线条树脂成型体、三维物体的成型方法以及线条树脂成型体的制造方法技术

本发明专利技术提供一种具有多层结构的线条树脂成型体以及三维物体的成型方法，该多层结构能够进一步提高3D打印机的机械适应性和品质，进而还提供一种能够制造出线径恒定且截面形状接近正圆形的线条树脂成型体的线条树脂成型体的制造方法。线条树脂成型体10是用于熔融沉积式3D打印机的成型材料，其包括：含有热塑性树脂的第一层21；以及用于覆盖第一层21的第二层22，其含有具有与第一层21不同的物理性质的热塑性树脂，例如在第二层22覆盖第一层21的状态下被熔融挤出，第二层彼此熔接并叠层堆积，从而制造成型三维物体。在线条树脂成型体的制造方法中，将熔融混炼后的树脂材料从挤压机的金属口连续地挤出，一边对挤出的线条树脂成型体进行真空吸引，一边使其通过定型装置，之后进行冷却固化并卷绕。定型装置具有截面为圆形的空间，在与该空间邻接的面上具有多个真空吸引槽。

Molding method of line resin forming body, three-dimensional object and manufacturing method of line resin forming body

The present invention provides a resin molding line with multilayer structure and forming method of three-dimensional objects, the multilayer structure can further improve 3D printer mechanical adaptability and quality, and also provides a method for manufacturing to manufacturing line resin molding line diameter constant and cross-section shape close to the line of resin molding round the. Line 10 is used for molding resin molding material, fused deposition style 3D printer comprises a thermoplastic resin containing the first layer 21; and for covering the first layer 21 layer second containing 22, with 21 of the first layer of different physical properties of thermoplastic resin, such as in the second layer covering the first 22 layer 21 state by melt extrusion, second layers are fused together and laminated to manufacture 3D object accumulation. In the manufacturing process of the online resin molding, the melted and blended resin material is continuously extruded from the metal port of the extruder, and the vacuum molded resin molded part is vacuum suction, while it is made through the shaping device and then cooled, solidified and wound. The setting device has a circular space, and there are several vacuum suction grooves on the surface adjacent to the space.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】线条树脂成型体、三维物体的成型方法以及线条树脂成型体的制造方法
本专利技术涉及一种线条树脂成型体，其在像所谓的3D打印机那样的构建三维物体(立体物)的成型装置中作为成型材料而使用，还涉及一种使用该线条树脂成型体的三维物体的成型方法、线条树脂成型体的制造方法。
技术介绍
作为三维物体的形成方法，所谓的3D打印机备受关注，以往难以实现的形状复杂的三维物体也变得能够容易地制造。如果使用3D打印机，则通过逐层堆积树脂、金属等任意的材料，就能够加工出在通常的方法中无法实现的形状。对于3D打印机而言，已知有几种打印方式，其中，由于挤压树脂绞线(线状体)并叠层堆积的方式(熔融沉积式)有利于节约成本等，因此在各方面的开发中取得了进展(例如，参照专利文献1、专利文献2等)。例如，在专利文献1的叠层成型系统中，将作为成型材料的长丝供给至挤压头，通过安装于挤压头的液化机熔融长丝后，将熔融后的长丝通过喷嘴挤出到基板上。并且，相对地移动挤压头以及基板来形成3D模型，对多个线状以及层状的材料进行叠加，从而制造出3D模型。在专利文献2中公开了以下制造3D物体的方法，包括：在利用挤压的叠层堆积系统中，向挤压头供给改质ABS材料；在提高挤压头的响应时间的条件下，使被送出的改质ABS材料在挤压头中熔融；逐层堆积熔融的热塑性塑料材料，从而形成3D物体。在这种的方法中，使树脂材料熔融堆积是基本的想法，作为原料材料使用树脂的绞线(线条体)。在专利文献3、专利文献4中公开了作为原料材料而使用的树脂绞线以及其供给方法等。在专利文献3中虽然公开了用于制造三维物体的组成物，但在制作成型物的挤压机中，向挤压头供给的是柔性长丝。并且，长丝在挤压头所携带的液化机内熔融。液化机以比凝固点稍高的温度对长丝进行加热，使其成为熔融状态。熔融材料通过液化机的孔而被挤出至底座上。在专利文献4中公开了在三维堆积成型机械内用于供给长丝的长丝盒以及长丝盒接收器。在专利文献3中提供了能够简便地使长丝与成型机械卡合以及分离的方法，同时能够实现从环境的湿气中保护长丝。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特表2009-500194号公报专利文献2:日本特表2010-521339号公报专利文献3:日本专利5039549号公报专利文献4:日本专利4107960号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，在熔融层积成型的3D打印机中，以往使用的线条树脂成型体(专利文献1所公开的长丝)都是单层结构的成型材料，不具备进一步提高3D打印机的机械适应性和品质的功能。因此，在3D打印机中，存在成型中出现折弯、折断、开封后吸湿而品质劣化、或在熔融沉积成型中因其成型方式而使流动性高的材料的成型困难这样的问题。另外，在将树脂绞线向挤压头供给，一边熔融树脂绞线一边供给而使三维物体叠层堆积的方式中，使用的树脂绞线的线径是恒定的，且使线形接近正圆形非常重要。如果使用的树脂绞线的线径、线形发生变化，则从挤压头供给的树脂量也会发生变化，从而导致构建的三维物体的成型精度降低。通常，对于树脂绞线而言，从挤压机的金属口中连续地挤出熔融混炼后的树脂材料，使挤出的树脂材料冷却固化后进行卷绕而制造成型，但往往会因挤压条件、卷绕条件的变动等而引起线径、线形的变动，避免该问题是困难的。实际上，树脂绞线的线径、线形在过去几乎没有引起任何的关注。为解决上述课题，本专利技术的目的在于提供一种具有能够进一步提高3D打印机的机械适应性和品质的多层结构的线条树脂成型体以及三维物体的成型方法。另外，本专利技术的目的还在于提供一种线条树脂成型体的制造方法，能够制造出线径恒定且截面形状接近正圆形的线条树脂成型体。解决问题的手段为了实现上述目的，本专利技术的线条树脂成型体的特征在于，包括：含有热塑性树脂的第一层；以及覆盖所述第一层的第二层，其含有热塑性树脂且具有与所述第一层不同的物理性质。另外，根据本专利技术的三维物体的成型方法，其特征在于，在热熔融层积方式的3D打印机的三维物体的成型方法中，使用线条树脂成型体作为成型材料，所述线条树脂成型体包括：含有热塑性树脂的第一层；以及覆盖所述第一层的第二层，其含有热塑性树脂且具有与所述第一层不同的物理性质。并且，在第二层覆盖了第一层的状态下进行熔融挤压，第二层彼此溶接并叠层堆积，从而进行三维物体成型制造。或者，在第二层的热塑性树脂与第一层的热塑性树脂混合的状态下进行熔融挤压、叠层堆积，从而进行三维物体成型制造。在本专利技术的线条树脂成型体和三维物体的成型方法中，由于将线条树脂成型体设为双层结构，因而增加了材料选择的自由度，例如利用第二层的物理性质来补充第一层的物理性质，从而保证机械适应性和品质等。另一方面，根据本专利技术的线条树脂成型体的制造方法是用于熔融沉积式3D打印机的线条树脂成型体的制造方法，其特征在于，从挤压机中通过金属口连续地挤出熔融混炼后的树脂材料，一边对挤出的线条树脂成型体进行真空吸引一边使其通过定型装置，之后，使线条树脂成型体冷却固化并进行卷绕。虽然在管状物(中空的树脂成型体)的成型中，真空定型法作为提高直径精度的技术是已知的，但在实心的线条树脂成型体的定型中，并没有尝试过真空吸引技术。然而，本申请的专利技术者们经过刻苦研究，明确了即使在实心的线条树脂成型体的定型中，通过进行真空吸引，也能够使线径恒定且线形接近正圆形。这是以往所无法得到的见解。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种具有多层结构的线条树脂成型体，所述多层结构能够进一步提高3D打印机的机械适应性和品质。同样地，在使用了所述线条树脂成型体的本专利技术的三维物体的成型方法中，能够制造出高品质的成型物(三维物体)。另外，根据本专利技术的线条树脂成型体的制造方法，提供一种能够制造出使线径恒定且截面形状接近正圆形的线条树脂成型体的制造方法，例如通过将其作为三维物体的成型材料使用，能够实现高精度的成型。附图说明图1是本专利技术的实施方式的线条树脂成型体的立体图。图2是图1所示的线条树脂成型体的剖视图。图3是制造线条树脂成型体的装置的侧面图。图4是制造双层结构的线条树脂成型体的装置的俯视图。图5是表示制造双层结构的线条树脂成型体时使用的模具的构成例的分解立体图。图6是图3所示的装置的定型装置的分解立体图。图7是图3所示的装置的定型装置的俯视图，对上部件局部地进行剖视而表示的图。具体实施方式下面参照附图对用于实施本专利技术的方式(以下称为“实施方式”)进行详细地说明。在实施方式整体的说明中，对相同的要素赋予相同的编号。并且，附图设定为以附图标记的方向来进行观看。首先，简单地对3D打印机的概要进行说明。3D打印机的基本结构是：将计算机创建的3D数据作为设计图，通过对截面形状进行逐层叠加来制造立体物，即3D(三维)物体。作为该方法，例如有：对液状的树脂进行紫外线等的照射并使其一点一点固化的喷墨式、向粉末状的树脂喷射粘合剂的粉末固定式、将加热融解的树脂一点点叠加的熔融沉积式等。本实施方式的线条树脂成型体是在熔融沉积式中所使用的，例如以卷绕在卷轴的方式向3D打印机进行供给。接下来，基于图1、图2对本实施方式的线条树脂成型体的结构进行说明。如图1所示，线条树脂成型体10是用于熔融沉积式3D打印机的成型材料，其包括：第一层21；覆盖第一层21的第二层22，含有热塑性树脂，所述热塑性树脂具有与第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于熔融沉积式3D打印机的线条树脂成型体，其特征在于，包括：含有热塑性树脂的第一层，以及用于覆盖所述第一层的第二层，其含有热塑性树脂且具有与所述第一层不同的物理性质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.31 JP 2015-073475;2015.03.31 JP 2015-074001.一种用于熔融沉积式3D打印机的线条树脂成型体，其特征在于，包括：含有热塑性树脂的第一层，以及用于覆盖所述第一层的第二层，其含有热塑性树脂且具有与所述第一层不同的物理性质。2.根据权利要求1所述的线条树脂成型体，其特征在于，所述第一层含有无机填料，所述第二层不含有无机填料。3.根据权利要求2所述的线条树脂成型体，其特征在于，所述无机填料是碳纤维。4.根据权利要求1所述的线条树脂成型体，其特征在于，当所述第二层为硬质而所述第一层为软质时，覆盖所述第一层以使其不发生弯曲。5.根据权利要求1所述的线条树脂成型体，其特征在于，当所述第二层为软质而所述第一层为硬质时，覆盖所述第一层以使其不发生折损。6.根据权利要求1所述的线条树脂成型体，其特征在于，所述第二层含有水蒸气阻隔树脂，覆盖所述第一层以使所述第一层不吸湿。7.根据权利要求1所述的线条树脂成型体，其特征在于，与构成所述第二层的热塑性树脂相比，构成所述第一层的热塑性树脂的粘度相对较高，所述第二层以外层比率5～25％覆盖所述第一层以使成型时不产生下垂。8.根据权利要求1所述的线条树脂成型体，其特征在于，与构成所述第二层的热塑性树脂相比，构成所述第一层的热塑性树脂的电阻率相对较高，所述第二层以外层比率5～25％覆盖所述第一层，从而在线条树脂成型体的外层获得充分的导电性。9.根据权利要求1至8中任一项所述的线条树脂成型体，其特征在于，构成所述第一层和所述第二层的至少一个的热塑性树脂是丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤浅亮平，野村卓志，上田直树，
申请(专利权)人：京洛株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP