[发明专利]一种可抛光呈金属外观的3D打印材料及制备和应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印材料领域，特别是可抛光呈金属外观3D打印材料及其制备和应用方法领域。

背景技术

目前FDM-3D打印成型主要的材料以PLA居多，种类基本都是PLA的简单配色。涉及到高填充的材料，由于配方技术和打印机限制的原因，特殊种类的线条材料很少，尤其是高填充金属粉末的材料。因为高填充的金属粉末，一方面会影响线条生产时的线径稳定性和均匀性，另一方面线条在绕卷盘收卷时，由于有一定的弯曲弧度，这样会导致线条极易断裂，严重影响生产的正常进行，同时高填充的线条在FDM-3D打印中，喷嘴堵塞的几率会很大。

如果没有特殊的配方和生产技术，要想得到一种可抛光呈金属外观的FDM-3D打印材料基本很难实现，目前只有通过SLS(选择性激光烧结)成型实现，但是SLS-3D打印的设备和材料都比较贵，普通的家庭和企业很难支撑起这个成本。

相比FDM-3D打印的传统材料来说，金属质感的材料打印出来的产品，给人以一种厚重，结实，美观的感觉，深受市场的欢迎。再加上在3D打印成型中，FDM-3D打印的成本相对较低，已经被很多的家庭、学校、企业等采用，市场规模相对较大，目前有一些专利涉及到FDM-3D金属外观色的材料，基本都是通过添加少量的金属色粉,但是打印成型的产品没有金属的重量感，也经不起抛光后处理，因为少量金属色粉的添加，经过抛光处理会破坏产品原有的金属色的外观，得不到有金属质感的外观。

发明内容

本发明的范围只由权利要求书所规定，在任何程度上都不受这一节发明内容的陈述所限。

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种可抛光呈金属外观的3D打印材料及制备方法，不仅可以得到可抛光呈金属外观的FDM-3D打印产品，而且可以保证生产线条线径的稳定性和均匀性，使卷盘的正常绕线不出现断裂的现象，打印时不会堵塞打印机喷嘴，可以很好的满足市场的需求。

一种可抛光呈金属外观的3D打印材料，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：

上述组分的质量百分含量之和为100％；

其中，所述的一种可抛光呈金属外观的3D打印材料，其特征在于，高流动的高分子塑料为聚乳酸(PLA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)、聚己内酯(PCL)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)、聚苯乙烯(PS)、共聚尼龙(PA)、聚乙烯醇(PVA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)中的一种或其组合。

其中，所述的一种可抛光呈金属外观的3D打印材料，其特征在于，增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、POE-g-MAH、PS-g-MAH、ABS-g-MAH中的一种或其组合。

其中，所述的一种可抛光呈金属外观的3D打印材料，其特征在于，所述表面处理的金属粉末为采用硅烷偶联剂进行处理；所述金属粉末为红铜、青铜、黄铜、银、铝、不锈钢、铁、钛合金、镍合金中的一种或其组合，其中金属粉末的粒径≤75微米。

其中，所述的一种可抛光呈金属外观的3D打印材料，其特征在于，润滑剂为乙撑双硬脂酰胺(EBS)、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、硅酮粉、聚乙烯蜡中的一种。

其中，所述的一种可抛光呈金属外观的3D打印材料，其特征在于，抗氧化剂由主抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和辅助抗氧剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯按5:5～4:6的比例混合而成。

一种可抛光呈金属外观的3D打印材料的制备及应用方法，按照以下步骤进行：

(1)金属粉末的表面处理：将占金属粉体总质量的0.5～1.5％的硅烷偶联剂用无水乙醇进行稀释，所述无水乙醇与所述硅烷偶联剂的质量比为5：1～10：1，在15～30℃下，边搅拌稀释液边加入按比例称量好的金属粉末，待金属粉末全部加入后继续搅拌5～10min，然后在60～80℃下干燥4h以上，最后将干燥后的粉体放置在密闭容器中待用。

(2)造粒：将高流动性高分子材料、增韧剂、润滑剂、抗氧剂按一定比例混合均匀，从双螺杆挤出机的主喂料口进料，表面处理的金属粉末按一定比例从侧喂料口进料，经过熔融挤出，切成粒子，干燥备用。

(3)线条制备：将步骤(2)制备的粒子通过专门的拉线挤出机生产成型为FDM-3D打印线条，并通过内孔直径＞80mm的绕线卷盘进行线条的收卷。