[发明专利]材料套装

说明书

本公开涉及用于三维印刷的材料套装、三维印刷系统和三维印刷部件。该材料套装可以包括平均粒度为20μm至100μm的热塑性聚合物粉末、包含过渡金属的导电熔融墨水和第二熔融墨水。该第二熔融墨水可以包含能够吸收电磁辐射以产生热量的熔融剂。该第二熔融墨水当印刷在该热塑性聚合物粉末上时提供比该导电熔融墨水更低的导电性。

发明背景

在过去几十年中，三维(3D)数字印刷方法——一种增材制造方法——在不断发展。已经开发了各种用于3D印刷的方法，包括热辅助挤出、选择性激光烧结(SLS)、光刻法等等。例如，在选择性激光烧结中，将粉末床暴露于来自激光的点加热以熔融在任何要形成物体处的粉末。这使得能够制造使用传统方法难以制造的复杂部件。但是，用于3D印刷的系统在历史上非常昂贵，尽管这些费用近来已经降低到了更可承受的水平。通常，3D印刷技术通过允许快速创建用于检查和测试的原型模型改善了产品开发周期。不幸的是，该概念在商业生产能力方面受到一定限制，因为3D印刷中所用材料范围同样受到限制。因此，在用于3D印刷的新技术和材料领域中继续进行研究。

附图概述

图1是根据本公开的实例的三维印刷系统的示意图；

图2是根据本公开的实例的具有印刷在该层一部分上的导电熔融墨水的热塑性聚合物粉末层的特写侧面剖视图；

图3是图2的层在该层已经根据本公开的实例固化之后的特写侧面剖视图；

图4是根据本公开的实例的由导电复合材料形成的迹线与通孔的对角线视图；

图5是根据本公开的实例的具有嵌入的迹线与通孔的三维印刷部件的对角线视图；

图6是根据本公开的实例的具有嵌入的迹线与通孔的三维印刷部件的侧面剖视图；和

图7是根据本公开的实例的具有嵌入的迹线与通孔的三维印刷部件的侧面剖视图。

附图描绘了本公开技术的几个实例。但是，应当理解本技术不限于所描绘的实例。

发明详述

本公开涉及三维印刷领域。更具体地，本公开提供了用于印刷具有导电特征的三维部件的材料套装和系统。在一种示例性印刷方法中，将聚合物粉末的薄层铺展在床上以形成粉末床。印刷头(如喷墨印刷头)随后用于在对应于要形成的三维物体的薄层的粉末床部分上印刷熔融墨水。随后将该床暴露于光源，例如通常为整个床。熔融墨水从光中吸收比未印刷粉末更多的能量。吸收的光能转化为热能，使该粉末的印刷部分熔化并聚结。这形成了固体层。在形成第一层后，在粉末床上铺展新的聚合物粉末的薄层并重复该过程以形成附加层，直到印刷完整的三维部件。这样的三维印刷过程可以以良好的精确度实现快速输出。

在本公开技术的一些实例中，导电熔融墨水可以与另一熔融墨水一起使用以形成具有导电特征的三维印刷部件。该导电熔融墨水可以喷射在需要为导电的粉末床的部分上，其它熔融墨水可以喷射在该粉末床的其它部分上以形成最终印刷部件的其它部分。本文中描述的材料、系统和方法可用于印刷具有多种电气配置的部件，如嵌入式电气元件和表面电气元件。本技术还可以形成由三维印刷实现的电气元件，这是使用标准电子制造技术不能实现的，如嵌入式线圈、对角线通孔等等。

在本公开的一些实例中，如用于三维印刷的材料套装可以包括热塑性聚合物粉末、导电熔融墨水和第二熔融墨水。该热塑性聚合物粉末可以包括平均粒度为20μm至100μm的粉末粒子。如本文中所用，除非另行规定，关于粒子性质的“平均”是指数均平均值。因此，“平均粒度”是指数均粒度。此外，“粒度”是指球形粒子的直径，或非球形粒子的最长尺寸。