立體成型組合物的制作方法
【專利說明】立體成型組合物 【技術領域】
[0001] 本發明系關于一種組合物，尤指一種立體成型組合物。 【【背景技術】】
[0002] 快速成型技術（Rapid Prototyping,簡稱RP技術）主要根據建構金字塔層層堆疊 的核心思想而發展至今。快速成型技術其具有便捷成型的特性，并且能在不具刀具、模具或 卡具的狀況下自動化且快速地將復雜形狀的任意設計方案轉換成具體的三維模型，確實減 少了開發新產品的研發周期及研發成本，且能更加確保新產品開發的一次成功率，也使新 產品可如企業預計期程準時上市。它為技術人員及非技術人員之間提供了一種更加完整且 成熟的設計交流工具，因而顯著地增加了產品競爭力以及企業對于市場的快速反應能力。
[0003] 目前RP技術經常運用于三維打印，粉末成型中的粘著劑噴印（binder jetting) 即為三維打印其中一種方法，其利用精密噴墨打印技術結合載具精密定位技術的方式來生 產三維的實體模型，其生產方式為先將一層粉末鋪設于載具上方并利用精密噴墨打印技術 于部分粉末上準確地噴印高粘度膠合劑液體，使膠合劑液體與粉末沾粘并且固化，并透過 不斷重復上述制程，層層堆砌即可完成三維實體模型。
[0004] 然而，習用的粘著劑噴印方法需要根據所使用的建構粉末調整粘著劑的組成，并 且在進行噴印作業時，粘著劑本身或粘著劑與粉末間即產生化學變化，若噴印而得的三維 實體模型不符合預期，則僅能將其廢棄，無法回收再利用，造成原料的浪費。另一方面，習用 的粉末成型方法為噴印不同的粘著劑，經常需要使用壓電式噴頭，以避免噴頭損壞，進而衍 伸出制造成本提高的問題。有鑒于此，如何發展一種立體成型組合物，以解決現有技術的使 用不便、原料浪費以及制造成本較高等問題，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決的 課題。 【
【發明內容】
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[0005] 本發明的目的在于提供一種立體成型組合物，借由成型粉末組合物與噴印液體組 合物混合所產生的物理性粘結效果，實現成型粉末可回收再利用的目的，且無須根據粉末 的種類替換對應的粘著劑，更可提升使用上的便利性以及原料的再利用性。
[0006] 本發明的另一目的在于提供一種立體成型組合物，可采用熱氣泡式噴頭進行噴印 作業，俾降低制造成本。
[0007] 根據本發明的構想，本發明的一較廣實施態樣為提供一種立體成型組合物，包括 成型粉末組合物以及噴印液體組合物。成型粉末組合物包括成型粉末以及粘著劑粉末。噴 印液體組合物包括非離子型界面活性劑、至少一種多醇類化合物、醚醇類化合物、抗菌劑以 及去離子水，其中醚醇類化合物占噴印液體組合物的0至5重量百分比。 【【附圖說明】】
[0008] 圖1為本發明較佳實施例的成型粉末組合物的粉末顆粒組成示意圖。
[0009] 圖2為本發明較佳實施例的立體成型組合物的噴印成型示意圖。 【【具體實施方式】】
[0010] 體現本發明特征與優點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應理解的 是本發明能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的范圍，且其中的說明 及圖示在本質上系當作說明的用，而非架構于限制本發明。
[0011] 本發明主要技術重點在于提供一種立體成型組合物，包括成型粉末組合物以及噴 印液體組合物，請參閱圖1，其為本發明較佳實施例的成型粉末組合物的粉末顆粒組成示意 圖。如圖所示，成型粉末組合物10包括成型粉末100與粘著劑粉末101，其中，兩種粉末經 過充分地混合而呈均勻的分布。于一較佳實施例中，成型粉末100與粘著劑粉末101的間 的混合比例以粘著劑粉末101占成型粉末組合物10的5至30體積百分比為較佳，且當粘 著劑粉末101在成型粉末組合物10中所占的比例提高，其所制得的三維實體模型可以獲得 較佳的結構強度。于另一較佳實施例中，成型粉末100可為例如金屬、陶瓷（如氧化鋁）或 高分子材料，且不以此為限，其混合比例以成型粉末100占成型粉末組合物10低于80重量 百分比為較佳。
[0012] 于本實施例中，粘著劑粉末101更包括主粘著劑粉末（未圖式）與高溫粘著劑粉 末（未圖示）。主粘著劑粉末可選用例如淀粉（starch)、糊精、糖或鹽的至少一種，且混合 比例以主粘著劑粉末占成型粉末組合物10低于40重量百分比為較佳。高溫粘著劑粉末可 為高嶺土或美國白土（Windsor Clay)等材料,其混合比例以高溫粘著劑粉末占成型粉末 組合物10低于30重量百分比為較佳。此外，由于主粘著劑粉末在高溫環境中較難發揮良 好粘結作用，故若單獨使用主粘著劑，可能造成成型粉末組合物10在進行高溫燒結的過程 中，使成型粉末100之間失去粘性而發生部分結構毀損的情形。因此，本發明借由在粘著劑 粉末101中添加高溫粘著劑粉末，以使粘著劑粉末101在高溫燒結的過程中更可發揮粘結 作用，并可增強結構強度，進而避免結構毀損的問題。
[0013] 請同時參閱圖1并配合圖2,其中圖2為本發明較佳實施例的立體成型組合物的 噴印成型示意圖。如圖所示，當完成如圖1所示的均勻混合的成型粉末組合物10后，則可 將該成型粉末組合物10置入一 3D立體成型裝置（未圖示）的一供粉槽（未圖示）內，接 著，透過一鋪料推送元件（未圖示）將成型粉末組合物10平鋪于3D立體成型裝置的一建 構平臺（未圖示）上，以完成供粉及鋪料的作業。然后，3D立體成型裝置的熱氣泡式噴頭2 將噴印液體組合物11噴印至鋪設于建構平臺上的成型粉末組合物10上，并逐步移動熱氣 泡式噴頭2的位置，使噴印液體組合物11充分地與成型粉末組合物10接觸。其中，當粘著 劑粉末101與噴印液體組合物11接觸后會造成物理型態的變化，此時，粘著劑粉末101會 將成型粉末100包裹住，使粘著劑粉末101發揮物理性黏結作用，以構成初步粘結定型的立 體成型組合物1，其后再進行攝氏1200度至1600度的高溫燒結，以使其固結。藉此，使用者 可以本發明提供的成型粉末組合物10作為建構材料，再借著其與噴印液體組合物11的物 理性粘結組合進而層層堆疊成型，以完成三維實體模型的制造。
[0014] 根據本發明的構想，本發明一較佳實施例的立體成型組合物1的噴印液體組合 物11包括非離子型界面活性劑、多醇類化合物、醚醇類化合物、抗菌劑及去離子水等成分， 其中，非離子型界面活性劑可選用帶有炔二醇乙氧基（Ethoxylated acetylenic diol)的 有機化合物，其可包括Surynol? 44〇、Surynol? 465以及Surynol? 485等由美國Air Products and Chemicals, Inc.公司生產的產品，且不以此為限。其混合比例以非離子型界 面活