CN109956702A - 一种微滴喷射3d打印石粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微滴喷射3D打印石粉的方法，包括如下步骤：1)将传统石材切削、磨削、抛光加工过程中产生的石粉废料经球磨机干磨得到石粉原料，再经过干燥后，在振筛机上筛粉得到3D石材的石粉原料；2)配制出针对石材3D打印的有机粘结剂；3)将所述石粉原料和有机粘结剂通过粘结剂喷射3D打印制备成石材；4)所述石材经过加热固化得到石材成品。上述的微滴喷射3D打印石粉的方法，解决了传统加工生产地石材粉末污染环境的问题。
Description
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种微滴喷射3D打印石粉的方法。
背景技术
3D打印技术又称增材制造，是先进制造业中的代表性技术,也是各制造强国发展下一代先进制造技术的突破方向,具有个性化、定制化和制造复杂零件的独特优势。基于粉床的增材制造技术以粉体为原材料，通过逐层铺粉、逐层扫描的方式来直接制造零件，具有快捷、方便的特点，能够制造出传统方法难以实现的复杂形状结构的零件。
材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印技术能否有更广泛的应用。目前，3D打印技术粉末材料主要包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料。
传统的石材加工技术产生了大量的石材粉末，如不能综合利用，将严重污染环境，并影响石材加工产业的发展。以石粉为原材料，发展石材3D打印技术及装备，既可以综合利用石材粉末，开发石材加工新技术，减轻石材加工的环境压力，也可促进石材工艺产品的生产和消费，形成传统特色产业的新增长点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种微滴喷射3D打印石粉的方法，解决了传统加工生产地石材粉末污染环境的问题。
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种微滴喷射3D打印石粉的方法，包括如下步骤：
1)将传统石材切削、磨削、抛光加工过程中产生的石粉废料经球磨机干磨得到石粉原料，再经过干燥后，在振筛机上筛粉得到3D石材的石粉原料；
2)配制出针对石材3D打印的有机粘结剂；
3)将所述石粉原料和有机粘结剂通过粘结剂喷射3D打印制备成石材；
4)所述石材经过加热固化得到石材成品。
在一较佳实施例中：所述有机粘结剂的组分为：不饱和树脂，苯乙烯稀释剂，分散剂。
在一较佳实施例中：步骤1中，所述石粉废料中加入0.2％-0.5％的硬质酸钙粉末或滑石粉，经过干磨得到所述石粉原料。
在一较佳实施例中：步骤1中，所述石粉原料在加热炉中经过100℃干燥之后，在振筛机上筛粉，得到粒径为双峰分布的石粉原料。
在一较佳实施例中：所述有机粘结剂组分及百分比为：不饱和树脂50％-60％，稀释剂30％-40％，分散剂0.5％-2.0％。
在一较佳实施例中：所述不饱和树脂为低粘度的不饱和树脂，所述稀释剂为酒精、苯乙烯，所述分散剂为纳米乳胶粉。
在一较佳实施例中：所述有机粘结剂的粘度为1.5-20mPa·s，表面张力为30-65mN/m。
在一较佳实施例中：采用微滴喷射的方法将不饱和树脂粘结剂溶液喷射到已经铺好的石粉原料上面，选择性地将石粉粉末粘结在一起，形成一个较薄的层面，工作台下降一个层厚，再铺粉进行下一层的粘结，依次循环直至石材成型。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
本发明提供的一种微滴喷射3D打印石粉的方法，以传统石材切削、磨削、抛光加工过程中产生的石粉废料为原料进行3D打印。从而解决了传统加工生产产生的石材粉末污染环境的问题。
附图说明
图1为本发明优选实施例中微滴喷射3D打印石粉的方法流程图。
具体实施方式
下文通过附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
参考图1，一种微滴喷射3D打印石粉的方法，包括如下步骤：
1)将传统石材切削、磨削、抛光加工过程中产生的石粉废料经球磨机干磨得到石粉原料，再经过干燥后，在振筛机上筛粉得到3D石材的石粉原料；
具体来说，收集传统石材切削、磨削、抛光加工过程中产生的石粉废料，加入0.2％-0.5％的硬质酸钙粉末或滑石粉，利用硬脂酸钙和滑石粉对粉末颗粒的粉碎具有助磨效应，可以减小粉末颗粒对球磨体的粘附程度；球磨时间为1-3h、球磨转速为150-350rpm；球料比为10:1，从而得到粒径10-200微米的石粉原料。
将石粉原料在加热炉中经过100℃干燥之后，在振筛机上筛粉，配置粒径为双峰分布的石粉原料，小颗粒填充大颗粒之间的空隙，可以铺展出高质量的粉床。
所述双峰分布的石粉原料，小粒径石粉平均粒径为50微米，大粒径石粉平均粒径为120微米，小粒径石粉与大粒径石粉所占质量比为3:7。
2)配制出针对石材3D打印的有机粘结剂；
4.本发明进一步设置为：所述(1)粘结剂组分及百分比为：不饱和树脂50％-60％，稀释剂30％-40％，分散剂0.5％-2.0％。
具体的，所述不饱和树脂为为低粘度的不饱和树脂，所选用的稀释剂为酒精、苯乙烯，所选用的分散剂为纳米乳胶粉，选用的树脂为低粘度不饱和树脂，粘度为100-200mPa·s；所选用的稀释剂为酒精、苯乙烯，可以稀释不饱和树脂，所选用的分散剂为纳米乳胶粉可以防止粘结剂沉降，避免3D打印喷头的堵塞。
所述的不饱和树脂、稀释剂苯乙烯、纳米乳胶粉按照不饱和树脂50％-60％，稀释剂30％-40％，分散剂0.5％-2.0％的比例混合，搅拌形成粘结剂，所述粘结剂的粘度为1.5-20mPa·s，表面张力为30-65mN/m。
3)将所述石粉原料和有机粘结剂通过粘结剂喷射3D打印制备成石材；
具体的，采用微滴喷射的方法将不饱和树脂粘结剂溶液喷射到已经铺好的石粉原料上面，选择性地将石粉粉末粘结在一起，形成一个较薄的层面，工作台下降一个层厚，再铺粉进行下一层的粘结，依次循环直至石材成型。
4)所述石材经过加热固化得到石材成品。
具体的，成型后的石材在电炉内经加热100-150℃，石粉中的树脂在加热的作用下，形成网状结构，交联固化，从而得到石材产品。
在本发明实例中，收集机械臂加工的汉白玉石粉废料，加入0.5％的硬质酸钙粉末，设置球磨时间为2h、球磨转速为200rpm；球料比为2:1，得到10-200微米石粉。将石粉原料在加热炉中经过100℃干燥之后，在振筛机上筛粉，配置粒径为双峰分布为50微米(占30％)、120微米(占70％)的石粉。
在本发明实例中，选用粘度为120mPa·s的低粘度不饱和树脂，选用苯乙烯作为稀释剂，选用纳米乳胶粉；将低粘度的不饱和树脂，稀释剂苯乙烯，纳米乳胶粉按照不饱和树脂50％-60％，稀释剂30％-40％，分散剂0.5％-2.0％的比例混合，搅拌形成粘结剂，所述粘结剂的粘度为15mPa·s，表面张力为45mN/m。
在本发明实例中，采用微滴喷射的方法将不饱和树脂粘结剂溶液喷射到已经铺好的石粉上面，选择性的将石粉粉末粘结在一起，形成一个较薄的层面，工作台下降一个层厚，再铺粉进行下一层的粘结，依次循环直至石材成型。
通过微滴喷射3D打印制备的石材，在电炉内经加热固化得到石材成品。
以上仅为本发明的优选实施例，但本发明的范围不限于此，本本领域的技术人员可以容易地想到本发明所公开的变化或技术范围。替代方案旨在涵盖在本发明的范围内。因此，本发明的保护范围应由权利要求的范围确定。
Claims (8)
1.一种微滴喷射3D打印石粉的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将传统石材切削、磨削、抛光加工过程中产生的石粉废料经球磨机干磨得到石粉原料，再经过干燥后，在振筛机上筛粉得到3D石材的石粉原料；
2)配制出针对石材3D打印的有机粘结剂；
3)将所述石粉原料和有机粘结剂通过粘结剂喷射3D打印制备成石材；
4)所述石材经过加热固化得到石材成品。
2.根据权利要求1所述的一种微滴喷射3D打印石粉的方法，其特征在于：所述有机粘结剂的组分为：不饱和树脂，苯乙烯稀释剂，分散剂。
3.根据权利要求1所述的一种微滴喷射3D打印石粉的方法，其特征在于：步骤1中，所述石粉废料中加入0.2％-0.5％的硬质酸钙粉末或滑石粉，经过干磨得到所述石粉原料。
4.根据权利要求1所述的一种微滴喷射3D打印石粉的方法，其特征在于：步骤1中，所述石粉原料在加热炉中经过100℃干燥之后，在振筛机上筛粉，得到粒径为双峰分布的石粉原料。
5.根据权利要求2所述的一种微滴喷射3D打印石粉的方法，其特征在于：所述有机粘结剂组分及百分比为：不饱和树脂50％-60％，稀释剂30％-40％，分散剂0.5％-2.0％。
6.根据权利要求2所述的一种微滴喷射3D打印石粉的方法，其特征在于：所述不饱和树脂为低粘度的不饱和树脂，所述稀释剂为酒精、苯乙烯，所述分散剂为纳米乳胶粉。
7.根据权利要求2所述的一种微滴喷射3D打印石粉的方法，其特征在于：所述有机粘结剂的粘度为1.5-20mPa·s，表面张力为30-65mN/m。
8.根据权利要求2所述的一种微滴喷射3D打印石粉的方法，其特征在于：采用微滴喷射的方法将不饱和树脂粘结剂溶液喷射到已经铺好的石粉原料上面，选择性地将石粉粉末粘结在一起，形成一个较薄的层面，工作台下降一个层厚，再铺粉进行下一层的粘结，依次循环直至石材成型。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190702 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |