[发明专利]用于增材制造的等离子体处理粉末

说明书

公开了一种用于增材制造的等离子体处理粉末。形成适于在增材制造工艺中使用的材料的示例性实施例包括以下操作：将第一聚合物粉末暴露于第一等离子体，从而形成胺官能化粉末；将第二聚合物粉末暴露于第二等离子体，从而形成环氧官能化粉末；并且将胺官能化粉末与环氧官能化粉末组合，以形成前体材料。随后，在增材制造工艺中对前体材料进行加热，以形成结构，其中对前体材料的加热使得在第一聚合物粉末与第二聚合物粉末之间形成共价化学键。

技术领域

本公开一般涉及增材制造，更具体地说，涉及增材制造中等离子体处理粉末的组分、制备和使用。

背景技术

增材制造是一种制造工艺，在该制造工艺中，增材制造系统基于三维模型或者三维对象的其它数字表示来加工对象。增材制造系统的一个实施例是三维打印机。增材制造系统通过顺序地沉积呈对象形状的组分材料层直至对象形成来制造对象。在一个实施例中，表示对象横截面的连续材料层被沉积。这些沉积的材料层被熔化和固化，以构建最终的对象。最终的三维对象是完全致密的，并且可以包括复杂的形状——“完全致密”通常表示对象基本上没有意想不到的空隙区域。

典型的增材制造工艺包括将基材沉积到构建表面上，并且将能量源引导到构建表面上，以在构建表面上形成熔池。构建表面最初是基板。对于以后的沉积，构建表面则是先前沉积的基材层。基材沉积并合并于熔池中，以逐层为对象提供增材。

一种类型的增材制造工艺使用顺序的熔池沉积来形成加工对象的连续层。在这种工艺中，加工对象的各个连续层一般是通过在相邻材料层之间的接触区域中熔化材料来附接到前一层。例如，第n层熔化在第(n-1)层上，其中“n”是工艺顺序中的当前沉积层，而“n-1”是工艺顺序中的前一层。然而，与相邻层接触或者相邻层之间的材料熔化可能无法提供按照增材制造零件的一个或更多个规范所期望的顺序形成的层之间的牢固附接。

因此，期望的是，具有考虑到上面讨论的至少一些问题以及其它可能问题的组分、方法、装置和系统。例如，期望的是，有一种组分、方法、装置和系统，该组分、方法、装置和系统能够克服与利用增材制造工艺在对象的顺序形成的层之间提供牢固或者以其它方式改进的附接有关的技术问题。

发明内容

本公开的一个示例性实施例提供了一种增材制造的方法。所述方法包括：将第一颗粒材料暴露于第一等离子体，从而形成胺官能化颗粒。所述胺官能化颗粒包括胺化学部分。将第二颗粒材料暴露于第二等离子体，从而形成环氧官能化颗粒。所述环氧官能化颗粒包括环氧化学部分。将所述胺官能化颗粒与所述环氧官能化颗粒进行组合。对所述组合进行加热，以形成被加热组合。对所述被加热组合进行冷却，以形成结构。

本公开的另一个示例性实施例提供了一种增材制造的方法。该方法包括以下步骤：向胺官能化聚合物添加环氧官能化聚合物，以形成第一组合。所述胺官能化聚合物是作为利用第一等离子体处理的第一聚合物颗粒而提供的，并且所述环氧官能化聚合物是作为利用第二等离子体处理的第二聚合物颗粒而提供的。对所述第一组合进行热循环，以形成热循环组合。通过所述胺官能化聚合物的胺化学部分与所述环氧官能化聚合物的环氧化学部分之间发生的脱水反应形成共价键。在所述热循环组合上形成所述胺官能化聚合物和所述环氧官能化聚合物的连续组合。所述连续组合中的每一者被热循环以与前一个组合形成连续共价键。

本公开的另一个示例性实施例提供了一种形成用于增材制造工艺的前体材料的方法，所述方法包括：将第一粉末暴露于第一等离子体，以形成胺官能化粉末。所述方法还包括：将第二粉末暴露于第二等离子体，以形成环氧官能化粉末。所述方法包括：将所述胺官能化粉末与所述环氧官能化粉末进行组合，以形成用于增材制造的前体材料。