[发明专利]三维成型方法和层压成型材料

说明书

发明领域

本发明的实施方式涉及三维成型方法和添加剂制造材料。

发明背景

提出了通过例如重复如下步骤而制造三维成型体的多种三维成型方法：在制造阶段形成粉末层的粉末层形成步骤；以及将粘合剂由喷墨头排到沉积的粉末层上的预定区域以形成固化层的粘合步骤。

引用列表

专利文件

专利文件1：日本专利申请公开：No.2010-208069

发明概述

本发明要解决的问题

为了粘合粉末，需要使用包含一定量或更多的粘合组分(固含量)的溶液。然而，为了从喷墨头喷射粘合剂，对诸如粘度的液体性质有限制。换句话说，为了提高制造精度，需要降低粘合剂材料的粘度，这使得难以均匀地粘合粉末层。

考虑到上述缺点完成了本发明，并且本发明的目的是提供三维成型方法和用于添加剂制造的材料，其能够提高三维成型体的密度和强度并提供均匀的三维成型体。

解决问题的方法

根据实施方案的三维成型方法制造了三维成型体，并且根据实施方案的三维成型方法包括重复进行如下步骤：向各自涂覆有粘合剂的材料颗粒上施加其中溶解有粘合剂或导致与粘合剂的粘合反应的反应溶液，以及沉积材料颗粒的步骤。

附图简述

图1是说明根据实施方案的三维制造系统的结构和步骤的示意图。

图2是描述该实施方案的三维打印机的截面示意图。

图3是制造槽和供给装置的主体的立体图。

图4是说明用于二次颗粒上表面涂层的粘合剂BD与反应液RL的组合的图(部分1)。

图5是说明用于二次颗粒上表面涂层的粘合剂BD与反应液RL的组合的图(部分2)。

图6是说明官能团之间的键的图。

发明详述

下面参照附图对实施方案进行说明。图1是说明根据实施方案的三维成型系统的结构和步骤的示意图。根据该实施方案的三维成型系统10包括：制备一次颗粒的原料制备装置11；造粒装置12，其将通过原料制备装置11而制备的一次颗粒与粘合剂BD进行混合以生产各自具有涂敷有粘合剂的表面的二次颗粒；作为所谓的“三维打印机”并将所述二次颗粒沉积以制造三维成型体的添加剂制造装置13；以及烧结装置14，其根据预定的升温/降温模式对通过添加剂制造装置13而制造的三维成型物体进行加热并烧结，以提供烧结体。

用作原料制备装置11的是将助剂适当地加入通过固相法、液相法或气相法而制备的粉末状陶瓷原料(主料)中，并进行粉碎、分散、混合及其他处理的装置，其中所述助剂包括粘合剂BD。例如，用作原料制备装置11的是例如球磨机、珠磨机和喷射磨的粉碎混合装置。根据需要还进一步使用喷雾干燥器等。

然后对造粒装置12进行说明。所述造粒装置12对接收的以预定比例由第一原料制备装置11-1和第二原料制备装置11-2制备的一次颗粒的注入物以及作为辅助剂的预定粘合剂的注入物进行造粒，以生产二次颗粒。作为造粒装置而使用的是粉碎混合装置，例如球磨机、珠磨机和喷射磨。

下面对用作添加剂制造装置13的三维打印机进行描述。图2是描述根据该实施方式的三维打印机的截面示意图。三维打印机13为采用粉末固定沉积方法(powder fixing depositing method)的三维成型装置。如图2所示，三维打印机13包括加工室21；容纳用于制造三维成型体的原料(二次颗粒)的材料槽22；实际进行三维成型的制造槽23；将容纳于材料槽22中的原料供给到制造槽23的擦具装置24；喷墨成型装置25，其将反应溶液RL喷射到以层为单位的原料(二次颗粒)上，所述二次颗粒是由擦具装置24供应到制造槽23，反应溶液RL喷射在根据切片数据(slice data)每个层上对应于三维成型体的位置(图案)；以及控制材料槽22、制造槽23、擦具装置24和喷墨成型装置25的控制单元26。

在上述结构中，所述加工室21内部具有密封空间。材料槽22、制造槽23、擦具(wiper)装置24以及喷墨成型装置25在加工室21中以预定位置布置。加工室21的内部供有惰性气体，例如来自气体供应装置(并没有示出)而通过供入口21A的氮气和氩气，以保持加工室内部的清洁。在三维成型中产生的不必要的气体组分等通过排出口21B而排出到加工室21的外部。

在材料槽22内部具有放置台22A，其通过液压提升装置22B而能够垂直移动。用作原料的二次颗粒P20置于放置台22A上。在三维成型时，在每个预定的成型步骤，所述放置台向上移动，因而将对应于预定层厚的原料量向材料槽22的上部进行移动。