[發明專利]一種用于3D噴墨打印的光固化材料及制備和打印方法

有效

• 申請號: 201610416045.6
• 申請日: 2016-06-14
• 公開（公告）號: CN107501477B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 王風;李嘉;楊前程
• 申請（專利權）人: 珠海賽納打印科技股份有限公司
• 主分類號: C08F271/02
• 分類號: C08F271/02;C08F220/54;C08F220/28;C08F220/32;C08F220/18;C08F226/06;B29C64/112;B33Y10/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 陶敏;黃健

本發明涉及一種用于3D噴墨打印的光固化材料及制備和打印方法。所述光固化材料包括以下重量份的成分：單官能度單體50?98份，直鏈型非離子水溶性聚合物1?50份，極性有機溶劑0?20份，光引發劑0.1?5份，助劑0.5?10份。本發明所述光固化材料可用于3D噴墨打印，以打印支撐部分。打印完成后，所述支撐部分可以在水或水性液體中移除，不影響目標3D物體的精度。所述3D打印方法操作簡單，節能，對人體無傷害。

技術領域

本發明提供一種用于3D噴墨打印的光固化材料，以及該光固化材料的制備方法。本發明還提供了一種3D噴墨打印方法。

背景技術

3D噴墨打印技術，是根據噴墨打印機的工作原理，在數字信號的激勵下，使噴嘴腔室中的3D噴墨打印墨水在瞬間形成液滴，并以一定的速度和頻率從噴嘴中噴出，按指定路徑逐層固化成型，得到中間3D物體，然后根據需求除去非實體部分，最終得到目標3D物體。

根據中間3D物體的逐層制作過程，其結構可分為實體部分和支撐部分。如圖1所示，中間3D物體1具有第一實體部分2、第二實體部分4和支撐部分3，其中支撐部分3在打印過程中用于支撐第一實體部分2，待中間3D物體1制作完成后，支撐部分3需從目標物體1中除去，剩下第一實體部分2和第二實體部分4即為最終需要的目標3D物體。

由支撐部分和實體部分組成的中間3D物體，其支撐部分所用的支撐材料不同于實體部分所用的成型材料，支撐材料應滿足支撐部分能易于從實體部分上分離且不影響目標3D物體的精度。

現有的支撐部分被除去的方式有：(1)采用沖擊方法除去，例如PCT專利申請WO2015144761A1中記載利用水流沖擊的作用將支撐部分除去，以及日本專利申請JP2003535712A中記載利用機械力(如切割或機械加工)將支撐部分除去；(2)采用加熱方法除去，例如美國專利US7399796B2中記載支撐材料使用含有蠟的材料，打印得到中間3D物體后，加熱使蠟熔化以除去支撐部分；(3)使用堿性溶液除去。以上去除支撐部分的方法，采用水流沖擊或機械力容易破壞實體部分中的細微結構，因此很難打印具有細微結構的目標3D物體；而采用加熱的方法則可能會對整個目標3D物體起到加熱破壞的作用，并且由于蠟在常溫下為固體，在進行噴墨打印的過程中需要對整個墨路系統進行加熱保溫，蠟材料噴出后又要對其降溫使其快速固化，這樣既不利于節能的要求，也存在固化不均勻的情況；在堿性溶液中除去，由于堿液具有腐蝕性，可能對人體的皮膚造成損傷，不慎濺入眼睛則會刺激眼睛甚至影響視力，并且堿液可能腐蝕目標物體本身，影響目標3D物體的精度。

發明內容

本發明提供一種用于3D噴墨打印的光固化材料，以及該光固化材料的制備方法，通過選擇適當的成分組合，可以很好實現光固化，可應用于3D噴墨打印，打印支撐部分，且具有良好的水分散性，從而確保3D噴墨打印的質量。

本發明還提供一種3D噴墨打印方法，采用前述光固化材料作為支撐材料打印支撐部分，打印后去除支撐部分過程簡單安全，從而提供高精度的3D打印制品。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種光固化材料，包含以下重量份的成分：

單官能度單體50-98份，直鏈型非離子水溶性聚合物1-50份，極性有機溶劑0-20份，光引發劑0.1-5份，助劑0.5-10份。

上述光固化材料中，單官能度單體在光引發劑的作用下發生聚合反應，使光固化材料發生固化，由于直鏈型非離子水溶性聚合物溶于水，所以將固化后的固化體系置于水或水性液體中，固化體系將被破壞。上述光固化材料可以用于3D噴墨打印，作為支撐材料打印支撐部分。打印完成后，將中間3D物體置于水或水性液體中，所述支撐部分在水或水性液體中分散，從實體部分分離開，最終得到目標3D物體。