[發明專利]金屬制品的數字制造

有效

• 申請號: 201580052769.0
• 申請日: 2015-06-01
• 公開（公告）號: CN107075283B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: R.托夫斯;R.得蒙德;B.M.帕斯托拉米雷茲;J.洛庫菲爾
• 申請（專利權）人: 愛克發－格法特公司
• 主分類號: C09D11/101
• 分類號: C09D11/101;C09D11/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐晶;黃念

一種從金屬基材(1)制造金屬制品(5)的方法，其包括以下步驟：a)用UV可固化噴墨油墨在金屬基材的至少一個表面上噴射圖像；b)UV固化所述圖像(2)；c)電鍍或酸性蝕刻未被UV固化圖像覆蓋的所述至少一個金屬表面；和d)通過堿性水溶液剝離或溶解所述UV固化圖像；其中所述UV可固化噴墨油墨在25℃和1,000 s^?1的剪切速率下具有不超過100 mPa.s的粘度；并且其中所述UV可固化噴墨油墨包含特定的可聚合組合物和至多20wt%的光引發劑，所述光引發劑包括酰基氧化膦光引發劑和噻噸酮光引發劑中的至少一種。

技術領域

本發明涉及金屬制品的數字制造、更具體而言涉及使用噴墨技術制造的金屬制品。

背景技術

噴墨印刷體系被安裝用于不同的工業應用，原因是其在使用中增強的可靠性及其靈活性，例如可變數據印刷，使得生產運行變短且可能以低費用獲得個性化產品。

金屬制品或部件通常使用CNC機器制造。由于CNC機器的設置，初始啟動成本高，但是通常通過批量生產降低每個部件的成本。通常，成本也隨著形狀復雜性而增加。有時，形狀復雜性變得太高而不能在經濟上可行，或者甚至太復雜以致不能由這些常規工具生產。

3D噴墨印刷今天被作為工業噴墨生產工具提供。大多數3D噴墨印刷系統提供以有機材料而不是以金屬形成的制品。存在這樣一個可用的3D噴墨印刷系統，其被稱作來自H?gan?s的Digital Metal^TM技術(參見：http://www.hoganas.com/en/business-areas/digital-metal/technology/)，其提供噴墨印刷的不銹鋼部件以及可能在將來還有鈦、銀和銅部件。該技術包括通過在金屬粉末上噴射油墨逐層印刷不銹鋼部件、然后通過燒結以實現強度和表面質量改進處理諸如噴丸、噴砂或磨拋滾光精整。該技術提供的公差為100μm，孔和壁厚低至200μm。逐層噴墨印刷以及消耗能量的燒結和表面精整顯著地降低了生產率。此外，通過該技術不能生產具有低于100μm的細節和小于200μm的厚度的金屬制品。

US 2011020970(SUN CHEMICAL)公開了另一種制造金屬制品的方法，其公開了蝕刻或鍍覆的方法，包括以下步驟：i) 將堿可除去的水不溶性熱熔噴墨油墨噴墨印刷在基材上以形成抗蝕劑圖像；ii) 在含水酸介質中蝕刻或鍍覆所述基材；和iv) 用含水堿除去抗蝕劑圖像。熱熔油墨在25℃下是固體。該物理性質在冷金屬表面上可實現的圖像質量方面具有大的優點，因為其在噴射的墨滴落在金屬表面上之后迅速固化。然而，這種物理性質也對生產率具有不利影響。蝕刻速度降低，因為它必須在較低的溫度下進行，通常約室溫至35℃，其中油墨不會熔化或軟化。為了加速油墨的去除，通常添加有機溶劑以從金屬表面除去水不溶性熱熔噴墨油墨。

因此，仍然需要改進的金屬制品的數字制造方法，其允許以高生產率和低成本短生產運行，并且這適用于多種多樣的金屬和合金。

發明概述

為了克服上述問題，本發明的優選實施方案已經用如權利要求1所限定的由金屬基材制造金屬制品的方法實現。

發現具有低于100μm的細節的非常復雜的金屬制品可以使用特定的UV可固化噴墨油墨制成。還可能用UV可固化有色噴墨油墨有效地裝飾金屬制品，而不希望的UV可固化噴墨油墨能夠在蝕刻或金屬鍍覆后通過將其溶解在堿性水溶液中而從金屬表面有效地除去。

通過包含特定的光引發劑，所述UV可固化噴墨油墨可以使用UV LED快速固化，其導致在金屬表面上的優異的圖像質量。

從下面的描述中，本發明的其它優點和實施方案將變得顯而易見。

附圖簡述