[发明专利]一种3D打印用粉末材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印材料，尤其涉及一种3D打印用粉末材料。

背景技术

3D打印技术是一种快速成形技术，主要利用微滴喷射和粉末颗粒粘结技术实现成形。在成形过程中，先将粉末颗粒与固化剂混合搅拌，然后铺好一层厚度固定的粉末颗粒材料，再通过喷头将粘结剂选择性的喷射在铺好的粉末颗粒层上，重复此操作，一层一层叠加起来，最终实现固化粘结成型。然而现有的3D打印粉末材料主要为石塑粉末，尼龙，覆膜砂等，制造成本较高，价格昂贵，不利于工业中产业化应用。公开号为CN105215281A的申请，公开了一种3D打印石英覆膜砂制备方法，主要原料为石英砂，通过SDS的水溶液预处理后，作为主要原料与丙酮等多种有机试剂一起进行搅拌，干燥研磨后得到3D打印石英覆膜砂。但是，该专利中采用的石英覆膜砂制备过程复杂，成本高，而且所用的有机试剂中部分为有毒试剂，容易造成环境污染，不利于工业产业化应用。专利CN204658979U公开了一种3D打印设备，采用石英砂为基础铺设砂层，UV环氧胶粘接而成3D打印产品。但是，该专利是针对3D打印设备的，并不涉及所用石英砂的二氧化硅含量和粒度，也没有公开所得3D打印产品的强度是否有所提高,因此,如何设计和开发一种低成本、强度高的3D打印用粉末材料，成为本领域中亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术中3D打印材料存在制造成本高、价格昂贵、打印实体部件强度低的问题，提供了一种3D打印用粉末材料，所述3D打印用粉末材料打印出来的实体部件强度高、成本低、操作容易。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种3D打印用粉末材料，其特征在于：所述粉末材料为不同粒度的石英砂，其粒度范围在50目-200目之间；所述石英砂的粒度按以下比例配置：50目的含量在1%重量份以下，70目的含量在10%至20%重量份之间，100目的含量在25%至40%重量份之间，140目的含量在30%至45%重量份之间，200目的含量在5%至10%重量份之间。

进一步的，所述的石英砂中，二氧化硅占整体石英砂重量的95%。

进一步的，所述的石英砂中，降低50目粒度的含量。

进一步的，所述的石英砂在根据粒度不同按照比例配置完成后，加入机械搅拌机中混匀。

进一步的，所述粉末材料通过3D打印设备进行铺砂打印，取出打印试块，检测其抗压强度。

本发明的技术效果如下：

（1）本发明所用到的生产原料为石英砂，是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，天然存在，价格较低，而且石英砂的主要化学成分为二氧化硅，其占整体石英砂重量的95%或者更高，能够降低产品的碱性，减少固化剂的加入量，从而可以降低打印成本，并有效避免喷射过程中粉末材料的分层；

（2）本发明所得到的打印实体抗压强度高，产品性能好；

（3）本发明所得到的打印实体产品可使间隙减少到15%以下，提高紧实度。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明涉及的3D打印用粉末材料，为不同粒度的石英砂，所用的生产原料石英砂的粒度按以下比例配置：50目的含量在1%重量份以下，70目的含量在10%至20%重量份之间，100目的含量在25%至40%重量份之间，140目的含量在30%至45%重量份之间，200目的含量在5%至10%重量份之间。同时，在配比的过程中需要尽可能控制50目粒度石英砂的含量，使其降到最低。这种配置方案可使打印实体的间隙减少到15%以下，从而有效的提高3D打印产品的紧实度和强度。

并且，所述3D打印用石英砂材料中石英砂的主要化学成分为二氧化硅，所述二氧化硅占整体石英砂重量的95%或者更高，这样可降低产品的碱性，减少固化剂的加入量，从而可以降低打印成本，并有效避免喷射过程中粉末材料的分层。

为实现本发明的发明目的，以石英砂为生产原料，具体实施方案如下所述：

实施例1

本方案中的3D打印用石英砂的粒度配比（质量百分含量）按以下比例配置：

二氧化硅95%

50目0.1%

70目10%

100目 40%

140目 39.9%

200目 10%

该石英砂的制备和检测过程如下：

（1）将此配比的石英砂在机械搅拌机中混匀；

（2）加入3D打印设备进行铺砂打印；

（3）取出打印试块，检测其抗压强度为6.9MPa。