[发明专利]一种多组分3D打印挤出成型材料

说明书

本发明提供一种多组分3D打印挤出成型材料，所述成型材料由N种组分混配而成且N≥2，所述N种组分均包括耐火材料粉、分散剂和水，且N种组分中的至少一种还包括调凝剂，N种组分中的任m种组分还包括粘结剂，其余N‑m种组分中的至少一种组分还包括固化剂。本发明不仅能够延长成型材料的保质期，而且能够提供不同固化时间或不同温度条件应用的系列产品。

技术领域

本发明属于3D打印材料技术领域，具体涉及一种多组分3D打印挤出成型材料。

背景技术

快速成型，也被称为增材制造，基本原理是基于电脑和互联网的数字化立体技术，将一项设计物品转化为3D数字模型，然后采用分层加工、叠加成形，即通过逐层增加材料来打印成3D实体，由此把计算机上的蓝图变成实物，在成本、速度和精确度上都远胜于传统制造技术，尤其适合于个性化定制。

耐火材料的3D打印成型技术包括激光选区烧结成型技术、光固化快速成型技术、融化沉积成型技术、自由挤出成型技术等。自由挤出成型技术指通过机械压力或气压将物料挤出，并随着三维运动沉积到指定位置，这项技术要求物料能够连续挤出，并在适当的时间内固化，使得挤出后的材料能在一定的跨度上维持形状，满足耐火材料制备过程中形状设计个性化的需求。

但是，由于耐火材料的结构和其键性的原因，致使耐火材料本身的塑性较差，通常无法直接用于3D打印挤出成型，且沉积后难以维持形状，因此耐火材料在用于3D打印时，通常需要加入助剂配成3D打印成型材料，但是助剂的加入却不利于成型材料的长期储存。

专利CN106810200A公开了一种双组分陶瓷3D打印挤出成型材料，材料组分包括A组分和B组分，其中A组分为陶泥与粘接剂的混合物，B组分为陶泥与固化剂的混合物；材料形状为浆料；打印时，将陶瓷浆料A组分和B组分混料打印陶瓷坯体即可，该专利将成型材料分成两个组分分别制作保存，延长了材料的保存时间，而打印时则加速了产品的固化，提高了打印的速度。但是产品形式单一，不能满足3D打印中的多种工艺要求。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种多组分3D打印挤出成型材料，不仅能够延长成型材料的保质期，而且能够提供不同固化时间或不同温度条件应用的系列产品。

本发明采用如下技术方案：

一种多组分3D打印挤出成型材料，所述成型材料由N种组分混配而成且N≥2，所述N种组分均包括耐火材料粉、分散剂和水，且N种组分中的至少一种还包括调凝剂，N种组分中的任m种组分还包括粘结剂，其余N-m种组分中的至少一种组分还包括固化剂，即粘结剂和固化剂不能同时用于同一组分中。具体到各组分中，为保证各组分良好的分散和成型效果，当含有某种成分时，该成分优选以下用量，在任一组分中，以该组分的总重计，粘结剂4％-6％，分散剂0.16％-1％，调凝剂0.01％-0.08％，固化剂0.01％-0.08％，水7％～20％，余量均为耐火材料粉；且当粘结剂和分散剂同时用在同一组分中时，当粘结剂用量较多时，分散剂用量可有所减少；如无特别说明，本发明所涉及百分比均为重量百分比。

优选地，所述耐火材料粉包括氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化硅、氮化硅、碳化硅、莫来石、镁铝尖晶石，锆刚玉、矾土或镁砂中的一种或多种，具体到耐火材料粉的配合比例，本领域技术人员可以根据耐火材料的性能要求进行灵活调整。

优选地，所述耐火材料粉采用级配构成。

优选地，所述级配的具体方法为：在1000重量份的耐火材料粉中，

粒度0.5-1mm 200-300份；

粒度30-200μm 250-350份；

粒度5-10μm 100-200份；

粒度1.2-3μm 200-350份。

优选地，N种组分混配时，任两组分之间的重量比为1∶1～1.5。