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用于增材制造的水溶性支撑材料制剂制造技术

技术编号:41111216 阅读:23 留言:0更新日期:2024-04-25 14:03
本发明专利技术提供了一种用于增材制造三维物体的支撑材料制剂,其中当所述支撑材料制剂硬化时在浸入水中时是可溶的。所述制剂包括亲水性可固化单官能团材料;分子量低于1000克/摩尔、或低于800克/摩尔的多元醇(例如,支化多元醇);和分子量高于400克/摩尔或高于500克/摩尔的聚酯材料。还提供了使用所公开的制剂的增材制造方法以及由此制造的物体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍


技术实现思路

1、根据本专利技术的一些实施方案的一个方面,提供了一种可用于增材制造三维物体或用于增材制造三维物体的支撑材料制剂,所述制剂包含:

2、亲水性可固化单官能团材料;

3、分子量低于1000克/摩尔、或低于800克/摩尔的多元醇;和

4、平均分子量高于400克/摩尔、或高于500克/摩尔的聚酯材料。

5、根据本文所述的任何一些实施方案,所述聚酯材料的量不超过所述制剂总重量的25重量%。

6、根据本文所述的任何一些实施方案,所述聚酯材料的量为所述制剂总重量的10重量%至20重量%。

7、根据本文所述的任何一些实施方案,所述聚酯材料在室温下为液体或在室温下可溶于所述制剂中。

8、根据本文所述的任何一些实施方案,所述聚酯材料是聚己内酯或包括聚己内酯。

9、根据本文所述的任何一些实施方案,所述多元醇是支化多元醇。

10、根据本文所述的任何一些实施方案,所述多元醇的平均分子量为500克/摩尔至900克/摩尔、或500克/摩尔至800克/摩尔、或600克/摩尔至800克/摩尔。

11、根据本文所述的任何一些实施方案,所述多元醇的量为所述制剂总重量的30重量%至60重量%,或30重量%至50重量%,或35重量%至45重量%。

12、根据本文所述的任何一些实施方案,所述多元醇是支化聚(亚烷基二醇),例如支化聚(丙二醇)。

13、根据本文所述的任何一些实施方案,所述多元醇与所述聚酯材料的重量比不超过4:1或不超过3:1。

14、根据本文所述的任何一些实施方案,所述多元醇与所述聚酯材料的重量比为约3:1至约2:1。

15、根据本文所述的任何一些实施方案,所述亲水性可固化材料是可光固化材料。

16、根据本文所述的任何一些实施方案,所述支撑材料制剂还包含光引发剂。

17、根据本文所述的任何一些实施方案,所述光引发剂的量为所述制剂总重量的0.5重量%至3重量%。

18、根据本文所述的任何一些实施方案,所述支撑材料制剂还包含表面活性剂。

19、根据本文所述的任何一些实施方案,所述支撑材料制剂还包含聚合抑制剂。

20、根据本文所述的任何一些实施方案,所述支撑材料制剂的特征在于提供在室温浸入静态水中时可溶解的硬化材料。

21、根据本文所述的任何一些实施方案,支撑材料制剂用于或可用于三维物体的任何制造中,或用于任何增材制造工艺中,包括但不限于3d材料喷射和3d喷墨打印。

22、3d材料喷射包括任何的喷墨打印、纳米粒子喷射、按需滴落等适合或有利的使用支撑材料制剂的方法。

23、根据本专利技术的一些实施方案的一个方面,提供了一种制造三维物体的方法,所述方法包括:接收与所述物体的形状对应的三维打印数据;以及根据所述打印数据,使用至少一个喷墨打印头将未固化的构建材料液滴在接收介质上分配成层,所述未固化的构建材料包含至少一种模型材料制剂和至少一种支撑材料制剂,所述支撑材料制剂是如本文相应实施方案中的任一者及其任何组合中所述的制剂。

24、根据本文所述的任何一些实施方案,所述方法还包括在所述分配之后,将所述层暴露于固化条件,从而提供硬化的模型材料和硬化的支撑材料。

25、根据本文所述的任何一些实施方案,所述方法还包括去除所述硬化的支撑材料。

26、根据本文所述的任何一些实施方案,通过浸入静态水中来去除所述硬化的支撑材料。

27、根据本文所述的任何一些实施方案,通过浸入循环水中来去除所述硬化的支撑材料。

28、根据本文所述的任何一些实施方案,通过浸入水浴中并对所述水浴应用超声处理来去除所述硬化的支撑材料。

29、根据本文所述的任何一些实施方案,通过洗涤(例如,通过将物体放置在洗涤机中),优选使用无洗涤剂的水,来去除所述硬化的支撑材料。

30、根据本文所述的任何一些实施方案,提供一种三维物体,其可通过如本文在任何相应实施方案中所描述的方法及其任何组合来获得。

31、除非另有定义,否则本文使用的所有技术和/或科学术语具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的含义具有相同含义。虽然下文描述了示例性方法和/或材料,但是与本文所述的方法和材料类似或等同的方法和材料可用于本专利技术实施方案的实践或测试中。在冲突的情况下,以本专利说明书(包括定义)为准。此外,材料、方法和实施例仅是说明性的,而不具有必然的限制性。

32、本专利技术实施方案的方法和/或系统的实现可以包括手动、自动或其组合来执行或完成选定的任务。此外,根据本专利技术的方法和/或系统的实施方案的实际仪器和设备,可以通过硬件、通过软件或通过固件或通过其组合使用操作系统来实现若干选定的任务。

33、例如,用于执行根据本专利技术实施方案的所选任务的硬件可以被实现为芯片或电路。作为软件,根据本专利技术实施方案的所选任务可以被实现为多个软件指令,其中所述软件指令由使用任何适当操作系统的计算机执行。在本专利技术的示例性实施方案中,根据本文描述的方法和/或系统的示例性实施方案的一个或更多个任务由数据处理器执行,诸如用于执行多个指令的计算平台。任选地,数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或用于存储指令和/或数据的非易失性存储器,例如,磁性硬盘和/或可移动媒体。任选地,还提供了网络连接。还任选地提供了显示器和/或诸如键盘或鼠标的用户输入设备。

34、附图的简要说明。

35、本文仅以举例的方式,并参考附图来描述本专利技术的一些实施方案。现在具体参考附图的细节,需要强调的是,所示的细节只是举例说明,目的是对本专利技术的实施方案进行示例性说明。在这方面,结合附图进行的描述使本领域技术人员清楚了解本专利技术的实施方案的实施方案。

36、在附图中:

37、图1a-1d是根据本专利技术一些实施方案的增材制造系统的示意图。

38、图2a-2c是根据本专利技术一些实施方案的打印头的示意图。

39、图3a和3b是示出根据本专利技术的一些实施方案的坐标变换的示意图。

40、图4是根据本专利技术的各种示例性实施方案的适于三维物体的am的方法的流程图。

41、图5是示出根据本专利技术一些实施方案的参考支撑材料和示例性水溶性支撑材料的溶解时间的条形图。

42、图6是使用根据本专利技术的示例性水溶性支撑材料制剂,在去除硬化的支撑材料之后获得的具有精细细节元件的物体的图片。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于增材制造三维物体的支撑材料制剂,所述制剂包含:

2.如权利要求1所述的支撑材料制剂,其中所述聚酯材料的量不超过所述制剂总重量的25重量%。

3.如权利要求1或2所述的支撑材料制剂,其中所述聚酯材料的量为所述制剂总重量的10重量%至20重量%。

4.如权利要求1至3中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述聚酯材料在室温下为液体或在室温下可溶于所述制剂中。

5.如权利要求1至4中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述聚酯材料是聚己内酯或包括聚己内酯。

6.如权利要求1至5中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇是支化多元醇。

7.如权利要求1至6中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇与所述聚酯材料的重量比不超过4:1或不超过3:1。

8.如权利要求1至6中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇与所述聚酯材料的重量比为约3:1至约2:1。

9.如权利要求1至8中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇的平均分子量为500克/摩尔至900克/摩尔,或500克/摩尔至800,或600克/摩尔至800克/摩尔。

10.如权利要求1至9中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇的量为所述制剂总重量的30重量%至60重量%,或30重量%至50重量%,或35重量%至45重量%。

11.如权利要求1至10中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇是支化聚(亚烷基二醇),例如支化聚(丙二醇)。

12.如权利要求1至11中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述亲水性可固化材料是可光固化材料。

13.如权利要求12所述的支撑材料制剂,所述支撑材料制剂还包含光引发剂。

14.如权利要求13所述的支撑材料制剂,其中所述光引发剂的量为所述制剂总重量的0.5重量%至3重量%。

15.如权利要求1至14中任一项所述的支撑材料制剂,所述支撑材料制剂还包含表面活性剂。

16.如权利要求1至15中任一项所述的支撑材料制剂,所述支撑材料制剂还包含聚合抑制剂。

17.如权利要求1至16中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述支撑材料制剂的特征在于提供在室温浸入静态水时可溶解的硬化材料。

18.一种制造三维物体的方法,所述方法包括:

19.如权利要求18所述的方法,所述方法还包括在所述分配之后,将所述层暴露于固化条件,从而提供硬化的模型材料和硬化的支撑材料。

20.如权利要求19所述的方法,所述方法还包括去除所述硬化的支撑材料。

21.如权利要求20所述的方法,其中通过浸入静态水中来去除所述硬化的支撑材料。

22.如权利要求21所述的方法,其中通过浸入循环水中来去除所述硬化的支撑材料。

23.如权利要求21所述的方法,其中通过浸入水浴中并对所述水浴应用超声处理来去除所述硬化的支撑材料。

24.如权利要求21所述的方法,其中通过使用无洗涤剂的水进行洗涤来去除所述硬化的支撑材料。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于增材制造三维物体的支撑材料制剂,所述制剂包含:

2.如权利要求1所述的支撑材料制剂,其中所述聚酯材料的量不超过所述制剂总重量的25重量%。

3.如权利要求1或2所述的支撑材料制剂,其中所述聚酯材料的量为所述制剂总重量的10重量%至20重量%。

4.如权利要求1至3中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述聚酯材料在室温下为液体或在室温下可溶于所述制剂中。

5.如权利要求1至4中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述聚酯材料是聚己内酯或包括聚己内酯。

6.如权利要求1至5中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇是支化多元醇。

7.如权利要求1至6中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇与所述聚酯材料的重量比不超过4:1或不超过3:1。

8.如权利要求1至6中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇与所述聚酯材料的重量比为约3:1至约2:1。

9.如权利要求1至8中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇的平均分子量为500克/摩尔至900克/摩尔,或500克/摩尔至800,或600克/摩尔至800克/摩尔。

10.如权利要求1至9中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇的量为所述制剂总重量的30重量%至60重量%,或30重量%至50重量%,或35重量%至45重量%。

11.如权利要求1至10中任一项所述的支撑材料制剂,其中所述多元醇是支化聚(亚烷基二醇),例如支化聚(丙二醇)。

【专利技术属性】
技术研发人员:列夫·库诺达尼·皮瑞乌里·扎多克扬基尔·基梅尔布拉特
申请(专利权)人:斯特拉塔西斯公司
类型:发明
国别省市:

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