本發(fā)明屬于3d打印制品，具體涉及一種高速燒結(jié)3d打印水性墨水的制備方法、采用該制備方法制得的墨水以及采用該墨水打印方法打印的制件。
背景技術(shù)：
1、粉末床3d打印是一種增材制造(additive?manufacturing)技術(shù)，它通過(guò)將一層薄層的粉末材料鋪在構(gòu)建平臺(tái)上，然后選擇性地熔化或粘結(jié)這些粉末來(lái)創(chuàng)建三維物體。這個(gè)過(guò)程是逐層進(jìn)行的，直到整個(gè)對(duì)象被完整地打印出來(lái)。高速燒結(jié)3d打印是3d打印技術(shù)的一個(gè)分支，它結(jié)合了傳統(tǒng)噴墨打印的高精度噴射能力和3d打印的逐層構(gòu)建理念。這種技術(shù)隨著粘結(jié)劑噴射技術(shù)的成熟而逐漸受到關(guān)注。其工作原理類似于傳統(tǒng)噴墨打印機(jī)的方式，在粉末床上噴射液體粘結(jié)劑或功能性墨水，將粉末顆粒粘合在一起，逐層構(gòu)建三維物體。高速燒結(jié)3d打印技術(shù)相比于普通粉末床3d打印有以下優(yōu)勢(shì)：高分辨率與速度快，高速燒結(jié)3d打印繼承了傳統(tǒng)噴墨打印的高分辨率特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)非常精細(xì)的打印效果。此外，由于噴頭可以同時(shí)噴射多個(gè)點(diǎn)，因此打印速度相對(duì)較快；多材料支持：除了傳統(tǒng)的聚合物粉末外，高速燒結(jié)3d打印還可以應(yīng)用于金屬、陶瓷、砂等多種材料，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)全彩3d打??；后處理簡(jiǎn)化：某些高速燒結(jié)3d打印技術(shù)，如hp?multi?jet?fusion(mjf)，通過(guò)噴射細(xì)節(jié)改進(jìn)劑來(lái)改善零件的質(zhì)量和特性，減少了后續(xù)處理的需求。
2、在高速燒結(jié)3d打印技術(shù)中，粉體或基體的成型過(guò)程高度依賴于墨水的多種物理和化學(xué)特性，這些特性不僅影響打印速度和質(zhì)量，還決定了最終產(chǎn)品的性能。具體來(lái)說(shuō)，墨水的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、紅外吸收能力和微波吸收能力等是確保高效成型的關(guān)鍵因素，其中墨水的生熱效能尤為重要，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到材料的熔化、固化和粘合效果。墨水的使用也需要充分考慮對(duì)環(huán)境的影響。然而，目前使用的普通炭黑配制的墨水多為溶劑型墨水或油性墨水，氣味較大且有毒性，對(duì)環(huán)境有污染。在高速燒結(jié)3d打印過(guò)程中，近紅外光燒結(jié)時(shí)需要使打印墨水中的溶劑受熱揮發(fā)。普通的油性與溶劑型墨水所用的常常為高沸點(diǎn)溶劑，因此容易導(dǎo)致溶劑在打印件中殘留，并影響噴墨區(qū)域的升溫?zé)Y(jié)。不僅如此，揮發(fā)的溶劑常伴隨毒性，會(huì)對(duì)空氣造成污染，并威脅操作者的健康。
3、因此，當(dāng)前亟需開發(fā)一種具有環(huán)境友好性且分散性良好的水性墨水，以應(yīng)用于高速燒結(jié)3d打印領(lǐng)域。然而，使炭黑在水性溶劑里保持良好的分散性擁有巨大挑戰(zhàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于上述不足，本發(fā)明提供了一種環(huán)境友好性且分散性良好的墨水，以應(yīng)用于高速燒結(jié)3d打印領(lǐng)域，制備出性能更佳的打印制件。
2、本發(fā)明首先公開了一種高速燒結(jié)3d打印水性墨水的制備方法，包括：
3、(1)炭黑預(yù)處理：將炭黑粉末放入球磨機(jī)中，加入適量的去離子水，進(jìn)行濕法球磨處理，得預(yù)處理炭黑粉末；
4、(2)制備墨水：將預(yù)處理炭黑粉末緩慢加入到分散液中，繼續(xù)攪拌1h，隨后經(jīng)超聲處理、濾膜過(guò)濾，即得一種高速燒結(jié)3d打印水性墨水。
5、進(jìn)一步地，步驟(1)所述炭黑為乙炔黑、改性炭黑中的一種或多種組合。
6、進(jìn)一步地，所述乙炔黑選自：cabot?conductex?sc，ketjenblack?ec-600jd；所述改性炭黑選自：卡博特m1300，dl-430，color?black?fw200。
7、進(jìn)一步地，步驟(1)所述球磨處理時(shí)間為2～4h，球磨處理轉(zhuǎn)速為200～600r/min。
8、進(jìn)一步地，步驟(2)所述分散液由如下方法制得：
9、在攪拌條件下，向溶劑中依次加入表面活性劑、分散劑、助分散劑i、助分散劑ii和增稠劑，最后加入水?dāng)嚢?0min，得分散液備用。
10、進(jìn)一步地，所述表面活性劑為d502，分散劑為byk-190，助分散劑i為乙二醇，助分散劑ii為三乙二醇，增稠劑為三乙醇胺，溶劑為乙醇。
11、進(jìn)一步地，所述各成分的含量質(zhì)量比為：
12、表面活性劑2wt％、分散劑7wt％、增稠劑1wt％、助分散劑i10wt％、助分散劑ii5wt％、乙醇20wt％、水50wt％。
13、進(jìn)一步地，步驟(2)所述高速燒結(jié)3d打印水性墨水中，包括質(zhì)量比為5％的預(yù)處理炭黑粉，以及質(zhì)量比95％的分散液。
14、進(jìn)一步地，步驟(2)所述超聲處理時(shí)間為30min，所述濾膜的粒徑為0.22μm。
15、本發(fā)明還公開了一種根據(jù)任一上述制備方法制得的高速燒結(jié)3d打印水性墨水。
16、本發(fā)明還公開了一種根據(jù)上述的高速燒結(jié)3d打印水性墨水在制備3d打印制件中的應(yīng)用。
17、本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
18、本發(fā)明制得的高速燒結(jié)3d打印水性墨水經(jīng)離心測(cè)試，墨水可穩(wěn)定存放6個(gè)月，具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性。以往使用的炭黑基墨水多為溶劑型墨水或油性墨水，對(duì)環(huán)境有污染風(fēng)險(xiǎn)。而本發(fā)明顯著解決了上述問(wèn)題，所得墨水環(huán)境友好性，同時(shí)分散性良好。
1.一種高速燒結(jié)3d打印水性墨水的制備方法，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中：
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1～8任一制備方法制得的高速燒結(jié)3d打印水性墨水。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的高速燒結(jié)3d打印水性墨水在制備3d打印制件中的應(yīng)用。