[发明专利]一种3D打印用尼龙12丝材及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种3D打印用尼龙12丝材及其制备方法和应用，该3D打印用尼龙12丝材，按重量份计，包括以下组分：尼龙12树脂：100份，超支化树脂：0.3～1.5份，抗氧剂：0.01～0.5份，润滑剂：0.1～0.3份。本发明利用SLS废弃的尼龙12粉末制备3D打印尼龙丝材，有效解决了SLS工艺中废弃尼龙12粉末的回收利用问题，不仅降低了制造成本，而且可以减少粉末材料对环境的污染，符合绿色发展的要求。且该丝材打印工艺性能好、强度高、收缩率低、翘曲变形低、支撑易去除。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种3D打印用尼龙12丝材及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印技术(又称增材制造技术)是以三维模型数据为基础，采用逐层累加材料的方式制造实体零件的技术，完全不同于传统的去除加工(切削加工)方法，可以短周期快速制造任意外形结构的复杂零件，实现个性化制造。选择性激光烧结(selective lasersintering，SLS)和熔融沉积(fused deposition modeling，FDM)是其中应用最为广泛的两种技术。

SLS技术以激光器作为能源，利用计算机控制激光束对粉末材料进行扫描烧结，层层堆积，最后形成实体零件。尼龙12由于具有强度高、韧性好、加工温度范围宽、吸水率低、成型收缩率低等优点，是SLS工艺中最常用的材料，占据了SLS高分子粉末材料95％以上的市场份额。

尼龙12粉末经过一次SLS过程，通常只有不到20％的粉末原料转变成了实体零件，80％以上的粉末原料仍为粉末状，这部分粉末由于长时间暴露于高温环境中，尼龙12分子会发生缩合反应，导致其分子量增加，熔体黏度增大，而高分子粉末的熔体黏度是决定其烧结特性的一个重要参数，因此，未烧结粉末的再利用是有限的，必须用大量新粉末材料进行更新，否则制造出的零件表面粗糙度大，产生“橙皮”纹理，机械性能和热性能恶化，甚至不能形成完整的零件。经过几次烧结的旧粉末材料必须全部丢弃，以避免零件质量的显著恶化和新材料的浪费，因而SLS工艺会产生大量废弃的尼龙12粉末。但尼龙12粉末价格昂贵，将其遗弃不仅浪费资源而且污染环境，因此，需要解决废弃尼龙12粉末的回收利用问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种3D打印用尼龙12丝材，以解决现有SLS工艺产生的大量废弃尼龙12粉末回收利用率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种3D打印用尼龙12丝材，按重量份计，包括以下组分：尼龙12树脂：100份，超支化树脂：0.3～1.5份，抗氧剂：0.01～0.5份，润滑剂：0.1～0.3份。

可选地，所述尼龙12树脂为选择性激光烧结后回收的尼龙12粉末。

可选地，所述超支化树脂的密度为1.3g/cm³，熔程为140-160℃。

可选地，按质量百分数计，所述抗氧剂包括：主抗氧剂：60％～85％，辅助抗氧剂：15％～40％。

可选地，所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的一种或多种。

可选地，所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂264、抗氧剂CA、抗氧剂330、抗氧剂245中的一种或多种；所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂TNP中的一种或多种；所述硫代酯类抗氧剂为抗氧剂DLTP、抗氧剂DSTP中的一种或多种。

可选地，所述润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、甘油单硬脂酸酯中的一种。

本发明的第二目的在于提供一种制备上述3D打印用尼龙12丝材的方法，该制备方法，包括以下步骤：

1)将所述超支化树脂、所述抗氧剂、所述润滑剂，加入至所述尼龙12树脂中混合均匀，得到混合粉末A；