3d打印耗材pla線材的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑料成型技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工
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【背景技術(shù)】
[0002]3D打印機作為一種快速累積制造技術(shù)，由于其無需機械加工或模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體，從而極大地所縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)率，被人們廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。
[0003]3D打印機所使用的材料的好壞則直接決定產(chǎn)品的外觀和性能。以前的3D打印塑料線材的生產(chǎn)方法利用熔融擠出技術(shù)使得原料達到熔融狀態(tài)，然后通過擠出頭擠出塑料線材，經(jīng)過冷卻后由收卷機對塑料線材進行卷裝。通過上述生產(chǎn)工藝制成的3D打印塑料線材的圓度精度較差，穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種圓度精度高、穩(wěn)定性高的3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0006]按重量份計，將94?96份的PLA顆粒與4?6份的增韌劑混合均勻后制得PLA混合原料；
[0007]將PLA混合原料加入擠出機的料斗，在擠出機的料斗對PLA混合原料在45?60 °C溫度下烘料1.5-2小時；
[0008]烘干后的PLA混合原料進入擠出機料筒中，在螺桿旋轉(zhuǎn)和加熱裝置的電加熱作用下升溫熔融，熔料在螺桿的旋轉(zhuǎn)推動下進入擠出模頭擠出塑料線材；其中，所述料筒沿進料方向依次分為第一區(qū)、第二區(qū)、第三區(qū)和第四區(qū)，對所述第一區(qū)、所述第二區(qū)、所述第三區(qū)和所述第四區(qū)分別加熱至以下設(shè)定溫度:168°C、178°C、175°C和179°C，將所述擠出模頭加熱至以下設(shè)定溫度:170°C?173°C ;所述螺桿的轉(zhuǎn)速為50?60r/min ；
[0009]將擠出后的塑料線材先經(jīng)過自然冷卻，再在40°C?45°C溫水中冷卻，然后經(jīng)過自然冷卻，最后在28°C?30°C冷水中冷卻；
[0010]通過吹干機對冷卻后的塑料線材進行冷卻、干燥；
[0011]通過測線裝置檢測塑料線材截面的圓度、尺寸是否達到規(guī)定的范圍，如果否，則通過調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速和牽引機的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)塑料線材的尺寸，通過調(diào)節(jié)所述擠出模頭的溫度以調(diào)節(jié)塑料線材的圓度；和
[0012]通過收卷機將從牽引機出來的合格產(chǎn)品收卷成盤。
[0013]在其中一個實施例中，還包括以下步驟:
[0014]通過冷卻裝置對所述料筒的進料口進行冷卻。
[0015]在其中一個實施例中，通過調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速和牽引機的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)塑料線材的尺寸具體為:當尺寸大于規(guī)定值時，降低螺桿的轉(zhuǎn)速，增加牽引機的轉(zhuǎn)速；當尺寸小于規(guī)定值時，增加螺桿的轉(zhuǎn)速，降低牽引機的轉(zhuǎn)速。
[0016]在其中一個實施例中，調(diào)節(jié)所述擠出模頭的溫度以調(diào)節(jié)塑料線材的圓度具體為:當圓度大于規(guī)定值時，降低所述擠出模頭的溫度。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝，通過在原料中增加增韌劑，降低PLA材料脆性和提高抗沖擊性能，可以防止打印時起疙瘩、斷線，提高打印質(zhì)量；通過對PLA混合原料進行烘料，去除原料中的水分，防止產(chǎn)生氣泡，影響打印質(zhì)量；料筒分為四個區(qū)進行溫控，第一區(qū)的溫度較低，防止溫度傳遞至料斗下料口使下料口的溫度過高，堵塞下料口，第二區(qū)的溫度在第一區(qū)的基礎(chǔ)上增加10°C，可以提高熔融效果，第三區(qū)在第二區(qū)的基礎(chǔ)上降:TC，第四區(qū)的溫度在第三區(qū)的基礎(chǔ)上增加4°C，可以使原料充分熔融，提高熔融效果；擠出模頭的溫度較低，可以取保擠出線材的圓度；冷卻時先經(jīng)過自然冷卻，再通過溫水冷卻，然后經(jīng)過自然冷卻，最后在冷水中冷卻，可以使從擠出模頭擠出的塑料線材避免經(jīng)過急降溫，從而導(dǎo)致線材變形，影響圓度精度，最終影響打印效果。
[0018]綜上，本發(fā)明的3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝可以提高線材圓度精度和穩(wěn)定性，避免產(chǎn)生氣泡，有利于提高打印質(zhì)量。
[0019]本發(fā)明附加技術(shù)特征所具有的有益效果將在本說明書【具體實施方式】部分進行說明。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例中的3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝的流程圖。
[0021]附圖標記說明:1、擠出機；11、料斗；12、料筒；13、擠出模頭；2、水槽；21、溫水槽；22、冷水槽；23、導(dǎo)線輪；24、溫水箱；25、冷水箱；3、吹干機；4、測線裝置；5、牽引機；6、收卷機。
【具體實施方式】
[0022]下面參考附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，以下各實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0023]圖1為本發(fā)明實施例中的3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝的流程圖，如圖1所示，3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝包括以下步驟:
[0024](I)備料。按重量份計，將92?95份的PLA顆粒與4?6份的增韌劑混合均勻后制得PLA混合原料。PLA采用型號為4032D的PLA材料，此種PLA材料具有高流通性，有利于確保塑料線材的圓度精確度。通過在原料中增加增韌劑，降低PLA材料脆性和提高抗沖擊性能，可以防止打印時起疙瘩、斷線，提高打印質(zhì)量。
[0025](2)烘料。將PLA混合原料加入擠出機I的料斗11，在擠出機I的料斗11對PLA混合原料在45?60°C溫度下烘料1.5-2小時。通過對PLA混合原料進行烘料，去除原料中的水分，防止產(chǎn)生氣泡，影響打印質(zhì)量。
[0026](3)擠出。烘干后的PLA混合原料進入擠出機I料筒12中，在螺桿旋轉(zhuǎn)和加熱裝置的電加熱作用下升溫熔融，熔料在螺桿的旋轉(zhuǎn)推動下進入擠出模頭13擠出塑料線材；其中，所述料筒12沿進料方向依次分為第一區(qū)、第二區(qū)、第三區(qū)和第四區(qū)，對所述第一區(qū)、所述第二區(qū)、所述第三區(qū)和所述第四區(qū)分別加熱至以下設(shè)定溫度:168°C、178°C、175°C和179°C，將所述擠出模頭13加熱至以下設(shè)定溫度:170°C?173°C，該溫度根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)。所述螺桿的轉(zhuǎn)速為50?60r/min，螺桿的轉(zhuǎn)速根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)。料筒分為四個區(qū)進行溫控，第一區(qū)的溫度較低，防止溫度傳遞至料斗下料口使下料口的溫度過高，堵塞下料口，第二區(qū)的溫度在第一區(qū)的基礎(chǔ)上增加10°C，可以提高熔融效果，第三區(qū)在第二區(qū)的基礎(chǔ)上降3°C，第四區(qū)的溫度在第三區(qū)的基礎(chǔ)上增加4°C，可以使原料充分熔融，提高熔融效果；擠出模頭的溫度較低，可以取保擠出線材的圓度。較優(yōu)地，通過冷卻裝置對所述料筒的進料口進行冷卻，防止料斗11下料口的溫度過高，堵塞下料口。
[0027](4)冷卻。擠出后的塑料線材先經(jīng)過自然冷卻，以初步降溫，再進入水槽2冷卻。如圖1所示，水槽2由隔板分隔成溫水槽21和冷水槽22，通過溫水箱24為溫水槽21提供冷卻水，溫水箱24內(nèi)的水溫為40°C?45°C，通過冷水箱25為冷水槽22提供冷卻水，冷水箱25中的水溫為28°C?30°C，溫水槽21和冷水槽22中均設(shè)置有導(dǎo)線輪23。溫水槽21末端的導(dǎo)線輪23的高度高于水面，這樣，溫水冷卻后，將線材引出水面進行自然冷卻。冷卻時先經(jīng)過自然冷卻，再通過溫水冷卻，然后經(jīng)過自然冷卻，最后在冷水中冷卻，可以使從擠出模頭擠出的塑料線材避免經(jīng)過急降溫，從而導(dǎo)致線材變形，影響圓度精度。
[0028](5)干燥。通過吹干機3對冷卻后的塑料線材進行冷卻、干燥。
[0029](6)檢測及調(diào)節(jié)。通過測線裝置4檢測塑料線材截面的圓度、尺寸是否達到規(guī)定的范圍(1.75mm, 3.0mm,誤差±0.03mm)，如果否，則通過調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速和牽引機5的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)塑料線材的尺寸，通過調(diào)節(jié)所述擠出模頭13的溫度以調(diào)節(jié)塑料線材的圓度。通過調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速和牽引機5的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)塑料線材的尺寸具體為:當尺寸大于規(guī)定值時，降低螺桿的轉(zhuǎn)速，增加牽引機5的轉(zhuǎn)速；當尺寸小于規(guī)定值時，增加螺桿的轉(zhuǎn)速，降低牽引機5的轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)所述擠出模頭13的溫度以調(diào)節(jié)塑料線材的圓度具體為:當圓度大于規(guī)定值時，降低所述擠出模頭13的溫度。
[0030](7)收卷。將從牽引機5出來的合格產(chǎn)品由收卷機6收卷成盤。
[0031]通過上述生產(chǎn)工藝制得的3D打印耗材PLA線材的圓度可達±0.03mm，圓度精度高，且穩(wěn)定性好。
[0032]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟: 按重量份計，將94?96份的PLA顆粒與4?6份的增韌劑混合均勻后制得PLA混合原料； 將PLA混合原料加入擠出機的料斗，在擠出機的料斗對PLA混合原料在45?60°C溫度下烘料1.5-2小時； 烘干后的PLA混合原料進入擠出機料筒中，在螺桿旋轉(zhuǎn)和加熱裝置的電加熱作用下升溫熔融，熔料在螺桿的旋轉(zhuǎn)推動下進入擠出模頭擠出塑料線材；其中，所述料筒沿進料方向依次分為第一區(qū)、第二區(qū)、第三區(qū)和第四區(qū)，對所述第一區(qū)、所述第二區(qū)、所述第三區(qū)和所述第四區(qū)分別加熱至以下設(shè)定溫度:168°C、178°C、175°C和179°C，將所述擠出模頭加熱至以下設(shè)定溫度:170°C?173°C ;所述螺桿的轉(zhuǎn)速為50?60r/min ； 將擠出后的塑料線材先經(jīng)過自然冷卻，再在40 V?45 V溫水中冷卻，然后經(jīng)過自然冷卻，最后在28°C?30 °C冷水中冷卻； 通過吹干機對冷卻后的塑料線材進行冷卻、干燥； 通過測線裝置檢測塑料線材截面的圓度、尺寸是否達到規(guī)定的范圍，如果否，則通過調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速和牽引機的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)塑料線材的尺寸，通過調(diào)節(jié)所述擠出模頭的溫度以調(diào)節(jié)塑料線材的圓度；和 通過收卷機將從牽引機出來的合格產(chǎn)品收卷成盤。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝，其特征在于，還包括以下步驟: 通過冷卻裝置對所述料筒的進料口進行冷卻。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝，其特征在于，通過調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速和牽引機的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)塑料線材的尺寸具體為:當尺寸大于規(guī)定值時，降低螺桿的轉(zhuǎn)速，增加牽引機的轉(zhuǎn)速；當尺寸小于規(guī)定值時，增加螺桿的轉(zhuǎn)速，降低牽引機的轉(zhuǎn)速。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝，其特征在于，調(diào)節(jié)所述擠出模頭的溫度以調(diào)節(jié)塑料線材的圓度具體為:當圓度大于規(guī)定值時，降低所述擠出模頭的溫度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：(1)備料，將PLA顆粒與增韌劑混合；(2)烘料，將PLA混合原料加入擠出機的料斗烘料；(3)擠出，在螺桿旋轉(zhuǎn)和加熱裝置的電加熱作用下升溫熔融，熔料在螺桿的旋轉(zhuǎn)推動下進入擠出模頭擠出塑料線材；(4)冷卻，將擠出后的塑料線材依次經(jīng)過自然冷卻、溫水中冷卻、自然冷卻和冷水中冷卻；(5)干燥，通過吹干機對冷卻后的塑料線材進行冷卻；(6)檢測及調(diào)節(jié)，通過測線裝置檢測塑料線材截面的圓度、尺寸是否達到規(guī)定的范圍；(7)收卷。本發(fā)明的3D打印耗材PLA線材的生產(chǎn)工藝可以提高線材圓度精度和穩(wěn)定性，避免產(chǎn)生氣泡，有利于提高打印質(zhì)量。
【IPC分類】B29C67/00, B29C47/00, B33Y70/00, B29C47/78, B29C47/88
【公開號】CN105216326
【申請?zhí)枴緾N201510698757
【發(fā)明人】楊雨生
【申請人】珠海西通電子有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月21日