[发明专利]使用多种热塑性聚氨酯的增材制造法

说明书

本申请涉及制造物件的方法，其包括由构建材料借助增材制造法制造该物件的步骤，其中所述构建材料包含多种热塑性聚氨酯材料。它们的至少一种机械性质例如肖氏硬度或断裂伸长率彼此不同。本发明还涉及可根据该方法获得的物件。

本发明涉及制造物件的方法，其包括步骤：

I) 将至少部分加热到高于其玻璃化转变温度的温度的构建材料提供到载体上，以获得与物件的第一所选截面对应的构建材料层；

II) 将至少部分加热到高于其玻璃化转变温度的温度的构建材料提供到之前提供的构建材料层上，以获得与物件的进一步所选截面对应并与之前提供的层接合的进一步的构建材料层；和

III) 重复步骤II)，直至形成物件。

在增材制造法中使用多种材料（也被称为多材料3D打印）是在现有技术中尤其关于要稍后除去的支承结构而言已知的。例如，要制造的物件本身可由水不溶性材料构造且支承结构由水溶性材料构造。然后通过溶解出支承结构而获得实际物件。

在多材料3D打印中，一方面可以混合不同材料以产生构建材料。例如，不同颜色的构建材料的混合物是专利申请WO 2015/073301 A1的主题。公开了包含一个或多个具有包含于其中的构建材料的料盒和与各料盒连接的混合器、与混合头出口连接的单个打印头的连续操作三维打印机（3D打印机）。将包含于料盒中的构建材料输送到混合头和单个打印头，以获得连续着色物体。

与此相比，US 2015/0093465 A1描述了一种增材制造系统和含有具有用于施加材料的挤出机的材料施加系统的装置，其中所述挤出机具有两个或更多个材料入口和混合室和出口。此外，存在与挤出机耦合的控制单元，其可在材料离开挤出机出口之前动态改变要在混合室中混合的材料的进料速率。该控制单元将来自挤出机出口的材料的体积流率的目标值与混合比组合，以确定材料的进料速率。该系统可含有长丝驱动器（Antrieb），以将热塑性材料以长丝形式进料到材料入口。在长丝驱动器的运行过程中，该控制单元可动态改变混合比，以决定离开挤出机出口的材料的一种或多种性质。

多材料3D打印的另一变体是多种构建材料彼此并排或彼此叠加使用。

WO 2016/108154 A1公开了制造个体化固定元件的方法，所述固定元件用于相对于参考和/或预定配置而在预定位置中非侵入性固定和/或移动患者身体部分的至少一个节段。该方法包括步骤：(i) 提供包含要固定和/或移动的身体部分的节段的至少一部分的外轮廓的三维图像的数据集；(ii) 通过由含有具有100℃或更小的熔点的热塑性聚合物的聚合物材料快速制造基于所述数据集的形状而制造所述固定元件的至少一部分，其中所述聚合物材料含有用于改进热塑性聚合物结晶的成核剂。

当在多材料3D打印法中应使用不同的热塑性材料时，在打印操作的过程中的工艺参数应包含涉及所用的所有材料的范围。例如，应该选择工艺参数，以使所有材料熔融。但是，在聚酰胺的情况下，材料的熔点有时相距甚远：PA 6.6 (260℃)、PA 6.10 (240℃)、PA6 (220℃)、PA 6.12 (218℃)、PA 11 (198℃)和PA 12 (178℃)。因此，对通过混合不同聚酰胺精细调节构建材料提出一定的限制。

本发明的目的是至少部分克服现有技术的至少一个缺点。本发明的另一目的是提供增材制造法，其中可以改变由此制造的物件的不同区域中的机械和/或化学性质并同时实现物件内各区域的尽可能高的材料匹配（stoffschlüssig）连接。本发明的另一目的是提供具有机械或化学性质不同的区域的内在尽可能均匀的物件。本发明的另一目的是能够尽可能成本有效和/或个体化和/或保护资源地制造物件。

根据本发明，通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求13的特征的物件实现所述目的。在从属权利要求中给出了有利的扩展方案。它们可任意组合，除非从上下文中显而易见相反的意思。

在增材制造法中用不同材料的层制造物件的方法包括步骤：