[发明专利]用于改进的增材制造部件的涂覆片材

说明书

本发明涉及一种用于改进的增材制造部件的涂覆片材。用于增材制造的涂覆片材包括由基础聚合物材料形成的基础聚合物层和由涂覆聚合物材料形成的涂覆聚合物层。至少涂覆聚合物材料易受响应于电磁辐射的介电加热的影响，从而促进在增材制造工艺期间相邻涂覆片材之间的融合。具体地，当电磁辐射被施加到相邻涂覆片材之间的至少一个界面区域时，每个涂覆片材的聚合物涂覆层熔化以横跨界面区域扩散，从而防止空隙的形成。基础聚合物材料和涂覆聚合物材料也可具有类似的熔点和相容的溶解度参数以进一步促进片材之间的融合。

技术领域

本公开涉及增材制造设备和方法，并且具体地涉及基于片材的增材制造。本文公开的增材制造工艺可用于生产包括环境控制管道、门板、工具、夹具、固定装置等的部件。本公开的示例可用于各种潜在应用，尤其是在运输行业中，包括例如航空航天、航海、汽车，以及例如用于辅助动力单元(APU)的壳体。

背景技术

根据部件的性能要求和制造设备的可用性，可以使用各种制造技术来制造部件和其它组件。例如，层压物体制造(LOM)是使用金属或塑料的片材或层的一种类型的增材制造技术。在该工艺中，第一层被放置在基底上并选择性地融合或压缩。一个或多个后续层被放置在第一层上面并选择性地融合或压缩以形成三维物体。在这些工艺中使用的片材或层可以由热塑性材料形成，例如聚碳酸酯、金属或其它类似构造的材料。基于片材的增材制造，例如LOM，可在片材之间引入空隙，从而导致物体结构完整性降低。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种用于增材制造工艺的涂覆片材。该涂覆片材包括：形成为第一片材的基础聚合物层，该基础聚合物层由具有第一介电损耗因子的基础聚合物材料形成；以及覆盖该第一片材的表面的至少一部分的涂覆聚合物层，该涂覆聚合物层由具有第二介电损耗因子的涂覆聚合物材料形成，其中该涂覆聚合物层的第二介电损耗因子大于该基础聚合物层的第一介电损耗因子。

根据本公开的另外的方面，制造用于增材制造工艺的涂覆片材的方法包括：将片材定位在基底上，所述片材由基础聚合物材料形成；将液体涂料施加至所述片材的外部的至少一部分，所述液体涂料由涂覆聚合物材料形成；以及干燥所述片材上的所述液体涂料以形成所述涂覆片材，其中，所述涂覆片材包括由所述片材形成的基础聚合物层和由干燥后的所述液体涂料形成的涂覆聚合物层。

根据本公开的另一方面，通过增材制造来制造物体的方法包括通过以下步骤来形成第一涂覆片材：提供由基础聚合物材料形成的第一片材；将液体涂料施加至第一片材的外部的至少一部分，所述液体涂料由涂覆聚合物材料形成；以及干燥第一片材上的液体涂料以形成第一涂覆片材，第一涂覆片材包括由第一片材形成的基础聚合物层和由干燥后的液体涂料形成的涂覆聚合物层。该方法还包括通过以下步骤来形成第二涂覆片材：提供由基础聚合物材料形成的第二片材；将液体涂料施加到第二片材的外部的至少一部分；以及干燥第二片材上的液体涂料以形成第二涂覆片材，第二涂覆片材包括由第二片材形成的基础聚合物层和由干燥后的液体涂料形成的涂覆聚合物层。该方法继续：相对于第二涂覆片材定位第一涂覆片材，使得第一涂覆片材的涂覆聚合物层在界面区域处覆盖第二涂覆片材的涂覆聚合物层；压缩第一涂覆片材和第二涂覆片材；以及使用电磁辐射介电加热至少第一涂覆片材的涂覆聚合物层和第二涂覆片材的涂覆聚合物层，从而使第一涂覆片材横跨界面区域融合到第二涂覆片材。

已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施方式中独立地实现，或者可以在其它实施方式中组合，其进一步的细节可以参考以下描述和附图看出。

附图说明

在所附权利要求中阐述了被认为是说明性示例的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性实施方式的以下详细描述，将最好地理解说明性实施方式以及优选使用模式、其进一步的目的和优点，在附图中：

图1是根据本公开的用于将第一片材转换成用于基于片材的增材制造工艺的涂覆片材的设备的示意图。

图2是将第二片材转化成涂覆片材的示意图。