[发明专利]一种高精度的光固化3D打印材料及制备方法

说明书

本发明涉及3D打印材料的技术领域，公开了一种高精度的光固化3D打印材料及制备方法。包括如下制备过程：（1）先将铁磁性固体颗粒、母液油及稳定剂混合后固化粉碎，然后将有机硅树脂包覆于磁流变颗粒的表面，得到磁流变弹性体；（2）将电子束辐照处理的磁流变弹性体与单体、齐聚物及光引发剂分散混合，即可制得均匀分散的磁流变弹性体的光固化3D打印材料。本发明制备的光固化3D打印材料与普通的光固化3D打印材料相比，颗粒分散均匀，同时打印精度高，打印效果佳，并且制备过程简单易行，材料应用时工序简洁，制件不需后处理，生产效率高，成本较低，具有极好的经济优势和应用前景。

技术领域

本发明涉及3D打印材料的技术领域，公开了一种高精度的光固化3D打印材料及制备方法。

背景技术

自20世纪80年代以来，快速成形技术的发展快速成形技术已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，同时也推动了国内在该技术领域的不断发展进步。3D打印技术便是其中一种，该项技术不需要昂贵的激光系统，维护和运行成本较低，成型温度好，成形速度快，高精度，无污染等。这些优点使得3D打印在众多快速成型方法中脱颖而出，成为21世纪最受大众关注和期待的一门应用。

3D打印技术中，光固化成型技术（SLA）是最早实用并已广泛应用的非常重要的一种成型工艺。主要是利用特定强度的激光聚焦照射在光固化材料的表面（材料主要为树脂），使之点到线、线到面的完成一个层上的打印工作，一层完成之后进行下一层，依次方式循环往复，直至最终成品的完成。具有成熟度高，成型速度快，打印精度高，生产周期短等优点。

光固化成型技术的工艺过程为：首先设计出三维实体模型，产生精确数据；其次，激光光束按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面使固化后，完成后生成零件的一个截面；然后升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描固化，一层层叠加而成三维工件原型；最后，将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经处理即得到要求的产品。在成型过程中，已打印好的部分沉浸润在液态的打印原料中对打印精度造成一定影响，另外固化树脂的性能直接影响制造产品的精度及性能，因此目前制备高性能打印材料是该项技术发展的关键。

中国发明专利申请号201510604989.1公开了一种含有大分子弹性体的3D打印光敏树脂材料及制备方法。树脂材料由组分：混合光引发剂为1-5％；甲基丙烯酸冰片酯为8-18％；N-乙烯基吡咯烷酮为1-7％；大分子弹性体为30-50％；1,4-环己基二甲醇二乙烯基醚为10-25％；二乙氧基双酚A二丙烯酯为10-30％组成。此发明是以含有双键的苯基锂为引发剂，通过阴离子聚合，形成以异戊二烯为A嵌段、环氧乙烷为B嵌且具有端基乙烯基的弹性高分子大单体。利用分子设计与合成技巧，为光固化成型技术带来新的方向。通过加入大分子弹性体，使3D打印光敏材料的韧性得到了进一步的提升。

中国发明专利申请号201610681676.0公开了一种光固化有机硅弹性体及其制备方法。该光固化有机硅弹性体，按重量计包括以下组份：乙烯基甲基苯基聚硅氧烷50～80份，巯丙基甲基苯基聚硅氧烷10～30份，巯丙基硅树脂5～20份，光引发剂0～3份和助剂0.1～1份。以乙烯基甲基苯基聚硅氧烷、巯丙基甲基苯基聚硅氧烷、巯丙基硅树脂和光引发剂为原料，混合搅拌均匀后制得。通过调节上述聚硅氧烷中甲基链段与苯基链段的数量比例，以及引入巯丙基硅树脂作为大分子交联剂，可制备具有不同韧性、力学强度和折光率的光固化有机硅弹性体，并在紫外光照射下5～20s内快速固化成型，该工艺简单、高效、环保、节能。可应用于电子封装材料、光学材料以及3D打印材料等领域。

根据上述，现有方案中光固化3D打印材料存在颗粒分散不均匀，成品强度低，成型过程中浸润在液态的打印原料中影响打印精度，并且工艺过程繁杂，需进行二次加工，生产效率低且成本较高。

发明内容

目前应用较广的光固化3D打印材料存在颗粒分散不均匀，成品弹性力学性能低，打印精度低，且工艺过程繁杂，需进行二次加工，生产效率低，成本较高等缺陷。