[发明专利]用于基于电子照相术的增材制造的ABS部件材料

说明书

一种用于利用基于电子照相术的增材制造系统(10)打印三维部件(80)的部件材料，所述部件材料包含：具有共聚物(包含丙烯腈单元、丁二烯单元、和芳族单元)的组合物、电荷控制剂、和热吸收剂。部件材料以具有受控粒径的粉末形式提供，并且被配置为在具有层转输组件(20)的基于电子照相术的增材制造系统(10)中用于以逐层方式打印三维部件(80)。

背景

本公开涉及用于打印三维(3D)部件和支撑结构的增材制造系统。尤其是，本公开涉及用于使用成像工艺(如电子照相术)打印3D部件和支撑结构的消耗材料。

增材制造系统用于使用一种以上增材制造技术根据3D部件的数字表示(例如，AMF和STL格式文件)构建3D部件。商业上可行的增材制造技术的实例包括基于挤压的技术、喷墨、选择性激光烧结、粉末/粘合剂喷射、电子束熔化和立体光刻工艺。对于这些技术中的每一种来说，首先将3D部件的数字表示分成多个水平层。对于每个分成的层，随后产生工具路径，这为具体增材制造系统的提供指令以形成给定层。

例如，在基于挤压的增材制造系统中，可以通过挤出可流动的部件材料，根据3D部件的数字表示以逐层方式打印3D部件或模型。部件材料通过由该系统的打印头携带的挤出端挤出，并且作为一系列路径沉积在x-y平面中的基板上。挤出的部件材料熔合至先前沉积的部件材料，并在温度下降后凝固。之后打印头相对于基板的位置沿着z轴(垂直于x-y平面)递增，并且随后重复该过程以形成类似所述数字表示的3D部件。

在通过沉积部件材料的层制造3D部件中，在未被部件材料本身支撑的正在修建中的突出部的下面或物体的空腔中，通常构建支撑层或结构。可以利用沉积部件材料所采用的相同的沉积技术来构建支撑结构。主机产生充当用于正在形成的3D部件的突出或自由空间区段(并且在一些情况下用于正在形成的3D部件的侧壁)的支撑结构的附加几何结构。支撑材料在制造期间粘附至部件材料，并且在打印过程完成时可从所完成的3D部件移除。

在二维(2D)打印中，电子照相术(即，静电复印术)是用于在平坦基板如打印纸和透明基板上形成2D图像的技术。电子照相术系统通常包括涂布有光电导材料层的导电支撑鼓，在那里，通过静电带电且随后由光源对光电导层进行逐图像(image-wise)曝光，形成静电潜像(latent electrostatic image)。随后将静电潜像移动至显影站，在那里将调色剂涂敷至光电导绝缘体的带电区域(或者备选地至不带电区域)以形成可见图像。随后将所形成的调色剂图像转移至基板(例如，打印纸)并利用热和/或压力固定至基板。

概述

本公开的一个方面涉及用于利用基于电子照相术的增材制造系统打印3D部件的部件材料。所述部件材料具有组合物，所述组合物包含含有丙烯腈单元、丁二烯单元和芳族单元的共聚物，电荷控制剂，以及热吸收剂。所述部件材料以具有受控粒径(例如，在约5微米至约30微米范围内的D50粒径)的粉末形式提供，并且被配置为在用于以逐层方式打印3D部件的具有层转输(transfusion)组件的基于电子照相术的增材制造系统中使用。

本公开的另一个方面涉及用于利用基于电子照相术的增材制造系统打印3D部件的部件材料，其中所述部件材料具有组合物，所述组合物包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、电荷控制剂、流动控制剂、和热吸收剂。所述部件材料以具有受控粒径和窄粒径分布的粉末形式提供，并且被配置为在用于以逐层方式打印三维部件的具有层转输组件的基于电子照相术的增材制造系统中使用。

在一些实施方案中，以上讨论的部件材料可以连同载体粒子一起设置在可互换的盒(cartridge)或其他类似装置中，用于与基于电子照相术的增材制造系统一起使用。

本公开的另一个方面涉及用于利用基于电子照相术的增材制造系统打印3D部件的方法，所述基于电子照相术的增材制造系统具有电子照相术引擎(engine)、转移介质和层转输组件。所述方法包括向所述基于电子照相术的增材制造系统提供部件材料，其中所述部件材料在组成上包含电荷控制剂、热吸收剂、以及具有丙烯腈单元、丁二烯单元和芳族单元的共聚物，并且具有粉末形式。