[發明專利]用于增材制造的等離子體處理粉末

在審

• 申請號: 202010760052.4
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN112388973A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: N·K·辛哈;O·普拉卡什
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

公開了一種用于增材制造的等離子體處理粉末。形成適于在增材制造工藝中使用的材料的示例性實施例包括以下操作：將第一聚合物粉末暴露于第一等離子體，從而形成胺官能化粉末；將第二聚合物粉末暴露于第二等離子體，從而形成環氧官能化粉末；并且將胺官能化粉末與環氧官能化粉末組合，以形成前體材料。隨后，在增材制造工藝中對前體材料進行加熱，以形成結構，其中對前體材料的加熱使得在第一聚合物粉末與第二聚合物粉末之間形成共價化學鍵。

技術領域

本公開一般涉及增材制造，更具體地說，涉及增材制造中等離子體處理粉末的組分、制備和使用。

背景技術

增材制造是一種制造工藝，在該制造工藝中，增材制造系統基于三維模型或者三維對象的其它數字表示來加工對象。增材制造系統的一個實施例是三維打印機。增材制造系統通過順序地沉積呈對象形狀的組分材料層直至對象形成來制造對象。在一個實施例中，表示對象橫截面的連續材料層被沉積。這些沉積的材料層被熔化和固化，以構建最終的對象。最終的三維對象是完全致密的，并且可以包括復雜的形狀——“完全致密”通常表示對象基本上沒有意想不到的空隙區域。

典型的增材制造工藝包括將基材沉積到構建表面上，并且將能量源引導到構建表面上，以在構建表面上形成熔池。構建表面最初是基板。對于以后的沉積，構建表面則是先前沉積的基材層。基材沉積并合并于熔池中，以逐層為對象提供增材。

一種類型的增材制造工藝使用順序的熔池沉積來形成加工對象的連續層。在這種工藝中，加工對象的各個連續層一般是通過在相鄰材料層之間的接觸區域中熔化材料來附接到前一層。例如，第n層熔化在第(n-1)層上，其中“n”是工藝順序中的當前沉積層，而“n-1”是工藝順序中的前一層。然而，與相鄰層接觸或者相鄰層之間的材料熔化可能無法提供按照增材制造零件的一個或更多個規范所期望的順序形成的層之間的牢固附接。

因此，期望的是，具有考慮到上面討論的至少一些問題以及其它可能問題的組分、方法、裝置和系統。例如，期望的是，有一種組分、方法、裝置和系統，該組分、方法、裝置和系統能夠克服與利用增材制造工藝在對象的順序形成的層之間提供牢固或者以其它方式改進的附接有關的技術問題。

發明內容

本公開的一個示例性實施例提供了一種增材制造的方法。所述方法包括：將第一顆粒材料暴露于第一等離子體，從而形成胺官能化顆粒。所述胺官能化顆粒包括胺化學部分。將第二顆粒材料暴露于第二等離子體，從而形成環氧官能化顆粒。所述環氧官能化顆粒包括環氧化學部分。將所述胺官能化顆粒與所述環氧官能化顆粒進行組合。對所述組合進行加熱，以形成被加熱組合。對所述被加熱組合進行冷卻，以形成結構。

本公開的另一個示例性實施例提供了一種增材制造的方法。該方法包括以下步驟：向胺官能化聚合物添加環氧官能化聚合物，以形成第一組合。所述胺官能化聚合物是作為利用第一等離子體處理的第一聚合物顆粒而提供的，并且所述環氧官能化聚合物是作為利用第二等離子體處理的第二聚合物顆粒而提供的。對所述第一組合進行熱循環，以形成熱循環組合。通過所述胺官能化聚合物的胺化學部分與所述環氧官能化聚合物的環氧化學部分之間發生的脫水反應形成共價鍵。在所述熱循環組合上形成所述胺官能化聚合物和所述環氧官能化聚合物的連續組合。所述連續組合中的每一者被熱循環以與前一個組合形成連續共價鍵。

本公開的另一個示例性實施例提供了一種形成用于增材制造工藝的前體材料的方法，所述方法包括：將第一粉末暴露于第一等離子體，以形成胺官能化粉末。所述方法還包括：將第二粉末暴露于第二等離子體，以形成環氧官能化粉末。所述方法包括：將所述胺官能化粉末與所述環氧官能化粉末進行組合，以形成用于增材制造的前體材料。