用于聚醚酰亚胺掺混物的改进的层间粘附的增材制造过程制造技术

本公开内容提供了经由增材制造制作物品的方法，方法包括沉积至少第一和第二量的熔化的热塑性组合物，以便至少一部分的第一量与至少一部分的第二量融合，以便于形成物品的融合区域。热塑性组合物可以包括至少第一和第二群体的聚醚酰亚胺，第一和第二群体在重均分子量方面不同，例如，高至大约100kDa，如通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标准物测定的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于聚醚酰亚胺掺混物的改进的层间粘附的增材制造过程
本公开内容涉及增材制造的领域和聚合物掺混物的领域。
技术介绍
经由逐层增材制造形成的物品可以展示出优越的分辨力、耐久性、和强度。这些制品可以具有各种用途，包括作为原型和作为最终产品以及最终产品的模具。然而，在通过增材制造过程比如熔融沉积成型(FDM)生产的零件中，由于构建物(build)的后续层之间有限的结合造成的弱层间粘附可能降低在构建方向(还称为z-方向)并且也在其它方向的打印零件的强度。考虑到越来越多使用增材制造过程，本领域对如下增材制造过程存在需要：其能够生产具有改进的层间粘附的零件以取得更好的美学质量和结构性质。还对使得这样改进的增材制造过程成为可能的组合物存在相关的需要。
技术实现思路
为了满足这些长期以来的需要，本公开内容提供了形成物品的方法，其包括：沉积至少第一和第二量的熔化的热塑性组合物，以便至少一部分的第一量与至少一部分的第二量融合，以便于形成物品的融合区域，其中热塑性组合物包括至少第一和第二群体的聚醚酰亚胺，第一和第二群体的重均分子量的不同最多大约100kDa，如通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标准物测定的。本公开内容还提供了物品，其包括：在融合区域处融合在一起的至少第一和第二量的热塑性组合物，其中热塑性组合物包括至少第一和第二群体的聚醚酰亚胺，所述至少两种或更多种群体的重均分子量的不同最多大约100kDa，如通过GPC相对于聚苯乙烯标准物测定的。另外提供了形成物品的方法，其包括：沉积多个部分的熔化的热塑性组合物，其包括如通过GPC相对于聚苯乙烯标准物测定的重均分子量不同的至少第一和第二群体的聚醚酰亚胺，进行所述沉积，以便多个部分的热塑性组合物中的至少一些被融合在一起，以便于形成物品。本公开内容还提供了形成物品的方法，包括：沉积至少第一和第二量的包括聚醚酰亚胺的熔化的热塑性组合物，以便至少一部分的第一量与至少一部分的第二量融合，以便于形成物品的融合区域，热塑性组合物包括多种聚醚酰亚胺聚合物链，其中包括聚醚酰亚胺聚合物链的热塑性组合物的按链重量计高至下限50％的聚醚酰亚胺具有大约40kDa至大约2kDa的分子量。进一步提供了形成物品的方法，其包括：沉积至少第一和第二量的包括聚醚酰亚胺的熔化的热塑性组合物，以便至少一部分的第一量与至少一部分的第二量融合，以便于形成物品的融合区域，热塑性组合物包括多种聚醚酰亚胺聚合物链，其中热塑性组合物包括多种聚醚酰亚胺聚合物链，其中包括聚醚酰亚胺聚合物链的热塑性组合物的按链重量计高至上限99.9％的聚醚酰亚胺具有大约40kDa至大约120kDa的分子量。另外提供了物品，其包括：在融合区域处融合在一起的至少第一和第二量的热塑性组合物，其中热塑性组合物包括多种聚醚酰亚胺聚合物链，(a)其中包括聚醚酰亚胺聚合物链的热塑性组合物的按链重量计高至下限50％的聚醚酰亚胺具有大约40kDa至大约2kDa的分子量，(b)其中包括聚醚酰亚胺聚合物链的热塑性组合物的按链重量计高至上限80％的聚醚酰亚胺具有大约40kDa至大约120kDa的分子量；或(a)和(b)。具体实施方式与形成本公开内容的一部分的附图和实施例结合参考下列具体实施方式，可以更容易地理解本公开内容。应理解，本公开内容不限于本文描述和/或显示的具体装置、方法、应用、条件或参数，并且本文使用的术语是出于仅借助实例描述具体实施方式的目的并且并不意欲限制要求保护的主题。而且，如包括所附权利要求书的说明书中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数，并且提及具体的数值包括至少该具体的值，除非上下文另外明确地指出。如本文使用的，术语“多个”意思是多于一个。当表述值的范围时，另一个实施方式包括从一个具体的值和/或至另一个具体的值。类似地，当将值表述为近似值时，通过使用先行词“大约”，将理解，具体的值形成另一个实施方式。所有的范围是包括性和可以组合的。重量百分比应当理解为不超过100wt.％的组合重量百分数值。在提及标准并且没有日期与该标准相关联的地方，应当理解，标准是在当前提交日有效的最新的标准。应当领会，为了清楚在单独的实施方式的背景下在本文描述的公开主题的某些特征也可以在单个实施方式中组合地提供。相反地，为了简要在单个实施方式的背景下描述的公开主题的多个特征也可以单独地或以任意子组合提供。进一步，提及在范围中叙述的值包括该范围内的每一个值。本文引用的任何文件出于任何和所有目的通过引用以其全部并入本文。在增材制造技术中使用各种热塑性塑料。聚醚酰亚胺(PEI)掺混物是尤其合适的，这是由于它们为许多注射成型和增材制造(3D打印)应用提供高的耐热性、强度、和耐化学性。然而，在过程比如熔融沉积成型(FDM)中，沉积材料的层之间差的粘附可能在所有方向中降低打印的零件的强度，尤其在打印方向。描述的对PEI掺混物的溶体流动和/或分子量的控制导致改进的层间粘附(还称为z-强度)并且增强打印零件的性能，包括机械、热、和燃烧性质。在方法的一些实施方式中，通过增材制造过程以预设的图案形成多个层。如增材制造的背景下使用的“多个”包括2层或更多层。层的最大数目可以变化，并且可以例如通过如下考虑确定，比如正在制造的物品的大小、使用的技术、使用的装备的能力、和最终物品中期望的细节水平。例如，可以形成5至100,000层，或可以形成50至50,000层。打印物品的融合层可以具有适合FDM工艺的任何厚度。多个层可以每个平均是优选地至少50微米(μm)厚，更优选地至少80μm厚，并且甚至更优选地至少100微米(μm)厚。在优选实施方式中，多个烧结层每个平均是优选地小于500微米(μm)厚，更优选地小于300微米(μm)厚，并且甚至更优选地小于200微米(μm)厚。因此，层可以是例如50-500、80-300、或100-200微米(μm)厚。当然，经由基于长丝的沉积过程生产的物品可以具有与上面描述的那些相同或不同的层厚度。在现有的增材制造过程中，粘附在构建方向(z-方向)中可能是最弱的，这是由于构建物的后续层之间的不完全结合。二次操作比如涂覆、固化(辐射或热)、涂漆、砂磨、或加热可以改进打印零件的结构性质和/或美学。但是这些操作可能在一些情况下给制造过程增加时间和成本。适当的溶体流动控制或玻璃化温度的降低可以帮助缓解内应力并且使得挤出的材料保持在熔化状态持续较长的时段，因而增加与先前沉积的材料的结合并且在所有方向中强化层之间的粘附。可以通过改变聚合物分子量、流动促进添加剂、或这些方法的组合实现溶体流动调节。聚合物的机械性质还有助于打印零件的强度，并且当研发具有改进的z-强度的材料时必须考虑。聚醚酰亚胺组合物可以包括通常掺入此类型的聚合物组合物的多种添加剂，条件是选择该添加剂，以便不显著地不利影响组合物的期望性质。示例性添加剂包括催化剂，冲击改性剂，抗氧化剂，热稳定剂，光稳定剂，紫外光(UV)吸收添加剂，猝灭剂，塑化剂，润滑剂，脱模剂，抗静电剂，视觉效应添加剂比如染料、颜料、光效应添加剂，和辐射稳定剂。可以使用添加剂的组合，例如，热稳定剂、脱模剂和任选地紫外光稳定剂的组合。一般而言，以通常已知有效的量使用添加剂。前述添加剂通常基于组合物的总重量以0.005至20wt％，具体地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.形成物品的方法，其包括：沉积至少第一和第二量的熔化的热塑性组合物，以便至少一部分的所述第一量与至少一部分的所述第二量融合，以便于形成所述物品的融合区域，其中所述热塑性组合物包括至少第一和第二群体的聚醚酰亚胺，所述第一和第二群体的重均分子量的不同最多大约100kDa，如通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标准物测定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.11 US 62/266,2111.形成物品的方法，其包括：沉积至少第一和第二量的熔化的热塑性组合物，以便至少一部分的所述第一量与至少一部分的所述第二量融合，以便于形成所述物品的融合区域，其中所述热塑性组合物包括至少第一和第二群体的聚醚酰亚胺，所述第一和第二群体的重均分子量的不同最多大约100kDa，如通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标准物测定的。2.权利要求1所述的方法，其中所述热塑性组合物包括一种或多种聚醚酰亚胺低聚物。3.权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述第一和第二群体的重均分子量的不同在大约2kDa至大约60kDa，如通过GPC相对于聚苯乙烯标准物测定的。4.权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述第一群体的聚醚酰亚胺与所述第二群体的聚醚酰亚胺的重量比是100:1至1:100。5.权利要求4所述的方法，其中所述第一群体的聚醚酰亚胺与所述第二群体的聚醚酰亚胺的重量比是10:1至1:10。6.权利要求1-5中任一项所述的方法，其中根据预设的图案进行所述沉积。7.物品，其包括：在融合区域处融合在一起的至少第一和第二量的热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括至少第一和第二群体的聚醚酰亚胺，所述至少两种或更多种群体的重均分子量的不同最多大约100kDa，如通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标准物测定的。8.权利要求7所述的物品，其中所述第一和第二群体的重均分子量的不同在大约2kDa至大约60kDa，如通过GPC相对于聚苯乙烯标准物测定的。9.权利要求8所述的物品，其中所述物品包括聚醚酰亚胺低聚物。10.权利要求7-9中任一项所述的物品，其中所述第一和第二量中的至少一个被表征为层。11.权利要求7-10中任一项所述的物品，其中所述第一群体的聚醚酰亚胺与所述第二群体的聚醚酰亚胺的重量比是100:1至1:100。12.权利要求11所述的物品，其中所述第一群体的聚醚酰亚胺与所述第二群体的聚醚酰亚胺的重量比是10:1至1:10。13.权利要求7-12中任一项所述的物品，其中所述物品被表征为是航空器组件、医疗装置、托盘、容器、实验室工具、食品或饮料服务物品、汽车组件、建筑物品、医疗植...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·E·格里斯哈伯，M·比哈里，K·梁，L·S·鲍威尔，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL