三维打印制造技术

三维(3D)打印套装的一个实例包括构建材料组合物、要在3D打印过程中施加到构建材料组合物的至少一部分上的环氧试剂、和要在3D打印过程中施加到构建材料组合物的所述至少一部分上的熔合试剂。该构建材料组合物包含具有氨基官能团的聚酰胺。该环氧试剂包含具有要与所述至少一部分中的聚酰胺的氨基官能团反应的环氧官能团的环氧化合物。该熔合试剂包含能量吸收剂。吸收剂。吸收剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维打印
[0001]专利技术背景
[0002]三维(3D)打印可以是一种用于由数字模型制造三维固体部件的增材打印方法。3D打印常用于快速产品原型设计、模具生成、母模生成和小批量制造。一些3D打印技术被认为是增材法，因为它们涉及施加相继的材料层(其在一些实例中可以包含构建材料、粘合剂和/或(一种或多种)其它打印液体，或其组合)。这不同于通常依靠去除材料来制造最终部件的传统机械加工法。一些3D打印方法使用化学粘合剂或胶粘剂将构建材料粘合在一起。另一些3D打印方法涉及构建材料的至少部分固化、热融合/熔合、熔融、烧结等等，并且材料聚结的机制可能取决于所用构建材料的类型。对于一些材料而言，可以使用热辅助挤出实现至少部分熔融，对于另一些材料(例如可聚合材料)而言，可以使用例如紫外光或红外光实现固化或熔合。
[0003]附图概述
[0004]通过参照下面的详述和附图，本公开的实例的特征将变得显而易见，在下面的详述和附图中，同样的附图标记对应于类似(虽然也许并不相同)的组件。为了简洁起见，具有先前描述的功能的附图标记或特征可能结合它们出现在其中的其它附图进行描述或可能不这样进行描述。
[0005]图1A至1C是描绘使用本文中公开的3D打印套装的实例和3D打印方法的实例形成3D物体的层的示意性和部分横截面视图；
[0006]图2A至2C是描绘使用本文中公开的3D打印套装的其它实例和3D打印方法的其它实例形成3D物体的层的示意性和部分横截面视图；和
[0007]图3是图解可以使用本文中公开的3D打印套装的一个实例的3D打印系统的一部分的框图。
[0008]专利技术详述
[0009]在本文中公开的一些实例中，包含具有氨基官能团的聚酰胺的构建材料组合物与包含具有环氧官能团的环氧化合物(epoxy)的环氧试剂一起使用。在本文中公开的三维(3D)打印方法中，环氧试剂可以选择性施加在构建材料组合物的至少一部分上。在这些实例中，环氧化合物的环氧官能团可以与聚酰胺的氨基官能团反应以便在所述至少一部分中形成热固性组合物。该热固性组合物可以成为3D物体的一个层。
[0010]在本文中公开的另一些实例中，环氧试剂、包含胺的胺试剂和熔合试剂与包含聚酰胺或聚烯烃的构建材料组合物一起使用。在本文中公开的三维(3D)打印方法中，环氧试剂、胺试剂和熔合试剂各自可以选择性施加在构建材料组合物的至少一部分上。在这些实例中，熔合试剂可以吸收所述构建材料暴露于其下的辐射，并使得所述至少一部分中的聚合物熔合/聚结。熔合/聚结使得所述聚合物连接或共混以形成单一实体，并可能涉及至少部分热融合、熔融、粘合和/或使聚合物聚结的另一些机制。同样在这些实例中，环氧试剂的环氧化合物的环氧官能团可以与胺试剂的胺反应以便在熔合/聚结的聚合物的基质内形成复合材料。在这些实例中，所述聚合物的基质和其中的复合材料可以成为3D物体的一个层。
[0011]已经发现，与不使用环氧试剂形成的3D物体相比，通过使用本文中公开的环氧试
剂形成的3D物体具有提高的极限拉伸强度和降低的断裂伸长率(刚性更高且延性更低的部件)。此外，据信，与不使用环氧试剂形成的3D物体相比，通过使用本文中公开的环氧试剂形成的3D物体具有提高的热稳定性和更高的热变形温度。据信，提高的热稳定性和更高热变形温度可能至少部分是由于形成的热固性组合物或复合材料的热固性质。
[0012]在本公开通篇中，称为“重量％活性物”的重量百分比是指环氧试剂、胺试剂和/或熔合试剂中存在的分散体或其它配制物的活性组分载量。例如，在并入到熔合流体中之前，能量吸收剂如炭黑可以存在于水基配制物(例如储备溶液或分散体)中。在这一实例中，炭黑的重量％活性物虑及存在于熔合试剂中的炭黑固体的载量(作为重量百分比)，而不虑及与炭黑一起存在于储备溶液或分散体中的其它组分(例如水等等)的重量。术语“重量％”在没有术语活性物的情况下是指i)其中不包含其它非活性组分的100％活性组分(在环氧试剂、胺试剂或熔合试剂中)的载量，或ii)“原样”使用的材料或组分(在环氧试剂、胺试剂或熔合试剂中)的载量，由此所述重量％虑及活性组分和非活性组分。
[0013]3D打印套装、多流体套装和组合物
[0014]本文中公开了一种三维(3D)打印套装，其包括构建材料组合物和要在3D打印过程中施加到构建材料组合物的至少一部分上的环氧试剂。
[0015]在一个实例中，三维(3D)打印套装或组合物包括：包含具有氨基官能团的聚酰胺的构建材料组合物；要在3D打印过程中施加到构建材料组合物的至少一部分上的环氧试剂，该环氧试剂包含具有要与所述至少一部分中的聚酰胺的氨基官能团反应的环氧官能团的环氧化合物；和要在3D打印过程中施加到构建材料组合物的所述至少一部分上的熔合试剂，该熔合试剂包含能量吸收剂。该3D打印套装的流体也可以是用于3D打印的多流体套装的部分。
[0016]在另一实例中，三维(3D)打印套装或组合物包括：包含具有氨基官能团的聚酰胺的构建材料组合物，该构建材料组合物不含胶粘剂；和要在3D打印过程中施加到构建材料组合物的至少一部分上的环氧试剂，该环氧试剂包含环氧化合物和水性载体，该环氧化合物具有要与所述至少一部分中的聚酰胺的氨基官能团反应的环氧官能团。该3D打印套装的流体也可以是用于3D打印的多流体套装的部分。
[0017]在再另一实例中，用于三维(3D)打印的多流体套装包括：要在3D打印过程中施加到构建材料组合物的至少一部分上的环氧试剂；和包含胺的胺试剂，所述胺选自氨基苯磺酰胺、四亚乙基五胺、二亚丙基二胺、二乙氨基丙胺、N-氨基乙基哌嗪、双(2-乙基己基)胺、甲二胺、甲基苯二胺、二氨基二苯砜及其组合，该胺试剂要在3D打印过程中施加到构建材料组合物的所述至少一部分上。在一些实例中，该多流体套装可能类似于所述3D打印套装，在于其进一步包含干组分，其中所述干组分是包含选自聚酰胺、聚烯烃及其组合的聚合物的构建材料组合物。
[0018]在一些实例中，3D打印套装或组合物由构建材料组合物和环氧试剂组成，不含其它组分。在其它实例中，3D打印套装或组合物包含附加组分，如熔合试剂、胺试剂或其组合。在再另一些实例中，3D打印套装或组合物由构建材料组合物、环氧试剂和熔合试剂组成，不含其它组分。在又另一些实例中，多流体套装由环氧试剂和胺试剂组成，不含其它组分。在再进一步的实例中，多流体套装由环氧试剂、胺试剂和熔合试剂组成，不含其它组分。3D打印套装或组合物和/或多流体套装的组分可以单独维护，直到在本文中公开的3D打印方法
的实例中一起使用。
[0019]下面描述适用于3D打印套装或组合物的实例的构建材料组合物、环氧试剂、胺试剂和熔合试剂的示例组合物。
[0020]本文中所用的“材料组”或“套装”在一些情况下可以与“组合物”同义。此外，“材料组”和“套装”理解为是包含一种或多种组分的组合物，其中在打印之前和在打印过程中，组合物中的不同组分各自单独地或任意组合地容纳在一个或多个容器(containers)中，但是这些组分可以在打印过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.三维(3D)打印套装，其包括：包含具有氨基官能团的聚酰胺的构建材料组合物；要在3D打印过程中施加到所述构建材料组合物的至少一部分上的环氧试剂，所述环氧试剂包含具有要与所述至少一部分中的所述聚酰胺的氨基官能团反应的环氧官能团的环氧化合物；和要在3D打印过程中施加到所述构建材料组合物的所述至少一部分上的熔合试剂，所述熔合试剂包含能量吸收剂。2.如权利要求1中所限定的3D打印套装，其中所述环氧化合物具有大约5mPa
·
s至大约140mPa
·
s的在25℃下的粘度。3.如权利要求1中所限定的3D打印套装，其中所述环氧化合物是缩水甘油醚。4.如权利要求1中所限定的3D打印套装，其中所述环氧化合物选自2-乙基己基缩水甘油醚、苯酚(EO)5缩水甘油醚、对叔丁基苯基缩水甘油醚、二溴苯基缩水甘油醚、月桂醇(EO)15缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、季戊四醇多缩水甘油醚、二甘油多缩水甘油醚、聚甘油多缩水甘油醚、山梨糖醇多缩水甘油醚、对苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、N-缩水甘油基邻苯二甲酰亚胺、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚及其组合。5.三维(3D)打印套装，其包括：包含具有氨基官能团的聚酰胺的构建材料组合物，所述构建材料组合物不含胶粘剂；和要在3D打印过程中施加到所述构建材料组合物的至少一部分上的环氧试剂，所述环氧试剂包含环氧化合物和水性载体，所述环氧化合物具有要与所述至少一部分中的所述聚酰胺的氨基官能团反应的环氧官能团。6.如权利要求5中所限定的3D打印套装，其进一步包括要在3D打印过程中施加到所述构建材料组合物的所述至少一部分上的熔合试剂，所述熔合试剂包含能量吸收剂。7.如权利要求5中所限定的3D打印套装，其中所述水性载体包含助溶剂、表面活性剂和余量的水。8.如权利要求5中所限定的3D打印套装，其中所述环氧试剂具有大约5mPa
·
s至大约90mPa
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s的在25℃下的粘度。9.如权利要求5中所限定的3D打印套装，其中所述环氧化合物以基于所述环氧试剂的总重量计大约5重量％至大约50重量％的量存在于所述环氧试剂中。10.如权利要求5中所限定的3D打印套装，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：惠普发展公司，有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：