[发明专利]一种用于3D打印机的催化固化打印组合材料

说明书

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，尤其是一种用于3D打印机的催化固化打印组合材料。

背景技术

目前市场上的快速成型技术分为3DP技术、FDM熔融层积成型技术、SLA立体平版印刷技术、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技术和UV紫外线成型技术等。

各成型技术的特点是：3DP技术：采用3DP技术的3D打印机使用标准喷墨打印技术，通过将液态连结体铺放在粉末薄层上，以打印横截面数据的方式逐层创建各部件，创建三维实体模型，采用这种技术打印成型的样品模型与实际产品具有同样的色彩，还可以将彩色分析结果直接描绘在模型上，模型样品所传递的信息较大。

FDM熔融层积成型技术：FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后，机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层，直至形成整个实体造型。其成型材料种类多，成型件强度高、精度较高，主要适用于成型小塑料件。

SLA立体平版印刷技术：SLA立体平版印刷技术以光敏树脂为原料，通过计算机控制激光按零件的各分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描，被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。一层固化完成后，工作台下移一个层厚的距离，然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，直至得到三维实体模型。该方法成型速度快，自动化程度高，可成形任意复杂形状，尺寸精度高，主要应用于复杂、高精度的精细工件快速成型。

SLS选区激光烧结技术：SLS选区激光烧结技术是通过预先在工作台上铺一层粉末材料(金属粉末或非金属粉末)，然后让激光在计算机控制下按照界面轮廓信息对实心部分粉末进行烧结，然后不断循环，层层堆积成型。该方法制造工艺简单，材料选择范围广，成本较低，成型速度快，主要应用于铸造业直接制作快速模具。

DLP激光成型技术：DLP激光成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似，不过它是使用高分辨率的数字光处理器(DLP)投影仪来固化液态光聚合物，逐层的进行光固化，由于 每层固化时通过幻灯片似的片状固化，因此速度比同类型的SLA立体平版印刷技术速度更快。该技术成型精度高，在材料属性、细节和表面光洁度方面可匹敌注塑成型的耐用塑料部件。

但上述技术普遍存在着如下缺陷：打印过程中便捷性较差、成本较高，打印出的模型密度低、易损坏，分层感比较严重。材料中含有机溶剂，需加热融化才能使用，使用过程中，对人体有害材料固化后会产生体积变化，造成产品变形。

另一方面，3D打印方法目前较为成熟的技术主要有光固化成形、激光选区熔化、激光选区烧结和熔融沉积制造等。相对来说，光固化成形、激光选区熔化、激光选区烧结这几种技术使用了紫外光或者激光，虽然成型精度相对较高，但是设备昂贵，成本较高；而熔融沉积制造是将丝状材料熔融后粘结到材料基底上，对于一般有机高分子，在熔融过程中会发生一些化学变化，使得最终材料强度较低并且会释放出一些有毒气体。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种不含有机溶剂且固化产物无毒、固化前后体积变化较小、效果持久的用于3D打印机的催化固化打印组合材料。

本发明采用的技术方案是：

一种用于3D打印机的催化固化打印组合材料，包括固化主剂以及催化加速剂，固化主剂以及催化加速剂配合使用，固化剂与催化加速剂重量比为10～1：1，

其中，固化主剂包括如下重量份数的组分：

所述催化加速剂包括如下重量份数的组分：

而且，所述单α-氰基丙烯酸酯包括选自任意比例的如下化合物：氰基丙烯酸乙酯、氰基丙烯酸丙酯、氰基丙烯酸正辛酯。

而且，所述多α-氰基丙烯酸酯为氰基丙烯酸乙二醇酯。

硅烷化合物选自任意比例的如下化合物：1,2一双(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、正辛基三甲氧基硅烷。

而且，所述添加剂包括如下重量份数的组分：

而且，所述白色填充剂是碳酸锌、碳酸镁、硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁、碳酸镁或碳酸钠白色无结晶水的无机颜料；或者是橡胶，硅橡胶，聚丙烯、聚苯乙烯、无水二氧化硅、ABS或环氧树脂无活性氢化合物颗粒。

而且，所述彩色颜料是孔雀绿、铅铬黄、铁蓝、铁红、偶氮黄、酞菁蓝或酞菁紫颜料。

而且，所述导电材料是铜，银，铝纳米粉末，非金属中的碳，石墨烯粉末。