[发明专利]利用3D打印形成梯度复合材料的方法

权利要求书

1.一种利用3D打印形成梯度复合材料的方法，其特征在于：所述利用3D打印形成梯度复合材料的方法包括如下步骤：

提供聚乳酸粉末；

将所述聚乳酸粉末溶于乙醇，得到混合溶液I，并向所述混合溶液I中加入甘油，得到混合溶液II，其中，每100g混合溶液I中加入甘油10-20g；

对混合溶液II进行超声搅拌，并对超声搅拌之后的混合溶液II进行干燥，得到改性聚乳酸粉末，其中，对混合溶液II进行超声搅拌具体工艺参数为：超声搅拌温度为40-50℃，超声搅拌时间为30-50min；

提供醋酸纤维素粉末、短切碳纤维以及碳酸钙晶须；

将所述醋酸纤维素粉末、短切碳纤维以及碳酸钙晶须放入硅烷偶联剂的乙醇溶液，并进行搅拌，得到混合物III，其中，硅烷偶联剂浓度为10-15wt%，搅拌温度为40-50℃，搅拌时间为30-40min；

以第一配比将所述混合物III与所述改性聚乳酸粉末混合，得到混合物IV；

以第二配比将所述混合物III与所述改性聚乳酸粉末混合，得到混合物V；

将所述混合物IV放入双螺杆挤出机进行挤出成型，得到第一类复合材料颗粒；

将所述混合物V放入双螺杆挤出机进行挤出成型，得到第二类复合材料颗粒；

利用3D打印将第一类复合材料颗粒成型为梯度复合材料基体；以及

利用3D打印将第二类复合材料颗粒成型在所述梯度复合材料基体上以形成梯度复合材料，对超声搅拌之后的混合溶液II进行干燥具体工艺参数为：干燥温度为80-90℃，干燥时间为30-50min，在所述混合物III中，所述醋酸纤维素粉末占100-150份，短切碳纤维占20-30份，碳酸钙晶须占10-20份，其中，所述第一配比是：所述混合物III与所述改性聚乳酸粉末的质量比为1:8-1:12，所述第二配比是：所述混合物III与所述改性聚乳酸粉末的质量比为1:13-1:15，将所述混合物IV放入双螺杆挤出机进行挤出成型，得到第一类复合材料颗粒具体工艺参数为：挤出机第一区温度为150-160℃，挤出机第二区温度为160-165℃，挤出机第三区温度为165-170℃，挤出机第四区温度为175-185℃，挤出机第五区温度为175-180℃，挤出时双螺杆转速为30-40r/min，进料口压力为40-50MPa，出料口压力为20-30MPa，将所述混合物V放入双螺杆挤出机进行挤出成型，得到第二类复合材料颗粒具体工艺参数为：挤出机第一区温度为150-160℃，挤出机第二区温度为160-165℃，挤出机第三区温度为165-170℃，挤出机第四区温度为170-175℃，挤出时双螺杆转速为20-30r/min，进料口压力为30-40MPa，出料口压力为20-30MPa，利用3D打印将第一类复合材料颗粒成型为梯度复合材料基体具体工艺参数为：打印速度1300-1500mm/min，层高0.1-0.2mm，打印间距0.1-0.2mm，热床温度40-50℃，在所述梯度复合材料基体上，利用3D打印将第二类复合材料颗粒成型在所述梯度复合材料基体上以形成梯度复合材料具体工艺参数为：打印速度1000-1200mm/min，层高0.2-0.3mm，打印间距0.2-0.3 mm，热床温度80-90℃。