[发明专利]用于加成法制造的可LED固化的液体树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于加成法制造应用的可光固化的树脂组合物。

背景技术

用于制造三维制品的加成法制造工艺是本领域已知的。加成法制造利用物体的计算机辅助设计(CAD)数据逐层构建三维制件。这些三维制件可以由液体树脂、粉末或其他材料制成。

加成法制造工艺的非限制性实例为立体平版印刷(SL)。立体平版印刷是一种用于快速制造模型、原型、图案和某些应用中的生产部件的公知方法。SL使用物体的CAD数据，其中该数据被转变为三维物体的薄的横截面。这些数据加载在计算机中，计算机控制穿过容纳在桶中的液体可辐射固化树脂组合物来描绘横截面图案的激光束，固化与横截面相对应的树脂的薄层。用树脂再涂布固化层，激光束描绘另一个横截面，从而使在前一层的顶部的另一个树脂层硬化。逐层地重复该过程直到完成三维物体。最初形成时，该三维物体通常未完全固化，因而可能要进行后固化(如果需要的话)。美国专利4,575,330中描述了SL法的实例。

立体平版印刷中使用了几种类型的激光，波长范围为193nm-355nm。使用庞大且昂贵的气体激光器来固化液体可辐射固化树脂是众所周知的。立体平版印刷系统中激光能量的传递可以是连续波(CW)或调Q脉冲。CW激光器提供连续的激光能量，并且能用于高速扫描过程。然而，其输出功率有限，在物体形成的过程中降低了固化量。结果，所完成的物体需要额外的后固化过程。此外，在照射点产生过多的热量，这可能对树脂不利。此外，使用激光器需要在树脂上逐点扫描，这可能很费时。

发光二极管(LED)是利用电致发光现象产生光的半导体器件。LED由掺杂有杂质而形成p-n结的半导体材料组成，当施加电压时随着空穴与负电子结合而能够发光。发射光的波长由半导体有源区中使用的材料决定。LED的半导体中使用的典型材料包括例如，元素周期表第13(III)族和15(V)族的元素。这些半导体被称为III-V半导体，包括例如GaAs、GaP、GaAsP、AlGaAs、InGaAsP、AlGaInP和InGaN半导体。LED中使用的半导体的其他实例包括第14族(IV-IV半导体)和第12-16族(II-VI)的化合物。材料的选择基于多种因素，包括所需要的发射波长、性能参数和成本。

早期的LED使用砷化镓(GaAs)发射红外(IR)辐射和低强度红光。材料科学的进步导致LED的发展，现在其能够发射具有更强强度和更短波长的光，包括其他颜色的可见光和UV光。可以生产发射例如从低约100nm至高约900nm的整个宽波长波谱范围内的光的各种LED。目前，典型的LED UV光源发射波长介于约300至约475nm之间的光，其中365nm、390nm和395nm是常见的光谱输出峰。参见E.Fred Schubert的教科书“Light-Emitting Diodes”，第二版，E.Fred Schubert 2006，剑桥大学出版社出版。

若干制造商提供用于商业固化应用的LED灯。例如，Phoseon Technology，Summit UV，Honle UV America，Inc.，IST Metz GmbH，Jenton International Ltd.，Lumios Solutions Ltd.，Solid UV Inc.，Seoul Optodevice Co.，Ltd，Spectronics Corporation，Luminus Devices Inc.和Clearstone Technologies是当前提供用于固化喷墨打印组合物、PVC地板涂料组合物、金属涂料组合物、塑料涂料组合物和粘结剂组合物的LED灯的一些制造商。

LED固化设备用在牙科应用中。这种设备的实例是来自3M ESPE的ELIPAR^TM FreeLight 2LED固化灯。该设备发射在可见光区域中的光，其中峰辐射在460nm处。LED设备也正被测试用于喷墨打印，例如ISTMetz。