[发明专利]用于增材制造工艺的牺牲高热支架材料

说明书

本文公开了包括使用水可降解(例如可压热处理)的支架材料以及高热构建材料(例如，聚醚酰亚胺或PEI)的方法。当支架材料被压热处理一段时间后，支架材料变脆，然后崩解成粉末，并且因此可以从模型或构建材料移除，留下由模型材料形成的包括先前由支架材料占据的特征(例如，空腔、通道等)的部件。

技术领域

本公开内容涉及增材制造领域，并且还涉及可降解的聚合物材料领域。

背景技术

由于其多功能性和广泛应用，增材制造工艺越来越受欢迎。在一些方面，增材制造工艺的特征在于形成包括构建材料和牺牲材料的工件；在制造之后移除牺牲材料，以便留下由构建材料制成的精细部件，该精细部件包括支架或在移除之前牺牲材料的存在于其中的其他腔。

熔融沉积成型工艺(Fused deposition modeling)和熔丝制造(fused filamentfabrication)是使用热塑性长丝或甚至金属线材来逐层构建部件的增材制造技术。通过挤出喷嘴供给来自线轴的材料，挤出喷嘴被加热以熔化材料，然后通过控制机构在水平和垂直方向上沉积该材料。机器沉积构建材料和支架材料，在构建该部件之后移除支架材料。支架材料是牺牲材料，其可以表征为“脱离的”或“可溶的”材料。

然而，这种增材制造工艺尚未实现形成包括具有高耐热性的构建材料而同时还包括可以有效地从构建材料移除的牺牲材料的工件的能力。作为一个实例，聚醚酰亚胺(PEI)的支架材料是基于聚芳醚砜(227℃Tg)或聚砜(190℃Tg)的所谓的脱离支架材料。

然而，从模型/构建材料移除这些支架材料是困难的，并且移除可能需要机械移除或搅动，通常需要大量的手工劳动。对于一些几何形状，完全移除支架材料可能是困难的或甚至是不可能的。

通过本公开内容的方面解决了这些和其他缺点。

发明内容

为了满足这些长期需求，本公开内容的方面涉及一种方法，其包括：

采用增材制造工艺形成工件，该工件包括：

构建部分，其包括聚醚酰亚胺、聚醚酰亚胺砜、聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚苯醚砜、聚苯醚、酰亚胺化聚甲基丙烯酸酯、其掺混物或其任意组合，和

接触构建部分的可降解的支架部分，

可降解的支架部分包括热塑性聚碳酸酯和受阻胺光稳定剂；和

在85摄氏度(℃)至对应于构建部分的玻璃化转变温度(Tg)的温度下使工件暴露于水，持续足以选择性地降解可降解的支架部分的至少一个区域的时间。

本公开内容的方面进一步涉及一种工件，其包括：构建部分，其包括聚醚酰亚胺、聚醚酰亚胺砜、聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚苯醚砜、聚苯醚、酰亚胺化的聚甲基丙烯酸酯、其掺混物、或其任意组合；和接触构建部分的可降解的支架部分。可降解的支架部分包括具有130至280℃的Tg的聚碳酸酯和从0.1至3.0wt％的受阻胺光稳定剂。

本公开内容的其他方面涉及包括聚碳酸酯和受阻胺光稳定剂的长丝。

本公开内容的具体方面涉及可降解的支架结构，该支架结构包括增材制造的材料的多个层，增材制造的材料的多个层包括聚碳酸酯和受阻胺光稳定剂。

附图说明

图1提供了在330℃下在给定时间段内示例性共聚物和共聚物-HALS样品的熔体稳定性研究。

具体实施方式

通过参考期望的实施方式和本文包括的实施例的以下详细描述，可以更容易地理解本公开内容。在以下说明书和权利要求书中，将参考具有以下含义的许多术语。