[發明專利]使用胺用于后固化的增材制造法

有效

• 申請號: 201880039469.2
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN110709471B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: D.阿克滕;T.比斯根;C.埃格特;H-J.拉斯;F.J.施滕普弗勒;M.路德維希
• 申請（專利權）人: 科思創德國股份有限公司
• 主分類號: C08L75/14
• 分類號: C08L75/14;C08G18/67;C08G18/32;B33Y10/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張華;周齊宏

用于制造物體的方法包括以增材制造法由構建材料制造物體的步驟，其中所述構建材料包含聚氨酯聚合物和/或聚酯聚合物。所述構建材料此外包含多胺組分并且在所述物體的制造期間和/或之后將所述構建材料加熱到≥50℃的溫度。本發明此外涉及通過根據本發明的方法獲得的物體。

本發明涉及用于制造物體的方法，其包括以增材制造法由構建材料制造物體的步驟，其中所述構建材料包含聚氨酯聚合物。本發明同樣涉及可通過根據本發明的方法獲得的物體。

作為增材制造法是指用于逐層構建物體的那些方法。因此，它們明顯不同于其它用于制造物體的方法，如銑削或鉆孔。在后面提及的方法中，如此加工物體，以使其通過去除材料而獲得其最終幾何形狀。

增材制造法利用不同材料和工藝技術，以逐層構建物體。在所謂的熔融沉積成型（FDM）中，例如，將熱塑性塑料絲液化并借助于噴嘴逐層放置在可移動的構建平臺上。在固化時產生固體物體。基于物體的CAD圖控制噴嘴和構建平臺。如果該物體的幾何形狀復雜，例如具有幾何形狀的底切，則必須另外一起打印支撐材料，并在物體完成后再去除。

此外，存在利用熱塑性粉末以逐層構建物體的增材制造法。在這種情況下，通過所謂的涂布機施加薄的粉末層，然后借助能量源選擇性熔融。周圍的粉末支撐部件幾何形狀。由此，可以比在FDM法中更經濟地制造復雜的幾何形狀。此外，可以將不同的物體緊密組裝地布置或制造在所謂的粉末床中。由于這些優點，基于粉末的增材制造法屬于市場上最經濟的增材制造法。因此，它們被工業用戶主要使用。基于粉末的增材制造法的實例是所謂的激光燒結（SLS，選擇性激光燒結）或高速燒結（HSS）。它們彼此的區別在于將用于選擇性熔融的能量引入塑料的方法。在激光燒結法中，能量引入通過偏轉的激光束來實現。在所謂的高速燒結（HSS）-法（EP 1648686）中，能量引入通過紅外（IR）輻射器結合以選擇性地印到粉末床中的IR吸收劑來實現。所謂的選擇性熱燒結（SHS）利用傳統的熱打印機的打印單元，以選擇性地熔融熱塑性粉末。

另一組增材制造法使用可自由基交聯的樹脂，其任選通過第二固化機制在形成的物體中得到它們的最終強度。這種方法的實例是立體光刻法和由其衍生的所謂的DLP法。

在涂料技術領域中，所謂的“雙重固化”體系是已知的，其中液體施加的涂料首先自由基（例如光化學）交聯，然后通過NCO基團與合適的反應參與物的反應進一步固化。

本發明的目的是至少部分地克服現有技術的至少一個缺點。此外，本發明的目的是提供可以盡可能成本有效和/或個性化和/或節約資源地獲得要制造的物體的增材制造法。

根據本發明，通過根據權利要求1所述的方法和根據權利要求11所述的物體實現所述目的。在從屬權利要求中給出了有利的擴展方案。它們可以任意組合，只要從上下文中沒有明確看出相反的意思。

用于制造物體的方法，其包括在增材制造法中由構建材料制造物體的步驟，其中所述構建材料包含聚氨酯聚合物和/或聚酯聚合物，其特征在于，所述構建材料此外包含多胺組分并且在所述物體的制造期間和/或之后將所述構建材料加熱到≥50℃的溫度。

通過將構建材料加熱到≥ 50℃，優選≥ 50℃至≤ 180℃，更優選≥ 70℃至≤170℃的溫度（任選在氨基甲酸酯化催化劑和/或酯交換催化劑存在下）發生構建材料中的化學反應。通過加成形成的氨基甲酸酯基團在這些條件下可以至少部分地可逆打開，由此提供游離NCO基團用于與多胺組分的氨基反應，形成脲基團。以此方式，可以提高聚氨酯聚合物的平均分子量。在平均官能度 2的多胺的情況下，此外可以提高構建材料中的交聯密度。當聚氨酯聚合物至少部分地由聚酯多元醇構建時，作為另外的反應也可以進行酯鍵的打開和與多胺生成酰胺的反應。由此也可以實現構建材料的后固化。當構建材料包含聚酯聚合物時同樣如此。