而且还具有一定的吸附功能、需水量也较大。无机颜料、有机颜料具有一定的遮盖力，使材料赋予我们想要的颜色。滑石粉、钛白粉不仅具有一定的遮盖力而且还能当填充材料使用。
减水剂为萘系高效减水剂、木质素磺酸钙减水剂、三聚氰胺高效减水剂以及聚羧酸盐高效减水剂中的一种或多种混合，减水剂用以减少拌合用水量的外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，加入拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。
纤维素醚为甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中的一种或多种混合，纤维素醚在水中溶解后，由于表面活性作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布，而纤维素醚作为一种保护胶体，“包裹”住固体颗粒，并在其外表面形成一层润滑膜，使3D打印材料体系更稳定，也提高了3D打印材料在搅拌过程的流动性和施工的滑爽性。纤维素醚溶液由于自身分子结构特点，使3D打印材料中的水分不易失去，并在较长的一段时间内逐步释放，赋予3D打印材料良好的保水性和工作性。
早强剂为金属氯化物、氯化钠、氯化铝、硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙中的一种或多种混合，早强剂用以提高3D打印材料早期强度，并且对后期强度无显著影响的外加剂。早强剂的主要作用在于加速水泥水化速度，促进3D打印材料早期强度的发展；既具有早强功能，又具有一定减水增强功能。
消泡剂为P803或有机硅消泡剂，消泡剂用以降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的添加剂。
做为本发明的一个实施例：由以下重量份的原料构成：胶凝材料32.4重量份，胶凝材料采用水泥、石膏以及胶粉混合而成，填料40.4重量份，填料采用重钙、硅藻土以及钛白粉混合而成，减水剂0.07重量份，减水剂采用聚羧酸盐高效减水剂，纤维素醚0.2重量份，纤维素醚采用羟丙基甲基纤维素，早强剂1.3重量份，早强剂采用碳酸盐和金属氯化物，消泡剂0.1重量份，水25.53重量份。
经测试，该比例的快速成型的3D材料的存放时间为90min；上墙打印后的初凝时间为1min；上墙且后不掉粉，硬度和附着力均能满足使用要求，本发明的材料达到了在3D没有出料打印之前既有一定的存放成膏状时间，从3D打印头挤出在出料后能够快速的干燥并固化成型，使膏状材料不至于塌落而无法完成堆积、叠加而形成高强度、高附着力的3D打印效果。
做为本发明的一个实施例：由以下重量份的原料构成：胶凝材料34.4重量份，胶凝材料采用水泥、石膏以及胶粉混合而成，填料38.4重量份，填料采用重钙、硅藻土以及钛白粉混合而成，减水剂0.07重量份，减水剂采用聚羧酸盐高效减水剂，纤维素醚0.2重量份，纤维素醚采用羟丙基甲基纤维素，早强剂1.3重量份，早强剂采用碳酸盐和金属氯化物，消泡剂0.1重量份，水25.53重量份。
经测试，该比例的快速成型的3D打印材料的存放时间为130min；上墙打印后的初凝时间为1min；上墙且后不掉粉，硬度和附着力均能满足使用要求，本发明的材料达到了在没有出料之前既有一定的存放时间，在出料之后又能够快速的干燥，使出料后的材料不至于塌落而无法完成堆积、叠加而形成3D打印的效果。
做为本发明的一个实施例：由以下重量份的原料构成：胶凝材料34.4重量份，胶凝材料采用水泥、石膏以及胶粉混合而成，填料37.4重量份，填料采用重钙、硅藻土以及钛白粉混合而成，减水剂0.06重量份，减水剂采用聚羧酸盐高效减水剂，纤维素醚0.2重量份，纤维素醚采用羟丙基甲基纤维素，早强剂0.6重量份，早强剂采用碳酸盐和金属氯化物，消泡剂0.1重量份，水27.24重量份。
经测试，该比例的快速成型的3D打印材料的存放时间为160min；上墙打印后的初凝时间为1min；上墙且后不掉粉，硬度和附着力均能满足使用要求，本发明的材料达到了在3D打印之前成膏状，从3D打印头挤出后能够快速的干燥并固化成型，使膏状材料不至于塌落而无法完成堆积、叠加而形成高强度、高附着力的3D打印效果。本发明的材料通过机器的配合并且使用二次供料来完成3D打印的技术，是市面上没有的一种新型技术。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种膏状快速成型的3D打印材料，其特征在于：由以下重量份的原料构成：胶凝材料15重量份-20重量份，石膏10重量份-15重量份，填料35重量份-40重量份，颜料1重量份-5重量份，减水剂0.05重量份-0.2重量份，纤维素醚0.2重量份-0.3重量份，早强剂1重量份-3重量份，消泡剂0.02重量份-0.1重量份，胶粉2重量份-4重量份。
2.根据权利要求1所述的一种膏状快速成型的3D打印材料，其特征在于：所述胶凝材料为P.O42.5、P.O32.5以及P.O52.5中的一种或多种混合而成，所述石膏为无水石膏、二水石膏以及半水石膏中的一种或多种混合而成，所述填料为重钙、轻钙、硅藻土、海泡石以及滑石粉中的一种或多种混合而成，所述减水剂为萘系高效减水剂、木质素磺酸钙减水剂、三聚氰胺高效减水剂以及聚羧酸盐高效减水剂中的一种或多种混合而成，所述纤维素醚为甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中的一种或多种混合而成，所述胶粉为可再分散性胶粉，所述颜料为钛白粉、硫酸盐以及硅酸盐中的一种或多种混合而成，所述早强剂为金属氯化物、氯化钠、氯化铝、硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙中的一种或多种混合而成，所述消泡剂为P803或有机硅消泡剂。
3.根据权利要求1所述的一种膏状快速成型的3D打印材料，其特征在于：由以下重量份的原料构成：胶凝材料30重量份-35重量份，填料35重量份-45重量份，减水剂0.05重量份-0.2重量份，纤维素醚0.2重量份-0.3重量份，早强剂1重量份-3重量份，消泡剂0.02重量份-0.1重量份，水20重量份-30重量份。
4.根据权利要求3所述的一种膏状快速成型的3D打印材料，其特征在于：所述胶凝材料为水泥、石膏、胶粉中的一种或多种混合，所述填料为重钙、轻钙、硅藻土、海泡石、滑石粉、钛白粉、无机颜料以及有机颜料中的一种或多种混合，所述减水剂为萘系高效减水剂、木质素磺酸钙减水剂、三聚氰胺高效减水剂以及聚羧酸盐高效减水剂中的一种或多种混合，所述纤维素醚为甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中的一种或多种混合，所述早强剂为金属氯化物、氯化钠、氯化铝、硫酸钠、硫酸钾和硫酸钙中的一种或多种混合，所述消泡剂为P803或有机硅消泡剂。
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