[发明专利]一种改进的制备三维立体结构的直写成型方法

权利要求书

1.一种改进的制备三维立体结构的直写成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：制备温敏悬浮液

在0～40℃的温度条件下，将由水性溶剂、温敏性分散剂和粉体材料组成的原料或者由分散剂、温敏性聚合物、粉体材料和水性溶剂组成的原料，通过球磨分散，制得温敏悬浮液；所述温敏悬浮液中粉体材料的固含量为0.01％～99％，温敏性分散剂或温敏性聚合物的质量为粉体材料质量的0.001％～1000％；

所述的温敏性分散剂是由温敏性单体接枝在分散性单体均聚聚合物主链上制得的接枝共聚合物，或者是由温敏性单体和分散性单体通过嵌段共聚制得的嵌段共聚物，所述的温敏性单体和分散性单体的摩尔比为1～100:1～100；所述的温敏性分散剂为嵌段共聚物时，分散性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、乙烯基苯磺酸、乙烯亚胺中的一种或几种；所述的温敏性分散剂为接枝共聚物时，分散性单体为主链含有活性基团的聚丙烯酸类聚合物大单体、聚甲基丙烯酸类聚合物大单体、聚马来酸类聚合物大单体、聚乙烯基苯磺酸类聚合物大单体、聚乙烯亚胺类聚合物大单体、聚乙二醇类聚合物大单体中的一种或几种；所述的温敏性单体为含有活性端基的聚氧化乙烯单甲醚大单体、聚异丙基丙烯酰胺大单体、水溶性纤维素大单体中一种或几种；

所述的温敏性聚合物为甲基纤维素、乙基纤维素、聚异丙基丙烯酰胺、聚氧化乙烯单甲醚、聚丙烯酸-聚异丙基丙烯酰胺接枝或嵌段共聚物、聚丙烯酸-聚氧化乙烯单甲醚接枝或嵌段共聚物、聚甲基丙烯酸-聚异丙基丙烯酰胺接枝或嵌段共聚物、聚马来酸-聚氧化乙烯单甲醚接枝或嵌段共聚物中的一种或几种；

步骤2：预处理

对步骤1所得温敏悬浮液在0～40℃温度下进行过滤和除泡处理；

步骤3：直写成型

通过计算机建立需要制备的三维立体结构的模型，并在计算机中设置程序自动控制安装在Z轴上的由针筒和针嘴组成的悬浮液输送装置的操作和安装在X-Y轴上的运动平台的移动；将步骤2预处理后的温敏悬浮液注入温度为0～40℃的针筒中，温敏悬浮液从针嘴挤出线型流体，均匀沉积在预热温度＞40℃，且≤100℃的运动平台上固化成型，得到二维薄层结构，将悬浮液输送装置沿Z轴向上移动所需距离，制备下一层二维薄层结构，逐步叠加成型，得到所需要的三维立体结构坯体；

步骤4：成型

将步骤3得到的三维立体结构坯体置于湿度为20％～90％，温度低于100℃的条件下进行干燥，再依据选择的粉体材料进行热处理，或者进行排胶和烧结，得到三维立体结构。

2.如权利要求1所述的直写成型方法，其特征在于，所述的温敏性分散剂为接枝共聚物时，采用的分散性单体分子量在10³～10⁶之间；所述的温敏性单体分子量在10²～10⁵之间。

3.如权利要求1所述的直写成型方法，其特征在于，所述的温敏性聚合物分子量为10²～10⁵。

4.如权利要求1所述的直写成型方法，其特征在于，所述的粉体材料为有机聚合物粉体材料、无机非金属粉体材料或金属粉体材料。

5.如权利要求1所述的直写成型方法，其特征在于，所述的分散剂为聚丙烯酸或聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸或聚甲基丙烯酸盐、聚乙烯亚胺或聚乙烯亚胺盐，或聚乙烯醇。

6.如权利要求1或5所述的直写成型方法，其特征在于，所述的分散剂的质量为粉体材料质量的0.001％～10％。

7.如权利要求1所述的直写成型方法，其特征在于，所述过滤采用滤网的尺寸，下限为粉体材料最大颗粒尺寸的1～20倍，上限为针嘴的孔径的1/100～1/1000。

8.如权利要求1所述的直写成型方法，其特征在于，所述的除泡为真空除泡或者消泡剂除泡。

9.如权利要求1所述的直写成型方法，其特征在于，所述的针筒和运动平台通过设置温控系统进行程序控温。

10.如权利要求1所述的直写成型方法，其特征在于，直写成型过程中控制的条件为：针筒的压力根据采用的温敏悬浮液控制在1～1000PSI之间；运动平台根据采用的温敏悬浮液在控制移动速率在0.1～500mm/s之间。