咨询热线:020-81602266

三维打印 - 豆丁网

添加时间:2024-02-09 04:02:51

  (19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(45)授权公告日(21)申请号4.2(22)申请日2018.10.24(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN112055646(43)申请公布日2020.12.08(85)PCT国际申请进入国家阶段日2020.10.27(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2018/0573532018.10.24(87)PCT国际申请的公布数据WO2020/086074EN2020.04.30(73)专利权人惠普发展公司,有限责任合伙企地址美国德克萨斯州(72)发明人(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公72001专利代理师(51)Int.Cl.B29C64/165(2017.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y70/10(2020.01)C08L77/00(2006.01)C08K5/06(2006.01)(56)对比文件CN108602267A,2018.09.28CN108602264A,2018.09.377A,2017.11.17CN101622132A,2010.01.06WO2017196358A1,2017.11.16CN107107463A,2017.08.29CN105793017A,2016.07.20CN107964191A,2018.04.27JP2005126671A,2005.05.19审查员(54)发明名称三维打印(57)摘要用于三维(3D)打印的多流体套装的一个实例包括要在3D打印过程中施加到构建材料组合物的至少一部分上的弹性剂和要在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剂。所述弹性剂包含增塑剂,所述增塑剂具有:式(I)整数。所述熔合剂包含能量吸收剂。权利要求书2页说明书31页附图6页CN1120556461.用于三维(3D)打印的多流体套装,其包括: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弹性剂,所述弹性剂包含增塑剂,所述增塑剂具有:式(II):其中m是3至8的整数;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剂,所述熔合剂包含能量吸收剂。2.如权利要求1中所述的多流体套装,其中所述增塑剂具有式(II)且其中m是5。3.如权利要求1中所述的多流体套装,其中所述弹性剂由增塑剂和液体载体组成。4.如权利要求1中所述的多流体套装,其中所述增塑剂以基于所述弹性剂的总重量计1重量%至35重量%的量存在于所述弹性剂中。5.如权利要求1中所述的多流体套装,其进一步包括:着色试剂,其选自黑色试剂、青色试剂、品红色试剂和黄色试剂;或细化剂,其包含表面活性剂、助溶剂和水;或着色试剂和细化剂的组合。6.三维(3D)打印套装,其包括:构建材料组合物,其包含聚酰胺;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弹性剂,所述弹性剂包含增塑剂,所述增塑剂具有:式(II):其中m是3至8的整数。7.如权利要求6中所述的3D打印套装,其中:所述增塑剂具有式(II)且其中m是5。8.如权利要求6中所述的3D打印套装,其进一步包括:核心熔合剂,其包含至少在400nm至780nm的波长下具有吸收的能量吸收剂;或打底熔合剂,其包含在800nm至4000nm的波长下具有吸收并在400nm至780nm的波长下具有透明性的能量吸收剂;或核心熔合剂和打底熔合剂两者。9.如权利要求6中所述的3D打印套装,其进一步包括:着色试剂,其选自黑色试剂、青色试剂、品红色试剂和黄色试剂;或细化剂,其包含表面活性剂、助溶剂和水;或CN112055646着色试剂和细化剂两者。10.用于三维(3D)打印的熔合剂,其包含:能量吸收剂;和增塑剂,其具有:式(II):其中m是3至8的整数。11.三维(3D)打印方法,其包括:施加构建材料组合物以形成构建材料层,所述构建材料组合物包含聚酰胺;基于3D物体模型,在构建材料层的至少一部分上选择性施加增塑剂,所述增塑剂具有:式(II):其中m是3至8的整数;和基于3D物体模型,由构建材料层的所述至少一部分形成3D物体层的至少一个区域。12.如权利要求11中所述的方法,其中:所述增塑剂包含在选择性施加在所述至少一部分上的弹性剂中;且3D物体层的所述至少一个区域的形成包括:在构建材料层的所述至少一部分上选择性施加单独的熔合剂;和使构建材料层暴露于电磁辐射以使所述至少一部分中的聚酰胺聚结。13.如权利要求11中所述的方法,其中:所述增塑剂包含在选择性施加在所述至少一部分上的熔合剂中;和3D物体层的所述至少一个区域的形成包括使构建材料层暴露于电磁辐射以使所述至少一部分中的聚酰胺聚结。14.如权利要求11中所述的方法,其中形成3D物体层包括使构建材料层的所述至少一部分选择性暴露于激光。CN112055646三维打印[0001]背景[0002]三维(3D)打印可以是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(其在一些实例中可包括构建材料、粘合剂和/或其它一种或多种打印液体或其组合)层。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、热合并/熔结、熔融、烧结等,并且材料聚结机制可取决于所用构建材料的类型。对一些材料而言,可以使用热辅助挤出实现至少部分熔融,对另一些材料(例如可聚合材料)而言,可以使用例如紫外线]参照下列详述和附图,将显而易见本公开的实例的特征,其中相同的附图标记对应于类似但可能不相同的组件。为简洁起见,具有先前描述的功能的附图标记或特征可能联系它们出现在其中的其它附图进行描述或不描述。[0005]图1A和1B是图示说明用于3D打印的流体套装和打印套装的实例的示意图;[0006]图2是图示说明3D打印方法的一个实例的流程图;[0007]图3是3D打印方法的一个实例的图示;[0008]图4是3D打印方法的另一实例的图示;[0009]图5是一个示例性3D物体的横截面视图;[0010]图6是另一示例性3D物体的横截面视图;[0011]图7是图示说明对比样品和两个不同的实施例样品的致断伸长率(%,左Y轴)、杨氏模量(MPa,左Y轴)和拉伸强度(MPa,右Y轴)的图;[0012]图8是图示说明两个不同的对比样品和实施例样品的致断伸长率(%,左Y轴)、杨氏模量(MPa,左Y轴)和拉伸强度(MPa,右Y轴)的图;和[0013]图9是图示说明不用弹性剂(对照)、用实施例弹性剂(EA1)和几种不同的对比例弹 性剂(CEA2‑CEA4)打印的Z‑狗骨形试样(dogbones)和XY‑狗骨形试样的致断伸长率(%,左Y 轴)、杨氏模量(MPa,右Y轴)和拉伸强度(MPa,左Y轴)的图。 [0014] 详述 [0015] 本文中公开的材料和方法的实例可用于生成具有定制机械性质的三维打印部件。 这归因于在打印过程中在构建材料上选择性喷射特定增塑剂的事实,其在形成3D物体/部 件的各自一个或多个层时赋予暴露于该增塑剂的构建材料的一个或多个特定区域延性。通 过任何合适的喷墨打印技术喷射增塑剂的能力使得能在体素层面引入受控(和可能变化 的)延性。 [0016] 本文中公开的三维(3D)打印的一些实例可利用熔合剂(包含能量吸收剂)将聚合 物构建材料图案化。在这些实例中,可使整个聚合物构建材料层暴露于辐射,但聚合物构建 材料的图案化区域(其在一些情况下小于整个层)聚结/熔结并硬化以变成3D物体的层。在 图案化区域中,熔合剂能够至少部分渗入聚合物构建材料粒子之间的空隙,也能够铺展到 CN112055646 聚合物构建材料粒子的外表面上。这种熔合剂能够吸收辐射并将吸收的辐射转化成热能,进而将与熔合剂接触的聚合物构建材料聚结/熔结。如本文中更详细描述,在这些实例中, 增塑剂可以是多功能熔合剂的组成部分,或可在单独试剂(在本文中称为“弹性剂”)中与熔 合剂一起施加。 [0017] 本文中公开的3D打印的另一些实例可利用选择性激光烧结(SLS)或选择性激光熔 化(SLM)。在选择性激光烧结或熔化的过程中,将激光束瞄准聚合物构建材料层的所选区域 (其在一些情况下小于整个层)。来自激光束的热使激光束下方的聚合物构建材料熔结。如 本文中更详细描述,在这些实例中,可在暴露于激光束并需要延性的区域选择性施加增塑 [0018]聚结/熔结(通过使用(i)熔合剂和辐射暴露,或(ii)激光束)导致聚合物构建材料 结合或共混以形成单一实体(即3D物体的层)。聚结/熔结可涉及至少部分热合并、熔融、粘 合和/或将聚合物构建材料聚结形成3D物体的层的一些其它机制。 [0019] 在本公开通篇中,作为“重量%活性物”提到的重量百分比是指存在于弹性剂、熔 合剂、细化剂和/或着色试剂中的分散体或其它配制物的活性组分的载量。例如,能量吸收 剂,如炭黑在并入助熔液体(fusing liquid)之前可存在于水性配制物(例如储备溶液或分 散体)中。在这一实例中,炭黑的重量%活性物虑及熔合剂中存在的炭黑固体的载量(作为 重量%),并且没有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)的 重量。没有术语“活性物”的术语“重量%”是指i)不包括其中的其它非活性组分的100%活 性组分(在弹性剂、熔合剂、细化剂或着色试剂中)的载量,或ii)“原样”使用的材料或组分 (在弹性剂、熔合剂、细化剂或着色试剂中)的载量,因此该重量%虑及活性和非活性组分。 [0020] 3D打印流体套装、3D打印套装和3D打印组合物 [0021] 本文中公开的实例包括用于三维(3D)打印的流体套装、三维(3D)打印套装和三维 (3D)打印组合物。 [0022] 用于三维(3D)打印的流体套装的实例显示在图1A和1B中。流体套装10(显示在图 1A中)的一些实例包括用于增强能量吸收和赋予延性的多种试剂12和14、12和14’、或12、14 和14’。流体套装10’的另一些实例(显示在图1B中)包括用于增强能量吸收和赋予延性的多 功能流体16和/或16’。包括多于一种试剂的任何流体套装10、10’在本文中可被称为多流体 套装。 [0023] 如图1A中所示,多流体套装10包括要在3D打印过程中施加到构建材料组合物的至少一 部分上的弹性剂12,弹性剂12包含增塑剂,所述增塑剂具有:式(I): 其中n是3至8的整数;或式(II): 其中m是3至8的整数;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剂14和/或14’,熔合 剂14和/或14’包含能量吸收剂。 [0024] 如图1B中所示,流体套装10’包括多功能熔合剂16和/或16’。这种熔合剂16和/或 CN112055646 16’包含能量吸收剂和增塑剂,所述增塑剂具有:式(I):其中n 是3至8的整数;或式(II): 其中m是3至8的整数。 [0025] 在一些实例中,多流体套装10由弹性剂12和熔合剂14和/或14’组成,没有其它试 剂。在另一些实例中,流体套装10’由熔合剂16和/或16’组成,没有其它试剂。但是,如图1A 和1B中以虚线描绘,本文中公开的流体套装10、10’的另一些实例可进一步包括着色试剂 18,其选自黑色试剂、青色试剂、品红色试剂和黄色试剂;或细化剂20,其包含表面活性剂、