稳定的增材制造制品制造技术

一种增材制品稳定化方法包括：在聚合之前，将辐射活化的稳定化组合物添加到液态树脂；使用辐射由所述液态树脂逐层地形成所述制品，使得所述稳定化组合物不使所述液态树脂稳定而是使所述形成的制品稳定；以及中和在通过将所述制品暴露于附加的辐射后固化而引发的降解过程期间产生的自由基。

Stable additive manufacturing products

A stabilizing method for an additive product includes: adding a radiation activated stabilizing composition to a liquid resin prior to polymerization; forming the product layer by layer from the liquid resin by using radiation, so that the stabilizing composition does not stabilize the liquid resin but stabilizes the formed product; and neutralizing the product after exposure to additional radiation The free radicals produced during the degradation process initiated by the reaction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】稳定的增材制造制品相关申请的交叉引用本申请要求2017年3月28日提交的美国临时申请系列号62/477,799的权益，该申请的公开内容全文以引用的方式并入本文。
本公开涉及形成稳定制品，所述稳定制品通过增材制造方法(诸如UV固化的增材制造过程)形成。
技术介绍
增材制造变得越来越便宜并且能够生产越来越多的制品，包括可能在汽车工业中使用的部件。然而，增材制造方法需要在所形成的制品的机械性质、风化和/或耐久性方面进行改进。
技术实现思路
一种方法包括：将稳定化组合物与单体浴(monomerbath)混合以形成混合物，所述组合物包含一种或多种受阻胺光稳定剂；以及通过增材制造过程由所述混合物形成3-D制品，使得所述一种或多种受阻胺光稳定剂在形成3-D制品之前保持无活性。在至少一个实施例中，公开了一种增材制造的制品稳定化方法。所述方法包括在聚合之前，将辐射活化的稳定化组合物添加到液态树脂。所述方法还包括使用辐射由液态树脂逐层地形成制品，使得稳定化组合物不使液态树脂稳定而是使所形成的制品稳定。所述方法还包括中和在通过将制品暴露于附加的辐射后固化而引发的降解过程期间产生的自由基。附加的辐射是比制品的初始聚合和固化所需的辐射量更大的辐射量。稳定化组合物可以包含一种或多种缓慢作用的化合物，所述缓慢作用的化合物在聚合和固化之前或期间不会主动抑制自由基活性。在制品形成后，一种或多种缓慢作用的化合物保持其未反应状态持续至少数周。一种或多种缓慢作用的化合物在聚合、固化或两者的波长下不直接吸收UV光。稳定化组合物可以包含受阻胺光稳定剂(HALS)。HALS可以包括一种或多种来自一类四甲基哌啶衍生物的化合物。所述形成可以包括UV固化、热固化或两者。在替代实施例中，公开了一种用于增材制造制品的液态树脂。所述液态树脂包含(A)基于一种或多种受阻胺光稳定剂(HALS)的光稳定剂；(B)反应性稀释剂和/或(C)溶剂；(D)光引发剂；和可选组分(E)抗氧化剂；(F)UV光屏蔽剂，其中液态树脂将通过辐射聚合，并且在制品的聚合和固化期间保持(A)未反应状态。组分(A)可以包括一种或多种来自一类四甲基哌啶衍生物的HALS。组分(A)可以包括2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇。基于液态树脂的总重量，所述组合物可以包含0.1至5重量％的组分(A)。辐射可以是UV光。在替代实施例中，公开了一种汽车制品。所述制品包括限定汽车部件的分层，所述分层包括缓慢作用的化合物，所述缓慢作用的化合物被配置成中和在通过将制品暴露于辐射后制造而引发的降解过程期间产生的自由基，使得所述缓慢作用的化合物被并入在贯穿所述制品的分层中。所述制品可以被并入到车厢的内部。辐射可以是UV辐射、热辐射或两者。后制造可以包括在用于形成制品的液态树脂的聚合、制品的固化或两者之后的时间段。缓慢作用的化合物可以被并入在制品的核心中。所述制品可以是符合外部风化测试程序ASTMD7869、内部风化耐性ISO105A-02、SAEJ2412、污染和可清洁性ISO105-A03、雾化SAEJ1756、可燃性ISO3795或它们的组合的稳定制品。所述制品可以是汽车内部中的控制台。附图说明图1和图2是四组聚氨酯(PU)样品的照片，其中一些样品暴露于汽车外部加速风化循环，其相当于1年佛罗里达暴露；图3描绘了立体光刻(SLA)增材制造系统的非限制性示意性示例；图4描绘了数字光处理(DLP)增材制造系统的非限制性示意性示例；图5示出了汽车内部的非限制性示例，其中至少一些部件可以根据所公开的方法和材料形成。具体实施方式本文中描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其它实施例可以采用各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的特定结构和功能细节不应解释为是限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其它附图中示出的特征进行组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方式，可以期望与本公开的教导一致的特征的各个组合和修改。除非明确地指出，否则说明书中指示尺寸或材料性质的所有数值量应理解为在描述本公开的最宽范围时由词语“约”修饰。首字母缩略词或其它缩写词的第一定义适用于本文中相同缩写词的所有后续用法，并且在经过必要的变更后适用于最初定义的缩写词的正常语法变体。除非相反地明确说明，否则性质的度量通过与之前或之后针对同一性质引用的相同技术来确定。详细参考专利技术人已知的本专利技术的组合物、实施例和方法。然而，应理解，所公开实施例仅仅是本专利技术的能够以不同形式和替代形式体现的示例。因此，本文所公开的具体细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本专利技术的代表性基础。对与本专利技术的一个或多个实施例有关的适合于给定目的的一组或一类材料的描述意味着这一组或这一类中任意两个或更多个成员的混合物是合适的。在化学术语中对成分的描述是指在添加到说明书中指定的任何组合时的成分，并且一旦混合，不一定排除混合物的成分之间的化学相互作用。首字母缩略词或其它缩写词的第一定义适用于本文中相同缩写词的所有后续用法，并且在经过必要的变更后适用于最初定义的缩写词的正常语法变体。除非相反地明确说明，否则性质的度量通过与之前或之后针对同一性质引用的相同技术来确定。增材制造过程涉及通过逐层添加材料来构建3-D对象的技术。材料可以是塑料、金属、混凝土等。增材制造包括许多技术，诸如3-D打印、快速原型成型、直接制造、分层制造、增材制作、光聚合固化成型(包括立体光刻(SLA)和数字光处理(DLP))、材料喷射、粘合剂喷射、材料挤出、粉末床熔合、片材层压、定向能量沉积等。所有增材制造技术都根据类似的原理操作。增材制造利用计算机、3-D建模软件(计算机辅助设计或CAD)、能够施加材料以形成分层的制品的机器以及分层材料。使用3-D建模程序或使用3-D扫描仪在CAD文件中创建对象的虚拟设计，该3-D扫描仪生成所需对象的3-D数字副本。可以对数字文件进行切片，其中每个切片含有数据，使得可以逐层地形成对象。施加分层材料的机器读取每个切片，添加呈液体、粉末或片材形式的分层材料的连续层，并在将每个层与下一层连接的同时形成对象，使得几乎没有离散施加的层的任何视觉上可辨别的迹象。所述层形成三维立体对象。增材制造的物品可能需要经历一个或多个后处理步骤以产生最终的3-D对象。早期的增材制造专注于生产前的可视化模型、制作原型等。制成品的质量决定了它们的用途，并且反之亦然。由增材制造形成的早期制品通常不被设计成经受长期使用。增材制造设备也很昂贵，并且其速度阻碍了增材制造在大批量应用中的广泛使用。但近来，增材制造过程变得越来越快，成本也越来越低。虽然增材制造技术在所制作的制品的质量方面有所改进，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造的制品稳定化方法，其包括：/n在聚合之前，将辐射活化的稳定化组合物添加到液态树脂；/n使用辐射由所述液态树脂逐层地形成所述制品，使得所述稳定化组合物不使所述液态树脂稳定而是使所述形成的制品稳定；以及/n中和在通过将所述制品暴露于附加的辐射后固化而引发的降解过程期间产生的自由基。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170328 US 62/477,7991.一种增材制造的制品稳定化方法，其包括：
在聚合之前，将辐射活化的稳定化组合物添加到液态树脂；
使用辐射由所述液态树脂逐层地形成所述制品，使得所述稳定化组合物不使所述液态树脂稳定而是使所述形成的制品稳定；以及
中和在通过将所述制品暴露于附加的辐射后固化而引发的降解过程期间产生的自由基。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述附加的辐射是比所述制品的初始聚合和固化所需的辐射量更大的辐射量。


3.如权利要求1所述的方法，其中所述稳定化组合物包含一种或多种缓慢作用的化合物，所述缓慢作用的化合物在聚合和固化之前或期间不会主动抑制自由基活性。


4.如权利要求3所述的方法，其中在所述制品形成后，所述一种或多种缓慢作用的化合物保持其未反应状态持续至少数周。


5.如权利要求4所述的方法，其中所述一种或多种缓慢作用的化合物在聚合、固化或两者的波长下不直接吸收UV光。


6.如权利要求1所述的方法，其中所述稳定化组合物包含受阻胺光稳定剂(HALS)。


7.如权利要求6所述的方法，其中所述HALS包括一种或多种来自一类四甲基哌啶衍生物的化合物。


8.如权利要求1所述的方法，其中所述形成包括UV固化、热固化或两者。


9.一种用于增材制造制品的液态树脂，所述液态树脂包含：
(A)基于一种或多种受阻胺光稳定剂(HALS)的光稳定剂；
(B)反应性稀释剂和/或
(C)溶剂；
(D)光引发剂；和
可选组分
(E)抗氧化剂；
(F)UV光屏蔽剂；
其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾米丽·安·瑞恩，马克·爱德华·尼克尔斯，艾伦·成智·李，克里斯多夫·迈克尔·佐伊贝特，黛博拉·弗朗西斯·米耶斯基，尼古拉斯·瑞安·贡特尔，马修·林登·贝德尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US