CN105860517B - 一种环保3d打印耗材及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保3D打印耗材,其特征在于:该3D打印耗材中复合有硅藻土,所述硅藻土的重量百分比为10%~40%。本发明的打印耗材环保强度高,能有效满足3D打印需要,且对应的生产工艺简单,实现便捷,从而符合市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保3D打印耗材及其生产工艺,应用于3D领域。
背景技术
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息***、土木工程、***以及其他领域都有所应用。而目前3D打印机所使用的耗材,主要有 ABS (ABS树脂,Acrylonitrile Butadiene Styrene)、PLA (聚乳酸,Poly Lactic Acid) 和 PVA(聚乙烯醇,Polyvinyl alcohol) 三种。这些广泛使用的材料在目前使用过程中发现有些弊端,例如不够环保,强度还有待提升等等问题。因此,针对上述问题是本发明研究的对象。
发明内容
为了解决现有的技术不足,本发明提供了一种环保3D打印耗材。
本发明的特征在于:一种环保3D打印耗材,其特征在于:该3D打印耗材中复合有硅藻土,所述硅藻土的重量百分比为10%~40%。
其中,所述3D打印耗材由尼龙610或尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000至4:1000,其余为尼龙610或者尼龙612。
一种基于上述材料下的环保3D打印耗材的生产工艺,其特征在于,按如下步骤进行:
1)对尼龙在温度90-130度范围内抽真空烘干11h-13h;
2)对烘干后的尼龙包起来待用;
3)利用800目-1200目筛网对一级硅藻土进行筛选;
4)将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌,形成混合液;
5)将筛选后的硅藻土和混合液按照100:7至100:11的重量配比进行高温搅拌混合,温度控制在100-160度之间,以便去除无水酒精;
6)将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上,进行熔融挤出;
7)将挤出的物料拉至温水槽内降温,温水槽内控温在30-40度之间;
8)对降温后的物料进行一道拉伸,然后送入到一道烘箱,烘箱温度控制在35-40度之间;
9)烘干后的物料再进行二道拉伸,然后再送入到二道烘箱内,烘箱温度控制在40-45度之间;
10)然后烘干后的物料送入到在线测径仪,并经计米设备卷绕收集,完成加工过程。
所述3D打印耗材由尼龙610、尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000至4:1000;其余为尼龙610和尼龙612的混合物,其中尼龙612和尼龙610的比例为9.5:1至8.5:1。
所述3D打印耗材由ABS、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为1.5:1000至3:1000,其余为ABS。
所述3D打印耗材由PLA、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为1:1000至3.5:1000,其余为PLA。
所述酒精无水酒精;所述硅藻土为一级硅藻土;所述偶联剂为KH560偶联剂。
所述步骤4)和步骤5)是在一计量混搅设备中实现,该计量混搅设备包括:所述的搅拌混料机构包括一凸形支撑台,所述凸形支撑台的左端设置有硅藻粉称重器;所述凸形支撑台的右端设置有混料计量器;所述凸形支撑台下方设置有一圆柱状搅拌容器;所述圆柱状搅拌容器上方设置有一升降装置,所述升降装置固定设置于凸形支撑台的下方;所述升降装置的升降端设置有第一搅拌电机,所述搅拌电机的输出轴末端设置有一转盘,所述转盘直径方向上铰接有搅拌叶片;所述搅拌电机上挂设有一螺杆驱动电机,所述螺杆穿过设置在提拉环上的螺母,所述提拉环与一拉杆的一端连接;所述拉杆的另一端铰接到设置于所述搅拌叶片中部的固定环上;所述圆柱状搅拌容器设置有一排料口;所述圆柱状搅拌容器的外壁设置有加热套。
所述的混料计量器包括一立方体混料台,所述立方体混料台内开设有喇叭状混料腔体,所述喇叭状混料腔体的侧壁上具有蓄水冷却腔;所述喇叭状混料腔体的排料口延伸至所述圆柱状搅拌容器内;所述立方体混料台上设置有第一称重器和第二称重器;所述第一称重器和第二称重器的下料端连通到所述喇叭状混料腔体;所述喇叭状混料腔体内设置有第二搅拌电机。
本发明的优点:本发明的打印耗材环保强度高,能有效满足3D打印需要,且对应的生产工艺简单,实现便捷,从而符合市场需求。
附图说明
图1为本发明计量混搅设备结构示意图。
图2为本发明螺杆调节搅拌叶片结构俯视图。
图3为本发明一实施例双进料口的螺杆挤出机结构示意图。
具体实施方式
参考图1至图3,本发明涉及一种环保3D打印耗材,该3D打印耗材中复合有硅藻土,所述硅藻土的重量百分比为10%~40%。
上述3D打印耗材由尼龙610或尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000至4:1000,其余为尼龙610或者尼龙612。
一种基于上述材料下的环保3D打印耗材的生产工艺,按如下步骤进行:
1)对尼龙在温度90-130度范围内抽真空烘干11h-13h;
2)对烘干后的尼龙包起来待用;
3)利用800目-1200目筛网对一级硅藻土进行筛选;
4)将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌,形成混合液;
5)将筛选后的硅藻土和混合液按照100:7至100:11的重量配比进行高温搅拌混合,温度控制在100-160度之间,以便去除无水酒精;
6)将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上,进行熔融挤出;
7)将挤出的物料拉至温水槽内降温,温水槽内控温在30-40度之间;
8)对降温后的物料进行一道拉伸,然后送入到一道烘箱,烘箱温度控制在35-40度之间;
9)烘干后的物料再进行二道拉伸,然后再送入到二道烘箱内,烘箱温度控制在40-45度之间;
10)然后烘干后的物料送入到在线测径仪,并经计米设备卷绕收集,完成加工过程。
上述3D打印耗材由尼龙610、尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000至4:1000;其余为尼龙610和尼龙612的混合物,其中尼龙612和尼龙610的比例为9.5:1至8.5:1。
上述3D打印耗材由ABS、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为1.5:1000至3:1000,其余为ABS。
上述3D打印耗材由PLA、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为1:1000至3.5:1000,其余为PLA。
上述酒精无水酒精;所述硅藻土为一级硅藻土;所述偶联剂为KH560偶联剂。
实施例一
一种环保3D打印耗材,该3D打印耗材中复合有硅藻土,所述硅藻土的重量百分比为20%;上述3D打印耗材由尼龙610、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为3:1000,其余为尼龙610。
上述耗材的生产工艺,按如下步骤进行:
1)对尼龙610在温度90-110度范围内抽真空烘干11-12h;
2)对烘干后的尼龙包起来待用;
3)利用1000目筛网对一级硅藻土进行筛选;
4)将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌,形成混合液;
5)将筛选后的硅藻土和混合液按照100:9的重量配比进行高温搅拌混合,温度控制在130-140度之间,以便去除酒精;
6)将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上,进行熔融挤出;
7)将挤出的物料拉至温水槽内降温,温水槽内控温在35度;
8)对降温后的物料进行一道拉伸,然后送入到一道烘箱,烘箱温度控制在37度;
9)烘干后的物料再进行二道拉伸,然后再送入到二道烘箱内,烘箱温度控制在42度;
10)然后烘干后的物料送入到在线测径仪,并经计米设备卷绕收集,完成加工过程。
实施例二
一种环保3D打印耗材,该3D打印耗材中复合有硅藻土,所述硅藻土的重量百分比为30%;上述3D打印耗材由尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000,其余为尼龙612。
上述耗材的生产工艺,按如下步骤进行:
1)对尼龙612在温度110-130度范围内抽真空烘干12-13h;
2)对烘干后的尼龙包起来待用;
3)利用1100目筛网对一级硅藻土进行筛选;
4)将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌,形成混合液;
5)将筛选后的硅藻土和混合液按照100:10的重量配比进行高温搅拌混合,温度控制在140-160度之间,以便去除酒精;
6)将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上,进行熔融挤出;
7)将挤出的物料拉至温水槽内降温,温水槽内控温在37度;
8)对降温后的物料进行一道拉伸,然后送入到一道烘箱,烘箱温度控制在35度;
9)烘干后的物料再进行二道拉伸,然后再送入到二道烘箱内,烘箱温度控制在45度;
10)然后烘干后的物料送入到在线测径仪,并经计米设备卷绕收集,完成加工过程。
实施例三
一种环保3D打印耗材,该3D打印耗材中复合有硅藻土,所述硅藻土的重量百分比为40%;上述3D打印耗材由尼龙610、尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为3:1000;其余为尼龙610和尼龙612的混合物,其中尼龙612和尼龙610的比例为9:1。
1)对尼龙610和尼龙612的混合物在温度9-130度范围内抽真空烘干11-13h;
2)对烘干后的尼龙包起来待用;
3)利用1100目筛网对一级硅藻土进行筛选;
4)将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌,形成混合液;
5)将筛选后的硅藻土和混合液按照100:11的重量配比进行高温搅拌混合,温度控制在100-130度之间,以便去除酒精;
6)将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上,进行熔融挤出;
7)将挤出的物料拉至温水槽内降温,温水槽内控温在39度;
8)对降温后的物料进行一道拉伸,然后送入到一道烘箱,烘箱温度控制在40度;
9)烘干后的物料再进行二道拉伸,然后再送入到二道烘箱内,烘箱温度控制在43度;
10)然后烘干后的物料送入到在线测径仪,并经计米设备卷绕收集,完成加工过程。
请参见图1,上述实施例中所述步骤4)和步骤5)可以在一计量混搅设备中实现,该计量混搅设备包括:所述的搅拌混料机构包括一凸形支撑台1,所述凸形支撑台的左端设置有硅藻粉称重器2;所述凸形支撑台的右端设置有混料计量器3;所述凸形支撑台下方设置有一圆柱状搅拌容器4;所述圆柱状搅拌容器上方设置有一升降装置5,所述升降装置固定设置于凸形支撑台的下方;所述升降装置的升降端设置有第一搅拌电机6,所述搅拌电机的输出轴末端设置有一转盘7,所述转盘直径方向上铰接有搅拌叶片8;所述搅拌电机上挂设有一螺杆驱动电机10,所述螺杆穿过设置在提拉环11上的螺母12,所述提拉环与一拉杆13的一端连接;所述拉杆13的另一端铰接到设置于所述搅拌叶片中部的固定环14上;所述圆柱状搅拌容器设置有一排料口16;所述圆柱状搅拌容器的外壁设置有加热套5。使用时,将第一搅拌电机6下降到圆柱状搅拌容器4底部,并控制螺杆驱动电机10提升提拉环11,让搅拌叶片8与所述转盘7成一定夹角,并启动所述第一搅拌电机;在搅拌完成后,控制所述升降装置将第一搅拌电机升起,并控制螺杆驱动电机下降提拉环,让搅拌叶片与所述转盘平齐,启动第一搅拌电机,并配合升降装置从所述圆柱状搅拌容器进口处往下降。这样叶片上的橡胶刮片15刚好与罐壁贴合,随着电机的转动,升降装置进行下降动作,则搅拌叶片就形成刮片33,将附着在罐壁上的原料刮下,并由排料口排出。
所述的混料计量器包括一立方体混料台20,所述立方体混料台内开设有喇叭状混料腔体21,所述喇叭状混料腔体的侧壁上具有蓄水冷却腔22;所述喇叭状混料腔体的排料口延伸至所述圆柱状搅拌容器内;所述立方体混料台上设置有第一称重器24和第二称重器23;所述第一称重器和第二称重器的下料端连通到所述喇叭状混料腔体;所述喇叭状混料腔体内设置有第二搅拌电机25。请参见图3,本发明上述实施例中,所述步骤6)中双进料口的螺杆挤出机可以采用以下结构(但不限定于此):包括机架31、螺杆32、料筒33、料斗34、压力计量泵321、驱动装置35和模头36,所述料斗34包括第一料斗312和第二料斗313;所述第一料斗和第二料斗均包括喇叭状拌料腔37和设置于该拌料腔下侧的排料口38,所述排料口38与料筒33相通;所述拌料腔37内设置有搅拌器39,且该拌料腔具有两个进料口310,所述进料口上设置有称重器311;所述第一料斗312设于靠近驱动装置35的一侧,所述第二料斗313设于机架靠近模头36一侧的三分之一部位。所述搅拌器包括一搅拌电机314,所述搅拌电机的输出轴上设置有搅拌叶片315;所述搅拌电机倒设于所述拌料腔内的顶部上;所述进料口310以所述搅拌电机的转轴为轴心对称分布于所述顶部。所述称重器311包括盛料槽316,所述盛料槽316底部经一拉合闸门317与进料口310连接;所述盛料槽底部设置有称重传感器318。所述排料口设置有抽拉闸319,所述抽拉闸的末端设置有复位弹簧320。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明,具体实现该技术方案方法和途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内,在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化,均为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种环保3D打印耗材的生产工艺,其特征在于,该3D打印耗材中复合有硅藻土,所述硅藻土的重量百分比为10%~40%;所述3D打印耗材由尼龙610或尼龙612、硅藻土以及偶联剂组成;其中偶联剂与硅藻土的重量比为2:1000至4:1000;按如下步骤进行:
步骤1):对尼龙在温度90-130度范围内抽真空烘干11h-13h;
步骤2):对烘干后的尼龙包起来待用;
步骤3):利用800目-1200目筛网对一级硅藻土进行筛选;
步骤4):将无水酒精和KH560偶联剂按照97:3的重量比进行混合搅拌,形成混合液;
步骤5):将筛选后的硅藻土和混合液按照100:7至100:11的重量配比进行高温搅拌混合,温度控制在100-160度之间,以便去除无水酒精;
步骤6):将步骤5产生的混合物原料及步骤2加工后的尼龙原料投入到双进料口的螺杆挤出机上,进行熔融挤出;
步骤7):将挤出的物料拉至温水槽内降温,温水槽内控温在30-40度之间;
步骤8):对降温后的物料进行一道拉伸,然后送入到一道烘箱,烘箱温度控制在35-40度之间;
步骤9):烘干后的物料再进行二道拉伸,然后再送入到二道烘箱内,烘箱温度控制在40-45度之间;
步骤10):然后烘干后的物料送入到在线测径仪,并经计米设备卷绕收集,完成加工过程;
所述步骤4)和步骤5)是在一计量混搅设备中实现,该计量混搅设备包括:所述的搅拌混料机构包括一凸形支撑台,所述凸形支撑台的左端设置有硅藻粉称重器;所述凸形支撑台的右端设置有混料计量器;所述凸形支撑台下方设置有一圆柱状搅拌容器;所述圆柱状搅拌容器上方设置有一升降装置,所述升降装置固定设置于凸形支撑台的下方;所述升降装置的升降端设置有第一搅拌电机,所述搅拌电机的输出轴末端设置有一转盘,所述转盘直径方向上铰接有搅拌叶片;所述搅拌电机上挂设有一螺杆驱动电机,所述螺杆穿过设置在提拉环上的螺母,所述提拉环与一拉杆的一端连接;所述拉杆的另一端铰接到设置于所述搅拌叶片中部的固定环上;所述圆柱状搅拌容器设置有一排料口;所述圆柱状搅拌容器的外壁设置有加热套。
2.根据权利要求1所述的环保3D打印耗材的生产工艺,其特征在于:所述的混料计量器包括一立方体混料台,所述立方体混料台内开设有喇叭状混料腔体,所述喇叭状混料腔体的侧壁上具有蓄水冷却腔;所述喇叭状混料腔体的排料口延伸至所述圆柱状搅拌容器内;所述立方体混料台上设置有第一称重器和第二称重器;所述第一称重器和第二称重器的下料端连通到所述喇叭状混料腔体;所述喇叭状混料腔体内设置有第二搅拌电机。
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2016
- 2016-04-07 CN CN201610210530.8A patent/CN105860517B/zh active Active
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