CN114262512A - 一种用于康复器材的挤出式3d打印材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于康复器材的挤出式3D打印材料，涉及3D材料技术领域，针对现有的使用效果不好的问题，现提出如下方案，其包括以下重量份原料：TPU颗粒61.0%‑70.0%；PETG颗粒30%‑39%；自制色母0%‑4.5%；抗氧剂0%‑4.5%，本发明结构简单，使用方便，减少人工的制作，继而减少整个装置的人工投入，减少劳动强度，减少整个装置制作的成本和时间，降低成本，减少器材的体积，方便使用者的使用，易于打印，从而使得3D打印技术可以更好得用于矫正器和护具的应用中，使得矫正器、护具等康复器材可以良好的使用。
Description
技术领域
本发明涉及3D材料技术领域，尤其涉及一种用于康复器材的挤出式3D打印材料。
背景技术
传统的矫正器、护具等康复器材的制作工艺，是更偏向于手工制作的技术。首先需要制作者使用湿润的石膏绷带对患者需要矫治的部位进行包覆取型，待石膏绷带成型后得到一个腔体，将石膏浆灌入腔体内，得到与矫治部位尺寸形状相似的胚体，其次再精加工，使得石膏模型与待矫治部位近乎一致。制作者用热风使得PP、PE等板材部分软化从而附着在石膏模型表面，得到一个包覆良好的，可用于伤残者穿戴的矫正器、护具等康复器材。
这使得制作工艺流程较为复杂且制作周期较长，在制作石膏模型时会造成资源的浪费和对环境的污染，无形间增加了制作成本。传统工艺对于制作者的手艺和技术依赖性比较高，数字化程度不高。很难针对于伤残者待矫治部位进行数字化分析和运动仿真，所以康复器材的治疗效果大打折扣，增加了康复周期。同时康复器材体积偏大、重量偏高，使得伤残者难以行动。
发明内容
本发明提出的一种用于康复器材的挤出式3D打印材料，解决了使用效果不好的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于康复器材的挤出式3D打印材料，包括以下重量份原料：
TPU颗粒 61.0%-70.0%；
PETG颗粒 30%-39%；
自制色母 0%-4.5%；
抗氧剂 0%-4.5%；
优选的，所述TPU颗粒61.0%-65.0%，PETG颗粒35%-39%
优选的，所述TPU颗粒63.0%-65.0%，PETG颗粒30%-35%
一种用于康复器材的挤出式3D打印材料的生产工艺，包括以下步骤：
S1：将TPU粒子与PETG粒子按一定比例混合均匀；
S2：将步骤S1中的混合物与抗氧剂混合均匀；
S3：将步骤S2中的混合物投入到双螺杆挤出机中，加工挤出切粒；
S4：将步骤S3中制备出的粒子加热干燥；
S5：将步骤S4中制成的粒子与TPU颗粒和色母再次混合均匀；
S6：将步骤S5中的混合物投入到单螺杆挤出机中加工挤出；
S7：将步骤S6中制备出的线材加热干燥。
S8：将步骤S9中制备出的线材投入到FDM打印机中进行打印，
优选的，步骤S6中挤出的线材的线径保持在1.70mm~1.80mm或2.75mm~2.95mm，圆度＜0.05。
优选的，步骤S8中的打印条件为：打印温度为210~230℃；打印速度为40~80mm/s，底板温度为25~60℃。
优选的，步骤S4中的干燥温度为70℃~90℃。
优选的，步骤S7中的干燥温度为50℃~70℃。
优选的，步骤S3中挤出温度为200~220℃，螺杆转速100~140rpm。
优选的，步骤S6中挤出温度为180~200℃，螺杆转速为40~60rpm，冷却段使用40~60℃温水。
本发明的有益效果：
1：相比与传统工艺，重构了护具的制作过程，使得材料提供了一个很好的钢韧平衡，使得使用更加舒适的同时，易于打印，从而使得3D打印技术可以更好得用于矫正器和护具的应用中，使得矫正器、护具等康复器材可以良好的使用。
2：引入数字化的过程，减少人工的制作，继而减少整个装置的人工投入，减少劳动强度，减少整个装置制作的成本和时间，降低成本，减少器材的体积，方便使用者的使用。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于康复器材的挤出式3D打印材料的实施例2的金相图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例1：
一种用于康复器材的挤出式3D打印材料，包括以下重量份原料：TPU颗粒62.0%；PETG颗粒38%；自制色母0%；抗氧剂1%。
将上述将TPU粒子与PETG粒子按一定比例进行前期混合，然后再与抗氧剂混合均匀，混合均匀后将混合物投入到双螺杆挤出机中，加工挤出切粒，其中挤出温度为200℃，螺杆转速100rpm，挤出后，对粒子进行加热干燥，干燥温度为70℃，将干燥后的粒子与剩余的TPU颗粒再次混合均匀，混合完成后，将混合物投入到单螺杆挤出机中加工挤出，挤出温度为180℃，螺杆转速为40rpm，冷却段使用40℃温水，使得挤出的线径为1.70mm，圆度0.04，然后将制备出的线材加热干燥，干燥温度为50℃，然后进行将支撑的材料放入到打印机中，进行的打印，打印温度为210℃；打印速度为40mm/s，底板温度为25℃，得到必要的材料。
材料的刚度较硬，但是韧性较弱，可以增加支撑性能。
实施例2：
一种用于康复器材的挤出式3D打印材料，包括以下重量份原料：TPU颗粒67.4%；PETG颗粒 29.4%；自制色母2%；抗氧剂1.2%。
将上述将TPU粒子与PETG粒子按一定比例进行前期混合，然后再与抗氧剂混合均匀，混合均匀后将混合物投入到双螺杆挤出机中，加工挤出切粒，其中挤出温度为210℃，螺杆转速120rpm，挤出后，对粒子进行加热干燥，干燥温度为80℃，将干燥后的粒子与剩余的TPU颗粒再次混合均匀，混合完成后，将混合物投入到单螺杆挤出机中加工挤出，挤出温度为190℃，螺杆转速为50rpm，冷却段使用50℃温水，使得挤出的线径为1.75mm，圆度0.04，然后将制备出的线材加热干燥，干燥温度为60℃，然后进行将支撑的材料放入到打印机中，进行的打印，打印温度为210℃；打印速度为60mm/s，底板温度为40℃，得到必要的材料。
整体的综合性能较好，可以适应不同辅助工作。
实施例3：
一种用于康复器材的挤出式3D打印材料，包括以下重量份原料：TPU颗粒67%；PETG颗粒 30%；自制色母1%；抗氧剂2%。
将上述将TPU粒子与PETG粒子按一定比例进行前期混合，然后再与抗氧剂混合均匀，混合均匀后将混合物投入到双螺杆挤出机中，加工挤出切粒，其中挤出温度为220℃，螺杆转速140rpm，挤出后，对粒子进行加热干燥，干燥温度为90℃，将干燥后的粒子与剩余的TPU颗粒再次混合均匀，混合完成后，将混合物投入到单螺杆挤出机中加工挤出，挤出温度为200℃，螺杆转速为60rpm，冷却段使用60℃温水，使得挤出的线径为2.8mm，圆度0.048，然后将制备出的线材加热干燥，干燥温度为70℃，然后进行将支撑的材料放入到打印机中，进行的打印，打印温度为230℃；打印速度为80mm/s，底板温度为60℃，得到必要的材料。
整体韧性较好，可以进行柔软的支撑。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于康复器材的挤出式3D打印材料，其特征在于，包括以下重量份原料：
TPU颗粒 61.0%-70.0%；
PETG颗粒 30%-39%；
自制色母 0%-4.5%；
抗氧剂 0%-4.5%。
2.根据权利要求1所述的一种用于康复器材的挤出式3D打印材料，其特征在于，所述TPU颗粒61.0%-65.0%，PETG颗粒35%-39%。
3.根据权利要求1所述的一种用于康复器材的挤出式3D打印材料，其特征在于，所述TPU颗粒63.0%-65.0%，PETG颗粒30%-35%。
4.制造权利要求1所述的一种用于康复器材的挤出式3D打印材料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将TPU粒子与PETG粒子按一定比例混合均匀；
S2：将步骤S1中的混合物与抗氧剂混合均匀；
S3：将步骤S2中的混合物投入到双螺杆挤出机中，加工挤出切粒；
S4：将步骤S3中制备出的粒子加热干燥；
S5：将步骤S4中制成的粒子与TPU颗粒和色母再次混合均匀；
S6：将步骤S5中的混合物投入到单螺杆挤出机中加工挤出；
S7：将步骤S6中制备出的线材加热干燥；
S8：将步骤S7中制备出的线材投入到FDM打印机中进行打印。
5.根据权利要求4所述的一种用于康复器材的挤出式3D打印材料的生产工艺，其特征在于，步骤S6中挤出的线材的线径保持在1.70mm~1.80mm或2.75mm~2.95mm，圆度＜0.05。
6.根据权利要求4所述的一种用于康复器材的挤出式3D打印材料的生产工艺，其特征在于，步骤S8中的打印条件为：打印温度为210~230℃；打印速度为40~80mm/s，底板温度为25~60℃。
7.根据权利要求4所述的一种用于康复器材的挤出式3D打印材料的生产工艺，其特征在于，步骤S4中的干燥温度为70℃~90℃。
8.根据权利要求4所述的一种用于康复器材的挤出式3D打印材料的生产工艺，其特征在于，步骤S7中的干燥温度为50℃~70℃。
9.根据权利要求4所述的一种用于康复器材的挤出式3D打印材料，其特征在于，步骤S3中挤出温度为200~220℃，螺杆转速100~140rpm。
10.根据权利要求4所述的一种用于康复器材的挤出式3D打印材料，其特征在于，步骤S6中挤出温度为180~200℃，螺杆转速为40~60rpm，冷却段使用40~60℃温水。
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