[发明专利]可交联性聚酰胺球形粒子的粉末、其制备方法和采用选择性激光烧结技术的用途

说明书

本发明涉及可交联性聚酰胺球形粒子的粉末，其适用于选择性激光烧结(SLS)技术，和涉及制备这种可交联性聚酰胺球形粒子的粉末的方法。本发明也涉及通过从所述可交联性聚酰胺球形粒子的粉末开始进行SLS、然后进行交联步骤以生产制品。

本发明涉及可交联性聚酰胺球形粒子的粉末，其适用于选择性激光烧结(SLS)技术，和涉及制备这种可交联性聚酰胺球形粒子的粉末的方法。本发明也提供通过从所述可交联性聚酰胺球形粒子的粉末开始进行SLS、然后进行交联步骤以生产制品的方法。

制品可以通过添加技术制造。制品是通过层叠加层的方式制备的。为此目的，通过上游计算机辅助设计软件(CAD)，将待生产的制品的三维(3D)结构分成多个薄片。由此，要制造的视觉3D物品被分成多个极薄的二维薄片。然后，按照以下两步的次序重复进行以多层形式逐一生产这些薄片：

-将生产所需制品所需的材料沉积，同时以粉末的形式形成对于每层的连续床，然后

-积累每个层，并按照预定图案通过供应能量或通过以细液滴的形式喷涂使得这些层以局部方式粘合在一起。

因此，制品是通过叠置各元素层制成的，其中通过供应能量或通过以细液滴的形式喷涂使得这些元素层粘合在一起。局部能量可以用受控光束(LED或激光)或用受控电子束或实际上用能允许集中能量的任何能量源提供，并使得粉末床能按照CAD选择的图案扫描。然后，能量与材料之间的相互作用导致材料的烧结或熔融/固化，或实际上导致材料的光聚合或光交联，这取决于材料的性质和所用能量源的性质。

许多添加技术是已知的，可以特别提到选择性激光烧结，其称为SLS。

用于从聚合物粉末生产制品的选择性激光烧结技术(快速原型)是已知的，可以参见专利US 6 136 948和申请WO 96/06881。

在采用SLS技术的情况下，用于构成制品的材料粉末进行沉积以形成连续床。然后，来自功率强大的激光的光束按照所选择的图案以局部方式施加，并使粉末聚集以形成对应于所需制品的层，并通过烧结粘合到先前的层上。在局部供应的能量的作用下，粉末颗粒部分地熔融并一起粘接，这向层提供粘合力。然后，铺置新的粉末床并再次开始此工序。

许多聚合物适合用于SLS工艺：聚缩醛，聚丙烯，聚乙烯，离聚物，聚酰胺等。聚酰胺(特别是PA11和PA12)是目前最广泛用于采用SLS生产制品的材料，特别是用于生产工程部件。由PA12粉末制成的制品满足在机械载荷(机械强度)方面的严格要求，并具有与采用塑料加工、例如挤出或注塑工艺中常用的形变技术生产的那些部件相似的性能。

适用于SLS技术的从塑料材料形成的粉末的两个重要特性是：塑料材料的热性能，以及粉末的颗粒尺寸(粒子的形状和尺寸)。PA12已经显示是最广泛用于SLS工艺的热塑性聚合物，这是因为其具有完全合适的热特性。PA 12是以球形粒子的粉末的形式使用，从而提供粉末的优良流动性和粉末沉积床的高密度。

专利US 6 245 281公开了关于PA12粉末的优化物化性质：熔点是185-189℃，熔融焓是112±17J/g，结晶点是138-143℃。所述PA12粒子具有50微米(μm)至150μm的尺寸。

PA12球形粒子的粉末可以通过PA12的溶解/沉积获得，例如参见专利US 5 932687。它们也可以在悬浮液或溶液中合成聚合物期间直接得到，参见专利申请WO2006/051222。可用于得到球形粒子的第三种技术是挤出方法，参见专利申请WO 2007/115977。

本领域技术人员最容易采用的获得聚酰胺粉末的技术是机械研磨。但是，此技术的缺点是产生非球形的粒子，其具有不可控的形状，这会改变粉末的流动和聚集性能，因此不是非常适用于SLS技术中。