[发明专利]支撑剂的加成制造

说明书

本文提供了配制用于支撑剂的加成形成的陶瓷油墨，以及制造所述油墨的方法和包括所述油墨的油墨体系。所形成的支撑剂可含有支撑剂芯、支撑剂壳、支撑剂外涂层或其任何组合。本文还提供了用于形成支撑剂的加成方法。所述陶瓷油墨可逐滴、线性、以平面方式或其任何组合施加以形成支撑剂。本文进一步提供了被配置来生产支撑剂的加成制造机，以及包括所述加成制造机的系统和用于运行所述加成制造机的软件。

发明背景

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求在2013年8月15日提交的现有美国临时专利申请号61/866,132的权益，所述专利申请以引用的方式整体并入本文。

本发明涉及用于生产支撑剂的加成方法、系统和材料。

支撑剂生产取决于多个批量操作。将陶瓷模板在流化床中喷涂，然后烧结以形成高强度陶瓷支撑剂主体。基于批量的方法的本质意味着产品的最终产率通常在一定程度上受损于每个步骤的损失—从涂布浆液的研磨至流化床模板的喷涂；至烧结；以及至分类。

陶瓷油墨的数字沉积当前用于装饰性瓷砖的大量生产，在陶瓷基材上使用固体颗粒油墨，出于装饰性和功能性目的在玻璃上使用固体颗粒油墨，出于装饰性和功能性目的在玻璃上使用有机油墨，并且在硅上使用导电油墨以用于生产太阳能电池。迄今为止，尚未进行或设想过陶瓷支撑剂的印刷。

发明概述

因此，本发明的一个特征是使处理损失、与用以改变尺寸和组成的变化相关联的停机时间最小化。

本发明的另一个特征是使在组成、支撑剂形态以及总产率方面的灵活性最大化。

本发明的另一个特征是在支撑剂生产中提供更高的长宽比、产生层状结构的能力、增大的设计灵活性，以及对于易碎基材的非接触能力(off contact capability)。

本发明另外的特征和优点将在以下的描述中部分阐明，并且部分地将由描述而显而易见，或可通过实践本发明习知。本发明的目标和其他优点将通过在描述和随附权利要求中具体指出的元件和组合实现和获得。

为了实现这些和其他优点，并且根据本发明的目的，如本文体现并广泛描述的，本发明涉及一种陶瓷油墨。陶瓷油墨可配制用于支撑剂的加成形成。陶瓷油墨可含有至少一种陶瓷材料和至少一种粘结剂。陶瓷油墨可呈分散体、悬浮液、溶液、胶体、溶胶、凝胶、糊料、粉末、固体、带、膜，或其任何组合的形式。任何合适的陶瓷材料或陶瓷材料的混合物可在陶瓷油墨中使用。例如，陶瓷材料可包括金属氧化物、金属氧化物、金属碳化物，或其任何组合。陶瓷油墨可含有至少一种溶剂。陶瓷油墨可含有稳定剂、聚合引发剂、增塑剂、分散剂、粘度剂、增粘剂、金属氢化物，或其任何组合。

本发明还涉及一种制造陶瓷油墨的方法。例如，该方法可包括将至少一种陶瓷材料与至少一种粘结剂混合。

本发明还涉及一种配制用于支撑剂的加成形成的油墨体系。例如，油墨体系可包括在化学组成、至少一个物理特性或两者上不同的至少两种陶瓷油墨。油墨体系可包括含有至少一种陶瓷材料的第一油墨和含有至少一种粘结剂的第二油墨。

本发明还涉及一种用于形成支撑剂的加成方法。可将至少一种陶瓷油墨施加至印刷机工作台以形成支撑剂生坯。可将支撑剂生坯烧结或固化以产生支撑剂。陶瓷油墨可逐滴、线性、以平面方式或其任何组合施加。可由至少一种陶瓷油墨的施加形成支撑剂生坯的至少一层。至少一层可在该层的形成之后且任选地在后续层的形成之前固化。支撑剂可含有支撑剂芯、支撑剂壳、支撑剂外涂层或其任何组合。支撑剂生坯可含有支撑剂生坯芯、支撑剂生坯壳、支撑剂生坯外涂层，或其任何组合。所得的支撑剂生坯可进一步加工(干燥并烧结或直接烧结)以形成具有期望的形状、尺寸、密度和化学组成的高强度陶瓷主体。