FDM打印的具有表面纹理的灯具制造技术

一种用于3D打印3D物品(10)的方法，该方法包括：(i)提供可3D打印材料(201)，该可3D打印材料(201)包括嵌入在可3D打印材料(201)中的颗粒(410)，其中颗粒(410)具有最长尺寸长度(L1)、最短尺寸长度(L2)以及纵横比AR，纵横比AR被定义为最长尺寸长度(L1)和最短尺寸长度(L2)的比率；以及(ii)在打印阶段期间沉积可3D打印材料(201)以提供3D物品(10)，以提供3D打印材料(202)的具有层高(H)的层(230)，其中AR≥4并且H/L1≤1。

FDM printed lamps with surface texture

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】FDM打印的具有表面纹理的灯具
本专利技术涉及用于制造3D物品的方法。本专利技术还涉及通过这种方法可获得的3D(打印)物品。此外，本专利技术涉及包括这种3D(打印)物品的照明系统。此外，本专利技术还涉及(用于这种方法中使用的)可3D打印热塑性聚合物材料。
技术介绍
带纹理的3D打印的材料是本领域中已知的。例如，WO2016/083181描述了用于3D打印设备的打印头，该打印头包括喷嘴和纹理化构件，该喷嘴被布置为将打印材料层打印在接收表面上，该纹理化构件被布置为在所述层的打印期间纹理化该层或该接收表面。喷嘴包括出口，该出口包括纹理化构件，并且该出口被成形为形成从该层的主表面延伸的突起，以用于与后续的层互锁。纹理化构件确保了利用打印头形成的接触层由于层与层之间的接触表面积的增加而表现出改进的粘附性。以这种方式打印会产出更坚固的3D制品。在本文中还描述了包括打印头的打印装置、打印方法和打印制品。US2016/346997A1公开了可3D打印复合油墨制剂，其包括未固化的聚合物树脂、填料颗粒和潜在性固化剂。该复合油墨制剂包括取决于应变率的粘度和弹性储能模量G'的至少约为10＜3＞Pa的平稳值。D1进一步公开了在3D打印期间从喷嘴挤出的丝状结构。丝状结构包括连续丝，其包括分散在其中的填料颗粒。连续丝中的至少一部分填料颗粒包括高纵横比颗粒，该高纵横比颗粒相对于连续丝的纵向轴线具有预定的定向。D1进一步公开了包括蜂窝网络的3D打印蜂窝结构，该蜂窝网络包括分隔空单元的单元壁。单元壁包括聚合物复合物，该聚合物复合物包括分散在聚合物基质中的填料颗粒。填料颗粒包括高纵横比的颗粒，该高纵横比的颗粒在单元壁内具有预定的定向。WO2010/075395A2公开了一种方法，该方法包括：提供粉末复合物，该粉末复合物包括至少一种半结晶或结晶的芳香族激光可烧结聚酯聚合物，其熔化温度在120至220摄氏度之间；并且激光选择性地烧结粉末组合物以形成三维制品。
技术实现思路
在接下来的10-20年中，数字制造将越来越多地改变全球制造业的性质。数字制造的一个方面是3D打印。当前，已经开发了许多不同的技术以便使用诸如陶瓷、金属和聚合物的各种材料来生产各种3D打印物体。3D打印还可以用于生产模具，然后该模具可以被用于复制物体。为了制造模具，已经建议了使用聚合物喷射技术。该技术利用可光聚合材料的逐层沉积，在每次沉积之后该可光聚合材料被固化以形成固体结构。尽管该技术产生光滑的表面，但是可光固化的材料不是非常稳定，并且它们还具有相对较低的热导率，这对于注塑成型应用是有用的。最广泛使用的增材制造技术是被称为熔融沉积成型(FDM)的工艺。熔融沉积成型(FDM)是一种通常用于成型、原型设计和生产应用的增材制造技术。FDM根据“增材”原理通过以层的方式铺设材料来工作；塑料丝或金属线从线圈上松开，并且提供材料来生产部件。可能地，(例如，对于热塑性塑料)丝在铺设之前被熔化并且被挤出。FDM是一种快速原型设计技术。FDM的其他术语是“熔融丝制造”(FFF)或“丝3D打印”(FDP)，这些术语被认为等同于FDM。通常，FDM打印机使用热塑性丝，该热塑性丝加热到其熔点，然后逐层挤出(或者实际上是丝接丝地)以创建三维物体。FDM打印机相对快速，并且可以被用于打印复杂的物体。FDM打印机相对快速，低成本，并且可以被用于打印复杂的3D物体。这种打印机用于使用各种聚合物来打印各种形状。该技术还在LED灯具的生产和照明解决方案中得到进一步发展。在注射成型的部件中，可以通过对模具进行纹理化来实现表面精加工和纹理化。在FDM的情况下，这可能需要以其他方式来完成。因此，本专利技术的一个方面是提供备选的3D元件，优选地，其进一步至少部分地消除了一个或多个上述缺陷。本专利技术的另一方面是提供一种备选的3D打印方法，优选地，其进一步至少部分地消除了一个或多个上述缺陷。此外，本专利技术的一方面是提供包括这种3D物品的备选的照明系统，优选地，其进一步至少部分地消除了一个或多个上述缺陷。更进一步，本专利技术的一方面是提供备选的可3D打印热塑性聚合物材料。本专利技术的目的可以是克服或改进现有技术的至少一个缺点，或者提供有用的备选方案。因此，在第一方面，本专利技术提供了用于通过熔融沉积成型(FDM)3D打印3D物品的方法，该方法包括：(i)提供可3D打印热塑性聚合物材料，该材料包括嵌入在可3D打印热塑性聚合物材料中的颗粒，其中这些颗粒具有最长尺寸长度(L1)、最短尺寸长度(L2)和纵横比AR，该纵横比AR被定义为最长尺寸长度(L1)和最短尺寸长度(L2)的比率，以及(ii)在打印阶段沉积可3D打印热塑性聚合物以提供3D物品，以提供经3D打印的热塑性聚合物材料的具有层高(H)的层，其中：(a)1≤AR≤4并且1≤H/L2≤5；或(b)AR≥4并且H/L1≤1；或(c)1≤AR≤4并且5≤H/L2≤100。更进一步，在一个方面，本专利技术提供了可3D打印热塑性聚合物材料，其包括其中嵌入有颗粒的(热塑性)聚合物。在特定的实施例中，本专利技术提供了包括热塑性材料的可3D打印热塑性聚合物材料，其中该热塑性材料包括嵌入在热塑性材料中的颗粒，其中颗粒具有最长尺寸长度(L1)、最短尺寸长度(L2)和纵横比AR，该纵横比AR被定义为最长尺寸长度(L1)与最短尺寸长度(L2)的比率，其中：(i)1≤AR≤4；或(ii)AR≥4。利用这种参数，可以控制表面粗糙度和表面纹理。这可以用于各种原因，例如，提供距离元件，以改进或减少指纹检测，以增加(或减少)与环境(或在使用3D打印物品期间与3D打印物品的表面物理接触的另一产品)的热传递。如果将颗粒材料和/或聚合物材料用于光导向，则可以使用表面纹理来控制光耦出(或光耦入)。此外，表面纹理的控制可以用于控制疏水性或控制对沿3D物品的表面流动的流体或流体流的影响。因此，在第一实施例中，1≤AR≤4和/或1≤H/L2≤100，特别是1≤AR≤4和1≤H/L2≤100，例如其中应用1≤H/L2≤5或其中5≤H/L2≤100。利用第一实施例，可以隐藏罗纹状结构或提供子结构的哑光表面。因此，当需要时，FDM打印物品的固有的该罗纹状结构可以不太明显。因此，特别应用1≤AR≤4和1≤H/L2≤10。在特定实施例中，应用1≤AR≤2。在这些范围内，可以特别地控制罗纹状结构的形成和特性。还可以使用术语“暗淡”或“磨砂”代替术语“哑光”。此外，如果需要，可以提供哑光的子结构表面。例如，其中可以减少光泽外观的应用对此可能感兴趣，特别在还存在表面子结构时。因此，特别应用1≤AR≤4和5≤H/L2≤100。在另外的特定实施例中，1≤AR≤2。在特定的实施例中，5≤H/L2≤100；在进一步的特定实施例中，应用10≤H/L2≤80。在这些范围内，特别地，可以控制哑光外观的形成和哑光特性。在实施例中，颗粒可以包括纵横比AR大于1的细长形状的颗粒。还可以使用具有不规则形状的“对称颗粒”或诸如球形的规则形状的颗粒。利用细长颗粒，不限于可以产生光学效果，可以使用与类纤维相关的方面，例如光的传输，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种借助于熔融沉积成型(FDM)来3D打印3D物品(10)的方法，所述方法包括：(i)提供可3D打印热塑性聚合物材料(201)，所述可3D打印热塑性聚合物材料(201)包括嵌入在所述可3D打印热塑性聚合物材料(201)中的颗粒(410)，其中所述颗粒(410)具有最长尺寸长度L1、最短尺寸长度L2和纵横比AR，所述纵横比AR被定义为所述最长尺寸长度L1与所述最短尺寸长度L2的比率；以及(ii)在打印阶段期间沉积可3D打印热塑性聚合物材料(201)以提供所述3D物品(10)，以提供经3D打印的热塑性聚合物材料(202)的具有层高H的层(230)，其中AR≥4并且H/L1≤1。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170629 EP 17178697.31.一种借助于熔融沉积成型(FDM)来3D打印3D物品(10)的方法，所述方法包括：(i)提供可3D打印热塑性聚合物材料(201)，所述可3D打印热塑性聚合物材料(201)包括嵌入在所述可3D打印热塑性聚合物材料(201)中的颗粒(410)，其中所述颗粒(410)具有最长尺寸长度L1、最短尺寸长度L2和纵横比AR，所述纵横比AR被定义为所述最长尺寸长度L1与所述最短尺寸长度L2的比率；以及(ii)在打印阶段期间沉积可3D打印热塑性聚合物材料(201)以提供所述3D物品(10)，以提供经3D打印的热塑性聚合物材料(202)的具有层高H的层(230)，其中AR≥4并且H/L1≤1。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述最长尺寸长度L1选自5μm-1mm的范围，其中所述层高H选自50μm-10mm的范围，并且其中相对于所述可3D打印热塑性聚合物材料(201)的总体积，所述可3D打印热塑性聚合物材料(201)包括在1vol.％-15vol.％的范围内的所述颗粒(410)。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中4≤AR≤10,000并且0.001≤H/L1≤1。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中相对于所述可3D打印热塑性聚合物材料(201)的总体积，所述可3D打印热塑性聚合物材料(201)包括在1vol.％-5vol.％的范围内的所述颗粒(410)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述可3D打印热塑性聚合物材料(201)可包括以下各项的一者或多者：丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及它们中的两种或更多种的共聚物。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒(410)包括涂覆的颗粒和未涂覆的颗粒中的一者或多者，其中所述涂层包括银和铝中的一者或多者，并且其中所述颗粒包括云母颗粒、玻璃颗粒和碳颗粒中的一者或多者。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒(410)包括纵横比AR大于1的细长形状的颗粒。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述可3D打印热塑性聚合物材料(201)和所述颗粒(410)中的一者或多者对于可见光中的一个或多个波长是透射型的。


9.一种3D打印物品(10)，所述3D打印物品(10)能够由根据权利要求1至8中任一项所述的方法获得，其中所述3D打印物品(10)包括经3D打印的热塑性聚合物材料(202)，其中所述经3D打印的热塑性聚合物材料(202)包括热塑性材料，其中所述经3D打印的热塑性聚合物材料(202)包括颗粒(410)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·M·希克梅特，L·J·M·科普曼斯，S·W·J·格鲁尔克，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL