[发明专利]对聚合物三维物体进行表面处理的方法

说明书

本发明涉及对三维物体进行表面处理的方法，所述三维物体是在增材制造方法中由至少一种聚合物制备的。所述方法包括以下步骤：a)将所述三维物体浸没在物质混合物A中，b)使所述三维物体停留在所述物质混合物A中一段时间，c)将所述三维物体从所述物质混合物A中移出，d)将所述三维物体浸没在物质混合物B中，e)使所述三维物体停留在所述物质混合物B中一段时间，和f)将所述三维物体从所述物质混合物B中移出。所述物质混合物A具有高于所述聚合物的熔点的温度(工艺温度A)，和所述物质混合物B具有低于所述聚合物的熔点的温度(工艺温度B)。

技术领域

本发明涉及三维物体的表面处理，所述三维物体是在增材制造方法中由至少一种聚合物制备的。本发明还涉及用于所述表面处理的装置，并且还涉及经所述方法处理的成形体。

背景技术

快速提供原型或小批量是近来频繁提出的技术问题。能够实现快速制备三维物体的方法被称为快速原型方法、快速制造、增材制造方法或3D打印。在ISO/ASTM 52900中，这些方法被归纳为术语“增材制造”。

其中为了制备三维物体而将线材分层沉积的方法被归纳为术语“材料挤出”。材料挤出的一个实例是熔融沉积成型(FDM)。这种方法详细描述在US 5121329中。

特别合适的方法是其中通过将粉状材料选择性熔融和/或固结而逐层制备所需结构的那些方法。由上位术语“粉末床熔融”总结了根据这个原理操作的方法。粉末床熔融技术尤其包括选择性加热烧结(SHS)、选择性激光烧结(SLS)、选择性吸收烧结(SAS)和选择性抑制烧结(SIS)。在文献US 6136948和WO 9606881中详细描述了激光烧结。在专利文献US6531086和EP 1740367(US 2007/238056)中提到了粉末床熔融方法的其他实例。DE19747309(US 6245281)公开了非常适合于在粉末床熔融方法中使用的粉末。

上述方法的一个缺点是采用这些方法制备的物体没有表现出均匀、光滑的表面。在许多应用场合，出于美学或技术原因希望或甚至要求物体有光滑的表面，使得借助于上述方法制备的物体不可用。

有各种不同的表面处理方法用于使得表面更光滑(即具有更低的粗糙度)。一种常见的用于表面处理的简单机械方法是用诸如砂子或玻璃球的喷射材料进行喷射。然而，通过这种方法仅能不充分地使表面光滑。另一种机械方法是打磨抛光或滚筒抛光(Trowalisieren)。采用这种方法能够实现光滑的表面，但位于内部的角的处理很差，而裸露的角又被过度处理。采用这种方法还有损坏精细加工组件的风险。

在US 2005/0173838中，借助于蒸汽形式的溶剂使三维物体的表面光滑。尽管在此在三维物体上所有的点都实现了光滑化，但需要溶解聚合物材料的溶剂。然而，溶解最常用聚合物的溶剂是有腐蚀性的或者至少对健康和环境有害。在有机蒸汽的情况下，还存在高的爆炸危险。

US 2017/327658 A1描述了用于表面处理的方法。在此，将物体放置在浓酸中，并随后加热。

DE 102009047237 A1描述了用于将在三维打印模型中的支撑材料溶解掉的装置。这种装置包括多个盆状物以使得能够冲洗所述模型。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种简单且成本有效的表面处理方法，该方法使三维物体的表面光滑，即降低所述表面的粗糙度。经光滑处理的表面应当尽可能均匀。在这种情况下，所述方法应当不需要有毒的或危害健康的物质。另外，所述物体的断裂伸长率应当增加。

令人惊奇地，这个目的通过以下方法实现，在所述方法中，对在增材制造方法中由至少一种聚合物制备的三维物体的表面进行处理。

根据本发明的方法包括以下步骤：

a)将所述三维物体浸没在物质混合物A中，

b)使所述三维物体停留在所述物质混合物A中一段时间，