三维陶瓷图案的喷墨印刷制造技术

本公开涉及用于陶瓷电介质部分的喷墨印刷的系统、方法和组合物。具体地，本公开涉及用于由预陶瓷聚合物衍生的互穿网络形成的三维图案的所述喷墨印刷的系统、方法和组合物，所述预陶瓷聚合物衍生的互穿网络由至少两相或双连续相构成，一相通过自由基聚合形成，并且另一相通过溶胶‑凝胶聚合形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维陶瓷图案的喷墨印刷
技术介绍
本公开涉及用于陶瓷和/或预陶瓷材料的喷墨印刷的系统、方法和组合物。具体地，本公开涉及用于由预陶瓷前体和/或聚合物网络形成的三维(3D)陶瓷图案的喷墨印刷的系统方法和组合物。航空航天工业表现出近来对陶瓷材料)以及各种组件(例如，多层陶瓷电容器、电感器、压电元件、热敏电阻等)的设计和制造中柔性的需求的增加。需求的增加可至少部分归因于对复杂几何形状的要求以及在极端环境下的耐受性。传统的制造方法不能支持陶瓷材料的这类复杂几何形状。另一个主要问题为制造在一个物体中组合各种材料的复合材料的能力。最后，传统的制造方法的缺点为精细细节的分辨率相对较低，所述精细细节在这些复杂几何形状中可为需要的。工业陶瓷3D印刷主要基于使用陶瓷颗粒。举例来说，通过DLP技术或SLA技术，可印刷由分散在可光聚合单体中的陶瓷颗粒构成的油墨。然而，这些技术不能够在薄层中快速聚合，也不能够实现必要的分辨率。本公开旨在克服以上识别的缺点中的一个或多个。
技术实现思路
在各种实施例中，公开用于由预陶瓷聚合物互穿网络(PCIN)形成的三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用喷墨印刷机形成三维(3D)陶瓷图案的方法，其包含：/na.提供喷墨印刷系统，所述喷墨印刷系统包含：/ni.印刷头，所述印刷头具有：至少一个孔、预陶瓷油墨储集器和被配置成通过所述孔供应预陶瓷油墨组合物的预陶瓷油墨泵，其中预陶瓷油墨包含被配置成形成聚合物衍生的陶瓷互穿网络的组合物；/nii.传送器，所述传送器可操作地联接到所述印刷头、被配置成将衬底传送到所述印刷头；和/niii.计算机辅助制造(“CAM”)模块，所述计算机辅助制造模块包含：处理器；非易失性存储器，在所述非易失性存储器上存储一组存储在所述非易失性存储器上的可执行指令，所述可执行指令在被执行时致使所述处理器：接收表示所述三...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180316 US 62/644,0371.一种使用喷墨印刷机形成三维(3D)陶瓷图案的方法，其包含：
a.提供喷墨印刷系统，所述喷墨印刷系统包含：
i.印刷头，所述印刷头具有：至少一个孔、预陶瓷油墨储集器和被配置成通过所述孔供应预陶瓷油墨组合物的预陶瓷油墨泵，其中预陶瓷油墨包含被配置成形成聚合物衍生的陶瓷互穿网络的组合物；
ii.传送器，所述传送器可操作地联接到所述印刷头、被配置成将衬底传送到所述印刷头；和
iii.计算机辅助制造(“CAM”)模块，所述计算机辅助制造模块包含：处理器；非易失性存储器，在所述非易失性存储器上存储一组存储在所述非易失性存储器上的可执行指令，所述可执行指令在被执行时致使所述处理器：接收表示所述三维陶瓷图案的3D可视化文件；生成表示用于印刷所述三维陶瓷图案的至少一个基本2D层的文件；接收与所述三维陶瓷图案相关的参数的选择；并且基于所述参数的选择中的至少一个来更改表示至少一个基本2D层的所述文件，其中所述CAM模块被配置成控制所述印刷头；
b.提供预陶瓷喷墨油墨组合物；
c.使用所述CAM模块，获得表示用于印刷的所述三维陶瓷图案的第一基本2D层的生成的文件，所述2D层包含预陶瓷图案的图案表示；
d.使用所述印刷头，形成对应于用于印刷的三维预陶瓷图案的所述第一基本2D层中的陶瓷表示的所述图案；
e.固化对应于所述三维陶瓷图案的所述2D层中的表示的所述预陶瓷图案；
f.在固化的步骤的同时或之后，热解对应于所述三维陶瓷图案的所述2D层中的所述陶瓷表示的所述图案，从而形成互穿的陶瓷聚合物衍生的网络；
g.去除所述衬底，从而制造第一三维陶瓷图案层。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预陶瓷油墨包含被配置成通过溶胶-凝胶聚合而聚合的陶瓷成分，以及被配置成通过自由基聚合而聚合的乙烯基、甲基丙烯酸酯和有机成分中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的方法，其另外包含使用所述CAM模块，获得表示用于印刷的所述3D陶瓷图案的后续基本2D层的生成的文件；和重复用于形成后续三维陶瓷图案层的步骤。


4.根据权利要求3所述的方法，其中被配置成通过溶胶-凝胶聚合而聚合的所述陶瓷成分为选自包含以下的组的单体和/或低聚物：原硅酸四乙酯、原硅酸四甲酯、钛酸四异丙酯、三甲氧基硅烷(TMOS)、三乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、聚二甲氧基硅烷、聚二乙氧基硅烷、乙烯基甲氧基硅氧烷、聚硅氮烷、异丙醇钛、异丙醇铝、丙醇锆、硼酸三乙酯、三甲氧基环硼氧烷二乙氧基硅氧烷-钛酸乙酯、二异丙醇双(乙酰丙酮)钛、硅烷醇poss、三仲丁醇铝、三异丁基铝、乙酰丙酮铝、1,3,5,7,9-五甲基环五硅氧烷、硅氧烷的聚(钛酸二丁酯)低聚物和Al-O-Al的低聚物、Ti-O-Ti的低聚物、Zn-O-Zn的低聚物或包含前述的组合物。


5.根据权利要求3所述的方法，其中所述被配置成通过自由基聚合而聚合的乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和有机成分中的至少一种为选自包含以下的组的单体和低聚物中的至少一种：多官能丙烯酸酯、其碳酸酯共聚物、其氨基甲酸酯共聚物，或包含前述的单体和/或低聚物的组合物。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多官能丙烯酸酯为1,2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·伊利米勒，L·耶迪亚，
申请(专利权)人：维纳米技术公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL