[發明專利]三維(3D)打印構建材料組合物

有效

• 申請號: 201580079503.5
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN107531935B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: K·瑙卡;H·S·湯姆;K·J·埃里克森;L·趙;S·賈納帕蒂亞潘
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司;有限責任合伙企業
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L61/16;C08K3/32;C08K3/22;C08K5/3472;B33Y70/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙蘇林;周李軍

三維打印構建材料組合物包含聚合物顆粒和與該聚合物顆粒混合的輻射吸收添加劑。該輻射吸收添加劑具有約1μm至約100μm的粒度，并且該輻射吸收添加劑吸收波長為700nm至10μm的入射輻射。

背景技術

三維(3D)打印可以為用于由數字模型制造三維實體的增材打印工藝(additiveprinting process)。3D打印通常用于快速產品原型設計、模具生成、和母模生成中。3D打印技術被認為是增材工藝，這是因為其涉及組合施加連續的材料層。這與常依賴于除去材料從而生成最終物體的傳統機械加工工藝不同。在3D打印中使用的材料常需要固化或熔融，對于一些材料而言可以使用熱輔助的燒結來完成，并且對于其他材料而言可以使用數字光投影技術來完成。其他3D打印工藝使用不同的機理，例如打印粘合劑膠(binder glue)，用于形成3D形體。

附圖簡要說明

本公開的實例的特征將通過參照下述具體實施方式和附圖來變得明確，其中，類似的附圖標記對應于相似但可能不相同的組件。為簡明起見，具有先前描述的功能的附圖標記或特征可以或可以不以與它們出現于其中的其他附圖結合的方式來描述。

圖1是說明本文中公開的3D打印方法的一個實例的流程圖；

圖2是用于形成3D物體的(一個或多個)層的構建材料組合物的實例的半示意性橫截面視圖；

圖3A至3D是示出在使用本文中公開的構建材料組合物、3D打印方法和系統的一個實例形成3D物體的一個層的半示意性橫截面視圖；

圖3E是在進行圖3A至3D數次后可以形成的3D物體的實例的半示意性橫截面視圖；

圖4是圖3C的一部分的放大的半示意性截取的橫截面視圖；

圖5是圖3E的3D物體的透視圖；

圖6是可以在如本文中公開的3D打印方法的一個實例中使用的3D打印系統的一個實例的簡化等距視圖；

圖7A和7B是示出隨添加劑濃度變化的尼龍12粉末-添加劑混合物之間的差異的最初有色照片的黑白視圖；

圖8是示出含有兩種不同的實例添加劑和不含實例添加劑的聚醚醚酮(PEEK)的樣品隨時間的溫度變化(任意單位，a.u.)的圖；

圖9是示出不含實例添加劑的PEEK粉末的兩個樣品和含兩種不同的實例添加劑的PEEK粉末的樣品之間的溫度差的紅外圖像的黑白視圖；和

圖10是示出不含實例添加劑的尼龍12的溫度vs.含0.5％或1％實例添加劑的尼龍12的溫度的圖。

具體實施方式

本文中所公開的三維(3D)打印構建材料組合物的實例包括能夠增加轉移至構建材料組合物/粉末加熱中的輻射能量的量的一種或多種添加劑。在一個實例中，這種添加劑均勻地分布在3D打印中所使用的構建材料組合物內。

用于選擇性熔融顆粒層的各部分以形成實體3D制品的先前方法一般包括重復以下序列，例如(1)分配粉末層；然后(2)將熱能選擇性地導向為3D制品的部分的粉末層的一部分。可以通過激光儀(例如選擇性激光燒結(SLS))或通過選擇性沉積吸收劑和施加“覆蓋式輻射(blanket radiation)”來施加熱能。然而，本發明人已經發現，在一些實例中，由于聚合物粉末的相對高的結晶溫度和熔化溫度或由于熔化聚合物粉末形成3D打印物體所需要的延長的暴露時間或不期望的高輻射功率，可能難以(或不可能)實現充分的聚合物粉末熔化。

聚合物粉末構建組合物的初始加熱一般依賴于粉末從一個或多個加熱器燈吸收輻射的能力。然而，無色/白色聚合物粉末可以吸收低量輻射(例如由于反射的輻射)。此外，可能存在從加熱粉末表面至周圍環境的熱損失。此外，存在所述一個或多個加熱器燈的功率限制。