[发明专利]使用3D打印机制造有机硅弹性体制品的方法

说明书

本发明涉及一种用于生产三维弹性体有机硅制品的增材制造方法。该弹性体有机硅制品通过用3D打印机打印包含至少一种有机聚硅氧烷‑聚氧化亚烷基共聚物的通过加成反应可交联的有机硅组合物来逐层堆积，所述3D打印机选自挤出式3D打印机或材料喷射3D打印机。

技术领域

本发明涉及一种用于生产三维弹性体有机硅制品的增材制造方法。该弹性体有机硅制品通过用3D打印机打印有机硅加成交联性组合物来逐层堆积。

背景技术

增材制造技术涵盖了不同的技术，这些技术的共同特征是成型部件的层的自动增材堆积。加成交联性有机硅组合物已被用在增材制造方法中，以生产三维弹性体有机硅制品或部件。

WO2015/107333公开了一种3D打印机，其包括x-y-z龙门式机器人，该x-y-z龙门式机器人包括具有混合室的材料输送系统，该混合室还包括混合器主体、混合器喷嘴和混合桨叶。该材料输送系统还包括可连接到该混合室的多个注射泵，以将打印材料的成分流输送到该混合室。该混合桨叶通过端口块螺纹连接到该混合室中，并借助于电动机旋转以混合打印材料，然后再将其从混合器喷嘴中挤出。加成交联性有机硅组合物包含聚二甲基硅氧烷、链、填料、催化剂和交联剂。通过改变这些组分的量，可以调适弹性体的机械性能，但是所需的性能也取决于有机硅组合物的凝固时间和粘度以及材料打印的速度。

需要提供一种用于高效生产高质量成形有机硅部件的增材制造方法。与增材制造技术相关的主要问题之一是：在逐层生产期间，每一层都必须保持其形状。随着产品高度的增加，下层将无法保持其形状并流动，并且可能会导致结构变形或塌陷。结果获得了形状不合适的有机硅部件。

已经提出了不同的解决方案。WO2016071241公开了使用具有在25℃下和0.5s^-1的剪切速率下测量的粘度为至少10Pa.s的有机硅组合物并且使用空间可控的电磁辐射源，以在施加该有机硅组合物之后交联或初始交联该有机硅组合物以防止流动。

WO2016188930公开了一种方法，其中在沉积每一层之后，将所形成的预结构在炉上固化。

WO2017040874公开了一种方法，其中在打印之后，每一层在沉积随后的层之前通过加热至少部分地固化。

所有这些解决方案都需要同时或在打印各层的步骤之间实施加热或电磁辐射。3D打印机被复杂化，并且打印速度受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法，该方法允许时间有效地生产三维有机硅弹性体部件。

本发明的目的还在于获得具有优异的制造精度的3D弹性体部件。

本发明的目的还在于提供一种用于增材制造有机硅弹性体物体的方法，而不会在固化之前在室温下发生层的塌陷或变形。

本发明的目的还在于获得具有优异的机械性能和耐热性的3D弹性体部件。

本发明

本发明在于一种用于增材制造有机硅弹性体制品的方法，包括以下步骤：

1)使用选自挤出式3D打印机或材料喷射3D打印机的3D打印机在基材上打印第一有机硅组合物以形成第一层，

2)使用所述3D打印机在该第一或前层上打印第二有机硅组合物以形成后续层，并且

3)任选地，针对所需的任何额外层，使用独立选择的有机硅组合物重复步骤2)，并且

4)使该第一和后续层交联，任选地通过加热来进行，以获得有机硅弹性体制品，

其特征在于，所述有机硅组合物可通过加成反应交联并且包含：

(A)至少一种有机聚硅氧烷化合物A，其每分子包含至少两个与硅原子键合的C₂-C₆烯基，