用于制备多相复合3D物体的方法与流程

本发明属于用于三维(以下称为“3d”)打印的化学材料，特别涉及一种用于制备多相复合3d物体的方法以及可通过该方法获得的多相复合3d物体。

背景技术：

1、使用可固化聚合物的3d打印技术，例如立体光刻(sla)、数字光处理(dlp)或光聚合物喷射(ppj)，已被用于许多应用中，比如助听器或牙科部件的快速成型和快速制造方法。然而，亟需开发一种用于制备具有改进特性的3d物体的简单方法。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种用于制备包括内核和外壳的多相复合3d物体的方法。

2、本发明的另一个目的是提供一种可通过根据本发明的方法获得的多相复合3d物体。

3、已经出人意料地发现，上述目的可以通过以下实施例实现：

4、1.一种用于制备包括内核和外壳的多相复合3d物体的方法，该方法包括：

5、(a)生成3d物体的3d模型的内核和外壳的数据；

6、(b)根据所生成的数据，从至少一种第一组合物构建所述3d模型的内核并从至少一种第二组合物构建所述3d模型的外壳，其中，该内核通过从第一分配器分配至少一种第一组合物来构建；以及

7、(c)凝固至少一种第一组合物和至少一种第二组合物，以获得多相复合3d物体，

8、其中，至少一种第一组合物的凝固后材料和至少一种第二组合物的凝固后材料具有不同的特性。

9、2.根据第1项所述的方法，其中，3d物体的3d模型的内核和外壳的数据是在步骤(a)中从计算机辅助设计(cad)系统生成的。

10、3.根据第1项或第2项所述的方法，其中，外壳的厚度是至少1μm、优选至少14μm、更优选至少30μm。

11、4.根据第1至3项中任一项所述的方法，其中，外壳的厚度在1至3000μm、优选14至1500μm、更优选30至1500μm或40至500μm的范围内。

12、5.根据第1至4项中任一项所述的方法，其中，外壳的厚度是均匀的或不均匀的。

13、6.根据第1至5项中任一项所述的方法，其中，内核包括一个或多个层。

14、7.根据第1至6项中任一项所述的方法，其中，至少一种第一组合物的凝固后材料和至少一种第二组合物的凝固后材料在以下特性中的至少一种中是不同的：机械特性、热特性、电子特性、光学特性和耐化学特性。

15、8.根据第7项所述的方法，其中，机械特性包括以下特性中的至少一种：杨氏模量、拉伸强度、断裂伸长率、拉伸韧性和冲击强度。

16、9.根据第1至8项中任一项所述的方法，其中，至少一种第一组合物和至少一种第二组合物满足以下条件中的至少一个：

17、(i)至少一种第二组合物的凝固后材料的无缺口冲击强度是至少一种第一组合物的凝固后材料的无缺口冲击强度的至少150％、优选至少200％；

18、(ii)至少一种第二组合物的凝固后材料的缺口冲击强度是至少一种第一组合物的凝固后材料的缺口冲击强度的150％、优选至少200％；

19、(iii)至少一种第二组合物的凝固后材料的断裂伸长率是至少一种第一组合物的凝固后材料的断裂伸长率的至少150％、优选至少200％。

20、10.根据第1至9项中任一项所述的方法，其中，至少一种第一组合物和至少一种第二组合物满足以下条件中的至少一个：

21、(iv)至少一种第一组合物的凝固后材料的杨氏模量是至少一种第二组合物的凝固后材料的杨氏模量的至少120％、优选至少150％；

22、(v)至少一种第一组合物的凝固后材料的拉伸强度至少是至少一种第二组合物的凝固后材料的拉伸强度的至少120％、优选至少150％。

23、11.根据第1至10项中任一项所述的方法，其中，该外壳通过从第二分配器分配至少一种第二组合物、通过浸涂至少一种第二组合物和/或通过旋涂至少一种第二组合物来构建。

24、12.根据第1至11项中任一项所述的方法，其中，该分配包括经由喷墨喷嘴分配、经由挤压分配或经由喷涂分配。

25、13.根据第1至12项中任一项所述的方法，其中，该内核通过经由喷墨喷嘴从第一分配器分配至少一种第一组合物来构建，并且该外壳通过经由喷墨喷嘴从第二分配器分配至少一种第二组合物来构建。

26、14.根据第1至13项中任一项所述的方法，其中，内核和/或外壳进一步包括2d-3d结构，该结构表现出各向同性特性、各向异性特性及其组合。

27、15.根据第14项所述的方法，其中，2d-3d结构选自蜂窝结构、拉胀(auxetic)结构、叠层结构和棋盘结构。

28、16.根据第1至15项中任一项所述的方法，其中，至少一种组合物包括可固化组分。

29、17.根据第1至16项中任一项所述的方法，其中，步骤(c)中的凝固是通过加热，溶剂蒸发，如uv辐射、电子束和微波等的辐射，或其任何组合来进行的。

30、18.一种能够通过根据第1至17项中任一项所述的方法获得的多相复合3d物体。

31、根据本发明的方法，可以以简单的方式获得具有改进特性(比如机械特性，尤其是冲击强度和断裂伸长率)的3d物体，并且模量和拉伸强度仍然保持较高。该方法还可以容易地调整3d物体的特性。

技术特征：

1.一种用于制备包括内核和外壳的多相复合3d物体的方法，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该3d物体的3d模型的内核和外壳的数据是在步骤(a)中从计算机辅助设计(cad)系统生成的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该外壳的厚度是至少1μm、优选至少14μm、更优选至少30μm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，该外壳的厚度在1至3000μm、优选14至1500μm、更优选30至1500μm或40至500μm的范围内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该外壳的厚度是均匀的或不均匀的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，该内核包括一个或多个层。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，该至少一种第一组合物的凝固后材料和该至少一种第二组合物的凝固后材料的以下特性中的至少一种特性是不同的：机械特性、热特性、电子特性、光学特性和耐化学特性。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，这些机械特性包括以下特性中的至少一种：杨氏模量、拉伸强度、断裂伸长率、拉伸韧性和冲击强度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，该至少一种第一组合物和该至少一种第二组合物满足以下条件中的至少一个：

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，该至少一种第一组合物和该至少一种第二组合物满足以下条件中的至少一个：

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，该外壳是通过从第二分配器分配该至少一种第二组合物、通过浸涂该至少一种第二组合物和/或通过旋涂该至少一种第二组合物来构建的。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，该分配包括经由喷墨喷嘴分配、经由挤压分配或经由喷涂分配。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，该内核通过经由喷墨喷嘴从第一分配器分配该至少一种第一组合物来构建，并且该外壳通过经由喷墨喷嘴从第二分配器分配该至少一种第二组合物来构建。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，该内核和/或外壳进一步包括2d-3d结构，该结构表现出各向同性特性、各向异性特性及其组合。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，该2d-3d结构选自蜂窝结构、拉胀结构、叠层结构和棋盘结构。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，至少一种组合物包括可固化组分。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，步骤(c)中的凝固是通过加热，溶剂蒸发，如uv辐射、电子束和微波等的辐射，或其任何组合来进行的。

18.一种能够通过根据权利要求1至17中任一项所述的方法，获得的多相复合3d物体。

技术总结
一种用于制备包括内核和外壳的多相复合3D物体的方法，该方法包括：(A)生成3D物体的3D模型的内核和外壳的数据；(B)根据所生成的数据，从至少一种第一组合物构建所述3D模型的内核并从至少一种第二组合物构建所述3D模型的外壳，其中，该内核通过从第一分配器分配至少一种第一组合物来构建；和(C)凝固至少一种第一组合物和至少一种第二组合物，以获得多相复合3D物体，其中，至少一种第一组合物的凝固后材料和至少一种第二组合物的凝固后材料具有不同的特性。

技术研发人员：张帆,蔡治中,陆洁,P·米勒,F·尼德霍弗
受保护的技术使用者：巴斯夫欧洲公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29