CN110831742A - 具有表面纹理的fdm打印的灯具 - Google Patents

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Abstract

一种用于3D打印3D物品(10)的方法，该方法包括：(i)提供可3D打印材料(201)，该可3D打印材料(201)包括嵌入在所述可3D打印材料(201)中的颗粒(410)，其中颗粒(410)具有最长尺寸长度(L1)、最短尺寸长度(L2)，以及纵横比AR，纵横比AR被定义为最长尺寸长度(L1)与最短尺寸长度(L2)的比率，并且(ii)在打印阶段期间沉积可3D打印材料(201)以提供3D物品(10)，以提供3D打印的材料(202)的具有层高(H)的层(230)，其中：(i)1<AR<4且1<H/L2<100。

Description

具有表面纹理的FDM打印的灯具
技术领域
本发明涉及用于制造3D物品的方法。本发明还涉及能够通过这种方法获得的3D(打印的)物品。此外，本发明涉及包括这种3D(打印的)物品的照明系统。此外，本发明还涉及(用于此种方法中的)可3D打印的热塑性聚合物材料。
背景技术
本领域已知带纹理的3D打印的材料。例如，WO2016/083181描述了用于3D打印设备的打印机头，该打印机头包括喷嘴和纹理化构件，该喷嘴被布置为将打印材料的层打印在接受表面上，该纹理化构件被布置为在所述层的打印期间纹理化该层或该接受表面。该喷嘴包括具有该纹理化构件的出口，并且该出口被成形，以形成从该层的主表面延伸的突起，用于与后续的层紧密连结。纹理化构件确保了打印机头形成的接触层由于层与层之间接触表面积的增加而表现出改善的粘附性。这导致了以这种方式打印的更坚固的3D物品。在本文中还描述了包括打印机头的打印装置、打印方法和打印的物品。
US 2017120326 A1公开了利用注射成型制造系统制造成型制品的方法。该方法包括利用包括加热的注射器和模腔的系统模制复合材料以形成生坯(green preform)。该复合材料包括热塑性塑料，该热塑性塑料包括重量比约为70％至1％的热塑性聚合物；和分散在聚合物中重量比约为99％至3％的颗粒。该颗粒的颗粒尺寸小于500微米，并且其表面涂层具有重量比约为0.02％至2.0％的量的界面改性剂，所有百分比均是基于复合材料的重量。生坯被烧结以去除聚合物并粘合颗粒以形成物体。该颗粒包括金属合金颗粒，陶瓷颗粒，双金属颗粒或它们的混合物。
发明内容
在接下来的10-20年，数字制造将越来越多地改变全球制造业的性质。数字制造的一个方面是3D打印。当前，已经开发了许多不同的技术以便使用诸如陶瓷、金属和聚合物的各种材料来生产各种3D打印的物体。3D打印还可用于生产模具，后者可以随后被用于复制物体。
为了制造模具，已经建议使用聚合物喷射技术。该技术利用了对光聚合材料的逐层沉积，在每次沉积之后该光聚合材料被固化以形成固体结构。尽管该技术产生光滑的表面，但是光固化材料不是非常稳定，并且它们还具有相对较低的热导率，而无法用于注射成型应用。
最广泛使用的增材制造技术是被称为熔融沉积成型(FDM)的工艺。熔融沉积成型(FDM)是一种增材制造技术，通常被用于成型，原型制作和生产应用。FDM依据“增材”原则通过将材料分层铺设来工作；塑料细丝或金属丝从卷上解开，并且供给材料来生产部件。可能地，(例如，对于热塑性塑料)在铺设细丝之前细丝被融化并且被挤出。FDM是一种快速原型技术。FDM的其他术语是“熔融细丝制造”(FFF)或“细丝3D打印”(FDP)，它们被视为等同于FDM。通常，FDM打印机使用热塑性细丝，后者被加热到其熔点，然后被挤出，逐层(或者实际上是细丝接者细丝)以创建三维物体。FDM打印机是相对快速的并可用于打印复杂的物体。
FDM打印机是相对快速的，低成本的，并可用于打印复杂的3D物体。这种打印机被用于使用各种聚合物来打印各种形状。该技术还在LED灯具和照明方案的生产中得到进一步发展。
在注射成型的部件中，可以通过对模具进行纹理化来实现表面精加工(surfacefinish)和纹理。在FDM的情形中，这可能需要以不同的方式来完成。
因此，本发明的一个方面提供了备选的3D元件，优选地，其进一步至少部分地消除了一个或多个上述缺陷。本发明的又一方面提供了一种备选的3D打印方法，优选地，其进一步至少部分地消除了一个或多个上述缺陷。更进一步，本发明的一个方面提供了一种备选的照明系统，其包括这种3D物品，优选地，其进一步至少部分地消除了一个或多个上述缺陷。更进一步，一个方面是提供了备选的可3D打印的材料。本发明的目的可以是克服或改善现有技术的至少一个缺陷，或者提供有用的备选方案。
因此，在第一方面，本发明提供了一种用于3D打印3D物品的方法，该方法包括(i)提供可3D打印的热塑性聚合物材料，该材料包括嵌入在可3D打印的热塑性聚合物材料中的颗粒，其中该颗粒具有最长尺寸长度(L1)，最短尺寸长度(L2)和纵横比AR，该纵横比AR被定义为最长尺寸长度(L1)和最短尺寸长度(L2)的比率，以及(ii)在打印阶段期间沉积可3D打印的热塑性聚合物材料以提供3D物品，以提供3D打印的热塑性聚合物材料的具有层高(H)的层，其中：(a)1≤AR≤4和1≤H/L2≤5；或(b)AR≥4且H/L1≤1；或(c)1≤AR≤4和5≤H/L2≤100。更进一步，在一个方面，本发明提供了可3D打印的热塑性聚合物材料，其包括(热塑性)聚合物，其中嵌入有颗粒。在特定的实施例中，本发明提供了包括热塑性材料的可3D打印的热塑性聚合物材料，其中该热塑性材料包括嵌入在热塑性材料中的颗粒，其中颗粒具有最长尺寸长度(L1)、最短尺寸长度(L2)和纵横比AR，该纵横比AR被定义为最长尺寸长度(L1)与最短尺寸长度(L2)的比率，其中：(i)1≤AR≤4；或(ii)AR≥4。
利用这样的参数，可以控制表面粗糙度和表面纹理。这可以用于各种原因，例如，提供距离元件，以改善或减少指纹检测，以增加(或减少)与环境(或是在3D打印的物品的使用期间，与3D打印的物品表面物理接触的另一产品)的热传递。如果将颗粒材料和/或聚合物材料用于光引导，则可以使用表面纹理来控制光输出耦合(或光输入耦合)。此外，表面纹理的控制可用于控制疏水性或控制对沿3D物品的表面流动的流体或流体流的影响。
因此，在第一实施例中，适用1≤AR≤4和/或1≤H/L2≤100，特别是1≤AR≤4和1≤H/L2≤100，例如其中1≤H/L2≤5或其中5≤H/L2≤100。
利用第一实施例，可能隐藏肋状结构或提供子结构的哑光表面。因此，当需要肋状结构时，FDM打印的物品固有的肋状结构可能不太明显。因此，特别适用1≤AR≤4和1≤H/L2≤10。在特定实施例中，适用1≤AR≤2。在这些范围内，可以特别地控制肋状结构的形成和特性。也可以适用术语“暗淡(dull)”或“磨砂(frosted)”代替术语“哑光(matt)”。
此外，如果需要，可以提供哑光的子结构表面。例如，能够减少闪亮外观的应用对此可能感兴趣，特别在还存在表面子结构时。因此，特别适用1≤AR≤4和5≤H/L2≤100。在另外的特定实施例中，1≤AR≤2。在特定的实施例中，5≤H/L2≤100；在进一步的特定实施例中，适用10≤H/L2≤80。在这些范围内，特别地，可以控制哑光外观的形成和哑光特性。
在实施例中，颗粒可以包括纵横比AR大于1的细长形状的颗粒。也可能使用具有不规则形状的“对称颗粒”或诸如球形的规则形状的颗粒。利用细长的颗粒，尤其地可以产生光学效果，可以使用与纤维状(fiber-like)相关的方面(如传输光)，可以控制层的形状等。
特别地，在第二实施例中，适用AR≥4且H/L1≤1。在第二实施例中，可能产生类似仙人掌的效果。这样的后表面(latter surface)可以具有用于保水或保持灰尘等的特定特性，或者更多地提供某种距离元件或光耦合输出元件等。因此，利用本方法，可能定制3D物品的(外)表面的外观。因此，特别地适用AR≥4且H/L1≤1。在特定实施例中，适用AR>4；在进一步的特定实施例中，适用AR≥100，例如4≤AR≤10000。在特定实施例中，适用0.001≤H/L1≤1；在进一步的特定实施例中，适用H/L1＜1，例如H/L1≤0.5。在这些范围内，特别地，可以控制仙人掌外观的形成和仙人掌特性。该实施例中的颗粒优选是纤维状的圆柱形颗粒。上述颗粒尺寸是指平均尺寸，因为颗粒不一定具有单一分布。
术语尺寸可以指长度、宽度、高度、直径、长轴长度、短轴长度等。在球形颗粒的情况下，最长尺寸和最短尺寸相等，并且都为直径。如果是棒状元件(矩形长方体)，则最长尺寸可以是长度，而最短尺寸可以是高度(假设宽度大于高度)。对于不规则形状的颗粒，为了简便起见，可以使用包裹不规则形状颗粒的最小矩形长方体(矩形平行六面体)来定义长度、宽度和高度。
如上文所述，该可3D打印的热塑性聚合物材料包括嵌入在可3D打印的热塑性聚合物材料中的颗粒。可以将这种热塑性聚合物材料提供为细丝，例如热塑性材料的细丝，其中颗粒在细丝中，或者可以将这种材料提供为颗粒材料，例如热塑性材料的颗粒，该颗粒材料的颗粒中具有更小的颗粒。
选择颗粒和可3D打印的热塑性聚合物材料的组合，使得提供其中嵌入有颗粒的可3D打印的热塑性聚合物材料。可以在3D打印阶段期间将这种材料从打印机喷嘴排出。在实施例中，相对于可3D打印的热塑性聚合物材料的总体积，可3D打印的热塑性聚合物材料包括体积比高达40％的颗粒。甚至更特别地，相对于可3D打印的热塑性聚合物材料的总体积，可3D打印的热塑性聚合物材料包括体积比范围为0.5％-15％的颗粒，特别是体积比范围为1％-15％的颗粒。例如，在实施例中，相对于可3D打印的热塑性聚合物材料的总体积，体积比范围为0.5％-5％，例如特别是体积比范围为1％-5％的颗粒。较高的百分比时，可3D打印的热塑性聚合物材料可能难以处理，而较低的百分比时，光学效应可能被认为太小。因此，特别地可以适用0.5％-15％的体积比，例如1％-5％的体积比。
基本上相同的值可以适用于由此获得的3D打印的热塑性聚合物材料。因此，在实施例中，相对于3D打印的热塑性聚合物材料的总体积，3D打印的热塑性聚合物材料包括体积比高达40％的颗粒。甚至更特别地，相对于3D打印的热塑性聚合物材料的总体积，3D打印的热塑性聚合物材料包括体积比范围为0.5％-15％的颗粒，特别是体积比范围为1％-15％的颗粒。例如，在实施例中，相对于3D打印的热塑性聚合物材料的总体积，体积比范围为0.5％-5％，例如特别是体积比范围为1％-5％的颗粒。
利用打印机，将可3D打印的热塑性聚合物材料从打印机喷嘴中排出，并沉积在接受物品上(或在接受物品上的已有的3D打印的热塑性聚合物材料上)。因此，该方法提供了：在打印阶段期间沉积可3D打印的热塑性聚合物材料以提供3D物品，以提供3D打印的热塑性聚合物材料的具有层高(H)的层。特别地，可以利用喷嘴，例如通过调节喷嘴与先前沉积的层(或者当尚未沉积层时的接受物品)之间的距离，来执行对层高的控制。
在特定实施例中，可以选择颗粒尺寸和层高，以便以提供具有多个肋的子结构。因此，在实施例中，该3D打印的物品具有(由多个层限定的)表面，其中该表面包括具有顶部和底部的子结构，其中该子结构包括在相邻顶部之间具有顶部-顶部距离(d3)的多个层，其中d3/H≥10，特别是例如其中10≤d3/H≤1000。这特别地可适用于1≤AR≤4且5≤H/L2≤100的实施例中。对于引入装饰效应或其他效应(例如以上定义的)，这样的子结构也可以例如是相关的。
在实施例中，可以在平坦基板上生成3D物品。在其他实施例中，可以在可具有一个或多个弯曲或刻面部分的基板上生成3D物品。因此，在实施例中，本发明还提供了在打印阶段期间在具有以下各项的一者或多者的基板上打印可3D打印的热塑性聚合物材料：(i)弯曲面；(ii)刻面；和(iii)被配置为相对于彼此成角度的面。以这种方式，可以提供具有特定形状的3D。
如以下进一步阐明的，在特定实施例中，可3D打印材料可以包括以下各项的一者或多者：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，和它们中的两种或多种的共聚物。
在特定实施例中，一种或多种可3D打印的热塑性聚合物材料和颗粒对于可见光中的一种或多种波长是透射的。这可以允许特殊的光学效应，例如用于光引导的透射的聚合物和用于耦出的颗粒，或通过(细长的)透光颗粒进行的光引导。此外，可3D打印的热塑性聚合物材料和颗粒两者也可以是透光的，但可以具有不同的折射率。这也可以用于光学效应，例如在光学元件中，用于光引导等。
本文描述的方法提供了3D打印的物品。因此，本发明在另一方面还提供了可通过本文描述的方法获得的3D打印的物品。因此，在又另一方面，本发明还提供了包括3D打印的热塑性聚合物材料的3D打印物品，其中3D打印的热塑性聚合物材料特别地包括热塑性聚合物材料，其中3D打印的热塑性聚合物材料包括嵌入在3D打印的热塑性聚合物材料中的颗粒，其中颗粒具有最长尺寸长度(L1)，最短尺寸长度(L2)和纵横比AR，该纵横比AR被定义为最长尺寸长度(L1)和最短尺寸长度(L2)的比率，其中3D物品包括3D打印的热塑性聚合物材料的具有层高(H)的层，其中：(i)1≤AR≤4和1≤H/L2≤5；或(ii)AR≥4且H/L1≤1；或(iii)1≤AR≤4和5≤H/L2≤100。如上所述，可以通过本文描述的方法获得这种3D打印的物品。
在特定的实施例中，最长尺寸长度(L1)选自5μm-1mm的范围，例如5-500μm。特别是，层高(H)可以选自50μm-20mm的范围，例如50μm-10mm，例如特别是100μm-10mm。利用这样的层高，特别地可以能够控制外表面的外观。
如上所述，在实施例中，相对于3D打印的热塑性聚合物材料的总体积，3D打印的热塑性聚合物材料包括体积比高达40％的颗粒。甚至更特别地，相对于3D打印的热塑性聚合物材料的总体积，3D打印的热塑性聚合物材料包括体积比范围为0.5％-15％的颗粒，特别是体积比范围为1％-15％的颗粒。例如，在实施例中，相对于3D打印的热塑性聚合物材料的总体积，体积比范围为0.5％-5％，例如特别是体积比范围为1％-5％的颗粒。
如以下(和以上)进一步阐明的，在特定实施例中，3D打印的材料可以包括以下各项的一者或多者：丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、它们中两种或多种的混合物、以及它们中两种或多种的共聚物。
如上所述，在特定实施例中，3D打印的热塑性聚合物材料和颗粒中的一者或多者对于可见光中的一种或多种波长是透射的。
因此，在又另一方面，本发明还提供一种照明系统，该照明系统包括：(a)光源，被配置为产生光源光；以及(b)如本文所定义的3D打印的物品，其被配置为透射或反射光源光的至少一部分。
以下，进一步阐明本发明的一些方面或变型。
如上所述，因此本发明可以提供一种方法，其包括提供可3D打印的热塑性聚合物材料的细丝，并在打印阶段期间在基板上打印所述可3D打印的热塑性聚合物材料以提供所述3D物品。
特别适合作为可3D打印材料的材料可以选自由金属、玻璃、热塑性聚合物、硅树脂等组成的组。特别地，可3D打印材料包括(热塑性)聚合物，后者选自由以下各项构成的组：ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、尼龙(或聚酰胺)、醋酸盐(或纤维素)、PLA(聚乳酸)、对苯二酸酯(例如PET聚对苯二甲酸乙二醇酯)、丙烯酸(聚甲基丙烯酸酯、有机玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA)、聚丙烯(或聚丙烯)、聚苯乙烯(PS)、PE(例如发泡的耐冲击的聚乙烯(或聚乙烯)、低密度(LDPE)、高密度(HDPE))、PVC(聚氯乙烯)、聚氯乙烯(Polychloroehtene)。可选地，可3D打印的材料包括选自由尿素甲醛、聚酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺甲醛、聚碳酸酯(PC)、橡胶等组成的组中的可3D打印的材料。可3D打印的材料可选地包括选自由聚砜，聚醚砜，聚苯砜，酰亚胺(例如聚醚酰亚胺)等组成的组的中可3D打印材料。特别是，可打印材料本身是透光的，更特别是光学透明的。PPMA、PC、无定形PET、PS和其中两种或多种的共聚酯是合适的聚合物(也可参见本文的其他示例)。也可以应用其中的两种或多种的混合物。因此，特别地可以应用至少部分透射可见光的聚合物材料。例如，聚合材料可以对光透明(假设颗粒未(尚未)可用)。
在此，术语“可3D打印的热塑性聚合物材料”也可以表示为“可打印材料”。术语“聚合物材料”在实施例中可以指不同聚合物的混合物，但是在实施例中也可以指基本上具有不同聚合物链长的单一聚合物类型。因此，术语“聚合物材料”或“聚合物”可以指单一类型的聚合物，但是也可以指多种不同的聚合物。术语“可打印材料”可以指单一类型的可打印材料，但是也可以指多种不同的可打印材料。术语“打印的材料”可以指代单一类型的打印的材料，但也可以指多种不同的打印的材料。
因此，术语“可3D打印的热塑性聚合物材料”也可以指两种或多种材料的组合。通常，这些(聚合物)材料具有玻璃化转变温度Tg和/或熔融温度Tm。在可3D打印的热塑性聚合物材料离开喷嘴之前，3D打印机将其加热到至少是玻璃化转变温度，以及通常至少是熔化温度的温度。因此，在特定实施例中，可3D打印的热塑性聚合物材料包括具有玻璃化转变温度(Tg)和/或熔点(Tm)的热塑性聚合物，并且打印机头的动作包括将可3D打印的热塑性聚合物材料加热至玻璃化转变温度以上，而如果是半结晶的聚合物则加热至熔融温度以上。在又一个实施例中，该可3D打印的热塑性聚合物材料包括具有熔点(Tm)的(热塑性)聚合物，并且打印机头动作包括将待沉积在接受物品上的可3D打印的热塑性聚合物材料加热到至少是熔点的温度。
玻璃化转变温度通常与熔融温度不同。熔融是发生在结晶聚合物中的转变。当聚合物链脱离其晶体结构并变成无序液体时，就会发生熔融。玻璃化转变是无定形聚合物发生的转变；也就是说，即使聚合物处于固态，聚合物的链也不会以有序的晶体排列，而是以任何方式散布。聚合物可以是无定形的，其基本上具有玻璃化转变温度而不是熔融温度，或者可以是(半)结晶的，其通常具有玻璃化转变温度和熔融温度二者，其中通常熔融温度大于玻璃化转变温度。
可以使用的材料的具体示例是透明材料，例如可以选自聚碳酸酯(PC)、无定形聚酰胺(PA)、无定形PET、聚苯乙烯(PS)、PET、PMMA，以及其中的两种或多种的共聚物(例如共聚酯)等组成的组。它们还可以包含染料，其可以可选地发光以获得增强的效果。
可打印的热塑性聚合物材料特别地被打印在接受物品上。特别地，接受物品可以是构造平台或由构造平台所包括。也可以在3D打印期间加热接受物品。然而，也可以在3D打印期间冷却接受物品。
短语“在接受物品上打印”和类似短语尤其地包括直接在接受物品上打印，或在接受物品上的涂层上打印，或在先前打印在接受物品上的3D打印的热塑性聚合物材料上打印。术语“接受物品”可以指打印平台、打印床、基板、支撑件、构造板或构造平台等。也可以用术语“基板”代替术语“接受物品”。短语“在接受物品上打印”和类似短语还尤其地包括在打印平台、打印床、支撑件、构造板或构造平台等上或由它们所包括的单独基板上打印。因此，短语“在基板上打印”和类似的短语尤其包括直接打印在基板上，或打印在基板上的涂层上，或打印在先前打印在基板上的3D打印的热塑性聚合物材料上。这里，在下文中，还使用术语“基板”，其可以指打印平台、打印床、基板、支撑件、构造板或构造平台等，或在其上或由其包括的单独基板。下文还进一步讨论了特定的(单独的)基板。
如上所述，可3D打印的热塑性聚合物材料以及由此3D打印的热塑性聚合物材料也包括颗粒材料。
不同的颗粒可以具有不同的尺寸。因此，本文特别指出的尺寸是指尺寸的平均值，特别是颗粒总数上的平均值(也参见下文)。因此，在实施例中，可3D打印热塑性聚合物材料包括嵌入其中的颗粒材料。
颗粒可以是多分散(polydisperse)的(在它们的尺寸分布中)。
如上所述，颗粒具有最长尺寸长度(L1)，最短尺寸长度(L2)和纵横比AR，纵横比AR被定义为最长尺寸长度(L1)和最短尺寸长度(L2)的比率。
因此，在实施例中，使用具有最长尺寸长度(L1)的最长尺寸(A1)和具有最短尺寸长度(L2)的最短尺寸(A2)的颗粒，其中最长尺寸长度(L1)和最短尺寸长度(L2)具有本文定义的纵横比。如果是球形或立方颗粒，L1和L2相等。
特别地，本文表示的纵横比或本文表示的尺寸，例如最长尺寸等，是指在颗粒总数上的平均值。因此，术语“平均”特别是指数目平均。如上所述，颗粒可以是多分散的。
所述颗粒可具有片状结构，即颗粒的最大宽度和最大长度显著大于最大厚度，例如特别地最大长度和最大厚度的纵横比至少是5，例如至少是10，例如在10-10000的范围内。
如上所述，纵横比涉及具有可选的颗粒涂层的颗粒。短语“颗粒的涂层”特别是指单个颗粒上的涂层，即包裹单个颗粒的涂层。因此，也可以使用术语“颗粒涂层”。涂层可以完全包裹颗粒或仅包裹颗粒的一部分。颗粒总数的子集中的颗粒可以包括颗粒涂层，而颗粒总数的另一个子集中可以不包括颗粒涂层。此外，上述纵横比可以涉及具有不同纵横比的多个颗粒。因此，颗粒可以是基本相同的，但是带涂层的颗粒也可以彼此不同，例如颗粒的两个或更多个子集，其中在子集内的颗粒是基本相同的。
为了定义颗粒的最长尺寸和最短尺寸或短轴，在此可以使用具有包裹颗粒的最小体积的(虚拟)长方体的轴。长轴和短轴被定义为垂直于长方体的面，最长尺寸具有最长尺寸长度(L1)，最短尺寸具有最短尺寸长度(L2)，另一个或又一个(正交轴)具有另一尺寸长度(L3)。因此，最长尺寸可以特别地涉及颗粒的长度，最短尺寸可以特别地涉及颗粒的厚度或高度，并且另一尺寸可以特别地涉及颗粒的宽度。因此，在实施例中，最长尺寸，最短尺寸和另一尺寸限定了包裹颗粒的具有最小体积的长方体。对于球形或立方颗粒的情形，L1、L2和L3相等。在这种虚拟的长方体中，尺寸被定义为正交的。
对于1≤AR≤4，即1≤L1/L2≤4的颗粒，在实施例中也有1≤L1/L3≤4，尽管L3也可以小很多。对于AR≥4，即L1/L2≥4的颗粒，在实施例中有L1/L3≥1，例如在实施例中L1/L3≥4。比率L1/L3也可以表示为AR2。例如，在实施例中适用4≤AR2≤10000。较大的纵横比可能更难加工和/或更难控制表面特性。
如上所述，颗粒可以相互不同。例如，颗粒可以具有最长尺寸，最短尺寸(和另一尺寸)中的一者或多者的尺寸的分布。因此，就平均而言，颗粒将具有如本文所述的尺寸。例如，至少重量比为50％，例如至少重量比为75％，例如至少重量比为85％的颗粒符合本文表示的尺寸(包括比率)。如本领域中已知的，颗粒还可以具有有效直径，其表示为d50。因为存在颗粒尺寸的分布，这样的直径因此可能会变化。
因此，在实施例中，至少重量比为50％，例如至少重量比为75％，如至少重量比为85％的颗粒，具有如本文所定义的具有长度(L1)的最长尺寸，其可以例如为5μm-1mm，例如5μm-500μm。
最短尺寸长度可以在与L1相同的范围中选择，但该范围要除以AR。
因此，在实施例中，至少重量比为50％，例如至少重量比为75％，如至少重量比为85％的颗粒，具有如本文所定义的最短尺寸长度(L2)。
如上所述，可以在与L1相同的范围中选择另一尺寸长度(L3)，但该范围要除以AR2(尽管L3也可以小很多)。
因此，在实施例中，至少重量比为50％，例如至少重量比为75％，如至少重量比为85％的颗粒，具有如本文所定义的另一尺寸长度(L3)。
在又另一实施例中，对于至少重量比为50％，例如至少重量比为75％，如至少重量比为85％的颗粒，所有的这些L1、L2和L3的条件适用于(具有至少重量比为50％的)每一个颗粒。
在特定的实施例中，颗粒的块中值重量(mass median weight)(或更大)具有选自本文所述范围的带有长度(L1)的最长尺寸。在另一的具体实施例中，颗粒的块中值重量(或更大)具有选自本文所述范围的最短尺寸长度(L2)。在另一具体实施例中，颗粒的块中值重量(或更大)具有选自本文所述范围的另一尺寸长度(L3)。在另一实施例中，颗粒的块中值重量(mass median weight)(或更大)符合所有这些L1、L2和L3的条件。
颗粒的形式可以为珠状、纤维状、不规则片状形状的颗粒。在对称颗粒的情况下，颗粒的最大尺寸特别是在5μm-500μm的范围。在非对称颗粒(纤维片)的情况下，最大尺寸优选小于1mm。
在特定实施例中，颗粒包括涂覆的颗粒和未涂覆的颗粒中的一者或多者，其中在(另一)实施例中，涂层可以包括银和铝的一者或多者，并且其中在特定实施例中，颗粒包括云母颗粒、玻璃颗粒和碳颗粒的一者或多者。
在特定实施例中，也可以使用不同类型颗粒的组合。
在特定的实施例中，可3D打印的热塑性聚合物材料(以及由此的3D打印的热塑性聚合物材料)包括聚碳酸酯(PC)、(无定形)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等、以及它们中的两种或多种的共聚物(例如共聚酯)中的一者或多者。在特定实施例中，相对于可3D打印的热塑性聚合物材料(包括颗粒)的总体积，可3D打印的热塑性聚合物材料包括体积比高达40％的颗粒。因此，在特定实施例中，相对于3D打印的热塑性聚合物材料(包括颗粒)的总体积，3D打印的热塑性聚合物材料包括体积比高达40％的颗粒。
在特定的实施例中，还可能包括着色剂，例如染料以及发光染料，以获得增强的效果。
此外，本发明涉及可用于执行本文描述的方法的软件产品。
打印产品可以是诸如灯具之类等应用的装饰性或功能性部件。(使用本文描述的方法)获得的3D打印的物品本身可以是功能性的。这样获得的3D物品可以(备选地)用于装饰或艺术目的。3D打印的物品可以包括功能组件或设置有功能组件，或者可以由功能组件构成。功能部件特别可以选自光学部件，电气部件和磁性部件构成的组。术语“光学组件”特别是指具有光学功能的组件，例如镜子，光源(如LED)等。术语“电气组件”可以例如是指集成电路，PCB，电池，驱动器，但也可以是光源(因为光源可以被认为是光学组件和电气组件)等。术语磁性组件可以例如是指磁性连接器，线圈等。备选地或附加地，功能组件可以包括热组件(例如，被配置为冷却或加热电气组件)。因此，功能部件可以被配置为产生热量或清除热量等。
返回到可3D打印过程，可以使用3D打印机来提供本文所述的3D打印的物品。因此，在又一方面，本发明还提供熔融沉积成型的3D打印机，其包括：(a)包括打印机喷嘴的打印机头，以及(b)细丝提供设备，该细丝提供设备被配置为给打印机头提供包括可3D打印的热塑性聚合物材料的细丝，其中熔融沉积成型3D打印机被配置为将所述可3D打印热塑性聚合物材料提供给基板。
当然，该方法可以包括：利用包括颗粒的可3D打印的热塑性聚合物材料打印3D物品的一部分；利用不包括颗粒的可3D打印的热塑性聚合物材料打印3D物品的一部分。同样地，3D打印的物品可以包括具有颗粒的区域和没有颗粒的区域。此外，3D打印的物品可以包括具有不同结构的同一区域和/或彼此具有不同结构的不同区域。
代替术语“熔融沉积成型(FDM)3D打印机”，可以使用简称的术语“3D打印机”、“FDM打印机”或“打印机”。打印机喷嘴也可以被表示为“喷嘴”，或有时也表示为“挤出机喷嘴”。
附图说明
现在将仅通过示例的方式，参考示意性附图来描述本发明的实施例，在附图中，对应的附图标记表示对应的部分，并且其中：
图1a-图1b示意性地描绘了3D打印机的一些一般方面；
图2a-图2e示意性地描绘了本文可能使用的颗粒(如片状颗粒)的一些方面；
图3a-图3b示意性地描绘了包括3D打印的物品在内的一些应用；
图4a-图4c示意性地描绘了本发明的另一些方面；以及
图5a-图5c示出了所打印的3D物品的一些图片。
示意图不一定按比例绘制。
具体实施例
图1a示意性地描绘了3D打印机的一些方面。附图标记500表示3D打印机。附图标记530表示被配置用于3D打印——特别是FDM 3D打印的功能单元；该附图标记还可以表示3D打印平台单元。此处，仅示意性地描绘了用于提供3D打印的热塑性聚合物材料的打印机头，例如FDM 3D打印机头。附图标记501表示打印机头。本发明的3D打印机可以特别地包括多个打印机头，但其他实施例也是可能的。附图标记502表示打印机喷嘴。本发明的3D打印机可以特别地包括多个打印机喷嘴，但其他实施例也是可能的。附图标记320表示可3D打印的热塑性聚合物材料(诸如上面所指示的)的可打印的细丝。为了清楚起见，并未描绘出3D打印机的所有特征，仅描绘了与本发明特别相关的那些特征(还进一步参见下文)。
3D打印机500被配置为通过在接受物品550上沉积多个细丝320以产生3D物品10；该接受物品550在实施例中可以被至少暂时地冷却，其中每个细丝20包括诸如具有熔点Tm的可3D打印的热塑性聚合物材料。3D打印机500被配置为加热打印机喷嘴502上游的细丝材料。这可以例如利用具有挤出和/或加热功能中的一者或多者的设备来完成。该设备由附图标记573表示，并且被布置在打印机喷嘴502的上游(即，在长丝材料离开打印机喷嘴502之前)。打印机头501可以(因此)包括液化器或加热器。附图标记201表示可打印材料。当沉积时，该材料被表示为(3D)打印材料，其以附图标记202表示。附图标记1550指代基板。如上所述，术语“接受物品”可以指打印平台、打印床、基板、支撑件、构造板或构造平台等。也可以使用术语“基板”来代替术语“接受物品”。
附图标记572表示具有尤其是线形式的材料的线轴或辊。3D打印机500在接受物品上或已经沉积的打印的材料上将线变换为细丝或纤维320。通常，相对于打印机头上游的细丝直径，喷嘴下游的细丝直径减小。因此，打印机喷嘴有时(也)表示为挤出机喷嘴。将细丝逐丝排列以及彼此堆叠，可以形成3D物品10。附图标记575表示细丝提供设备，这里其尤其地包括线轴或辊和用附图标记576表示的驱动轮。
附图标记A表示纵轴或细丝轴。
附图标记C示意性地描绘了控制系统——其例如特别是温度控制系统——该控制系统被配置成控制接受物品550的温度。控制系统C可以包括加热器或者可以功能性地耦合到加热器，该加热器可以能够将接受物品550的温度加热到至少50℃，但特别是高达约350℃的范围内，例如至少200℃。该控制系统可以特别地被配置为控制3D打印方法，例如包括控制层高等。
图1b以3D的方式更详细地示意性地描绘了在构造中的3D物品10的打印。在此，在该示意图中，单个平面中的细丝320的端部并不互连，但是在现实中在实施例中可能是这种情况。
因此，图1a-图1b示意性地描绘了熔融沉积成型3D打印机500的一些方面，该打印机包括：(a)第一打印机头501，其包括打印机喷嘴502；(b)细丝提供设备575，其被配置为向第一打印机头501提供包括可3D打印的热塑性聚合物材料201的细丝320；以及可选地(c)接受物品550。在图1a-图1b中，用通用标记可打印材料201和打印的材料202表示第一可打印材料或第二可打印材料或第一打印的材料或第二打印的材料。
图2a-图2e示意性地描绘了颗粒410的一些方面。一些颗粒410具有最长尺寸长度L1的最长尺寸A1和具有最短尺寸长度L2的最短尺寸A2。从附图中可以看出，最长尺寸长度L1和最短尺寸长度L2具有大于1的第一纵横比。图2a示意性地描绘了3D的颗粒410，其中颗粒410具有长度、高度和宽度，其中颗粒(或薄片)基本上具有细长的形状。因此，颗粒可以具有另一(短或长)轴，在此表示为另一尺寸A3。基本上，颗粒410是细长状的薄颗粒，即L2<L1，特别是L2<<L1，并且L2<L3，特别是L2<<L3。L1可以例如选自1μm-500μm的范围；L3也可以如此。L2可以例如选自0.1μm-10μm的范围。同样，L3可以选自例如0.1μm-10μm的范围。然而，L2和/或L3也可以更长，例如长达5mm，例如长达1mm，例如长达100μm。
图2b示意性地描绘了具有不太规则形状的颗粒，例如破碎玻璃片，并且具有虚拟的包裹该颗粒的最小长方体。
注意，标记L1、L2和L3以及A1、A2和A3仅用于表示轴及其长度，并且数字仅用于区分轴。此外，注意，颗粒并非实质的椭圆形或长方体。颗粒可以具有任何形状，其至少具有比最短尺寸或短轴显著更长的最长尺寸，并且可以基本上是扁平的。特别地，使用相对规则地形成的颗粒，即，包裹该颗粒的虚拟的最小长方体的剩余体积很小，例如小于总体积的50％，例如小于25％。
图2c示意性地描绘了带有涂层412的颗粒410的截面。涂层可以包括光反射材料。例如，涂层可以包括(白色)金属氧化物。在其他实施例中，涂层可以基本上由金属组成，例如Ag涂层。在其他实施例中，涂层可以仅在颗粒的一个或两个大的表面上，而不在颗粒的薄侧表面上。
图2d示意性地描绘了形状相对不规则的颗粒。所使用的颗粒材料可以包括例如小的碎玻璃片。因此，嵌入在可3D打印的热塑性聚合物材料中或嵌入在3D打印的热塑性聚合物材料中的颗粒材料可包括宽的颗粒尺寸分布。可以使用长方体来定义具有长度L1、L2和L3的(正交)尺寸。
特别地，具有不规则的3-D形状、圆柱形(例如短纤维)、球形形状的颗粒是特别相关的。图2e示意性地描绘了圆柱形、球形和不规则形状的颗粒。
图3a示意性地描绘了照明系统1000，该照明系统1000包括：a)光源1010，其被配置为产生光源光1011；以及b)如上所述的物体10，其被配置为反射或透射光源光1011的至少一部分。物体10的饿其他功能也是可能的，例如灯罩，设备的壁等。
对于打印灯泡和灯具或其他物品，可能需要产生弯曲或成角度的形状。因此，本文中特别地建议使用弯曲或成角度的形状的接受物品1550。参见图3b，3D打印机可以在这种形状的接受物品1550的顶部表面上进行打印。
在注射成型的零件中，通过对模具进行纹理化处理来实现表面精加工(surfacefinish)和纹理。如上所述，在FDM的情形下，这需要以不同的方式进行。为此，建议使用各种填充材料，例如玻璃珠，纤维等。在基本对称的颗粒(珠，不规则形状的粉末)的情形下，为了获得期望的效果，颗粒尺寸可以特别地在5μm-500μm范围内。，在不对称颗粒(纤维，小片)的情形下，最大尺寸为1mm以及纵横比为1-5，(在已执行的实验中)似乎是最期望的范围。发现最期望的颗粒浓度为小于15％的体积比(相对于3D打印的热塑性聚合物材料的总体积)。
图4a示意性地描绘了例如从打印机喷嘴(未示出)离开时的细丝320，该细丝320包括可3D打印热塑性聚合物材料201。可3D打印热塑性聚合物材料包括其中嵌入有颗粒410的热塑性材料401。
图4b示意性地描绘了3D物品10，其示出了具有层高度H和层宽度W的肋纹结构(源自沉积的细丝)。
图4c示意性地描绘了3D打印的物品10，其具有多个顶部13和多个底部14的子结构。附图标记d3表示顶部-顶部的距离。
生成许多3D打印的物品：
Figure BDA0002340551270000201
在系列1中，观察到肋厚度达到0.8mm时，肋结构变得不可见。珠子有助于隐藏肋状结构。在这些实施例中，适用1≤AR≤4和1≤H/L2≤5。在特定实施例中，适用1≤AR≤2。在甚至更特定的实施例中1<AR<2适用。在特定实施例中，适用1<H/L2<5。在甚至更特定的实施例中，适用2≤H/L2≤4。在这些范围内，肋状结构的形成和特性可以特别地被控制。
在系列2中，获得了仙人掌型的表面。在非常粗糙的层表面中，纤维会被定向并形成针状。
在系列3中，获得了具有子结构的哑光表面。
本领域技术人员将理解本文中的术语“基本上”，例如“基本上包括”。术语“基本上”还可以包括具有“全部”、“完全”、“所有”等的实施例。因此，在实施例中，也可以去掉形容词基本上。在适用情况下，术语“基本上”还可以涉及90％或更高，例如95％或更高，特别是99％或更高，甚至更特别是99.5％或更高，包括100％。术语“包括”还包括其中术语“包括”是指“由...组成”的实施例。术语“和/或”特别地涉及“和/或”之前和之后提到的一个或多个物品。例如，短语“物品1和/或物品2”以及类似的短语可以涉及物品1和物品2中的一个或多个。术语“包括”在实施例中可以指“由……组成”，但是在另一实施例中也可以指“至少包括所限定的种类和可选择地一种或多种其他种类”。
此外，说明书和权利要求中的术语第一，第二，第三等用于区分相似的元件，而不一定用于描述次序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且在此描述的本发明的实施例能够以不同于本文描述或示出的其他顺序来操作。
本文中的设备特别地在操作中被描述。本领域技术人员将清楚的是，本发明不限于操作的方法或操作中的设备。
应当注意，上述实施例说明而不限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围内设计许多备选实施例。在权利要求中，放在括号内的附图标记不应被解释为对权利要求的限制。动词“包括”及其词形的变化不排除存在权利要求中陈述的元件或步骤之外的元件或步骤。元件前的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以通过包括若干个不同元件的硬件以及通过适当编程的计算机来实现。在枚举了若干器件的设备权利要求中，这些器件中的若干个可以由同一个的硬件来实现。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的单纯事实并不意味着不能有利地使用这些措施的组合。
本发明还适用于包括在说明书中描述的和/或附图中示出的一个或多个特征的设备。本发明还涉及包括在说明书中描述的和/或附图中示出的一个或多个特征的方法或过程。
可以组合该专利申请中讨论的各个方面以提供附加的优点。此外，本领域技术人员将理解，两个实施例可以被组合以及多个两个的实施例也可以被组合。此外，某些特征可以形成一个或多个分案申请的基础。
不言而喻，第一(可打印或打印的)材料和第二(可打印或打印的)材料中的一者或多者可以包括对该材料的Tg或Tm没有(或有)影响的填料，诸如玻璃和纤维。

Claims (15)

1.一种通过熔融沉积成型(FDM)来3D打印3D物品(10)的方法，所述方法包括：(i)提供可3D打印的热塑性聚合物材料(201)，所述可3D打印的热塑性聚合物材料(201)包括嵌入在所述可3D打印的热塑性聚合物材料(201)中的颗粒(410)，其中所述颗粒(410)具有最长尺寸长度L1、最短尺寸长度L2和纵横比AR，所述纵横比AR被定义为所述最长尺寸长度L1与所述最短尺寸长度L2的比率，以及(ii)在打印阶段期间沉积可3D打印的热塑性聚合物材料(201)以提供所述3D物品(10)，以提供3D打印的热塑性聚合物材料(202)的具有层高H的层(230)，其中1≤AR≤4和1≤H/L2≤5。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述最长尺寸长度L1选自5μm-1mm的范围，其中所述层高H选自50μm-10mm的范围，并且其中相对于所述可3D打印的热塑性聚合物材料(201)的总体积，所述可3D打印的热塑性聚合物材料(201)包括体积比范围为1％-15％的所述颗粒(410)。
3.根据前述权利要求1-2中任一项所述的方法，其中1≤AR≤2。
4.根据前述权利要求1-2中任一项所述的方法，其中2≤H/L2≤4。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述可3D打印的热塑性聚合物材料(201)能够包括以下中的一者或多者：丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、以及它们中的两种或更多种的共聚物。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述颗粒(410)包括涂覆的颗粒和未涂覆的颗粒中的一者或多者，其中所述涂层包括银和铝中的一者或多者，以及其中所述颗粒包括云母颗粒、玻璃颗粒和碳颗粒中的一者或多者，其中所述颗粒(410)包括纵横比AR大于1的细长形状的颗粒。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述可3D打印的热塑性聚合物材料(201)和所述颗粒(410)中的一者或多者对于可见光中的一个或多个波长是透射的。
8.一种3D打印的物品(10)，所述3D打印的物品(10)能够通过根据权利要求1、2、5、6、7中任一项所述的方法获得，其中所述3D打印的物品(10)包括3D打印的热塑性聚合物材料(202)，其中所述3D打印的热塑性聚合物材料(202)包括热塑性材料，其中所述3D打印的热塑性聚合物材料(202)包括嵌入在所述3D打印的热塑性聚合物材料(202)中的颗粒(410)，其中所述颗粒(410)具有最长尺寸长度L1、最短尺寸长度L2和纵横比AR，所述纵横比AR被定义为所述最长尺寸长度L1与所述最短尺寸长度L2的比率，以及其中所述3D物品(10)包括所述3D打印的材料(202)的具有层高(H)的层(230)，其中1≤AR≤4和1≤H/L2≤5。
9.根据权利要求8所述的3D打印的物品(10)，其中所述最长尺寸长度L1选自5μm-1mm的范围，其中所述层高(H)选自50μm-10mm的范围，并且其中相对于所述3D打印的热塑性聚合物材料(202)的总体积，所述3D打印的热塑性聚合物材料(202)包括体积比范围为1％-15％的所述颗粒(410)。
10.根据前述权利要求8-9中任一项所述的3D打印的物品(10)，其中1≤AR≤2。
11.根据前述权利要求8-9中任一项所述的3D打印的物品(10)，其中2≤H/L2≤4。
12.根据前述权利要求8-11中任一项所述的3D打印的物品(10)，其中相对于所述可3D打印的热塑性聚合物材料(201)的总体积，所述可3D打印的热塑性聚合物材料(201)包括体积比范围为1％-5％的所述颗粒(410)，以及其中所述3D打印的热塑性聚合物材料(202)可以包括以下中的一者或多者：丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、以及它们中的两种或更多种的共聚物，以及其中所述颗粒(410)包括涂覆的颗粒和未涂覆的颗粒中的一者或多者，其中所述涂层包括银和铝中的一者或多者，以及其中所述颗粒包括云母颗粒、玻璃颗粒和碳颗粒的一者或多者。
13.根据前述权利要求8-12中任一项所述的3D打印的物品(10)，其中所述3D打印的物品(10)具有表面(12)，其中所述表面(12)包括具有顶部(13)和底部(14)的子结构，其中所述子结构(12)包括具有在相邻顶部(13)之间的顶部-顶部距离(d3)的多个层(230)，其中d3/H≥10。
14.一种照明系统(1000)，包括：(a)光源(1010)，其被配置为产生光源光(1011)；以及(b)根据前述权利要求8-13中任一项所述的3D打印的物品(10)，其被配置为透射或反射所述光源光(1011)的至少一部分。
15.一种在根据权利要求1、2、4、5、6、7中任一项所述的方法中使用的可3D打印的热塑性聚合物材料(201)，其中所述可3D打印的热塑性聚合物材料(201)包括热塑性聚合物材料，其中所述热塑性聚合物材料包括嵌入在热塑性聚合物材料中的颗粒(410)，其中所述颗粒(410)具有最长尺寸长度L1、最短尺寸长度L2和纵横比AR，所述纵横比AR被定义为所述最长尺寸长度L1与所述最短尺寸长度L2的比率，其中1≤AR≤4。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019016022A1 (en) * 2017-07-20 2019-01-24 Philips Lighting Holding B.V. DISSIMULATION OF OPTICAL DEFECT LINES ON PARTS OF PRINTED FDM LIGHTS WITH METAL APPEARANCE
EP3684854B1 (en) * 2017-09-20 2024-05-29 BAE Systems PLC Material for 3d printing and a 3d printed device
CN112004656B (zh) * 2018-03-26 2022-09-23 昕诺飞控股有限公司 用于3d打印物品的、交联聚合物填充的聚合物颗粒
WO2020244980A1 (en) * 2019-06-06 2020-12-10 Signify Holding B.V. Preventing buckling of 3d fdm printed items
JP6894598B2 (ja) * 2019-07-30 2021-06-30 ケイワイ株式会社 立体造形用データ生成プログラム
US20230085962A1 (en) * 2020-03-05 2023-03-23 Signify Holding B.V. 3d item with interpenetrating layers produced by multi-material printing
EP4174128A4 (en) * 2020-06-29 2024-07-31 Otsuka Chemical Co Ltd MODELED OBJECT AND ITS PRODUCTION METHOD
CN116056870A (zh) * 2020-09-11 2023-05-02 昕诺飞控股有限公司 使用3d打印的回射性表面
US20230226748A1 (en) * 2021-12-20 2023-07-20 Wichita State University Inflatable structure and method of making inflatable structure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102325645A (zh) * 2008-12-22 2012-01-18 威士伯采购公司 聚酯粉末组合物、方法及制品
WO2016083797A1 (en) * 2014-11-24 2016-06-02 Ngf Europe Limited Printed article and a feedstock
CN106068468A (zh) * 2013-12-30 2016-11-02 艾利丹尼森公司 高反射率开放珠方法及材料
US20160346997A1 (en) * 2014-02-10 2016-12-01 President And Fellows Of Harvard College Three-dimensional (3d) printed composite structure and 3d printable composite ink formulation
US20170120326A1 (en) * 2013-07-11 2017-05-04 Tundra Composites, LLC Surface modified particulate and sintered or injection molded products

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014107330A1 (de) * 2014-05-23 2015-11-26 Heraeus Kulzer Gmbh Druckbare und sinterbare dentale Zusammensetzungen zur Herstellung von Teilen dentaler Prothesen sowie Verfahren zu deren Herstellung
BR112017010899A2 (pt) 2014-11-27 2018-02-06 Philips Lighting Holding B.V. cabeçote de impressão para um aparelho de impressão em 3d, aparelho de impressão em 3d, método de impressão de um artigo, e artigo impresso
JP6907201B2 (ja) * 2015-11-09 2021-07-21 シグニファイ ホールディング ビー ヴィＳｉｇｎｉｆｙ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｂ．Ｖ． ３ｄ印刷による光学構成要素の製造方法、光学構成要素、及び照明デバイス

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102325645A (zh) * 2008-12-22 2012-01-18 威士伯采购公司 聚酯粉末组合物、方法及制品
US20170120326A1 (en) * 2013-07-11 2017-05-04 Tundra Composites, LLC Surface modified particulate and sintered or injection molded products
CN106068468A (zh) * 2013-12-30 2016-11-02 艾利丹尼森公司 高反射率开放珠方法及材料
US20160346997A1 (en) * 2014-02-10 2016-12-01 President And Fellows Of Harvard College Three-dimensional (3d) printed composite structure and 3d printable composite ink formulation
WO2016083797A1 (en) * 2014-11-24 2016-06-02 Ngf Europe Limited Printed article and a feedstock

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