[发明专利]使用高性能聚烯烃的增材制造方法

说明书

使用增材制造技术制造制品的方法可以包括将聚合物组合物熔融；用一种或多种活化剂将聚合物组合物活化；和将熔融的聚合物组合物沉积以制造制品。制品可以包括聚烯烃组合物的多个打印层，其中聚烯烃组合物由活化的聚烯烃组合物的沉积制备，其中聚烯烃组合物通过一种或多种活化剂活化。

背景

快速原型(rapid prototyping)或快速制造过程是旨在尽可能在没有人工干预或使用模具的情况下将可用的三维CAD数据直接并且快速地转化为工件的制造过程。在快速原型中，部件或组件的建造通常以增材的、逐层的方式完成。与本质上主要为减少的常规制造方法相比，以增材的或逐层的方式制造部件或组合件的那些技术称为“增材制造”(additive manufacturing,AM)。增材制造通常被公众称为“3D打印”。

目前存在多种基础AM技术：材料挤出、材料喷射、粘结剂喷射、材料喷射、桶式光聚合(vat photopolymerization)、片材层压、粉末床熔融和定向能量沉积。这些AM技术中最广泛使用的基于材料挤出。尽管存在一些不同，但是该技术通常包括以连续丝的形式将热塑性聚合物进料至加热的喷嘴中，在那里热塑性塑料丝变成粘性熔体并且因此可以被挤出。通过步进电动机和计算机辅助制造(CAM)软件精确控制喷嘴或挤出机组件的3维移动。将物体的第一层沉积在构造基板上，而通过由于温度下降造成的凝固将另外的层依次沉积并且熔合(或部分熔合)至前一层。继续该过程，直到完全建造出3维部件，并且移除任何临时支撑材料。

常见的材料挤出类型包括熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)和熔丝制造(fused filament fabrication,FFF)。存在多种目前在材料挤出过程中使用的热塑性聚合物，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚(乳酸)(PLA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、聚己内酯(PCL)和聚酰胺以及一些其他聚合物材料。

概述

提供该概述以介绍以下在详述中进一步描述的构思的选择。该概述并非意在确定所要求保护的主题的关键或必需特征，也并非意在用作帮助限制所要求保护的主题的范围。

在一个方面，本文中所公开的实施方案涉及一种使用增材制造技术制造制品的方法，其包括将聚合物组合物熔融；用一种或多种活化剂将聚合物组合物活化；和将熔融的聚合物组合物沉积以制造制品。

在另一个方面，本文中所公开的实施方案涉及一种通过以下方式制备的制品：将聚合物组合物熔融；用一种或多种活化剂将聚合物组合物活化；和将熔融的聚合物组合物沉积以制造制品。

在又一个方面，本文中所公开的实施方案涉及一种制品，其包括聚烯烃组合物的多个打印层，其中聚烯烃组合物由活化的聚烯烃组合物的沉积制备，其中聚烯烃组合物通过一种或多种活化剂活化。

根据以下描述和所附权利要求，要求保护的主题的其他方面和优点将会是明显的。

附图简述

图1是示出根据本公开实施方案的聚合物样品的作为角频率的函数的复数粘度的图示。

图2是示出根据本公开实施方案的聚合物样品的作为拉伸速率的函数的熔体强度的图示。

图3是尺寸排阻色谱(SEC)结果的图示，其示出根据本公开实施方案的聚合物样品的作为分子量对数的函数的重量分数。

图4-7是根据本公开实施方案的3D打印聚合物的显微图像。

图8-10是根据本公开的3D打印聚合物的物理性质的图示。

详述