CN107200536A - 一种用于建筑的快速成型3d打印浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，具体地说是一种用于建筑的快速成型3D打印浆料及其制备方法。一种用于建筑的快速成型3D打印浆料，其特征在于：包括原料和水，其中水占原料的12%~15%；原料包括白水泥、1号砂、2号砂、百力摩丙乳、混合胶水、耐碱玻璃短纤维、减水剂、纤维素，其份数分别为白水泥：100‑120份；1号砂：50‑60份；2号砂：50‑60份；百力摩丙乳：3.3‑3.5份；混合胶水：6.2‑8.2份；耐碱玻璃短纤维0.28‑0.30份；减水剂：0.20‑0.24份；纤维素：0.05‑0.07份。同现有技术相比，本发明的3D打印原材料中的砂可以使用建筑垃圾粉碎后直径在1~5毫米的小石子代替，变废为宝，这样更环保，更节能。

Description

一种用于建筑的快速成型3D打印浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体地说是一种用于建筑的快速成型3D打印浆料及其制备方法。

背景技术

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等方式实现快速成型的技术。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有粉末状金属或塑料等可粘合材料，与电脑连接后，通过一层又一层的多层打印方式，最终把计算机上的蓝图变成实物。

自行车车架、汽车方向盘甚至飞机零件等大物品，需要较大的打印机和更大的放置空间，这一技术如今在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑、汽车等。

随着3D打印技术的完善，越来越多的物品都可以由3D打印完成。截至2013年1月，这些3D打印而成的产品都是小件物体。不过，3D打印的潜力远不止可以生产DIY的家居物品这么简单。实际上，这项技术甚至可以彻底颠覆传统的建筑行业。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种用于建筑的快速成型3D打印浆料及其制备方法，3D打印取材要求简单，不要求特殊的自然资源，相对于建筑装饰的其他用材，具有不消耗自然原材、材料造价低廉等优点。

为实现上述目的，设计一种用于建筑的快速成型3D打印浆料，其特征在于：包括原料和水，其中水占原料的12%~15%；原料包括白水泥、1号砂、2号砂、百力摩丙乳、混合胶水、耐碱玻璃短纤维、减水剂、纤维素，其份数分别为白水泥：100-120份；1号砂：50-60份；2号砂：50-60份；百力摩丙乳：3.3-3.5份；混合胶水：6.2-8.2份；耐碱玻璃短纤维0.28-0.30份；减水剂：0.20-0.24份；纤维素：0.05-0.07份。

所述的白水泥为白色硫铝酸盐水泥；所述的1号砂为60目的雪花白砂；所述的2号砂为70目的雪花白砂。

所述的混合胶水为质量比为2:1的801建筑胶和白乳胶的混合物，所述的白乳胶为聚乙酸乙烯酯乳液。

所述的减水剂为聚羧酸盐高效减水剂，其中所述的述减水剂与白水泥的重量比为2-2.8g:1000g。

所述的纤维素品牌为德国进口羟丙基甲基。

一种用于建筑的快速成型3D打印浆料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

（1）浆料的配制：

（a） 将除减水剂以外的原料加入搅拌机内，搅拌15~30分钟；

（b）将搅拌均匀后的混合物转入打料桶中，加入减水剂和水，搅拌5~10分钟制得浆料；

（2）固化：

（a） 将已经搅拌好的浆料放入挤压机中；

（b）启动挤压机；

（c） 启动机械手开始打印；

（d）将打印好的产品抬到蒸汽车间平整的地方，确保摆放平整，无高低不平的现象，用黑色薄膜全面厦盖，打开蒸汽，蒸12~24小时；

（e） 将打印完成后的产品进行初次修补处理：即在24内利用混合原料进行修补，并取出产品的飞边及毛刺；把已经修补好的产品用黑色薄膜全面厦盖继续蒸，时间约5~7天；

（3）表面细化处理：

（a） 等修补干后用磨机把修补部分适当打平；

（b）把已经细化处理好，并且晾干的产品用喷壶在其表面喷一层防水。

本发明同现有技术相比，本发明的3D打印原材料中的砂可以使用建筑垃圾粉碎后直径在1~5毫米的小石子代替，变废为宝，这样更环保，更节能。

本发明的3D打印浆料以白水泥和雪花白彩砂作为基体料，加入纤维素增加强度，固化成形后的3D打印产品结构致密、质地坚硬，耐腐蚀耐酸碱，具有很好的抗压和抗弯强度以及良好的韧性，适合室内外墙面，地面，柱面的装饰等。

本发明的3D打印取材要求简单，不要求特殊的自然资源，相对于建筑装饰的其他用材，具有不消耗自然原材、材料造价低廉等优点，因此有利产品的推广和普及。其次，由于整个产品的制作过程均采用节能环保型用材，使产品具有良好的环境友好性及设计通用性，因此是一种绿色节能环保的加工方法。

具体实施方式

实施例一

原料及用量分别为：白水泥：50kg；60目的雪花白砂：25kg；70目的雪花白砂：25kg；混合胶水：3.5kg；纤维素30g；减水剂：120ml，其中，白水泥为阿尔博波特兰牌白色硫铝酸盐水泥，混合胶水为重量比2:1的801建筑胶和聚乙酸乙烯酯乳液的混合物，减水剂为SiKa SNN减水剂。

3D打印的具体步骤如下：

步骤一，浆料的配制：

（1）将除减水剂以外的原料加入搅拌机内，搅拌15~30分钟；

（2）将搅拌均匀后的混合物转入打料桶中，加入减水剂和水，搅拌5~10分钟制得浆料；

步骤二，固化：

（1）将已经搅拌好的浆料放入挤压机中；

（2）启动挤压机；

（3）启动机械手开始打印；

（4）将打印好的产品抬到蒸汽车间平整的地方，确保摆放平整，无高低不平的现象，用黑色薄膜全面厦盖，打开蒸汽，蒸12~24小时；

（5）将打印完成后的产品进行初次修补处理：即在24内利用混合原料进行修补，并取出产品的飞边及毛刺；把已经修补好的产品用黑色薄膜全面厦盖继续蒸，时间约5~7天；

步骤三，表面细化处理：

（1）等修补干后用磨机把修补部分适当打平；

（2）把已经细化处理好，并且晾干的产品用喷壶在其表面喷一层防水，作用是防止产品渗水；

（3）对于产品运输和搬运过程中出现的破损，可以用原石胶修补，修补后用磨机打磨平整即可。

本发明的3D打印产品是将原料按一定配比搅拌，用机械手打印而成的，造型丰富多样，可以成条形、镂空等不同造型效果。

本发明的3D打印产品纹理是一层一层叠加而成，具有不同的视觉感。

本发明的3D打印产品结构致密、质地坚硬，耐腐蚀耐酸碱，具有很好的抗压和抗弯强度以及良好的韧性。

本发明的3D打印产品为可再生材料且成本较低，有利于环保；不含有放射性核元素，为国家放射性核素含量A类环保材料。

综上，在色彩纹理和结构强度等方面都能达到建筑结构效果，而且生产成本低，安全环保。

Claims (6)

1.一种用于建筑的快速成型3D打印浆料，其特征在于：包括原料和水，其中水占原料的12%~15%；原料包括白水泥、1号砂、2号砂、百力摩丙乳、混合胶水、耐碱玻璃短纤维、减水剂、纤维素，其份数分别为白水泥：100-120份；1号砂：50-60份；2号砂：50-60份；百力摩丙乳：3.3-3.5份；混合胶水：6.2-8.2份；耐碱玻璃短纤维0.28-0.30份；减水剂：0.20-0.24份；纤维素：0.05-0.07份。

2.根据权利要求1所述的一种用于建筑的快速成型3D打印浆料，其特征在于：所述的白水泥为白色硫铝酸盐水泥；所述的1号砂为60目的雪花白砂；所述的2号砂为70目的雪花白砂。

3.根据权利要求1所述的一种用于建筑的快速成型3D打印浆料，其特征在于：所述的混合胶水为质量比为2:1的801建筑胶和白乳胶的混合物，所述的白乳胶为聚乙酸乙烯酯乳液。

4.根据权利要求1所述的一种用于建筑的快速成型3D打印浆料，其特征在于：所述的减水剂为聚羧酸盐高效减水剂，其中所述的述减水剂与白水泥的重量比为2-2.8g:1000g。

5.根据权利要求1所述的一种用于建筑的快速成型3D打印浆料，其特征在于：所述的纤维素品牌为德国进口羟丙基甲基。

6.一种用于建筑的快速成型3D打印浆料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

（1）浆料的配制：

（a）将除减水剂以外的原料加入搅拌机内，搅拌15~30分钟；

（b）将搅拌均匀后的混合物转入打料桶中，加入减水剂和水，搅拌5~10分钟制得浆料；

（2）固化：

（a）将已经搅拌好的浆料放入挤压机中；

（b）启动挤压机；

（c）启动机械手开始打印；

（d）将打印好的产品抬到蒸汽车间平整的地方，确保摆放平整，无高低不平的现象，用黑色薄膜全面厦盖，打开蒸汽，蒸12~24小时；

（e）将打印完成后的产品进行初次修补处理：即在24内利用混合原料进行修补，并取出产品的飞边及毛刺；把已经修补好的产品用黑色薄膜全面厦盖继续蒸，时间约5~7天；

（3）表面细化处理：

（a）等修补干后用磨机把修补部分适当打平；

（b）把已经细化处理好，并且晾干的产品用喷壶在其表面喷一层防水。