一種用于fdm-3d打印機的清洗線條及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及FDM-3D打印機領域，特別是涉及一種用于FDM-3D打印機的清洗線條 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 3D打?。?D printing)，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基 礎，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、塑料線條等通過逐層打印的方式來構造物體 的技術。FDM(Fused Deposition Modeling，恪融沉積成型）-3D打印是3D打印成型技術的 其中一種，其原理是熱塑性線條材料輸送到打印機噴嘴內被加溫熔化，噴頭沿模型程序控 制軌跡運動，同時將熔融的材料通過噴嘴擠出，并與底層的材料迅速粘結冷卻定型，逐層堆 積而成，前一層對當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打印被廣泛應用于家庭，學校，工業(yè)設計和生產等領域。然而，隨著人類社會的發(fā) 展和市場的需求，對打印線條的要求也越來越高，如不同顏色的材料，不同功能的材料（木 制、金屬質、導電、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 機的所打印材料的范圍也隨之拓寬，這就出現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打印機噴嘴總會有殘余的材料滯留粘附，使得打 印產品外觀和性能受到嚴重的影響。最為嚴重的是，打印機長時間進行打印工作時，噴嘴內 部的殘余料粘附在噴嘴內壁上引起噴嘴的堵塞，會損壞機器，減少機器的使用壽命。如何減 少噴嘴的堵塞和不同打印材料之間的干凈切換是目前使用FDM-3D打印機遇到的最常見和 最需解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0003] 針對現有技術存在的問題，本發(fā)明提出一種用于FDM-3D打印機的清洗線條，可以 將FDM-3D打印機噴嘴內殘留的材料清洗干凈，以免殘留材料堵塞噴嘴，以免殘留材料對下 次打印成型產品的外觀、性能、表面等造成影響。
[0004] 本發(fā)明的技術問題通過以下的技術方案予以解決：
[0005] 一種用于FDM-3D打印機的清洗線條，包括如下質量百分比含量的各組分：
[0006] 聚烯烴類的基材 60%~85%;
[0007] 抗氧化劑 1%~2%;
[0008] 分散劑 1%~3%;
[0009] 無機粉體 10 %~30 %;
[0010] 清洗劑 3%~10% ;
[0011] 各組分的質量百分比含量之和為1〇〇%。
[0012] 優(yōu)選地，所述聚烯烴類的基材為聚乙烯類的材料或者聚丙烯類的材料。
[0013] 聚乙烯類的材料是指聚乙烯或者以聚乙烯為主要成分進行改性的改性聚乙烯，聚 丙烯類的材料是指聚丙烯或者以聚丙烯為主要成分進行改性的改性聚丙烯，優(yōu)選地，所述 聚烯烴類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）酯按質量比為3:1復配而成。
[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，所述無機粉體為滑石粉、碳酸鈣、高嶺土中的至少一種。
[0017] 優(yōu)選地，所述清洗劑為無機鈉鹽。
[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，所述清洗線條的性能要求為：熔融溫度130°C~180°C，懸臂梁缺口沖擊 強度多7KJ/m 2,熔體流動速率多5g/10min，硬度多60shoreD。
[0020] 本發(fā)明還提供一種所述的清洗線條的制備方法，包括以下步驟：
[0021] (1)、將干燥的所述聚烯烴類的基材放入高速混合機中，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、所述無機粉體、 所述清洗劑，繼續(xù)攪拌5min~IOmin ;
[0022] (2)、將經所述步驟（1)混合后的物料加入雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融共混 擠出后，經水冷、風干，并拉線條制得所述清洗線條，其中，所述雙螺桿擠出機的溫度在 130°C~200°C之間，螺桿轉速控制在150r/min~350r/min，拉線條自動牽引速度為：150r/ min ~350r/min〇
[0023] 本發(fā)明的有益效果是：聚烯烴類的材料熔點較低、成本較低、易加工成型；抗氧化 劑可以避免清洗線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噴嘴；無機粉 體可以提高清洗線條的硬度或與金屬的摩擦力，從而使得清洗線條與噴嘴內壁的摩擦力增 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；以上各個組分的共同配合使得 清洗線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型增多，能清洗的殘留材料的類型主要包括：PLA、ABS、PC、PA、PS、# 結晶型改性共聚酯（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 洗線條可以解決打印機噴嘴易堵塞的問題，可以實現不同打印線條之間的干凈切換。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明作進一步說明。
[0025] 本發(fā)明提供一種用于FDM-3D打印機的清洗線條，在一些【具體實施方式】中，該清洗 線條包括如下質量百分比含量的各組分：聚烯烴類的基材60%~85% ;抗氧化劑1%~ 2% ;分散劑1 %~3% ;無機粉體10%~30% ;清洗劑3%~10% ;各組分的質量百分比含 量之和為100%。
[0026]使用本發(fā)明的清洗線條清洗噴嘴時，具體是在150°C~300°C下，將清洗線條在 FDM-3D打印機上通過噴嘴擠出，從而將打印機噴嘴內殘留的材料清洗出來，以免殘留材料 堵塞噴嘴，以免殘留材料對下次打印成型產品的外觀、性能、表面等造成影響。
[0027] 在一些優(yōu)選的實施例中，所述聚烯烴類的基材可以優(yōu)選為聚乙烯類的材料或者聚 丙烯類的材料，進一步可以優(yōu)選聚乙烯或聚丙烯。所述抗氧化劑可以優(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）酯按質量比為3:1復配而成。所述分散劑可以優(yōu)選為白油、硅油、乙撐雙硬脂酸 酰胺中的一種。所述無機粉體可以優(yōu)選為滑石粉、碳酸鈣、高嶺土中的至少一種。所述清洗 劑可以優(yōu)選為無機鈉鹽，進一步可以優(yōu)選為碳酸鈉、硅酸鈉、硫酸鈉中的一種。所述清洗線 條的性能要求可以優(yōu)選為：熔融溫度130°C~180°C，懸臂梁缺口沖擊強度多7KJ/m 2,熔體 流動速率^ 5g/10min，硬度^ 60shoreD。
[0028] 本發(fā)明還提供一種所述的清洗線條的制備方法，在一些具體的實施方式中，包括 以下步驟：
[0029] (1)、將干燥的所述聚烯烴類的基材放入高速混合機中，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、所述無機粉體、 所述清洗劑，繼續(xù)攪拌5min~IOmin ;
[0030] (2)、將經所述步驟（1)混合后的物料加入雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融共混 擠出后，經水冷、風干，并拉線條制得所述清洗線條，其中，所述雙螺桿擠出機的溫度在 130°C~200°C之間，螺桿轉速控制在150r/min~350r/min，拉線條自動牽引速度為：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 間4小時以上。步驟（2)中拉線條得到的線條的規(guī)格可以是I. 75mm或3. 0mm。
[0032] 以下通過更具體的實施例對本發(fā)明進行進一步闡述。以下各實施例中，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度多15KJ/m 2,熔體流動速率 多15g/10min ;抗氧化劑為主抗氧劑1010和輔助抗氧劑168的復配物，其商業(yè)牌號為B215 ; 分散劑為硅油，其商業(yè)牌號為l〇〇cs，無機粉體為高嶺土（kaolin)，其目數為3000,清洗劑 為工業(yè)級碳酸鈉（NaCO 3)。
[0033] 實施例1
[0034] 稱取 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