一种用于熔融沉积成型3D打印机的组合物、制备及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107936459A(43)申请公布日2018.04.20(21)申请号201711281110.X(22)申请日2017.12.07(71)申请人中国科学院福建物质结构研究所地址350002福建省福州市杨桥西路155号(72)发明人王剑磊吴立新张旭(51)Int.Cl.C08L55/02(2006.01)C08K3/08(2006.01)C08K5/435(2006.01)C08L77/02(2006.01)C08K5/3492(2006.01)C08L77/06(2006.01)C08J3/22(2006.01)B33Y70/00(2015.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种用于熔融沉积成型3D打印机的组合物、制备及其应用(57)摘要本发明涉及一种用于熔融沉积成型3D打印机的组合物、制备及应用。该组合物由高分子聚合物连续相、发泡剂相、低熔点合金相三相组成。采用该组合物进行熔融沉积3D打印成制件，放入中频电磁感应炉中加热6-10秒，可在制件内部形成微米级孔隙，得到多孔制件。该发明主要针对熔点在200℃以上的工程塑料制件的无模具发泡。要想使工程塑料在制备过程和3D打印过程中均不发泡，而使3D打印完成的制件发泡，必须要使用分解温度较高的化学发泡剂。而要使得打印制件发泡后保持其形状，就不能使用传统的传导加热，要使用感应加热，则要加入熔点较低的金属粉末或合金粉末。CN107936459ACN107936459A权利要求书1/1页1.一种用于熔融沉积成型3D打印机的组合物，其特征在于：该组合物由高分子聚合物连续相、发泡剂相、低熔点合金相三相组成。2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于：高分子聚合物连续相占比70-90重量比，优选为75-85重量比，可由一种或多种高分子组成，包括丁二烯-丙烯腈-苯乙烯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰胺6。3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于：发泡剂优选为化学发泡剂，占2-5重量份，优选为3-4重量份，可由三肼基三嗪、对甲苯磺酰氨基脲或4,4’-氧代双(苯磺酰氨基脲)中的一种组成。4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于：低熔点合金占比15-25重量比，优选为18-23重量比，可由锡基合金、铅基合金、铋基合金的一种或几种组成，优选为锡基合金粉末。5.权利要求1所述组合物的制备方法，其特征在于：首先将低熔点合金粉末和发泡剂分别与高分子聚合物按照最终占比的若干倍放入高混机进行混合，在双螺杆机挤出机进行熔融共混制成高含量母粒，然后将两种母粒和高分子聚合物按最终比例共混，经双螺杆挤出机加工制成粒料，最后将粒料经单螺杆挤出机制成1.75mm直径的线材，供熔融沉积成型3D打印机使用。6.权利要求1所述组合物的用途，其特征在于：用于制备微米级的多孔制件。7.如权利要求6所述的用途，其特征在于：孔为闭合孔，直径约为10-50um。8.如权利要求6所述的用途，其特征在于：所述多孔制件的制备方法为采用熔融沉积成型3D打印机将权利要求1所述的组合物打印出制件，将制件在中频电磁感应炉中加热6-10秒，优选为7-9秒，感应电流为150A，从而在制件内部形成微米级孔隙，得到多孔制件。2CN107936459A说明书1/4页一种用于熔融沉积成型3D打印机的组合物、制备及其应用技术领域[0001]本发明涉及一种用于熔融沉积成型3D打印机的组合物、制备及其应用，具体涉及一种基于3D打印制备多孔制件的组合物及其制备方法，属于增材制造的功能材料领域。背景技术[0002]近二十几年来，作为快速成型领域的一种新兴技术，3D打印技术发展非常迅速，目前已经在航空航天、生物医学、国防军工、工程教育、新产品开发等领域得到应用。3D打印技术又称增材制造技术，与传统的去除材料加工的方法不同，它是通过逐层堆积材料的方式直接制造产品。3D打印技术利用三维CAD模型在一台设备上可快速而精确地制造出复杂结构零件，从而实现“自由制造”，解决传统工艺难加工或无法加工的局限，并大大缩短了加工周期，尤其适合小批量，个性化，结构复杂的中空部件。目前3D打印技术主要包括熔融沉积成型(FusedDepositionModeling，FDM)、选择性激光烧结成型(SelectiveLaserSintering，SLS)、光固化成型(stereolithographyapparatus，SLA)、分层实体成型(LaminatedObjectManufacturing，LOM)等技术，其中FDM发展最快，应用最多。[0003]FDM是指丝状热塑性材料由送丝机构送进喷头，在喷头中加热到熔融态，经喷嘴挤出。熔融态的丝状材料被挤压出来，按照三维软件的分层数据控制的路径挤压并在指定