[发明专利]用于生产打印质量提高的聚硅氧烷弹性体制品的方法

说明书

本发明提供从聚硅氧烷弹性体生产成形制品的增材3D打印方法，其特征在于，所述弹性体成形体是通过反复精确定位多份可交联聚硅氧烷材料并借助电磁辐射使其交联来逐步叠加。借助电离系统中和所述打印材料表面上存在的电荷。

本发明涉及从辐射交联的聚硅氧烷材料生产弹性体成形制品的增材3D打印方法，其特征在于，所述弹性体成形体是通过反复精确定位多份可交联聚硅氧烷弹性体打印材料并借助电磁辐射使其交联来逐步构建的(build up)。借助电离系统中和打印材料表面上存在的电荷。

背景技术

有多种加工方法可用于从可交联聚硅氧烷橡胶化合物生产弹性体成形制品。根据聚硅氧烷弹性体化合物的稠度和交联机制，例如，可通过注塑法、压塑法、挤出法、浇铸法等生产成形制品。所形成的成形聚硅氧烷制品的性质(硬度、断裂强度、可扩展性、色彩等)主要取决于可交联聚硅氧烷橡胶化合物的物理组成(并且还取决于加工条件，例如压力和温度)；换言之，就机械和光学性质来说，这些工艺通常主要提供大量各向同性的成形聚硅氧烷制品。

然而，在需要成形聚硅氧烷制品具有更复杂的几何形状、不同的材料组成和/或可变的性能特征时，现有的方法逐渐遇到了瓶颈。例如，适合于这一目的的注射模具的生产变得愈加费工费钱，或者基本上不可能生产。例如，在外假体和内假体领域，并且尤其在矫正术领域(例如，合成外耳，其较软和较硬部位(皮肤、软骨)彼此连续融合)，就存在这样的需求。借助常规加工方法也不可能实现从仿生学得知的极复杂结构。另外，消费制品趋向个性化和个体适应的大趋势需要较少产品数量，这意味着常规方法不再有效。原型(prototype)的生产也是如此。

对于成形制品生产逐渐变得重要的方法是增材制造方法(3D打印方法)，包括多种不同的技术，其共同的因素就是成形制品的自动化增材式层累加(A.Gebhardt,GenerativeFertigungsverfahren[增材制造方法(Addit ive Manufacturing Methods)],CarlHanser Verlag,Munich 2013)。所有增材制造方法的前提是以数字3D数据集形式表示所需成形制品的几何形状和任何其他性质(色彩、材料组成)，所述数据集可视为成形制品的虚拟模型。这种建模优选地借助各种3D-CAD(计算机辅助设计)构建方法来实现。可用于创建3D-CAD模型的输入数据也可以是3D测量数据，例如从CT(计算机断层摄影术)测量或MRT(磁共振断层摄影术)测量获得。之后，3D-CAD数据集必须用材料-、工艺-和系统-特有数据来补充，这是通过将其以适当格式(例如，STL、CLI/SLC、PLY、VRML、AMF格式)经由接口输出到增材制造软件包来实现。这个软件最终从几何信息生成虚拟切片，并考虑到组件在构建空间中的最佳取向、支持结构等。完整数据集最终使得可直接启动用于增材制造的机器(3D打印机)。

例如，软件程序如下：

1.以CAD格式构建组件

2.输出为STL数据格式

3.将3D模型分为与打印平面平行的多个层并生成GCode

4.把GCode传输至打印控制器

增材制造方法可用于多种材料和材料组合(例如，金属、塑料、陶瓷、玻璃)。例如，对于工件的增材制造，已建立多种现有方法，例如

-熔融沉积建模(FDM)，用于塑料和特殊合成树脂

-光固化立体成型，用于液体合成树脂

-激光烧结，用于金属、聚合物和陶瓷

-电子束熔化，用于金属

在FDM打印情况下，借助挤出机熔化固体塑料并逐片叠加工件。这类仪器的实例是German Reprap NEO。