3DP 3D噴射打印技術(shù)對(duì)于使用的粉末材料有哪些要求?

dy1993   2016-11-15 15:52:03

從3DP 3D打印技術(shù)的工作原理可以看出,其成型粉末需要具備材料成型性好、成型強(qiáng)度高、粉末粒徑較小、不易團(tuán)聚、滾動(dòng)性好、密度和孔隙率適宜、干燥硬化快等性質(zhì),可以使用的原型材料有石膏粉末、淀粉、陶瓷粉末、金屬粉末、熱塑材料或者是其他一些有合適粒徑的粉末等。

成型粉末部分由填料、粘結(jié)劑、添加劑等組成。

相對(duì)其他條件而言,粉末的粒徑非常重要。徑小的顆??梢蕴峁┫嗷ラg較強(qiáng)的范德瓦爾茲力。但滾動(dòng)性較差,且打印過(guò)程中易揚(yáng)塵,導(dǎo)致打印頭堵塞;大的顆粒滾動(dòng)性較好,但是會(huì)影響模具的打印精度。粉末的粒徑根據(jù)所使用打印機(jī)類(lèi)型及操作條件的不同可從1μm到100μm。

其次,需要選擇能快速成型且成型性能較好的材料??蛇x擇石英砂、陶瓷粉末、石膏粉末、聚合物粉末(如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚苯乙烯、聚乙烯、石蠟等),金屬氧化物粉末(如氧化鋁等)和淀粉等作為材料的填料主體。選擇與之配合的粘結(jié)劑可以達(dá)到快速成型的目的。加入部分粉末粘結(jié)劑可起到加強(qiáng)粉末成型強(qiáng)度的作用,其中聚乙烯醇、纖維素(如聚合纖維素、碳化硅纖維素、石墨纖維素、硅酸鋁纖維素等)、麥芽糊精等可以起到加固作用,但是其纖維素鏈長(zhǎng)應(yīng)小于打印時(shí)成型缸每次下降的高度,膠體二氧化硅的加入可以使得液體粘結(jié)劑噴射到粉末上時(shí)迅速凝膠成型。

除了簡(jiǎn)單混合,將填料用粘結(jié)劑(聚乙烯吡咯烷酮等)包覆并干燥可更均勻地將粘結(jié)劑分散于粉末中,便于噴出的粘結(jié)劑均勻滲透進(jìn)粉末內(nèi)部;

成型材料除了填料和粘結(jié)劑兩個(gè)主體部分,還需要加入一些粉末助劑調(diào)節(jié)其性能,可加入一些固體潤(rùn)滑劑增加粉末滾動(dòng)性,如氧化鋁粉末、可溶性淀粉、滑石粉等。有利于鋪粉層薄均勻;

加入二氧化硅等密度大且粒徑小的顆粒增加粉末密度。減小孔隙率,防止打印過(guò)程中粘結(jié)劑過(guò)分滲透;

加入卵磷脂減少打印過(guò)程中小顆粒的飛揚(yáng)以及保持打印形狀的穩(wěn)定性等。另外,為防止粉末由于粒徑過(guò)小而團(tuán)聚,需采用相應(yīng)方法對(duì)粉末進(jìn)行分散。

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