[发明专利]使用可光固化的有机硅组合物的3D印刷方法

说明书

本发明公开了一种形成三维(3D)制品的方法，所述方法包括以下步骤：I)用3D印刷机印刷第一可光固化的有机硅组合物以形成层，II)用能量源照射所述层以形成至少部分固化的层，III)用所述3D印刷机将第二可光固化的有机硅组合物印刷在所述至少部分固化的层上以形成后续层，以及IV)用所述能量源照射所述后续层以形成至少部分固化的后续层。任选地，步骤III)和IV)可通过独立选择的用于任何附加层的可光固化的有机硅组合物来重复以形成所述3D制品。所述第一可光固化的有机硅组合物和所述第二可光固化的有机硅组合物彼此相同或不同。各种可光固化的有机硅组合物可用于本发明的方法，包括本文所述的本发明的可光固化的有机硅组合物。

本专利申请要求2014年9月17日提交的美国专利申请No.62/051,603的优先权和所有优点，该专利申请的内容据此以引用方式并入。

本发明整体涉及形成制品的方法，更具体地讲，涉及使用可光固化的有机硅组合物形成三维(3D)制品的方法，涉及由该方法形成的3D制品，并且涉及用于该方法的可光固化的有机硅组合物。

3D印刷或增材制造(AM)是通常由数字文件制造3D固体物品的过程。3D印刷物品的创建使用叠加工艺而不是减成工艺来实现。在叠加工艺中，通过以下方式来创建物品：放下连续的多个材料层直到创建整个物品。这些层中的每个可被看作最终物品的薄切片水平横截面。

叠加工艺已用某些有限类型的材料展示，诸如有机热塑性塑料(例如，聚乳酸(PLA)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS))、石膏、粘土、室温硫化(RTV)材料、纸材或金属合金。这些材料不适合于基于物理或化学限制、成本、缓慢凝固(或固化)时间、不适当的粘度等的某些最终应用。

根据上述内容，仍然存在提供形成3D制品的改进方法的机会以及提供适合于3D印刷的改进材料的机会。

发明内容

本发明公开了形成三维(3D)制品的方法(“方法”)。方法包括以下步骤：I)用3D印刷机印刷第一可光固化的有机硅组合物以形成层，以及II)用能量源照射该层以形成至少部分固化的层。方法还包括以下步骤：III)用3D印刷机将第二可光固化的有机硅组合物印刷在至少部分固化的层上以形成后续层，以及IV)用能量源照射后续层以形成至少部分固化的后续层。任选地，步骤III)和IV)可通过独立选择的用于任何附加层的可光固化的有机硅组合物来重复以形成3D制品。第一可光固化的有机硅组合物和第二可光固化的有机硅组合物彼此相同或不同。

本发明还公开了可光固化的有机硅组合物(“组合物”)。在一个实施例中，组合物包含：A)平均每分子具有至少两个硅键合的烯键式不饱和基团的有机硅化合物，其中硅键合的烯键式不饱和基团的烯键式不饱和部分被至少四个原子间隔开；B)平均每分子具有至少两个硅键合的氢原子的有机硅化合物，其量足以固化可光固化的有机硅组合物；以及C)催化量的光活化的硅氢加成催化剂。任选地，组合物还可包含D)填料。

在另一个实施例中，组合物包含：A)平均每分子具有至少两个硅键合的烯键式不饱和基团和至少一个硅键合的苯基基团的有机硅化合物，其中带有烯键式不饱和基团的硅原子和带有苯基基团的硅原子仅由氧原子间隔开；B)平均每分子具有至少两个硅键合的氢原子的有机硅化合物，其量足以固化可光固化的有机硅组合物；以及C)催化量的光活化的硅氢加成催化剂。任选地，组合物还可包含D)填料。

在又一个实施例中，组合物包含：A)平均每分子具有至少两个硅键合的烯键式不饱和基团的有机硅化合物；B)平均每分子具有至少两个硫键合的氢原子的有机硅化合物，其量足以固化可光固化的有机硅组合物；以及C)催化量的光活化的自由基引发剂。任选地，组合物还可包含D)填料。

还公开了本发明组合物的反应产物，例如根据本发明的方法形成的3D制品。反应产物包括组分A)、B)和C)的反应产物。任选地，反应产物在存在组分D)的情况下形成。

具体实施方式