[发明专利]三维(3D)印刷

说明书

在三维印刷方法实例中，选择性施加液体功能剂。液体功能剂包含合金化剂。施加金属构建材料。在金属构建材料之前、在构建材料之后或在构建材料之前和之后选择性施加液体功能剂。液体功能剂图案化金属构建材料以形成复合层。至少一部分金属构建材料暴露于能量以熔融所述至少一部分金属构建材料以形成层。在接触时或在能量暴露后，该合金化剂与该构建材料改变该复合层的组成。

发明背景

除了家庭和办公应用之外，喷墨技术已经扩展至高速商业和工业印刷。喷墨印刷是一种非击打式印刷方法，其利用电子信号控制和引导墨滴或墨流以沉积在介质上。一些商业和工业喷墨印刷机采用固定式印刷头和移动的基底网幅以实现高速印刷。目前的喷墨印刷技术涉及通过热喷射、压电压力或振荡迫使墨水液滴穿过小的喷嘴到达介质表面上。出于许多原因，包括低印刷机噪音、高速记录和多色记录的能力，这种技术已经成为在各种介质基底(例如纸张)上记录图像的流行方法。

喷墨印刷也已用于在三维(3D)印刷中印刷液体功能剂。3D印刷可以是用于由数字模型制造三维固体部件的增材印刷方法。3D印刷常常用于快速产品原型设计、模具生成、母模生成和短期生产。一些3D印刷技术被视为增材方法，因为它们涉及施加连续的材料层。这不同于传统的机械加工方法(其通常依赖于除去材料以创建最终的部件)。3D印刷常常需要固化或熔融构建材料，这对一些材料来说可以使用热辅助挤出、熔融或烧结来实现，对其它材料来说可以使用数字光投影技术来实现。

附图概述

参照下列详述和附图，本公开的实例的特征将变得显而易见，在下列详述和附图中，相同的附图标记对应于类似的(虽然也许并不相同)组件。为了简洁起见，具有先前描述的功能的附图标记或特征可能结合它们出现在其中的其它附图进行描述或不进行描述。

图1是显示本文中公开的3D印刷方法的实例的流程图；和

图2是本文中公开的3D印刷系统的实例的简化等距视图。

发明详述

本文中公开的三维(3D)印刷方法和3D印刷系统的某些实例采用选择性激光熔融(SLM)。在选择性激光熔融过程中，激光束瞄准构建材料(也称为构建材料粒子)层的所选区域(在某些情况下小于整个层)。来自激光束的热量使激光束下的构建材料熔融。这使得该构建材料熔合、结合、固化等等，以形成该3D部件的层。

本文中公开的3D印刷方法和3D印刷系统的实例使用含有合金化剂(alloyingagent)的液体功能剂，该合金化剂可以分散在水性或非水性连结料中。该合金化剂可以是能够与构建材料形成合金的元素金属(在本文中也称为合金元素)。该合金化剂还可以是合金元素前体，其发生反应(或一系列反应)以释放合金元素(例如元素金属)，其随后与该构建材料形成合金。

在本文中公开的方法的实例中，该液体功能剂用于图案化至少一部分该构建材料以形成复合层。通过自发合金化或能量诱导合金化，该合金化剂与该构建材料的组合通过形成合金来改变该复合层的组成。

在本文中公开的方法的一些实例中，在暴露于构建材料时，该合金化剂能够与该构建材料自发合金化。取决于所用的合金化剂和构建材料，这种自发合金化可以在室温下发生，或可能涉及产生足以局部熔融该金属的热量的放热反应。在这些情况下，该3D印刷方法可能不涉及将复合层暴露于任何附加能量以形成该3D部件。或者，在这些情况下，附加的能量暴露可用于确保熔融该复合层以形成该3D部件。

在本文中公开的方法的其它实例中，在暴露于能量时，该合金化剂能够与该构建材料合金化。在这些实例中，能量引发该合金化剂与该构建材料的合金化。形成合金改变了该复合层(由该构建材料和该液体功能剂的某些组分生成)的组成。

在本文中公开的方法的再其它实例中，在暴露于能量时，该合金化剂能够发生一个或多个反应以释放合金元素，其能够与该构建材料合金化以形成合金。

在本文中公开的各实例中，该合金化剂用于改变组成，由此改变形成的部件的局部性质，而不是将构建材料粒子结合在一起。