成型用组合物以及三维造型物的制造方法技术

本发明专利技术提供一种即使降低粘度也能够获得造型物的良好的形状精度的成型用组合物以及三维造型物的制造方法。该成型用组合物包含粉末、蜡、粘合成分、成型成分和增塑剂，并且190℃下的所述粘合成分的熔体流动速率为200g/10min以上，所述增塑剂的密度为1.0g/cm3以下。以下。

【技术实现步骤摘要】
成型用组合物以及三维造型物的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种成型用组合物以及三维造型物的制造方法。

技术介绍

[0002]不拘于机械加工或铸造而使三维形状的物体成型的技术正在推进。例如，在专利文献1中公开了一种制造方法，该制造方法以包含无机粉末的化合物作为原料，并使用热熔融层叠方式(FDM方式)的立体打印机(3D打印机)来形成造型物，并且通过使该造型物脱脂、烧结，从而制造金属或陶瓷产品。在该文献中，记载了根据该制造方法而使在机械加工或铸造中无法实现的形状的金属或陶瓷产品迅速成型的内容、适于产品的少量生产的内容。
[0003]但是，由于在将与现有的MIM(Metal Injection Molding，金属粉末注射成型)相同的化合物应用在三维造型装置中的情况下化合物的粘度较高且流动性不足，因此，从三维造型装置射出化合物的射出量变得不稳定，从而造型物的形状的精度有可能降低。因此，谋求降低化合物的粘度而获得造型物的良好的形状精度。
[0004]专利文献1：日本特开2000
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144205号公报

技术实现思路

[0005]本专利技术所涉及的成型用组合物的一个方式包含粉末、蜡、粘合成分、成型成分和增塑剂，并且190℃下的所述粘合成分的熔体流动速率为200g/10min以上，所述增塑剂的密度为1.0g/cm3以下。
[0006]本专利技术所涉及的三维造型物的制造方法的一个方式具有喷出上述方式的成型用组合物的层形成工序，并实施多次所述层形成工序。
具体实施方式
[0007]以下，对本专利技术的几个实施方式进行说明。以下所说明的实施方式为对本专利技术的一个示例进行说明的实施方式。本专利技术并非被限定于以下的实施方式的专利技术，也包括在不变更本专利技术的主旨的范围内被实施的各种变形方式。另外，以下所说明的结构并非全部是本专利技术的必要结构。
[0008]1.成型用组合物
[0009]本实施方式所涉及的成型用组合物包含粉末、蜡、粘合成分、成型成分和增塑剂。而且，190℃下的粘合成分的熔体流动速率为200g/10min以上，所述增塑剂的密度为1.0g/cm3以下。以下，对各个成分进行说明。另外，在本说明书中，有时将成型用组合物中所包含的粉末以外的成分统称为“粘合剂”。
[0010]1.1.粉末
[0011]本实施方式的成型用组合物含有粉末。粉末为，在将成型用组合物脱脂并烧成后的造型物中其一部分或全部会残留下来的成分。即，作为在本实施方式的成型用组合物中使用的粉末，只要其为即使粘合剂由于脱脂和烧结而消失也能够残存的物质即可，例如可
以列举无机粉末、有机粉末。
[0012]作为无机粉末，可以列举金属粉末、陶瓷粉末、金属陶瓷粉末、金属氧化物粉末、金属间化合物粉末等，也可以为将这些粉末的两种以上进行混合而得到的粉末。
[0013]具体而言，作为金属粉末，例如可以列举纯铁、铁
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镍、铁
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钴、铁
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硅、不锈钢等铁类合金、钨、碳化钨(WC)、硬质合金(WC
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Co类合金等)、铝合金、铜、铜合金等的粉末。
[0014]另外，作为陶瓷粉末、金属氧化物粉末，可以列举Al2O3、BeO、TiO2、ZrO2等氧化物、TiC、ZrC、B4C等碳化物、CrB、ZrB2等硼化物、TiN、ZrN等氮化物等。另外，作为金属陶瓷粉末，可以列举Al2O3‑
Fe类、TiC
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Ni类、TiC
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Co类、B4C
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Fe类等。
[0015]作为有机粉末，例如可以列举有机硅弹性体粉末、有机硅粉末、有机硅树脂涂层的有机硅弹性体粉末、聚酰胺树脂粉末(尼龙粉末)、聚乙烯粉末、聚苯乙烯粉末、苯乙烯和丙烯酸的共聚物树脂粉末、苯并胍胺树脂粉末、聚四氟乙烯粉末、纤维素粉末等。
[0016]关于在本实施方式的成型用组合物中使用的粉末，在与粘合剂相比而燃烧温度、分解温度、蒸发温度等足够高的这一点上，优选为无机粉末。另外，在无机粉末中，金属粉末在烧结时容易使表面熔融且能够精度良好地形成作为烧结体的造型物的形状的这一点上更为优选。
[0017]优选为，相对于成型用组合物的总体积，成型用组合物中的粉末的掺配量为体积百分比64.8％以上。换言之，优选为，成型用组合物中的粉末的体积基准的填充率为64.8％以上。当粉末的掺配量在该范围内时，粉末以外的成分变少，从而加热、冷却时的体积变化被抑制得更小。另外，当粉末的掺配量在该范围内时，脱脂、烧结时消失的成分变得更少，从而能够获得密度更高的造型物。
[0018]1.2.蜡
[0019]成型用组合物含有蜡。蜡具有提高从三维造型装置等挤出或射出成型用组合物时的流动性的功能。蜡为，构成粘合剂且在将成型用组合物脱脂并烧结的情况下会消失的成分。
[0020]作为蜡，例如可以列举天然蜡、合成蜡等。其中，作为天然蜡，例如可以列举如小烛树蜡、巴西棕榈蜡、米糠蜡、木蜡、荷荷巴油那样的植物类蜡、如蜜蜡、羊毛脂、鲸蜡那样的动物类蜡、如蒙坦蜡、沸石、地蜡那样的矿物类蜡。另外，作为合成蜡，也能够列举如石蜡、微晶蜡、凡士林那样的石油类蜡等。蜡能够使用上述例示出的一种或将两种以上组合来使用。
[0021]在将成型用组合物中的去除粉末后的成分即粘合剂设为质量百分比100％的情况下，成型用组合物中的蜡的掺配量为质量百分比25％以上且质量百分比35％以下，优选为质量百分比26％以上且质量百分比33％以下，更优选为质量百分比27％以上且质量百分比30％以下，进一步优选为质量百分比27％以上且质量百分比29％以下。如果蜡的掺配量在该范围内，则成型用组合物具有优异的流动性。
[0022]1.3.粘合成分
[0023]成型用组合物含有粘合成分。粘合成分构成粘合剂。粘合成分在成型用组合物中具有使粉末的颗粒之间粘合的功能。另外，粘合成分在脱脂后的成型用组合物中会有少量残留。由此，具有使粉末的颗粒之间粘合且维持烧结前的被脱脂了的状态的造型物的形状的功能。粘合成分为，与其他的粘合剂同样地通过成型用组合物被烧结而会消失的成分。
[0024]190℃下的粘合成分的熔体流动速率(MFR)为200g/10min以上。通过使粘合成分的
MFR为200g/10min以上，从而能够使得成型用组合物具有较高的流动性。
[0025]作为粘合成分，例如能够列举选自乙烯类、丙烯类以及乙烯基类单体的两种以上的单体的共聚物。更具体而言，作为粘合成分，能够例示乙烯
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(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物等。
[0026]粘合成分的MFR例如能够通过使构成粘合成分的高分子化合物的分子量发生变化从而进行调节。
[0027]粘合成分的熔体流动速率能够基于JIS K 7210而在190℃、21.2N载荷(2160g载荷)的条件下进行测量，并且能够基于ASTM D1238、ISO1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成型用组合物，其中，所述成型用组合物包含粉末、蜡、粘合成分、成型成分和增塑剂，并且190℃下的所述粘合成分的熔体流动速率为200g/10min以上，所述增塑剂的密度为1.0g/cm3以下。2.如权利要求1所述的成型用组合物，其中，所述粉末的体积基准的填充率为64.8％以上。3.如权利要求1或权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：下神耕造，冈本英司，角谷彰彦，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：