[发明专利]一种3D打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种3D打印方法。

背景技术

3D打印生产技术属于静成型增材制造技术的一种，其通过软件把计算机设计的三维零部件实体图分解为若干层平面切片，再经3D打印机打印输出，生产不同材质的异形零件。常用的低温热熔堆积成型法3D打印增材成型只能以PLA或ABS等热塑性高分子材料为原料来制备3D打印线材，进而打印生产各种模型产品；对金属材料或无机非金属材料进行3D打印时，一般以金属粉末或无机非金属粉末为原料，采用激光高温熔融层积法或选择性激光高温烧结法实现3D打印成型。

现有技术中为降低金属材料和无机非金属材料3D打印的生产成本，提出了热熔挤出成型技术，即通过低温将喂料熔融，使其具备流动性，并通过3D打印机打印生坯，然后在脱脂炉和烧结炉中批量生产，但是一般采用的方法都是将打印成型的生坯在脱脂炉中完全脱脂后再进行烧结导致制品烧结过程中很容易出现坍塌、变形或者产生裂纹等缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种3D打印方法，旨在提高3D打印制品的烧结时的强度，避免制品出现坍塌、变形或者产生裂纹等缺陷。

为实现上述目的，本发明提出的一种3D打印方法，包括如下步骤：

步骤S1、将原材料和粘结剂通过熔融混炼制备3D打印原料，所述粘结剂为多组分粘结剂，所述多组分粘结剂包括主粘结剂和填充剂；

步骤S2、将所述3D打印原料加热熔融后输送至3D打印头，由所述3D打印头打印出生坯；

步骤S3、将所述生坯进行第一次脱脂，脱除所述填充剂并保留所述主粘结剂；

步骤S4、将经过所述第一次脱脂后的生坯进行高温烧结收缩成型3D打印制品，在所述高温烧结过程中，所述第一次脱脂后的生坯经过第二次脱脂，脱除所述主粘结剂。

优选地，在步骤S3中，所述第一次脱脂在脱脂炉中进行，且通过催化脱脂、热脱脂及溶剂脱脂中的至少一种方法脱除所述填充剂。

优选地，所述催化脱脂在以浓硝酸为介质的催化脱脂炉中进行，脱脂温度为80-130℃，脱脂时间为5-8h。

优选地，在步骤S4中，所述第二次脱脂为热脱脂，与所述高温烧结一起在烧结炉中进行，烧结温度为1280-1320℃，烧结时间为18-24h。

优选地，所述主粘结剂包括聚丙烯、聚乙烯中的至少一种；；和/或，

所述填充剂包括石蜡、聚甲醛及聚乙烯醇中的至少一种。

优选地，所述多组分粘结剂还包括耦合剂，所述耦合剂包括硬脂酸、甘油中的至少一种。

优选地，多组分粘结剂中，所述主粘结剂占总质量分数的4.5-45％，所述填充剂占总质量分数的50-95％，所述耦合剂占总质量分数的0.5-5％。

优选地，在步骤S1中，所述粘接剂占所述原材料和所述粘接剂总体积分数的30-45％。

优选地，所述原材料包括金属材料和无机非金属材料。

优选地，所述金属材料包括不锈钢、钛及钛合金、铜及铜合金、铝及铝合金、高比重钨合金、硬质合金。

本发明技术方案中，通过将原材料与粘结剂混炼，然后经低温挤出给3D打印机送料，由打印头打印出生坯后，先经过第一次脱脂，脱除填充剂并保留主粘结剂，然后在烧结成型过程中再经过第二次脱脂，脱除主粘结剂，不仅降低了3D打印的加工温度，并且在第一次脱脂过程中保留主粘结剂，使制品在后续烧结过程中不易发生坍塌、变形或产生裂纹，提高了产品的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的3D打印方法的一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。