[發明專利]一種用于生產超薄低脆性管件的3D打印材料

在審

• 申請號: 201710157287.2
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106966693A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 張丹丹
• 申請（專利權）人: 張丹丹
• 主分類號: C04B33/13
• 分類號: C04B33/13;B33Y70/00;C04B33/138;C04B30/02
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司32206
• 代理人: 顧進

技術領域

本發明屬于精密鑄造工藝領域，具體涉及一種用于生產超薄低脆性管件的3D打印材料。

背景技術

3D打印技術作為快速成型領域，能夠適用于對精度、形狀、尺寸具有特殊要求工件的制備，隨著工業生產的飛速發展，各種超薄管件的需求也隨之增長；目前管件大多通過澆鑄成型，雖然機械性能能夠得以保證，但是制作精度較低，而通過3D打印制得的管件雖然精度能夠得以保證，但是其機械性能較差。

因此，為了解決以上問題研制出一種能夠用于超薄、且機械性能優秀的管件制造的材料以及工藝是本領域技術人員所急需解決的難題。

發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種用于生產超薄低脆性管件的3D打印材料。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于生產超薄低脆性管件的3D打印材料，其組成成分以及各成分所占質量百分比分別為：粘土料：25～37%、硅酸鹽水泥：22～35%、二氧化鋯粉末：17～26%、硅酸鹽纖維：5～12%、輔助劑：4～8%、骨料：3～7%；粘土料的組成成分以及各成分所占質量百分比分別為：木節粘土：33～45%、水泥粘土：33～45%、礦渣粉：17～25%；輔助劑包括：減水劑、膠凝劑、穩定劑、分散劑以及增容劑。

本發明提供了一種用于生產超薄低脆性關鍵的3D打印材料，由粘土料、硅酸鹽水泥、二氧化鋯粉末、硅酸鹽纖維、輔助劑以及骨料組成；其中粘土料由木節黏土、水泥粘土以及礦渣粉組成，與硅酸鹽水泥組成3D打印材料的基底，原料成本低、易獲取；再混合二氧化鋯粉末與硅酸鹽纖維，在降低其脆性的同時，確保制備成超薄管件后的整體韌性強度。本發明中的輔助劑選擇由減水劑、膠凝劑、穩定劑、分散劑以及增容劑組成，其中減水劑的添加不僅能夠改善硅酸鹽水泥的流動性，減少單位用水量，同時還能夠與粘土料中的礦渣粉復合，提升整體抗壓強度；膠凝劑的添加不僅能夠促使本發明中各成分的緊密膠粘；穩定劑的添加能夠保持化學平衡，降低最終獲得3D打印材料的表面張力，防止由于光、熱分解；分散劑的添加能夠顯著降低本發明在制備時，各成分完成分散過程所需的時間，并且提升各成分有效分散性，確保通過本發明制得導電件的整體性能的均衡；增容劑的添加能夠借助分子之間的鍵合力，使獲得的液態基底更為穩定。

進一步地，具體制作方法為：

（1）將粘土料研磨均勻后與硅酸鹽水泥混合均勻，放置于煅燒爐中，以包含有濃度為12～15%的CO的燃燒氣氛煅燒8.5～11h，煅燒完成后再次研磨均勻，獲得混合粉末以備用；

（2）向混合粉末中添加水、輔助劑以及硅酸鹽纖維，攪拌均勻后，進行常壓養護，獲得液態基底；

（3）向液態基底中添加二氧化鋯粉末以及骨料，均質后捏合3～5h后，冷卻至室溫后擠壓造粒，獲得3D打印材料成品。

進一步地，步驟（1）中煅燒的溫度為1350～1475℃。

進一步地，常壓養護為在85～98℃的蒸汽下進行靜停、升溫、恒溫以及降溫。

進一步地，步驟（2）的具體方法為：向混合粉末中添加水、輔助劑以及硅酸鹽纖維，攪拌均勻后，向其中導入85℃的蒸汽，首先靜停2.5～3h，再按照不高于5℃/h的速度升溫至95℃，保溫11～13h，再以不高于5℃/h的速度降溫至室溫。

進一步地，步驟（3）的具體方法為：向液態基底中添加二氧化鋯粉末以及骨料，升溫至170～185℃，均質后在48～65r/min的轉速下捏合3～5h，冷卻至室溫，導入擠壓成型機中，在溫度為120～135℃，轉速為102～120r/min下進行擠壓造粒，獲得3D打印材料成品。

進一步地，輔助劑各成分所占質量百分比分別為：減水劑：15～27%、膠凝劑：11～21%、穩定劑：13～19%、分散劑：25～36%、增容劑：7～15%。

本發明與現有技術相比，采用獨創的組分配比以及工藝制作出的高粘性3D打印材料，適用于高精度超薄管件的3D打印制作，同時打印成型后具有脆性低、強度高的優點，能夠滿足各行各業中對超薄低脆性管件的需求。

具體實施方式

以下將結合具體實施例對本發明提供的技術方案進行詳細說明，應理解下述具體實施方式僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。

實施例1：