[發明專利]一種防FDM打印器件翹曲的無溶劑型膠黏劑、打印平臺及其制作方法

有效

• 申請號: 201810448846.X
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108559425B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 鄭華德;王永珍;馬藝娟;張明
• 申請（專利權）人: 華南協同創新研究院
• 主分類號: C09J133/08
• 分類號: C09J133/08;C08F220/18;C08F220/06;C08F220/20;C08F220/32;C08F216/16
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛東

本發明屬于熔融沉積打印技術領域，公開了一種防FDM打印器件翹曲的無溶劑型膠黏劑、打印平臺及其制作方法。所述膠黏劑包括以下組分：乙二醇二縮水甘油醚、丙烯酸異辛酯、1,2?環氧?4?乙烯基環己烷、丙烯酸十八酯、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、自由基引發劑和丙烯酸酯交聯劑。本發明的打印平臺包括膠黏劑和基板；膠黏劑涂覆在基板上。本發明的膠黏劑在溫度低于40℃時的初粘力和剝離強度極低，打印器件容易從平臺上取下，高溫下具有較好的粘接能力，打印器件與平臺粘結緊密，器件無翹曲。

技術領域

本發明屬于熔融沉積打印技術（FDM）領域，涉及一種防 FDM 打印器件翹曲的無溶劑型膠黏劑、打印平臺及其制作方法。

背景技術

熔融沉積打印技術是目前 3D 打印領域應用最為廣泛的技術之一，以熱塑性絲材為原料，絲材經過打印機加熱熔融形成具有一定流動性的熔體，熔體流出噴咀后冷卻凝固，逐層疊加打印成型。但熱塑性絲材經過加熱熔融、冷卻凝固的過程中會發生較大熱收縮，導致 FDM 打印器件發生翹曲。一般通過加熱打印平臺，減小熔絲溫度和平臺溫度差降低 3D打印件發生翹曲。然而，由于熱塑性絲材熔體平鋪在打印平臺上，冷卻后絲材與平臺會發生比較牢固的粘接，導致器件打印完后難以從平臺上取下。

為了安全方便地從打印平臺取下打印器件，目前采用美紋膠帶粘接打印平臺，在美紋膠帶表面直接打印器件或者在平臺上涂覆一層聚四氟乙烯涂層。然而，在打印平臺表面涂覆一層美紋膠帶，美紋膠帶比表面積比較大，器件與美紋膠帶的粘接強度還比較大，冷卻后不易取下打印器件。若采用較大拉扯取件則會導致美紋膠帶破裂，有些膠帶還會貼附在器件底座表面難以去除。在打印平臺表面涂覆一層聚四氟乙烯涂層，當絲材收縮較大時，器件在打印過程難與平臺粘接牢固，發生器件翹曲的風險。

目前報道的膠黏劑在高溫條件下的粘結強度一般比較低，冷卻后隨著膠黏劑發生收縮，排除界面之間的自由體積，增加膠黏劑與基材的接觸面積，能牢固粘接到物體表面。申請號為 201410719676.6 的專利申請公開了的一種采用由丙烯酸異辛酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯、N-羥甲基丙烯酰胺、偶氮二異丁腈及乙酸乙酯等組分聚合而成的丙烯酸酯壓敏膠粘劑，該壓敏膠粘帶 130℃時才能充分發泡實現與基材粘接，而為了減少 3D 打印器件的熱變形，一般 3D 打印聚乳酸、ABS、HIPS 和PETG 等常規線材時，平臺的溫度不超過 120℃，可見此壓敏膠帶不適合用于此類常規線材的 3D 打印。中國專利 201410037153.3 公開了一種采用丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、氯丁二烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、羥乙基丙烯酸酯和丙烯酸縮水甘油醚等組分制備的溶劑型壓敏膠，該壓敏膠在室溫環境兩種壓敏膠制品放在一起不發生粘連，即在室溫環境中粘結強度比較低，但高溫活化后粘結強度也比較低，不能滿足 3D 打印器件與打印平臺粘接，且溶劑型膠黏劑在制作打印平臺的過程中難以涂覆較高的厚度。因此，此類膠黏劑均不能滿足 FDM 打印時高溫粘接強度高、冷卻后能輕松剝離的應用要求。

發明內容

基于上述技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種防 FDM 打印器件翹曲的無溶劑型膠黏劑及其制備方法。本發明的膠黏劑在高溫時能有效地將 3D 打印器件和打印平臺粘接在一起，防止 FDM 打印器件在緩慢冷卻的過程中因熱收縮發生翹曲，降低打印的質量，而在器件冷卻后與平臺分離的過程中能輕松取下，避免采用尖銳金屬等物體撬動造成器件損傷或打印平臺損壞。

本發明還提供了一種防 FDM 打印器件翹曲的打印平臺。本發明將上述膠黏劑涂覆在梯度熱收縮材料的表面，然后將梯度熱收縮材料固定在平臺的基板上，從而獲得防FDM 打印器件翹曲的打印平臺。本發明采用梯度熱收縮材料有效減少器件冷卻時因平臺和器件兩者熱膨脹系數不一致導致器件收縮變形的缺陷。該方法制作的打印平臺還具有方便拆卸和成本低的優點。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種防 FDM 打印器件翹曲的無溶劑型膠黏劑，包括以下按重量份數計的組分：