一種用于fdm-3d打印機(jī)的清洗線(xiàn)條及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及FDM-3D打印機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于FDM-3D打印機(jī)的清洗線(xiàn)條 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 3D打?。?D printing)，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基 礎(chǔ)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、塑料線(xiàn)條等通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體 的技術(shù)。FDM(Fused Deposition Modeling，恪融沉積成型）-3D打印是3D打印成型技術(shù)的 其中一種，其原理是熱塑性線(xiàn)條材料輸送到打印機(jī)噴嘴內(nèi)被加溫熔化，噴頭沿模型程序控 制軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔融的材料通過(guò)噴嘴擠出，并與底層的材料迅速粘結(jié)冷卻定型，逐層堆 積而成，前一層對(duì)當(dāng)前層起到定位支撐的作用，以保證打印順利成型。主要的熱塑性線(xiàn)條 材料有：聚乳酸（PLA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS)、聚碳酸酯（PC)、尼龍（PA)、聚苯乙 烯（PS)、非結(jié)晶型改性共聚酯（如PETG或PCTG)、或以這些材料為基材的功能性材料等。 FDM-3D打印被廣泛應(yīng)用于家庭，學(xué)校，工業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)等領(lǐng)域。然而，隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā) 展和市場(chǎng)的需求，對(duì)打印線(xiàn)條的要求也越來(lái)越高，如不同顏色的材料，不同功能的材料（木 制、金屬質(zhì)、導(dǎo)電、光變等），不同物理性能（高剛性、高韌性、高耐熱等），使得FDM-3D打印 機(jī)的所打印材料的范圍也隨之拓寬，這就出現(xiàn)了不同打印材料之間的切換，由于溫度差異， 顏色不同，材料特性不同等，使得FDM-3D打印機(jī)噴嘴總會(huì)有殘余的材料滯留粘附，使得打 印產(chǎn)品外觀(guān)和性能受到嚴(yán)重的影響。最為嚴(yán)重的是，打印機(jī)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行打印工作時(shí)，噴嘴內(nèi) 部的殘余料粘附在噴嘴內(nèi)壁上引起噴嘴的堵塞，會(huì)損壞機(jī)器，減少機(jī)器的使用壽命。如何減 少?lài)娮斓亩氯筒煌蛴〔牧现g的干凈切換是目前使用FDM-3D打印機(jī)遇到的最常見(jiàn)和 最需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種用于FDM-3D打印機(jī)的清洗線(xiàn)條，可以 將FDM-3D打印機(jī)噴嘴內(nèi)殘留的材料清洗干凈，以免殘留材料堵塞噴嘴，以免殘留材料對(duì)下 次打印成型產(chǎn)品的外觀(guān)、性能、表面等造成影響。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下的技術(shù)方案予以解決：
[0005] 一種用于FDM-3D打印機(jī)的清洗線(xiàn)條，包括如下質(zhì)量百分比含量的各組分：
[0006] 聚烯烴類(lèi)的基材 60%~85%;
[0007] 抗氧化劑 1%~2%;
[0008] 分散劑 1%~3%;
[0009] 無(wú)機(jī)粉體 10 %~30 %;
[0010] 清洗劑 3%~10% ;
[0011] 各組分的質(zhì)量百分比含量之和為1〇〇%。
[0012] 優(yōu)選地，所述聚烯烴類(lèi)的基材為聚乙烯類(lèi)的材料或者聚丙烯類(lèi)的材料。
[0013] 聚乙烯類(lèi)的材料是指聚乙烯或者以聚乙烯為主要成分進(jìn)行改性的改性聚乙烯，聚 丙烯類(lèi)的材料是指聚丙烯或者以聚丙烯為主要成分進(jìn)行改性的改性聚丙烯，優(yōu)選地，所述 聚烯烴類(lèi)的材料為聚乙烯或聚丙烯。
[0014] 優(yōu)選地，所述抗氧化劑由主抗氧劑四[0-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸] 季戊四醇酯和輔助抗氧劑亞磷酸三（2, 4-二叔丁基苯基）酯按質(zhì)量比為3:1復(fù)配而成。
[0015] 優(yōu)選地，所述分散劑為白油、硅油、乙撐雙硬脂酸酰胺中的一種。
[0016] 優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)粉體為滑石粉、碳酸鈣、高嶺土中的至少一種。
[0017] 優(yōu)選地，所述清洗劑為無(wú)機(jī)鈉鹽。
[0018] 優(yōu)選地，所述清洗劑為碳酸鈉、硅酸鈉、硫酸鈉中的一種。
[0019] 優(yōu)選地，所述清洗線(xiàn)條的性能要求為：熔融溫度130°C~180°C，懸臂梁缺口沖擊 強(qiáng)度多7KJ/m 2,熔體流動(dòng)速率多5g/10min，硬度多60shoreD。
[0020] 本發(fā)明還提供一種所述的清洗線(xiàn)條的制備方法，包括以下步驟：
[0021] (1)、將干燥的所述聚烯烴類(lèi)的基材放入高速混合機(jī)中，加入所述分散劑，在 10°C~40°C下攪拌3min~5min，然后按比例再加入干燥的所述抗氧化劑、所述無(wú)機(jī)粉體、 所述清洗劑，繼續(xù)攪拌5min~IOmin ;
[0022] (2)、將經(jīng)所述步驟（1)混合后的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混 擠出后，經(jīng)水冷、風(fēng)干，并拉線(xiàn)條制得所述清洗線(xiàn)條，其中，所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度在 130°C~200°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速控制在150r/min~350r/min，拉線(xiàn)條自動(dòng)牽引速度為：150r/ min ~350r/min〇
[0023] 本發(fā)明的有益效果是：聚烯烴類(lèi)的材料熔點(diǎn)較低、成本較低、易加工成型；抗氧化 劑可以避免清洗線(xiàn)條在噴嘴中的殘留料因高溫變黃或燒焦，使得清洗后的噴嘴更干凈，清 洗后的顏色更接近清洗線(xiàn)條本身的顏色；分散劑可以使得各組分更能分散均勻，使得清洗 線(xiàn)條的性能穩(wěn)定，尺寸穩(wěn)定性更好，避免因大量粉末的分散不均而堵塞打印機(jī)噴嘴；無(wú)機(jī)粉 體可以提高清洗線(xiàn)條的硬度或與金屬的摩擦力，從而使得清洗線(xiàn)條與噴嘴內(nèi)壁的摩擦力增 大，更好的將殘留材料清洗掉；采用具有去污去油去色素能力的清洗劑，可以將打印殘留料 從噴嘴中帶出，并能有效地清洗掉打印材料中色粉的成分；以上各個(gè)組分的共同配合使得 清洗線(xiàn)條具有較低的熔融溫度（130°C~180°C )和較寬的清洗溫度范圍（150°C~300°C )， 使得清洗殘留材料的類(lèi)型增多，能清洗的殘留材料的類(lèi)型主要包括：PLA、ABS、PC、PA、PS、# 結(jié)晶型改性共聚酯（如PETG或PCTG)、或以這些材料為基材的功能性材料等。本發(fā)明的清 洗線(xiàn)條可以解決打印機(jī)噴嘴易堵塞的問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)不同打印線(xiàn)條之間的干凈切換。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025] 本發(fā)明提供一種用于FDM-3D打印機(jī)的清洗線(xiàn)條，在一些【具體實(shí)施方式】中，該清洗 線(xiàn)條包括如下質(zhì)量百分比含量的各組分：聚烯烴類(lèi)的基材60%~85% ;抗氧化劑1%~ 2% ;分散劑1 %~3% ;無(wú)機(jī)粉體10%~30% ;清洗劑3%~10% ;各組分的質(zhì)量百分比含 量之和為100%。
[0026]使用本發(fā)明的清洗線(xiàn)條清洗噴嘴時(shí)，具體是在150°C~300°C下，將清洗線(xiàn)條在 FDM-3D打印機(jī)上通過(guò)噴嘴擠出，從而將打印機(jī)噴嘴內(nèi)殘留的材料清洗出來(lái)，以免殘留材料 堵塞噴嘴，以免殘留材料對(duì)下次打印成型產(chǎn)品的外觀(guān)、性能、表面等造成影響。
[0027] 在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，所述聚烯烴類(lèi)的基材可以?xún)?yōu)選為聚乙烯類(lèi)的材料或者聚 丙烯類(lèi)的材料，進(jìn)一步可以?xún)?yōu)選聚乙烯或聚丙烯。所述抗氧化劑可以?xún)?yōu)選由主抗氧劑四 [0 _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯和輔助抗氧劑亞磷酸三（2, 4-二叔 丁基苯基）酯按質(zhì)量比為3:1復(fù)配而成。所述分散劑可以?xún)?yōu)選為白油、硅油、乙撐雙硬脂酸 酰胺中的一種。所述無(wú)機(jī)粉體可以?xún)?yōu)選為滑石粉、碳酸鈣、高嶺土中的至少一種。所述清洗 劑可以?xún)?yōu)選為無(wú)機(jī)鈉鹽，進(jìn)一步可以?xún)?yōu)選為碳酸鈉、硅酸鈉、硫酸鈉中的一種。所述清洗線(xiàn) 條的性能要求可以?xún)?yōu)選為：熔融溫度130°C~180°C，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度多7KJ/m 2,熔體 流動(dòng)速率^ 5g/10min，硬度^ 60shoreD。
[0028] 本發(fā)明還提供一種所述的清洗線(xiàn)條的制備方法，在一些具體的實(shí)施方式中，包括 以下步驟：
[0029] (1)、將干燥的所述聚烯烴類(lèi)的基材放入高速混合機(jī)中，加入所述分散劑，在 10°C~40°C下攪拌3min~5min，然后按比例再加入干燥的所述抗氧化劑、所述無(wú)機(jī)粉體、 所述清洗劑，繼續(xù)攪拌5min~IOmin ;
[0030] (2)、將經(jīng)所述步驟（1)混合后的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，經(jīng)熔融共混 擠出后，經(jīng)水冷、風(fēng)干，并拉線(xiàn)條制得所述清洗線(xiàn)條，其中，所述雙螺桿擠出機(jī)的溫度在 130°C~200°C之間，螺桿轉(zhuǎn)速控制在150r/min~350r/min，拉線(xiàn)條自動(dòng)牽引速度為：150r/ min ~350r/min〇
[0031] 其中，步驟⑴中的干燥可以是將組分中的固體成分在50°C~90°C溫度下干燥時(shí) 間4小時(shí)以上。步驟（2)中拉線(xiàn)條得到的線(xiàn)條的規(guī)格可以是I. 75mm或3. 0mm。
[0032] 以下通過(guò)更具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述。以下各實(shí)施例中，基材為 聚丙烯（PP)或聚乙烯（PE)，其中基材的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度多15KJ/m 2,熔體流動(dòng)速率 多15g/10min ;抗氧化劑為主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的復(fù)配物，其商業(yè)牌號(hào)為B215 ; 分散劑為硅油，其商業(yè)牌號(hào)為l〇〇cs，無(wú)機(jī)粉體為高嶺土（kaolin)，其目數(shù)為3000,清洗劑 為工業(yè)級(jí)碳酸鈉（NaCO 3)。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 稱(chēng)取 PP 為 3. 6kg，B215 為 0? 075kg，IOOcs 為 0? 075kg，kaolin 為 1kg，NaCO3S 0. 25kg，先將液體成分IOOcs與PP在高速混合機(jī)中混合3min，然后再將其他成分加入拌勻， 加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，控制各段溫度在：一區(qū)：130°C;二區(qū)：140°C;三區(qū)：165°C;四 區(qū)：185°C ;五區(qū)：195°C ;六區(qū)：200°C ;七區(qū)：195°C ;八區(qū)：1