[发明专利]一种3D打印支撑材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种3D打印支撑材料及其制备方法，该材料由以下重量百分数的组分组成：聚乙烯醇缩丁醛树脂75‑90％、乙基纤维素5‑15％、羧甲基淀粉0‑10％、塑化剂2‑18％、加工助剂0.1‑4％。该材料制备的线材保证了3D打印过程中支撑部分的稳定顺利的建立，同时制品打印完成后放入无毒的醇类溶解中溶解或溶胀即可迅速去除支撑。本发明3D打印支撑材料的制备方法，可采用现有的双螺杆挤出机制备，易于制备，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印支撑材料及其制备方法。

背景技术

3D打印技术这些年得到广泛关注和迅速发展，熔融堆积成型(FDM)是目前3D打印的一个重要分支，其基本原理是将高分子材料单丝或线材通过齿轮精确送至加热端熔融挤出，并在精确定位下通过逐层堆积方式构建三维物体。

在3D打印过程中，当打印遇到较大的悬空角度时，通常需要在悬空部位下面先打印支撑，这样打印出来的制品才能保证较高的精度。

目前3D打印主要使用的原料是聚乳酸(PLA)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，由于使用PLA或ABS打印支撑比较难拆除，近年来市面上开发了能够溶解于水中的聚乙烯醇(PVA)线材，打印生成的制品放入水中即可去除支撑。

但是PVA线材具有明显的缺点，一方面是其吸湿性太高，线材在放置时间过长易造成线材相互粘接在一起，线径也因为吸潮过多而发生变化，另一方面PVA高温稳定性较差，打印过程中遇到较长时间的等待后重新打印支撑时易发生PVA交联，进而造成堵喷头现象，以致打印无法正常完成。

目前市场上对稳定打印的支撑材料仍有迫切的需求，特别是打印较高精度的支撑难去除的工艺模型。

申请公布号为CN106189011A(申请号为201510233822.9)的中国发明专利申请公开了一种常温水溶性3D打印耗材，它是由包括有效量的聚乙烯醇、增塑剂、软水和加工助剂在内的原料制得的水溶热塑性聚乙烯醇树脂在40～120℃条件下烘干而成，所述的聚乙烯醇的聚合度为1000-2400、醇解度为72mol％～92mol％，所述增塑剂为丙三醇、聚乙二醇、三乙醇二异辛酸酯中的一种或几种组合，所述加工助剂为滑石粉、二氧化硅、饱和脂肪族二羧酸酯中的一种或几种组合。制得的3D打印耗材用于3D打印后，可以再20～40℃的水中溶解，从而制得有镂空图案的三维制品。

申请公布号为CN106700363A(申请号为201710036501.9)的中国发明专利申请公开了一种聚乙烯醇打印支撑材料及其制备方法，该材料含有如下重量份的组份：聚乙烯醇100份；甘油5～20份；润滑剂0.3～3份；酸味脱除剂1～15份；稳定剂1～5份；抗氧剂0.1～1份；界面增容剂5～20份。该技术方案可用于制备具有良好界面粘结牢度的聚乙烯醇3D打印可溶性支撑材料，用于打印精度较高、或具有复杂形状、或具有嵌套结构的聚乳酸及热塑性聚氨酯部件。

上述的打印支撑材料均是水溶性，适合用于非水溶性的打印产品。目前急需醇溶性打印支撑材料，以适合用于非醇溶性的打印产品，从而满足3D打印的不同要求。

发明内容

针对现有支撑材料存在的问题，本发明提供了一种3D打印支撑材料及其制备方法，该材料制备的线材保证了3D打印过程中支撑部分的稳定顺利的建立，同时制品打印完成后放入无毒的醇类溶解中溶解或溶胀即可迅速去除支撑。

一种3D打印支撑材料，由以下重量百分数的组分组成：

本发明中，以聚乙烯醇缩丁醛树脂为主要材料，配合添加乙基纤维素、塑化剂、加工助剂以及选择性添加的羧甲基淀粉，使得各组分之间能够相互作用，能够形成良好的支撑结构，保证了3D打印过程中支撑部分的稳定顺利的建立，同时制品打印完成后放入无毒的醇类溶解中溶解或溶胀即可迅速去除支撑。

以下作为本发明的优选技术方案：