[发明专利]双组份喷墨3D打印方法及其打印原料

说明书

本发明提供了双组份喷墨3D打印方法及其打印原料，包括用于铺料系统铺平的铺料和用于喷墨头喷射的喷料；所述铺料为浆料，所述喷料为第一组份粘结剂。铺料系统工作，铺设第一层铺料；喷墨系统工作，向第一层铺料的第一层图形位置处喷射第一粘结剂；在第一打印层内：第一粘结剂和第二粘结剂发生聚合反应；本发明公开的的双组份喷墨3D打印方法及其打印原料，具有更高的打印精度，素胚的体密度高，铺料系统可高精度铺平，素胚表面更加光滑的优点。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其是双组份喷墨3D打印方法及其打印原料。

背景技术

1960年，喷墨打印技术的思路已经被提出，1976年IBM采用瑞典路德工业技术学院教授Hertz的连续式喷墨技术，推出了世界上首款商业化喷墨打印机IBM4640。西门子的三位技术先驱Zoltan、Kyser和Sear研发成功压电式墨滴控制技术，1980年推出量产的打印机Seimens Pt-80，成为世界上第一款具有商业价值的喷墨打印机。这项技术后来成为EPSON技术基础。

经过几十年的快速发展，喷墨技术已经被广泛应用于多个领域，包括印刷、印染，以及3D打印等。喷墨技术应用于3D打印则主要包括两个技术分支，材料喷射(MaterialJetting，MJ)和粘结剂喷射(Binder Jetting，BJ)。前者主要应用于树脂材料的直接打印，以及纳米金属粉末等可溶于液态溶剂，且溶剂可通过光、热等固化的场景。后者因为喷射的是粘结剂，一般不包含固体颗粒，所以适应的材料体系、应用场景更为广泛。

1990s年代，MIT采用连续喷墨方式，以硅溶胶为粘结剂，将氧化铝粉末逐层粘结固化，从而获得了总共50层、每层厚度为0.005in的素坯，从而获得了烧结后致密度达到99.2％的陶瓷构件。相对于材料直接喷射成型，BJ工艺为喷出粘结剂至粉末床上而获得素坯。所以整体而言，素坯中大部分材料来自于粉末床，只有少部分需要从喷头喷出。通常，粘结剂液滴与粉体形成球形混合体，并提供与前一打印层的粘结力。一般打印头都具有喷孔阵列，也可以多个打印头拼接，所以BJ技术可实现快速沉积，相对成本较低。

但是，现有BJ工艺主要存在的技术问题为：

铺料基于粉末床方法，目前难以实现高的堆积密度，导致打印素坯的体密度非常有限，从而使得最终产品的体密度难以提高。

铺料基于粉末床方法，难以实现纳米级粉体的铺平，使得素坯的表面粗糙度较差，导致最终产品的表面粗糙度也较差，难以实现高精度打印。

发明内容

本发明的目的是提供双组份喷墨3D打印方法及其打印原料，解决现有3D打印方法中堆积密度低、素坯的体密度非常有限、素坯的表面粗糙度较差的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

用于双组份喷墨3D打印的打印原料，包括用于铺料系统铺平的铺料和用于喷墨头喷射的喷料；所述铺料为浆料，所述喷料为第一组份粘结剂。

其中，所述浆料由粉体和第二组份粘结剂均匀混合而成。

其中，所述粉体为陶瓷粉体、金属粉体和高分子材料粉体中的一种或几种。

其中，所述第一组份粘结剂为：光引发剂1173、光引发剂TPO、光引发剂819、光引发剂184中的一种或几种；

所述第二组份粘结剂为：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1、6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯中的一种或几种；

所述第一组份粘结剂与所述第二组份粘结剂可进行聚合反应。

其中，所述粉体为纳米级粉体。

本发明还公开了双组份喷墨3D打印方法，使用上述的打印原料进行打印，包括如下步骤：

S1：铺料系统工作，铺设第一层铺料；