[发明专利]使用聚(醚醚酮)聚合物组分制造三维物体的方法

说明书

本披露涉及一种使用增材制造系统制造三维(3D)物体的方法，其中用于在增材制造系统中使用以打印3D物体的零件材料包含聚合物组分，该聚合物组分包含至少一种聚(醚醚酮)聚合物(PEEK)，其具有范围从75,000至100,000g/mol的重均分子量(Mw)(如通过GPC测定的)，该零件材料例如呈长丝或球形颗粒的形式。

相关申请的交叉引用

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本申请要求2017年4月25日提交的美国临时申请号62/489,731以及2017年8月1日提交的欧洲申请号17184201.6的优先权，出于所有目的将这些申请中的每一个的全部内容通过援引方式并入本申请。

技术领域

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本披露涉及一种制造三维(3D)物体的方法，该方法包括

挤出零件材料以打印该3D物体的层，其中该

零件材料包含聚合物组分，该聚合物组分选自下组，该组由以下各项组成：

i)至少一种聚(醚醚酮)聚合物(PEEK)，其具有范围从75,000至100,000g/mol的重均分子量(Mw)(如在160℃下通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用苯酚和三氯苯(1:1)用聚苯乙烯标准物测定的)，和

ii)至少两种具有不同Mw的PEEK聚合物，其共混物具有范围从75,000至100,000g/mol的重均分子量(Mw)(如在160℃下通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用苯酚和三氯苯(1:1)用聚苯乙烯标准物测定的)，

其中该一种或多种PEEK聚合物包含基于该聚合物中的总摩尔数的至少95mol.％的具有式(J-A)的重复单元(R_PEEK)：

其中

-R’，在每个位置，独立地选自下组，该组由以下各项组成：卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；并且

-对于每个R’，J’独立地为零或范围从1至4的整数(例如1、2、3或4)。

特别地，本披露涉及用于在增材制造系统中使用以打印3D物体的呈长丝的形式的零件材料。

背景技术

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增材制造系统被用于使用一种或多种增材制造技术从3D零件的数字表示打印或以其他方式构建3D零件。商业可用的增材制造技术的实例包括基于挤出的技术、选择性激光烧结、粉末/粘合剂喷射、电子束熔炼和立体光刻工艺。对于这些技术中的每一种，3D零件的数字表示最初被切成多个水平层。然后对于每一个切片层，生成工具路径，其为具体的增材制造系统提供打印给定层的指令。

例如，在基于挤出的增材制造系统中，3D零件可以通过挤出并邻接零件材料条以逐层的方式从3D零件的数字表示来打印。该零件材料通过该系统的打印头所携带的挤出尖端挤出，并且作为一系列道路沉积在x-y平面的压板上。挤出的零件材料熔融至预先沉积的零件材料，并在温度下降时固化。然后打印头相对于基板的位置沿着z-轴(垂直于x-y平面)增加，并且然后重复该过程以形成类似于数字表示的3D零件。起始于长丝的基于挤出的增材制造系统的实例被称为熔丝制造(FFF)，还被称为熔融沉积成型(FDM)。

与已知的增材制造方法相关的基本限制之一是基于缺乏对聚合物材料的识别，这允许获得具有可接受的机械特性的所得3D零件。