[发明专利]聚酰胺粉末及其在通过烧结的粉末附聚方法中的用途

说明书

本发明涉及用于通过烧结的粉末附聚方法中的聚酰胺粉末，其包含至少一种限链剂。

技术领域

本发明涉及聚合物、特别是聚酰胺的粉末，其旨在用于通过熔化的粉末附聚方法中并且可被再循环多次。

背景技术

聚酰胺粉末附聚技术用于通过将粉末经由逐层熔化的增材或附聚来制造三维物体。该技术特别地用于制造各种领域中的原型和模型，所述领域为例如机动车辆、航海、航空、航天、医疗、纺织、服装和装饰领域，电子产品的外壳、电话、家庭自动化、计算和照明、时尚、运动和工业工具的领域。

通过熔化(或“烧结”)的粉末的附聚是通过辐射引起的，所述辐射为例如激光束(也称为激光烧结)、红外辐射、UV辐射、LED型辐射或任何使得可逐层熔化粉末以制造三维物体的电磁辐射源。

在激光烧结的情况下，将聚酰胺粉末的薄层沉积在保持在加热至介于聚酰胺粉末的结晶温度Tc和熔化温度Tm之间的温度的腔室中的水平板上。激光使得可根据例如利用计算机的对应于物体的几何形状将层中的各点处的粉末颗粒融合，所述粉末颗粒在激光通过后缓慢结晶，该计算机存储3D物体形状并且以2D切片的形式再现该形状。随后，将水平板降低对应于粉末层的厚度的值(例如在0.05和2mm之间和通常约0.1mm)，然后沉积新的粉末层并且激光使得可根据对应于该新层的几何形状将粉末颗粒融合，该新层根据对应于物体的几何形状等缓慢结晶。重复该程序，直到制造出整个物体。在腔室内获得被粉末包围的物体。因此，尚未附聚的部分一直保持处于粉末状态。

在激光烧结的情况下，激光未以粉末的至少50％为目标。因此，能够在下一次构建(或下一次“运行”)期间再利用(即再循环)该粉末是有利的。为此，聚酰胺粉末应尽可能一直保持其初始性质：粒度、可倾倒性、颜色、粘度等。

在烧结构建期间，周围粉末，即未被辐射接触的粉末，在其结晶温度(Tc)以上保持数小时，这可导致分子量增加，从而导致聚酰胺的粘度增加。此后，粉末颗粒之间的聚结在相继的运行过程中变得越来越困难。因此，某些聚酰胺粉末需要在相继的运行期间粉末的每次再循环时修改烧结装置的参数，特别是大幅增加辐射的功率。此外，观察到，所获得的部件的机械性质随着运行进行而大幅下降。

为了限制聚酰胺粉末的分子量的增加，将金属皂(0.5％)添加至聚酰胺粉末(US2004106691)。然而，当它们与某些溶剂接触时，由这些粉末制造的物体倾向于浸出金属盐衍生物，这限制了它们用于某些应用。

此外，在将经处理的粉末再循环至后续运行之前，对在运行期间使用的粉末进行高温蒸汽处理(US20090291308)。然而，该工艺需要在2次连续运行之间并且在烧结装置附近将粉末用蒸汽处理和将其干燥，这在运行之间需要许多中间步骤并且在经济上不可行。

因此，有必要提供这样的粉末：其易于使用并且可再循环多次而无需修改烧结装置的使用条件，并且因此使得可获得具有可再现的机械性质的物体。

发明内容

本发明源于发明人的预料不到的证明：将处于固体或液体状态的至少一种限链剂，特别是单酸、二羧酸、单胺或二胺，添加至聚酰胺粉末使得可控制，特别是降低、稳定或消除，未附聚的聚酰胺粉末在熔化附聚方法的连续循环或运行期间发生的粘度和熔化温度的增加。这使得可再利用或再循环未附聚的粉末，并且在连续运行过程中获得具有可再现性质的物体。

因此，本发明涉及一种旨在用于通过熔化将粉末附聚的方法中的聚酰胺粉末，其包含至少一种限链剂。

本发明还涉及如上所定义的聚酰胺粉末的通过将所述粉末熔化附聚来制造物体的用途。

本发明还涉及物体的制造方法，其中如上所定义的聚酰胺粉末通过熔化附聚。

本发明还涉及使用至少一种如上所定义的聚酰胺粉末制造的物体。

本发明还涉及如上所定义的方法，其中回收未附聚的聚酰胺粉末。