[发明专利]一种用于3D打印技术成型粉末材料的改性工艺

说明书

技术领域

本发明涉及，特别是一种用于3D打印技术成型粉末材料的改性工艺。

背景技术

3D打印(ThreeDimensionPrinting)工艺是利用三维立体成型技术，采用陶瓷粉末、金属粉末、石膏 粉末等粉末材料及一些热熔或者光固化树脂等，通过喷头用粘结剂将零件的截面打印在材料粉末上面，或 者将成型树脂一层一层喷出，分别固化粘结成型，其成型过程是将各个二维截面重叠粘结成为一个三维实 体。具有速度快，适合制造复杂形状的零件，可用于制造复合材料或非均匀材料的零件，可制造小批量零 件，也可制造复杂形状零件，无污染。3DP是目前快速成形技术研究的热点之一，应用前景十分看好。

成型粉末部分由填料、粘结剂、添加剂等组成。相对其他条件而言，粉末的粒径非常重要。径小的颗 粒可以提供相互间较强的范德瓦尔兹力，但滚动性较差，且打印过程中易扬尘，导致打印头堵塞；大的颗 粒滚动性较好，但是会影响模具的打印精度；其次，需要选择能快速成型且成型性能较好的材料，可选择 石英砂、陶瓷粉末、石膏粉末、聚合物粉末(如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚苯乙烯、聚乙烯、石蜡等)， 金属氧化物粉末(如氧化铝等)和淀粉等作为材料的填料主体，选择与之配合的粘结剂即可达到快速成型 的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于3D打印技术成型粉末材料的改性工艺，以满足3D打印技术成型过程 中的快速硬化需求。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明公开了一种用于3D打印技术成型粉末材料的改性 工艺如下：

A：选择改性剂：硬脂酸、十二烷基硫酸钠、5040B及促凝改性剂中一种或几种；

B：选择投料比例：改性剂：二水硫酸钙为1:1-10；

C：选择分散介质：乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇、丙酮中的一种或几种；

D：反应步骤：按投料比例称取改性剂和二水硫酸钙，加入到50-200g分散介质中，升温搅拌，设置 水浴温度为25-100℃，搅拌转速为100-500r/min，搅拌时间为0.5-3小时，所得粉末经过抽滤，并于 100-250℃烘箱中干燥0.5-3小时。

其中，一种用于3D打印技术成型粉末材料的改性工艺中的促凝改性剂为促凝剂200、促凝剂600、促 凝剂2000以及促凝剂6000中的一种或几种。

优选的，一种用于3D打印技术成型粉末材料的改性工艺，步骤E产物过筛为经过抽滤干燥后的产物 经过200目筛。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过对硫酸钙粉末的改性，极大地缩短硫酸钙粉末硬化时间，达到了3D打印技术成型过程中的 快速硬化需求。

2.通过添加分散剂保持粉末之间的相对独立，从而有较好的滚动性，解决了打印过程中易扬尘，导致打 印头堵塞的问题，提高了模具的打印精度。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说 明。

实施例1

实验目的及方法：

目的：选择合适的改性剂。方法：分别选择2g硬脂酸、2g十二烷基硫酸钠、2g5040B、2g促凝剂200、 2g促凝剂600、2g促凝剂2000以及2g促凝剂6000与20g二水硫酸钙混合，并置于120g无水乙醇中，常 温搅拌1小时，然后在150℃条件下烘2小时，并与150℃条件下直接烘干2小时的二水硫酸钙粉末对比， 分别取粉末测试其最小粒径、初步硬化时间及粉末滚动性。

实验结果：通过对比粉末测试其最小粒径、初步硬化时间及粉末滚动性，对比后发现促凝改性剂除了 能起很好的分散剂的作用，还能极大地提高粉末的快速硬化性，能在短时间之内就达到一定硬度，而其他 分散剂并无此效果。实验结果以促凝改性剂600效果最优。

实施例2

实验目的及方法：

目的：选择合适的溶剂。方法：取2g促凝改性剂600与20g二水硫酸钙混合，并分布置于120g无水 乙醇、120g乙酸丁酯、120g丙酮中，常温搅拌1小时，然后在150℃条件下烘2小时，并与150℃条件 下直接烘干2小时的二水硫酸钙粉末对比，分别取粉末测试其最小粒径、初步硬化时间及粉末滚动性。