[发明专利]打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备陶瓷生坯的方法、用于制备陶瓷模具的方法，以及所述生坯和所述陶瓷模具本身。

背景技术

通过快速提供原型可以显著降低开发陶瓷部件所需的努力。有可能例如基于CAD而将设计改变立即转化为部件，而无需改变工具。

术语“快速成型”表示原型的快速产生，并且指的是从20世纪90年代开始就由于使用强大的基于计算机的控制和管理技术而不断持续的开发而因此适用于生产制造过程的技术。术语“快速成型”包括诸如“快速模具”和“快速制造”的概念。这些指的是描述特定应用和使用领域的实际过程的持续开发。术语“快速成型”通常表示技术，而“快速模具”表示作为应用领域的模具的生产构造，且术语“快速制造”表示生产连续制备。

快速成型方法为金属工业，特别是塑料工业中的现有技术的部分。因此，通常有可能直接由3D CAD数据制备部件。有可能在数小时内以节约成本的方式产生高度复杂且精细的结构。以此方式，有可能显著降低开发的时间和成本，也显著缩短了在新部件引入市场之前的时间。

目前，陶瓷材料仍然具有如下基本问题：在工程和构造过程中陶瓷材料的潜力并未充分已知。因此，在原型制造中极快速的基于计算机的方法的使用对于此类材料而言是特别引起关注的。

迄今为止相对较长的成本密集的制备过程(包括模型开发、模具组装、加工概念的优化、原材料的制备、成形、烧结和后加工)通常导致漫长的开发循环。对于制造者和使用者，需要一种快速且节约成本的提供原型的方法。

可使用多种方法来实现节省时间的，节约成本的原型制备。除了已知的坯料加工方法之外，也特别地在激光烧结、热铸造和3D打印领域中具有研究工作。

也已提出有可能在短时间(5-10天)内由陶瓷材料产生原型的方法。原型应该具有之后批量生产的产品的相应的性质。

DE 103 06 887 A7描述了一种用于制备陶瓷生坯的方法，其中陶瓷粉末的粒子可提供含有不同类型的纳米粒子的涂层。

DE 10 2006 029 298 A1描述了一种用于3D打印的材料体系，其中所述方法也可产生陶瓷模具。

DE 20 2005 020 596 U1描述了一种用于快速成型的粉末，其中陶瓷模具通过激光烧结产生。

DE 10 2005 058 118 A1描述了一种用于制备陶瓷部件的方法，其中所述陶瓷部件通过激光烧结产生。

DE 10 2005 058 116 A1描述了一种用于制备陶瓷移植物的方法，其中所述陶瓷移植物通过激光而局部固化。

DE 10 2006 015 014 A1描述了三维陶瓷模具的方法和装置，其中使用喷墨打印机打印陶瓷粒子的悬浮体。

DE 10 2005 058 121 A1描述了一种用于制备陶瓷部件的方法，其中生坯可通过激光而局部固化。

DE 602 07 204 T2描述了为了制备聚合物本体的目的的三维结构化打印。也可将纳米粒子掺入这些聚合物本体中。

DE 10 2004 008 122 A1描述了用于通过成层方法而制备三维本体的涂布粉末粒子，其中可涂布所述粉末粒子。

EP 0 431 924 A2描述了一种方法，其中将粘结剂施用至陶瓷粉末。

DE 10 2008 022 664 A1描述了一种用于陶瓷部件的打印方法。

文章“Herstellung keramisch-metallischerdurch 3D Drucken”[使用3D打印制备陶瓷-金属模具](Melcher等人，Keramische Werkstoffe，2007年1月，3.4.2.4.)描述了打印的氧化铝糊精生坯和由其产生的陶瓷模具。

迄今已知的方法具有各种缺点。举例而言，在一些方法中，构成之后的陶瓷模具的陶瓷材料在悬浮体中打印。这需要打印高固体浓度的悬浮体，由此堵塞打印喷嘴。不可能使用如上指定的方法来改变超出陶瓷模具的空间尺寸的所得陶瓷模具的性质。尽管将另外的粒子添加至陶瓷粉末中的实践已知，但迄今为止，该实践例如通过涂布陶瓷制品，然后打印以制得生坯的方式而进行。以此方式，有可能赋予陶瓷模具无法由最初使用的陶瓷粉末产生的性质。然而，不可能以这些性质在模具上的不同点处具有不同特征的方式来产生这些性质。另外，迄今为止，在此情况下用于陶瓷粒子的费力的涂布方法是必要的。

发明内容