一種3d打印hips耗材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于3D打印機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印HIPS耗材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)是一種革命性的工業(yè)成型技術(shù)，原材料經(jīng)過(guò)3D打印機(jī)便能直接成型，它是一種數(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(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)，不需經(jīng)過(guò)模具的制造，節(jié)省了模具制造的時(shí)間及成本，隨著3D打印技術(shù)的迅速發(fā)展，其對(duì)材料的要求也迅速提高，現(xiàn)有的3D打印耗材主要有聚乳酸、ABS、nylon618、PVA等，由于上述各種材料均存在著局限性，其中，ABS(丙稀酸/ 丁二稀/苯乙烯三元共聚物)是一種常見(jiàn)的工程塑料，加工氣味重、環(huán)保污染比較大、在擠出加工中容易變形。
[0003]綜上所述，對(duì)于ABS塑料在加工時(shí)的較濃的臭氣味，環(huán)保污染比較大的問(wèn)題是亟待解決的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種3D打印HIPS耗材及其制備方法，旨在現(xiàn)有技術(shù)中為了克服ABS塑料在加工時(shí)都有較濃的臭氣味，環(huán)保污染比較大的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一方面，提供了一種加工氣味較小、抗沖擊力好、環(huán)保能收回的3D打印HIPS耗材，包括如下重量百分比的組份:
HIPS96.9-97.5%
環(huán)保顏料1.1-1.5%
助劑1.2-1.7%。
[0006]具體地，所述HIPS的熔點(diǎn)為150~180°C，密度1.035-1.04 g/ml，熱分解溫度大于或者等于300 °C。
[0007]具體地，所述HIPS 為 HIPS-1180、HIPS-888G、HIPS PH88 或 HIPS-825G 中的至少一種。
[0008]具體地，所述環(huán)保顏料為有機(jī)顏料或無(wú)機(jī)顏料。
[0009]另一方面，提供了一種3D打印HIPS耗材制備方法，包括如下步驟:
(1)稱取配方組分
按照權(quán)利要求1所述3D打印HIPS耗材的配方分別稱取所述HIPS、環(huán)保顏料及助劑；
(2)制備混合物
將步驟(I)中稱取的所述HIPS、環(huán)保顏料及助劑放入高速混合機(jī)中混合5-20min，混合均勻，得到混合物；
(3)制備HIPS顏色塑料粒
將步驟(2)中得到的所述混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)耦合擠出，得到HIPS顏色塑料粒；
(4)制備3D打印HIPS耗材
將步驟(3)中得到的所述HIPS顏色塑料粒加入3D耗材擠出機(jī)，制備得到3D打印HIPS耗材。
[0010]具體地，步驟(3)中，所述雙螺桿擠出機(jī)的工藝條件為:擠出溫度為200_230°C，雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為40:1~52:1，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為300-550rpm。
[0011]具體地，步驟(4)中，所述3D打印HIPS耗材的截面為圓形，所述3D打印HIPS耗材的直徑為1.7-1.8mm。
[0012]具體地，步驟(4)中，所述3D打印HIPS耗材的截面為圓形，所述3D打印HIPS耗材的直徑為2.8-3.0mm。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明3D打印HIPS耗材，采用以HIPS為主體，再加上少量的環(huán)保顏料及助劑，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)偶合擠出，做成HIPS顏色塑料粒，然后再經(jīng)過(guò)3D制線機(jī)擠出得到3D打印HIPS耗材，該3D打印HIPS耗材的性能和特性和ABS塑料相近，其加工氣味較小，抗沖擊力好，環(huán)保能收回，回收率能達(dá)到60%，減少耗能，符合目前材料的發(fā)展方向，且該制備方法工序簡(jiǎn)單、易控及成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的3D打印HIPS耗材制備方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例提供一種3D打印HIPS耗材，包括如下重量百分比的組份:
HIPS96.9-97.5%
環(huán)保顏料1.1-1.5%
助劑1.2-1.7%。
[0018]具體地，上述HIPS (高抗沖聚苯乙烯)是由彈性體改性聚苯乙烯制成的熱塑性材料，由橡膠相和連續(xù)的聚苯乙烯相構(gòu)成的兩相體系，HIPS是一種類似于ABS的材料，性能和特性相近，加工氣味較小，一般用于塑料制品類，如食品包裝、餐具、玩具、電器用品等，HIPS材料抗沖擊力好、環(huán)保能回收，回收率能達(dá)到60%，價(jià)格便宜，是一種廉價(jià)的工程塑料，其彎曲強(qiáng)度13.8?55.1MPa,拉伸強(qiáng)度13.8-41.4MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為15~75%，維卡軟化點(diǎn)185-220° F，在具體實(shí)施例中，該HIPS的質(zhì)量百分含量可以是96.9%,97.0%、97.1%、97.2%、97.3%, 97.4%, 97.5% 等具體組分。
[0019]上述HIPS的熔點(diǎn)為150~180°C，密度1.035~1.04 g/ml，熱分解溫度大于或者等于300。。。
[0020]上述HIPS 為 HIPS-1180、HIPS-888G、HIPS PH88 或 HIPS-825G 中的至少一種。
[0021]上述環(huán)保顏料為有機(jī)顏料或無(wú)機(jī)顏料，其中，有機(jī)顏料有:酞菁紅、酞菁藍(lán)、酞菁綠、耐曬大紅、大分子紅、大分子黃、等，常用的無(wú)機(jī)顏料有:鈦白粉、炭黑、鈦黃及群青等，通過(guò)添加一定量的不同顏料，使得制成的3D打印HIPS耗材的顏色有大紅、橙色、黃色、綠色、天藍(lán)、紫色、灰色、黑色、白色、粉紅、配Pantone色，并且該3D打印HIPS耗材顏色分布均勻，適合打印各類大小模型，在具體實(shí)施例中，該環(huán)保顏料的質(zhì)量百分含量可以是1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%等具體組分。
[0022]上述助劑起到潤(rùn)滑及增加耐溫及硬度作用，在具體實(shí)施例中，該助劑的質(zhì)量百分含量可以是1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%等具體組分。
[0023]相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種3D打印HIPS耗材制備方法，該制備方法流程圖如圖1所示，該制備方法包括如下步驟:
SOl稱取配方組分
按照上述3D打印HIPS耗材的配方分別稱取HIPS、環(huán)保顏料及助劑；
S02制備混合物
將步驟SOl中稱取的HIPS、環(huán)保顏料及助劑放入高速混合機(jī)中混合5-20min，混合均勻，得到混合物；
S03制備HIPS顏色塑料粒將步驟S02中得到的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)耦合擠出，得到制備HIPS顏色塑料粒；
S04制備3D打印HIPS耗材
將步驟S03中得到的HIPS顏色塑料粒加入3D耗材擠出機(jī)，制備得到3D打印HIPS耗材。
[0024]具體地，步驟S03中，雙螺桿擠出機(jī)的工藝條件為:擠出溫度為200_230°C，雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比為40:1~52:1，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為300-550rpm，隨著溫度的提高，塑料的塑化優(yōu)良，打印出來(lái)的制品強(qiáng)度更好。
[0025]具體地，步驟S04中，3D打印HIPS耗材的截面為圓形，3D打印HIPS耗材的直徑為
1.7-1.8mm，優(yōu)選為 1.75 mm。
[0026]具體地，步驟S04中，3D打印HIPS耗材的截面為圓形，3D打印HIPS耗材的直徑為
2.8-3.0mm,優(yōu)選為 3mm。
[0027]本發(fā)明3D打印HIPS耗材制備方法，操作簡(jiǎn)單，成本低廉，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)，通過(guò)采用以HIPS塑料為主體，再加上少量的環(huán)保顏料及助劑，經(jīng)過(guò)雙螺桿擠出機(jī)偶合擠出，做成HIPS顏色塑料粒，然后再經(jīng)過(guò)3D耗材擠出機(jī)擠出，得到3D打印HIPS耗材，該3D打印HIPS耗材的性能和特性和ABS塑料相近，其加工氣味較小，抗沖擊力好，環(huán)保能收回，回收率能達(dá)到60%，價(jià)格便宜，符合目前材料的發(fā)展方向，且該制備方法工序簡(jiǎn)單、易控及成本低。
[0028]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做一詳細(xì)的闡述。
[0029]實(shí)施例1
該實(shí)施例的3D打印HIPS耗材，按重量百分比，由以下組分組成:
HIPS 97.2%、環(huán)保顏料L 3%、助劑L 5%。
[0030]其制備方法如下:
(O按上述的重量百分比稱取