本發(fā)明是一種膏狀快速成型的3D打印材料，涉及墻面藝術(shù)造型及建筑物3D打印材料的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
3D打印(3DP)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)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。
3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
然而現(xiàn)在能用于3D打印方面的材料不多，尤其是建筑物、內(nèi)墻裝飾方面。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種膏狀快速成型的3D打印材料，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種快速成型的3D打印材料，由以下重量份的原料構(gòu)成：膠凝材料15重量份-20重量份，石膏10重量份-15重量份，填料35重量份-40重量份，顏料1重量份-5重量份，減水劑0.05重量份-0.2重量份，纖維素醚0.2重量份-0.3重量份，早強(qiáng)劑1重量份-3重量份，消泡劑0.02重量份-0.1重量份，膠粉2重量份-4重量份。
進(jìn)一步地，所述膠凝材料為P.O42.5、P.O32.5以及P.O52.5中的一種或多種混合而成，所述石膏為無(wú)水石膏、二水石膏以及半水石膏中的一種或多種混合而成，所述填料為重鈣、輕鈣、硅藻土、海泡石以及滑石粉中的一種或多種混合而成，所述減水劑為萘系高效減水劑、木質(zhì)素磺酸鈣減水劑、三聚氰胺高效減水劑以及聚羧酸鹽高效減水劑中的一種或多種混合而成，所述纖維素醚為甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素以及羥丙基甲基纖維素中的一種或多種混合而成，所述膠粉為可再分散性膠粉，所述顏料為鈦白粉、硫酸鹽以及硅酸鹽中的一種或多種混合而成，所述早強(qiáng)劑為金屬氯化物、氯化鈉、氯化鋁、硫酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈣中的一種或多種混合而成，所述消泡劑為P803或有機(jī)硅消泡劑。
進(jìn)一步地，由以下重量份的原料構(gòu)成：膠凝材料30重量份-35重量份，填料35重量份-45重量份，減水劑0.05重量份-0.2重量份，纖維素醚0.2重量份-0.3重量份，早強(qiáng)劑1重量份-3重量份，消泡劑0.02重量份-0.1重量份，水20重量份-30重量份。
進(jìn)一步地，所述膠凝材料為水泥、石膏、膠粉中的一種或多種混合，所述填料為重鈣、輕鈣、硅藻土、海泡石、滑石粉、鈦白粉、無(wú)機(jī)顏料以及有機(jī)顏料中的一種或多種混合，所述減水劑為萘系高效減水劑、木質(zhì)素磺酸鈣減水劑、三聚氰胺高效減水劑以及聚羧酸鹽高效減水劑中的一種或多種混合，所述纖維素醚為甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素以及羥丙基甲基纖維素中的一種或多種混合，所述早強(qiáng)劑為金屬氯化物、氯化鈉、氯化鋁、硫酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈣中的一種或多種混合，所述消泡劑為P803或有機(jī)硅消泡劑。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的一種膏狀快速成型的3D打印材料，達(dá)到了在3D打印之前成膏狀，從3D打印頭擠出后能夠快速的干燥并固化成型，使膏狀材料不至于塌落而無(wú)法完成堆積、疊加而形成高強(qiáng)度、高附著力的3D打印效果。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種快速成型的3D打印材料，由以下重量份的原料構(gòu)成：膠凝材料15重量份-20重量份，石膏10重量份-15重量份，填料35重量份-40重量份，顏料1重量份-5重量份，減水劑0.05重量份-0.2重量份，纖維素醚0.2重量份-0.3重量份，早強(qiáng)劑1重量份-3重量份，消泡劑0.02重量份-0.1重量份，膠粉2重量份-4重量份。
膠凝材料為P.O42.5、P.O32.5以及P.O52.5中的一種或多種混合而成，石膏為無(wú)水石膏、二水石膏以及半水石膏中的一種或多種混合而成，填料為重鈣、輕鈣、硅藻土、海泡石以及滑石粉中的一種或多種混合而成，減水劑為萘系高效減水劑、木質(zhì)素磺酸鈣減水劑、三聚氰胺高效減水劑以及聚羧酸鹽高效減水劑中的一種或多種混合而成，纖維素醚為甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素以及羥丙基甲基纖維素中的一種或多種混合而成，膠粉為可再分散性膠粉，顏料為鈦白粉、硫酸鹽以及硅酸鹽中的一種或多種混合而成，早強(qiáng)劑為金屬氯化物、氯化鈉、氯化鋁、硫酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈣中的一種或多種混合而成，消泡劑為P803或有機(jī)硅消泡劑。
做為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例：由以下重量份的原料構(gòu)成：膠凝材料30重量份-35重量份，填料35重量份-45重量份，減水劑0.05重量份-0.2重量份，纖維素醚0.2重量份-0.3重量份，早強(qiáng)劑1重量份-3重量份，消泡劑0.02重量份-0.1重量份，水20重量份-30重量份。
膠凝材料為水泥、石膏、膠粉中的一種或多種混合，水泥在材料干燥之后持續(xù)水化來(lái)保證材料硬度，石膏對(duì)材料硬度雖然不及水泥，但在材料打印后能快速的干燥固化來(lái)保證材料的堆積、疊加。膠粉能夠使材料具有一定的柔性，還可以在一定的程度上實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)緩凝的效果。
填料為重鈣、輕鈣、硅藻土、海泡石、滑石粉、鈦白粉、無(wú)機(jī)顏料以及有機(jī)顏料中的一種或多種混合，硅藻土、海泡石不僅具有填充作用，而且還具有一定的吸附功能、需水量也較大。無(wú)機(jī)顏料、有機(jī)顏料具有一定的遮蓋力，使材料賦予我們想要的顏色。滑石粉、鈦白粉不僅具有一定的遮蓋力而且還能當(dāng)填充材料使用。
減水劑為萘系高效減水劑、木質(zhì)素磺酸鈣減水劑、三聚氰胺高效減水劑以及聚羧酸鹽高效減水劑中的一種或多種混合，減水劑用以減少拌合用水量的外加劑。大多屬于陰離子表面活性劑，加入拌合物后對(duì)水泥顆粒有分散作用，能改善其工作性，減少單位用水量，改善拌合物的流動(dòng)性；或減少單位水泥用量，節(jié)約水泥。
纖維素醚為甲基纖維素、羥乙基甲基纖維素以及羥丙基甲基纖維素中的一種或多種混合，纖維素醚在水中溶解后，由于表面活性作用保證了膠凝材料在體系中有效地均勻分布，而纖維素醚作為一種保護(hù)膠體，“包裹”住固體顆粒，并在其外表面形成一層潤(rùn)滑膜，使3D打印材料體系更穩(wěn)定，也提高了3D打印材料在攪拌過程的流動(dòng)性和施工的滑爽性。纖維素醚溶液由于自身分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使3D打印材料中的水分不易失去，并在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)逐步釋放，賦予3D打印材料良好的保水性和工作性。
早強(qiáng)劑為金屬氯化物、氯化鈉、氯化鋁、硫酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈣中的一種或多種混合，早強(qiáng)劑用以提高3D打印材料早期強(qiáng)度，并且對(duì)后期強(qiáng)度無(wú)顯著影響的外加劑。早強(qiáng)劑的主要作用在于加速水泥水化速度，促進(jìn)3D打印材料早期強(qiáng)度的發(fā)展；既具有早強(qiáng)功能，又具有一定減水增強(qiáng)功能。
消泡劑為P803或有機(jī)硅消泡劑，消泡劑用以降低表面張力，抑制泡沫產(chǎn)生或消除已產(chǎn)生泡沫的添加劑。
做為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例：由以下重量份的原料構(gòu)成：膠凝材料32.4重量份，膠凝材料采用水泥、石膏以及膠粉混合而成，填料40.4重量份，填料采用重鈣、硅藻土以及鈦白粉混合而成，減水劑0.07重量份，減水劑采用聚羧酸鹽高效減水劑，纖維素醚0.2重量份，纖維素醚采用羥丙基甲基纖維素，早強(qiáng)劑1.3重量份，早強(qiáng)劑采用碳酸鹽和金屬氯化物，消泡劑0.1重量份，水25.53重量份。
經(jīng)測(cè)試，該比例的快速成型的3D材料的存放時(shí)間為90min；上墻打印后的初凝時(shí)間為1min；上墻且后不掉粉，硬度和附著力均能滿足使用要求，本發(fā)明的材料達(dá)到了在3D沒有出料打印之前既有一定的存放成膏狀時(shí)間，從3D打印頭擠出在出料后能夠快速的干燥并固化成型，使膏狀材料不至于塌落而無(wú)法完成堆積、疊加而形成高強(qiáng)度、高附著力的3D打印效果。
做為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例：由以下重量份的原料構(gòu)成：膠凝材料34.4重量份，膠凝材料采用水泥、石膏以及膠粉混合而成，填料38.4重量份，填料采用重鈣、硅藻土以及鈦白粉混合而成，減水劑0.07重量份，減水劑采用聚羧酸鹽高效減水劑，纖維素醚0.2重量份，纖維素醚采用羥丙基甲基纖維素，早強(qiáng)劑1.3重量份，早強(qiáng)劑采用碳酸鹽和金屬氯化物，消泡劑0.1重量份，水25.53重量份。
經(jīng)測(cè)試，該比例的快速成型的3D打印材料的存放時(shí)間為130min；上墻打印后的初凝時(shí)間為1min；上墻且后不掉粉，硬度和附著力均能滿足使用要求，本發(fā)明的材料達(dá)到了在沒有出料之前既有一定的存放時(shí)間，在出料之后又能夠快速的干燥，使出料后的材料不至于塌落而無(wú)法完成堆積、疊加而形成3D打印的效果。
做為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例：由以下重量份的原料構(gòu)成：膠凝材料34.4重量份，膠凝材料采用水泥、石膏以及膠粉混合而成，填料37.4重量份，填料采用重鈣、硅藻土以及鈦白粉混合而成，減水劑0.06重量份，減水劑采用聚羧酸鹽高效減水劑，纖維素醚0.2重量份，纖維素醚采用羥丙基甲基纖維素，早強(qiáng)劑0.6重量份，早強(qiáng)劑采用碳酸鹽和金屬氯化物，消泡劑0.1重量份，水27.24重量份。
經(jīng)測(cè)試，該比例的快速成型的3D打印材料的存放時(shí)間為160min；上墻打印后的初凝時(shí)間為1min；上墻且后不掉粉，硬度和附著力均能滿足使用要求，本發(fā)明的材料達(dá)到了在3D打印之前成膏狀，從3D打印頭擠出后能夠快速的干燥并固化成型，使膏狀材料不至于塌落而無(wú)法完成堆積、疊加而形成高強(qiáng)度、高附著力的3D打印效果。本發(fā)明的材料通過機(jī)器的配合并且使用二次供料來(lái)完成3D打印的技術(shù)，是市面上沒有的一種新型技術(shù)。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn),對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。