[发明专利]一种用于MJP3D打印的高强度成型蜡及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于MJP3D打印的高强度成型蜡及其制备方法，成型蜡包括以下组分：蜡50‑70重量份，增粘剂5‑30重量份，铸造光敏单体5‑30重量份，铸造光敏低聚物5‑50重量份，光引发剂0.05‑6重量份，抗氧剂0.01‑0.5重量份，阻聚剂0.01‑0.5重量份，色粉0‑3重量份。本发明具体制备步骤为：将蜡、增粘剂和抗氧剂熔融并混合均匀，然后将铸造光敏单体、铸造光敏低聚物、光引发剂、阻聚剂、色粉加入机械混合均匀，接着用安装有纳微米过滤器的油泵抽滤过滤得到成型蜡，再经MJP3D打印得到蜡模，最终通过熔模铸造得到金属制件。该材料具有机械性能好、强度高、可光热成型、燃烧膨胀系数低、灰分残留率低、适合熔模铸造、打印精细度高、可作为受力零件使用的特点，在航空航天、军工、医疗、珠宝、汽车、电子、家居、教学等领域可得到广泛的应用。

技术领域

本发明涉及3D打印材料领域，特别涉及一种用于MJP3D打印的高强度成型蜡及其制备方法。

背景技术

3D打印是引领第四次工业革命的最重要技术之一，具有智能化、资源节约化、多学科交叉和集成化、复杂制造简易化、低能耗、绿色环保等特点，在航空航天、军工、医疗、珠宝、汽车、电子、家居、教学等领域得到了广泛的应用。目前，3D打印的原理主要有熔融沉积(FDM)、立体光固化(SLA)、数字光投影固化(DLP)、选择性激光烧结(SLS)、选择性激光熔融(SLM)、多喷嘴喷射(MJP)等，其中，MJP3D打印具有打印精度最高(层厚可达16微米)、打印速度快(喷嘴数量可达1256个)的优点，从而在珠宝、金属精密件等高精细领域得到了广泛的运用。

蜡作为3D打印材料打印成型后，通过熔模铸造制备金属制件，从而被广泛应用于珠宝、首饰、医疗、航空航天等领域。中国专利CN106317913A用工业铸造蜡、聚烯烃树脂、聚乙烯蜡、硬脂酸制备3D打印蜡线，但是聚烯烃树脂不易挥发或在450℃左右煅烧完全去除，且容易炸裂模具，导致材料打印成型后难以用于熔模铸造，且该材料只能通过FDM 3D打印，打印精度差，无法应用于高精度领域。中国专利CN104693579B用蜡粉、硬脂酸或硬脂酸盐、白炭黑、炭黑和短切碳纤维制备了打印蜡粉，白炭黑、炭黑和短切碳纤维不能挥发或在450℃左右煅烧去除，使材料打印成型后不能用于熔模铸造，且该材料只能通过SLS 3D打印，打印精度差，无法应用于高精度领域。中国专利CN105504836A用石蜡、粘度调节剂、抗氧化剂、韧性聚合物、塑化剂、高硬度聚合物、低收缩树脂、无机填料、染料、相转移剂制备了3D打印成型蜡用于MJP3D打印机，但是韧性聚合物、高硬度聚合物、低收缩树脂和无机填料不易挥发或在450℃左右煅烧完全去除，且韧性聚合物、高硬度聚合物、低收缩树脂容易炸裂模具，使材料难以应用于熔模铸造，同时无机填料容易造成MJP 3D打印机喷嘴的堵塞。世界专利WO2010132392A2用烃蜡与烃类树脂混合得到3D打印成型蜡用于MJP3D打印机，该材料打印精度较高，且适合熔模铸造，但是存在打印后偏脆、易碎、抗氧化性能差、不能回收利用等问题。

发明内容

本发明提供了一种用于MJP3D打印的高强度成型蜡及其制备方法，该材料具有机械性能好、强度高、可光热成型、燃烧膨胀系数低、灰分残留率低、适合熔模铸造、打印精细度高、可作为受力零件使用的特点，同时具有制作简单、设备成本低廉、适合大规模应用的优点。

本发明提供了一种用于MJP3D打印的高强度成型蜡，所述成型蜡中含有以下组分：

蜡 50-70重量份；

增粘剂 5-30重量份；

铸造光敏单体 5-30重量份；

铸造光敏低聚物 5-50重量份；

光引发剂 0.05-6重量份；

抗氧剂 0.01-0.5重量份；