本發明屬于3d打印材料技術領域,具體涉及一種光固化金屬漿料及其制備方法。
背景技術:
快速制備是20世紀80年代末期產生和發展起來的一種新型制造技術,是計算機輔助設計(cad)、計算機輔助制造(cam)、計算機數字控制(cnn)、激光、新材料、精密伺服等多項技術的發展和綜合。已知的rp(rapidprototyping:快速制備)方法包括sla(stereolithographyapparatus:立體光固化造型)、lom(laminatedobjectmanufacturing:分層實體制造)、sls(selectivelasersintering:選擇性激光燒結)、fdm(fuseddepositionmodeling:熔融沉積造型)、3dp(threedimensionprinting:三維打印)、和sgc(solidgroundcuring:固基光固化液相)。
sla光固化制備的原理是:光源發出的光線根據計算機控制照射光固化材料,利用流體狀態的光固化材料在光照下發生光聚合反應的特點,使流體狀態的光固化材料固化制備。當一層掃描完成后,再進行下一層的掃描,新固化的一層牢固地粘在前一層上,如此重復直到整個成品制造完畢。
sls激光燒結制備的原理是:激光器發出的光束根據計算機控制聚焦掃描照射粉末材料,使之熔化燒結制備。當一層掃描完成后,重新鋪上一層粉末再進行下一層的掃描,使之熔化燒結焊接在前一層上,如此重復直到整個成品制造完畢。
目前應用于sla技術的光固化材料通常為光固化樹脂,性能類似塑料,尚不能制造金屬制品。sls技術可以燒結金屬粉末制造金屬制品,但所需的激光功率巨大,設備成本昂貴。
技術實現要素:
本發明解決了現有技術中光固化制備只能制造塑料制品,不能制造金屬制品的問題。
為解決上述技術問題,本發明采用如下技術方案:
本發明一種光固化金屬漿料,包含光固化樹脂和金屬粉末;所述的光固化金屬漿料在常溫下具有流動性,其中的光固化樹脂為液體,能在波長200~700nm的紫外光或可見光照射條件下轉變為固體。
本發明與現有技術不同之處在于:本發明提供了一種光固化金屬漿料,含有光固化樹脂和金屬粉末。其中,光固化樹脂作為粘合劑,使得光固化金屬漿料整體具有流動性和光固化特性,可以進行光固化3d打印制備。
作為本發明的改進,所述的金屬粉末相對于光固化金屬漿料的質量分數不少于50%,所述的金屬粉末在300~2000攝氏度的高溫下可以燒結形成整體。
金屬粉末相對于光固化金屬漿料的質量分數不少于50%,可以燒結形成金屬制品。
作為本發明的改進,還包含可揮發的溶劑,所述可揮發的溶劑為水、有機溶劑或水與有機溶劑混合的溶液。
在光固化樹脂中加入可揮發的溶劑一方面能夠解決光固化樹脂在高溫燒結過程中劇烈分解氣化造成的半成品開裂問題;另一方面固化制備后的半成品當中的溶劑可以在高溫燒結前的升溫過程中揮發,因此降低了高溫燒結過程中需要氣化的有機物含量,防止了半成品在燒結過程中開裂;此外,使用含水的混合溶劑,可以避免有機溶劑的易燃性,更為安全。
作為本發明的改進,所述的光固化金屬漿料含有相對于光固化金屬漿料質量分數60%~90%的金屬粉末、相對于光固化金屬漿料質量分數3%~35%的丙烯酸酯、相對于光固化金屬漿料質量分數3%~35%的醇類水溶液、相對于光固化金屬漿料質量分數0.1%~5%的光引發劑。
作為本發明的改進,所述的光固化金屬漿料含有相對于光固化金屬漿料質量分數60%~90%的金屬粉末、相對于光固化金屬漿料質量分數3%~35%的丙烯酰嗎啉、相對于光固化金屬漿料質量分數3%~35%的醇類水溶液、相對于光固化金屬漿料質量分數0.1%~5%的光引發劑。
本發明還涉及一種制造光固化金屬漿料的方法,包括以下步驟:
s1:稱取不銹鋼粉750g,丙烯酰嗎啉150g,50%乙醇水溶液200g,光引發劑(819)5g;
s2:將丙烯酰嗎啉與光引發劑(819)混合,待充分溶解之后加入50%乙醇水溶液、不銹鋼粉,攪拌均勻,得到光固化金屬漿料。
綜上所述,本發明的有益效果是:能制造金屬制品、價格低廉。
具體實施方式
實施例,本發明提供了一種光固化金屬漿料,含有光固化樹脂和金屬粉末。所述金屬粉末相對于光固化金屬漿料的質量分數為60%~90%,由銀粉、銅粉、鎳粉、鈦粉、鋁粉、不銹鋼粉等金屬粉末中的一種或幾種組成。所述光固化樹脂含有單體樹脂、光引發劑,以及可揮發的溶劑。單體樹脂由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰嗎啉、丙烯酰胺及其類似物中的一種或幾種組成,相對于光固化金屬漿料的質量分數為3%~35%。可揮發的溶劑由水、乙醇、異丙醇及其類似物中的一種或幾種組成,相對于光固化金屬漿料的質量分數為3%~35%。光引發劑由二苯甲酮(商品名稱bp)、酰基苯基氧化膦(商品名稱tpo、819)等常用光引發劑中的一種或幾種組成,相對于光固化金屬漿料的質量分數為0.1%~5%。以上列舉了常用的成分選擇,替換功能相近的成分、調整混合比例、增加其他添加劑組成的配方仍屬于本專利的保護范圍。
本發明未作具體說明的均采用現有技術。
以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述,并非對本發明的范圍進行限定,在不脫離本發明設計精神的前提下,本領域普通技術人員對本發明的技術方案做出的各種變形和改進,均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。