粉末材料、立体造型物的制造方法及立体造型装置制造方法及图纸

技术编号:18462813 阅读:28 留言:0更新日期:2018-07-18 14:25
本发明专利技术涉及一种用于通过下述方法制造立体造型物的粉末材料:通过对含有粉末粒子的粉末材料的薄层选择性地照射激光,形成上述粉末粒子熔融结合而成的造型物层,并层叠上述造型物层,而制造立体造型物。上述粉末粒子含有核树脂和包覆核树脂的壳树脂,构成上述壳树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度高于构成上述核树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度。根据上述粉末材料,能够制造更高精细的立体造型物。

Manufacturing method of powder material and three-dimensional molding material and three-dimensional modeling device

The invention relates to a powder material for manufacturing stereoscopic objects by the following method: by selectively irradiating the laser to the thin layer of powder material containing powder particles, forming a molding material layer formed by the melting of the powder particles, and laminating the molding material, and making the stereoscopic molding. The above powder particles contain the core resin and the shell resin coated with nuclear resin. The storage modulus of the material of the above shell resin G 'reaches 1 * 106.5Pa higher than the storage modulus of the material that constitutes the above nuclear resin G' reaches the temperature of 1 x 106.5Pa. According to the above powder material, it can produce more refined three-dimensional objects.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粉末材料、立体造型物的制造方法及立体造型装置
本专利技术涉及粉末材料、立体造型物的制造方法及立体造型装置。
技术介绍
近年来,开发了能够比较容易地制造复杂形状的立体造型物的各种方法。作为制造这些立体造型物的方法之一,已知粉末床熔融结合法。粉末床熔融结合法具有造型精度高、且层叠的层间的粘接强度高的特征。因此,粉末床熔融结合法不仅能够在用于确认最终制品的形状或性质的试制品的制造中使用,还能在最终制品的制造中使用。在粉末床熔融结合法中,将包含由树脂材料或金属材料构成的粉末粒子的粉末材料平坦地铺满并形成薄膜,在薄膜上的期望的位置照射激光,使粉末粒子选择性地熔融结合,由此,形成立体造型物在厚度方向上细微分割而成的层(以下,也简称为“造型物层”。)之一。在如此形成的层上进一步铺满粉末材料,照射激光,使粉末粒子选择性地熔融结合,由此,形成下述造型物层。重复该步骤,将造型物层堆积,由此,制造期望的形状的立体造型物。此时,由于通过更短时间的激光照射使粉末粒子熔融结合,在照射激光前有时对粉末材料进行预加热。能够提高待造型的立体造型物的特性的粉末床熔融结合法用粉末材料的实例记载于专利文献1~3中。在专利文献1中记载了一种含有粉末粒子的粉末材料,上述粉末粒子具有:由含有树脂的材料构成的核粒子、用具有极性的材料(聚乙烯基吡咯烷酮及丙烯酸聚合物等)包覆核粒子而成的第1包覆层、用表面活性剂进一步包覆上述第1包覆层而成的第2包覆层。根据专利文献1,对于该粉末粒子而言,在作为最外层的第2包覆层中,上述表面活性剂的非极性部分朝向粒子外部,因此,不易因从空气中吸收水而发生粉末粒子的凝聚。因此,如果使用该粉末粒子进行立体造型,则不易发生粉末粒子彼此因在造型前凝聚而导致的立体造型收缩。在专利文献2中记载了一种含有粉末粒子的粉末材料,上述粉末粒子具有:由热塑性树脂构成的核粒子、包覆核粒子的平均粒径为1μm以下的抗凝聚粒子。根据专利文献2,由于该粉末粒子的流动性高,因此,能够以高密度铺满激光照射前的粉末粒子。因此,如果使用该粉末粒子进行立体造型,则能够制造具有高机械强度的造型物。在专利文献3中记载了一种粉末材料,上述粉末材料具有:主粉末、及能吸收波长比主粉末能吸收的激光的波长短的激光的激光吸收着色材料(碳等)。根据专利文献3,该粉末材料能够使用波长比以往的激光短的激光进行立体造型。因此,能够使激光的光束直径更小,因此能够制造更高精细的立体造型物。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特表2005-533877号公报专利文献2:日本特开2006-321711号公报专利文献3:日本特开2010-184412号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题随着通过粉末床熔融结合法造型的立体造型物的用途扩展,产生使用与以往不同的材料、特别是树脂材料制造立体造型物的要求。然而,树脂材料中大多在造型工艺中于高温时容易发生粒子的变形,存在难以提高造型精度的问题。因此,要求能够使用各种树脂材料通过粉末床熔融结合法制造高精细的立体造型物的技术。根据专利文献1中记载的粉末材料,能够制造高精细的立体造型物。根据专利文献2中记载的粉末材料,能够以高密度铺满粉末粒子,因此,被铺满的粉末粒子间不易产生间隙,不易发生粉末粒子的变形,因此,期待着能够制造高精细的立体造型物。专利文献3的粉末材料通过使用碳等激光吸收着色材料而不使用树脂作为主粉末,从而期待着能够利用短波长的激光,制造高精细的立体造型物。然而,根据本专利技术人等的研究,即使使用专利文献1、专利文献2及专利文献3中记载的粉末材料,也难以用各种种类的树脂制造具有期望的精细度的立体造型物。本专利技术是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,提供一种含有由树脂构成的粉末粒子的粉末床熔融结合法用粉末材料,上述粉末材料能够制造更高精细的立体造型物。本专利技术的目的还在于,提供一种使用了这样的粉末材料的立体造型物的制造方法、及立体造型物的制造装置。解决问题的方法本专利技术的第一方式涉及以下的粉末材料。[1]一种粉末材料,其用于通过下述方法制造立体造型物:对含有粉末粒子的粉末材料的薄层选择性地照射激光,形成上述粉末粒子熔融结合而成的造型物层,并层叠上述造型物层,从而制造上述立体造型物,上述粉末粒子含有核树脂和包覆核树脂的壳树脂,构成上述壳树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TS(6.5)高于构成上述核树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TC(6.5)。[2]根据[1]上述的粉末材料,其中,构成上述壳树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TS(6.5)与构成上述核树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TC(6.5)之差为5℃以上且70℃以下。[3]根据[1]或[2]上述的粉末材料,其中,构成上述核树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TC(6.5)为50℃以上且300℃以下。[4]根据[1]~[3]中任一项上述的粉末材料,其中,构成上述壳树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TS(6.5)为100℃以上且350℃以下。[5]根据[1]~[4]中任一项上述的粉末材料,其中,上述核树脂由储能模量G’达到1×107.0Pa的温度TC(7.0)与储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TC(6.5)之差为10℃以上且100℃以下的材料构成。[6]根据[1]~[5]中任一项上述的粉末材料,其中,上述核树脂的平均粒径为1μm以上且200μm以下。[7]根据[1]~[6]中任一项上述的粉末材料,其中,相对于上述核树脂100质量份,上述粉末粒子中含有的上述壳树脂的量为0.1质量份以上且20质量份以下。本专利技术的第二方式涉及以下的立体造型物的制造方法。[8]一种立体造型物的制造方法,其包括:形成含有[1]~[7]中任一项上述的粉末粒子的粉末材料的薄层的工序;对上述形成的粉末材料的薄层进行预加热的工序;对上述经预加热的薄层选择性地照射激光,形成上述粉末材料中所含的粉末粒子熔融结合而成的造型物层的工序;及将上述形成薄层的工序、上述进行预加热的工序、及上述形成造型物层的工序按顺序重复多次而层叠上述造型物层的工序。[9]根据[8]上述的方法,其中,在上述进行预加热的工序中,上述薄层加热至下述温度:上述薄膜的表面温度与构成上述核树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TC(6.5)之差为5℃以上且50℃以下的温度。[10]根据[8]或[9]上述的方法,其中,在上述形成造型物层的工序中,对上述薄层选择性地照射上述激光,以使构成上述核树脂的材料的储能模量G’达到1×104.0Pa以上且1×106.0Pa以下。本专利技术的第三方式涉及以下的立体造型装置。[11]一种立体造型装置,其具备:造型台;在上述造型台上形成含有[1]~[7]中任一项上述的粉末粒子的粉末材料的薄膜的薄膜形成部;对上述形成的粉末材料的薄层进行预加热的预加热部;对上述薄膜照射激光,形成上述粉末粒子熔融结合而成的造型物层的激光照射部;将上述造型台以其铅直方向的位置可变的方式支撑的台支撑部;及控制上述薄膜形成部、上述激光照射部及上述台支撑部,重复形成上述造型物层并进行层叠的控制部。[12]根据[11]上述的立体造型装置,其进一步具备测定上本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种粉末材料,其用于立体造型物制造,该立体造型物的制造包括:对含有粉末粒子的粉末材料的薄层选择性地照射激光,形成上述粉末粒子熔融结合而成的造型物层,并层叠上述造型物层,从而制造上述立体造型物,上述粉末粒子含有核树脂和包覆核树脂的壳树脂,构成上述壳树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TS(6.5)高于构成上述核树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TC(6.5)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.30 JP 2015-2330811.一种粉末材料,其用于立体造型物制造,该立体造型物的制造包括:对含有粉末粒子的粉末材料的薄层选择性地照射激光,形成上述粉末粒子熔融结合而成的造型物层,并层叠上述造型物层,从而制造上述立体造型物,上述粉末粒子含有核树脂和包覆核树脂的壳树脂,构成上述壳树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TS(6.5)高于构成上述核树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TC(6.5)。2.根据权利要求1上述的粉末材料,其中,构成上述壳树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TS(6.5)与构成上述核树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TC(6.5)之差为5℃以上且70℃以下。3.根据权利要求1或2上述的粉末材料,其中,构成上述核树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TC(6.5)为50℃以上且300℃以下。4.根据权利要求1~3中任一项上述的粉末材料,其中,构成上述壳树脂的材料的储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TS(6.5)为100℃以上且350℃以下。5.根据权利要求1~4中任一项上述的粉末材料,其中,上述核树脂由储能模量G’达到1×107.0Pa的温度TC(7.0)与储能模量G’达到1×106.5Pa的温度TC(6.5)之差为10℃以上且100℃以下的材料构成。6.根据权利要求1~5中任一项上述的粉末材料,其中,上述核树脂的平均粒径为1μm以上且200μm以下。7.根据权利要求1~6中任一项上述的粉末材料,其中,相对于上述核树脂100质量份,上述粉末粒子所含有的上述壳树脂的量为0.1质量份以上且20质量份以下。8.一种立体造型物的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员:白石雅晴矶部和也原明子山崎一史
申请(专利权)人:柯尼卡美能达株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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