一种用于水利试验模型的3D打印材料

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种用于水利试验模型的3D打印材料。

背景技术

水力模型是为在实验室中模拟复杂的自然环境中水的动态变化即水中物质的扩散过程而制作的小规模模型。用以预测当时环境给与某种影响时所发生的变化。其水平方向及深度方向的比例不同，按相似规律设计而成。可根据试验目的确定组合支配各种现象和变化过程的因子并观察模型中(如设计的河流、湖泊、海湾等模型)污染物扩散规律和情况。

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。而3D打印技术可进行水利实验模型的打印。

现有用于水利试验模型的3D打印材料无法实现模型的快速制作，且成型均匀性、细腻性差，无法满足高效、便捷的水利试验模型的3D打印需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水利试验模型的3D打印材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于水利试验模型的3D打印材料，所述3D打印材料主要由以下原料制备而成：轻烧镁粉、粉砂、水、茶皂素、天然纤维、合金粉末、减水剂、色浆、着色剂、粘连剂和促凝剂，其中，轻烧镁粉、粉砂、水、茶皂素、天然纤维、合金粉末、减水剂、色浆、着色剂、粘连剂和促凝剂基于总重量为100％，其各组分重量含量百分比为：

轻烧镁粉25％、粉砂38％、水20％、茶皂素1％、天然纤维5％、合金粉末2％、减水剂5％、色浆1％、着色剂0.5％、粘连剂1.5％和促凝剂1％。

优选的，所述轻烧镁粉、粉砂和水混合成为第一混合材料。

优选的，占总重量1％的所述茶皂素作为引气剂进行应用，在30℃以下的第一混合材料中，添加粉剂茶皂素。

优选的，占总重量5％的所述天然纤维为木质纤维、竹纤维和碳纤维中的一种或多种，其中纤维长度为所制造水利试验模型最薄部位厚度的25％-40％。

优选的，占总重量5％的所述减水剂包括木质素磺酸钙、海藻糖、硅酮粉、页岩灰、聚萘甲醛磺酸钠盐、氟硅酸钠和硅酮，其中木质素磺酸钙、海藻糖、硅酮粉、页岩灰、聚萘甲醛磺酸钠盐、氟硅酸钠和硅酮基于总重量为100％，其各组分重量含量百分比为：

木质素磺酸钙40％、海藻糖5％、硅酮粉15％、页岩灰5％、聚萘甲醛磺酸钠盐15％、氟硅酸钠10％和硅酮10％。

优选的，占总重量1.5％的所述粘连剂包括缩合硅酸钠、单月桂基磷酸酯和油酸钠。

优选的，占总重量1％的所述促凝剂包括碳酸锂、硫酸铝、苏打和萤石。

本发明的技术效果和优点：该用于水利试验模型的3D打印材料，在第一混合材料中加入茶皂素后获得的含气量以及增加的坍落度经时损失都能满足国标规定，保证材质混合均匀性和细腻性；天然纤维的添加实现产品的增韧，保证水利试验模型的强度与连接稳定；缩合硅酸钠可有效疏散在第一混合材料中内部，密度极高，使打印出的本水利试验模型抗压强度好，不易破碎；整体配方合理，材料粘连性好，稳定性强，具有良好的出泵形态、保持能力和粘连性能,具有较高的实用价值。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明提供了一种用于水利试验模型的3D打印材料，所述3D打印材料主要由以下原料制备而成：轻烧镁粉、粉砂、水、茶皂素、天然纤维、合金粉末、减水剂、色浆、着色剂、粘连剂和促凝剂，其中，轻烧镁粉、粉砂、水、茶皂素、天然纤维、合金粉末、减水剂、色浆、着色剂、粘连剂和促凝剂基于总重量为100％，其各组分重量含量百分比为：

轻烧镁粉25％、粉砂38％、水20％、茶皂素1％、天然纤维5％、合金粉末2％、减水剂5％、色浆1％、着色剂0.5％、粘连剂1.5％和促凝剂1％。

具体的，所述轻烧镁粉、粉砂和水混合成为第一混合材料。

具体的，占总重量1％的所述茶皂素作为引气剂进行应用，在30℃以下的第一混合材料中，添加粉剂茶皂素，在第一混合材料中加入茶皂素后获得的含气量以及增加的坍落度经时损失都能满足国标规定，保证材质混合均匀性和细腻性。

具体的，占总重量5％的所述天然纤维为木质纤维、竹纤维和碳纤维中的一种或多种，其中纤维长度为所制造水利试验模型最薄部位厚度的25％-40％，天然纤维的添加实现产品的增韧，保证水利试验模型的强度与连接稳定。

具体的，占总重量5％的所述减水剂包括木质素磺酸钙、海藻糖、硅酮粉、页岩灰、聚萘甲醛磺酸钠盐、氟硅酸钠和硅酮，其中木质素磺酸钙、海藻糖、硅酮粉、页岩灰、聚萘甲醛磺酸钠盐、氟硅酸钠和硅酮基于总重量为100％，其各组分重量含量百分比为：

木质素磺酸钙40％、海藻糖5％、硅酮粉15％、页岩灰5％、聚萘甲醛磺酸钠盐15％、氟硅酸钠10％和硅酮10％。

具体的，占总重量1.5％的所述粘连剂包括缩合硅酸钠、单月桂基磷酸酯和油酸钠，缩合硅酸钠可有效疏散在第一混合材料中内部，密度极高，使打印出的本水利试验模型抗压强度好，不易破碎。

具体的，占总重量1％的所述促凝剂包括碳酸锂、硫酸铝、苏打和萤石。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。