[发明专利]聚合物粉末及其使用方法

说明书

本申请涉及制备用于SLS的PEKK粉末的方法，其包括以下步骤：提供未加工的非粉末PEKK材料；热处理所述未加工的PEKK以使所述未加工的PEKK中至少基本上所有的液体溶剂蒸发，使得至少基本上所有的所述未加工的PEKK为不规则形状颗粒的形式；冷却所述未加工的PEKK；和研磨所述未加工的PEKK以形成PEKK粉末。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月15日提交的美国临时申请号62/446,470、2017年1月15日提交的美国临时申请号62/446,460；2017年1月15日提交的美国临时申请号62/446,462；和2017年1月15日提交的美国临时申请号62/446,464的权益。这些在先申请的内容全部并入本申请以作参考。

技术领域

本申请总地涉及增材制造(additive manufacturing)科技和技术，更具体地涉及用于选择性激光烧结(“SLS”或“LS”)的聚醚醚酮(“PEKK”)共聚物粉末、制备PEKK共聚物粉末(下文称为“PEKK粉末”)的方法、和使用PEKK粉末增材制造物体的方法。

背景技术

已知使用增材制造科技和技术连同聚合物粉末来制造应用于各个行业(例如，航空航天，工业，医药等)的高性能产品。

SLS是使用来自激光的电磁辐射来选择性地使粉末材料熔化成所需3-D物体的增材制造技术。激光如下选择性地使粉末材料熔化：将从所需物体的3-D数字描述产生的横截面层扫描到粉末材料床的顶层上。在扫描了横截面层之后，使粉末床在z轴方向上降低一个层厚度，将新的粉末材料顶层施用于粉末床，重新扫描粉末床。重复该方法，直到完成物体。当完成时，在未熔化的粉末材料的“饼”中使物体成形。从饼中提取出成形的物体。可以将来自饼的粉末材料回收、筛分、并与未使用的粉末材料合并用于后续的SLS方法。

PEKK粉末在SLS方法中是特别有用的，因为已经从PEKK粉末制造的物体的特征在于低可燃性、良好的生物相容性、和高的耐水解性和耐辐射性。在升高温度的耐热性以及耐化学性使PEKK粉末区别于普通塑料粉末。

SLS机器通常将置于粉末床上的PEKK粉末预加热至接近于粉末熔点的温度。预加热PEKK粉末使得激光较易将PEKK粉末的温度升至熔化点，并抑制在冷却过程中成形的物体出现不需要的变形。预加热PEKK粉末的技术讨论于，例如，2014年8月29日提交的美国专利申请号14/472,817中。

对于经由SLS使用下述PEKK粉末制造物体的需求在不断增长，所述PEKK粉末具有改善的强度(例如，在z轴方向上的改善的拉伸强度)、改善的形状精度、且具有较少结构缺陷或不具有结构缺陷(例如，由于不适当熔化层带来的缺陷)。

本发明的各方面涉及这些和其它问题。

发明内容

本发明的方面涉及下述发现，即，一个或多个上述问题可以如下克服：热处理未加工的PEKK共聚物材料(下文称为“未加工的PEKK”)，而不是像本领域通常所做的预加热PEKK粉末。然后将热处理的未加工的PEKK共聚物材料研磨以形成PEKK粉末。与如上所述预加热的现有技术PEKK粉末的球形形状颗粒相比，PEKK粉末的颗粒是不规则形状的。

与现有技术球形形状PEKK粉末颗粒相比，不规则形状PEKK粉末颗粒较刚性地填装在一起。认为的是，总体而言，床填料的稳定性越大，形状精度越好，且可能对机器瞬变的耐受性越大，所述机器瞬变会另外导致制造物体产生变形。也认为由不规则形状PEKK粉末颗粒产生的空隙的形状(例如，尺寸，形状分布)相比于由球形形状PEKK粉末颗粒产生的空隙的形状提供了不同的固结模式，得到增强的性能一致性以及可能的改善性能。