[發明專利]一種3D打印金屬PA-12復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610073908.4
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105504343A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 毛彥龍;李文巖;林航
• 申請（專利權）人: 黑龍江鑫達企業集團有限公司
• 主分類號: C08K3/08
• 分類號: C08K3/08;C08L77/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于3D打印技術領域，尤其是涉及一種3D打印金屬PA-12復合材 料及其制備方法。

背景技術

3D打印又稱為快速成型技術，也稱為增材制造技術，是一種不需要傳統刀 具、夾具和機床，而是以數字模型文件為基礎，使用金屬粉末或塑料等具有勃 合性的材料逐層打印來制造任意形狀物品的技術。3D打印機可以制造的物品很 多，如飛機、手槍，再如食物、人體器官、兒童玩具等。3D打印技術是最近20 年來世界制造技術領域的一次重大突破，是機械工程、計算機技術、數控技術、 材料科學等多學科技術的集成。其中，3D打印技術中最難最核心的技術是打印 材料的開發，因此開發更為多樣多功能的3D打印材料成為未來研究與應用的熱 點與關鍵。

目前的3D打印材料多使用純塑料，塑料感強，親和性差。其中，在尼龍材 料中，由于PA-12具有極低的吸濕率、優良的機械強度、耐磨、減摩及良好的 耐腐性能及加工性等，在3D打印新產品的研制開發、模具制造、小批量產品的 生產等方面具有廣闊前景。然而，由于PA-12的收縮率較大，成型過程中易產 生翹曲變形；對于性能要求高的功能件，PA-12在強度、模量、熱變形溫度等方 面還有待于進一步提高。

因此，有必要對現有的PA-12復合材料進行進一步的改進，以解決上述問 題。

發明內容

針對以上技術問題，本發明設計開發了一種3D打印金屬PA-12復合材料及 其制備方法，通過對PA-12尼龍材料的改進，使得打印出來的物品具有金屬質 感，同時，有效的提高了材料的力學性能，降低了材料的收縮率，減小打印時 產生的翹曲。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種3D打印金屬PA-12復合材料，由下述重量份的原料制得：鋁粉270-320 份，PA-12尼龍材料130-170份，偶聯劑3-10份，分散劑10-20份，潤滑劑5-10 份，增韌劑20-30份。

作為優選，所述3D打印金屬PA-12復合材料的最佳組成為：鋁粉300份， PA-12尼龍材料150份，偶聯劑5份，分散劑15份，潤滑劑8份，增韌劑25份。

上述3D打印金屬PA-12復合材料的制備方法，包括以下具體步驟：

步驟1：準備鋁粉、PA-12尼龍材料、偶聯劑、分散劑、潤滑劑和增韌劑 材料，將各原料烘干備用，使各原料含水率小于0.05％；

步驟2：按照重量份稱量鋁粉270-320份，PA-12尼龍材料130-170份， 偶聯劑3-10份，分散劑10-20份，潤滑劑5-10份，增韌劑20-30份；

步驟3：將步驟2稱量的鋁粉加入行星式球磨機，加入步驟2稱重的偶聯 劑繼續混合10分鐘，之后加入步驟2稱重的分散劑、潤滑劑繼續混合10分鐘， 最后加入步驟2稱量的PA-12尼龍材料、增韌劑繼續混合120分鐘，溫度保持 在25℃；

步驟4：將步驟3中得到的混合料用雙螺桿擠出機造粒，雙螺桿擠出機螺 桿直徑為75mm，長徑比45：1，擠出機溫度依次設定為：一區145℃，二區150℃， 三區160℃，四區165℃，五區170℃，六區175℃，七區175℃，八區175℃， 九區175℃，機頭溫度180℃；

步驟5：將步驟4得到的粒子與PA-12尼龍材料按1：l的質量比混合，用 雙螺桿擠出機進行擠出加工成直徑為1.75士0.05mm的細絲，雙螺桿擠出機 螺桿直徑15mm，長徑比48：1，擠出溫度依次設定為一區145℃，二區150℃， 三區160℃，四區165℃，五區170℃，六區175℃，七區175℃，八區175℃， 九區175℃，機頭溫度180℃；

步驟6:細絲經水冷，風干，繞盤。

進一步，作為優選，在步驟1中，鋁粉的目數為800目。

進一步，作為優選，在步驟2中，按重量份稱量鋁粉300份，PA-12尼龍材 料150份，偶聯劑5份，分散劑15份，潤滑劑8份，增韌劑25份。

進一步，在步驟5中，采用單螺桿擠出機雙螺桿擠出機進行擠出加工。

本發明的有益效果為：

1、本發明的3D打印金屬PA-12復合材料，通過在PA-12尼龍材料中加入 金屬材料鋁粉，并加入偶聯劑、分散劑、潤滑劑和增韌劑進行合理配比，使3D 打印出來的物品具有金屬質感，同時，有效的提高了材料的力學性能，降低了 材料的收縮率，減小打印時產生的翹曲。