[發明專利]一種用于選擇性激光燒結3D打印精密鑄造蠟模粉末材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201711483877.0
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108165028A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 范智勇;湯從海;范德賢
• 申請（專利權）人: 廣州市德馨蠟制品有限公司
• 主分類號: C08L91/06
• 分類號: C08L91/06;C08L23/06;C08L57/02;C08K13/04;C08K5/09;C08K5/42;C08K5/098;C08K7/18;B33Y70/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊燕瑞

本發明屬于3D打印材料技術領域，公開了一種用于選擇性激光燒結3D打印精密鑄造蠟模粉末材料及其制備方法與應用。本發明材料包括以下質量計的組分：石油蠟、蜂蠟、褐煤蠟、PE蠟、添加樹脂、增韌劑、硬脂酸、流平劑分別為30～80份、0～10份、0～10份、0～5份、0～20份、3～10份、0.5～5份、0.2～5份或20～70份、10～20份、10～20份、5～10份、20～30份、10～20份、5～10份、0.2～5份；表面活性劑1～10‰；脫模劑1‰～10‰；抗靜電劑0‰～5‰；紫外線吸收劑0～5‰；抗氧劑0～10‰；無機填料0～10％。其具有硬度適中、熔點低、收縮率低等特定，可應用于3D打印中。

技術領域

本發明屬于3D打印材料技術領域，特別涉及一種用于選擇性激光燒結3D打印精密鑄造蠟模粉末材料及其制備方法與應用。

背景技術

3D打印技術是利用計算機三維數字化設計目標模型，然后通過3D打印設備將“打印材料進行逐層疊加”，最后將數字模型變成實物。3D打印技術是制造業轉型升級的核心技術之一，在精密鑄造領域中已有很多企業嘗試采用3D打印技術，但是打印材料一直是困擾著大家的一個難題。目前擇性激光融化、立體光刻、選擇性激光燒結、三維打印與膠粘等3D打印技術正在不斷與鑄造工業融合，以期開創出更新的制造模式。SLS是3D打印技術中非常常用和重要的一種打印技術，用于選擇性激光燒結的材料是各類粉末，包括尼龍粉、覆裹尼龍的玻璃粉、聚碳酸酯粉、聚酰胺粉、蠟粉、金屬粉(打印后常須進行再燒結及滲銅處理)、覆蠟金屬粉以及覆裹熱凝樹脂細沙等。

熔模鑄造也稱熔模精密鑄造，其以失蠟法為鑄造方法，以最終產品為摹本，通過模具制造、蠟模制造、型殼制造、澆注成型、鑄件后處理等步驟得到最終鑄件獨特的制造優勢。熔模精密鑄造應用范圍較廣，高端鑄件優勢明顯。但是熔模精密鑄造工藝復雜制造周期長，難以滿足現代社會對企業產品快速多樣化和的需求。

因為技術、材料以及設備價格原因，3D打印應用于鑄造行業起步較晚，但是隨著傳統鑄造行業生存壓力的增加，以及熔模鑄造法在制作航天航空等精密構件模型過程中的困難，鑄造企業不斷探索轉型升級的路徑、方法，3D打印對于設計制造一體化、提高效率、降低成本等逐漸受到越來越多人的青睞。熔模精密鑄造蠟模在制備過程中易出現收縮、蠟模表面出現凹痕、脫模時型殼脹裂等問題，3D打印技術因為是逐層打印，在這些方面有很大的改善。

目前市面上選擇性激光燒結3D打印材料中蠟粉材料種類較少，市面上應用于精鑄蠟模的3D打印蠟粉是以普通蠟粉或普通蠟粉/硬脂酸為材料，普通蠟粉為石蠟、普通鑄造蠟或其他低分子聚合物制粉而成。蠟粉成粉和性質單一，無法滿足復雜或者精細部件蠟模的制作，低分子聚合物運動粘度、熔點高，在鑄造部件熔融脫蠟步驟會增加難度。專利CN104693579A公開了通過雙粒徑級配的蠟粉基料配比并添加硬脂酸、白炭黑、炭黑、短切碳纖維來制備一種激光燒結3D打印用復合改性蠟粉的方法，雖然該方法制備的蠟粉改善靜電吸附團聚現象，制作的蠟模尺寸精度強度可達到熔模鑄造蠟型要求，但是因為蠟粉粒徑及粒徑比要求高，局限性及原料問題較大，當蠟粉成粉發生改變時對蠟粉打印效果有很大影響。其選用蠟粉為熔點較低的低分子量蠟粉，對總體蠟粉的性能未做要求，對于大型蠟組和薄壁結構的蠟模型制作，較難滿足要求，因為選用的是蠟粉同時又增加了原料的要求。專利CN1326828A公開了一種用于激光燒結快速成型精鑄蠟模的低熔點粉末，其以聚乙烯為原材料制備蠟粉，然后添加表面活性劑、脫模劑、光吸收劑、降粘劑、防靜電劑、增強增韌劑、填料等，雖然制得的粉末材料燒結性好、成型優良，對精鑄適應性好，但是以聚乙烯為原料使得整體蠟料本身運動粘度高，同時收縮性大，在鑄件做型殼時有很大影響。

高品質的選擇性激光燒結3D打印精密鑄造蠟粉對于促進3D打印-精密鑄造有著舉足輕重的作用，同時可創造較大的社會價值。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種用于選擇性激光燒結3D打印精密鑄造蠟模粉末材料。