[发明专利]一种用于生产超薄低脆性管件的3D打印材料

说明书

技术领域

本发明属于精密铸造工艺领域，具体涉及一种用于生产超薄低脆性管件的3D打印材料。

背景技术

3D打印技术作为快速成型领域，能够适用于对精度、形状、尺寸具有特殊要求工件的制备，随着工业生产的飞速发展，各种超薄管件的需求也随之增长；目前管件大多通过浇铸成型，虽然机械性能能够得以保证，但是制作精度较低，而通过3D打印制得的管件虽然精度能够得以保证，但是其机械性能较差。

因此，为了解决以上问题研制出一种能够用于超薄、且机械性能优秀的管件制造的材料以及工艺是本领域技术人员所急需解决的难题。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种用于生产超薄低脆性管件的3D打印材料。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于生产超薄低脆性管件的3D打印材料，其组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：粘土料：25～37%、硅酸盐水泥：22～35%、二氧化锆粉末：17～26%、硅酸盐纤维：5～12%、辅助剂：4～8%、骨料：3～7%；粘土料的组成成分以及各成分所占质量百分比分别为：木节粘土：33～45%、水泥粘土：33～45%、矿渣粉：17～25%；辅助剂包括：减水剂、胶凝剂、稳定剂、分散剂以及增容剂。

本发明提供了一种用于生产超薄低脆性关键的3D打印材料，由粘土料、硅酸盐水泥、二氧化锆粉末、硅酸盐纤维、辅助剂以及骨料组成；其中粘土料由木节黏土、水泥粘土以及矿渣粉组成，与硅酸盐水泥组成3D打印材料的基底，原料成本低、易获取；再混合二氧化锆粉末与硅酸盐纤维，在降低其脆性的同时，确保制备成超薄管件后的整体韧性强度。本发明中的辅助剂选择由减水剂、胶凝剂、稳定剂、分散剂以及增容剂组成，其中减水剂的添加不仅能够改善硅酸盐水泥的流动性，减少单位用水量，同时还能够与粘土料中的矿渣粉复合，提升整体抗压强度；胶凝剂的添加不仅能够促使本发明中各成分的紧密胶粘；稳定剂的添加能够保持化学平衡，降低最终获得3D打印材料的表面张力，防止由于光、热分解；分散剂的添加能够显著降低本发明在制备时，各成分完成分散过程所需的时间，并且提升各成分有效分散性，确保通过本发明制得导电件的整体性能的均衡；增容剂的添加能够借助分子之间的键合力，使获得的液态基底更为稳定。

进一步地，具体制作方法为：

（1）将粘土料研磨均匀后与硅酸盐水泥混合均匀，放置于煅烧炉中，以包含有浓度为12～15%的CO的燃烧气氛煅烧8.5～11h，煅烧完成后再次研磨均匀，获得混合粉末以备用；

（2）向混合粉末中添加水、辅助剂以及硅酸盐纤维，搅拌均匀后，进行常压养护，获得液态基底；

（3）向液态基底中添加二氧化锆粉末以及骨料，均质后捏合3～5h后，冷却至室温后挤压造粒，获得3D打印材料成品。

进一步地，步骤（1）中煅烧的温度为1350～1475℃。

进一步地，常压养护为在85～98℃的蒸汽下进行静停、升温、恒温以及降温。

进一步地，步骤（2）的具体方法为：向混合粉末中添加水、辅助剂以及硅酸盐纤维，搅拌均匀后，向其中导入85℃的蒸汽，首先静停2.5～3h，再按照不高于5℃/h的速度升温至95℃，保温11～13h，再以不高于5℃/h的速度降温至室温。

进一步地，步骤（3）的具体方法为：向液态基底中添加二氧化锆粉末以及骨料，升温至170～185℃，均质后在48～65r/min的转速下捏合3～5h，冷却至室温，导入挤压成型机中，在温度为120～135℃，转速为102～120r/min下进行挤压造粒，获得3D打印材料成品。

进一步地，辅助剂各成分所占质量百分比分别为：减水剂：15～27%、胶凝剂：11～21%、稳定剂：13～19%、分散剂：25～36%、增容剂：7～15%。

本发明与现有技术相比，采用独创的组分配比以及工艺制作出的高粘性3D打印材料，适用于高精度超薄管件的3D打印制作，同时打印成型后具有脆性低、强度高的优点，能够满足各行各业中对超薄低脆性管件的需求。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：