專利名稱：通過聚合物粉末層的選擇性熔融生產制品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過基于熱塑性聚合物且具有特定的粒度和分布特征的粉末的聚合物粉末層的選擇性熔融，特別是使用激光固相燒結的快速原型制作(prototyping)，生產制品的方法。本發(fā)明還涉及通過這種方法獲得的制品。
背景技術：
燒結是通過燒結聚合物粉末的疊加層(特別是使用激光)無需工具和機械加工從待產生的制品的立體圖像獲得形狀復雜的零件的方法。熱塑性聚合物通常用于這一目的。 在專利US6136948和申請W096/06881和US20040138363中提供了關于通過激光燒結的快速原型制作的一般信息。為了通過燒結產生聚酰胺制品，已知的做法是使用具有50至150 μ m的d50粒度分布的尼龍12粉末。這些粉末具有類似大小的微粒，因此，粒度分布窄。似乎這些微粒的使用導致通過使用激光固相燒結的快速原型制作的方法來生產的制品具有在整個制品上的機械性能的異質性和不足的表面外觀。因此，存在彌補這些缺點的需要。申請人:驚奇地發(fā)現(xiàn)使用具有特定的粒度分布、球形度(sphericity)和粒內孔隙度(intraparticle porosity)特征的熱塑性聚合物粉末適于通過聚合物粉末層的選擇性熔融(特別是通過使用激光的快速原型制作)來生產制品，所述制品具有高密度和機械性能的高度均勻性。此外，這些制品具有良好的表面外觀。這些特定粉末的使用甚至允許通過燒結至今未使用過的聚酰胺(尤其是尼龍6或6-6)來生產制品。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明首先涉及通過熱塑性聚合物粉末層的選擇性熔融來生產制品的方法，該熱塑性聚合物粉末層具有以下特征-具有20至100μ m、優(yōu)選30至70 μ m的d50粒度分布，并且也滿足下式 (d90-dl0)/d50 介于 0. 85 至 1. 2 之間；-0. 8至1、優(yōu)選0. 85至1的球形度系數(shù)；和-小于0.05ml/g，優(yōu)選小于0. 02ml/g的粒內孔隙度。本發(fā)明還涉及可以通過上述方法獲得的生產的制品。粉末指由上述方法獲得的粉末微粒的集合。使用濕模塊，在Malvern粒度計上通過激光衍射測量獲得對象的粒度分布。用于本文件中的量涉及dlO、d50和d90。dlO目(mesh)是使得10%的微粒小于和90%的微粒大于的尺寸。d50目是使得50%的微粒小于和50%的微粒大于的尺寸。D90目是使得90% 的微粒小于和10%的微粒大于的尺寸。定量分布程度的變異系數(shù)被定義為cr = —^o-
如標準AFNOR ISO 13320-1所描述的，進行激光衍射粒度分析。如下測量球形度系數(shù)為了定量對象的球形度，按下列方式使用圖像分析。對于至少100個對象，測量各對象的小和大直徑的特征波長。對于各對象，球形度系數(shù)被定義為小直徑與大直徑的比率。對于完美的球體，該比率是1。對于可變形態(tài)的顆粒，該比率小于1， 并在接近完美球形度時趨近于1。對于100個取樣的對象，從直徑比計算球形度系數(shù)，然后計算平均球形度系數(shù)。要做到這一點，以本身已知的方式，將微粒樣品分散在置于光學顯微鏡下的玻璃載片上，并連續(xù)記錄特征長度。因此，根據本發(fā)明，微粒基本上是球形的。如下測量粒內孔隙度通過使用Micromeritics的Autopore IV儀的水銀孔率法 (mercury porosimetry)，確定對象的多孔構造。這種方法是基于水銀侵入粒間和粒內的孔網絡。通過壓力增加控制這種侵入。所用的壓力(P)范圍為0.003MI^至400MPa。利用 Washburn方程，孔隙直徑Qr)方便地與施加的壓力相關
權利要求
1.一種通過熱塑性聚合物粉末層的選擇性熔融來生產制品的方法，該熱塑性聚合物粉末層具有以下特征-具有20至100 μ m的d50粒度分布，并且也滿足下式(d90_dl0) /d50介于0. 85至 1.2之間；-0. 8至1的球形度系數(shù)；和-小于0. 05ml/g的粒內孔隙度。
2.根據權利要求1所述的方法，特征在于，通過以下步驟生產所述粉末a)混合熔融的熱塑性聚合物與由聚合材料組成的化合物A，其中，化合物A的結構的至少部分與所述熱塑性聚合物相容和其結構的至少部分與所述熱塑性聚合物不相容且不溶于所述熱塑性聚合物中，以獲得熱塑性聚合物的離散微粒的分散；b)冷卻所述混合物至低于熱塑性聚合物軟化點的溫度，c)處理所述冷卻的混合物以使得熱塑性聚合物微粒崩解。
3.根據權利要求1和2的任一項所述的方法，特征在于，所述熱塑性聚合物選自聚烯烴，特別是聚乙烯和聚丙烯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚酰胺和丙烯酸類樹脂。
4.根據權利要求1至3的任一項所述的方法，特征在于，所述熱塑性聚合物選自尼龍 6、尼龍6-6、其混合物及共聚物。
5.根據前述權利要求的任一項所述的方法，特征在于，所述粉末的球形度系數(shù)為0.9 至1。
6.根據前述權利要求的任一項所述的方法，特征在于，所述粉末的d50粒度分布為30 至 70ym。
7.根據前述權利要求的任一項所述的方法，特征在于，所述粉末的(d90-dl0)/d50粒度分布為0.9至1.2。
8.根據前述權利要求的任一項所述的方法，特征在于，所述粉末的粒內孔隙度小于 0.02ml/g。
9.根據前述權利要求的任一項所述的方法，特征在于，所述粉末的流動性為30至60。
10.根據前述權利要求的任一項所述的方法，特征在于，所述粉末的表觀密度為500至 700g/l，填充密度為550至800g/l。
11.根據前述權利要求的任一項所述的方法，特征在于，所述制品包含一種或多種選自消光劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、顏料、染料、增強填料特別是磨料、成核劑和沖擊增強劑的添加劑或化合物。
12.根據前述權利要求的任一項所述的方法，特征在于，所述通過層的選擇性熔融生產制品的方法是通過使用激光燒結的快速原型制作的方法。
13.能夠通過前述權利要求的任一項所述的方法獲得的生產的制品。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過具有分級和粒度分布特征的聚合物粉末層的選擇性熔融，特別是利用激光固相燒結熱塑性聚合物粉末的快速原型制作，而生產制品的方法。本發(fā)明還涉及通過這種方法獲得的制品。
文檔編號B29C67/00GK102232018SQ200980148389
公開日2011年11月2日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權日2008年12月1日
發(fā)明者C·科里奧爾, P-E·盧卡 申請人:羅地亞經營管理公司