[发明专利]一种3DP法三维打印的粉料和粘结剂及成形工艺

说明书

本发明涉及粉末材料及3D打印领域，具体涉及一种3DP法三维打印的粉料和粘结剂及成形工艺，粉料的制备步骤如下：以粒径在15～45μm的金属粉末为基体，在其中添加粒度在120～300目的聚乙烯醇粉和粒径在5～20μm的淀粉，利用三维混合机使粉末混合均匀，获得粉料；粘结剂的制备过程如下：以蒸馏水为基体溶液，在其中添加乙醇溶液和溶解聚乙烯吡咯烷酮粉末，蒸馏水与乙醇的体积比为9:1，聚乙烯吡咯烷酮占蒸馏水和乙醇混合溶液的质量分数为0.1％～0.3％；采用3DP法三维打印方法向制得的粉料喷射粘结剂打印成三维初坯，经干燥、去粉、脱粘和烧结得制件；本发明所提供的3DP法三维打印的粉料和粘结剂在一定程度上有效弥补了现有3DP法三维打印的粉料和粘结剂存在的粘结性差、流动性差的缺陷。

技术领域

本发明涉及粉末材料及3D打印领域，具体涉及一种3DP法三维打印的粉料和粘结剂及成形工艺。

背景技术

目前，3D打印技术迅速发展。其中，3DP法三维打印技术以设备成本低、能耗低、成形速度快等优点已成为最具活力的快速成形技术之一。然而，3DP法三维打印技术在金属件制备方面的工艺还不成熟，制件的精度和材料致密度不高。

3DP法三维打印是通过喷射粘结剂将粉末逐层粘结堆积成所需三维实体的一种快速成形技术。现有3DP法三维打印成形方式主要有两类，第一类是采用具有粘结作用的粘结剂直接粘结粉末材料而成形，这类方式工艺相对简单，但因粘结剂粘度较大而容易堵塞喷头；第二类是在成形材料粉末中添加一些能产生粘结效果的粘性粉末，相应地向混合粉末喷射水基粘结剂，使粘性粉末粘结成形材料粉末，这类方式中因粘结剂的粘度小，故流动性和渗透性好，不易堵塞喷嘴，但增加了混粉步骤，混合粉末与原有粉末的密度、流动性等性质有所不同，添加的成分如脱除不尽还会影响最终制件的纯度。

此外，3DP法这种工艺三维打印获得坯件后，往往还需要对打印坯进行脱粘和烧结才能获得一定密度和强度的制件，但打印坯脱粘后孔隙增多，烧结后仍然存在相当一部分的孔隙，导致这种工艺不利于获得高密度的制件。

所以，3DP法三维打印其成形材料和粘结剂的选择以及后处理工艺的不同将影响最终制件的性能，很大程度上决定了成形技术的成败。

在中国公开的专利申请CN106077605A中针对获得一种3D打印粉料及3D打印方法。所述3D打印粉料包括不锈钢粉末和分散于所述不锈钢粉末中的氢氧化铁粉末。一种3D打印方法，包括如下步骤：a.以所述的3D打印粉料作为成型粉料，通过微滴喷射粘结的方法，逐层喷射粘结剂微液滴使3D打印粉料逐层成型并叠加，从而形成3D打印坯体；b.将所述3D打印坯体在还原气氛下进行脱脂烧结，从而获得3D打印制品。本发明可以在保证3D打印制品密实度的前提下显著降低产品制作成本。

目前现有技术所提供的现有3DP法三维打印的粉料和粘结剂虽然可以在保证3D打印制品密实度的前提下显著降低产品制作成本，但还存在粘结性差、流动性差的缺陷。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种3DP法三维打印的粉料和粘结剂及成形工艺。本发明提供的技术方案能够在一定程度上弥补现有3DP法三维打印的粉料和粘结剂制备工艺所存在的粘结性差、流动性差的缺陷。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种3DP法三维打印的粉料和粘结剂及成形工艺，包括如下几个步骤：

(1)该3DP法三维打印方法所用原料包括粉料和粘结剂；

(2)采用3DP法三维打印方法向所述粉料喷射粘结剂打印出三维初坯；

(3)将粉末床中的打印初坯放入干燥箱中于60℃下干燥2h，取出后去粉得到打印坯；

(4)将打印坯进行脱粘和烧结，脱粘温度为500℃，烧结温度大于等于950，最终获得金属制件。