KR102206917B1 - Polymer-enhancement particle composite resin composition, polymer-metal composite resin filament for extrusion lamination 3D printing, and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR102206917B1
KR102206917B1 KR1020190149375A KR20190149375A KR102206917B1 KR 102206917 B1 KR102206917 B1 KR 102206917B1 KR 1020190149375 A KR1020190149375 A KR 1020190149375A KR 20190149375 A KR20190149375 A KR 20190149375A KR 102206917 B1 KR102206917 B1 KR 102206917B1
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정현도
이진아
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한국생산기술연구원
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Abstract

One embodiment of the present invention provides a polymer-enhancement particle composite resin composition for extrusion lamination type 3D printing, comprising: 90 to 99 vol% of a polymer material based on the total volume as a mixture of a polymer pellet and a polymer powder; and 1 to 10 vol% of biocompatible reinforcing particle powder based on the total volume, so as to improve mechanical strength and biocompatibility characteristics by improving the dispersibility of metal enhancement particles when performing extrusion lamination type 3D printing.

Description

압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물, 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 및 그 제조 방법{Polymer-enhancement particle composite resin composition, polymer-metal composite resin filament for extrusion lamination 3D printing, and manufacturing method thereof}Polymer-enhancement particle composite resin composition, polymer-metal composite resin filament for extrusion lamination 3D printing, and manufacturing method thereof }

본 발명은 3D 프린팅용 복합수지 조성물 및 필라멘트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 고분자물질과 기계적 특성 및 생체친화성을 갖는 금속 또는 세라믹 강화입자의 분말이 혼합된 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물, 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composite resin composition for 3D printing and a filament, and more particularly, an extrusion lamination method in which a polymer material and a powder of metal or ceramic reinforcing particles having mechanical properties and biocompatibility are mixed with a polymer for 3D printing-reinforced It relates to a particle composite resin composition, a polymer-reinforced particle composite resin filament, and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 임플란트, 스텐트 등의 생체소재는 기계적 특성 및 생체친화성이 높은 소재가 요구된다.In general, biomaterials such as implants and stents are required to have high mechanical properties and biocompatibility.

이러한 임플란트, 스텐트 등의 생체소재로는 Ti(티타늄) 등의 금속, 세라믹 및 엔지니어링 플라스틱 등의 고분자물질 등이 사용되고 있으나, 금속은 이미지왜곡 또는 임플란트의 이동 등의 단점이 있고, 세라믹은 기계적 강도가 약하고 가공이 어려우며, 고분자 수지는 강도가 약한 문제점을 가진다.As biomaterials such as implants and stents, metals such as Ti (titanium), high molecular materials such as ceramics and engineering plastics are used, but metals have disadvantages such as image distortion or implant movement, and ceramics have mechanical strength. It is weak and difficult to process, and the polymer resin has a problem of weak strength.

이에 따라, 금속, 세라믹 및 고분자물질을 혼합한 소재가 생체소재로 적용되고 있다.Accordingly, a material obtained by mixing metal, ceramic and polymer materials is being applied as a biomaterial.

이러한 생체소재 중, Ti, Co, 스테인리스 강, 이들의 합금, 니켈-티타늄 합금, 코발트-크롬 합금, 이들의 조합, 이들의 합금 또는 세라믹 등의 생체적합성 강화입자는 강도 및 생체적합성이 높고, PEEK(polyether ether keton: 폴리에테르에테르케톤) PEI(polyethyleneimine: 폴리에틸렌이민), PAEK(polyaryletherketon: 폴리아닐에테르케톤) 등의 엔지니어링 플라스틱을 포함하는 고분자는 강도 및 인성과 같은 기계적 물성뿐 아니라 화학적 안정성이 우수하고, 녹는점이 높아 다른 고분자에 비해 가공열에 비교적 안정적이어서, Ti-PEEK 등의 고분자-강화입자 혼합 소재는 사출성형, 가공, 압출 등으로 비교적 쉽게 성형할 수 있는 장점을 가진다. 따라서, 슈퍼엔지니어링 재료로 사용되고 있다.Among these biomaterials, Ti, Co, stainless steel, alloys thereof, nickel-titanium alloy, cobalt-chromium alloy, combinations thereof, and biocompatibility reinforcing particles such as alloys or ceramics have high strength and biocompatibility, and PEEK Polymers containing engineering plastics such as (polyether ether keton) PEI (polyethyleneimine) and PAEK (polyaryletherketon: polyaniletherketon) have excellent chemical stability as well as mechanical properties such as strength and toughness. Since the high melting point is relatively stable to the heat of processing compared to other polymers, a polymer-reinforced particle mixture material such as Ti-PEEK has the advantage of being relatively easy to mold by injection molding, processing, and extrusion. Therefore, it is used as a super engineering material.

그러나 상기 고분자-강화입자의 혼합물은 압출 적층 방식(FDM: Fused Deposition Modeling) 3D 프린팅을 수행하는 경우, 금속 또는 세라믹 등의 강화입자의 분산이 고르지 않게 되어, 파단 시 균일하지 않은 파단면이 관찰되고, 기계적 강도와 생체 친화 특성이 저하되는 문제점이 있었다.However, when the polymer-reinforced particle mixture is subjected to extrusion lamination (FDM: Fused Deposition Modeling) 3D printing, the dispersion of reinforcing particles such as metal or ceramic becomes uneven, and a non-uniform fracture surface is observed when fracture. , There was a problem that the mechanical strength and biocompatibility properties were deteriorated.

대한민국 등록특허 제10-1750288호Korean Patent Registration No. 10-1750288 일본 등록특허 제6518121호Japanese Patent No. 6518121

따라서 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 내에서 생체친화성 금속 또는 세라믹 등의 강화입자 분말의 분산성을 향상시키는 것에 의해, 압출 적층 방식 3D 프린팅의 수행 시 고분자-강화입자의 분산성을 향상시키는 것에 의해 기계적 강도와 생체친화 특성을 향상시키는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물, 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, one embodiment of the present invention for solving the problems of the prior art described above is by improving the dispersibility of the reinforced particle powder such as biocompatible metal or ceramic in the polymer-reinforced particle composite resin filament, by extrusion lamination. Extrusion lamination method that improves mechanical strength and biocompatibility by improving the dispersibility of polymer-reinforced particles when performing 3D printing, polymer-reinforced particle composite resin composition for 3D printing, polymer-reinforced particle composite resin filament, and the like It aims to provide a manufacturing method.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 고분자 펠렛과 고분자분말 혼합물로서 전체 부피 대비 90 vol% 내지 99 vol%의 고분자물질; 및 전체 부피 대비 1 vol% 내지 10 vol%의 생체친화성 강화입자 분말;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물을 제공한다.One embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention described above, as a polymer pellet and a polymer powder mixture of 90 vol% to 99 vol% of the total volume of a polymer material; And it provides a polymer-reinforced particle composite resin composition for extrusion lamination method 3D printing comprising a; 1 vol% to 10 vol% of the biocompatibility reinforced particle powder based on the total volume.

상기 고분자물질은 상기 고분자물질 전체 부피 대비 55 vol% 내지 95 vol% 고분자 펠렛 및 4 vol% 내지 44 vol%의 고분자 분말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The polymer material is characterized in that it comprises 55 vol% to 95 vol% polymer pellets and 4 vol% to 44 vol% polymer powder relative to the total volume of the polymer material.

상기 고분자물질의 밀도는 1.0 g/cm3 내지 1.6 g/cm3인 것을 특징으로 한다.The density of the polymer material is characterized in that 1.0 g / cm 3 to 1.6 g / cm 3 .

상기 고분자 분말의 크기는 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 한다.The size of the polymer powder is characterized in that 20 μm to 30 μm.

상기 강화입자 분말은 Ti, Co, 스테인리스 강, 이들의 합금, 니켈-티타늄 합금, 코발트-크롬 합금, 이들의 조합 또는 이들의 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 금속분말 또는 세라믹 분말 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The reinforced particle powder is any one or more of a metal powder or ceramic powder selected from the group consisting of Ti, Co, stainless steel, alloys thereof, nickel-titanium alloys, cobalt-chromium alloys, combinations thereof, or alloys thereof. To do.

상기 강화입자 분말의 입자크기는, 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 한다.The particle size of the reinforced particle powder is characterized in that 20 μm to 30 μm.

상기 강화입자 분말의 밀도는, 4.2 g/cm3 내지 4.8 g/cm3인 것을 특징으로 한다.The density of the reinforced particle powder is characterized in that 4.2 g / cm 3 to 4.8 g / cm 3 .

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 고분자 펠렛과 고분자분말 혼합물로서 전체 부피 대비 90 vol% 내지 99 vol%의 고분자물질; 및 전체 부피 대비 1 vol% 내지 10 vol%의 생체친화성 강화입자 분말 혼합물을 압출하여 제조된 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트를 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention described above is a polymer pellet and a polymer powder mixture of 90 vol% to 99 vol% of the total volume of a polymer material; And it provides an extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament prepared by extruding a mixture of 1 vol% to 10 vol% of biocompatible reinforced particles based on the total volume.

상기 고분자물질은, 상기 고분자물질 전체 부피 대비 55 vol% 내지 95 vol% 고분자 펠렛 및 4 vol% 내지 44 vol%의 고분자 분말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The polymer material is characterized in that it comprises 55 vol% to 95 vol% polymer pellets and 4 vol% to 44 vol% polymer powder relative to the total volume of the polymer material.

상기 고분자물질의 밀도는 1.0 g/cm3 내지 1.6 g/cm3인 것을 특징으로 한다.The density of the polymer material is characterized in that 1.0 g / cm 3 to 1.6 g / cm 3 .

상기 고분자 분말의 크기는 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 한다.The size of the polymer powder is characterized in that 20 μm to 30 μm.

상기 강화입자 분말은 Ti, Co, 스테인리스 강, 이들의 합금, 니켈-티타늄 합금, 코발트-크롬 합금, 이들의 조합 또는 이들의 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 금속분말 또는 세라믹 분말 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The reinforced particle powder is any one or more of a metal powder or ceramic powder selected from the group consisting of Ti, Co, stainless steel, alloys thereof, nickel-titanium alloys, cobalt-chromium alloys, combinations thereof, or alloys thereof. To do.

상기 강화입자 분말의 입자크기는, 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 한다.The particle size of the reinforced particle powder is characterized in that 20 μm to 30 μm.

상기 강화입자 분말의 밀도는, 4.2 g/cm3 내지 4.8 g/cm3인 것을 특징으로 한다.The density of the reinforced particle powder is characterized in that 4.2 g / cm 3 to 4.8 g / cm 3 .

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 고분자 펠렛과 고분자분말 혼합물로서 전체 부피 대비 90 vol% 내지 99 vol%의 고분자물질 및 전체 부피 대비 1 vol% 내지 10 vol%의 생체친화성 강화입자 분말 혼합물을 제조하는 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계; 및 상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합물을 압출하여 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트를 제조하는 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention described above is a polymer pellet and a polymer powder mixture of 90 vol% to 99 vol% of the polymer material and 1 vol% to 10 vol% of the total volume. Mixing a polymeric material and reinforcing particle powder to prepare a biocompatible reinforcing particle powder mixture; And a polymer-reinforced particle composite resin filament manufacturing step of extruding the polymer material and reinforced particle powder mixture to produce a polymer-reinforced particle composite resin filament for 3D printing in an extrusion lamination method. It provides a method for manufacturing a polymer-reinforced particle composite resin filament for 3D printing.

상기 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 단계의 상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합물의 압출은, 340 ℃ 내지 370 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 한다.The extrusion of the polymer material and the reinforced particle powder mixture in the step of manufacturing the polymer-reinforced particle composite resin filament is characterized in that it is performed at a temperature of 340 °C to 370 °C.

상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 고분자물질은, 상기 고분자물질 전체 부피 대비 55 vol% 내지 95 vol% 고분자 펠렛 및 4 vol% 내지 44 vol%의 고분자 분말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The polymer material mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforced particle powder is characterized in that it comprises 55 vol% to 95 vol% polymer pellets and 4 vol% to 44 vol% polymer powder relative to the total volume of the polymer material To do.

상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 고분자물질은, 밀도가 1.0 g/cm3 내지 1.6 g/cm3인 것을 특징으로 한다.The polymer material mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforced particle powder is characterized in that the density is 1.0 g/cm 3 to 1.6 g/cm 3 .

상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 고분자 분말의 크기는, 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 한다.The size of the polymer powder to be mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforcing particle powder is characterized in that 20 μm to 30 μm.

상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 강화입자 분말은, Ti, Co, 스테인리스 강, 이들의 합금, 니켈-티타늄 합금, 코발트-크롬 합금, 이들의 조합 또는 이들의 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 금속분말 또는 세라믹 분말 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The reinforcing particle powder mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforcing particle powder is in the group consisting of Ti, Co, stainless steel, alloys thereof, nickel-titanium alloy, cobalt-chromium alloy, combinations thereof, or alloys thereof. It is characterized in that at least one of selected metal powder or ceramic powder.

상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 강화입자 분말의 입자크기는, 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 한다.The particle size of the reinforced particle powder mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforced particle powder is characterized in that 20 μm to 30 μm.

상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 강화입자 분말의 밀도는, 4.2 g/cm3 내지 4.8 g/cm3인 것을 특징으로 한다.The density of the reinforced particle powder mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforced particle powder is 4.2 g/cm 3 to 4.8 g/cm 3 .

상기 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 단계에서 제조된 상기 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트의 직경은, 1 mm 내지 3 mm인 것을 특징으로 한다.The diameter of the polymer-reinforced particle composite resin filament prepared in the manufacturing step of the polymer-reinforced particle composite resin filament is characterized in that 1 mm to 3 mm.

상술한 본 발명의 일 실시예는 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 내에서 생체친화성 금속 또는 세라믹 강화입자로서의 강화입자 분말의 분산성을 향상시키는 것에 의해, 압출 적층 방식 3D 프린팅의 수행 시 강화입자의 분산성을 향상시켜, 압출 적층 방식 3D 프린팅에 의해 제조된 임플란트의 강도 및 생체친화성을 향상시키는 효과를 제공한다.One embodiment of the present invention described above is to improve the dispersibility of the reinforced particle powder as a biocompatible metal or ceramic reinforced particle in the polymer-reinforced particle composite resin filament. By improving dispersibility, it provides an effect of improving the strength and biocompatibility of an implant manufactured by extrusion lamination type 3D printing.

도 1은 고분자 펠렛의 일 예인 PEEK 펠렛의 사진.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PEEK 분말 함량이 다른 서로 다른 PEEK 펠렛, PEEK 분말 및 Ti 분말 혼합물로 제조된 PEEK-금속 복합체의 TGA 분석 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PEEK 분말 함량이 다른 서로 다른 PEEK 펠렛, PEEK 분말 및 Ti 분말 혼합물로 제조된 PEEK-금속 복합체의 DSC 분석 그래프.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PEEK 분말 함량이 다른 서로 다른 PEEK 펠렛, PEEK 분말 및 Ti 분말 혼합물로 제조된 PEEK-금속 복합체의 XRD 분석 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PEEK 분말 함량이 다른 서로 다른 PEEK 펠렛, PEEK 분말 및 Ti 분말 혼합물로 제조된 PEEK-금속 복합수지 필라멘트의 파단면의 사진.
1 is a photograph of a PEEK pellet, which is an example of a polymer pellet.
2 is a TGA analysis graph of a PEEK-metal composite prepared from a mixture of different PEEK pellets, PEEK powder and Ti powder having different PEEK powder content according to an embodiment of the present invention.
3 is a DSC analysis graph of a PEEK-metal composite prepared from a mixture of different PEEK pellets, PEEK powder, and Ti powder having different PEEK powder content according to an embodiment of the present invention.
4 is an XRD analysis graph of a PEEK-metal composite prepared from a mixture of different PEEK pellets, PEEK powder, and Ti powder having different PEEK powder content according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph of a fracture surface of a PEEK-metal composite resin filament made of a mixture of different PEEK pellets, PEEK powder, and Ti powder having different PEEK powder content according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, bonded)" with another part, it is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in the middle. "Including the case. In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided, not excluding other components, unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시예는 우수한 기계적 및 화학적 내성을 갖는 엔지니어링플라스틱 등을 포함하는 고분자물질 기반 복합체의 물성을 향상시키기 위하여 기계적 특성 및 생체친화성을 갖는 생체친화성 금속 또는 세라믹 강화입자 분말을 혼합하여 제조된 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물, 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 및 그 제조 방법을 제공한다.In an embodiment of the present invention, in order to improve the physical properties of a polymer material-based composite including engineering plastics having excellent mechanical and chemical resistance, biocompatible metal or ceramic reinforcing particle powder having mechanical properties and biocompatibility is mixed. It provides a polymer-reinforced particle composite resin composition for 3D printing, a polymer-reinforced particle composite resin filament, and a manufacturing method thereof.

본 발명의 일 실시예의 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물은, 고분자 펠렛과 고분자분말을 혼합물로서 전체 부피에 대비 90 vol% 내지 99 vol%의 고분자물질 및 1 vol% 내지 10 vol%의 생체친화성 강화입자 분말;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The extrusion-laminated polymer-reinforced particle composite resin composition for 3D printing according to an embodiment of the present invention is a mixture of polymer pellets and polymer powders, and 90 vol% to 99 vol% of polymer materials and 1 vol% to 10 vol It characterized in that it comprises a;% biocompatibility reinforcing particle powder.

본 발명의 다른 실시예의 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트는, 고분자 펠렛과 고분자분말 혼합물로서 전체 부피 대비 90 vol% 내지 99 vol%의 고분자물질; 및 전체 부피 대비 1 vol% 내지 10 vol%의 생체친화성 강화입자 분말 혼합물을 압출하여 제조되는 것을 특징으로 한다.The extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament according to another embodiment of the present invention is a mixture of polymer pellets and polymer powder, comprising a polymer material of 90 vol% to 99 vol% of the total volume; And 1 vol% to 10 vol% of the biocompatibility reinforced particle powder mixture based on the total volume.

본 발명의 다른 실시예의 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 방법은, 고분자 펠렛과 고분자분말 혼합물로서 전체 부피 대비 90 vol% 내지 99 vol%의 고분자물질 및 전체 부피 대비 1 vol% 내지 10 vol%의 생체친화성 강화입자 분말 혼합물을 제조하는 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계 및 상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합물을 압출하여 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트를 제조하는 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, a method for manufacturing a polymer-reinforced particle composite resin filament for 3D printing by extrusion lamination method is a mixture of polymer pellets and polymer powder, with a polymer material of 90 vol% to 99 vol% of the total volume and 1 vol% of the total volume. To prepare a polymer-reinforced particle composite resin filament for 3D printing by extrusion lamination method by extruding the polymer material and reinforced particle powder mixing step of preparing a biocompatible reinforced particle powder mixture of to 10 vol% and the polymer material and reinforced particle powder mixture It characterized in that it comprises a polymer-reinforced particle composite resin filament manufacturing step.

상기 고분자물질은, 상기 고분자물질 전체 부피 대비, 55 vol% 내지 95 vol% PEEK(polyether ether keton: 폴리에테르에테르케톤) 펠렛 및 4 vol% 내지 44 vol%의 PEEK 분말을 포함하여 구성될 수 있다.The polymer material may include 55 vol% to 95 vol% PEEK (polyether ether keton) pellets and 4 vol% to 44 vol% PEEK powder relative to the total volume of the polymer material.

상기 고분자물질은 상기 고분자물질 전체 부피 대비 55 vol% 내지 95 vol% 고분자 펠렛 및 4 vol% 내지 44 vol%의 고분자 분말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The polymer material is characterized in that it comprises 55 vol% to 95 vol% polymer pellets and 4 vol% to 44 vol% polymer powder relative to the total volume of the polymer material.

상기 고분자물질의 밀도는 1.0 g/cm3 내지 1.6 g/cm3인 것을 특징으로 한다.The density of the polymer material is characterized in that 1.0 g / cm 3 to 1.6 g / cm 3 .

상기 고분자 분말의 크기는 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 한다.The size of the polymer powder is characterized in that 20 μm to 30 μm.

상기 강화입자 분말은 Ti, Co, 스테인리스 강, 이들의 합금, 니켈-티타늄 합금, 코발트-크롬 합금, 이들의 조합 또는 이들의 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 금속분말 또는 세라믹 분말 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The reinforced particle powder is any one or more of a metal powder or ceramic powder selected from the group consisting of Ti, Co, stainless steel, alloys thereof, nickel-titanium alloys, cobalt-chromium alloys, combinations thereof, or alloys thereof. To do.

상기 강화입자 분말의 입자크기는, 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 한다.The particle size of the reinforced particle powder is characterized in that 20 μm to 30 μm.

상기 강화입자 분말의 밀도는, 4.2 g/cm3 내지 4.8 g/cm3인 것을 특징으로 한다.The density of the reinforced particle powder is characterized in that 4.2 g / cm 3 to 4.8 g / cm 3 .

상기 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 단계의 상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합물의 압출은, 340 ℃ 내지 370 ℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있다.The extrusion of the polymer material and the reinforced particle powder mixture in the step of preparing the polymer-reinforced particle composite resin filament may be performed at a temperature of 340°C to 370°C.

상기 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 단계에서 제조된 상기 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트의 직경은, 1 mm 내지 3 mm일 수 있으며, 바람직하게는 1.75mm일 수 있다.The diameter of the polymer-reinforced particle composite resin filament prepared in the manufacturing step of the polymer-reinforced particle composite resin filament may be 1 mm to 3 mm, preferably 1.75 mm.

<실험예><Experimental Example>

[표 1][Table 1]

Figure 112019119204494-pat00001
Figure 112019119204494-pat00001

본 발명의 실험예는 고분자물질의 일 예로서 PEEK 펠렛과 생체친화성 강화입자 분말의 일 예로서 Ti 분말 및 Ti 분말의 고분자물질 내에서의 분산성 향상을 위해 부가되는 고분자물질 분말의 일 예로서 PEEK 분말을 [표1]의 비율로 혼합하여, 5 가지의 서로 다른 조성을 가지는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물을 제조하고, 제조된 각각의 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물을 압출기(Extruder)를 이용하여 압출하여 고분자-강화입자 복합수지 복합체 및 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트를 제조하였다.The experimental example of the present invention is an example of a polymer material, as an example of a PEEK pellet and a biocompatibility reinforcing particle powder, as an example of a polymer material powder added to improve dispersibility of Ti powder and Ti powder in a polymer material. By mixing PEEK powder in the ratio of [Table 1], an extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin composition having five different compositions was prepared, and each of the produced extrusion lamination method 3D printing polymers-reinforced The particle composite resin composition was extruded using an extruder to prepare a polymer-reinforced particle composite resin composite and a polymer-reinforced particle composite resin filament for 3D printing by extrusion lamination method.

도 1은 고분자 펠렛의 일 예인 PEEK 펠렛의 사진을 나타낸다.1 shows a picture of a PEEK pellet, which is an example of a polymer pellet.

이후, 제조된 복합체에 대하여 TGA(Thermo gravimetric analysis) 분석, DSC(Differential scanning calorimetry) 분석, XRD(X-ray Diffraction) 분석을 수행하고, 제조된 필라멘트에 대하여 파단면에 대한 SEM 촬영을 수행하였다.Then, TGA (thermo gravimetric analysis) analysis, DSC (differential scanning calorimetry) analysis, and XRD (X-ray Diffraction) analysis were performed on the prepared composite, and SEM photographing of the fracture surface was performed on the prepared filament.

혼합되는 PEEK 펠렛 및 분말의 밀도는 1.3g/cm3 이고, Ti 분말의 밀도는 4.5 g/cm3였다. 그리고 PEEK 분말 및 Ti 분말의 입자 크기는 20 μm 내지 30 μm로 하였다.Density of the powder is mixed and PEEK pellet is 1.3g / cm3, was the density of the Ti powder is 4.5 g / cm 3. And the particle size of the PEEK powder and the Ti powder was 20 μm to 30 μm.

PEEK-Ti 복합수지 필라멘트는 압출기(Extruder)의 3구간의 온도를 각각 365°C/355°C/340°C, 압출 속도를 3.0 rpm 인 조건하에서 압출기(Extruder)를 이용하여 혼합된 PEEK와 티타늄분말을 첨가하여 복합과 동시에 1.75mm 직경의 필라멘트를 제조한다.PEEK-Ti composite resin filament is made of PEEK and titanium mixed using an extruder under the conditions of 365°C/355°C/340°C, respectively, and an extrusion speed of 3.0 rpm for 3 sections of the extruder. Powder is added to produce a composite and a filament having a diameter of 1.75 mm at the same time.

1. TGA(Thermo gravimetric analysis) 분석1. TGA(Thermo gravimetric analysis) analysis

상기 [표 1]의 조성을 가지는 실시예 1 내지 5의 복합체에 대하여 승온 속도 10°C/min, 평형 온도 35°C, 온도 범위 35°C 내지 1,200°C의 조건에서 TGA(Thermo gravimetric analysis) 분석을 시행하여 PEEK와 Ti 분말의 혼합 상태를 확인하다.TGA (Thermo gravimetric analysis) analysis under the conditions of a heating rate of 10 °C/min, an equilibrium temperature of 35 °C, and a temperature range of 35 °C to 1,200 °C for the composites of Examples 1 to 5 having the composition of [Table 1] To check the mixed state of PEEK and Ti powder.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PEEK 분말 함량이 다른 서로 다른 PEEK 펠렛, PEEK 분말 및 Ti 분말 혼합물로 제조된 PEEK-금속 복합체의 TGA 분석 그래프이다.2 is a TGA analysis graph of a PEEK-metal composite prepared from a mixture of different PEEK pellets, PEEK powder, and Ti powder having different PEEK powder contents according to an embodiment of the present invention.

도 2와 같이, PEEK 100vol%인 경우 최고 1,200°C까지 온도를 올렸을 때 weight%가 52.61%에 근접한 것을 확인하였다.As shown in FIG. 2, in the case of 100 vol% PEEK, it was confirmed that the weight% was close to 52.61% when the temperature was raised to a maximum of 1,200 °C.

또한, PEEK 분말의 함량이 다른 5개의 복합체를 제조하여 TGA 열분석을 진행하여, PEEK/Ti 금속 복합체의 유기물을 제거한 뒤, 최종 남은 무기물 질량을 측정하여 부피%(volume%)로 환산하였다.In addition, five composites having different amounts of PEEK powder were prepared and subjected to TGA thermal analysis to remove organic substances in the PEEK/Ti metal composite, and then the final remaining inorganic mass was measured and converted into volume% (volume%).

도 2의 (a)와 같이, PEEK 분말이 첨가되지 않은 경우(PEEK-P0), 남아있는 무기물의 질량이 초기 티타늄을 첨가한 조성보다 낮은 수치를 보였다.As shown in (a) of FIG. 2, when the PEEK powder was not added (PEEK-P0), the mass of the remaining inorganic material was lower than that of the initial titanium addition composition.

이와 달리, 도 2의 (b) 내지 (e)와 같이, PEEK 분말을 15 vol%(도 2의 (b)), 25 vol%(도 2의 (c)), 30 vol%(도 2의 (d)), 45 vol%(도 2의 (e))을 함께 혼합한 복합체의 경우 남아있는 무기물의 질량을 vol%로 환산한 값과 첨가한 조성과 근접한 수치를 가지는 것을 확인하였다.In contrast, as shown in (b) to (e) of Fig. 2, the PEEK powder is 15 vol% (Fig. 2 (b)), 25 vol% (Fig. 2 (c)), 30 vol% (Fig. In the case of the composite in which (d)) and 45 vol% ((e) of FIG. 2) were mixed together, it was confirmed that the mass of the remaining inorganic matter was converted to vol% and a value close to the added composition.

따라서 5개의 실시예 모두 고분자인 PEEK와 Ti의 물리적 혼합에 따른 반응은 없는 것을 확인하였다.Therefore, it was confirmed that there was no reaction due to the physical mixing of the polymers PEEK and Ti in all five examples.

2. DSC(Differential scanning calorimetry) 분석2. DSC (Differential scanning calorimetry) analysis

상기 [표 1]이 실시예 1 내지 5의 시편을 이용하여 본 발명의 실시예에 따라 제조된 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트의 상 변화가 일어나는 온도 조건을 확인하기 위하여, 평형 온도(Equilibrate) 35 ℃, 승온 속도 10 ℃/min, 온도 범위 35 ℃ 내지 400 ℃로 승온하여 DSC분석을 수행하였다.In order to check the temperature conditions at which the phase change of the polymer-reinforced particle composite resin filament for extrusion lamination method 3D printing prepared according to the example of the present invention using the specimens of Examples 1 to 5 above, DSC analysis was performed by raising the temperature to an equilibrium temperature of 35° C., a temperature increase rate of 10° C./min, and a temperature range of 35° C. to 400° C.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PEEK 분말 함량이 다른 서로 다른 PEEK 펠렛, PEEK 분말 및 Ti 분말 혼합물로 제조된 PEEK-금속 복합체의 DSC 분석 그래프이다.3 is a DSC analysis graph of a PEEK-metal composite prepared from a mixture of PEEK pellets, PEEK powders and Ti powders having different PEEK powder contents according to an embodiment of the present invention.

도 3과 같이, 실시예 1(PEEK-P0), 실시예 2(PEEK-P15), 실시예 3(PEEK-P25, 실시예 4(PEEK-P25), 실시예 5(PEEK-P45)의 시편들의 용융 온도(melting temperature)는 각각 343.57 ℃, 343.82 ℃, 343.75℃, 343.9℃ 및 343.01℃로 측정되었다.As shown in Figure 3, the specimens of Example 1 (PEEK-P0), Example 2 (PEEK-P15), Example 3 (PEEK-P25, Example 4 (PEEK-P25), Example 5 (PEEK-P45) The melting temperatures of these were measured to be 343.57°C, 343.82°C, 343.75°C, 343.9°C and 343.01°C, respectively.

실시예 1 내지 5의 시편 모두 동일한 용융 온도를 가지는 것을 확인하였으며, 이에 따라 3D 프린팅에 이용 시 상변화가 일어나는 온도 조건은 모두 동일하게 설정할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.It was confirmed that all the specimens of Examples 1 to 5 had the same melting temperature, and accordingly, it was confirmed that the temperature conditions at which the phase change occurs when used for 3D printing can be set the same.

3. XRD 분석3. XRD analysis

상기 실시예 1 내지 5의 조성으로 제조된 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트의 실제 상 분석을 위해, 실시에 1 내지 5의 복합체 시편에 대하여 XRD 분석을 시행하였다.For the actual phase analysis of the extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filaments prepared in the compositions of Examples 1 to 5, XRD analysis was performed on the composite specimens of Examples 1 to 5.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PEEK 분말 함량이 다른 서로 다른 PEEK 펠렛, PEEK 분말 및 Ti 분말 혼합물로 제조된 PEEK-금속 복합체의 XRD 분석 그래프이다.4 is an XRD analysis graph of a PEEK-metal composite prepared from a mixture of PEEK pellets, PEEK powders, and Ti powders having different PEEK powder contents according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, PEEK 및 Ti 외에 따른 상의 peak은 검출되지 않는 것에서, 압출과정에서 PEEK 및 Ti 분말의 상 변화가 일어나지 않는 것을 확인하였다.As shown in FIG. 4, it was confirmed that the phase change of PEEK and Ti powder did not occur in the extrusion process since the peak of the phase due to PEEK and Ti was not detected.

4. 조직분석4. Organizational Analysis

상기 실시예 1 내지 5의 조성을 가지는 복합체에 대한 TG 결과를 토대로 Ti 분말의 분산이 균일하게 분포되어 있는지 확인하기 위하여 상기 실시예 1 내지 5의 조성을 가지는 PEEK 펠렛-PEEK 분말 및 Ti 분말 혼합물을 압출기를 이용하여 1.75mm 직경을 가지는 PEEK-Ti 복합수지 필라멘트를 제조한 후, SEM을 이용하여 필라멘트의 파단면을 관찰하였다.In order to check whether the dispersion of Ti powder is uniformly distributed based on the TG results for the composites having the compositions of Examples 1 to 5, a mixture of PEEK pellets having the composition of Examples 1 to 5-PEEK powder and Ti powder was extruded. Using a PEEK-Ti composite resin filament having a diameter of 1.75 mm was prepared, and then the fracture surface of the filament was observed using SEM.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PEEK 분말 함량이 다른 서로 다른 PEEK 펠렛, PEEK 분말 및 Ti 분말 혼합물로 제조된 PEEK-금속 복합수지 필라멘트의 파단면의 SEM 사진을 나타내는 도면이다.5 is a view showing an SEM photograph of a fracture surface of a PEEK-metal composite resin filament made of a mixture of different PEEK pellets, PEEK powder, and Ti powder having different PEEK powder contents according to an embodiment of the present invention.

도 5와 같이, PEEK 분말이 첨가되지 않고 PEEK 펠렛(pellet)만 첨가된 경우(PEEK-P0), PEEK 기지(10) 내에서 Ti 분말(20)들이 한쪽(점선 원 영역)으로 치우쳐 파단 시 균일하지 않은 파단면이 관찰되었다.As shown in FIG. 5, when PEEK powder is not added and only PEEK pellets are added (PEEK-P0), the Ti powders 20 in the PEEK base 10 are skewed to one side (dotted circle area) and are uniform when fractured. An unbroken surface was observed.

이와 달리, PEEK 분말의 함량이 40vol%까지 첨가될 때 Ti 분말(20)이 PEEK 기지 내에서 전체적으로 균일하게 분포되어 있는 것을 확인하였다.In contrast, when the content of PEEK powder was added up to 40 vol%, it was confirmed that the Ti powder 20 was uniformly distributed throughout the PEEK matrix.

실제 PEEK 분말의 함량이 40vol%까지 증가할수록 PEEK 분말을 첨가하지 않은 시편보다 Ti 분말의 분산이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.It was confirmed that as the actual PEEK powder content increased to 40 vol%, the dispersion of Ti powder was improved compared to the specimen without the addition of PEEK powder.

5. 직경 관찰5. Observing the diameter

상기 실시예 1 내지 5의 조성을 가지는 PEEK-Ti 복합수지 조성물을 압출기에 적용하여 제조한 직경 1.75mm 압출 적층 방식 3D 프린팅용 PEEK-Ti 복합수지 필라멘트의 직경을 측정하였다.The diameter of the PEEK-Ti composite resin filament for 3D printing of 1.75mm extrusion lamination method prepared by applying the PEEK-Ti composite resin composition having the composition of Examples 1 to 5 was measured in an extruder.

측정 결과, PEEK 분말이 혼합되지 않은 실시예 1의 경우 직경이 불균일 하였으나, PEEK 분말이 혼합된 실시예 2 내지 5의 조성물로 제작된 필라멘트는 전체적으로 1.75mm에 근접한 균일한 직경 분포를 가지는 것을 확인하였다. 즉, PEEK 분말을 부가한 경우 압출기에 의해 압출되는 과정에서 Ti 분말이 PEEK 기지 내에서 균일하게 분산되는 것에 의해 필라멘트의 전체 직경이 고르게 만들어지는 것을 확인하였다.As a result of the measurement, in the case of Example 1 in which the PEEK powder was not mixed, the diameter was uneven, but it was confirmed that the filaments made of the compositions of Examples 2 to 5 in which the PEEK powder was mixed had a uniform diameter distribution close to 1.75 mm as a whole. . That is, when PEEK powder was added, it was confirmed that the entire diameter of the filament was made evenly by uniformly dispersing the Ti powder in the PEEK matrix during extrusion by the extruder.

상술한 본 발명의 실험예에 의해, PEEK 분말을 혼합하는 경우 고분자인 PEEK와 Ti의 물리적 혼합에 따른 반응은 없었으나 PEEK 분말이 첨가되지 않은 경우 압출 과정에서 균일한 분산이 일어나지 않는 것을 확인하였다.According to the experimental example of the present invention as described above, when PEEK powder was mixed, there was no reaction due to physical mixing of the polymer PEEK and Ti, but when the PEEK powder was not added, it was confirmed that uniform dispersion did not occur during the extrusion process.

즉, 본 발명은 PEEK 등의 엔지니어링플라스틱 소재를 이용한 임플란트 성형용 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트를 제조하는 경우, 고분자 펠렛과 생체 친화성 강화입자 분말에 고분자 분말을 혼합하는 것에 의해 압출 시 고분자 분말이 고분자 펠렛의 용융을 용이하게 하여 강화입자 분말이 고분자 기재 내에 균일하게 분산된 균일한 조성의 필라멘트를 제조할 수 있는 안정한 분산기술을 제공한다.That is, in the case of manufacturing a polymer-reinforced particle composite resin filament for 3D printing by extrusion lamination method for implant molding using an engineering plastic material such as PEEK, the present invention relates to mixing the polymer powder with the polymer pellet and the biocompatibility reinforced particle powder. When extruded, the polymer powder facilitates melting of the polymer pellets, thereby providing a stable dispersion technology capable of producing a filament having a uniform composition in which the reinforcing particle powder is uniformly dispersed in a polymer substrate.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the technical idea of the present invention described above has been specifically described in the preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of explanation and not for the limitation thereof. In addition, those of ordinary skill in the technical field of the present invention will be able to understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10: PEEK 기지
20: Ti 분말
10: PEEK base
20: Ti powder

Claims (24)

고분자 펠렛과 고분자분말 혼합물로서 전체 부피 대비 90 vol% 내지 99 vol%의 고분자물질; 및
전체 부피 대비 1 vol% 내지 10 vol%의 생체친화성 강화입자 분말;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 고분자물질 전체 부피 대비 55 vol% 내지 95 vol% 고분자 펠렛 및 4 vol% 내지 44 vol%의 고분자 분말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 고분자 펠렛은 PEEK 펠렛이고 상기 고분자 분말은 PEEK 분말인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물.
Polymer pellets and polymer powder mixture of 90 vol% to 99 vol% of a polymer material based on the total volume; And
It characterized in that it comprises a; biocompatibility reinforced particle powder of 1 vol% to 10 vol% of the total volume,
It characterized in that it comprises 55 vol% to 95 vol% polymer pellets and 4 vol% to 44 vol% polymer powder relative to the total volume of the polymer material,
The polymer pellet is a PEEK pellet and the polymer powder is a polymer-reinforced particle composite resin composition for extrusion lamination method 3D printing, characterized in that the PEEK powder.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 고분자물질의 밀도는 1.0 g/cm3 내지 1.6 g/cm3인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물.
The method of claim 1,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin composition, characterized in that the density of the polymer material is 1.0 g / cm 3 to 1.6 g / cm 3 .
제1항에 있어서,
상기 고분자 분말의 크기는 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물.
The method of claim 1,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin composition, characterized in that the size of the polymer powder is 20 μm to 30 μm.
제1항에 있어서, 상기 강화입자 분말은,
Ti, Co, 스테인리스 강, 이들의 합금, 니켈-티타늄 합금, 코발트-크롬 합금, 이들의 조합 또는 이들의 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 금속분말 또는 세라믹 분말 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물.
The method of claim 1, wherein the reinforcing particle powder,
Extrusion lamination method, characterized in that it is any one or more of metal powder or ceramic powder selected from the group consisting of Ti, Co, stainless steel, alloys thereof, nickel-titanium alloy, cobalt-chromium alloy, combinations thereof, or alloys thereof Polymer-reinforced particle composite resin composition for 3D printing.
제1항에 있어서,
상기 강화입자 분말의 입자크기는 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물.
The method of claim 1,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin composition, characterized in that the particle size of the reinforced particle powder is 20 μm to 30 μm.
제1항에 있어서,
상기 강화입자 분말의 밀도는 4.2 g/cm3 내지 4.8 g/cm3인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 조성물.
The method of claim 1,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin composition, characterized in that the density of the reinforced particle powder is 4.2 g/cm 3 to 4.8 g/cm 3 .
고분자 펠렛과 고분자분말 혼합물로서 전체 부피 대비 90 vol% 내지 99 vol%의 고분자물질; 및 전체 부피 대비 1 vol% 내지 10 vol%의 생체친화성 강화입자 분말 혼합물을 압출하여 제조된 것을 특징으로 하고,
상기 고분자물질 전체 부피 대비 55 vol% 내지 95 vol% 고분자 펠렛 및 4 vol% 내지 44 vol%의 고분자 분말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 고분자 펠렛은 PEEK 펠렛이고 상기 고분자 분말은 PEEK 분말인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트.
Polymer pellets and polymer powder mixture of 90 vol% to 99 vol% of a polymer material based on the total volume; And characterized in that produced by extruding a mixture of biocompatible reinforcing particles of 1 vol% to 10 vol% of the total volume,
It characterized in that it comprises 55 vol% to 95 vol% polymer pellets and 4 vol% to 44 vol% polymer powder relative to the total volume of the polymer material,
The polymer pellet is a PEEK pellet and the polymer powder is a polymer-reinforced particle composite resin filament for extrusion lamination method 3D printing, characterized in that the PEEK powder.
삭제delete 제8항에 있어서,
상기 고분자물질의 밀도는 1.0 g/cm3 내지 1.6 g/cm3인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트.
The method of claim 8,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament, characterized in that the density of the polymer material is 1.0 g / cm 3 to 1.6 g / cm 3 .
제8항에 있어서,
상기 고분자 분말의 크기는 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트.
The method of claim 8,
The size of the polymer powder is an extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament, characterized in that the size of 20 μm to 30 μm.
제8항에 있어서, 상기 강화입자 분말은,
Ti, Co, 스테인리스 강, 이들의 합금, 니켈-티타늄 합금, 코발트-크롬 합금, 이들의 조합 또는 이들의 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 금속분말 또는 세라믹 분말 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트.
The method of claim 8, wherein the reinforcing particle powder,
Extrusion lamination method, characterized in that it is any one or more of metal powder or ceramic powder selected from the group consisting of Ti, Co, stainless steel, alloys thereof, nickel-titanium alloy, cobalt-chromium alloy, combinations thereof, or alloys thereof Polymer-reinforced particle composite resin filament for 3D printing.
제8항에 있어서,
상기 강화입자 분말의 입자크기는 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트.
The method of claim 8,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament, characterized in that the particle size of the reinforced particle powder is 20 μm to 30 μm.
제8항에 있어서,
상기 강화입자 분말의 밀도는 4.2 g/cm3 내지 4.8 g/cm3인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트.
The method of claim 8,
The density of the reinforced particle powder is 4.2 g/cm 3 to 4.8 g/cm 3 , wherein the polymer-reinforced particle composite resin filament for extrusion lamination method 3D printing.
제8항에 있어서,
상기 필라멘트의 직경은, 1 mm 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트.
The method of claim 8,
The diameter of the filament is an extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament, characterized in that 1 mm to 3 mm.
고분자 펠렛과 고분자분말 혼합물로서 전체 부피 대비 90 vol% 내지 99 vol%의 고분자물질 및 전체 부피 대비 1 vol% 내지 10 vol%의 생체친화성 강화입자 분말 혼합물을 제조하는 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계; 및
상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합물을 압출하여 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트를 제조하는 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 고분자물질은, 상기 고분자물질 전체 부피 대비 55 vol% 내지 95 vol% 고분자 펠렛 및 4 vol% 내지 44 vol%의 고분자 분말을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 고분자 펠렛은 PEEK 펠렛이고 상기 고분자 분말은 PEEK 분말인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 방법.
Mixing a polymeric material and reinforced particle powder to prepare a mixture of polymeric pellets and polymer powders of 90 vol% to 99 vol% of polymer material and 1 vol% to 10 vol% of biocompatibility reinforced particle powder based on the total volume ; And
It characterized in that it comprises a; a polymer-reinforced particle composite resin filament manufacturing step of extruding the polymer material and reinforced particle powder mixture to produce a polymer-reinforced particle composite resin filament for extrusion lamination type 3D printing,
The polymer material mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforced particle powder is characterized in that it comprises 55 vol% to 95 vol% polymer pellets and 4 vol% to 44 vol% polymer powder relative to the total volume of the polymer material And
The polymer pellet is a PEEK pellet and the polymer powder is a polymer-reinforced particle composite resin filament manufacturing method for extrusion lamination method 3D printing, characterized in that the PEEK powder.
제16항에 있어서,
상기 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 단계의 상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합물의 압출은,
340 ℃ 내지 370 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 방법.
The method of claim 16,
Extrusion of the polymer material and the reinforced particle powder mixture in the polymer-reinforced particle composite resin filament manufacturing step,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament manufacturing method, characterized in that carried out at a temperature of 340 ℃ to 370 ℃.
삭제delete 제16항에 있어서,
상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 고분자물질은,
밀도가 1.0 g/cm3 내지 1.6 g/cm3인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 방법.
The method of claim 16,
The polymer material mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforcing particle powder,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament manufacturing method, characterized in that the density is 1.0 g / cm 3 to 1.6 g / cm 3 .
제16항에 있어서,
상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 고분자 분말의 크기는, 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 방법.
The method of claim 16,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament manufacturing method, characterized in that the size of the polymer powder mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforced particle powder is 20 μm to 30 μm.
제16항에 있어서, 상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 강화입자 분말은,
Ti, Co, 스테인리스 강, 이들의 합금, 니켈-티타늄 합금, 코발트-크롬 합금, 이들의 조합 또는 이들의 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 금속분말 또는 세라믹 분말 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 방법.
The method of claim 16, wherein the reinforcing particle powder mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforcing particle powder,
Extrusion lamination method, characterized in that it is any one or more of metal powder or ceramic powder selected from the group consisting of Ti, Co, stainless steel, alloys thereof, nickel-titanium alloy, cobalt-chromium alloy, combinations thereof, or alloys thereof 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament manufacturing method.
제16항에 있어서,
상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 강화입자 분말의 입자크기는, 20 μm 내지 30 μm인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 방법.
The method of claim 16,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament manufacturing method, characterized in that the particle size of the reinforced particle powder mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforced particle powder is 20 μm to 30 μm.
제16항에 있어서,
상기 고분자물질 및 강화입자 분말 혼합 단계에서 혼합되는 상기 강화입자 분말의 밀도는, 4.2 g/cm3 내지 4.8 g/cm3인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 방법.
The method of claim 16,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament production, characterized in that the density of the reinforced particle powder mixed in the step of mixing the polymer material and the reinforced particle powder is 4.2 g/cm 3 to 4.8 g/cm 3 Way.
제16항에 있어서,
상기 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 단계에서 제조된 상기 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트의 직경은, 1 mm 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 압출 적층 방식 3D 프린팅용 고분자-강화입자 복합수지 필라멘트 제조 방법.
The method of claim 16,
Extrusion lamination method 3D printing polymer-reinforced particle composite resin filament manufacturing method, characterized in that the diameter of the polymer-reinforced particle composite resin filament prepared in the manufacturing step of the polymer-reinforced particle composite resin filament is 1 mm to 3 mm .
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