CN115943046A - 热熔式三维打印机用粒状体、造型物的制造方法、层叠结构体以及层叠结构体的制造方法 - Google Patents

热熔式三维打印机用粒状体、造型物的制造方法、层叠结构体以及层叠结构体的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一种能以高精度制造柔软造型物的热熔式三维打印机用粒状体。根据本发明，提供一种粒状体，其是由热塑性弹性体构成的热熔式三维打印机用粒状体，上述热塑性弹性体的邵氏A硬度为0～10，熔体流动速率在测定温度120～230℃中的至少一点为10～200g/10分钟。

Description

热熔式三维打印机用粒状体、造型物的制造方法、层叠结构体以及层叠结构体的制造方法
技术领域
本发明涉及热熔式三维打印机用粒状体、使用该粒状体的造型物的制造方法、层叠结构体以及层叠结构体的制造方法。
背景技术
(第1观点)
专利文献1中公开了一种方法，其中将作为造型材料的丝状物供给至挤出头，使用搭载于挤出头的液化机将丝状物熔融，通过喷嘴将熔融的丝状物挤出到基底上，由此形成造型物。
上述方法中，一般采用通过齿轮咬入等将丝状物直接送至喷嘴前端的方式，但在丝状物由柔软性高的热塑性弹性体构成的情况下，有时齿轮无法咬住丝状物而无法将丝状物供给至喷嘴先端。
专利文献2中，通过使用含有热塑性弹性体的芯材部的外周面的一部分设有线状强化部的丝状物来解决上述问题。
(第2观点)
近年来，随着三维层叠造型装置、即所谓3D打印机的普及，不仅是金属和无机物，树脂制的三维层叠结构体已得到广泛实用。作为树脂用的3D打印机，普遍采用作为热塑性树脂的ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)树脂或PLA(PolyLatic Acid：聚乳酸)树脂从喷嘴挤出的材料挤出沉积法。作为其它方法，已知有粉末烧结层叠造型、材料喷射、光造型法等。
树脂制三维层叠结构体的一些用途中需要其具备柔软性。例如鞋垫等。在这种情况下，专利文献3中提出了使用三维层叠造型方法的橡胶成型体。专利文献3中提出了采用将橡胶层叠后使其固化的工序将平面组合而成的网格状结构物。
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：日本特开2017-177497号公报
专利文献3：国际公开第2017/154335号
发明内容
(发明要解决的课题)
(第1观点)
但是，专利文献2的方法中，由于线状强化部也会被一并造型，所以为了得到仅由弹性体构成的造型物，在三维打印机造型后需要用水或有机溶剂处理使线状强化部溶解。该处理不仅麻烦，还有可能降低造型物的品质。
另外，采用热塑性弹性体会显著提高造型物的柔软性，因此有时会增大构成造型物的线部与线部之间的间隔，根据所使用材料的不同，造型物的形状容易崩坏，难以实现高精度的造型。
本发明是鉴于上述情况而进行的，提供一种能够以高精度制造柔软造型物的热熔式三维打印机用粒状体。
(第2观点)
专利文献3中记载的橡胶组合物不是热塑性，层叠后需要固化工序。另外，将平面组合而成的构成具有作为结构体整体的柔软性的调整范围窄的问题。
本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供一种树脂制三维层叠结构体中更柔软的层叠结构体和层叠结构体的制造方法。
(用于解决课题的技术方案)
(第1观点)
根据本发明，提供一种由热塑性弹性体构成的热熔式三维打印机用粒状体，上述热塑性弹性体的邵氏A硬度为0～10，熔体流动速率在测定温度120～230℃中的至少一点为10～200g/10分钟。
本发明的第1特征在于不是丝状物而是粒状体。本发明的粒状体可使用螺杆挤出机熔融后从喷嘴挤出，因此不需要像专利文献2那样使用线状强化部，也不需要将线状强化部从造型物溶解去除的工序。
本发明的第2特征在于热塑性弹性体具有特定的邵氏A硬度和熔体流动速率。若使用具有本发明规定的范围的邵氏A硬度和熔体流动速率的热塑性弹性体，则通过调整造型温度，能够以高精度制造柔软的造型物。
以下例示本发明的各种实施方式。以下示出的实施方式可相互组合。
优选上述粒状体的上述熔体流动速率在测定温度120～230℃中的至少一点为60～140g/10分钟。
优选造型物得到制造方法具备扫描线料的扫描工序，上述线料是在螺杆挤出机内使上述粒状体熔融并从喷嘴挤出而形成的。
优选上述方法中，造型温度下的上述线料的熔体流动速率为10～200g/10分钟，上述造型温度为刚从上述喷嘴挤出后的上述线料的温度。
优选上述方法中，上述造型温度下的上述线料的熔体流动速率为60～140g/10分钟。
优选上述方法中，通过将进行上述扫描工序形成的单层结构体层叠而形成层叠结构体，上述单层结构体分别具备彼此间隔设置的多个平行线部，上述层叠结构体设置为上下方向邻接的2个上述单层结构体的上述多个平行线部相互交叉。
优选上述方法中，由上述平行线部的间距相对于上述平行线部的线宽的比例定义的间距比为1.5～6。
(第2观点)
根据本发明，提供一种层叠结构体，其层叠有多个层，上述层由分别并列的多个线状树脂构成，若将同一层内相邻2个上述线状树脂的间隔定义为d，将上述线状树脂在层叠方向上的厚度定义为t，则满足d>t。
本发明所涉及的结构体确保了同一层内的线状树脂的间隔。因此，即使使用作为3D打印机而广泛普及的三维材料挤出沉积法装置和上述三维材料挤出沉积法装置所使用的热塑性树脂，也能够制造出具有高柔软性的三维层叠结构体，因而可起到有利的效果。
附图说明
图1中，图1A表示本发明第1观点的一个实施方式的粒状体的形状的一个例子，图1B是沿图1A中A-A线的截面图。
图2是表示向本发明可使用的热熔式三维打印机的挤出机12中投入粒状体11形成线料14的状态的说明图。
图3表示网格状层叠结构体15，图3A是立体图，图3B是俯视图。
图4表示单层结构体16，图4A是立体图，图4B是俯视图。
图5表示单层结构体17，图5A是立体图，图5B是俯视图。
图6表示单层结构体18，图6A是立体图，图6B是俯视图。
图7是示意性表示本发明第2观点的第1实施方式所涉及的层叠结构体的立体图。
图8中，图8A、图8B是示意性表示将线状树脂沿各自的延伸方向扫描而形成的线状结构体的俯视图，图8C是示意性表示将图8A和图8B所示的线状树脂交替重叠而形成的造型物的俯视图。
图9是第1实施方式所涉及的层叠结构体的被覆层的造型物的立体图。
图10中，图10A是第1实施方式所涉及的层叠结构体的俯视示意图，图10B是端面示意图。
图11中，图11A和图11B表示在线状树脂间的间隔窄的情况下施加负载时的端面示意图，图11C和图11D表示在线状树脂间的间隔宽的情况下施加负载时的端面示意图。
图12中，图12A和图12B是说明调整喷嘴的喷出量的制造方法的图。
图13中，图13A是本发明第2观点的第2实施方式所涉及的层叠结构体的俯视示意图，图13B是端面示意图。
图14中，图14A和图14B是表示第2实施方式中施加负载时的端面示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。以下所示的实施方式中示出的各种特征事项可以相互组合。另外，各特征可独立构成发明。
(第1观点)
1.热熔式三维打印机用粒状体
图1所示的本发明的一个实施方式的热熔式三维打印机用粒状体11由热塑性弹性体构成。该热塑性弹性体的邵氏A硬度为0～10，熔体流动速率在测定温度120～230℃中的至少一点为10～200g/10分钟。以下详细说明。
本实施方式的粒状体11不是丝状物那样的丝状形态，而是可容易地投入到螺杆挤出机中的粒状形态。如图1所示，将构成粒状体的颗粒的最长部分的长度设为L，将与最长部分垂直的面中最大外接圆11a的直径设为D时，L/D例如为1～10，优选为1～5。L例如为0.5～10mm，优选为1～6mm，更优选为2～4mm。L/D具体例如为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。L具体而言例如为0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10mm，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。
作为构成粒状体11的热塑性弹性体，可举出苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、丙烯酸系弹性体等。该热塑性弹性体优选含有苯乙烯系弹性体。由于苯乙烯系弹性体的柔软性高，所以通过使热塑性弹性体含有苯乙烯系弹性体，可提高热塑性弹性体的柔软性。热塑性弹性体中苯乙烯系弹性体的比例优选为50～100质量％，进一步优选为80～100质量％，具体而言例如为50、60、70、80、90、100质量％，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。
苯乙烯系弹性体为具有苯乙烯单元的热塑性弹性体，可举出选自苯乙烯系共聚物(例如苯乙烯-乙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SES)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等)、氢化苯乙烯系共聚物(例如，苯乙烯-乙烯·丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-乙烯·丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-丁烯·丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBBS)、氢化苯乙烯-丁二烯橡胶(HSBR)等)等中的1种或将2种以上混合而成的热塑性弹性体。
热塑性弹性体的邵氏A硬度为0～10，具体而言例如为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。邵氏A硬度在该范围内时，可得到柔软性优异的造型物。邵氏A硬度基于JIS K6253测定。
热塑性弹性体的熔体流动速率(以下记为“MFR”)在测定温度120～230℃中的至少一点为10～200g/10分钟。MFR根据JIS K-7210以试验载荷2.16kg测定。
如下文所述，造型温度下的MFR为10～200g/10分钟时，即使构成造型物的线部与线部间的间隔较宽，采用热熔式三维打印机也能够以高精度制造造型物。另外，热熔式三维打印机的造型温度通常为120～230℃。因此，在热塑性弹性体的MFR满足上述条件的情况下，通过适当调节造型温度可制造出高精度的造型物。
另外，造型温度下的MFR为60～140g/10分钟时，能够以特别高的精度制造造型物，因此热塑性弹性体的MFR优选在测定温度120～230℃中的至少一点为60～140g/10分钟。
上述测定温度具体而言例如为120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230℃，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。上述MFR具体而言例如为10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200g/10分钟，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。
MFR成为上述范围内的温度范围优选为10℃以上，进一步优选为20℃以上。此时，容易设定造型温度。该温度范围例如为10～50℃，具体而言例如为10、15、20、25、30、35、40、45、50℃，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。
2.造型物的制造方法
如图2所示，本发明的一个实施方式的造型物的制造方法具备扫描线料14的扫描工序，线料14是在螺杆挤出机12内使上述粒状体11熔融并喷嘴12c挤出而形成的。线料14在熔融状态下被挤出并直接扫描。
挤出机12具备料斗12a、料筒12b和喷嘴12c。将粒状体11从料斗12a投入料筒12b内，在料筒12b内加热熔融形成熔融材料。该熔融材料通过配置在料筒12b内的螺杆的旋转被输送到料筒12b的前端，从设置在料筒12b的先端的喷嘴12c挤出形成线料14。通过采用这种方式，即使热塑性弹性体这种柔软性高的材料也能够容易地形成线料14。
线料14为线状，其直径例如为0.5～6.0mm，优选为1.0～4.0mm。该直径具体而言例如为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0mm，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。
扫描线料14以形成所期望的造型物，使经扫描的线料14冷却固化，由此可制造造型物。冷却可以是自然冷却也可以是强制冷却。
将刚从喷嘴12c挤出后的线料14的温度定义为造型温度。造型温度优选为120～230℃。此时，冷却时线料14易于充分固化，且不易引起造型材料因加热导致的劣化。造型温度下的线料14的MFR优选为10～200g/10分钟，进一步优选为60～140g/10分钟。如后述实施例所示，造型温度下的MFR在该范围内时，造型精度大幅提高。
上述造型温度具体而言例如为120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230℃，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。上述MFR具体而言例如为10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200g/10分钟，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。
图3表示由网格状层叠结构体15构成的造型物。层叠结构体15通过将由上述扫描工序形成的单层结构体16，17，18层叠而形成。
图4所示的单层结构体16具备外周线部16a和内侧线部16b。外周线部16a和内侧线部16b分别通过冷却线料14而形成，其线宽与线料14的直径大致相等。内侧线部16b设置在由外周线部16a围成的区域内。外周线部16a与内侧线部16b彼此熔接。外周线部16a与内侧线部16b优选分别不停止线料14的挤出，一笔(一次性)形成，进一步优选单层结构体16整体一笔(一次性)形成。此时，扫描工序中线料14的挤出停止次数减少，因而造型精度和生产率提高。
内侧线部16b具备彼此间隔设置的多个平行线部16b1和将邻接的平行线部16b1连接的连接线部16b2。如图4B所示，由平行线部16b1的间距P相对于平行线部16b1的线宽W的比例定义的间距比优选为1.5～6，进一步优选为2.0～5.0。若间距比过小，则有时造型物的柔软性不充分，若间距比过大，则有时难以造型。间距比具体而言例如为1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。
图5所示的单层结构体17具有外周线部17a和内侧线部17b。内侧线部17b具备多个平行线部17b1和连接线部17b2。单层结构体17除了平行线部17b1延伸的方向与平行线部16b1不同之外，具有与单层结构体16相同的构成。平行线部17b1形成为与多个平行线部16b1交叉，上述间距比越大，平行线部17b1跨越2个平行线部16b1的距离(桥接距离)越大，平行线部17b1翘曲导致造型精度降低。在本实施方式中，通过使造型温度下的MFR在上述范围内，可抑制平行线部的翘曲导致的造型精度的降低。
图6所示的单层结构体18具有外周线部18a和内侧线部18b。内侧线部18b具备多个平行线部18b1和连接线部18b2。单层结构体18除了平行线部18b1延伸的方向与平行线部16b1不同之外，具有与单层结构体16相同的构成。
层叠结构体15通过单层结构体16，17，18按该顺序反复层叠而构成。平行线部16b1，17b1，18b1彼此非平行，在上下方向邻接的2个单层结构体的平行线部彼此交叉。另外，本实施方式中，平行线部16b1，17b1，18b1各错开60度，其间距相同，因此层叠结构体15中，如图3B的俯视图所示，由平行线部16b1，17b1，18b1形成正三角形的空隙S。上述间距比越大，空隙S越大，造型物的柔软性越高。
(第2观点)
1.第1实施方式：层叠结构体1的构成
第1节中，对本发明实施方式(第1实施方式)所涉及的层叠结构体1的构成进行说明。如图7所示，层叠结构体1具备基材层2和被覆层3。作为层叠结构体1，可举出护理领域(褥疮预防护具、尖足预防护具、儿童用夹板等)、运动用途(鞋垫等)等使用的结构体。层叠结构体1通过设置由软性材料形成的被覆层3可提高使用感。层叠结构体1适用于使被覆层3与生物体(例：人体)接触而使用的用途。实施方式中，层叠结构体1为鞋垫。
<基材层2>
基材层2是形成有被覆层3的层，基材层2与被覆层3密合。基材层2由发泡体构成，基材层2的发泡体中形成有供构成被覆层3的树脂进入的气泡。基材层2可由具有多个气泡的发泡体构成，也可以由具有多个气泡的海绵体构成。构成基材层2的树脂材料没有特别限定。基材层2的气泡结构可以是连续气泡结构也可以是独立气泡结构。连续气泡结构与独立气泡结构相比树脂更容易进入到深处。独立气泡结构与连续气泡结构相比更容易提高强度。
<被覆层3>
被覆层3覆盖基材层2的至少一部分。被覆层3由与构成基材层2的树脂材料不同的树脂材料构成。如图8A～图8C所示，被覆层3作为造型物10通过层叠2种线状结构体(后述的线状结构体4，5)而构成。
如图8A和图8B所示，线状结构体4，5由1根线状树脂4b，5b形成。如图8A所示，构成线状结构体4的线状树脂4b在第1方向D1上延伸，如图8B所示，构成线状结构体5的线状树脂5b在第2方向D2上延伸。在本实施方式中，第1方向D1与第2方向D2正交，但第1方向D1与第2方向D2也可以不正交。另外，线状结构体4，5形成有多个槽4a，5a。槽4a在第1方向D1上延伸，槽5a与第2方向D2平行地延伸。即，线状树脂4b的邻接的一对直线部4c相间隔，同理，线状树脂5b的邻接的一对直线部5c相间隔。下文将详细描述该间隔。
造型物10具有多个线状结构体4和多个线状结构体5，线状结构体4和线状结构体5交替层叠。因此，如图9所示，造型物10形成为网状，造型物10形成有多个孔3a。其结果，层叠结构体1的透气性提高，并且层叠结构体1的被覆层3的弹性提高。
2.层叠结构体1的柔软性所涉及的结构
第2节中，对层叠结构体1的柔软性所涉及的特征结构进行说明。如图10B所示，即使3D打印机(未图示)中喷出树脂(例如热塑性树脂)的喷嘴NZ(参照图12A和图12B)的出口形状为正圆形，层叠后的线状树脂4b，5b的截面形状也会受重力影响向层叠方向挤压而成为椭圆形。这里，若将具有该椭圆形截面的线状树脂4b，5b在层叠方向上的厚度定义为t，将同一层内相邻的线状树脂4b，5b间的距离定义为d，则要注意满足d>t。通过具有这种构成，可确保高柔软性。
另一方面，采用后述制造方法时，为防止作业中的切断，不要使所述线状树脂4b，5b间的距离d过大，例如优选满足1<d/t≤6。更具体而言，例如为d/t＝1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。
将上述线状树脂4b，5b间的距离d比线状树脂4b，5b的厚度t小和大的情况下施加负载时的端面变化示于图11A、图11B、图11C、图11D。图11A和图11B为d≤t的情况，图11C和图11D为d>t的情况。线状树脂4b，5b的间隔d小且施加了负载的图11B与间隔d大的图11D相比空隙更窄，因此是依靠线状树脂4b，5b材料自身来支撑负载。因此，作为层叠结构体1的弾性特性接近于线状树脂4b，5b材料自身的弾性特性。另一方面，满足间隔d>厚度t的图11D中，可较大地确保空隙，因此即使是相同负载，下沉量更大，即可确保更高的柔软性。
如上所述，在线状树脂4b，5b的间隔d大时，构成线状树脂4b，5b的材料自身也应具有更高的柔软性，邵氏A硬度优选为50以下。具体而言例如为20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。只要是3D打印机可处理的材料，则不特别限定其化学组成。
另外，线状树脂4b，5b的间隔d大时，伴随于负载的变形使得局部较大的拉力作用于线状树脂。因此，优选构成线状树脂4b，5b的材料具有高断裂点伸长率，例如为150％以上。具体而言例如为150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、205、210、215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、275、280、285、290、295、300％，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。从断裂点伸长率的观点考虑也不限定化学组成。
3.层叠结构体1的制造方法
第3节中，对本实施方式所涉及的层叠结构体1的制造方法进行说明。层叠结构体1的制造方法没有特别限定，可采用射出成型或3D打印机造型等方法形成。采用射出成型时，可使用形状记忆材料和软性材料，利用双色成型将基材层2和被覆层3一体成型。另外，也可以先采用射出成型形成基材层2和被覆层3中的一者，在采用3D打印机造型在其上形成另一者。此外，还可以采用3D打印机造型形成基材层2和被覆层3两者。采用3D打印机造型时，层叠结构体1可形成为利用者设定的形状，因此优选基材层2和被覆层3中的至少一者由3D打印机造型形成。
采用3D打印机造型时，可通过如下方式形成造型物10：从喷头挤出熔融树脂，形成线状树脂，如图8A和图8B所示，将喷嘴NZ(参照图12A和图12B)二维扫描，形成线状结构体4，5，将线状结构体4，5层叠。喷头可以以丝状物的形态供给树脂，也可以以颗粒的形态供给树脂。为后者时，即使是难以形成丝状物形状的软性材料也能够形成线状树脂4b，5b。
线状结构体4，5是不间断地对线状树脂4b，5b进行二维扫描而形成的。线状结构体4是主要横向扫描线状树脂4b而形成的线状结构体，线状结构体5是主要纵向扫描线状树脂5b而形成的线状结构体。若将线状结构体4，5交替层叠，则如图8C所示，得到平面视角为网格状的造型物10。
线状树脂4b，5b由形状记忆材料构成时，作为造型物10可得到基材层2。另一方面，线状树脂4b，5b为软性材料时，作为造型物10可得到被覆层3。
如图8A～图8C所示，线状结构体4，5分别具有平行延伸的多个槽4a，5a。槽4a通过与构成线状结构体4的线状树脂4b平行延伸而形成。槽5a通过与构成线状结构体5的线状树脂5b平行延伸而形成。另外，层叠方向上邻接的2个线状结构体4，5中的一者的槽4a与另一者的槽5a交叉。本实施方式中槽4a，5a正交，但槽4a，5a也可以以直角以外的角度相交。这种结构的造型物10由于在内部存在空间，所以较轻。另外，造型物10为被覆层3时，由于被覆层3内部存在空间，所以被覆层3容易变形，被覆层3的缓冲性提高。
造型物10的物性可通过改变线状结构体4，5的二维形状或者构成线状结构体4，5的线状树脂4b，5b的直径或密度(每单位面积的根数)适当调整。例如，对于被覆层3，通过减小线状树脂4b，5b的直径或者减小线状树脂4b，5b的密度，可使被覆层3更柔软。另外，图8A～图8B中，在线状结构体4，5整体中线状树脂4b，5b的密度和图案均匀，但通过局部改变密度或图案也能够改变造型物10的物性。这样，在采用3D打印机造型形成基材层2和被覆层3时，可根据使用者的需要适当改变层叠结构体1的物性。
采用3D打印机造型形成基材层2和被覆层3两者时，可以先形成基材层2，再以基材层2作为衬底形成被覆层3，也可以先形成被覆层3，再以被覆层3作为衬底形成基材层2。如下文实施例所示，前者中基材层2与被覆层3的密合性良好，因而优选。
以被覆层3为衬底形成基材层2时，若提高形成基材层2时的线状树脂4b，5b的温度，则能够提高基材层2与被覆层3的密合性。另一方面，若形状记忆材料达到高温则有时容易劣化，因此尽量降低形成基材层2时的线状树脂4b，5b的温度为宜。因此，通过使形成基材层2的最下层时的线状树脂4b，5b的温度比形成基材层2其它层时的线状树脂4b，5b的平均温度高，能够在提高密合性的同时抑制形状记忆材料的劣化。
特别是，在本实施方式的层叠结构体1中，同一层内相邻线状树脂4b，5b的间隔d比线状树脂4b，5b的厚度t大，所以需要构建较长的桥部BR。此时，采用材料挤出沉积法，从喷嘴NZ喷出因高温而变软的树脂时，在将喷嘴NZ的树脂喷出量设定为恒定的情况下，正下方的层中存在线状树脂4b，5b的位置能够层叠，不会出现问题；但正下方的层中不存在线状树脂4b，5b而成为空隙的位置，从喷嘴NZ喷出的柔软树脂得不到支撑，因而桥部BR下沉而发生松弛。
针对上述问题，在正下方的层中不存在线状树脂4b，5b而成为空隙的位置，可通过减少从喷嘴NZ喷出的线状树脂4b，5b来防止桥部BR的下沉并且能构建较长的桥部BR。将说明该制造方法的图示于图12A、图12B。
图12A是表示对成为桥部BR的线状树脂4b的正下方的层中不存在线状树脂5b的位置进行喷出中的状态的图。喷嘴NZ边喷出树脂边向第1方向D1移动形成线状树脂4b。与正下方的层中存在线状树脂5b的位置的喷出量相比，减少正下方的层中不存在线状树脂5b的空隙位置处的喷出量，以不松弛的方式边拉伸树脂边执行喷嘴NZ的水平移动。
图12B是表示成为对象桥部BR的线状树脂4b的喷出作业完成的状态的图。桥部BR未下沉，形成为直线状。
换言之，在边使喷嘴NZ扫描移动边从上述喷嘴NZ喷出树脂的造型工序中，与正下方的层中存在线状树脂4b，5b的位置的树脂的喷出量相比，要减少正下方的层为空隙的位置的树脂的喷出量。
4.第2实施方式
第4节中，对第2实施方式进行说明。第1实施方式中，对线状树脂4b，5b的延伸方向每层都由纵横2个方向构成的层叠结构体1(线状结构体4，5)进行了说明，但第2实施方式中，实施由每层的延伸方向为3个方向的线状树脂4b，5b，6b构成的层叠结构体1(线状结构体4，5，6)。将这种情况的层叠结构体1示于图13A、图13B。图13A为俯视示意图，图12B为端面示意图。如图13A、图13B所示，每层配置有横向的线状树脂4b、向左旋转60度的线状树脂5b、向左旋转120°的线状树脂6b，且相邻两层的线状树脂的配置方向相差60度。此外，由图13B可知，将层叠结构体1的总层叠数设为n时，对于在积层方向上不超出范围，即1≤k≤n-3的第k层而言，第k层与第k+3层中的线状树脂4b，5b，6b的延伸方向相同。应予说明，图13A、图13B中示出的是线状树脂4b，5b，6b相对于与层内的延伸方向垂直的方向的位置在第k层与第k+3层中相同情况，但并不限定于此。
此外，线状树脂4b，5b，6b间的延伸方向的角度为60度，形成正三角形状，但形成各层的线状树脂4b，5b，6b间的延伸方向的角度并不限定于60度。另外，形成各层的线状树脂4b，5b，6b的延伸方向的数量也不限定于3个方向，还可以是4个方向以上的构成。由图13B可知，若将各层的线状树脂4b，5b，6b…的延伸方向的数量设为a(图13A、图13B中为3)，则线状树脂4b，5b，6b…的延伸方向相同的层、例如线状树脂5b的层与其上下存在的线状树脂4b，6b层的层间距离即空隙的高度理论上为(a-1)×t。应予说明，第k层、第k+1层、…第k+a-1层的延伸方向彼此不一致。
将对每层的延伸方向为3个方向的具有线状树脂4b，5b，6b的层叠结构体1施加负载时的端面变化情况示于图14A、图14B。与上述延伸方向为2个方向的线状树脂4b，5b的情况(图8C、图8D)相比，空隙的高度为2t，较高，可允许更大的变形。即，可以说作为层叠结构体1，具有更高的柔软性。
应予说明，若考虑到下垂的情况，则第k层与第k+a层间的距离大于t，更优选大于αt(α为系数)。这里，α≥1，优选α≥1.2，进一步优选α≥1.5。具体而言例如α＝1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5，也可以是这里例示的任意2个数值之间的范围内。
5.总结
如上所述，根据本实施方式，树脂制的三维层叠结构体中，能够实施更柔软的层叠结构体1。
所述层叠结构体1层叠有多个层，上述层分别由并列的多个线状树脂4b，5b…构成，将同一层内相邻2个上述线状树脂4b，5b…的间隔定义为d，将上述线状树脂4b，5b…在层叠方向上的厚度定义为t时，满足d>t。
或者，所述层叠结构体1层叠有n层，上述层分别由并列的多个线状树脂4b，5b…构成，相对于满足1≤k<k+a≤n且a≥3的自然数k、a，以第k个上述层和第k+a个上述层的上述线状树脂4b，5b…的延伸方向一致的方式层叠上述各层。
另外，在树脂制的三维层叠结构体中，可实施更柔软的层叠结构体1的制造方法。
所述制造方法是层叠有多个层的层叠结构体1的制造方法，具备造型工序。上述造型工序中，边使喷嘴NZ扫描边从上述喷嘴NZ喷出树脂，由分别并列的多个线状树脂4b，5b…形成上述层。这里，将同一层内相邻的2个上述线状树脂4b，5b的间隔定义为d，将上述线状树脂在层叠方向上的厚度定义为t，则满足d>t。
或者所述制造方法是层叠有多个层的层叠结构体1的制造方法，具备造型工序。上述造型工序中，边使喷嘴NZ扫描边从上述喷嘴NZ喷出树脂，由分别并列的多个线状树脂4b，5b…形成上述层。这里，上述层叠结构体1以如下方式层叠有上述各层：对于满足1≤k<k+a≤n且a≥3的自然数k、a，第k个上述层和第k+a个上述层的上述线状树脂4b，5b…的延伸方向一致。
以上对本发明所涉及的各种实施方式进行了说明，但这些实施方式仅为例示，并不意图限定发明的范围。该新颖的实施方式可以由其他各种方式实施，在不脱离发明主旨的范围内科进行各种省略、置换、变更。该实施方式及其变形均包含在发明的范围和主旨内，并且包含在权利要求所记载的发明及其均等范围内。
【实施例】
(第1观点的实施例)
对由表1所示的热塑性弹性体构成的粒状体按表1所示的温度测定MFR。另外，将该粒状体作为材料，使用具有螺杆挤出机的三维打印机，在表1所示的温度下制造由图3所示的层叠结构体15构成的造型物。表1的温度是刚从喷嘴12c喷出时的线料14的温度，使用热成像技术(Nippon Avionics Co.，Ltd.制、红外热像仪Thermo GEAR、型号：G120EX)进行测定。线料14的直径为2mm，喷嘴12c的移动速度为50mm/s，平行线部的间距为6.5mm。平行线部的线宽为2.0mm。因此，间距比为3.25。
目视观察所得造型物，按以下基准评价造型性。
◎：未观察到造型崩坏。
○：观察到造型轻微崩坏(例如，造型物的角部卷缩)。
×：发生线料破碎或线料未固定于造型床，或者观察到造型显著崩坏。
如表1所示，造型温度下的MFR为10～200g/10分钟时，造型性良好，为60～140g/10分钟时，造型性特别良好。
【表1】
Figure BDA0003138987250000191
表中热塑性弹性体的信息情况如下。
CJ103：KURARAY CO.，LTD、EARNESTON
JS20N：KURARAY CO.，LTD、EARNESTON
AR-SC-0：ARONKASEI CO.，LTD制
AR-SC-5：ARONKASEI CO.，LTD制
AR-815C：ARONKASEI CO.，LTD制
(符号说明)
1：层叠结构体、2：基材层、3：被覆层、3a：孔、4：线状结构体、4a：槽、4b：线状树脂、4c：直线部、5：线状结构体、5a：槽、5b：线状树脂、5c：直线部、6b：线状树脂、10：造型物、11：热熔式三维打印机用粒状体、11a：外接圆、12：螺杆挤出机、12a：料斗、12b：料筒、12c：喷嘴、14：线料、15：层叠结构体、16：单层结构体、16a：外周线部、16b：内侧线部、16b1：平行线部、16b2：连接线部、17：单层结构体、17a：外周线部、17b：内侧线部、17b1：平行线部、17b2：连接线部、18：单层结构体、18a：外周线部、18b：内侧线部、18b1：平行线部、18b2：连接线部、BR：桥部、D1：第1方向、D2：第2方向、NZ：喷嘴、P：间距、S：空隙、W：线宽、d：距离、t：厚度。

Claims (16)

1.一种热熔式三维打印机用粒状体，其由热塑性弹性体构成，
所述热塑性弹性体的邵氏A硬度为0～10，熔体流动速率在测定温度120～230℃中的至少一点为10～200g/10分钟。
2.根据权利要求1所述的粒状体，其中，
所述熔体流动速率在测定温度120～230℃中的至少一点为60～140g/10分钟。
3.一种造型物的制造方法，其具备扫描线料的扫描工序，所述线料是在螺杆挤出机内使权利要求1或2所述的粒状体熔融并从喷嘴挤出而形成的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
造型温度下的所述线料的熔体流动速率为10～200g/10分钟，
所述造型温度是刚从所述喷嘴挤出后的所述线料的温度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，
所述造型温度下的所述线料的熔体流动速率为60～140g/10分钟。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的方法，其中，
通过将进行所述扫描工序形成的单层结构体层叠而形成层叠结构体，
所述单层结构体分别具备彼此间隔设置的多个平行线部，
所述层叠结构体设置为上下方向邻接的2个所述单层结构体的所述多个平行线部相互交叉。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，
由所述平行线部的间距相对于所述平行线部的线宽的比例定义的间距比为1.5～6。
8.一种层叠结构体，其层叠有多个层，
所述层由分别并列的多个线状树脂构成，
若将同一层内相邻2个所述线状树脂的间隔定义为d，将所述线状树脂在层叠方向上的厚度定义为t，则满足d>t。
9.根据权利要求8所述的层叠结构体，其中，
满足1<d/t≤6。
10.一种层叠结构体，其层叠有n个层，
所述层由分别并列的多个线状树脂构成，
所述层叠结构体以如下方式层叠有所述各层：
对于满足1≤k<k+a≤n且a≥3的自然数k、a，第k个所述层和第k+a个所述层的所述线状树脂的延伸方向一致。
11.根据权利要求10所述的层叠结构体，其中，
a＝3，
以相互邻接的所述层的所述线状树脂的延伸方向成大致60度的方式层叠有所述各层。
12.根据权利要求8～11中任一项所述的层叠结构体，其中，
所述线状树脂的邵氏A硬度为50以下。
13.根据权利要求8～12中任一项所述的层叠结构体，其中，
构成所述线状树脂的材料的断裂点伸长率为150％以上。
14.一种层叠结构体的制造方法，所述层叠结构体层叠有多个层，
所述制造方法具备造型工序，
所述造型工序中，边使喷嘴扫描边从所述喷嘴喷出树脂，由分别并列的多个线状树脂形成所述层，
若将同一层内相邻2个所述线状树脂的间隔定义为d，将所述线状树脂在层叠方向上的厚度定义为t，则满足d>t。
15.一种层叠结构体的制造方法，所述层叠结构体层叠有多个层，
所述制造方法具备造型工序，
所述造型工序中，边使喷嘴扫描边从所述喷嘴喷出树脂，由分别并列的多个线状树脂形成所述层，
所述层叠结构体以如下方式层叠有所述各层：
对于满足1≤k<k+a≤n且a≥3的自然数k、a，第k个所述层和第k+a个所述层的所述线状树脂的延伸方向一致。
16.根据权利要求14或15所述的制造方法，其中，
所述造型工序中，使正下方的层为空隙的位置的所述树脂的喷出量少于正下方的层中存在所述线状树脂的位置的所述树脂的喷出量。
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