[发明专利]具有掺杂材料的FDM打印物品

说明书

本发明提供了一种通过熔融沉积成型来生产3D物品(1)的方法，该方法包括3D打印阶段，该3D打印阶段包括逐层沉积包括可3D打印的材料(201)的挤出物(321)，以提供包括经3D打印的材料(202)的3D物品(1)，其中该3D物品(1)包括经3D打印的材料(202)的各层(322)，其中该方法还包括将可3D打印的材料(201)的第一温度T₁控制在第一温度范围内，其中可3D打印的材料(201)包括热塑性主体材料(401)和1‑20vol.％范围内的掺杂剂材料(410)，掺杂剂材料(410)包括具有金属涂层的片状聚合物颗粒，其中可3D打印的材料(201)具有当可3D打印的材料(201)的温度升高超过变化温度T_c时从低温光学性质不可逆地变化为高温光学性质的光学性质，该光学性质从由反射率、透射率、发光度、吸收率和颜色组成的组中选择，其中变化温度T_c在第一温度范围内，其中在3D打印阶段的至少第一部分期间，第一温度T₁低于变化温度T_c，并且在3D打印阶段的至少第二部分期间，第一温度T₁高于变化温度T_c。

技术领域

本发明涉及一种用于制造3D(打印)物品的方法。此外，本发明可以涉及用于执行这种方法的软件产品。本发明还涉及可通过这种方法获得的3D(打印)物品。此外，本发明涉及一种包括这种3D(打印)物品的照明设备。此外，本发明还可以涉及一种3D打印机，诸如用于在这种方法中使用或用于这种方法的3D打印机。

背景技术

包含颗粒填料的、用于制备3D制品的热塑性聚合物的使用在本领域中是已知的。例如，WO2017/040893描述了一种粉末组合物，其中该粉末组合物包括以双峰粒度分布为特征的多个热塑性颗粒，并且其中该粉末组合物还可以包括颗粒填料、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外光稳定剂、紫外光吸收添加剂、近红外光吸收添加剂、红外光吸收添加剂、增塑剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、防雾剂、抗菌剂、着色剂、激光标记添加剂、表面效应添加剂、辐射稳定剂、阻燃剂、防滴剂、香料、纤维或包括上述至少一种(优选着色剂或金属颗粒)的组合。该文献进一步描述了一种制备三维制品的方法，该方法包括将粉末床熔融粉末组合物以形成三维制品。

发明内容

在接下来的10-20年内，数字制造将越来越多地改变全球制造业的性质。数字制造的一个方面是3D打印。当前，已经开发了许多不同的技术以便使用诸如陶瓷、金属和聚合物之类的各种材料来生产各种3D打印物体。3D打印还可以被用于生产模具，然后该模具可以被用于复制物体。

为了制造模具的目的，聚合物喷射(polyjet)技术已经被建议使用。该技术利用光聚合材料的逐层沉积，在每次沉积之后该可光聚合材料被固化以形成固体结构。虽然这种技术产生光滑的表面，但是可光固化材料不是非常稳定，并且它们还具有相对较低的热导率，这对于注塑成型应用是有用的。

最广泛使用的增材制造技术是被称为熔融沉积成型(FDM)的工艺。熔融沉积成型(FDM)是一种通常用于成型、原型设计和生产应用的增材制造技术。FDM根据“增材”原理通过以层的方式铺设材料来工作；塑料丝或金属线从线圈上松开，并且供应材料来生产部件。可能地，(例如，对于热塑性塑料)丝在被铺设之前被熔融并且被挤出。FDM是一种快速原型设计技术。针对FDM的其他术语是“熔融丝制造”(FFF)或“丝3D打印”(FDP)，这些术语被认为等同于FDM。通常，FDM打印机使用热塑性丝，该热塑性丝被加热到其熔点，然后被挤出，逐层地(或者实际上丝接丝地)来创建三维物体。FDM打印机相对快速、低成本并且可以被用于打印复杂的物体。这种打印机被用于使用各种聚合物来打印各种形状。该技术还在LED灯具的生产和照明解决方案中被进一步地开发。