[發明專利]彩色三維打印成型材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410410287.5
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104177803A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 張濤;何永剛
• 申請（專利權）人: 珠海天威飛馬打印耗材有限公司
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L55/02;C08L23/06;C08L23/12;C08L67/04;C08K3/24;C08K3/34;C08K3/30;C08K3/00;B29B9/06
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 劉曾劍

技術領域

本發明涉及三維打印技術領域，特別涉及一種應用于彩色三維打印機的成型材料，此外還涉及這種成型材料的制備方法。

背景技術

三維打印又稱3D打印，屬于快速成形技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用成型材料，通過逐層堆疊累積的方式來構造物體的技術（即“積層造形法”）。過去其常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，現正逐漸用于一些產品的直接制造。

三維打印的過程首先是通過計算機輔助設計（CAD）或計算機動畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區”成逐層的截面，再根據分析截面信息得到加工路徑，從而指導打印機逐層打印。作為三維打印技術的代表，FDM(Fused?Deposition?Modeling,?熔融沉積成型)是一種通過熔融材料疊加堆積而形成三維實體模型的工藝，一般采用逐層固化成型方法，使打印后的樹脂一層一層地變成固體，從而產生固體成像產品。其中常見的成型材料包括ABS、PLA等，基本上是通過從三維打印機的打印頭上端輸入線狀的成型材料，然后經打印頭內高溫熔融再從打印頭出口擠出約0.1~0.2mm左右的絲狀材料，然后把這種絲狀材料按照程序，規律地布置在打印托板上，從而實現三維成型。

現階段，三維打印技術快速發展并已逐漸進入各個領域，一臺三維打印機可以采用多種材料進行打印，例如，使用ABS材料的三維打印機，還可使用一些與ABS相近的材料如尼龍等材料進行打印。而且，三維打印機進行打印時可采用多種顏色的材料直接打印出彩色的三維實體。在使用過程中，成型材料一般會容納在打印盒內，而打印盒安裝在三維打印機的打印盒安裝架上，通過出料口向三維打印頭提供成型材料。

目前采用三維打印機打印出的產品，由于成型材料本身性能的限制，大多為無色或單色的三維實體，這樣的三維模型由于顏色單調、不生動，不能吸引人們的關注，因此這樣的三維打印逐漸不能滿足日益增加的個性化需要。而在目前所出現的能夠打印彩色實體的三維打印機中，需要提供多種不同顏色的成型材料，導致整體結構相當復雜，制造成本較高，而且由于需要不同顏色的成型材料線絲的復雜配合，同時受到成型材料本身的限制，因此很難實現較高精度色彩豐富的三維實體的打印。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種能夠簡化彩色三維打印機結構，降低其制造成本，并且能夠實現較高精度色彩豐富的三維實體打印的彩色三維打印成型材料。

本發明的另一個目的在于提供一種上述彩色三維打印成型材料的制備方法。

為實現上述第一個目的，本發明提供了一種彩色三維打印成型材料，包括：80~90重量份的塑膠原料，0.45~3重量份的擴散油，0.5~1.5?重量份的偶聯劑，4~10重量份的光致變色材料。

由上述方案可見，本發明的彩色三維打印成型材料可以在現有的樹脂材料中添加光致變色材料組成，通過在普通的單色三維打印機上增設光發射器,在采用本發明的成型材料進行打印成型的過程中，利用該光發射器向成型座上的成型材料發射特定波長光線，使得成型材料當中的光致變色材料在受到特定波長光線激發后發生相應的顏色變化，從而獲得所需的彩色三維實體。因此，三維打印機無需提供多種不同顏色的成型材料，只需要本發明的單一類型成型材料即可實現彩色三維打印，從而簡化了整體結構，降低了制造成本，并且能夠實現較高精度色彩豐富的彩色三維實體打印。

優選地，所述塑膠原料為PC(聚碳酸酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)或PLA(聚乳酸)。

優選地，所述擴散油為硬脂酸酰胺擴散油、甲基硅油擴散油、有機硅擴散油或其它成分的擴散油。

優選地，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鉻絡合物偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或其它成分的偶聯劑。

優選地，所述光致變色材料為鋁酸鹽材料、硅酸鹽材料、硫化鋅材料或稀土材料。

為實現上述第二個目的，本發明提供了一種彩色三維打印成型材料的制備方法，包括以下步驟：

1）將80~90重量份的塑膠原料與0.45~3重量份的擴散油進行分散混合，得到第一混合料；

2）將0.5~1.5重量份的偶聯劑與4~10重量份的光致變色材料進行混合，得到第二混合料；

3）將上述第一混合料與第二混合料混合并攪拌，得到第三混合料；

4）將上述第三混合料通過擠塑機擠出，并經拉絲生成絲狀成型材料。