[发明专利]生产三维分层模具体的方法

说明书

本发明涉及一种通过逐层构造生产三维分层模具体的方法，其使用含有至少一种呋喃树脂和多于5wt％且少于50wt％的单体糠醇的树脂组分，并且使用酸。以这种方式生产的模具体尤其适合作为用于金属铸造的铸模和铸芯。

技术领域

本发明涉及一种通过逐层构造来生产三维分层模具体(成形体，成型体，shapedbodies)的方法，其使用含有至少一种呋喃树脂和多于5wt％且少于50wt％的单体糠醇(呋喃甲醇，furfuryl alcohol)的树脂组分以及酸。以这种方式生产的模具体尤其适合作为用于金属铸造的铸模和铸芯。

背景技术

已知用于逐层构造三维模具体的各种方法。借助于这些方法，即使是具有最复杂几何形状的物体，也可以从CAD数据通过3D打印直接逐层生产，而无需模制工具。这对于需要模具的常规方法是不可能的。

WO 2001/068336 A2公开了用于逐层构造的各种粘合剂。尤其是，还提及了将具有至少50％糠醇和至多4％乙二醇的呋喃树脂(未进一步描述)用作粘合剂组分。将粘合剂的树脂组分逐层地喷涂在松散的基础模具材料的整个工作表面上，然后也逐层地进行固化，但是选择性地施加硬化剂，例如有机酸。

EP 1268165 B1改变了该方法，其中以树脂组分、然后向要固化的部分施加硬化剂的顺序，选择性地施加并且依次逐层施加液体粘合剂、尤其是呋喃树脂(未进一步描述)以及液体硬化剂。

根据EP 1509382 B1，粘合剂的树脂组分不是通过打印头逐层施加的，而是直接与基础模具材料混合，然后与基础模具材料一起逐层施加。然后，通过选择性施加硬化剂，将由树脂组分与基础模具材料组成的这种混合物固化。

在EP 1638758 B1中，颠倒了添加的顺序。首先，将基础模具材料与硬化剂预混合，然后选择性地逐层施加树脂组分。尤其是，将诸如对甲苯磺酸水溶液的酸描述为硬化剂，而尽管再次将呋喃树脂描述为树脂组分，但是如果进一步说明，则说明了使用具有至少50％糠醇的呋喃树脂。

DE 102014106178 A1中描述了一种方法，其中通过碱性酚树脂、酯和任选的无机添加剂，分层固化基础模具材料。

特别地，在实践中，对应于EP 1638758 B1的酸/呋喃树脂体系和对应于DE102014106178 A1的酯/碱性酚树脂体系已在模制体的逐层构造中得到一定程度的认可并且被用于新铸件的开发，在使用模制工具进行常规生产会过于复杂且昂贵时，或者分别只能使用复杂的组合型芯(芯包，core package)来成形时，它们被用于单个部件或小批量的生产中。

特别地，酸/呋喃树脂体系的缺点在于，根据该方法生产的模具体必须首先以参与(介入，involved)的方式从由基础模具材料与酸或树脂组分组成的粘附性未打印混合物中释放出来。进行此任务的人员会暴露于灰尘和溶剂以及粘合剂蒸气中。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种用于逐层构造三维模具体的粘合剂，其允许逐层生产能够容易地从由基础模具材料和酸或树脂组分组成的未打印的粘附性混合物中释放出来并且轮廓清晰(锐利，sharp)的三维模具体。在这种情况下，除了可节省大量时间外，还具有减少暴露于溶剂和粘合剂蒸气中的附加优点。

发明简述

出乎意料地发现，至少包含下列成分的粘合剂显著减少由酸和基础模具材料组成的或者由树脂组分和基础模具材料组成的未打印的混合物对以这种方式生产的模具体的粘附问题：

(a)树脂组分，其含有：至少一种通过使至少一种醛化合物(特别是甲醛)与糠醇并且可能地与附加单体反应可获得的呋喃树脂；和相对于该树脂组分，多于5wt％、优选多于10wt％且特别优选多于15wt％以及少于50wt％、优选少于45wt％且特别优选少于40wt％的单体糠醇，以及

(b)酸。