[发明专利]用于增材制造的低粘度液体辐射可固化的牙对准器模具树脂组合物

说明书

本发明公开了用于增材制造的低粘度液体辐射可固化的牙对准器模具树脂组合物。具体地，本发明描述和要求保护用于增材制造的液体辐射可固化树脂组合物，其包含：约5至约30重量％的氧杂环丁烷；(甲基)丙烯酸酯组分；阳离子光引发剂；自由基光引发剂；以及约50至约80重量％的环氧，所述环氧进一步包含脂环族环氧组分和具有芳族缩水甘油醚基团的环氧组分，其中大部分所述环氧是脂环族环氧组分。本发明还描述和要求保护一种使用用于增材制造的液体辐射可固化的树脂制造牙对准器模具的方法，和由用于增材制造的液体辐射可固化的树脂制成的三维模具。

技术领域

本发明涉及用于增材制造工艺的液体辐射可固化树脂组合物。

背景技术

用于生产三维物体的增材制造(additive manufacturing)工艺是被人熟知的。增材制造工艺利用物体的计算机辅助设计(CAD)数据来构建三维部件。这些三维部件可以由液体树脂、粉末或其它材料来形成。

增材制造工艺的一个非限制性实例为立体光刻(stereolithography，SL)。立体光刻是一种用于快速生产某些应用中的模具、原型、图案和生产部件的公知方法。SL使用物体的CAD数据，其中数据被转变为三维物体的薄的横截面。这些数据加载到计算机中，该计算机控制穿过容纳在桶中的液体辐射可固化树脂组合物来追踪横截面图案的激光，从而固化成与横截面相对应的树脂薄层。用树脂再涂布固化层，且激光追踪另一个横截面，从而在前一层的顶部使另一层树脂硬化。逐层重复此方法直到完成三维物体。在最初形成时，三维物体通常未完全固化，且被称作“生坯模型(green model)”。尽管不是必须的，但生坯模型可以经历后固化来增强成品部件的机械特性。美国专利No.4575330中描述了SL方法的一个实例。

在立体光刻中使用几种类型的激光，波长传统上在193nm到355nm的范围内，不过也可存在其它波长变量。公知使用气体激光来固化液体辐射可固化树脂组合物。在立体光刻系统中传递激光能可以是连续波(Continuous Wave，CW)或Q转换脉冲。CW激光提供连续的激光能，而且可以用在高速扫描方法中。然而，它们的输出功率受到限制，这减少了在制造物体期间发生固化的量。因此，成品物体将需要额外的后加工固化。另外，在对树脂可能有害的照射点可能产生多余热量。另外，使用激光要求在树脂上逐点扫描，这可能较为耗时。

其它增材制造方法利用灯或发光二极管(LED)。LED是利用电致发光现象来产生光的半导体装置。目前，LED UV光源普遍地发射波长在300与475nm之间的光线，其中365nm、390nm和395nm是最常见的峰值光谱输出。参考由剑桥大学出版社出版的E.Fred Schubert的教科书“Light-Emitting Diodes”，第2版，E.Fred Schubert 2006。

许多增材制造应用需要新近固化的部件，也叫做“生坯模型”以具有高机械强度(弹性模量、断裂强度)。此特性(常称作“生坯强度”)构成了生坯模型的一个重要特性，而且基本上由与在部件制造期间所用的立体光刻设备类型和提供的暴露程度组合采用的液体辐射可固化树脂组合物的性质来决定。立体光刻树脂组合物的其它重要特性包括对在固化过程中所采用的辐射的高敏感性和最小量的卷曲或收缩变形，从而允许生坯模型的高度形状清晰度。当然，不仅生坯模型、而且最终固化物件也应该具有充分优化的机械特性。