DE102023104249A1 - Expandable 3D printing filament and method for its production - Google Patents
Expandable 3D printing filament and method for its production Download PDFInfo
- Publication number
- DE102023104249A1 DE102023104249A1 DE102023104249.1A DE102023104249A DE102023104249A1 DE 102023104249 A1 DE102023104249 A1 DE 102023104249A1 DE 102023104249 A DE102023104249 A DE 102023104249A DE 102023104249 A1 DE102023104249 A1 DE 102023104249A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- group
- printing
- expandable
- polymer
- pla
- 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.)
- Pending
Links
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 title claims abstract description 116
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 claims abstract description 62
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 43
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 claims abstract description 38
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 6
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims abstract description 6
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 145
- -1 cyclic alkyl ethers Chemical class 0.000 claims description 31
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 claims description 12
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 12
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 11
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims description 11
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 9
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 8
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 8
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 8
- 229920006218 cellulose propionate Polymers 0.000 claims description 8
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 8
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 claims description 8
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 8
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 claims description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 8
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 8
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 8
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims description 7
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 claims description 7
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 claims description 6
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 6
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 6
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 6
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 claims description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 5
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 claims description 5
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 5
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004629 polybutylene adipate terephthalate Substances 0.000 claims description 5
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 5
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 5
- 229920012287 polyphenylene sulfone Polymers 0.000 claims description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 claims description 5
- RWPICVVBGZBXNA-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) benzene-1,4-dicarboxylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=C(C(=O)OCC(CC)CCCC)C=C1 RWPICVVBGZBXNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QPKOBORKPHRBPS-UHFFFAOYSA-N bis(2-hydroxyethyl) terephthalate Chemical compound OCCOC(=O)C1=CC=C(C(=O)OCCO)C=C1 QPKOBORKPHRBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 4
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 4
- RWPICVVBGZBXNA-BGYRXZFFSA-N Bis(2-ethylhexyl) terephthalate Natural products CCCC[C@H](CC)COC(=O)C1=CC=C(C(=O)OC[C@H](CC)CCCC)C=C1 RWPICVVBGZBXNA-BGYRXZFFSA-N 0.000 claims description 3
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001283 Polyalkylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 3
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N Propionic acid Chemical class CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 16
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 24
- CDOOAUSHHFGWSA-OWOJBTEDSA-N (e)-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene Chemical compound F\C=C\C(F)(F)F CDOOAUSHHFGWSA-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 17
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 17
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 14
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 13
- QPRQEDXDYOZYLA-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutan-1-ol Chemical compound CCC(C)CO QPRQEDXDYOZYLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- CDOOAUSHHFGWSA-UHFFFAOYSA-N 1,3,3,3-tetrafluoropropene Chemical compound FC=CC(F)(F)F CDOOAUSHHFGWSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 9
- PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N isoamylol Chemical compound CC(C)CCO PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JYVLIDXNZAXMDK-UHFFFAOYSA-N pentan-2-ol Chemical compound CCCC(C)O JYVLIDXNZAXMDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- AQIXEPGDORPWBJ-UHFFFAOYSA-N pentan-3-ol Chemical compound CCC(O)CC AQIXEPGDORPWBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- DQEFEBPAPFSJLV-UHFFFAOYSA-N Cellulose propionate Chemical compound CCC(=O)OCC1OC(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C1OC1C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(OC(=O)CC)C(COC(=O)CC)O1 DQEFEBPAPFSJLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012972 dimethylethanolamine Substances 0.000 description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 5
- PZHIWRCQKBBTOW-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxybutane Chemical compound CCCCOCC PZHIWRCQKBBTOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NVJUHMXYKCUMQA-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxypropane Chemical compound CCCOCC NVJUHMXYKCUMQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FXRLMCRCYDHQFW-UHFFFAOYSA-N 2,3,3,3-tetrafluoropropene Chemical compound FC(=C)C(F)(F)F FXRLMCRCYDHQFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RMGHERXMTMUMMV-UHFFFAOYSA-N 2-methoxypropane Chemical compound COC(C)C RMGHERXMTMUMMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AXDQRMNOWLDHOZ-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutan-1-ol;2-methylpropan-1-ol Chemical compound CC(C)CO.CCC(C)CO AXDQRMNOWLDHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HZFRAXYIHSNQCR-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutan-2-ol;2-methylpropan-2-ol Chemical compound CC(C)(C)O.CCC(C)(C)O HZFRAXYIHSNQCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QJMYXHKGEGNLED-UHFFFAOYSA-N 5-(2-hydroxyethylamino)-1h-pyrimidine-2,4-dione Chemical compound OCCNC1=CNC(=O)NC1=O QJMYXHKGEGNLED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N Formic acid Chemical compound OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XOBKSJJDNFUZPF-UHFFFAOYSA-N Methoxyethane Chemical compound CCOC XOBKSJJDNFUZPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MZNDIOURMFYZLE-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol Chemical compound CCCCO.CCCCO MZNDIOURMFYZLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GKMQWTVAAMITHR-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O.CCC(C)O GKMQWTVAAMITHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N butyl acetate Chemical compound CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NMJJFJNHVMGPGM-UHFFFAOYSA-N butyl formate Chemical compound CCCCOC=O NMJJFJNHVMGPGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960004132 diethyl ether Drugs 0.000 description 4
- POLCUAVZOMRGSN-UHFFFAOYSA-N dipropyl ether Chemical compound CCCOCCC POLCUAVZOMRGSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZLRROLLKQDRDPI-UHFFFAOYSA-L disodium;4,5-dihydroxybenzene-1,3-disulfonate;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Na+].OC1=CC(S([O-])(=O)=O)=CC(S([O-])(=O)=O)=C1O ZLRROLLKQDRDPI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N ethyl formate Chemical compound CCOC=O WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SYJRVVFAAIUVDH-UHFFFAOYSA-N ipa isopropanol Chemical compound CC(C)O.CC(C)O SYJRVVFAAIUVDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- VNKYTQGIUYNRMY-UHFFFAOYSA-N methoxypropane Chemical compound CCCOC VNKYTQGIUYNRMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RCYSGAYIEFAJTG-UHFFFAOYSA-N methyl acetate;propanoic acid Chemical compound CCC(O)=O.COC(C)=O RCYSGAYIEFAJTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GUVKYQNSMXSMMU-UHFFFAOYSA-N oxane Chemical compound C1CCOCC1.C1CCOCC1 GUVKYQNSMXSMMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KVYJZMJPHSXEDZ-UHFFFAOYSA-N pentan-1-ol Chemical compound CCCCCO.CCCCCO KVYJZMJPHSXEDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- USGIERNETOEMNR-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO.CCCO USGIERNETOEMNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SXBRULKJHUOQCD-UHFFFAOYSA-N propanoic acid Chemical compound CCC(O)=O.CCC(O)=O SXBRULKJHUOQCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 3
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- YBRDZPBSRZYEMO-UHFFFAOYSA-N C(CC)C(=O)O.C(=O)OCCC Chemical compound C(CC)C(=O)O.C(=O)OCCC YBRDZPBSRZYEMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLVKLMURQQAKFR-UHFFFAOYSA-N C(CC)C(C(=O)O)C.C(CC)OC(CC)=O Chemical compound C(CC)C(C(=O)O)C.C(CC)OC(CC)=O BLVKLMURQQAKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MYXWPWBHJZNRCT-UHFFFAOYSA-N C(CCCC)C(=O)O.C(=O)OCCCCC Chemical compound C(CCCC)C(=O)O.C(=O)OCCCCC MYXWPWBHJZNRCT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FTJSZJRZIKNLHY-UHFFFAOYSA-N CCCCC(O)=O.CCCOC(C)=O Chemical compound CCCCC(O)=O.CCCOC(C)=O FTJSZJRZIKNLHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GSINYWZNQFOYPT-UHFFFAOYSA-N CCOC(=O)CC.CCC(C)C(O)=O Chemical compound CCOC(=O)CC.CCC(C)C(O)=O GSINYWZNQFOYPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004429 Calibre Substances 0.000 description 2
- 229920013667 Cellidor Polymers 0.000 description 2
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N Cyclopentane Chemical compound C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N Methyl butyrate Chemical compound CCCC(=O)OC UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DIQMPQMYFZXDAX-UHFFFAOYSA-N Pentyl formate Chemical compound CCCCCOC=O DIQMPQMYFZXDAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000331 Polyhydroxybutyrate Polymers 0.000 description 2
- SMEGJBVQLJJKKX-HOTMZDKISA-N [(2R,3S,4S,5R,6R)-5-acetyloxy-3,4,6-trihydroxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound CC(=O)OC[C@@H]1[C@H]([C@@H]([C@H]([C@@H](O1)O)OC(=O)C)O)O SMEGJBVQLJJKKX-HOTMZDKISA-N 0.000 description 2
- NQOUCSFLANJZBW-UHFFFAOYSA-N acetic acid;methyl formate Chemical compound COC=O.CC(O)=O NQOUCSFLANJZBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YBCVMFKXIKNREZ-UHFFFAOYSA-N acoh acetic acid Chemical compound CC(O)=O.CC(O)=O YBCVMFKXIKNREZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 2
- OAEQYDZVVPONKW-UHFFFAOYSA-N butan-2-yl formate Chemical compound CCC(C)OC=O OAEQYDZVVPONKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229940052303 ethers for general anesthesia Drugs 0.000 description 2
- SSAHOVVSGAUNEL-UHFFFAOYSA-N ethyl butanoate;2-ethylbutanoic acid Chemical compound CCCC(=O)OCC.CCC(CC)C(O)=O SSAHOVVSGAUNEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OBNCKNCVKJNDBV-UHFFFAOYSA-N ethyl butyrate Chemical compound CCCC(=O)OCC OBNCKNCVKJNDBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HVHDXEBXZOWTMV-UHFFFAOYSA-N ethyl formate propanoic acid Chemical compound C(C)C(=O)O.C(=O)OCC HVHDXEBXZOWTMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XVVLAOSRANDVDB-UHFFFAOYSA-N formic acid Chemical compound OC=O.OC=O XVVLAOSRANDVDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N methyl acetate Chemical compound COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SAWDWNGDUQSWAN-UHFFFAOYSA-N methyl butanoate;2-methylbutanoic acid Chemical compound CCCC(=O)OC.CCC(C)C(O)=O SAWDWNGDUQSWAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HNBDRPTVWVGKBR-UHFFFAOYSA-N methyl pentanoate Chemical compound CCCCC(=O)OC HNBDRPTVWVGKBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BUVQNMMCWLPESI-UHFFFAOYSA-N methyl pentanoate;2-methylpentanoic acid Chemical compound CCCCC(=O)OC.CCCC(C)C(O)=O BUVQNMMCWLPESI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZWMHQTRHIXWILP-UHFFFAOYSA-N methyl propanoate 2-methylpropanoic acid Chemical compound C(C(C)C)(=O)O.COC(CC)=O ZWMHQTRHIXWILP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000520 poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) Polymers 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N propyl acetate Chemical compound CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCSINKKTEDDPNK-UHFFFAOYSA-N propyl propionate Chemical compound CCCOC(=O)CC MCSINKKTEDDPNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- WMOVHXAZOJBABW-UHFFFAOYSA-N tert-butyl acetate Chemical compound CC(=O)OC(C)(C)C WMOVHXAZOJBABW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATBIJIGEUTXEJA-UHFFFAOYSA-N tert-butyl acetate;3,3-dimethylbutanoic acid Chemical compound CC(=O)OC(C)(C)C.CC(C)(C)CC(O)=O ATBIJIGEUTXEJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- ZAMLGGRVTAXBHI-UHFFFAOYSA-N 3-(4-bromophenyl)-3-[(2-methylpropan-2-yl)oxycarbonylamino]propanoic acid Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)NC(CC(O)=O)C1=CC=C(Br)C=C1 ZAMLGGRVTAXBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000003517 Elaeocarpus dentatus Species 0.000 description 1
- 229940081735 acetylcellulose Drugs 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N heptamethylene Natural products C1CCCCCC1 DMEGYFMYUHOHGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000005828 hydrofluoroalkanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 description 1
- 239000005015 poly(hydroxybutyrate) Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
-
- 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
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
- B29C44/3442—Mixing, kneading or conveying the foamable material
- B29C44/3446—Feeding the blowing agent
- B29C44/3453—Feeding the blowing agent to solid plastic material
-
- 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
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/307—Handling of material to be used in additive manufacturing
- B29C64/314—Preparation
-
- 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
- B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
- C08J9/14—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
- C08J9/142—Compounds containing oxygen but no halogen atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
- C08J9/14—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
- C08J9/143—Halogen containing compounds
- C08J9/144—Halogen containing compounds containing carbon, halogen and hydrogen only
- C08J9/146—Halogen containing compounds containing carbon, halogen and hydrogen only only fluorine as halogen atoms
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/08—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for forming hollow filaments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D01F6/26—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from other polymers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
- D01F6/62—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters
- D01F6/625—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters derived from hydroxy-carboxylic acids, e.g. lactones
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/08—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with halogenated hydrocarbons
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/12—Aldehydes; Ketones
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/144—Alcohols; Metal alcoholates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/165—Ethers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/184—Carboxylic acids; Anhydrides, halides or salts thereof
- D06M13/188—Monocarboxylic acids; Anhydrides, halides or salts thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/224—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic acid
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M23/00—Treatment of fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, characterised by the process
- D06M23/10—Processes in which the treating agent is dissolved or dispersed in organic solvents; Processes for the recovery of organic solvents thereof
-
- 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
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
- C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
- C08J2201/032—Impregnation of a formed object with a gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
- C08J2203/12—Organic compounds only containing carbon, hydrogen and oxygen atoms, e.g. ketone or alcohol
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
- C08J2203/16—Unsaturated hydrocarbons
- C08J2203/162—Halogenated unsaturated hydrocarbons, e.g. H2C=CF2
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
- C08J2300/22—Thermoplastic resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/04—Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2467/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2467/04—Polyesters derived from hydroxy carboxylic acids, e.g. lactones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
Abstract
Es wird ein Verfahren zur Herstellung von expandierbaren 3D-Druckfilamenten vorgeschlagen, indem ein 3D-Druckfilament aus einem thermoplastischen Polymer oder Polymer-Blend bereitgestellt und unterhalb seiner Schmelztemperatur bei gegenüber Umgebungsdruck erhöhtem Druck mit wenigstens einem Treibmittel imprägniert wird. Die Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Treibmittel aus der Gruppe der wenigstens eine funktionelle Gruppe aufweisenden und/oder zumindest teilweise mit Fluor substituierten Kohlenwasserstoffe mit bis zu sechs Kohlenstoffatomen gewählt wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein mittels eines solchen Verfahrens erhältliches expandierbares 3D-Druckfilament aus einem mit wenigstens einem Treibmittel imprägnierten thermoplastischen Polymer oder Polymer-Blend sowie auf ein geschäumtes Polymer-Formteil, welches aus wenigstens einem expandierbaren 3D-Druckfilament der vorgenannten Art mittels 3D-Druckens hergestellt ist.A method for producing expandable 3D printing filaments is proposed by providing a 3D printing filament made of a thermoplastic polymer or polymer blend and impregnating it with at least one blowing agent below its melting temperature at a pressure higher than ambient pressure. The invention provides that the at least one blowing agent is selected from the group of hydrocarbons having at least one functional group and/or at least partially substituted with fluorine and having up to six carbon atoms. The invention further relates to an expandable 3D printing filament obtainable by means of such a method made of a thermoplastic polymer or polymer blend impregnated with at least one blowing agent, as well as to a foamed polymer molding which is produced from at least one expandable 3D printing filament of the aforementioned type by means of 3D printing.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von expandierbaren 3D-Druckfilamenten, indem ein 3D-Druckfilament aus wenigstens einem thermoplastischen Polymer bereitgestellt und unterhalb seiner Schmelztemperatur bei gegenüber Umgebungsdruck erhöhtem Druck mit wenigstens einem Treibmittel imprägniert wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein insbesondere mittels eines solchen Verfahrens hergestelltes expandierbares 3D-Druckfilament aus wenigstens einem thermoplastischen Polymer, welches mit wenigstens einem Treibmittel imprägniert ist, sowie auf ein geschäumtes Polymer-Formteil, welches aus wenigstens einem expandierbaren 3D-Druckfilament der vorgenannten Art mittels 3D-Druckens hergestellt ist.The invention relates to a method for producing expandable 3D printing filaments by providing a 3D printing filament made of at least one thermoplastic polymer and impregnating it with at least one blowing agent below its melting temperature at a pressure higher than ambient pressure. The invention further relates to an expandable 3D printing filament made of at least one thermoplastic polymer, which is impregnated with at least one blowing agent, produced in particular by means of such a method, and to a foamed polymer molded part which is produced from at least one expandable 3D printing filament of the aforementioned type by means of 3D printing.
Zur Herstellung von Polymer-Formteilen ist das auch als „fused deposition modeling“ (FDM) oder „fused filament fabrication“ (FFF) bezeichnete Schmelzschichtverfahren bekannt, welches in 3D-Druckern Anwendung findet und ein Fertigungsverfahren darstellt, bei welchem ein 3D-Druckfilament aus einem thermoplastischen Polymer oder aus einem Polymer-Blend aus mehreren thermoplastischen Polymeren plastifiziert und mittels einer üblicherweise im Druckkopf des 3D-Druckers vorgesehenen Düse schichtweise abgeschieden wird, um das letztlich aus einer Vielzahl an solchen Schichten gebildete Polymer-Formteil zu erzeugen. Dies ermöglicht einerseits eine auch zum Prototyping oder für Kleinserien geeignete, schichtweise Herstellung von relativ komplexen und beispielsweise durch herkömmliche thermoplastische Verarbeitungsverfahren, wie Spritzgießen, Extrudieren etc., nicht oder nur schwer herstellbaren Formteilen mit mehr oder minder komplexen Strukturen, wobei das Schmelzschichtverfahren andererseits zunehmend auch für die Serienfertigung von Polymer-Formteilen, insbesondere mit relativ komplexen Strukturen, eingesetzt wird.The melt layer process, also known as "fused deposition modeling" (FDM) or "fused filament fabrication" (FFF), is used in 3D printers and is a manufacturing process in which a 3D printing filament made of a thermoplastic polymer or a polymer blend of several thermoplastic polymers is plasticized and deposited layer by layer using a nozzle usually provided in the print head of the 3D printer in order to produce the polymer molded part ultimately made up of a large number of such layers. On the one hand, this enables layer-by-layer production of relatively complex molded parts with more or less complex structures that are not or only difficult to produce using conventional thermoplastic processing methods such as injection molding, extrusion, etc., and on the other hand, the melt layer process is increasingly being used for the series production of polymer molded parts, especially with relatively complex structures.
Bei dem Schmelzschichtverfahren mittels auch als „additive manufacturing“ bezeichneten 3D-Druckens wird üblicherweise ein dreidimensionales Modell des zu erzeugenden Formteils digital erstellt, was insbesondere mittels der bekannten Methoden des Computer Aided Designs (CAD) geschehen kann. Darüber hinaus wird mittels einer geeigneten Software, wie beispielsweise eines sogenannten Slicer-Programms (z.B. Cura™ oder dergleichen), das dreidimensionale Modell des zu erzeugenden Formteils in eine Mehrzahl an dünnen Schichten zerlegt, woraufhin das plastifizierte Polymer des 3D-Druckfilamentes mittels der Düse des entsprechend bewegten Druckkopfes schichtweise abgeschieden wird, um das Polymer-Formteil Schicht für Schicht aufzubauen. Unmittelbar nach dem Ausbringen des mehr oder minder strang- oder tropfenförmig aus der Düse des Druckkopfes ausgetragenen Polymerplastifikates beginnt der Erstarrungsprozess, wobei das abgeschiedene Plastifikat beispielsweise bei Umgebungstemperatur oder auch unter aktiver Abkühlung erstarrt.In the melt layer process using 3D printing, also known as “additive manufacturing”, a three-dimensional model of the molded part to be produced is usually created digitally, which can be done in particular using the well-known methods of computer-aided design (CAD). In addition, using suitable software, such as a so-called slicer program (e.g. Cura™ or the like), the three-dimensional model of the molded part to be produced is broken down into a number of thin layers, whereupon the plasticized polymer of the 3D printing filament is deposited layer by layer using the nozzle of the correspondingly moving print head in order to build up the polymer molded part layer by layer. Immediately after the polymer plasticized material is discharged from the nozzle of the print head in more or less strand or droplet form, the solidification process begins, with the deposited plasticized material solidifying, for example, at ambient temperature or with active cooling.
Ein dem Schmelzschichtverfahren mittels 3D-Druckern immanenter Nachteil besteht darin, dass sich einerseits die Dichte des gedruckten Polymer-Formteils bislang nur in geringem Maße beeinflussen lässt, andererseits die Druckzeiten für großvolumige Polymer-Formteile relativ lang sind, da nur sehr dünne Plastifikatstränge schichtweise abgeschieden werden können. Um die Dichte des gedruckten Polymer-Formteils zu verringern und zugleich Polymermaterial einzusparen, wird gegenwärtig üblicherweise der sogenannten Infill reduziert, womit die von außen nicht sichtbare innere Füllung bzw. die innere Stützstruktur des gedruckten Polymer-Formteils gemeint ist, wobei der Infill zwischen 100% (im Falle eines massiven bzw. gänzlich kompakten Polymer-Formteils) bis nahezu 0% (im Falle eines gänzlich hohlen Polymer-Formteils) betragen kann. Allerdings verschlechtern sich die mechanischen Eigenschaften des Polymer-Formteils mit abnehmendem Infill deutlich und stellen Kerbwirkungen, welche sich an den Übergängen von abgelegten bzw. aus den gedruckten 3D-Druckfilamenten erzeugten Strängen bilden, einen weiteren Schwachpunkt dar. Alternativ oder zusätzlich wird in jüngerer Zeit versucht, die Dichte des gedruckten Polymer-Formteils dadurch zu vermindern, indem mit Treibmitteln beladene 3D-Druckfilamente zum Einsatz gelangen, so dass der Plastifikatstrang während des 3D-Druckens aufgeschäumt werden kann und ein geschäumtes Polymer-Formteil erhalten wird. Die hierdurch mögliche Verringerung der Dichte ist gegenwärtig jedoch beschränkt und es lassen sich auf diese Weise minimale Dichten des Polymer-Formteils von bis zu etwa 400 kg/m3 erzielen.An inherent disadvantage of the melt layer process using 3D printers is that, on the one hand, the density of the printed polymer molding can only be influenced to a small extent, and, on the other hand, the printing times for large-volume polymer moldings are relatively long, since only very thin plastic strands can be deposited layer by layer. In order to reduce the density of the printed polymer molding and at the same time save polymer material, the so-called infill is currently usually reduced, which means the inner filling or the inner support structure of the printed polymer molding that is not visible from the outside, whereby the infill can be between 100% (in the case of a solid or completely compact polymer molding) to almost 0% (in the case of a completely hollow polymer molding). However, the mechanical properties of the polymer molded part deteriorate significantly as the infill decreases, and notch effects that form at the transitions between strands deposited or produced from the printed 3D printing filaments represent another weak point. Alternatively or additionally, attempts have recently been made to reduce the density of the printed polymer molded part by using 3D printing filaments loaded with blowing agents, so that the plasticized strand can be foamed during 3D printing and a foamed polymer molded part is obtained. However, the reduction in density that can be achieved in this way is currently limited, and minimum densities of the polymer molded part of up to around 400 kg/m 3 can be achieved in this way.
Die
Entsprechendes gilt weitestgehend für ein weiteres Verfahren zur Herstellung von expandierbaren 3D-Druckfilamenten im unmittelbaren Vorfeld zum 3D-Drucken von geschäumten Polymer-Formteilen hieraus gemäß der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von expandierbaren 3D-Druckfilamenten der eingangs genannten Art sowie ein solchermaßen herstellbares 3D-Druckfilament und ein hieraus mittels 3D-Druckens erzeugtes geschäumtes Polymer-Formteil unter zumindest weitestgehender Vermeidung der vorgenannten Nachteile auf einfache und kostengünstige Weise dahingehend weiterzubilden, dass das expandierbare 3D-Druckfilament eine gegenüber dem Stand der Technik längere Lagerfähigkeit aufweist und mittels 3D-Druckens zu geschäumten Polymer-Formteilen mit geringerer Dichte verarbeitet werden kann, wobei das expandierbare 3D-Druckfilament insbesondere mittels herkömmlicher, kommerziell verfügbarer 3D-Drucker verdruckt werden können sollte.The invention is based on the object of developing a method for producing expandable 3D printing filaments of the type mentioned at the outset, as well as a 3D printing filament that can be produced in this way and a foamed polymer molded part produced therefrom by means of 3D printing, while at least largely avoiding the aforementioned disadvantages in a simple and cost-effective manner, such that the expandable 3D printing filament has a longer shelf life than the prior art and can be processed by means of 3D printing to form foamed polymer molded parts with a lower density, wherein the expandable 3D printing filament should be able to be printed in particular by means of conventional, commercially available 3D printers.
In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Treibmittel aus der Gruppe der wenigstens eine funktionelle Gruppe aufweisenden und/oder zumindest teilweise mit Fluor substituierten Kohlenwasserstoffe mit bis zu sechs Kohlenstoffatomen gewählt wird.From a process engineering point of view, this object is achieved according to the invention in a process of the type mentioned at the outset in that the at least one blowing agent is selected from the group of hydrocarbons having at least one functional group and/or at least partially substituted with fluorine and having up to six carbon atoms.
In erzeugnistechnischer Hinsicht sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe ferner ein mittels eines solchen Verfahrens herstellbares 3D-Druckfilament aus wenigstens einem thermoplastischen Polymer vor, welches mit wenigstens einem Treibmittel imprägniert ist, wobei das wenigstens eine Treibmittel aus der Gruppe der wenigstens eine funktionelle Gruppe aufweisenden und/oder zumindest teilweise mit Fluor substituierten Kohlenwasserstoffe mit bis zu sechs Kohlenstoffatomen gewählt ist.In terms of product technology, the invention further provides for solving this problem by means of such a process, a 3D printing filament made of at least one thermoplastic polymer which is impregnated with at least one blowing agent, wherein the at least one blowing agent is selected from the group of hydrocarbons having at least one functional group and/or at least partially substituted with fluorine and having up to six carbon atoms.
Darüber hinaus sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe in erzeugnistechnischer Hinsicht ein geschäumtes Polymer-Formteil vor, welches aus wenigstens einem expandierbaren 3D-Druckfilament der vorgenannten Art hergestellt ist.Furthermore, in order to solve this problem, the invention provides, in terms of product technology, a foamed polymer molded part which is made from at least one expandable 3D printing filament of the aforementioned type.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die erfindungsgemäßen Treibmittel dem expandierbaren 3D-Druckfilament eine gegenüber dem Stand der Technik erheblich längere Lagerfähigkeit von bis zu mehreren Wochen verleihen, so dass die imprägnierten 3D-Druckfilamente einerseits nicht unmittelbar nach der Imprägnierung verarbeitet werden müssen, andererseits mittels herkömmlichen 3D-Druckern zu geschäumten Polymer-Formteilen verarbeitet werden können. Das geschäumte Plastifikat erweist sich hierbei als sehr stabil und weist eine sehr homogene Porenstruktur auf, welche während des Erstarrens der Plastifikatstränge nicht kollabiert. Die Dichte eines auf diese Weise gedruckten geschäumten Polymer-Formteils lässt sich hierbei insbesondere durch Variation der Düsentemperatur und der Extrusionsgeschwindigkeit des 3D-Druckers in weiten Grenzen bis hin zu sehr geringen Dichten des Polymer-Formteils von weniger als 5% der Dichte eines entsprechenden kompakten (ungeschäumten) Polymer-Formteils bzw. bis hin zu Dichten in einer Größenordnung von etwa 30 kg/m3 bis etwa 40 kg/m3 steuern. Hierbei wird vermutet, dass insbesondere die im Vergleich mit den bislang bekannten Treibmitteln von expandierbaren 3D-Druckfilamenten relativ hohe Molmasse und die relativ hohen Dampfdrücke der erfindungsgemäßen Treibmittel bei einer gleichwohl hinreichend geringen Siede- bzw. Verdampfungstemperatur eine Rolle spielen. Wie bereits erwähnt, können die erfindungsgemäßen expandierbaren 3D-Druckfilamente dabei unter Verwendung von praktisch beliebigen bekannten 3D-Druckern mittels Schmelzschichten zu geschäumten Polymer-Formteilen mit einer vorgegebenen Geometrie verarbeitet werden.Surprisingly, it was found that the blowing agents according to the invention give the expandable 3D printing filament a considerably longer shelf life of up to several weeks compared to the prior art, so that the impregnated 3D printing filaments do not have to be processed immediately after impregnation, and can be processed into foamed polymer moldings using conventional 3D printers. The foamed plastic proves to be very stable and has a very homogeneous pore structure that does not collapse during the solidification of the plastic strands. The density of a foamed polymer molded part printed in this way can be controlled within wide limits, in particular by varying the nozzle temperature and the extrusion speed of the 3D printer, down to very low densities of the polymer molded part of less than 5% of the density of a corresponding compact (unfoamed) polymer molded part or up to densities in the order of about 30 kg/m 3 to about 40 kg/m 3. It is assumed that the relatively high molecular weight compared to the previously known blowing agents of expandable 3D printing filaments and the relatively high vapor pressures of the blowing agents according to the invention, with a nevertheless sufficiently low boiling or evaporation temperature, play a role. As already mentioned, the expandable 3D printing filaments according to the invention can be processed into foamed polymer molded parts with a predetermined geometry using virtually any known 3D printer by means of melt layers.
Bei der wenigstens einen, z.B. genau einen, funktionellen Gruppe der Kohlenwasserstoffe mit bis zu sechs Kohlenstoffatomen, wie sie erfindungsgemäß als Treibmittel der expandierbaren 3D-Druckfilamente eingesetzt werden, kann es sich vorzugsweise um Hydroxygruppen (-OH), Ethergruppen (-O-), Carboxylgruppen (-COOH) oder Estergruppen (-CO-O-) handeln. So kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Treibmittel aus der Gruppe
- - der Alkohole mit einer Hydroxygruppe, insbesondere aus der Gruppe der acyclischen und cyclischen Alkanole, z.B. Methanol, Ethanol, n-Propanol (Propan-1-ol), iso-Propanol (Propan-2-ol), n-Butanol (Butan-1-ol), isoButanol (2-Methyl-1-butanol), sec-Butanol (2-Butanol), tert-Butanol (2-Methyl-2-butanol), n-Pentanol (Pentan-1-ol), 2-Pentanol, 3-Pentanol, 2-Methyl-1-butanol, 3-Methyl-1-butanol etc.,
- - der Ether, insbesondere aus der Gruppe der acyclischen und cyclischen Alkylether, z.B. Dimethylether (DME), Ethylmethylether, Diethylether, Methyl-n-propylether, Methyl-iso-propylether, Methyl-tert-butylether (MTBE), n-Butylmethylether, Ethyl-n-propylether, Ethyl-iso-propylether, Di-n-propylether, Ethylbutylether, Tetrahydrofuran (Oxacyclopentan), Tetrahydropyran (Oxacyclohexan) etc.,
- - der Carbonsäuren mit einer Carboxylgruppe, insbesondere aus der Gruppe der acyclischen gesättigten Carbonsäuren, z.B. Ameisensäure (Methansäure), Essigsäure (Ethansäure), Propionsäure (Propansäure) etc., und
- - der Ester, insbesondere aus der Gruppe der Carbonsäureester, z.B. Ameisensäuremethylester (Methylformiat), Ameisensäureethylester (Ethylformiat), Ameisensäurepropylester (Propylformiat), Ameisensäure-n- (Butylformiat), -sec- (sec-Butylformiat), oder -tert-butylester (tert-Butylformiat), Ameisensäurepentylester (Pentylformiat), Essigsäuremethylester (Methylacetat), Essigsäuremethylester (Ethylformiat), Essigsäurepropylester (Propylacetat), Essigsäure-n- (Butylacetat), -sec- (sec-Butylacetat), oder -tert-butylester (tert-Butylacetat), Proprionsäuremethylester (Methylpropionat), Propiosäureethylester (Ethylpropionat), Propionsäurepropylester Propylpropionat), Buttersäuremethylester (Methylbutyrat), Buttersäureethylester (Ethylbutyrat), Valeriansäuremethylester (Methylpentanoat) etc.,
- - alcohols with a hydroxy group, in particular from the group of acyclic and cyclic alkanols, e.g. methanol, ethanol, n-propanol (propan-1-ol), iso-propanol (propan-2-ol), n-butanol (butan-1-ol), isobutanol (2-methyl-1-butanol), sec-butanol (2-butanol), tert-butanol (2-methyl-2-butanol), n-pentanol (pentan-1-ol), 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol etc.,
- - ethers, in particular from the group of acyclic and cyclic alkyl ethers, e.g. dimethyl ether (DME), ethyl methyl ether, diethyl ether, methyl n-propyl ether, methyl isopropyl ether, methyl tert-butyl ether (MTBE), n-butyl methyl ether, ethyl n-propyl ether, ethyl isopropyl ether, di-n-propyl ether, ethyl butyl ether, tetrahydrofuran (oxacyclopentane), tetrahydropyran (oxacyclohexane) etc.,
- - carboxylic acids with a carboxyl group, in particular from the group of acyclic saturated carboxylic acids, e.g. formic acid (methanoic acid), acetic acid (ethanoic acid), propionic acid (propanoic acid) etc., and
- - the esters, in particular from the group of carboxylic acid esters, e.g. methyl formate (methyl formate), ethyl formate (ethyl formate), propyl formate (propyl formate), n-formate (butyl formate), sec-formate (sec-butyl formate), or tert-butyl formate (tert-butyl formate), pentyl formate (pentyl formate), methyl acetate (methyl acetate), methyl acetate (ethyl formate), propyl acetate (propyl acetate), n-formate (butyl acetate), sec-formate (sec-butyl acetate), or tert-butyl acetate (tert-butyl acetate), methyl propionate (methyl propionate), ethyl propionate (ethyl propionate), propyl propionate (propyl propionate), methyl butyrate (methyl butyrate), ethyl butyrate (ethyl butyrate), methyl valerate (methyl pentanoate) etc.,
Bei einem erfindungsgemäßen expandierbaren 3D-Druckfilament kann demnach vorzugsweise vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Treibmittel aus der Gruppe
- - der Alkohole mit einer Hydroxygruppe, insbesondere aus der Gruppe der acyclischen und cyclischen Alkanole, z.B. Methanol, Ethanol, n-Propanol (Propan-1-ol), iso-Propanol (Propan-2-ol), n-Butanol (Butan-1-ol), isoButanol (2-Methyl-1-butanol), sec-Butanol (2-Butanol), tert-Butanol (2-Methyl-2-butanol), n-Pentanol (Pentan-1-ol), 2-Pentanol, 3-Pentanol, 2-Methyl-1-butanol, 3-Methyl-1-butanol etc.,
- - der Ether, insbesondere aus der Gruppe der acyclischen und cyclischen Alkylether, z.B. Dimethylether (DME), Ethylmethylether, Diethylether, Methyl-n-propylether, Methyl-iso-propylether, Methyl-tert-butylether (MTBE), n-Butylmethylether, Ethyl-n-propylether, Ethyl-iso-propylether, Di-n-propylether, Ethylbutylether, Tetrahydrofuran (Oxacyclopentan), Tetrahydropyran (Oxacyclohexan) etc.,
- - der Carbonsäuren mit einer Carboxylgruppe, insbesondere aus der Gruppe der acyclischen gesättigten Carbonsäuren, z.B. Ameisensäure (Methansäure), Essigsäure (Ethansäure), Propionsäure (Propansäure) etc.,
- - der Ester, insbesondere aus der Gruppe der Carbonsäureester, z.B. Ameisensäuremethylester (Methylformiat), Ameisensäureethylester (Ethylformiat), Ameisensäurepropylester (Propylformiat), Ameisensäure-n- (Butylformiat), -sec- (sec-Butylformiat), oder -tert-butylester (tert-Butylformiat), Ameisensäurepentylester (Pentylformiat), Essigsäuremethylester (Methylacetat), Essigsäuremethylester (Ethylformiat), Essigsäurepropylester (Propylacetat), Essigsäure-n- (Butylacetat), -sec- (sec-Butylacetat), oder -tert-butylester (tert-Butylacetat), Proprionsäuremethylester (Methylpropionat), Propiosäureethylester (Ethylpropionat), Propionsäurepropylester Propylpropionat), Buttersäuremethylester (Methylbutyrat), Buttersäureethylester (Ethylbutyrat), Valeriansäuremethylester (Methylpentanoat) etc., und
- - Hydrofluoralkane (HFA) und/oder Hydrofluoralkene (HFO), z.B. 1,3,3,3-Tetrafluorpropen, 2,3,3,3-Tetrafluorpropen etc.,
- - alcohols with a hydroxy group, in particular from the group of acyclic and cyclic alkanols, e.g. methanol, ethanol, n-propanol (propan-1-ol), iso-propanol (propan-2-ol), n-butanol (butan-1-ol), isobutanol (2-methyl-1-butanol), sec-butanol (2-butanol), tert-butanol (2-methyl-2-butanol), n-pentanol (pentan-1-ol), 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol etc.,
- - ethers, in particular from the group of acyclic and cyclic alkyl ethers, e.g. dimethyl ether (DME), ethyl methyl ether, diethyl ether, methyl n-propyl ether, methyl isopropyl ether, methyl tert-butyl ether (MTBE), n-butyl methyl ether, ethyl n-propyl ether, ethyl isopropyl ether, di-n-propyl ether, ethyl butyl ether, tetrahydrofuran (oxacyclopentane), tetrahydropyran (oxacyclohexane) etc.,
- - carboxylic acids with a carboxyl group, in particular from the group of acyclic saturated carboxylic acids, e.g. formic acid (methanoic acid), acetic acid (ethanoic acid), propionic acid (propanoic acid) etc.,
- - the esters, in particular from the group of carboxylic acid esters, e.g. methyl formate (methyl formate), ethyl formate (ethyl formate), propyl formate (propyl formate), n-formate (butyl formate), sec-formate (sec-butyl formate), or tert-butyl formate (tert-butyl formate), pentyl formate (pentyl formate), methyl acetate (methyl acetate), methyl acetate (ethyl formate), propyl acetate (propyl acetate), n-formate (butyl acetate), sec-formate (sec-butyl acetate), or tert-butyl acetate (tert-butyl acetate), methyl propionate (methyl propionate), ethyl propionate (ethyl propionate), propyl propionate (propyl propionate), methyl butyrate (methyl butyrate), ethyl butyrate (ethyl butyrate), methyl valerate (methyl pentanoate) etc., and
- - Hydrofluoroalkanes (HFA) and/or hydrofluoroalkenes (HFO), e.g. 1,3,3,3-tetrafluoropropene, 2,3,3,3-tetrafluoropropene etc.,
Die Imprägnierung der 3D-Druckfilamente aus wenigstens einem thermoplastischen Polymer unterhalb dessen Schmelztemperatur bei gegenüber Umgebungsdruck erhöhtem Druck mit dem wenigstens einen Treibmittel kann in als solcher bekannter Weise geschehen, indem die 3D-Druckfilamente z.B. einem Druckbehälter, wie einem Autoklaven oder dergleichen, aufgegeben werden, wonach der Druckbehälter mit dem jeweiligen Treibmittel oder einem Gemisch aus mehreren Treibmitteln beaufschlagt und gegebenenfalls temperiert wird. Hierfür hat es sich beispielsweise als zweckmäßig erwiesen, wenn das 3D-Druckfilament
- - bei einem Druck zwischen größer etwa 1 bar und etwa 300 bar, insbesondere zwischen etwa 1,5 bar und etwa 200 bar, vorzugsweise zwischen etwa 2 bar und etwa 100 bar, z.B. zwischen etwa 5 bar und etwa 60 bar, und/oder
- - bei einer Temperatur zwischen etwa 0°C und etwa 200°C, insbesondere zwischen etwa 0°C und etwa 100°C, vorzugsweise zwischen etwa 0°C und etwa 80°C, z.B. zwischen etwa 20°C und etwa 80°C, und/oder
- - über einen Zeitraum zwischen etwa 1 min und etwa 30 h, insbesondere zwischen etwa 5 min und etwa 25 h, vorzugsweise zwischen etwa 10 min und etwa 20 h, z.B. zwischen etwa 30°min und etwa 20 h oder zwischen etwa 1 h und etwa 20 h,
- - at a pressure between greater than about 1 bar and about 300 bar, in particular between about 1.5 bar and about 200 bar, preferably between about 2 bar and about 100 bar, e.g. between about 5 bar and about 60 bar, and/or
- - at a temperature between about 0°C and about 200°C, in particular between about 0°C and about 100°C, preferably between about 0°C and about 80°C, e.g. between about 20°C and about 80°C, and/or
- - over a period of between about 1 minute and about 30 hours, in particular between about 5 minutes and about 25 hours, preferably between about 10 minutes and about 20 hours, e.g. between about 30 minutes and about 20 hours or between about 1 hour and about 20 hours,
Je nach gewähltem Treibmittel und je nach dem bzw. den thermoplastischen Polymer(en) des 3D-Druckfilamentes kann letzteres beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich der Umgebungstemperatur, unterhalb der Umgebungstemperatur oder auch oberhalb derselben mit dem wenigstens einen Treibmittel imprägniert werden, wobei es im letztgenannten Fall vorzugsweise nach der Imprägnierung unter Aufrechterhaltung des Druckes auf eine Temperatur abgekühlt wird, welche höchstens der Umgebungstemperatur entspricht. Auf diese Weise kann ein etwaiges ungewolltes Aufschäumen des 3D-Druckfilamentes am Ende der Imprägnierung verhindert werden, wobei der in dem Druckbehälter eingestellte Imprägnierdruck sodann vorzugsweise schlagartig entspannt wird, woraufhin der Druckbehälter geöffnet und das fertig imprägnierte expandierbare 3D-Druckfilament dem Druckbehälter entnommen werden kann.Depending on the selected propellant and the thermoplastic polymer(s) of the 3D printing filament, the latter can be impregnated with the at least one propellant, for example, at a temperature in the range of ambient temperature, below ambient temperature or even above it, wherein in the latter case it is preferably cooled after impregnation while maintaining the pressure to a temperature which corresponds at most to ambient temperature. In this way, any unwanted foaming of the 3D printing filament at the end of the impregnation can be prevented, wherein the impregnation pressure set in the pressure vessel is then preferably suddenly released, whereupon the pressure vessel is opened and the fully impregnated expandable 3D printing filament can be removed from the pressure vessel.
Die erfindungsgemäßen Treibmittel bieten sich grundsätzlich für beliebige bekannte thermoplastische Polymere an, wie sie in 3D-Druckfilamenten zum Einsatz gelangen können, um das 3D-Druckfilament während des 3D-Druckens aufzuschäumen und ein geschäumtes Polymer-Formteil mittels Schmelzschichten zu erzeugen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das wenigstens eine thermoplastische Polymer des expandierbaren 3D-Druckfilamentes aus der Gruppe
- - der Polyolefine, insbesondere aus der Gruppe Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polybutylen (PB), einschließlich deren Copolymeren, insbesondere der Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA) und der Ethylen-Butylacetat-Copolymeren (EBA),
- - der Polyoxymethylene (POM),
- - der Polyalkylenterephthalate, insbesondere aus der Gruppe Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polybutylenadipatterephthalat (PBAT), Bis(2-ethylhexyl)terephthalat und Bis(hydroxyethyl)terephthalat,
- - Polystyrol (PS) einschließlich dessen Copolymeren, insbesondere der Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS),
- - der Polycarbonate (PC),
- - der Polyamide (PA),
- - der Polyimide (PI) einschließlich der Polyetherimide (PEI) und der Polyamidimide (PAI),
- - der Polyhydroxyalkanoate (PHA),
- - der Polysulfone, insbesondere aus der Gruppe Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PES) und Polyphenylensulfon (PPSU),
- - der Polyetheretherketone (PEEK),
- - der Polyphenylensulfide (PPS),
- - der thermoplastischen Polyurethane (TPU),
- - Cellulose einschließlich deren Derivaten, insbesondere aus der Gruppe der Celluloseacetate und -propionate, und
- - der Polylactide (PLA)
- - polyolefins, in particular from the group polyethylene (PE), polypropylene (PP) and polybutylene (PB), including their copolymers, in particular ethylene-vinyl acetate copolymers (EVA) and ethylene-butyl acetate copolymers (EBA),
- - polyoxymethylenes (POM),
- - polyalkylene terephthalates, in particular from the group polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polybutylene adipate terephthalate (PBAT), bis(2-ethylhexyl) terephthalate and bis(hydroxyethyl) terephthalate,
- - Polystyrene (PS) including its copolymers, in particular acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS),
- - polycarbonates (PC),
- - polyamides (PA),
- - polyimides (PI), including polyetherimides (PEI) and polyamideimides (PAI),
- - the polyhydroxyalkanoates (PHA),
- - polysulfones, in particular from the group polysulfone (PSU), polyethersulfone (PES) and polyphenylenesulfone (PPSU),
- - the polyetheretherketone (PEEK),
- - polyphenylene sulfide (PPS),
- - thermoplastic polyurethanes (TPU),
- - Cellulose including its derivatives, in particular from the group of cellulose acetates and propionates, and
- - polylactide (PLA)
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein 3D-Druckfilament aus einem wenigstens zwei thermoplastische Polymere unterschiedlicher Kristallinität enthaltenden Polymer-Blend verwendet wird. In diesem Zusammenhang wurde gefunden, dass ein Polymer-Blend mit wenigstens einem vornehmlich amorphen thermoplastischen Polymer sowie wenigstens einem teilkristallinen thermoplastischen Polymer sowohl sehr hohe Beladungsgrade mit den erfindungsgemäßen Treibmitteln sowie hierdurch bedingte sehr geringe Dichten eines aus einem solchen expandierbaren 3D-Druckfilament gedruckten geschäumten Polymer-Formteil als auch eine sehr zuverlässige Handhabung des 3D-Druckvorgangs gewährleistet, wobei ein unkontrolliertes bzw. vorzeitiges Aufschäumen des 3D-Druckfilamentes verhindert wird. Es wird vermutet, dass hierbei die teilkristalline Phase des thermoplastischen Polymer-Blends das mit den erfindungsgemäßen Treibmitteln imprägnierte expandierbare 3D-Druckfilament stabilisiert, während die amorphe Phase des Polymer-Blends ein im Hinblick auf eine geringe Dichte sowie auf eine homogene Zellmorphologie eines stabilen Polymerschaumes gutes Aufschäum- und Schweißverhalten sicherstellt.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, it can be provided that a 3D printing filament made of a polymer blend containing at least two thermoplastic polymers of different crystallinity is used. In this context, it was found that a polymer blend with at least one predominantly amorphous thermoplastic polymer and at least one partially crystalline thermoplastic polymer ensures both very high loading levels with the blowing agents according to the invention and the resulting very low densities of a foamed polymer molded part printed from such an expandable 3D printing filament as well as very reliable handling of the 3D printing process, whereby uncontrolled or premature foaming of the 3D printing filament is prevented. It is assumed that the semi-crystalline phase of the thermoplastic polymer blend stabilizes the expandable 3D printing filament impregnated with the blowing agents according to the invention, while the amorphous phase of the polymer blend ensures good foaming and welding behavior with regard to a low density and a homogeneous cell morphology of a stable polymer foam.
Während hierbei vorzugsweise zumindest ein Polylactid (PLA) als Blend-Bestandteil eines solchen Polymer-Blends eingesetzt werden kann - sei es ein vornehmlich amorphes Polylactid oder sei es ein vornehmlich teilkristallines Polylactid -, hat es sich in diesem Zusammenhang als besonders vorteilhaft erweisen, wenn ein 3D-Druckfilament aus einem Polymer-Blend verwendet wird, welcher zumindest zwei Polylactide unterschiedlicher Kristallinität, insbesondere wenigstens ein vornehmlich amorphes Polylactid sowie wenigstens ein teilkristallines Polylactid, enthält.While preferably at least one polylactide (PLA) can be used as a blend component of such a polymer blend - be it a predominantly amorphous polylactide or a predominantly partially crystalline polylactide - it has proven to be particularly advantageous in this context if a 3D printing filament made of a polymer blend is used which contains at least two polylactides of different crystallinity, in particular at least one predominantly amorphous polylactide and at least one partially crystalline polylactide.
Bei einem erfindungsgemäßen expandierbaren 3D-Druckfilament kann demnach vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass es einen Polymer-Blend aus wenigstens zwei thermoplastischen Polymeren unterschiedlicher Kristallinität aufweist, wobei das expandierbare 3D-Druckfilament vorzugsweise einen Polymer-Blend aufweisen kann, welcher wenigstens ein, insbesondere zumindest zwei Polylactide unterschiedlicher Kristallinität, insbesondere wenigstens ein vornehmlich amorphes Polylactid sowie wenigstens ein teilkristallines Polylactid, enthält.In an expandable 3D printing filament according to the invention, it can therefore advantageously be provided that it has a polymer blend of at least two thermoplastic polymers of different crystallinity, wherein the expandable 3D printing filament can preferably have a polymer blend which contains at least one, in particular at least two polylactides of different crystallinity, in particular at least one predominantly amorphous polylactide and at least one partially crystalline polylactide.
Ausführungsbeispiele:Examples of implementation:
Es wurden einerseits aus verschiedenen thermoplastischen Polymermaterialien mittels eines Doppelschneckenextruders mit Schmelzepumpe, Kühlbad, Abzugs- und Wickeleinrichtung (kompakte) 3D-Druckfilamente erzeugt (Beispiele [1], [2] und [5] ff), andererseits wurden kommerziell erhältliche (kompakte) 3D-Druckfilamente bereitgestellt (Beispiele [3] und [4]). Hierbei wurden exemplarisch die folgenden Polymermaterialen verwendet:
- [1] Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) des Typs „PA-707“ (CHIMEI Corporation);
- [2] Cellulosepropionat (CP) des Typs „Cellidor CP 400-12“ (MOCOM Compounds GmbH & Co. KG);
- [3] 3D-Druckfilament aus Polylactid (PLA), teilkristallin, des Typs „eco-PLA“ (colorFabb B.V.);
- [4] 3D-Druckfilament aus Polylactid (PLA), teilkristallin, des Typs „tough PLA“ (colorFabb B.V.);
- [5] Polylactid (PLA), teilkristallin, hohe Kristallinität, des Typs „Luminy L175“ (Total Corbion PLA B.V.);
- [6] Polymer-Blend aus:
- - 50 Mass.-% PLA, teilkristallin, hohe Kristallinität, des Typs „Luminy L175“ (Total Corbion PLA B.V.), und
- - 50 Mass.-% PLA, amorph, des Typs „Luminy LX975“ (Total Corbion PLA B.V.);
- [7] Polylactid (PLA), teilkristallin, geringe Kristallinität, des Typs „Luminy LX175“ (Total Corbion PLA B.V.);
- [8] Polymer-Blend aus:
- - 50 Mass.-% PLA, teilkristallin, geringe Kristallinität, des Typs „Luminy LX175“ (Total Corbion PLA B.V.), und
- - 50 Mass.-% PLA, amorph, des Typs „Luminy LX975“ (Total Corbion PLA B.V.);
- [9] Polylactid (PLA), amorph, des Typs „Luminy LX975“ (Total Corbion PLA B.V.);
- [10] Polylactid (PLA) aus Recyclingmaterial;
- [11] Polycarbonat (PC) des Typs „Calibre 201-10“ (Trinseo S.A.); und
- [12] Polyhydroxybutyrat (PHBV) des Typs „Enmat Y1000P“ (TianAn Biologic Materials Co., Ltd.).
- [1] Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) type “PA-707” (CHIMEI Corporation);
- [2] Cellulose propionate (CP) of the type “Cellidor CP 400-12” (MOCOM Compounds GmbH & Co. KG);
- [3] 3D printing filament made of polylactide (PLA), semi-crystalline, of the type “eco-PLA” (colorFabb BV);
- [4] 3D printing filament made of polylactide (PLA), semi-crystalline, of the type “tough PLA” (colorFabb BV);
- [5] Polylactide (PLA), semi-crystalline, high crystallinity, of the type “Luminy L175” (Total Corbion PLA BV);
- [6] Polymer blend of:
- - 50 mass% PLA, semi-crystalline, high crystallinity, of the type “Luminy L175” (Total Corbion PLA BV), and
- - 50% by mass PLA, amorphous, type “Luminy LX975” (Total Corbion PLA BV);
- [7] Polylactide (PLA), semi-crystalline, low crystallinity, of the type “Luminy LX175” (Total Corbion PLA BV);
- [8] Polymer blend of:
- - 50 mass% PLA, semi-crystalline, low crystallinity, of the type “Luminy LX175” (Total Corbion PLA BV), and
- - 50% by mass PLA, amorphous, type “Luminy LX975” (Total Corbion PLA BV);
- [9] Polylactide (PLA), amorphous, type “Luminy LX975” (Total Corbion PLA BV);
- [10] Polylactide (PLA) from recycled material;
- [11] Polycarbonate (PC) of the type ‘Calibre 201-10’ (Trinseo SA); and
- [12] Polyhydroxybutyrate (PHBV) of the type “Enmat Y1000P” (TianAn Biologic Materials Co., Ltd.).
Die (kompakten) 3D-Druckfilamente gemäß den obigen Beispielen 1 bis 12 wurden in Form von Strangbündeln einem Druckbehälter in Form eines druck- und temperaturregelbaren Autoklaven mit 15 l Fassungsvermögen und Treibmittelzuführung aufgegeben und mit verschiedenen Treibmitteln imprägniert, wobei bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen als Treibmittel Dimethylether (DME) bzw. 1,3,3,3-Tetrafluorpropen (TFP) verwendet wurden. Anlässlich der Imprägnierung wurde der Autoklav zwecks Erzeugung eines geeigneten Imprägnierdruckes auf eine Imprägniertemperatur (TI) aufgeheizt und auf diese Weise ein im Wesentlichen konstanter Imprägnierdruck (pI) eingestellt, wobei diese Bedingungen über einen bestimmten Imprägnierzeitraum (tI) aufrechterhalten wurden. Danach wurde der Autoklav unter Aufrechterhaltung des Imprägnierdruckes (pI) auf Umgebungstemperatur von etwa 20°C abgekühlt, um ein etwaiges Aufschäumen des Treibmittels während der Imprägnierung zu verhindern. Sodann wurde der Druck schlagartig entspannt und der Autoklav geöffnet, um die expandierbaren 3D-Druckfilamente zu entnehmen und den jeweiligen Treibmittelgehalt gravimetrisch zu ermitteln.The (compact) 3D printing filaments according to the above examples 1 to 12 were fed in the form of strand bundles into a pressure vessel in the form of a pressure and temperature-adjustable autoclave with a capacity of 15 l and a blowing agent supply and impregnated with various blowing agents, with dimethyl ether (DME) or 1,3,3,3-tetrafluoropropene (TFP) being used as the blowing agent in the present embodiments. During the impregnation, the autoclave was heated to an impregnation temperature (T I ) in order to generate a suitable impregnation pressure and in this way an essentially constant impregnation pressure (p I ) was set, these conditions being maintained over a certain impregnation period (t I ). The autoclave was then cooled to ambient temperature of about 20°C while maintaining the impregnation pressure (p I ) to prevent any foaming of the blowing agent during impregnation. The pressure was then suddenly released and the autoclave opened to remove the expandable 3D printing filaments and determine the respective blowing agent content gravimetrically.
In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Imprägnierparameter sowie der nach der Imprägnierung erhaltene Treibmittelgehalt der 3D-Druckfilamente gemäß den obigen Beispielen 1 bis 12 zusammengestellt: Tabelle 1: Imprägnierung der 3D-Druckfilamente mit dem Treibmittel Dimethylether (DME) bzw. 1,3,3,3-Tetrafluorpropen (TFP) und hierdurch erzielte Treibmittelgehalte.
Aus den in der vorstehend beschriebenen Weise mit dem jeweiligen Treibmittel imprägnierten expandierbaren 3D-Druckfilamenten gemäß den Beispielen 1 bis 12 wurden mittels eines herkömmlichen, kommerziell erhältlichen 3D-Druckers des Typs „SOVOL SV-03“ geschäumte Polymer-Formteile gedruckt. Zu diesem Zweck wurden die expandierbaren 3D-Druckfilamente in den 3D-Drucker eingeführt und mittels Wärmezufuhr im Druckkopf plastifiziert, um sie zu verdrucken. Hierbei fällt anlässlich der Erweichung des thermoplastischen Polymers das Treibmittel aus der Polymermatrix aus und schäumt den Plastifikatstrang auf. Wie weiter unten noch näher erläutert, lässt sich der Aufschäumgrad durch entsprechende Einstellung der Prozessparameter, wie insbesondere der Vorschub- bzw. Druckgeschwindigkeit und der Düsentemperatur, in weiten Grenzen steuern, so dass geschäumte Polymer-Formteile direkt gedruckt und aufgrund der variablen Aufschäumgrade hinsichtlich ihrer Dichte gradierte Polymer-Formteile bei gleichwohl vollem (oder teilweisem) Infill erhalten werden können.Foamed polymer moldings were printed from the expandable 3D printing filaments according to Examples 1 to 12, which had been impregnated with the respective blowing agent in the manner described above, using a conventional, commercially available 3D printer of the type “SOVOL SV-03”. For this purpose, the expandable 3D printing filaments were introduced into the 3D printer and plasticized by applying heat in the print head in order to print them. As the thermoplastic polymer softens, the blowing agent precipitates out of the polymer matrix and foams the plasticized strand. As explained in more detail below, the degree of foaming can be varied to a wide extent by adjusting the process parameters accordingly, in particular the feed or printing speed and the nozzle temperature. Control limits so that foamed polymer moldings can be printed directly and, due to the variable foaming levels, polymer moldings graded in terms of their density can be obtained with full (or partial) infill.
In der nachstehenden Tabelle 2 sind exemplarische Druckparameter in Form des Düsendurchmessers (dD) und der Düsentemperatur (TD) des 3D-Druckers sowie der Vorschubgeschwindigkeit (F) des 3D-Druckfilamentes einschließlich der hierdurch erzielten Dichten eines geschäumten Polymer-Formteils wiedergegeben, wie sie durch Verdrucken der expandierbaren 3D-Druckfilamente gemäß den Beispielen 1 bis 12 erhalten worden sind. Tabelle 2: Druckparameter und Dichten der gedruckten geschäumten Polymer-Formteile.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 ein Schaubild mit rasterelektronenmikroskopischen Querschnittsansichten von anlässlich 3D-Druckens aufgeschäumten Strängen eines expandierbaren 3D-Druckfilamentes aus einem mit einem Treibmittel in Form von 1,3,3,3-Tetrafluorpropen (TFP) imprägnierten thermoplastischen Polymer-Blend aus 50 Mass.-% eines teilkristallinen Polylactids (PLA) mit geringer Kristallinität des Typs „Luminy LX175“ (siehe oben) und 50 Mass.-% eines amorphen Polylactids (PLA) des Typs „Luminy LX975“ (siehe oben) zur Veranschaulichung der Möglichkeiten einer Steuerung des Aufschäumgrades durch die Druckparameter Extrusionsgeschwindigkeit (F) und Düsentemperatur (TD) des 3D-Druckers; -
2 ein Schaubild der mittels 3D-Druckens erhaltenen Dichten (ρ) von aufgeschäumten Strängen eines mit dem Treibmittel Dimethylether (DME) imprägnierten expandierbaren 3D-Druckfilamentes aus einem teilkristallinen Polylactid (PLA) mit geringer Kristallinität des Typs „Luminy LX175“ (siehe oben) in Abhängigkeit der Extrusionsgeschwindigkeit (F) und der Düsentemperatur (TD) des 3D-Druckers; -
3 ein der2 entsprechendes Schaubild für ein expandierbares 3D-Druckfilament aus einem mit demselben Treibmittel Dimethylether (DME) imprägnierten teilkristallinen Polylactid (PLA) mit hoher Kristallinität des Typs „Luminy L175“ (siehe oben); -
4 ein Schaubild der mittels 3D-Druckens erhaltenen Dichten (ρ) von aufgeschäumten Strängen eines mit dem Treibmittel 1,3,3,3-Tetrafluorpropen (TFP) imprägnierten expandierbaren 3D-Druckfilamentes aus einem teilkristallinen Polylactid (PLA) mit geringer Kristallinität des Typs „Luminy LX175“ (siehe oben) in Abhängigkeit der Extrusionsgeschwindigkeit (F) und der Düsentemperatur (TD) des 3D-Druckers; -
5 ein der4 entsprechendes Schaubild für ein expandierbares 3D-Druckfilament aus einem mit demselben Treibmittel 1,3,3,3-Tetrafluorpropen (TFP) imprägnierten teilkristallinen Polylactid (PLA) mit hoher Kristallinität des Typs „Luminy L175“ (siehe oben); -
6 ein Schaubild der mittels 3D-Druckens erhaltenen Dichten (ρ) von aufgeschäumten Strängen eines mit dem Treibmittel 1,3,3,3-Tetrafluorpropen (TFP) imprägnierten expandierbaren 3D-Druckfilamentes aus einem Polymer-Blend aus einerseits 50 Mass.-% eines teilkristallinen Polylactids (PLA) mit geringer Kristallinität des Typs „Luminy LX175“ (siehe oben) und andererseits 50 Mass.-% eines amorphen Polylactids (PLA) des Typs „Luminy LX975“ (siehe oben) in Abhängigkeit der Extrusionsgeschwindigkeit (F) und der Düsentemperatur (TD) des 3D-Druckers; -
7 ein der6 entsprechendes Schaubild für ein expandierbares 3D-Druckfilament aus einem mit demselben Treibmittel 1,3,3,3-Tetrafluorpropen (TFP) imprägnierten Polymer-Blend aus einerseits 65 Mass.-% des teilkristallinen Polylactids (PLA) mit geringer Kristallinität des Typs „Luminy LX175“ (siehe oben) und andererseits 35 Mass.-% des amorphen Polylactids (PLA) des Typs „Luminy LX975“ (siehe oben); -
8 ein den6 und7 entsprechendes Schaubild für ein expandierbares 3D-Druckfilament aus einem mit demselben Treibmittel 1,3,3,3-Tetrafluorpropen (TFP) imprägnierten Polymer-Blend aus einerseits 85 Mass.-% des teilkristallinen Polylactids (PLA) mit geringer Kristallinität des Typs „Luminy LX175“ (siehe oben) und andererseits 15 Mass.-% des amorphen Polylactids (PLA) des Typs „Luminy LX975“ (siehe oben); und -
9 ein Schaubild zur Veranschaulichung der Lagerfähigkeit eines expandierbaren 3D-Druckfilamentes aus einem mit dem Treibmittel 1,3,3,3-Tetrafluorpropen (TFP) imprägnierten Polymer-Blend aus einerseits 50 Mass.-% eines teilkristallinen Polylactids (PLA) mit geringer Kristallinität des Typs „Luminy LX175“ (siehe oben) und andererseits 50 Mass.-% eines amorphen Polylactids (PLA) des Typs „Luminy LX975“ (siehe oben) entsprechend der6 mit dem Anteil an Treibmittel (TFP) in Abhängigkeit von der Lagerzeit (t) bei verschiedenen Lagertemperaturen.
-
1 a diagram with scanning electron microscopic cross-sectional views of strands of an expandable 3D printing filament made of a thermoplastic polymer blend impregnated with a blowing agent in the form of 1,3,3,3-tetrafluoropropene (TFP) consisting of 50% by mass of a semi-crystalline polylactide (PLA) with low crystallinity of the type “Luminy LX175” (see above) and 50% by mass of an amorphous polylactide (PLA) of the type “Luminy LX975” (see above) to illustrate the possibilities of controlling the degree of foaming by the printing parameters extrusion speed (F) and nozzle temperature (T D ) of the 3D printer; -
2 a graph of the densities (ρ) obtained by 3D printing of foamed strands of an expandable 3D printing filament made of a semi-crystalline polylactide (PLA) with low crystallinity of the type “Luminy LX175” (see above) impregnated with the blowing agent dimethyl ether (DME) as a function of the extrusion speed (F) and the nozzle temperature (T D ) of the 3D printer; -
3 one of the2 corresponding diagram for an expandable 3D printing filament made of a semi-crystalline polylactide (PLA) with high crystallinity of the type “Luminy L175” (see above) impregnated with the same blowing agent dimethyl ether (DME); -
4 a graph of the densities (ρ) obtained by 3D printing of foamed strands of an expandable 3D printing filament made of a semi-crystalline polylactide (PLA) with low crystallinity of the type “Luminy LX175” (see above) impregnated with the blowing agent 1,3,3,3-tetrafluoropropene (TFP) as a function of the extrusion speed (F) and the nozzle temperature (T D ) of the 3D printer; -
5 one of the4 corresponding diagram for an expandable 3D printing filament made of a semi-crystalline polylactide (PLA) with high crystallinity of the type “Luminy L175” (see above) impregnated with the same blowing agent 1,3,3,3-tetrafluoropropene (TFP); -
6 a diagram of the densities (ρ) obtained by 3D printing of foamed strands of an expandable 3D printing filament impregnated with the blowing agent 1,3,3,3-tetrafluoropropene (TFP) made of a polymer blend of, on the one hand, 50 mass % of a semi-crystalline polylactide (PLA) with low crystallinity of the type “Luminy LX175” (see above) and, on the other hand, 50 mass % of an amorphous polylactide (PLA) of the type “Luminy LX975” (see above) as a function of the extrusion speed (F) and the nozzle temperature (T D ) of the 3D printer; -
7 one of the6 corresponding diagram for an expandable 3D printing filament made of a polymer blend impregnated with the same blowing agent 1,3,3,3-tetrafluoropropene (TFP) consisting, on the one hand, of 65% by mass of the semi-crystalline polylactide (PLA) with low crystallinity of the type “Luminy LX175” (see above) and, on the other hand, 35% by mass of the amorphous polylactide (PLA) of the type “Luminy LX975” (see above); -
8 a the6 and7 corresponding diagram for an expandable 3D printing filament made of a polymer blend impregnated with the same blowing agent 1,3,3,3-tetrafluoropropene (TFP) consisting of, on the one hand, 85% by mass of the semi-crystalline polylactide (PLA) with low crystallinity of the type “Luminy LX175” (see above) and, on the other hand, 15% by mass of the amorphous polylactide (PLA) of the type “Luminy LX975” (see above); and -
9 a diagram to illustrate the storage life of an expandable 3D printing filament made of a polymer blend impregnated with the blowing agent 1,3,3,3-tetrafluoropropene (TFP) consisting of, on the one hand, 50 mass % of a semi-crystalline polylactide (PLA) with low crystallinity of the type “Luminy LX175” (see above) and, on the other hand, 50 mass % of an amorphous polylactide (PLA) of the type “Luminy LX975” (see above) according to the6 with the proportion of propellant (TFP) depending on the storage time (t) at different storage temperatures.
In der
Die in den
In der
Die
In der
Die
Man erkennt, dass zusätzlich zu einer Steuerung des Aufschäumgrades bzw. der hieraus resultierenden Dichte des gedruckten Stranges mittels der Vorschubgeschwindigkeit (F) und der Düsentemperatur (TD) des 3D-Druckers eine Steuerung der Dichte des gedruckten Stanges durch Veränderung der Rezeptur eines Blends mit identischen Blend-Partnern und identischem Treibmittel bei ansonsten identischen Druckparametern möglich ist. Es fällt ferner auf, dass hierbei sehr große Dichteunterschiede erzeugt werden können, wobei extrem geringe Dichten
- - von beispielsweise etwa 54 kg/m3 (hier: im Falle des PLA-Blends mit 50 Mass.-% „LX175“ und 50 Mass.-% „LX975“ bei einer Extrusionsgeschwindigkeit (F) von 350 mm/min und einer Düsentemperatur (TD) von 140°C;
6 ), bzw. - - von z.B. etwa 56 kg/m3 (hier: im Falle des PLA-Blends mit 65 Mass.-% „LX175“ und 35 Mass.-% „LX975“ bei einer Extrusionsgeschwindigkeit (F) von 350 mm/min und einer Düsentemperatur (TD) von 140°C;
7 ), bzw. - - von z.B. etwa 167 kg/m3 (hier: im Falle des PLA-Blends mit 85 Mass.-% „LX175“ und 15 Mass.-% „LX975“ bei einer Extrusionsgeschwindigkeit (F) von 250 mm/min und einer Düsentemperatur (TD) von 180°C;
8 ),
- - of, for example, about 54 kg/m 3 (here: in the case of the PLA blend with 50 mass% “LX175” and 50 mass% “LX975” at an extrusion speed (F) of 350 mm/min and a nozzle temperature (T D ) of 140°C;
6 ), or - - of e.g. about 56 kg/m 3 (here: in the case of the PLA blend with 65 mass% “LX175” and 35 mass% “LX975” at an extrusion speed (F) of 350 mm/min and a nozzle temperature (T D ) of 140°C;
7 ), or - - of e.g. about 167 kg/m 3 (here: in the case of the PLA blend with 85 mass% “LX175” and 15 mass% “LX975” at an extrusion speed (F) of 250 mm/min and a nozzle temperature (T D ) of 180°C;
8 ),
In der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2020043669 A1 [0005]WO 2020043669 A1 [0005]
- EP 3403806 A1 [0006]EP 3403806 A1 [0006]
Claims (12)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102023104249.1A DE102023104249A1 (en) | 2023-02-21 | 2023-02-21 | Expandable 3D printing filament and method for its production |
PCT/EP2024/054222 WO2024175562A1 (en) | 2023-02-21 | 2024-02-20 | Expandable 3d printing filament and method for the production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102023104249.1A DE102023104249A1 (en) | 2023-02-21 | 2023-02-21 | Expandable 3D printing filament and method for its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102023104249A1 true DE102023104249A1 (en) | 2024-08-22 |
Family
ID=90362338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102023104249.1A Pending DE102023104249A1 (en) | 2023-02-21 | 2023-02-21 | Expandable 3D printing filament and method for its production |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102023104249A1 (en) |
WO (1) | WO2024175562A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3403806A1 (en) | 2017-05-18 | 2018-11-21 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Hierarchical porous structure |
WO2020043669A1 (en) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Sulzer Management Ag | 3d printing system for preparing a three-dimensional object with an autoclave |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7863343B2 (en) * | 2005-01-25 | 2011-01-04 | Jsp Corporation | Expandable polylactic acid resin particles, expanded polylactic acid resin beads and molded article obtained from expanded polylactic acid resin beads |
WO2017030835A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | Nike Innovate C.V. | Process for preparing thermoplastic elastomer foam and foamed article |
CN111469398A (en) * | 2020-04-01 | 2020-07-31 | 中山大学 | Method capable of printing polymer high-pressure fluid molten wire for long time |
-
2023
- 2023-02-21 DE DE102023104249.1A patent/DE102023104249A1/en active Pending
-
2024
- 2024-02-20 WO PCT/EP2024/054222 patent/WO2024175562A1/en unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3403806A1 (en) | 2017-05-18 | 2018-11-21 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Hierarchical porous structure |
WO2020043669A1 (en) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Sulzer Management Ag | 3d printing system for preparing a three-dimensional object with an autoclave |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry: „Foamed Plastics" [online], Weinheim, Wiley-VCH, 2016. DOI: 10.1002/14356007.a11_435. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024175562A1 (en) | 2024-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69724688T2 (en) | Thermoplastic resin product and its manufacture | |
EP0946630B1 (en) | Mixtures containing 1,1,1,3,3 pentafluorobutane | |
EP0766713B1 (en) | Foaming agents containing liquid carbon dioxide | |
EP2519569B1 (en) | Expandable polymers from cellulose acetobutyrate | |
EP3717211B1 (en) | High temperature foam materials with reduced resin absorption for the preparation of sandwich materials | |
DE69123734T2 (en) | GLYCERINE MONOESTER OF C20-24 FATTY ACIDS COMPREHENSIVE POLYOLEFIN-POLYMER COMPOSITIONS AND FOAMED ITEMS THEREOF | |
EP1660566A1 (en) | Powder for rapid prototyping and associated production method | |
DD300436A5 (en) | HARDASTIC MATERIAL AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
DE102017105231A1 (en) | Method and device for computer-aided generation of 3-dimensional foam structures from a mixture of a polymer material and a blowing agent | |
DE102018206236A1 (en) | Process for producing a powder comprising at least one polymer and such a powder | |
EP3673009A1 (en) | Pei particle foams for applications in aviation interiors | |
WO2016102245A1 (en) | Fiber-reinforcement of blowing-agent containing foam materials | |
DE112006000699T5 (en) | Polylactic acid complex and process for producing the same | |
DE102023104249A1 (en) | Expandable 3D printing filament and method for its production | |
EP3250356B1 (en) | Process for manufacturing an injection moulded product, such an injection moulded product and use of specially processed sunnflower seed fibers as an additive | |
WO2020127634A1 (en) | Powder coating method for manufacturing 3d-printed components having improved mechanical properties | |
DE69412271T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING OBJECTS FROM LIGHT CELLULAR PLASTIC WITH CLOSED CELLS | |
EP3509823B1 (en) | Melt coating based additive manufacturing process at low temperature | |
DE102013005568A1 (en) | Process for the production of food packaging and food packaging produced by this process | |
EP3464433B1 (en) | Method for manufacturing expandable granulates containing polylactic acids | |
WO2018002101A1 (en) | Method for producing a polypropylene foam body | |
DE102020201543A1 (en) | Process for the production of a foam component | |
EP3730543B1 (en) | Method for the preparation of expandable or at least partially expanded polymer particles based on polylactide and polymer particles produced from same | |
DE202013103766U1 (en) | protein foam | |
WO2015010748A1 (en) | Protein foam |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |