[发明专利]一种生物质复合材料FDM-3D打印成型工艺

说明书

本发明涉及一种生物质复合材料FDM‑3D打印成型工艺，一种生物质复合材料FDM‑3D打印成型工艺，属于复合材料和增材制造技术领域。工艺简单，快捷方便，可设计性强，可加工成型不同形状的生物质复合材料制品，制作过程稳定性好，制作成本较低。采用该工艺制作的生物质复合材料可用于制作埋地花盆、礼品包装盒、一次性饭盒等一次性的制品。

技术领域

本发明涉及一种复合材料，特别是涉及一种生物质复合材料及其FDM-3D打印成型工艺，属于复合材料和增材制造技术领域。

背景技术

3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印分为多种类型，熔融沉积成型(FDM)便是其中常见的一种。

聚乳酸是一种可以生物降解的高分子，而且对环境无害，生物相容性比较好，是目前已开发的生物降解高分子中最具潜力的一种，同时也是为数不多的、满足FDM-3D打印要求的聚合物材料之一，有望代替不可再生的石油基化石能源。

但目前聚乳酸在3D打印领域的研究仍存在诸多不足之处，如作为塑料基体的聚乳酸价格昂贵、脆性高、韧性低，在打印线材制作过程中流动性出现不稳定、不易调控等问题，这限制了聚乳酸在3D打印方面的应用范围。

农业废弃物来源广泛，价格低廉，绿色环保，具有较高的比强度和比模量，密度低，与聚乳酸复合制备的生物质复合材料可生物降解且无毒无污染，除了可代替石油基资源，还可代替目前使用较多的玻璃纤维或芳纶纤维，这不仅可提高农业废弃物的利用价值，还可降低在聚乳酸应用方面的高成本问题，具有重要的经济和环保意义。

发明内容

本发明针对上述目的，提供一种生物质复合材料FDM-3D打印成型工艺，旨在为生物质复合材料提供一种新型的制作方法。

一种生物质复合材料FDM-3D打印成型工艺包括以下步骤：

(1)按照聚乳酸质量的3-9％分别称取秸秆粉，并与聚乳酸混合均匀，得到粗混料；

(2)利用双螺杆挤出机将上述粗混料分别挤出造粒，挤出机一区、二区、三区、四区的温度分别为150-152℃、152-154℃、155-157℃、150-152℃，工作电流4-5A；

(3)利用精密拉丝机将造粒后的粒料拉成直径1.5-1.8mm、供3D打印用的线材，拉丝温度为150-160℃；

(4)采用FDM-3D将步骤(3)得到的线材打印成型一种生物质复合材料，打印速度40-50mm/s，打印温度205-215℃，打印角度70-90°，打印密度80-100％。

所述的秸秆粉为水稻秸秆粉、芝麻秸秆粉中的一种，秸秆粉粒径80-160目。

本发明一种生物质复合材料FDM-3D打印成型工艺，工艺简单，快捷方便，可设计性强，可加工成型不同形状的生物质复合材料制品，制作过程稳定性好，制作成本较低。采用该工艺制作的生物质复合材料可用于制作埋地花盆、礼品包装盒、一次性饭盒等一次性的制品。

具体实施方式

以下的具体实施例是针对本发明的进一步说明，而并非限制本发明的范围。

实施例1：一种生物质复合材料FDM-3D打印成型工艺包括以下步骤：

(1)按照聚乳酸质量的7％分别称取秸秆粉(水稻秸秆粉，120目)，并与聚乳酸混合均匀，得到粗混料；

(2)利用双螺杆挤出机将上述粗混料分别挤出造粒，挤出机一区、二区、三区、四区的温度分别为151℃、153℃、156℃、151℃，工作电流4.5A；

(3)利用精密拉丝机将造粒后的粒料拉成直径1.65mm、供3D打印用的线材，拉丝温度为155℃；