[发明专利]通过增材制造技术制造陶瓷材料或金属材料的方法和机器

权利要求书

1.一种使用增材制造技术来制造由选自陶瓷材料和金属材料中的至少一种材料制成的一个或多个零件的方法，所述一个或多个零件成形为生坯状态，然后经历脱粘和烧结操作，所述方法包括以下步骤：

(1)通过计算机辅助设计来构建待制造的零件或待同时制造的多个零件的计算机模型；和

(2)在工作托盘上使待制造的所述一个或多个零件成形，其基于陶瓷或金属的光固化组合物(CPC或MPC)，所述光固化组合物包含：

-无机物部分，由至少一种粉末陶瓷材料或至少一种粉末金属材料组成；和

-有机物部分，能够在脱粘过程中通过加热被破坏，并且包含至少一种光固化单体和/或低聚物，以及至少一种光引发剂，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-选择能够流动的具有悬浮液的粘度的CPC或MPC以形成层；

-制备能够形成光固化层并且在脱粘过程中通过加热被破坏的牺牲有机材料(SOM)，所述SOM包含至少一种光固化单体和/或低聚物，以及至少一种光引发剂；

-为了构建所述一个或多个零件，在所述工作托盘上形成彼此堆叠的连续SOM层，各SOM层在涂覆下一层之前通过照射进行固化，基于CPC或MPC的一个或多个零件通过以下方式进行构建：

-通过机械加工或激光加工在至少一层固化的SOM层中由其上部形成一个或多个凹槽；

-在所述一个或多个凹槽内沉积所述CPC或MPC，以填充所述一个或多个凹槽；

-通过照射来固化位于所述一个或多个凹槽内的CPC或MPC，以获得具有与相邻的固化SOM层相同水平的硬的水平表面，其中，当形成各凹槽时，所述凹槽根据先前由所述计算机模型定义的一个或多个图案以及选择的凹槽深度来界定，以确保待制造的零件的连续性；以及

-在固化层堆叠时，获得嵌入所述SOM中的一个或多个生坯零件，对嵌入在所述SOM中的该生坯零件进行加热以破坏所述SOM，从而释放该生坯零件，并使该生坯零件进行脱粘随后经历烧结。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用糊状SOM，所述糊状SOM通过刮削而铺展成层；或者，使用悬浮的SOM，所述悬浮的SOM通过将所述工作托盘浸入悬浮液的浴液中以每次形成待固化的SOM层并且刮削由此形成的层进行涂覆。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，待制造的一个或多个零件包括在构建过程中应得到支撑的至少一个侧部，其特征在于，在构建之前，通过计算机辅助设计来构建处于固化态的SOM形状的计算机模型，这种形状使得一个或多个所制造的零件在其构建过程中得到支撑。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在将激光功率设定为1瓦至3瓦并且将激光位移速度设定为1毫米/秒至100毫米/秒的条件下，进行激光加工，以形成所述一个或多个凹槽。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述机械加工或激光加工中，吹扫并抽吸碎屑。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在进行所述机械加工或激光加工的同时，吹扫并抽吸碎屑。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过分配喷嘴将所述CPC或MPC涂覆在所述一个或多个凹槽内。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在激光功率设定为70毫瓦至700毫瓦并且将激光位移速度设定为1000毫米/秒至6000毫米/秒的条件下，通过激光照射来固化各SOM层，并且通过激光照射来固化位于凹槽内的CPC或MPC层。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在50℃至800℃的温度下进行脱粘。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在100℃至700℃的温度下进行脱粘。