[发明专利]一种覆膜3D打印线材、覆膜挤出机及其制备方法

权利要求书

1.一种覆膜3D打印线材，其特征在于：包括线材芯材和包裹在所述线材芯材部分外围的覆膜，所述线材芯材为3D打印线材的主体功能部分，所述覆膜的材质采用高分子树脂材料，为线材提供韧性支持。

2.根据权利要求1所述的覆膜3D打印线材，其特征在于：所述高分子树脂材料包括：PP、PE、PO、PU、PEI、PA、POM、PVP、PVA、PEO、TPR、TPU、TPE、SBS、SEBS、EPR、EPO、EVA、EVM、乙丙橡胶，三元乙丙橡胶中的至少一种或多种。

3.根据权利要求2所述的覆膜3D打印线材，其特征在于：所述3D打印线材的覆膜厚度为5微米-30微米。

4.根据权利要求1-3任一项所述的覆膜3D打印线材，其特征在于：所述线材芯材包括金属粉末或陶瓷粉末，还包括与金属粉末或陶瓷粉末配合的粘胶剂，

按质量百分比计；金属粉末组分∶粘胶剂组分＝(10-18)∶1，陶瓷粉末组分∶粘胶剂组分＝(2-10)∶1。

5.根据权利要求4所述的覆膜3D打印线材，其特征在于：所述粘胶剂包括：聚醚、聚酰胺或聚醛以及衍生物86-95wt.％、表面润湿剂0.5-5wt.％、交联弹性体增韧剂1-5wt.％、抗氧剂0.1-1wt.％、相容剂0.1-4wt.％、界面改善剂0.1-2wt.％、增粘剂0.1-4wt.％。

6.根据权利要求4所述的覆膜3D打印线材，其特征在于：所述金属粉末组分包括：铁基、不锈钢合金、钨及钨合金、钛合金、钴合金、铝合金、铜及铜合金；

所述陶瓷粉末组分包括：氧化铝，氧化锆陶瓷，二氧化硅，碳化硅，氮化硅，氮化硼，铁氧体陶瓷。

7.一种覆膜挤出机，用于加工权利要求1-6任一项所述的覆膜3D打印线材，其特征在于：包括主挤出机、辅助挤出机和分别与所述主挤出机、辅助挤出机输出端相连的双挤出模头，所述双挤出模头包括设置在一端的线材芯材进料口和设置在另一端的出料口，及设置在线材芯材进料口和出料口之间产品挤出通道，所述出料口附近设有覆膜进料口，所述覆膜进料口与挤出通道之间设有相互连通的覆膜挤出通道，所述挤出通道在覆膜挤出通道和线材芯材进料口外围设有冷却装置，所述冷却装置外围设有隔热层。

8.根据权利要求7所述的覆膜挤出机，其特征在于：所述主挤出机包括主挤出机螺杆、驱动所述主挤出机螺杆的驱动装置，包裹所述主挤出机螺杆外围的加热装置，及用于进料的进料装置。

9.一种制备方法，采用权利要求7或8所述的覆膜挤出机，其特征在于，包括如下步骤：

S1：制备线材芯材挤出用金属或陶瓷粉末颗粒；

S2：将金属或陶瓷粉末颗粒加入主挤出机的料斗中，将高分子树脂材料加入到辅助挤出机的料斗中；

S3：设置主挤出机的温度区间为160-220℃，辅助挤出机温度区间为130-200℃，主挤出机螺杆转速为20-60r/min，辅助挤出机螺杆转速为5-20r/min，收卷辊转速为15-50r/min，先开主挤出机，挤出线材后，再开起辅助挤出机，确定线材线径符合要求后再开始收卷，收卷得到覆膜3D打印线材。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述金属或陶瓷粉末颗粒的制备方法为：

(1)预处理：将金属或陶瓷粉末与表面润湿剂、界面改善剂按配方比例加入高速混合机，温度设置100-150℃，高速混合机设置转速300-600r/min，混合时间为10-30min；

(2)混合：预处理好的金属或陶瓷粉末和其他粘胶剂组分按照配方比例加入高速混合机中混合，高速混料机设置转速300-600r/min，混合时间为5-15min；

(3)双螺杆挤出造粒：将经过混合的物料加入双螺杆挤出机，设置双螺杆挤出机的温度区间为160-220℃，螺杆转速为80-200r/min，挤出造粒，得到金属或陶瓷粉末颗粒。