用于3D打印工艺中的箔材有纸材、塑料薄膜以及金属箔等。在目前实用化的叠层实体制造3D打印工艺中,美国Helisys公司推出的3D打印机采用的是纸材,而以色列Solido公司推出的SD300系列设备使用的是塑料薄膜。同时,金属箔作为叠层材料进行3D打印的工艺方法也在研究进行中。塑料薄膜材料成型建造过程中,层间的粘结是由打印设备喷洒粘结剂实现的,成型材料制备及其要求涉及三个方面的问题,即薄层材料、粘结剂和涂布工艺。目前的成型材料中的薄层材料多为纸材,而粘结剂一般为热熔胶。纸材料的选取、热熔胶的配置及涂布工艺均要从保证最终成型零件的质量出发,同时要考虑成本。对于纸材的性能,要求厚度均匀、具有足够的抗拉强度,粘结剂要有较好的湿润性、涂挂性和粘结性等。下面就纸的性能、热熔胶的要求及涂布工艺进行简要的介绍。
1.纸的性能
对于粘结成型材料的纸材,有以下要求:
1)抗湿性,保证纸原料(卷轴纸)不会因时间长而吸水,从而保证热压过程中不会因水分的损失而产生变形及粘接不牢。纸的施胶度可用来表示纸张抗水能力的大小。
2)良好的浸润性,保证良好的涂胶性能。
3)抗拉强度好,保证在加工过程中不被拉断。
4)收缩率小,保证热压过程中不会因部分水分损失而导致变形,可用纸的伸缩率参数计量。
5)剥离性能好。因剥离时破坏发生在纸张内,要求纸的垂直方向抗拉强度不是很大。
6)易打磨,表面光滑。
7)稳定性好,成型零件可长时间保存。(www.xing528.com)
2.热熔胶
粘结成型工艺中的成型材料多为涂有热熔胶的纸材,层与层之间的粘结是靠热熔胶保证的。热熔胶的种类很多,其中EVA型热熔胶的需求量最大,占热熔胶消费总量的80%左右。当然,在热熔胶中还要添加某些特殊的组分。叠层实体制造工艺用纸材对热熔胶的基本要求为:
1)良好的热熔冷固性(约70~100℃开始熔化,室温下固化)。
2)在反复“熔融-固化”条件下,具有较好的物理化学稳定性。
3)熔融状态下与纸具有较好的涂挂性和涂匀性。
4)与纸具有足够的粘结强度。
5)良好的废料分离性能。
3.涂布工艺
涂布工艺有涂布形状和涂布厚度两个方面。涂布形状指的是采用均匀式涂布还是非均匀涂布,非均匀涂布又有多种形状。均匀式涂布采用狭缝式刮板进行涂布,非均匀涂布有条纹式和颗粒式。一般来讲,非均匀涂布可以减小应力集中,但涂布设备比较贵。涂布厚度指的是在纸材上涂多厚的胶。选择涂布厚度的原则是在保证可靠粘结的情况下,尽可能涂得薄,以减少变形、溢胶和错移。
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