CN110757803A - 一种3d打印模型抛光液 - Google Patents

Abstract

本发明属于3D打印模型抛光处理技术领域，具体为一种3D打印模型抛光液。该抛光液包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷70％‑90％，乙醇0.6％～20％，硅溶胶10％～40％，偶联剂0.2％～1％，渗透剂0.2％～1％，总质量百分含量为100％。该抛光液用于3D打印模型的抛光处理，其通过将模型浸入抛光液中，可与模型所有部分接触，抛光效果好；在三氯甲烷中添加乙醇，可起到稳定剂的作用，破坏三氯甲烷分解形成光气，降低了对人体和环境的不良影响较低，操作安全，有利于市场推广。

Description

一种3D打印模型抛光液

技术领域

本发明属于3D打印模型抛光处理技术领域，具体为一种3D打印模型抛光液。

技术背景

作为第三次工业革命的重要标志，3D打印技术正在从根本上革新传统制造业的生产方式。3D打印技术以数学模型文件为基础，使用运用粉末状金属或热塑性塑料等材料，通过逐层打印堆积的方式来构建物体的技术。

随着3D打印机的普及，越来越多的人接触到3D打印机，并能通过3D打印机制作出更加优美，实用的模型。

熔融层叠式3D打印机是将PLA或ABS等热塑性材料融化后，使用喷头逐层喷涂的方式，在工作平台上打印出物体的模型。受到3D打印成型原理的限制，3D打印模型在Z轴方向会形成层叠纹理，影响模型外观，对模型在工业和民用市场的应用受到一定的制约。现有技术对3D打印模型层叠纹理的处理方法有以下几种：

1)砂纸打磨：砂纸打磨时需要加一点水，且需要用不同细度的砂质进行打磨，而且打磨完后零件没有光泽。

2)丙酮抛光：主要是利用ABS溶于丙酮等特性对模型实现抛光，主要是用丙酮蒸汽熏蒸3D模型。但是丙酮有毒，易燃易爆，有刺激性。

3)PLA抛光液：将抛光液放入操作器皿，将模型用铁丝或绳子挂着模型底座后浸入，但不宜浸泡太久，且现有PLA抛光液都有毒性，需谨慎使用。

另外还有很多利用上灰、喷色这些步骤，但是由于3D打印模型一般结构比较复杂，所以处理起来耗时，而且对人员的要求高，效率低，严重影响了3D打印技术的推广应用。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述问题，提供一种3D打印模型抛光液。该抛光液用于3D打印模型的抛光处理，其通过将模型浸入抛光液中，模型各部位都与抛光液接触，相比其他抛光方式，本发明所述的抛光方法可与模型所有部分接触，抛光效果好；在三氯甲烷中添加乙醇，可起到稳定剂的作用，破坏三氯甲烷分解形成光气，降低了对人体和环境的不良影响较低，操作安全，有利于市场推广。

为了实现以上发明目的，本发明的技术方案为：

一种3D打印模型抛光液，其特征在于包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷70％-90％，乙醇0.6％～20％，硅溶胶10％～40％，偶联剂0.2％～1％，渗透剂0.2％～1％，总质量百分含量为100％。

作为优选，所述的偶联剂为硅氧烷类偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或几种的混合物。

作为优选，所述的渗透剂为渗透剂JFC、快速渗透剂T、渗透剂OE-35和超强渗透剂JFC-E中的任意一种或几种的混合物。

作为优选，以上所述3D打印模型抛光液的制备方法，包括以下步骤：

1)基液准备：按比例称取各原料，然后在15-30℃的条件下将三氯甲烷倒入乙醇中，混合均匀；

2)向步骤1)中的溶液中倒入硅溶胶，混合均匀；再依次加入偶联剂和渗透剂，混合均匀即得。

作为优选，以上所述3D打印模型抛光液的使用方法，包括以下步骤：

1)将15-30℃的3D打印模型抛光液放入3D打印模型中进行抛光，在3D打印模型中停留时间为10-30s；

2)将3D打印模型用温热风干燥，温度为30-80℃，时间为10-30s。

本申请中，三氯甲烷作为溶解热塑性材料；乙醇为稳定剂，避免三氯甲烷因见光而生成的光气。硅溶胶与其余几种原料配合，并利用其较高的比表面积与吸附性能，使三氯甲烷分子吸附在硅溶胶分子表面，提高三氯甲烷的分散程度，提升抛光液的性能；在该配方中，偶联剂可降低抛光液粘度，改善抛光液中各组分的分散度以提高抛光效果；渗透剂：降低液体表面张力，增加抛光液与抛光模型的接触面积。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(一)、本发明所述溶液用于3D打印模型的抛光处理，通过将模型浸入抛光液中，模型各部位都与抛光液接触，相比其他抛光方式，本发明所述的抛光方法可与模型所有部分接触，抛光效果好。

(二)、通过溶解、固化形式对模型进行抛光，消除模型表面层叠纹理后，可使得模型具有一定的光泽，质感较好。

(三)、在三氯甲烷中添加乙醇，可起到稳定剂的作用，破坏三氯甲烷分解形成光气，降低了对人体和环境的不良影响较低，操作安全，有利于市场推广。

(四)、本发明用于3D打印模型的抛光处理液制备方法简单，使用简便，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为采用本申请中记载的抛光液进行处理后的模型与未处理模型表面对比图，可以看出，经过本申请中记载的抛光液进行处理后的模型具有一定的光泽，质感较好。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加便于理解，下面将结合具体实施方式对本发明中所述的工艺做进一步的阐述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

本申请中所采用的％，如无特殊说明，均表示其质量百分含量，即wt％。

以下3D打印模型的测试方法：

1、工件外观

肉眼观察未抛光的3D打印模型表面，若模型表面平整、无凹陷凸起，，记为OK；否则记为NO。

2、工件表面光泽度

采用微型光泽仪A-4430(德国BYK公司)测试各抛光工件表面的光泽度。

3、抛光时间

用秒表记录3D打印模型在抛光液中的停留时间。

实施例1：

一种FDM式3D打印模型抛光液，其包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷70％，乙醇15％，硅溶胶14.6％，偶联剂硅氧烷类偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2％，渗透剂JFC 0.2％，总质量百分含量为100％。

以上所述3D打印模型抛光液的制备方法，包括以下步骤：

1)基液准备：按比例称取各原料，然后在室温下将三氯甲烷倒入乙醇中，混合均匀；

2)向步骤1)中的溶液中倒入硅溶胶，混合均匀；再依次加入偶联剂和渗透剂，混合均匀即得。

以上所述3D打印模型抛光液的使用方法，包括以下步骤：

1)在室温下，将3D打印模型抛光液放入3D打印模型中进行抛光，在3D打印模型中停留时间为15s；

2)将3D打印模型用温热风干燥，温度为50℃，时间为20s。

实施例2:

一种3D打印模型抛光液，其包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷72％，乙醇13％，硅溶胶14.4％，偶联剂N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷0.3％，渗透剂OE-35 0.3％，总质量百分含量为100％。

3D打印模型抛光液制备方法和使用方法同实施例1。

实施例3:

一种3D打印模型抛光液，其包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷70％，乙醇14.6％，硅溶胶15％，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2％，渗透剂JFC 0.2％，总质量百分含量为100％。

3D打印模型抛光液制备方法和使用方法同实施例1。

实施例4:

一种3D打印模型抛光液，其包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷70％，乙醇19.6％，硅溶胶10％，偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷按质量比1:1混合而成)0.2％，渗透剂JFC 0.2％，总质量百分含量为100％。

3D打印模型抛光液制备方法和使用方法同实施例1。

实施例5:

一种3D打印模型抛光液，其包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷74％，乙醇10％，硅溶胶15％，偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷按质量比1:1混合而成)0.5％，渗透剂(JFC与OE-35按质量比1:1混合而成)0.5％，总质量百分含量为100％。

3D打印模型抛光液制备方法和使用方法同实施例1。

实施例6:

一种3D打印模型抛光液，其包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷76％，乙醇5％，硅溶胶18.2％，偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷按质量比1:1混合而成)0.4％，渗透剂(JFC与OE-35按质量比1:1混合而成)0.4％，总质量百分含量为100％。

3D打印模型抛光液制备方法和使用方法同实施例1。

实施例7:

一种3D打印模型抛光液，其包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷80％，乙醇3％，硅溶胶16％，偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷按质量比1:1混合而成)0.5％，渗透剂(JFC与OE-35按质量比1:1混合而成)0.5％，总质量百分含量为100％。

3D打印模型抛光液制备方法和使用方法同实施例1。

实施例8:

一种3D打印模型抛光液，其包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷82％，乙醇6％，硅溶胶10.8％，偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷按质量比1:1混合而成)0.6％，渗透剂(JFC与OE-35按质量比1:1混合而成)0.6％，总质量百分含量为100％。

3D打印模型抛光液制备方法和使用方法同实施例1。

实施例9:

一种3D打印模型抛光液，其包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷86％，乙醇1.4％，硅溶胶11％，偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷按质量比1:1混合而成)0.8％，渗透剂(JFC与OE-35按质量比1:1混合而成)0.8％，总质量百分含量为100％。

3D打印模型抛光液制备方法和使用方法同实施例1。

实施例10:

一种3D打印模型抛光液，其包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷88％，乙醇0.8％，硅溶胶10.2％，偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷10中制备得到的抛光液用于3D打印模型抛光，抛光模型的测试方法见具体实施方式，结果如下：

表2

	外观	光泽度(gu)	抛光时间
				实施例一	OK	42	30
实施例二	OK	45	28
				实施例三	OK	39	30
实施例四	OK	41	30
				实施例五	OK	60	26
实施例六	OK	56	24
				实施例七	OK	54	20
实施例八	OK	57	18
				实施例九	OK	55	14
实施例十	OK	56	10

虽然本发明已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。

Claims (5)

1.一种3D打印模型抛光液，其特征在于包括以下质量百分含量的原料：三氯甲烷70％-90％，乙醇0.6％～20％，硅溶胶10％～40％，偶联剂0.2％～1％，渗透剂0.2％～1％，总质量百分含量为100％。

2.如权利要求1所述的3D打印模型抛光液，其特征在于：所述的偶联剂为硅氧烷类偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或几种的混合物。

3.如权利要求1所述的3D打印模型抛光液，其特征在于：所述的渗透剂为渗透剂JFC、快速渗透剂T、渗透剂OE-35和超强渗透剂JFC-E中的任意一种或几种的混合物。

4.如权利要求1至权利要求3中任意一项权利要求所述3D打印模型抛光液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)基液准备：按比例称取各原料，然后在15-30℃的条件下将三氯甲烷倒入乙醇中，混合均匀；

2)向步骤1)中的溶液中倒入硅溶胶，混合均匀；再依次加入偶联剂和渗透剂，混合均匀即得。

5.如权利要求1至权利要求3中任意一项权利要求所述3D打印模型抛光液的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将15-30℃的3D打印模型抛光液放入3D打印模型中进行抛光，在3D打印模型中停留时间为10-30s；

2)将3D打印模型用温热风干燥，温度为30-80℃，时间为10-30s。