[发明专利]一种3D打印丝材成型质量的控制方法

说明书

一种3D打印丝材成型质量的控制方法，先将高熔点挤出材料放置料盘中，再将料盘放入干燥箱中加热干燥，将干燥好的高熔点挤出材料放置真空盒中；采用平行双螺杆挤出机挤出丝材：调整挤出工艺参数，挤出稳定、控量连续丝材；最后将挤出丝材使用3D打印设备进行打印，调整打印工艺，打印出所需模型并最终应用；本发明实现高熔点材料的合格3D打印，并大大提高制备效率，降低制备成本。

技术领域

本发明涉及FDM熔融沉积3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印丝材成型质量的控制方法。

背景技术

丝材挤出是3D打印的重要组成部分，随着高分子材料的广泛应用,聚醚醚酮(polyether-ether-ketone，peek)、聚酰亚胺(polyimide,PI)相比于传统的ABS、PLA等3D打印材料而言，具有优异的力学性能、耐热性、耐疲劳性、耐蠕变性、耐辐照性和耐候性，已经作为一种潜力巨大的轻质高性能材料来替代金属材料应用到各个领域。

然而，传统的丝材挤出存在挤出原料单一(无法进行材料的混合)、挤出温度低(挤出温度低，对于高熔点材料挤出能力不足)、挤出稳定性差、挤出质量差等缺点。PEEK、PEI是一种高熔点材料，传统设备只能通过注塑、模压、吹塑等工艺制备，这种制备工艺复杂且制备周期长，制备出的材料质量差，更重要的是应用范围窄，且同时不能兼顾多种高熔点材料制备，后续加工成本和复杂程度高，导致材料的应用推广受到限制。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点。本发明的目的在于提供一种3D打印丝材成型质量的控制方法，实现高熔点材料的合格3D打印，并大大提高制备效率，降低制备成本。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种3D打印丝材成型质量的控制方法，包括以下步骤：

1)将高熔点挤出材料放置料盘中，再将料盘放入干燥箱中加热干燥，干燥温度150℃，干燥时间4-6h；

2)将干燥好的高熔点挤出材料放置真空盒中；

3)采用平行双螺杆挤出机挤出丝材：

3.1)若挤出材料为高熔点复合材料时，按照质量比加入到V型混料机中进行混合，V型混料机转速设定为50r/min，混合均匀后将干燥好的高熔点挤出颗粒料/粉料加入喂料容器；若为单一名称颗粒料则不需进行混合，直接加入喂料容器；

3.2)调整挤出工艺参数，挤出工艺参数包括：使用7段挤出区域温度分别设定为一区：341-350℃；二区：336-345℃；三区：330-345℃；四区：330-345℃；五区：322-345℃；六区：336-343℃；模头挤出区：332-343℃；喂料速度3.4r/min-4r/min，螺杆挤出速度19-20r/min，风冷流量3-4L/min，牵引速度5.2-6.7r/min，收卷速度9-10r/min；

3.3)经线径仪检测挤出丝材线径，根据线径仪读取数据挤出稳定、控量连续丝材；

4)将挤出丝材使用3D打印设备进行打印，调整打印工艺，打印出所需模型并最终应用。

所述的高熔点挤出材料包括PEEK、PEI、5％碳纤维+PEEK复合材料。

本发明的有益效果为：

1、使用双螺杆挤出机挤出丝材，由于采用了七区加热法，能使得高熔点材料在熔腔能熔融的更完全，同时每个加热区的温度设定是根据挤出材料的物理化学性能；这样材料能能够在不同的温度段存在不同的形态，使得材料达到一种最佳的挤出状态，挤出的丝材质量合格，挤出效率提高，挤出稳定性高。

2、采用了双螺杆，可以挤出流动性低的复合粉料等高熔点材料，