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一种基于选择性激光烧结后处理的着色方法与流程

2021-02-01 23:02:18|217|起点商标网
一种基于选择性激光烧结后处理的着色方法与流程

[0001]
本发明属于增材制造技术领域,具体涉及一种基于选择性激光烧结后处理的着色方法。


背景技术:

[0002]
选择性激光烧结技术是增材制造最重要的加工技术之一,利用激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结,一层完成后再进行下一层烧结,全部烧结完后去掉多余的粉末,则即可得到烧结好的成型件实体。在可用于激光烧结的材料中,聚合物材料因其优异的性能备受关注,但可用于选择性激光烧结过程的聚合物却很有限,目前市场上主要有尼龙、tpu、pp等。对于聚合物选择性激光烧结来说,烧结制品存在以下问题:一是烧结制品表面常常会附着一层浮粉,尤其是结构复杂制件的内部更难以清理,导致烧结成型制品会掉粉,效果欠佳无法直接使用。二是激光烧结所用高分子粉末材料通常为白色,所以烧结成型制品的颜色都为白色,颜色单一,限制了应用。因此,聚合物烧结制品的后处理是非常重要的一环。目前,市场上的处理方法都涉及到大量的有机溶剂如dmf、thf等,对环境污染大。


技术实现要素:

[0003]
本发明的目的在于提供一种基于选择性激光烧结后处理的着色方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
[0004]
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于选择性激光烧结后处理的着色方法,按照先后顺序包括以下步骤:
[0005]
s1:配置好水性聚氨酯乳液,保存待用;
[0006]
s2:烧结制品预清理:将选择性激光烧结制品从打印机开包去除,用毛刷去除制品表面粉末,通过喷砂设备去除制品内部粉末,然后用压缩空气去除制品表面的砂粉混合物,使制品表面无明显的浮粉附着,得预清理后的烧结制品;
[0007]
s3:烧结制品的浸泡着色:将预清理后的烧结制品加入到装有水性聚氨酯乳液的容器中,使烧结制品浸没于溶液中,以5℃/min的升温速率升高温度至35-40℃,采用磁力搅拌进行搅拌,搅拌速度300-500r/min,搅拌15min后,静置5min,再搅拌15min,然后静置20min,得着色后的制品;
[0008]
s4:烧结制品的着色干燥:将着色后的制品从容器中取出,快速滤干,然后通过旋风干燥机进行干燥,设置温度为50-60℃,干燥时间为0.5-1h。
[0009]
优选的是,所述水性聚氨酯乳液包括以下按重量份计的组分:水性聚氨酯树脂40-60份、消泡剂1-3份、色料8-10份、纳米二氧化硅1-3份、匀染剂0.5-1份、水150-250份。
[0010]
上述任一方案中优选的是,所述步骤s1中配置水性聚氨酯乳液的具体步骤为:
[0011]
1):搅拌器保持设置温度为23-38℃、搅拌速度200-400r/min,然后向其中加入水、纳米二氧化硅进行搅拌,当形成悬浮液时,再向其中加入匀染剂,搅拌1-3h,待其充分接触
反应,然后静置30min,该配置的乳液具有良好的韧性和强度,成膜性好,不易脱落和开裂;
[0012]
2):对上述步骤中的搅拌器以3℃/min的升温速率进行升温,升温至45-50℃时,向其中加入水性聚氨酯树脂,并以300-350r/min的搅拌速率搅拌30min,静置30min;
[0013]
3):向上述步骤中的搅拌器中加入色料,并以300-350r/min的搅拌速率搅拌1h,最后向其中加入消泡剂,搅拌30min,降至室温,制得水性聚氨酯乳液。
[0014]
优选的是,所述步骤3)中搅拌器的温度设置为50℃。
[0015]
本发明的技术效果和优点:该基于选择性激光烧结后处理的着色方法简便易行,绿色环保,制品着色后颜色均匀一致,无变色,不水解,同时拉伸强度和伸长率提升,不仅增加了制品的使用性能,也提升了制品的实用价值;且通过该方法配置的水性聚氨酯乳液具有良好的韧性和强度,成膜性好,不易脱落和开裂。
具体实施方式
[0016]
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0017]
实施例一:
[0018]
一种基于选择性激光烧结后处理的着色方法,按照先后顺序包括以下步骤:
[0019]
s1:配置好水性聚氨酯乳液,保存待用;
[0020]
s2:烧结制品预清理:将选择性激光烧结制品从打印机开包去除,用毛刷去除制品表面粉末,通过喷砂设备去除制品内部粉末,然后用压缩空气去除制品表面的砂粉混合物,使制品表面无明显的浮粉附着,得预清理后的烧结制品;
[0021]
s3:烧结制品的浸泡着色:将预清理后的烧结制品加入到装有水性聚氨酯乳液的容器中,使烧结制品浸没于溶液中,以5℃/min的升温速率升高温度至35℃,采用磁力搅拌进行搅拌,搅拌速度300r/min,搅拌15min后,静置5min,再搅拌15min,然后静置20min,得着色后的制品;
[0022]
s4:烧结制品的着色干燥:将着色后的制品从容器中取出,快速滤干,然后通过旋风干燥机进行干燥,设置温度为50℃,干燥时间为0.5h。
[0023]
具体的,所述水性聚氨酯乳液包括以下按重量份计的组分:水性聚氨酯树脂40份、消泡剂1份、红色料8份、纳米二氧化硅1份、匀染剂0.5份、水150份。
[0024]
具体的,所述步骤s1中配置水性聚氨酯乳液的具体步骤为:
[0025]
1):搅拌器保持设置温度为23℃、搅拌速度200r/min,然后向其中加入水、纳米二氧化硅进行搅拌,当形成悬浮液时,再向其中加入匀染剂,搅拌1h,待其充分接触反应,然后静置30min,该配置的乳液具有良好的韧性和强度,成膜性好,不易脱落和开裂;
[0026]
2):对上述步骤中的搅拌器以3℃/min的升温速率进行升温,升温至45℃时,向其中加入水性聚氨酯树脂,并以300r/min的搅拌速率搅拌30min,静置30min;
[0027]
3):向上述步骤中的搅拌器中加入色料,并以300r/min的搅拌速率搅拌1h,最后向其中加入消泡剂,搅拌30min,降至室温,制得水性聚氨酯乳液。
[0028]
具体的,所述步骤3)中搅拌器的温度设置为50℃。
[0029]
实施例二:
[0030]
一种基于选择性激光烧结后处理的着色方法,按照先后顺序包括以下步骤:
[0031]
s1:配置好水性聚氨酯乳液,保存待用;
[0032]
s2:烧结制品预清理:将选择性激光烧结制品从打印机开包去除,用毛刷去除制品表面粉末,通过喷砂设备去除制品内部粉末,然后用压缩空气去除制品表面的砂粉混合物,使制品表面无明显的浮粉附着,得预清理后的烧结制品;
[0033]
s3:烧结制品的浸泡着色:将预清理后的烧结制品加入到装有水性聚氨酯乳液的容器中,使烧结制品浸没于溶液中,以5℃/min的升温速率升高温度至37℃,采用磁力搅拌进行搅拌,搅拌速度400r/min,搅拌15min后,静置5min,再搅拌15min,然后静置20min,得着色后的制品;
[0034]
s4:烧结制品的着色干燥:将着色后的制品从容器中取出,快速滤干,然后通过旋风干燥机进行干燥,设置温度为55℃,干燥时间为0.8h。
[0035]
具体的,所述水性聚氨酯乳液包括以下按重量份计的组分:水性聚氨酯树脂50份、消泡剂2份、黄色料9份、纳米二氧化硅2份、匀染剂0.8份、水200份。
[0036]
具体的,所述步骤s1中配置水性聚氨酯乳液的具体步骤为:
[0037]
1):搅拌器保持设置温度为30℃、搅拌速度300r/min,然后向其中加入水、纳米二氧化硅进行搅拌,当形成悬浮液时,再向其中加入匀染剂,搅拌2h,待其充分接触反应,然后静置30min,该配置的乳液具有良好的韧性和强度,成膜性好,不易脱落和开裂;
[0038]
2):对上述步骤中的搅拌器以3℃/min的升温速率进行升温,升温至47℃时,向其中加入水性聚氨酯树脂,并以325r/min的搅拌速率搅拌30min,静置30min;
[0039]
3):向上述步骤中的搅拌器中加入色料,并以325r/min的搅拌速率搅拌1h,最后向其中加入消泡剂,搅拌30min,降至室温,制得水性聚氨酯乳液。
[0040]
具体的,所述步骤3)中搅拌器的温度设置为50℃。
[0041]
实施例三:
[0042]
一种基于选择性激光烧结后处理的着色方法,按照先后顺序包括以下步骤:
[0043]
s1:配置好水性聚氨酯乳液,保存待用;
[0044]
s2:烧结制品预清理:将选择性激光烧结制品从打印机开包去除,用毛刷去除制品表面粉末,通过喷砂设备去除制品内部粉末,然后用压缩空气去除制品表面的砂粉混合物,使制品表面无明显的浮粉附着,得预清理后的烧结制品;
[0045]
s3:烧结制品的浸泡着色:将预清理后的烧结制品加入到装有水性聚氨酯乳液的容器中,使烧结制品浸没于溶液中,以5℃/min的升温速率升高温度至40℃,采用磁力搅拌进行搅拌,搅拌速度500r/min,搅拌15min后,静置5min,再搅拌15min,然后静置20min,得着色后的制品;
[0046]
s4:烧结制品的着色干燥:将着色后的制品从容器中取出,快速滤干,然后通过旋风干燥机进行干燥,设置温度为60℃,干燥时间为1h。
[0047]
具体的,所述水性聚氨酯乳液包括以下按重量份计的组分:水性聚氨酯树脂60份、消泡剂3份、蓝色料10份、纳米二氧化硅3份、匀染剂1份、水250份。
[0048]
具体的,所述步骤s1中配置水性聚氨酯乳液的具体步骤为:
[0049]
1):搅拌器保持设置温度为38℃、搅拌速度400r/min,然后向其中加入水、纳米二
氧化硅进行搅拌,当形成悬浮液时,再向其中加入匀染剂,搅拌3h,待其充分接触反应,然后静置30min,该配置的乳液具有良好的韧性和强度,成膜性好,不易脱落和开裂;
[0050]
2):对上述步骤中的搅拌器以3℃/min的升温速率进行升温,升温至50℃时,向其中加入水性聚氨酯树脂,并以350r/min的搅拌速率搅拌30min,静置30min;
[0051]
3):向上述步骤中的搅拌器中加入色料,并以350r/min的搅拌速率搅拌1h,最后向其中加入消泡剂,搅拌30min,降至室温,制得水性聚氨酯乳液。
[0052]
具体的,所述步骤3)中搅拌器的温度设置为50℃。
[0053]
采用万能试验机对处理着色前后的样条进行拉伸性能的测试,测试结果如表1所示
[0054][0055][0056]
从上述结果得出处理着色后的样条的拉伸性能保持良好,且相对于未处理有提升。
[0057]
对上述各实施例中的制品进行水解试验,在水中浸泡21d后,颜色无脱落,无变化。
[0058]
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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