[发明专利]一种3D打印材料的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于3D打印技术领域，具体是涉及一种3D打印材料的制备方法。

背景技术：

3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。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。3D激光烧结是一项分层加工制造技术，这项技术的前提是物件的三维数据可用，而后三维的描述被转化为一整套切片，每个切片描述了确定高度的零件横截面，激光烧结机器通过把这些切片一层一层的累积起来，从而得到所要求的物件，在每一层，激光能量被用于将粉末熔化。借助于扫描装置，激光能量被“打印”到粉末层上，这样就产生了一个固化的层，该层随后成为完工物件的一部分，下一层又在第一层上面继续被加工，一直到整个加工过程完成。

3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等，氮化硅陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、耐腐蚀等优异特性，在石油、化工、微电子、航空航天、汽车等行业有着广泛的应用，现有的用于激光烧结的氮化硅陶瓷制备方法需要将陶瓷粉与胶粘剂粉末等在三维运动混合机、高速混合机或其他混合设备中进行混合，获取的粉末粒径差距大，在运输及铺粉过程中容易产生偏聚现象，获取的打印材料精度和强度都比较低、耐久性差，影响快速成型材料或成型制件的质量，不利于3D打印技术的产业化推广。

发明内容：

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于激光烧结的氮化硅陶瓷制备方法获取的粉末粒径差距大，在运输及铺粉过程中容易产生偏聚现象，获取的打印材料精度和强度都比较低、耐久性差，影响快速成型材料或成型制件的质量，从而提出一种3D打印材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种3D打印材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：在乙醇溶液中依次加入缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、纳米氮化硅陶瓷粉末进行搅拌混合，其中，所述乙醇的质量百分比为35％～50％，所述缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的质量百分比为18％～25％，所述纳米氮化硅陶瓷粉末的质量百分比为30％～40％；

S2：将步骤S1中混合后的溶液依次进行过滤器过滤分离、恒温干燥箱干燥后获取纳米氮化硅混合物；

S3：在搅拌机中依次加入步骤S2中的纳米氮化硅混合物、环氧树脂、均苯四甲酸酐、丙酮，充分搅拌混合后获取第二混合物，所述纳米氮化硅混合物的质量百分比为80％～90％，所述环氧树脂的质量百分比为3％～9％，所述均苯四甲酸酐的质量百分比为0.5％～1％，所述丙酮的质量百分比为5％～12％；

S4：将步骤S3中获取的第二混合物放入到双螺杆挤出机中，在一定温度下进行混炼并挤出造粒，获得纳米氮化硅复合颗粒；

S5：将步骤S4中的纳米氮化硅复合颗粒在液氮冷却的条件下进行粉碎，获得纳米氮化硅复合粉末。

作为上述技术方案的优选，所述步骤S1中所述纳米氮化硅陶瓷粉末的粒径为0.1～0.4μm。

作为上述技术方案的优选，所述步骤S5中所述纳米氮化硅复合粉末的粒径为0.1～0.6μm。

作为上述技术方案的优选，所述步骤S1中所述乙醇溶液中乙醇与水的比例为1:0.5～1.5。

作为上述技术方案的优选，所述步骤S3中所述环氧树脂选取环氧值在0.2～0.5之间的固体环氧树脂。

作为上述技术方案的优选，所述步骤S3中：在所述搅拌机中还加入颜色添加剂，所述颜色添加剂的质量百分比为0.1％～3％。

作为上述技术方案的优选，所述步骤S4中的温度范围为200～300℃。

本发明的有益效果在于：其通过在乙醇溶液中加入缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、纳米氮化硅陶瓷粉末进行搅拌混合，通过过滤器过滤、通过干燥箱干燥后获取纳米氮化硅混合物，在搅拌机中依次加入纳米氮化硅混合物、环氧树脂、均苯四甲酸酐、丙酮，充分搅拌混合后放入到双螺杆挤出机中进行混炼并挤出造粒，在液氮冷却的条件下进行粉碎，最终获取的纳米氮化硅复合粉末作为3D打印材料颗粒可达到纳米级，粒径小、分散均匀性好，不需要喷洒粘接剂就可以在激光烧结设备下直接快速成型，成型制件的精度高，强度高，耐久性好。本方法制作工艺简单、对设备要求低、有利于3D打印技术的产业化推广。

附图说明：