有机硅弹性体制品的增材制造方法与流程

本发明涉及一种用于增材制造有机硅弹性体制品的方法。特别地，本发明涉及一种使用3d打印机增材制造有机硅弹性体制品和支撑件的方法。增材制造技术涵盖了不同的技术，这些技术的共同特征是成型部件的层的自动增材堆积。交联性有机硅组合物已被用在增材制造方法中，以生产三维弹性体有机硅制品或部件。为了打印具有复杂形状(例如至少5cm的高度、悬垂结构或空腔)的有机硅弹性体制品，有时需要在打印有机硅组合物的过程中使用支撑件。us2015/0028523公开了一种使用包含聚乙醇酸聚合物的支撑材料，利用增材制造系统打印3d部件的方法。但是需要在非常高的温度(大于150℃)下加热支撑材料以将其打印。us20180036953描述了使用支撑件材料组合物的3d模制品的增材制造方法，该组合物包含a)至少一种聚醚，b)至少一种颗粒状流变添加剂，和c)任选的其他附加物质。然而，这种方法需要使用有机溶剂(聚醚)并且该组合物看来不可重复使用。由于这些方法仍然存在一些缺点，因此需要提供一种改进的方法来3d打印具有复杂形状的有机硅弹性体制品。

背景技术：

技术实现思路

1、因此，本发明的基本目的是提供一种用于增材制造具有复杂形状的有机硅弹性体制品的方法。

2、本发明的另一个基本目的是提供一种用于增材制造有机硅弹性体制品的方法，其中可以使用具有不同粘度的有机硅组合物。

3、本发明的另一个基本目的是提供一种用于增材制造有机硅弹性体制品和支撑件的方法。

4、本发明的另一个基本目的是提供一种用于增材制造有机硅弹性体制品和支撑件的方法，其中该支撑件可以容易地去除。

5、本发明的另一个基本目的是提供一种用于增材制造有机硅弹性体制品和支撑件的方法，其中该方法易于实施。

6、本发明的另一个基本目的是提供一种用于增材制造有机硅弹性体制品和支撑件的方法，其中该支撑件可被再循环利用。

7、本发明的另一个基本目的是提供一种可用于增材制造有机硅弹性体制品的支撑件。

8、概述

9、这些目的以及其他目的通过本发明得以实现，本发明首先涉及一种使用选自挤出式3d打印机和3d喷射打印机的3d打印机增材制造有机硅弹性体制品和支撑件的方法，所述方法包括以下步骤：

10、1)使用支撑件材料组合物v打印支撑件的至少一部分；

11、2)打印作为有机硅弹性体制品的前体的可交联有机硅组合物x的至少一部分；

12、步骤1)和2)同时或相继进行，并且当步骤1)和2)相继进行时，步骤1)能够在步骤2)之前进行，或者步骤2)能够在步骤1)之前进行；

13、3)任选地，重复步骤1)和/或步骤2)；和

14、4)使作为有机硅弹性体制品的前体的可交联有机硅组合物x交联，任选地通过加热来进行，以获得有机硅弹性体制品；

15、其特征在于，所述支撑件材料组合物v包含：

16、-3％重量-30％重量的至少一种纳米粘土，和

17、-至少50％重量的水，优选软化水或蒸馏水。

18、包含纳米粘土和水的支撑件组合物材料v具有良好的触变性，因此可用于3d打印。特别地，它避免了经打印的有机硅组合物的塌陷或变形。因此能够使用这种方法打印具有复杂形状(如悬垂结构)的有机硅弹性体制品。

19、而且，支撑件材料组合物v可容易地例如通过溶解在溶剂中和/或机械地去除。还可以回收支撑件材料组合物v。

20、支撑件组合物材料v的另一个优点是它的透明性。因此可以将有机硅弹性体制品和透明支撑件的构建可视化。

21、本发明还涉及支撑件材料组合物v用于优选通过挤出来3d打印支撑件的用途，该支撑件材料组合物v包含：

22、-3％重量-30％重量的至少一种纳米粘土，和

23、-至少50％重量的水。

1.使用选自挤出式3d打印机和3d喷射打印机的3d打印机增材制造有机硅弹性体制品和支撑件的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中支撑件材料组合物v在10s-1的剪切速率下的粘度为小于或等于500pa.s，并且在0.01s-1的剪切速率下的粘度为大于或等于500pa.s。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中支撑件材料组合物v包含3-16％重量、优选3.5-16％重量、更优选4-12％重量并且甚至更优选4-10％重量的至少一种纳米粘土。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该纳米粘土选自：

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该纳米粘土选自绿土，优选选自皂石、水辉石、锌蒙脱石、硅镁石、锂蒙脱石、蒙脱石、贝得石、绿脱石、铬膨润石fluorohactite、laponite及其混合物。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该支撑件材料组合物进一步包含至少一种选自以下的添加剂：

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述支撑件材料组合物v进一步包含：

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该3d打印机是挤出式3d打印机。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该可交联有机硅组合物x通过聚加成反应或通过缩聚反应可交联。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该方法还包括机械地或通过溶解在溶剂中、优选通过溶解在水中来去除支撑件的步骤。

11.支撑件材料组合物v用于3d打印支撑件的用途，该支撑件材料组合物v包含：

12.支撑件材料组合物v用于使用3d打印机增材制造有机硅弹性体制品和支撑件的用途，该3d打印机优选挤出式3d打印机，该支撑件材料组合物v包含：