[發明專利]一種用于熔融沉積成型的智能線材及其制備方法

有效

• 申請號: 201911332347.5
• 申請日: 2019-12-22
• 公開（公告）號: CN111098428B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 嚴鵬飛;許元初;陳卓;孫瀟;嚴彪
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B29B11/16
• 分類號: B29B11/16;B29B11/10;B29C64/118;B33Y70/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發明涉及一種用于熔融沉積成型的智能線材及其制備方法，智能線材包括智能芯材和包裹在芯材外的包材，所述智能芯材包括HGCCST線芯，以及包裹在HGCCST線芯外的光固化樹脂，所述包材為熱塑性樹脂，具體步驟如下：(1)智能芯材制備：提供直徑為100微米左右的HGCCST線芯和光固化樹脂，浸涂后獲得包覆有一層光固化TPU樹脂的，總直徑在400微米左右的智能芯材；(2)智能線材制備：由步驟一中所獲得芯材，使用熱塑性樹脂，擠壓成型獲得最中心為HGCCST線材，外面包覆兩層不同性質樹脂的可用于熔融沉積打印的線材。與現有技術相比，本發明具有智能特征，性質穩定，不需要重新設計3D打印機，制備工藝無污染。

技術領域

本發明涉及一種智能線材的制備，尤其是涉及一種用于熔融沉積成型的智能線材及其制備方法。

背景技術

熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling，FDM)，又稱熔絲沉積，是一種增材制造(又稱為3D打印)技術。FDM熔融層積成型技術是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭在計算機的控制下，根據截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺上，快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后，機器工作臺下降一個高度(即分層厚度)再成型下一層，直至形成整個實體造型。目前，市面上沒有一種能使得熔融沉積線材具備智能化特性的方法與技術。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于熔融沉積成型的智能線材及其制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于熔融沉積成型的智能線材，包括智能芯材和包裹在芯材外的包材，所述智能芯材包括HGCCST線芯，以及包裹在HGCCST線芯外的光固化樹脂，所述包材為熱塑性樹脂。

進一步的，所述光固化樹脂的耐受熱溫度為255℃。

進一步的，所述光固化樹脂為TPU樹脂。

進一步的，所述熱塑性樹脂為PVC或PLA。

進一步的，所述HGCCST線芯的直徑為80-120微米。

進一步的，所述智能芯材的直徑為380-420微米。

進一步的，所述HGCCST線芯的耐受溫度為300℃，有較好的彎曲性能和拉伸性能。更進一步的，所述HGCCST線芯的具體結構已在參考文獻(Yanlong Tai,GillesLubineau.Smart Threads:Double-Twisted Conductive Smart Threads Comprising aHomogeneously and a Gradient-Coated Thread for Multidimensional FlexiblePressure-Sensing Devices(Adv.Funct.Mater.23/2016)[J].Advanced FunctionalMaterials,2016,26(23).)中公開。

一種用于熔融沉積成型的智能線材的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)制備智能芯材：準備HGCCST線芯和光固化樹脂，通過浸涂，得到包覆有一層光固化樹脂的智能芯材；

(2)制備智能線材：將步驟(1)中得到的智能芯材與熱塑性樹脂進行擠壓成型，得到智能線材。

進一步的，步驟(1)中：浸涂采用用于極細纖維絲保護膜加工的浸涂設備，該浸涂設備主要由浸涂機構、傳送機構、固化機構組成。浸涂機構包括浸涂池，儲液池，加熱模塊，浸涂液傳輸管道；傳送機構由原料線盤，浸涂池中的傳動中繼滑輪，帶有電機的傳動滑輪，傳動中繼滑輪，高摩擦滑輪組成；固化機構由蒸發烘箱，回流導管，光固化腔，直徑測量儀組成。HGCCST線芯原材料纏繞于原料線盤上，送至浸涂池后，在光固化腔中接受紫外線照射，之后于蒸發烘箱中烘干，全程受到中繼滑輪輸送和調節。