ES2859602T3 - Polvo de resina para fabricación de forma libre sólida y dispositivo para objeto de fabricación de forma libre sólida - Google Patents

Polvo de resina para fabricación de forma libre sólida y dispositivo para objeto de fabricación de forma libre sólida Download PDF

Info

Publication number
ES2859602T3
ES2859602T3 ES18161007T ES18161007T ES2859602T3 ES 2859602 T3 ES2859602 T3 ES 2859602T3 ES 18161007 T ES18161007 T ES 18161007T ES 18161007 T ES18161007 T ES 18161007T ES 2859602 T3 ES2859602 T3 ES 2859602T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
resin powder
resin
pillar
powder
solid free
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18161007T
Other languages
English (en)
Inventor
Nozomu Tamoto
Sohichiroh Iida
Akira Saito
Yasuyuki Yamashita
Hitoshi Iwatsuki
Shinzo Higuchi
Kiichi KAMODA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=61626929&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2859602(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2859602T3 publication Critical patent/ES2859602T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/16—Auxiliary treatment of granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/165—Processes of additive manufacturing using a combination of solid and fluid materials, e.g. a powder selectively bound by a liquid binder, catalyst, inhibitor or energy absorber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B29C64/268—Arrangements for irradiation using laser beams; using electron beams [EB]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F110/00—Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F110/04—Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F110/06—Propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/18—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
    • C08G63/181—Acids containing aromatic rings
    • C08G63/183—Terephthalic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/34—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives
    • C08G65/38—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives derived from phenols
    • C08G65/40—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from hydroxy compounds or their metallic derivatives derived from phenols from phenols (I) and other compounds (II), e.g. OH-Ar-OH + X-Ar-X, where X is halogen atom, i.e. leaving group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/13—Phenols; Phenolates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/524—Esters of phosphorous acids, e.g. of H3PO3
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
    • B29B2009/125—Micropellets, microgranules, microparticles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/10—Polymers of propylene
    • B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2059/00—Use of polyacetals, e.g. POM, i.e. polyoxymethylene or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2067/006—PBT, i.e. polybutylene terephthalate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2071/00—Use of polyethers, e.g. PEEK, i.e. polyether-etherketone or PEK, i.e. polyetherketone or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037—Other properties
    • B29K2995/0077—Yield strength; Tensile strength

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Un polvo de resina para fabricación de forma libre sólida que comprende: partículas en forma de pilar que tienen una circularidad promedio de 0,85 a 0,98 en un intervalo de diámetro de partícula de 0,5 a 200 μm.

Description

DESCRIPCIÓN
Polvo de resina para fabricación de forma libre sólida y dispositivo para objeto de fabricación de forma libre sólida Campo técnico
La presente invención se refiere a un polvo de resina para fabricación de forma libre sólida y un dispositivo para la fabricación de un objeto de fabricación de forma libre sólida.
Descripción de la técnica relacionada
La fabricación aditiva en polvo es un método de fabricación de solidificación capa por capa mediante la aplicación de un láser o de un aglutinante a un material pulverulento.
El método de aplicación de un láser se denomina fusión en lecho de polvo (PBF, por sus siglas en inglés) que incluye métodos conocidos tales como un método de sinterización selectiva por láser (SLS, por sus siglas en inglés) de formación de un objeto de fabricación de forma libre sólida con irradiación selectiva de haces de láser y un método de sinterización selectiva con máscara (SMS, por sus siglas en inglés) de aplicación de haces de láser de forma plana usando una máscara. El método de uso de un aglutinante incluye, por ejemplo, chorro de aglutinante, que incluye descargar tinta que contiene una resina aglutinante mediante chorro de tinta, etc. para formar un objeto de fabricación de forma libre sólida.
De éstos, un dispositivo que emplea el método de PBF irradia selectivamente una capa delgada de polvo de metal, de cerámica o deresina con haces de láser para fundir el polvo y provocar que se adhiera entre sí para formar una capa del mismo y repite esta operación para laminar secuencialmente las capas para obtener un objeto de fabricación de forma libre sólida (objeto 3D).
En el caso de usar polvo de resina para el método de PBF, mientras se mantiene baja la tensión interna entre las capas delgadas y relajando la tensión, las capas del polvo de resina suministrado a un tanque de suministro se calientan a temperaturas cercanas al punto de reblandecimiento de la resina. Después de eso, la capa calentada se irradia selectivamente con haces de láser para elevar la temperatura del polvo de resina al punto de reblandecimiento del mismo o más, de manera que el polvo de resina se funda y se una entre sí para fabricación de forma libre sólida. En la actualidad, se usan habitualmente resinas de poliamida en el método de PBF. En particular, se usa preferentemente poliamida 12 porque tiene un punto de fusión relativamente bajo entre las poliamidas, experimenta una menor contracción por calor y tiene una absorbencia de agua escasa.
Además, la demanda de fabricación no solo de prototipos, sino también de productos, ha ido aumentando, de manera que se prevé la investigación y el desarrollo así como el lanzamiento de diversos tipos de resinas.
El documento WO-A-2009/135521 desvela fibras para su uso en la producción de un cuerpo moldeado formado en capas, mediante la formación de un material adecuado, en una forma de fibra alargada que tiene un diámetro promedio de 1 a 500 pm, y cortando la fibra alargada en trozos de fibra.
El documento WO-A-2013/138204 desvela un microgránulo de múltiples componentes útil como material consumible para fabricar objetos mediante fabricación aditiva a base de polvo. También se desvela un método de fabricación de dicho microgránulo. También se desvela un objeto fabricado mediante el uso de dichos microgránulos.
Sumario
La invención proporciona un polvo de resina de acuerdo con la reivindicación 1, un dispositivo de fabricación de acuerdo con la reivindicación 13 y un método de acuerdo con la reivindicación 15.
Breve descripción de las varias vistas de los dibujos
Otros diversos objetos, características y ventajas consiguientes de la presente invención se apreciarán de forma más completa a medida que la misma se comprenda mejor a partir de la descripción detallada cuando se considere en relación con los dibujos adjuntos, en los que los símbolos de referencia similares designan piezas correspondientes similares en todos ellos y en donde:
la FIG. 1A es un diagrama que ilustra una vista esquemática en perspectiva de un ejemplo de una forma cilíndrica; la FIG. 1B es un diagrama que ilustra una vista lateral de la forma cilíndrica ilustrada en la FIG. 1A;
la FIG. 1C es un diagrama que ilustra una vista lateral de un ejemplo de una forma cilíndrica sin puntas en los extremos;
la FIG. 1D es un diagrama que ilustra una vista lateral de otro ejemplo de una forma cilíndrica sin puntas en los extremos;
la FIG. 1E es un diagrama que ilustra una vista lateral de otro ejemplo de una forma cilindrica sin puntas en los extremos;
la FIG. 1F es un diagrama que ilustra una vista lateral de otro ejemplo de una forma cilíndrica sin puntas en los extremos;
la FIG. 1G es un diagrama que ilustra una vista lateral de otro ejemplo de una forma cilíndrica sin puntas en los extremos;
la FIG. 1H es un diagrama que ilustra una vista lateral de otro ejemplo de una forma cilíndrica sin puntas en los extremos;
la FIG. 1I es un diagrama que ilustra una vista lateral de otro ejemplo de una forma cilíndrica sin puntas en los extremos;
la FIG. 2 es una micrografía de microscopio electrónico de barrido que ilustra un ejemplo de una forma cilíndrica sin puntas en los extremos;
la FIG. 3 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del dispositivo para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida (objeto tridimensional) de acuerdo con una realización de la presente invención;
la FIG. 4A es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de formación de una capa de polvo que tiene una superficie lisa;
la FIG. 4B es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de formación de una capa de polvo que tiene una superficie lisa;
la FIG. 4C es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de goteo de un material líquido para fabricación de forma libre sólida;
la FIG. 4D es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de formación nueva de otra capa de polvo de resina en un tanque de almacenamiento de polvo para fabricación de forma libre sólida;
la FIG. 4E es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de formación nueva de otra capa de polvo de resina en un tanque de almacenamiento de polvo para fabricación de forma libre sólida; y
la FIG. 4F es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de goteo de un material líquido para fabricación de forma libre sólida de nuevo.
Los dibujos adjuntan tienen por objeto representar realizaciones de ejemplo de la presente invención y no deben interpretarse como que limitan el alcance de la misma. Los dibujos adjuntos no han de considerarse dibujados a escala a menos que se indique explícitamente. De igual manera, los números de referencia idénticos o similares designan componentes idénticos o similares a lo largo de las distintas vistas.
Descripción de las realizaciones
En la descripción de las realizaciones ilustradas en los dibujos, se emplea terminología específica en aras de la claridad. Sin embargo, no se pretende que la divulgación de la presente memoria descriptiva se limite a la terminología específica seleccionada de este modo y ha de entenderse que cada elemento específico incluye todos los equivalentes técnicos que tienen una función similar, se operan de manera similar y consiguen un resultado similar.
Como se usan en el presente documento, las formas en singular "un", "una", "el" y "la" también tienen por objeto incluir las formas en plural, a menos que el contexto indique claramente otra cosa.
Por otra parte, formación de imágenes, registro, impresión, modelado, etc. en la presente divulgación representan el mismo significado, a menos que se especifique otra cosa.
Polvo de resina para fabricación de forma libre sólida
El polvo de resina para fabricación de forma libre sólida (en lo sucesivo en el presente documento denominado polvo de resina) de la presente divulgación contiene partículas en forma de pilar que tienen una circularidad promedio de 0,85 a 0,98 en el intervalo de diámetro de partícula de 0,5 a 200 pm y otros componentes opcionales.
El polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación se basa en el conocimiento de que, normalmente, las capas de un polvo de resina para fabricación de forma libre sólida tienen densidad insuficiente de manera que las áreas no objetivo se solidifican con haces de láser que pasan a través de huecos, lo que tiende a provocar un bloqueo.
Además, el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación se basa en el conocimiento de que, en tecnologías de fabricación de forma libre sólida típicas, se forman muchas paredes huecas de manera que un objeto obtenido se hincha después de la sinterización y la densidad del mismo disminuye, lo que degrada significativamente la precisión de sus dimensiones y la resistencia.
Partícula en forma de pilar
El polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación contiene partículas en forma de pilar y otros componentes opcionales.
Circularidad Promedio
La circularidad promedio del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación es de 0,85 o más en el intervalo de diámetro de partícula de 0,5 a 200 |jm. El límite superior de la circularidad promedio es de 0,98 o menos. La circularidad promedio es un índice del grado de circularidad y la circularidad promedio de 1 significa un círculo verdadero. Para determinar la circularidad promedio, la circularidad se obtiene en primer lugar mediante la siguiente relación 1, donde S representa un área (número de píxeles) y L representa un perímetro. La media aritmética de la misma se obtiene como la circularidad promedio.
Circularidad = 4nS/L2 Relación 1
La circularidad promedio puede obtenerse fácilmente mediante, por ejemplo, digitalización basada en la medición usando un analizador de tamaño y forma de partículas de tipo de flujo de proceso en húmedo (FPIA-3000, fabricado por Sysmex Corporation). Este analizador de tamaño y forma de partículas de tipo de flujo de proceso en húmedo toma imágenes de partículas a alta velocidad en una suspensión líquida que fluye en una célula de vidrio mediante un dispositivo acoplado por carga (CCD, por sus siglas en inglés) y analiza imágenes de partículas individuales en tiempo real. Este dispositivo, que es capaz de tomar imágenes de dichas partículas y analizar imágenes, es adecuado para obtener la circularidad promedio en la presente divulgación. El número de recuentos de medición de las partículas no tiene ningún límite particular y es preferentemente de 1.000 o más.
Debido a que el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida tiene una forma de pilar, los huecos entre partículas pueden reducirse al mínimo en una capa formada. Como resultado, puede aumentarse la resistencia y la precisión de las dimensiones de un objeto de fabricación de forma libre sólida obtenido. Como forma de pilar, en términos de productividad y estabilidad de fabricación, es preferible un artículo que tenga una base y una superficie superior significativamente paralelas entre sí, que se acerca a una forma de pilar recto. La forma del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida puede observarse y determinarse mediante, por ejemplo, microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi Ltd.), analizador de tamaño y forma de partículas de proceso en húmedo (FPIA-3000, fabricado por Sysmex Corporation), etc.
La partícula en forma de pilar incluye una base y una superficie superior con una forma de pilar o una forma tubular. La forma de la base o de la superficie superior no tiene ningún límite particular y puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular. Por ejemplo, se permite una partícula de resina que tenga una forma significativamente cilíndrica o una forma cilíndrica poligonal.
La partícula en forma de pilar incluye un artículo que tiene una forma cilíndrica significativa que tiene una base y una superficie superior circulares o elipsoidales y un artículo que tiene una forma cilíndrica poligonal que tiene una base y una superficie superior cuadradas o hexagonales. Siempre que la porción entre una base y una superficie superior tenga un área de pilar o un área tubular, la forma de la base y la forma de la superficie superior no son necesariamente iguales. Además, la forma puede ser un sólido recto en el que la porción de pilar (superficie lateral) es ortogonal a la base o la superficie superior o un sólido inclinado en el que la porción de pilar (superficie lateral) no es ortogonal a la base o la superficie superior.
La partícula en forma de pilar tiene una forma de pilar que tiene una base (parte inferior) y una superficie superior (parte superior). De éstas, son preferibles las formas que no tienen puntas en los extremos. La punta significa una porción en ángulo existente en una forma de pilar.
La forma de la partícula en forma de pilar se describe con referencia a las FIG. 1A a 1I. La FIG. 1A es un diagrama que ilustra una vista esquemática en perspectiva de un ejemplo de una forma cilíndrica. La FIG. 1B es un diagrama que ilustra una vista lateral de la forma cilíndrica ilustrada en la FIG. 1A. La FIG. 1C es un diagrama que ilustra una vista lateral de un ejemplo de una forma cilíndrica sin puntas en los extremos. Las FIG. 1D a 1I son diagramas que ilustran vistas laterales de otros ejemplos de formas cilíndricas sin puntas en los extremos.
Cuando la forma cilíndrica ilustrada en la FIG. 1A se observa desde un lado, la forma es rectangular tal como se ilustra en la FIG. 1B. Tiene cuatro porciones angulares, es decir, puntas. En las FIG. 1C a 1I se ilustran ejemplos de formas sin puntas en los extremos. El hecho de que una forma de pilar tenga una punta se confirma mediante una imagen proyectada del plano lateral de la partícula en forma de pilar. Por ejemplo, el lado de una partícula en forma de pilar se observa mediante un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi Ltd.), etc. para obtener una imagen bidimensional. En este caso, la imagen proyectada tiene cuatro lados. Cuando la porción formada por dos lados adyacentes se define como una parte terminal, si la parte terminal está formada por solo dos líneas rectas adyacentes, se forma un ángulo y la partícula tiene una punta. Si la parte terminal es de arco como se ilustra en las FIG. 1C a 1I, no se forma ninguna punta en la porción terminal.
Como se ilustra en la FIG. 2, una forma de pilar 21 incluye una primera superficie 22, una segunda superficie 23 y una superficie lateral 24.
La primera superficie 22 incluye una primera superficie opuesta 22a y un área perimetral 22b que tiene una forma que se prolonga a lo largo de la superficie lateral 24. La zona perimetral 22b de la primera zona 22 es una superficie continua con la primera superficie opuesta 22a a través de una superficie curva y significativamente ortogonal a la primera superficie opuesta 22a. La segunda superficie 23 incluye una segunda superficie opuesta 23a dirigida hacia la primera superficie opuesta 22a y un área perimetral 23b que tiene una forma que se prolonga a lo largo de la superficie lateral 24. La zona perimetral 23b de la segunda zona 23 es una superficie continua con la segunda superficie opuesta 23a a través de una superficie curva y significativamente ortogonal a la segunda superficie opuesta 23a. La superficie lateral 24 es adyacente a la primera superficie 22 y a la segunda superficie 23. Además, el área perimetral 22b de la primera superficie 22 y el área perimetral 23b de la segunda superficie 23 se prolongan sobre la superficie lateral 24.
La forma del área perimetral 22b de la primera superficie 22 y el área perimetral 23b de la segunda superficie 23 (ambas también denominadas en lo sucesivo en el presente documento área perimetral) es al menos distinguible de la superficie lateral 24 en una imagen de microscopio electrónico de barrido (MEB). Por ejemplo, se permiten una forma del área perimetral parcialmente integrada con la superficie lateral 24, una forma del área perimetral adyacente a la superficie lateral 24, una forma que tiene un espacio entre el área perimetral y la superficie lateral 24. Además, el área perimetral 22b de la primera superficie 22 y el área perimetral 23b de la segunda superficie 23 están situadas preferentemente a lo largo de una dirección de superficie significativamente idéntica a la dirección de superficie de la superficie lateral 24.
Como se ilustra en la FIG. 2, el área perimetral 22b de la primera superficie 22 y el área perimetral 23b de la segunda superficie 23 se prolongan a lo largo de la superficie lateral 24 y se sitúan sobre la misma. Además, la estructura de la primera superficie 22 y la segunda superficie 23 que cubre alrededor del área de conexión del área perimetral 22b de la primera superficie 22 y el área perimetral 23b de la segunda superficie 23 y la superficie lateral 24 también se denomina forma de tapón de botella.
La partícula en forma de pilar que no tiene puntas en los extremos puede tener una circularidad promedio mayor debido a la forma de la misma, de manera que la fluidez se incremente y la densidad de empaquetamiento pueda aumentarse más. Esto es extremadamente adecuado para incrementar la resistencia de un objeto de fabricación de forma libre sólida y la precisión de las dimensiones.
Forma significativamente cilíndrica
No existe ningún límite específico para la forma significativamente cilíndrica. Puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular. Por ejemplo, son preferibles la forma cilíndrica verdadera y la forma de tipo cilindroide. De éstas, son preferibles las partículas de resina que tienen una forma más cercana a la forma cilíndrica verdadera. Además, la forma significativamente cilíndrica (significativamente circular) de la partícula de resina que tiene una forma significativamente cilíndrica tiene una relación del eje mayor con respecto al eje menor de 1 a 10 y también incluye un artículo que tiene una porción parcialmente astillada.
La forma significativamente cilíndrica tiene preferentemente planos significativamente circulares enfrentados entre sí. El tamaño de los círculos enfrentados entre sí puede no ser idéntico. Sin embargo, la relación de diámetro del círculo grande con respecto al círculo pequeño es preferentemente de 1,5 o menos y más preferentemente de 1,1 o menos para aumentar la densidad.
El lado largo de la base de la forma significativamente cilíndrica no tiene ningún límite particular y puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular. Por ejemplo, es preferentemente de 5 a 200 pm. El lado largo de la base en la partícula de resina que tiene una forma significativamente cilíndrica significa el diámetro de la base. Cuando la porción circular de la forma significativamente cilíndrica es una elipse, el lado largo significa el eje mayor. La altura (longitud entre la base y la superficie superior) de la forma significativamente cilíndrica no tiene ningún límite particular y puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular. Por ejemplo, la altura es preferentemente de 5 a 200 pm. Cuando la altura de la forma significativamente cilíndrica está dentro del intervalo de 5 a 200 pm, puede reducirse el vuelo del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida que se produce durante la formación de una capa de polvo. Como resultado, la superficie de la capa de polvo se vuelve lisa. Además, pueden reducirse los huecos entre el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida, incrementando de este modo adicionalmente la propiedad de la superficie y la precisión de las dimensiones de un objeto de fabricación de forma libre sólida.
La partícula que tiene una forma cilíndrica significativa puede tener un lado largo de la base y una altura inferior a 5 pm o superior a 200 pm. Sin embargo, la relación de cantidad de dichas partículas es preferentemente menor. Para ser específicos, la proporción de las partículas que tienen una forma cilíndrica significativa que tiene un lado largo de la base y una altura de 5 a 200 pm es preferentemente del 50 por ciento o más y más preferentemente del 75 por ciento o más con respecto a la cantidad total del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida. La proporción de la partícula que tiene una forma significativamente cilíndrica puede obtenerse, por ejemplo, recogiendo polvo de resina para fabricación de forma libre sólida, observándolo con microscopio electrónico de barrido (MEB) y contando el número de las partículas que tienen una forma significativamente cilíndrica que tiene un lado largo de la base y una altura de 5 a 200 pm con respecto al número de todas las partículas en la imagen de MEB obtenida.
Forma cilindrica poligonal
No existe ningún límite específico para la forma cilindrica poligonal. Puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular. Por ejemplo, incluye poste triangular, poste cuadrado incluyendo cilindro cuboide, pentagonal y cilindro hexagonal. De éstos, el cuboide es preferible en términos de que el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida pueda empaquetarse más densamente. Estas formas son solo esquemáticas e incluyen artículos que tienen una porción astillada o deformada.
El lado largo de la base de la forma cilíndrica poligonal no tiene ningún límite particular y puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular. Por ejemplo, es preferentemente de 5 a 200 pm. El lado largo de la base de la partícula cilíndrica poligonal significa la línea diagonal más larga de todas las líneas ortogonales de la base de la forma cilíndrica poligonal. La altura (longitud entre la base y la superficie superior) de la forma cilíndrica poligonal no tiene ningún límite particular y puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular. Por ejemplo, la altura es preferentemente de 5 a 200 pm. Cuando la altura está dentro del intervalo, puede reducirse el vuelo del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida que se produce durante la formación de una capa de polvo. Como resultado, la superficie de la capa de polvo se vuelve lisa. Además, pueden reducirse los huecos entre el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida, incrementando de este modo adicionalmente la propiedad de la superficie y la precisión de las dimensiones de un objeto de fabricación de forma libre sólida.
La partícula que tiene una forma cilíndrica poligonal puede tener un lado largo de la base y una altura inferior a 5 pm o superior a 200 pm. Sin embargo, la relación de cantidad de dichas partículas es preferentemente menor. Para ser específicos, la proporción de las partículas de forma cilíndrica poligonal que tienen un lado largo de la base y una altura de 5 a 200 pm es preferentemente del 50 por ciento o más y más preferentemente del 75 por ciento o más con respecto a la cantidad total del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida. La proporción de las partículas de forma cilíndrica poligonal puede obtenerse, por ejemplo, recogiendo polvo de resina para fabricación de forma libre sólida, observándolo con microscopio electrónico de barrido (MEB) y contando el número de las partículas de forma cilíndrica poligonal que tienen un lado largo de la base y una altura de 5 a 200 pm con respecto al número de todas las partículas de las imágenes de MEB obtenidas.
Es preferible que el lado largo de la base y la altura de la partícula en forma de pilar estén más próximos entre sí. Por ejemplo, la relación entre la altura con respecto al lado largo de la base es preferentemente de 0,5 a 2,0, y más preferentemente de 0,7 a 1,5. En el intervalo especificado anteriormente, cuando se forma una capa de un polvo de resina durante la fabricación de forma libre sólida, los huecos son menos y el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida tiende a estar densamente empaquetado. Esto es eficaz para incrementar la resistencia y la precisión de las dimensiones de un objeto de fabricación de forma libre sólida obtenido.
Es mucho más preferible que todas las partículas en forma de pilar del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida no tengan puntas en las porciones terminales. Es más preferible que la proporción de las partículas en forma de pilar que no tienen puntas en las porciones terminales sea alta. Específicamente, la proporción de las partículas en forma de pilar que no tienen puntas en las porciones terminales con respecto a todo el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida es preferentemente del 50 por ciento o más, más preferentemente del 75 por ciento o más y además preferentemente del 90 por ciento o más. Debido a esto, la circularidad promedio del polvo de resina aumenta, lo que es preferible para la presente divulgación.
La proporción de la partícula en forma de pilar que no tiene puntas en las porciones terminales puede determinarse, por ejemplo, observando el polvo de resina con un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi Ltd ), etc. para obtener imágenes bidimensionales y calcular la proporción de las partículas en forma de pilar que no tienen puntas en las porciones terminales con respecto a todas las partículas en forma de pilar. Por ejemplo, las imágenes bidimensionales de 10 campos de visión se obtienen usando el microscopio electrónico de barrido mencionado anteriormente para obtener la proporción de las partículas en forma de pilar que no tienen puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar y calcular el promedio.
La partícula en forma de pilar que no tiene puntas en las porciones terminales no tiene necesariamente una forma significativamente cilíndrica o poligonal pura, sino que puede incluir una forma con constricción, una forma que tenga una porción terminal prolongada, una forma aplastada o una forma torcida o curvada en la imagen proyectada del plano lateral.
Para hacer que la partícula en forma de pilar en el polvo de resina no tenga puntas en las porciones terminales, puede usarse cualquier método de redondeo de puntas de partículas en forma de pilar. Por ejemplo, es posible usar dispositivos de procesamiento de esferoidización conocidos que utilicen pulverización mecánica de rotación de alta velocidad o impacto de alta velocidad o fusión superficial que utilice abrasión mecánica.
El espesor promedio de la capa de polvo en un dispositivo de fabricación de forma libre sólida que emplea fabricación aditiva en polvo es preferentemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 500 pm y más preferentemente de aproximadamente 50 a aproximadamente 200 |jm aunque depende del fin de la aplicación. Por tanto, el diámetro de partícula en volumen acumulativo del 50 por ciento del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida es preferentemente de 5 a 200 jm y más preferentemente de 20 a 150 jm en términos de estabilidad de dimensiones. Cuando el diámetro de partícula en volumen acumulativo del 50 por ciento está dentro del intervalo especificado anteriormente, puede reducirse el vuelo del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida que se produce durante la formación de una capa de polvo. Como resultado, la superficie de la capa de polvo se vuelve lisa. Además, pueden reducirse los huecos entre el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida, incrementando de este modo adicionalmente la propiedad de la superficie y la precisión de las dimensiones de un objeto de fabricación de forma libre sólida. El diámetro de partícula en volumen acumulativo del 50 por ciento puede medirse mediante, por ejemplo, un dispositivo de medición de la distribución de tamaño de partícula (microtrac MT3300 EXII, fabricado por MicrotracBEL Corp).
Como partícula en forma de pilar del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida, son preferibles artículos próximos a la monodispersión formados como una entidad colectiva que tiene una altura uniforme sin desviación en cuanto a la forma y el tamaño. Debido a esto, pueden mejorarse adicionalmente la precisión de las dimensiones y la resistencia de un objeto de fabricación de forma libre sólida. Específicamente, la relación de diámetro de partícula (Mv/Mn) del diámetro de partícula promedio en volumen Mv del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida con respecto al diámetro de partícula promedio en número Mn del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida es preferentemente de 2,00 o menos, más preferentemente de 1,5 o menos y, en particular, preferentemente de 1,2 o menos.
El diámetro de partícula promedio en volumen Mv del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida es preferentemente de 5 a 200 jm y más preferentemente de 20 a 100 jm .
El diámetro de partícula promedio en número Mn del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida es preferentemente de 2,5 a 200 jm y más preferentemente de 10 a 100 jm .
El diámetro de partícula promedio en volumen Mv y el diámetro de partícula promedio en número Mn pueden medirse usando un instrumento de medición de la distribución de tamaño de partícula (Microtrac MT3300EXII, fabricado por MicrotracBEL Corp.).
Peso específico
El peso específico del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida es preferentemente de 0,8 o más, de 0,96 o más y, en particular, preferentemente de 1,0 o más. Cuando el peso específico es de 0,8 o más, es posible evitar la aglomeración secundaria del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida mientras se forma (se recubre) una capa de polvo. En términos de la demanda de peso ligero para sustituir el metal, el límite superior es preferentemente de 3,0 o menos, de 1,50 o menos y, en particular, preferentemente de 1,40 o menos. El peso específico puede obtenerse midiendo el peso específico real. El peso específico real se obtiene midiendo la densidad de una muestra midiendo la masa de la misma a partir del volumen de la muestra. El volumen se obtiene cambiando el volumen y la presión del gas (gas He) a una temperatura constante usando un picnómetro de proceso en seco (AccuPyc 1330, fabricado por Shimadzu Corporation) utilizando un método de reemplazo en fase gaseosa.
Resina
El polvo de resina para fabricación de forma libre sólida contiene preferentemente una resina termoplástica. La resina termoplástica se plastifica y se funde tras la aplicación de calor. De las resinas termoplásticas, pueden usarse resinas cristalinas. La resina cristalina tiene un pico de fusión medido de acuerdo con la norma ISO 3146 (método de medición de temperatura de transición plástica, formato JIS K7121).
El polvo de resina tiene preferentemente un punto de fusión de 100 grados C o más, medido de acuerdo con la norma ISO 3146. Es preferible que el punto de fusión del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida medido de acuerdo con la norma ISO 3146 sea de 100 grados C o más, ya que cubre el intervalo de la temperatura de resistencia al calor para exteriores de los productos, etc. El punto de fusión puede medirse de acuerdo con la norma ISO 3146 (método de medición de temperatura de transición plástica, formato JIS K7121) usando un calorímetro diferencial de barrido (CDB). Cuando existe una pluralidad de puntos de fusión, se usa el punto de fusión del lado de la temperatura más alta.
Como resina cristalina, es preferible una resina termoplástica de cristal controlado. Como resina termoplástica cristalina, por ejemplo, puede obtenerse mediante un método conocido utilizando estímulos exteriores tales como tratamiento térmico, estiramiento, material nuclear cristalino y tratamiento con ondas ultrasónicas. Son preferibles resinas termoplásticas cristalinas que tengan un tamaño de cristal y una orientación cristalina controlados en términos de que pueda reducirse la tasa de error que se produce durante el recubrimiento.
El método de fabricación de la resina termoplástica cristalina no tiene ningún límite particular y puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular. Por ejemplo, el polvo de resina que tiene una fabricación de forma libre sólida se calienta hasta la temperatura de transición vitrea o más de cada resina y posteriormente se somete a recocido para aumentar la cristalinidad o a una adición de agente nucleador de cristales para aumentar adicionalmente la cristalinidad antes del recocido. De igual manera, es conveniente usar un tratamiento de ondas ultrasónicas o disolver una resina en un disolvente y evaporarlo lentamente para incrementar la cristalinidad. Por otra parte, es adecuado un método de aplicación de un campo eléctrico externo para hacer crecer el cristal y un método de procesamiento de pulverización y corte de un artículo que tiene una cristalización y una orientación altas por estiramiento posterior.
En el recocido, por ejemplo, la resina se calienta a una temperatura 50 grados superior a la temperatura de transición vítrea de la misma durante tres días y, posteriormente, se enfría lentamente a la temperatura ambiente.
Para el estiramiento, por ejemplo, usando una extrusora, la resina fundida se estira en una forma fibrosa durante la agitación a temperaturas superiores al punto de fusión en 30 grados C o más. Para ser específicos, una resina fundida se estira a aproximadamente 1/1 a aproximadamente 1/10 para obtener una fibra. La forma de la sección transversal de la fibra puede determinarse por la forma del orificio de la boquilla de la extrusora. En la presente divulgación, cuando la partícula en forma de pilar tiene una forma cilíndrica significativa, se usa un orificio de boquilla de forma circular. En el caso de una forma cilíndrica poligonal, se usa un orificio de boquilla que tiene una forma poligonal. Se espera que la productividad aumente en proporción al número de boquillas. En cuanto al estiramiento, la relación de estiramiento máxima puede cambiarse dependiendo de la viscosidad de la resina y la masa fundida.
Para la aplicación de ondas ultrasónicas, por ejemplo, se añade el disolvente glicerina (calidad de reactivo, fabricado por Tokyo Chemical Industry Co. Ltd.) a una resina en una cantidad cinco veces superior a la de la resina, seguido de calentamiento a una temperatura 20 grados C superior al punto de fusión. Posteriormente, se aplican ondas ultrasónicas a los mismos durante dos horas mediante un generador de ultrasonidos (ultrasonicator UP200S, fabricado por Hielscher Ultrasonics GmbH) a una frecuencia de 24 KHz y una amplitud del 60 por ciento. Posteriormente, el producto resultante se aclara con un disolvente de isopropanol a temperatura ambiente, preferentemente seguido de secado al vacío.
Como aplicación de campo eléctrico externo, por ejemplo, después de calentar un polvo de resina para fabricación de forma libre sólida a la temperatura de transición vítrea o más, se aplica un campo eléctrico alternativo (500 Hz) de 600 V/cm al polvo de resina durante una hora, seguido de enfriamiento lento.
En el método de fusión en lecho de polvo (PBF), es preferible una gran diferencia de temperatura (ventana de temperatura) de aproximadamente el cambio de capa cristalina para evitar el combado, incrementando de este modo la estabilidad de fabricación. Para obtener esta gran diferencia de temperatura, es preferible usar un polvo de resina para fabricación de forma libre sólida que tenga una diferencia mayor entre la temperatura de inicio de la fusión y la temperatura de recristalización durante el enfriamiento. Es más preferible usar la resina termoplástica cristalina mencionada anteriormente.
La resina termoplástica cristalina puede determinarse por el cumplimiento de al menos una de las siguientes relaciones (condiciones) (1) a (3).
(1) : Tmf1 > Tmf2, donde Tmf1 representa una temperatura de inicio de la fusión de un pico endotérmico cuando el polvo de resina se calienta a una temperatura 30 grados C superior al punto de fusión del polvo de resina a una velocidad de aumento de temperatura de 10 grados C por minuto y Tmf2 representa una temperatura de inicio de la fusión de un pico endotérmico cuando el polvo de resina se calienta a una temperatura 30 grados C superior al punto de fusión del polvo de resina a una velocidad de aumento de temperatura de 10 grados C por minuto, se enfría a -30 grados C o menos a una velocidad de disminución de temperatura de 10 grados C por minuto, y se calienta a la temperatura 30 grados C superior al punto de fusión a una velocidad de aumento de temperatura de 10 grados C por minuto durante un segundo tiempo, y tanto Tmf1 como Tmf2 se miden en calorimetría diferencial de barrido de acuerdo con la norma ISO 3146. La temperatura de inicio de la fusión del pico endotérmico representa una temperatura en un punto -15 mW inferior a una línea recta trazada paralela al eje X desde un sitio donde la cantidad de calor se vuelve constante después de que la endotermia en el punto de fusión termina en un lado de temperatura más baja.
(2) : Cd1 > Cd2, donde Cd1 representa una cristalinidad obtenida a partir de una cantidad de energía del pico endotérmico cuando el polvo de resina se calienta a una temperatura 30 grados C superior al punto de fusión del polvo de resina a una velocidad de aumento de temperatura de 10 grados C por minuto durante un primer tiempo y Cd2 representa una cristalinidad obtenida a partir de una cantidad de energía del pico endotérmico cuando el polvo de resina se calienta por primera vez, se enfría a -30 grados C o menos a una velocidad de disminución de temperatura de 10 grados C por minuto, y se calienta a la temperatura 30 grados C superior al punto de fusión a una velocidad de aumento de temperatura de 10 grados C por minuto durante un segundo tiempo, y tanto Cd1 como Cd2 se miden en calorimetría diferencial de barrido de acuerdo con la norma ISO 3146.
(3) : C x 1 > C x 2, donde C x 1 representa una cristalinidad del polvo de resina obtenida por medición de difracción de rayos X y C x 2 representa una cristalinidad obtenida por medición de difracción de rayos X cuando el polvo de resina se calienta a la temperatura 30 grados C superior al punto de fusión del mismo a una velocidad de aumento de temperatura de 10 grados C por minuto, se enfría a -30 grados C o menos a una velocidad de descenso de temperatura de 10 grados C por minuto, y posteriormente se calienta a la temperatura 30 grados C superior al punto de fusión a una velocidad de ascenso de temperatura de 10 grados C por minuto en atmósfera de nitrógeno.
En las relaciones (1) a (3), las propiedades del polvo de resina idéntico para fabricación de forma libre sólida se regulan desde diferentes puntos de vista. Las relaciones (1) a (3) son pertinentes entre sí. Que un polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación pueda determinarse como una resina termoplástica cristalina depende de si el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida cumple al menos una de las relaciones (1) a (3). Las relaciones (1) a (3) pueden medirse mediante el siguiente método:
Método de medición del punto de inicio de la fusión de la condición 1 de acuerdo con la medición por calorimetría diferencial de barrido
El método de medición de la temperatura de inicio de la fusión de calorimetría diferencial de barrido (CDB) de la condición (1) se basa en el método de medición de la norma ISO 3146 (método de medición de temperatura de transición plástica, formato JIS K7121). Un calorímetro diferencial de barrido (por ejemplo, DSC-60A, fabricado por Shimadzu Corporation) se usa para medir la temperatura de inicio de la fusión (Tmf1) del pico endotérmico cuando el polvo de resina se calienta a la temperatura 30 grados C superior al punto de fusión del mismo a una velocidad de aumento de temperatura de 10 grados C por minuto. Posteriormente, el polvo de resina se enfría a -30 grados C o menos a una velocidad de disminución de temperatura de 10 grados C por minuto y se calienta a la temperatura 30 grados C superior al punto de fusión a una velocidad de aumento de temperatura de 10 grados C por minuto para medir la temperatura de inicio de la fusión (Tmf2) del pico endotérmico. La temperatura de inicio de la fusión del pico endotérmico representa una temperatura en un punto -15 mW inferior a una línea recta trazada paralela al eje X desde un sitio donde la cantidad de calor se vuelve constante después de que la endotermia en el punto de fusión termina en un lado de temperatura más baja.
Método de medición de la cristalinidad de la condición 2 de acuerdo con la medición por calorimetría diferencial de barrido
El método de medición de la cristalinidad de calorimetría diferencial de barrido (CDB) de la condición (2) se basa en el método de medición de acuerdo con la norma ISO 3146 (método de medición de temperatura de transición plástica, formato JIS K7121). La cantidad de energía (cantidad de calor de fusión) de un pico endotérmico cuando se calienta a la temperatura 30 grados C superior al punto de fusión de la resina en polvo a una velocidad de aumento de temperatura de 10 grados C por minuto se mide para obtener la cristalinidad (Cd1) de la cantidad de calor de fusión a la cantidad de calor de cristalización completa. Posteriormente, el polvo de resina se enfría a -30 grados C o menos a una velocidad de disminución de temperatura de 10 grados C por minuto y se calienta a la temperatura 30 grados C superior al punto de fusión a una velocidad de aumento de temperatura de 10 grados C por minuto para medir la cantidad de energía del pico endotérmico de manera que la cristalinidad (Cd2) se puede obtener como la relación de la cantidad de calor de fusión con respecto a la cantidad de calor de cristalización completa.
Método de medición de la cristalinidad de la condición 3 usando un analizador de rayos X
La cristalinidad del polvo de resina de la condición 3 se obtiene colocando el polvo de resina en una placa de vidrio para medir la cristalinidad (C x 1) del mismo mediante un analizador de rayos X (por ejemplo, Discover 8, fabricado por Bruker) que incluye un detector bidimensional en un intervalo de 20 de 10 a 40 a temperatura ambiente. A continuación, en el c Db , en una atmósfera de nitrógeno, la resina se calienta a 30 grados C más que el punto de fusión de la misma a una velocidad de aumento de temperatura de 10 grados C por minuto. La temperatura se mantiene durante 10 minutos y la temperatura de la muestra (polvo de resina) vuelve a la temperatura ambiente enfriándose a -30 grados C a una velocidad de disminución de temperatura de 10 grados C por minuto. La cristalinidad (C x 2) puede medirse como en el caso de C x 1.
La resina termoplástica para su uso en el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida no tiene ningún límite particular y puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular.
Ejemplos específicos incluyen, pero sin limitación, polímeros tales como poliolefina, poliamida, poliéster, poliéter, poliarilcetona, un polímero de cristal líquido (LCP), poliacetal (POM), poliimida y una resina fluoroquímica. Éstos pueden usarse solos o en combinación.
Ejemplos específicos de la poliolefina incluyen, pero sin limitación, polietileno y polipropileno. Éstos pueden usarse solos o en combinación.
Ejemplos específicos de la poliamida incluyen, pero sin limitación, poliamida 410 (PA410), poliamida 6 (PA6), poliamida 66 (PA66, punto de fusión: 265 grados C), poliamida 610 (PA610), poliamida 612 (PA612), poliamida 11 (PA11), poliamida 12 (PA12), poliamida semiaromática 4T (PA4T), poliamida MXD6 (PAMXD6), poliamida 6T (PA6T), poliamida 9T (PA9T) y poliamida 10T (PA10T). Pueden usarse solas o en combinación. PA9T también se denomina polinonametileno tereftal amida, constituida por una diamina que tiene 9 átomos de carbono y un monómero de ácido tereftálico. En general, puesto que el lado ácido del carbono es una serie aromática, PA9T se denomina serie semiaromática. Por otra parte, la poliamida incluye aramida, constituida por p-fenilendiamina y un monómero de ácido tereftálico como serie aromática, en la que el lado de diamina también es aromático.
Ejemplos específicos del poliéster incluyen, pero sin limitación, tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutadieno (PBT) y ácido poliláctico (p La ). Para transmitir resistencia al calor, también se usa convenientemente poliéster que incluye serie aromática que incluye parcialmente ácido tereftálico y ácido isoftálico.
Ejemplos específicos de poliéteres incluyen, pero sin limitación, poliéter etercetona (PEEK), poliétercetona (PEK), poliéter cetona cetona (PEKK), poliaril éter cetona (PAEK), poliéter éter cetona cetona (PEEKK) y poliétercetona éter cetona cetona (PEKEKK).
Además del poliéter mencionado anteriormente, también son adecuados polímeros cristalinos. Ejemplos específicos incluyen, pero sin limitación, poliacetal, poliimida y poliéter sulfona. También es adecuado usar poliamida que tenga dos picos de fusión, tal como PA9T (es necesario aumentar la temperatura de una resina al segundo pico de fusión o superior para fundir totalmente la resina).
Es preferible que el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida esté constituido solo por partículas en forma de pilar. Sin embargo, el polvo de resina puede contener partículas distintas de las partículas en forma de pilar. La proporción de la partícula en forma de pilar es preferentemente del 50 por ciento o más, más preferentemente del 75 por ciento o más y del 90 por ciento o más con respecto al total del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida. Cuando la proporción de la partícula en forma de pilar es del 50 por ciento o más, la densidad de empaquetamiento puede aumentar significativamente, lo que es extremadamente eficaz para incrementar la precisión de las dimensiones y la resistencia de un objeto de fabricación de forma libre sólida obtenido. La proporción de la partícula en forma de pilar puede obtenerse, por ejemplo, recogiendo polvo de resina para fabricación de forma libre sólida, observándolo con microscopio electrónico de barrido (MEB) y contando el número de partículas en forma de pilar con respecto al número de todas las partículas de las imágenes de MEB obtenidas.
El polvo de resina para fabricación de forma libre sólida puede contener polvo de resina que contenga resina no cristalina y un aditivo tal como un fluidificante, un agente endurecedor, un retardante de llama, un antioxidante, un plastificante, un estabilizador y un agente nucleador de cristales distinto de la resina termoplástica mencionada anteriormente. Pueden usarse solos o en combinación. Se pueden mezclar con la resina termoplástica para que estén presentes en el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida o pueden unirse a la superficie del mismo.
Es particularmente preferible que el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida contenga un fluidificante, un agente endurecedor, un retardante de llama y un antioxidante.
Preferentemente hay presente un fluidificante en la superficie del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida. Más preferentemente, se une a la superficie.
El fluidificante cubre parcial o totalmente la superficie del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida para mejorar la fluidez del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida. Si aumenta la fluidez del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida, aumenta la suavidad de la superficie de la capa de polvo durante el recubrimiento. Además, los huecos en el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida se reducen, lo que hace posible mejorar adicionalmente la propiedad de la superficie, la precisión de las dimensiones y la resistencia de un objeto de fabricación de forma libre sólida. Es preferible que un fluidificante de este tipo cubra la superficie del polvo de resina. Sin embargo, algunos de ellos pueden estar contenidos en el mismo.
El diámetro promedio de partículas primarias del fluidificante es preferentemente de 500 nm o menos y más preferentemente de 50 nm o menos. Cuando el diámetro promedio de partículas primarias es de 500 nm o menos, la relación de cobertura de la superficie del polvo de resina por el fluidificante puede aumentarse para que los huecos puedan reducirse además del incremento de la fluidez. El diámetro promedio de partículas primarias puede medirse mediante, por ejemplo, un sistema de medición del tamaño de partícula (ELSZ-2000ZS, fabricado por OTSUKA ELECTRONICS Co, LTD.).
No existe un límite específico para el fluidificante y puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular. Por ejemplo, son preferibles partículas inorgánicas esféricas. Ejemplos específicos del fluidificante habitualmente utilizado incluyen, pero sin limitación, sílice, alúmina, titania, óxido de cinc, óxido de magnesio, óxido de estaño, óxido de hierro, óxido de cobre, sílice hidratada, sílice que tiene una superficie modificada por un agente de acoplamiento de silano y silicato de magnesio. En particular, en términos de efecto, son preferibles sílice, titania, sílice hidratada y sílice que tiene una superficie modificada por un agente de acoplamiento de silano. En términos de coste, es particularmente preferible la sílice que tiene una superficie modificada por un agente de acoplamiento de silano para que tenga hidrofobia. Éstas pueden usarse solas o en combinación.
Se usa preferentemente el fluidificante que tiene una superficie hidrofobizada.
No existe un límite específico para el método de hidrofobización y pueden seleccionarse convenientemente métodos conocidos.
Ejemplos específicos del agente hidrofobizante incluyen, pero sin limitación, agentes de acoplamiento de silano tales como hexametil disilazano (HMDS) y dimetildiclorosilano (DMDS) y agentes de tratamiento de aceite de silicona tales como aceite de dimetil silicona y aceite de silicona amino-modificada. De ellos, son preferibles los agentes de acoplamiento de silano.
La cantidad de procesamiento del agente hidrofobizante es preferentemente de 2 a 6 mg/m2 por área superficial de una partícula.
La proporción del fluidificante es preferentemente del 0,05 al 3 por ciento en masa y más preferentemente del 0,1 al 1,5 por ciento en masa con respecto al total del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida. Cuando la proporción está dentro del intervalo especificado anteriormente, puede mejorarse la fluidez del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida y, al mismo tiempo, puede minimizarse el impacto de la reducción de la densidad de llenado atribuible a un aumento de los huecos, lo cual es preferible.
En los procesos de mezcla y recubrimiento del fluidificante con el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida se usa un mezclador de polvo conocido. Para controlar la temperatura del interior se usa preferentemente un mezclador equipado con una camisa, etc.. Además, es posible cambiar arbitrariamente el número de revoluciones, la velocidad, el tiempo, las temperaturas, etc. del mezclador de polvo.
Ejemplos específicos del mezclador de polvo incluyen, pero sin limitación, mezcladores de tipo V, mezclador Henschel, mezcladores oscilantes, mezcladores Nautor y mezcladores Súper.
Se añaden agentes endurecedores para incrementar principalmente la resistencia y están contenidos como carga. Por ejemplo, se usan preferentemente fibras y perlas. El agente endurecedor no tiene ningún límite particular y puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular. Por ejemplo, pueden usarse carga de vidrio, perlas de vidrio, fibra de carbono, fibra metálica, perlas metálicas, bolas de aluminio y artículos enumerados en el folleto del documento WO 2008/057844. Pueden usarse solos o en combinación y pueden estar contenidos en una resina.
Es preferible usar polvo de resina convenientemente secado como el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida. Para secar el polvo de resina antes de su uso es adecuado usar un secador al vacío o gel de sílice.
En general, La precisión de un objeto fabricado tiende a deteriorarse si la carga de fibra o la carga de perlas mencionadas anteriormente se mezclan con polvo de resina para fabricación de forma libre sólida que no tenga propiedad de fusión nítida. Esto se debe a que, puesto que la conductividad térmica de la carga de fibra o la carga de perlas que han de añadirse es superior a la del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida, el calor aplicado a los sitios irradiados difunde fuera de los sitios irradiados cuando la superficie del polvo se irradia con haces de láser durante la fabricación por SLS, de manera que la temperatura del polvo de resina fuera de la irradiación sobrepasa el punto de fusión, lo que conduce a una fabricación excesiva.
Por el contrario, la mezcla de polvo de la resina en polvo para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación (que es la composición de resina termoplástica cristalina que tiene una propiedad de fusión nítida) y la carga de fibra o la carga de perlas no se funden fácilmente incluso cuando la temperatura de la resina fuera de la irradiación de láser aumenta debido a la difusión de calor porque el polvo de resina tiene una propiedad de fusión nítida. Por tanto, puede evitarse la fabricación excesiva y puede mantenerse una alta precisión de fabricación.
La carga de fibra tiene preferentemente un diámetro de fibra promedio de 1 a 30 pm y una longitud de fibra promedio de 30 a 500 pm. Cuando se usa una carga de fibra que tiene un diámetro de fibra promedio o una longitud de fibra promedio en un intervalo de este tipo, mejora la resistencia de un objeto fabricado y puede mantenerse la rugosidad de la superficie del objeto fabricado al mismo nivel que con un objeto fabricado que no tiene carga de fibra.
La carga de perlas tiene preferentemente una circularidad de 0,8 a 1,0 y un diámetro de partícula promedio en volumen de 10 a 200 pm. La circularidad se obtiene mediante la siguiente relación, donde S representa un área (número de píxeles) y L representa un perímetro.
Circularidad = 4nS/L2
El diámetro de partícula promedio en volumen puede medirse usando un instrumento de medición de la distribución de tamaño de partícula (Microtrac MT3300EXII, fabricado por MicrotracBEL Corp.).
La proporción del agente endurecedor es preferentemente del 5 al 60 por ciento en masa del contenido total del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida. Cuando la proporción es del 5 por ciento en masa o más, se incrementa la resistencia de un objeto fabricado. Cuando la proporción es del 60 por ciento en masa o menos, puede evitarse la fabricación defectuosa.
Se usan convenientemente retardantes de llama para, por ejemplo, material para la construcción, vehículo, equipamiento de barcos, etc., que requieren defensa contra el fuego.
Son ejemplos, los retardantes a base de halógeno, a base de fosforina, a base de compuesto metálico hidratado inorgánico, que contienen nitrógeno o que contienen silicona. Pueden usarse solos o en combinación. Si se usan dos o más retardantes de llama en combinación, es preferible la combinación de retardantes a base de halógeno y a base de compuesto metálico hidratado inorgánico para mejorar la retardancia de llama.
El retardo de la llama puede mejorarse añadiendo agentes endurecedores inorgánicos, tales como materiales fibrosos inorgánicos tales como fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de aramida y silicato laminar inorgánico tal como talco, mica y montmorillonita. La inclusión de dicho material permite cumplir el equilibrio entre el incremento de la propiedad y el retardo de la llama.
El retardo de la llama del polvo de resina para la fabricación de forma libre sólida puede evaluarse mediante, por ejemplo, formato JIS K6911, formato JIS L1091 (norma ISO 6925), formato JIS C3005 y ensayo de pirógenos (usando un calorímetro de cono).
La proporción del retardante de llama es preferentemente del 1 al 50 por ciento en masa con respecto al total del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida y más preferentemente del 10 al 30 por ciento en masa para mejorar adicionalmente el retardo de la llama. Cuando la proporción es del 1 por ciento en masa o más, el retardo de la llama está suficientemente asegurado. Además, cuando la proporción es del 50 por ciento en masa o menos, la propiedad de solidificación de la masa fundida del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida no cambia fácilmente y es posible evitar el deterioro de la precisión y las propiedades de la fabricación.
Además, para reducir el deterioro de una resina, es posible y conveniente que contenga un antioxidante (incluyendo un agente antideterioro o un estabilizador).
Ejemplos específicos del antioxidante incluyen, pero sin limitación, inactivadores de metales tales como agentes a base de hidrazida y agentes a base de amida, agentes eliminadores de radicales tales como agentes a base de fenol (a base de fenol impedido) y agentes a base de amino, descomponedores de peróxido tales como agentes a base de fosfato y agentes a base de azufre, y absorbentes de ultravioleta tales como agentes a base de triadina. Pueden usarse solos o en combinación. En particular, se sabe que el uso combinado de un eliminador de radicales y un descomponedor de peróxido es eficaz, y es particularmente eficaz en la presente divulgación.
La proporción de antioxidante es preferentemente del 0,05 al 5 por ciento en masa, más preferentemente del 0,1 al 3 por ciento en masa, y adicionalmente preferentemente del 0,2 al 2 por ciento en masa del total del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida. Cuando la proporción está dentro del intervalo especificado anteriormente, puede evitarse el deterioro por calor y puede reutilizarse el polvo de resina utilizado para fabricación.
Además, puede evitarse el cambio de color debido al calor.
Además, el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida puede usarse en el método de SLS o en el método de SMS y tiene propiedades que logran un equilibrio entre parámetros tales como el tamaño de partícula, la distribución del tamaño de partícula, las propiedades de transferencia de calor, la viscosidad de la fusión, la densidad aparente, la fluidez, la temperatura de fusión y la temperatura de recristalización.
Para promover el grado de sinterización por láser en el método de PBF, la densidad aparente del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida es preferentemente grande aunque la densidad de la resina varíe. Por ejemplo, la densidad de compactación es preferentemente de 0,35 g/ml o más, más preferentemente de 0,40 g/ml o más y, en particular, preferentemente de 0,5 g/ml o más.
Un objeto fabricado por sinterización por láser usando el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida es liso y tiene una superficie que tiene una resolución suficiente para demostrar una piel de naranja mínima o menos. La piel de naranja significa una deficiencia de la superficie, tal como una superficie gruesa inadecuada o huecos o combado en la superficie de un objeto fabricado formado por sinterización por láser en el método de PBF en general. Los vacíos pueden tener un impacto adverso significativo en la resistencia mecánica, así como en aspectos estéticos.
Además, es preferible que los objetos de fabricación de forma libre sólida formados por sinterización por láser usando el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida estén libres de propiedades de proceso inadecuadas, tales como combado, distorsión y emanación de vapores, provocadas por los cambios de fase entre la sinterización y el enfriamiento después de la sinterización.
Es posible obtener un objeto de fabricación de forma libre sólida que tenga una excelente precisión de las dimensiones, resistencia y propiedad de la superficie (piel de naranja). Por otra parte, puesto que la reciclabilidad es buena, es posible reducir el deterioro de la precisión de las dimensiones y la resistencia de un objeto de fabricación de forma libre sólida para el uso repetido de polvo adicional.
Para el polvo reciclado para su uso en la presente divulgación, puede fabricarse una muestra de ensayo de tipo hueso de perro para fines múltiples que tiene una longitud de 150 mm libre de propiedades de proceso inadecuadas mediante un dispositivo de fabricación (AM S5500P, fabricado por Ricoh Company Ltd.) empleando el método de PBF después de someter a ensayo el polvo reciclado al menos una vez, preferentemente cinco veces, más preferentemente siete veces y, en particular, preferentemente al menos diez veces de acuerdo con la norma ISO 3167 de Tipo 1A.
Método de fabricación de partícula en forma de pilar
Para obtener una partícula en forma de pilar, es posible utilizar cualquier método de fabricación de la partícula de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación. Por ejemplo, la partícula de resina para fabricación de forma libre sólida puede fabricarse mediante un método de preparación de fibra de una resina seguido de corte para obtener directamente una forma significativamente cilíndrica o una forma cilíndrica poligonal. En otro método, se obtienen partículas en forma de pilar a partir de una forma de película. De igual manera, pueden fabricarse partículas de resina que tengan una forma significativamente cilíndrica sometiendo partículas de forma cilíndrica poligonal obtenidas a un postprocesamiento.
El modo de preparar la fibra es, por ejemplo, usando una extrusora, estirando una resina fundida en una forma fibrosa durante la agitación a temperaturas superiores al punto de fusión en 30 grados C o más. Es preferible estirar la resina fundida a aproximadamente 1/1 a aproximadamente 1/10 para obtener la fibra. La forma de la base de la partícula en forma de pilar se determina por la forma del orificio de la boquilla de una extrusora. Por ejemplo, si la forma de la base, es decir, la sección transversal de la fibra, es circular, se usa una boquilla que tiene un orificio circular. Para una forma cilíndrica poligonal, el orificio de la boquilla se selecciona de acuerdo con la forma. Es preferible que la precisión de las dimensiones de un objeto de fabricación de forma libre sólida sea mayor. La forma circular de una porción plana tiene un radio de al menos el 10 por ciento o menos. Además, es preferible tener más orificios de boquilla para incrementar la productividad.
Para el corte, puede usarse una máquina de corte que emplee un método de guillotina en el que tanto el borde superior como el inferior sean cuchillas o una máquina de corte que emplee un método de corte de paja con un borde superior sin una cuchilla sino una tabla dispuesta en el lado inferior. También es preferible usar un dispositivo conocido que corte directamente la fibra a 0,005 a 0,2 mm o un láser de CO2 para cortar la fibra, etc. Utilizando un método de este tipo, puede obtenerse el polvo de resina que contiene la partícula en forma de pilar de la presente divulgación.
También es adecuado usar un método de pulverización de un microgránulo de resina. Por ejemplo, resina que tiene una forma de gránulo, etc., se pulveriza mecánicamente usando un pulverizador conocido y, posteriormente, el polvo de resina obtenido de este modo se clasifica para obtener resina que tenga un diámetro de partícula fuera del objetivo. La temperatura de pulverización es preferentemente de 0 grados C o menos (temperatura de fragilidad o menos de cada resina), más preferentemente -25 grados C o menos y, en particular, preferentemente -100 grados C o menos.
Método de fabricación de un objeto de fabricación de forma libre sólida y dispositivo para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida
El método de fabricación de un objeto de fabricación de forma libre sólida incluye un proceso de formación de capas para formar una capa que contenga el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación y un proceso de adhesión de polvo para provocar que el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida se adhiera entre sí en un área seleccionada de la capa, y repetir el proceso de formación de capas y el proceso de adhesión de polvo, y además puede incluir opcionalmente otros procesos.
El dispositivo para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida incluye un dispositivo de formación de capas para formar una capa que contenga el polvo de resina para el objeto de fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación y un dispositivo de adhesión de polvo para provocar que el polvo de resina se adhiera entre sí en un área seleccionada de la capa, y además puede incluir opcionalmente otros dispositivos.
El método de fabricación de un objeto de fabricación de forma libre sólida puede ser ejecutado convenientemente por el dispositivo para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida. Como polvo de resina para fabricación de forma libre sólida, es posible usar el mismo polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación.
El polvo de resina para fabricación de forma libre sólida puede usarse para cualquier dispositivo para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida que utilice un método de fabricación aditiva en polvo. El dispositivo para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida que ejecuta un método de fabricación aditiva en polvo forma una capa de polvo y, posteriormente, provoca que el polvo de resina en un área seleccionada se adhiera entre sí con un dispositivo diferente dependiendo de los métodos. Por ejemplo, existe un dispositivo electromagnético (irradiador para emitir ondas electromagnéticas) que emplea el método de SLS o el método de SMS y un dispositivo de descarga de líquido que emplea un método de chorro de aglutinante. El polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación puede ser aplicable a cualquiera de aquellos y cada dispositivo para fabricación de forma libre sólida incluyendo un dispositivo para fabricación aditiva en polvo.
Para el dispositivo para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida empleando el método de SLS o el método de SMS utilizando la irradiación de ondas electromagnéticas, como fuente de irradiación de ondas electromagnéticas para su uso en la irradiación electromagnética, por ejemplo, es posible usar un láser que emita rayos ultravioleta, luz visible, rayos infrarrojos, etc., microondas, descarga, haces de electrones, un calentador radiante, una lámpara LED o una combinación de los mismos.
Además, para el método para provocar que el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida se adhiera selectivamente entre sí utilizando irradiación de ondas electromagnéticas, la absorción de la onda electromagnética puede modificarse en términos de eficiencia. Por ejemplo, es posible hacer que el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida contenga un absorbente o retardador.
Un ejemplo del dispositivo para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida se describe con referencia a la FIG. 3. La FIG. 3 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del dispositivo para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida de acuerdo con una realización de la presente invención. Como se ilustra en la FIG.
3, el polvo se almacena en un tanque de suministro 5 para polvo y se suministra a un espacio de barrido por haz de láser 6 usando un rodillo 4 en proporción a la cantidad de uso. Es preferible que la temperatura del tanque de suministro 5 sea controlada por un calentador 3. El espacio de barrido por láser 6 ses irradiado con los haces de láser emitidos desde una fuente de irradiación de ondas electromagnéticas 1 usando un espejo de reflexión 2. El polvo se sinteriza con el calor de los haces de láser para obtener un objeto de fabricación de forma libre sólida.
La temperatura del tanque de suministro 5 es preferentemente 10 grados C o más inferior al punto de fusión del polvo.
La temperatura del lecho de pieza en el espacio de barrido por láser 6 es preferentemente inferior al punto de fusión del polvo en 5 grados C o más.
La potencia del láser no tiene ningún límite particular y puede seleccionarse convenientemente para que se adapte a una aplicación particular. Por ejemplo, es preferentemente de 10 a 150 W.
En otra realización, pueden fabricarse objetos de fabricación de forma libre sólida en la presente divulgación usando tecnologías de sinterización selectiva con máscara (SMS). El proceso de SMS se describe en, por ejemplo, la memoria descriptiva de la Patente de los EE.UU. N.° 6.531.086.
En el proceso de SMS, las capas de polvo se irradian parcial y selectivamente con infrarrojos, y se protegen selectivamente usando una máscara protectora. Cuando se utiliza el proceso de SMS para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida a partir del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación, es posible y preferible contener material para incrementar la absorción de infrarrojos del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida. Por ejemplo, el polvo de resina puede contener al menos un tipo de material absorbente de calor y/o de color oscuro (tal como fibra de carbono, negro de carbono, nanotubo de carbono y nanofibra de celulosa).
En otra realización más, usando el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación, un objeto de fabricación de forma libre sólida puede fabricarse mediante el dispositivo para la fabricación de forma libre sólida que emplea el chorro de aglutinante mencionado anteriormente. Este método de fabricación de un objeto de fabricación de forma libre sólida incluye un proceso de formación de capas para formar una capa que contenga el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación y un proceso de adhesión de polvo para provocar que el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida se adhiera entre sí en un área seleccionada de la capa, y repetir el proceso de formación de capas y el proceso de adhesión de polvo, y además puede incluir opcionalmente otros procesos.
Las FIG. 4A a 4F son diagramas de proceso esquemáticos que ilustran un ejemplo del proceso del método de inyección de aglutinante. El dispositivo para la fabricación de un objeto de fabricación de forma libre sólida ilustrado en las FIG.
4A a 4F incluye un tanque de almacenamiento de polvo 11de almacenamiento de polvo para la fabricación 11 y un tanque de almacenamiento de polvo para el suministro 12. Cada uno de estos tanques de almacenamiento de polvo 11 y 12 tiene una plataforma 13 que puede moverse hacia arriba y hacia abajo y coloca el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación en la plataforma 13 para formar una capa formada del polvo de resina para fabricación de forma libre sólida.
Un dispositivo de suministro de líquido de fabricación 15de suministro de líquido de fabricación 15 está dispuesto sobre el tanque de almacenamiento de polvo 11de almacenamiento de polvo para la fabricación 11 para descargar un material líquido para fabricación de forma libre sólida 16 hacia el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida en el tanque de almacenamiento de polvo. Además, el dispositivo para fabricar una fabricación de una forma libre sólida incluye un dispositivo de formación de capas de polvo de resina 14 (en lo sucesivo en el presente documento también denominado recubridor) capaz de suministrar el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida desde el tanque de almacenamiento de polvo 12 para suministrarlo al tanque de almacenamiento de polvo 11de almacenamiento de polvo 11 para la fabricación y el alisamiento de la superficie de la capa de polvo de resina en el tanque de almacenamiento de polvo 1111 para la fabricación.
Las FIG. 4A y 4B son diagramas que ilustran un ejemplo de la etapa de suministro del material en polvo para fabricación de forma libre sólida desde el tanque de almacenamiento de polvo 12 para suministrarlo al tanque de almacenamiento de polvo 1111 para la fabricación y la etapa de formación de la capa de material en polvo que tiene una superficie lisa. Cada plataforma 13 del tanque de almacenamiento de polvo 11 11 para la fabricación y el tanque de almacenamiento de polvo 12 para el suministro se controla para ajustar el espacio entre los mismos para obtener un espesor de capa deseado. Posteriormente, el dispositivo de formación de capas de polvo de resina 14 se mueve desde el tanque de almacenamiento de polvo 12 para suministrarlo al tanque de almacenamiento de polvo 1111 para la fabricación para formar una capa de polvo de resina en el tanque de almacenamiento de polvo 11 11 para la fabricación.
La FIG. 4C es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de goteo del material líquido 16 para fabricación de forma libre sólida a la capa de polvo en el tanque de almacenamiento de polvo 11 11 para la fabricación usando el dispositivo de suministro de líquido de fabricación 15 15 para fabricación de forma libre sólida. En este punto, la posición en la que el material líquido 16 para fabricación de forma libre sólida se gotea sobre la capa de polvo se determina basándose en los datos de imagen bidimensional (datos de corte) obtenidos mediante el corte del objeto de fabricación de forma libre sólida en múltiples capas planas.
Las FIG. 4D y 4E son diagramas esquemáticos que ilustran un ejemplo de la etapa de formación nueva de otra capa de polvo de resina en el tanque de almacenamiento de polvo 1111 para fabricación de forma libre sólida, en la que la plataforma 13 del tanque de almacenamiento de polvo 12 para el suministro se eleva y la plataforma 13 del tanque de almacenamiento de polvo 1111 para la fabricación se baja, controlando al mismo tiempo el espacio entre ellas para obtener un espesor de capa deseado y, posteriormente, el dispositivo de formación de capas de polvo de resina 14 se mueve de nuevo desde el tanque de almacenamiento de polvo 12 para suministrarlo al tanque de almacenamiento de polvo 11 11 para la fabricación.
La FIG. 4F es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo del proceso de goteo del material líquido 16 para fabricación de forma libre sólida de nuevo en la capa de polvo de resina en el tanque de almacenamiento de polvo 11 para la fabricación usando el dispositivo de suministro de líquido de fabricación 15. Esta serie de procesos se repite. Posteriormente al secado opcional, el polvo de resina al que no se une ningún material líquido para fabricación de forma libre sólida se retira como polvo adicional para obtener un objeto de fabricación de forma libre sólida.
Es preferible que contenga un adhesivo para provocar que el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida se adhiera entre sí. El adhesivo puede disolverse en líquido para ser descargado. Como alternativa, el adhesivo puede mezclarse con el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida como partícula aditiva. El adhesivo se disuelve preferentemente en líquido que ha de descargarse. Por ejemplo, el adhesivo es preferentemente hidrosoluble si el líquido está compuesto principalmente por agua.
Son ejemplos del adhesivo hidrosoluble alcohol polivinílico (PVA), polivinilpirrolidona, poliamida, amida poliacrílica, imina de polietileno, óxidos de polietileno, resinas de poliacrilato, resinas de celulosa y gelatina. De éstos, es preferible el alcohol polivinílico para incrementar la resistencia y la precisión de las dimensiones de un objeto de fabricación de forma libre sólida.
El polvo de resina para fabricación de forma libre sólida tiene una alta densidad de empaquetamiento y una distribución de tamaño de partícula nítida, y por lo tanto la precisión de las dimensiones, la resistencia y la propiedad de la superficie de un objeto de fabricación de forma libre sólida obtenido de este modo. Esto no se limita al método que utiliza irradiación electromagnética, sino que puede aplicarse a todos los dispositivos para fabricación de forma libre sólida que emplean fabricación aditiva en polvo, tales como el método de chorro de aglutinante.
Objeto de fabricación de forma libre sólida
El objeto de fabricación de forma libre sólida puede fabricarse convenientemente mediante el dispositivo para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación usando el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de la presente divulgación.
Habiéndose descrito en general las realizaciones preferidas de la presente divulgación, puede obtenerse una mayor comprensión por referencia a determinados ejemplos específicos que se proporcionan en el presente documento con fines de ilustrar solamente y que no tienen por objeto ser limitantes. En las descripciones de los siguientes ejemplos, los números representan relaciones de peso en partes, a menos que se especifique otra cosa.
Ejemplos
A continuación, se describen realizaciones de la presente divulgación en detalle con referencia a los Ejemplos, pero sin limitación a los mismos.
La circularidad promedio, el peso específico, la densidad de compactación, la relación de diámetro de partícula (diámetro de partícula promedio en volumen/diámetro de partícula promedio en número) y la relación de la partícula en forma de pilar que no tiene ninguna punta en los extremos se midieron de la siguiente manera: Los resultados se muestran en las Tablas 1 y 2.
Circularidad Promedio
Usando un analizador de tamaño y forma de partículas de tipo de flujo de proceso en húmedo (FPIA-3000, fabricado por Sysmex Corporation), se tomaron imágenes de forma de partícula en un estado en el que el número de recuento de las partículas de polvo era de 3.000 o más para obtener la circularidad promedio de la partícula de resina en forma de pilar en el intervalo de diámetro de partícula de 0,5 a 200 pm. La circularidad se midió dos veces para cada una y el promedio de las dos se determinó como la circularidad promedio.
Peso específico
El peso específico se obtuvo midiendo la densidad de una muestra. La densidad se obtuvo midiendo la masa de la muestra a partir del volumen de la misma. El volumen se obtuvo cambiando el volumen y la presión del gas (gas He) a una temperatura constante usando un picnómetro de proceso en seco (AccuPyc 1330, fabricado por Shimadzu Corporation) utilizando un método de reemplazo en fase gaseosa.
Densidad de compactación
La densidad de compactación se evaluó de acuerdo con el método basado en la norma ISO 1068. Se depositaron 100 g de una muestra en una probeta de vidrio de 250 ml (fabricada por SIBATA SCIENTIFIC TECHNOLOGY LTD.) sin compactar y posteriormente la probeta se montó en una herramienta de compactación. El dispositivo se detuvo después de compactar 1.300 veces para leer el volumen de la muestra. Además, la muestra se volvió a compactar otras 1.300 veces. Esto se repitió hasta que la diferencia de los dos no superó los 2 ml, se leyó el volumen más pequeño. La masa pesada de la muestra se dividió por el valor de volumen para obtener la densidad de compactación.
Relación de diámetro de partícula (Diámetro de partícula promedio en volumen Mv / Diámetro de partícula promedio en número Mn)
El diámetro de partícula promedio en volumen Mv y el diámetro de partícula promedio en número Mn se midieron usando un instrumento de medición de la distribución de tamaño de partícula (Microtrac MT3300EXII, fabricado por MicrotracBEL Corp.) empleando un método de proceso de secado (atmósfera) sin usar un disolvente, utilizando el índice de refracción de partícula por polvo de resina para fabricación de forma libre sólida, para calcular la relación de diámetro de partícula en volumen (diámetro de partícula promedio en volumen/diámetro de partícula promedio en número). El índice de refracción de partícula se fijó para resina de tereftalato de polibutileno (PBT) en 1,57, para resina de poliamida 66 (PA66) en 1,53, para resina de poliamida 9T (PA9T) en 1,53, para resina de polipropileno (PP) en 1,48, para resina de poliéter éter cetona (PEEK) en 1,57 y para resina de poliacetal (POM) en 1,48.
Relación de partícula en forma de pilar que no tiene punta en el extremo
El polvo de resina obtenido de este modo para fabricación de forma libre sólida se observó con un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi Ltd.), para obtener imágenes bidimensionales en 10 campos de visión, a partir de las cuales se obtuvo la relación de la partícula en forma de pilar que no tiene puntas en los extremos. La relación de la partícula en forma de pilar que no tiene puntas en los extremos en el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida del 75 por ciento o más se determinó como A y, de menos del 75 por ciento como B.
Ejemplo 1
Se añadieron un 0,3 por ciento en masa de antioxidante a base de fenol (AO-60, fabricado por ADEKA CORPORATION) y un 0,6 por ciento en masa de antioxidante a base de fosfato (PEP-36, fabricado por ADEKA CORPORATION) y se agitaron con un 99,1 por ciento en masa de microgránulos de resina de tereftalato de polibutileno (PBT) (NOVADURAN® 5020, punto de fusión: 218 grados C, temperatura de transición vítrea: 43 grados C, fabricados por Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation). Después de agitar a 30 grados C más que el punto de fusión usando una extrusora (fabricada por The Japan Steel Works, LTD.), la materia fundida se estiró para obtener fibra usando boquillas que tenían un orificio circular. El número de fibras extruidas por la boquilla fue de 100. El microgránulo se estiró aproximadamente cuatro veces para obtener una fibra de resina que tenía un diámetro de fibra de 60 pm con una precisión de -4 a 4 pm. La fibra de resina obtenida de este modo se cortó a una longitud de fibra de 60 pm mediante un dispositivo de corte (serie NJ tipo 1200, fabricado por OGINO SEIKI CO, LTD.) empleando el método de corte de paja para obtener polvo de resina que contenía partículas de resina que tenían una forma significativamente cilíndrica.
Usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.), el polvo de resina obtenido de este modo se observó para descubrir que la mayoría de las partículas en forma de pilar tenían una sección transversal de corte limpio y una forma cilíndrica que tenía superficies de corte paralelas entre sí. Además, se midió la altura de la forma significativamente cilíndrica. La fibra se cortó a 80 pm con una precisión de -10 a 10 pm. Usando el microscopio electrónico de barrido, se obtuvieron imágenes bidimensionales en 10 campos de visión. La proporción de la partícula que tenía una forma significativamente cilíndrica con respecto a todas las partículas de cada imagen fue del 92 por ciento en promedio. El polvo de resina contenía ligeramente partículas trituradas durante el corte, partículas que se hinchaban como un barril a lo largo de la dirección de la altura frente a la base y partículas que, por el contrario, tenían una porción abollada. La relación de dichas partículas con respecto al total de partículas era del 0,9 por ciento. Además, la energía de fusión aumentó hasta aproximadamente el doble debido al control de los cristales por estiramiento. Con la condición de calentamiento de primer tiempo de CDB, el tiempo de inicio de la fusión (Tmf1) fue de 219 grados C. En la condición de calentamiento de segundo tiempo, la temperatura de inicio de la fusión (Tmf2) fue de 210 grados C.
Además, el polvo de resina obtenido se sometió a tratamiento de esferoidización. El polvo de resina se esferoidizó usando un dispositivo de procesamiento de esferoidización (mezclador de tipo MP MP5A/1, fabricado por NIPPON COKE & ENGINEERING Co ., LTD.) a una velocidad de agitación de 9.600 revoluciones por minuto (rpm) durante 20 minutos para obtener polvo de resina para fabricación de forma libre sólida. El polvo de resina obtenido para fabricación de forma libre sólida se definió como polvo de resina 1 para fabricación de forma libre sólida. Este polvo de resina 1 se observó usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.) para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, las partículas en forma de pilar obtenidas no tenían puntas en los extremos. Además, se obtuvieron de forma similar imágenes bidimensionales en 10 campos de visión. La relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen fue del 88 por ciento en promedio.
Ejemplo 2
La misma resina utilizada en el Ejemplo 1 se agitó a la temperatura 30 grados C superior al punto de fusión usando la extrusora (fabricada por The Japan Steel Works, LTD.). Posteriormente, la resina se extruyó desde la boquilla y la lámina fundida obtenida de este modo se estiró hasta aproximadamente 4 veces usando un troquel en T (fabricado por The Japan Steel Works, LTD.) y se puso en contacto con un rodillo de enfriamiento para su refrigeración y solidificación. Como resultado, se obtuvo una película de un tamaño de 1.000 mm x 1.000 mm con un espesor promedio de 80 pm. La película obtenida de este modo se cortó con un dispositivo de corte (tipo NJ serie 1200, fabricado por OGINO SEIKI CO, LTD.) empleando el método de corte de paja. La película se cortó para que tuviera un espesor de 80 pm y un ancho de 80 pm. Posteriormente, la película se giró 90 grados y se cortó para que tuviera un espesor de 80 pm y un ancho de 80 pm para obtener un polvo de resina que tuviera una forma cúbica con un lado de 80 pm. Durante el corte, la partícula fue succionada por una máquina de succión para evitar el corte doble. Después del corte, la sección transversal se observó mediante un microscopio electrónico de barrido. Las partículas se cortaron limpiamente y las secciones transversales de las mismas eran paralelas entre sí. De igual manera, casi no se observaron partículas con corte doble. Además, se midió cada lado del cubo. El lado era de 80 pm con una precisión de -10 a 10 pm. No se aplastó ninguna partícula en el corte. La relación de la partícula que tenía una forma cilíndrica poligonal (cubo) con respecto a todas las partículas se obtuvo de forma similar. Fue del 96 por ciento en promedio.
Por otra parte, el polvo de resina obtenido se sometió a tratamiento de esferoidización. El polvo de resina se esferoidizó de la misma manera que en el Ejemplo 1. El polvo de resina obtenido para fabricación de forma libre sólida se definió como polvo de resina 2 para fabricación de forma libre sólida. Este polvo de resina 2 se observó usando el microscopio electrónico de barrido para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, se obtuvieron partículas sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 83 por ciento en promedio.
Ejemplo 3
El polvo de resina se fabricó de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que la resina de tereftalato de polibutileno (PBT) se cambió por poliamida 66 (PA66) (Leona™ 1300 S, punto de fusión de 265 grados C, fabricada por Asahi Kasei Chemicals Corporation), y el antioxidante se cambió solo al 0,2 por ciento en masa de antioxidante a base de fosfato (PEP-36, fabricado por ADEKA CORPORATION).
El polvo de resina obtenido de este modo se sometió al tratamiento de esferoidización de la misma manera que en el Ejemplo 1 para obtener un polvo de resina 3 para fabricación de forma libre sólida. Este polvo de resina 3 se observó usando un microscopio electrónico de barrido para confirmar que se obtenían partículas en forma de pilar sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 90 por ciento en promedio.
Ejemplo 4
Después de agitar resina de poliamida 9T (PA9T) (Genestar™ N1000A, punto de fusión: 300 grados C, fabricada por KURARAY CO., LTD.) a la temperatura 30 grados C superior al punto de fusión usando una extrusora (fabricada por The Japan Steel Works, LTD.), la resina fundida para fabricación de forma libre sólida se estiró para obtener fibra usando una boquilla que tenía un orificio circular. El número de fibras extruidas por la boquilla fue de 60. La resina se estiró aproximadamente 1,2 veces para obtener una fibra de resina que tenía un diámetro de fibra de 38 a 42 pm. La fibra de resina obtenida de este modo se cortó a una longitud de fibra de 40 pm mediante un dispositivo de corte (HP 600, fabricado por Tsuji Ironworks Corporation) empleando el método de corte de paja para obtener polvo de resina que contenía partículas de resina que tenían una forma significativamente cilindrica.
El polvo de resina obtenido de este modo se observó usando un microscopio electrónico de barrido. La sección transversal del polvo de resina se cortó limpiamente y las superficies de corte eran paralelas entre sí. Además, se midió la altura de la forma significativamente cilíndrica. Era de 40 pm con una precisión de -8 a 8 pm. No se aplastó ninguna partícula en el corte.
El polvo de resina obtenido de este modo se sometió al tratamiento de esferoidización de la misma manera que en el Ejemplo 1 para obtener un polvo de resina 4 para fabricación de forma libre sólida. La existencia de partículas en forma de pilar sin puntas en los extremos se confirmó en el polvo de resina mediante un microscopio electrónico de barrido. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 86 por ciento en promedio. Ejemplo 5
Se obtuvo polvo de resina que contenía partículas que tenían una forma significativamente cilíndrica de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que la resina de tereftalato de polibutileno (PBT) se cambió por resina de polipropileno (PP) (NOVATEC™ MA3, punto de fusión: 180 grados C, temperatura de transición vítrea: 0 grados C, fabricada por JApAn POLYPROPYLe Ne CORPORATION) y la fibra se cortó para que tuviera una longitud de fibra de 80 pm.
El polvo de resina obtenido de este modo se sometió al tratamiento de esferoidización de la misma manera que en el Ejemplo 1 para obtener un polvo de resina 5 para fabricación de forma libre sólida. La existencia de partículas que tenían formas de pilar sin puntas en los extremos se confirmó en el polvo de resina con un microscopio electrónico de barrido. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 84 por ciento en promedio. Ejemplo 6
Se obtuvo polvo de resina que contenía partículas que tenían una forma significativamente cilíndrica de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que la resina de tereftalato de polibutileno (PBT) se cambió por resina de polieteréter cetona (PEEk ) (HT P22PF, punto de fusión de 334 grados C, temperatura de transición vítrea de 143 grados C, fabricada por VICTREX) y la velocidad de estiramiento se cambió a tres veces y la fibra se cortó para que tuviera una longitud de fibra de 70 pm.
El polvo de resina obtenido de este modo se sometió al tratamiento de esferoidización de la misma manera que en el Ejemplo 1 para obtener un polvo de resina 6 para fabricación de forma libre sólida. La existencia de partículas que tenían formas de pilar sin puntas en los bordes se confirmó en el polvo de resina con un microscopio electrónico de barrido. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 77 por ciento en promedio. Ejemplo 7
Se obtuvo polvo de resina que contenía partículas que tenían una forma significativamente cilíndrica de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que la resina de tereftalato de polibutileno (PBT) se cambió por resina de poliacetal (POM) (Jupital® F10-01, punto de fusión: 175 grados C, fabricada por Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation) y la fibra se cortó para que tuviera una longitud de 85 pm.
El polvo de resina obtenido de este modo se sometió al tratamiento de esferoidización de la misma manera que en el Ejemplo 1 para obtener un polvo de resina 7 para fabricación de forma libre sólida. La existencia de partículas que tenían formas de pilar sin puntas en los bordes se confirmó en el polvo de resina con un microscopio electrónico de barrido. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 80 por ciento en promedio. Ejemplo 8
Se fabricó un polvo de resina 8 para fabricación de forma libre sólida de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que el diámetro de la fibra se cambió a 80 jm y la longitud de la fibra se cambió a 50 |jm. Este polvo de resina 8 se observó usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.) para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, se obtuvieron partículas sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 85 por ciento en promedio.
Ejemplo 9 (ejemplo de referencia, no de acuerdo con la invención)
Se fabricó un polvo de resina 9 para fabricación de forma libre sólida de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que no se añadió ningún antioxidante y se cambió el tiempo de esferoidización a cinco minutos. Este polvo de resina 9 se observó usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.) para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, se obtuvieron partículas sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 73 por ciento en promedio.
Ejemplo 10
Se fabricó un polvo de resina 10 para fabricación de forma libre sólida de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que no se añadió ningún antioxidante y se cambió el tiempo de esferoidización a 120 minutos. Este polvo de resina 10 se observó usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.) para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, se obtuvieron partículas sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 96 por ciento en promedio.
Ejemplo 11
Se fabricó un polvo de resina 11 para fabricación de forma libre sólida de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que el dispositivo de procesamiento de esferoidización se cambió por un sistema de fusión de superficie (equipo de redondeo, Meteorainbow MR-10, fabricado por Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.). Este polvo de resina 11 se observó usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.) para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, se obtuvieron partículas sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 80 por ciento en promedio.
Ejemplo 12
Se fabricó un polvo de resina 12 para fabricación de forma libre sólida de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que, antes del tratamiento de esferoidización, se añadió un 0,8 por ciento en masa de un fluidificante (AEROSIL RX200, tensioactivo: HMDS, diámetro promedio de partículas primarias de 12 nm, cantidad de carga de -200 jC /g, fabricado por Nippon Aerosil Co, Ltd.) al polvo de resina 1 para fabricación de forma libre sólida y, usando un dispositivo de tratamiento de esferoidización (mezclador de tipo MP MP5A/1, fabricado por NIPPON COKE & ENGINEERING CO., LTD.), ambos se esferoidizaron y se mezclaron al mismo tiempo. La velocidad de agitación fue de 9.600 rpm y el tiempo de agitación fue de cinco minutos. Este polvo de resina 12 se observó usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.) para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, se obtuvieron partículas sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 77 por ciento en promedio.
Ejemplo 13
Se fabricó un polvo de resina 13 para fabricación de forma libre sólida de la misma manera que en el Ejemplo 12, excepto en que la relación de cantidad del fluidificante se cambió al 0,2 por ciento en masa. Este polvo de resina 13 se observó usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.) para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, se obtuvieron partículas sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 80 por ciento en promedio.
Ejemplo 14 (ejemplo de referencia, no de acuerdo con la invención)
Se fabricó un polvo de resina 14 para fabricación de forma libre sólida de la misma manera que en el Ejemplo 12, excepto en que la relación de cantidad del fluidificante se cambió al 1,3 por ciento en masa. Este polvo de resina 14 se observó usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.) para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, se obtuvieron partículas sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 71 por ciento en promedio.
Ejemplo 15
Se fabricó un polvo de resina 15 para fabricación de forma libre sólida de la misma manera que en el Ejemplo 12, excepto en que el fluidificante se cambió por SFP-20MHH (tensioactivo: HMDS, diámetro promedio de partículas primarias de 400 nm, fabricado por Denka Company Limited). Este polvo de resina 15 se observó usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.) para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, se obtuvieron partículas sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 78 por ciento en promedio.
Ejemplo 16
Se fabricó un polvo de resina para fabricación de forma libre sólida 16 de la misma manera que en el Ejemplo 12, excepto en que el fluidificante se cambió por AEROXIDE T805 (tensioactivo: octiltrimetoxi silano, diámetro promedio de partículas primarias de 21 nm, fabricado por Nippon Aerosil Co, Ltd.). Este polvo de resina 16 se observó usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.) para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, se obtuvieron partículas sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 81 por ciento en promedio.
Ejemplo 17
Se fabricó un polvo de resina 17 para fabricación de forma libre sólida de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto en que la resina se estiró para que tuviera una forma de fibra usando una boquilla que tenía un orificio hexagonal para obtener polvo de resina que tuviera forma cilíndrica hexagonal. Este polvo de resina 17 se observó usando un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.) para confirmar que las puntas de los extremos de la partícula eran redondeadas. Esto es, se obtuvieron partículas sin puntas en los extremos. Además, se obtuvo de forma similar la relación de la partícula en forma de pilar que no tenía puntas en los extremos con respecto a todas las partículas en forma de pilar para cada imagen. Fue del 85 por ciento en promedio.
Ejemplo Comparativo 1
Una resina de tereftalato de polibutileno (PBT) (NOVADURAN® 5020, punto de fusión de 218 grados C, temperatura de transición vítrea de 43 grados C, fabricada por Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation) fue sometida a una trituración por congelación a -200 grados C usando un sistema de pulverización en frío (LINREX MILL LX1, fabricado por Hosokawa Micron Corporation) para obtener un polvo de resina 18 para fabricación de forma libre sólida que tenía un diámetro de partícula de 5 a 200 pm.
El polvo de resina obtenido de este modo para fabricación de forma libre sólida se observó con un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.). Había presentes partículas que tenían formas diversas, tales como formas elipsoidales, formas de tipo barra y formas de tipo placa. Sin embargo, no había ninguna partícula en forma de pilar.
Ejemplo Comparativo 2
Se sometió el polvo de resina del Ejemplo Comparativo 1 a un tratamiento de esferoidización mediante un dispositivo de esferoidización (mezclador de tipo MP MP5A/1, fabricado por NIPPON COKE & ENGINEERING. CO., LTD.) a una velocidad de agitación de 9.600 rpm durante 20 minutos. El polvo de resina obtenido se definió como polvo de resina 19 para fabricación de forma libre sólida. Este polvo de resina 19 se observó con un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.). Había presentes partículas que tenían formas diversas, tales como formas elipsoidales, formas de tipo barra y formas de tipo placa. Por lo general, las partículas eran redondeadas. Sin embargo, no se descubrió ninguna partícula en forma de pilar.
Ejemplo Comparativo 3
Se fabricó un polvo de resina 20 para fabricación de forma libre sólida de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 2, excepto en que, antes del tratamiento de esferoidización, se añadió un 0,8 por ciento en masa de un fluidificante (AEROSIl RX200, tensioactivo: HMDS, diámetro promedio de partículas primarias de 12 nm, fabricado por Nippon Aerosil Co, Ltd.) al polvo de resina del Ejemplo Comparativo 2 y, usando un dispositivo de tratamiento de esferoidización (mezclador de tipo MP MP5A/1, fabricado por NIPPON c Ok E & ENGINEERING CO., LTD.), ambos se esferoidizaron y se mezclaron al mismo tiempo. La velocidad de agitación fue de 9.600 rpm y el tiempo de agitación fue de cinco minutos.
Este polvo de resina 19 se observó con un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd.). Había presentes partículas que tenían formas diversas, tales como formas elipsoidales, formas de tipo barra y formas de tipo placa. Por lo general, las partículas eran redondeadas. Sin embargo, no se descubrió ninguna partícula en forma de pilar.
Ejemplo Comparativo 4
Se obtuvo un polvo de resina 21 para fabricación de forma libre sólida de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 1, excepto en que la resina de tereftalato de polibutileno (PBT) se cambió por resina de poliamida 66 (PA66) (Leona™ 1300S, punto de fusión: 265 grados C, fabricada por Asahi Kasei Chemicals Corporation).
El polvo de resina 21 obtenido de este modo se observó con un microscopio electrónico de barrido (S4200, fabricado por Hitachi, Ltd ). Había presentes partículas que tenían formas diversas, tales como formas elipsoidales, formas de tipo barra y formas de tipo placa. Sin embargo, no había ninguna partícula en forma de pilar.
Tabl n n n l m l 14 n m l r f r n i n r n l inv nción)
Figure imgf000021_0001
continuación
Figure imgf000022_0001
continuación
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000023_0002
continuación
Figure imgf000024_0001
En la Tabla 1, los nombres de los productos y las empresas fabricantes de los ingredientes son los siguientes:
PBT: resina de poli(tereftalato de butileno), NOVADURAN® 5020, punto de fusión de 218 grados C, temperatura de transición vítrea de 43 grados C, fabricada por Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation
PA66: resina de poliamida 66, Leona™ 1300S, punto de fusión de 265 grados C, fabricada por Asahi Kasei Chemicals Corporation
PA9T: resina de poliamida 9T, Genestar ™N1000A, punto de fusión de 306 grados C, fabricada por KURARAY CO., LTD.
PP: resina de polipropileno, NOVATEC™ MA3, punto de fusión de 130 grados C, temperatura de transición vítrea de 0 grados C, fabricada por JAPAN POLYPROPYLENE CORPORATION
PEEK: resina de poliéter éter cetona, HT P22PF, punto de fusión de 334 grados C, temperatura de transición vítrea de 143 grados C, fabricada por Victrex plc.
POM: Resina de poliacetal, Iupital® F10-01, punto de fusión de 175 grados C, fabricada por Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation
RX200: AEROSIL RX200, tensioactivo HMDS, diámetro promedio de partículas primarias de 12 nm, cantidad de carga de -200 pC/g, sílice pirógena hidrófoba, fabricada por Nippon Aerosil Co, Ltd.
SFP-20: SFP-20MHH, tensioactivo HMDS, diámetro promedio de partículas primarias de 400 nm, sílice de partículas esféricas ultrafinas, fabricada por Denka Company Limited
T805: AEROXIDE T805, tensioactivo: octil trimetoxisilano, diámetro promedio de partículas primarias de 21 nm, óxido de titanio silado con octilo, fabricado por Nippon Aerosil Co, Ltd.
El polvo de resina obtenido de este modo para fabricación de forma libre sólida fue evaluado de la siguiente manera para comprobar la precisión de las dimensiones, la propiedad de la superficie (propiedad de piel de naranja), la resistencia a la tracción y la reciclabilidad. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Precisión de las dimensiones
Se fabricó un objeto de fabricación de forma libre sólida mediante un dispositivo de fabricación por el método de SLS (AM S5500P, fabricado por Ricoh Company, Ltd.), usando el polvo de resina obtenido para fabricación de forma libre sólida. La condición era que el espesor promedio de la capa de polvo fuera de 0,1 mm, la potencia del láser era de 10 a 150 vatios, el espacio de barrido del láser era de 0,1 mm y la temperatura del lecho se fijó a una temperatura -3 grados C inferior al punto de fusión de la resina.
La muestra para la precisión de las dimensiones era un octaedro que tenía un lado de 50 nm con un espesor promedio de 5 mm, y se fabricó un objeto de fabricación de forma libre sólida basándose en datos de CAD como muestra. Se calculó la diferencia entre los datos CAD para la muestra para evaluar la exactitud de las dimensiones y la longitud de cada lado de la muestra realmente fabricada y se determinó el promedio de la misma como la diferencia de las dimensiones para evaluar la exactitud de las dimensiones de acuerdo con los siguientes criterios:
Criterios de evaluación
S: La diferencia de las dimensiones es de 0,02 mm o menos
A: La diferencia de dimensiones es superior a 0,02 a 0,05 mm
B: La diferencia de dimensiones es superior a 0,05 a 0,10 mm
C: La diferencia de dimensiones es superior a 0,10 mm
Propiedad de la superficie (propiedad de piel de naranja)
Usando la muestra de la fabricación de forma libre sólida utilizada para la evaluación de la precisión de las dimensiones, la superficie se observó visualmente, se observó con microscopio óptico, y se sometió a un examen organoléptico. En el ensayo organoléptico, la muestra fue tocada con las manos y la propiedad de la superficie, en particular la suavidad, se evaluó a partir de la impresión táctil. Estos resultados se comprobaron colectivamente para evaluar la propiedad de la superficie (propiedad de piel de naranja) basándose en los siguientes criterios de evaluación. Criterios de evaluación
S: Superficie muy lisa sin ninguna porción rugosa o superficie basta
A: No hay problema sobre la suavidad en la superficie, y se permite la rugosidad y la superficie basta
B: Sin superficie lisa con porción rugosa y superficie basta claramente visibles
C: Enganchado a la superficie y se reconocen muchos defectos tales como rugosidad y distorsión de la superficie Resistencia a la tracción
Usando el mismo dispositivo y condiciones que en la fabricación de la muestra para la evaluación de la precisión, (a) se fabricaron cinco muestras de ensayo de tracción en el centro con el lado largo alineado con la dirección del eje Y en la dirección longitudinal de la muestra de ensayo de tracción. El espacio entre cada capa de fabricación era de 5 mm. A continuación, (b) se fabricó un octaedro que tenía un lado de 50 mm y un espesor promedio de 5 mm. Como muestra de ensayo de tracción, se usó una muestra de ensayo polivalente de tipo hueso de perro (muestra de ensayo que tenía una porción central de una longitud de 80 mm, un espesor de 4 mm y un ancho de 10 mm) que tenía una longitud de 150 mm, de la norma ISO 3167 Tipo 1A.
El objeto de fabricación de forma libre sólida obtenido de este modo se sometió al ensayo de tracción usando un dispositivo de ensayo de resistencia a la tracción (AGS-5kN, fabricado por Shimadzu Corporation) de acuerdo con la norma ISO 527 para medir la resistencia a la tracción del objeto de fabricación de forma libre sólida obtenido. La velocidad de ensayo en el ensayo de resistencia a la tracción fue de 50 mm/minuto. El objeto de fabricación de forma libre sólida fabricado por primera vez se sometió cinco veces al ensayo de tracción. El promedio de los cinco valores de medición obtenidos se definió como el valor inicial. Usando este promedio de la resistencia a la tracción, la resistencia a la tracción se evaluó basándose en los siguientes criterios de evaluación.
Criterios de evaluación
S: La resistencia a la tracción es de 100 MPa o más
A: La resistencia a la tracción es de 50 a menos de 100 MPa
B: La resistencia a la tracción es de 30 a menos de 50 MPa
C: La resistencia a la tracción es inferior a 30 MPa
Reciclabilidad
El polvo adicional utilizado durante la fabricación del objeto de textura de superficie para su uso en la evaluación de la precisión de las dimensiones, la propiedad de la superficie y la resistencia a la tracción se devolvió al lecho de suministro del dispositivo para fabricación de forma libre sólida, y se fabricó un objeto de fabricación de forma libre sólida usando el polvo de resina utilizado. Esta operación se repitió diez veces para evaluar la reciclabilidad basándose en los siguientes criterios de evaluación.
Criterios de evaluación
5: No se detectó ningún combado o deformación y la tasa de disminución del valor inicial de la resistencia a la tracción es inferior al 15 por ciento después de la reutilización diez veces
4: Se detectó un ligero combado o deformación y la tasa de disminución del valor inicial de la resistencia a la tracción es del 15 a menos del 20 por ciento después de la reutilización diez veces
3: Se detectó un ligero combado o deformación y la tasa de disminución del valor inicial de la resistencia a la tracción es del 20 a menos del 30 por ciento después de la reutilización diez veces
2: Se detectó combado o deformación y la tasa de disminución del valor inicial de la resistencia a la tracción es del 30 a menos del 40 por ciento después de la reutilización diez veces
1: Se detectó combado o deformación y la tasa de disminución del valor inicial de la resistencia a la tracción es del 40 por ciento o más
T l 2 n n n ^ l m l 14 n m l r f r n i n r n l inv n i n
Figure imgf000026_0001

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un polvo de resina para fabricación de forma libre sólida que comprende:
partículas en forma de pilar que tienen una circularidad promedio de 0,85 a 0,98 en un intervalo de diámetro de partícula de 0,5 a 200 pm.
2. El polvo de resina de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las partículas en forma de pilar no tienen puntas en las porciones terminales de las mismas.
3. El polvo de resina de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la proporción de las partículas en forma de pilar que no tienen puntas en la porción terminal con respecto a todo el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida es de al menos el 50 por ciento.
4. El polvo de resina de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el polvo que comprende las partículas en forma de pilar es polvo que ha sido sometido a un tratamiento de esferoidización, por el que la proporción de las partículas en forma de pilar que no tienen puntas en la porción terminal con respecto a todo el polvo de resina para fabricación de forma libre sólida es de al menos el 50 por ciento.
5. El polvo de resina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde las partículas en forma de pilar tienen una base que tiene un lado largo de 5 a 200 pm y una altura de 5 a 200 pm.
6. El polvo de resina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde una relación de la altura con respecto al lado largo es de 0,5 a 2.
7. El polvo de resina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el polvo de resina tiene una relación de diámetro de partícula de un diámetro de partícula promedio en volumen con respecto a un diámetro de partícula promedio en número de 2,00 o menos.
8. El polvo de resina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el polvo de resina tiene un peso específico de 0,8 o más.
9. El polvo de resina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende adicionalmente al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en poliolefina, poliamida, poliéster, poliarilcetona, poli(sulfuro de fenileno), un polímero de cristal líquido, poliacetal, poliimida y una resina fluoroquímica.
10. El polvo de resina de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el polvo de resina tiene un fluidificante unido a una superficie del mismo.
11. El polvo de resina de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el fluidificante tiene un diámetro promedio de partículas primarias de 500 nm o menos.
12. El polvo de resina de acuerdo con las reivindicaciones 10 u 11, en donde el fluidificante contiene al menos uno de entre sílice y titania.
13. Un dispositivo para fabricar un objeto de fabricación de forma libre sólida, que comprende:
un dispositivo de formación de capas configurado para formar una capa que contiene el polvo de resina de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12; y
un dispositivo de adhesión de polvo configurado para provocar que el polvo de resina se adhiera entre sí en un área seleccionada de la capa.
14. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el dispositivo de adhesión de polvo incluye un elemento configurado para emitir una onda electromagnética.
15. Un método para producir un polvo de resina para fabricación de forma libre sólida de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, mediante un método seleccionado del grupo que consiste en:
pulverizar un microgránulo de resina y clasificar el polvo obtenido;
preparar una forma de fibra o de película de una resina seguido de corte para obtener directamente una forma significativamente cilíndrica;
preparar una forma de fibra o de película de una resina seguido de corte para obtener una forma cilíndrica poligonal y someterla a postprocesamiento.
ES18161007T 2017-03-14 2018-03-09 Polvo de resina para fabricación de forma libre sólida y dispositivo para objeto de fabricación de forma libre sólida Active ES2859602T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017049042 2017-03-14
JP2018019742A JP7043865B2 (ja) 2017-03-14 2018-02-07 立体造形用樹脂粉末、及び立体造形物の製造装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2859602T3 true ES2859602T3 (es) 2021-10-04

Family

ID=61626929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18161007T Active ES2859602T3 (es) 2017-03-14 2018-03-09 Polvo de resina para fabricación de forma libre sólida y dispositivo para objeto de fabricación de forma libre sólida

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20180264720A1 (es)
EP (1) EP3375609B1 (es)
JP (2) JP7043865B2 (es)
ES (1) ES2859602T3 (es)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017112723A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 Structured Polymers, Inc. Systems and methods for producing consumable powder
JP6399165B1 (ja) * 2016-07-22 2018-10-03 株式会社リコー 立体造形用樹脂粉末、立体造形物の製造装置、及び立体造形物の製造方法
JP6402810B1 (ja) * 2016-07-22 2018-10-10 株式会社リコー 立体造形用樹脂粉末、立体造形物の製造装置、及び立体造形物の製造方法
JP7043865B2 (ja) 2017-03-14 2022-03-30 株式会社リコー 立体造形用樹脂粉末、及び立体造形物の製造装置
JP7081350B2 (ja) 2017-11-09 2022-06-07 株式会社リコー 立体造形用樹脂粉末、立体造形物の製造装置、立体造形物の製造方法、及び立体造形用樹脂粉末の製造方法
EP3482900B1 (en) 2017-11-09 2021-06-09 Ricoh Company, Ltd. Particle for solid freeform fabrication
JP7331348B2 (ja) 2017-11-13 2023-08-23 株式会社リコー 樹脂粒子の製造方法
EP3524430B1 (en) 2018-02-07 2021-12-15 Ricoh Company, Ltd. Powder for solid freeform fabrication, and method of manufacturing solid freeform fabrication object
JP7081335B2 (ja) 2018-03-15 2022-06-07 株式会社リコー 立体造形物の製造装置及び立体造形物の製造方法
JP7338316B2 (ja) 2018-08-31 2023-09-05 株式会社リコー 樹脂粉末、及び立体造形物の製造方法
JP7163676B2 (ja) 2018-09-03 2022-11-01 株式会社リコー 繊維集合体、短繊維及びその製造方法、並びに膜及びその製造方法
EP3620283B1 (en) * 2018-09-07 2022-03-30 Ricoh Company, Ltd. Resin powder, as well as method of and device for manufacturing a solid freeform object using said powder
JP7472445B2 (ja) 2018-09-07 2024-04-23 株式会社リコー 樹脂粉末、及び立体造形物の製造方法
US11939484B2 (en) 2019-06-10 2024-03-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three-dimensional printing
JP2021020371A (ja) * 2019-07-26 2021-02-18 株式会社リコー 立体造形用樹脂粉末、立体造形物の造形装置、及び立体造形物の造形方法
JPWO2022009899A1 (es) * 2020-07-06 2022-01-13
JP2022034778A (ja) * 2020-08-19 2022-03-04 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 粉体積層造形法用の樹脂組成物、粉体、造形物の製造方法および造形物
CN114813299B (zh) * 2022-05-10 2023-03-24 无锡市第五人民医院 一种药敏检测样品取样预处理混合装置

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE138294T1 (de) 1986-10-17 1996-06-15 Univ Texas Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gesinterten formkörpern durch teilsinterung
US5648450A (en) * 1992-11-23 1997-07-15 Dtm Corporation Sinterable semi-crystalline powder and near-fully dense article formed therein
US5527877A (en) 1992-11-23 1996-06-18 Dtm Corporation Sinterable semi-crystalline powder and near-fully dense article formed therewith
SE509088C2 (sv) 1997-04-30 1998-12-07 Ralf Larsson Sätt och anordning för framställning av volymkroppar
DE10251790A1 (de) 2002-11-07 2004-05-19 Degussa Ag Polyamidpulver mit dauerhafter, gleichbleibend guter Rieselfähigkeit
DE10256097A1 (de) 2002-12-02 2004-06-17 Eos Gmbh Electro Optical Systems Kunststoffpulver für das Lasersintern
US20060225252A1 (en) 2003-08-04 2006-10-12 Naohiko Shindo Method and device for manufacturing extremely short fiber
US20050207931A1 (en) * 2004-03-21 2005-09-22 Toyota Motorsport Gmbh unknown
JP4846425B2 (ja) * 2005-04-20 2011-12-28 トライアル株式会社 粉末焼結積層造形法に使用される微小球体、その製造方法、粉末焼結積層造形物及びその製造方法
US7794647B1 (en) 2006-03-23 2010-09-14 Carl Deckard Method of selective laser sintering with improved materials
ATE525429T1 (de) 2006-11-09 2011-10-15 Valspar Sourcing Inc Pulverzusammensetzungen und verfahren zur herstellung von gegenständen daraus
DE102008022946B4 (de) 2008-05-09 2014-02-13 Fit Fruth Innovative Technologien Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen von Pulvern oder Pasten
WO2013090174A1 (en) 2011-12-12 2013-06-20 Advanced Laser Materials, Llc Method and system for laser sintering with pretreated material
WO2013138204A1 (en) * 2012-03-13 2013-09-19 Mikulak James Materials for powder-based additive manufacturing processes
JP6057806B2 (ja) * 2013-03-27 2017-01-11 群栄化学工業株式会社 複合材料粉末、及び成形体の製造方法
EP3074465B1 (en) * 2013-11-26 2019-08-28 Kraton Polymers U.S. LLC Laser sintering powder, laser sintering article, and a method of making a laser sintering article
JP6665118B2 (ja) * 2014-06-16 2020-03-13 コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガナイゼーション 粉末生成物の製造方法
WO2015194678A1 (ja) * 2014-06-20 2015-12-23 株式会社フジミインコーポレーテッド 粉末積層造形に用いる粉末材料およびそれを用いた粉末積層造形法
EP3157737B1 (de) 2014-06-23 2018-07-18 Covestro Deutschland AG Verwendung von thermoplastischen polyurethanpulvern
JP6606861B2 (ja) 2014-08-11 2019-11-20 株式会社リコー 積層造形用粉末及び積層造形物の製造方法
JP6700745B2 (ja) 2014-11-28 2020-05-27 キヤノン株式会社 粉末、熱可塑性組成物、および立体物の製造方法
WO2016084928A1 (ja) 2014-11-28 2016-06-02 キヤノン株式会社 粉末、熱可塑性組成物、および立体物の製造方法
JP6849307B2 (ja) 2015-02-02 2021-03-24 株式会社マキタ 作業工具
JP2016144869A (ja) 2015-02-06 2016-08-12 テクダイヤ株式会社 圧力調整装置、材料吐出装置、および造形装置
US10066119B2 (en) * 2015-03-03 2018-09-04 Ricoh Co., Ltd. Method for solid freeform fabrication
JP6519274B2 (ja) 2015-03-30 2019-05-29 株式会社リコー 立体造形用粉末材料、立体造形材料セット、立体造形物製造装置、及び立体造形物の製造方法
JP6638257B2 (ja) 2015-08-24 2020-01-29 東レ株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂粉粒体混合物
JP6429751B2 (ja) 2015-08-31 2018-11-28 三菱電機株式会社 障害物検知装置
WO2017112723A1 (en) 2015-12-22 2017-06-29 Structured Polymers, Inc. Systems and methods for producing consumable powder
JP6402810B1 (ja) 2016-07-22 2018-10-10 株式会社リコー 立体造形用樹脂粉末、立体造形物の製造装置、及び立体造形物の製造方法
JP6399165B1 (ja) 2016-07-22 2018-10-03 株式会社リコー 立体造形用樹脂粉末、立体造形物の製造装置、及び立体造形物の製造方法
JP2018019742A (ja) 2016-08-01 2018-02-08 株式会社ソフイア 遊技機
JP6825333B2 (ja) 2016-11-28 2021-02-03 株式会社リコー 立体造形物の製造方法、及び立体造形物の製造装置
JP7043865B2 (ja) 2017-03-14 2022-03-30 株式会社リコー 立体造形用樹脂粉末、及び立体造形物の製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210402680A1 (en) 2021-12-30
JP7043865B2 (ja) 2022-03-30
JP7351363B2 (ja) 2023-09-27
JP2022075764A (ja) 2022-05-18
JP2018149800A (ja) 2018-09-27
EP3375609A1 (en) 2018-09-19
EP3375609B1 (en) 2021-02-17
US20180264720A1 (en) 2018-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2859602T3 (es) Polvo de resina para fabricación de forma libre sólida y dispositivo para objeto de fabricación de forma libre sólida
ES2856031T3 (es) Polvo de resina para la fabricación de sólidos de forma libre
EP3375608B1 (en) Resin powder for solid freeform fabrication and device for solid freeform fabrication object
US20220048245A1 (en) Resin powder for solid freeform fabrication, device for solid freeform fabrication object, and method of manufacturing solid freeform fabrication object
ES2874473T3 (es) Polvo de resina para la fabricación de una forma libre sólida y dispositivo para un objeto de fabricación de forma libre sólida
ES2625293T3 (es) Polvo que contiene partículas nucleares revestidas con polímero, que contienen metales, óxidos metálicos, nitruros metálicos o semimetálicos
ES2859733T3 (es) Partículas de resina en forma de columna y su método de producción
EP3620283B1 (en) Resin powder, as well as method of and device for manufacturing a solid freeform object using said powder
ES2878276T3 (es) Partícula para la fabricación de forma libre sólida
ES2881358T3 (es) Polvo de resina, así como un dispositivo y un método de fabricación de un objeto de forma libre sólida usando dicho polvo
JP2022071004A (ja) 立体造形用樹脂粉末、立体造形物の製造方法、及び立体造形物の製造装置
JP2019084815A (ja) 立体造形用粉末、樹脂粉末、及び立体造形物の製造方法
EP3560685B1 (en) Resin particles for forming three-dimensional object, apparatus and method for producing three-dimensional object, and resin particles
EP3628460A2 (en) Resin powder, device for manufacturing solid freeform fabrication object, and method of manufacturing solid freeform fabrication object
JP2020041029A (ja) 熱可塑性樹脂粉体、造形装置、及び造形方法
JP2020040395A (ja) 樹脂粉末及びその製造方法、立体造形物の製造方法、並びに立体造形物の製造装置