专利名称：在使用具有抗微生物性质的塑料粉末的情况下制备三维物体的方法以及用于这类方法的 ...的制作方法
在使用具有抗微生物性质的塑料粉末的情况下制备三维物 体的方法以及用于这类方法的具有抗微生物性质的塑料粉
末本发明涉及制备三维物体的方法，其中使用具有抗微生物性质的塑料粉末。本发 明还涉及这类具有抗微生物性质的塑料粉末。在某些领域，尤其在食品工业和医药领域，需要保持物品表面没有微生物，尤其没 有致病微生物如细菌和病毒。相关表面的灭菌通常是不可避免的，但对于许多应用是不切 实际的且在技术上完全不可实施或非常难以实施。此外，已知的是，可以设置这类具有抑制 微生物增殖的抗微生物涂层的表面。在此，利用某些物质的抗微生物作用。例如已知的是， 这类抗微生物涂层含有银，由此抑制微生物的某些新陈代谢过程，并且微生物因此不能再 增殖或被杀死。在通过选择性激光烧结或选择性激光熔融制备物体领域，由EP 1 911 468 A2已知这样制备抗微生物植入体，将银粉与生物相容性粉末，例如钛粉，宏观混合，然后将 混合物施加到基材上。然后，使该混合物层选择性地在激光的作用下熔融。整个植入体可 如此分层制得，或者可采用这种方式给成品植入体配备抗微生物涂层。由EP 0 911 142 Bl已知由聚酰胺12构成的粉末，由EP 1 431595已知由聚酰胺 11构成的粉末，它们都适于激光烧结。本发明的目的在于，提供制备三维物体的方法，利用该方法可以产生具有改善性 质和更广泛的应用可能性的物体。该目的通过权利要求1或11的方法和粉末形式的塑料材料得以解决。本发明的 其他改进方案在从属权利要求中给出。该方法具有以下优点在制备之后，所制得的物体自动具有这样的表面，该表面具 有抗微生物作用。塑料材料的激光烧结的应用范围由此得以扩大。因此，现今例如可以通 过激光烧结来制备通常以注塑方法制备并且用于食品领域和医药领域的物品。所制备物体表面的频繁且耗费巨大的灭菌能够得以避免。由依据附图对实施例的描述得到本发明的其他特征和优点。附图显示
图1激光烧结设备的示意图；图2根据一种具体实施方式
固化的一层塑料粉末的显微镜照片；图3a)激光烧结部分的厚度为20 μ m的切片的显微镜照片，该部分用根据本发明 的另一种塑料粉末烧结；图3b)激光烧结部分的厚度为20 μ m的切片的显微镜照片，该部分用根据本发明 的另一种塑料粉末烧结。图1中所示的激光烧结设备具有向上开放的容器1，在容器1中具有在垂直方向上 可移动的支撑体2，该支撑体支撑待形成的物体3并限定了构造区域。在垂直方向上如此调 节支撑体2，使得物体的每个待固化的层处于工作面4上。此外，为了通过电磁辐射施加可 固化的粉末形式的构造材料3a，设置涂敷器5。向涂敷器5中输送来自储存容器6的构造 材料3a。所述设备此外具有产生激光束7a的激光器7，通过偏转装置8将该激光束偏转到耦合窗9，并从该耦合窗通入到处理室10内，并在工作面4内的预定点上聚焦。此外，还设置控制单元11，通过该控制单元以协调的方式控制该设备的组件，以实 施构造过程。该设备还可具有加热装置12，利用其将所施加的粉末的层加热到低于所述构造材 料的熔点的工作温度。这类加热装置在使用作为构造材料的塑料粉末时特别有用。如此进行已知的激光烧结方法，使得将来自储存容器6的粉末3a —层一层地施加 到支撑体上或先前固化的层上并利用激光在每一层中相应于物体的横截面的位置上固化。作为构造材料使用具有抗微生物性质的粉末。优选每个单个的粉末颗粒具有抗微 生物性质。抗微生物性质是指阻止或至少抑制与所述粉末或与由所述粉末形成的物体接触 的微生物的增殖，和/或将微生物杀死。抗微生物性质包括针对所有微生物，尤其细菌和病 毒的上述作用。所述粉末形式的构造材料由塑料粉末，尤其是作为基础材料的聚合物，优选由聚 酰胺，尤其由聚酰胺12或聚酰胺11组成。但其他塑料同样也可考虑，例如聚苯乙烯或聚芳 醚酮(PAEK)或聚醚醚酮(PEEK)。该基础材料设置有带来抗微生物性质的添加剂。该抗微生物添加剂含有具有抗微 生物效果的物质。这类物质例如可以是贵金属，尤其是银。在此，所述添加剂如此均勻地在 粉末中分布，使得其在每个粉末颗粒中均勻存在。因此，每个粉末颗粒具有抗菌性质。添加 剂优选以含银组分的形式，如纯银、硝酸银和其他银盐、银离子和其他添加剂的形式存在。通过如上所述的方法，如此制备的物体的所有表面具有抗菌效果，因为在每个粉 末颗粒中存在具有抗微生物性质的添加剂。此外要确保的是，在烧结具有多孔结构的部分 的情况下，没有微生物能在空腔中生存，因为空腔壁的表面也具有抗菌效果。抗微生物添加剂以约0. 05约5重量％的范围，优选以约0. 1约2. 0重量％的范围 存在。该添加剂不限于单个组分，而是还可以包括多种组分。随后给出根据本发明的粉末或根据本发明的方法的具体实施例。在第一个实施例 中使用商业可获得的聚酰胺11粉末Rilsan ActiveES 7580 SA和Rilsan Active T 7547 SA (获自Arkema公司)。这两种粉末具有约0. 6重量％的在每个粉末颗粒中均勻分 布的银添加剂。在表1中给出了这些材料的常规特性表 1
聚合物 *MVR 占度(2. 16/235 : g/ΙΟ分钟滴该 )L时间 松ξ s g-&度 TWXm1 /CBl3 °C/%Tm2/Xm2 /XTc/Xc ν/%ES 7580 SA 0.88 1315 (t:25) 53 181/35181/17161. 5/16.5T 7547 SA 0.95 92.511 ( ιt,5) 59丨.2 185/35179. 5/17157. 8/17. 5Tm1Am1是熔点和在DSC测量中在第一次加热时的结晶份额。Tm2和Xm2是当第 次熔化试样时的相似的值。Te/xe是通过DSC测量确定的晶化温度和试样的结晶份额。表2和表3显示上述粉末的颗粒尺寸分布。
表 权利要求
1.制备三维物体的方法，该方法借助于电磁辐射或粒子辐射的作用通过以分层方式将 粉末形式的构造材料固化在各层中相应于所述物体的位置上，其中，使用具有抗微生物性 质的塑料粉末作为构造材料。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述抗微生物性质通过在粉末颗粒中存在的 抗微生物性添加剂产生。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，添加剂存在于构造材料的每个粉末颗粒中。
4.根据权利要求1-3任一项的方法，其特征在于，所述塑料粉末含有聚合物，优选聚酰胺。
5.根据权利要求1-4任一项的方法，其特征在于，所述塑料粉末含有聚酰胺11和/或 聚酰胺12。
6.根据权利要求2-5任一项的方法，其特征在于，所述添加剂含有贵金属，例如银。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述贵金属以金属形式或作为盐或作为离子存在。
8.根据权利要求2-7任一项的方法，其特征在于，所述添加剂以约0.05-约5重量％， 优选约0. 1-约2重量％的份额存在。
9.根据权利要求1-8任一项的方法，其特征在于，粉末的D50值为20μ m-150 μ m,优选 ^ 30 μ m- ^ 130 μ m, ^ 40 μ m-80 μ m。
10.根据权利要求1-9任一项的方法，其特征在于，使用激光辐射作为辐射。
11.塑料粉末，其适于借助于电磁辐射或粒子辐射的作用通过以分层方式将粉末形 式的构造材料固化在各层中相应于三维物体的位置来制备该三维物体，其中，所述塑料粉 末具有抗微生物性质，其特征在于，所述塑料粉末具有20 μ m-150 μ m,优选约30 μ m-约 130 μ m,尤其是 40 μ m-80 μ m 的 D50 值。
全文摘要
提供一种方法，在该方法中借助于电磁辐射或粒子辐射(7a)的作用通过以分层方式固化粉末形式的塑料材料(3a)来制备三维物体(3)，其中粉末形式的塑料材料(3a)具有抗微生物性质，使得所制备的物体(3)具有具备抗微生物作用的表面。所述抗微生物性质由存在于每个粉末颗粒中的添加剂造成。这类添加剂例如可以是贵金属，如银。所制备的物体尤其用于食品工业和医药技术。
文档编号B29C67/00GK102076483SQ201080001890
公开日2011年5月25日 申请日期2010年4月1日 优先权日2009年4月8日
发明者G·费洛, P·瓦尔茨, S·弗朗高瓦 申请人:Eos有限公司电镀光纤系统, 法国阿科玛股份有限公司