包含用聚合物涂覆的含金屬、金屬氧化物、金屬氮化物或半金屬氮化物的芯顆粒的粉末制造技術

本發明專利技術涉及包含用聚合物涂覆的含金屬、金屬氧化物、金屬氮化物或半金屬氮化物的芯顆粒的粉末。具體地，本發明專利技術涉及通過經由引入電磁能使各粉末層的區域選擇性熔融而制備成型體的逐層加工方法中使用的粉末，包含由完全或部分涂有沉淀聚合物的芯顆粒制備的復合顆粒，其中所述芯顆粒的d50中值粒徑是1?m或更大并且所述復合顆粒的d50中值粒徑與所述芯顆粒的d50中值粒徑之比是1.15或更大。本發明專利技術進一步涉及粉末的制備方法，此外還涉及通過逐層加工方法應用上述粉末制備成型體的方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及基于用聚合物涂覆的填料的在制備方法穩定性和密度方面具有優點的粉末，所述粉末在成形方法中的應用，此外還涉及應用所述粉末通過逐層加工方法使粉末層的區域選擇性熔融制備的成型體。在此前逐層熔融的區域冷卻和凝固后，可以從粉末床取出成型體。根據本專利技術的成型件此外比常規成型件表現出更低的變形趨勢。
技術介紹
最近經常遇到的任務是原型(Prototype)的快速提供。特別適合的方法是以粉末狀材料為基礎加工且其中所需結構是通過選擇性溶融和凝固以逐層方式制備的那些方法。懸垂(Oberhjingen)和底切(Hinterschnitten)的支持結構能夠在這里省略，因為圍繞熔融·區域的粉末床提供足夠的支持作用。同樣不再需要用以除去支撐的后續工作。這些方法還適合于小批量制備。逐層加工方法的選擇性在這里能夠例如通過施加接受劑，吸收劑，抑制劑，或通過掩模，或利用聚焦的能量引入，例如通過激光束，或利用玻璃纖維來提供。經由電磁輻射實現能量引入。特別適合于快速原型的目的的方法是選擇性激光燒結。在這一方法中，在腔室中的塑料粉末有選擇地和簡短地用激光束照射，并且遇到該激光束的粉末顆粒因此熔融。熔融顆粒融合(laufen ineinander)和進而迅速地凝固而獲得固體物質。借助這種方法可以通過重復照射一再新施加層而簡單并且快速生產三維產品。從粉末狀聚合物生產成型體的激光燒結(快速原型)方法詳細描述在專利文獻US6 136 948和WO 96/06881中。許多的聚合物和共聚物是被聲稱用于該應用中，實例是聚こ酸酯(Polyacetat)、聚丙烯、聚こ烯、離子聚合物和聚酰胺。非常適合的其它方法是描述在WO 01/38061中的SIV方法和描述在EP I 015 214中的方法。兩種方法都使用大面積紅外線加熱法以熔融粉末。第一種情形下通過施加抑制劑來實現熔化過程的選擇性，和第二種方法中，通過掩模實現它。DE 103 11 438中描述了另ー種方法。在這一方法中，熔化過程所需要的能量經由微波發生器引入并通過施加接受劑來實現選擇性。其它合適的方法是使用吸收劑的那些方法，該吸收劑存在于粉末內或通過噴墨法施加，如在 DE 10 2004 012 682. 8, DE 10 2004 012683. 6 和 DE 10 2004 020 452. 7 中所述那樣。所提及的快速原型或快速制造方法(RP方法或RM方法)可以使用粉末狀基材，尤其聚合物，優選選自聚酯、聚氯こ烯、聚縮醛、聚丙烯、聚こ烯、聚苯こ烯、聚碳酸酷、聚(N-甲基甲基丙烯酰亞胺)(PMMI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、離子聚合物、聚酰胺或它們的混合物。WO 95/11006描述了適合于激光燒結的聚合物粉末，當利用差示掃描量熱法在10-20°C /min的掃描速率下測定熔融行為時該聚合物粉末沒有顯示熔融峰和重結晶峰的重疊，該聚合物粉末顯示出了同樣由DSC測定的10-90%的結晶度，具有30000-500000的數均分子量Mn,和具有在1-5范圍內的Mw/Mn商。DE 197 47 309描述了通過聚酰胺的再沉淀所獲得的具有提高的熔點和提高的熔融焓的尼龍12粉末的使用，所述聚酰胺是預先通過月桂內酰胺的開環和隨后縮聚制備的。這是尼龍(Polyamid) 12。DE 10 2004 003 485描述了具有至少ー個空腔的顆粒在逐層構建(schichtaufbauend)方法中的應用。所有顆粒在此包含至少ー個空腔，并且通過引入電磁能使所述包含空腔的顆粒熔融。所述粉末顆粒具有薄表面層。DE 102 27 224描述了用于3D粘結劑印刷的粒料，該粒料由配備有表面層的顆粒組成，該表面層包含非極性外部區域。然而，所述粉末顆粒的表面層薄。在現有技術中，將上述粉末有時為了增強與其它顆粒例如，金屬顆粒、玻璃顆粒或TiO2顆粒混合。然而，這里的缺點是這類型的粉末混合物的處理通常導致脫混現象，使得不再能獲得希望用所述增強材料達到的機械性能的恒定性。其中填料比例太高的區域變得非常脆性并因此不可用，包含太少填料的區域比預計的更軟。脫混源于聚合物顆粒和填料的不同密度，并傾向于在粉末混合物的任何運輸期間和其處理期間或多或少地顯現。特別地，如果粉末的處理以快速制造方法自動化，則在所制備的部件性能方面出現難以控制的偏差。WO 2007/051691描述了通過在無機顆粒存在下使聚酰胺沉淀制備基于聚酰胺的超細粉末的方法，其中使用無機顆粒懸浮在醇屬介質中的懸浮液，其中所述無機顆粒的中值粒度在O. 001-0. 8 Mffl的范圍。在此獲得細聚酰胺粉末，由于它們的尺寸小，所述無機顆粒均勻分布在復合顆粒中。所述方法目的在于達到粉末的著色和獲得由其形成的成型體。所述措施不改變成型件的機械性能。本專利技術的目的是消除脫混現象的問題并達到增強材料希望在成型體中獲得的機械性能的恒定性方面的改進。
技術實現思路
所述技術目的通過ー種粉末達到，該粉末是逐層加工方法中使用的粉末，在該逐層加工方法中經由引入電磁能使各粉末層的區域選擇性熔融以制備成型體，該粉末包含由完全或部分涂有沉淀聚合物的芯顆粒制備的復合顆粒，其中所述芯顆粒的d5(l中值粒徑是IMm或更大并且所述復合顆粒的d5(l中值粒徑與所述芯顆粒的d5(l中值粒徑之比是I. 15或更大。芯顆粒的粒徑的數據在此基于在待形成的復合顆粒中表示芯的顆粒。制備成型體的逐層加工方法優選是選擇性激光燒結。由于聚合物和填料之間的牢固鍵接，根據本專利技術的粉末不再經歷脫混問題，和這導致由所述粉末制備的成型體的機械性能恒定性方面的改進。因為脫混在根據本專利技術的粉末中不再發生，所以可以在構造中由所述粉末來制備均勻組件和具有均勻質量的組件。源于聚合物和芯顆粒之間的牢固鍵接的持久均勻組成，顯著地改進粉末的可再循環性，即使經歷多個階段時仍如此。芯顆粒的尺寸此外在芯顆粒，以及復合顆粒本身的處理期間在更少粉塵產生和更少靜電帶電方面提供優點。在沉淀方法中，當與納米范圍中的顆粒進行對比時，懸浮液的可流動性在更大顆粒(即顆粒尺度I Mffl或更大)的情況下更高，原因在于接觸面積更小。在使用根據本專利技術的粉末時也有優點根據本專利技術的粉末可以在更大的包裝単元中儲存、運輸和使用，而不會發生脫混。在激光燒結方法的進行中由此還能實現更大的產物接受器(Produktvorlage),即可以將更多粉末裝填入樣品進料容器,和/或樣品進料容器的尺寸可以定制得更大，而對所得組件的質量不會造成任何不利影響。另外，接受器中的流態化不導致現有技術中的系統中較經常觀察到的脫混。因為本專利技術粉末具有由聚合物制成的外殼，所以能量通過激光的引入也更均勻。在現有技術中的粉末中，激光有時遇到聚合物顆粒并有時遇到填料顆粒。取決于填料類型，結果可能在極端情況下從能量的幾乎完全吸收到幾乎完全反射改變。根據本專利技術的粉末有利地避免這些麻煩。現已發現，通過使用具有I Mffl或更大的d5(l中值粒徑的芯顆粒作為與聚合物牢固鍵接的增強材料(復合顆粒)，可以經由逐層加工方法(其中使各粉末層的區域選擇性熔融)制備成型體，該成型體在密度和變形趨勢方面具有優點并且采用這種成型體與由現有技術中的增強聚合物粉末制成的那些成型體相比在加工恒定性方面具有更好性能。金屬顆粒和/或金屬氧化物顆粒、金屬本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于逐層加工方法的粉末，在該逐層加工方法中通過引入電磁能使各粉末層的區域選擇性熔融以生產成型體，該粉末包含由完全或部分涂有沉淀聚合物的芯顆粒制備的復合顆粒，其中所述芯顆粒的d50中值粒徑是1？μm或更大，并且所述復合顆粒的d50中值粒徑與所述芯顆粒的d50中值粒徑之比是1.15或更大。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：W迪克曼，FE鮑曼，M格雷貝，K瓦恩克，S蒙沙伊默，
申請(專利權)人：贏創德固賽有限公司，
類型：發明
國別省市：