[發(fā)明專利]三維造型支撐件用活性能量射線固化性樹脂組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680004633.7
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN107107461B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 清貞俊次
• 申請（專利權(quán)）人: 科巨希化學(xué)股份公司
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B33Y70/00;C08F2/44;C08F2/50;C08F220/56;C08F290/06
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 溫劍;陳英俊

本發(fā)明的課題在于提供在增材制造中的造型后能夠高效率地除去的形狀支撐用支撐件，以及為了形成該支撐件而使用的活性能量射線固化性樹脂組合物。使用含有離子性單體(A)、非離子性水溶性單體(B)、非聚合性化合物(C)、及光聚合引發(fā)劑(D)、和/或多官能單體(E)的活性能量射線固化性樹脂組合物。由此，能夠高效率地從形成的粗造型物除去支撐件。并且，能夠獲得具有未污染的表面、且較高的造型精度的立體造型物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及為了形成增材制造中的形狀支撐用支撐件而使用的活性能量射線固化性樹脂組合物、和由該組合物形成的支撐件。另外，本發(fā)明涉及使用該支撐件的光三維造型方法，特別是噴墨方式的光三維造型方法。并且，本發(fā)明涉及通過這些制造方法獲得的立體造型物。

背景技術(shù)

增材制造技術(shù)是指以下面的方式獲得目標(biāo)的立體造型物的技術(shù)。在該技術(shù)中，將熱塑性樹脂、光固化性樹脂、粉末樹脂、或粉末金屬等，基于三維的形狀數(shù)據(jù)，通過熔融擠出、噴墨、激光、或電子束等，進(jìn)行熔接和固化，并堆疊成薄膜狀。從形狀數(shù)據(jù)直接得到造型物，并且，能夠?qū)⒅锌栈蚓W(wǎng)狀等復(fù)雜的形狀一體成型。因此，以小批量或定制的試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹圃鞛榇恚瑧?yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到醫(yī)療、航空工業(yè)、及工業(yè)機(jī)器人等，比較廣泛。

為了得到立體造型物，一般使用稱為3D打印機(jī)的增材制造裝置。具體而言，已知有使用了丙烯合成樹脂等光固化性樹脂的噴墨紫外線固化方式、和使用了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂等熱塑性樹脂的熱熔解層疊方式。除此之外，還已知粉末造型方式和光造型方式的3D打印機(jī)。

通過增材制造技術(shù)，能夠形成復(fù)雜形狀的立體造型物。可是，在制造中空結(jié)構(gòu)時(shí)，立體造型物由于自重而變形。為了防止該情況，需要形狀支撐用的支撐體。在是使粉末原料粘合或熔接的粉末造型方式的情況下，未粘合或未熔接的粉末作為支撐體發(fā)揮作用。而且，成型后，通過抖落未粘合或未熔接的粉末，能夠得到立體造型物。另一方面，在分階段地使光固化性樹脂固化的噴墨方式、或?qū)崴苄詷渲M(jìn)行熔融擠出并層疊的熱熔解層疊方式中，需要幾乎同時(shí)地形成由模型件構(gòu)成的立體造型物、和由支撐件構(gòu)成的支撐體。因此，必須設(shè)置從成型后立體造型物除去支撐件的工序。

可是，成型后的支撐件的除去絕不是簡單的作業(yè)。支撐件與作為目標(biāo)的立體造型物熔接、粘附、或粘合。因此，在從造型物剝離支撐件的作業(yè)中，通常使用以下手段：使用了刮鏟或刷子等的手工作業(yè)的剝離、或使用了水射流的噴吹等手段。但是，由于存在立體造型物破損的危險(xiǎn)性，因此需要謹(jǐn)慎作業(yè)，這成為較大的負(fù)擔(dān)。

因此，使用熱塑性樹脂、熱熔融的蠟、能夠溶解于水或有機(jī)溶劑的材料、或水溶脹凝膠等作為支撐件。而且，提出了：與支撐件的性質(zhì)相應(yīng)的、利用加熱、溶解、化學(xué)反應(yīng)、水壓洗滌等動力洗滌、電磁輻射、及熱膨脹差等的分離方法(專利文獻(xiàn)1和2)。具體而言，提出了：使用能夠容易地進(jìn)行與模型件之間的剝離的樹脂(專利文獻(xiàn)3和4)；通過對支撐件使用蠟來利用熱進(jìn)行熔融除去(專利文獻(xiàn)5)；使其在堿、水、或有機(jī)溶劑中溶解或分散等手段(專利文獻(xiàn)6～11)；及將四甲基氫氧化銨等電解質(zhì)溶液用于洗滌液，通過攪拌或通電來除去支撐件的手段(專利文獻(xiàn)12)。

可是，即使在這些支撐件中，有效地除去在細(xì)微部分塞滿的部分是極其困難的。另外，在使用蠟等的基于熱的熔融除去的方法的情況下，除去后，油狀的殘?jiān)街诹Ⅲw造型物的表面。因此，需要擦拭等針對立體造型物的精整作業(yè)。并且，由于加熱，蠟浸透到模型件。其結(jié)果，存在使立體造型物的表面狀態(tài)惡化的問題。

另一方面，即使在使用堿性水溶液、水、或有機(jī)溶劑將支撐件溶解、分散或溶脹來除去的情況下，由于溶解、分散或溶脹，解體的支撐件附著于在洗滌槽中浸泡的立體造型物。而且，污染了立體造型物的表面。因此，同樣地，需要表面擦拭等針對立體造型物的精整作業(yè)。另外，對于支撐件除去后的堿性水溶液、有機(jī)溶劑、及因除去含有酸性物質(zhì)的支撐件而產(chǎn)生的酸性水溶液，需要設(shè)置分別適合的處理工序或回收工序。

并且，在使用活性能量射線的噴墨印刷方式中，由于支撐件與模型件于固化前在接觸面附近發(fā)生的相溶或混合，使界面的造型精度降低。而且，導(dǎo)致在支撐件除去后接觸部的表面變粗糙等、立體造型物的加工精度降低。