一种3d打印耗材成型方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于3D打印技术设备领域，尤其是涉及一种3D打印耗材成型方法及其装置。
【背景技术】
[0002]牙科领域，义齿需求一直都是居高不下的，但由于传统工艺进行义齿加工，工序非常繁杂，从而导致成本居高不下，严重阻碍了义齿的普及和推广。传统工序包括:基牙预备(同活动义齿)一牙合支托制作(同铸造支托)一功能性印模的制取一硬石膏翻制模型一排牙一制作蜡基托、蜡卡环一装盒(倒装法，暴露基托、卡环、人造牙)一高熔铸造一去蜡—铸压一打磨抛光一义齿成型一佩戴口腔。因此，简化加工工艺并降低加工成本就变得越来越迫切。随着近几年3D打印技术的普及，通过3D打印进行义齿加工无疑是最简洁的实现方案。但是对于临床应用，肯定无法直接使用常见的PLA/ABS等塑料树脂，无论是硬度还是生物安全性方面都无法满足需求。
【发明内容】
[0003]为了弥补上述义齿在3D打印中的不足，本发明提出一种3D打印耗材成型方法及其装置。
[0004]其技术方案为，一种3D打印PMMA材料的成型方法，包括以下步骤:
[0005](I)按照重量配比准备以下原料:PMMA、85-95份，PCL、3-7份，PHA、2-3份，TPU、2-3份；
[0006](2)将上述原料分别粉碎成颗粒或者粉末并混合均匀，所述颗粒直径不大于0.1mm ；
[0007](3)将步骤(2)中混合均匀的原料加热到218-223度并保持25_35分钟，使各种原料熔融后充分混合到一起；
[0008](4)将步骤(3)中熔融的原料挤压成丝状后冷却输出，得到丝状固态打印材料。本技术方案中，将PMMA(Polymethyl methacrylate又称有机玻璃)、PCL(聚己内醋)、PHA(聚轻基脂肪酸醋)、TPU (Thermoplastic Urethane又称热塑性聚氨醋弹性体)，四种材料按照重量比例进行进行混合熔融成型后得到硬度与安全都达到义齿要求等级的材料，再将该材料成型为3D打印的丝状耗材，用该耗材打印的义齿，弥补了目前在义齿打印中打印成品硬度不达标或安全不达标的缺陷，提高了 3D打印的应用范围。
[0009]步骤(4)中丝状固体直径为1.15-1.25mm。本技术方案中，由于PMMA打印材料是为3D打印做准备，用以往的材料直径的话容易造成柔韧性不足，该直径范围内保证了 PMMA细丝的延展性及柔韧性，同时兼顾了 3D打印过程中了进料的流量。
[0010]一种用于上述方法的装置，所述装置包括进料斗、与进料斗连通的混合室，与混合室连通的加热室和连接在加热室后方的成品出口。本技术方案中，进料斗方便颗粒状材料倒入混合室，混合室对材料按照比例混合后将其输入加热室，加热室将其加热熔融后成输出。
[0011]在加热室内还设有将熔融混合后的原料输出的输送组件。本技术方案中，输送组件方便调节控制熔融的材料输出。
[0012]所述输送组件呈蜗杆状，本技术方案中，蜗杆状输送组件结构简单寿命长，同时其流量控制更加简洁。
[0013]在进料斗与混合室连接处设有挡板。本技术方案中，在放入原料前，挡板遮挡混合室方便在料斗内倒入定量的原料，在原料放入后挡板遮挡住混合室保证其在混合加热过程中不会逸出。
[0014]进料斗顶部设置有防尘盖板。本技术方案中，防尘盖板隔绝灰尘杂物，提高成品的纯度。
[0015]所述进料斗有多个，每个都与混合室连通到一起。本技术方案中，每个进料斗都只加入一种原料，方便配比控制原料比例，减轻工作量。
【附图说明】
[0016]图1为本发明装置的一种实施方式的侧视结构示意图；
[0017]图2为本发明装置的的一种实施方式的俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0019]本发明的一种实施方式。一种3D打印PMMA材料的成型方法，本方法包括以下步骤:
[0020](I)按照重量配比准备以下原料:PMMA、85份，PCL,3份，PHA,2份，TPU,2份；
[0021](2)将上述原料分别粉碎成颗粒或者粉末并混合均匀，所述颗粒直径不大于
0.1mm ；
[0022](3)将步骤(2)中混合均匀的原料加热到218度并保持25分钟，使各种原料熔融后充分混合到一起；
[0023](4)将步骤(3)中熔融的原料挤压成丝状后冷却输出，得到丝状固态打印材料。
[0024]本实施例中，上述步骤(4)中挤出的丝状固体直径为1.15mm。通过本实施例的方法，最后得到直径1.15mm的PMMA打印耗材，本耗材直径相对小一点，柔韧性较好，在3D打印中可以稍微增加耗材流量。
[0025]实施例2，本次加工工艺中包括以下步骤:
[0026](I)按照重量配比准备以下原料:PMMA、95份，PCL,7份，PHA,3份，TPU,3份；
[0027](2)将上述原料分别粉碎成颗粒或者粉末并混合均匀，所述颗粒直径为0.82mm ;
[0028](3)将步骤(2)中混合均匀的原料加热到223度并保持35分钟，使各种原料熔融后充分混合到一起；
[0029](4)将步骤(3)中熔融的原料挤压成丝状后冷却输出，得到丝状固态打印材料。
[0030]上述步骤(4)成型过程中丝状固体直径为1.25mm。本实施例中，生成的耗材直径相对较大，其柔韧性也能满足需要，在3D打印中可以稍微减少耗材流量。
[0031]实施例3，本次加工工艺中包括以下步骤:
[0032](I)按照重量配比准备以下原料:PMMA、90份，PCL,2份，PHA,2.5份，TPU,2.5份；
[0033](2)将上述原料分别粉碎成颗粒或者粉末并混合均匀，所述颗粒直径为0.82mm ;
[0034](3)将步骤(2)中混合均匀的原料加热到220度并保持30分钟，使各种原料熔融后充分混合到一起；
[0035](4)将步骤(3)中熔融的原料挤压成丝状后冷却输出，得到丝状固态打印材料。
[0036]上述步骤(4)成型过程中丝状固体直径为1.20mm。本实施例中，生成的耗材直径适中，其柔韧性和流量都可以满足使用需要，适应多种型号的打印机。
[0037]上述实施例中，加热温度和保持时间只需控制在218-223内，保温范围只需控制在25-35分即可，在该温度范围和加热时间内保证了产品的充分熔融，同时不至于浪费能源。
[0038]结合图1 一种用于上述方法的装置，所述装置包括进料斗1、与进料斗连通的混合室2，与混合室连通的加热室3和连接在加热室后方的成品出口 4。本实施例中，在加热室内还设有将熔融混合后的原料输出的输送组件5。
[0039]如图1所述，本实施例中所述输送组件呈蜗杆状。
[0040]本实施例中在进料斗与混合室连接处设有挡板。进料斗顶部设置有防尘盖板。
[0041]结合图2，本实施例中，所述进料斗有多个，每个都与混合室连通到一起。本实施例中，多个进料斗可以分别放入不同种类的配料，每种配料根据配方比例调节，方便了混合室对其进行混合，保证每种配料含量不会出现差错。同时料斗内还可以放满配料，然后调节料斗底部的挡板，由挡板控制每个料斗的进料速率，通过速率调节配方比例。采用这种调节方式，实现了配料过程中全程无人操作，节省了人力成本。
[0042]本发明的加热室与出口之间设有三层结构，由内到外控制温度范围为内层的220-240、中间层230-245和外层205-220，在由内到外维持这三层温度，使成品不会在离开加热室后立即凝固，保证其在到达外层时依然为熔融状态，不会造成内部堵塞。
[0043]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种3D打印耗材的成型方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)按照重量配比准备以下原料:PMMA、85-95份，PCL、3-7份，PHA、2-3份，TPU、2-3份；(2)将上述原料分别粉碎成颗粒或者粉末并混合均匀，所述颗粒直径不大于0.1mm ; (3)将步骤(2)中混合均匀的原料加热到218-223度并保持25-35分钟，使各种原料熔融后充分混合到一起； (4)将步骤(3)中熔融的原料挤压成丝状后冷却输出，得到丝状固态打印材料。2.根据权利要求1所述的3D打印PMMA材料的成型方法，其特征在于，步骤(4)中丝状固体直径为1.15-1.25mm。3.一种用于权利要求1所述方法的装置，其特征在于，所述装置包括进料斗(I)、与进料斗连通的混合室(2)，与混合室连通的加热室(3)和连接在加热室后方的成品出口(4)。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在加热室内还设有将熔融混合后的原料输出的输送组件(5)。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述输送组件呈蜗杆状。6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在进料斗与混合室连接处设有挡板。7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，进料斗顶部设置有防尘盖板。8.根据权利要求3-7任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述进料斗有多个，每个都与混合室连通到一起。
【专利摘要】本发明公开了一种3D打印耗材成型方法及其装置，所述装置包括进料斗、与进料斗连通的混合室，与混合室连通的加热室和连接在加热室后方的成品出口。本技术方案中，进料斗方便颗粒状材料倒入混合室，混合室对材料按照比例混合后将其输入加热室，加热室将其加热熔融后成输出。
【IPC分类】A61C13/08
【公开号】CN104970894
【申请号】CN201510400910
【发明人】张海涛
【申请人】北京威控睿博科技有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年7月9日