[发明专利]用于3D打印机的含金属粉末的细丝组合物和利用该组合物的细丝

说明书

本发明提供一种用于3D打印机的组合物、利用该组合物的用于3D打印机的细丝和利用所述细丝的金属钢产品的制备方法，所述组合物包含：10～30重量％的高分子粘合剂，其包含3.5～10重量％的聚缩醛、3.5～10重量％的聚烯烃弹性体、2～6重量％的增塑剂和1～4重量％的润滑剂；以及70～90重量％的金属粉末。

技术领域

本发明涉及用于3D打印机的含金属粉末的细丝组合物和利用该组合物的细丝。更详细地，本发明涉及一种含有高含量金属粉末的用于3D打印机的组合物和利用该组合物的细丝。

背景技术

3D(3-Dimension，三维)打印机是基于输入的三维图形制作实际立体形状(如打印字体和图片)的设备。近来，3D打印技术成为热点，正在向汽车、医疗、艺术、教育等领域扩展，广泛用于制作各种模型。

3D打印机市场中最普及的3D打印机是挤出式3D打印机，也被称为FDM(细丝挤出)式打印机。用于FDM式打印机的材料大多是PLA、PC、ABS等普通塑料，实际上无法用于高强度部件，因此主要用于教育或制作试制品。

为了解决这样的问题，一些公司或研究机构开发了一种技术，通过打印含金属粉末的材料，最终制成金属打印产品。注册号为1761649的韩国专利公开了一种用于三维打印的含金属粉末的组合物，其包含90.0～94.0重量％的奥氏体不锈钢金属粉末、3.0～5.0重量％的聚乙烯粘合剂、2.5～3.5重量％的石蜡增塑剂和0.5～1.5重量％的硬脂酸润滑剂。

然而，在上述专利中，如果是含有高含量金属粉末的塑料材料，则无法制成细丝状，因此以片状(Chip)或颗粒状(Granule)形式使用，而片状或颗粒状形式较为麻烦，只能通过安装有挤出盒的3D打印机进行打印。

一般来说，为了将含金属粉末的塑料材料制成细丝状，需要一个通过双重挤出来包覆细丝表面的附加工艺，从而导致细丝的成本增加或者品质管理上可能出现问题。

发明内容

技术问题

因此，本发明的一个目的是提供一种用于3D打印机的细丝组合物，即使含有高含量金属粉末，也能通过应用聚烯烃弹性体(POE)制成细丝。

此外，本发明的另一目的是提供一种用于3D打印机的细丝，其由所述用于3D打印机的细丝组合物挤出而制成。

进一步地，本发明的目的还在于提供一种金属钢产品的制备方法，利用所述用于3D打印机的细丝并调节脱脂条件和烧结条件，从而通过常规挤出式3D打印机制作细丝时，可以顺利地卷绕在丝盘(bobbin)上(无断裂或断开)，当放入3D打印机时，在喷嘴部位的挤出机(以齿轮形式推动的方式)中不会发生断裂。

技术方案

根据本发明的用于3D打印机的含金属粉末的细丝组合物，其特征在于，所述组合物包含：10～30重量％的高分子粘合剂，其包含3.5～10重量％的聚缩醛、3.5～10重量％的聚烯烃弹性体、2～6重量％的增塑剂和1～4重量％的润滑剂；以及70～90重量％的金属粉末。

所述聚缩醛可以是作为重复单元含有甲醛-(OCH₂)_n-基且两端被酯基或醚基封端的甲醛均聚物。

另外，所述聚缩醛可以是在由甲醛单体单元构成的聚合物链中随机插入有碳原子数为2～10的氧化烯单元且聚合物的两端被酯基或醚基封端的聚缩醛共聚物或三元共聚物。

所述聚烯烃弹性体可以是碳原子数为2～12的线性、支化、接枝或它们的复合体形式的高分子树脂。

所述金属粉末可以包含不锈钢类、钛类、镍合金类、非晶合金类或它们的混合物。

所述增塑剂可以包含石蜡、巴西棕榈蜡、微晶蜡、蜂蜡、褐煤蜡或它们的混合物。