[发明专利]具有降低的表面雾度的通过增材制造制成的三维物品

说明书

本文描述了通过将涂层施加到通过增材制造制成的三维物品的表面上来制造具有降低的表面雾度的三维物品的方法。

背景

技术领域

本文提供了通过将涂层施加到通过增材制造(additive manufacturing)制成的三维物品的表面上来制造具有降低的表面雾度的三维物品(article)的方法。本文还提供了降低三维印刷物品的雾度的方法。

相关技术的简要说明

增材制造正迅速成为传统制造技术的可行替代方案，并且在一些情况下是用于制造复杂零件的唯一实际的替代方案。

快速且经济地生产高透明度材料的能力是非常需要的。特别是增材制造和三维印刷已经成为用于有效开发原型的主流方法。具有高光学透明度的三维零件的制造仍然是一个问题，因为即使使用不包含着色剂的透明树脂通过增材制造来制造物品，此类树脂的固化也会导致产品着色。此外，表面粗糙度会导致光散射，并降低透明度。

国际专利申请公开号WO2005045523描述了用于制备具有高透明度和改善的机械性能的经固化的物品的可光固化的丙烯酸酯组合物。WO'523描述了通过三维印刷含有可阳离子固化的化合物和可自由基固化的化合物的混合组合物制成的三维物品如何往往会具有低的透明度和混浊度，并且描述了这种混浊度很可能部分是由于因不同的反应速率而加剧的可阳离子固化的化合物和可自由基固化的化合物的不良混溶性。WO’523还指出，在三维印刷中使用含某些丙烯酸酯、乙烯基醚或光酸(photoacid)的组合物往往会产生彩色物品。WO’523描述了可光固化的丙烯酸酯组合物，其包含环氧组分和甲基丙烯酸酯组分，还包含含丙氧基化甘油的组分，其中0-20重量％的环氧组分为缩水甘油基型。

Bhattachargee等人(Lab Chip，2016，16，1720-1742)描述了三维印刷物品的透明度如何不仅取决于制备所述物品所用树脂的组成，还取决于所述物品的表面粗糙度，所述粗糙度会导致光的分散和散射，从而导致雾度和透过该物品的透光率降低。

因此，即使使用无色组合物制造的物品也可能会遭受在所述物品的增材制造期间引起的表面粗糙度。这种表面粗糙度导致雾度并降低了物品的光学透明度和透过物品的透光率。

已经开发了几种降低表面粗糙度或雾度的方法，包括对用以制造三维零件的组合物进行改性、对所制造的零件的表面进行抛光、和用透明涂层处理所制造的零件的表面。

尽管已经开发出包括使用各种等级的砂纸对表面进行抛光和打磨的降低雾度的方法，但是物品光学透明度的改善程度受到限制。此外，对难以接近的表面进行砂纸打磨和抛光的能力也造成了问题，例如，接近诸如流体装置(fluidic device)之类的装置中的狭窄通道可能被证明富有挑战性。

用透明涂层对通过增材制造而制造的三维物品的表面进行处理也是已知的；然而，仍然需要找到能够显著改善透过部分透明的材料的透光率而不使物品着色的涂层。

WO0020517涉及包含马来酰亚胺化合物的可辐射固化的组合物，以及制备和使用这种组合物的方法。该组合物适合用于填充组合物例如油墨中。

US2017113443涉及包含以下的导电膜：基材；设置在所述基材上的导电层，其中该导电层包含多个纳米尺寸的导体；以及直接设置在所述导电层上的保护层，其中所述保护层包含具有全氟化主链的交联聚合物，并且其中假定所述保护层可以提高导电膜的光学性能。据报道，通过使用包含全氟化主链的交联聚合物，透光率提高3％。

尽管有现有技术，但仍希望提供用于提高包含透光塑料基材的物品的透光率而不会使物品着色的方法，其中所述物品具有表面雾度，而所述表面雾度是所述物品通过增材制造而进行的制造的假象(artefact)。

发明内容