发明公布-201910282860.1-用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材及其制备方法
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 109988390 A
(43)申请公布日 2019.07.09
(21)申请号 201910282860 .1
(22)申请日 2019 .04 .09
C08K 3/08(2006 .01)
B33Y 70/00(2015 .01)
(71)申请人 深圳市众德祥科技有限公司
地址 518000 广东省深圳市坪山区坪山街
道兰金四路14号1号厂房201
(72)发明人 刘相权
(74)专利代理机构 深圳市鼎泰正和知识产权代
理事务所(普通合伙) 44555
代理人 陈文姬
(51)Int .Cl .
C08L 59/00(2006 .01)
C08L 23/06(2006 .01)
C08L 23/12(2006 .01)
C08L 23/16(2006 .01)
C08L 23/08(2006 .01)
CN 109988390 A
权利要求书1页
(54)发明名称
用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材
及其制备方法
(57)摘要
本发明公开了一种用于大件3D打印的金属
粉末注射成型线材及其制备方法，
其配方包括：
粘结剂总组分按重量百分比 算 ，包括共聚甲醛
80-90wt .％ ，骨干高聚物4-8wt .％ ，增韧剂36wt .％，
粘黏剂3-6wt .％；
金属粉末组分为振实
密度4 .5-5 .2g/cm ，
粒径D50＝4-15μm的气雾化
金属粉末，
粘结剂总组分与金属粉末组分的重量
百分比为1∶( 7-8 )。本发明制备的解决了行业在
实际应用过程中普遍存在的两个问题，
通过寻找
本行业更加合适的增韧剂来解决3D打印制备的
线材的过程中存在较脆较硬的问题，
通过不断优
选性能更加优异的粘黏剂来解决3D打印线材过
程中的线材粘结性不强易分层等问题。
说明书5页
附图1页
CN 109988390 A
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1 .一种用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材，
其特征在于，
其配方包括：
粘结剂总
组分和金属粉末组分，
其中，
粘结剂总组分按重量百分比算，
包括以下各组分：
共聚甲醛8090wt .％，
骨干高聚物4-8wt .％，
增韧剂3-6wt .％，
粘黏剂3-6wt .％；
金属粉末组分选取振实
密度4 .5-5 .2g/cm ，
粒径D50＝4-15μm金属粉末，
所述粘结剂总组分与金属粉末组分的重量
百分比为1：
(78)。
2 .根据权利要求1所述的用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材，
其特征在于，
金属粉末组分选取气雾化的：
316L或者17-4PH金属粉末。
3 .根据权利要求1所述的用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材，
其特征在于，
骨干高聚物为改性聚乙烯、
改性聚丙烯、低熔点聚酰胺、
聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯中的
至少一种。
4 .根据权利要求3所述的用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材，
其特征在于，
骨干高聚物为改性聚乙烯、
改性聚丙烯和低熔点聚酰胺中的至少一种。
5 .根据权利要求1所述的用于打印3D大件金属粉末注射成型线材，
其特征在于，
所述增
韧剂为低分子量三元乙丙橡胶、
聚烯烃弹性体、
热塑性弹性体、
乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来
酸酐和丙烯酸酯类接枝共聚物中的至少一种。
6 .根据权利要求5所述的用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材，
其特征在于，
增韧剂为低分子量三元乙丙橡胶、
聚烯烃弹性体、
热塑性弹性体中的至少一种。
7 .根据权利要求1所述的用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材，
其特征在于，
粘黏剂为聚酯类聚合物、
聚醚类聚合物中的一种，
或者聚酯类聚合物与聚醚类聚合物的复
8 .根据权利要求7所述的用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材，
其特征在于，
粘黏剂为聚酯类聚合物与聚醚类聚合物的复配，
复配比0 .6-1 .2。
9 .一种如权利要求1-8任一项所述的用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材的制备
方法，
其特征在于，
包括以下步骤：
S1，
混合：
分别称量粘结剂总组分和金属粉末组分，
并按照配方比例将各组分加入高速
混合机中进行混合，
高速混料机设置转速300-600r/min，
混合时间为5-15min；
S2，
挤出线材：
密炼熔融，
设置密炼机温度155-195℃，
在密炼机中密炼25-55min，
料熔融表面均一性良好之后将喂料转移至挤出机中挤出线材，
包装入库。
10 .根据权利要求9所述的用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材的制备方法，
征在于，
在S1之间还包括SO，
分别称量粘结剂总组分的各组分，
并按照配方比例进行混合，
从而制备得粘结剂总组分。
CN 109988390 A
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用于大件3D打印的金属粉末注射成型线材及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及金属粉末注射成型(MIM)技术领域，
尤其是一种用 于大件3D打印的金
属粉末注射成型线材及其制备方法。
背景技术
[0002] 3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，
它是一种以数字模型文 件为基础，
运用粉
末状金属或塑料等可粘合材料，
通过逐层打印的方 式来构造物体的技术。而3D打印技术中
目前应用最成熟、
最广泛的 是熔融沉积制造(FDM)工艺，
FDM的材料一般是热塑性材料，
蜡、ABS、尼龙等，
以线材或丝状供料。FDM材料在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓
和填充轨迹运动，
同时将熔化的材料挤出，
材料 迅速凝固，
并与周围的材料凝结。
[0003] 金属粉末注射成型是将塑料注射成形技术引入到粉末冶金领域 而形成的一种全
新的零部件加工技术，
该工艺技术具有尺寸精度高、成型速度快、
极高的材料利用率等特
[0004] 将3D打印技术和金属粉末注射成型技术两者进行结合，
未来应 用市场将变得极
其可观。而目前将这将技术应用到市场中普遍存在的 问题是：
[0005]
(1)3D打印需要的制备的线材具有高韧性，
而普通喂料制备的 线材普遍较硬较脆
无法满足需求；
[0006]
(2)另外对于3D打印打制大件而言，
由于打印的制件普遍周长 较大且打印所需时
间较长，
存在着3D打印的过程中线材外圈容易冷 却过快导致与内圈线材粘接不牢等现象，
打印出来的产品出现分层，冷却后翘曲变形等问题。
[0007] 上述问题表现到烧结出来的制件也会出现分层、
力学性能下降、 制件翘曲变形、
尺寸精度降低等问题。
发明内容
[0008] 本发明的目的是提供一种用于大件3D打印的金属粉末注射成型 线材及其制备方
旨在从金属粉末注射成型线材的角度来解决3D 打印过程中存在的两个主要问题，
备的线材普遍韧性较差降低了 3D打印的效率，
在打制大件的过程中线材之间熔融后粘结
性不强易 分层、
冷却后翘曲变形等现象。
[0009] 对本发明来说，
解决上述技术问题的解决办法是通过寻找更加适 合金属粉末注
射成型线材工艺的增韧剂来解决线材的韧性问题，
以及 通过使用经过多次试验优选的性
能更加优异的复配粘黏剂来解决材 料的分层和力学性能下降的问题。
[0010] 本专利发明以常规的316L和17-4PH金属粉末对应的粘结剂，
设 计的粘结剂具有
普适性，
即通过调节粘结剂里面不同组分的含量和配 比可以适用多种不同的金属粉末以
满足客户的不同需求。
[0011] 本发明首先提供一种用于大件3D打印的金属粉末注射成型线 材，
其配方包括：
结剂总组分和金属粉末组分，
其中，
粘结剂总组 分按重量百分比算，
包括以下各组分：
CN 109988390 A
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甲醛(POM)80-90wt .％，骨干高聚物4-8wt .％，
增韧剂3-6wt .％，
粘黏剂3-6wt .％；
金属粉
末 组分选取振实密度4 .5-5 .2g/cm ，
粒径D50＝415μm金属粉末，
所述 粘结剂总组分与金
属粉末组分的重量百分比为1∶(7-8)。
[0012] 所述金属粉末组分选取气雾化的：
316L或者17-4PH金属粉末，选取气雾化的金属
粉末可以为3D打印大件带来更好的表面光洁度。
[0013] 所述骨干高聚物为改性聚乙烯(PE)、
改性聚丙烯、低熔点聚酰 胺、
聚甲基丙烯酸
甲酯和聚苯乙烯中的至少一
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