[发明专利]三维陶瓷图案的喷墨印刷

权利要求书

1.一种使用喷墨印刷机形成三维(3D)陶瓷图案的方法，其包含：

a.提供喷墨印刷系统，所述喷墨印刷系统包含：

i.印刷头，所述印刷头具有：至少一个孔、预陶瓷油墨储集器和被配置成通过所述孔供应预陶瓷油墨组合物的预陶瓷油墨泵，其中预陶瓷油墨包含被配置成形成聚合物衍生的陶瓷互穿网络的组合物；

ii.传送器，所述传送器可操作地联接到所述印刷头、被配置成将衬底传送到所述印刷头；和

iii.计算机辅助制造(“CAM”)模块，所述计算机辅助制造模块包含：处理器；非易失性存储器，在所述非易失性存储器上存储一组存储在所述非易失性存储器上的可执行指令，所述可执行指令在被执行时致使所述处理器：接收表示所述三维陶瓷图案的3D可视化文件；生成表示用于印刷所述三维陶瓷图案的至少一个基本2D层的文件；接收与所述三维陶瓷图案相关的参数的选择；并且基于所述参数的选择中的至少一个来更改表示至少一个基本2D层的所述文件，其中所述CAM模块被配置成控制所述印刷头；

b.提供预陶瓷喷墨油墨组合物；

c.使用所述CAM模块，获得表示用于印刷的所述三维陶瓷图案的第一基本2D层的生成的文件，所述2D层包含预陶瓷图案的图案表示；

d.使用所述印刷头，形成对应于用于印刷的三维预陶瓷图案的所述第一基本2D层中的陶瓷表示的所述图案；

e.固化对应于所述三维陶瓷图案的所述2D层中的表示的所述预陶瓷图案；

f.在固化的步骤的同时或之后，热解对应于所述三维陶瓷图案的所述2D层中的所述陶瓷表示的所述图案，从而形成互穿的陶瓷聚合物衍生的网络；

g.去除所述衬底，从而制造第一三维陶瓷图案层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预陶瓷油墨包含被配置成通过溶胶-凝胶聚合而聚合的陶瓷成分，以及被配置成通过自由基聚合而聚合的乙烯基、甲基丙烯酸酯和有机成分中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其另外包含使用所述CAM模块，获得表示用于印刷的所述3D陶瓷图案的后续基本2D层的生成的文件；和重复用于形成后续三维陶瓷图案层的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其中被配置成通过溶胶-凝胶聚合而聚合的所述陶瓷成分为选自包含以下的组的单体和/或低聚物：原硅酸四乙酯、原硅酸四甲酯、钛酸四异丙酯、三甲氧基硅烷(TMOS)、三乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、聚二甲氧基硅烷、聚二乙氧基硅烷、乙烯基甲氧基硅氧烷、聚硅氮烷、异丙醇钛、异丙醇铝、丙醇锆、硼酸三乙酯、三甲氧基环硼氧烷二乙氧基硅氧烷-钛酸乙酯、二异丙醇双(乙酰丙酮)钛、硅烷醇poss、三仲丁醇铝、三异丁基铝、乙酰丙酮铝、1,3,5,7,9-五甲基环五硅氧烷、硅氧烷的聚(钛酸二丁酯)低聚物和Al-O-Al的低聚物、Ti-O-Ti的低聚物、Zn-O-Zn的低聚物或包含前述的组合物。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述被配置成通过自由基聚合而聚合的乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和有机成分中的至少一种为选自包含以下的组的单体和低聚物中的至少一种：多官能丙烯酸酯、其碳酸酯共聚物、其氨基甲酸酯共聚物，或包含前述的单体和/或低聚物的组合物。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多官能丙烯酸酯为1,2-乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、双酚-A-二缩水甘油醚二丙烯酸酯、羟基新戊酸新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚-A-二缩水甘油醚二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯或包含前述中的一种或多种的多官能丙烯酸酯组合物。