CZ20013851A3 - Process for producing model bodies, material used in this process and production process of such material - Google Patents
Process for producing model bodies, material used in this process and production process of such material Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20013851A3 CZ20013851A3 CZ20013851A CZ20013851A CZ20013851A3 CZ 20013851 A3 CZ20013851 A3 CZ 20013851A3 CZ 20013851 A CZ20013851 A CZ 20013851A CZ 20013851 A CZ20013851 A CZ 20013851A CZ 20013851 A3 CZ20013851 A3 CZ 20013851A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- laser
- nanometers
- plastic
- range
- infrared
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
- B29C67/02—Moulding by agglomerating
- B29C67/04—Sintering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
- B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
- B29C2035/0822—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using IR radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/0005—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing compounding ingredients
- B29K2105/0032—Pigments, colouring agents or opacifiyng agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/0005—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing compounding ingredients
- B29K2105/0047—Agents changing thermal characteristics
- B29K2105/005—Heat sensitisers or absorbers
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Předkládaný vynález se týká způsobu výroby modelových těles, kterým je pomocí plastů ve formě vybraných plastových prášků možné vytvořit libovolnou trojrozměrnou strukturu, přičemž tento způsob zahrnuje selektivní spékání pomocí laserového světla v infračervené oblasti. Předmětný vynález se rovněž týká speciálního plastového prášku, který obsahuje činidlo absorbující infračervené záření a který je zvlášť vhodný pro spékání pomocí infračerveného laserového světla.The present invention relates to a process for the manufacture of model bodies by which plastics in the form of selected plastic powders can be formed into any three-dimensional structure, the method comprising selective sintering by laser light in the infrared region. The present invention also relates to a special plastic powder which contains an infrared absorbing agent and which is particularly suitable for sintering by infrared laser light.
Předmětný vynález se týká zejména způsobu výroby trojrozměrných plastových modelů podle uložených geometrických údajů pomocí počítačem řízeného zařízení, které pracuje tak, že je pomocí infračervených laserových paprsků schopné přímo . vyrábět prototypy a modely (které je dále označováno jako zařízení pro rychlou výrobu prototypů).In particular, the present invention relates to a method for producing three-dimensional plastic models according to stored geometric data by means of a computer-controlled device that is operable to be directly capable of being infrared laser beams. to produce prototypes and models (hereafter referred to as rapid prototyping equipment).
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Pojem „rychlá výroba prototypů zahrnuje počítačem řízené, aditivní, automatizované způsoby vytváření modelů, které jsou v současné době známé. 'Pojmem „laserové spékání se rozumí způsob rychlé výroby prototypů, při kterém je možné nakypřenou hromádku určitých práškových materiálů zahřívat a spékat v přesně definovaných místech různých rovin, a to působením laserových paprsků, které jsou výhodně řízené počítačem.The term "rapid prototyping" includes computer-controlled, additive, automated modeling techniques that are currently known. The term "laser sintering" refers to a method of rapid prototyping in which a loose pile of certain powdered materials can be heated and sintered at precisely defined locations on different planes by laser beams, which are preferably computer controlled.
Φ Φ Φ · » φ Φ • · · · φ ·· «φ φ • •Φ φ φ · «φ • · · · · · • · ♦ · · · * • · · © · φ ··« · φ «· ··»Φ Φ »Φ« · · • • • φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ · ·· »
Použití plastových prášků pro laserové spékání pomocí C02 laserů je známé a bylo popsáno v publikaci: A. Gebhardt, Rapid Prototyping, Carl Hanser Verlag, Mnichov, Vídeň 1996, str. 115-116. V této publikaci je popsán způsob výroby modelových těles, při kterém je možné vytvořit libovolnou trojrozměrnou strukturu pomocí selektivního spékání plastů pomocí světla pocházejícího z C02 laseru.The use of plastic powders for CO 2 laser sintering is known and has been described in: A. Gebhardt, Rapid Prototyping, Carl Hanser Verlag, Munich, Vienna 1996, pp. 115-116. This publication describes a method for manufacturing model bodies in which any three-dimensional structure can be formed by selective sintering of plastics using light emanating from a CO 2 laser.
Jednou nevýhodou dosud známých procesů je omezená přesnost tvarovaných výrobků, které se těmito procesy získávají. Díky této nedostatečné přesnosti musí být tvarované výrobky, které se v současnosti získávají tímto způsobem, v mnoha případech podrobeny nákladnému ručnímu přepracování. Uvedený nízký stupeň přesnosti je částečně způsoben použitím C02 laseru, jehož vlnová délka je 10,6 mikrometru a který je možné jen velmi málo zaostřit. Lasery se zlepšeným zaostřováním, jako je Nd-YAG laser, jehož vlnová délka je 1064 nanometrů, nebyly až dosud pro laserové spékání použity, protože běžně používané plasty neabsorbují záření této vlnové délky.One disadvantage of the hitherto known processes is the limited accuracy of the molded articles obtained by these processes. Due to this lack of precision, molded articles that are currently obtained in this way must in many cases undergo costly manual reprocessing. This low degree of accuracy is due in part to the use of a CO 2 laser whose wavelength is 10.6 micrometers and which can be very in-focus. Focused lasers, such as the Nd-YAG laser, whose wavelength is 1064 nanometers, have not been used for laser sintering since conventional plastics do not absorb radiation at this wavelength.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Předmětný vynález se týká způsobu výroby trojrozměrných modelů z plastů podle uložených geometrických údajů pomocí laserových paprsků, které jsou regulovány podle těchto údajů a jejichž vlnová délka je v rozmezí od 500 nanometrů do 1500 nanometrů, výhodně v rozmezí od 800 nanometrů do 1200 nanometrů, přičemž uvedené laserové paprsky jsou směrovány podle uvedených geometrických údajů na definované trojrozměrné zóny volně sypaného lože z jemného prášku tvořeného plastovými částicemi, čímž dochází ke svařování nebo «· ·« · 0 · ·· ··· »000 · · • · · · ··· · · ·· ·· ·· · * · 0 • 00 · * 0 0 · • tt · ·· · 0 0 · s ·· spékání tohoto materiálu, který je charakteristický tím, že uvedený plastový prášek je tvořen částicemi, jejichž střední velikost je v rozmezí od 2 mikrometrů do 200 mikrometrů, a obsahuje činidlo absorbující infračervené záření.The present invention relates to a method for producing three-dimensional plastic models according to stored geometrical data by means of laser beams regulated according to these data and having a wavelength in the range of 500 nanometers to 1500 nanometers, preferably in the range of 800 nanometers to 1200 nanometers, the laser beams are directed according to the given geometric data to defined three-dimensional zones of a loose bed of fine powder consisting of plastic particles, thereby causing welding or welding of 000 000 · · · · · · ··· Sintering of this material, characterized by the fact that said plastic powder is composed of particles whose mean the size ranges from 2 microns to 200 microns, and contains an infrared absorbing agent.
Ve zvlášť výhodném provedení předmětného vynálezu je uvedený plastový prášek v podstatě tvořen kulovitými částicemi.In a particularly preferred embodiment of the present invention, the plastic powder is substantially spherical.
Předmětný vynález se rovněž týká plastových prášků pro použití jakožto výchozích materiálů pro výrobu modelů za pomocí laseru, přičemž uvedený prášek je tvořen částicemi, jejichž střední velikost (tj. vážený průměr jejich průměru) je v rozmezí od 2 mikrometrů do 200 mikrometrů, a obsahuje činidlo pro absorpci infračerveného záření.The present invention also relates to plastic powders for use as starting materials for laser modeling, wherein said powder is comprised of particles whose mean size (i.e., weighted average diameter) is in the range of 2 microns to 200 microns and contains an agent. for infrared absorption.
Při způsobu podle předmětného vynálezu je možné použít různé typy laseru. Zvlášť vhodné pro použití podle tohoto vynálezu jsou pevné lasery a lasery používající polovodičové diody. Jako příklady pevných laserů je možné uvést Nd-YAG lasery o vlnové délce 1064 nanometrů a Nd-YLF lasery o vlnové délce 1053 nanometrů. Vhodnými diodovými lasery jsou takové lasery, které vyzařují záření o vlnové délce v rozmezí od 823 nanometrů do 985 nanometrů.Various types of laser can be used in the method of the present invention. Particularly suitable for use herein are solid lasers and lasers using semiconductor diodes. Examples of solid lasers include Nd-YAG lasers with a wavelength of 1064 nanometers and Nd-YLF lasers with a wavelength of 1053 nanometers. Suitable diode lasers are those emitting radiation having a wavelength in the range of 823 nanometers to 985 nanometers.
Během vyzařování dosahuje energie, která je vyzářena na povrch uvedené nakypřené hromádky prášku, výhodně hodnoty v rozmezí od 0,01 milijoulu/mm2 do 100 milíjoulů/mm2, výhodněji v rozmezí od 1 milijoulu/mm2 do 50 milijoulů/mm2.During radiation, the energy that is radiated to the surface of said loosened powder pile is preferably in the range of 0.01 millioule / mm 2 to 100 millioules / mm 2 , more preferably in the range of 1 millioule / mm 2 to 50 millioules / mm 2 .
«I · · · • · · · · ·«I · · · · · · · · · · ·
Podle dané aplikace je účinný průměr daného laserového paprsku výhodně v rozmezí od 0,001 milimetru doAccording to the application, the effective diameter of the laser beam is preferably in the range of 0.001 millimeter to
0,05 milimetru, výhodněji v rozmezí od 0,01 milimetru do0.05 millimeter, more preferably in the range of 0.01 millimeter to
0,05 milimetru.0.05 millimeter.
Výhodně se podle předmětného vynálezu používají pulzní lasery, přičemž bylo zjištěno, že zvlášť vhodné jsou lasery s vysokou pulzní frekvencí v rozmezí od 1 kilohertze do 100 kilohertzů.Preferably, pulsed lasers are used, and it has been found that lasers with a high pulse frequency ranging from 1 kilohertz to 100 kilohertz have been found to be particularly suitable.
Výhodný postup podle předmětného vynálezu je možné popsat takto:The preferred process of the present invention can be described as follows:
laserový paprsek naráží na nejvrchnější vrstvu volně sypaného lože z materiálu, který je vhodný pro použití podle předmětného vynálezu, a svařuje nebo spéká tento materiál až na přesně definovanou tloušťku vrstvy. Uvedená tloušťka vrstvy se pohybuje v rozmezí od 0,005 milimetru do 1 milimetru, výhodně v rozmezí od 0,01 milimetru do 0,5 milimetru.the laser beam impinges on the uppermost layer of the loose bed of a material suitable for use in the present invention and welds or sinters the material to a precisely defined layer thickness. Said layer thickness is in the range of 0.005 millimeter to 1 millimeter, preferably in the range of 0.01 millimeter to 0.5 millimeter.
Výše popsaným způsobem dochází k vytvoření první vrstvy požadované součástky. Pracovní objem se následně zmenší o množství, které je menší, než je tloušťka uvedené spečené vrstvy. Pracovní objem je naplněn dalším polymerním materiálem až na úroveň původní výšky lože. Druhá vrstva uvedené součástky se spéká opakovaným ozařováním laserem a je vázaná k předcházející vrstvě. Další vrstvy, které je třeba vytvořit pro dokončení výroby uvedené součástky, se vyrábějí opakováním výše popsaného postupu.The first layer of the desired component is formed as described above. The working volume is then reduced by an amount which is less than the thickness of said sintered layer. The working volume is filled with additional polymeric material up to the original bed height. The second layer of said component is sintered by repeated laser irradiation and bonded to the preceding layer. Additional layers to be formed to complete the manufacture of the component are made by repeating the above process.
«· · • 9 · * · · • · · · · »··· · · ··· · *· 9 * * »» »* * * * * *
Rychlost použitého laserového paprsku se pohybuje v rozmezí od 1 milimetru/sekundu do 1000 milimetrů/sekundu, výhodně od 10 milimetrů/sekundu do 100 milimetrů/sekundu.The speed of the laser beam used is in the range from 1 millimeter / second to 1000 millimeter / second, preferably from 10 millimeter / second to 100 millimeter / second.
Plastové prášky, které jsou vhodné pro použití podle předmětného vynálezu, mohou náležet do různých tříd polymerů. Jako příklad je možné uvést: polyolefiny, jako je polyethylen a polypropylen, polyamidy, jako je polyamid-β a polyamid-6,6, polyestery, jako je polyethylentereftalát, polykarbonáty, svařovatelné polyurethany, polystyren, styrenakrylonitrilové kopolymery a polyakryláty. Zvlášť vhodné pro výrobu modelových těles neobsahujících póry jsou plastové prášky na bázi částečně krystalických polymerů.Plastic powders suitable for use in the present invention may belong to different classes of polymers. Examples are: polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyamides such as polyamide-β and polyamide-6,6, polyesters such as polyethylene terephthalate, polycarbonates, weldable polyurethanes, polystyrene, styrene acrylonitrile copolymers and polyacrylates. Particularly suitable for the production of model bodies without pores are plastic powders based on partially crystalline polymers.
Velikost částic vytvářejících uvedený prášek je zvlášť důležitá pro způsob podle tohoto vynálezu. Obecně je možné uvést, že střední průměr částic nabývá hodnot v rozmezí od 2 mikrometrů do 200 mikrometrů, výhodně od 5 mikrometrů do 100 mikrometrů, nej výhodněji v rozmezí od 5 mikrometrů do 50 mikrometrů. Středním průměrem částic (velikostí částic) se v tomto textu rozumí vážený průměr průměru částic.The size of the particles forming said powder is particularly important for the process of the invention. Generally, the average particle diameter is in the range of from 2 microns to 200 microns, preferably from 5 microns to 100 microns, most preferably in the range of 5 microns to 50 microns. The mean particle diameter (particle size) herein refers to the weighted average particle diameter.
Pro výrobu částic, jejichž velikost je tak důležitá pro způsob podle předmětného vynálezu, je možné plasty, které obvykle mají podobu hrubých granulí, rozmělňovat. Avšak za určitých okolností jsou tímto způsobem získávány ostré nebo hranaté plastové částice. Takovéto částice, jejichž povrch je nepravidelný nebo nerovnoměrný, někdy vykazují špatnou sypatelnost, což má nevýhodný účinek na jejich zpracování v laserových spékacích zařízeních. Z tohoto důvodu musí být k uvedeným plastům obvykle přidávána činidla pro zvýšení ♦ a βIn order to produce particles the size of which is so important to the process of the present invention, it is possible to comminute plastics, which are usually in the form of coarse granules. However, in certain circumstances sharp or angular plastic particles are obtained in this way. Such particles, whose surface is irregular or uneven, sometimes exhibit poor flowability, which has a disadvantageous effect on their processing in laser sintering devices. For this reason, agents for increasing ♦ and β must usually be added to the plastics
• · ί· ♦ ·· *· «·« «· · ♦ · • · · · ·· · · sypatelnosti, aby se zlepšila sypatelnost takovýchto rozmělněných plastů a aby bylo zajištěno, že je možné je používat v automatizovaných zařízeních.In order to improve the flowability of such comminuted plastics, and to ensure that they can be used in automated equipment.
Zvlášť vhodně se při způsobu podle předmětného vynálezu používají polymery, které mají v podstatě kulovitý tvar (které jsou v dalším textu označované také jako perličkové polymery).Particularly suitably used in the process of the present invention are polymers having a substantially spherical shape (also referred to hereinafter as bead polymers).
Bylo prokázáno, že perličkové polymery jsou rovněž vhodné pro způsob laserového spékání podle tohoto vynálezu. Kromě toho tyto polymery vykazují sypatelnost, která je mnohem lepší, než sypatelnost jiných rozmělněných částic, a proto k nim dokonce není nutné za účelem zlepšení jejich sypatelnosti přidávat činidla pro zlepšení sypatelnosti.Bead polymers have also been shown to be suitable for the laser sintering process of the present invention. In addition, these polymers exhibit a flowability that is much better than the flowability of other comminuted particles, and therefore it is not even necessary to add flowability enhancers to improve their flowability.
Další důležitou výhodou perličkových polymerů je, že při jejich spalování, například pokud tvoří jádro dutého keramického tvarovaného výrobku, nezanechávají po sobě problematické zbytky. V případě rozmělněných plastových částic, ke kterým se přidávají činidla pro zvýšení sypatelnosti, bylo pozorováno, že takovéto částice není možné spálit, aniž by po sobě nezanechávaly zbytky.Another important advantage of the bead polymers is that they do not leave problematic residues behind when they are burned, for example when they form the core of a hollow ceramic molded article. In the case of comminuted plastic particles to which flowability enhancers are added, it has been observed that such particles cannot be incinerated without leaving residues.
Tento jev je zvlášť důležitý pokud se plastové modely, které se primárně vyrábějí laserovým spékáním, dále zpracovávají v následných stupních za vzniku přesného tvarovaného výrobku. Proto se například model vyrobený podle předmětného vynálezu nejprve potahuje voskem, přičemž toto potahování se provádí za účelem dalšího zkvalitnění povrchu daného modelu, následně ponořuje do suspenze keramického materiálu a výsledný model, který je potažen keramickýmThis phenomenon is particularly important when plastic models, which are primarily produced by laser sintering, are further processed in successive steps to produce a precise molded article. Therefore, for example, a pattern made according to the present invention is first coated with a wax, which coating is performed to further improve the surface of the pattern, then immersed in a ceramic material suspension and the resulting pattern that is coated with a ceramic
Ί « · · ·*···♦ tttt ·· ··· ·· ·* ··· materiálem se žíhá v peci. Uvedený model by měl během vypalování zcela shořet za vzniku obnaženého dutého tvarovaného výrobku z keramiky. Protože se běžně používané namleté plasty při spalování zcela nerozkládají díky tomu, že obsahují činidla pro zlepšení sypatelnosti, vykazují často kovové modely, které se následně odlévají v uvedené keramické formě, povrchové nepřesnosti.The material is annealed in the furnace. Materiál materiál tt tt tt tt tt tt tt tt materiál tt materiál materiál Said model should burn completely during firing to form a exposed hollow shaped ceramic article. Since commonly used ground plastics do not decompose completely by incineration due to their flowability enhancers, metal patterns often cast in the ceramic form exhibit surface inaccuracies.
Další výhoda použití perličkových polymerů spočívá v přesnosti povrchu a drsnosti povrchu modelů vyrobených způsobem podle předmětného vynálezu. Díky jejich kulovitému tvaru a díky jejich dobré sypatelnosti jsou modely, které se vyrábějí s použitím výhodných perličkových polymerů hladší a tím také přesnější.Another advantage of using bead polymers is the surface accuracy and surface roughness of the models produced by the method of the present invention. Due to their spherical shape and their good flowability, the models produced using the preferred bead polymers are smoother and therefore more accurate.
Perličkové polymery podle předmětného vynálezu výhodně zahrnují homopolymery nebo kopolymery monoethylenicky nenasycených sloučenin (monomerů). Kopolymery se ve smyslu předmětného vynálezu rozumí polymery, které se syntetizují ze dvou nebo více různých monomerů. Jako příklad vhodného monomeru je možné uvést styren, α-methylstyren, chlorstyren, estery kyseliny akrylové, jako je ethylakrylát, butylakrylát, 2-ethylhexylakrylát, decylakrylát, dodecylakrylát, estery kyseliny methakrylové, jako je methylmethakrylát, ethylmethakrylát, isopropylmethakrylát, n-butylmethakrylát, isobutylmethakrylát, hexylmethakrylát, 2-ethylhexylmethakrylát, decylmethakrylát, dodecylmethakrylát a stearylmethakrylát, a dále akrylonitril, methakrylonitril, methakrylamid a vinylacetát.The bead polymers of the present invention preferably include homopolymers or copolymers of monoethylenically unsaturated compounds (monomers). For the purposes of the present invention, copolymers are polymers which are synthesized from two or more different monomers. Examples of suitable monomers include styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, acrylic esters such as ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, decyl acrylate, dodecyl acrylate, esters of methacrylic acid such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isopropyl methacrylate, , hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, decyl methacrylate, dodecyl methacrylate and stearyl methacrylate, as well as acrylonitrile, methacrylonitrile, methacrylamide and vinyl acetate.
» · · · • · · · ·· · · ·»· · · · · · · · · ·
Bylo prokázáno, že molekulová hmotnost perličkových polymerů podle předmětného vynálezu je důležitým hlediskem pro vhodnost daného perličkového polymeru pro použití při způsobu podle předmětného vynálezu. Konkrétně by molekulová hmotnost (hmotnostně střední molekulová hmotnost, Mw) měla být výhodně v rozmezí od 10 000 daltonů do 500 000 daltonů, výhodněji v rozmezí od 20 000 daltonů do 250 000 daltonů. Během výroby perličkových polymerů je tedy za účelem získání polymeru o požadované molekulové hmotnosti možné použít činidla pro regulaci molekulové hmotnosti. Skupina činidel pro regulaci molekulové hmotnosti, která jsou zvlášť vhodná pro použití podle tohoto vynálezu, zahrnuje sirné sloučeniny, jak jsou například n-butylmerkaptany, dodecylmerkaptan, ethylthioglykolát a diisopropylxanthogendisulfid. Dále jsou pro regulaci molekulové hmotnosti rovněž velmi vhodná činidla popsaná v německém patentu číslo DE 3 010 373, jako je například enolether vzorce (I):The molecular weight of the bead polymers of the present invention has been shown to be an important consideration for the suitability of a given bead polymer for use in the method of the present invention. Specifically, the molecular weight (weight average molecular weight, Mw) should preferably be in the range from 10,000 daltons to 500,000 daltons, preferably from 20,000 daltons to 250,000 daltons. Thus, during the manufacture of the bead polymers, molecular weight control agents can be used to obtain the desired molecular weight polymer. A group of molecular weight control agents that are particularly suitable for use in the present invention include sulfur compounds such as n-butyl mercaptans, dodecyl mercaptan, ethyl thioglycolate and diisopropylxanthogene disulfide. Furthermore, the agents described in the German patent DE 3 010 373, such as the enol ether of formula (I), are also very suitable for controlling the molecular weight:
Zvlášť vhodné perličkové polymery je možné vyrobit známými způsoby. Tak je tedy možné získat perličkové polymery, jejichž částice mají velikost v rozmezí od přibližně 10 mikrometrů do 200 mikrometrů, polymerací v suspenzi nebo perličkovou polymerací. Pojmem „polymerace v suspenzi se rozumí způsob, kdy se monomer nebo směs obsahující monomer, která obsahuje iniciátor rozpustný v daném(ých) monomeru(ech), rozptyluje ve formě kapiček, případně ve směsi s malými, pevnými částicemi, ve v podstatě nemísitelné fázi, která obsahuje dispergační • · činidlo, a následně dochází zvýšením teploty a mícháním směsi k vytvrzení. Podrobnější popis polymerace v suspenzi je možné nalézt například v publikaci Ullmanns Encyclopedia ofParticularly suitable bead polymers can be prepared by known methods. Thus, it is possible to obtain bead polymers having particle sizes ranging from about 10 microns to 200 microns by slurry or bead polymerization. By "slurry polymerization" is meant a method wherein a monomer or monomer-containing mixture that contains an initiator soluble in said monomer (s) is dispersed in the form of droplets, optionally mixed with small, solid particles, in a substantially immiscible phase which contains a dispersing agent and subsequently cures by raising the temperature and stirring the mixture. A more detailed description of suspension polymerization can be found, for example, in Ullmanns Encyclopedia of
Industrial Chemistry, Volume A21, 5. vydání, VCH,Industrial Chemistry, Volume A21, 5th edition, VCH,
Weinheim 1992, str. 363-373.Weinheim 1992, pp. 363-373.
Perličkové polymery, jejichž částice mají velikost v rozmezí od 2 mikrometrů do 10 mikrometrů je možné vyrobit způsobem, který se označuje jako polymerace v disperzi. Při polymeraci v disperzi se používá rozpouštědlo, ve kterém jsou rozpustné použité monomery, avšak ve kterém není rozpustný vznikající polymer. Při polymeraci v disperzi obvykle vznikají perličkové polymery s úzkou distribucí velikosti částic.Bead polymers having particle sizes ranging from 2 microns to 10 microns can be made by a process known as dispersion polymerization. In dispersion polymerization, a solvent is used in which the monomers used are soluble but in which the polymer formed is not soluble. Dispersion polymerization typically produces bead polymers with a narrow particle size distribution.
V podstatě všechny sloučeniny, které absorbují světlo o vlnové délce v rozmezí od 500 nanometrů do 1500 nanometrů, výhodně v rozmezí od 800 nanometrů do 1200 nanometrů, jsou vhodné jakožto činidla pro absorpci infračerveného záření. Nezávisle na sobě je možné použít jak infračervené pigmenty, tak infračervená barviva.Essentially all compounds that absorb light with a wavelength in the range of 500 nanometers to 1500 nanometers, preferably in the range of 800 nanometers to 1200 nanometers, are suitable as infrared absorption agents. Both infrared pigments and infrared dyes can be used independently.
Jako infračervený pigment se podle předmětného vynálezu výhodně používají saze, zejména synteticky vyrobené saze.Carbon black, in particular synthetically produced carbon black, is preferably used as the infrared pigment of the present invention.
Saze, které se výhodně používají, mají měrný povrch v rozmezí od 10 m2/gram do 500 m2/gram, měřeno metodou BET. Skupina vhodných typů sazí zahrnuje kanálové saze, retortové saze a lampové saze vyrobené pomocí plamene.The carbon blacks that are preferably used have a specific surface area in the range of 10 m 2 / gram to 500 m 2 / gram as measured by the BET method. Suitable types of carbon black include channel carbon black, retort black, and flame black carbon black.
Kromě toho se vhodně podle tohoto vynálezu používají pigmenty na bázi směsných oxidů kovů rutilového nebo spinelového typu.In addition, pigments based on mixed metal oxides of the rutile or spinel type are suitable according to the invention.
• · • « fc• · • «fc
Jako příklad vhodných pigmentů na bázi oxidu kovu je možné uvést komerčně dostupné výrobky HEUCODUR®-Brown 859 aExamples of suitable metal oxide pigments are the commercially available HEUCODUR®-Brown 859 a
HEUCODUR®-Black 953.HEUCODUR®-Black 953
« « · · • · fc • · · · fc fc · • · · • · · · · ·«« Fc fc fc fc fc fc fc
Infračervená barviva (tj. barviva absorbující infračervené záření, označovaná také zkratkou IRDs) jsou v dané oblasti techniky známá. Pro použití podle předmětného vynálezu jsou vhodné různé typy infračervených barviv, jako jsou například indoanilinová barviva, oxonolová barviva, deriváty porfinu, anthrachinonová barviva, mesostyrylová barviva, pyriliové sloučeniny a skvaryliové deriváty.Infrared dyes (i.e. infrared absorbing dyes, also referred to as IRDs) are known in the art. Various types of infrared dyes are suitable for use in the present invention, such as, for example, an indaniline dyes, oxonol dyes, porphine derivatives, anthraquinone dyes, mesostyryl dyes, pyrrile compounds and squarylium derivatives.
Infračervená barviva podle zveřejněné německé patentové přihlášky číslo DE-OS 4 331 62 jsou rovněž zvlášť vhodná pro použití podle tohoto vynálezu, protože absorbují viditelné záření jen v úzkém rozmezí vlnových délek a umožňují tak vyrobit 3D modely způsobem podle předmětného vynálezu,.které nejsou nijak zbarveny nebo které jsou zbarveny jen velmi j emně.The infrared dyes of DE-OS 4,331,622 are also particularly suitable for use in the present invention because they absorb visible radiation only within a narrow wavelength range and thus allow 3D models to be produced by the method of the present invention which are not colored or which are only very brightly colored.
Jako příklad je možné uvést infračervené barvivo vzorce (II):An example is the infrared dye of formula (II):
OO
O (Π) • · • » · · ♦ * * • · · 9 « « · « *· · « ·O (Π) · ♦ * * * * * * * * *
Množství činidla pro absorpci infračerveného záření se podle předmětného vynálezu pohybuje v rozmezí odThe amount of infrared absorbing agent according to the present invention is in the range of
0,01 hmotnostního procenta do 10 hmotnostních procent, výhodně v rozmezí od 0,05 hmotnostního procenta do 5 hmotnostních procent, vztaženo na hmotnost daného plastového prášku.0.01 weight percent to 10 weight percent, preferably in the range of 0.05 weight percent to 5 weight percent, based on the weight of the plastic powder.
Výrobu plastových prášků obsahujících činidlo pro absorpci infračerveného záření je možné provádět různými způsoby. Tak je tedy možné smíchat daný plastový materiál s činidlem pro absorpci infračerveného záření v tavenině pomocí extruderu a vzniklý extrudát rozmělnit v mlýnu na částice o požadované velikosti. Rovněž je možné přidávat činidlo pro absorpci infračerveného záření do směsí během výroby plastového materiálu, takže uvedené činidlo pro absorpci infračerveného záření je obsaženo ve vzniklém plastovém materiálu. Při výrobě perličkových polymerů poíymerací v suspenzi je činidlo pro absorpci infračerveného záření možné přidávat k monomerům.The manufacture of plastic powders containing an infrared absorption agent can be carried out in various ways. Thus, it is possible to mix the plastic material with an infrared absorption agent in the melt by means of an extruder and comminute the resulting extrudate into particles of the desired size in a mill. It is also possible to add an infrared absorption agent to the compositions during manufacture of the plastic material, so that said infrared absorption agent is contained in the resulting plastic material. In the manufacture of bead polymers by suspension polymerization, the infrared absorption agent can be added to the monomers.
Bylo zjištěno, že částice plastu je možné jednoduchým způsobem dopovat infračervenými barvivý. Při tomto způsobu se plastové částice dispergují v kapalné fázi, výhodně ve vodě, ve které se nerozpouští uvedený plastový materiál, přičemž je rovněž možné použít máčecí činidlo nebo povrchově aktivní látku. Jako příklad vhodných povrchově aktivních látek pro tuto aplikaci je možné uvést sodné soli alkylsulfonátů, sodnou sůl isooktylesterů kyseliny sulfosukcinové a ethoxylovaný nonylfenol. K takto získané disperzi se přidává roztok infračerveného barviva, přičemž do uvedené disperze se výhodně přidává rozpouštědlo, které není mísitelné s vodou, jako je například ethylacetát, toluen, butanon, chloroform, dichlorethan nebo methylisobutylether. Během tohoto stupně « » • · f φ φIt has been found that plastic particles can be easily doped with infrared dyes. In this process, the plastic particles are dispersed in a liquid phase, preferably water, in which the plastic material does not dissolve, and it is also possible to use a dipping agent or surfactant. Examples of suitable surfactants for this application include sodium salts of alkyl sulfonates, sodium isooctyl esters of sulfosuccinic acid and ethoxylated nonylphenol. An infrared dye solution is added to the dispersion thus obtained, preferably a water-miscible solvent such as ethyl acetate, toluene, butanone, chloroform, dichloroethane or methyl isobutyl ether is added to said dispersion. During this stage «» • · f φ φ
9··9 ··
9 · ♦ · * 9 · 9 ·· dochází působením tohoto rozpouštědla, jež obsahuje uvedené infračervené barvivo, k botnání uvedených plastových částic. Následně je možné filtrací nebo dekantací odstranit ze směsi vodu a uvedené rozpouštědlo je možné odstranit odpařením, například při sníženém tlaku, přičemž uvedené infračervené barvivo zůstává obsaženo v uvedených plastových částicích.The solvent, which contains the infrared dye, swells said plastic particles by the action of this solvent. Subsequently, water or water can be removed from the mixture by filtration or decantation, and the solvent can be removed by evaporation, for example under reduced pressure, wherein said infrared dye remains in said plastic particles.
Plastové prášky podle předmětného vynálezu obsahující činidlo pro absorpci infračerveného záření jsou zvlášť vhodné pro laserové spékání pomocí infračervených laserů, zejména pomocí Nd-YAG laserů, a jejich použitím je možné získat modely nebo součástky, které jsou charakteristické zvlášť dobrou přesností jednotlivých detailů.The plastic powders of the present invention containing an infrared absorption agent are particularly suitable for laser sintering using infrared lasers, especially Nd-YAG lasers, and can be used to obtain models or components that are characterized by particularly good detail accuracy.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Na obrázku 1 je schématicky znázorněno zařízení pro rychlou výrobu prototypů.Figure 1 schematically shows a device for rapid prototype production.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Následující příklady ilustrují výrobu jemně rozmělněných plastových materiálů a pokusy o spékání těchto materiálů pomocí infračerveného laseru. Tyto příklady slouží jen pro ilustraci a nijak neomezují rozsah předmětného vynálezu.The following examples illustrate the manufacture of finely divided plastic materials and attempts to sinter these materials using an infrared laser. These examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.
• ·• ·
Výroba perličkového polymeru podle předmětného vynálezu, který obsahoval saze ·· ·« f * ♦ • 0 ·· « · • · · • 0 * · · ·Production of a Bead Polymer according to the Invention That Contained a Carbon Black
Příklad 1Example 1
a) Disperze sazí gramů sazí (Printex G, dodávané společností Degussa, BET měrný povrch 30 m2/gram), 24 gramů polymethylmethakrylátu a 216 gramů methylmethakrylátu bylo 2 hodiny mleto v kulovém mlýnu, přičemž byla získána homogenní disperze, která se neusazovala.a) Dispersion of carbon black grams of carbon black (Printex G, supplied by Degussa, BET surface area of 30 m 2 / gram), 24 grams of polymethyl methacrylate and 216 grams of methyl methacrylate were milled in a ball mill for 2 hours to obtain a homogeneous dispersion.
b) Perličkový polymerb) Bead polymer
Směs 200 gramů disperze z bodu a) a 2,0 gramů 2,2'-azobis(isobutyronitrilu) byla intenzivně míchána a vzniklá směs byla přenesena do míchaného reaktoru, který byl předem naplněn 1,0 litrem vodného alkalického roztoku kopolymerů o koncentraci 1 hmotnostní procento, přičemž uvedený kopolymer byl tvořen 50 hmotnostními procenty kyseliny methakrylové a 50 hmotnostními procenty methylmethakrylátu a pH uvedeného roztoku bylo upraveno roztokem hydroxidu sodného na hodnotu 8. Rychlost míchadla byla nastavena na hodnotu 700 otáček za minutu a teplota směsi byla 3 hodiny udržována na 60 °C, poté 10 hodin na 78 °C, 2 hodiny na 85 °C a následně byla směs ponechána zchladnout na teplotu místnosti. Vzniklý perličkový polymer byl izolován dekantací, opakovaně promyt vodou a usušen ve vakuu pří teplotě 50 °C. Bylo získáno 168 gramů perličkového polymeru s intenzivním černým ttt · » · • * • · ···« ·» zbarvením, jehož částice měly průměrnou velikost 18 mikrometrů a hmotnostně střední molekulovou hmotnost Mw 230 000.A mixture of 200 grams of the dispersion from a) and 2.0 grams of 2,2'-azobis (isobutyronitrile) was vigorously stirred and the resulting mixture was transferred to a stirred reactor pre-charged with 1.0 liter of 1 wt.% Aqueous alkaline copolymer solution. %, wherein the copolymer was 50 weight percent methacrylic acid and 50 weight percent methyl methacrylate, and the pH of the solution was adjusted to 8 with sodium hydroxide solution. The stirrer speed was set to 700 rpm and the mixture was maintained at 60 ° C for 3 hours. C, then at 78 ° C for 10 hours, at 85 ° C for 2 hours, and then allowed to cool to room temperature. The resulting bead polymer was isolated by decantation, washed repeatedly with water and dried under vacuum at 50 ° C. 168 grams of an intense black bead polymer were obtained with a coloring having an average particle size of 18 microns and a weight average molecular weight M w of 230,000.
Příklad 2Example 2
Výroba perličkového polymeru podle předmětného vynálezu, který obsahoval sazeProduction of a bead polymer according to the present invention containing carbon black
a) Disperze sazí gramů sazí (Printex G, dodávané společností Degussa), 28,8 gramu polymethylmethakrylátu, 216 gramů methylmethakrylátu a 43,2 gramu n-butylmethakrylátu bylo 2 hodiny mleto v kulovém mlýnu, přičemž byla získána homogenní disperze, která se neusazovala.a) Dispersion of carbon black grams of carbon black (Printex G, supplied by Degussa), 28.8 grams of polymethyl methacrylate, 216 grams of methyl methacrylate and 43.2 grams of n-butyl methacrylate were milled in a ball mill for 2 hours to obtain a homogeneous dispersion.
b) Perličkový polymerb) Bead polymer
Směs 250 gramů disperze z bodu a) a 2,5 gramu 2,2'-azobis(isobutyronitrilu) byla intenzivně míchána a vzniklá směs byla přenesena do míchaného reaktoru, který byl předem naplněn 1,25 litru vodného alkalického roztoku kopolymerů o koncentraci 1 hmotnostní procento, přičemž uvedený kopolymer byl tvořen 50 hmotnostními procenty kyseliny methakrylové a 50 hmotnostními procenty methylmethakrylátu a pH uvedeného roztoku bylo upraveno roztokem hydroxidu sodného na hodnotu 8. Rychlost míchadla byla nastavena na hodnotu 600 otáček za minutu a teplota směsi byla 10 hodin udržována na 78 °C, poté 2 hodiny na 85 °C a následně byla směs ponechána během 2 hodin zchladnout na teplotu místnosti. Vzniklý perličkový polymer byl izolován dekantací, opakovaně ·* ♦· » 19A mixture of 250 grams of the dispersion from a) and 2.5 grams of 2,2'-azobis (isobutyronitrile) was vigorously stirred and the resulting mixture was transferred to a stirred reactor pre-charged with 1.25 liter of 1 wt.% Aqueous alkaline copolymer solution. %, wherein the copolymer was 50 weight percent methacrylic acid and 50 weight percent methyl methacrylate, and the pH of the solution was adjusted to 8 with sodium hydroxide solution. The stirrer speed was set at 600 rpm and the mixture was maintained at 78 ° C for 10 hours. C, then at 85 ° C for 2 hours and then allowed to cool to room temperature over 2 hours. The resulting bead polymer was isolated by decantation, repeatedly
999999
99
9 19 1
199 9 99 ♦ « • · · • · · »» 9 9 * promyt vodou a usušen ve vakuu při teplotě 50 °C. Bylo získáno199 9 99 washed with water and dried under vacuum at 50 ° C. It was obtained
205 gramů perličkového polymeru s intenzivním černým zbarvením, jehož částice měly průměrnou velikost 25 mikrometrů a hmotnostně střední molekulovou hmotnost Mw 220 000.205 grams of an intense black color bead polymer having an average particle size of 25 microns and a weight average molecular weight M w of 220,000.
Příklad 3Example 3
Výroba perličkového polymeru podle předmětného vynálezu, který obsahoval infračervené barvivoProduction of a bead polymer according to the present invention which contains an infrared dye
a) Výroba perličkového polymeru(a) Production of bead polymer
V reaktoru o objemu 4 litry, který byl opatřen mřížkovým míchadlem, bylo smícháno 2340 gramů methanolu, 180 gramů polyvinylpyrrolidonu, 210 gramů methylmethakrylátu a 90 gramů ethylmethakrylátu za vzniku homogenního roztoku. Tento roztok byl jednu hodinu zahříván v dusíkové atmosféře a při rychlosti míchadla 100 otáček za minutu na teplotu 55 °C. Poté byl do reaktoru přidán roztok 6 gramů 2,2'-azobis(isobutyronitrilu) ve 165 gramech methanolu. Tato polymerační směs byla míchána dalších 20 hodin při teplotě 55 °C rychlostí 100 otáček za minutu. Výsledná disperze polymeru byla následně ponechána zchladnout na teplotu místnosti a vzniklý perličkový polymer byl izolován usazením. Bylo získáno 193 gramů perličkového polymeru, jehož hmotnostně střední molekulová hmotnost Mw byla 75 000, jehož průměrná velikost částic byla 12 mikrometrů a jehož hodnota poměru 0(90)/0(10) byla 1,18. Poměr hodnoty 90 % (0(90)) k hodnotě 10 % (0(10)) objemové distribuce částic, konkrétně hodnota poměru 0(90)/0(10), byla dobrým měřítkem šířky distribuce velikosti částic. Hodnota poměru 0(90)/0(10) menší než 2,0 byla znakem úzké distribuce velikosti částic.2340 grams of methanol, 180 grams of polyvinylpyrrolidone, 210 grams of methyl methacrylate and 90 grams of ethyl methacrylate were mixed in a 4-liter reactor equipped with a grid stirrer to form a homogeneous solution. This solution was heated to 55 ° C under nitrogen at 100 rpm for one hour. A solution of 6 grams of 2,2'-azobis (isobutyronitrile) in 165 grams of methanol was then added to the reactor. The polymerization mixture was stirred for an additional 20 hours at 55 ° C at 100 rpm. The resulting polymer dispersion was then allowed to cool to room temperature and the resulting bead polymer was isolated by settling. 193 grams of a bead polymer having a weight average molecular weight M w of 75,000, an average particle size of 12 microns and a ratio of 0 (90) / 0 (10) of 1.18 were obtained. The ratio of 90% (0 (90)) to 10% (0 (10)) of the volume distribution of the particles, namely the value of the ratio 0 (90) / 0 (10), was a good measure of the width of the particle size distribution. A 0 (90) / 0 (10) ratio of less than 2.0 was indicative of a narrow particle size distribution.
• * · • φ · * ··· • * • · «••Φ Φ·* · · Φ φ φ φ *
b) Dopování perličkového polymeru infračerveným barvivémb) Doping the bead polymer with an infrared dye
100 gramů perličkového polymeru ze stupně a) bylo dispergováno v roztoku 900 gramů vody a 200 miligramů sodné soli isooktylesteru kyseliny sulfosukcinové. K tomuto roztoku byl za neustálého míchání přikapán roztok obsahující 284 miligramů infračerveného barviva vzorce (II) a 100 gramů ethylacetátu. Vzniklá směs byla 4 hodiny míchána při teplotě místnosti a následně na 10 minut vystavena působení ultrazvuku. Ze směsi byl odfiltrován perličkový polymer, který byl opakovaně promyt vodou a sušen ve vakuu při teplotě 50 °C do konstantní hmotnosti, aby došlo k odstranění veškerého ethylacetátu.100 grams of the bead polymer of step a) was dispersed in a solution of 900 grams of water and 200 milligrams of sodium isooctyl sulfosuccinate. To this solution was added dropwise, with stirring, a solution containing 284 mg of infrared dye of formula (II) and 100 g of ethyl acetate. The resulting mixture was stirred at room temperature for 4 hours and then sonicated for 10 minutes. The bead polymer was filtered off from the mixture, which was repeatedly washed with water and dried under vacuum at 50 ° C to constant weight to remove all ethyl acetate.
Příklad 4Example 4
Výroba perličkového polymeru podle předmětného vynálezu, který obsahoval infračervené barvivoProduction of a bead polymer according to the present invention which contains an infrared dye
a) Výroba perličkového polymeru(a) Production of bead polymer
V reaktoru o objemu 4 litry, který byl opatřen mřížkovým míchadlem, bylo smícháno 2500 gramů methanolu, 64 gramů polyvinylpyrrolidonu, 240 gramů styrenu a 60 gramů ethylmethakrylátu za vzniku homogenního roztoku. Tento roztok byl jednu hodinu zahříván v dusíkové atmosféře a při rychlosti míchadla 100 otáček za minutu na teplotu 70 °C. Poté byl do reaktoru přidán roztok 3,75 gramu 2,2'-azobis(isobutyronitrilu) v 75 gramech styrenu. Tato polymerační směs byla míchána dalších 15 hodin při teplotě 70 °C rychlostí 100 otáček za minutu. Výsledná disperze polymeru byla následněIn a 4 L reactor equipped with a grid stirrer, 2500 grams of methanol, 64 grams of polyvinylpyrrolidone, 240 grams of styrene and 60 grams of ethyl methacrylate were mixed to form a homogeneous solution. This solution was heated under nitrogen at 70 rpm at 100 rpm for one hour. A solution of 3.75 grams of 2,2'-azobis (isobutyronitrile) in 75 grams of styrene was then added to the reactor. The polymerization mixture was stirred for an additional 15 hours at 70 ° C at 100 rpm. The resulting polymer dispersion was subsequently
• · ···« ·« ponechána zchladnout na teplotu místnosti a vzniklý perličkový polymer byl izolován usazením. Bylo získáno 247 gramů perličkového polymeru, jehož hmotnostně střední molekulová hmotnost Mw byla 60 000, jehož průměrná velikost částic byla mikrometrů a jehož hodnota poměru 0(90)/0(10) byla 1,6.The mixture was allowed to cool to room temperature and the resulting bead polymer was isolated by settling. Yielding 247 g of the pearl polymer whose weight average molecular weight Mw was 60,000, the average particle size of microns and the ratio value 0 (90) / 0 (10 ) was 1.6.
b) Dopování perličkového polymeru infračerveným barvivém gramů perličkového polymeru ze stupně a) bylo dispergováno v roztoku 90 gramů vody a 20 miligramů sodné soli isooktylesteru kyseliny sulfosukcinové. K tomuto roztoku byl za neustálého míchání přikapán roztok obsahujícíb) Doping the bead polymer with the infrared dye grams of the bead polymer of step a) was dispersed in a solution of 90 grams of water and 20 milligrams of sodium isooctyl sulfosuccinate. To this solution was added dropwise with stirring
28,4 miligramu infračerveného barviva vzorce (II) a 10 gramů ethylacetátu. Vzniklá směs byla 4 hodiny míchána při teplotě místnosti. Ze směsi byl odfiltrován perličkový polymer, který byl opakovaně promyt vodou a sušen ve vakuu při teplotě 50 °C do konstantní hmotnosti, aby došlo k odstranění veškerého ethylacetátu.28.4 mg of infrared dye of formula (II) and 10 grams of ethyl acetate. The resulting mixture was stirred at room temperature for 4 hours. The bead polymer was filtered from the mixture, which was repeatedly washed with water and dried under vacuum at 50 ° C to constant weight to remove all ethyl acetate.
Příklad 5Example 5
Testy spékání provedené s perličkovými polymery podle příkladů 1 až 4 gramů daného perličkového polymeru z příkladu 1 až 4 bylo vpraveno do podkladové nádoby experimentálního zařízení znázorněného na obrázku 1.The sintering tests performed with the bead polymers of Examples 1 to 4 grams of the given bead polymer of Examples 1 to 4 were introduced into the support vessel of the experimental apparatus shown in Figure 1.
Paprsek Nd-YAG laseru _1 (účinný průřez 5 mm2, pulzní frekvence 10 hertzů) byl pomocí vychylovacího zrcadla 2 směrován rychlostí 10 milimetrů/sekundu na povrch volně ♦ ♦ *♦ « * · • 0 0 0 · · · ·The laser beam Nd-YAG _1 (cross-section 5 mm 2 , pulse frequency 10 hertz) was directed freely to the surface with a deflection mirror 2 at a speed of 10 millimeters / second 0 ♦ * ♦ «* · • 0 0 0 · · · ·
0000 9 4 • 00000 9 4 • 0
sypaného lože 2 z perličkového polymeru, přičemž uvedeným laserovým paprskem byla skanována plocha o velikosti 20 x 20 milimetrů. Vyzářená energie odpovídala 40 milijoulům/mm2. Tímto způsobem byly z perličkových polymerů lb), 2b), 3b) a 4b) získány pevné tvarované výrobky. Tyto testovací vzorky byly mechanicky zlomeny v kapalném dusíku a povrchy jednotlivých lomů byly zkoumány skanovacím elektronovým mikroskopem. V případě perličkového polymeru z příkladu 3a) (který sloužil jako srovnávací příklad bez použití činidla pro absorpci infračerveného záření) bylo zjištěno, že výše popsaným způsobem nedošlo ke změně struktury produktu a tento měl stále podobu prášku.loose bed 2 of polymer bead, wherein said laser beam were scanned area of 20 x 20 mm. The radiated energy corresponded to 40 millijoules / mm 2 . In this way, solid molded articles were obtained from bead polymers 1b), 2b), 3b) and 4b). These test specimens were mechanically broken in liquid nitrogen and the surfaces of individual fractures were examined by a scanning electron microscope. In the case of the bead polymer of Example 3a) (which served as a comparative example without the use of an infrared absorption agent), it was found that the product structure was not altered in the manner described above and still had the form of a powder.
Zjištěné výsledky jsou shrnuty v následující tabulce:The results are summarized in the following table:
4Μ1-.2Λρΐ4Μ1-.2Λρΐ
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19918981A DE19918981A1 (en) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | Process and material for the production of model bodies |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ20013851A3 true CZ20013851A3 (en) | 2002-03-13 |
Family
ID=7905937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20013851A CZ20013851A3 (en) | 1999-04-27 | 2000-04-13 | Process for producing model bodies, material used in this process and production process of such material |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1173314A2 (en) |
JP (1) | JP2002542080A (en) |
KR (1) | KR20010114248A (en) |
CN (1) | CN1348408A (en) |
AU (1) | AU4548200A (en) |
BR (1) | BR0010074A (en) |
CA (1) | CA2371181A1 (en) |
CZ (1) | CZ20013851A3 (en) |
DE (1) | DE19918981A1 (en) |
HK (1) | HK1046116A1 (en) |
IL (1) | IL145779A0 (en) |
MX (1) | MXPA01010931A (en) |
TR (1) | TR200102922T2 (en) |
WO (1) | WO2000064653A2 (en) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004009234A1 (en) * | 2004-02-26 | 2005-09-15 | Degussa Ag | Carbon black-containing polymer powder, e.g. polyamide 12, for use in layer processes in which parts of each layer are selectively melted, e.g. for production of prototypes by laser sintering |
DE102004012683A1 (en) * | 2004-03-16 | 2005-10-06 | Degussa Ag | Laser sintering with lasers with a wavelength of 100 to 3000 nm |
DE102004012682A1 (en) * | 2004-03-16 | 2005-10-06 | Degussa Ag | Process for the production of three-dimensional objects by means of laser technology and application of an absorber by inkjet method |
DE102004020452A1 (en) * | 2004-04-27 | 2005-12-01 | Degussa Ag | Method for producing three-dimensional objects by means of electromagnetic radiation and applying an absorber by inkjet method |
DE102004062761A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-06-22 | Degussa Ag | Use of polyarylene ether ketone powder in a three-dimensional powder-based tool-less production process, and moldings produced therefrom |
GB2422344B (en) * | 2005-01-24 | 2008-08-20 | Univ Montfort | Rapid prototyping method using infrared sintering |
DE102006009095A1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-08-30 | Bayerische Motoren Werke Ag | Process for producing a coated molding |
JP2010184412A (en) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Aspect Inc | Resin powder for laminate shaping |
WO2014158106A1 (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | Nihat Aydin | The system of forming layer from direct molten metal |
CN103772870B (en) * | 2014-01-07 | 2018-04-27 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | A kind of microsphere modified material of esters of acrylic acid and preparation method thereof and its application in 3D printing |
CN103772838B (en) * | 2014-01-08 | 2018-09-28 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | A kind of hydrotalcite-modified polystyrene microsphere material and preparation method and its application in 3D printing |
CN103772837A (en) * | 2014-01-08 | 2014-05-07 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | Polystyrene microsphere material for 3D (three dimensional) printing and preparation method thereof |
CN103772877B (en) * | 2014-01-08 | 2018-09-28 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | A kind of polystyrene microsphere modified light-sensitive resin and preparation method thereof for 3D printing |
PL412719A1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-12-19 | Sinterit Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Powder composition and method for producing three-dimensional objects by means of selective sintering or/and melting |
EP3365156B1 (en) | 2015-10-22 | 2024-03-27 | Dow Global Technologies LLC | Selective sintering additive manufacturing method and powder used therein |
EP3439853A4 (en) * | 2016-04-05 | 2019-12-11 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Photosensitive material sets |
CN108602262B (en) * | 2016-04-11 | 2021-07-30 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | Granular building material |
WO2018080537A1 (en) | 2016-10-31 | 2018-05-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | 3d printer with a uv light absorbing agent |
EP3562651B1 (en) * | 2016-12-28 | 2024-03-27 | Stratasys, Inc. | Additive production method, with a structural material containing an ir absorber |
EP3495155A1 (en) * | 2017-12-08 | 2019-06-12 | Agfa Nv | Near infrared (nir) laser processing of resin based articles |
EP3594008A1 (en) * | 2018-07-10 | 2020-01-15 | Agfa-Gevaert Nv | Near infrared (nir) laser processing of resin based articles |
DE102018213675A1 (en) | 2018-08-14 | 2020-02-20 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Additive manufacturing device and associated additive manufacturing process |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3750931T3 (en) * | 1986-10-17 | 1999-12-02 | Univ Texas | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING MOLDED BODIES BY PARTIAL INTERSTERING. |
US5648450A (en) * | 1992-11-23 | 1997-07-15 | Dtm Corporation | Sinterable semi-crystalline powder and near-fully dense article formed therein |
US5817206A (en) * | 1996-02-07 | 1998-10-06 | Dtm Corporation | Selective laser sintering of polymer powder of controlled particle size distribution |
-
1999
- 1999-04-27 DE DE19918981A patent/DE19918981A1/en not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-04-13 KR KR1020017013719A patent/KR20010114248A/en not_active Application Discontinuation
- 2000-04-13 EP EP00926905A patent/EP1173314A2/en not_active Withdrawn
- 2000-04-13 JP JP2000613629A patent/JP2002542080A/en active Pending
- 2000-04-13 MX MXPA01010931A patent/MXPA01010931A/en unknown
- 2000-04-13 CA CA002371181A patent/CA2371181A1/en not_active Abandoned
- 2000-04-13 WO PCT/EP2000/003316 patent/WO2000064653A2/en not_active Application Discontinuation
- 2000-04-13 AU AU45482/00A patent/AU4548200A/en not_active Abandoned
- 2000-04-13 BR BR0010074-9A patent/BR0010074A/en not_active Application Discontinuation
- 2000-04-13 CZ CZ20013851A patent/CZ20013851A3/en unknown
- 2000-04-13 IL IL14577900A patent/IL145779A0/en unknown
- 2000-04-13 CN CN00806679A patent/CN1348408A/en active Pending
- 2000-04-13 TR TR2001/02922T patent/TR200102922T2/en unknown
-
2002
- 2002-10-29 HK HK02107806.7A patent/HK1046116A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1173314A2 (en) | 2002-01-23 |
JP2002542080A (en) | 2002-12-10 |
DE19918981A1 (en) | 2000-11-02 |
TR200102922T2 (en) | 2002-02-21 |
AU4548200A (en) | 2000-11-10 |
CA2371181A1 (en) | 2000-11-02 |
CN1348408A (en) | 2002-05-08 |
WO2000064653A3 (en) | 2001-03-29 |
BR0010074A (en) | 2002-01-15 |
WO2000064653A2 (en) | 2000-11-02 |
MXPA01010931A (en) | 2002-06-21 |
IL145779A0 (en) | 2002-07-25 |
HK1046116A1 (en) | 2002-12-27 |
KR20010114248A (en) | 2001-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ20013851A3 (en) | Process for producing model bodies, material used in this process and production process of such material | |
JP4914341B2 (en) | Method and apparatus for producing three-dimensional objects by applying absorbers by laser technology and ink jet methods | |
EP2106337B1 (en) | Method for the layered production of a three-dimensional object | |
US7708929B2 (en) | Process for producing three-dimensional objects by means of microwave radiation | |
EP2001656B1 (en) | KiT FOR THE PRODUCTION OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS BY USE OF ELECTROMAGNETIC RADIATION | |
US5817206A (en) | Selective laser sintering of polymer powder of controlled particle size distribution | |
EP1740367B1 (en) | Method for production of three-dimensional objects by means of electromagnetic radiation and application of an absorber by means of an ink-jet method | |
US20110118410A1 (en) | Composite powder, use in a shaping process, and mouldings produced from this powder | |
JP2007529340A5 (en) | ||
WO2005090056A1 (en) | Laser sintering with lasers having a wavelength ranging from 100 to 3,000 nm | |
US20130188003A1 (en) | Doped Oxide powders in laser markings and methods of use | |
KR100928057B1 (en) | Super water-repellent surface modification method using ultrafast laser | |
US20200269493A1 (en) | A method for mold-free manufacturing of natural rubber articles | |
DE10356193A1 (en) | Process for the production of three-dimensional objects by means of microwave radiation | |
CA2331528A1 (en) | Method and material for producing model elements | |
MXPA00010583A (en) | Method and material for producing model elements |