[发明专利]可实现快打、缩短周期的FDM 3D打印机耗材及其制备方法

说明书

本发明公开了可实现快打、缩短周期的FDM3D打印机耗材及其制备方法。可实现快打、缩短周期的FDM3D打印机耗材，其包括：PLA60份～90份；PBAT5份～20份；粉体5份～20份；偶联剂0.01份～0.1份；相容剂1份～5份；成核剂5份～20份；分散剂0.1份～1份；抗氧剂0.5份～1.5份。制备方法包括以下步骤：S1、干燥；S2、混合搅拌；S3、双螺杆挤出造粒；S4、单螺杆挤出拉线；S5、得到所述可实现快速打印，缩短制品加工周期的3D打印耗材。本发明可实现客户制品快速打印，质量合格，质感细腻的特点，满足3D打印的要求；该方法所制备的复合材料流动性优异，成型收缩率低，适合于热熔型3D快速打印成型。

技术领域

本发明涉及3D打印材料技术领域，尤其涉及一种可实现快速打印、缩短制品加工周期的3D打印耗材及其制备方法。

背景技术

3D打印，学名为“增材制造”，是一种快速成型技术，被誉为“第3次工业革命”的核心技术；该技术以数字模型文件为基础，运用特定材料，通过逐层打印方式构造物体。近年来，快速成型得到了长足的发展，其中三维(3D)打印技术日益成熟并产业化，在生物工程、航空航天、建筑、设计等领域逐渐推广应用。3D打印工艺有9种，比如FDM、DLP、MJF、DLMS、SLA、SLS、SLM、EBM和Polyjet等。3D打印技术最为突出的优点是，无需机械加工或使用任何模具，就能直接从计算机图形数据生成任何形状的零件，极大地缩短了产品研制周期，提高了生产效率并降低生产成本。熔融沉积成型(FDM)是快速成型领域发展中最成熟和广泛的加工方法，其利用高温热能将线材熔化成液态，通过喷嘴挤出后固化，最后在立体空间上逐层堆积和排列，进而形成三维实物。

目前，市面上大多数的FDM 3D打印耗材主要是PLA(聚乳酸)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)等塑料。PLA塑料来源于玉米淀粉，使用后能被自然界中的微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。PLA在3D打印行业中有着广泛的应用，是市场最受欢迎的3D打印材料。PLA的打印温度为190-230℃左右，打印收缩性小、精度高，打印的模型不容易开裂变形，打印的成功率较高。

PBAT(己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物)属人工合成高分子可生物降解材料。它是一种可生物降解的芳香族聚酯，由己二酸丁二醇酯(PBA)和对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)通过直接酯化或者酯交换的方法聚合而成。由于柔性的脂肪族链段使其具有良好的降解性能，PBAT在一定条件下可全生物降解，且堆肥实验中对环境不会造成危害。同时，其具有优异的机械性能、耐热性能和抗冲击性能，尤其是断裂伸长高达600份，而且其熔融温度低(130℃)，故是一种柔韧性极好的低熔弹性体可生物降解材料。PBAT是一种半结晶型聚合物，通常结晶温度在110℃附近，而熔点在130℃左右，密度在1.18g/ml～1.3g/ml之间。PBAT的结晶度大概在30份左右，且邵氏硬度在85以上。PBAT是脂肪族和芳香族的共聚物，综合了脂肪族聚酯的优异降解性能和芳香族聚酯的良好力学性能。聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)是一种新型生物可降解聚合物，具有良好的延展性和断裂延伸率，可提高PLA材料的韧性。

现目前FDM 3D打印有制品加工耗时很长的问题，如果贸然提高打印机打印速度就会出现表面固化不及时，进而导致打印制品表粗糙不细腻的缺点。为了解决上述问题，本发明提出了一种可实现快速打印、缩短制品加工周期的3D打印耗材配方及其制备方法，同时适当提高打印机的打印速度，可以成功解决客户制品加工周期长的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供可实现快打、缩短周期的FDM 3D打印机耗材及其制备方法，其实现客户制品快速打印，质量合格，兼具外观优良，质感细腻的特点，满足3D打印的要求；该方法所制备的复合材料流动性优异，成型收缩率低，适合于热熔型3D快速打印成型。

本发明所采用的技术方案是：

可实现快打、缩短周期的FDM 3D打印机耗材，其特征在于，按照重量份比包括：