[发明专利]线性树脂成型体

说明书

本发明提供一种线性树脂成型体，即使在混合了碳纤维等的无机填料的情况下，也能够提高成形品的层间的熔合性，并且进一步提高3D打印机的机械适应性(特别是刚性)。该线性树脂成型体在含有热塑性树脂、无机填料的同时，还含有α‑烯烃弹性体。热塑性树脂例如是聚丙烯。无机填料例如是碳纤维。α‑烯烃弹性体例如是乙烯‑α‑烯烃共聚物。本发明的线性树脂成型体被用于热熔层压式3D打印机。

技术领域

本发明涉及一种线性树脂成型体，特别是涉及在所谓的3D打印机等的构建三维对象(物体)的造型装置中被用作原材料的线性树脂成型体。

背景技术

作为三维物体的形成方法，所谓的3D打印机受到了关注，其能够容易地制造出以往难以实现的具有复杂形状的三维物体。如果使用3D打印机，则通过堆叠诸如树脂、金属等的任意的材料，就能够加工出通过普通方法而无法实现的形状。

已知有几种类型的3D打印机，其中挤出树脂丝状物(线性树脂成型体)后进行层压沉积的方法(热熔层压式)在成本等方面较为有利，因此其各方面的开发正在推进中(例如，参照专利文献1和专利文献2等)。

例如，在专利文献1的层积造型系统中，将作为造型材料的长丝(filament)供给到挤压头，通过安装于挤压头的液化机使长丝熔融，然后利用喷嘴将熔融后的长丝挤压到基座上。使挤压头和基座相对移动以形成3D模型，逐层堆积多个线状和层状的材料，从而制造出3D模型。

专利文献2公开了一种构建3D对象的方法，该方法包括以下步骤：通过挤压将改性ABS材料送入层压沉积系统的挤压头中；在提高挤压头的响应时间的条件下，使送入到挤压头中的改性ABS材料熔融；使熔融的热塑性材料逐层沉积而形成3D对象。

在这种方法中，熔融沉积树脂材料是其基本思想，作为原材料使用的是树脂丝状物(线性树脂成型体)。在专利文献3和专利文献4中公开了被用作原材料的树脂长丝及其供给方法等。

专利文献3虽然公开了用于制造三维物体的组成物，在制造成形品的挤压机中，向挤压头供给具有可挠性的长丝。长丝在挤压头携带的液化机内熔化。液化机以比凝固点稍高的温度对长丝进行加热，从而使其成为熔融状态。通过液化机的喷嘴(Orifice)将熔融材料挤压到底座上。

专利文献4公开了一种在三维沉积造型机中供应长丝的长丝盒和长丝盒接收器。在专利文献4中提供了一种以简单的方式使长丝与造型机卡合以及分离的方法，从而保护长丝不受到环境中的湿气的影响。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2009-500194号公报

专利文献2：日本特表2010-521339号公报

专利文献3：日本专利5039549号公报

专利文献4：日本专利4107960号公报

发明内容

发明所需解决的问题

在如上所述的将树脂丝状物供给到挤压头，一边使其熔化一边供给它们来层压沉积三维对象的方式中，通过在长丝中混合一定量以上的碳纤维等的无机填料，从而进一步提高3D打印机的机械特性(特别是刚性)，同时还能够抑制3D模型的收缩。

但是，当将一定量以上的无机填料(碳纤维等)混合到长丝中时，又出现了新的问题，我们需要解决这些问题。在用作长丝的线性树脂成型体中，虽然碳纤维的混合量越多越能够提高线性树脂成型体的机械特性(特别是刚性)，但另一方面，碳纤维的添加也会降低层间的剥离强度，因而产生诸如作为成形品的刚性降低之类的问题。因此，在3D打印机中，存在难以赋予成形品一定值以上的机械适应性(特别是刚性)的问题。