CN110193894A - 一种sls尼龙废料粉末的回收方法 - Google Patents

一种sls尼龙废料粉末的回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种SLS尼龙废料粉的回收利用方法，该方法使昂贵的尼龙粉末材料再次发挥作用，产生经济效益，绿色环保。该方法包括对尼龙粉末进行改性处理，改性后的材料经双螺杆挤出造粒，再经FDM专用单螺杆挤出机挤出成线材，用作FDM工艺原材料。该线材表面光滑，圆度均匀，有较好的力学性能，适用FDM工艺，不堵打印机喷头，产品的翘曲变形量小。

Description

一种SLS尼龙废料粉末的回收方法
技术领域
本发明涉及尼龙废料回收技术领域，具体为一种SLS尼龙废料粉末的回收方法。
背景技术
3D打印成型方法包括选择性激光烧结（SLS）、立体光固化成型（SLA）、熔融沉积成型（FDM）、3D喷墨打印（3DP）等。FDM工艺是利用热塑性材料的热熔性、粘结性，在PLC控制下逐层堆积成型。熔融沉积成型工艺原理，成型材料和支撑材料由供丝机构送至各自对应的喷头，并在喷头中加热至熔融态。加热喷头在控制***指令下沿着零件截面轮廓和内部轨迹运动，同时将半流动状态的热熔材料挤出，粘稠状的成型材料和支撑材料被选择性地涂覆在工作台上，迅速固化后形成截面轮廓。当前层成型后，喷头上升特定高度再进行下一层的涂覆，层层堆积形成三维产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种SLS尼龙废料粉末的回收方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种SLS尼龙废料粉末的回收方法，包括如下步骤：
S10、尼龙废料处理；
所述步骤S10中将尼龙废料采用选择性激光多次烧结，最终为不能再次烧结的尼龙粉末材料；
S20、制备成颗粒；
所述步骤S20包括将SLS尼龙废料粉末85-90%、增韧剂0.5-3%、增塑剂0.5-3%、润滑剂0.5-1%、着色剂0.2-1%、抗氧剂1-2%，功能助剂2-10%，投入搅拌罐中并对其进行搅拌操作形成混合料，采用双螺杆挤出机挤出造粒，其中，双螺杆挤出机的温控范围180-195℃；
S30、制备成线材；
将所述颗粒为原料经尼龙3D耗材挤出生产线挤出成1.75±0.05mm或3±0.05mm的线材，所制备的线材表面光滑、圆度均匀，其中3D耗材挤出生产线的主机的温控范围180-195℃，模具机头温控180-190℃，一段水温40-60℃，二段水温30-50℃，牵引速度6.0-15.0；
S40、3D打印成型；
采用FDM打印机层层堆积形成三维产品，其中FDM打印机的打印喷头最高温度大于280℃，且具有保温功。
优选的，所述的增韧剂包括橡胶、弹性体、共混型热塑性弹性体（TPO、TPR、TPV）中的一种或几种。
优选的，所述的增塑剂包括超支化树脂Hyper系列、柠檬酸增塑剂系列。
优选的，所述的润滑剂包括TAF（改性EBS）、高分子量有机硅润滑剂E525、酯类润滑剂如LOXIOLG32中的一种或者几种。
优选的，所述的着色剂包括钛白粉（二氧化钛）、锌粉（氧化锌）、镉红、三氧化二铁、炭黑、 铬黄、锌黄、汉沙黄。
优选的，所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂组合的复合抗氧化剂。
优选的，所述功能助剂包括碳纤维、阻燃剂、隔热剂等中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对SLS尼龙废料进行改性处理，找到了适合FDM工艺的成型配方和最佳成型工艺参数，解决了SLS工艺过程中产生的尼龙余料的回收再利用问题，并使尼龙粉末材料再次发挥高附加值的经济效益，两全其美。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述。
实施例一：
本发明提供一种技术方案：一种SLS尼龙废料粉末的回收方法，包括如下步骤：
S10、尼龙废料处理；
所述步骤S10中将尼龙废料采用选择性激光多次烧结，最终为不能再次烧结的尼龙粉末材料；
S20、制备成颗粒；
所述步骤S20包括将SLS尼龙废料粉末85-90%、增韧剂0.5-3%、增塑剂0.5-3%、润滑剂0.5-1%、着色剂0.2-1%、抗氧剂1-2%，功能助剂2-10%，投入搅拌罐中并对其进行搅拌操作形成混合料，采用双螺杆挤出机挤出造粒，其中，双螺杆挤出机的温控范围180-195℃；
S30、制备成线材；
将所述颗粒为原料经尼龙3D耗材挤出生产线挤出成1.75±0.05mm或3±0.05mm的线材，所制备的线材表面光滑、圆度均匀，其中3D耗材挤出生产线的主机的温控范围180-195℃，模具机头温控180-190℃，一段水温40-60℃，二段水温30-50℃，牵引速度6.0-15.0；
S40、3D打印成型；
采用FDM打印机层层堆积形成三维产品，其中FDM打印机的打印喷头最高温度大于280℃，且具有保温功，有效的防止FDM打印机的喷头堵塞，且防止产品的翘曲形变量减小。
本发明中，所述的增韧剂包括橡胶、弹性体、共混型热塑性弹性体（TPO、TPR、TPV）中的一种或几种。
本发明中，所述的增塑剂包括超支化树脂Hyper系列、柠檬酸增塑剂系列。
本发明中，所述的润滑剂包括TAF（改性EBS）、高分子量有机硅润滑剂E525、酯类润滑剂如LOXIOLG32中的一种或者几种。
作为优选，所述的着色剂包括钛白粉（二氧化钛）、锌粉（氧化锌）、镉红、三氧化二铁、炭黑、 铬黄、锌黄、汉沙黄。
作为优选，所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂组合的复合抗氧化剂。
作为优选，所述功能助剂包括碳纤维、阻燃剂、隔热剂等中的一种或几种。
实施例二：
SLS尼龙废料粉末97%，润滑剂TAF 1%，超支化树脂1%，抗氧化剂1%，经双螺杆挤出造粒 后，经SHSJ25-尼龙3D耗材挤出生产线挤出机成1.75±0.05mm的线材。其中第一区温控185 ℃，第二区温控190℃，第三区温控187℃，第四区温控187℃，模具机头温度186℃，一段水温 56℃，二段水温45℃，牵引速度8.0，制备的线材在ALK500-1打印机中打印成型，打印工艺参 数如下：
参数 数值/方式
喷嘴直径 0.4mm
填充率 100%
填充形式 两圈轮廓/实心填充
底层打印厚度 0.2mm
打印平台温度 140℃
打印温度 250℃
打印速度 60mm/s
分层厚度 0.2mm
光栅角度 90°
材料不堵打印机喷头，产品的翘曲变形量小，打印出的制件的力学性能如下，有较好的 力学性能，说明经过改性后的SLS尼龙废料粉末能很好的适用FDM工艺。下表为尼龙线材的 参数：
材料 尼龙线材1
抗拉强度 MPa 45
弹性模量 MPa 1500
断裂伸长率 % 15%
弯曲强度 MPa 67
弯曲模量 MPa 1276
冲击强度 KJ/m<sup>2</sup> 3.5
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种SLS尼龙废料粉末的回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10、尼龙废料处理；
所述步骤S10中将尼龙废料采用选择性激光多次烧结，最终为不能再次烧结的尼龙粉末材料；
S20、制备成颗粒；
所述步骤S20包括将SLS尼龙废料粉末85-90%、增韧剂0.5-3%、增塑剂0.5-3%、润滑剂0.5-1%、着色剂0.2-1%、抗氧剂1-2%，功能助剂2-10%，投入搅拌罐中并对其进行搅拌操作形成混合料，采用双螺杆挤出机挤出造粒，其中，双螺杆挤出机的温控范围180-195℃；
S30、制备成线材；
将所述颗粒为原料经尼龙3D耗材挤出生产线挤出成1.75±0.05mm或3±0.05mm的线材，所制备的线材表面光滑、圆度均匀，其中3D耗材挤出生产线的主机的温控范围180-195℃，模具机头温控180-190℃，一段水温40-60℃，二段水温30-50℃，牵引速度6.0-15.0；
S40、3D打印成型；
采用FDM打印机层层堆积形成三维产品，其中FDM打印机的打印喷头最高温度大于280℃，且具有保温功。
2.根据权利要求1所述的一种SLS尼龙废料粉末的回收方法，其特征在于：所述的增韧剂包括橡胶、弹性体、共混型热塑性弹性体（TPO、TPR、TPV）中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种SLS尼龙废料粉末的回收方法，其特征在于：所述的增塑剂包括超支化树脂Hyper系列、柠檬酸增塑剂系列。
4.根据权利要求1所述的一种SLS尼龙废料粉末的回收方法，其特征在于：所述的润滑剂包括TAF（改性EBS）、高分子量有机硅润滑剂E525、酯类润滑剂如LOXIOLG32中的一种或者几种。
5.根据权利要求1所述的一种SLS尼龙废料粉末的回收方法，其特征在于：所述的着色剂包括钛白粉（二氧化钛）、锌粉（氧化锌）、镉红、三氧化二铁、炭黑、 铬黄、锌黄、汉沙黄。
6.根据权利要求1所述的一种SLS尼龙废料粉末的回收方法，其特征在于：所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂组合的复合抗氧化剂。
7.根据权利要求1所述的一种SLS尼龙废料粉末的回收方法，其特征在于：所述功能助剂包括碳纤维、阻燃剂、隔热剂等中的一种或几种。
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