运用3D打印制备眼镜的方法技术

本发明专利技术提供了采用简单且便宜的单喷嘴或多喷嘴3D打印机制备由纤维素酯、尼龙或聚酯制成的眼镜产品的方法，其中所述眼镜产品具有连续的颜色范围或渐变色，本发明专利技术还提供了采用本发明专利技术公开的方法制备的由纤维素酯、尼龙或聚酯制成的眼镜产品。

【技术实现步骤摘要】
专利
本专利技术涉及运用三维打印制备眼镜产品的方法以及运用本专利技术公开方法制备的眼镜产品。专利技术背景三维(3D)打印设备和工艺被广泛地用于制备任何预定尺寸和形状的3D制品。3D打印中，在基于3D模型或其它电子数据源的电脑控制下，通过材料的连续层被铺设来制备3D制品。二十世纪70年代后期，许多不同的3D打印工艺已经被专利技术，其中目前可用的3D打印工艺的主要区别在于层沉积的方式和在工艺中使用的材料。一些工艺将材料熔化或软化来产生层，例如，选择性激光熔化(SLM)或直接金属激光烧结(DMLS)，选择性激光烧结(SLS)，熔融沉积成型(FDM)，或熔丝制造(FFF)，而其他固化液体材料使用不同的技术，例如光固化成型(SLA)或数字光处理(DLP)。每一种方法都有它的优点和缺点。在所有的3D打印工艺当中，根据打印材料的使用和机械的设计，FDM或FFF通常是最经济和最有利的。在FDM或FFF中，通过挤出一种或多种熔融材料经冷却变硬形成层来制备3D制品。通常，打印材料，包括热塑性塑料和金属，是一根长丝或是绕在线盘上的线的形式。长丝或线可以被展开并被送至3D打印机挤出机(又名打印头，打印机头或挤出头)。3D打印机挤出机将长丝或线熔化并开启和关闭熔体的流动。通常，步进电机或伺服电机可用于在水平方向(X和Y轴)和垂直方向(Z轴)移动三维打印机挤出机的喷嘴，以及调节流量。运行在微控制器上的计算机辅助制造(CAM)软件包可用于控制机械装置和打印过程。目前大多数FDM或FFF打印机都是单色打印机。然而，消费者却要求高品质并实惠的彩色打印。FDM或FFF彩色打印的挑战之一就是生产具有连续颜色范围的3D制品。美国专利US6165406公开了一种为每个单独的水墨使用单个喷嘴的彩色打印方法。该方法不提供有意义的水墨混合，因而无法实现连续的颜色范围。而且，多喷嘴打印机比单喷嘴打印机更复杂和更昂贵。美国专利US6129872公开了一种彩色打印方法，包括在喷嘴中熔化材料，和计量各种着色剂有选择性地进入喷嘴末端的熔体。然而，这种方法也没有提供着色剂与粘性熔体的充分混合，因此，不能获得干净和连续的颜色范围。美国专利申请US2014/0134334A1描述了一种彩色打印方法，包括：用添加剂组合物和/或染料组合物涂布连续传送的长丝，将添加剂组合物和/或染料组合物固定在长丝的表面，将涂布后的长丝送入打印头，将长丝熔化在打印头中，通过喷嘴打印排出熔体。然而涂布增加了长丝的直径，这可能会影响将长丝送入标准的打印头或喷嘴。美国专利申请US2015/0142159A1公开了一种3D连续彩色打印机，包括一个或多个墨盒,其中每个墨盒储有构筑材料，混合器与每个墨盒相耦合，单个打印头与混合器输出相耦合，其中存储在墨盒中的构筑材料被输送到混合器和单打印头形成具有连续颜色的目标物。然而，这种方法不能与固体形式的材料很好的工作。一些彩色打印方法采用粒状或长丝状不同颜色的材料，其中这些方法包括将所述材料分别熔化，根据颜色要求将它们与中间挤出机混合，然后将熔料应用于打印。这些工艺需要非常尖端和复杂的设备，因此，是非常昂贵的。而且，可实现的颜色范围受制于不同颜色材料产生的数量。通常，适合FDM或FFF工艺的热塑性塑料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，聚碳酸酯(PC)，聚乳酸(PLA)，高密度聚乙烯(HDPE)，聚苯砜(PPSU)，聚(甲基)丙烯酸酯，聚醚酰亚胺(PEI)，聚醚醚酮(PEEK)，高抗冲聚苯乙烯(HIPS)，热塑性聚氨酯(TPU)，聚酰胺(尼龙)及其组合。这些热塑性塑料通常是由纯树脂制备的长丝。纤维素酯一般不用作3D打印的材料。然而，纤维素酯例如醋酸纤维素被广泛用于制备眼镜产品。尽管选择性激光烧结(SLS)用超细聚酰胺粉末被用来制造眼镜架，但是它不能用来生产具有多种颜色包含从一种颜色到另一种颜色至少一个平滑的过渡而没有颜色的突然切换或阶梯变化的眼镜架。综上所述，一直以来都需要使用简单且便宜的单嘴3D打印机制备由纤维素酯，尼龙或聚酯制成的具有连续颜色范围的眼镜产品的新的3D打印方法。也一直需要3D打印的眼镜产品具有连续的颜色范围在经过表面加工后保持不变和/或长期使用不会磨损。同时也一直需要具有定制的多色图案或设计的眼镜产品。专利技术摘要本专利技术提供了采用简单且便宜的单嘴或多嘴3D打印机制备由纤维素酯、尼龙或聚酯制成的眼镜产品的方法。在一些实施例中，这些眼镜产品具有连续的颜色范围或渐变色。在某些实施例中，这些眼镜产品具有多种颜色包含从一种颜色到另一种颜色至少一个平滑的过渡而没有颜色的突然切换或阶梯变化。本专利技术还提供了采用本专利技术公开的方法制备的由纤维素酯、尼龙或聚酯制成的眼镜产品。一方面，本专利技术提供了一种通过三维打印制造任何3D目标物例如眼镜产品的方法，包括以下步骤：a)将一个或多个染料组合物对适于3D打印机挤出机打印的单色长丝进行染色形成多色长丝；b)将所述多色长丝送入所述3D打印机挤出机；c)将3D打印挤出机中的多色长丝熔化形成熔体；和d)将所述熔体从至少一个在所述3D打印机挤出机的喷嘴中排出形成眼镜产品，其中所述单色长丝是由热塑性树脂制成，所述热塑性树脂选自纤维素酯、尼龙或聚酯，其中所述一个或多个染料组合物中的每个染料组合物包含一种染料和水。在一些实施例中，所述方法进一步包括将热塑性树脂挤成单色长丝并且其中所述单色长丝是白色或是具有热塑性树脂的自然色。在某些实施例中，热塑性树脂是醋酸纤维素、乙酸丙酸纤维素或其组合。在一些实施例中，热塑性树脂是尼龙6或尼龙12。在其它实施例中，热塑性树脂是PETG、PCTG或PET-CHDM。在其它实施例中，热塑性树脂是醋酸纤维素。在一些实施例中，所述染料或所述亲水性染料与水的体积或重量比为约1：10至约1：20，染色温度为约50℃至约80℃，染色时间为约30分钟至约5小时。另一方面，本专利技术提供了采用本专利技术公开的方法制备的眼镜产品，其中所述眼镜产品具有多种颜色，并且其中所述多种颜色包含从一种颜色到另一种颜色至少一个平滑的过渡而没有颜色的突然切换或阶梯变化。在某些实施例中，本专利技术公开的眼镜产品是一副眼镜架包括一个眼镜框和/或一对眼镜腿。在其它实施例中，本专利技术公开的眼镜产品是一副眼镜架包括一对眼镜腿和与其整体地结合在一起的一个眼镜框。在进一步的实施例中，本专利技术公开的眼镜产品是一个眼镜框、一对眼镜腿和/或一对脾套。在进一步的实施例中，本专利技术公开的眼镜产品是一个半成品眼镜产品或是眼镜产品的一个或多个部件例如脾套、鼻垫和眼镜腿。在更进一步的实施例中，本专利技术眼镜产品包括适于制备眼镜产品、半成品眼镜产品和眼镜产品的一个或多个部件的一个或多个眼镜片材。另一方面，本专利技术提供了一种用一个或多个染料组合物对单色长丝进行染色制备的多色长丝，其中所述单色长丝适于3D打印机挤出机打印，其中所述单色长丝由选自纤维素酯、尼龙或聚酯的热塑性树脂制备，并且其中所述一个或多个染料组合物的每个染料组合物包括一种染料和水。在某些实施例中，本专利技术公开的一个或多个染料组合物是一个或多个亲水性染料组合物，每个所述亲水性染料组合物独立地包括一种亲水性染料和水。在其它实施例中，本专利技术公开的亲水性染料由颜料、高分子表面活性剂和一种或多种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过三维打印制造眼镜产品的方法，包括以下步骤：a)将一个或多个染料组合物对适于3D打印机挤出机打印的单色长丝进行染色形成多色长丝；b)将所述多色长丝送入所述3D打印机挤出机；c)将3D打印机挤出机中的多色长丝熔化形成熔体；和d)将所述熔体从至少一个在所述3D打印机挤出机的喷嘴中排出形成眼镜产品，其中所述单色长丝是由热塑性树脂制成，所述热塑性树脂选自纤维素酯、尼龙或聚酯，其中所述一个或多个染料组合物中的每个染料组合物包含一种染料和水。

【技术特征摘要】
2015.08.27 US 14/836,9681.一种通过三维打印制造眼镜产品的方法，包括以下步骤：a)将一个或多个染料组合物对适于3D打印机挤出机打印的单色长丝进行染色形成多色长丝；b)将所述多色长丝送入所述3D打印机挤出机；c)将3D打印机挤出机中的多色长丝熔化形成熔体；和d)将所述熔体从至少一个在所述3D打印机挤出机的喷嘴中排出形成眼镜产品，其中所述单色长丝是由热塑性树脂制成，所述热塑性树脂选自纤维素酯、尼龙或聚酯，其中所述一个或多个染料组合物中的每个染料组合物包含一种染料和水。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个染料组合物是一个或多个亲水性染料组合物，每个所述亲水性染料组合物均独立地包括一种亲水性染料和水。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述热塑性树脂是醋酸纤维素、乙酸丙酸纤维素或其组合。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述热塑性树脂是尼龙6或尼龙12。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述热塑性树脂是PETG、PCTG或PET-CHDM。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述亲水性染料与水的体积或重量比为约1:10至约1:20，染色温度为约50℃至约80℃，染色时间为约30分钟至约5小时。7.根据权利要求2所述的方法，其中所述亲水性染料包括颜料、高分子表面活性剂和一种或多种极性溶剂。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述高分子表面活性剂是聚(乙二醇)和一种或多种极性溶剂包括苄醇、丙酮和乙二醇。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述眼镜产品是一副眼镜架包括一个眼镜框和/或一对眼镜腿；或所述眼镜产品是一个半成品眼镜产品或是一个眼镜产品的一个或多个部件；或所述眼镜产品包括适于制备眼镜产品、半成品眼镜产品和眼镜产品的一个或多个部件的一个或多个眼镜片材。10.根据权利要求1所述的方法，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林贤生，张彦，
申请(专利权)人：澳加光学有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81