[发明专利]增材制造生物相容性材料的方法和由该方法制造的制品

说明书

本发明是一种增材制造方法，其包括提供包含乙氧基含量为43质量％至52质量％的乙基纤维素聚合物和增塑剂的材料。将材料加热并通过喷嘴分配以形成沉积在基底上的挤出物。在分配材料的同时移动基底、喷嘴或其组合，以便在基底和喷嘴之间以预定模式水平移动，以在基底上形成材料的初始层，并且通过重复上述步骤将材料的连续层粘附在初始层上以形成增材制造部件。由乙基纤维素聚合物形成的制品可以用于诸如与制药和食品工业有关的许多应用中。

技术领域

本发明涉及一种增材制造生物可降解和生物相容性聚合物的材料和方法。具体地说，本发明是关于一种用于形成乙基纤维素部件的增材制造方法和由其制成的部件。

背景技术

热塑性聚合物的增材制造是众所周知的。例如，通常也被称为塑料喷印的熔丝制造(FFF)已经被用于通过使用热塑性长丝来形成3D部件，所述热塑性长丝被拉入喷嘴中，加热，熔化并随后被挤出，其中挤出的长丝在冷却时熔合在一起(参见例如美国专利号5,121,329和5,503,785)。由于该技术需要长丝熔化和挤出，所以材料仅限于热塑性聚合物和需要复杂的装置。此外，该技术需要支撑结构，它们在制造复杂部件时也被挤出，这些支撑结构必须能承受形成部件所需的高温，同时也易于通过例如溶解来去除。

选择性激光烧结或熔化(SLS或SLM)已有使用，通过在粉末床中选择性烧结粉末来制造3D部件(参见例如美国专利号5,597,589)。在这种方法中，使用CO₂激光选择性地烧结保持在高温下的粉末床。一旦第一层已被烧结，则计量出另一层粉末，重复进行选择性烧结直至制成所需的3D部件。由于粉末必须被烧结或熔化，因此SLS的缺陷在于需要复杂的装置和使用具有非常特殊特性的热塑性聚合物，从而允许烧结而不会有翘曲、塌陷，并且特别是在层之间实现期望的熔合。这通常限制了主要适用于聚酰胺(即尼龙)或含尼龙的复合粉末。

立体光刻(SLA)或光固化也被用于制造聚合物部件(参见例如美国专利号4,575,330)。SLA使用紫外激光器从桶中的可光固化树脂堆积连续层。被制造的部件由桶内的台板支撑，该台板在每一层被光固化时下移以形成部件。就像SLS和FFF一样，SLA仅限于特定的可光固化聚合物树脂，并且需要复杂的装置来形成部件。

希望提供一种增材制造方法和由其制造的部件，可以避免诸如上述现有技术中的一个或多个问题。同样地，希望提供一种增材制造方法，用于这种方法的材料和具有可生物降解特性的部件。

发明内容

本发明的第一方面是一种增材制造方法，包括

(i)提供包含乙氧基含量为43％至52％的乙基纤维素聚合物和增塑剂的材料，

(ii)加热和通过喷嘴分配所述材料以形成沉积在基底上的挤出物，

(iii)在分配材料的同时移动基底、喷嘴或其组合，以便在基底和喷嘴之间以预定图案水平移动以在基底上形成材料的初始层，以及

(iv)重复步骤(ii)和(iii)以形成粘附或熔合在初始层上的材料连续层以形成增材制造部件。

本发明的第二方面是一种包含至少两层熔合在一起的多个材料挤出物的增材制造制品，其中所述材料挤出物包含乙氧基含量为43重量％至50重量％的乙基纤维素聚合物和增塑剂。

改进的增材制造方法可以用于形成可生物降解和甚至具有生物相容性(可吸收)的增材制造部件，其可用于多种应用，包括但不限于工业、健康、营养、药物等。

附图说明

图1是用本发明的方法制造的本发明的增材制造制品的侧视图。

具体实施方式