BR112019010994A2

BR112019010994A2 - impressão tridimensional

Info

Publication number: BR112019010994A2
Application number: BR112019010994A
Authority: BR
Inventors: J Rudd Cory; Michael Ingle David; Kasperchik Vladek
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2019-10-15
Also published as: WO2018156207A1; BR112019010426A2; BR112019010994B1; EP3519125A1; EP3519125B1; CN109982794A; CN110177638B; CN110177677B; JP6824402B2; US20230173756A1; US11389867B2; JP2019534385A; EP3519125A4; US20220297182A1; KR102227616B1; CN110198796B; US11511338B2; JP6842536B2; US20210205880A1; EP3519128A1

Abstract

são aqui descritos as composições, os métodos e os sistemas para a impressão de objetos tridimensionais em metal. em um exemplo, é descrito um método de impressão de um objeto tridimensional que compreende: (i) depositar um material de construção de metal em pó, em que o material de construção de metal em pó tem um tamanho médio de partícula de desde cerca de 10 µm a cerca de 250 µm; (ii) aplicar seletivamente um fluido aglutinante em pelo menos uma porção do material de construção de metal em pó, em que o fluido aglutinante compreende veículo líquido aquoso e partículas de polímero de látex dispersas no veículo líquido aquoso; (iii) aquecer o fluido aglutinante aplicado seletivamente sobre o material de construção de metal em pó a uma temperatura de desde cerca de 40ºc a cerca de 180ºc; e (iv) repetição de (i), (ii), e (iii) pelo menos uma vez para formar o objeto tridimensional.

Description

IMPRESSÃO TRIDIMENSIONAL

FUNDAMENTOS [001] A impressão tridimensional (3D) pode ser um processo de impressão aditivo usado para fazer partes sólidas tridimensionais a partir de um modelo digital. A impressão em 3D pode ser muitas vezes utilizada em prototipagem rápida do produto, a geração de molde, a geração de molde mestre, e a fabricação de curto prazo. Algumas técnicas de impressão em 3D são consideradas processos aditivos, porque envolvem a aplicação de camadas sucessivas de material. Isto é diferente de processos de usinagem habituais, que muitas vezes dependem da remoção de material para criar a parte final. A impressão em 3D pode muitas vezes utilizar cura ou fusão do material de construção, que para alguns materiais pode ser realizada utilizando extrusão, fusão, ou sinterização auxiliada pelo calor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [002] As características de exemplos da presente divulgação tornar-se-ão evidentes por referência à descrição detalhada que se segue e dos desenhos, em que números de referência iguais correspondem a componentes semelhantes, embora talvez não idênticos. Por uma questão de brevidade, os numerais de referência ou características que têm uma função previamente descrita podem ou não estar descritos em conexão com outros desenhos nos quais aparecem.

[003] A figura 1 é uma vista isométrica simplificada de um exemplo do sistema de impressão em 3D aqui divulgado.

[004] As figuras 2A a 2F são vistas esquemáticas que representam a formação de uma parte verde modelada, uma parte verde curada, uma parte cinzenta pelo menos

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2/64 substancialmente livre de polímero, e uma parte de metal 3D utilizando exemplos de um método de impressão em 3D aqui divulgado .

[005	] A Figura	3 é um	dia	grama	de	fluxo que ilustre
n exemplo	de um método	de imp	res,	são en	o 3D	aqui divulgado.
[006	] A Figura	4 é um	dia	grama	de	fluxo que ilustre
n outro	exemplo de u	m méto	GO	C? θ J-1	npre	ssão em 3D aqui

o

DESCRIÇÃO DETALHADA [007j Em alguns exemplos de impressão tridimensional (3D), um fluido aglutinante (também conhecido como um agente/material funcional líquido) é aplicado seletivamente a uma camada de material de construção, e, em seguida, uma. outra camada do material de construção é aplicada sobre a mesma. O fluido aglutinante pode ser aplicado a esta outra camada de material de construção, e estes processos podem ser repetidas para, formar uma parte

verde (também refe	erida	como um corpo verde)	da	pêÇa o D ορ.ΐθ
em última análise	Θ S U. 3.	sendo formada. 0 flu	ido	aglutinante
pode incluir um	agiu	tinante que mantém	0	material de

construção da peça verde juntos. A peça verde pode então ser

e xp o s t a á	radi açao	e/ou ca.'.	Lor eletromagnético	para
sinterizar	o material	de consti	sução, na. peça verde	i para
formar a pe<	ça. 3D.

[008] Exemplos do método de impressão 3D e sistema aqui divulgados utilizam um fluido aglutinante, que inclui partículas de polímero, a fim de produzir uma peça verde modelada a partir de material de construção de metal em pó, e também utiliza o calor para ativar as partículas de polímero e criar uma peça verde curada. A peça verde curada

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3/64 pode ser removida a partir do material de construção de metal em pó que não foi modelado com o fluido ligante, sem afetar prejudicialmente a estrutura da peça verde curada. A peça verde curada extraída então pode sofrer desligamento para produzir uma peça, pelo menos, substancialmente livre de polímero, cinzenta, e a peça pelo menos substancialmente livre de polímero cinzenta pode, em seguida, ser submetida a sinterização de modo a formar a peça/objeto impresso em 3D final.

[009j Tal como aqui utilizado, o termo objeto de metal ligado ou peça verde modelada se refere a uma peça intermediária que tem uma forma representante da peça final 3D impressa e que inclui o material de construção de metal em pó modelado com o fluido aglutinante. Na peça, verde modelada, as partículas de material de construção de metal em pó podem ou não ser fracamente ligadas entre si por um ou mais dos componentes do fluido aglutinante e/ou pelas forças de atração entre as partículas de material de metal em pó de construção e o fluido aglutinante. Em alguns casos, a resistência mecânica da peça verde modelada é tal que não podem ser tratadas ou extraídas a partir de uma plataforma

de material de	construção. Alé	! ir· d -L s s ο _Λ	deve ser enten	d Id. O
que quaxquer mê	iterial de const)	cução de r	netal em pó que	não
θ ΓΠΟΟΘ 1 ciílO coin.	o fluido agluti:	nante não	é considerado	corno

sendo parte da peça verde modelada, mesmo se esta é adjacente a ou circunda a peça verde modelada.

[010] Tal como aqui utilizado, o termo peça verde curada se refere a uma peça verde modelada que foi exposta a um processo de aquecimento que inicia a fusão das partículas de polímero (que pode ser facilitada por um

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4/64 solvente de coalescência) no fluido aglutinante e que podem também contribuir para a evaporação dos componentes líquidos do fluido aglutinante de modo a que as partículas de polímero formem uma cola polimérica que reveste o metal em pó e as partículas do material de construção criam ou reforçam a ligação entre as partículas de material de metal em pó de construção. Em outras palavras, a peça verde curada é uma peça intermediária com uma forma representativa da peça final 3D impressa e que inclui o material de construção de metal em pó ligado por partículas de polímero, pelo menos, substancialmente curadas do fluido aglutinante (com a qual o material de construção em pó de metal foi modelado). Comparado à peça verde modelada, a resistência mecânica da peça verde curada é maior do que, e em alguns casos, a peça verde curada pode ser manuseada ou extraída da. plataforma do material de construção.

[011] Deve ser entendido que o termo verde quando se refere à peça verde modelada ou a peça verde curada não indica uma cor, mas sim indica que a peça ainda não está totalmente processada.

[012] Tal como aqui utilizado, o termo peça cinzenta, pelo menos, substancialmente livre de polímero se refere a uma peça verde curada que foi exposta a um processo de aquecimento que inicia a decomposição térmica das partículas de polímero de modo a que as partículas de polímero estejam pelo menos parcialmente removidas. Em alguns casos, os componentes orgânicos voláteis de ou produzidos pelas partículas de polímero termicamente decompostas são completamente removidos e uma quantidade muito pequena de resíduo não volátil a partir das partículas

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5/64 de polímero termicamente decompostas podem permanecer (por exemplo, <1% em peso do aglutinante inicial). Em outros casos, as partículas de polímero termicamente decompostas (incluindo quaisquer produtos e resíduos) são completamente removidas. Em outras palavras, a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero se refere a uma peça intermediária com uma forma representativa da peça final 3D impressa e que inclui o material de construção de metal em pó ligado em conjunto como um resultado de i) sinterização fraca (isto é, baixo nível de estreitamento entre as partículas, que é capaz de preservar a forma da peça), ou ii) uma pequena quantidade de partículas de polímero curadas restantes, ou iii) as forças capilares e/ou de Van der Waals resultantes da remoção de partículas de polímero, e/ou iv) qualquer combinação de 1, ii, e/ou iii.

[013] Deve ser entendido que o termo cinzenta, quando se refere à peça cinzenta, pelo menos substancialmente livre de polímero não indica uma. cor, mas sim indica que a peça não está ainda completamente processada.

[014] A peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero pode ter porosidade semelhante ou maior do que a peça verde curada (devido à remoção de partículas de polímero), mas a porosidade é de pelo menos substancialmente eliminada durante a transição para a peça 3D impressa.

[015] Tal como aqui utilizado, os termos objeto tridimensional, objeto 3D, peça 3D impressa, peça 3D, ou peça de metal se referem a, uma peça sinterizada concluída.

[016] Nos exemplos aqui divulgados, o fluido aglutinante inclui partículas de polímero, que se encontram

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6/64 dispersas ao longo de um veículo líquido do fluido aglutinante. Quando aplicada a uma camada de material de construção de metal em ρό, o veículo líquido é capaz de umidificar o material de construção e as partículas de polímero são capazes de penetrar nos poros microscópicos da camada (isto é, os espaços entre as partículas de material de construção de metal em pó). Como tal, as partículas de polímero podem se mover para dentro dos espaços vazios entre as partículas de material de construção de metal em pó. As partículas de polímero no líquido aglutinante podem ser ativadas ou curadas por aquecimento do fluido aglutinante (que pode ser realizada por aquecimento· de uma camada inteira do material de construção de metal em pó em, pelo menos, uma parte do qual o fluido aglutinante foi aplicado seletivamente) a cerca da temperatura de transição vítrea das partículas de polímero. Quando ativado ou curado, o fluido aglutinante forma. pelo menos uma rede substancialmente contínua, colando as partículas de material de construção de metal em pó na forma peça verde curada. A peça verde curada tem resistência mecânica suficiente de modo a que seja capaz de suportar a extração a partir da plataforma de material de construção sem ser prejudicialmente afetada. (por exemplo, a forma não é perdida).

[017] Uma vez extraída, a peça verde curada pode ser desligada por aquecimento da peça verde curada para a temperatura de decomposição térmica das partículas de polímero para decompor termicamente as partículas de polímero. Quando, pelo menos, algumas das partículas de polímero são termicamente decompostas, uma peça cinzenta

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7/64 pelo men substancialmente livre de oolímero é formada. Em seguida, a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero pode ser aquecida a uma temperatura de sinterização para sinterizar as partículas de material de construção de metal em pó e formar a peça de metal.

Composições para Impressão 3D

Em exemplo s, de s creve composição para impressão tridimensional que compreende: um material de construção de metal em pó, em que o material de construção de metal em pó tem um tamanho médio de partícula de cerca de 10 pm até cerca de 250 pm; e um fluido aglutinante compreendendo: um veículo líquido aquoso, e partículas de polímero de látex dispersas no veículo líquido· aquoso, em que as partículas de polímero de látex têm um tamanho médio de partícula de entre cerca de 10 nm a cerca, de 300 nm, em que as partículas de polímero de látex são feitos a. partir de (A) um surfactante co-polimerizável e (B) estireno, pmetil estireno, a-metil estireno, ácido metacrílico, ácido acrílico, acrilamida, metacrilamida, 2-hidroxietii acrilato, 2-hidroxietii metacrilato, 2-hidroxipropil acrilato, 2hidroxipropil metacrilato, metil metacrilato, hexil acrilato, hexil metacrilato, butil acrilato, butil metacrilato, etil acrilato, etil metacrilato, 2-etilhexil acrilato, 2-etilhexil metacrilato, propil acrilato, propil metacrilato, octadecil acrilato, estearil metacrilato, cloreto de vinilbenzil, isobornil acrilato, tetrahidrofurfuril acrilato, 2-fenoxietil metacrilato, benzil metacrilato, benzil acrilato, nonil fenol metacrilato etoxilado, behenil metacrilato etoxilado, polipropilenoglicol monoacrilato, isobornil metacrilato,

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8/64 ciclo-hexil metacrilato, ciclo-hexil acrilato, t-butil metacrilato, n-octil metacrilato, lauril metacrilato, tridecil metacrilato, tetra-hidrofurfurol acrilado alcoxilado, isodecil acrilato, isobornil metacrilato, isobornil acrilato, dimetil maleato, dioctil maleato, acetoacetoxietil metacrilato, diacetona acrilamida, N-vinil imidazol, N-vinilcarbazol, N-vinil-caprolactama, ou combinações dos mesmos.

[019] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex são acrílico.

[020] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex compreendem 2-fenoxietil metacrilato, ciclo-hexil metacrilato, ciclo-hexil acrilato e ácido metacrílico.

[021] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex compreendem estireno, metil metacrilato, butil acrilato e ácido metacrílico.

[022] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex estão presentes no fluido aglutinante em uma quantidade que varia de cerca de 5% em peso a cerca de 50% em peso com base no peso total do fluido aglutinante.

[023] Em alguns exemplos, o agente surfactante copolimerizável compreende um composto de polioxietileno.

[024] Em alguns exemplos, o agente surfactante copolimerizável é sulfato de amônio do éter polioxietileno alquilfen.il, éster sulfúrico de alquiléter polioxietileno de sódio, sulfato de amônio de éter fenil estirenato

polioxietileno	ou	<3. o o U ci o	misturas.
[ 025 ]	Em	alguns	exemplos, descreve-	se aqui uma
composição dl		fluido	aglutinante para	a impressão
tridimensional	r	a compoí	sição compreendendo:	um veículo

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2> / 64 í qu i cl o a qu o s o partículas ole polímero de ex aispersa no veículo líquido aquoso, em que as partículas de polímero de látex têm um tamanho médio de partícula de entre cerca de 10 nm a cerca de 300 nm, em que as partículas de polímero de látex são feitos a partir de (A) um surfactante copolimerizável escolhido de sulfato de amônio de polioxietileno alquilfenil, éster sulfúrico do polioxietíleno alquíléter de sódio, sulfato de amônio do fenil éter polioxietileno estirenado ou as misturas dos mesmos, e (B) estireno, p-metil estireno, α-metil estireno, ácido metacrílico, ácido acrílico, acrilamida, metacrilamida, 2-hidroxietil acrilato, 2-hidroxietil metacrilato, 2-hidroxipropil acrilato, 2-hidroxipropi1 metacrilato, metil metacrilato, hexil acrilato, hexil metacrilato, butil acrilato, butil metacrilato, etil acrilato, etil metacrilato, 2-etil-hexil acrilato, 2-etilhexil metacrilato, propil acrilato, propil metacrilato, octadecil acrilato, octadecil metacrilato, estearil metacrilato, isoborn.il acrilato, tetra-hidrofurfuril acrilato, 2-fenoxietil metacrilato, benzil metacrilato, benzil acrilato, nonil fenol metacrilato etoxilado, behenil metacrilato etoxilado, polipropilenoglicol monoacrilato, isoborbil metacrilato, ciclo-hexil metacrilato, ciclo-hexil acrilato, t-butil metacrilato, n-octil metacrilato, lauril metacrilato, tridecil metacrilato, tetra-hidrofurfuril acrilado alcoxilado, isodecil acrilato, isobornil metacrilato, isobornil acrilato, acetoacetoxietil metacrilato ou as combinações dos mesmos e em que o fluido aglutinante tem um pH de cerca de 6,5 a cerca de 8.

Em algu mplos, as partícula polímero

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10/64 de látex compreendem 2-fenoxietil metacrilato, ciclo-hexil metacrilato, ciclo-hexil acrilato, e ácido metacrílico.

[027] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex compreendem estireno, metil metacrilato, butil acrilato e ácido metacrílico.

[028] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex estão presentes no fluido aglutinante em uma quantidade que varia desde cerca de 10% em peso a cerca de 30% em peso com base no peso total do fluido aglutinante.

[029j Em alguns exemplos, a água está presente em uma quantidade de desde cerca de 45% em peso a cerca de 65% em peso com base no peso total da composição de fluido aglutinante.

[030j Em alguns exemplos, a viscosidade da composição de fluido aglutinante é menor do que cerca de 10 [031] Em alguns exemplos, o fluido aglutinante tem um pH de cerca de 6,5 a cerca de 9.

[032] Em alguns exemplos, aqui divulgada uma composição para a impressão de um objeto tridimensional, a composição compreendendo: um material de construção de metal em pó, em que o material de construção de metal em pó tem um tamanho médio de partícula de entre cerca de 10 pm a cerca de 250 um; e um fluido aglutinante compreendendo: um veículo líquido aquoso; e partículas de polímero de látex dispersas no veículo líquido aquoso, em que as partículas de polímero de látex têm um tamanho médio de partícula de entre cerca de 10 nm a cerca de 300 nm, em que as partículas de polímero de látex são feitas a partir de (A) um surfactante copolimerizável escolhido de sulfato de amônio de alquilfenil

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11/64 éter polioxietileno, éster sulfúrico de polioxietileno alquiléter de sódio, sulfato de amônio de fenil éter polioxietileno estirenado ou as misturas dos mesmos, e (B) de estireno, ácido metacrilico, metil metacrilato, butil acrilato, 2-fenoxietil metacrilato, ciclo-hexil metacrilato, ciclo-hexil acrilato ou as suas combinações, em que o fluido aglutinante tem um pH de cerca de 6,5 a cerca de 9, e em que as partículas de polímero de látex estão presentes no fluido aglutinante em uma quantidade que varia desde cerca de 10% em peso a cerca de 30% em peso com base no· peso total do fluido aglutinante.

Métodos de impressão 3D [033] Em alguns exemplos, é aqui divulgado um método de impressão de um objeto tridimensional que compreende: (i) depositar um material de construção de metal em pó, em que o material de construção de metal em pó tem um tamanho médio de partícula de cerca de 10 um até cerca de 250 um; (li) aplicar seletivamente um fluido aglutinante em pelo menos uma porção do material de construção de metal em pó, em que o fluido aglutinante compreende um veículo líquido aquoso e partículas de polímero de látex dispersas no veículo líquido aquoso; (iii) aquecer o fluido aglutinante aplicado seletivamente sobre o material de construção de metal em pó a uma temperatura de entre cerca de 40²C a cerca de 180²C;

e (iv) repetição de (1) , (11), e (iii) pelo menos uma. vez para formar o objeto tridimensional.

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12/64 temperatura de sinterização é conduzida em uma atmosfera inerte, atmosfera redutora, ou uma combinação dos mesmos.

[036] Em alguns exemplos, a atmosfera inerte compreende nitrogênio, argônio, hélio, néon, xénon, crípton, radônio, ou as misturas dos mesmos.

[037] Em alguns exemplos, a atmosfera redutora compreende hidrogênio, monóxido de carbono, ou uma mistura de nitrogênio e hidrogênio.

[038] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex são selecionadas a partir do grupo que consiste em estireno, p-metil estireno, a-metil estireno, ácido metacrílico, ácido acrílico, acrilamida, metacrilamida, 2hidroxietil acrilato, 2-hidroxietil metacrilato, 2hidroxipropil acrilato, 2-hidroxipropil metacrilato, metil metacrilato, hexil acrilato, hexil metacrilato, butil acrilato, butil metacrilato, etil acrilato, etil metacrilato, 2-etil-hexil acrilato, 2-etil-hexil metacrilato, propil acrilato, propil metacrilato, octadecil acrilato, octadecil metacrirato, esuearil metacrirato, cloreto de vinilbenzil, isobornil acrilato, tetrahidrofurfuril acrilato, 2-fenoxietil metacrilato, benzil metacrilato, benzil acrilato, nonilfenol metacrilato etoxilado, beenil metacrilato etoxilado, polipropilenoglicol monoacrilato, isobornil metacrilato, ciclo-hexil metacrilato, ciclo-hexil acrilato, t-butil metacrilato, noctil metacrilato, lauril metacrilato, tridecil metacrilato, tetra-hidrofurfuril acrilato alcoxilado, isodecil acrilato, isobornil metacrilato, isobornil acrilato, dimetil maleato, dioctil maleato, acetoacetoxietil metacrilato, diacetona acrilamida, ISí-vinil imidazol, N-vinilcarbazol, N-vinil

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13/64 caprolactarna, as combinaes dos mesmos, os derivados dos mesmos, e as misturas dos mesmos.

[039] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex são acrílico.

[040] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex compreendem 2-fenoxietil metacrilato, ciclo-nexil metacrilato, ciclo-hexil acrilato, e ácido metacrílico.

[041 j Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex compreendem estireno, metil metacrilato, butil acrilato e ácido metacrílico.

[042] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex estão presentes no fluido aglutinante em uma quantidade que varia desde cerca de 5% em peso a cerca de 50% em peso com base no peso total do fluido aglutinante.

[043] Em alguns exemplos, é aqui divulgado um método de impressão tridimensional, que compreende: (i) depositar um material de construção de metal em pó, em que o material de construção de metal em pó tem um tamanho médio de partícula de cerca de 10 um até cerca de 250 um; (ii) aplicar seletivamente um fluido aglutinante em pelo menos uma porção do material de construção de metal em pó, em que o fluido aglutinante compreende um veículo líquido aquoso e partículas de polímero de látex dispersas no veículo líquido aquoso; (iii) repetição de (i) e (ii) pelo menos uma vez para formar um objeto de metal ligado; (iv) aquecer o objeto de metal ligado a uma temperatura de entre cerca de 40^sC a cerca de 180^SC, pelo menos uma vez para formar um objeto tridimensional.

[044] Em alguns exemplos, o método pode ainda compreender: (vj aquecer o objeto tridimensional a uma

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14/64 temperatura de sinterização em uma atmosfera inerte ou redutora.

[045] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex compreendem 2-fenoxietil metacrilato, ciclo-nexil metacrilato, ciclo-hexil acrilato, e ácido metacrílico.

[046] Em alguns exemplos, as partículas de polímero de látex compreendem estireno, metil metacrilato, butil acrilato e ácido metacrílico.

[047] Em alguns exemplos, é aqui divulgado um sistema de impressão para a impressão de um objeto tridimensional, o sistema de impressão que compreende: um fornecimento de um fluido aglutinante, o fluido aglutinante incluindo um veículo líquido aquoso e partículas de polímero de látex dispersas no veículo líquido aquoso; um fornecimento de material de construção de metal em pó; um distribuidor de material de construção; um aplicador de fluido para distribuir seletivamente o fluido aglutinante; uma fonte de calor; um controlador; e um meio legível por computador não transitório, tendo armazenado no mesmo as instruções de computador executáveis para fazer com que o controlador imprima o objeto tridimensional por: utilizando o distribuidor de material de construção e o aplicador de fluido para formar de forma iterative, pelo menos, uma camada de material de construção de metal em pó possuindo seletiva aplicação do fluido aglutinante, e utilizando a fonte de calor para aquecer o fluido aglutinante aplicado seletivamente sobre o material de construção do pó de metal para formar o objeto tridimensional.

Sistemas de Impressão 3D [048] Referindo-nos agora à Figura 1, um exemplo de

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15/64 um sistema cie impressão 3D 10 é representado. Deve ser entendido que o sistema de impressão 3D 10 pode incluir componentes adicionais e que alguns dos componentes aqui descritos podem ser removidos e/ou modificados. Além disso, os componentes do sistema de impressão 3D 10 representado na Figura 1 não podem ser desenhados em escala e, assim, o sistema de impressão 3D 10 pode ter um tamanho diferente e/ou configuração diferente, como mostrado aqui.

[049] Os sistema de impressão tridimensional (3D) 10 inclui geralmente uma fonte 14 de material de construção de metal em pó 16; um distribuidor de material de construção 18; um fornecimento de um fluido aglutinante 36, o fluido aglutinante 36, que inclui um veículo líquido e partículas de polímero dispersas no veículo líquido; um aplicador de jato de tinta 24 para seletivamente aplicar o fluido aglutinante 36 (Figura 2C) ; pelo menos uma fonte de calor 32, 32'; um controlador 28; e um meio legível por computador não transitório, tendo armazenado no mesmo instruções executáveis pelo computador para fazer com que o controlador 28: utilize o distribuidor de material de construção 18 e o aplicador de jato de tinta 24 para formar iterativamente camadas múltiplas 34 (Figura 2B) de material de construção de metal em pó 16, que são aplicados pelo distribuidor de material de construção 18 e receberam o fluido aglutinante 36, criando, assim, uma peça verde modelada 42 (Figura 2E), e utiliza a pelo menos uma fonte de calor 32, 32' para aquecer a peça verde modelada 42 a cerca de uma temperatura de transição vítrea das partículas de polímero, assim, ativando o fluido aglutinante 36 e criando uma peça verde curada 42', aquecer a peça verde curada 42' até uma

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16/64 temperatura de decomposição térmica das partículas de polímero, assim, criando uma peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 e aquecer a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 até uma temperatura de sinterização para formar uma peça de metal 50.

[050J Como mostrado na Figura 1, o sistema de impressão 10 inclui uma plataforma da área de construção 12, o fornecimento· do material de construção 14 contendo partículas do material de construção de metal em pó 16, e o distribuidor de material de construção 18.

[051] A plataforma da área de construção 12 recebe o material de construção de metal em pó 16, a partir do fornecimento de material de construção 14. A plataforma da área de construção de 12 pode ser integrada com o sistema de impressão 10 ou pode ser um componente que é separadamente inserido dentro do sistema, de impressão 10. Por exemplo, a plataforma da área de construção 12 pode ser um módulo que está disponível separadamente do sistema de impressão 10. Ά plataforma da área de construção 12 que é mostrada é ainda um exemplo, e pode ser substituída com um outro elemento de suporte, tal como uma placa, um leito de f abricação/de impressão, uma placa de vidro, ou outra superfície de construção.

[052] A plataforma da área de construção 12 pode ser movida em uma direção como indicado pela seta 20, por exemplo, ao longo do eixo Z, de modo que o material de

construção de	metal	em	pó	16 pode ser liberado para a
p1at a f o rma 12 o	u a uma	c ar	lada	previamente formada de material
de construção	de met	al	em	ρό 16 (ver Figura 2D) . Em um

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17/64 exemplo, quando as partículas do material de construção de metal em pó 16 forem liberadas, a plataforma da área de construção 12 pode ser programada para fazer avançar (por exemplo, para baixo) o suficiente de modo a que o distribuidor de material de construção 18 possa empurrar o as partículas do material de construção de metal em pó 16 sobre a plataforma 12, para formar uma camada 34 de material de construção de metal em pó 16 neste (ver, por exemplo, as Figuras 2A e 2B) . A plataforma da área de construção 12 também pode ser retornada à sua posição original, por exemplo, quando· uma nova peça está sendo construída.

[053j 0 fornecimento do material de construção 14 pode ser um recipiente, leito ou outra superfície que é para posicionar as partículas do material de construção de metal em pó 16 entre o distribuidor de material de construção 18 e a. plataforma da área de construção 12. Em alguns exemplos, o fornecimento de material de construção 14 pode incluir uma superfície sobre a qual as partículas do material de construção de metal em pó 16 podem ser fornecidas, por exemplo, a partir de uma fonte de material de construção (não mostrada) situada acima do fornecimento de material de construção 14. Exemplos da fonte de material de construção podem incluir uma tremonha, uma transportadora de trado, ou semelhantes. Além disso, ou em alternativa, o fornecimento de material de construção 14 pode incluir um mecanismo (por exemplo, um pistão de liberação) para proporcionar, por exemplo, movimento às partículas do material de construção de metal em pó 16 a partir de um local de armazenamento a uma posição para serem espalhadas sobre a plataforma da área de construção 12 ou em uma camada formada anteriormente do

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18/64 material de construção de metal em pó 16.

[054] O distribuidor do material de construção 18 pode ser movido em uma direção como indicado pela seta 22, por exemplo, ao longo do eixo y, sobre o fornecimento de material de construção 14 e do outro lado da plataforma da área de construção 12 para espalhar uma camada do material de construção de metal em pó 16 sobre a plataforma da área de construção 12. O distribuidor de material de construção pode também ser devolvido para uma posição adjacente ao fornecimento do material de construção 14 seguindo o espalhamento do material de construção de metal em pó 16. O distribuidor de material de construção 18 pode ser uma lâmina (por exemplo, uma lâmina de médico), um rolo, uma combinação de um rolo e uma lâmina, e/ou qualquer outro dispositivo capaz de espalhar as partículas do material de construção de metal em pó 16 através da plataforma da área de construção

12. Por exemplo, o distribuidor de material de construção 18 pode ser um rolo de contrarrotação.

[055] O material de construção de metal em pó 16 pode ser qualquer material metálico em partículas. Em um exemplo, o material de construção de metal em pó 16 pode serum pó. Em outro exemplo, o material de construção de metal em pó 16 pode ter a capacidade para sinterizar em um corpo contínuo de modo a formar a peça de metal 50 (ver, por exemplo, a Figura 2F) quando aquecido para a temperatura de sinterização (por exemplo, uma temperatura que varia entre cerca de 850°C a cerca de 1400-^QC) . Por corpo contínuo, entende-se que as partículas de material de construção de metal em pó são fundidas em conjunto para formar uma única peça com pouca ou nenhuma porosidade e com resistência

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19/64 mecânica suficiente para satisfazer as exigências do desejadas, de peça de metal final 50.

[056] Enquanto um exemplo de faixa de temperatura de sinterização é fornecido, deve ser entendido que esta temperatura pode variar, dependendo, em parte, da composição e das fases do material de construção de metal em pó 16.

[057] O aplicador 24 pode ser passado ao longo da plataforma da área de construção 12, na direção indicada pela seta 26, por exemplo, ao longo do eixo y. O aplicador 24 pode ser, por exemplo, um aplicador de jato de tinta, como uma cabeça de impressão de jato de tinta térmico, uma cabeça de impressão piezoelétrica, etc., e pode se estender a uma largura da plataforma da área de construção 12. Enquanto o aplicador 24 é mostrado na. Figura. 1 como um único aplicador, deve ser entendido que o aplicador 24 pode incluir vários aplicadores que abrangem a largura da plataforma da área de construção 12. Além disso, os aplicadores 24 podem ser posicionados em várias barras de impressão. O aplicador 24 pode também ser passado ao longo do eixo-x, por exemplo,

uma grande área de uma camada do material de construção de metal em pó 16. O aplicador 24 pode, assim, ser ligado a um estágio XY em movimento ou uma carruagem de translação (nenhum destes é mostrado) que move o aplicador 24 adjacente à plataforma da área de construção 12, a fim de depositar o fluido aglutinante 36 nas áreas previamente determinadas de uma camada do material de construção de metal em pó 16 que foi formado sobre a plataforma da área de construção 12 de

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20/64 acordo com os métodos aqui descritos. O apücador 24 pode incluir uma pluralidade de bocais (não mostrados) através do qual o fluido aglutinante 36 deve ser ejetado.

[058] O apücador 24 pode fornecer gotas do fluido aglutinante 36 com uma resolução que varia de cerca de 300 pontos por polegada (DPI) a cerca de 1200 DPI. Em outros exemplos, o apücador 24 pode fornecer gotas do fluido aglutinante 36 com uma resolução superior ou inferior. A velocidade da gota pode variar de cerca de 2 m/s a cerca de 24 m/s e a frequência de disparo pode variar de cerca de 1 kHz a cerca de 100 kHz. Em um exemplo, cada gota pode ser na ordem de cerca de 10 picoütros (pl) por gota, embora seja contemplado que um tamanho superior ou inferior da gota possa ser usado. Por exemplo, o tamanho da gota, pode variar entre cerca de 1 pl e cerca de 400 pl. Em alguns exemplos, apücador 24 é capaz de fornecer gotas de tamanho variável do fluido aglutinante 36.

[059] Cada um dos elementos físicos anteriormente descritos pode ser operativamente ligado a um controlador 28 do sistema de impressão 10. O controlador 28 pode controlar as operações da plataforma da área de construção 12, o fornecimento do material de construção 14, o distribuidor do material de construção 18, e o apücador 24. A título de exempro, o controlador 2 8 pode conLrorar os a.cionauores (não mostrados) para controlar as várias operações dos componentes do sistema de impressão 3D 10. O controlador 28 pode ser um dispositivo de computação, um microprocessador baseado em semicondutores, uma unidade de processamento central (CPU), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), e/ou outro dispositivo de hardware. Embora não

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21/64 mostrado, o controlador 28 pode ser ligado aos componentes do sistema de impressão em 3D 10 através de linhas de comunicação.

[060] O controlador 28 manipula e transforma os dados, que podem ser representados como grandezas físicas (eletrônicas) dentro de registos e memórias da impressora, a fim de controlar os elementos físicos para criar a peça 3D 50. Como tal, o controlador 28 é descrito como estando em comunicação com um armazenamento de dados 30. O armazenamento de dados 30 pode incluir dados relativos a uma peça 3D 50 a ser impressa pelo sistema de impressão 3D 10. Os dados para o fornecimento seletivo das partículas de material de construção de metal em pó 16, o fluido aglutinante 36, etc., podem ser derivados a partir de um modelo da peça 3D 50 a ser formada. Por exemplo, os dados podem incluir os locais em cada camada de partículas de material de construção de metal em pó 16 que o aplicador 2 4 deve depositar o fluido aglutinante 36. Em um exemplo, o controlador 28 pode utilizar os dados para controlar o aplicador 24 para aplicar seletivamente o fluido aglutinante 36. O armazenamento de dados 30 pode ainda incluir instruções legíveis por máquina (armazenadas em um meio legível por computador não Lraiisiloxio) que cevem lazer com que o conLrorador 28 controle a quantidade de partículas de material de construção de metal em pó 16 que é fornecido pelo fornecimento do material de construção 14, o movimento da plataforma da área de construção 12, o movimento do distribuidor do material de construção 18, o movimento do aplicador 24, etc.

[061] Como mostrado na Figura 1, o sistema de impressão 10 pode também incluir um aquecedor 32, 32'. Em

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22/64 alguns exemplos, o aquecedor 32 inclui um forno convencional ou fornalha, um micro-ondas, ou dispositivos capazes de aquecimento híbrido (isto é, o aquecimento convencional e o aquecimento por micro-ondas). Este tipo de aquecedor 32 pode ser utilizado para o aquecimento de todo o bolo do material de construção 44 (ver Figura 2E) , após a impressão estar concluída ou para o aquecimento da peça verde curada 42' ou para o aquecimento da peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 depois a peça verde curada 42' é removida do bolo do material de construção 44 (ver Figura 2F) . Em alguns exemplos, a modelagem pode ser realizada no sistema de impressão 10, e, em seguida, a plataforma de material de construção 12 com a peça verde modelada 42 na mesma pode ser separada, do sistema 10 e colocaaa. no aquecedor oz para. os va.r2.0s estágios d.e aquecimento. Em outros exemplos, o aquecedor 32 pode ser um aquecedor condutor ou um aquecedor de irradiação (por exemplo, lâmpadas de infravermelhos) que está integrado no sistema 10. Estes outros tipos de aquecedores 32 podem ser colocados abaixo da plataforma da área de construção 12 (por exemplo, aquecimento por condução a partir de baixo da plataforma 12) ou podem ser colocados por cima da plataforma a área de construção 12 (por exemplo, aquecimento por radiação de superfície da camada do material de construção) . Combinações deste tipo de aquecimento também ser utilizadas. Estes podem ser utilizados outros tipos de aquecedores 32 durante todo o processo de impressão em 3D. Em ainda outros exemplos, o aquecedor 32' pode ser uma fonte de calor por radiação (por exemplo, uma lâmpada de cura) que está posicionado para aquecer cada camada 34 (ver Figura 2C) ,

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23/64 após o fluido aglutinante 36 ter sido aplicado à mesma. No exemplo mostrado na Figura 1, o aquecedor 32' está ligado ao lado do aplicador 24, o que permite a impressão e o aquecimento em uma única passagem. Em alguns exemplos, ambos o aquecedor 32 e o aquecedor 32’ podem ser usados.

[062] Deve ser compreendido que os exemplos de métodos 300 e 400 mostrados nas Figuras 3 e 4 são discutidos em detalhes neste documento, por exemplo, nas Figuras 2A-2F e c· texto correspondente a estas.

[063] Referindo-nos agora às Figuras 2A a 2F, um exemplo do método de impressão em 3D é descrito. Antes da execução do método, ou como parte do método (poderia ser o método 300 ou 400), o controlador 28 pode acessar os dados armazenados no armazenamento de dados 30 pertencente a uma peça 3D 50 que de ser impressa. O controlador 28 pode determinar o número de camadas de partículas de material de construção de metal em pó 16 que deve ser formadas, e os locais em que o fluido aglutinante 36 a partir do aplicador 24 devem ser depositados em cada uma das respectivas camadas.

L 0 64 j	Tal como	mostrado	n a s	F i. g i	j. r a s 2 A e 2 B,	O
método de	impressão em	3D pode	incl	. u i r	a aplicação	d.0
mat errai. ue	• construção d	Íe metal t	ím pó	16.	Na Figura 2A,	O
f o r n e c i me n t.	o de ma t. e r r a i	de const	rução	14	p o de f o r n e c e r	8. S
partículas	do material c	íe const ri	ição o	íe m	ebdi em pó 16	em

uma posição de modo que estejam prontas para serem espalhadas sobre a plataforma da área de construção 12. Na Figura 2B, o distribuidor de material de construção 18 pode espalhar as partículas do material de construção de metal em pó 16 para a plataforma da área de construção 12. O controlador 28 pode executar o controle das instruções de fornecimento do

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24/64 material de construção para controlar o fornecimento do material de construção 14 para apropriadamente posicionar as partículas do material de construção de metal em pó 16, e

pode executar instruções de	controle	de	e spa1hament o	para
controlar o distribuidor de	material	de	c o n s t r u ç ã o 18	para
espalhar as partículas do mal	serial de	con	strução de met	a 1 em
pó 16 através da plataforma	da área	de	c o n s t r u ç ã o 12	para
formar uma camada 34 das part	ículas de	mat	erial de const	rução

de metal em pó 16 nesta. Como mostrado na Figura 2B, uma camada 34 das partículas do material de construção de metal em pó 16 foi aplicado.

[065] A camada 34 tem uma espessura substancialmente uniforme em toda a plataforma da área de construção 12. Em um exemplo, a espessura da camada 34 varia de cerca de 30 pm a cerca de 300 pm, embora possam também ser utilizadas camadas mais finas ou mais espessas. Por exemplo, a espessura da camada 34 pode variar de cerca de 20 pm a cerca de 500 pm. A espessura, da camada pode ser de cerca

de 2 x o diâmetro	de partícula (c	tomo	most	.rado na	Figura 2B)
no mínimo para d	efinição da. pa	rte	ma i t	3 fina.	Em alguns
exemplos, a espesf	sura da camada }	pode	ser	de cerc	a de 1,2 x

(ou seja, 1,2 vezes) o diâmetro da partícula.

[066] Referindo-nos agora à Figura 2C, o método continua aplicando seletivamente o fluido aglutinante 36 em uma parte 38 do material de construção de metal em pó 16. Tal como ilustrado na Figura 2C, o fluido aglutinante 36 pode ser dispensado a partir do aplicador 24. O aplicador 24 pode ser uma cabeça de impressão de jato de tinta térmico, uma cabeça de impressão piezoelétrica, etc., e a aplicação seletivamente do fluido aglutinante 36 pode ser conseguida

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25/64 pela técnica associada de impressão de jato de tinta. Como tal, a aplicação seletiva do fluido aglutinante 36 pode ser realizada por meio de impressão a jato de tinta térmica ou de jato de tinta piezoelétrico de impressão.

[067] O controlador 28 pode executar instruções para controlar o aplicador 24 (por exemplo, nas direções indicadas pela seta 26) para depositar o fluido aglutinante 36 para as porções previamente determinadas 38 do material de construção de metal em pó 16 que estão se tornando parte de uma peça verde modelada 42 e em última análise, sendo sinterizada para formar a peça 3D 50. O aplicador 24 pode ser programado para receber comandos a partir do controlador 28 e para depositar o fluido aglutinante 36 de acordo com um padrão de uma seção transversal da camada, da peça. 3D 50 que deve ser formada. Tal como aqui utilizado, a seção transversal da camada, da peça. 3D 50 a. ser formada, se refere à seção transversal que é paralela à superfície da plataforma da área de construção 12. No exemplo mostrado na Figura 2C, o aplicador 24 seletivamente aplica o fluido aglutinante 36 sobre estas porções 38 da camada 34 que estão sendo fundidas para se tornarem a primeira cada da peça 3D 50. Como um

exemplo, se a	peça	3D que	deve ser formada	deve ser	moldada
como um cubo	ou um	cilinc	Iro, o fluido agli	nt inante	36 será
depositado em	um p	adrão c	luadrado ou em um	padrão	circular

(de uma vista de topo), respectivamente, em pelo menos uma porção da camada 34 das partículas do material de construção de metal em pó 16. No exemplo mostrado na Figura 2C o fluido aglutinante é depositado em um padrão quadrado na porção 38 da camada 34 e não nas porções 40.

[068] Como mencionado acima, o fluido aglutinante

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26/64 inclui as partículas de polímero e o veículo liquido. Como também se mencionado acima, em alguns exemplos, o fluido aglutinante 36 também inclui o solvente de coalescência (como ou em adição ao veículo líquido). Deve ser entendido que um único fluido aglutinante 36 pode ser seletivamente aplicado a padrão da camada 34, ou vários fluidos aglutinantes 36 podem ser seletivamente aplicados ao padrão da camada 34.

	L 0 6 9 J	Embora	não mo;	strado, o método pc	de incluir a
pr	eparação do	fluido	aglut2	.nante 36 antes de	: se aplicar
se	letivamente	o fluido	agluti	nante 36. A prepara;	ção do fluido

aglutinante 36 pode incluir a preparação das partículas de polímero e, em seguida, adicionando as partículas de polímero no veículo líquido.

[070] Quando o fluido aglutinante 36 é aplicado seletivamente nas porções desejadas 38, as partículas de polímero (presentes no fluido aglutinante 36) se infiltram nos espaços inte.r--pa.rtículas entre as partículas de material de construção de metal em pó 16. O volume do fluido

aglutinante	3 36 que é	aplicado por unidade	de material de
construção	de metal em	pó 16, na porção model	ada 38 pode ser
suficiente	para encher	em uma iraçao princis	>al, ou a maior

parte da porosidade existente no interior da espessura da porção 38 da camada 34.

[071] Deve ser entendido que as porções 40 do material de construção de metal em pó 16, que não têm o ligante 36 de fluido aplicado à mesma também não têm as partículas de polímero introduzidas ao mesmo. Como tal, estas porções não se tornam parte da peça verde modelada 42 que em última análise é formada.

[072] Os processos mostrados nas Figuras 2A a 2C

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27/64 podem ser repetidos para construir de forma iterative até várias camadas modeladas e para formar a peça verde modelada 42 (ver Figura 2E).

[073] A Figura 2D ilustra a formação inicial de uma segunda camada de material de construção de metal em pó 16 sobre a camada 34 modelada com o fluido aglutinante 36. Na Figura 2D, após a deposição do fluido aglutinante 36 para as porções previamente determinadas 38 da camada 34 de material de construção do metal em pó 16, o controlador 28 pode executar instruções para fazer com que a plataforma da área de construção 12 seja movida de uma distância relativamente pequena na direção indicada pela seta 20. Em outras palavras, a plataforma da área de construção 12 pode ser abaixada para permitir que a próxima, camada de material de construção de metal em pó 16 seja formada. Por exemplo, o material da plataforma de construção 12 pode ser reduzido de uma

distânc	ia que	é equivalei	nte à altura	da camada 34. A	.lém
disso,	após a	descida da	p 1 at a. f o rma da	área de constru	ção
12, o	control	..ador 28 pc	)de controlar	o fornecimento	d.O

material de construção 14 para fornecer material de construção de metal em pó adicional 16 (por exemplo, através da operação de um elevador, um trado, ou semelhantes) e o distribuidor do material de construção 18 para formar outra camada das particulas do material de construção de metal em pó 16 no topo da camada previamente formada 34 com o material de construção de metal em pó adicional 16. A camada recémformada pode ser modelada com o fluido aglutinante 36.

[074] Fazendo nova referência à Figura 2C, em um outro exemplo do método, a camada 34 pode ser exposta a aquecimento, utilizando aquecedor 32', após o fluido

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28/64 aglutinante 36 ser aplicado à camada 34 e antes de uma outra camada ser formada. 0 aquecedor 32' pode ser utilizado para ativar o fluido aglutinante 36, durante a impressão, camada por camada, e para a produção de uma camada peça verde estabilizada e curada aquecimento para formar a camada da peça verde curada pode ocorrer a uma temperatura que é capaz de ativar (ou curar) o fluido aglutinante 36, mas que não é capaz de fusão ou sinterização do material de construção· de metal em pó 16. Em um exemplo, a temperatura de ativação é próxima da temperatura de transição vítrea das partículas de polímero. Outros exemplos de temperaturas de ativação adequadas são fornecidos a seguir. Neste exemplo, processos mostrados nas Figuras 2A a 2C (incluindo c aquecimento da camada. 34) podem ser repetidos para construir ie forma iterative. até várias camadas curadas e para produzir

a. peça verde curada 42'.

A peça verde curada 42' pode então ser exposta aos processos descritos em referência à Figura

2F.

[075] Repetidamente a formação e a padronização de novas camadas (sem curar cada camada) resulta na formação de um bolo de material de construção 44, como mostrado na Figura 2E, o qual inclui a peça verde modelada 42 que reside dentro das porções não modeladas 40 de cada uma das camadas 34 do material de construção de metal metais em pó 16. A peça verde modelada 42 é um volume do bolo de material de construção 44 que é preenchido com o material de construção de metal em pó 16 e o fluido aglutinante 36 no interior dos espaços interpartículas. O restante do bolo do material de construção 44 é feito de material de construção não-modelado de metal em pó 16.

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29/64 [076j Além disso, como mostrado na Figura 2E, o bolo de material de construção 44 pode ser exposto ao calor ou radiação para gerar calor, conforme indicado pelas setas 46. O calor aplicado pode ser suficiente para ativar o fluido aglutinante 36 na peça verde modelada 42 e para produzir uma peça verde estabilizada e curada 42'. Em um exemplo, a fonte de calor 32 pode ser usada para aplicar o calor para o bolo de material de construção 44. No exemplo mostrado na Figura 2E, o bolo de material de construção 44 pode permanecer na plataforma da área de construção 12, enquanto está sendo aquecido pela fonte de calor 32. Em outro exemplo, a plataforma da área de construção 12, com o bolo do material de construção 44 na mesma, pode ser isolada a partir do aplicador 24 e colocado na fonte de calor 32. Qualquer uma das fontes de calor anteriormente descritas 32 e/ou 32' pode ser usada.

[077] A temperatura de ativação/cura pode depender, em parte, por de ou mais de: a T_q das partículas de polímero, a. viscosidade de fusão das partículas de polímero, e/ou, se e quais solventes coalescentes são usados. Em um exemplo, o aquecimento para formar a peça verde curada 42' pode ocorrer a uma temperatura que é capaz de ativar (ou curar) o fluido aglutinante 36, mas que não é capaz de sinterização do material de construção de metal em pó 16 ou termicamente degradar as partículas poliméricas do fluido aglutinante 36. Em um exemplo, a temperatura de ativação é de cerca da temperatura mínima de formação de filme (MFFT) ou a temperatura de transição vítrea do material a granel das partículas de polímero do fluido aglutinante 36 e abaixo da temperatura de decomposição térmica das partículas de

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30/64 polímero (isto é, abaixo de um limiar de temperatura na qual ocorre decomposição térmica). Para a maioria das partículas de polímero à base de látex adequadas, o limite superior da temperatura de ativação/cura varia entre cerca de 250^sC a cerca de 270^sC. Acima deste limiar de temperatura, as partículas de polímero se degradam quimicamente em espécies voláteis e deixam a peça verde modelada 42, e, portanto, pararia a execução de suas funções. Em outros exemplos, a temperatura de ativação do fluido aglutinante 36 pode ser maior do que a MEET ou a temperatura de transição vítrea das partículas de polímero. Como um exemplo, a temperatura de ativação do fluido aglutinante pode variar entre cerca de 20²C a cerca de 200²C. Como outro exemplo, a temperatura de ativação do fluido aglutinante pode variar entre cerca de

100²C a ce	rca de 200²	C. Como ainda	outro	exemplo, a
temperatura	de ativação	do fluido agiu	tinante	pode variar
entre cerca	de 80²C a	cerca de 200²C	Como	ainda outro
exemplo, a	temperatura	de ativação do	f1u i do	aglut .1 nante
poete ser de	cerca de 90²í	0.
L 0 7 8 j	0 período	de tempo no	qual o	calor 46 é

aplicado e a taxa na qual a peça verde modelada 42 é aquecida pode ser dependente, por exemplo, em um ou mais de: características da fonte de calor ou de radiação 32, 32', as características das partículas de polímero, as características do material de construção de metal em pó 16 (por exemplo, tipo de metal, tamanho de partícula, etc.), e/ou as características da peça 3D 50 (por exemplo, espessura da parede) . A peça verde modelada 42 pode ser aquecida na temperatura de ativação do fluido aglutinante por um período de tempo de ativação/cura que varia desde cerca de 1 minuto

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31/64 a cerca de 360 minutos. Em um exemplo, o período de tempo de ativação/cura é de 30 minutos. Em um outro exemplo, o período de tempo de ativação/cura pode variar de cerca de 2 minutos a cerca de 240 minutos. A peça verde modelada 42 pode ser aquecida até a temperatura de ativação do fluido aglutinante a uma vazão de cerca de l^eC/minuto a cerca de 10^sC/minuto, embora seja contemplado que uma taxa de aquecimento mais lenta ou mais rápida possa ser utilizada. A taxa de aquecimento· pode depender, em parte, de um ou mais de: o fluido aglutinante 36 utilizado, o tamanho (ou seja, espessura e/ou área (através do plano x-yj) da camada 34 de material de construção de metal em pó 16, e/ou as características da peça 3D 50 (por exemplo, tamanho, espessura da parede, etc.) . Em um exemplo, a. peça verde modelada 42 é aquecida, até à. a temperatura, de ativação do fluido aglutinante a uma vazão de cerca de 2,25²C/minut.o.

[079] O aquecimento próximo da MFFT ou a temperatura de transição vítrea das partículas de polímero faz com que as partículas de polímero se fundam em uma fase contínua de polímero entre as partículas do material de construção de metal em pó 16 da peça verde modelada 42. Como mencionado acima, o solvente de coalescência (quando incluído no fluido aglutinante 36) plastifica as partículas de polímero e aumenta a coalescência das partículas de polímero. A fase contínua de polímero pode agir como um adesivo ativado por calor entre as partículas de material de construção de metal em pó 16 para formar a peça verde curada e estabilizada 42'.

[080] O aquecimento para formar a peça verde curada 42' pode também resultar na evaporação de uma fração significativa do fluido a partir da peça verde modelada 42.

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32/64 fluido evaporado pode incluir qualquer um dos componentes do fluido aglutinante. A evaporação do fluido pode resultar em alguma densificação, através de uma ação capilar da peça verde curada 42’.

[081] A peça verde estabilizada e curada 42' apresenta durabilidade mecânica manuseável.

[082] A peça verde curada 42' pode então ser extraída a partir do bolo de material de construção 44. A peça verde curada 42' pode ser extraída por quaisquer meios adequados. Em um exemplo, a peça verde curada 42' pode ser

extraída,	levantando a peça verde	curada	42 ' a	partir das
partículas	de material de constr	ução de	metal	em pó não
modeladas	16. Uma ferramenta de ext	ração que	e inclo	ii um pistão
θ urns. mo.Lei	pode ser usada.
[083	] Quando a peça verde	? curada	42’ é	extraída a
partir do	bolo de material de cor	ist rução	44, a	peça verde

curada 42' pode ser removida da. plataforma da área de construção 12 e colocada em um mecanismo de aquecimento. O mecanismo de aquecimento pode ser o aquecedor 32.

[084] Em alguns exemplos, a peça verde curada 42' pode ser feita para remover as partículas de material de construção de metal em pó não modeladas 16 a partir da sua superfície. Em um exemplo, a peça, verde curada 42' pode ser limpa com uma escova e/ou um jato de ar.

[085] Após a extração e/ou a limpeza da peça verde curada 42' , a peça verde curada 42' pode ser aquecida para remover as partículas de polímero ativado (que se aglutinaram na fase de polímero contínua) para produzir uma peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48, como mostrado na Figura 2F. Em outras palavras, a peça

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33/64 curada 42' pode ser aquecida para remover a fase de polímero contínua. Em seguida, a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 pode ser sinterizada para formar a peça final 3D 50, também, como mostrado na Figura 2F. O aquecimento para desligar e aquecer para sinterizar ocorre em duas temperaturas diferentes, onde a temperatura de desligamento é menor do que a temperatura de sinterização. Ambas as etapas de desligamento e de aquecimento e a sinterização são geralmente representadas na Figura 2F, onde o calor ou radiação para geração de calor podem ser aplicados, como é indicado· pelas setas 46 a partir da fonte de calor 32.

[086] O aquecimento para desligamento é realizado em uma temperatura de decomposição térmica que é suficiente para decompor termicamente a fase polimérica contínua. Como tal, a temperatura para o desligamento depende do material das partículas de polímero do fluido aglutinante 36. Em um exemplo, a temperatura de decomposição térmica varia entre cerca de 250²C a cerca de 600^fiC. Em outro exemplo, a temperatura de decomposição térmica varia entre cerca de 280²C a cerca de 600²C, ou a cerca de 500²C. A fase contínua de polímero pode ter um mecanismo de decomposição térmica limpo (por exemplo, deixa <5% em peso de resíduo sólido do aglutinante inicial, e em alguns casos, <1% em peso de resíduo sólido do aglutinante inicial). A menor percentagem de resíduos (por exemplo, perto de 0%) é mais desejável. Durante a fase de desligamento, as longas cadeias de polímero da fase contínua se decompõem primeiro em fragmentos moleculares mais curtos, que se transformam em uma fase líquida de baixa viscosidade. A pressão capilar que se

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34/64 desenvolve durante a evaporação deste líquido puxa as partículas de material de construção de metal em pó 16 em conjunto conduzindo a uma maior densificação e formação da peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48.

[087] Apesar de não estar ligado a qualquer teoria, acredita-se que a peça cinzenta pelo menos substancialmente polímero livre de polímeros 48 pode manter a sua forma devido, por exemplo, a um ou mais dos seguintes: i) a baixa quantidade de experiência de estresse pela peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 devido ao fato de não ser fisicamente manipulada, ii) baixo nível de estreitamento ocorrendo entre as partículas do material de construção de metal em pó 16 na temperatura de decomposição térmica das partículas de polímero, e/ou iii) as forças capilares que empurram as partículas de material de

construção de meta	1 em pó	16 em	conjunto	gera de	is pela remoção
da fase contínua	de polímero.	A peça	c Inzer;	ita pelo menos
subs t anc i a l.menue	1 i vre	de pol	ímero 48	pode	manter a sua

forma, embora, a fase contínua, de polímero seja, pelo menos, substancialmente removida e as partículas de material de construção de metal em pó 16 ainda não estejam sinterizadas. O aquecimento para formar a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 pode começar nas fases iniciais de sinterização, que podem resultar na formação de ligações fracas que são fortalecidas durante a sinterização final.

[088] O aquecimento para sinterizar é conseguido em uma temperatura de sinterização que é suficiente para sinterizar o restante das partículas de material de

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35/64 construção de metal em pó 16. A temperatura de sinterização é altamente dependente da composição das partículas do material de construção de metal em pó 16. Durante o aquecimento/sinterização, a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímeros 48 pode ser aquecida até uma temperatura que varia de cerca de 80% a cerca de 99,9% do ponto de fusão ou a temperatura de sólidos, eutética ou peritética do material de construção de metal em pó 16. Em outro exemplo, a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímeros 48 pode ser aquecida até uma temperatura que varia de cerca de 90% a cerca de 95% do ponto· de fusão ou temperatura dos sólidos, eutética ou pretética do material de construção de metal em pó 16. Ainda em outro exemplo, a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 pode ser aquecida até uma temperatura que varia de cerca de 60% a cerca de 85% do ponto de fusão ou a temperatura dos sólidos, eutética ou pretética do material de construção de metal em pó 16. A temperatura, de aquecimento e sinterização pode ainda depender do tamanho de partícula e do tempo para a sinterização (ou seja, tempo de exposição a alta temperatura). Como um exemplo, a temperatura de sinterização

pode variar de cerca de	8 5 0 ² C a	c e r c a. de 14 0 0 ² C .	Em	outro
exemplo, a temperatura de	! sinterií	jação é de pelo men	O <5	?00²C.
Um exemplo de uma. temper	atura, de	sinterização para	ο I	>ronze

é de cerca de 8 50²C, e um exemplo de uma temperatura, de sinterização para o aço inoxidável é de cerca de 1300^sC. Embora estas temperaturas sejam fornecidas como exemplos de temperatura de sinterização, deve ser entendido que a temperatura de aquecimento de sinterização depende do material de construção de metal em pó 16 que é utilizado, e

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36/64 pode ser maior ou menor do que os exemplos fornecidos. 0 aquecimento a uma temperatura adequada sinteriza e funde as partículas do material de construção de metal em pó 16 para formar uma peça 3D 50 completada, as quais podem ser ainda mais densificadas em relação à peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48. Por exemplo, como um resultado da sinterização, a densidade pode ir de densidade de 50% para mais de 90%, e em alguns casos muito perto de 100% da densidade teórica.

[089] O período de tempo em que o calor 46 (para

cada um	de de s 1:	Igamento	e sinterização]	i é ap	/licado e a t	axa
na qual	a peça	42', 48	é aquecida pode	: ser	dependente,	[O O -L.
exemplo,	em um	ou mais	dos seguintes	: car	acteríst icas	0’8.
fonte de	í C 3. -1- C· l·?	ou de r	a o i. a. ç a o 32, as	cara.	cterísticas	das
partícul	3.8 ύθ p	>olímero,	a s c a r a c t e r í s 1	eicas	do material	de

construção de metal em pó 16 (por exemplo, tipo de metal, tamanho de partícula, etc.), e/ou as características da peça 3D 50 (por exemplo, espessura da parede) .

[090] A peça verde curada 42' pode ser aquecida na temperatura de decomposição térmica por um período de tempo

de decompose	ção térmica que varia de cerca de	1.0 m 1 nut. o s a
cerca, de 72	horas. Em um exemplo, o período	de tempo de
de c ornp o s i ç ã o	térmica é de 60 minutos. Em out:	co exemplo, o
período de t	empo de decomposição térmica é de	180 minutos.
A p e ç a v e r u e	cul ada sz poo.e ser aquec.i.da ate	a v, e m p e r a t. u r a

de decomposição térmica, a uma velocidade que varia entre cerca de 0,5^sC/minuto a cerca de 20^aC/minuto. A taxa de aquecimento pode depender, em parte, por um ou mais de: a quantidade da fase continua de polímero na peça verde curada 42', a porosidade da peça verde curada 42', e/ou as

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37/64 características cia peça verde curada 42'/peça 3D 50 (por exemplo, tamanho, espessura da parede, etc.).

[091] A peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 4 8 pode ser aquecida à temperatura de sinterização durante um período de tempo de sinterização que varia de cerca de 20 minutos a cerca de 15 horas. Em um exemplo, o período de tempo de sinterização é de 240 minutos. Em outro exemplo, o período de tempo de sinterização é de 360 minutos. A peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 pode ser aquecida até à temperatura de sinterização a uma taxa que varia entre cerca de l^fiC/minuto a cerca de 20^fiC/minuto. Em um exemplo, a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 é aquecida até à temperatura de sinterização a uma taxa variando de cerca de 10²C/minuto a. cerca, de 20²C/minuto. Uma elevada taxa de rampa até a temperatura de sinterização pode ser desejável

para	produzi	r uma estrutura ou mi	.croestr	’ u t u r a ct e	grão mais
favor	ável. K	(o entanto, em alguns	casos,	as taxas	de rampa
ma i s	lentas	podem ser desejáveis	5. Como	tal, em	um outro

exemplo, a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímeros 48 é aquecida até a temperatura de sinterização em uma taxa que varia de cerca de l²C/minuto a cerca de 3²C/minuto. Em ainda outro exemplo, a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 é aquecida até a temperatura de sinterização a uma taxa de cerca de 1,2²C/minuto. Em ainda outro exemplo, a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 é aquecida até à temperatura de sinterização a uma taxa de cerca de 2,5 ²C/minuto.

[092] No exemplo do método: o aquecimento da peça

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38/64 verde curada 42' à temperatura de decomposição térmica é realizado durante um período de tempo de decomposição térmica que varia de cerca de 30 minutos a cerca de 72 noras; e o aquecimento da peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 para a temperatura de sinterização é realizada durante um período de tempo de sinterização que varia de cerca de 20 minutos a cerca de 15 horas. Em outro exemplo do método: o aquecimento da peça verde curada 42’ à temperatura de decomposição térmica é realizado a uma taxa variando de cerca de 0,5^sC/minuto a cerca de 10®C/minuto; e o aquecimento da peça cinzento pelo menos substancialmente livre de polímero 48 para a temperatura de sinterização· é realizado a uma taxa que varia entre cerca de l^fiC/minuto a cerca de 20^fiC/minuto.

[093] Em alguns exemplos do método, o calor 46 (para cada um de desligamento e sinterização) é aplicado em um ambiente contendo um gás inerte, um gás de baixa reatividade, um gás de redução, ou uma combinação dos mesmos. Em outras palavras, o aquecimento da peça verde curada 42' à temperatura de decomposição térmica e o aquecimento da peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 para a temperatura de sinterização são realizados em um ambiente que contém um gás inerte, um gás de baixa reatividade, um gás de redução, ou uma combinação dos mesmos. O desligamento pode ser realizado em um ambiente que contém um gás inerte, um gás de baixa reatividade e/ou um gás de redução de modo que o polímero de fase contínua se decomponha termicamente ao invés de se submeterem a uma reação alternada que falham em produzir a peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero 48 e/ou para prevenir a

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39/64 oxidação do material de construção do metal em pó 16. A sinterização pode ser obtida em um ambiente contendo um gás inerte, um gás de baixa reatividade, e/ou um gás de redução de modo que o material de construção do metal em pó 16 irá sinterizar em vez de passar por uma reação alternativa (por exemplo, uma reação de oxidação) que falharia em produzir a peça de metal 3D 50. Exemplos de gás inerte incluem gás argônio, gás hélio, etc. Um exemplo de um gás de baixa reatividades inclui gás nitrogênio e exemplos de gases de redução incluem gás de hidrogênio, gás de monóxido de carbono, etc.

Γ 0 94 j Em outros exemplos do método, o calor 4 6 (para cada um de desligamento (ou seja, o aquecimento do corpo verde curado 42 ' à temperatura de decomposição térmica) e sinterização (ou seja, o aquecimento da peça cinzenta pelo menos substancialmente livre de polímero para, a temperatura de sinterização)) é aplicado em um ambiente contendo carbono além de um gás inerte, um gás de baixa reatividade, um gás de redução, ou uma. combinação dos mesmos. O desligamento e a sinterização podem ser realizados em um ambiente que contém carbono para reduzir a pressão parcial de oxigênio no meio

ambiente	e ainda evf	l t ci Έ cl	oxidaçãc	) do mater:	tal de construção
(Ίθ Πίθΐ.·. cll	em pó 16	durant	e deslig	lament o e	sinterização. Um
exemplo <	de carbono	que i	Ο (1Θ S Θ X?	C O -1.0 C cl O. o	no ambiente de
aquecimento inclui	vareta.		ifite. Em	o u t. r o s e x e rnp 1 o s,

pode ser utilizado um forno de grafite.

[095] Em ainda outros exemplos do método, o calor 46 (para cada um de desligamento e de sinterização) é aplicado a uma pressão de gás baixa ou ambiente de vácuo. O desligamento e a sinterização podem ser realizados em um

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40/64 ambiente de baixa pressão de gás ou de vácuo de modo que a fase de polímero contínua de termicamente se decompõe e/ou evita a oxidação do material de construção de metal em pó 16. Além disso, a sinterização em baixa pressão de gás ou sob vácuo pode permitir o colapso dos poros mais completo ou mais rápido, e assim, peças de densidade mais elevada. No entanto, o vácuo não pode ser usado durante a sinterização quando o material de construção de metal em pó 16 (por exemplo, Cr) é capaz de evaporar em tais condições. Em um exemplo, o ambiente de baixa pressão está a uma pressão que varia entre cerca de IE-5 torr (l*10⁵ torr (0,0013 Pa)) e cerca de 10 torr (1333 Pa).

[096] Embora não esteja representado, as operações representadas nas Figuras 2E e 2F podem ser automatizadas e o controlador 28 pode controlar as operações.

[097] Na. figura 3, um diagrama de fluxo mostra um método de impressão de um objeto tridimensional 300, que compreende: (i) depositar um material de construção em pó de metal 310, em que o material de construção de metal em pó tem um tamanho médio de partícula de entre cerca de 10 pm a cerca de 250 pm; (ii) aplicar seletivamente um fluido aglutinante em pelo menos uma porção do pó material de construção de metal em pó 320, em que o fluido aglutinante compreende um veículo líquido aquoso e partículas de polímero de látex dispersas no veículo líquido aquoso; (iii) aquecer o fluido aglutinante aplicado seletivamente sobre o material de construção de metal em pó a uma temperatura de entre cerca

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41/64 [0 98j Na figura 4, um diagrama de fluxo mostra um método de impressão tridimensional 400, que compreende: (i) depositar um material de construção de metal em pó 410, em que o material de construção de metal em pó tem um tamanho médio de partícula de entre cerca de 10 um cerca de 250 pm; (ii) aplicar seletivamente um fluido aglutinante em pelo menos uma porção do material de construção de metal em pó 420, em que o fluido aglutinante compreende veículo líquido aquoso e partículas de polímero de látex dispersas no veículo líquido aquoso; (iii) repetição de (i) e (ii) pelo menos uma vez para formar um objeto de metal ligado 430; (iv) aquecer o objeto de metal ligado a uma temperatura de entre cerca de 40^sC a cerca de 180^sC, pelo menos uma vez para formar um objeto tridimensional 440.

Material cie construção de metal em pó [099] Em um exemplo, o material de construção de metal em pó 16 é um material metálico de fase única composto por um elemento. Neste exemplo, a temperatura de sinterização pode ser inferior ao ponto de fusão do único elemento.

[0100] Em outro exemplo, o material de construção de metal em pó 16 é composto por dois ou mais elementos, que

p ο α e m e s t a. r n	a forma	de uma	liga de metal	U Θ í d S Θ	única.	Ou
de uma liga	de rnel	... a 1 q e	fase múltipla	* Neste?	s outr	OS
exemplos, a f'	usão ger	,-almente	o c o r r e a ο i o n g <	□ cie uma	faixa	de
temperaturas.	Para a)	Lgumas 1.	igas metálicas	de -fase	única,	a

fusão começa logo acima da temperatura de solidificação (onde

a fusão	' é iniciada)	e não	é completa até a t	emperatura de
líquido	(t e mp e r a t u r a	em que	todo o sólido está	fundido) seja
excedid	a. Por outras	ligas	de metais de fase t	mica, a fusão
começa	logo acima dst	tempe	ratura peritética.	A temperatura

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42/64 peritética é definida pelo ponto onde um sólido de fase única se transforma em um sólido de duas mais a mistura liquida, onde o sólido acima da temperatura peritética é de uma fase diferente do que o sólido abaixo da temperatura peritética. Quando o material de construção de metal em pó 16 é composto de duas ou mais fases (por exemplo, uma liga multifásica feita de dois ou mais elementos), a fusão geralmente começa quando a temperatura eutética ou peritética for excedida. A temperatura eutética é definida pela temperatura em que um liquido de fase única se solidifica completamente em um sólido de duas fases. Geralmente, a fusão da liga de metal de fase única ou da liga de metal de fase múltipla começa logo acima da temperatura de sólido, eutética ou peritética e não é completa, até a temperatura de líquidos ser excedida. Em alguns exemplos, a sinterização pode ocorrer abaixo da temperatura de solidificação, a temperatura, peritética, ou a. temperatura eutética. Em outros exemplos, a sinterização ocorre acima da temperatura de solidificação, a temperatura peritética, ou a temperatura eutética. A sinterização acima da temperatura de solidificação é conhecida como super sinterização oe solidificação, e esta técnica pode ser desejável quando se usam partículas de material de construção maiores, e/ou para alcançar alta densidade. Em um exemplo, a composição do material de construção pode ser selecionada de modo a que pelo menos 4 0% em volume de material de construção de metal em pó é feito de fases tendo um ponto de fusão acima da temperatura de sinterização desejado. Deve ser entendido que a temperatura de sinterização pode ser elevada o suficiente para fornecer energia suficiente para permitir a mobilidade de átomo entre partículas adjacentes.

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43/64 [0101] Os elementos individuais ou ligas podem ser utilizados como o material de construção de metal em pó 16. Alguns exemplos do material de construção de metal em pó 16 incluem aço, aço inoxidável, bronzes, titânio (Ti) e as ligas dos mesmos, alumínio (Al) e ligas dos mesmos, níquel (Ni) e as ligas dos mesmos, cobalto (Co) e as ligas dos mesmos, ferro (Fe) e as ligas dos mesmos, ligas de níquel e cobalto (NiCo) , ouro (Au) e as ligas dos mesmos, prata (Ag) e as ligas dos mesmos, platina (Pt) e as ligas dos mesmos, e de cobre (Cu) e as ligas dos mesmos. Alguns exemplos específicos incluem AlSiioMg, alumínio séries 2xxx, alumínio série 4xxx, CoCr MP1, CoCr SP2, aço maraging MSI, Hastelloy C, Hastelloy X, NickelAlloy HX, Inconel IN625, Inconel IN718, SS GP1, SS 17-4PH, SS 316L, TÍ6A14V, e TÍ-6A1-4V ELI7. Enquanto vários exemplos de ligas foram fornecidos, deve ser entendido que outros materiais de construção em liga podem ser usados como as ligas de soldagem de PbSn.

[0102] Qualquer material de construção de metal em pó 16 pode ser usado que esteja na forma, de pó no inicio dos

métodos de	impressã	o em 3D aqu.i	descritos. Como	13 1 _f O P Ο Γ110
de fusão,	a tempe	r at ura de sc	3.1 i d i f i c a ç ã o, a	t e mp e r a t u r a
eutética,	e/ou a	temperaoura	peritética do	material de

construção de metal em pó 16 pode estar acima da temperatura do ambiente no qual a peça modelada do método de impressão em 3D é executada (por exemplo, acima de 40^fiC) . Em alguns exemplos, o material de construção de metal em pó 16 pode ter um ponto de fusão variando desde cerca de 850^SC a cerca de 3500^SC. Em outros exemplos, o material de construção de metal em pó 16 pode ser uma liga com uma faixa de pontos de fusão. As ligas podem incluir metais com pontos de fusão tão

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44/64 baixas quanto -39²C (por exemplo, mercúrio), ou 30^eC (por exemplo, gálio), ou 157^SC (índio), etc.

[0103] O material de construção de metal em pó 16 pode ser constituído por partículas com um tamanho semelhante ou partículas de tamanhos diferentes. Nos exemplos apresentados aqui (Figura 1 e Figuras 2A-2F), o material de construção de metal em pó 16 inclui partículas similarmente dimensionadas. O termo tamanho, tal como aqui utilizado no que diz respeito ao material de construção de metal em pó 16, se refere ao diâmetro de uma partícula substancialmente esférica (por exemplo, uma partícula esférica ou quase esférica tendo uma esfericidade de > 0,84), ou o diâmetro médio de uma partícula não esférica (ou seja, a média de múltiplos diâmetros entre a partícula). As partículas substancialmente esféricas deste tamanho de partícula têm boa fluidez e podem ser distribuídas de forma, relativamente fácil. Como um exemplo, o tamanho médio de partícula das partículas do material de construção de metal em pó 16 pode variar de cerca de 1 pm a cerca de 200 um. Como outro exemplo, o tamanho médio das partículas do material de construção de metal em pó 16 varia de cerca de 10 prn até cerca de 150 prn. Como ainda outro exemplo, o tamanho médio das partículas do material de construção de metal em pó 16 varia de 15 pm a cerca de 100 pm.

Fluido aglut inante [0104] Como mostrado na Figura 1, o sistema de impressão 10 também inclui um aplicador 24, o qual pode conter o fluido aglutinante 36 (mostrado na Figura 2C) aqui divulgado.

[0105] O fluido aglutinante 36 inclui, pelo menos, o

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45/64 veículo líquido e as partículas de polímero. Em alguns casos, o fluido aglutinante 36 consiste em veículo líquido e as partículas de polímero, sem quaisquer outros componentes.

[0106] Em alguns exemplos, o fluido de ligação (também referido como o aqui fluido aglutinante) tem um pH de cerca de 6,5 a cerca de 9, ou menos do que cerca de 8,5, ou menos do que cerca de 8, ou menos do que cerca de 7,5, ou pelo menos cerca de 6,8, ou, pelo menos, cerca de 6,9, ou pelo menos cerca de 7, ou pelo menos cerca de 7,5.

[0107] Em alguns exemplos, a viscosidade da composição de fluido aglutinante é menor do que cerca de 10 cps, ou menos do que cerca de 15 cps, ou menos do que cerca de 14 cps, ou menos do que cerca de 13 cps, ou menos do que cerca de 12 cps, ou menos do que cerca de 11 cps, ou menos io que cerca oe 10 cps, ou menos do que cerca de 9 cps.

menos do que cerca de 8 cps, ou menos do que cerca de 7 cps, ou menos do que cerca, de 6 cps, ou menos do que cerca de 5 cps, ou menos do que cerca de 4 cps, ou menos do que cerca de 3 cps.

[0108] As partículas de polímero são aglutinantes intermediários sacrificiais em que eles se encontram presentes em diferentes fases da peça verde 42, 42’ (mostrados na Figura 2E) , que é formada, e em seguida são finalmente removidas (por decomposição térmica) a partir da peça cinzenta 48, e, portanto, não estão presentes na última peça 3D 50 sinterizada (mostrado na Figura 2F).

Partículas de polímeros [0109] Nos exemplos aqui divulgados, as partículas de polímero podem ser dispersas no veículo líquido. As partículas de polímero podem ter qualquer morfologia - por

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46/64 exemplo, de fase única, ou núcleo-concha, parcialmente ocluído, múltiplos lóbulos ou combinações das mesmas.

[0110] Em um exemplo, as partículas de polímero podem ser feitas de duas composições de copolímeros diferentes. Estas podem ser polímeros totalmente separados núcleoconcha, misturas parcialmente ocluídas, ou intimamente misturadas como uma solução de polímero. Em outro exemplo, a morfologia das partículas de polímero pode se assemelhar a uma framboesa, em que um núcleo hidrofóbico está rodeado por um grande número de partículas hidrofílicas menores, que estão ligadas ac· núcleo, em ainda um outro exemplo, as partículas de polímero podem incluir 2, 3, 4, ou mais de lóbulos de partículas relativamente grandes em torno de um

núcleo de pol	ímero menor.
[0111]	As part2.cuias de	polímero podem	S6I Cfú H .1. Q	uer
polímero de	látex (isto é, pc	>1 ímero que	é c	:apa z de	ser
disperso em	um. me i. o a. qu o s o)	que é jate	áve 1	através	de
impressão de	jato de tinta (por	exemplo, a	impr	' e s s a o a. j	at o

de tinta térmica ou de impressão jato de tinta piezoelétrica). Em alguns exemplos aqui divulgados, as partículas de polímero são heteropolímeros ou copolímeros. Os heteropolímeros podem incluir um componente mais hidrofóbico e um componente mais hidrofílico. Nestes exemplos, o componente hidrofílico torna as partículas dispersíveis no fluido aglutinante 36, enquanto que o componente hidrofóbico é capaz de coalescência, por exposição ao calor, a fim de ligar temporariamente as partículas de material de construção de metal em pó 16 em conjunto para formar a peça verde curada 42’.

[0112] Os exemplos de monômeros de T_g baixas que

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47/64 podem ser utilizados para formar o componente hidrofóbico incluem C4 a C8 alquil acrilatos ou metacrilatos, estireno, metil estireno substituídos, poliol acrilatos ou metacrilatos, vinil monômeros, vinil ésteres, ou outros semelhantes. Alguns exemplos específicos incluem metil metacrilato, butil acrilato, butil metacrilato, hexil acrilato, hexil metacrilato, etil acrilato, etil metacrilato, propil acrilato, propil metacrilato, 2-etilhexil acrilato, 2-etil-nexil metacrilato, hidroxietil acrilato, lauril acrilato, lauril metacrilato, octadecil acrilato, octadecil metacrilato, isobornil acrilato, isobornil metacrilato, estearil metacrilato, etileno glicol dimetacrilato, dietileno glicol dimetacrilato, trietileno glicol dimetacrilato, tetrahidrofurfuri1 acrilato, tetrahidrofurfuril acrilato alcoxilado, 2-fenoxietil metacrilato, benzil acrilato, nonilfenol metacrilato etoxilado, ciclo-hexil metacrilato, trimetil ciclo-hexil metacrilato, t-butil metacrilato, n-octil metacrilato, tridecil metacrilato, isodecil acrilato, dimetil maleato, dioctil maleato, acetoacetoxietil metacrilato, diacetona acrilamida, pentaeritritol tri-acrilato, pentaeritritol tetra-acrilato, pentaeritritol tri-metacrilato, pentaeritritol tetra-metacrilato, divinilbenzeno, estireno, met ilestirenos (por exemplo, ot-metil estireno, p-metil estireno), cloreto de vinil, cloreto de vinilideno, cloreto de vinilbenzil, acrilonitrila, metacrilonitrila, N-vinil imidazol, N-vinilcarbazol, N-vinil-caprolactama, as combinações dos mesmos, os derivados dos mesmos, ou as misturas dos mesmos.

[0113] Exemplos de monômeros que podem ser usados na

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48/64 formação de partículas de polímeros incluem ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, ácido dimetilacrílico, anidrido maleico, ácido maleico, vinilssulfonato, ácido cianoacrílico, ácido vinilacético, ácido alilacético, ácido etilidinoacético, ácido propilidinoacético, ácido crotônico, ácido fumárico, ácido itaconico, ácido sórbico, ácido angélico, ácido cinâmico, ácido estirilacrílico, ácido citracônico, ácido glutacônico, ácido· aconítico, ácido fenilacrílico, ácido acriloxipropiônico, ácido aconítico, ácido fenilacrílico, ácido acriloxipropiÇonico, ácido vinilbenzoico, ácido N-vinilsuccinamídico, ácido mesacônico, metacroilalanina, acriloilhidroxiglicina, ácido sulfoetil metacrílico, ácido sulfopropilacrílico, ácido estireno sulfônico, ácido sulfoetilacrílico, ácido 2-

monômeros mono-hidroxilados, os monômeros monoetoxilados, monômeros poli-hidroxilados, ou monômeros polietoxilados.

[0114] Em um exemplo, os monômeros selecionados são polimerizados para formar um polímero, heteropolímero ou copolímero. Em alguns exemplos, os monômeros são polimerizados com um agente surfactante co-polimerizável, em alguns exemplos, o agente surfactante co-polimerizável pode

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49/64 ser um composto de polioxietileno. Em alguns exemplos, o agente surfactante co-polimerizável pode ser um composto Hitenol® por exemplo, sulfato de amônio de polioxietileno alquilfenil éter, éster sulfúrico de polioxietileno alquiléter de sódio, sulfato de amônio de fenil éter polioxietileno estirenado, ou as misturas dos mesmos. Pode ser utilizado qualquer processo de polimerização adequado. As partículas de polímero podem ter um tamanho de partícula que pode ser de jateado através de impressão de jato de tinta térmico ou de impressão a jato de tinta piezoelétrica ou de impressão contínua. Em um exemplo, o tamanho de partícula das partículas de polímero varia entre cerca de 10 nm a cerca de 300 nm.

[0115] Em alguns exemplos, as partículas de polímero têm um MFFT ou uma temperatura de transição vítrea (T_g) , que é maior (por exemplo, >) do que a temperatura, ambiente. Em outros exemplos, as partículas de polímero têm uma MFFT ou temperatura de transição vítrea (T_g) , que é muito maior (por exemplo, ») do que a temperatura ambiente (ou seja, pelo menos 15° maior do que a ambiente) . Como aqui utilizado, temperatura ambiente pode se referir à temperatura ambiente (por exemplo, variando de cerca de 18²C a cerca de 22^fiC) , ou na temperatura do ambiente no qual o método de impressão em 3D é executado. Exemplos da temperatura ambiente de impressão em 3D podem variar de cerca de 40²C a cerca de 50°C. A MFFT ou a temperatura de transição vítrea Tg do material a granel (por exemplo, a porção mais hidrofóbica) das partículas de polímero pode variar entre 25^SC e cerca de 125^SC. Em um exemplo, a MFFT ou a temperatura de transição vítrea Tg do material a granel (por exemplo, a porção mais

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50/64 hidrofóbica) das partículas de polímero é de cerca de 40^fiC ou superior. A MFFT ou a temperatura de transição vítrea T_gdo material a granel pode ser qualquer temperatura que permite que as partículas de polímero sejam impressas em jato de tinta sem se tornarem demasiadamente moles em temperaturas de funcionamento da impressora.

[0116] As partículas de polímero podem ter uma MFFT ou temperatura de transição vítrea ou que varia desde cerca de 125^SC a cerca de 200^eC. Em um exemplo, as partículas de polímero podem ter uma temperatura de transição vítrea ou MFFT de cerca de 160^sC.

[0117] O peso molecular médio ponderai das partículas de polímero pode variar de cerca de 10.000 Mw a cerca de 500.000 Mw. Em alguns exemplos, o peso molecular médio ponderai das partículas de polímero varia entre cerca de 100.000 Mw a cerca, de 500.000 Mw. Em alguns outros exemplos, o peso molecular médio ponderai das partículas de polímero varia entre cerca de 150.000 Mw a 300.000 Mw.

[0118] Quando cada uma das partículas de polímero contém um componente hidrofóbico de baixa T_g e um componente hidrofílico de T_g elevada, as partículas de polímero podem ser preparadas por qualquer método adequado. Como exemplos, as partículas de polímero podem ser preparadas por um dos s e gu1nte s me to qo s.

[0119] Em um exemplo, as partículas de polímero podem ser preparadas por polimerização de monômeros hidrofílicos

se T_g e.	tevaaa para j	zormar o componente hid	.roinico de T_g
elevada	e fixando o	componente hidrofílico	de T_g elevada
sobre a	superfície do	componente hidrofóbico	de T_g baixa.
[0	120] Em um	outro exemplo, cada uma	das partículas

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51/64 de polímero pode ser preparada por polimerização de monômeros hidrofóbicos de T_g baixa e monômeros hidrofílicos de T_qelevada em uma proporção de monômeros hidrófobos de T_g baixa para monômeros hidrofílicos de T_g elevada que varia entre 5:95 a 30:70. Neste exemplo, os monômeros hidrofóbicos T_gbaixa moles podem se dissolver nos monômeros hidrofílicos de

T_g altas rígidos.

[0121] Em ainda outro exemplo, cada uma das partículas de polímero pode ser preparada partindo do processo de polimerização com os monômeros hidrófobos de T_Gelevada, em seguida, adicionando os monômeros hidrofílicos de T_g elevada, e depois de terminar o processo de polimerização, neste exemplo, o processo de polimerização pode causar uma maior concentração de monômeros hidrofílicos de T_g elevada para polimerizar na ou perto da superfície do componente hidrofóbico de T_g baixa.

[0122]	Em ainda outro	exemplo.	cada uma das
partículas (	le polímero pode ser	preparada	p a rt i n d o de um
processo de	copolimerização com os	monômeros	hidrofóbicos de
T_g baixa e	os monômeros hidrofí	licos de	T_g elevada, em

seguida, adicionando monômeros hidrofílicos de T_g elevada adicionais, e depois terminando o processo de copolimerização. Neste exemplo, o processo de copolimerização pode causar uma concentração maior de monômeros hidrofílicos de T_g elevada para copolimerizar na ou perto da superfície do componente hidrofóbico de T_g baixa.

[0123] Os monômeros hidrofóbicos de T_g baixa e/ou os monômeros hidrofílicos de T_g elevada usados em qualquer um destes exemplos pode ser qualquer um de monômeros hidrofóbicos de T_g baixa e/ou monômeros hidrofílicos de T_g

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52/64 elevada (respectivamente) acima listados. Em um exemplo, os monômeros hidrófobos de T_q baixa são selecionados a partir do grupo que consiste em monômeros C4 a C8 alquil acrilato, monômeros C4 a C8 alquil metacrilato, monômeros de estireno, monômeros de estireno substituídos com metil, monômeros vinílicos, monômeros de éster de vinil, e as combinações dos mesmos; e os monômeros hidrofílicos de T_g elevada são selecionados a partir do grupo que consiste em monômeros ácidos, monômeros de amida não substituída, monômeros de acrilato alcoólico, monômeros de metacrilato alcoólico, monômeros Cl a C2 alquil acrilato, monômeros Cl a C2 alquil metacrilato, e as combinações dos mesmos.

[0124] As partículas de polímero resultantes podem apresentar uma estrutura, de núcleo-concha, uma estrutura polimérica misturada ou misturada, ou alguma outra morfologia.

[0125] As partículas de polímero podem estar presentes no fluido aglutinante 36 em uma quantidade que

de 10% em peso a cerca de 20% em peso, ou desde cerca, de 12% em peso a cerca de 18% em peso, ou cerca, de 15% em peso (com base na % em peso total do fluido aglutinante 36). Em outro exemplo, as partículas de polímero podem estar presentes no fluido aglutinante 36 em uma quantidade que varia desde cerca de 20% em volume a cerca de 40% em volume (baseada na % em volume total do fluido aglutinante 36) . Acredita-se que estas cargas de partículas de polímero proporcionem um equilíbrio entre o fluido aglutinante 36 tendo fiabilidade de jato e

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53/64 eficiência de ligação. Em um exemplo, as partículas de polímero estão presentes no fluido aglutinante em uma quantidade que varia desde cerca de 2% em peso a cerca de 30% em peso, e o solvente de coalescência está presente no fluido aglutinante em uma quantidade que varia de cerca de 0,1% em peso a cerca de 50% em peso.

[0126] Em um exemplo, as partículas de polímero de látex têm um tamanho médio de partícula de entre cerca de 10 nm a cerca de 30 0 nm, ou de cerca de 5 0 nm a cerca de 30 0 nm, ou desde cerca de 100 nm a cerca de 300 nm, ou desde cerca de 110 nm a cerca de 300 nm, desde cerca de 120 nm a cerca de 300 nm, ou desde cerca de 130 nm a cerca de 300 nm, ou desde cerca de 14 0 nm a cerca de 30 0 nm, ou desde cerca de 150 nm a cerca de 300 nm, ou desde cerca de 160 nm a cerca de 290 nm, ou desde cerca de 1’70 nm a cerca, de .300 nm, ou desde cerca de 180 nm a cerca, de 2'700 nm, ou desde cerca de 190 nm a cerca de 250 nm, ou desde cerca de 190 nm a cerca de 230 nm, ou desde cerca de 190 nm a cerca, de 220 nm, ou desde cerca de 190 nm a cerca de 210 nm, ou cerca de 200 nm.

Solvente [0127] Em alguns exemplos, o fluido aglutinante 36 inclui um solvente de coalescência, em adição às partículas de polímero. Nestes exemplos, o solvente de coalescência plastifica as partículas de polímero e aumenta a coalescência das partículas de polímero após a exposição ao calor a fim de se ligar temporariamente as partículas do material de

construção de	metal	em pó	16 em con junt o	para	f o rma r a	peça
verde curada	42 ' . E	im algui	s s e x e mp 1 o s, o	fluid	.0 aglutir	lante
3 6 pode ser	const:	Ltuído	por partícula:	5 de	polímero	e 0
solvente de	coales	; Q θ n 0 3	(sem nenhum	outro	componer	ite) .

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54/64

Nestes exemplos, o veículo líquido é constituído pelo solvente de coalescência (sem outros componentes), e o solvente de coalescencia gera, o equilíbrio do nuido aglutinante 36.

[0128] Em alguns exemplos, o solvente de coalescência podem ser lactamas, tais como 2-pirrolidona, 1(2-hidroxietil)-2-pirrolidona, etc. Em outros exemplos, o solvente de coalescência pode ser um éter de glicol ou um éster de éter de glicol, tais como éter mono metil de tripropileno glicol, éter mono metil de dipropileno glicol, éter mono propil de dipropileno glicol, éter mono n-butil de tripropileno glicol, éter fenil de propileno glicol, acetato de éter metil de dipropileno glicol, éter mono butil de dietileno glicol, éter mono hexil de dietileno glicol, éter fenil de etileno glicol, acetato de éter mono-n-butil de dietileno glicol, acetato de éter mono n-butil de etileno glicol, etc. Em ainda outros exemplos, o solvente de coalescência pode ser um álcool poli-hídrico solúvel em água, tal como 2-metil-l,3-p.ropanodiol, etc. Em ainda outros

exemplos,o	solvente de coalesc	ência pode ser uma combinação
oe qualquer	• um	dos exemplos ac.i	..ma, ainda em outros exemplos,
o s o .1 v e n t e	cio	coalescência é	selecionado de entre o grupo
que consi	ste	em 2-pirrolic	iinona, 1- (2-hidroxietil) -2-

pirrolidona, éter mono metil de tripropileno glicol, éter mono metil de dipropileno glicol, éter mono propil de dipropileno glicol, éter mono n-butil de tripropileno glicol, éter fenil de propileno glicol, acetato de éter metil de dipropileno glicol, éter mono butil de dietileno glicol, éter mono hexil de dietileno glicol, éter fenil de etileno glicol, acetato de éter mono n-butil de dietileno glicol,

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55/64 acetato de éter mono n-butil de etileno glicol, 2-metil-l,3propanodiol, e uma combinação dos mesmos.

[0129] O solvente de coalescência pode estar presente no fluido aglutinante 36 em uma quantidade que varia desde cerca de 0,1% em peso a cerca de 50% em peso (com base na % em peso total do fluido aglutinante 36) . Em alguns exemplos, quantidades maiores ou menores do solvente de coalescência pode ser usado dependendo, em parte, mediante a arquitetura de jato do aplicador 24.

	[0130]	Como mencionado acima,	o fluido	aglutinante
3 6 in	clui as	partículas de polímero e	o veículo	1 C[ U. Í Ci O o 10-1.
como	aqui ut	ilizado, veículo liquid*	o pode sí	e referir ao

fluido líquido no qual as partículas de polímero são dispersas de modo a formar o fluido aglutinante 36. Uma ampla variedade de veículos líquidos, incluindo veículos aquosos e não aquosos, pode ser usada com o fluido aglutinante 36. Em alguns casos, o veículo líquido consiste em um solvente primário sem outros componentes. Em outros exemplos, o fluido aglutinante 36 pode incluir outros ingredientes, dependendo, em parte, do aplicador 24 que deve ser usado para distribuir o f1uido a g1ut i n ant e 36.

[0131] O solvente primário pode ser água ou um solvente não aquoso (por exemplo, etanol, acetona, n-metil pirrolidona, hidrocarbonetos alifáticos, etc.). Em alguns exemplos, o fluido aglutinante 36 consiste nas partículas de polímero e o solvente primário (com em outros componentes). Nestes exemplos, o solvente primário gera o equilíbrio do fluido aglutinante 36.

[0132] As classes de cossolventes orgânicos que podem ser usadas no fluido aglutinante à base de água 3 6

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56/64 incluem álcoois alifáticos,. álcoois aromáticos, dióis, éteres glicólicos, éteres poliglicólicos, 2-pirrolidonas, caprolactamas, formamidas, acetamidas, glicóis, e álcoois de cadeia longa. Exemplos destes cossolventes incluem álcoois primários alifáticos, álcoois alifáticos secundários, 1,2álcoois, 1,3-álcoois, 1,5-álcoois, alquil éteres de etileno glicol, alquil éteres de propileno glicol, homólogos superiores (Cg-Cia) de alquil éteres de polietileno glicol, caprolactamas N-alquil, caprolactamas não substituídas, ambas formamidas substituídas e não substituídas, ambas acetamidas substituídas e não substituídas, e semelhantes.

[0133] Exemplos de alguns cossolventes adequados incluem solventes de ponto de ebulição elevado solúveis em água (isto é, umectantes), que têm um ponto de ebulição de pelo menos 120²C, ou superior. Alguns exemplos de solventes de ponto de ebulição elevado incluem 2-pirrolidona. (ponto de ebulição de cerca de 245²C), 2-metil-1,3-propanodiol (ponto de ebulição de cerca de 212²C), e as combinações dos mesmos. Os cossolventes podem estar presentes no fluido aglutinante 36 em uma quantidade total que varia de cerca de 1% em peso a cerca de 50% em peso com base na % em peso total do fluido aglutinante 36, dependendo da arquitetura do jato do aplrcaoor 24 .

[0134] Em alguns exemplos, a água está presente no fluido aglutinante 36 em uma quantidade de pelo menos cerca de 30% em peso, ou pelo menos cerca de 35% em peso, ou pelo menos cerca de 4 0% em peso, ou pelo menos cerca de 45% em peso, ou, pelo menos, cerca de 50% em peso, ou pelo menos cerca de 55% em peso, ou pelo menos cerca de 60% em peso, ou pelo menos cerca de 65% em peso, ou pelo menos cerca de 70%

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57/64 em peso, ou pelo menos cerca de 75% em peso, ou pelo menos cerca de 80% em peso, ou pelo menos cerca de 85% em peso, ou pelo menos cerca de 90% em peso com base no peso total do fluido aglutinante 36.

Aditrvo s [0135] Exemplos de outros componentes de fluidos aglutinantes adequados incluem cossolventes, surfactantes, agentes antimicrobianos, agentes anti-kogation, modificadores de viscosidade, ajustadores de pH e/ou agentes sequestrantes. A presença de urn cossolvente e/ou urn surfactante no fluido aglutinante 36 pode auxiliar na obtenção de um comportamento de umidificação particular com o material de construção de metal em pó 16.

[0136] Os surfactantes podem ser usados para melhorar as propriedades umectant.es e a capacidade de jateamento do fluido aglutinante 36. Exemplos de surfactantes adequados incluem, um agente umectante não iônico auto-emul sionante à base de química. do diol acetilênico (por exemplo, SURFYNOL® SEE da Air Products and Chemicals, Inc.), um fluorosurfactante não iônico (por exemplo, fluorosurfactantes CAPSTONE® da DuPont, anteriormente conhecidos como ZONYL FSO), e as combinações dos mesmos. Em outros exemplos, o surfactante é um agente umectante etoxilado anti-espuma (por exemplo, SURFYNOL® 440 ou SURFYNOL® CT-111 da Air Products and Chemical Inc.) ou um agente umectante etoxilado e agente anti-espuma molecular (por exemplo, SURFYNOL® 420 da Air Products and Chemical Inc.). Ainda outros surfactantes adequados incluem os agentes umectantes não iônicos e agentes anti-espuma moleculares (por exemplo, SURFYNOL® 104E da Air Products and

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Chemical Inc.), ou agentes surfactantes não iônicos solúveis em água (por exemplo, TERGITOL™ TMN-6 ou Tergitol™ 15-S-7 da The Dow Chemical Company). Em alguns exemplos, pode ser desejável utilizar um agente surfactante com um balanço hidrofílico-lipofílico (HLB) menor do que 10.

[0137] Se um único surfactante for utilizado ou uma combinação de agentes surfactantes for utilizada, a quantidade total de surfactantes no fluido aglutinante 36 pode variar desde cerca de 0,01% em peso a cerca de 10% em peso com base na % em peso total do fluido aglutinante 36. Em outro exemplo, a quantidade total de surfactantes no fluido aglutinante 36 pode variar desde cerca de 0,5%· em peso a cerca de 2,5% em peso com base na % em peso total do fluido aglutinante 36.

[0138] O veículo líquido pode também incluir agentes antimicrobianos. Os agentes antimicrobianos adequados incluem biocidas e fungicidas. Agentes antimicrobianos exemplares podem incluir o NUOSEPT™ (Troy Corp.), UCARCIDE™ (Dow Chemical Co.), ACTICIDE® M20 (Thor), e as combinações dos mesmos. Exemplos de biocidas adequados incluem uma solução aquosa de 1,2-benzisotiazolin-3-ona (por exemplo, PROXEL® GXL da Arch Chemicals, Inc.), compostos de amônio quaternários (por exemplo, 2250 e BARDAC® e 2280, BARQÜAT® 50-65B, e CARBOQUAT® 250-T, todos da Lonza. Ltd. Corp.), e uma solução aquosa de metilisotiazolona (por exemplo, KORDEK® MLX da Dow Chemical Co.) . O biocida ou agente antimicrobiano pode ser adicionado em qualquer quantidade que varia desde cerca de 0,05% em peso a cerca de 0,5% em peso (como indicado pelos níveis de utilização reguladoras) no que diz respeito à % em peso total do fluido aglutinante

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59/64 [0139] Um agente anti-kogation pode ser incluído no fluido aglutinante 36. Kogation se refere ao depósito de tinta seca (por exemplo, fluido aglutinante 36) sobre um elemento de aquecimento da cabeça de impressão de jato de tinta térmica. Os agentes anti-kogation são incluídos para ajudar a prevenir a acumulação de kogation. Exemplos de agentes anti-kogation adequados incluem oleth-3-fosfato (por exemplo, disponíveis comercialmente como ácido CRODAFOS™ O3A ou CRODAFOS™ N-3 da Croda) , ou uma combinação de oleth-3fosfato e um peso molecular baixo (por exemplo, <5000) polímero de ácido poliacrílico (por exemplo, disponível comercialmente como CARBOSPERSE™ K--7 02 8 Poliacrilato da Lubrizol). Se um único agente anti-kogation é utilizado ou uma combinação de agentes anti-kogation é utilizado, a quantidade total de agentes anti-kogation no fluido aglutinante 36 pode estar na faixa de mais do que 0,20% em peso a cerca de 0,62% em peso baseado na % em peso total do fluido aglutinante 36. Em um exemplo, o oleth-3-fosfato está incluído em uma quantidade que varia desde cerca de 0,20% em peso a. cerca, de 0,60% em peso, e o polímero de ácido poliacrílico de baixo peso molecular está incluído no em uma quantidade que varia desde cerca de 0,005% em peso a cerca de 0,03% em peso.

[0140] Os agentes sequestrastes, tais como EDTA (ácido etilenodiamino tetra-acético), podem ser incluídos para eliminar os efeitos deletérios de impurezas de metais pesados, e as soluções de tampão podem ser usadas para controlar o pH do fluido aglutinante 36. A partir de 0,01% em peso a 2% em peso de cada um desses componentes, por

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0/64 exemplo, pode ser utilizado. Os modificadores de viscosidade e tampões podem também estar presentes, bem como outros aditivos conhecidos dos especialistas na técnica para modificar as propriedades do fluido aglutinante 36, como desejado. Tais aditivos podem estar presentes em quantidades que variam desde cerca de 0,01% em peso a cerca de 20% em peso.

[0141] Salvo indicação em contrário, qualquer característica aqui descrita acima pode ser combinada com qualquer exemplo ou qualquer outra característica descrita aqui .

[0142] Na descrição, reivindicações e exemplos aqui divulgados, as formas singulares um, uma, e o incluem referentes plurais a menos que o contexto dite claramente o contrário.

[0143] Deve ser entendido que as concentrações, quantidades, e outros dados numéricos podem ser expressos ou aqui apresentados em formatos de faixa. Deve ser compreendido que tais formatos de faixa são usados apenas por conveniência e brevidade e, portanto, deve ser interpretado de forma flexível para incluir não apenas os valores numéricos explicitamente mencionados como os pontos finais da faixa, mas também a todos os valores ou subfaixas numéricas individuais englobadas dentro dessa faixa, como se cada valor numérico e su.ora.ixa fossem expressamente mencionauos. A título de ilustração, uma faixa numérica de cerca de 1% em peso a cerca de 5% em peso deve ser interpretada para incluir não apenas os valores explicitamente mencionados desde cerca de 1% em peso a cerca de 5% em peso, mas também incluem os valores individuais e os subfaixas dentro da faixa

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61/64 indicada. Assim, inciuidas nests faixa numerics estao os valores individuais, tais como 2, 3,5, e 4 e suas subfaixas tais como 1-3, 2-4, e 3-5, assim por diante. Isso mesmo se aplica às faixas mencionando um único valor numérico.

[0144] A referência ao longo da especificação para um exemplo, alguns exemplos, um outro exemplo, um exemplo, e assim por diante, significa que um elemento particular (por exemplo, recurso, estrutura e/ou característica) descrito em relação ao exemplo é incluído em pelo menos um exemplo· aqui descrito, e pode ou não estar presente em outros exemplos. Além disso, deve ser entendido que os elementos descritos para qualquer exemplo podem ser combinados de qualquer modo adequado nos vários exemplos, a menos que o contexto mencione claramente o contrário.

[0145] Salvo indicação em contrário, as referências aqui feitas a % em peso de um componente são para o peso daquele componente como uma percentagem da composição total compreendendo aquele componente. Por exemplo, as referências aqui feitas a % em peso de, por exemplo, um material

desta patente.

[0147] Todas as quantidades aqui e nos exemplos a seguir descritos são em % em peso, a menos que indicado de

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62/64 outra forma.

[0148] Para ilustrar ainda mais a presente descrição, os exemplos são aqui apresentados. Deve ser entendido que estes exemplos são apresentados por motivos ilustrativos e não devem ser interpretados como limitando o escopo da presente divulgação.

EXEMPLOS

Exemplo 1

Preparação de	Látex A - Controle
[0149] Água	( /z, 0 g) é aquecida a.	/7^SC com agitação
mecânica. Em 77^fiC,	é adicionado 0,19 g	de persulfato de

potássio. À esta mistura é adicionada ao longo de 300 minutos, uma emulsão aquosa constituída por água (20,3 g) , surfactante co-polimerizável Hitenol® AR-1025 (10, 0 g) , 2fenoxietil metacrilato (13,0 g) , ciclo-hexil metacrilato (64,1 g), ciclo-hexil acrilato (9,2 g), e ácido metacrílico (3,7 g). Concomitante com esta alimentação de monômero 9,4 g de uma solução de persulfato de potássio (2% em água) são adicionados ao longo de 300 minutos. O monômero residual é reduzido por metodologia típica utilizando ácido ascórbico e t-butl hidroperóxido. Depois de resfriar até a temperatura ambiente próximo, o pH é ajustado para cerca de 8 com hidróxido de potássio diluído. Biocidas aquosos adequados são adicionados. O látex acrílico resultante é de 41% em peso de sólidos; tamanho de partículas 230 nm; viscosidade menor do que cerca de 5 cps.

Exemplo 2 Preparação de Látex B [0150] Água (169 g) e 6,5 g de látex genérico (50% de sólidos; tamanho de partícula de 60 a 70 nm) são aquecidos

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63/64 a 77²C com agitação mecânica. Em 77²C, é adicionado 0,37 g de persulfato de potássio. À esta mistura é adicionada durante cerca de 72 minutos uma emulsão aquosa constituída por água (13,7 g), surfactants co-polimerizável (selecionado de Hitenol® BC-10, BC-30, KH-05, ou KH-10) (0,70 g) , estireno (17,7 g) e butil acrilato (37,5 g) . Quando a primeira polimerização é completada reagindo, uma segunda emulsão composta de água (34,9 g) , surfactante co-polimerizável (selecionado de Hitenol® BC-10, BC-30, KH-05, ou KH-10) (1,6 g) , estireno (21,1 g) , metil metacrilato (99,0 g) , butil acrilato (6,1 g) e ácido metacrílico (2,6 g) é adicionado ao longo de cerca de 168 minutos. O monômero residual é reduzido por metodologia típica utilizando ácido ascórbico e t-butil hidroperóxido. Depois de resfriar até a temperatura ambiente próxima, o pH é ajustado para cerca de 8 com hidróxido de potássio diluído. Biocidas aquosos adequados são adicionados. O látex acrílico resultante é de 41% em peso de sólidos; tamanho de partícula, é de cerca de 230 nm; e uma viscosidade menor do que cerca de 5 cps.

Exemplo 3

Impressão de jato de tinta, térmico - Formulação de fluido aglutinante [0151] Abaixo está um exemplo de uma formulação de fluido aglutinante (ver Tabela 1 abaixo) que pode ser utilizado na impressão de jato de tinta térmico em aplicações de impressão em 3D. Um corante solúvel em água pode ser adicionado à formulação a seguir em uma quantidade de cerca de 0,2% em peso, para fins de diagnóstico.

Tabela 1

Componentes

% em peso

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64/64

2-metil-l,	3-propanodiol	9, 0
2-pirrolid	inina	16,0
Tergitol®	15 - S - 7	0, 9
C ap s t o n e ®	FS-35
Látex acrí	lico	1 6,0
Acticide®	B20	0, 15
AÇJU 0.		Equilíbrio

Exemplo 4

Impressão Piezo - Formulação cie fluido aglutinante [0152] Abaixo está um exemplo de uma formulação de fluido aglutinante (ver Tabela 2 abaixo) que podem ser utilizados em aplicações de impressão piezo 3D. Um corante solúvel em água pode ser adicionado à formulação a seguir em uma quantidade de cerca de 0,2% em peso, para fins de diagnóstico·.

iaoe r a 2

Componentes	% em peso
2-met i1-1, 3-propanodio1	18,0
2 -p .1. r r o .1 i d i η i n a	34,0
Tergitol® 15-S-7	0 _f 9
Tergitol® ΤΜΝ-β	0,9
Capstone® FS-35	0,5
Látex acrilico	32,0
Acticide® B20
AQ 11 cL	Equilíbrio

	[0153] Embora	vários exemplos	tei	aham si do	de s c	r .11 o s
m (	let a 1 he s, de ve s e i	? e n t. e n d i. d o qu e	OS	exemplos	de s c	r .11 o s
Od€	;m ser modificados	. Portanto, a d	Θ S C J	sição ante	r i. o r	deve

ser considerada não limitante.

Claims

1. Método de impressão de um objeto tridimensional CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

(i) depositar um material de construção de metal em pó, em que o material de construção de metal em pó tem um tamanho médio de partícula desde cerca de 10 pm até cerca de 250 pm;

(ii) aplicar seletivamente um fluido aglutinante em pelo menos uma porção do material de construção de metal em pó, em que o fluido aglutinante compreende veículo líquido aquoso e partículas de polímero de látex dispersas no veículo líquido aquoso;

(iii) aquecer o fluido aglutinante aplicado seletivamente sobre o material de construção de metal em pó a uma temperatura de desde cerca de 40²C a cerca de 180²C; e (iv) repetição de (i) , (ii) , e (iii) pelo menos uma vez para formar o objeto tridimensional.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

(v) aquecer o objeto tridimensional a uma temperatura de sinterização.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o aquecimento para a temperatura de sinterização é conduzido em uma atmosfera inerte, atmosfera de redução, ou uma combinação dos mesmos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a atmosfera inerte compreende nitrogênio, argônio, hélio, neônio, xenônio, crípton, radônio, ou as misturas dos mesmos.

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5. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a atmosfera de redução compreende hidrogênio, monóxido de carbono, ou uma mistura de nitrogênio e hidrogênio.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de polímero de látex são selecionados a partir do grupo que consiste em estireno, p-metil estireno, α-metil estireno, ácido metacrílico, ácido acrílico, acrilamida, metacrilamida, 2hidroxietil acrilato, 2-hidroxietil metacrilato, 2hidroxipropil acrilato, 2-hidroxipropil metacrilato, metil metacrilato, hexil acrilato, hexil metacrilato, butil acrilato, butil metacrilato, etil acrilato, etil metacrilato, 2-etil-hexil acrilato, 2-etil-hexil metacrilato, propil acrilato, propil metacrilato, octadecil acrilato, octadecil metacrilato, estearil metacrilato, cloreto de vinilbenzil, isobornil acrilato, tetrahidrofurfuril acrilato, 2-fenoxietil metacrilato, benzil metacrilato, benzil acrilato, nonilfenol metacrilato etoxilado, beenil etoxilado metacrilato, polipropilenoglicol monoacrilato, isobornil metacrilato, ciclo-hexil metacrilato, ciclo-hexil acrilato, t-butil metacrilato, noctil metacrilato, lauril metacrilato, tridecil metacrilato, tetra-hidrofurfuril alcoxilado metacrilato, isodecil acrilato, isobornil metacrilato, isobornil acrilato, dimetil maleato, dioctil maleato, acetoacetoxietil metacrilato, diacetona acrilamida, N-vinil imidazol, N-vinilcarbazol, Nvinil-caprolactama, as combinações dos mesmos, os derivados dos mesmos, e as misturas dos mesmos.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1,

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CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de polímero de látex são acrílico.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de polímero de látex compreendem 2-fenoxietil metacrilato, ciclo-hexil metacrilato, ciclo-hexil acrilato, e ácido metacrílico.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de polímero de látex compreendem estireno, metil metacrilato, butil acrilato e ácido metacrílico.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de polímero de látex estão presentes no fluido aglutinante em uma quantidade que varia desde cerca de 5% em peso a cerca de 50% em peso com base no peso total do fluido aglutinante.

11. Método de impressão tridimensional CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

(i) depositar um material de construção de metal em pó, em que o material de construção de metal em pó tem um tamanho médio de partícula desde cerca de 10 pm a cerca de 250 pm;

(ii) aplicar seletivamente um fluido aglutinante em pelo menos uma porção do material de construção de metal em pó, em que o fluido aglutinante compreende um veículo líquido aquoso e partículas de polímero de látex dispersas no veículo líquido aquoso;

(iii) repetição de (i) e (ii) pelo menos uma vez para formar um objeto de metal ligado;

(iv) aquecer o objeto de metal ligado a uma temperatura de desde cerca de 40²C a cerca de 180²C, pelo menos uma vez

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4/5 para formar um objeto tridimensional.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

(v) aquecer o objeto tridimensional a uma temperatura de sinterização em uma atmosfera inerte ou de redução.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de polímero de látex compreendem 2-fenoxietil metacrilato, ciclo-hexil metacrilato, ciclo-hexil acrilato, e ácido metacrílico.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de polímero de látex compreendem estireno, metil metacrilato, butil acrilato e ácido metacrílico.

15. Sistema de impressão para a impressão de um objeto tridimensional, o sistema de impressão CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:

um fornecimento de um fluido aglutinante, o fluido aglutinante incluindo um veículo líquido aquoso e partículas de polímero de látex dispersas no veículo líquido aquoso;

um fornecimento de material de construção de metal em pó;

um distribuidor de material de construção;

um aplicador de fluido para dispensar seletivamente o fluido aglutinante;

uma fonte de calor;

um controlador; e um meio legível por computador não transitório tendo armazenado este as instruções executáveis pelo computador para fazer com que o controlador imprima o objeto tridimensional por:

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5/5 utilizar o distribuidor de material de construção e o aplicador de fluido para formar de forma iterativa, pelo menos, uma camada de material de construção de metal em pó possuindo uma aplicação seletiva do fluido aglutinante, e utilizando a fonte de calor para aquecer o fluido aglutinante aplicado seletivamente sobre o material de construção do pó de metal para formar o objeto tridimensional.