[发明专利]提高塑料快速成型件强度的方法及生产专用线材的设备

摘要

本发明涉及一种提高塑料快速成型件强度的方法及生产专用线材的设备，特点是方法包括的步骤为制备表面粘附石墨烯微片的塑料线材、制作快速成型件、微波处理及保温与冷却。其设备包括机架、塑料挤出机、冷却槽、超声波分散器、牵引轮组及收卷机。其优点为制造出来的塑料快速成型件强度高，沿层向强度好，并能保持工件原有尺寸与形状不变，该方法操作简便、成本低及效果好，适用于各种热塑性塑料快速成型件。

主权项

一种提高塑料快速成型件强度的方法，包括如下步骤：步骤一 制备表面粘附石墨烯微片的塑料线材用塑料挤出机（1）将ABS或PLA或PC塑料颗粒挤出成为直径为1.75±0.03mm或3±0.05mm的3D打印机专用线材（2）, 所述专用线材（2）适用于熔融沉积工艺（FDM）；将刚挤出的仍未固化的热态的专用线材（2）通过冷却槽（3）冷却及定型，在冷却槽（3）内装有石墨烯分散液（4），专用线材（2）通过冷却槽（3）后表面粘附了石墨烯微片；待粘附石墨烯微片的专用线材（2）的表面水分蒸发干后用收卷机（10）收卷；步骤二 制作快速成型件用熔融沉积工艺3D打印机制作快速成型件，打印材料用步骤一制作的表面粘附石墨烯微片的专用线材（2）；快速成型件制作好后拆除支撑，清理表面；步骤三 微波处理将步骤二制作的快速成型件放入微波炉中进行微波照射处理，微波频率为915MHz或2450MHz，微波照射时间为0.2 ~5分钟，体积及厚度大的快速成型件照射时间长，体积小及厚度薄的快速成型件照射时间短；步骤四 保温与冷却将步骤三处理过的快速成型件放入保温箱或烤箱内，保温箱或烤箱的温度控制在65±5℃，放置10~20分钟，待内部热点缓慢冷却后取出，得到所需的塑料快速成型件；所述石墨烯分散液（4）包括石墨烯粉体及电导率<0.5μs/cm的去离子水，在石墨烯分散液（4）中石墨烯粉体占0.05%~0.2%，其为质量百分比，石墨烯粉体的颗粒横向尺寸为0.5~5微米；制备时将石墨烯粉体加入去离子水中，在室温下用超声波分散器（5）超声乳化10~20分钟，得到石墨烯分散液（4），在线材处理过程中保持超声波分散器（5）开启；其特征在于在所述冷却槽（3）内设有上冷却槽（31），在上冷却槽（31）中装有石墨烯分散液（4），所述专用线材（2）通过上冷却槽（31）冷却及定型；在冷却槽（3）内设有潜水泵（6），所述潜水泵（6）的入口与冷却槽（3）的底部连通，潜水泵（6）的出口与上冷却槽（31）连通，从而将冷却槽（3）中的石墨烯分散液（4）抽到上冷却槽（31）中，并使上冷却槽（31）中的石墨烯分散液（4）的液面高过专用线材（2）的顶部；石墨烯分散液（4）抽满后从上冷却槽（31）左右两侧专用线材（2）过线缺口处溢出流回冷却槽（3）下部形成循环，从而使上冷却槽（31）中的石墨烯分散液（4）温度保持稳定。