一種3d打印材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種3D打印材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(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)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。3D激光燒結(jié)是一項(xiàng)分層加工制造技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的前提是物件的三維數(shù)據(jù)可用，而后三維的描述被轉(zhuǎn)化為一整套切片，每個(gè)切片描述了確定高度的零件橫截面，激光燒結(jié)機(jī)器通過把這些切片一層一層的累積起來，從而得到所要求的物件，在每一層，激光能量被用于將粉末熔化。借助于掃描裝置，激光能量被“打印”到粉末層上，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)固化的層，該層隨后成為完工物件的一部分，下一層又在第一層上面繼續(xù)被加工，一直到整個(gè)加工過程完成。
[0003]3D打印材料是3D打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等，氮化硅陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、低密度、耐腐蝕等優(yōu)異特性，在石油、化工、微電子、航空航天、汽車等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)有的用于激光燒結(jié)的氮化硅陶瓷制備方法需要將陶瓷粉與膠粘劑粉末等在三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī)、高速混合機(jī)或其他混合設(shè)備中進(jìn)行混合，獲取的粉末粒徑差距大，在運(yùn)輸及鋪粉過程中容易產(chǎn)生偏聚現(xiàn)象，獲取的打印材料精度和強(qiáng)度都比較低、耐久性差，影響快速成型材料或成型制件的質(zhì)量，不利于3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中用于激光燒結(jié)的氮化硅陶瓷制備方法獲取的粉末粒徑差距大，在運(yùn)輸及鋪粉過程中容易產(chǎn)生偏聚現(xiàn)象，獲取的打印材料精度和強(qiáng)度都比較低、耐久性差，影響快速成型材料或成型制件的質(zhì)量，從而提出一種3D打印材料的制備方法。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種3D打印材料的制備方法，包括如下步驟:
[0007]S1:在乙醇溶液中依次加入縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、納米氮化硅陶瓷粉末進(jìn)行攪拌混合，其中，所述乙醇的質(zhì)量百分比為35%?50%，所述縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量百分比為18%?25%，所述納米氮化硅陶瓷粉末的質(zhì)量百分比為30%?40% ；
[0008]S2:將步驟S1中混合后的溶液依次進(jìn)行過濾器過濾分離、恒溫干燥箱干燥后獲取納米氮化硅混合物；
[0009]S3:在攪拌機(jī)中依次加入步驟S2中的納米氮化硅混合物、環(huán)氧樹脂、均苯四甲酸酐、丙酮，充分?jǐn)嚢杌旌虾螳@取第二混合物，所述納米氮化硅混合物的質(zhì)量百分比為80%?90%，所述環(huán)氧樹脂的質(zhì)量百分比為3%?9%，所述均苯四甲酸酐的質(zhì)量百分比為0.5%?1%，所述丙酮的質(zhì)量百分比為5%?12% ；
[0010]S4:將步驟S3中獲取的第二混合物放入到雙螺桿擠出機(jī)中，在一定溫度下進(jìn)行混煉并擠出造粒，獲得納米氮化硅復(fù)合顆粒；
[0011]S5:將步驟S4中的納米氮化硅復(fù)合顆粒在液氮冷卻的條件下進(jìn)行粉碎，獲得納米氮化娃復(fù)合粉末。
[0012]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟S1中所述納米氮化硅陶瓷粉末的粒徑為0.1 ?0.4 μ m0
[0013]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟S5中所述納米氮化硅復(fù)合粉末的粒徑為0.1 ?0.6 μ m0
[0014]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟S1中所述乙醇溶液中乙醇與水的比例為1:0.5 ?1.5ο
[0015]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟S3中所述環(huán)氧樹脂選取環(huán)氧值在0.2?0.5之間的固體環(huán)氧樹脂。
[0016]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟S3中:在所述攪拌機(jī)中還加入顏色添加劑，所述顏色添加劑的質(zhì)量百分比為0.1%?3%。
[0017]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述步驟S4中的溫度范圍為200?300°C。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:其通過在乙醇溶液中加入縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、納米氮化硅陶瓷粉末進(jìn)行攪拌混合，通過過濾器過濾、通過干燥箱干燥后獲取納米氮化硅混合物，在攪拌機(jī)中依次加入納米氮化硅混合物、環(huán)氧樹脂、均苯四甲酸酐、丙酮，充分?jǐn)嚢杌旌虾蠓湃氲诫p螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混煉并擠出造粒，在液氮冷卻的條件下進(jìn)行粉碎，最終獲取的納米氮化硅復(fù)合粉末作為3D打印材料顆?？蛇_(dá)到納米級(jí)，粒徑小、分散均勻性好，不需要噴灑粘接劑就可以在激光燒結(jié)設(shè)備下直接快速成型，成型制件的精度高，強(qiáng)度高，耐久性好。本方法制作工藝簡單、對設(shè)備要求低、有利于3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣。
【附圖說明】
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[0019]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0020]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種3D打印材料的制備方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0021]實(shí)施例1
[0022]如圖1所示，本發(fā)明的一種3D打印材料的制備方法，包括如下步驟:
[0023]S1:在乙醇溶液中依次加入縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、納米氮化硅陶瓷粉末進(jìn)行攪拌混合，攪拌時(shí)保持50°C恒溫，其中，所述乙醇的質(zhì)量百分比為35%，所述縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量百分比為25%，所述納米氮化硅陶瓷粉末的質(zhì)量百分比為40%。所述納米氮化硅陶瓷粉末的粒徑為0.1?0.4 μ m。所述乙醇溶液中乙醇與水的比例為 1:1.5o
[0024]S2:將步驟S1中混合后的溶液依次進(jìn)行過濾器過濾分離、恒溫干燥箱干燥后獲取納米氮化硅混合物。所述恒溫干燥箱先采用80°C恒溫干燥lh，再采用120°C恒溫干燥5h。
[0025]S3:在攪拌機(jī)中依次加入步驟S2中的納米氮化硅混合物、環(huán)氧樹脂、均苯四甲酸酐、丙酮，充分?jǐn)嚢杌旌虾螳@取第二混合物，所述納米氮化硅混合物的質(zhì)量百分比為80%，所述環(huán)氧樹脂的質(zhì)量百分比為9%，所述均苯四甲酸酐的質(zhì)量百分比為0.5%，所述丙酮的質(zhì)量百分比為9.5%。所述環(huán)氧樹脂選取環(huán)氧值為0.2的固體環(huán)氧樹脂。在所述攪拌機(jī)中還加入顏色添加劑，所述顏色添加劑采用人造顏色添加劑，所述顏色添加劑的質(zhì)量百分比為
[0026]S4:將步驟S3中獲取的第二混合物放入到雙螺桿擠出機(jī)中，在一定溫度下進(jìn)行混煉并擠出造粒，獲得納米氮化硅復(fù)合顆粒。所述步驟S4中的溫度為200°C。
[0027]S5:將步驟S4中的納米氮化硅復(fù)合顆粒在液氮冷卻的條件下進(jìn)行粉碎，獲得納米氮化娃復(fù)合粉末。最終獲取的所述納米氮化娃復(fù)合粉末的粒徑為0.1?0.6 μm。
[0028]本實(shí)施例所述的一種3D打印材料的制備方法，其通過在乙醇溶液中加入縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、納米氮化硅陶瓷粉末進(jìn)行攪拌混合，通過過濾器過濾、通過干燥箱干燥后獲取納米氮化硅混合物，在攪拌機(jī)中依次加入納米氮化硅混合物、環(huán)氧樹脂、均苯四甲酸酐、丙酮，充分?jǐn)嚢杌旌虾蠓湃氲诫p螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行混煉并擠出造粒，在液氮冷卻的條件下進(jìn)行粉碎，最終獲取的納米氮化硅復(fù)合粉末作為3D打印材料顆?？蛇_(dá)到納米級(jí)，粒徑小、分散均勻性好，不需要噴灑粘接劑就可以在激光燒結(jié)設(shè)備下直接快速成型，成型制件的精度高，強(qiáng)度高，耐久性好。本方法制作工藝簡單、對設(shè)備要求低、有利于3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣。
[0029]實(shí)施例2
[0030]本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處如下:
[0031]S1:在乙醇溶液中依次加入縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、納米氮化硅陶瓷粉末進(jìn)行攪拌混合，攪拌時(shí)保持60°C恒溫，其中，所述乙醇的質(zhì)量百分比為50 %，所述縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的質(zhì)量百分比為18%，所述納米氮化硅陶瓷粉末的質(zhì)量百分比為32%。所述納米氮化硅陶瓷粉末