CN110698875A - 一种可被3d打印的玉石粉末混合物的制备方法 - Google Patents

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郑辉
潘力
刘敬肖
刘思雨
宋昕
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C27/00—Making jewellery or other personal adornments
    • A44C27/001—Materials for manufacturing jewellery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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Abstract

本发明公开了一种可被3D打印的玉石粉末混合物的制备方法，将玉石废料粉碎成碎块，挑选其中透明或半透明的玉石碎块粉碎成玉石粉末，并对上述玉石粉末进行除杂，研磨、干燥、过筛、达到10微米以下，易于混合光敏树脂，取玉石粉末与光敏树脂四种配比混合，将10ml光敏树脂分别加入0.5g；0.8g；1g；1.3g的玉石粉末中混合，得到四种比例的玉石粉末混合物；取出固化后的混合物与玉石块进行比对，根据透明度、光泽度、流动性以及遮光率等要求，将合适的比例应用于3D打印。本发明对玉石饰品的应用提供了发展空间，并使资源材质得到充分利用。

Description

一种可被3D打印的玉石粉末混合物的制备方法
技术领域
本发明涉及饰品材料领域，具体涉及一种可被3D打印的玉石粉末混合物的制备方法。
背景技术
目前，人们普遍对被切削、打磨掉的部分玉石余料置若罔闻。这些被剥离的剩余材料在切割、加工过程中成为被忽略和丢弃的对象。对于玉器加工来讲，这种现象是极其普遍的，并且对生态环境是有害的。但岫岩玉作为不可再生资源，其产量呈逐年递减趋势，余料及废料的回收再利用是资源节约也是对产区环境的保护。
3D打印技术的加入，为传统减材制造方法提供了加工的新形式，以增材制造的技术手段，现有3D打印技术其耗材有金属，树脂、塑料、陶瓷等，还没有使用玉石粉末作为耗材，其难点是没有办法凝结。
发明内容
本发明提供一种可被3D打印的玉石粉末混合物的制备方法，对玉石饰品的应用提供了发展空间，并使资源材质得到充分利用。
本发明所采用的技术方案是一种玉石粉末混合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将玉石废料碎成块状，挑选其中透明或半透明的玉石碎块；
(2)、将挑选出来的玉石碎块进行粉碎处理，粉碎成玉石粉末；
(3)、对步骤(2)中粉碎的玉石粉末中含铁杂质进行吸附，采用磁性物质对过滤后的玉石粉末进行除杂，
(4)、将除杂后的玉石粉末置入研磨机内进行加水研磨，研磨时间为3小时以上；
(5)、研磨后采用真空干燥箱对玉石粉末与水的混合液体进行干燥处理，干燥温度预设为90度，干燥时间为2小时以上，得到了除杂后干燥的玉石粉末；
(6)、对步骤(5)中干燥后产生轻微结块的玉石粉末再次研磨，研磨后过筛200目，筛选20分钟；
(7)、取玉石粉末与光敏树脂混合，混合比例为0.05g-0.13g/ml；
(8)、将步骤(7)中搅拌均匀的混合物进行紫外线照射，混合物固化后，取出固化后的混合物与玉石块进行比对，确定最终配比；
所述的步骤(2)中玉石粉碎为间歇性粉碎，粉碎20秒暂停2-3分钟。
一种3D打印材料，采用权利要求1所述的玉石粉末混合物。
本发明的有益效果是：我们对玉石余料进行再加工就可以达到废物资源回收再利用的目的。这种增材制造的加工手段突破了传统的加工局限，在首饰的一些细节处理上相对于人工制造更有优势。就目前市场上所流行的打印手段来讲，将玉石粉末与光敏树脂相结合的SLA光固化3D打印制造技术是可行的，因为其加工过程中温度较低，所以不会使再加工过程中改变材质的固有属性，并且能保持玉石原有的颜色。利用光敏树脂这种可被打印的液体材料将玉石粉末进行包裹，实现到打印功能及效果。光敏树脂与玉石粉末的混合可使材料的光泽度、透明度等得到明显的提高；另一方面混合后的材料可以减轻玉石材质本身重量，该材质制成首饰突破了玉饰体积上的重量约束。
具体实施方式
现对本发明做进一步的说明，本发明属于饰品材料领域，涉及一种玉石粉碎混合物的制备方法。具体步骤如下：
(1)、将玉石废料碎成块状，挑选其中透明或半透明的玉石碎块；
(2)、将挑选出来的玉石碎块进行粉碎处理，应用矿物粉碎机进行初步粉碎，分四次间歇性粉碎，(粉碎20秒暂停2到3分钟)，粉碎成玉石粉末；先对筛选过后的部分粉末直接混合光敏树脂，目的是：用作除杂前后的对比。
(3)、对步骤(2)中粉碎的玉石粉末中含铁杂质进行吸附，铁杂质的产生一部分是由于玉石自带的杂质，另一部分是由于加工过程中加工器械的磨损产生的。运用物理方法对过滤后的粉末进行进一步的除杂，除杂的过程首是先将玉粉末与水进行混合(搅拌10分钟)，再利用磁铁吸附粉末中的铁成分(吸附10分钟)，分离出金属杂质。
(4)、将除杂后的玉石粉末置入研磨机(球磨机)内进行加纯净水研磨，研磨时间为3小时以上；
(5)、研磨后采用真空干燥箱对玉石粉末与水的混合液体进行干燥处理，干燥温度预设为90度，干燥时间为2小时以上，得到了除杂后干燥的玉石粉末；
(6)、对步骤(5)中干燥后产生轻微结块的玉石粉末应用高精度研磨机进行多次研磨，对干燥后产生轻微结块的粉末进行研磨(研磨15分钟)，研磨后过筛200目(筛选20分钟)。
(7)、取玉石粉末与光敏树脂按照不同比例进行配比实验，四种样品比例如下：
样品1：10ml透明树脂+0.5g粉末；
样品2：10ml透明树脂+0.8g粉末；
样品3：10ml透明树脂+1.0g粉末；
样品4：10ml透明树脂+1.3g粉末；
分别在4个烧杯中倒入10ml的光敏树脂，再将粉末以0.5g、0.8g、1.0g、1.3g掺入其中并在搅拌后(搅拌10分钟)以肉眼观察其混合状态。将搅拌均匀的混合物放到氙灯下进行紫外线照射，约10分钟左右样品固化，取出样品进行再次对比。
经过实验得到4个不同混合比例的样品，在配比过程中可以发现，掺入0.5g粉末与掺入0.8g粉末的树脂流动性较好，掺入1.0g粉末时流动性适中，掺入1.3g树脂时混合状态较粘稠。4个样品固化之前与未经除杂处理的混合物比较可以发现，除杂可以提高其透明度并可以降低灰度。对固化样品进行观察可以发现，4个混合样品中，样品1较接近于透明光敏树脂本身质感，颜色偏黄；样品2颜色较淡，偏白；样品3与样品4差别细微，样品4较样品3透明度有所降低，二者较样品2偏绿，更接近岫岩玉本身颜色。经过实验与反复对比可以发现，样品3流动性较好且更接近岫岩玉状态，将样品3按比例配比置入光固化3D打印机的树脂液池，进行打印测试，测试模型为3mm×3mm×2mm方块，打印时间为2小时49分钟。经过打印测试可以打印出实物，实物颜色呈半透明灰绿色。试验结果参考表1；3D打印过程中可以将金属或共它物体打印其中或饰品表面。
表1样品混合状况表
Figure BDA0002220431490000031

Claims (3)

1.一种玉石粉末混合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、将玉石废料碎成块状，挑选其中透明或半透明的玉石碎块；
(2)、将挑选出来的玉石碎块进行粉碎处理，粉碎成玉石粉末；
(3)、对步骤(2)中粉碎的玉石粉末中含铁杂质进行吸附，采用磁性物质对过滤后的玉石粉末进行除杂，
(4)、将除杂后的玉石粉末置入研磨机内进行加水研磨，研磨时间为3小时以上；
(5)、研磨后采用真空干燥箱对玉石粉末与水的混合液体进行干燥处理，干燥温度预设为90度，干燥时间为2小时以上，得到了除杂后干燥的玉石粉末；
(6)、对步骤(5)中干燥后产生轻微结块的玉石粉末再次研磨，研磨后过筛200目，筛选20分钟；
(7)、取玉石粉末与光敏树脂混合，混合比例为0.05g-0.13g/ml；
(8)、将步骤(7)中搅拌均匀的混合物进行紫外线照射，混合物固化后，取出固化后的混合物与玉石块进行比对，确定最终配比。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中玉石粉碎为间歇性粉碎，粉碎20秒暂停2-3分钟。
3.一种3D打印材料，其特征在于：采用权利要求1所述的玉石粉末混合物。
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