[發明專利]一種基于增材制造技術的高強度輕量化家具及其生產方法

在審

• 申請號: 202010640314.3
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111873415A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 宋國祥
• 申請（專利權）人: 南京達盈新型材料有限公司
• 主分類號: B29C64/165
• 分類號: B29C64/165;B29C48/00;B29C69/02;B29C64/314;B29C64/171;B33Y10/00;B33Y40/10;C08L1/04;C08L23/06;C08L51/06;C08L71/02
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 竇賢宇

1.一種高強度輕量化家具的增材制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、預處理

將納米纖維素分散液放入到冷凍干燥箱中進行冷凍干燥，冷凍干燥完全，形成為納米纖維素固體粉末；

步驟2、攪拌共混

將上述固體粉末、高密度聚乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、聚乙二醇以及其它助劑充分攪拌混合，形成共混料；

步驟3、擠壓成粒

將上述共混料通過同向錐形的雙螺桿擠壓機熔融、擠出并切粒，其中，上述雙螺桿擠壓機中各段溫度分別為120～135℃、140～155℃、155～170℃、155～170℃、120～135℃，轉速為150～180rpm，得到粒料，然后于100～105℃充分干燥8～12h；

步驟4、3D打印

將單螺桿擠出機移植到FDM打印設備上，然后將所得粒料通過單螺桿擠出機擠出，并在3D打印機的牽引，通過繞線加工成3D成品，其中，所述單螺桿擠出機的各段溫度分別為160～170℃、160～175℃、175～190℃、175～190℃，牽引速度為50～60mm/s。

2.根據權利要求1所述的高強度輕量化家具的增材制造方法，其特征在于，所述納米纖維素為低結晶度的微納米纖維素。

3.根據權利要求2所述的高強度輕量化家具的增材制造方法，其特征在于，所述微納米纖維素的制備工藝包括如下步驟：

步驟11、將紅木粉在高速剪切機中進行剪切處理，然后將產物過300～350目篩，得到微纖維素晶體；

步驟12、將微纖維素晶體放入質量分數為8～12%的堿液中，攪拌均勻至完全溶解，在-12～-6℃冰箱中冷凍24～48h；

步驟13、將冷凍后的纖維素溶液置于凝固液中再結晶，并通過抽濾、洗滌得到微納米纖維素晶體；

步驟14、將洗至中性的微納米纖維素晶體、聚乙二醇加入去離子水在均質機中進行均質化，形成納米纖維素分散液，將得到的產物放入冰箱冷藏備用。

4.根據權利要求3所述的高強度輕量化家具的增材制造方法，其特征在于，所述凝固浴至少包括蒸餾水、乙醇、甲醇、乙二醇中的一種溶劑。

5.根據權利要求3所述的高強度輕量化家具的增材制造方法，其特征在于，所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。

6.根據權利要求3所述的高強度輕量化家具的增材制造方法，其特征在于，所述紅木粉為花梨粉、黃檀粉、酸枝粉中的一種。

7.根據權利要求3所述的高強度輕量化家具的增材制造方法，其特征在于，所述步驟14中均質過程中，均質溫度為2～6℃，均質壓力為30～50MPa。

8.根據權利要求1所述的高強度輕量化家具的增材制造方法，其特征在于，所述共混料以重量份數計，包括如下組分：微納米纖維素固體粉末50～60份、高密度聚乙烯40～50份、馬來酸酐接枝聚乙烯10～20份、聚乙二醇3～6份、潤滑劑1～3份、增韌劑1～4、增塑劑1～5份。

9.一種基于權利要求1～8中任一項所述的高強度輕量化家具的增材制造方法制備得到的高強度、鏤空結構化、輕量化的家具。