CN109774147A - 一种再利用3d打印材料制备方法及其设备 - Google Patents

Abstract

一种再利用3D打印材料制备方法及其设备，包括以下步骤：S1：将收集好的废弃硬质塑料和3D打印废料经过塑料破碎机破碎形成原料，将破碎后的原料放入处理装置中进行清洗，并在30‑40℃的环境下进行烘干；S2：将S1中烘干后的原料和改性混合剂在处理装置中混合搅拌均匀，搅拌均匀后将混合后的原料取出至加热装置内加热到160‑200℃，搅拌溶解1‑2h后得到固体原料；S3：将S2中得到的固体原料放入塑料粉碎机中粉碎，再加入快速凝固剂混合均匀，将混合后的塑料粉末加入螺杆挤压成型机中在温度为100‑120℃，转速为90‑100r/min下，经挤压造粒，制得再利用3D打印材料，通过该方法将废弃的硬质塑料和3D打印废料重新重复利用，大大节约了材料的浪费，降低了成本。

Description

一种再利用3D打印材料制备方法及其设备

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种再利用3D打印材料制备方法及其设备。

背景技术

3D打印又被称作“快速成型技术”，它通过一层一层铺叠打印材料方式来 实现三维物体的制造。3D打印技术源自于100多年前的照相雕塑和地貌成型 技术，上世纪80年代形成雏形，随着近30年的发展，3D打印技术突飞猛进。 目前主流3D打印技术主要有熔融沉积快速成型，光固化成型、粉末粘结成 型等几种。随着3D打印技术的不断进步和成熟，它在航空航天、生物医药、 建筑等领域的应用逐步拓宽，其方便快捷、能够提高材料利用率等优势不断 显现，与传统制造的结合也更加紧密，不断推动传统制造业的转型升级。

现阶段制约3D打印技术发展的因素主要有两个：打印材料和设备。3D 打印技术本身并不复杂，但可用的耗材是个难点。普通打印机的耗材是墨水和纸张，但3D打印机的耗材主要是胶水和高分子材料，而且必须经过特殊处理，对材料的固化反应速度等也要求很高，不同的3D打印技术也对成型 材料有不同的要求。现代的3D打印技术多使用ABS树脂、人造橡胶、塑料、 沙子、铸蜡和聚酯热塑性塑料等，这些材料多为粉末或者粘稠的液体，从价格上看，便宜的几百块1kg，最贵的1kg甚至达到4万元左右，所以当前3D 打印材料的成本是制约3D打印技术进一步发展的一大因素，而且现阶段废弃硬质塑料的使用较多，且塑料难以被分解腐蚀，处理麻烦，用废弃硬质塑料来制作3D打印耗材即解决了废弃塑料也降低了3D打印耗材的成本。

发明内容

本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种再利用3D打印材料制备方法及其设备，利用该方法制备3D打印耗材大大减少了制造成本，将废弃硬质塑料和3D打印废料再利用，保护了环境。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种再利用3D打印材料制备方法，包括以下步骤：S1：将收集好的废弃硬质塑料和3D打印废料经过塑料破碎机破碎形成原料，将破碎后的原料放入处理装置中进行清洗，并在30-40℃的环境下进行烘干；S2：将S1中烘干后的原料和改性混合剂在处理装置中混合搅拌均匀，搅拌均匀后将混合后的原料取出至加热装置内加热到160-200℃，搅拌溶解1-2h后得到固体原料；S3：将S2中得到的固体原料放入塑料粉碎机中粉碎，再加入快速凝固剂混合均匀，将混合后的塑料粉末加入螺杆挤压成型机中在温度为100-120℃，转速为90-100r/min下，经挤压造粒，制得再利用3D打印材料。

为了进一步完善，所述再利用3D打印材料以重量份为单位，包括以下原料：废弃硬质塑料:3D打印废料:改性混合剂:快速凝固剂=3-5:2-4:1-2:1-2，采用合适配比的原料，使得废弃塑料的流动性、刚性增强，使得废气塑料的凝固速度加快。

进一步完善，所述改性混合剂以重量份为单位，包括以下原料：滑石粉:云母粉:金属纤维=2-4:2-4:1-2。

进一步完善，所述快速凝固剂为有机成核剂，节约成本保护环境。

进一步完善，所述处理装置包括底座板，所述底座板上端右侧密封连接有套筒，套筒右端底部设有进水管，进水管尾端外侧设有第一控制阀，所述套筒内侧中心位置设有转动连接在底座板上端的第一旋转轴，第一旋转轴下端穿过底座板传动连接有第一电机，第一电机固定连接在底座板下端，所述第一旋转轴中端外侧转动连接有轴承，轴承外侧固定连接有安装环，安装环外侧设有若干个固定连接在套筒内壁的支撑杆，所述第一旋转轴上端外侧固定连接有位于套筒内的旋转盘，旋转盘上端设有滑动连接在第一旋转轴外侧的浮力板，所述套筒左端外侧设有密封连接在底座板上端的连接筒，所述套筒左端上侧开有流出口，所述连接筒中端内侧设有密封连接在底座板上端的分隔板，所述分隔板、连接筒、底座板和套筒形成除水腔，所述除水腔内部固定连接有位于流出口下端的过滤板，过滤板左端设有开在分隔板上端的出料口，所述连接筒上端密封连接有盖板，所述过滤板内侧开有若干个过滤孔，所述过滤板上端设有扫料杆，扫料杆左端后侧和右端前侧固定连接有导向部，所述除水腔内侧中端设有电加热管，电加热管的前后两端固定连接在所述连接筒前后两壁内侧，所述电加热管外侧设有防水耐热层，所述除水腔底部设有导向块，所述除水腔底部后端设有位于连接筒后壁的泄水管，泄水管尾端设有第二控制阀，所述扫料杆上端中心位置固定连接有旋转轴的一端，所述旋转轴的另一端穿过盖板传动连接有第二电机，所述第二电机固定连接在盖板上端，所述分隔板左端设有位于底座板上端左侧的搅拌筒，搅拌筒右端上侧开有与出料口连接的安装口，所述出料口和安装口内设有与过滤板平齐的第一滑板，所述搅拌筒内侧中心位置转动连接有第二旋转轴，第二旋转轴下端传动连接有位于底座板下端的第三电机，所述第二旋转轴外侧转动连接有搅拌部，搅拌部内设有储蓄槽，储蓄槽左右两端内侧设有卸料管，卸料管下端外侧设有第三控制阀，所述第二旋转轴上端左右两侧设有搅拌杆，搅拌杆下端固定连接有位于储蓄槽内的枝杆，枝杆下端固定连接有位于卸料管上端清扫部，所述搅拌筒内设有位于卸料管下端的导向板，所述导向板左端设有开在搅拌筒和连接筒内的输出口，输出口左端设有安装在连接筒外侧的第二滑板，设有除水腔和搅拌筒，所述搅拌筒和连接筒左端上侧设有加料管，加料管左端设有加料漏斗，设有旋转盘和浮力板，使得废气塑料可以完全被清洗干净，设有除水腔和搅拌筒，使得清洗后的废气塑料可以被烘干，烘干后的塑料可以和其他添加物均匀混合。

进一步完善，所述旋转盘上端开有若干个通孔，所述旋转盘上端和浮力板下端密布有刷毛，所述底座板下端固定连接有位于第一电机和第三电机外侧的保护罩，保护罩下端转动连接有若干个万向轮，使得该处理装置移动快速方便。

进一步完善，所述浮力板上端设有抓取部，第一滑板和第二滑板前后两侧固定连接有防落板，防止塑料片从第一滑板和第二滑板后脱出。

进一步完善，所述过滤板上端设有若干个凸起部，防止破碎后的塑料片堵住过滤孔。

进一步完善，所述导向块从前往后逐渐降低设置，使得除水腔内的水分可以被完全除去。

本发明有益的效果是：本发明利用废气硬质速和3D打印废材制备3D打印耗材大大减少了制造成本，设有旋转盘和浮力板，使得废气塑料可以完全被清洗干净，设有除水腔和搅拌筒，使得清洗后的废气塑料可以被烘干，烘干后的塑料可以和其他添加物均匀混合，将废弃硬质塑料和3D打印废料再利用，保护了环境。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图；

图2为图1在F-F方向上的视图；

图3为图1中A部分的放大图；

图4为图1中B部分的放大图；

图5为图1中C部分的放大图；

图6为图1中D部分的放大图；

图7为图1中E部分的放大图；

图8为导向块的侧视图。

附图标记说明：1、底座板，2、套筒，3、进水管，4、第一控制阀，5、第一旋转轴，6、第一电机，7、轴承，8、安装环，9、支撑杆，10、旋转盘，11、浮力板，12、连接筒，13、流水口，14、分隔板，15、除水腔，16、过滤板，17、出料口，18、盖板，19、过滤孔，20、扫料杆，21、导向部，22、电加热管，23、防水耐热层，24、导向块，25、泄水管，26、第二控制阀，27、旋转轴，28、第二电机，29、搅拌筒，30、安装口，31、第一滑板，32、第二旋转轴，33、第三电机，34、搅拌部，35、储蓄槽，36、卸料管，37、第三控制阀，38、搅拌杆，39、枝杆，40、清扫部，41、导向板，42、输出口，43、第二滑板，44、通孔，45、刷毛，46、保护罩，47、万向轮，48、抓取部，49、凸起部，50、加料管，51、加料漏斗。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照附图1-8：本实施例中一种再利用3D打印材料制备方法，包括以下步骤：S1：将收集好的废弃硬质塑料和3D打印废料经过塑料破碎机破碎形成原料，将破碎后的原料放入处理装置中进行清洗，并在30-40℃的环境下进行烘干；S2：将S1中烘干后的原料和改性混合剂在处理装置中混合搅拌均匀，搅拌均匀后将混合后的原料取出至加热装置内加热到160-200℃，搅拌溶解1-2h后得到固体原料；S3：将S2中得到的固体原料放入塑料粉碎机中粉碎，再加入快速凝固剂混合均匀，将混合后的塑料粉末加入螺杆挤压成型机中在温度为100-120℃，转速为90-100r/min下，经挤压造粒，制得再利用3D打印材料，所述再利用3D打印材料以重量份为单位，包括以下原料：废弃硬质塑料:3D打印废料:改性混合剂:快速凝固剂=3-5:2-4:1-2:1-2，所述改性混合剂以重量份为单位，包括以下原料：滑石粉:云母粉:金属纤维=2-4:2-4:1-2，所述快速凝固剂为有机成核剂。

所述处理装置包括底座板1，所述底座板1上端右侧密封连接有套筒2，套筒2右端底部设有进水管3，进水管3尾端外侧设有第一控制阀4，所述套筒2内侧中心位置设有转动连接在底座板1上端的第一旋转轴5，第一旋转轴5下端穿过底座板1传动连接有第一电机6，第一电机6固定连接在底座板1下端，所述第一旋转轴5中端外侧转动连接有轴承7，轴承7外侧固定连接有安装环8，安装环8外侧设有若干个固定连接在套筒2内壁的支撑杆9，所述第一旋转轴5上端外侧固定连接有位于套筒2内的旋转盘10，旋转盘10上端设有滑动连接在第一旋转轴5外侧的浮力板11，所述套筒2左端外侧设有密封连接在底座板1上端的连接筒12，所述套筒2左端上侧开有流出口13，所述连接筒12中端内侧设有密封连接在底座板1上端的分隔板14，所述分隔板14、连接筒12、底座板1和套筒2形成除水腔15，所述除水腔15内部固定连接有位于流出口13下端的过滤板16，过滤板16左端设有开在分隔板14上端的出料口17，所述连接筒12上端密封连接有盖板18，所述过滤板16内侧开有若干个过滤孔19，所述过滤板16上端设有扫料杆20，扫料杆20左端后侧和右端前侧固定连接有导向部21，所述除水腔15内侧中端设有电加热管22，电加热管22的前后两端固定连接在所述连接筒12前后两壁内侧，所述电加热管22外侧设有防水耐热层23，所述除水腔15底部设有导向块24，所述除水腔15底部后端设有位于连接筒12后壁的泄水管25，泄水管25尾端设有第二控制阀26，所述扫料杆20上端中心位置固定连接有旋转轴27的一端，所述旋转轴27的另一端穿过盖板18传动连接有第二电机28，所述第二电机28固定连接在盖板18上端，所述分隔板14左端设有位于底座板1上端左侧的搅拌筒29，搅拌筒29右端上侧开有与出料口17连接的安装口30，所述出料口17和安装口30内设有与过滤板16平齐的第一滑板31，所述搅拌筒29内侧中心位置转动连接有第二旋转轴32，第二旋转轴32下端传动连接有位于底座板1下端的第三电机33，所述第二旋转轴32外侧转动连接有搅拌部34，搅拌部34内设有储蓄槽35，储蓄槽35左右两端内侧设有卸料管36，卸料管36下端外侧设有第三控制阀37，所述第二旋转轴32上端左右两侧设有搅拌杆38，搅拌杆38下端固定连接有位于储蓄槽35内的枝杆39，枝杆39下端固定连接有位于卸料管36上端清扫部40，所述搅拌筒29内设有位于卸料管36下端的导向板41，所述导向板41左端设有开在搅拌筒29和连接筒12内的输出口42，输出口42左端设有安装在连接筒12外侧的第二滑板43，所述搅拌筒29和连接筒12左端上侧设有加料管50，加料管50左端设有加料漏斗51，所述旋转盘10上端开有若干个通孔44，所述旋转盘10上端和浮力板11下端密布有刷毛45，所述底座板1下端固定连接有位于第一电机6和第三电机33外侧的保护罩46，保护罩46下端转动连接有若干个万向轮47，所述浮力板11上端设有抓取部48，第一滑板31和第二滑板43前后两侧固定连接有防落板48，所述过滤板16上端设有若干个凸起部49，所述导向块24从前往后逐渐降低设置。

本发明利用废气硬质速和3D打印废材制备3D打印耗材大大减少了制造成本，设有旋转盘和浮力板，使得废气塑料可以完全被清洗干净，设有除水腔和搅拌筒，使得清洗后的废气塑料可以被烘干，烘干后的塑料可以和其他添加物均匀混合，将废弃硬质塑料和3D打印废料再利用，保护了环境。

所述处理装置在使用时，将破碎后的塑料放入套筒2内的旋转盘10上端，再将浮力板11套在第一旋转轴5外侧，使浮力板11位于待清洗塑料上端，通过进水管3将清洗水加入套筒2内，使得清洗水漫过旋转盘10上端，使得破碎后的塑料漂浮在旋转盘10和浮力板11之间，通过第一电机6带动旋转盘10转动清洗塑料，清洗一端时间后再向进水管3内加水，将浮力板11拿出，使得漂浮的塑料从流水口13内流入除水腔15中，通过过滤板16过滤，在通过电加热管22加热烘干，烘干后的塑料在扫料杆20的作用下从出料口17和安装口30中流入到储蓄槽35内，通过加料管50和加料漏斗51添加其他原料，再通过枝杆39搅拌完全后通过卸料管36落到导向板41上，最后从输出口42滑出。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (9)

1.一种再利用3D打印材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将收集好的废弃硬质塑料和3D打印废料经过塑料破碎机破碎形成原料，将破碎后的原料放入处理装置中进行清洗，并在30-40℃的环境下进行烘干；S2：将S1中烘干后的原料和改性混合剂在处理装置中混合搅拌均匀，搅拌均匀后将混合后的原料取出至加热装置内加热到160-200℃，搅拌溶解1-2h后得到固体原料；S3：将S2中得到的固体原料放入塑料粉碎机中粉碎，再加入快速凝固剂混合均匀，将混合后的塑料粉末加入螺杆挤压成型机中在温度为100-120℃，转速为90-100r/min下，经挤压造粒，制得再利用3D打印材料。

2.根据权利要求1所述的一种再利用3D打印材料制备方法，其特征是：所述再利用3D打印材料以重量份为单位，包括以下原料：废弃硬质塑料:3D打印废料:改性混合剂:快速凝固剂=3-5:2-4:1-2:1-2。

3.根据权利要求1所述的一种再利用3D打印材料制备方法，其特征是：所述改性混合剂以重量份为单位，包括以下原料：滑石粉:云母粉:金属纤维=2-4:2-4:1-2。

4.根据权利要求1所述的一种再利用3D打印材料制备方法，其特征是：所述快速凝固剂为有机成核剂。

5.根据权利要求1所述的一种再利用3D打印材料制备方法，其特征是：所述处理装置包括底座板（1），所述底座板（1）上端右侧密封连接有套筒（2），套筒（2）右端底部设有进水管（3），进水管（3）尾端外侧设有第一控制阀（4），所述套筒（2）内侧中心位置设有转动连接在底座板（1）上端的第一旋转轴（5），第一旋转轴（5）下端穿过底座板（1）传动连接有第一电机（6），第一电机（6）固定连接在底座板（1）下端，所述第一旋转轴（5）中端外侧转动连接有轴承（7），轴承（7）外侧固定连接有安装环（8），安装环（8）外侧设有若干个固定连接在套筒（2）内壁的支撑杆（9），所述第一旋转轴（5）上端外侧固定连接有位于套筒（2）内的旋转盘（10），旋转盘（10）上端设有滑动连接在第一旋转轴（5）外侧的浮力板（11），所述套筒（2）左端外侧设有密封连接在底座板（1）上端的连接筒（12），所述套筒（2）左端上侧开有流出口（13），所述连接筒（12）中端内侧设有密封连接在底座板（1）上端的分隔板（14），所述分隔板（14）、连接筒（12）、底座板（1）和套筒（2）形成除水腔（15），所述除水腔（15）内部固定连接有位于流出口（13）下端的过滤板（16），过滤板（16）左端设有开在分隔板（14）上端的出料口（17），所述连接筒（12）上端密封连接有盖板（18），所述过滤板（16）内侧开有若干个过滤孔（19），所述过滤板（16）上端设有扫料杆（20），扫料杆（20）左端后侧和右端前侧固定连接有导向部（21），所述除水腔（15）内侧中端设有电加热管（22），电加热管（22）的前后两端固定连接在所述连接筒（12）前后两壁内侧，所述电加热管（22）外侧设有防水耐热层（23），所述除水腔（15）底部设有导向块（24），所述除水腔（15）底部后端设有位于连接筒（12）后壁的泄水管（25），泄水管（25）尾端设有第二控制阀（26），所述扫料杆（20）上端中心位置固定连接有旋转轴（27）的一端，所述旋转轴（27）的另一端穿过盖板（18）传动连接有第二电机（28），所述第二电机（28）固定连接在盖板（18）上端，所述分隔板（14）左端设有位于底座板（1）上端左侧的搅拌筒（29），搅拌筒（29）右端上侧开有与出料口（17）连接的安装口（30），所述出料口（17）和安装口（30）内设有与过滤板（16）平齐的第一滑板（31），所述搅拌筒（29）内侧中心位置转动连接有第二旋转轴（32），第二旋转轴（32）下端传动连接有位于底座板（1）下端的第三电机（33），所述第二旋转轴（32）外侧转动连接有搅拌部（34），搅拌部（34）内设有储蓄槽（35），储蓄槽（35）左右两端内侧设有卸料管（36），卸料管（36）下端外侧设有第三控制阀（37），所述第二旋转轴（32）上端左右两侧设有搅拌杆（38），搅拌杆（38）下端固定连接有位于储蓄槽（35）内的枝杆（39），枝杆（39）下端固定连接有位于卸料管（36）上端清扫部（40），所述搅拌筒（29）内设有位于卸料管（36）下端的导向板（41），所述导向板（41）左端设有开在搅拌筒（29）和连接筒（12）内的输出口（42），输出口（42）左端设有安装在连接筒（12）外侧的第二滑板（43），所述搅拌筒（29）和连接筒（12）左端上侧设有加料管（50），加料管（50）左端设有加料漏斗（51）。

6.根据权利要求5所述的一种再利用3D打印材料制备方法，其特征是：所述旋转盘（10）上端开有若干个通孔（44），所述旋转盘（10）上端和浮力板（11）下端密布有刷毛（45），所述底座板（1）下端固定连接有位于第一电机（6）和第三电机（33）外侧的保护罩（46），保护罩（46）下端转动连接有若干个万向轮（47）。

7.根据权利要求5所述的一种再利用3D打印材料制备方法，其特征是：所述浮力板（11）上端设有抓取部（48），第一滑板（31）和第二滑板（43）前后两侧固定连接有防落板（48）。

8.根据权利要求5所述的一种再利用3D打印材料制备方法，其特征是：所述过滤板（16）上端设有若干个凸起部（49）。

9.根据权利要求5所述的一种再利用3D打印材料制备方法，其特征是：所述导向块（24）从前往后逐渐降低设置。