[发明专利]材料组

说明书

本公开涉及包含熔合剂的材料组和三维打印系统。材料组的一个实例可以包含熔合剂和细化剂。熔合剂可以包含水、炭黑颜料、和20wt％至60wt％的量的水溶性助溶剂。细化剂可以包含水和黑色染料。在另一个实例中，材料组可以包含熔合剂和热塑性聚合物粉末。

背景技术

过去数十年已经持续发展了三维(3D)数字打印的方法，其为一类增材制造。已发展了各种用于3D打印的方法，包括热辅助挤出、选择性激光烧结、照相平版法、以及其他。在选择性激光烧结中，例如可以在待形成物体的任何部分将粉末床暴露于来自激光的点加热(point heat)从而将粉末熔融。这允许制造使用传统方法难以制造的复杂部件。但是，用于3D打印的系统历史上是非常昂贵的，尽管其费用最近已经降低至更可接受的水平。通常，3D打印技术通过允许用于审核和测试的原型模型的快速制造从而改进了产品研发周期。遗憾地，该概念在商业生产能力方面在一定程度上受到限制因为用于3D打印的材料的范围可能同样受到限制。因此，在用于3D打印的新技术和材料的领域中持续进行研究。

附图简要说明

图1是根据本公开的实例的热塑性聚合物粉末、熔合剂、和细化剂的层的放大侧视横截面图；

图2是根据本公开的实例的热塑性聚合物粉末、熔合剂、和细化剂的层的放大侧视横截面图；且

图3是根据本公开的实例的三维打印系统的示意图。

附图描述了在此公开的技术的实例。但是，应当理解的是，本技术不限于所描述的实例。

详细描述

本公开涉及三维打印的领域。更具体而言，本公开提供用于打印三维部件的材料组和系统，其包含熔合剂和细化剂(detailing agent)。在一个示例性的打印方法中，可以在床上铺展热塑性聚合物粉末的薄层从而形成粉末床。然后可以将打印头、例如流体喷射打印头用于在对应于待形成的三维物体的薄层的粉末床的部分上打印熔合剂。熔合剂可以包含能量吸收剂从而吸收电磁能以生成对于熔合热塑性聚合物粉末而言足够的热。在一些实例中，能量吸收剂可以包含基于碳的颜料、例如炭黑颜料。炭黑颜料可以遍及宽范围波长有效吸收电磁辐射。因此，炭黑颜料可以有效提高可在其上打印所述炭黑颜料的热塑性聚合物粉末的温度。可以在打印有熔合剂的部分的边缘周围的粉末床的部分上打印细化剂。细化剂可以用于冷却可在其上打印所述细化剂的粉末。然后可以将床暴露于光源、例如典型而言为整个床。与打印有细化剂的粉末或者周围未打印的粉末相比，熔合剂可以从光吸收更多的能量。吸收的光能可以被转化为热能，引起粉末的打印部分熔融并聚结。这形成固体层。由于细化剂的冷却效果，因此打印有细化剂的粉末的部分可以处于更低温度下。这可以防止固体层的边缘周围的粉末由于从打印有熔合剂的较热粉末渗出的热而导致聚结。在以该方式形成第一层后，可以在粉末床上铺展新的聚合物粉末的薄层，并且可以重复该过程从而形成附加层，直至打印完整的三维部件。这样的三维打印方法可以以良好的准确性实现快速生产。

在此公开的技术的一些实例中，细化剂可以是可喷射的，即被配制以用于流体喷射打印机、例如热喷墨打印机。流体喷射打印技术可以被用于以高速度和高分辨率在粉末床上打印细化剂。可以调节细化剂的各种特性从而改进细化剂在流体喷射打印中的性能。例如，细化剂可以被配制成具有低结垢性，其是指在热流体喷射打印系统中的电阻上形成的固体沉积物。在另外的实例中，细化剂可以被配制成提供良好的开盖(decap)性能，即在笔空闲一段时间后恢复流体喷射笔的打印所需要的低次数的喷射(firing)循环。

除了允许细化剂使用流体喷射技术进行打印的细化剂的特性之外，细化剂还可以被配制成对在其上可打印细化剂的粉末提供强的冷却效果。该冷却效果可以在粉末床固化的过程中增加打印有熔合剂的粉末与打印有细化剂的粉末之间的温度差。大的温度差可以有助于使得打印有细化剂的粉末不会变得熔合、而打印有熔合剂的粉末可以熔合。在一些实例中，细化剂可以具有高水含量、例如70wt％至90wt％，从而提供在其上可打印细化剂的粉末的蒸发冷却。