[发明专利]通过三维打印制造碳制品的方法

说明书

背景

发明领域：本发明涉及一种通过三维打印制造碳制品的方法。

背景技术：碳被用于制造用于众多航天，化学品，动力和工业应用的组件。通常碳基制品是通过将大块碳机械加工成所希望的形状来制造的。该消减制造方法导致在形成制品时大量的材料损失。另外，消减制造方法可供形成制品之用几何形状十分有限。

碳材料如石墨或焦炭是极难使用粘结剂喷射技术形成制品的材料。通过三维打印制造碳制品的改进是人们所希望的，特别是易于从粘结剂喷射技术形成近终形碳制品的那些改进更是人们所希望的。

发明内容

本发明包括使用三维粘结剂喷射打印方法制造碳制品的方法。因此，本发明提供包括以下步骤的方法：提供碳粉末；沉积一个碳粉末层；以符合制品一个切片的图案在层上喷墨沉积粘结剂；重复前两个步骤以形成另外的粉末层和另外的图案，每个另外的图案符合制品的一个另外的切片，直到完成粉末版制品。

附图简述

参考附图以更好地理解本发明。然而应当理解，这些附图仅设计用于举例说明本发明的目的，而非作为限制本发明的定义。

图1是显示粉末分配器的底部的垂直剖面图。

优选实施方案的说明

在本节，本发明的一些优选实施方案被详细描述，对于本领域普通技术人员足以实施本发明而无需过多的实验。然而，应当理解在此描述的有限量的优选实施方案无论如何不限制本发明在权利要求书所述的范围。应当理解只要数值范围在本说明书或在权利要求书中描述，那么范围包括端点和其间的每个点，就如每一个该点都已经被清楚地描述一样。除非另有说明，在本说明书和权利要求书中所使用的措词“约”被认为是表示与该数值有关的正常测量和/或制造限制范围，措辞“约”用于修饰。除非另有明确说明，本说明书使用的术语“实施方案”是指本发明的实施方案。

基础的三维打印方法是在二十世纪九十年代在麻省理工学院研发并描述于多个美国专利中，包括以下美国专利：Sachs等人的5,490,882，Cima等人的5,490,962，Cima等人的5,518,680，Bredt等人的5,660,621，Sachs等人的5,775,402，Sachs等人的5,807,437，Sachs等人的5,814,161，Bredt的5,851,465，Cima等人的5,869,170，Sachs等人的5,940,674，Sachs等人的6,036,777，Sachs等人的6,070,973，Sachs等人的6,109,332，Sachs等人的6,112,804，Vacanti等人的6,139,574，Sachs等人的6,146,567，Vacanti等人的6,176,874，Griffith等人的6,197,575，Monkhouse等人的6,280,771，Sachs等人的6,354,361，Sachs等人的6,397,722，Sherwood等人的6,454,811，Yoo等人的6,471,992，Sachs等人的6,508,980，Monkhouse等人的6,514,518，Cima等人的6,530,958，Sachs等人的6,596,224，Sachs等人的6,629,559，Teung等人的6,945,638，Sachs等人的7,077,334，Sachs等人的7,250,134，Payumo等人的7,276,252，Pryce等人的7,300,668，Serdy等人的7,815,826，Pryce等人的7,820,201，Payumo等人的7,875,290，Pryce等人的7,931,914，Wang等人的8,088,415，Bredt等人的8,211,226和Wang等人的8,465,777。

实质上，三维打印包括铺展一层颗粒材料，然后有选择地喷墨打印一种流体到该层上以使颗粒层的所选的部分粘合在一起。重复该过程以形成另外的层直到所希望的部分已被构建。制造颗粒层的材料通常称为“构建材料”或“构建材料粉末”，并且喷射的流体通常称为“粘结剂”或在某些情形下称为“活化剂”。在该方法中，未用粘结剂结合在一起的粉末层部分形成围绕制造中的一个或多个制品的支撑粉末床，即“粉末床”或“构建床”。

为了增强和/或密实化该部件，三维打印制品的构建后加工，即粉末版制品的构建后加工通常是需要的。通常，第一后加工步骤将是在用粉末床支撑着粉末版制品的情况下加热粉末版制品，以固化粘结剂，接下来的第三步是从粉末床取出粉末版制品，第三步是热处理粉末版制品以使粉版的粉末颗粒烧结在一起或造成粘结剂中的变化。

碳粉末打印