ПОРОШОК ИЗ СШИВАЕМОГО ТЕРМОПЛАСТА ДЛЯ ПОСЛОЙНОГО АДДИТИВНОГО НАРАЩИВАНИЯ НА ПОРОШКОВОЙ ОСНОВЕ

1. Порошок для селективного лазерного спекания (СЛС), характеризующийся среднечисленным размером диаметра частиц, составляющим менее чем < 250 мкм, для использования при послойном аддитивном наращивании, при этом порошок содержит, по меньшей мере, 50 мас.% материала сшиваемого термопластического полиуретана TPU при расчете на совокупную массу порошка, и причем материал сшиваемого термопластического полиуретана TPU содержит, по меньшей мере, 50 мас.% соединений сшиваемых термопластических полиуретанов TPU, характеризующихся среднечисленной молекулярной массой в диапазоне от 5000 г/моль до 300000 г/моль, и при этом соединения TPU содержат радикально-полимеризуемые ненасыщенности(сть), в составе соединения TPU, которые представляют собой фрагменты, полимеризуемые в результате УФ- и/или термоиндуцированной полимеризации, которые приводят к возникновению полимеризации с ростом цепи соединений термопластических полиуретанов TPU, при расчете на совокупную массу материала сшиваемого термопластического полиуретана TPU, и где соединения сшиваемых термопластических полиуретанов TPU получены в результате смешивания и введения в реакцию, по меньшей мере, следующих ингредиентов:
- один или более полифункциональных изоцианатов,
- один или более полифункциональных полиолов, предпочтительно дифункциональных полиолов, характеризующихся среднечисленной молекулярной массой в диапазоне 500-20000 г/моль, и
- одно или более моно- или дифункциональных гидрокси- и/или аминовых соединений, содержащих радикально-полимеризуемую ненасыщенность(сти) и исполняющих функцию удлинителя цепи или обрывателя цепи.
2. Порошок по п. 1, содержащий, дополнительно, УФ- и/или термоинициатор.
m
3
3
3
3
3. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где порошок для спекания СЛС характеризуется объемной скоростью расплава (ОСР) при заданной температуре, большей, чем температура плавления (T) порошка для спекания СЛС, в соответствии с документом ISO 1133, при времени предварительного нагревания 5 минут и массе нагрузки 2,16 кг, в диапазоне от 5 до 15 см/10 мин и изменением ОСР при увеличении температуры на 20°С, составляющим менее чем 90 см/10 мин, предпочтительно менее чем 70 см/10 мин, более предпочтительно менее чем 50 см/10 мин.
4. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где материал сшиваемого термопластического полиуретана TPU выбран из материала сшиваемого термопластического полиуретана (TPU), содержащего, по меньшей мере, 50 мас.%, предпочтительно > 70 мас.%, более предпочтительно > 80 мас.%, соединений сшиваемых термопластических полиуретанов TPU, содержащих полимеризуемые ненасыщенные группы, выбранные из группы этиленов, (поли)алкилолефинов, диенов, стиролов, галогенированных олефинов, виниловых простых эфиров, виниловых сложных эфиров, (мет)акриловых сложных эфиров, (мет)акрилонитрилов, N-винилкарбазолов, N-винилпирролидонов, альдегидов и кетонов и их комбинаций.
5. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где полимеризуемые ненасыщенные группы выбраны из (поли)алкиленгликольмоно(мет)акрилатов и/или (поли)алкиленгликольмоноакрилатов и их комбинаций.
6. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где соединения сшиваемых термопластических полиуретанов TPU содержат полимеризуемые ненасыщенные группы, которые являются полимеризуемыми в результате радикального отверждения, анионного отверждения и/или катионного отверждения при использовании, тем самым, УФ- и/или тепловой обработки.
7. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где соединения сшиваемых термопластических полиуретанов TPU содержат полимеризуемые ненасыщенные группы, которые располагаются в основной цепи и/или на конце цепи сшиваемого термопластического полиуретана TPU.
8. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где материал сшиваемого термопластического полиуретана TPU выбран из материала сшиваемого термопластического полиуретана TPU, содержащего соединения сшиваемых термопластических полиуретанов TPU, характеризующиеся среднечисленной молекулярной массой в диапазоне от 5000 г/моль до 100000 г/моль.
9. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где материал сшиваемого термопластического полиуретана TPU выбран из материала сшиваемого термопластического полиуретана TPU, содержащего соединения сшиваемых термопластических полиуретанов TPU, содержащие ненасыщенные группы в основной цепи и/или на конце цепей TPU, и одно или более этиленненасыщенных соединений, исполняющих функцию сосшивателя, где этиленненасыщенные соединения выбран из акрилатов и/или метакрилатов и их комбинаций.
10. Сшиваемый порошок по любому из предшествующих пунктов, где соединения сшиваемых термопластических полиуретанов TPU получены в результате дополнительного добавления к ингредиентам одного или более диольных удлинителей цепи и/или
одного или более этиленненасыщенных соединений, исполняющих функцию сосшивателя, и/или
одного или более УФ- и/или термоинициаторов.
11. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где материал сшиваемого термопластического полиуретана TPU, дополнительно, содержит одно или более этиленненасыщенных соединений, исполняющих функцию сосшивателя и характеризующихся среднечисленной молекулярной массой 50-4000 г/моль, предпочтительно 70-2000 г/моль, более предпочтительно 70-1500, наиболее предпочтительно 70-1000 г/моль.
12. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где материал сшиваемого термопластического полиуретана TPU содержит соединения сшиваемых термопластических полиуретанов TPU и одно или более этиленненасыщенных соединений, и количество этиленненасыщенных соединений составляет < 50 мас.%, предпочтительно находится в диапазоне 1-30 мас.%, более предпочтительно в диапазоне 1-20 мас.%, при расчете на совокупную массу материала TPU.
13. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где соединения сшиваемых термопластических полиуретанов TPU выбраны из соединений сшиваемых термопластических полиуретанов (TPU), характеризующихся температурой кристаллизации (Тс), согласно измерению при использовании метода ДСК в соответствии с документом ISO 11357, при принятии во внимание только первого прогона нагревания и использовании скорости охлаждения 10 К/мин, составляющей, по меньшей мере, 40°С, предпочтительно более чем 70 °С, более предпочтительно более чем 90°С.
m
с
14. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где соединения сшиваемых термопластических полиуретанов TPU выбраны из соединений сшиваемых термопластических полиуретанов TPU, где различие между T и Т для сшиваемых термопластических полиуретанов (TPU) согласно измерению при использовании метода ДСК находится в диапазоне между 10°С и 75°С.
m
15. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где соединения сшиваемых термопластических полиуретанов TPU выбраны из соединений сшиваемых термопластических полиуретанов TPU, характеризующихся значением Т, согласно измерению при использовании метода ДСК в соответствии с документом ISO 11357 (при принятии во внимание только первого прогона нагревания и использовании скорости нагревания 10 К/мин) составляющей, по меньшей мере, 50°С, предпочтительно более чем 70°С, более предпочтительно более чем 120°С.
16. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где сшиваемый порошок для спекания СЛС характеризуется средним размером частиц, составляющим менее чем < 250 мкм, предпочтительно < 150 мкм, более предпочтительно < 75 мкм, и коэффициентом сферичности в диапазоне между 0,6 и 1, предпочтительно между 0,85 и 1.
50
97
10
17. Порошок по любому из предшествующих пунктов, где сшиваемый порошок для спекания СЛС характеризуется диаметром частиц D, составляющим < 250 мкм, предпочтительно < 150 мкм, более предпочтительно < 75 мкм, диаметром частиц D, составляющим < 500 мкм, предпочтительно < 300 мкм, более предпочтительно < 220 мкм, диаметром частиц D, составляющим≥1 мкм, предпочтительно≥10 мкм, более предпочтительно≥20 мкм, и коэффициентом сферичности в диапазоне между 0,6 и 1, предпочтительно между 0,85 и 1.
18. Способ селективного лазерного спекания (СЛС) для формирования трехмерного объекта при использовании сшиваемого порошка для спекания СЛС по любому из пп. 1-17 с обеспечением создания межслойных ковалентных связываний между осажденными слоями сшиваемого порошка для спекания СЛС, при этом способ включает, по меньшей мере, следующие стадии:
а) обеспечение на поверхности первого слоя сшиваемого порошка для спекания СЛС по любому из пп. 1-17;
m
b) определение предварительно заданного рисунка при использовании инфракрасного (ИК) лазерного спекания в первом слое посредством индуцирования температуры, большей, чем T, так, что частицы сшиваемого порошка для спекания СЛС спекаются с формированием предварительно заданного рисунка трехмерного объекта, (стадия спекания), и после этого или одновременно
с) применение сшивающей обработки, выбираемой из электронно-пучковой обработки, УФ-обработки и/или тепловой обработки, для преобразования, по меньшей мере, части спеченного материала сшиваемого термопластического полиуретана TPU в термоотвержденный материал сшитого полиуретана PU с обеспечением, по меньшей мере, частично полимеризуемых фрагментов поверх осажденного слоя порошка для спекания СЛС, (стадия отверждения),
d) обеспечение второго слоя сшиваемого порошка для спекания СЛС поверх первого слоя,
е) применение второй стадии спекания (b) и стадии отверждения (с) для дополнительного определения предварительно заданного трехмерного объекта,
f) повторение вышеупомянутых стадий вплоть до придания трехмерному объекту окончательной формы, и после этого необязательно
g) применение конечной сшивающей обработки, выбираемой из УФ-отверждения и/или тепловой обработки, для преобразования, по меньшей мере, некоторого количества оставшегося материала(ов) сшиваемого термопластического полиуретана TPU в термоотвержденный материал(ы) TPU.
m
m
m
19. Способ по п. 18, где стадию (b) определения предварительно заданного рисунка при использовании лазерного спекания проводят при температуре, составляющей более чем T+2°C, предпочтительно более чем T+10°C, более предпочтительно более чем T+20°C.
20. Способ по любому из пп. 18, 19, где проведение стадии (с) применения сшивающей обработки обеспечивают посредством настраивания интенсивности действия отвердителя, предпочтительно в результате настраивания силы лазера УФ-излучения и/или в результате получения среды, регулирующей отверждение.
21. Способ по п. 20, где среду, регулирующую отверждение, создают посредством получения среды, обогащенной по кислороду, поверх осажденного слоя порошка для спекания СЛС, предпочтительно среды, где количество кислорода составляет более чем 30 ч./млн, предпочтительно более чем 50 ч./млн, наиболее предпочтительно более чем 200 ч./млн, при расчете на совокупное количество газов в среде над осажденным слоем порошка для спекания СЛС.
22. Способ по любому из пп. 18-21, где трехмерный напечатанный объект получают при использовании сшиваемого порошка для спекания СЛС, который содержит различные материалы сшиваемых термопластических полиуретанов TPU, демонстрирующие различные механические свойства и/или характеристики термостойкости и/или окраски до и/или после проведения стадии отверждения (с).
23. Способ по любому из пп. 18-22, где трехмерный напечатанный объект получают при использовании, по меньшей мере, первого и второго сшиваемого порошка для спекания СЛС, где первый сшиваемый порошок для спекания СЛС содержит другие материалы сшиваемых термопластических полиуретанов TPU, демонстрирующие другие механические свойства и/или характеристики термостойкости и/или окраски в сопоставлении со вторым сшиваемым порошком для спекания СЛС до и/или после проведения стадии отверждения (с).
24. Объемный (трехмерный) напечатанный объект, полученный способом по любому из пп. 18-23.