一種3d打印耗材成型方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于3D打印技術設備領域，尤其是涉及一種3D打印耗材成型方法及其裝置。
【背景技術】
[0002]牙科領域，義齒需求一直都是居高不下的，但由于傳統工藝進行義齒加工，工序非常繁雜，從而導致成本居高不下，嚴重阻礙了義齒的普及和推廣。傳統工序包括:基牙預備(同活動義齒)一牙合支托制作(同鑄造支托)一功能性印模的制取一硬石膏翻制模型一排牙一制作蠟基托、蠟卡環一裝盒(倒裝法，暴露基托、卡環、人造牙)一高熔鑄造一去蠟—鑄壓一打磨拋光一義齒成型一佩戴口腔。因此，簡化加工工藝并降低加工成本就變得越來越迫切。隨著近幾年3D打印技術的普及，通過3D打印進行義齒加工無疑是最簡潔的實現方案。但是對于臨床應用，肯定無法直接使用常見的PLA/ABS等塑料樹脂，無論是硬度還是生物安全性方面都無法滿足需求。
【發明內容】
[0003]為了彌補上述義齒在3D打印中的不足，本發明提出一種3D打印耗材成型方法及其裝置。
[0004]其技術方案為，一種3D打印PMMA材料的成型方法，包括以下步驟:
[0005](I)按照重量配比準備以下原料:PMMA、85-95份，PCL、3-7份，PHA、2-3份，TPU、2-3份；
[0006](2)將上述原料分別粉碎成顆粒或者粉末并混合均勻，所述顆粒直徑不大于0.1mm ；
[0007](3)將步驟(2)中混合均勻的原料加熱到218-223度并保持25_35分鐘，使各種原料熔融后充分混合到一起；
[0008](4)將步驟(3)中熔融的原料擠壓成絲狀后冷卻輸出，得到絲狀固態打印材料。本技術方案中，將PMMA(Polymethyl methacrylate又稱有機玻璃)、PCL(聚己內醋)、PHA(聚輕基脂肪酸醋)、TPU (Thermoplastic Urethane又稱熱塑性聚氨醋彈性體)，四種材料按照重量比例進行進行混合熔融成型后得到硬度與安全都達到義齒要求等級的材料，再將該材料成型為3D打印的絲狀耗材，用該耗材打印的義齒，彌補了目前在義齒打印中打印成品硬度不達標或安全不達標的缺陷，提高了 3D打印的應用范圍。
[0009]步驟(4)中絲狀固體直徑為1.15-1.25mm。本技術方案中，由于PMMA打印材料是為3D打印做準備，用以往的材料直徑的話容易造成柔韌性不足，該直徑范圍內保證了 PMMA細絲的延展性及柔韌性，同時兼顧了 3D打印過程中了進料的流量。
[0010]一種用于上述方法的裝置，所述裝置包括進料斗、與進料斗連通的混合室，與混合室連通的加熱室和連接在加熱室后方的成品出口。本技術方案中，進料斗方便顆粒狀材料倒入混合室，混合室對材料按照比例混合后將其輸入加熱室，加熱室將其加熱熔融后成輸出。
[0011]在加熱室內還設有將熔融混合后的原料輸出的輸送組件。本技術方案中，輸送組件方便調節控制熔融的材料輸出。
[0012]所述輸送組件呈蝸桿狀，本技術方案中，蝸桿狀輸送組件結構簡單壽命長，同時其流量控制更加簡潔。
[0013]在進料斗與混合室連接處設有擋板。本技術方案中，在放入原料前，擋板遮擋混合室方便在料斗內倒入定量的原料，在原料放入后擋板遮擋住混合室保證其在混合加熱過程中不會逸出。
[0014]進料斗頂部設置有防塵蓋板。本技術方案中，防塵蓋板隔絕灰塵雜物，提高成品的純度。
[0015]所述進料斗有多個，每個都與混合室連通到一起。本技術方案中，每個進料斗都只加入一種原料，方便配比控制原料比例，減輕工作量。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明裝置的一種實施方式的側視結構示意圖；
[0017]圖2為本發明裝置的的一種實施方式的俯視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0019]本發明的一種實施方式。一種3D打印PMMA材料的成型方法，本方法包括以下步驟:
[0020](I)按照重量配比準備以下原料:PMMA、85份，PCL,3份，PHA,2份，TPU,2份；
[0021](2)將上述原料分別粉碎成顆粒或者粉末并混合均勻，所述顆粒直徑不大于
0.1mm ；
[0022](3)將步驟(2)中混合均勻的原料加熱到218度并保持25分鐘，使各種原料熔融后充分混合到一起；
[0023](4)將步驟(3)中熔融的原料擠壓成絲狀后冷卻輸出，得到絲狀固態打印材料。
[0024]本實施例中，上述步驟(4)中擠出的絲狀固體直徑為1.15mm。通過本實施例的方法，最后得到直徑1.15mm的PMMA打印耗材，本耗材直徑相對小一點，柔韌性較好，在3D打印中可以稍微增加耗材流量。
[0025]實施例2，本次加工工藝中包括以下步驟:
[0026](I)按照重量配比準備以下原料:PMMA、95份，PCL,7份，PHA,3份，TPU,3份；
[0027](2)將上述原料分別粉碎成顆粒或者粉末并混合均勻，所述顆粒直徑為0.82mm ;
[0028](3)將步驟(2)中混合均勻的原料加熱到223度并保持35分鐘，使各種原料熔融后充分混合到一起；
[0029](4)將步驟(3)中熔融的原料擠壓成絲狀后冷卻輸出，得到絲狀固態打印材料。
[0030]上述步驟(4)成型過程中絲狀固體直徑為1.25mm。本實施例中，生成的耗材直徑相對較大，其柔韌性也能滿足需要，在3D打印中可以稍微減少耗材流量。
[0031]實施例3，本次加工工藝中包括以下步驟:
[0032](I)按照重量配比準備以下原料:PMMA、90份，PCL,2份，PHA,2.5份，TPU,2.5份；
[0033](2)將上述原料分別粉碎成顆粒或者粉末并混合均勻，所述顆粒直徑為0.82mm ;
[0034](3)將步驟(2)中混合均勻的原料加熱到220度并保持30分鐘，使各種原料熔融后充分混合到一起；
[0035](4)將步驟(3)中熔融的原料擠壓成絲狀后冷卻輸出，得到絲狀固態打印材料。
[0036]上述步驟(4)成型過程中絲狀固體直徑為1.20mm。本實施例中，生成的耗材直徑適中，其柔韌性和流量都可以滿足使用需要，適應多種型號的打印機。
[0037]上述實施例中，加熱溫度和保持時間只需控制在218-223內，保溫范圍只需控制在25-35分即可，在該溫度范圍和加熱時間內保證了產品的充分熔融，同時不至于浪費能源。
[0038]結合圖1 一種用于上述方法的裝置，所述裝置包括進料斗1、與進料斗連通的混合室2，與混合室連通的加熱室3和連接在加熱室后方的成品出口 4。本實施例中，在加熱室內還設有將熔融混合后的原料輸出的輸送組件5。
[0039]如圖1所述，本實施例中所述輸送組件呈蝸桿狀。
[0040]本實施例中在進料斗與混合室連接處設有擋板。進料斗頂部設置有防塵蓋板。
[0041]結合圖2，本實施例中，所述進料斗有多個，每個都與混合室連通到一起。本實施例中，多個進料斗可以分別放入不同種類的配料，每種配料根據配方比例調節，方便了混合室對其進行混合，保證每種配料含量不會出現差錯。同時料斗內還可以放滿配料，然后調節料斗底部的擋板，由擋板控制每個料斗的進料速率，通過速率調節配方比例。采用這種調節方式，實現了配料過程中全程無人操作，節省了人力成本。
[0042]本發明的加熱室與出口之間設有三層結構，由內到外控制溫度范圍為內層的220-240、中間層230-245和外層205-220，在由內到外維持這三層溫度，使成品不會在離開加熱室后立即凝固，保證其在到達外層時依然為熔融狀態，不會造成內部堵塞。
[0043]綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種3D打印耗材的成型方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按照重量配比準備以下原料:PMMA、85-95份，PCL、3-7份，PHA、2-3份，TPU、2-3份；(2)將上述原料分別粉碎成顆粒或者粉末并混合均勻，所述顆粒直徑不大于0.1mm ; (3)將步驟(2)中混合均勻的原料加熱到218-223度并保持25-35分鐘，使各種原料熔融后充分混合到一起； (4)將步驟(3)中熔融的原料擠壓成絲狀后冷卻輸出，得到絲狀固態打印材料。2.根據權利要求1所述的3D打印PMMA材料的成型方法，其特征在于，步驟(4)中絲狀固體直徑為1.15-1.25mm。3.一種用于權利要求1所述方法的裝置，其特征在于，所述裝置包括進料斗(I)、與進料斗連通的混合室(2)，與混合室連通的加熱室(3)和連接在加熱室后方的成品出口(4)。4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，在加熱室內還設有將熔融混合后的原料輸出的輸送組件(5)。5.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述輸送組件呈蝸桿狀。6.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，在進料斗與混合室連接處設有擋板。7.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，進料斗頂部設置有防塵蓋板。8.根據權利要求3-7任意一項權利要求所述的裝置，其特征在于，所述進料斗有多個，每個都與混合室連通到一起。
【專利摘要】本發明公開了一種3D打印耗材成型方法及其裝置，所述裝置包括進料斗、與進料斗連通的混合室，與混合室連通的加熱室和連接在加熱室后方的成品出口。本技術方案中，進料斗方便顆粒狀材料倒入混合室，混合室對材料按照比例混合后將其輸入加熱室，加熱室將其加熱熔融后成輸出。
【IPC分類】A61C13/08
【公開號】CN104970894
【申請號】CN201510400910
【發明人】張海濤
【申請人】北京威控睿博科技有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年7月9日