[發明專利]一種FDM 3D打印用金屬或陶瓷耗材及其制備方法與打印成品方法

在審

• 申請號: 201610141496.3
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105665697A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 紀紅兵;代文;曾永斌
• 申請（專利權）人: 中山大學惠州研究院
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B28B1/00;B33Y70/00
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所 44229
• 代理人: 姜若天

1.一種FDM3D打印用金屬或陶瓷耗材，其特征在于由以下重量份數的組分組成：

高分子材料15-50份；

相容劑0-2份；

金屬粉或陶瓷粉50-80份；

抗氧劑0.1-1份；

潤滑劑0.1-2份。

2.如權利要求1所述的FDM3D打印用金屬或陶瓷耗材，其特征在于，所述高分子材料為聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚乙烯醇、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯塑料、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚甲醛、聚己內酯、聚烷酸脂、聚丁二酸丁二脂、聚氯乙烯、聚甲基炳烯酸甲脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環己烷二甲醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環己烷二甲醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、液晶聚合物、聚砜、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚酰胺-酰亞胺、聚苯砜、POE、接枝POE、EPDM、PBE、SEBS、SBS、SIS、SEPS、SOE、ABS高膠粉、MBS、ACR、EMA、硅橡膠、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無規共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、馬來酸酐、丙烯酸酯雙官能化乙烯類彈性體、EVA、PU、TPO、TPE、TPV、TPU、TPEE、TPR中的至少一種。

3.如權利要求1所述的FDM3D打印用金屬或陶瓷耗材，其特征在于，所述相容劑為馬來酸酐接枝物、硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的至少一種。

4.如權利要求1所述的FDM3D打印用金屬或陶瓷耗材，其特征在于，所述金屬粉為鋁、鐵、銅、銀、金、鈦、鋅、錳、鎢、鎳、鈷、錫、鉛、鉻、鉬、鉑、釩、不銹鋼、低合金鋼、工具鋼、硬質合金、重合金、鈦合金、鎢合金、鎳合金、磁性材料、鐵鎳鈷合金、稀土金屬中的至少一種。

5.如權利要求1所述的FDM3D打印用金屬或陶瓷耗材，其特征在于，所述陶瓷粉為氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、粘土、石英、長石、滑石、氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵、氧化鈦、氧化銅、氧化鈷、氧化錳、碳化硅、碳化鈦、氮化硅、氮化硼、氮化鋁、鈦酸鋇、鈦酸鎂、鈦酸鉛、稀土金屬氧化物、氟化鈣中的至少一種。

6.如權利要求1所述的FDM3D打印用金屬或陶瓷耗材，其特征在于，所述抗氧劑為受阻酚類、受阻胺類、亞磷酸酯類、硫酸酯類中的至少一種；所述潤滑劑為蠟類、硅酮類、酰胺類、硬脂酸類中的至少一種。

7.權利要求1所述FDM3D打印用金屬或陶瓷耗材的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)按FDM3D打印用金屬或陶瓷耗材的組分配比稱取各組分原料；

(2)將金屬粉或陶瓷粉先與相容劑通過攪拌機混合均勻，再將其余物料加入混合均勻；

(3)將混合好的物料通過雙螺桿擠出機擠出，經冷卻、風干、切粒，制成高分子材料粘結的金屬或陶瓷粒料；

(4)將粒料通過單螺桿擠出機擠出，經冷卻、風干、拉條、繞卷，制成FDM3D打印用金屬或陶瓷耗材。

8.利用權利要求1所述FDM3D打印用金屬或陶瓷耗材打印成品的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)將FDM3D打印用金屬或陶瓷耗材通過FDM3D打印機打印成型；

(2)將所得的打印制件進行脫脂，然后進行高溫燒結處理，再經拋光得到打印成品。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述脫脂為催化脫脂、溶劑脫脂和熱脫脂中的至少一種。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述溶劑脫脂所用的溶劑為水、丙酮、丁酮、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮、多元醇二元酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、碳酸二甲酯、丙二醇二醋酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、混合二元酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、乙二醇二乙酸酯、乙醇酸丁酯、乙二醇丁基醚碳酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯、三氟乙醇、二氯甲烷、乙酸戊酯、二氧六環、檸檬烯中的至少一種；所述高溫燒結為普通燒結、真空燒結、氫氣氛圍燒結、氮氣氛圍燒結、惰性氣體燒結中的至少一種。