[發明專利]用于擠出式3D打印法的經涂布長絲的用途和制備

有效

• 申請號: 201810188720.3
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN108381909B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: M·普里德爾;U·拜赫倫斯;S·伯恩哈特;A-K·克拉爾;S·溫卡爾薩-威爾伯弗爾斯
• 申請（專利權）人: 贏創運營有限公司
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/314;B29C64/30;B29C64/379;B33Y30/00;B33Y40/10
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 宓霞

本發明公開了用于隨后在擠出式3D打印機，例如FDM打印機(熔融?沉積?成型打印機)中打印施加的經涂布長絲的制備方法。此處長絲在打印機外在單獨過程中涂布并也可用于現有技術的適當的未改造打印機。本發明還公開用于進行所述方法的涂布裝置和帶有經涂布長絲的輥。

本申請為中國專利申請CN201380058413.9的分案申請

技術領域

本發明涉及用于隨后在擠出式3D打印機，例如FDM打印機(熔融-沉積-成型打印機)中打印施加的經涂布長絲的新型制備方法。此處長絲在打印機外在單獨過程中涂布并也可用于現有技術的適當的未改造打印機。本發明還涉及用于進行所述方法的涂布裝置和帶有經涂布長絲的輥。

背景技術

快速原型成型或快速制備法是旨在將可得的三維CAD數據直接和快速轉化成工件，而盡可能沒有人工干預或不使用模具的制備方法。

在快速原型成型法的范圍內目前有各種方法。這些可分成兩類：基于激光的方法和不使用激光的方法。

最廣為已知的激光型并同時是最古老的3D打印法是立體平版印刷(SLA)。在這種方法中，可輻射固化的聚合物的液體組合物利用激光逐層硬化。本領域技術人員可以清楚看出，通過這種方法制成的工件只能隨后在表面上著色。這是復雜并耗時的。

類似的是選擇性激光燒結法(SLS)，其中與SLA類似地，借助激光逐層選擇性燒結粉末狀原材料，例如熱塑性塑料或可燒結金屬。采用這種方法也可在第一方法步驟中只獲得單色或非特定著色的3D物體。這同樣適用于第三種激光型方法，“疊層物體制備”，其中將帶有粘合劑的紙幅或塑料膜的層與層互相膠粘并借助激光切割。例如在US 6,713,125中描述了物體的隨后著色。

也可用于制備多色物體的已知3D打印法是UV噴墨法。在這種三階段法中，以薄層施加粉末狀材料，將UV可固化液體以后續三維產品的相應層的形式印刷到所述層上，最后利用UV源使經印刷的層硬化。這些方法步驟逐層重復。

在EP 1 475 220中，準備各種不同著色的含固化劑的液體，在WO 2008/077850中額外在小室中直接在印刷過程之前混合。因此有可能選擇性著色。但是，由于該混合室，清晰的顏色過渡是不可能的。此外，這種類型的方法在固化邊界處不清晰，這會導致較低光滑度的表面并有時造成不均勻著色。在WO 01/26023中，描述了具有各種不同顏色的固化劑組合物的兩個印刷頭，其導致具有不同的彈性性能的物體部件。但是，沒有描述多于兩種的顏色。

WO 2008/075450描述了一種變體，其中采用熱輻射代替采用紫外光進行硬化，并同樣使用各種不同顏色的固化劑組合物。

GB 2419679公開了可選擇性施加各種不同著色的聚合物粒子并在各種波長下硬化的方法。這種方法極其復雜并同時導致不清晰的顏色圖像。

在根據WO 2009/139395的類似于3D噴墨印刷的方法中，逐層施加有色液體并選擇性地用第二液體印刷，其導致與第一液體發生固化反應。這種類型的方法只能逐層構造油墨，除了在未固化的液體層之間可能發生混合以外。

另一方法是三維印刷(TDP)。在這種方法中，類似于噴墨法，將粉末狀材料(但是其優選是陶瓷)逐層用一種熱塑性聚合物的熔體選擇性浸透。在各印刷層后，必須施加新的粉末材料層。熱塑性塑料硬化時形成三維物體。

在US 2004/0251574中描述的方法中，在印刷熱塑性塑料后選擇性地用油墨印刷。這種方法的優點是能高度選擇性地印刷。但是，這種方法的缺點在于不可能實現均勻并且明亮的顏色圖像，因為不可能使油墨均勻滲透到由(陶瓷)粉末和粘結劑制成的復合材料中。