[實用新型]成型絲

有效

• 申請號: 201420740916.6
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN204281950U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 何永剛
• 申請（專利權）人: 珠海天威飛馬打印耗材有限公司
• 主分類號: D02G3/36
• 分類號: D02G3/36;D02G3/04
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 張中

技術領域

本實用新型涉及一種三維打印用耗材，特別涉及一種用于在三維打印過程中構建三維物體軟彈性部分的成型絲。

背景技術

三維打印機，是一種基于三維物體的數字模型，利用粉末狀金屬或塑料等材料，通過逐層打印的方式構造三維物體的設備。

公告號為CN1216726C的專利文獻的背景技術中描述了一種以細絲的形式向打印頭供給成型材料的三維打印機，參見圖1，三維打印機01具有打印頭011、供料裝置012、導管013及載物臺014；供料裝置012具有一個纏繞有成型絲0123的供料盤0121；打印頭011具有由電機0115驅動的一對供料滾輪0113與0114，液化器0111及設于液化器0111下端的打印噴嘴0112。供料盤0121被安裝于三維打印機01的供料盤安裝架的轉軸0122上，從而將成型絲0123提供給打印頭011。在使用過程中，將成型絲0123從供料盤0121上拉出，使被拉直的成型絲通過由摩擦阻力較小的材料制成的導管013，直至將成型絲供給到供料滾輪0113及0114，在供料滾輪0113及0114的驅動下，成型絲進入液化器0111，成型絲在液化器0111內經加熱成熔融狀態的成型材料，在后續成型絲推力的作用下，從打印噴嘴0112擠出并沉積于載物臺014的載物面上。三維打印機01的控制單元通過控制打印頭011在水平的X-Y平面內移動，同時控制載物臺014沿垂向的Z軸移動，從而逐層地打印出三維物體。

在上述打印過程中，由電動機0115驅動的供料滾輪0113及0114推動成型絲進入液化器0111以產生一個所謂“液化器泵效應”，即成型絲本身相當于一個活塞，進入液化器0111內的成型絲擠壓熔融狀態的成型材料，使之按一定的體積速率從打印噴嘴擠出。現有標準成型絲的直徑為3毫米或1.75毫米，通常三維打印機的打印噴嘴擠出的成型材料的直徑介于0.1毫米-0.2毫米，根據從打印噴嘴擠出熔融狀態成型材料的體積等于由供料滾輪推進液化器內成型絲的體積，送料滾輪每向液化器推進1單位長度3毫米或1.75毫米的成型絲，將從打印噴嘴擠出225單位長度或76.6單位長度直徑為0.2毫米熔融狀態的成型材料，900單位長度或306.25單位長度直徑為0.1毫米熔融的成型材料。

對于由ABS、PLA、PA、PC或PP等熱塑性硬質材料，或由它們與改性材料及添加劑制備成的熱塑性硬質材料制成的硬質成型絲，可以通過控制推進液化器內的成型絲的速率來控制從打印噴嘴擠出成型絲的速率；但是，工業及生活中需要打印出的三維物件通常具有軟彈性部分，現有三維打印機是采用TPE、TPU或TPV等熱塑性軟質材料，或采用它們與改性材料及添加劑制備成的熱塑性軟質材料制成的軟質成型絲進行打印軟彈性部分；但是，由于軟質成型絲太軟，其抗彎強度不夠高，位于送料滾輪與液化器0111間的一段成型絲01231在送料滾輪的推力作用下而彎曲，難以在液化器內產生“液化器泵效應”，通常需要提高液化器的加熱溫度，并靠熔融狀態成型材料的自身重力而流出打印噴嘴，不僅無法控制成型材料的流出速率，而且相對更高溫的熔融狀態成型材料不利于打印后的冷卻固化，降低三維物體中軟彈性部分的打印精度。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種便于在液化器中形成“液化器泵效應”的成型絲，旨在提高三維物體中軟彈性部分的打印精度。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種用于在三維打印過程中構建三維物體的軟彈性部分的成型絲，其包括芯線及包裹于芯線外的包裹層，即該成型絲為一包芯線結構；芯線與包裹層對應地由熱塑性硬質材料與熱塑性軟質材料構成，或對應地由熱塑性軟質材料與熱塑性硬質材料構成；在該成型絲中，由熱塑性軟質材料構成的部分的橫截面與由熱塑性硬質材料構成的部分的橫截面的面積之比大于等于1。

由以上方案可見，由于成型絲為包芯線結構，其中熱塑性硬質材料構成的部分結構形成整個成型絲的支撐結構，提高位于送料滾輪與液化器間一段成型絲的抗彎強度，通過送料滾輪的作用，能夠更好地在液化器內形成“液化器泵效應”；此外，由于成型絲中至少一半以上的成分為熱塑性軟質材料，其與熱塑性硬質材料在液化器內受熱熔融后混合形成的熔融狀態成型材料具有軟彈性性能，可以用來打印三維物體中的軟彈性部分，與現有成型絲相比，用其打印出三維物體中軟彈性部分的精度更高。

具體的方案為芯線的橫截面包括一基圓及多個凸起，該凸起自基圓的圓周向外延伸。由于芯線的橫截面為非圓形，使得在同等橫截面面積的條件下，可以為成型絲提供更大的抗彎強度，更容易制備出低硬度的成型絲。