一種用於3D列印的改性ABS竹質耗材的製作方法

2023-12-10 21:30:57 2

本發明涉及一種3d列印耗材，具體涉及一種abs基改性竹質3d列印耗材。

背景技術：

3d列印也稱為增材製造，是近二十年信息技術、新材料技術與製造技術多學科融合發展的先進位造技術，是大批量製造模式向個性化製造模式發展的引領技術。熔融沉積成型(fdm)是3d列印常見的加工方式之一，以熱塑性絲材供料，通過逐層疊加列印出成型件。abs塑料具有良好的力學性能及優異的成型性，使其成為fdm中應用最為廣泛的列印耗材之一。但是abs耗材也具有列印時氣味刺鼻，玻璃化溫度低，脆性大，熱穩定性差，功能性單一，價格較高的缺點。因此，對abs耗材進行改性，發明一種新型的abs基耗材十分重要。

技術實現要素：

本發明的目的在於利用竹纖維對普通abs耗材進行改性，提高abs耗材的性能，使列印出的模型具有天然竹質的香味、手感，同時提高其強度，降低成本。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種abs基改性竹質3d列印耗材，其配方如下，竹纖維10％-22％、abs塑料60％-77％、偶聯劑1％-2％、空心微珠0.5％-1％、潤滑劑0.5％-1％、抗氧化劑1％-2％、增韌劑2％-2.5％、增塑劑5％-9.3％、相容劑1％-2％。將上述原料共混後經雙螺杆擠出機造粒，將粒料經3d列印耗材擠出機製成直徑為1.75±0.05mm的絲材。

作為優選，上述竹纖維為以天然簇生竹為原料製取的竹纖維，上述abs塑料的純度在99％以上，經烘乾處理後使用。

作為優選，上述偶聯劑為矽烷類偶聯劑(kh550、kh560、kh570)和鈦酸酯類偶聯劑(kr-tts、ttopp-38s、401、tm-200s)中的一種或幾種。

作為優選，上述空心微珠具體為粉煤灰空心微珠、玻璃空心微珠、碳空心微珠的一種或幾種，粒徑為1-100um。

作為優選，上述潤滑劑為硬脂酸酯、脂肪醇二酸酯中的至少一種。抗氧化劑為亞磷酸酯類抗氧化劑，如irgafosl68、ultranox641、ethanox398的一種或幾種。

作為優選，增韌劑為具有柔性分子鏈的生物基聚酯，如聚己內酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯中的一種或幾種。

作為優選，增塑劑為已二醇、對羥基苯甲酸酯、磺酞胺中的一種或幾種的混合物。

作為優選，相容劑為馬來酸酐接枝abs(abs—g—mah)。

作為優選，粒料經3d列印耗材擠出機製成絲材過程中，其擠出溫度為210℃-280℃。

與普通的純abs耗材相比，本發明的有益效果是：

新型abs竹質耗材在進行熔融沉積成型(fdm)加工時，避免了普通abs耗材在3d列印時產生令人難受的刺鼻氣味，使得到的模型具有天然竹質的清香和手感；以竹纖維和空心微珠作為增強相填充材料，通過加入增韌劑、偶聯劑、抗氧化劑、相容劑，使耗材韌性、強度、耐熱性等性能提高，並且列印過程中不易出現翹邊，3d列印製件質量較好，耗材成本降低。

附圖說明

圖1為新型abs竹質3d列印耗材的斷面sem圖；

圖2為新型abs竹質3d列印耗材實施例與普通純abs耗材對比例的力學性能。

具體實施方式

以下通過實施例進一步對本發明進行描述。

本發明提供一種用於3d列印的改性abs竹質耗材，具體通過下述技術方案實現：abs基改性竹質3d列印耗材配方如下，竹纖維10％-22％、abs塑料60％-77％、偶聯劑1％-2％、空心微珠0.5％-1％、潤滑劑0.5％-1％、抗氧化劑1％-2％、增韌劑2％-2.5％、增塑劑5％-9.3％、相容劑1％-2％。將上述原料共混後經雙螺杆擠出機造粒，將粒料經3d列印耗材擠出機製成直徑為1.75±0.05mm的絲材。

各環節中，具體參數如下：

竹纖維為以天然簇生竹為原料製取的竹纖維，上述abs塑料的純度在99％以上，經烘乾處理後使用。

偶聯劑為矽烷類偶聯劑(kh550、kh560、kh570)和鈦酸酯類偶聯劑(kr-tts、ttopp-38s、401、tm-200s)中的一種或幾種。

空心微珠具體為粉煤灰空心微珠、玻璃空心微珠、碳空心微珠的一種或幾種，粒徑為1-100um。

潤滑劑為硬脂酸酯、脂肪醇二酸酯中的至少一種。抗氧化劑為亞磷酸酯類抗氧化劑，如irgafosl68、ultranox641、ethanox398的一種或幾種。增韌劑為具有柔性分子鏈的生物基聚酯，如聚己內酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯中的一種或幾種。增塑劑為已二醇、對羥基苯甲酸酯、磺酞胺中的一種或幾種的混合物。相容劑為馬來酸酐接枝abs(abs—g—mah)。

原料按配方共混後經雙螺杆擠出機造粒，然後將粒料經3d列印耗材擠出機製成絲材的工藝中，其擠出溫度為210℃-280℃。

下面通過實施例1～6對本發明的工藝和效果進行具體說明。工藝步驟如前所述，各實施例中的具體數據見下表：

註：表格中無數值處表示沒有該組分。

實施例1～6均能夠製備本發明的新型abs竹質3d列印耗材。下面以實施例5為例，對材料的使用性能進行闡述。

新型abs竹質耗材在進行熔融沉積成型(fdm)加工時，避免了普通abs耗材在3d列印時產生令人難受的刺鼻氣味，使得到的模型具有天然竹質的清香和手感；且列印過程中不易出現翹邊，3d列印製件質量較好。

本發明的新型abs竹質耗材以竹纖維和空心微珠作為增強相填充材料，在結構上是一種聚合物基纖維、顆粒增強複合材料，其斷面的sem圖如圖1所示。本發明通過加入增韌劑、偶聯劑、抗氧化劑、相容劑，使耗材韌性、強度、耐熱性等性能提高，上述實施例與普通純abs耗材對比例的力學性能測試結果如圖2所示。可以看出，本發明相比於普通純abs耗材，在拉伸強度上提高了5％～20％。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。