[发明专利]激光烧结成型用金属胶体的制备方法

说明书

本发明提供一种通过将金属材料粉末均匀分散于丙二酚二乙醇醚、二甲苯、及聚氧乙烯脂肪酸酯所构成的高分子聚合物中所形成的激光烧结成型用金属胶体，以及提供一种制备所述激光烧结成型用金属胶体的方法。本发明的激光烧结成型用金属胶体，在3D打印过程中能够直接放置于工件的待修补部位。因此，本发明克服了传统3D打印过程中粉末吹散移动的缺陷，不需要架设额外的粉末回收系统，可能够减少金属材料粉末的浪费、降低加工成本。

技术领域

本发明涉及一种激光烧结成型材料及其制备方法，特别是涉及一种通过将金属材料粉末均匀分散于丙二酚二乙醇醚、二甲苯、及聚氧乙烯脂肪酸酯所构成的高分子聚合物中所形成的激光烧结成型用金属胶体，以及提供一种制备所述激光烧结成型用金属胶体的方法。

背景技术

3D打印技术由于具备便捷快速成型(Rapid Prototyping，RP)、能够减低研发成本、缩短研发周期、提高新产品开发成功率、以及满足个人制作与现地制造的需求等等的优良特性，因而自1980年代开始萌芽起3D打印持续快速地发展。不仅是与3D打印有关的技术、装置、制程、方法等不断地创新突破，3D打印机型、种类亦不断地持续推陈出新，而且在打印的品质、速度、可打印物品大小、输出稳定性等各方面亦显著地提升，近十年来，3D打印市场规模更是飞跃地成长扩大。

3D打印成型技术是一种能够在不使用刀具、模具或卡具的条件下，运用有如建构金字塔的层层堆迭的技术概念，自动且快速地将复杂形状的设计图像制作成三维立体形状的实体物的快速成型方法。3D打印是基于切层、堆迭、加法制造的原理，将含有特定的塑胶、金属等成分的成型材料，经溶液化、溶剂化或熔融处理后，利用3D打印设备直接精密喷墨打印在一个平面上，再通过光能、电能、化学能予以烧结、黏合、干燥、固化形成XY轴2维平面层，接着于Z轴方向移动并精准定位而一层一层地迭加起来，最终形成立体形状的三维实体物。

在现有技术中，3D打印上通常使用熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling，FDM；又称为Fused Filament Fabrication，FFM)、层状物体制造(Laminated ObjectManufacturing，LOM)、数字光处理(Digital Light Processing，DLP；又称为FilmTransfer Imaging，FTI)、立体平板印刷(Stereo-lithography Apparatus，SLA)、胶水固化喷印(Plaster-based 3D printing或Powder bed and inkjet head 3D printing，3DP)、选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)、选择性激光熔化(Selective LaserMelting，SLM；或称为Direct Metal Laser Sintering，DMLS)等的立体成型方式。

然而，在上述常用的3D打印之中，特别是在金属立体物的成型方式中，经常需要根据所使用的金属粉末调整结合剂的组成。这会增加制作成本；并且在进行3D打印作业期间，由于结合剂本身、或结合剂与金属粉末间产生化学反应而不能够得到符合预期的三维实体物，使得原料由于无法回收再利用而造成废弃和浪费。

此外，通过常规的3D打印方法制备金属元件时，由于无法精准的确定金属粉末移动的位置，会造成金属元件的强度不均一的问题。因此，多数3D打印金属只使用单一金属粉末。为了避免结合剂或金属粉末损坏喷头，经常需要使用压电式喷头来喷印，导致制造成本高。

在常规的3D打印方法中，金属粉末通常是用来制作金属元件的，而不是用于修补金属元件。并且，金属粉末通常是无法垂直置于物体的断面上，因而导致对于待修补金属元件的断面就不能够顺利地进行修补。

三维结构的金属元件经常必须要拆装或更新零部件方能进行修补，导致加工成本提高，而且对于具有破损、缺陷的金属零件或金属机构加工不良品亦会有不能够精密地修补的问题点。