用于印刷三维物体的可固化相变组合物和油墨，包含一种可固化单体、一种光敏引发剂、一种蜡和一种胶凝剂，其中所述固化制剂的组合物的室温模量为约0.01至约5GPa。所述可固化单体包括丙烯酸单体、聚丁二烯与顺丁烯二酸酐的加合物、脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、或丙烯酰氧基丙基叔结构硅氧烷。还公开了由此制作的三维物体及其制作方法。采用本发明专利技术的油墨组合物能够印刷同时具有刚性部分和弹性部分的三维物体，此外还减少了油墨沉积步骤之间的固化次数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于印刷、更具体而言用于三维印刷的辐射可固化相变油墨组合物。
技术介绍
模拟制造业正在向前发展，并且预期有朝一日其可被数码制造业完全替代。这种转变是顾客驱动的，是源于对更多定制产品的需要、按需供货和支持向代替传统制造业的更便宜的替代物发展的其它市场因素。数码制作包含一定范围的技术，包括喷墨。喷墨的优点是其为非接触式叠加法 (与诸如电脑数控加工的扣除法相反)，其具有将量入量的各种流体及时定向地输送至精确位置的固有能力。此外，数码喷墨制作的材料范围较宽，可用于印刷多种材料，例如UV可固化树脂和熔融热塑性聚合物。用于三维印刷的现有技术包括立体石印术(stereolithography)和快速模型制作(prototyping)。尽管这些技术适于一些目的，但各自具有本身的局限性。立体石印术是一种昂贵的方法，使用通常花费超过$250，000的机器。所用聚合物材料也极其昂贵，普通立体石印光敏聚合物花费约$800/加仑。快速模型制作系统通常采用熔融沉积 (fuseddeposition)法，其中沉积熔融的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物。ABS的极快固化表现在成品物体上形成的脊纹上。需要对模型进行印刷后处理(例如砂磨或抛光) 以提供光滑的物体。在用水性油墨在冷冻的(即零下温度)基底上进行三维印刷中描述了“冻结”或相变的概念。见于D. Mager 等，“Phase Change RapidPrototyping With Aqueous Inks, "NIP23 and Digital Fabrication 2007Conference Proceedings，908-911 页，该文献的全部内容通过引用的方式纳入本说明书。已描述过使用蜡基材料的喷墨制作，但是其缺点是所得主要结构既不是稳固的也不是永久的。目前，多种三维印刷技术都采用硬质材料。例如，熔融沉积法采用熔融的热固性树脂，例如ABS塑料和硬质丙烯酸酯。此外，多种现有技术采用超薄喷射层(例如0.6mm)，其必须在每个沉积步骤之后固化。因此，仍然需要对更宽范围的具有多种不同性质(特别是更宽范围的室温模量)的材料的选择，由此提供刚性物体和弹性物体，以及减少了沉积步骤之间的固化步骤数的材料，从而提供较快的物体构建和较低的能量需求。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种膨胀材料组来解决了这些和其它需要，所述材料组能够实现具有一定范围的室温模量一例如约0. 01至约5GPa——的物体的喷墨数码制作。本专利技术还提供了厚度为约l_6mm的印刷层。在一些实施方案中，用于三维印刷的组合物包含一种辐射可固化单体、一种光敏引发剂、一种蜡和一种胶凝剂，其中经印刷并固化的物体的组合物的室温模量为小于约 0. 01 至约 5GPa。一种三维物体包含一种第一组分(其含有包含第一辐射可固化单体的组合物)、 和至少一种第二组分(其含有包含第二辐射可固化单体的组合物)，其中各组分的固化形式的室温模量为约0. 01至约5GPa。一种相变油墨组包含一种第一油墨组合物、至少一种其它油墨组合物，其中各固化油墨组合物的室温模量不同，为约0. 01至约5GPa。一种印刷三维物体的方法，包含将起始量的组合物(包含一种单体、一种光敏引发剂、一种蜡和一种胶凝剂)沉积在印刷区域表面、连续地沉积所述组合物以形成一个三维物体，并固化所述组合物，其中所述固化组合物的室温模量约为0. 01至约5GPa，从而获得所述三维物体。具体实施例方式在一些实施方案中，作为制作三维物体而使用的材料的辐射可固化相变油墨的室温模量可为约0. 01至约5GPa。这些油墨可包含一种辐射可固化单体、一种光敏引发剂、一种活性蜡和一种胶凝剂。可任选地包括颜料或其它功能化颗粒，取决于所需应用。在其它实施方案中，公开的是用这些辐射可固化相变油墨制作三维物体的方法。如本申请中提到的，室温模量值指油墨组合物聚合并固化之后的组合物的室温模量值。此外，单体指反应性的且可固化的单体。单体如上所述，所述油墨组合物可包含一种单体。合适的单体包括辐射可固化单体化合物(例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体化合物)，其适于用作相变油墨载体。单体的实例包括丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯(例如购自Sartomer的SR-9003)、二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、双丙甘醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、烷氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸十三烷酯、丙烯酸异冰片酯、(甲基) 丙烯酸异冰片酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、 二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧基化丙三醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸十二烷酯、 新戊二醇丙氧基化甲基醚单丙烯酸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酰己内酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、其混合物等。作为相对非极性的单体，可提及 (甲基)丙烯酸异癸酯、丙烯酰己内酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、和丙烯酸丁酯。此外，多官能丙烯酸酯单体/低聚物不仅可用作反应活性稀释剂，还可用作增加固化图像交联密度的材料，从而提高固化图像的韧性。在一些实施方案中，所述单体可选自丙烯酸单体、聚丁二烯与顺丁烯二酸酐的加合物、脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、和丙烯酰氧基丙基叔结构(t-structured)硅氧烷、或其混合物。其它示例性单体包括列举于 Sartomer 产品列表中"monofunctional monomers” 名下的任意单体(可在 http://www. sartomer. com/prodsubgroup. asp ？ plid = l&sgid = 2 上获得)。在一些实施方案中，所述组合物可包含的单体的量为所述组合物的约15重量％ 至约60重量％，例如约20重量％至约55重量％或约25重量％至约50重量％。在其它实施方案中，所述组合物可包含单体的量为所述组合物的约15重量％至约35重量％或所述组合物的约40重量％至约60重量％。在一些实施方案中，上述单体可赋予所述固化油墨约0. 01至约5GPa，例如约0. 51 至约4. 5GPa、约1. 01至约4GPa、约1. 51至约3. 5GPa、或约2. 01至约3GPa的室温模量。室温模量也可为约0. 01至约1. 7GPa、约1. 7至约3. 4GPa、或约3. 4至约5GPa。在一些实施方案中，相变油墨组可包含不同的油墨组合物，其中各油墨组合物赋予不同的室温模量范围。在一些实施方案中，所述相变油墨组可包含一种第一油墨组合物和至少一种其它油墨组合物，其中各油墨组合物的室温模量不同，在约0.01至约5GPa之间。例如，所述相变油墨组可包含一种第一油墨组合物，其室温模量为约0. 01至约2. 5GPa, 例如约0. 01至约1. 25或约1. 25至约2. 5GPa ；和一种第二油墨组合物，其室温模量为约2. 5 至约5GPa，例如约2. 5至约3. 75GPa或约3. 75至约5GPa。所述相变油墨组可包含一种第一油墨组合物，其室温模量为约0. 01至约1. 7GPa, 例如约0. 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于三维印刷的组合物，包含：一种辐射可固化单体；一种光敏引发剂；一种蜡；和一种胶凝剂，其中所述固化组合物的室温模量为约０．０１至约５ＧＰａ。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·肖帕，M·N·克雷蒂安，B·基奥什科林，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：US
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