建造材料和其应用制造技术

一方面，本文描述了可操作用于3D打印系统的建造材料。在一些实施方案中，建造材料包含低聚固化材料、在25℃下为固态的活性组分、和至少一种稀释剂，其中所述活性组分包含至少一个可与包含在所述低聚固化材料中和/或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。

Building materials and their applications

On the one hand, this paper describes the construction materials that can be used for 3D printing systems. In some embodiments, building materials contain oligomeric curing material at 25 DEG C, as an active component and solid, and at least a diluent, wherein the active component contains at least one and can be included in the oligomerization of curing materials and / or the at least one chemical group diluent in polymerization chemical group.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】建造材料和其应用
本专利技术涉及用于三维（3D）打印系统的建造材料。
技术介绍
市售的三维打印机，例如，由3DSystemsofRockHill,SouthCarolina制造的ProJetTM3D打印机，使用通过打印头作为液体喷射的建造材料或墨水来形成各种热聚物部件。其他三维打印系统也使用通过打印头喷射的建造材料。在一些情况下，所述建造材料在环境温度下为固态而在高的喷射温度下转化为液态。在其他情况下，建造材料在环境温度下为液态。
技术实现思路
一方面，本文记述了可操作用于3D打印系统的建造材料，其，在一些实施方案中，与现有的建造材料相比可以提供一个或多个优势。在一些实施方案中，例如，本文所述的建造材料表现高刚度，因此提供可用于各种工程应用中的成品部件。本文所述的建造材料，在一些实施方案中，包含低聚固化材料(oligomericcurablematerial)、在25℃下为固态的活性组分、和至少一种稀释剂，其中所述活性组分包含至少一个可与包含在所述低聚固化材料和/或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。本文所述的建造材料，在一些实施方案中，包含低聚固化材料、在25℃下为固态的活性组分、和至少一种稀释剂，其中所述活性组分包含多个可与包含在所述低聚固化材料和/或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。本文所述的建造材料，在一些实施方案中，包含低聚固化材料、在25℃下为固态的活性组分、和至少一种稀释剂，其中所述活性组分包含至少一个可与同时包含在所述低聚固化材料和所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。在一些实施方案中，本文所述的建造材料进一步包含非活性组分，其不包含可与包含在所述低聚固化材料或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。本文所述的建造材料，在一些实施方案中，包含低聚固化材料、在25℃下为固态和基本上晶态的活性组分、和至少一种稀释剂，其中所述活性组分包含至少一个可与包含在所述低聚固化材料和/或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。在一些实施方案中，本文所述的建造材料，在固化时，表现当根据ASTMD638测量时约1500至约2200MPa的拉伸模量。另一方面，本文记述了包含三维打印的制品或物品的组合物。在一些实施方案中，组合物包含三维打印的制品，所述三维打印的制品包含建造材料，所述建造材料包含低聚固化材料、在25℃下为固态的活性组分、和至少一种稀释剂，其中所述活性组分包含至少一个可与包含在所述低聚固化材料和/或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。在一些实施方案中，所述三维打印的制品的建造材料进一步包含非活性组分，其不包含可与包含在所述低聚固化材料或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。在一些实施方案中，组合物包含三维打印的制品，所述三维打印的制品包含建造材料，所述建造材料包含低聚固化材料、在25℃下为固态和基本上晶态的活性组分、和至少一种稀释剂，其中所述活性组分包含至少一个可与包含在所述低聚固化材料和/或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。在一些实施方案中，组合物包含三维打印的制品，所述三维打印的制品包含建造材料，所述建造材料包含低聚固化材料、在25℃下为固态和基本上晶态的活性组分、和至少一种稀释剂，其中所述活性组分包含超过一个可与包含在所述低聚固化材料和/或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。在一些实施方案中，本文所述的组合物包含三维打印的制品，所述三维打印的制品包含建造材料，所述建造材料在固化时，表现当根据ASTMD638测量时约1500至约2200MPa的拉伸模量。另一方面，本文描述了打印三维制品或物品的方法。在一些实施方案中，打印三维制品的方法包括选择性地沉积多个流体建造材料层以在基材上形成所述三维制品，所述建造材料包含低聚固化材料、在25℃下为固态和基本上晶体的活性组分、和至少一种稀释剂，其中所述活性组分包含至少一个可与包含在所述低聚固化材料和/或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。在一些实施方案中，所述活性组分包含至少一个可与同时包含在所述低聚固化材料中和所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。在一些实施方案中，打印三维制品的方法进一步包括用支撑材料支承至少一层建造材料。此外，所述建造材料和/或支撑材料，在本文所述的方法的一些实施方案中，根据三维制品的图像选择性地沉积，其中所述图像呈电脑可读的格式。在下面的详细说明中更详细地记述了这些和其他的实施方案。详细说明通过参照下面的详细说明以及实施例和它们前后的说明，可以更容易地理解本文所述的实施方案。然而，本文所述的要素、设备和方法不限于在详细说明和实施例中给出的具体的实施方案。应该认识到这些实施方案仅仅说明本专利技术的原则。在不背离本专利技术的精神和范围的情况下，许多改良和适应对于本领域技术人员将是显而易见的。术语“三维打印系统”、“三维打印机”、“打印”和其类似术语通常描述用于通过选择性的沉积、喷射、熔融沉积成型来制作三维物品的各种固态无模制造技术，和本领域现在已知的或将来可能已知的使用建造材料来制造三维物品的其他技术。一方面，本文记述了可操作用于3D打印系统的建造材料。本文所述的建造材料在3D打印系统中遇到的喷射温度下为流体。在一些实施方案中，建造材料在制造三维打印的制品或物品的过程中，一旦沉积在表面上就通过冻结而凝固。在一些实施方案中，建造材料在制造三维打印的制品或物品的过程中，当沉积在表面上时基本上保持流体。在一些实施方案中，建造材料包含低聚固化材料、在约25℃下为固态的活性组分、和至少一种稀释剂，其中所述活性组分包含至少一个可与包含在所述低聚固化材料和/或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。在一些实施方案中，建造材料进一步包含非活性组分，所述非活性组分不包含可与包含在所述低聚固化材料或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。在一些实施方案中，建造材料进一步包含选自光引发剂、抑制剂、稳定剂、敏化剂和其组合的一种或多种添加剂。如本文所述的，在一些实施方案中，建造材料包含低聚固化材料。可使用符合本专利技术的目的的任何适合的低聚固化材料。在一些实施方案中，低聚固化材料包含一种或多种可固化化学物质(chemicalspecies)。在一些实施方案中，低聚固化材料包含一种或多种光固化化学物质。在一些实施方案中，低聚固化材料包含一种或多种UV固化化学物质。在一些实施方案中，低聚固化材料是可在约300nm至约400nm范围的波长下光固化的。另外，在一些实施方案中，低聚固化材料是可在电磁频谱的可见波长下光固化的。在一些实施方案中，本文所述的低聚固化材料包含一种或多种（甲基）丙烯酸酯物质。本文使用的术语“（甲基）丙烯酸酯”包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯或其混合物或组合物。在一些实施方案中，低聚固化材料包含聚氨酯（甲基）丙烯酸酯树脂。在一些实施方案中，UV固化聚氨酯（甲基）丙烯酸酯树脂可包含在自由基光引发剂存在下聚合的任何甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯树脂，其于喷射温度在暴露的状态下至少一个星期和在封闭的状态下至少四个星期是热稳定的，和/或具有高于喷射温度的沸点。在一些实施方案中，低聚固化材料具有高于喷射温度的闪点。可以以已知的方式制备适用于本文所述的建造材料的聚氨酯（本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于三维打印系统的建造材料，包含：低聚固化材料；在约25℃下为固态的活性组分；和至少一种稀释剂，其中所述活性组分包含至少一个可与包含在所述低聚固化材料和/或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.09 US 13/043,8761.用于三维打印系统的建造材料，包含：低聚固化材料；在25℃为固态的活性组分；非活性组分，其中所述非活性组分包含一种或多种聚氨酯蜡；和至少一种稀释剂，其中，所述活性组分作为晶态的区存在于建造材料中，其中所述活性组分选自：(i)异氰脲酸酯（甲基）丙烯酸酯；(ii)由通式R1-R2-NHCOO-R3-OOC-NH-R2-R1定义的物质，其中R1为–OCOCH=CH2或–OCOC(CH3)=CH2；R2为CnH2n，其中n=2-36；且R3为CnH2n，其中n=2-36；(iii)由通式R1-NHCONH-R2-R3定义的物质，其中R1为CnH(2n+1)，其中n=4-36；R2为CnH2n，其中n=2-36；且R3为–OCOCH=CH2或-OCOC(CH3)=CH2；和(iv)通式R1-R2-NHCONH-R3-OOC-NH-R2-R1定义的物质，其中R1为–OCOCH=CH2或–OCOC(CH3)=CH2；R2为CnH2n，其中n=2-36；且R3为CnH2n，其中n=2-36。2.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述非活性组分不包含可与包含在所述低聚固化材料或所述至少一种稀释剂中的化学基团聚合的化学基团。3.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述建造材料进一步包含选自光引发剂、抑制剂、稳定剂、敏化剂和其组合的一种或多种添加剂。4.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述低聚固化材料为具有10,000cps至300,000cps的粘度的聚氨酯（甲基）丙烯酸酯。5.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述低聚固化材料包含一个或多个丙烯酸酯或（甲基）丙烯酸酯基团。6.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分在30℃为固态。7.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分在40℃为固态。8.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分在30℃为晶态或基本上晶态。9.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分在40℃为晶态或基本上晶态。10.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分在50℃为晶态或基本上晶态。11.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分是异氰脲酸酯三（甲基）丙烯酸酯。12.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分为三（2-羟乙基）异氰脲酸酯三丙烯酸酯。13.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分占所述建造材料的5至50wt%。14.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分占所述建造材料的5至30wt%。15.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分占所述建造材料的5至15wt%。16.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分表现1℃至10℃范围的熔点。17.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述活性组分表现以40℃和100℃之间为中心的熔点范围。18.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述至少一种稀释剂包含一个或多个（甲基）丙烯酸酯基团。19.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述建造材料，在固化时，表现当根据ASTMD638测量时1500-2200MPa的拉伸模量。20.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述建造材料，在固化时，表现当根据ASTMD638测量时1500-1900MPa的拉伸模量。21.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述建造材料，在固化时，表现当根据ASTMD638测量时1550-1850MPa的拉伸模量。22.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述建造材料，在固化时，表现当根据ASTMD638测量时10-24%的断裂伸长率。23.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述建造材料，在固化时，表现当根据ASTMD638测量时12-22%的断裂伸长率。24.根据权利要求1所述的建造材料，其中所述建造材料，在固化时，表现当根据ASTMD638测量时14-20%的断裂伸长率。25.根据权利要求1所述的建造材料，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：P徐，J斯托克威尔，
申请(专利权)人：三D系统公司，
类型：
国别省市：