IPC分类号：
D01F8/06 | D01F8/16 | D01F8/14 | D01F1/10 | C04B35/01 | C04B35/053 | C04B35/057 | C04B35/111 | C04B35/14 | C04B35/486 | C04B35/505 | C04B35/569 | C04B35/587 | C04B35/581 | C04B35/58 | C04B35/622 | C04B35/634 | B29C64/118 | B22F10/18 | B22F1/10 | B22F1/103 | B33Y10/00 | B33Y70/10
当前申请(专利权)人地址：
德国莱茵河畔路德维希港
发明人：
P·范德沙夫 | B·因德比兹恩 | M-C·赫尔曼 | M·舍默尔
摘要：
本发明涉及一种包含含无机粉末(IP)的芯材料(CM)的纤丝，并且芯材料(CM)涂覆有包含热塑性聚合物的壳材料(SM)层。此外，本发明涉及一种制备所述纤丝的方法，以及三维物体及其制备方法。
技术功效语段：
[0020]本发明纤丝的一个优点是与由相同芯材料(CM)制备但不具有壳材料(SM)的纤丝相比，它们具有更高的机械稳定性。特别地，本发明的纤丝可卷绕在线轴上，而不具有壳材料(SM)的纤丝通常太脆，因此不适合卷绕。
权利要求：
1.一种用于基于挤出的增材制造系统中的纤丝，其包含涂覆有壳材料(SM)层的芯材料(CM)，其中：
芯材料(CM)包含组分a)-c)：
a)基于芯材料(CM)总体积为30-80体积％的至少一种无机粉末(IP)，
b)基于芯材料(CM)总体积为20-70体积％的包含组分b1)的至少一种粘合剂(B)，
b1)至少一种聚合物(P)，
c)基于芯材料(CM)总体积为0-20体积％的至少一种添加剂(A)，
其中所述至少一种聚合物(P)为聚甲醛(POM)均聚物、聚甲醛(POM)共聚物或聚甲醛(POM)三元共聚物；并且其中聚甲醛(POM)均聚物的至少一些OH端基被封闭，
其中无机粉末(IP)为选自金属、金属合金和陶瓷材料中的至少一种无机材料的粉末，
并且壳材料(SM)包含组分d)-f)：
d)基于壳材料(SM)的总体积为75-100体积％的至少一种热塑性聚合物(TP)，
e)基于壳材料(SM)的总体积为0-20体积％的至少一种无机粉末(IP)，
f)基于壳材料(SM)的总体积为0-25体积％的至少一种添加剂(A)，其中壳材料(SM)层的厚度为0.05-0.5mm，
其中所述热塑性聚合物(TP)选自聚甲醛(POM)、聚烯烃(PE)、聚氨酯(PU)、聚酰胺(PA)、聚醚(PETH)、聚碳酸酯(PC)和/或聚酯(PES)及其共混物。
2.根据权利要求1所述的纤丝，其中粘合剂(B)：
i)包含基于粘合剂总重量为50-96重量％的至少一种聚合物(P)。
3.根据权利要求1所述的纤丝，其中芯材料(CM)中的粘合剂(B)进一步包含组分b2)或b3)：
b2)至少一种聚烯烃(PO)，
b3)在组分b)为聚甲醛(POM)的情况下，至少一种其他聚合物(FP)。
4.根据权利要求3所述的纤丝，其中粘合剂(B)包含基于粘合剂(B)的总重量为2-35重量％的组分b2)或基于粘合剂(B)的总重量为2-40重量％的组分b3)。
5.根据权利要求1所述的纤丝，其中：
i)纤丝的直径为1.5-3.5mm，或
ii)芯材料的直径为1.5-3.0mm，或
iii)壳材料(SM)层的厚度为0.09-0.3mm，或
iv)无机粉末(IP)的粒度为0.1-80μm。
6.根据权利要求1所述的纤丝，其中组分(b1)中的聚合物(P)为甲醛(POM)共聚物，其通过聚合如下单体而制备：
-至少50摩尔％的甲醛源(b1a)，
-0.01-20摩尔％的至少一种通式(II)的第一共聚单体(b1b)：
其中：
R1-R4彼此独立地各自选自H、C1-C4烷基和卤素取代的C1-C4烷基；
R5选自化学键、(-CR5aR5b-)基团和(-CR5aR5bO-)基团，
其中：
R5a和R5b彼此独立地各自选自H和未取代的或至少单取代的C1-C4烷基，
其中取代基选自F、Cl、Br、OH和C1-C4烷基；
n为0、1、2或3；
和
-0-20摩尔％的至少一种选自式(III)化合物和式(IV)化合物的第二共聚单体(b1c)：
其中：
Z选自化学键、(-O-)基团和(-O-R6-O-)基团，
其中R6选自未取代的C1-C8亚烷基和C3-C8亚环烷基。
7.根据权利要求3所述的纤丝，其中所述其他聚合物(FP)为至少一种选自如下组的其他聚合物(FP)：聚醚、聚氨酯、聚环氧化物、聚酰胺、乙烯基芳族聚合物、聚乙烯基酯、聚乙烯基醚、聚(甲基)丙烯酸烷基酯及其共聚物。
8.一种制备根据权利要求1-7中任一项所述的纤丝的方法，其中通过将芯材料(CM)与壳材料(SM)共挤出而用壳材料(SM)层涂覆芯材料(CM)。
9.一种通过熔丝制造方法制造三维生坯的方法，其至少包括步骤a)、b)、c)：
a)将线轴上的根据权利要求1-7中任一项所述的纤丝提供给喷嘴，
b)将纤丝加热至温度(TM)，
c)使用基于层的增材技术将步骤b)中获得的加热的纤丝沉积在构建室中以形成三维坯体，
其中步骤b)中的温度(TM)为140-240℃。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在步骤c)之后实施步骤d)，其中将至少一部分粘合剂(B)或至少一部分壳材料(SM)从三维生坯中除去，从而形成三维褐坯。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在步骤d)中：
i)通过酸处理除去粘合剂(B)或壳材料(SM)，或
ii)在比粘合剂(B)或壳材料(SM)的熔点低的温度下除去粘合剂(B)或壳材料(SM)。
12.根据权利要求10所述的方法，其中步骤d)之后为步骤e)，其中将三维褐坯烧结以形成三维烧结体。
13.一种通过根据权利要求9所述的方法制备的三维生坯。
14.根据权利要求1所述的纤丝，其中：
i)纤丝的直径为2.0-3.1mm，或
ii)芯材料的直径为1.9-2.7mm，或
iii)壳材料(SM)层的厚度为0.1-0.25mm，/或
iv)无机粉末(IP)的粒度为0.5-50μm。