[发明专利]三维打印

说明书

本文描述了用于打印金属三维物体的组合物、方法和系统。在一个示例中，描述了用于三维打印的组合物，其包括：金属粉末构建材料，其中金属粉末构建材料具有约10m至约250m的平均粒径；和粘合剂流体，其包括：水性液体载剂和分散在水性液体载剂中的乳胶聚合物颗粒，其中，乳胶聚合物颗粒具有约10nm至约300nm的平均粒径。

背景技术

三维(3D)打印可为用于从数字模型中制造三维实体部件的增材打印工艺。3D打印通常可用于快速产品原型制作、模具生成、模具主件生成和短程制造。一些3D打印技术被视为增材工艺，因为它们涉及施加连续的材料层。这与通常的加工工艺不同，后者通常依赖于材料的去除来制造最终部件。3D打印通常可以利用构建材料的固化或熔合，这对于某些材料而言，可以利用热辅助挤出、熔化或烧结来完成。

附图说明

通过参考以下详细说明和附图，本公开的示例的特征将变得明显，其中相同的附图标记对应于类似的、尽管可能不完全相同的组件。为了简洁起见，具有先前所述功能的附图标记或特征可以结合或可以不结合与它们出现的其他附图一起描述。

图1是本文公开的示例3D打印系统的简化等距视图；

图2A至图2F是使用本文公开的3D打印方法的示例描绘图案化的坯料(green)部件、固化的坯料部件、至少基本上不含聚合物的灰色(gray)部件和3D金属部件的形成的示意图；

图3是说明本文公开的3D打印方法的一个示例的流程图；并且

图4是说明本文公开的3D打印方法的另一示例的流程图。

具体实施方式

在三维(3D)打印的一些示例中，将粘合剂流体(也称为液体功能试剂/材料)选择性地施加到一层构建材料上，然后在其上施加另一层构建材料。粘合剂流体可施加到该另一层构建材料上，并且可重复这些过程以形成最终要形成的3D部件的坯料部件(也称为生坯)。粘合剂流体可包括将坯料部件的构建材料固定在一起的粘合剂。然后可将坯料部件暴露在电磁辐射和/或热量下，以烧结坯料部件中的构建材料从而形成3D部件。

本文公开的3D打印方法和系统的示例采用粘合剂流体，该粘合剂流体包括聚合物颗粒，以便由金属粉末构建材料生成图案化的坯料部件，并且还利用热量活化聚合物颗粒并创建固化的坯料部件。可将固化的坯料部件从未用粘合剂流体图案化的金属粉末构建材料中移除，而不会对固化的坯料部件的结构产生有害影响。然后，获取的固化的坯料部件可以进行脱粘(de-binding)以产生至少基本上不含聚合物的灰色部件，并且至少基本上不含聚合物的灰色部件随后可以进行烧结以形成最终的3D打印部件/物体。

如本文所用，术语“粘合的金属物体”或“图案化的坯料部件”是指具有代表最终3D打印部件的形状的中间部件，并且包括用粘合剂流体图案化的金属粉末构建材料。在图案化的坯料部件中，金属粉末构建材料颗粒可以或可以不通过粘合剂流体的一种或多种组分和/或通过金属粉末构建材料颗粒与粘合剂流体之间的吸引力弱粘合在一起。在某些情况下，图案化的坯料部件的机械强度使其无法从构建材料平台进行处理或获取。此外，应理解的是，任何未用粘合剂流体图案化的金属粉末构建材料不被视为图案化的坯料部件的部分，即使其邻近或围绕图案化的坯料部件。

如本文所用，术语“固化的坯料部件”是指已暴露于加热过程的图案化的坯料部件，该加热过程引发聚合物颗粒(可由聚结溶剂促进)在粘合剂流体中的熔化，并且也可有助于蒸发粘合剂流体的液体组分，以使聚合物颗粒形成聚合物胶，该聚合物胶涂覆到金属粉末构建材料颗粒并在金属粉末构建材料颗粒之间产生或加强粘合。换句话说，“固化的坯料部件”是具有代表最终3D打印部件的形状的中间部件，并且包括通过粘合剂流体的至少基本固化的聚合物颗粒(利用该聚合物颗粒，金属粉末构建材料被图案化)粘合在一起的金属粉末构建材料。与图案化的坯料部件相比，固化的坯料部件的机械强度更大，并且在某些情况下，固化的坯料部件可以从构建材料平台进行处理或获取。

应理解，当提及图案化的坯料部件或固化的坯料部件时，术语“坯料”并不代表颜色，而是表示该部件尚未完全加工。