[发明专利]用于3D打印的经稳定的金属纳米粒子

说明书

本发明公开了一种用于3D打印机中的材料。所述材料可包括多个金属粒子和稳定材料。所述金属粒子可具有小于或等于约100nm的平均横截面长度。所述稳定材料可包括有机胺、羧酸、硫醇及其衍生物、黄原酸、聚乙二醇、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮或它们的组合。

技术领域

本教导通常涉及三维(“3D”)打印，更特别地涉及在使用激光和/或电子束烧结的3D打印过程中所用的材料。

背景技术

3D打印用于直接由计算机辅助数码设计产生复杂的3D物品。3D打印技术可通常分为三类：(1)立体平版印刷(“SLA”)、(2)熔融沉积造型(“FDM”)和(3)涉及激光束和/或电子束的粉末床技术。SLA通过激光(例如激光烧结)或其他光源而选择性地固化光敏(可UV固化)聚合物，而FDM通过经加热的喷嘴而选择性地沉积热塑性熔融聚合物。然而，SLA和FDM均局限于塑料，并未用于产生金属物品。

粉末床技术可用于通过使用激光烧结，由微米尺寸的粉末产生金属物品。在激光烧结过程中所用的金属粉末可为潜在爆炸性的。为了降低点燃粉末的风险，通常将使用粉末床技术的打印机置于密封有氮气的室中，这使得所述打印机不适用于家庭使用。此外，所产生的物品通常为内部多孔的，当与经由常规方法制得的物品相比时，这使得它们更弱。因此，需要一种改进的3D打印方法和一种在其中使用的改进的金属材料。

发明内容

如下显示了简化概要，以提供对本教导的一个或多个实施例的一些方面的基本理解。所述概要并非广泛的概述，不旨在确定本教导的关键或决定性要素，也不旨在描述本公开的范围。相反，其主要目的仅在于以简化形式显示一个或多个概念以作为之后显示的详细说明的前序。

公开了一种用于3D打印机中的材料。所述材料可包括多个金属粒子和稳定材料。所述金属粒子可具有小于或等于约100nm的平均横截面长度。所述稳定材料可包括有机胺、羧酸、硫醇及其衍生物、黄原酸、聚乙二醇、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮(polyninylpyrolidone)或它们的组合。

在另一实施例中，所述材料可包括平均横截面长度为约1μm至约250μm的多个金属微粒。所述金属微粒可包括平均横截面长度小于或等于约50nm的多个金属纳米粒子和在所述纳米粒子外表面上的稳定材料。

也公开了一种用于使用3D打印机打印物品的方法。所述方法可包括将多个经稳定的粒子装载至3D打印机的传递床。经稳定的粒子可包括多个金属粒子和稳定材料。所述金属粒子可具有小于或等于约100nm的平均横截面长度。所述稳定材料可包括胺、有机胺、羧酸、硫醇及其衍生物、黄原酸、聚乙二醇、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮或它们的组合。可将所述经稳定的粒子的一部分由传递床转移至3D打印机的制造床。经稳定的粒子可在小于或等于约200℃的温度下在制造床中烧结，以形成打印物品。

附图说明

引入并构成本说明书的一部分的附图示出了本教导的实施例，并与描述一起用于解释本公开的原理。在图中：

图1显示了根据所公开的一个或多个实施例的用于打印3D金属物品的示例性系统。

具体实施方式

现在将详细参照本教导的示例性实施例，其实例在附图中进行说明。只要有可能，将在整个附图中使用相同的附图标记以表示相同、类似或相似的部分。

如本文所用，除非另外指出，词语“打印机”涵盖为了任意目的进行打印输出功能的任意设备，如数字复印机、造书机、传真机、多功能机、静电照相装置、可制备3D物品的3D打印机等。应了解图中所示的结构可包括为了简化而未显示的另外的特征，尽管所示的结构可被去除或修改。