[发明专利]构造材料和其应用

说明书

在一方面，本文描述了对用于3D印刷系统中可行的构造材料。在一些实施方案中，所述构造材料包含约10至30wt%的低聚可固化材料、约50至75wt%的至少一种稀释剂和约3至15wt%的反应性组分。此外，在一些情况下，所述构造材料不含或基本不含非反应性蜡组分。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年9月12日提交的美国专利申请第14/025,263号的优先权。

技术领域

本发明涉及用于三维（3D）印刷系统的构造材料。

背景技术

市售的三维印刷机，例如，由3D Systems of Rock Hill, South Carolina制造的ProJet^TM 3D印刷机，使用通过印刷头以液体形式喷射的构造材料或墨水来形成各种热聚物部件。其它三维印刷系统也使用通过印刷头喷射的构造材料。在一些情况下，所述构造材料在环境温度下为固体而在升高的喷射温度下转化为液体。在其它情况下，构造材料在环境温度下为液体。

发明概述

一方面，本文描述了用于3D印刷系统的可行的构造材料，在一些实施方案中，其与现有的构造材料相比可以提供一个或多个优势。在一些实施方案中，例如，本文描述的构造材料表现出高刚度，因此提供可用于各种工程应用中的成品部件。

在一些实施方案中，本文描述的构造材料包含约10 wt%至30wt%的低聚可固化材料；约50wt%至75wt%的至少一种稀释剂；和约3wt%至15wt%的反应性组分。此外，在一些情况下，所述构造材料不含或基本不含非反应性蜡组分。在一些实施方案中，例如本文描述的构造材料包含小于约5wt%、小于约1wt%、或小于约0.5wt%的非反应性蜡组分。进一步地，在一些情况下，本文描述的构造材料的反应性组分包括异氰脲酸酯（甲基）丙烯酸酯（isocyanurate (meth)acrylate）。此外，在一些实施方案中，本文描述的构造材料可还包含一种或多种添加剂，所述添加剂选自光引发剂、抑制剂、稳定剂、增感剂及其组合。

此外，在一些实施方案中，本文描述的构造材料当固化时可表现出一种或多种所需的机械和/或热性质。例如，在一些情况下，当根据ASTM D 638测量时，构造材料当固化时表现出以下性质中的一种或多种：大于约2200 Mpa的拉伸模量，大于约45 Mpa的拉伸强度，和约5-20%的断裂伸长率。进一步地，在一些情况下，当根据ASTM D 648测试时，本文描述的构造材料当固化时表现出约45℃至约100℃的热挠曲温度。

在另一方面，本文描述了包含三维印刷的制品或物品的产品（composition）。在一些实施方案中，所述产品包含三维印刷的制品，所述制品包含本文描述的构造材料，例如包含约10wt%至30wt%的低聚可固化材料；约50wt%至75wt%的至少一种稀释剂；和约3wt%至15wt%反应性组分的构造材料。在一些情况下，所述反应性组分包括异氰脲酸酯（甲基）丙烯酸酯。此外，在一些情况下，所述构造材料不含或基本不含非反应性蜡组分。

在另一方面，本文描述了印刷三维制品或物品的方法。在一些实施方案中，印刷三维制品的方法包括选择性地沉积流体构造材料的层以在基材上形成三维制品，所述构造材料包括本文描述的构造材料。在一些情况下，例如，所述构造材料包含约10wt%至30wt%的低聚可固化材料；约50wt%至75wt%的至少一种稀释剂；和约3wt%至15wt%反应性组分。进一步地，在一些情况下，反应性组分包括异氰脲酸酯（甲基）丙烯酸酯。此外，在一些实施方案中，所述构造材料不含或基本不含非反应性蜡组分。此外，在一些情况下，印刷三维制品的方法还包括使用支撑材料来支撑构造材料的至少一个层。此外，在一些实施方案中，可根据三维制品的图像选择性地沉积构造材料和/或支撑材料，所述图像为计算机可读格式，例如CAD格式。此外，在一些情况下，本文描述的印刷三维制品的方法还包括固化所述构造材料。

在下面的详细说明中更详细地描述了这些和其它的实施方案。

发明详述