[发明专利]用于制造阻燃材料的方法和系统

说明书

本申请是申请日为2007年12月19日的名称为：“用于制造阻燃材料的方法和系统”的中国专利申请200780046609.0的分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2006年12月21日提交的序列号为60/871,374的临时专利申请的利益，在此作为参考文献整体引述。

背景技术

本发明一般地涉及材料制造，而且更具体地，涉及到制造阻燃材料的方法和系统。具体地这些方法一般地描述了三维物体的实体自由成形制造，具体地描述了用于成形这些三维物体的材料和技术。

选择性激光烧结或激光选区烧结（SLS）是用于从粉末状化合物生成材料的工艺。在SLS工艺中，粉末状化合物分布在表面上，而且诸如激光器的装置，被引导在至少一部分粉末上用于将这些粉末颗粒熔化在一起以形成一部分烧结材料。粉末的连续层分布在表面上，而且激光烧结工艺继续，将该粉末状材料的颗粒一起熔入层和相邻层内，直到激光烧结材料的熔化层的形状和厚度适合该材料的预期用途。

然而，就防火应用而言这些材料在至少一方面有欠缺。当评估这样的材料时一般参数包括抗拉强度、断裂延伸率、对12和60秒燃烧测试的抗性、燃烧时烟的产生、以及当从火焰环境移除时材料的自熄灭能力中的一个或多个。

发明内容

一方面，提供可包括聚酰胺和溴化碳氢化合物的阻燃材料。该溴化碳氢化合物占阻燃材料的大约百分之二到大约百分之二十五。

另一方面，提供用于成形防火材料的物体的方法。此方法包括将聚酰胺和溴化碳氢化合物的粉末混合物的第一层施加到表面，引导能量到所述第一层的至少第一部分上使得粉末混合物的第一层的至少第一部分被熔化以形成物体的第一个横截面，并且连续地施加粉末混合物的另外层和引导能量形成物体的连续横截面，引导的能量也熔化所述横截面的临近层。

又一方面，给出了阻燃材料成形的物体。物体的至少一个区域包括聚酰胺和溴化碳氢化合物的混合物的多个选择性激光烧结横截面层。

附图说明

图1描述了用于以粉末材料形成物体的系统。

图2描述了选择性激光烧结工艺。

图3是描述制造防火材料方法的流程图。

具体实施方式

使用选择性激光烧结（SLS）工艺开发了制造阻燃零件的方法。也描述了SLS工艺生成的一种材料。生成的产品包括溴化的碳氢化合物粉末，使用SLS和滚塑工艺（roto-molding process）中的一种或二种将该粉末与尼龙-11（有时被称为聚酰胺-11）粉末混合起来用以制造零件。这一制造工艺允许功能性的阻燃零件被制造同时仍保留航空航天和其它功能性应用所需的机械特性。之前制造阻燃材料零件的尝试要么不能处理SLS工艺中的粉末要么降低了被制造零件的机械性能。

图1是系统10的描述，系统10用于从上述粉末组合物成形物体。在所说明的实施例中，系统10包括零件床12、用于将能量引向零件床12的表面16上的机构14、用于输送粉末20到零件床表面16上的机构18、以及用于控制系统10运行的计算机22。

在系统10的示例性实施例中，零件床表面16保持在特定温度并且机构14是CO₂激光器，此激光器被配置用于引导能量30到零件床表面16上。被引导的能量30提高了粉末20的横截面区域32的温度使得粉末20冲击到一个温度，在这个温度，在横截面区域32的粉末20软化且融合在一起，形成了物体的第一层。相同层内的多个横截面区域都可通过这一方式融合。当供给粉末的药筒被提高以便允许滚筒40将未融合的粉末新层推到零件床表面16和融合颗粒的第一层上时，零件床表面16随后被降低。重复工艺直到形成所需形状。在这一点，零件床容积从系统10被移除而且任何未融合粉末都从融合体中分离，融合体借助机构14（例如CO₂激光器）的定向能量成形。

上述融合各层内粉末20的工艺有时被称为选择性激光烧结（SLS）。具体地，通过融合材料的一系列薄层，SLS工艺被用来建造一个或多个所需的三维物体，在一个实施例中，每层小于0.010英寸，层通常是以粉末的形式。即使系统10没有将一部分粉末材料包含在成形的物体中，这部分材料仍然可以在物体成形阶段起到支撑物体的作用，并且在某些情况下，可重新使用在其它物体或成形物体的其它部分的工艺中。