[发明专利]用于使物体自修复的方法和系统

说明书

本发明涉及一种用于使物体自修复的方法，其中，所述物体(O)包括呈连续固体形式的材料的基体，在基体中分散有光学共振颗粒，并且基体通过如下方式制成：通过从光学共振颗粒传递的热将呈非连续固体形式的材料的颗粒和/或粒料融合在一起，所述热是在通过光学共振颗粒暴露于构建用电磁辐射而引起光学共振时就已经产生的热。所述方法包括将物体(O)的受损区域(D)暴露于修复用电磁辐射(R)，修复用电磁辐射被分散在物体中的光学共振颗粒吸收，以进行光学共振从而产生热来将基体的与光学共振颗粒进行热接触的部分融合在一起。系统适于实施本发明的方法。

技术领域

在第一方面，本发明涉及一种通过以下方式使物体自修复的方法：通过散布在物体内并且已经用于制造物体的光学共振颗粒所产生的热而将受损区域的部分融合在一起。

本发明的第二方面涉及一种适于实现第一方面的方法的系统。

本发明尤其适用于使用逐层沉积工艺通过增材制造而制造的3D(三维)物体的自修复。

背景技术

关于用于对物体进行自修复的方法，在本领域中已知不同的提议。这些提议中的一些提议是基于聚合物基体内掺入有不同种类的颗粒，聚合物基体和不同种类的颗粒将固化以形成物体。

在Rule,J.D.,Brown,E.N.,Sottos,N.R.,White,S.R.,Moore,J.S.(2005)中公开了这些提议之一：“Wax-protected catalyst microspheres for efficient self-healing materials”。Advanced Materials,17(2),205-208，其描述了分散在聚合物基体中的微囊化的愈合剂和催化剂的掺入的方法，从而通过裂缝内的聚合反应产生自愈作用。这种微囊愈合方法可以及时修复材料的受损位置，但是由于微囊的局部消耗，回收时间受到限制。此外，催化剂是昂贵的，并且基体中的催化剂的愈合效率和稳定性是有问题的。

J.Mater.Chem.在“Highly efficient thermogenesis from Fe₃O₄nanoparticles for thermoplastic material repair both in air and underwater”中公开了另一上述提议。A,2017,5,1221以及在专利文件CN105385144A中，均描述了通过将聚合物与Fe₃O₄颗粒的混合物倒入模具中并在模具中固化来制造物体，从而在损坏如此制造的物体时，可以由于Fe₃O₄颗粒的吸光性，通过照亮损坏的区域进行固定，从而实现了光热效应，光热效应可以对聚合物进行加热，从而通过生热作用使损坏的区域自修复。

所述提议中使用的颗粒即Fe₃O₄颗粒的光热效率明显提高。而且，这些颗粒不是用作制造过程中的热源的颗粒，而是专门为自修复过程添加的。

另一方面，尽管在本领域中已知在制造过程中使用光学共振颗粒作为热源以将聚合物材料的一部分融合在一起以形成物体，但是将这些光学共振颗粒再用于使如此制造的物体进行自修复是未知的。

因此，有必要通过提供一种不具有与现有建议相关的上述缺点的、用于物体的自修复的方法和系统，来提供覆盖物体中发现的间隙的现有技术的替代方案。

发明内容

为此，在第一方面，本发明涉及一种用于使物体自修复的方法，其中，所述物体包括呈连续固体形式的材料的基体，在所述基体内分散有光学共振颗粒，并且其中，所述基体是通过如下方式制成的：通过从所述光学共振颗粒传递的热而将呈非连续固体形式(例如呈粉末或颗粒形式)的所述材料的颗粒和/或粒料至少部分地融合(通常，通过烧结和/或熔融)在一起，所述热是在通过使所述光学共振颗粒暴露于构建用电磁辐射而引起光学共振时就已经产生的热。