一种涂布工艺TPU的加工步骤和方法与流程

文档序号:37099466发布日期:2024-02-22 20:57阅读:64来源:国知局

本发明涉及一种涂布工艺tpu的加工步骤和方法,属于3d打印。


背景技术:

1、随着3d打印行业的不断发展,3d打印越来越贴近人们生活,目前利用sla单组份成型工艺打印的3d打印鞋子得到了疯狂的追捧和热销,但是sla打印的鞋子受到双组份的影响,只能打印特殊设计的鞋子和的单一颜色制品。而随着fdm的不断发展,现在出现了特色tpu打印的鞋子,但是因为受到打印速度慢、成型形状受到限制等影响,一直没有发展起来。2023年随着fdm工艺打印速度的提高、技术的成熟度,目前可以打印彩色的tpu的鞋子,但是根据市场反馈tpu在fdm成型的主要缺点在于速度慢、层间结合力差、表面细腻度不够等缺陷而无法应用。该发明不仅能实现多颜色鞋子打印,而且可以实现各种可穿戴制品的直接成型,例如:箱包、表带、玩具、柔性制品等。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种涂布工艺tpu的加工步骤和方法,利用成型件的后处理工艺将成型件加以处理,不仅提高了fdm打印常规tpu的打印速度3-4倍,而且实现了多彩的柔性打印,成型件经过处理后,层间结合力大大增加,表面效果也和sla表面细腻程度相当,这样的工艺,不仅打破了3d只能打印特定设计的局限,而且大大的降低了打印成本、提高了效率,更重要的是打印的实物可以直接进行穿戴。

2、为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:

3、一种涂布工艺tpu的加工方法,采用的加工步骤如下:

4、s1、打印丝材涂布材料的制备,主要由pvb粉末80份、甲醇溶液、dmf溶液、丁酮溶液、tpu聚氨酯颗粒组成,所述甲醇溶液的浓度为95%以上;

5、s2、制备特种tpu原料,主要有tpu64d、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(pbat)、聚己内酯、聚乙烯醇、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、硅烷偶联剂、烯丙基聚氧烷基环氧基醚组成,并混合后,造粒造型,得到tpu聚合物备用;

6、s3、通过单螺杆拉丝加工设备进行拉丝处理,加工设备及工艺为现有技术,见专利(cn114752196a2);

7、s4、利用fdm3d打印工艺的三维成型技术,打印成制品,得到用品的成型件;

8、s5、成型件的二次处理,并得到tpu增材的3d打印用品。

9、优选的,所述s1中具体步骤如下:

10、s11、将pvb粉末经过搅拌充分溶解再一定量的甲醇溶剂中,形成pvb的甲醇溶液,制备成溶液一;

11、s12、按百分比计将70%dmf溶液和20%丁酮溶液混合形成混合溶液,并加入10%的tpu聚氨酯颗粒,使得tpu聚氨酯颗粒溶解在混合溶液中,制备成溶液二;

12、s13、将步骤s11和步骤s12中得到的溶液一和溶液二按照质量比8:2进行混合,并经过蒸发处理过程得到固体物质;

13、s14、将步骤s13中得到的固体物质进行造粒处理,成pvb聚合物备用。

14、进一步的,所述步骤s12中溶液二的的粘度控制在0.0006-0.0008mpa.s。

15、优选的,所述步骤s2中按照质量比计:

16、tpu64d60-80%、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(pbat)5-15%、聚己内酯6-8%、聚乙烯醇1-10%、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯2-6%、硅烷偶联剂1-3%、烯丙基聚氧烷基环氧基醚3~10份。

17、进一步的,所述步骤s3中将步骤s14中制备的pvb聚合物作为外层材料,步骤s2中制备的tpu聚合物作为内层材料,由同心共挤加工成3d打印丝,所述3d打印丝的直径为1.75mm。

18、优选的,所述步骤s4中fdm打印速度为单位体积速度10-12mm3/s,由于tpu的常规硬度95a,比较柔软,打印速度一般在单位体积速度3.6mm3/s,而经过pvb涂布成型的tpu的硬度在82d,材料硬度硬,这个直接影响了fdm打印速度,经过我们大量测试,目前的单位体积速度在10-12mm3/s,这个打印速度是常规tpu的3-4倍,而且实现了复杂模型轻松打印成型、彩色多种颜色的打印。

19、优选的,所述步骤s5中具体步骤如下:

20、s51、将成型件在酒精或甲醇溶液中进行浸泡10-20分钟,制备的聚合物,将被甲醇或酒精作用下,溶解成膜,在成型件的表面形成光滑膜表面,消除了fdm打印过程中的“层纹”提高了表面光洁度,而成型件内部的pvb聚合物在受到酒精浸泡后溶解并形成溶胶物质,可以完全填补成型件的空隙,层间结合力大大提高。

21、s52、将成型件从溶剂取出后,利用酒精熏蒸工艺,除去成型制品表面的溶剂,并进一步利用pvb凝胶的作用增强层间结合力。

22、进一步的,所述步骤s51中在浸泡时同步利用超声波设备进行震荡。

23、本发明至少具备以下有益效果:

24、1、本发明利用成型件的后处理工艺将成型件加以处理,不仅提高了3-4倍的fdm打印速度,而且成型件经过处理后,层间结合力大大增加,表面效果也和sla表面细腻程度相当,这样的工艺,不仅打破了3d只能打印特殊设计的局限,而且大大的降低了打印成本、提高了效率,更重要的是打印的实物可以多彩色打印、直接进行穿戴,大大促进了行业的进一步发展。

25、2、本发明成型件表面pvb被溶解成膜,内部pvb被酒精或甲醇溶解软化,所以成型件的硬度大大降低,最后的硬度将维持在75a左右,该硬度适合打印各种可穿戴用品,适用于鞋子、箱包、表带、玩具等各种行业。



技术特征:

1.一种涂布工艺tpu的加工方法,其特征在于,采用的加工步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种涂布工艺tpu的加工方法,其特征在于:所述s1中具体步骤如下:

3.根据权利要求2所述的一种涂布工艺tpu的加工方法,其特征在于:所述步骤s12中溶液二的的粘度控制在0.0006-0.0008mpa.s。

4.根据权利要求1所述的一种涂布工艺tpu的加工方法,其特征在于:所述步骤s2中按照质量比计:

5.根据权利要求2所述的一种涂布工艺tpu的加工方法,其特征在于:所述步骤s3中将步骤s14中制备的pvb聚合物作为外层材料,步骤s2中制备的tpu聚合物作为内层材料,由同心共特种加工设备挤加工成3d打印丝,所述3d打印丝的直径为1.75mm。

6.根据权利要求1所述的一种涂布工艺tpu的加工方法,其特征在于:所述步骤s4中fdm打印速度为单位体积速度10-12mm3/s。

7.根据权利要求1所述的一种涂布工艺tpu的加工方法,其特征在于:所述步骤s5中具体步骤如下:

8.根据权利要求7所述的一种涂布工艺tpu的加工方法,其特征在于:所述步骤s51中在浸泡时同步利用超声波设备进行震荡。


技术总结
本发明涉及3D打印技术领域,具体为一种涂布工艺TPU的加工步骤和方法。本发明利用成型件的后处理工艺将成型件加以处理,不仅提高了3‑4倍的FDM打印速度,能实现TPU在FDM打印过程中无法实现的复杂模型的成功打印,同时突破了能打印彩色柔性,而且成型件经过处理后,层间结合力大大增加,表面效果也和SLA表面细腻程度相当,这样的工艺,不仅打破了3D打印只能打印利用双组份特种设计鞋单一颜色打印的局限,而且大大的降低了打印设备成本、成型件打印成本、提高了效率,实现彩色打印,更重要的是打印的实物可以直接进行穿戴,同时本发明成型件最后的硬度将维持在70A左右,该硬度适合打印各种可穿戴用品,适用于各种行业。

技术研发人员:傅文军,张璞,韩民峰,朱涛,何督督,张晓军
受保护的技术使用者:徐州唯佳新材料科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/2/21
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