本發明涉及3d打印制造領域，具體是一種用于3d打印的金屬復合材料。
背景技術：
3d打印又被稱作“快速成型技術”，它通過一層一層鋪疊打印材料方式來實現三維物體的制造。3d打印技術源自于100多年前的照相雕塑和地貌成型技術，上世紀80年代形成雛形，隨著近30年的發展，3d打印技術突飛猛進。目前主流3d打印技術主要有熔融沉積快速成型，光固化成型、粉末粘結成型等幾種。隨著3d打印技術的不斷進步和成熟，它在航空航天、生物醫藥、建筑等領域的應用逐步拓寬，其方便快捷、能夠提高材料利用率等優勢不斷顯現，與傳統制造的結合也更加緊密，不斷推動傳統制造業的轉型升級。3d打印制造技術的出現，完全改變了傳統制造工藝，其優勢在于能快速更改設計差錯、提高生產效率、降低開發成本。相較于傳統的模具開發，以及鍛造、鑄造等復雜的工藝，簡化了中間環節，從而減少了人力與物力的消耗，縮短開發周期。相對于目前國內零部件45天以上的開發周期，3d打印技術依據零部件的復雜程度，只需要1-7天的開發周期，并且在復雜零部件的制造方面具有突出優勢。
3d打印技術本身并不復雜，但可用的耗材是個難點，現代的3d打印技術多使用abs樹脂、人造橡膠、塑料、沙子、鑄蠟和聚酯熱塑性塑料等，這種打印材料不能制作金屬制品，這就為人們的使用帶來了不便。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種用于3d打印的金屬復合材料，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種用于3d打印的金屬復合材料，由以下原料按照重量份組成：硅藻土18-30份、金屬粉64-75份、膠體液10-18份、石墨烯粉末6-14份、氯化鈣粉末12-20份、碳化硅18-27份、分散劑3-8份、廢棄高密度聚乙烯45-62份、植物纖維12-24份、聚乳酸2-6份、偶聯劑0.5-2份、增塑劑3-7份和相容劑4-8份。
作為本發明進一步的方案：金屬粉采用直徑為25-60nm的不銹鋼粉、鋁粉、鎳粉、銅粉、鋅粉、銀粉和鈦粉中的一種或者幾種的混合物，植物纖維采用植物莖葉、植物秸稈或者植物果實。
作為本發明進一步的方案：膠體液采用海藻膠液、石花膠液、柏樹膠液和糊精膠液的一種或者幾種的混合物。
所述用于3d打印的金屬復合材料的制備方法，具體步驟如下：
步驟一，將硅藻土在450-520攝氏度煅燒15-30分鐘，然后浸泡在濃度為0.2-0.4mol/l的氫氧化鈉溶液中5-10分鐘，再用去離子水洗至中性，即可得到改性硅藻土；
步驟二，將金屬粉和膠體液在攪拌釜中攪拌直至金屬粉完全分散懸浮在膠體液中，得到第一混合溶液；
步驟三，將廢棄高密度聚乙烯、植物纖維、石墨烯粉末、分散劑和碳化硅放入研磨機中研磨，再進行過篩，得到120-180目的第一混合粉末，再將第一混合粉末在45-52攝氏度下干燥10-12小時，得到干燥后的第一混合粉末，再將第一混合粉末與聚乳酸、增塑劑和相容劑加入到攪拌機中，再在攪拌速度為30-60rpm下攪拌混合5-10分鐘，得到第二混合物；
步驟四，將改性硅藻土、第一混合溶液、第二混合物、氯化鈣粉末和偶聯劑放入攪拌釜中，攪拌釜在真空壓力為0.2-0.4mpa和3600-4800rpm的轉速攪拌45-70分鐘，得到第三混合物；
步驟五，將第三混合物加入到造粒機中進行造粒，得到原料顆粒。
作為本發明進一步的方案：步驟二中的攪拌速度為45-90rpm，造粒機的溫度為100-135攝氏度。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明原料來源廣泛，制備工藝簡單，適合規模化生產，通過廢棄高密度聚乙烯、植物纖維、石墨烯粉末和改性硅藻土形成的具有多孔結構的基體，金屬粉和碳化硅鑲嵌在多孔結構中，再利用相容劑和偶聯劑使得基體和鑲嵌物的相容性和粘連性好，使得人們可以利用該復合材料制作金屬制品。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
實施例1
一種用于3d打印的金屬復合材料，由以下原料按照重量份組成：硅藻土18份、金屬粉64份、膠體液10份、石墨烯粉末6份、氯化鈣粉末12份、碳化硅18份、分散劑3份、廢棄高密度聚乙烯45份、植物纖維12份、聚乳酸2份、偶聯劑0.5份、增塑劑3份和相容劑4份。金屬粉采用直徑為25nm的不銹鋼粉、銅粉、鋅粉和鈦粉的混合物，植物纖維采用植物莖葉。
所述用于3d打印的金屬復合材料的制備方法，具體步驟如下：
步驟一，將硅藻土在450攝氏度煅燒15分鐘，然后浸泡在濃度為0.2mol/l的氫氧化鈉溶液中5分鐘，再用去離子水洗至中性，即可得到改性硅藻土；
步驟二，將金屬粉和膠體液在攪拌釜中攪拌直至金屬粉完全分散懸浮在膠體液中，得到第一混合溶液；
步驟三，將廢棄高密度聚乙烯、植物纖維、石墨烯粉末、分散劑和碳化硅放入研磨機中研磨，再進行過篩，得到120目的第一混合粉末，再將第一混合粉末在45攝氏度下干燥10小時，得到干燥后的第一混合粉末，再將第一混合粉末與聚乳酸、增塑劑和相容劑加入到攪拌機中，再在攪拌速度為30rpm下攪拌混合5分鐘，得到第二混合物；
步驟四，將改性硅藻土、第一混合溶液、第二混合物、氯化鈣粉末和偶聯劑放入攪拌釜中，攪拌釜在真空壓力為0.2mpa和3600rpm的轉速攪拌45分鐘，得到第三混合物；
步驟五，將第三混合物加入到造粒機中進行造粒，得到原料顆粒。
實施例2
一種用于3d打印的金屬復合材料，由以下原料按照重量份組成：硅藻土22份、金屬粉69份、膠體液14份、石墨烯粉末10份、氯化鈣粉末15份、碳化硅23份、分散劑5份、廢棄高密度聚乙烯54份、植物纖維18份、聚乳酸4份、偶聯劑1.5份、增塑劑5份和相容劑6份。膠體液采用石花膠液和糊精膠液的混合物。
所述用于3d打印的金屬復合材料的制備方法，具體步驟如下：
步驟一，將硅藻土在480攝氏度煅燒21分鐘，然后浸泡在濃度為0.3mol/l的氫氧化鈉溶液中8分鐘，再用去離子水洗至中性，即可得到改性硅藻土；
步驟二，將金屬粉和膠體液在60rpm的攪拌釜中攪拌直至金屬粉完全分散懸浮在膠體液中，得到第一混合溶液；
步驟三，將廢棄高密度聚乙烯、植物纖維、石墨烯粉末、分散劑和碳化硅放入研磨機中研磨，再進行過篩，得到150目的第一混合粉末，再將第一混合粉末在50攝氏度下干燥11小時，得到干燥后的第一混合粉末，再將第一混合粉末與聚乳酸、增塑劑和相容劑加入到攪拌機中，再在攪拌速度為45rpm下攪拌混合7分鐘，得到第二混合物；
步驟四，將改性硅藻土、第一混合溶液、第二混合物、氯化鈣粉末和偶聯劑放入攪拌釜中，攪拌釜在真空壓力為0.3mpa和4200rpm的轉速攪拌60分鐘，得到第三混合物；
步驟五，將第三混合物加入到溫度為110攝氏度的造粒機中進行造粒，得到原料顆粒。
實施例3
一種用于3d打印的金屬復合材料，由以下原料按照重量份組成：硅藻土28份、金屬粉73份、膠體液17份、石墨烯粉末13份、氯化鈣粉末19份、碳化硅27份、分散劑8份、廢棄高密度聚乙烯60份、植物纖維22份、聚乳酸6份、偶聯劑2份、增塑劑7份和相容劑8份。金屬粉采用直徑為42nm的不銹鋼粉、鋁粉、鎳粉、銅粉、鋅粉、銀粉和鈦粉的混合物，植物纖維采用植物秸稈。膠體液采用海藻膠液、石花膠液、柏樹膠液和糊精膠液的混合物。
所述用于3d打印的金屬復合材料的制備方法，具體步驟如下：
步驟一，將硅藻土在510攝氏度煅燒26分鐘，然后浸泡在濃度為0.4mol/l的氫氧化鈉溶液中10分鐘，再用去離子水洗至中性，即可得到改性硅藻土；
步驟二，將金屬粉和膠體液在80rpm轉速的攪拌釜中攪拌直至金屬粉完全分散懸浮在膠體液中，得到第一混合溶液；
步驟三，將廢棄高密度聚乙烯、植物纖維、石墨烯粉末、分散劑和碳化硅放入研磨機中研磨，再進行過篩，得到160目的第一混合粉末，再將第一混合粉末在52攝氏度下干燥10小時，得到干燥后的第一混合粉末，再將第一混合粉末與聚乳酸、增塑劑和相容劑加入到攪拌機中，再在攪拌速度為50rpm下攪拌混合8分鐘，得到第二混合物；
步驟四，將改性硅藻土、第一混合溶液、第二混合物、氯化鈣粉末和偶聯劑放入攪拌釜中，攪拌釜在真空壓力為0.4mpa和4500rpm的轉速攪拌60分鐘，得到第三混合物；
步驟五，將第三混合物加入到溫度為120攝氏度的造粒機中進行造粒，得到原料顆粒。
廢棄高密度聚乙烯、植物纖維、石墨烯粉末和改性硅藻土形成的基體具有多孔結構，金屬粉和碳化硅鑲嵌在多孔結構中，再利用相容劑和偶聯劑使得基體和鑲嵌物的相容性和粘連性好，使得人們可以利用該復合材料制作金屬制品。
對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。