[發明專利]含聚合物涂覆顆粒的粉末

有效

• 申請號: 201210231017.9
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102863784A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: S.蒙沙伊默;W.迪克曼;F-E.鮑曼;S.黑塞爾-格爾德曼;K.瓦恩克;H.施特默;S.阿爾特坎佩爾
• 申請（專利權）人: 贏創德固賽有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08K9/06;C08K7/28;C08K7/20;C08K7/14;B29C67/00;C04B14/42;C09C1/00;C09C3/10;C09C3/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;林森

本發明涉及基于用聚合物涂覆的填料的粉末，其在生產工藝的穩定性和密度方面具有優點，涉及該粉末在成形方法中的用途，以及用該粉末通過逐層加工的方法將粉末層區域選擇性熔化而制造的成型體。在事先逐層熔化的區域冷卻和固化后，可將成型體從粉末床取出。此外，根據本發明的成型體顯示出比傳統成型體更小的變形傾向。

近來經常遇到的一個任務是原型樣機的快速提供。特別適宜的方法是基于粉末狀材料加工，并且在其中逐層通過選擇性熔化和固化制備所希望的結構。在這種情況中，在懸臂和底切處可以放棄支撐物，因為熔融區域周圍的粉末床提供了足夠的支撐作用。也取消移開支撐物的后續工作。本方法還適用于小批量生產。

在此，所述逐層加工方法的選擇性例如可以經由施加感受劑、吸收劑、抑制劑或通過掩膜或者經由聚焦的能量引入例如通過激光輻射，或者通過玻璃纖維實現。能量引入通過電磁輻射實現。

特別適用于快速成型用途的方法是選擇性激光燒結。在該方法中，塑料粉末在小室內用激光束選擇性短暫照射，由此遇到激光束的粉末顆粒熔化。熔化的顆粒相互融合在一起，并且快速固化又成為固體塊。通過對總是新施加的層重復照射，可以用此方法簡單而快速地制造出三維的物體。

在專利文獻US6136948和WO?96/06881中詳細地描述了用于由粉末狀聚合物制造成型體的激光燒結的方法（快速成型）。大量的聚合物和共聚物被要求用于該用途，例如聚醋酸酯、聚丙烯、聚乙烯、離聚物和聚酰胺。

其他良好適用的方法是如在WO?01/38061中描述的SIV方法或如在EP?1015?214中描述的方法。兩種方法都是用大面積的紅外加熱來進行粉末的熔化。熔化的選擇性在第一種方法中通過施加抑制劑來實現，在第二種方法中是通過掩膜來實現。在DE?10311438中描述了另一種方法。在此方法中，熔化所需的能量通過微波發生器來引入，并且選擇性通過施加感受劑來實現。

另外的合適的方法是用吸收劑起作用的那些，所述吸收劑包含在粉末中或通過噴墨法施加，如描述在DE?102004012?682.8、DE?102004?012?683.6?和?DE?10?2004?020?452.7中。

對于提及的快速成型-或快速制造法（RP-或RM-法）可以使用粉末狀基材，特別是聚合物，優選聚酯、聚氯乙烯、聚縮醛、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚(N-甲基甲基丙烯酰亞胺）（PMMI）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、離聚物、聚酰胺或其混合物。

在WO?95/11006中描述了一種適用于激光燒結方法的聚合物粉末，其在通過差示掃描量熱法測定熔化性能時，在10-20℃/min的掃描速率下，沒有顯示出熔化峰和重結晶峰的重疊，具有同樣通過DSC測定的10%-90%的結晶度，具有30000-500000的數均分子量Mn并且其商Mw/Mn為1-5。

DE?19747309描述了具有高熔點和高熔化焓的聚酰胺12-粉末的用途，其通過由十二碳內酰胺先開環再縮聚制得的聚酰胺的再沉淀制得。這是一種尼龍12。

DE102004003485描述了具有至少一個型腔的顆粒用于在層構建的方法中使用的用途。這里，所有顆粒均包含至少一個型腔，而且這些具有型腔的顆粒通過引入電磁能量熔化。

在現有技術中，有時將上述的粉末與玻璃珠混合來加強。但是，這種情況下的缺點是，在使用這樣的粉末混合物時經常出現脫混現象，因此意在用此加強材料實現的機械性能的穩定性并非一直存在。玻璃珠比例過高的區域變得很脆并因此不可用，含玻璃珠過少的區域又比計劃的軟。脫混是由于聚合物顆粒和玻璃珠的密度不同而產生，并在這些粉末混合物每一次運輸和使用時或多或少地漸趨明顯。特別是如果在快速制造中所述粉末的使用自動進行，在所生產的部件上就很難形成可控制偏差的性能。

為消除這些缺點，在DE102007019133A1中提出了一種復合粉末用于以通過引入電磁能選擇性熔化各粉末層區域的逐層加工方法的應用，其中所述粉末具有至少一種聚合物粉末和發泡玻璃顆粒。這里也涉及聚合物粉末和發泡玻璃顆粒（干混混合物）。已經發現，由于較小的密度差異，發泡玻璃珠或發泡玻璃顆粒具有小的脫混傾向。但是，機械性能差是發泡玻璃珠或發泡玻璃顆粒的一個缺點，這一缺點同樣表現在部件中。

本發明的目的是盡可能的消除脫混現象的問題，并且在成型體中獲得意在用增強材料實現的機械性能穩定性的改善。