本發(fā)明涉及3D打印材料領域，特別是可拋光呈金屬外觀3D打印材料及其制備和應用方法領域。

背景技術：

目前FDM-3D打印成型主要的材料以PLA居多，種類基本都是PLA的簡單配色。涉及到高填充的材料，由于配方技術和打印機限制的原因，特殊種類的線條材料很少，尤其是高填充金屬粉末的材料。因為高填充的金屬粉末，一方面會影響線條生產時的線徑穩(wěn)定性和均勻性，另一方面線條在繞卷盤收卷時，由于有一定的彎曲弧度，這樣會導致線條極易斷裂，嚴重影響生產的正常進行，同時高填充的線條在FDM-3D打印中，噴嘴堵塞的幾率會很大。

如果沒有特殊的配方和生產技術，要想得到一種可拋光呈金屬外觀的FDM-3D打印材料基本很難實現，目前只有通過SLS(選擇性激光燒結)成型實現，但是SLS-3D打印的設備和材料都比較貴，普通的家庭和企業(yè)很難支撐起這個成本。

相比FDM-3D打印的傳統(tǒng)材料來說，金屬質感的材料打印出來的產品，給人以一種厚重，結實，美觀的感覺，深受市場的歡迎。再加上在3D打印成型中，FDM-3D打印的成本相對較低，已經被很多的家庭、學校、企業(yè)等采用，市場規(guī)模相對較大，目前有一些專利涉及到FDM-3D金屬外觀色的材料，基本都是通過添加少量的金屬色粉,但是打印成型的產品沒有金屬的重量感，也經不起拋光后處理，因為少量金屬色粉的添加，經過拋光處理會破壞產品原有的金屬色的外觀，得不到有金屬質感的外觀。

技術實現要素：

本發(fā)明的范圍只由權利要求書所規(guī)定，在任何程度上都不受這一節(jié)發(fā)明內容的陳述所限。

針對現有技術存在的問題，本發(fā)明提出一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料及制備方法，不僅可以得到可拋光呈金屬外觀的FDM-3D打印產品，而且可以保證生產線條線徑的穩(wěn)定性和均勻性，使卷盤的正常繞線不出現斷裂的現象，打印時不會堵塞打印機噴嘴，可以很好的滿足市場的需求。

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，包括如下質量百分含量的組分：

上述組分的質量百分含量之和為100％；

其中，所述的一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，高流動的高分子塑料為聚乳酸(PLA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)、聚己內酯(PCL)、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯(PETG)、聚苯乙烯(PS)、共聚尼龍(PA)、聚乙烯醇(PVA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯(PBAT)中的一種或其組合。

其中，所述的一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、POE-g-MAH、PS-g-MAH、ABS-g-MAH中的一種或其組合。

其中，所述的一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，所述表面處理的金屬粉末為采用硅烷偶聯(lián)劑進行處理；所述金屬粉末為紅銅、青銅、黃銅、銀、鋁、不銹鋼、鐵、鈦合金、鎳合金中的一種或其組合，其中金屬粉末的粒徑≤75微米。

其中，所述的一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺(EBS)、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、硅酮粉、聚乙烯蠟中的一種。

其中，所述的一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，抗氧化劑由主抗氧劑四[β-(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5:5～4:6的比例混合而成。

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料的制備及應用方法，按照以下步驟進行：

(1)金屬粉末的表面處理：將占金屬粉體總質量的0.5～1.5％的硅烷偶聯(lián)劑用無水乙醇進行稀釋，所述無水乙醇與所述硅烷偶聯(lián)劑的質量比為5：1～10：1，在15～30℃下，邊攪拌稀釋液邊加入按比例稱量好的金屬粉末，待金屬粉末全部加入后繼續(xù)攪拌5～10min，然后在60～80℃下干燥4h以上，最后將干燥后的粉體放置在密閉容器中待用。

(2)造粒：將高流動性高分子材料、增韌劑、潤滑劑、抗氧劑按一定比例混合均勻，從雙螺桿擠出機的主喂料口進料，表面處理的金屬粉末按一定比例從側喂料口進料，經過熔融擠出，切成粒子，干燥備用。

(3)線條制備：將步驟(2)制備的粒子通過專門的拉線擠出機生產成型為FDM-3D打印線條，并通過內孔直徑＞80mm的繞線卷盤進行線條的收卷。

(4)成型：將收卷到的線條通過FDM-3D打印機打印成型，將成型品的表面用砂紙或軟布拋光機打磨即可得到外觀呈金屬外觀的產品。其中，FDM-3D打印機噴嘴的直徑≥0.4mm。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳述。以下具體實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明的限制。

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，包括如下質量百分含量的組分：

上述組分的質量百分含量之和為100％；

其中，所述的一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，高流動的高分子塑料為聚乳酸(PLA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)、聚己內酯(PCL)、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯(PETG)、聚苯乙烯(PS)、共聚尼龍(PA)、聚乙烯醇(PVA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯(PBAT)中的一種或其組合。

其中，所述的一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，增韌劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、POE-g-MAH、PS-g-MAH、ABS-g-MAH中的一種或其組合。

其中，所述的一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，所述表面處理的金屬粉末為采用硅烷偶聯(lián)劑進行處理；所述金屬粉末為紅銅、青銅、黃銅、銀、鋁、不銹鋼、鐵、鈦合金、鎳合金中的一種或其組合，其中金屬粉末的粒徑≤75微米。

其中，所述的一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺(EBS)、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、硅酮粉、聚乙烯蠟中的一種。

其中，所述的一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，其特征在于，抗氧化劑由主抗氧劑四[β-(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5:5～4:6的比例混合而成。

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料的制備及應用方法，按照以下步驟進行：

(1)金屬粉末的表面處理：將占金屬粉體總質量的0.5～1.5％的硅烷偶聯(lián)劑用無水乙醇進行稀釋，所述無水乙醇與所述硅烷偶聯(lián)劑的質量比為5：1～10：1，在15～30℃下，邊攪拌稀釋液邊加入按比例稱量好的金屬粉末，待金屬粉末全部加入后繼續(xù)攪拌5～10min，然后在60～80℃下干燥4h以上，最后將干燥后的粉體放置在密閉容器中待用。

(2)造粒：將高流動性高分子材料、增韌劑、潤滑劑、抗氧劑按一定比例混合均勻，從雙螺桿擠出機的主喂料口進料，表面處理的金屬粉末按一定比例從側喂料口進料，經過熔融擠出，切成粒子，干燥備用。

(3)線條制備：將步驟(2)制備的粒子通過專門的拉線擠出機生產成型為FDM-3D打印線條，并通過內孔直徑＞80mm的繞線卷盤進行線條的收卷。

(4)成型：將收卷到的線條通過FDM-3D打印機打印成型，將成型品的表面用砂紙或軟布拋光機打磨即可得到外觀呈金屬外觀的產品。其中，FDM-3D打印機噴嘴的直徑≥0.4mm。

以下結合實施例來進一步說明本發(fā)明的產品和制備及應用方法。

實施例1

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，包括如下質量百分含量的組分：聚乳酸20％、增韌劑5％、表面處理的紅銅粉末74％、乙撐雙硬脂酰胺0.5％、抗氧劑0.5％。其中，抗氧劑中主抗氧劑和輔助抗氧劑的比例為5:5。按上述制備方法進行制備。

實施例2

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，包括如下質量百分含量的組分：聚乳酸30％、增韌劑10％、表面處理的紅銅粉末58％、乙撐雙硬脂酰胺1.2％、抗氧劑0.8％。其中，抗氧劑中主抗氧劑和輔助抗氧劑的比例為4:6。按上述制備方法進行制備。

實施例3

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，包括如下質量百分含量的組分：聚乳酸40％、增韌劑8％、表面處理的紅銅粉末50％、乙撐雙硬脂酰胺1.7％、抗氧劑0.3％。其中，抗氧劑中主抗氧劑和輔助抗氧劑的比例為4:6。按上述制備方法進行制備。

實施例4

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，包括如下質量百分含量的組分：聚乳酸14％、增韌劑5％、表面處理的紅銅粉末80％、乙撐雙硬脂酰胺0.5％、抗氧劑0.5％。其中，抗氧劑中主抗氧劑和輔助抗氧劑的比例為4:6。按上述制備方法進行制備。

實施例5

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，包括如下質量百分含量的組分：聚乳酸32％、增韌劑15％、表面處理的紅銅粉末50％、乙撐雙硬脂酰胺2％、抗氧劑1％。其中，抗氧劑中主抗氧劑和輔助抗氧劑的比例為4:6。按上述制備方法進行制備。

實施例6

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，包括如下質量百分含量的組分：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯32％、增韌劑15％、表面處理的銀粉末50％、季戊四醇硬脂酸酯2％、抗氧劑1％。其中，抗氧劑中主抗氧劑和輔助抗氧劑的比例為4:6。按上述制備方法進行制備。

實施例7

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，包括如下質量百分含量的組分：共聚尼龍32％、增韌劑15％、表面處理的鐵粉末50％、季戊四醇硬脂酸酯2％、抗氧劑1％。其中，抗氧劑中主抗氧劑和輔助抗氧劑的比例為4:6。按上述制備方法進行制備。

實施例8

一種可拋光呈金屬外觀的3D打印材料，包括如下質量百分含量的組分：聚苯乙烯40％、增韌劑6％、表面處理的鐵粉末51％、季戊四醇硬脂酸酯2％、抗氧劑1％。其中，抗氧劑中主抗氧劑和輔助抗氧劑的比例為4:6。按上述制備方法進行制備。