CN111349265A - 一种3d打印用改性尼龙6及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D打印用改性尼龙6及其制备方法，将烘干后的尼龙6、络合剂和增强材料进行高混后造粒，挤出拉丝完成3D打印成型，最后进行后处理制得最终制品。扩展了尼龙6在3D打印材料中的应用。

Description

一种3D打印用改性尼龙6及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种3D打印用材料，尤其涉熔融沉积成型（FDM）3D打印用尼龙类材料及其制备方法。
背景技术
3D打印是一种新兴的加工技术，近年来发展迅速，除了在工业生产和民用领域外，同样也广泛应用于航空航天、军事、医疗等领域。3D打印技术是基于三维模型数据，通过材料逐层增加方式制造成型三维物体。目前熔融沉积成型(FDM)3D打印技术应用最为普及，FDM成型使用线状材料为原料，利用电加热方式将线材在喷头中加热至呈熔融状态。喷头做X-Y平面的扫描运动，将熔融的材料从喷头挤出涂覆在工作台上，冷却后形成制品的一层截面，一层成型后，喷头上移一层高度，进行下一层涂覆，这样逐层堆积打印形成三维实体。用于3D打印的材料通常需要具有较为突出的粘附性能，用以保证多层材料之间具有较强的粘结力，从而支撑产品的三维成型。研发新型3D打印材料基材是较为重要的一个环节。根据不同3D打印技术的机理，所选取的高分子材料的性能标准也不尽相同，一般除了需要材料具有较为优异的加工性能及可打印性能外，还需要材料具有一定的功能性，从而实现产品在各个领域的应用。就目前而言FDM可用的成熟的常规材料较少，组要有PLA、ABS等。PLA力学性能并不是特别理想，强度不高，较脆。而ABS经过FDM成型后制品应力大容易翘边变形，如何扩大FDM可用的高分子材料，成为兹待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种3D打印用改性尼龙6及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种3D打印用改性尼龙6及其制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1，将烘干后的尼龙6、络合剂和增强材料投入高速混合机进行初步共混；
步骤2，将步骤1得到的初步共混物用挤出机进行熔融共混并造粒；
步骤3，将步骤2得到共混颗粒经挤出机挤出成型得到3D打印用的线材；
步骤4，将步骤3得到的线材进行3D打印成型，并作必要修整与处理，得到3D打印制品；
步骤5，将步骤4中得到的3D打印制品浸入后处理液中处理，得到一种3D打印用改性尼龙6材料制得的最终制品。
优选的，所述步骤1中络合剂为CaCl2、FeCl2、ZnCl2和LiCl2的一种或其组合，添加量为尼龙6质量的1~8%；增强材料为碳纤维短纤，添加量为尼龙6质量的0.5~5%，长度在0.1~0.6mm。
优选的，所述步骤2中挤出机为双螺杆挤出机，挤出温度在150~250℃。
优选的，所述步骤3中挤出机为单螺杆挤出机。
优选的，所述步骤5中后处理液为H2O或NaOH水溶液，处理时长为1~24h。
上述优选技术方案的有益效果是：进行FDM成型时制品不易翘边，成型状况良好，经过后处理后，3D打印制品力学强度较高可以扩展其应用范围。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种3D打印用改性尼龙6及其制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1，将烘干后的尼龙6、络合剂CaCl2、FeCl2、ZnCl2和LiCl2的一种或其组合、长度为0.1~0.6mm的碳纤维投入高速混合机在室温下进行初步共混5min，转速2000r/min；络合剂用量为尼龙6质量的1~8%，碳纤维用量为尼龙6质量的0.5~5%。
步骤2，将步骤1得到的初步共混物用双螺杆挤出机进行熔融共混并造粒，机筒温度在150~250℃。
步骤3，将步骤2得到共混颗粒经单螺杆挤出机挤出成型得到3D打印用的线材。
步骤4，将步骤3得到的线材进行3D打印成型，并作必要修整与处理，得到3D打印制品。
步骤5，将步骤4中得到的3D打印制品浸入H2O或NaOH水溶液中处理1~24h，得到一种3D打印用改性尼龙6材料制得的最终制品。
实施例1
本发明实施例1公开了一种3D打印用改性尼龙6及其制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1，将烘干后的尼龙6、5%尼龙6质量的CaCl2、1%尼龙6质量的0.3~0.4mm长碳纤维投入高速混合机在室温下进行初步共混5min，转速2000r/min。
步骤2，将步骤1得到的初步共混物用双螺杆挤出机进行熔融共混并造粒，挤出机料口温度、塑化温度、熔融温度分别为170、230、245℃。
步骤3，将步骤2得到共混颗粒经单螺杆挤出机挤出成型得到3D打印用的线材；
步骤4，将步骤3得到的线材进行3D打印成型，并作必要修整与处理，得到3D打印制品；
步骤5，将步骤4中得到的3D打印制品浸入2%质量浓度的NaOH水溶液中处理3h，得到一种3D打印用改性尼龙6材料制得的最终制品。
打印过程出丝顺利，层与层间链接良好，制品成型质量良好。

Claims (5)

1.一种3D打印用改性尼龙6及其制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1，将烘干后的尼龙6、络合剂和增强材料投入高速混合机进行初步共混；
步骤2，将步骤1得到的初步共混物用挤出机进行熔融共混并造粒；
步骤3，将步骤2得到共混颗粒经挤出机挤出成型得到3D打印用的线材；
步骤4，将步骤3得到的线材进行3D打印成型，并作必要修整与处理，得到3D打印制品；
步骤5，将步骤4中得到的3D打印制品浸入后处理液中处理，得到一种3D打印用改性尼龙6材料制得的最终制品。
2.优选的，所述步骤1中络合剂为CaCl2、FeCl2、ZnCl2和LiCl2的一种或其组合，添加量为尼龙6质量的1~8%；增强材料为碳纤维短纤，添加量为尼龙6质量的0.5~5%，长度在0.1~0.6mm。
3.优选的，所述步骤2中挤出机为双螺杆挤出机，挤出温度在150~250℃。
4.优选的，所述步骤3中挤出机为单螺杆挤出机。
5.优选的，所述步骤5中后处理液为H2O或NaOH水溶液，处理时长为1~24h。
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WO2021208451A1 (zh) * 2020-04-14 2021-10-21 苏州聚复高分子材料有限公司 用于3d打印的材料及其制备方法

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