一種選擇性激光燒結(jié)技術(shù)使用的增強(qiáng)材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種選擇性激光燒結(jié)技術(shù)使用的增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料的組分包括有尼龍PA12、強(qiáng)度改性材料、成核劑、流動性改性劑、增白劑或染色劑、改性材料。通過上述方式，本發(fā)明采用的增強(qiáng)材料在拉升強(qiáng)度、彈性模量、彎曲強(qiáng)度和模量、缺口沖擊強(qiáng)度等各物理性能上均比傳統(tǒng)材料優(yōu)異，表面光潔度和精度好，使用時(shí)增強(qiáng)材料在總混合料中比例降低，能有效降低成本。
【專利說明】一種選擇性激光燒結(jié)技術(shù)使用的增強(qiáng)材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及3D打印領(lǐng)域，特別是涉及一種選擇性激光燒結(jié)技術(shù)使用的增強(qiáng)材料?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]3 D打印是增材制造的俗稱，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，其核心是數(shù)字化、智能化制造與材料科學(xué)的結(jié)合。與傳統(tǒng)上對原材料進(jìn)行切削的減材制造方法正相反，3D打印的過程好比用磚頭砌墻，逐層增加材料，最終形成產(chǎn)品。
[0003]3D打印不需要模具，可以直接進(jìn)行樣品原型制造，因而大大縮短了從圖紙到實(shí)物的時(shí)間。任何形狀復(fù)雜的零件，都可以被分解為一系列二維制造的疊加。這種快速制造的理念還衍生出多種不同的技術(shù)類型，除了立體光固化成型法(SLA)，常見的有熔融沉積造型(FDM)、三維打印(3DP)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)等，其基本工作原理都是逐層增加材料，最終形成產(chǎn)品，因此，這些技術(shù)都被通俗地稱作3D打印。SLS技術(shù)所制造的產(chǎn)品的物理性能是其中最接近最終產(chǎn)品的技術(shù)，是目前國外小批量產(chǎn)品的制造的首選技術(shù)。
[0004]但SLS技術(shù)仍然存在以下缺陷和不足:1、材料的可使用種類偏少，始終只是部分接近，不能滿足實(shí)際應(yīng)用中的屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彈性模量等各種不同物理性能的要求；
2、表面光潔度較差，精度較差，流動性對于精度控制與成型件的表面是個(gè)兩難的選擇，流動性過高則精度控制困難，成型件在燒制結(jié)束后容易造成彎曲變形，流動性過低則成型件表面呈現(xiàn)橘皮現(xiàn)象；3、材料利用率偏低，使用過的材料由于加溫的原因會喪失一些物理性能，部分材料必須重新使用新的，浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，成本居高不下。由此可見，這項(xiàng)技術(shù)缺陷的存在主要原因是由材料造成的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種選擇性激光燒結(jié)技術(shù)使用的增強(qiáng)材料，該材料價(jià)格便宜、物理性能好。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種選擇性激光燒結(jié)技術(shù)使用的增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料的組分包括有尼龍PA12、強(qiáng)度改性材料、成核劑、流動性改性劑、增白劑或染色劑、改性材料。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述增強(qiáng)材料的組分為:以質(zhì)量百分比計(jì)，尼龍PA12 65~75%、強(qiáng)度改性材料20-32%、成核劑0.1、.5%、流動性改性劑1~4%、增白劑或染色劑1%、改性材料1%。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述尼龍ΡΑ12的粒徑為20-40 μ m。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述強(qiáng)度改性材料的粒徑為20-80 μm。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述成核劑為長碳鏈羧酸鈣鹽的混合物。
[0011]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述流動性改性劑為納米三氧化二鋁、納米氧化鋅、納米二氧化硅中的一種或幾種，所述流動性改性劑的粒徑為小于等于30 μ m。[0012]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述增白劑或染色劑為氧雜萘鄰?fù)惢衔铩?br> [0013]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述增白劑或染色劑為4-甲基-7-二甲胺香豆素。
[0014]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述改性材料為玻璃微珠、玻璃纖維、球化石英砂、碳纖維、碳納米管、陶瓷顆粒中的一種或多種。
[0015]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述成核劑和所述流動性改性劑的含量依據(jù)所述改性材料的選取而變化。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)使用的增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料在拉升強(qiáng)度、彈性模量、彎曲強(qiáng)度和模量、缺口沖擊強(qiáng)度等各物理性能上均比傳統(tǒng)材料優(yōu)異，表面光潔度和精度好，使用時(shí)增強(qiáng)材料在總混合料中比例降低，能有效降低成本。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]實(shí)施例一:
提供一種選擇性激光燒結(jié)技術(shù)使用的增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料的組分為:以質(zhì)量百分比計(jì)，尼龍PA12 65.6%、強(qiáng)度改性材料30%、成核劑0.4%、流動性改性劑2%、增白劑或染色劑1%、改性材料1%。
[0019]所述尼龍PA12的粒徑為25 μ m，作為增強(qiáng)材料的基材使用。
[0020]所述強(qiáng)度改性材料的粒徑為25 μ m,能增強(qiáng)材料的增強(qiáng)屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等多種物理性能。
[0021]所述成核劑可以選用長碳鏈羧酸鈣鹽的混合物，所述成核劑在材料的結(jié)晶過程中起晶核的作用，促進(jìn)材料的結(jié)晶，改善材料的物理性能。
[0022]所述流動性改性劑可以為納米三氧化二鋁、納米氧化鋅、納米二氧化硅中的一種或幾種，所述流動性改性劑的粒徑為17 μ m，所述流動性改性劑能降低材料在激光燒結(jié)時(shí)融化后的粘度，促進(jìn)熔融后的尼龍流動。
[0023]所述增白劑或染色劑可以為氧雜萘鄰?fù)惢衔?，可以選用4-甲基-7- 二甲胺香豆素作為增白劑或染色劑，所述增白劑或染色劑能給材料增白或者附著顏色。
[0024]所述改性材料可以為玻璃微珠、玻璃纖維、球化石英砂、碳纖維、碳納米管、陶瓷顆粒中的一種或多種。
[0025]所述成核劑和所述流動性改性劑的含量依據(jù)所述改性材料的選取而變化。
[0026]所述選擇性激光燒結(jié)技術(shù)使用的增強(qiáng)材料的制備是各組分采用低溫粉碎法得到顆粒，使用粉末球磨機(jī)得到所需顆粒外形，使用篩分系統(tǒng)得到所需粒徑；真空低溫干燥法去除水份，使水分含量在1%以下；多自由度旋轉(zhuǎn)混料機(jī)進(jìn)行材料混合30分鐘以上制備；不同的改性材料可以使用不同的輔助添加成分，并對齊物理性能進(jìn)行修正。
[0027]使用所述的增強(qiáng)材料與傳統(tǒng)的材料的性能對比如下表所示:
【權(quán)利要求】
1.一種選擇性激光燒結(jié)技術(shù)使用的增強(qiáng)材料，其特征在于，所述增強(qiáng)材料的組分包括有尼龍PA12、強(qiáng)度改性材料、成核劑、流動性改性劑、增白劑或染色劑、改性材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)材料，其特征在于，所述增強(qiáng)材料的組分為:以質(zhì)量百分比計(jì)，尼龍PA12 65~75%、強(qiáng)度改性材料20-32%、成核劑0.1、.5%、流動性改性劑1~4%、增白劑或染色劑1%、改性材料1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)材料，其特征在于，所述尼龍ΡΑ12的粒徑為20-40μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)材料，其特征在于，所述強(qiáng)度改性材料的粒徑為20-80μ m0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)材料，其特征在于，所述成核劑為長碳鏈羧酸鈣鹽的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)材料，其特征在于，所述流動性改性劑為納米三氧化二鋁、納米氧化鋅、納米二氧化硅中的一種或幾種，所述流動性改性劑的粒徑為小于等于30μ m0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)材料，其特征在于，所述增白劑或染色劑為氧雜萘鄰?fù)惢衔铩?br> 8.根據(jù)權(quán)利要 求7所述的增強(qiáng)材料，其特征在于，所述增白劑或染色劑為4-甲基-7-二甲胺香豆素。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)材料，其特征在于，所述改性材料為玻璃微珠、玻璃纖維、球化石英砂、碳纖維、碳納米管、陶瓷顆粒中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)材料，其特征在于，所述成核劑和所述流動性改性劑的含量依據(jù)所述改性材料的選取而變化。
【文檔編號】C08K7/06GK103897386SQ201410129572
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】陳烜, 彭鵬, 單貴玖, 吳展民 申請人:蘇州大業(yè)三維打印技術(shù)有限公司