用于利用基于电子照相术的增材制造系统(10)打印支撑结构(82)的支撑材料，所述支撑材料包含具有电荷控制剂和热塑性共聚物的组合物，所述热塑性共聚物具有芳族基、(甲基)丙烯酸系酯基、羧酸基和酸酐基，并且具有高酸酐转化率。组合物以具有受控粒径的粉末形式提供，并且支撑材料被配置用于在具有层转输组件(20)的基于电子照相术的增材制造系统(10)中用于以逐层方式打印支撑结构(82)，并且组合物在水溶液中至少部分可溶。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于基于电子照相术的増材制造的可溶性支撑材料 背景 本公开涉及用于打印三维（3D)部件和支撑结构的增材制造系统。尤其是，本公开 涉及用于使用成像工艺(如电子照相术)打印3D部件和支撑结构的消耗材料。 增材制造系统用于使用一种以上增材制造技术根据3D部件的数字表示(例如，AMF 和STL格式文件)构建3D部件。商业上可行的增材制造技术的实例包括基于挤压的技术、喷 墨、选择性激光烧结、粉末/粘合剂喷射、电子束熔化和立体光刻工艺。对于这些技术中的每 一种来说，首先将3D部件的数字表示分成多个水平层。对于每个分成的层，随后产生工具路 径，这为具体增材制造系统的提供指令以形成给定层。 例如，在基于挤压的增材制造系统中，可以通过挤出可流动的部件材料，根据3D部 件的数字表示以逐层方式打印3D部件或模型。部件材料通过由该系统的打印头携带的挤出 端挤出，并且作为一系列路径沉积在x-y平面中的基板上。挤出的部件材料熔合至先前沉积 的部件材料，并在温度下降后凝固。之后打印头相对于基板的位置沿着z轴（垂直于χ-y平 面)递增，并且随后重复该过程以形成类似所述数字表示的3D部件。 在通过沉积部件材料的层制造 3D部件中，在未被部件材料本身支撑的正在修建中 的突出部的下面或物体的空腔中，通常构建支撑层或结构。可以利用沉积部件材料所采用 的相同的沉积技术来构建支撑结构。主机产生充当用于正在形成的3D部件的突出或自由空 间区段(并且在一些情况下用于正在形成的3D部件的侧壁）的支撑结构的附加几何结构。支 撑材料在制造期间粘附至部件材料，并且在打印过程完成时可从所完成的3D部件移除。 在二维（2D)打印中，电子照相术（即，静电复印术)是用于在平坦基板如打印纸和 透明基板上形成2D图像的技术。电子照相术系统通常包括涂布有光电导材料层的导电支撑 鼓，在那里，通过静电带电且随后由光源对光电导层进行逐图像(image-wise)曝光，形成静 电潜像（latent electrostatic image)。随后将静电潜像移动至显影站，在那里将调色剂 涂敷至光电导绝缘体的带电区域(或者备选地至不带电区域）以形成可见图像。随后将所形 成的调色剂图像转移至基板(例如，打印纸)并利用热和/或压力固定至基板。 概述 本公开的一个方面涉及用于利用基于电子照相术的增材制造系统打印支撑结构 的支撑材料。所述支撑材料包含具有电荷控制剂和共聚物的组合物，所述共聚物具有芳族 基、（甲基)丙烯酸系酯基、羧酸基和酸酐基，并且具有高酸酐转化率。组合物以具有受控粒 径(例如，在约5微米至约30微米范围内的D50粒径）的粉末形式提供，并且支撑材料被配置 为在用于以逐层方式打印支撑结构的具有层转输组件的基于电子照相术的增材制造系统 中使用，优选与打印3D部件配合，并且支撑材料在水溶液(例如，碱性水溶液）中至少部分可 溶。 在一些实施方案中，以上讨论的支撑材料可以连同载体粒子设置在可互换的盒 (cartridge)或其他类似装置中，用于与基于电子照相术的增材制造系统一起使用。 本公开的另一个方面涉及用于制造用于在基于电子照相术的增材制造系统中使 用的支撑材料的方法。所述方法包括使包括一种以上烯键式不饱和芳族单体、一种以上（甲 基)丙烯酸烷基酯单体、和一种以上（甲基)丙烯酸单体的单体聚合，以制备酸形式的热塑性 共聚物，所述热塑性共聚物包含芳族基、（甲基)丙烯酸系酯基和羧酸基。所述方法还包括加 热所述酸形式的热塑性共聚物，以在为所述热塑性共聚物的最大酸酐转化率的至少90%的 酸酐转化率下将所述羧酸基的一部分转化为酸酐基，从而制备酸酐形式的热塑性共聚物。 所述方法还包括将电荷控制剂共混至所述酸酐形式的热塑性共聚物，和将所述共混物形成 为具有在约5微米至约30微米范围内的D50粒径的粉末形式。 本公开的另一个方面涉及用于利用基于电子照相术的增材制造系统打印支撑结 构的方法，所述基于电子照相术的增材制造系统具有电子照相术引擎、转移介质和层转输 组件。所述方法包括向所述基于电子照相术的增材制造系统提供支撑材料，其中所述支撑 材料在组成上包含电荷控制剂和热塑性共聚物，所述热塑性共聚物具有芳族基、（甲基)丙 烯酸系酯基、羧酸基和酸酐基并且具有高酸酐转化率，并且其中所述支撑材料以粉末形式 提供。 所述方法还包括使所述支撑材料摩擦带电至所需的摩擦电荷(例如，使Q/M比具有 负电荷或正电荷并且大小在约5微库伦/克至约50微库伦/克范围内），以及利用所述电子照 相术引擎从所述带电的支撑材料显影所述支撑结构的层。所述方法还包括将所述显影层从 所述电子照相术引擎静电吸引至所述转移介质，利用所述转移介质将所述被吸引的层移动 至所述层转输组件，以及利用所述层转输组件将所述被移动的层转输至所述支撑结构的之 前打印的层。 定义 除非另外指定，如在本文中所使用的以下术语具有下面提供的含义： 术语"共聚物"是指具有两种以上单体物种的聚合物，并且包括三元共聚物（即，具 有三种单体物种的共聚物）。 术语"优选的"和"优选地"是指在某些情况下可以提供某些益处的本专利技术的实施 方案。然而，在相同的或其他情况下，其他实施方案也可以是优选的。此外，提及一个以上优 选实施方案并非意味着其他实施方案是不可用的，并且并非意在从本公开的专利技术范围内排 除其他实施方案。 提及"一种"化合物是指化合物的一种以上分子，而不限于化合物的单一分子。此 外，所述一种以上分子可以是或可以不是相同的，只要它们落在该化合物的类型下即可。因 此，例如，"一种"苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸共聚物被解释为包括所述共聚物的一种 以上聚合物分子，其中聚合物分子可以是或可以不是相同的（例如，不同的分子量和/或异 构体)。 术语"至少一种"和"一种以上"要素是可互换使用的，并且具有相同的含义，即包 括一种要素和多种要素，并且也可以由在该要素末尾的后缀"(S)"（一种或多种)表示。例 如，"至少一种共聚物"、"一种以上共聚物"和"一种或多种共聚物"可以是可互换使用的并 且具有相同的含义。 术语"（甲基)丙烯酸酯"包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、和/或它们的组合。类似地， 术语"(甲基)丙烯酸"包括丙烯酸、甲基丙烯酸、和/或它们的组合。 方向朝向，如"上方"、"下方"、"顶部"、"底部"等，参照沿着3D部件的打印轴的方 向。在其中打印轴是垂直的z轴的实施方案中，层打印方向是沿着垂直z轴的向上方向。在这 些实施方案中，术语"上方"、"下方"、"顶部"、"底部"等是基于垂直的Z轴。然而，在其中沿着 不同轴打印3D部件的层的实施方案中，术语"上方"、"下方"、"顶部"、"底部"等是相对于给 定的轴。术语"提供"，如对于"提供材料"等来说，当在权利要求中叙述时，并非意在需要所 提供的项目的任何具体的递送或接收。相反，术语"提供"仅用于出于清楚和容易阅读的目 的叙述将会在随后的一个或多个权利要求的要素中提及的项目。除非另外指定，在本文中提及的温度是基于大气压(即一个大气压）。由于本领域技术人员已知的预期变化(例如，测量中的限制和可变性），术语"约" 和"基本上"在本文中关于可测量的值和范围使用。 附图简述 图1是本公开的用于由部件材料和支撑材料打印3D部件和支撑本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于利用基于电子照相术的增材制造系统打印支撑结构的支撑材料，所述支撑材料包含：组合物，所述组合物包含：热塑性共聚物，所述热塑性共聚物包含芳族基、(甲基)丙烯酸系酯基、羧酸基和酸酐基，其中所述共聚物具有为所述热塑性共聚物的最大酸酐转化率的至少90％的酸酐转化率；和电荷控制剂；其中所述组合物以粉末形式提供，所述粉末形式具有在约5微米至约30微米范围内的D50粒径；其中所述支撑材料被配置为在用于与打印三维部件配合以逐层方式打印所述支撑结构的具有层转输组件的所述基于电子照相术的增材制造系统中使用；并且其中所述组合物在水溶液中至少部分可溶。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：特雷弗·I·马丁，
申请(专利权)人：斯特拉塔西斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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