阅读说明：本技术 一种用于金属3d打印的薄膜材料及其生产工艺 (A kind of thin-film material and its production technology for metal 3D printing ) 是由 周遂新 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种用于金属3D打印的薄膜材料及其生产工艺,该用于金属3D打印的薄膜材料包括：作为载体的离型纸、设置于该离型纸上的打印材料膜层以及覆盖于该打印材料膜层上的透明离型膜,该打印材料膜层包含有金属粉末和光敏树脂。用于金属3D打印的薄膜材料的生产工艺为：将质量比为70-99％wt的金属粉末和质量比为1-30％wt的光敏树脂放入行星混合釜中均匀混合,再过三辊研磨机制成粘度适于涂覆的浆料,当粘度过大时,加入溶剂或稀释剂调整；然后再采用精密涂覆设备将浆料在离型纸上通过旋涂或刮涂或辊涂方式涂覆一层厚度为10-50μm的湿膜,并在烘干后得到表面粘的干膜,并在干膜上面表覆一层透明离型膜,最后切片或成卷包装,形成用于金属3D打印的薄膜材料。(The present invention discloses a kind of thin-film material and its production technology for metal 3D printing, the thin-film material for metal 3D printing includes: the release paper as carrier, the printed material film layer that is set in the release paper and the transparent release film being covered in the printed material film layer, which includes metal powder and photosensitive resin.The production technology of thin-film material for metal 3D printing are as follows: by mass ratio be 70-99%wt metal powder and mass ratio be 1-30%wt photosensitive resin be put into planet mixing kettle and uniformly mix, the slurry that viscosity is suitable for coating is made after three-roll grinder, when viscosity is excessive, solvent or diluent adjustment is added；Then use accurate coating equipment that slurry is coated a layer thickness by spin coating or blade coating or roll coating model in release paper as 10-50 μm of wet film again, and the viscous dry film in surface is obtained after the drying, and table covers layer of transparent release film on dry film, finally slice or baling form the thin-film material for being used for metal 3D printing.)

一种用于金属3D打印的薄膜材料及其生产工艺

技术领域：

本发明涉及金属3D打印技术领域，特指一种用于金属3D打印的薄膜材料及其生产工艺。

背景技术：

金属3D打印已深入到各个应用领域，包括汽车、电子、医疗、航空航天等，打印设备和打印材料处于不断发展和提升中。

金属粉末作为用途最广的金属3D打印薄膜材料，适用于激光烧结(SLM)、粘结剂喷射(3DP)等设备工艺中；金属丝适用于电子束熔融(EBM)；含粘结剂金属线材适用于熔融挤出(FDM)工艺。在实际使用过程中，金属粉体的填装、生坯件中粉体的清除及回收不可避免，金属粉体的应用存在粉尘污染和粉尘燃爆的风险，尽管设备厂商及用户采用了防爆电器、密闭容器和惰性气体保护等措施，但仍不能完全消除隐患，并且导致直接成本和管理成本增加，金属丝的打印通过高温熔融以液态转为固态形式成型，其成型精度差，并不适合精密部件的要求，含粘结剂金属线材打印是通过高温熔融挤出方式，精度也较差，也不适合精密部件的要求。

因此，市场需要一种安全环保且能实现高精度的金属3D打印薄膜材料，本发明人提出以下技术方案。

发明内容

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本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于金属3D打印的薄膜材料及其生产工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述第一种技术方案：该用于金属3D打印的薄膜材料包括：作为载体的离型纸、设置于该离型纸上的打印材料膜层以及覆盖于该打印材料膜层上的透明离型膜，其中，所述打印材料膜层包含有金属粉末和光敏树脂。

进一步而言，上述技术方案中，所述金属粉末的质量比为70-99％wt；所述光敏树脂的质量比为1-30％wt。

进一步而言，上述技术方案中，所述打印材料膜层的厚度为10-50μm；所述透明离型膜的厚度为9-25μm，离型力3-35g/cm²。

进一步而言，上述技术方案中，所述打印材料膜层的固化波长范围在192-450nm，受波长为192-450nm的光照射的部位硬化成型，未受光部分在40-120℃的温度下变为可移动膏状物。

进一步而言，上述技术方案中，所述金属粉末为铁基粉末、铝合金粉末、铜基粉末、钛合金粉末、高温合金粉末中的任意一种，其粒径在5-50μm。

进一步而言，上述技术方案中，所述光敏树脂为自由基体系、阳离子体系或混合体系中的一种。

进一步而言，上述技术方案中，所述自由基体系中是低聚物和/或单体，其中，低聚物为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或一种以上的组合，所述单体为单官丙烯酸酯；所述阳离子体系包括环氧树脂与活性稀释剂及阳离子光引发剂及增感剂。

为了解决上述技术问题，本发明采用了下述第二种技术方案：该用于金属3D打印的薄膜材料的生产工艺为：将质量比为70-99％wt的金属粉末和质量比为1-30％wt的光敏树脂放入行星混合釜中均匀混合，再过三辊研磨机制成粘度适于涂覆的浆料，当粘度过大时，加入溶剂或稀释剂调整；然后再采用精密涂覆设备将浆料在离型纸上通过旋涂或刮涂或辊涂方式涂覆一层厚度为10-50μm的湿膜，并在烘干后得到表面粘的干膜，并在干膜上面表覆一层透明离型膜，最后切片或成卷包装，形成用于金属3D打印的薄膜材料。

进一步而言，上述技术方案中，该生产工艺为：称取100g聚乙二醇二丙烯酸酯，3g自由基光引发剂TPO，0.5g引发助剂BP，0.5g偶联剂KH-550，将上述原料放入行星混合釜中混合后常温下中速搅拌，至均一液体，持续搅拌；再称取900g粒径为10um并呈雾化粉末状的铁粉，并将铁粉缓慢加入液体中，充分混合，再加入30g二乙二醇丁醚醋酸酯，经过三辊研磨机制成粘度适于涂覆的浆料；采用精密涂覆设备将该浆料在离型纸上通过旋涂或刮涂或辊涂方式涂覆一层厚度为10-50μm的湿膜，并在烘干后得到表面粘的干膜，并在干膜上面表覆一层透明离型膜，最后切片或成卷包装，形成铁基粉末3D打印薄膜材料。

进一步而言，上述技术方案中，该生产工艺为：称取100g环氧树脂2021P、3g阳离子光引发剂CPI-210S、0.2g光敏剂ITX、0.5g偶联剂KH-550，将上述原料放入行星混合釜中混合后常温下中速搅拌，至均一液体，持续搅拌；再称取900g粒径为12um并呈雾化粉末状的铝合金粉，并将铝合金粉缓慢加入液体中，充分混合，再加入30g二乙二醇丁醚醋酸酯，经过三辊研磨机制成粘度适于涂覆的浆料；采用精密涂覆设备将该浆料在离型纸上通过旋涂或刮涂或辊涂方式涂覆一层厚度为10-50μm的湿膜，并在烘干后得到表面粘的干膜，并在干膜上面表覆一层透明离型膜，最后切片或成卷包装，形成铝合金粉末3D打印薄膜材料。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

1、本发明用于金属3D打印的薄膜材料在使用时，将第一片薄膜材料上的离型纸剥离并固定在3D打印机的载板上，并通过光照固化成型，再将第一片薄膜材料上的透明离型膜除去，留下打印材料膜层；将第二片薄膜材料上的离型纸剥离并覆盖于第一片薄膜材料的打印材料膜层上，并通过光照固化成型，再将第二片薄膜材料上的透明离型膜除去；这样层层叠加，最后得到一实体，将此实体放入烘箱或溶剂中，去除未光固部分并回收，得到需要的生坯金属实体，生坯金属实体通过烧结得到3D打印的金属实体，以此改善现有金属3D打印的安全性和环保性，即本发明为一种安全环保且能实现高精度的金属3D打印薄膜材料，并具有极强的市场竞争力。

2、本发明用于金属3D打印的薄膜材料的生产工艺步骤简单，且操作简易，科学合理，并能制成一种安全环保且能实现高精度的金属3D打印薄膜材料，以具有极强的市场竞争力。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

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下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

见图1所示，本发明为一种用于金属3D打印的薄膜材料，其可以是片状，也可以是卷状，其包括：作为载体的离型纸1、设置于该离型纸1上的打印材料膜层2以及覆盖于该打印材料膜层2上的透明离型膜3，其中，所述打印材料膜层2包含有金属粉末和光敏树脂。本发明用于金属3D打印的薄膜材料在使用时，将第一片薄膜材料上的离型纸剥离并固定在3D打印机的载板上，并通过光照固化成型，再将第一片薄膜材料上的透明离型膜3除去，留下打印材料膜层；将第二片薄膜材料上的离型纸剥离并覆盖于第一片薄膜材料的打印材料膜层上，并通过光照固化成型，再将第二片薄膜材料上的透明离型膜3除去；这样层层叠加，最后得到一实体，将此实体放入烘箱或溶剂中，去除未光固部分并回收，得到需要的生坯金属实体，生坯金属实体通过烧结得到3D打印的金属实体，以此改善现有金属3D打印的安全性和环保性，即本发明为一种安全环保且能实现高精度的金属3D打印薄膜材料，并具有极强的市场竞争力。

所述离型纸1作用是作为生产过程中的载体，在3D打印时需提前除去；所述打印材料膜层2是一层由金属粉末填充于光敏树脂材料中形成的薄膜，该膜层具有良好的成膜性，也有良好的自粘性能，适用于增材制造；所述透明离型膜3为透明PET重离型膜，在3D打印时用于氧阻聚保护层，一旦曝光完成即可去除，以便打印新的一层。

所述金属粉末的质量比为70-99％wt；所述光敏树脂的质量比为1-30％wt。

所述打印材料膜层2的厚度为10-50μm；所述透明离型膜的厚度为9-25μm，离型力3-35g/cm²。

所述打印材料膜层2的固化波长范围在192-450nm，受波长为192-450nm的光(如紫外光)照射的部位硬化成型，未受光部分在40-120℃的温度下变为可移动膏状物，以便后期回收，达到环保功效。

所述金属粉末为铁基粉末、铝合金粉末、铜基粉末、钛合金粉末、高温合金粉末中的任意一种，其粒径在5-50μm，可以是雾化粉末或羰基粉末或还原粉末，该金属粉末表面可做活化或包覆处理，粉末颗粒形状均匀，以近球形为佳，均匀结构有助于烧结成形的可控形变。

所述光敏树脂为自由基体系、阳离子体系或混合体系中的一种。所述自由基体系中是低聚物和/或单体，其中，低聚物为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或一种以上的组合，所述单体为单官丙烯酸酯；所述阳离子体系包括环氧树脂与活性稀释剂及阳离子光引发剂及增感剂。合适的两个或两个以上多官丙烯酸酯，如聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基三丙烯酸酯、季戊四醇五丙烯酸酯等。光引发剂根据光源的不同选用光吸收范围在192-450nm的引发剂，型号为184、819、TPO中的一种；添加剂包括流平剂、消泡剂、抗氧剂、染料中的至少一种。

综上所述，本发明用于金属3D打印的薄膜材料在使用时，将第一片薄膜材料上的离型纸剥离并固定在3D打印机的载板上，并通过光照固化成型，再将第一片薄膜材料上的透明离型膜3除去，留下打印材料膜层；将第二片薄膜材料上的离型纸剥离并覆盖于第一片薄膜材料的打印材料膜层上，并通过光照固化成型，再将第二片薄膜材料上的透明离型膜3除去；这样层层叠加，最后得到一实体，将此实体放入烘箱或溶剂中，去除未光固部分并回收，得到需要的生坯金属实体，生坯金属实体通过烧结得到3D打印的金属实体，以此改善现有金属3D打印的安全性和环保性，即本发明为一种安全环保且能实现高精度的金属3D打印薄膜材料，并具有极强的市场竞争力。

本发明为一种用于金属3D打印的薄膜材料的生产工艺，该生产工艺为：将质量比为70-99％wt的金属粉末和质量比为1-30％wt的光敏树脂放入行星混合釜中均匀混合，再过三辊研磨机制成粘度适于涂覆的浆料，当粘度过大时，加入溶剂或稀释剂调整；然后再采用精密涂覆设备将浆料在离型纸上通过旋涂或刮涂或辊涂方式涂覆一层厚度为10-50μm的湿膜，并在烘干后得到表面粘的干膜，并在干膜上面表覆一层透明离型膜，最后切片或成卷包装，形成用于金属3D打印的薄膜材料。本发明用于金属3D打印的薄膜材料的生产工艺步骤简单，且操作简易，科学合理，并能制成一种安全环保且能实现高精度的金属3D打印薄膜材料，以具有极强的市场竞争力。

实施例一：

称取100g聚乙二醇400二丙烯酸酯，3g自由基光引发剂TPO，0.5g引发助剂BP，0.5g偶联剂KH-550，将上述原料放入行星混合釜中混合后常温下中速搅拌，至均一液体，持续搅拌；再称取900g粒径为10um并呈雾化粉末状的铁粉，并将铁粉缓慢加入液体中，充分混合，再加入30g二乙二醇丁醚醋酸酯，经过三辊研磨机制成粘度适于涂覆的浆料；采用精密涂覆设备将该浆料在离型纸上通过旋涂或刮涂或辊涂方式涂覆一层厚度为10-50μm的湿膜，并在烘干后得到表面粘的干膜，并在干膜上面表覆一层透明离型膜，最后切片或成卷包装，形成铁基粉末3D打印薄膜材料。其中，用黑色塑料袋包装好备用。

实施例二：

称取100g环氧树脂2021P、3g阳离子光引发剂CPI-210S、0.2g光敏剂ITX、0.5g偶联剂KH-550，将上述原料放入行星混合釜中混合后常温下中速搅拌，至均一液体，持续搅拌；再称取900g粒径为12um并呈雾化粉末状的铝合金粉，并将铝合金粉缓慢加入液体中，充分混合，再加入30g二乙二醇丁醚醋酸酯，经过三辊研磨机制成粘度适于涂覆的浆料；采用精密涂覆设备将该浆料在离型纸上通过旋涂或刮涂或辊涂方式涂覆一层厚度为10-50μm的湿膜，并在烘干后得到表面粘的干膜，并在干膜上面表覆一层透明离型膜，最后切片或成卷包装，形成铝合金粉末3D打印薄膜材料。其中，用黑色塑料袋包装好备用。

当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。