[发明专利]一种双固化3D凝胶打印制备磁性材料制件的方法

摘要

本发明涉及一种双固化3D凝胶打印制备磁性材料制件的方法，属于先进快速制造领域。本发明是将有机单体和光敏树脂以一定比例混合均匀，加入磁性粉末、分散剂、引发剂等配制成稳定的打印料浆。在3D打印过程中加入引发剂产生化学固化，使得磁性粉末发生原位固化，同时在打印过程中通过一定波长的紫外光照射使得料浆中的光敏树脂也形成交联的高分子固体发生光固化。采用化学固化和光固化相结合的双固化方式，缩短了打印磁性制品过程中的固化时间、提高了固化速度，减少了打印制品的塌陷、变形等缺陷，提高了产品的成形率和打印坯体的强度，减少了原材料的浪费，大大提高了生产效率。

主权项

1.一种双固化3D凝胶打印制备磁性材料制件的方法，包括步骤如下：(1)将有机单体和光敏树脂以体积比1:(1～5)混合，搅拌10～60min使得两者混合均匀得到预混液；(2)将平均粒度为5～30μm磁性粉末加入到步骤(1)所得到的预混液中，预混液和磁粉的体积比为1:(1～2)，并搅拌30～60min混合均匀；(3)再加入磁粉质量0.01wt％～5wt％的分散剂，磁粉质量0.01wt％～1wt％的引发剂，继续搅拌60～120min使得料浆完全混合均匀，其中磁粉占料浆体积分数的50vol％～67vol％，料浆粘度为100～1000Pa.s；(4)将步骤(3)所得到的料浆装入3D凝胶打印机的针筒中，将所需要打印的制品形状导入计算机控制系统进行打印，打印所选用的喷头直径为0.2～1.0mm，打印层高为0.05～0.8mm，挤出速率为5.0～10.0cm³/min，打印速度为10～30mm/s，每完成一层打印，喷雾装置将向打印表面喷洒一层雾状的催化剂，并且整个打印过程进行波长为345nm～395nm的紫外灯的照射，从而实现胶凝化学固化和光固化的双固化；(5)将步骤(4)打印所得到的坯体在40～60℃下干燥12～36h，将经过干燥的坯体在保护气氛或者真空中800～1450℃进行烧结，烧结时间为4～24h，得到磁性材料制品；所述的有机单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)中的一种。