[发明专利]3D打印TPU粉末制备工艺

说明书

本发明公开了一种3D打印TPU粉末制备工艺，包括以下步骤：取软化点与粘弹温差20℃以上的TPU粒子破碎至D50为100‑120μm；将经S1处理的粒子均匀分散于TPU改性水溶液或水，升温至软化点温度，使得TPU粒子发生球化；降至常温，过滤TPU粒子，烘干处理，按粒径级段筛分出TPU粒子粉末；S4、将S3剩余粉末，分散至S2所述溶液，搅拌升温至TPU粘弹温度以上，反应完全后，过滤烘干，重复上述步骤再生成。本发明可使用普通国产的TPU挤出工程粒子，大幅度的降低TPU用于3D打印的生产成本，另外经过改性的TPU粒子，收缩率更小，节约原料，提高了产品的精度。可另外生产工艺简单环保，可工业化推广程度高。

技术领域

本发明属于粉末制备技术领域，尤其涉及一种3D打印TPU粉末制备工艺。

背景技术

3D打印技术又称增材制造技术，出现在20世纪90年代，是目前世界上先进制造的研究的热点和研发课题，广泛应用于军工业、航空航天、珠宝首饰、生物医学、化工等领域。3D打印技术是以数字模型文件为基础，运用可粘合材料，通过逐层增加的方式来构造产品的技术。这些可粘合材料主要包括金属、陶瓷、尼龙、复合材料以及聚合材料组成的溶液、丝材以及粉末耗材。3D打印技术快速发展，离不开3D打印耗材的发展，不用领域对耗材种类的需求不同。

TPU是一种性能介于橡胶和塑料中间的高分子材料。TPU的硬度范围宽，并且具有耐磨、耐油和可透明化等特征，同时其具有极佳的弹性性能。所以可以广泛用于家材装饰、汽车工业、管件制造和服装鞋类等领域。

对于以TPU材料为耗材的3D打印工艺主要为熔融沉积成型（FDM）和选择性激光烧结（SLS）。熔融沉积成型（FDM）工作原理为将丝状的材料进行加热融化，通过喷嘴把材料挤出。选择性激光烧结（SLS）的工作原理是使用激光等作为能源将粉末进行烧结造型。选择性激光烧结（SLS）相对于熔融沉积成型（FDM）对耗材的利用率更高，制造出的产品精度更好，制造效率更快。在国外，选择性激光烧结（SLS）技术超越熔融沉积成型（FDM） 成为TPU 材料3D制造的主流。高球化率和致密度、细粒径和窄粒径分布的TPU材料，是提高选择性激光烧结（SLS）TPU打印质量的关键。我国由于3D打印技术，起步晚，常规生产应用熔融沉积成型（FDM）较多。用于选择性激光烧结（SLS）TPU粒子主要依赖于进口，在生产制造上处于被动局势。目前国内工业生产的常规TPU粒子，形状为圆柱型或不规则型，粒径大，不能直接用于3D打印制造。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种3D打印TPU粉末制备工艺，本发明应用普通的TPU颗粒，经过改性球化，得到高球形度、高理化性能适用于选择性激光烧结（SLS）3D打印技术，填补了市场的空白。

为了达到以上目的，本发明通过以下方案：

3D打印TPU粉末制备工艺，包括以下步骤：

S1、取软化点与粘弹温差20℃以上的TPU粒子破碎至D50为100-120μm；

S2、将经S1处理的粒子均匀分散于TPU改性水溶液或水，升温至软化点温度，使得TPU粒子发生球化改性；

S3、降至常温，过滤TPU粒子，烘干处理，按粒径级段筛分出TPU粒子粉末；

S4、将S3剩余粉末，分散至S2溶液，搅拌升温至TPU粘弹温度以上，反应完全后，过滤烘干，重复上述步骤再生成。

优选地，S1中TPU粒子为挤出性工程粒子。

优选地，S2中TPU改性水溶液为包含二氧六环或丙酮的水溶液。

优选地，S2中TPU粒子在TPU改性水溶液的常温常压溶解度为≤0.01%。

优选地， S3中破碎筛分出粒径段为适用于选择性激光烧结（SLS）3D打印的粒径段，包括：10-40μm、40-63μm、60-100μm、100-150μm。