[發(fā)明專利]采用熱致液晶聚合物的三維打印系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080097021.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN115151403A
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克雷格·J·彼得森;趙新宇;金榮申
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 提克納有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B29C64/153
• 分類號(hào): B29C64/153
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 黃愛嬌

提供了一種三維打印方法。該方法包括由聚合物組合物選擇性地形成三維結(jié)構(gòu)。該聚合物組合物包含熱致液晶聚合物并表現(xiàn)出由平行板流變儀在0.63弧度/秒的角頻率、1％的恒定應(yīng)變幅度和比聚合物組合物的熔融溫度高15℃的溫度下測(cè)定的約50Pa?s至約1000Pa?s的復(fù)數(shù)粘度。

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求于2019年12月17日提交的申請(qǐng)序列號(hào)為62/948,877的美國臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用整體并入本文。

背景技術(shù)

增材制造，也稱為三維或3D打印，通常是由數(shù)字模型選擇性地形成三維結(jié)構(gòu)的過程。可以采用各種類型的三維打印技術(shù)，例如熔融沉積成型、噴墨、粉末床熔合(例如，選擇性激光燒結(jié))、粉末/粘合劑噴射、電子束熔化、電子照相成像等。例如，在熔融沉積成型系統(tǒng)中，可以通過由系統(tǒng)的打印噴嘴攜帶的擠出尖端擠出構(gòu)建材料，然后將其作為一系列層沉積在基底上。擠出的材料與先前沉積的材料熔合，并在溫度下降時(shí)固化。在形成每一層之后，打印噴嘴相對(duì)于基底的位置可以沿著軸(垂直于構(gòu)建平面)遞增，然后可以重復(fù)該過程以形成類似于數(shù)字表示的打印零件。如果需要，支撐層或結(jié)構(gòu)也可以構(gòu)建在懸垂部分的下方或構(gòu)造中的打印零件的空腔中，這些不被構(gòu)建材料本身所支撐。支撐結(jié)構(gòu)在制造過程中粘附在零件材料上，并且在打印過程完成時(shí)可從完成的打印零件上移除。無論采用何種特定技術(shù)，三維打印更常用于形成塑料零件。不幸的是，在需要更高水平的材料性能(例如高熱穩(wěn)定性和耐熱性、增強(qiáng)的流動(dòng)性和良好的機(jī)械性能)的高級(jí)產(chǎn)品應(yīng)用中，它的使用仍然有所受限。造成這種限制的一個(gè)原因是三維打印系統(tǒng)中常用的聚合材料，例如聚乳酸和聚乙烯，通常缺乏高性能特性。相反，由于此類聚合物往往缺乏三維打印所需的熔體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，因此在使用高性能聚合物上的嘗試經(jīng)常失敗。

因此，需要一種可以容易地用于三維打印系統(tǒng)的高性能聚合物組合物。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，公開了一種三維打印方法，該方法包括由聚合物組合物選擇性地形成三維結(jié)構(gòu)。該聚合物組合物包含熱致液晶聚合物并表現(xiàn)出由平行板流變儀在0.63弧度/秒的角頻率、1％的恒定應(yīng)變幅度和比聚合物組合物的熔融溫度高15℃的溫度下測(cè)定的約50Pa-s至約1000Pa-s的復(fù)數(shù)粘度。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，公開了一種用于三維打印系統(tǒng)的打印機(jī)墨盒，該打印機(jī)墨盒包括由如上所述的聚合物組合物形成的長絲。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，公開了一種三維打印系統(tǒng)，該三維打印系統(tǒng)包括：供應(yīng)源，該供應(yīng)源含有如上所述的聚合物組合物；和噴嘴，該噴嘴配置為接收來自供應(yīng)源的聚合物組合物并將組合物沉積到基底上。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方式，公開了一種三維打印系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括粉末供應(yīng)，該粉末供應(yīng)包括由如上所述的聚合物組合物形成的多個(gè)顆粒；粉末床，所述粉末床配置為接收粉末供應(yīng)；和當(dāng)存在于粉末床中時(shí)用于選擇性地熔合粉末供應(yīng)的能源。

本發(fā)明的其他特征和方面在下文中更詳細(xì)地闡述。

附圖說明

在包括參考附圖的說明書的其余部分中，更具體地闡述了包括對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言的最佳實(shí)施方式在內(nèi)的本發(fā)明的完整且可行的披露。

圖1是可用于本發(fā)明的熔融沉積成型系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的前視圖；

圖2是可以由本發(fā)明的聚合物組合物形成的三維結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施方式的透視圖；

圖3A至3C是圖2沿線3A-3A截取的橫截面圖，描繪了形成三維結(jié)構(gòu)的過程；

圖4是可用于本發(fā)明的打印機(jī)墨盒的一個(gè)實(shí)施方式的爆炸透視圖；以及

圖5是可用于本發(fā)明的粉末床熔合系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。

具體實(shí)施方式

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，本文的討論僅僅是描述示例性實(shí)施方式，不意在限制本發(fā)明的更寬泛的方面。