[发明专利]三维（3D）打印方法和系统

说明书

在三维打印方法的示例中，选择性地施加液体功能剂。该液体功能剂包括i)能量源材料或ii)能量阱材料。施加金属构造材料或陶瓷构造材料。在以下中的任一种条件下选择性地施加液体功能剂：在金属构造材料或陶瓷构造材料之前、在金属构造材料或陶瓷构造材料之后或者在金属构造材料或陶瓷构造材料之前和之后。液体功能剂将金属构造材料或陶瓷构造材料图案化以形成复合层。金属构造材料或陶瓷构造材料中的至少一些暴露于能量。引发涉及i)能量源材料或ii)能量阱材料的反应以改变复合层的热状态。

技术领域

本公开涉及三维（3D）打印方法和三维（3D）打印系统。

背景技术

除了家庭和办公室使用之外，喷墨技术已经扩展到高速、商业和工业打印。喷墨打印是一种非冲击打印方法，其利用电子信号控制和引导墨滴或墨流沉积在介质上。为了实现高速打印，一些商业和工业喷墨打印机利用固定的打印头和移动的基底纸幅。目前的喷墨打印技术涉及通过热喷射、压电压力或振荡将墨滴强制通过小喷嘴到介质表面上。由于包括低打印机噪音、高速记录和多色记录的能力的多种原因，这种技术已成为在各种介质表面（例如纸）上记录图像的普遍方式。

喷墨打印也已被用于以三维（3D）打印来打印液体功能材料。3D打印可以是用于从数字模型制作三维固体部件的增材打印过程。3D打印通常用于快速产品原型制作、模具生成、模具主体（mold master）生成和短期制造。一些3D打印技术被认为是增材过程，因为它们涉及施加连续的材料的层。这与传统的机械加工过程不同，后者通常依赖于去除材料来创建最终部件。3D打印通常需要构造材料的固化或融合（fusing），对于某些材料可以使用热辅助挤出、熔化或烧结来完成该固化或融合，而对于其他材料可以使用数字光投射技术来完成该固化或融合。

发明内容

本公开提供了一种三维（3D）打印方法，包括：

选择性地施加液体功能剂，所述液体功能剂包括i）能量源材料或ii）能量阱材料但不包括能量吸收剂；

施加金属构造材料或陶瓷构造材料；

其中在以下中的任一种条件下选择性地施加所述液体功能剂：在所述金属构造材料或陶瓷构造材料之前、在所述金属构造材料或陶瓷构造材料之后或者在所述金属构造材料或陶瓷构造材料之前和之后，并且其中所述液体功能剂将所述金属构造材料或陶瓷构造材料图案化以形成复合层；

将所述金属构造材料或陶瓷构造材料中的至少一些暴露于能量；以及

引发涉及i）所述能量源材料或ii）所述能量阱材料的反应以改变所述复合层的热状态，

其中所述能量源材料选自由以下组成的组中：具有硝基基团的有机分子、硝酸的有机酯、甘露醇的硝酸盐、季戊四醇的硝酸盐、硝酸的有机盐、氯酸的有机盐和高氯酸的有机盐、糖、糖醇、沸点大于水的沸点的脂族烃、沸点大于水的沸点的芳族烃、沸点大于水的沸点的醇、六亚甲基四胺和碳颗粒的分散体、肼、单甲基肼、二甲基肼、苯胺、糠醇、松节油和四甲基乙二胺；

其中所述能量阱材料包括甘油、乙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-戊二醇、山梨糖醇和尿素；

其中涉及所述能量源材料的所述反应是产生气态副产物的氧化反应；并且

其中涉及所述能量阱材料的所述反应是其中所述能量阱材料的相从液体变成气体或固体变成气体的物理反应。

本公开还提供了一种三维（3D）打印系统，包括：

金属构造材料或陶瓷构造材料的供应物；

构造材料分配器；

液体功能剂的供应物，所述液体功能剂包括i）能量源材料或ii）能量阱材料但不包括能量吸收剂；

用于选择性地分配所述液体功能剂的施加器；

控制器；