[發明專利]三維成型方法和層壓成型材料

在審

• 申請號: 201580077437.8
• 申請日: 2015-09-14
• 公開（公告）號: CN107614245A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 石原治彥;平林英明
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B22F3/02;B28B1/32;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 張海濤,于輝

發明領域

本發明的實施方式涉及三維成型方法和添加劑制造材料。

發明背景

提出了通過例如重復如下步驟而制造三維成型體的多種三維成型方法：在制造階段形成粉末層的粉末層形成步驟；以及將粘合劑由噴墨頭排到沉積的粉末層上的預定區域以形成固化層的粘合步驟。

引用列表

專利文件

專利文件1：日本專利申請公開：No.2010-208069

發明概述

本發明要解決的問題

為了粘合粉末，需要使用包含一定量或更多的粘合組分(固含量)的溶液。然而，為了從噴墨頭噴射粘合劑，對諸如粘度的液體性質有限制。換句話說，為了提高制造精度，需要降低粘合劑材料的粘度，這使得難以均勻地粘合粉末層。

考慮到上述缺點完成了本發明，并且本發明的目的是提供三維成型方法和用于添加劑制造的材料，其能夠提高三維成型體的密度和強度并提供均勻的三維成型體。

解決問題的方法

根據實施方案的三維成型方法制造了三維成型體，并且根據實施方案的三維成型方法包括重復進行如下步驟：向各自涂覆有粘合劑的材料顆粒上施加其中溶解有粘合劑或導致與粘合劑的粘合反應的反應溶液，以及沉積材料顆粒的步驟。

附圖簡述

圖1是說明根據實施方案的三維制造系統的結構和步驟的示意圖。

圖2是描述該實施方案的三維打印機的截面示意圖。

圖3是制造槽和供給裝置的主體的立體圖。

圖4是說明用于二次顆粒上表面涂層的粘合劑BD與反應液RL的組合的圖(部分1)。

圖5是說明用于二次顆粒上表面涂層的粘合劑BD與反應液RL的組合的圖(部分2)。

圖6是說明官能團之間的鍵的圖。

發明詳述

下面參照附圖對實施方案進行說明。圖1是說明根據實施方案的三維成型系統的結構和步驟的示意圖。根據該實施方案的三維成型系統10包括：制備一次顆粒的原料制備裝置11；造粒裝置12，其將通過原料制備裝置11而制備的一次顆粒與粘合劑BD進行混合以生產各自具有涂敷有粘合劑的表面的二次顆粒；作為所謂的“三維打印機”并將所述二次顆粒沉積以制造三維成型體的添加劑制造裝置13；以及燒結裝置14，其根據預定的升溫/降溫模式對通過添加劑制造裝置13而制造的三維成型物體進行加熱并燒結，以提供燒結體。

用作原料制備裝置11的是將助劑適當地加入通過固相法、液相法或氣相法而制備的粉末狀陶瓷原料(主料)中，并進行粉碎、分散、混合及其他處理的裝置，其中所述助劑包括粘合劑BD。例如，用作原料制備裝置11的是例如球磨機、珠磨機和噴射磨的粉碎混合裝置。根據需要還進一步使用噴霧干燥器等。

然后對造粒裝置12進行說明。所述造粒裝置12對接收的以預定比例由第一原料制備裝置11-1和第二原料制備裝置11-2制備的一次顆粒的注入物以及作為輔助劑的預定粘合劑的注入物進行造粒，以生產二次顆粒。作為造粒裝置而使用的是粉碎混合裝置，例如球磨機、珠磨機和噴射磨。

下面對用作添加劑制造裝置13的三維打印機進行描述。圖2是描述根據該實施方式的三維打印機的截面示意圖。三維打印機13為采用粉末固定沉積方法(powder fixing depositing method)的三維成型裝置。如圖2所示，三維打印機13包括加工室21；容納用于制造三維成型體的原料(二次顆粒)的材料槽22；實際進行三維成型的制造槽23；將容納于材料槽22中的原料供給到制造槽23的擦具裝置24；噴墨成型裝置25，其將反應溶液RL噴射到以層為單位的原料(二次顆粒)上，所述二次顆粒是由擦具裝置24供應到制造槽23，反應溶液RL噴射在根據切片數據(slice data)每個層上對應于三維成型體的位置(圖案)；以及控制材料槽22、制造槽23、擦具裝置24和噴墨成型裝置25的控制單元26。

在上述結構中，所述加工室21內部具有密封空間。材料槽22、制造槽23、擦具(wiper)裝置24以及噴墨成型裝置25在加工室21中以預定位置布置。加工室21的內部供有惰性氣體，例如來自氣體供應裝置(并沒有示出)而通過供入口21A的氮氣和氬氣，以保持加工室內部的清潔。在三維成型中產生的不必要的氣體組分等通過排出口21B而排出到加工室21的外部。

在材料槽22內部具有放置臺22A，其通過液壓提升裝置22B而能夠垂直移動。用作原料的二次顆粒P20置于放置臺22A上。在三維成型時，在每個預定的成型步驟，所述放置臺向上移動，因而將對應于預定層厚的原料量向材料槽22的上部進行移動。