[發明專利]用于立體光刻的陶瓷和玻璃陶瓷漿料

有效

• 申請號: 201680053291.8
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN108027554B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: L·J·邦德爾德;J·勞伯舒曼
• 申請（專利權）人: 義獲嘉偉瓦登特公司
• 主分類號: G03F7/00
• 分類號: G03F7/00;G03F7/004;G03F7/027;A61K6/822;A61K6/818;A61K6/824;A61K6/78;A61K6/807;A61K6/833;B33Y70/00;B29C64/165;B29C64/188
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 郭廣迅;李渤

本發明涉及用于通過立體光刻生產陶瓷或玻璃陶瓷成型體的漿料。所述漿料包含(a)至少一種可自由基聚合的單體，(b)至少一種光引發劑，(c)陶瓷和/或玻璃陶瓷顆粒，和(d)至少一種非離子表面活性劑。

本發明涉及用于立體光刻制備陶瓷或玻璃陶瓷成形部件，如牙嵌體、高嵌體、飾面、牙冠、牙橋和框架的漿料。

術語“快速成型”(RP)涵蓋了其中根據計算機輔助設計數據(CAD數據)制備3維模型或組件的生成制造方法(A.Gebhardt，Vision of Rapid Prototyping，Ber.DKG 83(2006)7-12)。這些是例如立體光刻(SL)、選擇性激光燒結(SLS)、3D打印、熔融沉積成型(FDM)、噴墨印刷(IJP)、3D繪圖、多噴嘴成型(MJM)、實體自由成形制造(SFF)、分層實體制造(LOM)、激光粉末成形(LPF)和直接陶瓷噴射印刷(DCJP)的方法，使用這些方法可以成本有效地，甚至小規模地制造模型、組件或成形部件(A.Gebhardt，GenerativeFertigungsverfahren，第3版，Carl Hanser Verlag，慕尼黑2007，第77頁及以下)。立體光刻涉及RP方法(A.Beil，Fertigung von Mikro-Bauteilen mittels Stereolithographie，Düsseldorf 2002，VDI-Verlag第3頁及以下)，其中基于CAD數據由液體和可固化單體樹脂分層構建成形部件。

用于制備諸如嵌體、牙冠或牙橋的牙科成形體的立體光刻方法在陶瓷材料的情況下是尤其有利的，因為在牙科實驗室中涉及大量人工費用的印模和鑄造工藝，以及銑削和磨削操作可因此大大簡化，并且同時可以避免伴隨非生成方法產生的大量材料損失。由于如今完整的數字化過程鏈到位，用于制備例如多單元牙橋框架的標準工藝步驟(咬合器中的對齊、蠟調制、嵌入和鑄造)可以由模型的數字化、牙科成形體的虛擬設計和其生成性立體光刻制造代替。

在陶瓷成形部件的立體光刻制備中，首先通過對自由流動的陶瓷漿料進行分層輻射固化制備陶瓷生坯，然后在脫粘(debinding)后對其進行燒結以形成致密的陶瓷成形體。生坯也被稱為生坯體(green body)。消除粘合劑被稱為脫粘。在此，通常通過將生坯加熱至大約80℃至600℃的溫度來去除使用的粘合劑。盡可能避免形成裂紋和變形是至關重要的。由于脫粘，生坯變成了所謂的白坯體(white body)。在脫粘過程中，粘合劑借助熱和熱化學過程分解成揮發性組分。

脫粘是該方法中的關鍵步驟。在這里，組件將被在有機基體的分解中形成的氣體和由所述氣體施加的壓力損壞的危險性高。在各個構造層之間的小缺陷在脫粘過程中導致裂紋或甚至導致組件完全破壞的危險性尤其高。這種風險可以通過增加脫粘時間段降低，然而這大大延長了處理時間。

白坯體的燒結發生在高溫燒制期間的燒結爐中。由此，通過暴露于主要組分的熔融溫度以下的溫度，將細分散的陶瓷粉末壓實并固化，其結果是多孔組分變得更小并且其強度增加。

US5,496,682公開了用于通過立體光刻制備三維體的可光固化組合物，其包含40至70體積％的陶瓷或金屬顆粒、10至35重量％的單體、1至10重量％的光引發劑、1至10重量％的分散劑，并且優選還有溶劑、增塑劑和偶聯劑。

US6,117,612描述了用于立體光刻制備燒結的陶瓷或金屬部件的樹脂。樹脂的粘度小于3000mPa·s。為了制備它們，使用低粘度的單體，優選在水溶液中。通過使用分散劑將實現具有低粘度的高固體含量。

DE102005058116A1公開了用于以US6,117,612中所述的方式立體光刻制備陶瓷植入物的懸浮液，其不含有稀釋劑如水或有機溶劑，因為后者在引入能量時將通過局部蒸發增加粘度。通過改變分散劑的濃度將懸浮液的粘度調節到小于20Pa·s。具有酸基團的共聚物的烷基銨鹽用作分散劑，其中所述分散劑也可以涂覆到陶瓷粉末的顆粒上。