【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备包含至少一种聚合物的粉末的方法和这类粉末
[0001]本专利技术涉及制备用于在三维物体的增材制造方法中使用的包含至少一种聚合物的粉末的方法以及涉及对应的粉末。
[0002]通过粉末状的材料的选择性逐层凝固进行三维物体的增材制造的方法用于例如快速成型、快速加工和增材制造。这样的方法的实例已知为“选择性激光烧结”或“选择性激光熔融”。在此，在构建区域内重复地施加粉末状材料的薄层(所谓的“构建材料”)并且通过用激光束选择性辐照而选择性凝固在每个层中的粉末状材料。这意味着在这些位置粉末状材料部分或完全熔融并凝固以形成物质性结合。以这种方式，产生三维物体。在此，可使用包含聚合物的粉末状材料。
[0003]例如文献DE 195 14 740 C1描述通过选择性激光烧结制造三维物体的方法和实施该方法的装置。
[0004]文献EP 2 123 430 A1描述通过使用电磁辐射例如激光辐射来选择性烧结粉末从而制造三维物体的方法。粉末包含来自聚芳醚酮(PAEK)类的聚合物或共聚物。
[0005]在借助已知方法之一通过选择性逐层凝固粉末状材料制造三维物体的情况下，挑战在于制造具有足够精度即具有高尺寸准确性的三维物体。另外的挑战在于使以这种方式制造的三维物体针对性地具有期望的材料性质。
[0006]特别地，通常期望制造具有尽可能低孔隙率的三维物体，因为三维物体的孔隙率越低，三维物体的机械性质(抗拉强度、E-模量、断裂伸长率、韧性、冲击强度等)通常都越有利。
[0007]如果例如通过选择性激光烧结或选择性激光熔融制备三维物体...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于制备在三维物体的增材制造方法中使用的包含至少一种聚合物的粉末的方法，包括在混合器中用至少一个旋转混合叶片机械处理粉末的步骤，其中粉末暴露于温度T
B
，其中如果聚合物是半结晶聚合物，则T
B
为至少30℃且低于于聚合物的熔点T
m
，根据DIN EN ISO 11357测定，或其中如果聚合物是熔融无定形聚合物，则T
B
高于聚合物的玻璃化转变温度T
g
至少30℃且至多50℃，优选至多30℃，更优选至多20℃，特别优选至多10℃，根据DIN EN ISO 11357测定。2.根据权利要求1所述的方法，其中T
B
通过以下条件或方法(i)至(iv)中一个或多个测定：(i)T
B
高于聚合物的热挠曲温度HDT-A，根据DIN EN ISO 75测定；在仅由聚合物即没有任何添加剂，特别是没有填料或增强材料组成的试样上，在标准测量中测量，任选如果聚合物是半结晶聚合物；(ii)T
B
低于聚合物的玻璃化转变温度T
g
至多100℃，优选低至多50℃，特别优选低至多20℃，根据DIN EN ISO 11357测定，任选地如果聚合物是半结晶聚合物，特别是如果聚合物是熔融无定形聚合物；(iii)对于待使用的聚合物粉末，T
B
至多为在加热过程中使用混合叶片旋转在20至50m/s范围内的混合器中在相同聚合物的温度-电流消耗测量中测定的温度Tmax，优选在允许最大加热阶段小于60分钟的混合条件下，其中Tmax在温度-电流消耗测量中通过如下一种或两种方法(a)或(b)测定：(a)通过温度-电流消耗图测定最大T
B
，其中每分钟记录一个数据点，其中仅考虑在Tg-20℃至Tm范围内的[(梯度/min)/电流消耗]至少大于5％和至多30％，优选大于7％和小于20％，特别优选大于9％和小于15％，特别是大于12％；(b)最大T
B
通过温度-电流消耗图测定，其中混合器的电流消耗在短时间内不成比例地强烈提高至增大的电流消耗值lx，其比10个之前测量点的平均值高至少10％、优选至少20％、更优选至少50％和/或至多100％，以每分钟记录至少一个测量，其中仅考虑在Tg-20℃至Tm范围内的电流提高；(iv)T
B
是处于(
±
10℃)或低于由于使用混合器粉末的堆积密度降低至小于未处理粉末的堆积密度的值时的温度Tmax，优选为处理粉末的最大堆积密度的值至少1％、优选至少2％、更优选至少3％、特别是至少5％或尤其是至少10％，其中最大Tmax由使用不同T
B
但在其它方面相同的混合条件的一系列测试测定，优选借助于在加热阶段过程中混合器转数在20至50m/s范围内，然后相同的停留时间例如0至10分钟的停留时间，优选在允许每个改变的T
B
时最大60分钟的测试持续时间的混合条件下。3.根据前述权利要求中一项所述的方法，其中如果混合器的体积大于40升，则在达到T
B
之前在加热时间过程中混合叶片的最大速度为至少20m/s、优选至少30m/s、特别优选至少35m/s，和/或其中如果混合器的体积为至多40升，则在达到T
B
之前在加热时间过程中混合叶片的最大速度为至多100m/s、优选至多70m/s、特别优选至多50m/s。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中至少一部分粉末从低于T
B
并且特别是至少在室温下和/或高于室温至多60℃的初始温度开始，在20min的加热时间内、优选15min内、更优选10min内、仍更优选5min内达到温度T
B
。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在达到T
B
之后，温度维持在T
B
±
20℃、优选T
B
±
10℃、特别优选T
B
±
5℃的范围内保持停留时间。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中聚合物是半结晶聚合物并且其中T
B
高于热挠曲温度HDT-A和/或低于热挠曲温度HDT-B，和/或其中聚合物是半结晶聚合物并且其中T
B
为低于熔点T
m
至少20℃，优选特别是在聚酰胺的聚合物、共聚物或聚合物共混物的情况下为低于熔点T
m
至少50℃，和/或其中聚合物是半结晶聚合物并且其中T
B
为至多250℃或任选至多300℃，和/或其中如果聚合物是半结晶聚合物，并且其中T
B
低于聚合物的玻璃化转变温度T
g
至多50℃，优选低至多20℃，更优选低至多10℃，根据DIN EN ISO 11357测定；或其中聚合物是熔融无定形聚合物并且其中T
B
高于玻璃化转变温度T
g
至多20℃且低于玻璃化转变温度T
g
至少10℃，优选至少20℃，和/或其中聚合物是熔融无定形聚合物并且其中T
B
高于热挠曲温度HDT-A(根据DIN EN ISO 75测定)，优选在热挠曲温度HDT-A(根据DIN EN ISO 75测定)和热挠曲温度HDT-B(根据DIN EN ISO 75测定)之间。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括另外的步骤，其中粉末通过加热暴露于温度T
N
至少30min和/或至多30小时的时间段，其中优选地在此期间粉末没有移动，或者通过至多10rμm的机械循环，优选在旋转炉中移动；其中优选粉末包含半结晶聚合物，并且其中优选T
N
是至少玻璃化转变温度T
g
，根据DIN EN ISO 11357测定，和/或至多熔点T
m
，根据DIN EN ISO 11357。8.根据权利要求7所述的方法，其中另外的步骤与以下条件中一个或多个有关，分别与在该另外的步骤之前的相应参数值比较：提高堆积密度、改进流化能力、降低BET、提高熔点的起始温度和/或提高经处理粉末的熔融焓。9.用于制备在三维物体的增材制造方法中使用的包含至少一种聚合物的粉末的方法，包括在混合器中用至少一个旋转混合叶片机械处理粉末的步骤，其中以这样的方式调节粉末出现的温度T
B
：与处理开始之前的时间点相比，在处理之后—粉末的堆积密度提高至少10％，或在聚酰胺的聚合物、共聚物或聚合物共混物的情况下提高至少2％、优选至少4％、特别是至少5％，和—粉末的BET表面积减小至少10％，—任选地还改进流化能力至少10％。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中聚合物是无定形的、假无定形、或优选半结晶聚合物，且其中采取至少一种以下措施：(a)在混合器中使用至少两个、优选至少三个混合叶片，混合器的混合腔具有至少5L和/或至多100L、优选至少20L和/或至多60L、更优选至少30L和/或至多50L的体积；(b)在混合器中使用至少四个、优选至少五个混合叶片，混合器的混合腔具有至少200L
和/或至多1000L、优选至少400L和/或至多800L、更优选500L-700L的体积；(c)选择混合器填充程度为至少30％和/或至多99％、优选至少65％和/或至多95％，特别是当使用主动夹套冷却时；(d)通过调节混合器的旋转速度和处理持续时间来调节温度T
B
；(e)粉末从较低初始温度开始在最多25分钟内、优选在最多10分钟内、更优选在最多5分钟内达到温度T
B
，其中任选地随后优选通过调节混合器的旋转速度，在T
B
±
20℃、优选T
B
±
10℃、特别优选T
B
±
5℃的范围内的温度保持一段时间。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中粉末包含选自由以下聚合物组成的组中的至少一种聚合物或选自由以下聚合物组成的组中的至少两种聚合物的聚合物共混物：聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚芳硫醚、聚苯砜、聚砜、聚苯醚、聚醚砜、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺、聚芳醚酮、聚醚、聚氨酯、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚硅氧烷、聚烯烃和具有以上聚合物的至少两种不同重复...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：EOS有限公司电镀光纤系统，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。