[发明专利]一种3D打印用成型材料

说明书

本发明提供一种3D打印用成型材料，所述成型材料由以下组分组成：级配改性氧化铝粉、黄糊精粉以及粘结剂，其中，粘结剂占成型材料的质量百分比为5%‑50%，且级配改性氧化铝粉与黄糊精粉的用量比为（63‑97）：（15‑25）。由此成型材料烧结后得到的氧化铝陶瓷，形成了气孔率高、孔径均匀且分布可控的微孔结构，且材料的烧结收缩率低，有利于保持材料的尺寸形状而避免开裂。

技术领域

本发明属于3D打印用成型材料技术领域，具体涉及一种3D打印用成型材料。

背景技术

粉末材料3D打印快速成型，也被称为增材制造，其基本原理是通过铺设连续的材料层来产生3D物体的成型技术。3D打印成型材料是3D打印快速成型技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印快速成型能否有更广泛的应用。目前，3D打印成型材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等，其中陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性，在航空航天、汽车、生物等行业有着广泛的应用。

但是当前市场上所售的陶瓷成型材料基本上被国外公司所垄断，售价高昂，严重制约该技术在我国的推广和普及。专利CN105237022A公开了一种陶瓷基3D打印材料及其制备方法，包括按重量计的如下组分：氧化铝粉末100重量份；氧化铝粉末处理剂3~20重量份；分散介质100~500重量份；单晶蓝宝石晶须1~20重量份；稳定剂1~20重量份；光固化剂5~20重量份。该专利通过在氧化铝陶瓷中加入单晶蓝宝石晶须，以提高制品的弯曲弹性模量、抗拉强度。虽然该专利能够在一定程度上解决3D打印原材料过度依赖国外进口，且价格昂贵等问题，且加入的单晶蓝宝石晶须能够提高强度，但是单晶蓝宝石晶须成本高，不利于该材料的工业应用，而且得到的3D打印产品表面存在较明显的粗糙感，成型精度不够高。

发明内容

本发明针对现有技术中的3D打印材料成本高且成型产品密度高、不易制备绝热、隔音等多孔材料的问题，提供一种3D打印用成型材料，由此成型材料烧结后得到的氧化铝陶瓷，形成了气孔率高、孔径均匀且分布可控的微孔结构，且材料的烧结收缩率低，有利于保持材料的尺寸形状而避免开裂。

本发明采用如下技术方案：

一种3D打印用成型材料，所述成型材料由以下组分组成：级配改性氧化铝粉、黄糊精粉以及粘结剂， 其中，粘结剂占成型材料的质量百分比为5%-50%，且级配改性氧化铝粉与黄糊精粉的用量比为（63-97）：（15-25）。

优选地，以重量份数计，所述级配改性氧化铝粉的尺寸级配具体为：

4-50μm 改性氧化铝粉 400份-600份；

1-3μm 改性氧化铝粉 200份-300份；

和 0.5-1μm 改性氧化铝粉 30份-70份。

作为最佳配比，以重量百分比计，所述成型材料中各组分的重量配比为：50%的4μm改性氧化铝粉、20%的1.2μm改性氧化铝粉、10%的0.6μm改性氧化铝粉和20%的黄糊精粉。

优选地，所述改性氧化铝粉的改性方法为：将氧化铝粉与质量分数为5%~15%的黄糊精的乙醇溶液（黄糊精的乙醇溶液的加入量为氧化铝粉重量的5%~15%）进行球磨混合并冷冻干燥后，即得改性氧化铝粉；其中，球磨罐中的料球比(原料与磨球的比例)为1:3，不仅能够将各原料充分混合，而且球磨更加细腻，得到更高结合性能的改性氧化铝粉体，有利于后面的打印成型。

其中，所述冷冻干燥的方法为：将球磨混合后所得混合料于-10 ~ -30℃冷冻后，进行真空干燥，即可。

优选地，级配改性氧化铝粉与黄糊精粉的混合方式为球磨，且球磨条件为：球磨速度500~600转/分钟，球磨时间2~3h。