[发明专利]三维物体成型方法及成型装置

权利要求书

1.一种三维物体成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

形成粉末颗粒层，其中所述粉末颗粒层中至少含有能够发生热聚合的热固性粉末颗粒；

根据层打印数据，在所述粉末颗粒层上喷射光固化材料，使光固化材料覆盖至少部分所述粉末颗粒层并渗透到所述粉末颗粒层内；

对所述光固化材料进行固化，形成切片层；

重复执行上述形成粉末颗粒层至形成切片层的步骤，使获得的多个切片层逐层叠加以形成三维物体生坯；

采用升温加热的方式加热所述三维物体生坯，使所述热固性粉末颗粒发生热聚合，得到三维物体；

所述升温加热分为2～15个阶段，每个阶段包括先进行的升温段和后进行的保温段，其中升温段的升温速率为0.5～30℃/min，保温段的温度波动范围不超过10℃；每个阶段的加热时间为0.5～10小时，总加热时间为1～30小时。

2.根据权利要求1所述的三维物体成型方法，其特征在于，在对所述三维物体生坯进行加热之前，还包括：将未被光固化材料覆盖的粉末颗粒层去除。

3.根据权利要求1所述的三维物体成型方法，其特征在于，所述热固性粉末颗粒的粒径为1～300μm；和/或，所述粉末颗粒层的厚度为15～400μm。

4.根据权利要求1所述的三维物体成型方法，其特征在于，所述热固性粉末颗粒的分子结构上带有至少一个可进行热聚合反应的活性基团，所述可进行热聚合反应的活性基团包括环氧基、氰酸酯基、异氰酸酯基、酸酐、羧基、羟基、胺基、亚胺基、乙烯基、烯丙基和丙烯酰氧基中的至少一个。

5.根据权利要求1或4所述的三维物体成型方法，其特征在于，所述热固性粉末颗粒选自环氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸酯树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺、酸酐、固体多元酸、固体多元醇、双氰胺、异氰脲酸三缩水甘油酯、β-羟烷基酰胺和二酰肼中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的三维物体成型方法，其特征在于，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、醛环氧树脂以及四酚基乙烷四缩水甘油醚中的至少一种；

所述不饱和聚酯树脂选自邻苯型不饱和聚酯树脂、对苯型不饱和聚酯树脂、间苯型不饱和聚酯树脂、双酚A型不饱和聚酯树脂以及乙烯基酯型不饱和聚酯树脂中的至少一种；

所述饱和聚酯树脂选自端羟基饱和聚酯树脂和/或端羧基饱和聚酯树脂；

所述丙烯酸树脂选自带环氧基的丙烯酸树脂、带羧基的丙烯酸树脂以及带羟基的丙烯酸树脂中的至少一种；

所述丙烯酸酯树脂选自聚酯丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂以及超支化丙烯酸树脂中的至少一种；

所述酚醛树脂选自常规酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂、聚酰胺改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、二甲苯改性酚醛树脂、纳米粉体改性酚醛树脂、金属改性酚醛树脂以及非金属离子改性酚醛树脂中的至少一种；

所述氰酸酯树脂选自双酚A型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、四甲基双酚F型氰酸酯、酚醛型氰酸酯以及双环戊二烯型氰酸酯中的至少一种；

所述聚酰亚胺树脂选自脂肪族聚酰亚胺树脂、半芳香族聚酰亚胺树脂以及芳香族聚酰亚胺中的至少一种；

所述双马来酰亚胺选自芳香族双马来酰亚胺和/或改性芳香族双马来酰亚胺；

所述酸酐选自顺丁烯二酸酐、均苯四甲酸酐、邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、四溴邻苯二甲酸酐以及偏苯三酸酐中的至少一种；

所述固体多元酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、反丁烯二酸以及1,4-环己烷二甲酸中的至少一种；

所述固体多元醇选自新戊二醇、二溴新戊二醇、三羟甲基丙烷、己二醇以及1,4-环己烷二甲醇中的至少一种。

7.根据权利要求1-4、6任一项所述的三维物体成型方法，其特征在于，所述粉末颗粒层还包括如下组分中的至少一种：

用于催化所述热固性粉末颗粒发生热聚合的催化剂；

用于受热引发所述热固性粉末颗粒发生热聚合的引发剂；

用于促进所述热固性粉末颗粒发生热聚合的促进剂；

填料。