[發(fā)明專利]一種3D打印用PA12/PA6合金材料粉末

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610208432.0
• 申請(qǐng)日: 2016-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN107266905A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛彥龍;李健成;謝眾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江鑫達(dá)企業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C08L77/02
• 分類號(hào): C08L77/02;B33Y70/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于SLS 3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種選擇性激光燒結(jié)3D打印用PA12/PA6合金材料粉末及其制備方法。

背景技術(shù)

選擇性激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering，簡稱SLS)快速成型技術(shù)是利用粉末材料在激光照射下燒結(jié)的原理，在計(jì)算機(jī)控制下層層堆積成型。利用該技術(shù)幾乎可以成型任意幾何形狀的制件，包括工業(yè)生產(chǎn)中所需要的各種復(fù)雜形狀的模具等 ；該技術(shù)可應(yīng)用的材料范圍非常寬，包括高分子、陶瓷、金屬及各種復(fù)合材料等。3D打印機(jī)可以制造的物品很多，如飛機(jī)、手槍，再如食物、人體器官、兒童玩具等。3D打印技術(shù)是最近20年來世界制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破，是機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)的集成。其中，3D打印技術(shù)中最難最核心的技術(shù)是打印材料的開發(fā)，因此開發(fā)更為多樣多功能的3D打印材料成為未來研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)與關(guān)鍵。

在尼龍材料中，由于PA12具有極低的吸濕率、優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨、減摩及良好的耐腐性能及加工性等，在3D打印新產(chǎn)品的研制開發(fā)、模具制造、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)等方面具有廣闊前景?，F(xiàn)有的相關(guān)PA12材料的3D打印技術(shù)主要是基于選擇性激光燒結(jié)方面，選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)是采用紅外激光燒結(jié)粉末材料成型的一種快速成型技術(shù)。該技術(shù)可將固體粉末材料直接成型為三維實(shí)體零件，不受成型零件形狀復(fù)雜程度的限制，不需任何工裝模具。在新產(chǎn)品的研制開發(fā)、模具制造、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)等方面均有廣闊前景，國外已有大量的應(yīng)用實(shí)例。

然而，由于PA12的力學(xué)性能較差，對(duì)于性能要求高的功能件，PA12在強(qiáng)度、模量、熱變形溫度等方面還有待于進(jìn)一步提高。因此，有必要提供對(duì)現(xiàn)有的PA12復(fù)合材料進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)開發(fā)了一種選擇性激光燒結(jié)3D打印用PA12/PA6合金材料粉末及其制備方法，通過對(duì)PA12的改進(jìn)，使得打印出來的物品具有低成本的優(yōu)勢，同時(shí)，有效的提高了材料的力學(xué)性能，降低了材料的收縮率，減小打印時(shí)產(chǎn)生的翹曲。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種選擇性激光燒結(jié)3D打印用PA12/PA6合金材料粉末，由下述重量份的原料制得：PA6原料250~350份，PA12原料650~750份，光吸收劑0~15份，流動(dòng)助劑0~10份，抗氧劑5~10份，黑色母0~20份。

作為優(yōu)選，所述3D打印PA12/PA6合金材料粉末的最佳組成為：PA6原料250份，PA12原料750份，流動(dòng)助劑5份，抗氧劑8份，黑色母20份。

上述3D打印PA12/PA6合金材料粉末的制備方法，包括以下具體步驟：

步驟1：準(zhǔn)備PA6原料、PA12原料、光吸收劑、流動(dòng)助劑和抗氧劑，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PA6原料250~350份， PA12原料650~750份，光吸收劑0~15份，流動(dòng)助劑0~10份，抗氧劑5~10份，黑色母0~20份；

步驟3：將步驟2稱量的PA6原料加入高混機(jī)，之后加入步驟2稱量的PA12原料、抗氧劑、黑色母繼續(xù)混合10分鐘；

步驟4：將步驟3中得到的混合料用雙螺桿擠出機(jī)造粒，雙螺桿擠出機(jī)螺桿直徑為75mm，長徑比45：1，擠出機(jī)溫度依次設(shè)定為：一區(qū)165~175 ℃，二區(qū)175~185 ℃，三區(qū)185~195 ℃，四區(qū)195~205℃，五區(qū)205~215℃，六區(qū)215~225 ℃，七區(qū)225~235℃，八區(qū)235~245℃，九區(qū)245 ~255℃，機(jī)頭溫度245~255℃；

步驟5：用深冷粉碎的方法得到PA12/PA6合金材料粉末：首先將即粒料在液氮中低溫冷凍至-70℃以下，使之實(shí)現(xiàn)脆化易粉碎狀態(tài)，再將冷凍好的PA12/PA6合金材料投入低溫粉碎機(jī)腔體內(nèi)，通過葉輪高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行粉碎加工；

步驟6：將步驟5得到的PA12/PA6合金材料粉末由氣流篩分機(jī)進(jìn)行分級(jí)并收集，選擇粒度在200~400目范圍內(nèi)的PA12粉末，將沒有達(dá)到細(xì)度要求的粗大物料返回料倉繼續(xù)粉碎；

步驟7：將步驟6得到的PA12/PA6合金材料粉末、流動(dòng)助劑投料入高混機(jī)中高速混合，即可到可用于選擇性激光燒結(jié)3D打印用PA12/PA6合金材料。

本發(fā)明的有益效果為：