[发明专利]使用由蜡制成的支撑材料制造成型体的增材方法

说明书

本发明涉及一种三维成型体的增材制造方法，其特征在于，所述成型体是通过以位置特异性的方式部署液态形式的结构形成材料而逐步构造的，其中由蜡构成的第二种材料被另外作为支撑材料部署在保持不含所述结构形成材料的区域中，并在结构形成材料固结后被除去。所述支撑材料显示出良好的尺寸稳定性，并且优选在宽的温度窗口内加工。

技术领域

本发明涉及一种三维成型体的增材制造方法，其特征在于，所述成型体是通过以位置特异性的方式部署液态形式的结构形成材料而逐步构造的，其中由蜡构成的第二种材料被另外作为支撑材料部署在保持不含所述结构形成材料的区域中，并在结构形成材料固结后被除去。

现有技术

增材制造方法可使用多种材料及其组合(例如金属、塑料、陶瓷、玻璃)。

通过液体结构形成材料(SFM)的特定位置部署，可以使用不同的加工方法来生产成形体。

对于高粘度或糊状SFM，其可以通过喷嘴以珠状物的形式部署并以位置特异性的方式沉积。通过喷嘴的部署可以通过，例如，压力或通过挤出机实现。该过程方法的典型实例是3D长丝打印。另一种已知的方法是基于液滴状少量SFM的弹道计量，其通过打印头以位置特异性的方式部署。对于具有零或接近零剪切稀化的低粘度油墨，该过程被称为喷墨打印；对于较高粘度的剪切稀化材料，常用的术语为“喷射”。

所有增材制造方法的先决条件是以可被理解为成形体的虚拟模型的数字3D数据集的形式呈现所需成形体的几何形状和任何其他性质(颜色、材料组成)(A.Gebhardt,Generative Fertigungsverfahren[Additive Manufacturing Methods],Carl HanserVerlag,Munich 2013)。所述模型优选地通过各种3D-CAD(计算机辅助设计)构造方法实现。用于创建3D-CAD模型的输入数据也可以是3D测量数据，例如，来自CT(计算机断层扫描)测量或MRT(磁共振断层扫描)测量的结果。随后，必须用材料、工艺和工厂特异性的数据补充所述3D-CAD数据集，这些数据通过适当格式(例如STL、CLI/SLC、PLY、VRML、AMF格式)的接口传输到增材制造软件包。该软件在考虑到构件空间中组件的最佳取向、支撑结构等的情况下最终使用几何信息来生成虚拟单个层(切片)。然后，所述完整数据集允许直接致动用于所述增材制造的机器(3D打印机)。

所述软件步骤如下：

1、以CAD格式构建组件

2、导出为STL数据格式

3、将所述3D模型划分为与打印平面平行的切片并生成GCode

4、将所述GCode传输到打印控制器

所有SFM的位置特异性部署的增材制造方法中的一个共同因素是需要在空腔、底切或悬伸区域中的支撑结构，因为SFM的位置特异性部署总是需要支撑表面，直到SFM已经固化。

用于产生辅助结构的相应支撑材料(SM)例如由WO 2017/020971 A1公开。

EP 0 833 237 A2公开了将热塑性材料用于3D长丝打印。列举了各种作为结构形成打印材料的材料，例如蜡、热塑性树脂或金属。当用于3D打印，特别是通过喷射打印时，蜡的缺点在于加工的温度窗口窄且熔融蜡的尺寸稳定性低。

WO 2012/116047 A1公开了基于乙氧基化脂肪醇的蜡组分作为载体材料的用途。

US 2005/0053798 A1公开了一种在冷却过程中仅具有小的密度变化的支撑材料。在各种适用的材料中列举了脂肪酸酯。

US 5,136,515公开了蜡在3D打印中的用途。所述蜡可以用作结构形成材料，也可以用作支撑材料，只要它们具有不同的熔点即可。