[发明专利]一种FDM 3D打印用PLA/木粉复合线材及其制备方法

说明书

一种FDM3D打印用PLA/木粉复合线材及其制备方法，属于3D打印技术领域。所述线材按照重量份包括PLA原料800～950份，木粉50～200份，偶联剂1～10份，增韧剂2～5份，润滑剂1～5份；所述木粉的粒径分布区间要求为：D90≤100μm，65μm≤D50≤50μm，D10≤30μm；所述偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷、四正丙基锆酸酯、甲基丙烯酸铬中的一种或几种；所述增韧剂为SEBS，POE，PE中的一种或几种。本发明通过在PLA中加入木粉，并对偶联剂、增韧剂、润滑剂进行合理配比，使制品具有低成本的优点，有效的提高了材料的力学性能，降低了材料的收缩率，减小打印时产生的翘曲，提高了制件的尺寸精度。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种FDM(熔融沉积快速成型FusedDeposition Manufacturing)3D打印用PLA(聚乳酸Polylactic Acid)/木粉复合线材及其制备方法。

背景技术

3D打印(3D Printing，一种增材制造技术)在新产品的研制开发、模具制造、小批量产品的生产等方面具有广阔前景。该技术可将固体粉末材料直接成型为三维实体零件，不受成型零件形状复杂程度的限制，不需任何工装模具。在新产品的研制开发、模具制造、小批量产品的生产等方面均有广阔前景，国外已有大量的应用实例。

目前市面常见的PLAFDM线材多为单纯的聚乳酸原材料挤出制备成型。虽然相比于传统的PP、PA等材料具有收缩率低、可降解等优点，但是并不能满足目前3D打印对于打印固体粉末的要求。

发明内容

本发明为了解决现有产品和技术中的不足，提供一种FDM 3D打印用PLA/木粉复合线材及其制备方法，通过添加木粉对PLA线材进行改进，使得打印出来的物品具有低成本的优势，同时，降低了材料的收缩率，减小打印时产生的翘曲，提高制件的尺寸精度，能够满足3D打印对材料的要求。

本发明经过改性的PLA/木粉复合材料线材与纯PLA线材相比则拥有更低的成本、更低的收缩率、更好的装饰效果(仿木)，更加绿色环保。用于FDM 3D打印可更有效降低打印成型过程的工艺难度，提高打印成功率。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种FDM 3D打印用PLA/木粉复合线材，所述线材按照重量份包括PLA原料800～950份，木粉50～200份，偶联剂1～10份，增韧剂2～5份，润滑剂1～5份。

进一步地，所述PLA原料为低熔体流动速率挤出级聚乳酸原料。

进一步地，所述木粉的粒径分布区间要求为：D90≤100μm，65μm≤D50≤50μm，D10≤30μm。

进一步地，所述偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、三异硬脂酰基钛酸异丙酯、四正丙基锆酸酯、甲基丙烯酸铬中的一种或几种。

进一步地，所述增韧剂为SEBS，POE，PE，SEPS，EPDM中的一种或几种；所述润滑剂为天然石蜡、白油、微晶石蜡、聚乙烯蜡、低分子量聚丙烯、乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。

一种上述FDM 3D打印用PLA/木粉复合线材的制备方法，所述方法具体为：

步骤一：准备PLA、木粉、偶联剂、增韧剂、润滑剂，将上述准备的原料烘干备用，使各原料含水率小于0.05％；

步骤二：按照重量份称取PLA、偶联剂、增韧剂、润滑剂，加入高混机，混合1～3分钟，木粉作为辅料备用；

步骤三：将步骤二中得到的混合料用双螺杆挤出机造粒，其中PLA混合料通过主喂料进行喂料，木粉通过侧喂料进行喂料；

步骤四：将步骤三所得PLA/木粉复合材料颗粒进行烘干；