[发明专利]一种提高3D打印高分子器件机械性能的方法

说明书

一种提高3D打印高分子器件机械性能的方法，其特征是将因3D打印机理所导致的层间结合力弱的高分子器件进行微波加热，以便在短时间内提高高分子链的运动活性，有效的促进打印器件内部层与层之间高分子链的渗透、融合，提高他们之间的作用力，减轻随打印方向不同产生的机械性能下降程度，拓展打印器件的功能和应用范围，更好的满足个性化的需求。本发明得到的经过处理后的3D打印高分子器件的层间作用力得到很好的改善，接近高分子材料本体的强度，使得3D打印高分子器件的实用性得到很大的提高，有助于促进3D打印的应用推广。

技术领域

本发明涉及一种3D打印技术，尤其是一种提高3D打印器件机械性能（抗拉能力）的方法，具体地说是一种提高3D打印高分子器件机械性能的方法。

背景技术

3D打印是一种层叠累积成型的制造方式，具有快速制造复杂几何形状功能构件的优势。3D打印技术与传统材料技术相比有许多突出的优势。以塑料为代表的高分子聚合物具有在相对较低温度下的热塑性、良好的热流动性与快速冷却粘接性、或在一定条件(如光)的引发下快速固化的能力，因此在3D打印领域得到快速的应用和发展。同时，高分子材料的粘结特性允许其能够与较难以成型的陶瓷、玻璃、纤维、无机粉末、金属粉末等形成全新的复合材料，从而大大扩展3D打印的应用范围。因此，高分子材料成为目前3D打印领域基本的和发展最为成熟的打印材料。

现有的研究已经表明，3D打印这种成型方式在带来极大便利的同时也存在一些自身的一些缺陷，其中一个就是层与层之间的界面结合性质和传统的材料本体有着明显的差别，某些方向的机械性能下降严重，常常不足原材料的50%，严重地影响了器件的性能和应用，使得打印器件很多时候仅仅是当模型展示。

当温度高于高分子材料玻璃化温度时，高分子链的运动活性显著增加，有利于高分子链的缠绕、渗透等。当采用普通的热处理方式进行后处理时，需要在高于玻璃化温度的温度上进行较长时间的保温，才能保证器件内部材质的力学性能也能得到提高。但是长时间的高温保温不仅容易让器件产生变形、表面氧化，而且能耗也高。对此尚无好的解决方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有的3D打印高分子器件机械性能不高，尤其是当打印方向与器件的抗拉伸方向垂直时，其性能很低，无法使用，而常规的高温加热易使器件产生变形、表面氧化，而且能耗也高的问题，发明一种基于微波可控加热的提高3D打印高分子器件机械性能的方法。。

本发明的技术方案是：

一种提高3D打印高分子器件机械性能的方法，其特征是将因3D打印机理所导致的层间结合力弱的高分子器件进行微波加热，以便在短时间内提高高分子链的运动活性，有效的促进打印器件内部层与层之间高分子链的渗透、融合，提高他们之间的作用力，减轻随打印方向不同产生的机械性能下降程度，拓展打印器件的功能和应用范围，更好的满足个性化的需求。

所述的微波加热功率为100-400W，加热时间为1-10分钟。

所述的微波加热功率为300W，加热时间为6分钟。

本发明的有益效果是：

本发明得到的经过处理后的3D打印高分子器件的层间作用力得到很好的改善，接近高分子材料本体的强度，使得3D打印高分子器件的实用性得到很大的提高，有助于促进3D打印的应用推广。

本发明简单易行，应用前景广阔。

附图说明

图1 为本发明的测试样条加工示意图（图中：I为3D打印出料嘴的运动方向）。

图2 为本发明的测试样条构成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

一种提高3D打印高分子器件机械性能的方法，它包括以下操作步骤：