一种用于木塑膏料的3D打印成型及后处理方法与流程

一种用于木塑膏料的3d打印成型及后处理方法
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，具体涉及一种木塑膏料的3d打印成型及后处理方法。


背景技术：

2.木塑材料兼备木材与塑料的双重特性，可在很多领域替代原木、塑料和铝合金等使用，是未来替代传统木材的新一代节能环保新产品，市场应用前景广泛。3d打印技术有材料利用率高、环境友好、低能耗的优点，木塑材料应用3d打印是一种绿色、高效、无污染的新型加工方式。uv喷绘技术结合了数字图像和喷墨打印的原理，在紫外线波下将喷嘴中的uv油墨喷印到材料的表面，不含挥发性有机溶剂、污染小、不损害人体健康，目前在家具的表面绘画装饰市场应用较多。
3.木质材料粉末密度较小、质量较轻，且本身具有纤维性和联锁效应，其3d打印成型坯体的力学强度和表面质量与金属粉末、陶瓷粉末等常用材料存在一定差距，一般需要通过后处理进一步提高成型坯体的力学强度、表面质量和观赏价值。3d打印常见的后处理工艺包括抛光、粘结、烧结、表面涂覆等，由于木质材料在温度过高时内部结构会发生变化，一些后处理方法不能适用，限制了木塑材料3d打印制品的应用范围。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种木塑膏料的3d打印成型及后处理方法，以解决现有技术中存在的问题。该方法扩大了木塑膏料3d打印成型件的应用范围，为木塑材料3d打印领域增添了一种绿色环保的后处理思路。本发明还提供了一种uv油墨的成分组成。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明提供了一种木塑膏料的3d打印成型及后处理方法，该方法包括以下步骤：1）在计算机上完成打印前模型切片和喷印前图案处理等准备工作；2）配置3d打印木塑膏料和后处理所用uv油墨；3）逐层成型木塑膏料坯体；4）清理坯体表面粗糙部分后，将配置好的uv油墨按设定图案喷印到坯体表面，最后在喷印后的坯体表面增加一保护涂层。
7.本发明提供的木塑膏料的3d打印成型及后处理方法中，步骤4）具体为：首先通过抛光清理木塑膏料成型坯体表面粗糙不均的部分，将表面平整光滑；在紫外光下将制备的uv油墨按设定图案喷印到坯体表面，油墨在坯体表面会迅速固化；在喷印后的坯体表面增加一保护涂层。
8.优选地，所述抛光采用打磨、喷砂或震动，根据木塑膏料坯体的力学强度选择具体的抛光方法；
优选地，uv喷墨头的喷射速率不超过2000滴/s；优选地，在准备工作中设置数字图像的颜色范围和模糊度等参数。
9.优选地，所述涂层采用喷漆、渗蜡或渗树脂，根据喷绘图案的精度、色泽、复杂性等选择具体的涂层方法。
10.本发明提供的木塑膏料的3d打印成型及后处理方法中，所述木塑膏料的3d打印用uv油墨由预聚物、活性稀释剂、颜料、光引发剂和一些助剂混合均匀而成，其中预聚物10-40份，活性稀释剂20-80份，光引发剂5-8份，颜料1-10份，助剂1-10份。
11.优选地，所述预聚物是聚氨酯丙烯酸树脂、丙烯酸酯树脂和环氧丙烯酸树脂中的一种或多种，固化速度快、耐化学性好，木塑膏料是木质基材料与热塑性树脂混合均匀得到的，预聚物与木塑膏料之间的表面相容性更高，可以实现良好的后处理效果。
12.优选地，所述活性稀释剂是己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烯三丙烯酸酯的一种或多种，对皮肤刺激性中等、粘度不超过110mpa
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s；优选地，所述光引发剂是苯偶酰衍生物、α-羟烷基苯酮、酰基膦氧化物等裂解型自由基光引发剂的一种或多种，热稳定性优良、引发活性好；优选地，所述颜料是钛白粉、联苯胺黄、酞菁蓝、永久红、桃红、宝红、耐晒深红、炭墨等的一种或多种。
13.优选地，所述助剂是分散剂、消泡剂、基材润湿剂等的一种或多种。
14.所述木塑膏料的3d打印用uv油墨的制备方法具体为：在避光反应容器中将预聚物、活性稀释剂、光引发剂和分散剂搅拌均匀得到混合液，再将研磨后的填料和其他助剂逐步加入到混合液中，制得木塑膏料的3d打印用uv油墨。
15.采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明将uv油墨喷印到木塑膏料坯体表面，尺寸大、效率高、速度快，可以实现批量化生产，按个性化需求为坯体喷印不同颜色的复杂图案，扩大了木塑膏料3d打印成型件的应用范围，为木塑材料3d打印领域增添了一种绿色环保的后处理思路。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例所公开的木塑膏料的3d打印成型及后处理方法流程图。
实施方式
18.下面将结合实施例对本发明作进一步的描述。显然，所描述的实施例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。
实施例
19.将20份聚氨酯丙烯酸树脂和丙烯酸酯树脂、60份己二醇二丙烯酸酯和二缩三丙二
醇二丙烯酸酯、5份苯偶酰衍生物和α-羟烷基苯酮、10份钛白粉、联苯胺黄和酞菁蓝以及5份助剂混合后通过球磨获得粘度小于30 mpa
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s的uv油墨，配置固相分数40％的木塑膏料；把木塑膏料装入供料缸后，通过刮刀将其铺展到成型缸中，分层厚度为1mm；采用365nm紫外光灯在铺好的木塑膏料表面进行固化，待坯体成型后通过打磨进行抛光去掉粗糙部分，在紫外光下将配置好的uv油墨喷射并迅速固化到成型的坯体表面，喷墨头的喷射速率为1000滴/s，喷印完成后浸到树脂中数秒取出。
实施例
20.将30份丙烯酸酯树脂和环氧丙烯酸树脂、50份二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烯三丙烯酸酯、5份α-羟烷基苯酮和酰基膦氧化物、5份联苯胺黄和10份助剂混合后通过超声获得粘度在30-60 mpa
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s的uv油墨，配置固相分数60％的木塑膏料；把木塑膏料装入供料缸后，通过刮刀将其铺展到成型缸中，分层厚度为0.6mm；采用405nm紫外激光器在铺好的木塑膏料表面进行固化，待坯体成型后通过喷砂进行抛光去掉粗糙部分，在紫外光下将配置好的uv油墨喷射并迅速固化到成型的坯体表面，喷墨头的喷射速率为2000滴/s，喷印完成后漆一保护涂层。
21.本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
22.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种木塑膏料的3d打印成型及后处理方法，其特征在于，所述该方法包括以下步骤：1）在计算机上完成打印前模型切片和喷印前图案处理等准备工作；2）配置3d打印木塑膏料和后处理所用uv油墨；3）逐层成型木塑膏料坯体；4）清理坯体表面粗糙部分后，将配置好的uv油墨按设定图案喷印到坯体表面，最后在喷印后的坯体表面增加一保护涂层。2.根据权利要求1所述的木塑膏料的3d打印成型及后处理方法，其特征在于，步骤4）具体为：首先通过抛光清理木塑膏料成型坯体表面粗糙不均的部分，将表面平整光滑；在紫外光下将制备的uv油墨按设定图案喷印到坯体表面，油墨在坯体表面会迅速固化；在喷印后的坯体表面增加一保护涂层。3.根据权利要求1所述的木塑膏料的3d打印成型及后处理方法，其特征在于，步骤2）中所述木塑膏料的3d打印用uv油墨包括以下组分：预聚物10-40份，活性稀释剂20-80份，光引发剂5-8份，颜料1-10份，助剂1-10份。4.根据权利要求2所述木塑膏料的3d打印用uv油墨，其特征在于，所述预聚物是聚氨酯丙烯酸树脂、丙烯酸酯树脂和环氧丙烯酸树脂中的一种或多种。5.根据权利要求2所述木塑膏料的3d打印用uv油墨，其特征在于，所述活性稀释剂是己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烯三丙烯酸酯的一种或多种。6.根据权利要求2所述木塑膏料的3d打印用uv油墨，其特征在于，所述光引发剂是苯偶酰衍生物、α-羟烷基苯酮、酰基膦氧化物等裂解型自由基光引发剂的一种或多种。7.根据权利要求2所述木塑膏料的3d打印用uv油墨，其特征在于，所述颜料是钛白粉、联苯胺黄、酞菁蓝、永久红、桃红、宝红、耐晒深红、炭墨等的一种或多种。8.根据权利要求2所述木塑膏料的3d打印用uv油墨，其特征在于，所述助剂是分散剂、消泡剂、基材润湿剂等的一种或多种。9.根据权利要求1所述的木塑膏料的3d打印成型及后处理方法，其特征在于，步骤2）中，所述uv油墨的制备方法具体为：在避光反应容器中将预聚物、活性稀释剂、光引发剂和分散剂搅拌均匀得到混合液，再将研磨后的填料和其他助剂逐步加入到混合液中，制得uv油墨。

技术总结
本发明提供了一种用于木塑膏料的3D打印成型及后处理方法，该方法包括以下步骤：在计算机上完成打印前的模型切片和喷印需要的图案处理等准备工作后，配制3D打印木塑膏料和后处理所用UV油墨，在表面平整的木塑膏料成型缸中逐层打印得到坯体；清理掉坯体表面粗糙不均的部分后，将配置好的UV油墨按设定图案喷印到坯体表面，最后在喷印后的坯体表面增加一保护涂层。本发明还公开了一种UV油墨。本发明将UV油墨喷印到木塑膏料坯体表面，尺寸大、效率高、速度快，可以实现批量化生产，按个性化需求为坯体喷印不同颜色的复杂图案，扩大了木塑膏料3D打印成型件的应用范围，为木塑材料3D打印领域增添了一种绿色环保的后处理思路。域增添了一种绿色环保的后处理思路。域增添了一种绿色环保的后处理思路。


技术研发人员：闫承琳 刘东 李晓旭 刘子昕 王琦
受保护的技术使用者：中国林业科学研究院木材工业研究所
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/7/31