CN204986366U - 3d打印材料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种3D打印材料，包括打印线；打印线内设置有两端开口的中空腔体。在3D打印机打印的过程中，由于打印线内部中空，很容易将打印线熔融，从而可以缩短加热流道且降低打印头温度，尽可能降低打印线被氧化的可能性。另外，由于打印线内部中空，当打印线经过打印头被打印到打印平台后，打印线该端呈密封状态，这样，在打印线的另一端通入气体，即可通过气体的推力，使得层间结合的更加紧密，减少了层间缺陷，提高了打印制品强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种3D打印材料。
背景技术
3D打印工艺，即快速成型技术的一种。它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或丝状热塑性材料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
而在3D打印高分子材料工艺中，广泛采用FDM工艺。这种工艺是通过将丝状材料，如热塑性高分子材料或者金属材料，从加热的喷嘴熔融，然后挤出在设计位置。按照零件每一层的预定轨迹，以固定的速率进行熔体沉积。每完成一层，工作台上升一个层厚进行迭加沉积新的一层，如此反复最终实现零件的沉积成型。FDM工艺的关键是保持半流成型材料的温度刚好在熔点之上(比熔点高1℃左右)。其每一层片的厚度由挤出丝的直径决定，通常时0.25-0.50mm。
而现有FDM增材制造工艺所用材料的截面形状采用正圆形的连续的实心打印线，因此，需要打印头加热流道长、打印头温度高才能够将打印线熔融，并且打印线依靠自身重力堆积易造成层间缺陷，降低打印品强度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供3D打印材料，以解决现有技术中存在的需要打印头加热流道长、打印头温度高才能够将打印线熔融，并且打印线依靠自身重力堆积易造成层间缺陷，降低打印品强度的技术问题。
本实用新型提供的一种3D打印材料，包括打印线；打印线内设置有两端开口的中空腔体。
进一步地，中空腔体的横截面形状为圆形或者多边形。
进一步地，打印线的横截面呈凸多边形或者凹多边形。
进一步地，凸多边形或者凹多边形均为正多边形；正多边形的边数为3-32。
进一步地，打印线的连续长度为1-5000m；打印线的横截面的面积为1.5mm2-15mm2。
进一步地，打印线的连续相为热塑性材料。
进一步地，热塑性材料包括高分子材料、金属材料或者无机非金属材料中的一种。
进一步地，高分子材料包括共聚高分子材料、共混高分子材料和纤维增强高分子材料中的一种。
进一步地，金属材料包括汞、锌、铅、铝和铜中的一种；无机非金属材料包括NaOH、CuSO4(5H2O)、NaCl和Na2SO4中的一种。
进一步地，热缩性材料的熔点为-50℃-2000℃。
本实用新型提供的3D打印材料，在打印线内设置有两端开口的中空腔体，从而使得打印线呈管状。这样，在3D打印机打印的过程中，由于打印线内部中空，很容易将打印线熔融，从而可以缩短加热流道且降低打印头温度，尽可能降低打印线被氧化的可能性。另外，由于打印线内部中空，当打印线经过打印头被打印到打印平台后，打印线该端呈密封状态，这样，在打印线的另一端通入气体，即可通过气体的推力，使得层间结合的更加紧密，减少了层间缺陷，提高了打印制品强度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的3D打印材料中的打印线的横截面和中空腔体的横截面均呈圆形的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的3D打印材料中的打印线的横截面和中空腔体的横截面均呈三角形的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的3D打印材料中的打印线的横截面和中空腔体的横截面分别呈六边形和圆形的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的3D打印材料中的打印线的横截面和中空腔体的横截面均呈五边形的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的3D打印材料中的打印线的横截面和中空腔体的横截面分别呈三十二变形和圆形的结构示意图；
图6本实用新型实施例提供的3D打印材料中的打印线的横截面和中空腔体的横截面分别呈六十四变形和六边形的结构示意图。
附图标记：
1-打印线；2-中空腔体。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-6所示，本实施例提供的一种3D打印材料，包括打印线1；打印线1内设置有两端开口的中空腔体2。
其中，中空腔体2的横截面形状可以为多种，例如：圆形、椭圆形或者其它不规矩形状，较佳地为圆形或者多边形。而该多边形可以三角形、正方形、长方形五边形、六边形、八变形、五角星形、六角星形或者八角星形等等。
中空腔体2的横截面的面积占打印线1的总横截面积(即包括中空腔体2的横截面的面积以及打印线1的横截面的面积)的百分率为5％-10％、10％-15％、15％-20％、20％-25％、25％-30％、30％-35％、35％-40％、40％-45％、45％-50％、50％-55％、55％-60％、60％-65％、65％-70％、70％-75％、75％-80％、80％-85％、85％-90％和90％-95％。
优选地，中空腔体2的横截面的面积占打印线1的总横截面积的百分率为15％-20％、20％-25％、25％-30％、30％-35％、35％-40％、40％-45％、45％-50％、50％-55％、55％-60％、60％-65％、65％-70％和70％-75％。
特别优选地，中空腔体2的横截面的面积占打印线1的总横截面积的百分率为40％-45％、45％-50％和50％-55％。
本实施例提供的3D打印材料，在打印线1内设置有两端开口的中空腔体2，从而使得打印线1呈管状。这样，在3D打印机打印的过程中，由于打印线1内部中空，很容易将打印线1熔融，从而可以缩短加热流道且降低打印头温度，尽可能降低打印线1被氧化的可能性。
另外，由于打印线1内部中空，当打印线1经过打印头被打印到打印平台后，打印线1该端呈密封状态，即中空腔体2的一端被密封，这样，在打印线1的另一端通入气体，使气体充满中空腔体2，即可通过气体的推力，使得层间结合的更加紧密，减少了层间缺陷，提高了打印制品强度。
如图2-6所示，在上述实施例的基础上，进一步地，打印线1的横截面呈凸多边形或者凹多边形。
其中，凸多边形或者凹多边形均为正多边形；正多边形的边数为3-32。
凸多边形的种类可以为多种，例如：三角形、正方形、长方形五边形、六边形或者八边形等等。
凹多边形的种类可以为多种，例如：五角星形、六角星形、八角星形、凹三十二边形或者凹六十四边形等等。
正多边形的边数可以任意多个，较佳地为多边形的边数为3-32，例如：多边形的边数为3-6、6-9、9-12、12-15、15-18、18-21、21-24、24-27、27-30和30-32。
优选地，多边形的边数为3-6、6-9、9-12、12-15。
特别优选地，多边形的边数3-5、5-7、7-9。
在本实施例中，将打印线1的横截面制作成多边形，这样，增加了打印线1的受热面积，从而使得打印线1更加容易熔融，从而可以缩短加热流道且降低打印头温度，尽可能的降低打印线1被氧化的可能性。
另外，由于打印线1的横截面呈多边形，所以，增加了打印头与打印线1之间的摩擦力，使得打印线1不易相对于打印头在轴向转动，使得打印头能够更加精准的控制打印线1转动，提高了打印精度，减少了打印误差和层间间隙，提高打印制品强度。
在上述实施例的基础上，进一步地，打印线1的连续长度为1-5000m；打印线1的横截面的面积为1.5mm2-15mm2。
其中，打印线1的长度为1-5000m中任意长度，例如：打印线1的长度为1m-50m、50m-100m、100m-150m、150m-200m、200m-250m、250m-300m、300m-350m、350m-400m、400m-450m、450m-500m、500m-600m、600m-700m、700m-800m、800m-900m、900m-1000m、1000m-2000m、2000m-3000m、3000m-4000m、4000m-5000m；
优选地，打印线1的长度为250m-300m、300m-350m、350m-400m、400m-450m、450m-500m、500m-550m、550m-600m、600m-650m、650m-700m；
特别优选地，打印线1的长度为350m-400m、400m-450m、450m-500m、500m-600m。
打印线1的横截面的面积为1.5mm2-3.0mm2、3.0mm2-4.5mm2、4.5mm2-5.0mm2、5.0mm2-5.5mm2、5.5mm2-6.0mm2、6.0mm2-6.5mm2、6.5mm2-7.0mm2、7.0mm2-7.5mm2、7.5mm2-8.0mm2、8.0mm2-8.5mm2、8.5mm2-9.0mm2、9.0mm2-9.5mm2、9.5mm2-10mm2和10mm2-15mm2。
优选地，打印线1的横截面的面积为3.0mm2-4.5mm2、4.5mm2-5.0mm2、5.0mm2-5.5mm2、5.5mm2-6.0mm2、6.0mm2-6.5mm2、6.5mm2-7.0mm2、7.0mm2-7.5mm2和7.5mm2-8.0mm2。
特别优选地，打印线1的横截面的面积为4.5mm2-5.0mm2、5.0mm2-5.5mm2、5.5mm2-6.0mm2、6.0mm2-6.5mm2和6.5mm2-7.0mm2。
在上述实施例的基础上，进一步地，打印线1的连续相为热塑性材料。
其中，热塑性材料包括高分子材料、金属材料或者无机非金属材料中的一种。
高分子材料包括共聚高分子材料、共混高分子材料和纤维增强高分子材料中的一种。
而高分子材料包括共聚高分子材料、共混高分子材料和纤维增强高分子材料中的一种。
例如：ABS(丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物，acrylonitrile–butadiene–styrenecopolymer)、PE(聚乙烯，polyethylene)、PP(聚丙烯，Polypropylene)、PU(聚氨酯，Polyurethane)、PS(聚苯乙烯，Polystyrene)、PVC(聚氯乙烯，Polyvinylchloride)、PC(聚碳酸酯，Polycarbonate)、PLA(聚乳酸，polylactide,polylacticacid)、PVA(聚乙烯醇，polyvinylalcohol)、PA(尼龙，Polyamide)和EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物，ethylene-vinylacetatecopolymer)等。
金属材料包括汞、锌、铅、铝和铜中的一种。
无机非金属材料包括NaOH、CuSO4(5H2O)、NaCl和Na2SO4中的一种。
进一步地，热缩性材料的熔点为-50℃-2000℃。
热塑性材料的熔点为-50℃-0℃、0℃-50℃、50℃-100℃、100℃-150℃、150℃-200℃、200℃-250℃、250℃-300℃、300℃-350℃、350℃-400℃、400℃-450℃、450℃-500℃、500℃-600℃、600℃-700℃、700℃-800℃、800℃-900℃、900℃-1000℃、1000℃-1200℃、1200℃-1400℃、1400℃-1600℃、1400℃-1600℃、1600℃-1800℃、1800℃-2000℃。
优选地，热塑性材料的熔点为50℃-100℃、100℃-150℃、150℃-200℃、200℃-250℃、250℃-300℃、300℃-350℃、350℃-400℃、400℃-450℃、450℃-500℃、500℃-600℃、600℃-700℃、700℃-800℃、800℃-900℃、900℃-1000℃。
特别优选地，热塑性材料的熔点为100℃-150℃、150℃-200℃、200℃-250℃。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种3D打印材料，其特征在于，包括打印线；所述打印线内设置有两端开口的中空腔体。
2.根据权利要求1所述的3D打印材料，其特征在于，所述中空腔体的横截面形状为圆形或者多边形。
3.根据权利要求1所述的3D打印材料，其特征在于，所述打印线的横截面呈凸多边形或者凹多边形。
4.根据权利要求3所述的3D打印材料，其特征在于，所述凸多边形或者所述凹多边形均为正多边形；
所述正多边形的边数为3-32。
5.根据权利要求1-4任一项所述的3D打印材料，其特征在于，所述打印线的连续长度为1-5000m；
所述打印线的横截面的面积为1.5mm2-15mm2。
6.根据权利要求1所述的3D打印材料，其特征在于，所述打印线的连续相为热塑性材料。
7.根据权利要求6所述的3D打印材料，其特征在于，所述热塑性材料包括高分子材料、金属材料或者无机非金属材料中的一种。
8.根据权利要求7所述的3D打印材料，其特征在于，所述高分子材料包括共聚高分子材料、共混高分子材料和纤维增强高分子材料中的一种。
9.根据权利要求7或8所述的3D打印材料，其特征在于，所述金属材料包括汞、锌、铅、铝和铜中的一种；
所述无机非金属材料包括NaOH、CuSO4(5H2O)、NaCl和Na2SO4中的一种。
10.根据权利要求6-8任一项所述的3D打印材料，其特征在于，所述热缩性材料的熔点为-50℃-2000℃。
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|---|---|---|---|---|
| CN107143745A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-08 | 广州汇才新材料有限公司 | 一种3d打印耗材及其应用 |
| CN108147448A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-06-12 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 适用于3d打印技术的材料成型方法 |
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| WO2018219050A1 (zh) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 广州汇才新材料有限公司 | 一种3d打印耗材及其应用 |
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