[发明专利]一种用于考古颅骨复原的3D打印材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印材料，更确切地说，是一种用于考古颅骨复原的3D打印材料。

背景技术

颅骨复原技术即三维颅面鉴定技术，属于国际法医学个体识别领域前沿性课题,在考古学方面应用也较为广泛。中国的三维颅面鉴定技术目前处于国际领先水平。该系统能够对颅骨进行三维扫描、测量软组织厚度，进行三维重建，相貌复原。重建一个近似于被害人生前面貌的数字图像，并通过三维颅面鉴定，最终确定无名颅骨的身源。

3D 打印技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，3D 打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。

运用3D 打印技术来将复原后的相貌进行打印无疑是最为快捷的方式，但是目前遇到的问题是3D打印材料的价格过高，加大了颅骨复原的成本；另外一个问题是颅骨复原出来的人物面貌对打印的精细度要求较高，便于打印出栩栩如生的人物头像。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种用于考古颅骨复原的3D打印材料。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种用于考古颅骨复原的3D打印材料，由如下重量份的原料组成：石膏粉80-120份，酚醛树脂25-35份，纳米碳酸钙10-16份，纳米氧化亚锰6-12份，多异氰酸酯3-8份，补强剂5-10份，稳定剂3-8份。

所述3D打印材料的制备方法：

首先，将石膏粉、酚醛树脂、纳米碳酸钙、纳米氧化亚锰、多异氰酸酯加入高速混合机，以650-750rpm的速度混合20-30分钟；

然后，将所得原料加入搅拌机，并同时加入稳定剂、补强剂，搅拌机内温度控制在90-110℃，以200-250rpm的速度混合10-20分钟；

最后，将混合原料加入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出后的材料冷却后加入粉碎机粉碎成细粉即得。

作为本发明较佳的实施例，所述的稳定剂为稳定剂1096。

作为本发明较佳的实施例，所述的补强剂为石墨。

本发明的用于考古颅骨复原的3D打印材料相关组分的作用如下。

纳米碳酸钙：纳米碳酸钙的添加可以促进石膏粉粒与酚醛树脂的融合，让打印出来的成品外观精细度得到有效提高，更有助于将计算机模型转换成逼真的实物。

纳米氧化亚锰：少量纳米氧化亚锰的添加可以大大缩短打印材料的固化时间，让打印成型后的成品在短时间内凝固，提高了打印效率也降低了成品变形的风险。

多异氰酸酯：本发明的3D打印材料中多异氰酸酯可以在石膏粉粒的表面形成一层固化膜，打印成型后的成品外观更加亮泽，同时也提高了成品的抗风化能力，延长了成品的保存时间。

本发明的用于考古颅骨复原的3D打印材料相对价格较为低廉，所选材料多为普通材料，降低了3D打印的成本。该材料打印成型的复原品精细度高，有利于高标准复原人物的面部特征，打印成型后的成品外观光泽度高，抗风化能力强，复原品的使用寿命较长。

具体实施方式

下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

[实施例1]

按重量份取石膏粉80份，酚醛树脂25份，纳米碳酸钙10份，纳米氧化亚锰6份，多异氰酸酯3份，补强剂5份，稳定剂3份。稳定剂为稳定剂1096，补强剂为石墨。

首先，将石膏粉、酚醛树脂、纳米碳酸钙、纳米氧化亚锰、多异氰酸酯加入高速混合机，以650rpm的速度混合20分钟；

然后，将所得原料加入搅拌机，并同时加入稳定剂、补强剂，搅拌机内温度控制在90℃，以200rpm的速度混合10分钟；

最后，将混合原料加入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出后的材料冷却后加入粉碎机粉碎成细粉即得。

[实施例2]