[發明專利]用于增材制造的低粘度液體輻射可固化的牙對準器模具樹脂組合物

有效

• 申請號: 201410386772.3
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104345562B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 貝斯·郎德特
• 申請（專利權）人: 帝斯曼知識產權資產管理有限公司
• 主分類號: G03F7/027
• 分類號: G03F7/027;G03F7/038
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 肖善強

本發明公開了用于增材制造的低粘度液體輻射可固化的牙對準器模具樹脂組合物。具體地，本發明描述和要求保護用于增材制造的液體輻射可固化樹脂組合物，其包含：約5至約30重量％的氧雜環丁烷；(甲基)丙烯酸酯組分；陽離子光引發劑；自由基光引發劑；以及約50至約80重量％的環氧，所述環氧進一步包含脂環族環氧組分和具有芳族縮水甘油醚基團的環氧組分，其中大部分所述環氧是脂環族環氧組分。本發明還描述和要求保護一種使用用于增材制造的液體輻射可固化的樹脂制造牙對準器模具的方法，和由用于增材制造的液體輻射可固化的樹脂制成的三維模具。

技術領域

本發明涉及用于增材制造工藝的液體輻射可固化樹脂組合物。

背景技術

用于生產三維物體的增材制造(additive manufacturing)工藝是被人熟知的。增材制造工藝利用物體的計算機輔助設計(CAD)數據來構建三維部件。這些三維部件可以由液體樹脂、粉末或其它材料來形成。

增材制造工藝的一個非限制性實例為立體光刻(stereolithography，SL)。立體光刻是一種用于快速生產某些應用中的模具、原型、圖案和生產部件的公知方法。SL使用物體的CAD數據，其中數據被轉變為三維物體的薄的橫截面。這些數據加載到計算機中，該計算機控制穿過容納在桶中的液體輻射可固化樹脂組合物來追蹤橫截面圖案的激光，從而固化成與橫截面相對應的樹脂薄層。用樹脂再涂布固化層，且激光追蹤另一個橫截面，從而在前一層的頂部使另一層樹脂硬化。逐層重復此方法直到完成三維物體。在最初形成時，三維物體通常未完全固化，且被稱作“生坯模型(green model)”。盡管不是必須的，但生坯模型可以經歷后固化來增強成品部件的機械特性。美國專利No.4575330中描述了SL方法的一個實例。

在立體光刻中使用幾種類型的激光，波長傳統上在193nm到355nm的范圍內，不過也可存在其它波長變量。公知使用氣體激光來固化液體輻射可固化樹脂組合物。在立體光刻系統中傳遞激光能可以是連續波(Continuous Wave，CW)或Q轉換脈沖。CW激光提供連續的激光能，而且可以用在高速掃描方法中。然而，它們的輸出功率受到限制，這減少了在制造物體期間發生固化的量。因此，成品物體將需要額外的后加工固化。另外，在對樹脂可能有害的照射點可能產生多余熱量。另外，使用激光要求在樹脂上逐點掃描，這可能較為耗時。

其它增材制造方法利用燈或發光二極管(LED)。LED是利用電致發光現象來產生光的半導體裝置。目前，LED UV光源普遍地發射波長在300與475nm之間的光線，其中365nm、390nm和395nm是最常見的峰值光譜輸出。參考由劍橋大學出版社出版的E.Fred Schubert的教科書“Light-Emitting Diodes”，第2版，E.Fred Schubert 2006。

許多增材制造應用需要新近固化的部件，也叫做“生坯模型”以具有高機械強度(彈性模量、斷裂強度)。此特性(常稱作“生坯強度”)構成了生坯模型的一個重要特性，而且基本上由與在部件制造期間所用的立體光刻設備類型和提供的暴露程度組合采用的液體輻射可固化樹脂組合物的性質來決定。立體光刻樹脂組合物的其它重要特性包括對在固化過程中所采用的輻射的高敏感性和最小量的卷曲或收縮變形，從而允許生坯模型的高度形狀清晰度。當然，不僅生坯模型、而且最終固化物件也應該具有充分優化的機械特性。