本发明涉及3d打印，具体而言，涉及一种工业级fdm 3d打印用abs复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、增材制造(am)，通常被称为3d打印，已经成为一种颠覆性的技术，能够根据计算机辅助设计(cad)模型数据，通过逐层积累材料来制造具有复杂几何形状的产品。其中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)线材是目前熔融沉积成型（fdm）3d打印用的主要材料之一，且已被广泛用于桌面级3d打印机成型小尺寸制品。然而，随着以粒料为原材料的工业级fdm 3d 打印技术的发展，粒料abs在3d打印成型大尺寸、厚制件的过程中发生严重翘曲变形使其打印难以继续实施。
2、针对这一问题，研究人员已经探索了多种创新工艺来解决现有工艺的缺陷。例如，中国专利cn201410746979.7公开了一种制备低翘曲abs专用3d打印料的方法，利用经混酸超声处理的改性sio2无机粉体，通过与abs共混改性，在高温偶联剂的作用下制备。此外，中国专利cn201911326958.9提供了一种低翘曲3d打印abs材料，通过添加抗氧剂、相容剂、抗冲击改性剂、无机填料、除味剂和增塑剂等成分，改善了abs材料的加工流动性和翘曲问题。还有中国专利cn202110710487.2提供了一种pc/abs合金材料，通过优化pc、abs及其助剂的配比，进一步增强了材料的机械性能和耐用性。在一些相关文献的报道中，还有采用填充高含量的玻纤、碳酸钙、碳纤维等对其abs进行改性降低其收缩性，然而改性的abs材料仍然存在可打印性低、打印层之间粘接力不强、制品力学性能差等不足。
3、因此，尽管研究已经取得了一些进展，目前仍未开发出适用于工业级fdm 3d打印的理想abs改性材料。因而，开发具有可3d打印成型工艺的低成本、低翘曲变形的abs复合材料成为工业级fdm 3d 打印行业的迫切需求。
技术实现思路
1、本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，提供一种材料，可以降低abs在fdm 3d打印大尺寸制件的翘曲程度，并提供一种新型打印方式，使两种材料的优劣互补，降低翘曲，满足工业级fdm 3d打印的需求。
2、本发明的目的是这样实现的：一种abs复合材料的制备方法，包括对abs和废弃生物质粉进行预处理，该预处理包括先将abs和废弃生物质粉置于装置中烘干，再对废弃生物质粉进行超微粉碎处理；将烘干后的abs与超微粉碎处理后的废弃生物质粉按比例均匀混合，形成复合材料的前驱体；将所述复合材料前驱体送入双螺杆挤出机进行熔融共混，并对挤出的线材切粒，干燥后，获得abs复合材料；该复合材料前驱体中，abs与废弃生物质粉的重量份之比为75～95:5~25。
3、作为优选的实施例方案，所述废弃生物质粉为番茄皮渣粉或木粉。
4、作为优选的实施例方案，所述预处理包括将abs和废弃生物质粉置于鼓风干燥箱中，90~110℃干燥处理8~12h。
5、作为优选的实施例方案，对废弃生物质粉进行超微粉碎处理包括，先使用粉碎机将废弃生物质粉初步粉碎至过16目筛，再通过超微粉碎机对废弃生物质粉进行超微粉碎，控制废弃生物质粉的平均粒径在5~15微米；完成粉碎后，对废弃生物质粉进行干燥处理，温度80-100℃，干燥时间4~8h。。
6、作为优选的实施例方案，所述双螺杆挤出机喂料段温度190~200℃，混合段温度200~220℃，挤出段温度220℃，机头温度210℃。
7、本发明提供了上述制备方法制备得到的abs复合材料在成型空间构件中的应用。
8、作为优选的实施例方案，所述应用为将abs复合材料打印为塑料制件，降低fdm 3d打印制件的翘曲变形程度。
9、作为优选的实施例方案，所述应用为提供一种打印方式，将abs复合材料与gf/abs配合交替打印，一层打印abs复合材料，另一层打印gf/abs，abs复合材料与gf/abs逐层打印堆叠成型，得到翘曲程度低的fdm 3d打印产品。
10、作为优选的实施例方案，该打印方式的打印机采用单螺杆挤出，设计有第一模型和第二模型同时打印，第一模型用来打印层层交替实验制件，第二模型用来清除余料。
11、作为优选的实施例方案，所述abs复合材料中废弃生物质粉的添加量为15wt%，玻璃纤维增强20%的abs。
12、相较于现有技术本发明至少包括以下有益效果：
13、其一、本发明提供了一种新型的abs复合材料，可作为打印原料广泛应用于3d打印领域，相较于传统的纯abs材料，经fdm 3d打印成型后，板材的翘曲度显著降低，最大翘曲度降幅达到91%，为解决当前fdm 3d打印中大尺寸制品的翘曲变形提供了新的解决途径；
14、其二、本发明还提供了一种使用abs复合材料的逐层交替变化的fdm 3d打印方式，其进一步扩展了abs复合材料在3d打印领域的应用；通过将abs复合材料与gf/abs复合材料层层交替打印，可以充分发挥两种复合材料的优势，实现优势互补，由于应力中和，使交替打印制件的翘曲程度降低，有望解决包括abs在内的打印材料在fdm 3d打印大尺寸制品时出现的变形翘曲问题；
15、其三、本发明提供的abs复合材料，粒料直径2~5mm，可采用工业级颗粒料fdm 3d打印机，相比于以往的线材3d打印机，对打印材料尺寸规格要求较低，无需购买打印材料，可自行制备。并且本发明提供abs复合材料的制备工艺简便，废弃生物质粉等原材料来源广泛，成本低廉，在绿色制造和可持续发展方面具有显著优势。
16、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
1.一种abs复合材料的制备方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的abs复合材料的制备方法，其特征在于，所述废弃生物质粉为番茄皮渣粉。
3.根据权利要求2所述的abs复合材料的制备方法，其特征在于，所述
4.根据权利要求3所述的abs复合材料的制备方法，其特征在于，先使用粉碎机将废弃生物质粉初步粉碎至过16目筛，再通过超微粉碎机对废弃生物质粉进行超微粉碎，控制废弃生物质粉的平均粒径在5~15微米；完成粉碎后，对废弃生物质粉进行干燥处理，温度80-100℃，干燥时间4~8h。
5.根据权利要求2所述的abs复合材料的制备方法，其特征在于，将复合材料前驱体送入双螺杆挤出机进行熔融共混，设定双螺杆挤出机喂料段温度190~200℃，混合段温度200~220℃，挤出段温度220℃，机头温度210℃。
6.一种如权利1~5任一所述的制备方法制备得到的abs复合材料在成型空间构件中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述应用为将abs复合材料打印为塑料制件，降低fdm 3d打印制件的翘曲变形程度。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用为提供一种fdm 3d打印方式，将abs复合材料与gf/abs配合交替打印，一层打印abs复合材料，另一层打印gf/abs，abs复合材料与gf/abs逐层打印堆叠成型，得到翘曲程度低的fdm 3d打印制件。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，该fdm 3d打印方式的打印机采用单螺杆挤出，设计有第一模型和第二模型同时打印，第一模型用来打印层层交替实验制件，第二模型用来清除余料。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，该abs复合材料中废弃生物质粉的添加量为15wt%，该gf/abs为玻璃纤维增强20%的abs。
