[發(fā)明專利]一種3D打印支撐材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710561988.2
• 申請(qǐng)日: 2017-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN107353550B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊科;蔡增坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州卓普新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L29/14
• 分類號(hào): C08L29/14;C08L1/28;C08L3/08;C08K5/103;C08K5/20;C08K5/134;C08K5/526;C08K5/523;B33Y70/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 陳升華

本發(fā)明公開了一種3D打印支撐材料及其制備方法，該材料由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：聚乙烯醇縮丁醛樹脂75?90％、乙基纖維素5?15％、羧甲基淀粉0?10％、塑化劑2?18％、加工助劑0.1?4％。該材料制備的線材保證了3D打印過程中支撐部分的穩(wěn)定順利的建立，同時(shí)制品打印完成后放入無毒的醇類溶解中溶解或溶脹即可迅速去除支撐。本發(fā)明3D打印支撐材料的制備方法，可采用現(xiàn)有的雙螺桿擠出機(jī)制備，易于制備，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種3D打印支撐材料及其制備方法。

背景技術(shù)

3D打印技術(shù)這些年得到廣泛關(guān)注和迅速發(fā)展，熔融堆積成型(FDM)是目前3D打印的一個(gè)重要分支，其基本原理是將高分子材料單絲或線材通過齒輪精確送至加熱端熔融擠出，并在精確定位下通過逐層堆積方式構(gòu)建三維物體。

在3D打印過程中，當(dāng)打印遇到較大的懸空角度時(shí)，通常需要在懸空部位下面先打印支撐，這樣打印出來的制品才能保證較高的精度。

目前3D打印主要使用的原料是聚乳酸(PLA)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，由于使用PLA或ABS打印支撐比較難拆除，近年來市面上開發(fā)了能夠溶解于水中的聚乙烯醇(PVA)線材，打印生成的制品放入水中即可去除支撐。

但是PVA線材具有明顯的缺點(diǎn)，一方面是其吸濕性太高，線材在放置時(shí)間過長易造成線材相互粘接在一起，線徑也因?yàn)槲边^多而發(fā)生變化，另一方面PVA高溫穩(wěn)定性較差，打印過程中遇到較長時(shí)間的等待后重新打印支撐時(shí)易發(fā)生PVA交聯(lián)，進(jìn)而造成堵噴頭現(xiàn)象，以致打印無法正常完成。

目前市場上對(duì)穩(wěn)定打印的支撐材料仍有迫切的需求，特別是打印較高精度的支撐難去除的工藝模型。

申請(qǐng)公布號(hào)為CN106189011A(申請(qǐng)?zhí)枮?01510233822.9)的中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種常溫水溶性3D打印耗材，它是由包括有效量的聚乙烯醇、增塑劑、軟水和加工助劑在內(nèi)的原料制得的水溶熱塑性聚乙烯醇樹脂在40～120℃條件下烘干而成，所述的聚乙烯醇的聚合度為1000-2400、醇解度為72mol％～92mol％，所述增塑劑為丙三醇、聚乙二醇、三乙醇二異辛酸酯中的一種或幾種組合，所述加工助劑為滑石粉、二氧化硅、飽和脂肪族二羧酸酯中的一種或幾種組合。制得的3D打印耗材用于3D打印后，可以再20～40℃的水中溶解，從而制得有鏤空?qǐng)D案的三維制品。

申請(qǐng)公布號(hào)為CN106700363A(申請(qǐng)?zhí)枮?01710036501.9)的中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種聚乙烯醇打印支撐材料及其制備方法，該材料含有如下重量份的組份：聚乙烯醇100份；甘油5～20份；潤滑劑0.3～3份；酸味脫除劑1～15份；穩(wěn)定劑1～5份；抗氧劑0.1～1份；界面增容劑5～20份。該技術(shù)方案可用于制備具有良好界面粘結(jié)牢度的聚乙烯醇3D打印可溶性支撐材料，用于打印精度較高、或具有復(fù)雜形狀、或具有嵌套結(jié)構(gòu)的聚乳酸及熱塑性聚氨酯部件。

上述的打印支撐材料均是水溶性，適合用于非水溶性的打印產(chǎn)品。目前急需醇溶性打印支撐材料，以適合用于非醇溶性的打印產(chǎn)品，從而滿足3D打印的不同要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有支撐材料存在的問題，本發(fā)明提供了一種3D打印支撐材料及其制備方法，該材料制備的線材保證了3D打印過程中支撐部分的穩(wěn)定順利的建立，同時(shí)制品打印完成后放入無毒的醇類溶解中溶解或溶脹即可迅速去除支撐。

一種3D打印支撐材料，由以下重量百分?jǐn)?shù)的組分組成：

本發(fā)明中，以聚乙烯醇縮丁醛樹脂為主要材料，配合添加乙基纖維素、塑化劑、加工助劑以及選擇性添加的羧甲基淀粉，使得各組分之間能夠相互作用，能夠形成良好的支撐結(jié)構(gòu)，保證了3D打印過程中支撐部分的穩(wěn)定順利的建立，同時(shí)制品打印完成后放入無毒的醇類溶解中溶解或溶脹即可迅速去除支撐。

以下作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案：