[发明专利]磁性线材制造方法及其装置

说明书

一种磁性线材制造方法及其装置，用以解决现有线材制造于固化过程发生沉淀现象的问题。该制造方法包括：一个充磁步骤，以定向的外加磁场作用于一种磁性粉体，使该磁性粉体因磁化现象而具有微弱磁性；一个混炼步骤，加热及搅拌该磁性粉体及一种高分子材料，而形成一个具有可塑性的混料胶；一个压出步骤，以机械力推挤该混料胶通过一个孔洞，而形成一个连续且具有与该孔洞相同直径的线材；及一个均匀化步骤，多个不同磁场连续作用于该线材中的该磁性粉体，使该磁性粉体在该线材内的分布连续变换而不破坏该线材的外观。一种可供实施该制造方法的装置亦一并公开。

技术领域

本发明关于一种磁性线材制造方法及其装置，尤其是一种使磁性粉体材料均匀分布于线材截面的磁性线材制造方法及其装置。

背景技术

常见3D列印机的主流成型方式是挤压沉积型，所使用的材料普遍为聚乳酸（PolyLactic Acid, PLA）塑胶线材，除了可以在PLA线材中混入色料，使3D列印出各种颜色的成品，还可以在PLA线材的制造过程加入各种材料，使成品具有不同的质感或功能性，例如：加入木粉纤维使成品有木雕外观、加入导电材料可印制电子组件等。

现有3D列印线材以混炼加工及压出成型两个步骤制造，混炼加工是对功能性材料及高分子塑料施加破碎、分散、混合、塑化，使功能性材料与高分子塑料均匀分布且呈现具有可塑性的熔融态，称为混料胶，推挤该混料胶经模具压出连续线材，再经冷却凝固成型可制造出3D列印线材。

上述现有的线材制造方法中，使用的功能性材料的密度大于高分子塑料的密度，该高密度材料可以是具有磁性或导电性的金属或金属化合物，将导致该混料胶发生沉淀现象，使该功能性材料容易累积于底部。如图1a所示，当混料胶在混炼装置的混合腔中，受持续搅拌可保持均匀分布，使压出的线材截面呈现均匀分布。如图1b所示，于压出之后的冷却凝固过程中，高密度的功能性材料颗粒会逐渐沉积于线材底部，使完成品的线材截面呈现非均匀分布。

有鉴于此，现有的线材制造方法确实仍有加以改善的必要。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种磁性线材制造方法，制造混合磁性粉体的线材，并使该磁性线材截面呈现均匀分布。

本发明的目的是提供一种磁性线材制造装置，可磁化磁性粉体，再以外加磁场牵引该磁性粉体移动。

本发明以下所述方向性或其近似用语，例如“前”、“后”、“内”、“外”、“侧面”等，主要参考附图的方向，各方向性或其近似用语仅用以辅助说明及理解本发明的各实施例，非用以限制本发明。

本发明的磁性线材制造方法，包括：一个充磁步骤，以定向的外加磁场作用于一种磁性粉体，使该磁性粉体因磁化现象而具有微弱磁性；一个混炼步骤，加热及搅拌该磁性粉体及一种高分子材料，使该磁性粉体及该高分子材料受到高温、剪切及拉伸作用，而形成一个具有可塑性的混料胶；一个压出步骤，以机械力推挤该混料胶通过一个孔洞，而形成一个连续且具有与该孔洞相同直径的线材；及一个均匀化步骤，多个不同磁场连续作用于该线材中的该磁性粉体，使该磁性粉体在该线材内的分布连续变换。

据此，本发明的磁性线材制造方法，在线材固化过程中，可以通过磁力(超距力)对磁性粉体进行搅动，而不会影响线材的结构，可以使制造的线材具有磁性粉体均匀分布截面的效果。

其中，各磁场的方向及强度可以被调整，该线材以稳定的速度、方向及张力通过不同方向及强度的各磁场。如此，各磁场可平均作用于该线材整体，具有提升磁性粉体均匀程度的功效。

其中，该磁性粉体是铁氧体、铝镍钴合金、钐钴合金或钕铁硼合金；该高分子材料是聚乳酸或ABS树脂。如此，该高分子材料可均匀混合该磁性粉体，而该磁性粉体可带有磁性而被外加磁场牵引，具有避免沉淀现象发生的功效。