[发明专利]材料套装

说明书

材料套装可以包括包含聚合物粉末的粉末床材料和熔合剂。该聚合物粉末可以具有粒度分布，所述粒度分布具有以下特征：30μm或更大的D10，50μm至65μm的D50，和100μm或更低的D90。其它参数可以包括100℃至300℃的熔点、20℃或更高的加工窗口温度、20％或更低的能量密度吸收、和10分钟下10cc至80cc的熔体流动指数。该熔合剂可以包括能够吸收电磁辐射以产生热的能量吸收剂。

发明背景

在过去若干年中，三维(3D)数字打印的各种方法——一种增材制造方法——在不断发展。各种用于3D打印的方法包括热辅助挤出、选择性激光烧结、光刻法等等。通常，3D打印技术通过允许快速创建用于检查和测试的原型模型改善了产品开发周期。

附图概述

图1是根据本公开的一种示例性三维打印系统的示意图；

图2是根据本公开的一种示例性打印系统的另一示意图；

图3是描绘根据本公开制备粉末构建材料的示例性方法的流程图。

附图描绘了本公开技术的几个实例。但是，应当理解本技术不限于所描绘的实例。

发明详述

本公开涉及三维打印领域。更具体地，本公开提供了用于打印三维部件的材料套装、系统，以及配制粉末床材料的方法。在一种示例性印刷方法中，将粉末床材料的薄层铺展在粉末床上，所述粉末床材料包括聚合物粒子或粉末，并可以进一步包括其它添加剂颗粒。打印头(如流体喷射打印头)可以随后用于在对应于要形成的三维物体的薄层的粉末床部分上打印熔合剂。随后，可以将含有施加到粉末床的熔合剂的粉末床暴露于电磁辐射源，例如通常为整个床。与未打印粉末相比，呈现所形成的部件的熔合剂可以从电磁辐射中吸收更多的能量。吸收的电磁辐射可以随后转化为热能，使该粉末的打印部分熔融并聚结。这形成了固体层。在形成第一层后，可以在粉末床上铺展新的聚合物粉末薄层并随后重复该过程以形成附加层，直到打印该三维部件。根据本公开的实施例，该粉末床材料在引入粉末床之前可以预热，此外可以在粉末床上再进一步加热一次。

在配制用于本文中描述的三维打印系统的粉末床材料时，可以考虑几个参数。此类参数可以包括红外(IR)能量密度吸收、熔点和/或加工窗口温度。可以考虑的其它参数包括熔体粘度、选择性、粒度分布、粉末流动和可回收性。由此，当配制用于本文中描述的三维打印系统的粉末床材料时，这些参数中的一些或全部的组合可用于预测配制此类粉末床材料的成功。

据此，本公开涉及包含粉末床材料和熔合剂的材料套装。该粉末床材料可以包括具有各种参数的聚合物粉末，所述参数如具有以下特征的粒度分布：30μm或更大的D10，50μm至65μm的D50，和100μm或更小的D90(可以使用激光衍射获得粒度值，如通过使用MalvernMastersizer S，版本2.18，其中“粒度”是指球形粒子的直径，或非球形粒子的最长尺寸)。其它参数可以包括性质，如熔点，其可以为100℃至300℃，以及加工窗口温度，其可以为20℃或更高。再其它参数可以包括能量密度吸收，其可以为20％或更低，以及熔体流动指数，其可以为10cc至80cc。该熔合剂可以包括能够吸收电磁辐射以产生热量的能量吸收剂。例如，该能量吸收剂可以包括炭黑颜料、近红外吸收染料、近红外吸收颜料、钨青铜、钼青铜、金属纳米粒子、共轭聚合物或其组合。

在另一实例中，三维打印系统可以包括包含聚合物粉末的粉末床材料、流体喷射打印机、和熔合电磁辐射源。该流体喷射打印机可以包括与熔合剂储存器连通的流体喷射笔以便将熔合剂打印到粉末床上。该熔合剂包含能够吸收电磁辐射以产生热量的能量吸收剂，并且其中该能量吸收剂包含炭黑、近红外吸收染料、近红外吸收颜料、钨青铜、钼青铜、金属纳米粒子、共轭聚合物或其组合。该熔合电磁辐射源可以设定为将该粉末床暴露于具有大约1050nm至1150nm的峰值的红外辐射。