[发明专利]一种3D打印用高流动性聚碳酸酯粉末及制备方法

说明书

本发明属于3D打印材料的技术领域，提供了一种3D打印用高流动性聚碳酸酯粉末及制备方法。该方法将合金颗粒均匀分散于聚碳酸酯熔体中，经喷头喷出、电场带电及磁场作用而离心，制得球形颗粒，然后在凝固浴中速冷，即可制得3D打印用高流动性聚碳酸酯粉末。与传统方法相比，本发明的制备的聚碳酸酯粉末，助于带电合金颗粒在磁场中的圆周运动后再速冷，使其表面急剧收缩，形成高球形度的球状粉末，粒径均匀性好，流动性佳，同时工艺过程简单，成本低，可广泛用于3D打印技术领域。

技术领域

本发明属于3D打印材料的技术领域，提供了一种3D打印用高流动性聚碳酸酯粉末及制备方法。

背景技术

3D打印快速成型技术是集CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料科学技术于一体，其原理突破了传统的材料变形成型和去除成型的工艺方法，可在没有工装夹具或模具的条件下，迅速制造出任意复杂形状的三维实体零件，且可有效地降低产品开发周期。因此，快速成型技术在当今制造业中越来越具有竞争力，逐步成为21世纪的主流制造技术。

3D打印快速成型技术的成型工艺多种多样，其中选择性激光烧结是发展最快、最为成功且已经商业化的快速成型技术方法之一，主要是是利用粉末材料在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成型。采用该技术不仅可以制造出精确的模型和原型，还可以成型具有可靠结构的金属零件作为直接功能件使用，其工艺比较简单、精度高、无需支撑结构、材料利用率高，因此在现代制造业中受到越来越广泛的重视。

选择性激光烧结工艺材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、石蜡等材料的零件，特别是可以直接制造金属零件。用于选择性激光烧结工艺的材料一般是粉末态，包括高分子、陶瓷和金属等，并且对粉末的性能要求较高，如高的密度、高的球形度、均匀的成分、窄的尺寸分布等，这就对粉末的制造提出了更高的要求。现有技术中复合粉末通常有两种混合型式：一种是粘结剂粉末与金属或陶瓷粉末按一定比例机械混合；另一种则是把金属或陶瓷粉末放到粘结剂稀释液中，制取具有粘结剂包裹的金属或陶瓷粉末。研发和应用性能更加优异的粉末材料是该项技术发展的关键。

目前国内外在3D打印材料，尤其是用于3D打印的高流动性合金、聚合物复合材料方面已取得了一定成效。其中黄俊俊等人发明了一种3D打印用聚合物/金属复合粉体材料的制备方法（中国发明专利申请号201710235120.3），涉及化学镀及复合材料制备领域，制备方法为：聚合物粉体材料表面改性；改性聚合物粉体表面敏化和活化；聚合物粉体表面化学镀，将制备的复合粉体进行分级，选择粒径为50~80μm的粉体作为原料可进行3D产品的打印，制备的复合粉体采用金属包裹，能够避免聚合物粉体在敏化和活化过程中同酸反应，可以实现聚合物粉体表面化学镀；制备的复合粉体中金属层均匀包覆在聚合物粉体表面，且包覆不受粉体形貌限制；金属颗粒分散均匀且金属颗粒与聚合物粉体表面具有良好的润湿性，烧结性能优异，可广泛应用于3D打印领域。另外，徐忠等人发明了一种3D打印纳米复合材料的制备方法（中国发明专利申请号201710647129.5），主要是对废塑料进行清洗筛选后，二次利用，并制作合金金属粉末，采用表面活性剂对纳米粉末实施解团聚处理，使得纳米粉末具备优异的分散性，将其混合加入后，可以进一步提升产品韧性；将纳米粉末增强材料悬浊液、合金金属粉末、有机溶剂及羟基丙烯酸共聚树脂粉末均匀混合后进行球磨、干燥得到混合粉末，之后加入粘结剂得到纳米复合材料；该纳米复合材料作为3D打印快速成型机的成型原料，能够有效的在3D打印机上快速成型，并可应用于多种不同型号的3D打印机。

可见，现有技术中用于3D打印粉末材料球形度不足，流动性差，3D打印效果较差，同时存在工艺复杂而成本较高等缺点。

发明内容