一种通过激光烧结来制造物件的方法，其包含：(i)选择包含聚合材料的粉末，所述聚合材料具有下式的重复单元-O-Ph-O-Ph-CO-Ph- I和下式的重复单元-O-Ph-Ph-O-Ph-CO-Ph- II其中Ph表示亚苯基部分；和(ii)选择性烧结所述粉末以产生所述物件。发现所使用的聚合物可以有利地再循环并且与原始材料掺合以产生与所述原始材料相比，具有极类似机械特性和结晶度的掺合物。因此，所述聚合物可以成本有效地在激光烧结中使用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚合材料并且尤其(尽管非排它性地)涉及通过使用电磁辐射进行烧结来由聚合粉末制造物件的方法。
技术介绍
原型部件的快速制造从结构资料开始的方法称为快速原型方法。通常待制造的部件逐层由无定型材料或在形状方面是中性的材料建构。在原始材料呈粉末形式的情况下，此类方法例如以名称3D-激光烧结、3D-激光熔融或3D印刷已知。此处，金属、陶瓷以及塑料用作基本材料。举例来说，美国专利第5,730,925号描述一种激光烧结方法，其中将粉末层涂覆到可以垂直移动的支撑件上并且其中层在与待制造的物件的截面对应的位置借助于激光选择性烧结。图1显示激光烧结装置，借助于所述激光烧结装置可以进行逐层制造三维物件的方法。装置包含容器1，其对顶部开口并且在底部受支撑待形成的物件3的支撑件4限制。工作平面6由容器的上边缘2(或由其侧壁)界定。物件位于支撑件4的顶侧上并且由多个可以借助于电磁辐射固化的呈粉末形式的建筑材料层形成，所述层与支撑件4的顶侧平行。支撑件可以在垂直方向上经由高度调节装置移动，因此可以调节支撑件4相对于工作平面6的位置。在工作平面6上方，提供用于将待固化的粉末材料11涂覆到支撑表面5或先前固化层上的涂覆装置10。此外，将呈激光器7形式的发射定向光束8的照射装置布置在工作平面6上方。此光束8通过偏转装置9(如旋转镜)朝向工作平面6定向为偏转光束8'。当制造三维物件3时，将粉末材料11逐层涂覆到支撑件4或先前固化层上并且在各粉末层的与物件对应的位置借助于雷射光束8'固化。在层的各选择性固化之后，以随后涂覆的粉末层的厚度降低支撑件。存在与上文所描述的系统相比，对通过借助于电磁辐射进行选择性烧结来制造三维物件的方法和装置的许多修改，其也可以使用。举例来说，代替使用激光和/或光束，可以使用其它用于选择性递送电磁辐射的系统，如掩模曝光系统等。已经提议各种不同类型的聚合材料用于激光烧结。最近，激光烧结领域的一位主要
创新者(EOS GmbH/EOS Systems Ltd)集中于聚芳基醚酮(PAEK)类聚合物。原因是由PAEK粉末或PAEK颗粒制成的部件的特征在于低可燃性、良好生物相容性以及较高抗水解和辐射性。另外在高温下的耐热性以及耐化学性使PAEK粉末区别于一般塑料粉末。归因于这些特性，尤其在航空工业中、在汽车工业中和在电子工业以及医疗工业存在对PAEK材料的较高需求。US7847057B陈述改进PAEK粉末的粉末特性以改进涂覆层的均匀性和平滑度，从而改进通过激光烧结制造部件的精确度。在一般陈述中，公开案提及聚芳基醚酮并且提及由以下组成的群组：聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)以及聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)。然而，特定例示并且测试的唯一聚芳基醚酮是聚醚醚酮(PEEK)。EP2123430A力图解决提供通过选择性烧结来产生物件的引起机械特性改进的改进方法的问题。问题据称通过产生具有特定结晶度范围的物件解决并且公开案表示“当聚芳基醚酮聚合物或聚芳基醚酮共聚物或当聚酰胺聚合物或聚酰胺共聚物适当地用作聚合物粉末的聚合材料时本专利技术的优势是尤其可行的”。文献继续作出定义一批无限的据称适合的聚合物的广泛通用陈述。更集中的陈述(例如权利要求15)描述聚酰胺(PA)、聚芳基醚酮(PAEK)、聚芳基醚砜(PAES)、聚酯、聚醚、聚烯烃、聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯(polyvinylidenfluoride)、聚苯醚、聚酰亚胺的一种类型的聚合物或共聚物和包含前述聚合物中的至少一个的共聚物，优选地聚芳基醚酮或聚酰胺的聚合物或共聚物，更优选地聚芳基醚酮(PAEK)/聚芳基醚砜(PAES)-二嵌段共聚物或PAEK/PAES/PAEK-三嵌段共聚物，并且尤其聚醚酮(PEK)/聚醚砜(PES)-二嵌段共聚物或PEK/PES/PEK-三嵌段共聚物。公开案中特别鉴定的仅有聚合物是聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮(PEK)。EP2145913A力图改进通过激光烧结聚合物或共聚物制造的物件的机械特性，其中聚合物或共聚物通过在聚合主链中并入分支基团、修饰末端基团、并入大基团或提供“至少一个非线性地键联主链的芳香族基团”来改性。公开案包括广泛通用公开内容。然而，其实例仅仅描述极少数特定材料，例如“结构上改性的PAEK”(实例1)、改性PEEK/PEK共聚物(实例2)、基于聚酰胺PA6-3-T的粉末(实例3)、结构上改性的聚乙烯PE-LLD(实例4)、结构上改性的聚乙烯PE-HD(实例5)以及经热处理的PEEK(实例6和7)。对用于激光烧结的材料有兴趣的另一个大型公司是德固赛(Degussa)(现在是赢创(Evonik))，其在US2006/0134419A中描述含有聚芳基醚酮的聚合物粉末。广泛通用公开内容在[0080]集中于选自PEEK、PEK、PEKK以及PEEKK的聚芳基醚酮，尽管特定
例示的唯一聚合物是PEEK。应了解在激光烧结中，包含聚合材料的物质保持在高温下其烧结温度以下，随后涂覆到支撑表面5(图1)或先前固化层。随后，仅一部分聚合材料烧结以限定物件的层，未烧结的材料潜在地是废料。然而，如PAEK的聚合材料昂贵并且至少出于经济因素，需要能够再循环未烧结的聚合材料并且在通过激光烧结制造另一物件中再使用其。然而，发现与由100％原始聚合物制成的物件相比，由原始聚合材料与再循环聚合材料的组合制成的激光烧结物件可能不利地具有较差机械特性。《材料加工技术杂志(Journal of Materials Processing Technology)》,第214卷,第4期，2014年4月,第969-978页“聚(醚酮)(PEK)在高温激光烧结(HT-LS)中的物理-化学行为(Physico-chemical behaviour of Poly(Ether Ketone)(PEK)in High Temperature Laser Sintering(HT-LS))”O.R.Ghita,E.James,R.Trimble,K.E.Evans描述在激光烧结中关于由EOS GmbH以商品名HP3出售的聚醚酮(PEK)进行的研究。确切地说，论文评估原始PEK与再循环PEK的混合物并且描述再循环PEK的使用对通过激光烧结由混合物制得的物件的机械特性的影响。摘要作出结论“并入30％所使用的HP3PEK粉末引起拉伸强度的大约17％降低”。需要由原始和再循环聚合材料的混合物在激光烧结中产生的物件的机械特性(例如拉伸强度)与使用100％原始聚合材料产生的物件的特性尽可能的接近，因此用于激光烧结的聚合材料可以在对机械特性的较低影响下再循环一次或多次。
技术实现思路
本专利技术的优选实施例的一个目标是解决上文所描述的问题。本专利技术的优选实施例的一个目标是提供聚合材料，其可以有利地在涉及使用辐射选择性烧结聚合材料以产生三维物件的方法中使用。根据本专利技术的第一方面，提供一种制造物件的方法，所述方法包含：(i)选择包含聚合材料的粉末，所述聚合材料具有下式的重复单元-O-Ph-O-Ph-CO-Ph- I和下式的重复单元-O-Ph-Ph-O-Ph-CO-Ph- II其中Ph表示亚苯基部分；和(ii)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造物件的方法，所述方法包含：(i)选择包含聚合材料的粉末，所述聚合材料具有下式的重复单元‑O‑Ph‑O‑Ph‑CO‑Ph‑ I和下式的重复单元‑O‑Ph‑Ph‑O‑Ph‑CO‑Ph‑ II其中Ph表示亚苯基部分；和(ii)选择性烧结所述粉末以产生所述物件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.24 GB 1403201.51.一种制造物件的方法，所述方法包含：(i)选择包含聚合材料的粉末，所述聚合材料具有下式的重复单元-O-Ph-O-Ph-CO-Ph- I和下式的重复单元-O-Ph-Ph-O-Ph-CO-Ph- II其中Ph表示亚苯基部分；和(ii)选择性烧结所述粉末以产生所述物件。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述重复单元I和II呈65:35到95:5的相对摩尔比例I:II。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述式I重复单元具有以下结构并且所述式II重复单元具有以下结构4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述聚合材料包括至少68摩尔％式III重复单元；和至少10摩尔％式IV重复单元。5.根据权利要求4所述的方法，其中定义为式III单元的摩尔％除以式IV单元的摩尔％的比在1.8到5.6范围内。6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述聚合材料的Tm低于330℃并且高于280℃。7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述粉末中的所述聚合材料中的结晶度水平是至少15％。8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述物件中的所述聚合材料的结晶度水平是至少15％。9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述粉末包括至多60重量％填料。10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述粉末包含0到30重量％吸收剂。11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述粉末包含60到100重量％所述聚合材料。12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述方法中，在烧结之前将所述粉末加热到至少250℃的温度并且逐层在添加法中进行所述方法。13.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述粉末的D...
【专利技术属性】
技术研发人员：亚当·卓别林，艾伦·伍德，艾丽丝维多利亚玛丽·马修斯，
申请(专利权)人：威格斯制造有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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