立体结构物的制造方法技术

提供能够制造造形性优异的立体结构物的立体结构物的制造方法。一种立体结构物的制造方法，其为包括使用3D打印机将含有热塑性树脂的长丝熔融、并层叠于基材上的立体结构物的制造方法，该制造方法包括：将前述长丝的一端以与基材的粘接力为15N以上的方式粘接于基材表面，边使前述基材和3D打印机的喷嘴中的至少一者移动边将前述长丝自前述喷嘴喷出、并层叠到前述基材表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】立体结构物的制造方法
本专利技术涉及立体结构物的制造方法。更具体而言，涉及使用3D打印机层叠含有热塑性树脂的长丝来制造立体结构物的方法。
技术介绍
3D打印机为快速成形机(rapidprototyping)(三维造形机)的一种，为将在计算机上制成的CAD、CG等3D数据作为设计图，制造由塑料等形成的立体结构物(三维物体)的立体打印机。3D打印机根据层叠方式分类。具体而言，已知使用了丙烯酸系光固化树脂的喷墨紫外线固化方式的3D打印机(例如ObjetGeometriesLtd制、CONNEX、EDEN、KEYENCECORPORATION制、AGILISTA-3000等)。另外也已知使用了丙烯腈·丁二烯·苯乙烯树脂(ABS)、聚碳酸酯树脂(PC)、聚苯砜树脂(PPSF)等热塑性树脂的热熔解层叠方式的3D打印机(例如StratasysLtd.制、FORTUS系列、Dimension系列和uPrint系列、Solidoodle公司制、Solidoodle3等)。进而也已知对于树脂系粉末材料、铜·青铜·钛·镍等金属系的粉末材料照射高输出功率的激光光线使其烧结或熔融的SLS方式(选择性激光烧结、SelectiveLaserSintering)、或SLM方式(选择性激光熔化、SelectiveLaserMelting)的3D打印机(例如3DSystems公司制、SLS系列、AspectCorporation制、RaFael550、EOS公司制、EOSInt系列等)。利用3D打印机时，使用作为立体结构物的材料的树脂(油墨)制作形状。例如对于热熔解层叠方式中使用的树脂(油墨)而言，使用将ABS树脂长丝等热塑性树脂形成长丝状而成的材料。从而在热熔解层叠方式中，将热塑性树脂长丝自3D打印机边熔融边喷出，以构成所希望形状的方式层叠在基板上。热熔解层叠方式中，树脂以熔融的状态喷出到基板上，因此可以容易地造形为所希望的形状。迄今，以制造业为中心在建筑·医疗·教育·尖端研究等广泛领域中，在实际制作产品之前将各零件缩小到能够用3D打印机输出的尺寸来输出，用于设计的验证·功能验证等试制。但是，近年也期待用于更精密的验证、或者实际的树脂成形品的制造。进而，近年也研究利用3D打印机制造在热塑性树脂中配混纤维而成的立体结构物(参照非专利文献1)。非专利文献1中，如图5所示，用传动齿轮输送热塑性树脂长丝。现有技术文献非专利文献非专利文献1：增强塑料(強化プラスチックス)Vol.61No.7(2015年7月号)
技术实现思路
专利技术要解决的问题在此，如上述非专利文献1中所记载，含有热塑性树脂的长丝自3D打印机喷出时，用传动齿轮等挤出。但是，在含有热塑性树脂的长丝之中存在柔软且没有硬度的长丝，也有可能难以控制利用传动齿轮的喷出。而若难以控制喷出则难以精度良好地制造立体结构物。本专利技术是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供能够制造造形性优异的立体结构物的立体结构物的制造方法。用于解决问题的方案基于上述问题，本专利技术人等进行深入研究，结果发现，在将含有热塑性树脂的长丝的一端以15N以上的力粘接于基材的状态下，喷出长丝，制造立体结构物，由此解决上述问题。具体而言，通过下述手段<1>、优选通过<2>～<11>解决上述问题。<1>一种立体结构物的制造方法，其为包括使用3D打印机将含有热塑性树脂的长丝熔融、并层叠于基材上的立体结构物的制造方法，该制造方法包括：将前述长丝的一端以与基材的粘接力为15N以上的方式粘接于基材表面，边使前述基材和3D打印机的喷嘴中的至少一者移动边将前述长丝自前述喷嘴喷出、并层叠到前述基材表面，其中，前述粘接力指的是，将基材切出为纵40mm×横60mm的长方形，将自基材的顶点的1点、横40mm、纵20mm的地点作为起始点，将60mm的长度的长丝以平行于基材的横边的方式并且自起始点直至20mm的长度粘接于基材，将自基材的前述顶点的1点、横20mm、纵20mm的点、和自前述长丝的起始点40mm的长度的点在平行于基材面的面方向互相以5mm/秒的速度拉伸而抽出长丝所需要的力。<2>根据<1>所述的立体结构物的制造方法，其中，前述长丝含有增强纤维。<3>根据<2>所述的立体结构物的制造方法，其中，前述增强纤维为连续增强纤维。<4>根据<2>或<3>所述的立体结构物的制造方法，其中，前述增强纤维为碳纤维或玻璃纤维。<5>根据<1>～<4>中任一项所述的立体结构物的制造方法，其中，前述热塑性树脂为聚酰胺树脂。<6>根据<1>～<4>中任一项所述的立体结构物的制造方法，其中，前述热塑性树脂为包含源自二胺的结构单元和源自二羧酸的结构单元、源自二胺的结构单元的50摩尔％以上源自苯二甲胺的聚酰胺树脂。<7>根据<1>～<6>中任一项所述的立体结构物的制造方法，其中，前述长丝包含含有连续增强纤维和连续热塑性树脂纤维的混纤丝。<8>根据<1>～<7>中任一项所述的立体结构物的制造方法，其中，前述基材为热塑性树脂基材。<9>根据<8>所述的立体结构物的制造方法，其中，前述长丝中含有的热塑性树脂、和前述热塑性树脂基材中含有的热塑性树脂为同体系的热塑性树脂。<10>根据<8>所述的立体结构物的制造方法，其中，前述长丝中含有的热塑性树脂、和前述热塑性树脂基材中含有的热塑性树脂均为聚酰胺树脂。<11>根据<8>～<10>中任一项所述的立体结构物的制造方法，其中，前述粘接通过前述长丝与前述基材的热粘进行。专利技术的效果通过本专利技术，能够制造造形性优异的立体结构物。附图说明图1为表示将长丝粘接于基材的状态的示意图。图2为表示本专利技术的立体结构物的制造工序的示意图。图3为表示本专利技术的立体结构物的制造工序的示意图。图4为表示本专利技术的粘接力的测定方法的概念图。图5为表示使用了以往的3D打印机的立体结构物的制造方法的示意图。具体实施方式以下对于本专利技术的内容进行详细说明。需要说明的是，本说明书中，“～”以包含其前后记载的数值作为下限值和上限值的意思使用。本专利技术的立体结构物的制造方法，其特征在于，其为包括使用3D打印机将含有热塑性树脂的长丝熔融、并层叠于基材上的立体结构物的制造方法，该制造方法包括：将前述长丝的一端以与基材的粘接力为15N以上的方式粘接于基材表面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体结构物的制造方法，其为包括使用3D打印机将含有热塑性树脂的长丝熔融、并层叠于基材上的立体结构物的制造方法，该制造方法包括：将所述长丝的一端以与基材的粘接力为15N以上的方式粘接于基材表面，边使所述基材和3D打印机的喷嘴中的至少一者移动边将所述长丝自所述喷嘴喷出、并层叠到所述基材表面，其中，所述粘接力指的是，将基材切出为纵40mm×横60mm的长方形，将自基材的顶点的1点、横40mm、纵20mm的地点作为起始点，将60mm的长度的长丝以平行于基材的横边的方式并且自起始点直至20mm的长度粘接于基材，将自基材的所述顶点的1点、横20mm、纵20mm的点、和自所述长丝的起始点40mm的长度的点在平行于基材面的面方向互相以5mm/秒的速度拉伸而抽出长丝所需要的力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.22 JP 2016-0102391.一种立体结构物的制造方法，其为包括使用3D打印机将含有热塑性树脂的长丝熔融、并层叠于基材上的立体结构物的制造方法，该制造方法包括：将所述长丝的一端以与基材的粘接力为15N以上的方式粘接于基材表面，边使所述基材和3D打印机的喷嘴中的至少一者移动边将所述长丝自所述喷嘴喷出、并层叠到所述基材表面，其中，所述粘接力指的是，将基材切出为纵40mm×横60mm的长方形，将自基材的顶点的1点、横40mm、纵20mm的地点作为起始点，将60mm的长度的长丝以平行于基材的横边的方式并且自起始点直至20mm的长度粘接于基材，将自基材的所述顶点的1点、横20mm、纵20mm的点、和自所述长丝的起始点40mm的长度的点在平行于基材面的面方向互相以5mm/秒的速度拉伸而抽出长丝所需要的力。2.根据权利要求1所述的立体结构物的制造方法，其中，所述长丝含有增强纤维。3.根据权利要求2所述的立体结构物的制造方法，其中，所述增强纤维为连续增强纤维。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲井朝美，大谷章夫，伊藤拓人，平野史也，广冈伸树，松本信彦，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP