[发明专利]三维(3D)打印

说明书

本文中描述了形成3D打印金属物体的方法和用于3D打印的组合物。在一个实例中，形成3D打印金属物体的方法可以包括：(A)沉积包含至少一种金属的构建材料；(B)在该构建材料上选择性喷射熔合剂，该熔合剂包含：(i)至少一种脱水温度为大约100℃至大约250℃的水合金属盐，和(ii)包含至少一种表面活性剂和水的载体液体；(C)将该构建材料与选择性喷射的熔合剂加热到大约100℃至大约250℃的温度以：(a)去除该载体液体，(b)将该水合金属盐脱水，和(c)粘结该构建材料与选择性喷射的熔合剂；和(D)重复(A)、(B)和(C)至少一遍以形成该3D打印金属物体。

发明背景

三维(3D)打印可以是一种用于由数字模型制造三维固体部件的增材打印方法。3D打印通常可用于快速产品原型设计、模具生成、母模生成和小批量制造。一些3D打印技术被认为是增材方法，因为它们涉及施加连续的材料层。这不同于传统的机械加工方法(其通常依赖于去除材料以生成最终的部件)。3D打印常常可需要固化或熔合构建材料，这对于一些材料而言可以使用热辅助挤出、熔融或烧结来实现。

附图概述

参照下列详述和附图，本公开的实例的特征将变得显而易见，在下列详述和附图中，相同的附图标记对应于类似的(虽然也许并不相同)组件。为了简洁起见，具有先前描述的功能的附图标记或特征可以或可以不结合它们出现在其中的其它附图进行描述。

图1是本文中公开的示例性3D打印系统的简化等距视图；

图2A至2F是描绘使用本文中公开的3D打印方法的实例形成图案化3D打印金属物体、3D打印金属物体、至少基本不含金属盐的3D打印金属物体和3D金属部件的示意图；

图3是图示说明本文中公开的3D打印方法的一个实例的流程图；

图4是图示说明本文中公开的另一3D打印方法的一个实例的流程图；

图5是图示说明本文中公开的又一3D打印方法的一个实例的流程图；

图6是显示使用硝酸铁九水合物、硝酸铜三水合物和硝酸镍六水合物的3D打印金属物体的断裂强度的图；

图7是显示使用逐步等温扫描在氩气中测得的硝酸铁九水合物的分解曲线的图；

图8是显示使用逐步等温扫描在氩气中测得的硝酸铜三水合物的分解曲线的图；和

图9是显示使用逐步等温扫描在氩气中测得的硝酸镍六水合物的分解曲线的图。

发明详述

为了制造少量由金属制成的复杂机械部件，默认方法是机械加工。机械加工是技能密集型方法，由此可能非常昂贵。越来越多地，可以通过3D打印制造金属3D物体/部件。但是，3D打印在生产适于替代金属部件的高强度部件方面面临挑战。许多能够被3D打印的材料缺乏通过普通机械加工制得的金属部件的目标机械强度。3D打印已经用于快速制造铸模或“失蜡”材料，以加快形成金属部件。已经进行了一些尝试以通过沉积金属-聚合物复合材料来调节金属的3D打印方法。通过一层又一层材料的累积来形成部件。作为3D打印方法的一部分，调节喷墨打印技术提供了多种材料的精确沉积。在成型后，随后对该聚合物-金属混合部件施以高温过程以烧掉聚合物，并固结该金属部件。

聚合物粘合剂提出的两个挑战是：1)在打印的聚合物-金属混合部件中的低断裂强度，和2)在烧掉聚合物粘合剂后在打印的聚合物-金属部件中断裂强度完全丧失。打印的聚合物-金属混合部件中的低强度使得难以处理部件，即从打印机中取出部件、清洁部件和将部件转移至烧结炉可能导致损坏。烧掉聚合物后粘结强度的损失会由于作用在部件上的重力而导致部件坍塌。此外，在此阶段经受的任何外力都会损坏或破坏该部件。