JP5635111B2 - ポリオキシメチレンから構成されるレーザー焼結粉末、その製造方法及び前記レーザー焼結粉末から製造された成形体 - Google Patents

ポリオキシメチレンから構成されるレーザー焼結粉末、その製造方法及び前記レーザー焼結粉末から製造された成形体 Download PDF

Info

Publication number
JP5635111B2
JP5635111B2 JP2012535778A JP2012535778A JP5635111B2 JP 5635111 B2 JP5635111 B2 JP 5635111B2 JP 2012535778 A JP2012535778 A JP 2012535778A JP 2012535778 A JP2012535778 A JP 2012535778A JP 5635111 B2 JP5635111 B2 JP 5635111B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
pom
mol
polyoxymethylene
particle size
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012535778A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013508199A (ja
Inventor
ダルナー クラウス
ダルナー クラウス
フンクハウザー シュテフェン
フンクハウザー シュテフェン
ミュラー フランク
ミュラー フランク
デメーター ユルゲン
デメーター ユルゲン
フェルケル マルク
フェルケル マルク
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.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of JP2013508199A publication Critical patent/JP2013508199A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5635111B2 publication Critical patent/JP5635111B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L59/00Compositions of polyacetals; Compositions of derivatives of polyacetals
    • C08L59/02Polyacetals containing polyoxymethylene sequences only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y70/00Materials specially adapted for additive manufacturing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2/00Addition polymers of aldehydes or cyclic oligomers thereof or of ketones; Addition copolymers thereof with less than 50 molar percent of other substances
    • C08G2/28Post-polymerisation treatments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING 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
    • B29K2059/00Use of polyacetals, e.g. POM, i.e. polyoxymethylene or derivatives thereof, as moulding material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/268Monolayer with structurally defined element
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Description

発明の詳細な説明
プロトタイプの迅速な調製は、最近頻繁に課せられる課題である。特に適するのは、粉末状の原材料をベースとして作業し、この際、選択的溶融及び凝固を介して所望の構造体を積層式に製造する方法である。この方法は、小規模生産の製造にも適する。
本発明は、選択的レーザー焼結方法において使用するためのポリオキシメチレン(POM)から構成される粉末、その製造方法並びに前記粉末から選択的レーザー焼結方法により製造された成形体である。
ラピッドプロトタイピングの目的に特に良好に適する方法は、選択的レーザー焼結(SLS)である。この方法では、プラスチック粉末又はプラスチックで囲まれた金属粉末又はセラミック粉末、又はプラスチックで囲まれた砂がチャンバー内で、選択的に短時間レーザー線で照射され、これによって、レーザー線が衝突する粉末粒子が溶融する。この溶融した粒子は、互いに入り交じり、かつ迅速に固化して、再び固形の材料を形成する。常に新しく設けられた層に繰り返し照射することによって、この方法を用いると、複雑な幾何学でも三次元の物体を簡単かつ迅速に製造することができる。
粉末状のポリマーから成形体を作成するためのレーザー焼結(Rapid Prototyping)の方法は、公報US6136948及びWO96/06881(両者共にDTM Corporation)に詳しく説明されている。この適用のために多数のポリマー及びコポリマー、例えばポリアセタート、ポリプロピレン、ポリエチレン、イオノマー及びポリアミドが使用されることができる。SLSにおける加工のための前提条件は、この原材料が微細粉末として存在することである。
実地ではレーザー焼結の際には特にポリアミド12粉末(PA12)が成形体の製造に使用される(DE−A4421454、EP−A0911142)。他の熱可塑性の原材料、例えばポリスチレン又はポリカーボナートは確かに粉末状で得られるものの、多孔性がより大きく、かつ劣悪な機械的特性を有する構築部材を提供する。
現在使用されるポリアミド粉末についての欠点は、しばしば同様にこの不十分な機械的特性並びに頻繁に約60℃の適用関連範囲にあるガラス転移温度である。さらに成形体には黄変が発生する。このことは、この構築部材がUVを含む光での強力な照射又は長期間の直接的な太陽光入射に曝露されると、完成した構築部材に後から発生することがある。
しかし、黄色の色調は、レーザー焼結自体の際の長期かつ強力な熱負荷によっても既に発生することがある。この作用は特に、既に使用されたがこの場合に溶融されなかったレーザー焼結粉末である再利用粉末(Rueckpulver)の多くの割合が使用される場合に観察される。黄色に付随して、しばしば機械的特性の劣悪化が現れ、というのも材料の老化が生じるからである。老化は、例えば、脆化、引裂伸びの減少又はノッチ付き衝撃強さの減少によって認識可能にされることがある。
US特許公報5342919には、ポリアミド、ポリブチレンテレフタラート又はポリアセタールからのレーザー焼結粉末及びSLSによるその成形部材の製造方法が記載される。この粉末の80%超の平均粒径が<53μmであり、この残りの粒子が53〜180μmの大きさを有する。このポリマーの数平均は30000〜500000であり、かつ、この分子量分布Mw/Mnは1〜5である。この成形部材は、密な非多孔性射出成形物品に比較して少ないだけの多孔性により特徴付けられる。
Rietzel et al.(Kunststoffe 2/2008、65-86p)は、SLSのためのPOMから構成されるプラスチック粉末及びその粉末からSLSにより製造された構築部材について報告している。このPOM焼結粉末は、顆粒形にある、市販されている部分結晶性熱可塑性材料の低温粉砕により得られ、その際、100μm未満の粒子の高い収率を獲得しようと試みられていた。市販されているレーザー焼結粉末PA2200(製造者:EOS GmbH、Krailling)からの引張ロッドに比較して、このPOMレーザー焼結粉末からの引張ロッドは低い破断点伸びでより高い強度を有する。
しかし、Rietzel et al.により記載されたPOM焼結粉末の機械的特性、例えば破断点伸びは、更に改善を必要としている。このPOM焼結粉末の不十分な流動性もまた欠点である。
本発明の課題は、改善された流動性を有し、かつ、SLS法におけるその使用によって、改善された機械的特性を有する成形体又は構築部材が製造できる、選択的レーザー焼結のための粉末を提供することである。
この課題が、特殊なポリオキシメチレン粉末によって解決できることが見出された。
本発明の主題は、粉末が、以下のパラメーター:
Figure 0005635111
を有することにより特徴付けられる、選択的レーザー焼結のためのPOMから構成される粉末である。
この等温結晶化時間はDIN 53765に応じてDSCを用いて測定された。このモル質量(数平均Mn及び質量平均Mw)は、溶媒としてのヘキサンフルオロイソプロパノール及び0.05%のトリフルオロ酢酸カリウム塩中でサイズ排除クロマトグラフィーにより測定され、その際、PMMA標準で校正した。このMVR(メルトボリュームレイト)を190℃で2.16kgについてISO1133に応じて算出した。この粒径をレーザー回折分光計によって算出した。
好ましくは本発明によるPOM粉末は質量平均Mw85000〜105000g/molを有する。Mw/Mnの比は好ましくは3.7〜4.5である。MVRは好ましくは30〜50[cm3/10分]である。さらに、この粉末の粒径が40〜100μm、特に好ましくは60〜80μmである場合に好ましい。等温結晶化時間は152℃で一般に3分間より長く、好ましくは5分間より長い。
本発明による粉末は任意に添加剤、例えば少なくとも1の助剤、少なくとも1の充填剤及び/又は少なくとも1の顔料を有してよい。このような助剤は、例えば流動助剤、例えば熱分解二酸化ケイ素又は沈殿ケイ酸であってもよい。熱分解二酸化ケイ素(熱分解ケイ酸)は例えば、Degussa AGによって、製品名称Aerosil(R)で、様々な規格で提供される。好ましくは本発明による粉末は3質量%未満、好ましくは0.001〜2質量%、特に好ましくは0.05〜1質量%のこの種の添加物をポリオキシメチレンの合計量に対して有する。充填剤は例えばガラス粒子、金属粒子、特にアルミニウム粒子又はセラミック粒子、例えば塊状又は中空のガラス球、鋼球、アルミニウム球又は金属粉又は着色顔料、例えば遷移金属酸化物であってよい。更なる添加材は安定剤、吸収剤又は難燃剤であってよい。
充填剤粒子はこの場合に好ましくはPOM粒子より小さいか又はおおよそ同じ大きさの平均粒度を有する。好ましくは充填剤の平均粒度d50はPOMの平均粒度d50を、多くとも20%だけ、好ましくは多くとも15%だけ、特にとりわけ好ましくは多くとも5%だけ下回る。この粒子大きさは上限が特に層厚により、そして下限が製造方法並びに小さすぎる粒子での高すぎる接着的相互作用ひいては少ない流動性により制限されている。
添加剤は混合によりPOM粉末中へ導入される。根本的に、全ての種類のミキサーがこのために適する;好ましくは、混合の間の高い剪断を可能にし、従って混合期間(45分未満)を顕著に短縮する迅速ミキサーである。
本発明の更なる主題は、次のパラメーター:
Figure 0005635111
により特徴付けられるポリオキシメチレン成形材料を、まず冷間粉砕に供し、
次に、この得られたPOM粉砕物から粗含分及び微細含分を分離し、そして、大きさ30〜130μmの粒子のPOM有用含分が得られることを特徴とする本発明の粉末の製造方法である。
ポリオキシメチレンとは、ポリオキシメチレンホモポリマー又はコポリマーを理解すべきである。このようなポリマーは、当業者にそれ自体公知であり、かつ文献に記載されている。
極めて一般に前記ポリマーは、ポリマー主鎖中に少なくとも50mol%の繰返し単位−CH2O−を有する。
ホモポリマーは一般に、ホルムアルデヒド又はトリオキサンを、好ましくは適切な触媒の存在下で重合させることによって製造される。
本発明の範囲内で、ポリオキシメチレンコポリマーが好ましく、特に、繰り返し単位−CHO−の他に、以下
Figure 0005635111
[式中、R1〜R4は相互に独立して水素原子、C1〜C4アルキル基又は1〜4個のC原子を有するハロゲン置換されたアルキル基であり、かつR5は−CH2−、CH2O−、C1〜C4アルキル又はC1〜C4ハロアルキル置換されたメチレン基、又は相応するオキシメチレン基であり、かつnは0〜3の範囲の値を有する]の繰り返し単位をなお50mol%まで、好ましくは0.1〜20mol%、特に0.3〜10mol%、極めて好ましくは2〜2.5mol%有するポリオキシメチレンコポリマーが好ましい。好ましくは、前記基は環状エーテルの開環によりこのコポリマー中に導入することができる。好ましい環状エーテルは、式
Figure 0005635111
[式中、R1〜R5及びnは上記の意味を表す]の環状エーテルである。単に例示的に、エチレンオキシド、1,2−プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド、1,3−ブチレンオキシド、1,3−ジオキサン、1,3−ジオキソラン及び1,3−ジオキセパンが環状エーテルとして挙げられ、並びに、直鎖状のオリゴホルマール又はポリホルマール、例えばポリジオキソラン又はポリジオキセパンがコモノマーとして挙げられる。
同様に適しているのは、オキシメチレンターポリマーであって、例えばトリオキサン、先に記載した環式エーテルの1つと、第三のモノマー、好適には式
Figure 0005635111
[式中、Zは、化学結合は−O−、−ORO−(R=C1〜C8アルキレン又はC3〜C8シクロアルキレン)である]の二官能性の化合物の反応により製造されるものである。
この種類の好ましいモノマーとしては、エチレンジグリシド、ジグリシジルエーテル及びジエーテルであってグリシジルとホルムアルデヒド、ジオキサン又はトリオキサン(モル比で2:1)とからのもの並びにグリシジル化合物2molと2〜8個のC原子を有する脂肪族ジオール1molとからのジエーテル、例えばエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、シクロブタン−1,3−ジオール、1,2−プロパンジオール及びシクロヘキサン−1,4−ジオールのジグリシジルエーテルを単なる幾つかの例として挙げることができる。
先に記載したホモポリマー及びコポリマーの製造方法は当業者に公知であり、かつ文献に記載されているので、ここではより詳しい説明は省く。
先に記載したホモポリマー及びコポリマーの分子量はホルムアルデヒドのアセタール(連鎖移動剤)の使用により調節される。このことは、ポリマーのエーテル化末端基の発生をも生じるため、キャップ化試薬との別個の反応を不要にする。
連鎖調節剤としてホルムアルデヒドのモノマー又はオリゴマーのアセタールが使用される。
好ましい連鎖調節剤は式
Figure 0005635111
[式中、R1及びR2は相互に独立して一価の有機基、好ましくはアルキル基、例えばブチル、プロピル、エチル及びメチルを、qは1〜100の整数を意味する]
の化合物である。
特に好ましい連鎖調節剤はq=1の前述の式の化合物であり、特にとりわけ好ましくはブチラール、プロピラール、エチラール及びメチラールである。
連鎖調節剤は通常は、前記モノマー(混合物)に対して、5000ppmまでの、好ましくは100〜3000ppmの量で使用される。
POMは50質量%(100質量%POMに対して)までのその他の添加剤を含有できる。
適した添加剤は例えば次のものである:
−タルク、
−ポリアミド、特に混合ポリアミド、
−アルカリ金属シリカート及びアルカリ金属グリセロホスフェート、
−飽和脂肪族カルボン酸のエステル又はアミド、
−アルコールとエチレンオキシドから誘導されるエーテル、
−非極性プロピレンワックス、
−核形成剤、
−充填剤、例えばガラス繊維、ナノチューブ、珪灰石、白亜、好ましくは相乗作用物質としてのホウ酸又はその誘導体とともに、
−耐衝撃性変性ポリマー、特にエチレンプロピレン(EPM)ゴム又はエチレン−プロピレン−ジエン(EPDMゴム)又は熱可塑性ポリウレタンをベースとするもの、
−難燃剤、
−可塑剤、
−付着促進剤、
−染料及び顔料、
−更なるホルムアルデヒド捕捉剤、ゼオライト又はポリエチレンイミン、又はメラミン−ホルムアルデヒド縮合物、
−酸化防止剤、特にフェノール構造を有するもの、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、アクリラート、ベンゾアート、オキサニリド及び立体障害性アミン(HALS=hindered amine light stabilizers)。
これらの添加物は知られており、例えばGaechter/Mueller, Plastics Additives Handbook, Hanser Verlag Muenchen, 4. 1993版, Reprint 1996に記載されている。
この添加剤の量は、使用される添加剤及び所望の作用に依存する。当業者にはこの通常量は知られている。併用する場合には、この添加剤は一般的な方法で、例えば個々に又は一緒に、そのまま、溶液若しくは懸濁液として又は好ましくはマスターバッチとして添加する。
POM成形材料は、例えば、POM及び任意に添加剤を押出機、ニーダー、ミキサー又は他の適した混合装置中でPOMを溶融させながら混合し、この混合物を取り出し、引き続き通常どおり顆粒化することにより、唯一の工程で製造されることができる。しかしながら、幾つかの又は全ての成分をまず乾燥ミキサー又は他の混合装置内で「冷間で」予備混合し、そして、この得られた混合物を第二の工程でPOMを溶融させながら−任意に更なる成分の添加下で−押出機又は他の混合装置中で均質化することが、有利であることが判明した。とりわけ、少なくともPOM及び酸化防止剤(併用する場合には)を予備混合することが好ましくあり得る。
このPOM成形材料は、チップ、粉末、ビーズ、レンズ状物として、好ましくは顆粒として使用することができる。
冷間粉砕のために装入物として使用されるPOM成形材料は好ましくは顆粒形態で使用される。冷間粉砕は、凍結粉砕とも呼ばれ、自体公知である(例えばDE4421454 A1)。本発明により温度−20〜−80℃、好ましくは−30〜−60℃で作業される。冷却は例えば液体窒素を用いて行われることができる。この場合に、既にこの装入物を例えば温度−130〜−110℃に冷却することが好ましく、これによって、均質な冷却がミル中でも達成される。
このPOM成形材料の冷間粉砕は一般にはローターミルを用いて行われ、その際、平均粒径60μmの達成のために反転ピンミル(gegenlaeufige Stiftmuehle)が好ましく使用される。反転ピンミルとは、その粉砕ディスクが同心に配置されたピンを備えているローターミルである。両方のディスクが回転するので、少なくとも200〜250m/sの回転速度が達成されることができる。適したピンミルは例えばHosokawa Alpine GmbH社のContraplex 160 C型である。冷間粉砕後にこの粉砕物は一般に60μmの平均粒径d50を有する。この粉砕物から30μm未満の大きさを有する粒子(微細含分)及び130μm超の大きさを有する粒子(粗含分)を分離し、その際、一般に2工程においてまずこの粗含分を、次にこの微細含分を分離する。この粉砕物の分画は例えば揺動ふるい機(粗含分のためにだけ適する)を用いた篩分により又は好ましくはそらせ板ホイール風力分級機(Abweiserad-Windsichter)を用いた風力分級により行うことができる。適しているのは例えばHosokawa社のMS-1型のMicron風力分級機である。
本発明の更なる主題は、選択的レーザー焼結による成形体の製造のための本発明による粉末の使用並びに本発明によるPOM粉末の使用下でのSLS法により製造される成形体である。
この選択的レーザー焼結方法は十分に知られており、かつ、ポリマー粒子の選択的焼結を基礎とし、その際、ポリマー粒子の層は短時間レーザー光に曝露され、そして、このレーザー光に曝露されたポリマー粒子が溶融される。この製作プロセスの間には積層式にポリマー粉末が設けられ、この構築部材の断面内にある粉末がレーザー光によって選択的に溶融され、かつ、この下にある溶融層と固く結び付く。溶融していない粉末は生じた溶融物を支える。このようにして溶融物状の構築部材のために形状が形成される。ポリマー粒子の層の相次いで起こる焼結化により、三次元物品が製造される。構築部材の全ての層が生じると、この粉末ケークはこの内側にある構築部材と共に冷却され、この構築部材は固化する。この構築プロセス後に、この周囲の粉末は除去され、この構築部材は後処理工程、例えばガラス球噴射仕上げ、振動研磨(Trowalisieren)及び塗装に供されることができる。選択的レーザー焼結方法の詳細については例えば公報US6136948及びWO96/06881から把握できる。
通常はSLS法のためにはCO2レーザーが使用され、このレーザーはPOMからの本発明による成形体の製造のためにも好ましく使用され、というのもPOMはCO2レーザーの波長(λ=10.6μm)で導入されたエネルギーの大部分を吸収するからである。本発明によるPOM粉末の層厚は好ましくは0.08〜0.20mmである。本発明のPOM粉末のSLSに使用されるレーザー出力は好ましくは7〜10Wである。スキャン幅、すなわち、レーザーの線間隔は好ましくは0.08〜0.15mmである。
好ましい一実施態様によれば、SLSは等温で実施され、すなわち、溶融物及び粉末が併存して存在でき、すなわち、この構築プロセスは2相混合状態で行われる。この場合に本発明によるPOM粉末には単に、固−液 相転移の超過のために必要なためにエネルギーが供給される。本発明によるPOM粉末に適した構築室温度は152〜154℃である。このようにSLSを用いて本発明によるPOM粉末から得られた成形体は、強度及びEモジュラス(E-Modul)に関して射出成形試験体と類似の機械的特性を達する。この試験体は特に構築部材のプロトタイプとして使用される。
図1は、本発明によるPOM粉末からの引張ロッドが先行技術によるPOM試験体[Rietzel et al. (Kunststoffe 2/2008, 67頁)]に対して顕著に改善された破断点伸びを有することを示す図である。
実施例
実施例1
粉末製造
本発明による粉末の製造のために、コポリマーのポリオキシメチレン顆粒(かさ密度約850g/l)であって、MVR(190℃で、2.16kg、ISO1133による)42cm3、Mn=23000g/mol、Mw=97000g/mol、Mw/Mn=4.2及び152℃で等温結晶化時間3.5分を有するものを使用した。このPOM顆粒を計量供給スクリュー及び輸送スクリューを介して−120℃に冷却し、次いで低温(−50℃)でHosokawa Alpine Contraplex 160 C型の反転ピンミル中で回転速度202m/sで最大250μmの粒径に粉砕した。この粉砕物を次に粗含分及び微細含分の分離のためにHosokawa社のMS-1型のそらせ板ホイール風力分級機を用いた風力分級に供した。
この粒径をMalvern Instruments Ltd.社のMastersizer S型のレーザー回折分光機により算出した。
有用物の割合、すなわち、粒径30〜130μm又は40〜100μmの所望の分画の割合は94%又は82%であった。このようにして得られる粉末は、60μmの平均粒径を有する。
引張ロッドの製造
20×20cmの上側が開いている箱に、スピンドルを介して調節可能である底部を備えた。この底部をこの上側の縁に対して0.5センチメーターまで移動させた。この残りの空間を本発明によるPOM粉末で充填し、ドクターで平坦にした。この層厚は0.1mmであった。この装置を3DSystems社のCO2レーザー焼結設備の構築室中に配置し、かつ、3つの横に組み立てられている引張ロッド(肩部付きロッド、DIN EN ISO 3167タイプAによる)の断面形(Kontur)を層毎に粉末層中へとレーザー照射した。この構築室温度は154℃であった。試験系列V1〜V4を様々なレーザー出力及びレーザーのスキャン幅で実施した(図1参照のこと)。次の工程、0.1mmだけ底部を低下させるためのスピンドルの回転並びに次の粉末層の設置、平坦化及び引き続く粉末溶融のためのCO2レーザーによる新たな照射、を数回繰り返した。試験配置物の冷却後に、この引張ロッドを次の引張試験のために使用できた。
構築部材試験
DIN EN ISO 527−1、−2に応じて引張試験を実施した。この引張速度は5mm/分であった。
図1は、実施例1に応じてレーザー焼結したPOM粉末から製造した引張ロッドの機械的特性を示す。
レーザー出力(Plaser[W]、Pout[W])及びレーザーの線間隔(Zscan[mm])は実施例V1〜V4において次のとおりであった:
Figure 0005635111
図1は、本発明によるPOM粉末からの引張ロッドが先行技術によるPOM試験体[Rietzel et al. (Kunststoffe 2/2008, 67頁)]に対して顕著に改善された破断点伸びを有することを示す。V3に応じた引張ロッドの破断点伸びは約5%であり、約2倍高い。

Claims (8)

  1. 粉末が、次のパラメーター:
    等温結晶化時間(152℃で) >3分、
    Mn 22000〜25000g/mol、
    Mw 60000〜140000g/mol、
    Mw/Mn 3〜5、
    MVR 15〜70[cm3/10分]、
    平均粒径 d50 60μm、
    粒径 30〜130μm
    を有することを特徴とする、選択的レーザー焼結のためのポリオキシメチレンから構成される粉末。
  2. 前記MVRが30〜50[cm3/10分]であることを特徴とする請求項1記載の粉末。
  3. 前記粉末の粒径が40〜100μmであることを特徴とする請求項1又は2記載の粉末。
  4. 前記Mwが85000〜105000g/molであり、前記Mw/Mn比が3.7〜4.5であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の粉末。
  5. 次のパラメーター:
    等温結晶化時間(152℃で) >3分、
    Mn 22000〜25000g/mol、
    Mw 60000〜140000g/mol、
    Mw/Mn 3〜5、
    MVR 15〜70[cm3/10分]
    により特徴付けられるポリオキシメチレン成形材料を、まず冷間粉砕に供し、
    次に、この得られたPOM粉砕物から粗含分及び微細含分を分離し、そして、大きさ30〜130μmの粒子のPOM有用含分が得られることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の粉末の製造方法。
  6. 前記冷間粉砕を反転ピンミルを用いて行い、そして、前記得られた粉砕物からの粗含分及び微細含分の分離をそらせ板ホイール風力分級機を用いた風力分級により行うことを特徴とする請求項5記載の方法。
  7. 選択的レーザー焼結による成形体の製造のための請求項1から4のいずれか1項記載の粉末の使用。
  8. 請求項1から4のいずれか1項記載のPOM粉末の使用下でSLS法により製造した成形体。
JP2012535778A 2009-10-27 2010-10-26 ポリオキシメチレンから構成されるレーザー焼結粉末、その製造方法及び前記レーザー焼結粉末から製造された成形体 Expired - Fee Related JP5635111B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09174163.7 2009-10-27
EP09174163 2009-10-27
PCT/EP2010/066107 WO2011051250A1 (de) 2009-10-27 2010-10-26 Lasersinterpulver aus polyoxymethylen, verfahren zu dessen herstellung und formkörper, hergestellt aus diesem lasersinterpulver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013508199A JP2013508199A (ja) 2013-03-07
JP5635111B2 true JP5635111B2 (ja) 2014-12-03

Family

ID=43429878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012535778A Expired - Fee Related JP5635111B2 (ja) 2009-10-27 2010-10-26 ポリオキシメチレンから構成されるレーザー焼結粉末、その製造方法及び前記レーザー焼結粉末から製造された成形体

Country Status (14)

Country Link
US (1) US8795833B2 (ja)
EP (1) EP2493676B1 (ja)
JP (1) JP5635111B2 (ja)
KR (1) KR101730202B1 (ja)
CN (1) CN102574332B (ja)
BR (1) BR112012009646A2 (ja)
CA (1) CA2779082A1 (ja)
IL (1) IL219142A (ja)
MX (1) MX2012004740A (ja)
PH (1) PH12012500787A1 (ja)
RU (1) RU2012121576A (ja)
UA (1) UA105540C2 (ja)
WO (1) WO2011051250A1 (ja)
ZA (1) ZA201203796B (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8703862B2 (en) 2010-05-26 2014-04-22 Basf Se Reinforced thermoplastic molding compositions based on polyarylene ethers
GB2527492A (en) * 2014-04-28 2015-12-30 Sivaprakash Shanmugam 3D Printing material
AR100196A1 (es) * 2014-10-21 2016-09-21 Enye Tech S A Método para elaborar un insumo proveniente del reciclado de material plástico de residuos industriales y post consumo, apto para ser utilizado por las impresoras 3d
US11186717B2 (en) 2015-12-21 2021-11-30 Shpp Global Technologies B.V. Enhanced powder flow and melt flow of polymers for additive manufacturing applications
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
JP6958217B2 (ja) * 2017-01-12 2021-11-02 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
KR102048422B1 (ko) 2018-04-25 2019-11-25 노예솔 부품점검 및 관리용 식별표시 폴리머 라벨 및 그를 이용한 식별표시방법
WO2019208940A1 (ko) 2018-04-25 2019-10-31 Noe Yesol 부품점검 및 관리용 식별표시 폴리머 라벨 및 그를 이용한 식별표시방법
JP7194851B2 (ja) * 2018-06-27 2022-12-22 旭化成株式会社 ポリアセタール粉末及びその使用方法、並びに付加製造方法
JP7101061B2 (ja) * 2018-06-27 2022-07-14 旭化成株式会社 ポリアセタール粉末及びその使用方法、並びに付加製造方法
US11577458B2 (en) 2018-06-29 2023-02-14 3M Innovative Properties Company Additive layer manufacturing method and articles
US10619032B2 (en) 2018-09-18 2020-04-14 Hexcel Corporation Polymer powder and method of preparing the same
JP7245117B2 (ja) * 2019-05-28 2023-03-23 旭化成株式会社 ポリアセタール粉末及びその使用方法、並びに付加製造方法
WO2021127106A1 (en) * 2019-12-17 2021-06-24 Ticona Llc Powder composition for three-dimensional printing containing a polyoxymethylene polymer
CN111154135B (zh) * 2020-01-13 2025-07-18 苏州申赛新材料有限公司 一种3d打印发泡制品及其制备工艺
DE102020132985A1 (de) 2020-12-10 2022-06-15 REHAU Industries SE & Co. KG Verfahren zur Herstellung eines Bauteils im Wege der additiven Fertigung
DE102020132987A1 (de) 2020-12-10 2022-06-15 REHAU Industries SE & Co. KG Verfahren zur Herstellung eines Bauteils im Wege der additiven Fertigung
CN118234614A (zh) 2021-11-19 2024-06-21 宝理塑料株式会社 3d打印机用粉末材料、三维造型物和其制造方法
EP4417641A1 (de) * 2023-02-16 2024-08-21 Evonik Operations GmbH Pulver insbesondere für eine schichtweise herstellung von dreidimensionalen objekten

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5648450A (en) * 1992-11-23 1997-07-15 Dtm Corporation Sinterable semi-crystalline powder and near-fully dense article formed therein
US5342919A (en) 1992-11-23 1994-08-30 Dtm Corporation Sinterable semi-crystalline powder and near-fully dense article formed therewith
US5527877A (en) 1992-11-23 1996-06-18 Dtm Corporation Sinterable semi-crystalline powder and near-fully dense article formed therewith
DE4421454C2 (de) 1994-06-18 1996-12-12 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur Herstellung von Polyamid-Feinstpulvern und deren Verwendung
US5733497A (en) * 1995-03-31 1998-03-31 Dtm Corporation Selective laser sintering with composite plastic material
DE19747309B4 (de) 1997-10-27 2007-11-15 Degussa Gmbh Verwendung eines Polyamids 12 für selektives Laser-Sintern
DE19810659A1 (de) * 1998-03-12 1999-09-16 Basf Ag Nukleierte Polyoxymethylenformmassen
EP1459871B1 (de) 2003-03-15 2011-04-06 Evonik Degussa GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Objekten mittels Mikrowellenstrahlung sowie dadurch hergestellter Formkörper
CA2526100A1 (en) * 2003-05-21 2004-12-29 Z Corporation Thermoplastic powder material system for appearance models from 3d printing systems
US7794647B1 (en) * 2006-03-23 2010-09-14 Carl Deckard Method of selective laser sintering with improved materials
US9233505B2 (en) 2006-11-09 2016-01-12 3D Systems, Inc. Powder compositions and methods of manufacturing articles therefrom
DE102007024469B4 (de) * 2007-05-25 2009-04-23 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US20110313086A1 (en) * 2009-02-11 2011-12-22 Basf Se Polyoxymethylenes for diesel applications

Also Published As

Publication number Publication date
KR101730202B1 (ko) 2017-04-25
IL219142A (en) 2017-01-31
BR112012009646A2 (pt) 2016-05-17
EP2493676A1 (de) 2012-09-05
PH12012500787A1 (en) 2012-11-26
US20120208011A1 (en) 2012-08-16
CN102574332A (zh) 2012-07-11
EP2493676B1 (de) 2013-12-11
JP2013508199A (ja) 2013-03-07
CN102574332B (zh) 2014-11-26
UA105540C2 (uk) 2014-05-26
CA2779082A1 (en) 2011-05-05
MX2012004740A (es) 2012-05-22
WO2011051250A1 (de) 2011-05-05
IL219142A0 (en) 2012-06-28
KR20120102611A (ko) 2012-09-18
RU2012121576A (ru) 2013-12-10
US8795833B2 (en) 2014-08-05
ZA201203796B (en) 2013-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5635111B2 (ja) ポリオキシメチレンから構成されるレーザー焼結粉末、その製造方法及び前記レーザー焼結粉末から製造された成形体
US20070182070A1 (en) Use of polymer powder produced from a dispersion in a shaping process, and moldings produced from this polymer powder
JP5129973B2 (ja) ポリマー粉末、係る粉末の製造方法及びその使用並びに該粉末からなる成形体
US20060134419A1 (en) Use of polyarylene ether ketone powder in a three-dimensional powder-based moldless production process, and moldings produced therefrom
JP5273907B2 (ja) ブロックポリエーテルアミドを含むポリマー粉末、成形方法におけるその使用およびこれらポリマー粉末から製造された成形体
JP4376028B2 (ja) 選択的レーザー焼結のための焼結粉末、該焼結粉末の製造方法、成形体の製造方法および該方法により製造される成形体
EP1924642B1 (en) Polymer compositions comprising nucleating or clarifying agents
KR101390052B1 (ko) 폴리케탈 화합물, 합성 및 애플리케이션
ES2657068T3 (es) Polvo polimérico para la producción de objetos tridimensionales
KR101966617B1 (ko) 생원천의 지방족 폴리에스테르의 미세 분말 및 그의 제조 방법
CN101268131A (zh) 包括成核剂或澄清剂的聚合物组合物
EP3202824B1 (en) Polymer powder and method for preparing same
KR19990013878A (ko) 분지된 또는 가교-결합된 폴리아세탈 수지의 제조방법
EP3240828B1 (en) Polyolefin composition and process for preparing the same
JP2009197107A (ja) ペレット及びその製造方法
JP2023510093A (ja) 半結晶性テレフタレートポリエステルを含有する焼結粉末(sp)
JP2004230663A (ja) 木質系成形体および木質系成形体の製造方法
Dixon Effects of Static Mixer Geometry on Polyurethane Properties
DE102005063483B4 (de) Polymerpulver mit Blockpolyetheramid, Verwendung in einem formgebenden Verfahren und Formkörper, hergestellt aus diesem Polymerpulver

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131023

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140909

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140916

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141015

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5635111

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees