CN109575502B - 用于三维打印的pc/abs复合物丝材及其制备方法和打印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于三维打印的PC/ABS复合物丝材及其制备方法和打印方法，该丝材的制备方法包括以下步骤：(1)以重量份计，PC40～50份、ABS40～50份、增容剂5～8份、纳米颗粒0.5～5份、增强改性物料1～10份和增韧改性物料5～20份称量备用；(2)将ABS、增容剂以及纳米颗粒在高速混合机中混合均匀；(3)通过塑料挤出机将混合料熔融造粒得到ABS复合物颗粒；(4)将ABS复合物颗粒与PC、增强改性物料和增韧改性物料混合均匀后，再次通过塑料挤出机拉制得到PC/ABS复合物丝材。本发明还公开了上述PC/ABS复合物丝材应用在三维打印中的打印工艺。采用本发明PC/ABS复合物丝材所制造的打印制品具有孔隙率低、粘接强度及自身强度均衡、强韧可调的特点，其拉伸强度及断裂伸长率均超越普通注射制品。

Description

用于三维打印的PC/ABS复合物丝材及其制备方法和打印方法
技术领域
本发明涉及一种PC/ABS复合物的制备方法，尤其涉及一种PC/ABS复合物丝材的制备方法以及使用该PC/ABS复合物丝材进行三维打印的打印工艺。
背景技术
三维打印技术又被称作增材制造技术，简称3D打印，它基于离散/堆积的思想，通过计算机软件将制品的CAD三维模型沿某一方向分层切片处理，得到每层截面轮廓的加工信息，经三维打印机分层加工，层层叠加，快速、精确地将设计概念转变为具有一定功能的原型或直接制造零件。由于可以快速得到设计产品原型、突破传统制造中难加工部件等优点，三维打印技术越来越成为诸多行业领域关注的焦点，其应用也在不断拓展。然而，目前三维打印制品的力学性能普遍较低、力学性能稳定性不足等是限制该工艺更大程度应用的主要瓶颈之一。
聚合物的三维打印技术也不例外，其典型代表为熔融沉积工艺，聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)是两类常见的聚合物3D打印材料，它们既可以单独使用也可以共混使用，但不论哪一种情况，它们制品的整体力学强度通常仅为常规注射件强度的60％左右。同时，这些材料成型过程中会受沉积方向的影响而表现出各向异性，比较有代表性的是这些材料可能会强度较高，但断裂伸长率较低，如图1中的A’所示，也有可能是材料的断裂伸长率也较高，但在拉伸中各打印丝之间互相分离，从而形成如图1中的A”所示的细丝。造成这些问题的原因基本可以归于这些材料在沉积过程中相互粘连的强度和材料沉积方向上的强度两者不平衡。
中国发明专利(ZL2015106817881)授予了一项利用瞬间粘接剂来提高材料在打印过程中相互粘连的强度，但它无法从原料自身角度改变沉积强度与粘连强度的平衡问题，从而难以制造出强韧且各方向上力学性能均衡的3D打印制品。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于三维打印的PC/ABS复合物丝材及其制备方法和打印工艺，得到强度、韧性、均衡性均超过普通注射制品的3D打印制品。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于三维打印的PC/ABS复合物丝材，制备该丝材的配方组分包括：按照重量份计的PC40～50份、ABS40～50份、增容剂5～8份、纳米颗粒0.5～5份、增强改性物料1～10份和增韧改性物料5～20份。
进一步的，步骤(1)中所述的各原料为：PC料熔体流动体积速率可以为2～30cm3/10min(573K,1.2Kg,ISO1133)；ABS的熔体流动体积速率为1～20cm3/10min(473K,5.0Kg,ASTM D-1238)；增容剂为ABS-g-MAH；增强改性物料为PMMA、PBT、PET中的一种或几种；增韧改性物料为SEBS、乙烯丙烯酸甲酯共聚物EMA、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物E-MA-GMA中的一种或几种；纳米颗粒为纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米蒙脱土中的一种或几种。
进一步的，PC料熔体流动体积速率优选为5～7cm3/10min(573K,1.2Kg,ISO1133)；ABS的熔体流动体积速率优选为2～4cm3/10min(473K,5.0Kg,ASTM D-1238)。
该PC/ABS复合物丝材的制备方法包括以下步骤：
(1)将原料PC、ABS、增容剂、纳米颗粒、增强改性物料和增韧改性物料等预先干燥后按照上述比例称量备用。
(2)将ABS、增容剂以及纳米颗粒在高速混合机中混合均匀，形成ABS混合料；为保证纳米颗粒的均匀分布，可加入液体石蜡进行充分混合，液体石蜡的用量不超过纳米颗粒的质量；
(3)将ABS混合料放入塑料挤出机中熔融造粒得到ABS复合物颗粒；
(4)将ABS复合物颗粒与PC、增强改性物料和增韧改性物料混合均匀后，通过塑料挤出机挤出得到PC/ABS复合物丝材。
其中，作为优选，所述步骤(3)中普通塑料挤出机的熔体温度在180～210摄氏度内，此温度可以保证ABS复合料能够塑化均匀，同时，为了提升效率，熔体挤出后的冷却方法采用风冷方式以避免水冷的后续干燥过程。
作为优选，所述步骤(4)中普通塑料挤出机的熔体温度在220～260摄氏度内，此温度可以保证丝材的顺利生产和性能，过高引进部分材料的分解，过低则不利于PC的塑化。
作为优选，所述步骤(4)中的拉伸比(牵引速率与挤出速率之比)在4～6：1内，该拉伸比可以保证丝材受到适度的拉伸，拉伸比过高则使材料沿拉伸方向有过大的取向，后续难以达到均衡效果，拉伸比过低则不利于提升材料性能。
本发明还公开了PC/ABS复合丝材在三维打印中的应用方法，以及使用所述的PC/ABS复合丝材作为打印原料进行三维打印所需的工艺条件。该应用方法包括以下步骤：
(101)将PC/ABS复合物丝材放入三维打印机中，所使用的三维打印机打印头孔径为0.3～0.4mm。输入待打印物品的数字模型文件，设置三维打印过程的工艺参数；
(102)启动三维打印机开始预热，打印床温度升高并达到设定值；
(103)三维打印机开始打印，按照设定的进料比进料，在打印头中以设定的熔体温度熔融PC/ABS复合物丝材，根据三维打印程序按照设定的打印速度和打印层厚度一层层的沉积打印材料，完成打印。
作为优选，所述步骤(101)中3D打印中的进料比设定为1.02～1.08，稍高一些的进料比可为打印料相互粘接提供适量的压力，过高则会使物料太多，影响后续打印，过低则会造成物料相互粘接时出现孔隙，同时，由于PC料的密度相对稍高于ABS，因而PC/ABS的进料比需要比ABS材料的进料比高一些。
作为优选，所述步骤(101)中三维打印过程的主要工艺参数设置为：打印层厚度设定为0.15～0.25mm，打印速度控制在1800～2400mm/s，熔体温度控制在230～250℃，打印床温度控制在80～110℃，这些工艺参数的设置均为了保证所打印制品能够相互粘接牢靠，同时，也适度给予牵引，从而提升材料在打印方向上的性能。
有益效果：采用本发明的PC/ABS丝材由3D打印制得的物品，和普通的PC/ABS三维打印制品相比，具有以下优点：(1)以采用该丝材制备方法所制丝材为原料打印出来的3D打印制品孔隙率低，其拉伸强度能够达到或超过普通注射件，其断裂伸长率可以远远超过普通注射件；(2)采用该方法打印的制品，其在沉积过程中相互粘连的强度与材料沉积方向上的强度更为均衡，在受力破坏时，不会出现因相互粘接不牢而导致的细丝分离现象；(3)本方法将ABS复合物颗粒的制备和丝材的制备过程分开，能够使纳米颗粒更好的熔入ABS之中，并进而因在后续丝材制备中再次混熔，可明显提高纳米颗粒的分散效果，两次挤出的温度设置也更适合材料特性，同时避免了将所有原料混入而一步制备丝材时会由于丝材尺寸限制等诸多条件的同步满足而可能会给设备提出的更高要求；(4)利用普通设备即可实现生产，工艺简单，操作方便，无须对材料及制品进行其它处理，对设备装置的依赖性很小。
附图说明
图1是使用普通PC/ABS共混材料进行丝材制备后三维打印的拉伸效果图；
图2是本发明制得的三维打印制品的拉伸效果图；
图3是本发明制得的三维打印制品的截面结构扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明所述的用于三维打印的PC/ABS复合物丝材及其制备方法，主要包括原料配比和成型加工条件两部分关键技术。设备方面，需要一台普通的挤出机和3D打印机，挤出机可以是单螺杆或双螺杆式的，3D打印机可以为普通的桌面式、工业级，使用的PC料熔体流动体积速率为6cm3/10min(573K,1.2kg,ISO1133)，ABS的熔体流动体积速率为3.2cm3/10min(473K,5.0kg,ASTM D-1238)，使用的原辅材料均为市售。
实施例1
首先，制造ABS复合料。对所有原料干燥后，按照下面的重量称取原料：ABS：40kg，ABS-g-MAH：5kg，纳米碳酸钙：0.5kg，液体石蜡：0.3kg。将这些原料在高速混合机中混合均匀后形成ABS混合料，再通过普通塑料挤出机制得ABS复合料，在挤出过程中熔体温度为180℃；
其次，制备PC/ABS丝材。称取原料PC：40kg，PMMA：1kg，SEBS：5kg，加入到ABS复合料中，混合均匀后通过普通塑料挤出机挤出，挤出时的熔体温度在220摄氏度，控制挤出的拉伸比在4：1，保证丝材的直径在3mm；这种方法将ABS复合料的制备和丝材的制备过程分开，能够使纳米颗粒更均匀的熔入ABS复合料之中，进而在后续丝材制备中再次混熔，可明显提高纳米颗粒的分散效果，两次挤出的温度设置也更适合各自材料的特性，避免了将所有原料一步混入拉制丝材会由于丝材尺寸等诸多条件的限制影响原料混合的效果，且一步混合拉制的方法也会给混合及拉制设备提出的更高的要求，而本方法所制造完成的丝材质量及材料特性对设备性能的依赖度明显降低；
之后，将上述丝材放入普通桌面式三维打印机中打印制品，其打印头的孔径为0.3mm，进料比设定为1.02；打印层厚度设定为0.15mm，打印速度控制在1800mm/s，熔体温度控制在230℃，打印床温度控制在80℃。
最后，对所制得的PC/ABS打印制品进行拉伸性能测试，测试结果见表1，从表1可知，本发明的PC/ABS三维打印制品的拉伸强度及断裂伸长率等力学性能相比普通PC/ABS配比的PC/ABS三维打印制品均有很大的提高。其拉伸后的制件如图2所示，从该图可见，所得的三维打印制件在拉伸后各细丝出现均匀的细颈，且细颈可以扩展到全部拉伸段，表明各细丝较好的被粘接，从而表现出较高的断裂伸长率。对其内部截面进行扫描电镜表征，其结果如图3所示，所得的三维打印制件截面上没有微孔的存在，表明材料内部孔隙率很低，各层之间的粘接牢固。
实施例2
首先，制造ABS复合料。对所有原料干燥后，按照下面的重量称取原料：ABS：50kg，ABS-g-MAH：8kg，纳米二氧化钛：5kg，液体石蜡：0.5kg。将这些原料在高速混合机中混合均匀后形成ABS混合料，再通过普通塑料挤出机制得ABS复合料，在挤出过程中熔体温度为210℃；
其次，制备PC/ABS丝材。称取原料PC：50kg，PET：10kg，E-MA-GMA：20kg，加入到ABS复合料中，混合均匀后通过普通塑料挤出机挤出，挤出时的熔体温度在260℃，控制挤出的拉伸比在6：1，保证丝材的直径在1.75mm；
之后，将上述丝材放入工业级三维打印机中打印制品，其打印头的孔径为0.4mm，进料比设定为1.08；打印层厚度设定为0.25mm，打印速度控制在2400mm/s，熔体温度控制在250℃，打印床温度控制在110℃。
最后，对所制得的PC/ABS打印制品进行拉伸性能测试，测试结果见表1。
实施例3
首先，制造ABS复合料。对所有原料干燥后，按照下面的重量称取原料：ABS：45kg，ABS-g-MAH：6kg，纳米二氧化硅：2kg，液体石蜡：0.4kg。将这些原料在高速混合机中混合均匀后形成ABS混合料，再通过普通塑料挤出机制得ABS复合料，在挤出过程中熔体温度为200℃；
其次，制备PC/ABS丝材。称取原料PC：45kg，PET：5kg，EMA：10kg，加入到ABS复合料中，混合均匀后通过普通塑料挤出机挤出，挤出时的熔体温度在250℃，控制挤出的拉伸比在5：1，保证丝材的直径在1.75mm；
之后，将上述丝材放入桌面级三维打印机中打印制品，其打印头的孔径为0.4mm，进料比设定为1.05；打印层厚度设定为0.2mm，打印速度控制在2100mm/s，熔体温度控制在240℃，打印床温度控制在100℃。
最后，对所制得的PC/ABS打印制品进行拉伸性能测试，测试结果见表1。
实施例4
首先，制造ABS复合料。对所有原料干燥后，按照下面的重量称取原料：ABS：45kg，ABS-g-MAH：6kg，纳米蒙脱土：2kg，液体石蜡：0.4kg。将这些原料在高速混合机中混合均匀后形成ABS混合料，再通过普通塑料挤出机制得ABS复合料，在挤出过程中熔体温度为200℃；
其次，制备PC/ABS丝材。称取原料PC：45kg，PBT：6kg，EMA：12kg，加入到ABS复合料中，混合均匀后通过普通塑料挤出机挤出，挤出时的熔体温度在250℃，控制挤出的拉伸比在5：1，保证丝材的直径在1.75mm；
之后，将上述丝材放入桌面级三维打印机中打印制品，其打印头的孔径为0.4mm，进料比设定为1.05；打印层厚度设定为0.2mm，打印速度控制在2100mm/s，熔体温度控制在240℃，打印床温度控制在100℃。
最后，对所制得的PC/ABS打印制品进行拉伸性能测试，测试结果见表1。
实施例5
首先，制造ABS复合料。对所有原料干燥后，按照下面的重量称取原料：ABS：42kg，ABS-g-MAH：5kg，纳米蒙脱土：1kg，液体石蜡：0.4kg。将这些原料在高速混合机中混合均匀后形成ABS混合料，再通过普通塑料挤出机制得ABS复合料，在挤出过程中熔体温度为190℃；
其次，制备PC/ABS丝材。称取原料PC：42kg，PMMA：4kg，EMA：16kg，加入到ABS复合料中，混合均匀后通过普通塑料挤出机挤出，挤出时的熔体温度在255℃，控制挤出的拉伸比在6：1，保证丝材的直径在1.75mm；
之后，将上述丝材放入桌面级三维打印机中打印制品，其打印头的孔径为0.4mm，进料比设定为1.08；打印层厚度设定为0.2mm，打印速度控制在2400mm/s，熔体温度控制在235℃，打印床温度控制在95℃。
最后，对所制得的PC/ABS打印制品进行拉伸性能测试，测试结果见表1。
表1几种制品的拉伸性能比较
Figure BDA0001867616750000061
为了对本发明的效果进行说明，另外列举了相应的PC/ABS按重量比1：1的常规注射制品和PC/ABS按重量比1：1的常规三维打印制品的力学性能作为对比例，比较结果列于表1。
对比例1中，PC/ABS按重量比1：1制备的常规三维打印制品的制备方法如下：对PC和ABS干燥后，各称取50KG，并加入高速混合机中干混2min，然后将混合物加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机熔融拉制丝材，熔体温度为250℃，所拉制丝材的直径为1.75mm；之后，将上述丝材放入桌面级三维打印机中打印制品，其打印头的孔径为0.4mm，进料比设定为1.08；打印层厚度设定为0.2mm，打印速度控制在2400mm/s，熔体温度控制在235℃，打印床温度控制在95℃。最后，对所制得的PC/ABS打印制品进行拉伸性能测试，测试结果见表1。
对比例2中，PC/ABS按重量比1：1的常规三维打印制品的制备方法如下：对所有原料干燥后，按照下面的重量称取原料：ABS：42kg，PC：42kg，ABS-g-MAH：5kg，纳米蒙脱土：1kg，PMMA：4kg，EMA：16kg，液体石蜡：0.4kg；将上述原料加入高速混合机中干混2min，然后将混合物加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机熔融拉制丝材，熔体温度为230～250℃，所拉制丝材的直径为1.75mm；之后，将上述丝材放入桌面级三维打印机中打印制品，其打印头的孔径为0.4mm，进料比设定为1.08；打印层厚度设定为0.2mm，打印速度控制在2400mm/s，熔体温度控制在235℃，打印床温度控制在95℃。最后，对所制得的PC/ABS打印制品进行拉伸性能测试，测试结果见表1。
通过表1的数据可以看出，本发明的PC/ABS三维打印制品的力学性能有很大的提高，因而这类制品具有强韧性优异的特点，从而具有优异的应用前景。

Claims (9)

1.一种用于三维打印的PC/ABS复合物丝材，其特征在于：制备该丝材的配方组分包括：按照重量份计，PC40～50份、ABS40～50份、增容剂5～8份、纳米颗粒0.5～5份、增强改性物料1～10份和增韧改性物料5～20份；所述丝材是先将ABS、增容剂以及纳米颗粒在高速混合机中混合均匀，再放入塑料挤出机中熔融造粒得到ABS复合物颗粒，最后与PC、增强改性物料和增韧改性物料混合均匀后，通过塑料挤出机在拉伸比为4～6∶1的条件下挤出所得到的；所述增强改性物料为PMMA、PBT、PET中的一种或几种；所述丝材应用于三维打印，达到打印制品强韧且各方向上力学性能均衡的目的。
2.根据权利要求1所述的PC/ABS复合物丝材，其特征在于：所述的PC料按照ISO1133标准方法测试所得的熔体流动体积速率为2～30cm3/10min，ABS按照ASTM D-1238标准方法测试所得的熔体流动体积速率为1～20cm3/10min；增容剂为ABS-g-MAH，增韧改性物料为SEBS、乙烯丙烯酸甲酯共聚物EMA、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物E-MA-GMA中的一种或几种，纳米颗粒为纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米蒙脱土中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的PC/ABS复合物丝材，其特征在于：所述的PC料按照ISO1133标准方法测试所得的熔体流动体积速率为5～7cm3/10min；ABS按照ASTM D-1238标准方法测试所得的熔体流动体积速率为2～4cm3/10min。
4.一种权利要求1所述的PC/ABS复合物丝材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)原料按照重量份计，PC40～50份、ABS40～50份、增容剂5～8份、纳米颗粒0.5～5份、增强改性物料1～10份和增韧改性物料5～20份，预先干燥后按比例称量备用；
(2)将ABS、增容剂以及纳米颗粒在高速混合机中混合均匀，形成ABS混合料；
(3)将ABS混合料放入塑料挤出机中熔融造粒得到ABS复合物颗粒；
(4)将ABS复合物颗粒与PC、增强改性物料和增韧改性物料混合均匀后，通过塑料挤出机挤出得到PC/ABS复合物丝材。
5.根据权利要求4所述的PC/ABS复合物丝材的制备方法，其特征在于：所述步骤2中加入了液体石蜡进行混合，液体石蜡的用量不超过所述的纳米颗粒的质量。
6.根据权利要求4所述的PC/ABS复合物丝材的制备方法，其特征在于：所述步骤3中塑料挤出机的熔体温度为180～210℃，熔体挤出后的冷却方法采用风冷方式。
7.根据权利要求4所述的PC/ABS复合物丝材的制备方法，其特征在于：所述步骤4中塑料挤出机的熔体温度为220～260℃；所述的拉伸比为牵引速率与挤出速率之比。
8.一种权利要求1所述的PC/ABS复合物 丝材在三维打印中的应用，其特征在于：包括以下步骤：
(101)将PC/ABS复合物丝材作为三维打印原料放入三维打印机中进行三维打印，输入待打印物品的数字模型文件，设置三维打印过程的工艺参数，包括：熔体温度设定为230～250℃，进料比设定为1.02～1.08，打印床温度为80～110℃，打印层厚度设定为0.15～0.25mm，打印速度设为1800～2400mm/s；
(102)启动三维打印机开始预热，打印床温度升高并达到设定值；
(103)三维打印机开始打印，按照设定的进料比进料，在打印头中以设定的熔体温度熔融PC/ABS复合物丝材，根据三维打印程序按照设定的打印速度和打印层厚度一层层的沉积打印材料，完成打印。
9.根据权利要求8所述的PC/ABS复合物 丝材在三维打印中的应用，其特征在于：所述三维打印机的打印头孔径为0.3～0.4mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111761815A (zh) * 2020-06-16 2020-10-13 华融普瑞(北京)科技有限公司 一种高密度pc材料fdm打印成型方法
JP7162942B1 (ja) 2022-01-05 2022-10-31 ジェイサイエンテック株式会社 積層造形用樹脂組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100549087C (zh) * 2005-06-13 2009-10-14 上海普利特复合材料有限公司 聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚树脂/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料
AU2007216496B2 (en) * 2006-02-14 2010-11-04 Arkema France Hybrid impact modifiers and method for preparing the same
CN101759978B (zh) * 2008-11-21 2012-10-17 上海普利特复合材料股份有限公司 一种阻燃高光泽pc/abs组合物
CN104387740B (zh) * 2014-11-28 2017-01-18 苏州银禧科技有限公司 高性能矿物填充pc/abs合金材料及其制备方法
CN107523001A (zh) * 2016-06-21 2017-12-29 四川鑫达企业集团有限公司 一种abs/pc 3d耗材专用料及其制备方法
CN108017872A (zh) * 2016-11-02 2018-05-11 四川鑫达企业集团有限公司 一种可用于增材制造的abs/pc合金改性材料

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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3D打印PC/ABS合金的性能;尹远，等;《工程塑料应用》;20180831;第48卷(第3期);第34-39页 *

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