本发明专利技术公开了一种优选地使用选择性激光烧结来制造固体制品的加层制造方法，该方法包括将粉末的层施加到加工室中的固体基底上，该粉末包含至少一种粉末状(共)聚合物；将粉末层熔合到固体基底上；随后沉积粉末的连续层，其中在粉末的后续层的沉积之前选择性地熔合每个连续层以便形成制品。在一些实施方案中，该粉末还包含硬度大于或等于氧化铝的硬度的磨料颗粒。料颗粒。料颗粒。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加层制造方法和制品
[0001]本公开涉及加层制造方法，特别是选择性激光烧结，并且涉及通过该方法获得的制品以及将在增材制造中使用的粉末。
技术介绍
[0002]聚合物的选择性激光熔化/烧结(下文称为SLS)是若干已知的增材制造(3D打印)工艺中的一种。在SLS中，通过将能量束(例如，激光或电子束)引导到聚合物颗粒的粉末上方并且使能量束命中的区域中的聚合物粉末熔合而以逐层工艺形成部件。通常，聚合物粉末的连续床散布于加工/烧结室中的基板(即，用于接收粉末的容器)上方。能量束用于通过以能量束扫描经过粉末床的表面来选择性地以期望的预编程图案烧结/熔合/熔化粉末。
[0003]能量束受到控制以由期望的制品的3D模型数据来产生期望的图案。使能量束向上或向下移动穿过粉末，或者使基板降低或升高相当于一层的厚度，使得可将下一层构造到前一步骤中形成的层上。重复该工艺直至已形成期望的制品。可回收利用未固结的聚合物粉末并且将其用于下一SLS工艺中。在常规SLS打印中，将粉末床以若干层的厚度提供于平台或基板上。在粉末床内发生颗粒熔合。该粉末床具有足够的厚度，使得颗粒不会熔合到基板上。
技术实现思路
[0004]一般来讲，在SLS中使用部分结晶的聚合物。为了加工这些粉末，将粉末床加热到高于聚合物的结晶温度的温度。对于PA12(也称为尼龙12，它是通常用于以SLS制备制品的聚酰胺)而言，一般将粉末床加热到高于150℃，该温度远高于聚酰胺的144℃结晶温度。
[0005]通常通过加热加工/烧结室来执行粉末床的加热。随后由激光束提供的能量足以熔合(“烧结”)期望的区域中的聚合物粉末。当烧结的聚合物制品的温度降至低于其结晶温度时，该聚合物开始结晶，这可引起制品的卷曲。可能不得不中断该工艺以避免形成畸变的制品。因此，在常规SLS中，保持加工温度远高于待加工的聚合物的结晶温度并且低于该聚合物的熔融温度(对于SLS PA12粉末而言为约186℃)。
[0006]常规SLS方法中对高温和严格温度控制的需求是昂贵且耗时的。未固结的粉末可在受热室中经历热老化并且可无法再被回收利用。施加升高相当大的温度的必要性也可能不允许通过SLS来加工温度敏感性(共)聚合物，例如可交联(共)聚合物。
[0007]因此，需要提供允许在低温下加工至少一些材料的增材制造方法。
[0008]因此，在一个方面，提供了在用于加工粉末的增材制造装置中加层制造(优选地选择性激光烧结)的方法，该方法包括：
[0009](i)在用于接收待加工的粉末的加工装置的容器中提供不是粉末的至少一个固体基底，其中基底放置到容器中并且可在加工之后从容器移除，或者可移除地附接到容器；
[0010](ii)将第一粉末的至少第一层放置到基底的至少一部分上，该第一粉末包含至少第一(共)聚合物；
[0011](iii)通过将由制造装置的至少一个能量源生成的能量施加到期望的位置，来将第一(共)聚合物在该位置处熔合到基底的至少一部分上以将第一(共)聚合物的第一层沉积到基底上，其中基底具有用于接收第一(共)聚合物的颗粒的表面，并且其中至少该表面具有与第一(共)聚合物不同的材料。
[0012]在另一个方面，提供了用于制造制品的加层制造方法，优选地选择性激光烧结，该方法包括：
[0013](i)提供第一粉末的层，该第一粉末包含至少一种第一(共)聚合物；
[0014](ii)沉积第一粉末的连续层并且在后续层的沉积之前选择性地熔合每个层以便形成制品，
[0015]其中第一粉末还包含具有一种或多种氧化铝、一种或多种碳化硅、一种或多种碳化硼、一种或多种氮化硼、一种或多种金刚石或它们的组合的颗粒。
[0016]在另一方面，提供了使用上述方法获得的制品。
[0017]在又一个方面，提供了用于精加工构成由如上的方法制造的制品的表面的工具。
[0018]在另一方面，提供了粉末在增材制造(优选地选择性激光烧结)中的用途。
[0019]以下示例性实施方案的列表汇总了本公开的各种示例性示例性实施方案。
[0020]示例性实施方案列表
[0021]A.一种在用于加工粉末的增材制造装置中加层制造(优选地选择性激光烧结)的方法，该方法包括：
[0022]在用于接收待加工的粉末的加工装置的容器中提供不是粉末的至少一个固体基底，其中基底放置到容器中并且可在加工之后从容器移除，或者可移除地附接到容器；
[0023]将第一粉末的至少第一层放置到基底的至少一部分上，该第一粉末包含至少第一(共)聚合物；
[0024]通过将由制造装置的至少一个能量源生成的能量施加到期望的位置，来将第一(共)聚合物在该位置处熔合到基底的至少一部分上以将第一(共)聚合物的第一层沉积到基底上，
[0025]其中基底具有用于接收第一(共)聚合物的颗粒的表面，并且其中至少该表面具有与第一(共)聚合物不同的材料。
[0026]B.根据实施方案A所述的方法，其中熔合之前的第一粉末和第二粉末、用于接收粉末的容器、和/或制品和/或基底材料在制造制品之前和期间具有低于75℃并且优选地约15℃至30℃、至少20℃的温度。
[0027]C.根据任一项前述实施方案所述的方法，其中基底的表面包括多个升高和/降低区域，该多个升高和/降低区域的至少一个最长尺寸是第一(共)聚合物的颗粒的大小的约1/10至最多约3倍。
[0028]D.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中该方法还包括：
[0029]将第二粉末的至少一个层提供于步骤(iii)中生成的所沉积的第一层的至少一部分上，该第二粉末包含至少第二(共)聚合物，
[0030]通过将由制造装置的至少一个能量源生成的能量施加到期望的位置，来将第二(共)聚合物在该位置处熔合到步骤(iii)中生成的(共)聚合物层的至少一部分上；其中第二粉末可与第一粉末相同或不同，并且其中第二(共)聚合物可与第一(共)聚合物相同或不
同。
[0031]E.根据前述实施方案中任一项所述的方法，该方法还包括：
[0032]提供包含第二(共)聚合物的第二粉末的至少一个层并且将第二(共)聚合物熔合到先前形成的层的至少一部分上，其中第二粉末与第一粉末相同或不同，并且其中第二(共)聚合物与第一(共)聚合物相同或不同，并且
[0033]重复(vi)，以形成制品，其中(vii)中使用的第二粉末可始终是相同的第二粉末或者一种或多种不同的第二粉末。
[0034]F.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中熔合之前的第一粉末和第二粉末、用于接收粉末的容器、和/或制品和/或基底材料在制造制品之前和期间具有低于75℃并且优选地至少20℃的温度。
[0035]G.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中由能量源生成的能量是激光束。
[0036]H.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中第一粉末的第一层的厚度与粉末的粒度的厚度大约相同。
[0037]I.根据前述实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在被配置用于加工粉末的增材制造装置中加层制造的方法，所述方法包括：(i)向被配置用于接收待加工的粉末的所述增材制造装置的容器中提供不是粉末的至少一个基底；(ii)将第一粉末的至少第一层在期望的位置处沉积到所述基底的至少一部分上,所述第一粉末包含具有至少第一(共)聚合物的多个第一颗粒；(iii)通过施加由所述增材制造装置的至少一个能量源生成的能量，将所述第一(共)聚合物在所述期望的位置处熔合到所述基底的至少所述部分上，从而形成第一熔合的(共)聚合物层，并且任选地顺序重复步骤(i)-(iii)，其中所述基底具有适于接收所述第一粉末的第一层的表面，并且其中所述基底的至少所述表面由与所述第一(共)聚合物不同的材料制成，任选地其中所述方法包括选择性激光烧结。2.根据权利要求1所述的方法，其中用于接收所述粉末的所述容器、所述基底或所述第一粉末的第一层中的至少一者在步骤(iii)之前处于低于75℃的温度，任选地其中所述温度为约15℃至30℃。3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括；(iv)将第二粉末的至少一个层在期望的位置处沉积到来自步骤(iii)的所述第一熔合的(共)聚合物层的至少一部分上，所述第二粉末包含具有至少第二(共)聚合物的多个第二颗粒，(v)通过将由所述增材制造装置的至少一个能量源生成的能量施加到所述期望的位置，来将所述第二(共)聚合物熔合到步骤(iii)中生成的所述第一熔合的(共)聚合物层的至少一部分上，其中所述第二粉末与所述第一粉末相同；以及(vi)顺序重复步骤(iv)和(v)，以形成制品。4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括(iv)将第二粉末的至少一个层沉积到来自步骤(iii)的第一熔合的(共)聚合物层的至少一部分上，所述第二粉末包含具有至少第二(共)聚合物的多个第二颗粒，(v)通过将由所述增材制造装置的至少一个能量源生成的能量施加到该位置，来将所述第二(共)聚合物熔合到步骤(iii)中生成的所述第一熔合的(共)聚合物层的至少一部分上；其中所述第二粉末与所述第一粉末不同，任选地其中所述第二(共)聚合物与所述第一(共)聚合物不同；以及(vi)顺序重复步骤(iv)和(v)，以形成制品。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一(共)聚合物和所述第二(共)聚合物中的至少一者选自聚酰胺、聚丙烯以及它们的组合。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一粉末和所述第二粉末中的至少一者还包含具有一种或多种氧化铝、一种或多种碳化硅、一种或多种碳化硼、一种或多种氮化硼、一种或多种...
【专利技术属性】
技术研发人员：让路西，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：
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