[发明专利]通过增材制造生产透光物体

说明书

本文提供了一种通过增材制造来制造透明或半透明物体的方法，所述方法包括(a)提供透明或半透明的光可聚合的树脂，所述树脂包含：(i)光可聚合的单体、预聚物或其组合；(ii)光引发剂；和(iii)多取代的线性多并苯紫外光吸收化合物，所述化合物被溴、氯、‑Se‑R'、‑S‑R'或其组合多取代，其中每个R'独立地选自烷基、芳基和芳基烷基；以及然后(b)通过用紫外光立体平版印刷由所述光可聚合的树脂生产透明或半透明的物体。

发明领域

本发明涉及通过光可聚合树脂的增材制造来制造三维物体，特别是透明或半透明物体的方法。

背景技术

有时称为“立体平板印刷”的一组增材制造技术通过光可聚合树脂的顺序聚合来产生三维物体。这种技术可以是“自底而上”的技术，其中光通过透光窗投射到生长物体底部的树脂中，或者是“自顶而下”的技术，其中光投射到生长物体顶部的树脂上，然后该物体向下浸入到树脂池中。

最近引入的称为连续液体界面生产(CLIP)的更快速的立体平版印刷(stereolithography)技术，结合引入的用于增材制造的“双重固化”树脂，已经将立体平版印刷的有用性从原型扩展到制造(参见，例如，DeSimone等人的美国专利号9,211,678、9,205,601和9,216,546；以及Tumblston，D. Shirvanyants、N. Ermoshkin等人，Continuousliquid interface production of 3D Objects, Science 347, 1349-1352 (2015)；还参见Rolland等人的美国专利号9,676,963、9,453,142和9,598,606)。不幸的是，用于生产透明或半透明物体的透光(透明或半透明)树脂在立体平版印刷期间会表现出不期望的聚合，向生产的物体中增加不打算聚合的额外聚合区域。与注射成型中称为“溢料(flashing)”的现象类似，该现象被称为“封盖(caping)”。由于透明或半透明物体是用于立体平板印刷的一类理想物体，因此需要封盖问题的解决方案。

发明内容

本发明的第一方面是一种通过增材制造来制造透明或半透明物体的方法，包括：

(a)提供透明或半透明的光可聚合的树脂，所述树脂包含：(i)光可聚合的单体、预聚物或其组合(例如，以5重量%或10重量%至80重量%或90重量%的量)；(ii)光引发剂(例如，以0.1重量%至4重量%的量)；和(iii)多取代的线性多并苯(例如，蒽)紫外光吸收化合物(例如，以0.01重量%、0.05重量%或0.1重量%至1重量%、2重量%、5重量%、10重量%或20重量%的量)，所述化合物被溴、氯、-Se-R'、-S-R'或其组合多取代，其中每个R'独立地选自烷基、芳基和芳基烷基；以及然后

(b)通过用紫外光立体平板印刷由所述光可聚合的树脂生产透明或半透明的物体。

在一些实施方案中，所述生产步骤通过自底而上立体平板印刷(例如，连续液体界面生产)进行。

在一些实施方案中，所述光可聚合的单体、预聚物或其组合是可自由基聚合的。

在一些实施方案中，所述树脂还包含反应性稀释剂(例如，以1重量%或2重量%至30重量%或40重量%的量)。

在一些实施方案中，所述树脂包括双重固化树脂。

在一些实施方案中，所述树脂具有0.0005或0.001至0.01或0.05的光吸收系数α。

在一些实施方案中，所述方法还包括以下步骤：