[发明专利]预处理组合物

说明书

本公开涉及油墨组、材料组和三维打印系统。油墨组可包括：包括金属氯化物盐的预处理组合物、包括过渡金属的导电熔融油墨和第二熔融油墨。该第二熔融油墨可包括能够吸收电磁辐射以产生热量的熔融剂。

背景技术

在过去的几十年中，三维(3D)数字打印(一类增材制造)的方法不断发展。已经开发了各种3D打印方法，包括热辅助挤出、选择性激光烧结、光刻以及其他方法。在选择性激光烧结中，例如，粉末床暴露于来自激光的点热量以在任何待形成物体的地方熔化粉末。这允许制造难以使用传统方法制造的复杂部件。然而，用于3D打印的系统在历史上一直非常昂贵，尽管最近这些费用已经下降到更实惠的水平。通常，3D打印技术通过允许快速创建用于检查和测试的原型模型来改善产品开发周期。遗憾的是，该概念在商业生产能力方面受到了一定限制，因为3D打印中使用的材料范围同样受到限制。因此，在3D打印的新技术和材料领域继续进行研究。

附图说明

图1是根据本公开的示例的热塑性聚合物粉末层和预处理组合物的特写侧截面图。

图2是根据本公开的示例的热塑性聚合物粉末层、导电熔融油墨和第二熔融油墨的特写侧截面图。

图3是根据本公开的示例的热塑性聚合物粉末层和在层的一部分中的过渡金属颗粒的特写侧截面图；

图4是根据本公开的示例的热塑性聚合物粉末层的特写侧截面图，其中在该层的一部分中具有过渡金属颗粒，该部分已经固化以形成与烧结的过渡金属颗粒基体互锁的熔融热塑性聚合物颗粒的基体；和

图5是根据本公开的示例的三维打印系统的示意图。

该图描绘了本公开技术的一个示例。然而，应理解，本技术不限于所描绘的示例。

具体实施方式

本公开涉及三维打印领域。更具体地，本公开提供了油墨组、材料组和系统，用于打印具有导电特征的三维部件。在示例性打印过程中，将热塑性聚合物粉末的薄层铺在床上以形成粉末床。然后使用打印头(比如喷墨打印头)在粉末床的对应于要形成的三维物体的薄层的部分上打印熔融油墨。然后将床暴露于光源，例如通常是整个床。熔融油墨比未打印的粉末吸收更多来自光的能量。吸收的光能转换成热能，使粉末的打印的部分熔化并聚结。这形成了固体层。在形成第一层之后，将新的聚合物粉末的薄层铺在粉末床上，并重复该过程以形成附加层，直到打印完整的三维部件。这样的三维打印过程可以以高准确度实现快速的生产能力。

在本发明公开的技术的一些示例中，导电熔融油墨可打印在粉末床的一部分上，以在三维打印部件中形成导电特征。这样的油墨的一个示例包括银金属纳米颗粒的分散体。该类型的油墨通常打印在具有涂层的特有介质上，该涂层给予介质光滑的表面，并且还包括帮助创建导电打印元件的化学组分。然而，在本公开的三维打印过程的情况下，这样的油墨可能打印到具有非常粗糙的表面且不包括存在于这样的特有介质中的化学组分的粉末床上。因此，当将导电油墨单独打印到粉末床上作为三维打印过程的部件时，所得部件有时可能缺乏导电性。

因此，本技术提供一种预处理组合物，该预处理组合物可在导电熔融油墨之前施加到粉末床上。预处理组合物可包括金属氯化物盐，比如碱金属氯化物盐或碱土金属氯化物盐。在一些情况下，预处理组合物中的金属氯化物盐可有效地将分散剂从导电熔融油墨中的过渡金属颗粒表面除去。这可使过渡金属颗粒烧结在一起，形成导电结构。在一些示例中，可将预处理组合物喷射在粉末床的部分上，然后是导电熔融油墨以形成导电部分，并且可将另一种熔融油墨喷射在粉末床的其他部分上以形成最终打印部件的绝缘部分。本文描述的材料、系统和方法可用于打印具有各种各样电气配置的部件，比如嵌入式电子元件和表面电子元件。本技术还可实现通过三维打印形成电子元件，这是使用标准电子制造技术(比如嵌入式线圈、对角孔(diagonal vias)等)不可能实现的。

在本公开的一些示例中，油墨组可包括预处理组合物，该预处理组合物包括金属氯化物盐、包括过渡金属的导电熔融油墨以及包括能够吸收电磁辐射以产生热量的熔融剂的第二熔融油墨。