[发明专利]3D打印

说明书

本文描述了用于3D打印的组合物和方法。在一个实例中，用于3D打印的组合物可包含构建材料，其包含至少一种聚合物和至少一种第一电子供体化合物；和熔融剂，其包含(i)金属双(二硫烯)配合物、(ii)至少一种表面活性剂、至少一种第二电子供体化合物或其组合，(iii)极性非质子溶剂，和(iv)水。所述至少一种第一电子供体化合物和所述至少一种第二电子供体化合物可以相同或不同。

背景技术

三维(3D)打印可以是用于从数字模型制作三维物体或部件的增材打印过程。3D打印通常用于快速产品原型设计、模具生成和主模生成。一些3D打印技术被认为是增材过程，因为它们涉及施加连续的材料层。这与机械加工过程不同，其往往依赖于材料的去除来创建最终部件。

3D打印中使用的材料倾向于使用固化或熔合，对于某些材料可以使用热辅助挤出或烧结来实现，且对于其他材料可以使用数字光投影技术来实现。

附图说明

通过参考以下详细说明和附图，本公开的实例的特征将变得显而易见，其中相似的标记号对应于相似但可能不相同的组件。为简洁起见，具有前述功能的标记号或特征可能或有可能不结合它们出现的其他附图来描述。

图1是本文公开的3D打印系统的一个实例的简化等距示意图；及

图2A、2B、2C和2D是使用本文所述的3D打印方法的实例描绘3D部件形成的示意性图和部分横截面图。

图3A是本文所述的3D组合物的3D打印部件的照片。

图3B是比较3D组合物的3D打印部件的照片。

具体实施方式

在本文公开的三维(3D)打印的实例中，可以使用多喷射融合(MJF)技术。在MJF工艺的实例中，构造材料层(也称为构建材料颗粒)暴露于辐射下，但所述构建材料的选定区域(在一些情况下小于整个层)被熔融并硬化，成为3D部件或物件层。

可以选择性地沉积熔融剂(如炭黑)与所述构建材料的选定区域接触。所述熔融剂能够渗透到所述构建材料层中并扩散到构建材料的外表面上。该熔融剂能够吸收辐射并将吸收的辐射转换成热能，该热能又可熔融或烧结与所述熔融剂接触的构建材料。这使得构建材料熔融、粘合，和固化以形成3D部件层。

如本文所使用的，术语“3D打印部件”、“3D部件”、“部件”、“3D打印物件”、“3D物件”或“物件”可以是完整的3D打印部件或3D打印部件的层。

如本文所使用的，在一些术语的末尾处的“(s)”表示那些术语/短语在一些实例中可以是单数的或在一些实例中可以是复数的。要理解的是，在许多实例中，没有“(s)”的术语也可以用作单数或复数。

在3D打印中使用的一些熔融剂倾向于在700nm-1400nm光吸收范围内具有显著的吸收(如80％)。该吸收产生适用于3D打印期间的熔融热，其导致3D部件具有机械完整性和相对均匀的机械性能(如强度和/或断裂伸长)。然而，这种吸收导致强烈着色的，例如，黑色的3D部件。在某些情况下，可能没有必要生成强烈着色的部件。相反，可能合适的是生成透明、白色、灰白色或非黑色的某种颜色的部件。

为了满足熔融剂的3D打印工艺和无色或白色部件的打印，近红外染料应具有物理和化学稳定性，与墨水载体及助溶剂相容，以提供良好的喷射性能，并且在打印后为无色。基于这种近红外染料的配制剂可被称为熔融剂。金属双(二硫烯)化合物可用于该目的。在一些实例中，可以使用双(二硫烯)镍，其在中性状态下是用于3D打印的良好的近红外材料，但它不溶于水且为绿色。

双(二硫烯)镍可被还原成单阴离子状态变成水溶性的，且进一步还原为双阴离子，双(二硫烯)镍变为无色。可以用仲胺或叔胺还原双(二硫烯)镍。然而，即使在约80℃至约100℃的较高温度下，该还原过程也是缓慢的，因为这些配合物部分溶解于这些胺中。