[发明专利]选择性激光烧结用聚氨酯材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种选择性激光烧结用聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将聚氨酯粒料进行深冷粉碎得到粉末颗粒；步骤二：将粉末颗粒进行干燥；步骤三：将经过干燥得到的粉末颗粒、粉末流动助剂以及长链纤维混合搅拌均匀得到选择性激光烧结用聚氨酯材料，其中，长链纤维的平均长度大于聚氨酯粉末的平均颗粒直径。本发明制备的粉末材料堆积密实，制件强度高且耐磨性好。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及选择性激光烧结用聚氨酯材料及其制备方法。

背景技术

3D打印技术是增材制造技术的通称，是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，其可将原型的几何形状、结构和所选材料的组合信息建立数据化描述模型，之后把这些信息输出到计算机控制的机电集成制造系统进行逐点、逐线、逐面的三维堆砌成型生产三维实体。相对于传统的减材制造加工技术，增材制造技术无需原胚和模具就能直接通过计算机模型数据，通过逐层叠加的方法生产任何所需的实体件，能够有效的简化产品的制造程序、缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。3D打印技术已广泛应用于航空航天、汽车制造、模具制造、生物工程及医疗、建筑、艺术制造等诸多领域。选择性激光烧结技术(SLS)是目前市场上常见的一种3D打印方法，此方法能够制造出高精度的制造件，已被很多领域广泛应用。

聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域，特别在鞋业生产中。聚氨酯鞋底具有诸多优点：密度低，质地柔软，穿着舒适轻便；尺寸稳定性好，储存寿命长；优异的耐磨性能、耐挠曲性能；优异的减震、防滑性能；较好的耐温性能；良好的耐化学品性能等等，使得该材料多用于制造高档皮鞋、运动鞋、旅游鞋等。随着人们生活水平的不断提高，对于鞋的要求也越来越高，尤其是运动员，希望能制造更高端、更贴脚的运动鞋，随着3D打印技术的快速发展，其正好能够根据不同人的脚来设计鞋，使鞋能够完全的贴合脚型，从而制造出运动员专属的舒适鞋。

而在实际应用于3D打印时，由于粉末间的空隙，导致3D打印件和注塑件相比强度上较差，使得制件在使用上不经磨损，寿命不长。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种粉末堆积密实，制件强度高且耐磨的选择性激光烧结用聚氨酯材料及其制备方法。

本发明提供了选择性激光烧结用聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将聚氨酯粒料进行深冷粉碎得到粉末颗粒；

步骤二：将粉末颗粒进行干燥；

步骤三：将经过干燥得到的粉末颗粒、粉末流动助剂以及长链纤维混合搅拌均匀得到选择性激光烧结用聚氨酯材料，其中，长链纤维的平均长度大于聚氨酯粉末的平均颗粒直径。

作为本发明的进一步优选方案，所述长链纤维选用碳纤维、玻璃纤维或矿物纤维。

作为本发明的进一步优选方案，长链纤维的平均长度为150-200um。

作为本发明的进一步优选方案，所述聚氨酯粒料为TPU粒料。

作为本发明的进一步优选方案，所述流动助剂的重量占粉末总量的0.2％-0.5％，所述长链纤维的重量占粉末总量的10％-50％。

作为本发明的进一步优选方案，步骤一中通过深冷粉碎得到粉末颗粒的粒径为150μm以下。

作为本发明的进一步优选方案，步骤一中通过深冷粉碎得到粉末颗粒的粉末粒径为：D10为30um-50um；D50为60um-80um；D90为130um-150um。

作为本发明的进一步优选方案，所述流动助剂包括气相二氧化硅，气相二氧化钛，甲基硅氧烷，氯化硅氧烷中的一种或几种。