[发明专利]用在创成式的层构造方法中的更新优化的PA12粉末

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于逐层地制造三维物体的方法，该三维物体通过向粉末状的构造材料上作用电磁辐射或微粒辐射来制造，其中采用聚酰胺12粉末作为构造材料。另外本发明涉及一种在这种方法中使用的PA12粉末以及借助于该方法制造的三维物体。

背景技术

在创成式制造方法中，通过烧结或熔化粉末状的构造材料逐层地制造三维物体，在这种制造方法中，塑料粉末作为原材料占据重要的位置，因为塑料粉末由于其低的熔点和小的导热性有利于方法过程。通常借助于激光引入烧结过程或熔化过程所需的能量，但是部分地也可以将电子辐射或红外线辐射用于所述目的。

DE 1974739A1描述一种现有技术的聚酰胺12粉末，该粉末专门适用于选择性的激光烧结。

DE 102006053121B3说明一种激光烧结装置作为用于制造三维物体的装置，该装置在图4中示出。构造过程在向上敞开的容器1中进行。在该容器中设置用于支承需要构成的三维物体3的支承件2。支承件2借助于驱动装置4能在容器1中沿垂直方向A上下运动。容器1的上边缘限定一构造区5。在构造区5的上方设置一激光器形式的照射装置6，该照射装置输出定向的激光束18，该激光束通过转向装置7转向到构造区5上。另外还设有涂层装置40，用于将需要固化的粉末状的材料的层施加到支承件2的表面或最后固化的层上。涂层件40借助于通过箭头B示意地表示的驱动装置能在构造区5上来回运动。通过在构造区的左边和右边的两个计量装置9由两个粉末储备容器10对涂层装置进行供给。另外在构造区的左边和右边设置两个溢出容器11，所述溢出容器可以容纳在涂层时出现的多余的粉末。

在构造区5上方设置加热装置12，用于将粉末床19加热到适合的温度，尤其是用于将已涂覆的但尚未烧结的(固化的)粉末层的预热到适当的温度。加热装置2例如以一个或多个热辐射器(例如红外线辐射器)的形式构成。该加热装置设置在构造区5的上方，使得涂布的粉末层能均匀地升温。

在构造区5上方的一定距离处设置温度测量装置13，例如高温计或者IR照相机，通过该温度测量装置可以测量最后涂布的粉末层的温度。

处理腔16相对于周围环境封闭构造区，从而能在隔绝空气的情况下进行构造过程并防止粉末氧化。

控制和/或调节装置17用于控制和/或调节涂层装置40的运动B。该控制和/或调节装置同样控制/调节支承件2的运动A、加热装置12的功率、照射装置6的功率和通过转向装置7进行的转向。为此控制/调节装置17与涂层装置40的驱动装置、驱动装置4、加热装置12、温度测量装置13、转向装置7以及照射装置6连接。

下面说明这种激光烧结装置的运行：

首先涂层装置40处于计量器9的下方并且由储备容器10填充用于一个层的量的粉末状材料。

此后，通过涂层装置40平行于构造区5的表面的移动，将粉末层施加到支承件2或此前固化的层上。在此粉末状的材料由涂层装置中补充流出。在施加粉末状材料的层之后，通过用激光束18照射层，在层的对应于物体的横截面的位置上进行固化。在固化一层之后，支承件2下降对应于层厚的路程并重复此前描述的步骤，直到三维物体3的制造结束。

在构造过程期间相应的物体放在由未固化的粉末构成的包围该物体的粉末床内并通过该粉末床支撑。由此导致，在构造过程结束之后通常存在大量的未固化的粉末，因此期望的是，将这些所谓的旧粉末尽可能地用于进一步的构造过程。因为所述未使用的粉末在构造过程期间长时间受到略低于其熔点的高温，所以问题在于，由于这种环境条件，粉末可能经受老化过程，在老化过程中，该粉末被热地和/或热氧化地损伤。这导致，对于进一步的构造过程，旧粉末必须与新粉末混合，其中新粉末的比例通常必须在至少50％。新粉末的百分比比例也经常称为“更新率”。

DE 10330590A1得出如下结论，即老化过程可通过再冷凝得到解释。

在构造过程期间的环境条件下，在未使用的粉末中，在聚酰胺12中自由的羧端基和氨端基在脱水(实际的再冷凝)的情况下相互反应。附加地在DE 10330590A1中说明氨端基相对于羧端基的过化学计量的损失。其原因是氨基的热氧化的分离以及随后的交联。在老化的粉末中在每种情况中显示溶液粘度的显著提高。