背景技術(shù)：

增材制造(am)是一種新的生產(chǎn)技術(shù)，其可以轉(zhuǎn)換制造各種各樣的物品的方式。am可以由數(shù)字模型來制作幾乎任何形狀的三維(3d)立體物。通常，這可以通過用計算機輔助設(shè)計(cad)建模軟件來創(chuàng)建期望的立體物的數(shù)字模型，然后將虛擬藍圖切片成非常小的數(shù)字截面來實現(xiàn)。可以在am機中以順序分層過程來形成或沉積這些截面以產(chǎn)生3d物體。am可以具有許多優(yōu)點，包括顯著減少從設(shè)計到原型到商用產(chǎn)品的時間。運行設(shè)計更改是可能的。am允許設(shè)計者想象不可能通過舊的技術(shù)產(chǎn)生的形狀?？梢詫⒍鄠€部件建造為單一的組件。不需要工具加工。制作這些3d立體物需要最小的能量。其還減少了廢物和原材料的量?？梢詫⒉考圃斓帽人鼈兊那吧砀p和更耐用。am還可以有利于生產(chǎn)非常復(fù)雜的幾何部件。am還減少了企業(yè)的部件庫存，因為可以根據(jù)需要并現(xiàn)場快速制作部件。

材料擠出(一種類型的am)可以用作用于生產(chǎn)塑料部件的低資本成形方法、和/或用于困難的幾何形狀的成形方法。材料擠出可以包括擠出型增材制造系統(tǒng)，其用于由3d模型的數(shù)字表示，以逐層的方式，通過選擇性地分配可流動的材料通過噴嘴或孔口來建造3d模型。在擠出材料以后，可以將其沉積為在基板上的x-y平面中的一連串的路徑。擠出的成型材料可以融合到先前沉積的成型材料中，并在冷卻時凝固。然后可以沿z軸(垂直于x-y平面)來遞增擠出頭相對于基板的位置，并且然后可以重復(fù)該過程以形成類似數(shù)字表示的3d模型。

材料擠出可以用于制造最終生產(chǎn)部件、固定裝置、和模具，以及制造用于各種各樣的產(chǎn)品的原型模型。然而，部件在建造方向上的強度可以受構(gòu)建物的連續(xù)層之間的粘結(jié)強度和有效粘結(jié)表面積的限制。出于兩個原因，這些因素可以是有限的。首先，每個層可以是單獨的熔體流。因而，可以減少新層的聚合物鏈與在前層的那些的混雜。其次，由于在前的層可能已經(jīng)冷卻，所以在層之間的結(jié)合可以依靠來自新層的熱傳導以及用于發(fā)生粘合的材料的任何固有的結(jié)合性能。層之間的減小的結(jié)合還可以導致分層的表面光潔度。

在am部件的生成中，可以通過單獨的支撐材料支撐部件的部分。該支撐材料可以單獨形成，如擠出和放置，其中模型材料可以受益自支撐結(jié)構(gòu)(例如，當其冷卻和凝固時支持模型材料)。一旦am過程完成，可以從模型除去支撐材料以顯露部件。在過去，從部件除去支撐材料包括機械去除支撐件。這種去除可能會損傷沿模型和支撐材料之間的界面的模型表面或以其他方式損害其質(zhì)量。

因此，存在對于能夠生產(chǎn)具有改善的美觀質(zhì)量和結(jié)構(gòu)性能的部件(帶有以及沒有支撐材料兩種)的增強的am方法的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一種實施方式涉及形成三維物體的方法，包括：使第一聚合物材料移動通過具有多個進料通道的擠出模具的第一進料通道；使第二材料移動通過擠出模具的第二進料通道，其中第二材料包含溶劑、脫模劑、涂料或第二聚合物材料；沿擠出軸形成多層擠出物，其中多層擠出物包含第一聚合物材料和第二材料，并且其中擠出軸平行于多層擠出物的移動；在平臺上以預(yù)設(shè)的圖案沉積多層擠出物的多個層；以及融合多個層以形成三維物體。

本發(fā)明的另一種實施方式涉及制品，其包括：三維物體，該三維物體包含由第一聚合物材料制成的部件和由第一聚合物材料制成的支撐件，其中由脫模劑使部件和支撐件分離。上述和其它特征通過以下附圖和詳細描述來舉例證明。

上述和其它特征通過以下附圖和詳細描述來舉例證明。

附圖說明

現(xiàn)參照附圖，其是示例性實施方式，且其中類似的要素編號相同。

圖1是可以形成包含第一聚合物材料和第二材料的多層擠出物的擠出模具的截面的圖示。

圖2是可以形成包含第一聚合物材料和第二材料的多層擠出物的擠出模具的截面的圖示，其中第二材料可以包含第二聚合物材料。

圖3是可以形成包含第一聚合物材料、第二材料、和第二聚合物材料的多層擠出物的擠出模具的截面的圖示。

圖4是包含通過增材制造裝置沉積的第一聚合物材料和第二材料的多層擠出物的圖案的截面的圖示。

圖5是包含通過增材制造裝置沉積的第一聚合物材料和第二材料的多層擠出物的圖案的截面的圖示，其中第二材料可以包含溶劑和脫模劑。

圖6是通過增材制造裝置沉積的多層擠出物的圖案的截面的圖示，其中多層擠出物包含第一聚合物材料、溶劑、第二聚合物材料、第二溶劑和脫模劑。

具體實施方式

本文中公開了增材制造成型方法與裝置，其能夠生產(chǎn)具有相鄰模型層之間增加的粘接，以及可替換地，具有模型和支撐材料層之間的降低的粘接的部件。不受理論束縛，認為本文中獲得的有利的結(jié)果，例如，高強度三維聚合物組件可以通過控制界面粘附(對于更好的性能是正面的且對于更好的支撐件去除的負面的)來實現(xiàn)，可以克服層之間的一些表面張力并且可以導致能夠改善部件的表面質(zhì)量的結(jié)合。此外，模型和支撐材料之間的減小的結(jié)合可以易于支撐材料去除并改善部件沿模型和支撐材料之間的界面的表面質(zhì)量。因此，可以制造具有優(yōu)越的機械和美觀特性的部件。

如在本說明書和權(quán)利要求中所使用的，術(shù)語“材料擠出增材制造技術(shù)”是指，可以通過任何增材制造技術(shù)制成制品，該增材制造技術(shù)通過經(jīng)由噴嘴、孔口、或模具的選擇性分配，通過由熱塑性材料如單絲、粉末、或粒料以層鋪設(shè)材料來制成任何形狀的三維立體物。例如，可以通過鋪設(shè)解繞自線圈或沉積自擠出頭的塑料絲來制成擠出的材料。這些單絲增材制造技術(shù)包括融合沉積成型和熔絲制造以及其它如由astmf2792-12a所定義的材料擠出技術(shù)。

術(shù)語“熔融沉積成型”或“熔絲制造”包括通過加熱熱塑性材料到半液體狀態(tài)并根據(jù)計算機控制的路徑將其擠出來逐層構(gòu)建部件或制品。熔融沉積成型使用成型材料和支撐材料。成型材料包括完成品，且支撐材料包括當過程完成時，可以被機械去除、洗去或溶解的支架的材料。該過程包括在基底沿著z軸向下移動以及下一層開始以前沉積材料以完成每一層。

材料擠出擠出的材料可以由熱塑性材料制成。這樣的材料可以包括聚碳酸酯(pc)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、丙烯酸橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯(eva)、乙烯乙烯醇(evoh)、液晶聚合物(lcp)、甲基丙烯酸酯苯乙烯丁二烯(mbs)、聚縮醛(pom或縮醛)、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯(還統(tǒng)稱為丙烯酸樹脂)、聚丙烯腈(pan)、聚酰胺(pa，還稱為尼龍)、聚酰胺-酰亞胺(pai)、聚芳醚酮(paek)、聚丁二烯(pbd)、聚丁烯(pb)、聚酯如聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚己內(nèi)酯(pcl)、聚對苯二甲酸乙二酯(pet)、聚對苯二甲酸環(huán)己二甲醇酯(pct)、和聚羥基鏈烷酸酯(pha)、聚酮(pk)、聚烯烴如聚乙烯(pe)和聚丙烯(pp)、氟化聚烯烴如聚四氟乙烯(ptfe)、聚醚醚酮(peek)、聚醚酮酮(pekk)、聚醚酰亞胺(pei)、聚醚砜(pes)、聚砜、聚酰亞胺(pi)、聚乳酸(pla)、聚甲基戊烯(pmp)、聚苯醚(ppo)、聚苯硫醚(pps)、聚鄰苯甲二酰胺(ppa)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps)、聚砜(psu)、聚苯砜、聚對苯二甲酸丙二醇酯(ptt)、聚氨酯(pu)、苯乙烯-丙烯腈(san)、或包含上述中的至少一種的任何組合。與abs、san、pbt、pet、pct、pei、ptfe、或包括上述中的至少一種的組合的聚碳酸酯共混物特別值得注意，以達到期望的性能的平衡如熔體流動、沖擊和耐化學性的平衡。材料擠出擠出的材料還可以包括聚碳酸酯共聚物如lexanxht、dmx、hfd、exl、或fst共聚物或其它聚碳酸酯共聚物。基于單絲的重量，這些其他的熱塑性材料的量可以是0.1％至85wt.％，在其他情況下，1.0％至50wt.％，以及在另一些情況下，5％至30wt.％。

如在本文中所使用的，術(shù)語“聚碳酸酯”是指具有式(1)的重復(fù)結(jié)構(gòu)碳酸酯單元的聚合物或共聚物

其中r¹基團的總數(shù)的至少60％是芳香族，或每個r¹含有至少一個c6-30芳香族基團。具體地，每個r¹可以衍生自二羥基化合物如式(2)的芳族二羥基化合物或式(3)的雙酚。

在式(2)中，r^h各自獨立是鹵素原子，例如溴，c1-10烴基基團如c1-10烷基、鹵素取代的c1-10烷基、c6-10芳基、或鹵素取代的c6-10芳基，且n是0至4。

在式(3)中，r^a和r^b各自獨立地是鹵素、c1-12烷氧基、或c1-12烷基；且p和q各自獨立地是0至4的整數(shù)，使得當p或q小于4時，環(huán)的每個碳的化合價由氫填充。在一種實施方式中，p和q各自是0，或p和q各自是1，且r^a和r^b各自是c1-3烷基基團，具體地甲基，在每個亞芳基基團上布置于羥基基團的間位。x^a是連接兩個羥基取代的芳族基團的橋連基，其中橋連基和每個c6亞芳基基團的羥基取代基在c6亞芳基上彼此鄰位、間位、或?qū)ξ?特別是對位)布置，例如，單鍵、-o-、-s-、-s(o)-、-s(o)2-、-c(o)-、或c1-18有機基團，其可以是環(huán)狀或非環(huán)狀的、芳族或非芳族的，并且可以進一步包含雜原子如鹵素、氧、氮、硫、硅、或磷。例如，x^a可以是取代或未取代的c3-18環(huán)烷叉基；式–c(r^c)(r^d)-的c1-25烷叉基，其中r^c和r^d各自獨立地是氫、c1-12烷基、c1-12環(huán)烷基、c7-12芳基烷基、c1-12雜烷基、或環(huán)狀c7-12雜芳基烷基；或化學式–c(＝r^e)–的基團，其中r^e是二價c1-12烴基基團。

具體的二羥基化合物的一些說明性的實例包括：雙酚化合物如4,4'-二羥基聯(lián)苯、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘、雙(4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基苯基)二苯基甲烷、雙(4-羥基苯基)-1-萘基甲烷、1,2-雙(4-羥基苯基)乙烷、1,1-雙(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷、2-(4-羥基苯基)-2-(3-羥基苯基)丙烷、雙(4-羥基苯基)苯基甲烷、2,2-雙(4-羥基-3-溴苯基)丙烷、1,1-雙(羥基苯基)環(huán)戊烷、1,1-雙(4-羥基苯基)環(huán)己烷、1,1-雙(4-羥基苯基)異丁烯、1,1-雙(4-羥基苯基)環(huán)十二烷、反式-2,3-雙(4-羥基苯基)-2-丁烯、2,2-雙(4-羥基苯基)金剛烷、α,α'-雙(4-羥基苯基)甲苯、雙(4-羥基苯基)乙腈、2,2-雙(3-甲基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-乙基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-正丙基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-異丙基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-仲丁基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-叔丁基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-環(huán)己基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-烯丙基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(3-甲氧基-4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)六氟丙烷、1,1-二氯-2,2-雙(4-羥基苯基)乙烯、1,1-二溴-2,2-雙(4-羥基苯基)乙烯、1,1-二氯-2,2-雙(5-苯氧基-4-羥基苯基)乙烯、4,4'-二羥基二苯甲酮、3,3-雙(4-羥基苯基)-2-丁酮、1,6-雙(4-羥基苯基)-1,6-己二酮、乙二醇雙(4-羥基苯基)醚、雙(4-羥基苯基)醚、雙(4-羥基苯基)硫醚、雙(4-羥基苯基)亞砜、雙(4-羥基苯基)砜、9,9-雙(4-羥基苯基)氟醚、2,7-二羥基芘、6,6'-二羥基-3,3,3',3'-四甲基螺(雙)茚滿(“螺二茚滿雙酚”)、3,3-雙(4-羥基苯基)鄰苯二甲酰亞胺、2,6-二羥基二苯并-對二噁英、2,6-二羥基噻蒽、2,7-二羥基酚噁噻、2,7-二羥基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羥基二苯并呋喃、3,6-二羥基二苯并噻吩、和2,7-二羥基咔唑；間苯二酚、取代的間苯二酚化合物如5-甲基間苯二酚、5-乙基間苯二酚、5-丙基間苯二酚、5-丁基間苯二酚、5-叔丁基間苯二酚、5-苯基間苯二酚、5-枯基間苯二酚、2,4,5,6-四氟間苯二酚、2,4,5,6-四溴間苯二酚等；鄰苯二酚；氫醌；取代的氫醌如2-甲基氫醌、2-乙基氫醌、2-丙基氫醌、2-丁基氫醌、2-叔丁基氫醌、2-苯基氫醌、2-枯基氫醌、2,3,5,6-四甲基氫醌、2,3,5,6-四叔丁基氫醌、2,3,5,6-四氟氫醌、2,3,5,6-四溴氫醌等。

具體的二羥基化合物包括間苯二酚、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(“雙酚a”或“bpa”，其中在化學式(3)中a¹和a²各自是對亞苯基且x^a是異丙叉基)、3,3-雙(4-羥基苯基)鄰苯二甲酰亞胺、2-苯基-3,3-雙(4-羥基苯基)鄰苯二甲酰亞胺(還稱為n-苯基酚酞雙酚、“pppbp”、或3,3-雙(4-羥基苯基)-2-苯基異吲哚啉-1-酮)、1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)環(huán)己烷(dmbpc)、和1,1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷(異佛爾酮雙酚)。

可以通過已知的方法來制造這些芳族聚碳酸酯，例如，根據(jù)在、以上引用的文獻中和在美國專利號4,123,436中闡述的方法，通過使二元酚與碳酸酯前體，如光氣反應(yīng)，或通過如在美國專利號3,153,008中公開的酯交換法，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它方法。

在期望聚碳酸酯共聚物或互聚物而不是均聚物的情況下，還可以使用兩種或更多種不同的二元酚。聚碳酸酯共聚物可以包含兩種或更多種不同類型的碳酸酯單元，例如衍生自bpa和pppbp(在商品名稱xht下可商購自sabic的innovativeplastics部門)；bpa和dmbpc(在商品名稱dmx下可商購自sabic的innovativeplastics部門)；或bpa和異佛爾酮雙酚(在商品名下可apec商購自bayer)的單元。聚碳酸酯共聚物可以進一步包含非碳酸酯重復(fù)單元，例如重復(fù)酯單元(聚酯-碳酸酯)，如包含雙酚a碳酸酯單元和間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-雙酚a酯單元的那些共聚物，還通常稱為聚(碳酸酯-酯)(pce)或聚(鄰苯二甲酸酯-碳酸酯)(ppc)，其取決于碳酸酯單元和酯單元的相對比率，還通常稱為聚(碳酸酯-酯)(pce)或聚(鄰苯二甲酸酯-碳酸酯)(ppc)，其取決于碳酸酯單元和酯單元的相對比率，或包含雙酚a碳酸酯單元和c6-12二羧酸酯單元的那些共聚物(在商品名稱hfd下可商購自sabic的innovativeplastics部門)；重復(fù)硅氧烷單元(聚碳酸酯-硅氧烷)，例如包含雙酚a碳酸酯單元、間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-雙酚a酯單元、和硅氧烷單元(例如，含有5至200個二甲基硅氧烷單元的嵌段)的那些共聚物，如在以商品名fst下可商購自sabic的innovativeplastics部門的那些共聚物；或酯單元和硅氧烷單元兩者(聚碳酸酯-酯-硅氧烷)，例如包含雙酚a碳酸酯單元、間苯二甲酸酯-對苯二甲酸酯-雙酚a酯單元、和硅氧烷單元(例如，含有5至200個二甲基硅氧烷單元的嵌段)的那些共聚物，如在商品名fst下可商購自sabic的innovativeplastics部門的那些共聚物。支化聚碳酸酯也是有用的，如描述于美國專利號4,001,184的，或含有氰基苯酚封端的高度支化的聚碳酸酯均聚物，如在商品名稱cfr下可商購sabic的innovativeplastics部門的那些共聚物。此外，可以使用直鏈聚碳酸酯和支鏈聚碳酸酯的組合。此外，可以使用任何上述材料的組合。

在任何情況下，優(yōu)選的芳族聚碳酸酯是均聚物，例如，衍生自2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(雙酚a)和碳酸酯或碳酸酯前體的均聚物，其在商品名稱lexan下可商購自sabic。

本文中使用的熱塑性聚碳酸酯具有化學和物理特性的特定組合。它們由至少50摩爾％的雙酚a制成，并具有通過在聚碳酸酯標準上校準的凝膠滲透色譜法(gpc)測量的10,000至50,000克/摩爾(g/mol)的重均分子量(mw)，并且具有130至180攝氏度(℃)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)。

除了該物理性質(zhì)的組合，這些熱塑性聚碳酸酯組合物還可以具有某些可選的物理性質(zhì)。這些其他的物理性質(zhì)包括具有大于5,000磅/平方英寸(psi)的屈服拉伸強度，和在100℃下大于1,000psi的彎曲模量(如按照astmd4065-01，通過動態(tài)力學分析(dma)，對3.2mm試棒測量的)。

還可以將其他成分加入單絲。這些包括著色劑如溶劑紫36、顏料藍60、顏料藍15:1、顏料藍15.4、炭黑、二氧化鈦或包含上述中的至少一種的任何組合。

通過參照附圖，可以得到本文公開的組分、方法、和設(shè)備的更完整的了解。這些附圖(本文中也成為“圖”)僅是基于方便和易于展示本公開的示意性表示，因而并非旨在表明設(shè)備或其部件的相對大小和尺寸和/或限定或限制示例性實施方式的范圍。雖然為了清楚起見，在下面的描述中使用了特定術(shù)語，但這些術(shù)語僅旨在指選自用于圖中的說明的實施方式的特定結(jié)構(gòu)，而不旨在限定或限制本公開的范圍。在附圖和下面的描述中，應(yīng)理解類似的數(shù)字標號指類似功能的組件。

圖1示出擠出模具10，其可以用于增材制造裝置(例如，熔融沉積成型裝置)，以在平臺2上按照圖案100來沉積多層擠出物20的層(見圖4)。擠出模具10可以具有延伸穿過擠出模具10的開口36。在擠出模具10內(nèi)，開口36可以形成進料通道38，其可以對應(yīng)于擠出模具10的出口12處的擠出物流動區(qū)域37。擠出模具10可以包括兩個或更多個進料通道38，其對應(yīng)于兩個或更多個擠出物流動區(qū)域37。

擠出模具10可以用于由第一聚合物材料30和第二材料40形成多層擠出物20。第一聚合物材料30可以為第一絲32的形式。第一聚合物材料30可以是粒料或粉末并且可以以可流動形式被引入擠出模具，如在行進通過加熱部分(例如，如在注射模制過程中使用的螺桿裝置)以后。在擠出模具10內(nèi)可以加熱第一聚合物材料30。在擠出模具10內(nèi)加熱可以保持第一聚合物材料30處于可流動形式，可以將第一聚合物材料30從不可流動形式改變到可流動形式，如在絲32的情況下，或可以進行這兩種功能?？梢詫⒌谝痪酆衔锊牧?0定位為當其移動通過擠出模具10時，形成多層擠出物20的核心層23。第二材料40可以沿著至少一部分的擠出軸14完全或部分包圍第一聚合物材料30的核心層23，擠出軸14可以是平行于多層擠出物20的移動方向4的軸(例如，在圖1-3中的z軸)。

多層擠出物20的截面形狀可以包括任何形狀，包括但不限于圓形、橢圓形、和多邊形(例如，具有直或彎曲的邊緣)。多層擠出物20的截面形狀可以是相對于擠出軸14不對稱的。第一聚合物材料30的截面面積(例如，圖1-3的x-y平面中)可以是0.08毫米(mm)至1mm，例如，0.1mm至0.5mm，或0.02mm至0.03mm，或0.25mm。

第二材料40可以包含溶劑、脫模劑、第二聚合物材料80(如上所述的材料擠出材料)(例如，見圖2)、功能性涂覆材料(例如，耐磨涂料、紫外光保護涂料等)、或包括上述中的的至少一種的組合?？梢詫⒌诙牧?0存儲在任何尺寸(例如，容積、形狀)的儲罐42中?？梢酝ㄟ^進料通道38(例如，第二進料通道)來供給第二材料40。

脫模劑可以是不粘連于建造材料和/或防止建造材料粘連于支撐材料的任何材料。脫模劑可以包括羧酸酯、飽和脂肪族長鏈單羧酸的酯(例如，c12-30脂肪族單羧酸的酯)、具有每分子10至20個碳原子的飽和脂肪族羧酸、單價脂肪族長鏈醇、石蠟、褐煤酸的酯蠟(例如，山萮酸的硬脂酯)、單或多羥基脂肪族飽和醇(例如，硬脂酸丁酯或硬脂酸)、具有1至6個羥基基團的芳族羥基化合物、4元醇至6元醇、或包括上述中的至少一種的組合。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有十四(14)至三十六(36)個碳原子(含)的飽和及不飽和正常脂肪酸的添加會增強其它試劑的脫模能力。飽和酸的實例包括肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸和三十六烷(c36)酸。不飽和酸的實例包括棕櫚油酸、油酸、亞麻酸和鯨蠟烯酸。

期望的溶劑特定于使用的具體材料。其可以包括水(例如，蒸汽)、乙酸酯(例如，乙酸乙酯、乙酸乙氧基乙酯、乙酸甲氧基乙酯)、酮(例如，丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、或脂族酮(例如，環(huán)酮、如環(huán)己酮))、二甲苯、石油溶劑(whitespirit)、重質(zhì)煤焦油石腦油、煤油、蒎烯和松節(jié)油、甲苯、或上述中的至少一種的組合。

在一些實施方式中，可以期望另外包括包圍建造材料或支撐材料或兩者的涂料。這些涂料可以包括uv和熱固化的涂料如uv和熱固化的丙烯酸和環(huán)氧聚合物。在一些實施方式中，可以期望使用加熱的構(gòu)建室。

第二材料40可以移動通過擠出模具10并且可以形成多層擠出物的層24。層24可以部分或完全環(huán)繞核心層23(例如，在圖1-3的x-y平面中獲取的多層擠出物20的截面中可以形成圍繞核心的周邊層)。層24可以沿著多層擠出20(其沿著擠出軸14延伸)的一部分部分或完全環(huán)繞核心層23。環(huán)繞層(例如層24)可以鄰近核心層23或可以鄰接核心層23。

層24的截面形狀可以包括任何形狀。層24的截面形狀可以是和核心層23相同的形狀。第二材料的層24的截面面積(例如，圖1-3的x-y平面中)可以是0.08毫米(mm)至1mm，例如，0.1mm至0.5mm，或0.2mm至0.3mm，或0.25mm。

第二材料40可以以第二絲44的形式包含第二聚合物材料80(例如圖2-3)。第二聚合物材料80可以是粒料或粉末并且可以以可流動形式被引入擠出模具，如在行進通過加熱部分(例如，如在注射模制過程中使用的螺桿裝置)以后?？梢栽跀D出模具10內(nèi)加熱第二聚合物材料80。在擠出模具10內(nèi)加熱可以保持第二聚合物材料30處于可流動形式，可以將第二聚合物材料80從不可流動形式改變到可流動形式，如在第二絲44的情況下，或可以進行這兩種功能。第二聚合物材料80可以是與第一聚合物材料30不同類型的聚合物。例如，相較于第一聚合物材料30，第二聚合物材料80可以具有不同的化學成分，可以具有不同的物理性能(例如，沖擊強度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、硬度、彎曲模量、拉伸強度等)，可以具有不同的添加劑，可以具有不同的顏色，如包含不同的著色劑等。在一種實施方式中，第二聚合物材料80可以具有比第一聚合物材料30更高的如通過astmd256確定的沖擊強度。

圖3是擠出模具11的圖示，其包括鄰近于進料通道38的壁16設(shè)置的加熱裝置17。擠出模具11可以包括冷卻裝置18，其可以鄰近于擠出材料移動通過其的進料通道38的壁16設(shè)置。可以定位冷卻裝置18(例如，冷卻液通道、熱電裝置(例如，展示珀爾帖效應(yīng)的裝置)、熱管等)使得保持第二材料40通過擠出模具11時低于其汽化溫度。擠出模具11可以包括絕緣部分19以減少在通過擠出模具11的材料之間的熱傳遞。

第二聚合物材料80可以移動通過擠出模具11以形成多層擠出物20的一部分。第二材料40可以移動通過擠出模具11并可以形成多層擠出物20的層26。層26可以部分或完全環(huán)繞核心層23(例如，圖1-3的x-y平面中獲取的多層擠出物20的截面中可以形成圍繞核心的周邊層)。層26可以沿著多層擠出20(其沿著擠出軸14延伸)的一部分部分或完全環(huán)繞核心層23。第二聚合物材料80可以部分或完全環(huán)繞第一聚合物材料30。第二材料40可以形成在多層擠出物20的第一聚合物材料30和第二聚合物材料80之間的中間層26。環(huán)繞層(例如層24或26)可以鄰近內(nèi)層(例如，23、26)或可以鄰接內(nèi)層(例如，23、26)。在一種實施方式中，第二聚合物材料80可以形成第一聚合物材料30和第二材料之間的中間層，如溶劑，其鄰接第一聚合物材料30和第二材料40。在一種實施方式中，第一聚合物材料30可以形成核心層，其被第一溶劑圍繞并鄰接第一溶劑，其轉(zhuǎn)而被第二聚合物材料80圍繞并鄰接第二聚合物材料80，其轉(zhuǎn)而被第二溶劑圍繞并鄰接第二溶劑。在一種實施方式中，第一聚合物材料30可以形成核心層，其被第一溶劑圍繞并鄰接第一溶劑，其轉(zhuǎn)而被第二聚合物材料80圍繞并鄰接第二聚合物材料80，其轉(zhuǎn)而被脫模劑圍繞并鄰接脫模劑。

圖4示出沉積在平臺2上的多層擠出物20的圖案100的截面。在第一聚合物材料30的擠出繼續(xù)的同時，可以停止第二材料40的移動，其可以形成不含第二材料40的路徑52。以這種方式，圖案100的部分可以不含第二材料40。可以在圖案100的預(yù)選部分中擠出第二材料40。換言之，可以在圖案的一些區(qū)域中設(shè)置第二材料，而圖案的其它區(qū)域不含第二材料。第二材料40可以形成模型材料50的表面54(例如外表面)，其可以具有功能性涂料(例如，耐磨涂料、紫外線防護涂料等)。例如，第二材料40可以在部分的模型材料50和部分的支撐材料70之間形成界面60。在一種實施方式中，第一聚合物材料30可以用作支撐材料70和用作模型材料50，其中可以由第二材料40來形成在模型材料50和支撐材料70之間的界面60。

在擠出過程期間可以改變多層擠出物20中的第二材料40的截面面積，以作為三維物體內(nèi)的位置的函數(shù)提供期望的量的第二材料40。例如，多層擠出物20的部分28可以具有較大的第二材料(例如，脫模劑)的截面面積。較大的截面面積可以包括較厚的部分或環(huán)繞延伸更多、圍繞更多的第一聚合物材料30?？梢詫⒃摬糠?8沉積在可以形成模型材料50和支撐材料70之間的界面60的圖案100的層25中。

可以采用各種策略來調(diào)節(jié)被擠出至圖案100的路徑29和/或?qū)?5中的多層擠出物20中的第二材料40的截面面積。一種策略可以包括在制造過程中(例如，以自動化的方式)，用另一擠出模具(10、11)交換擠出模具(10、11)。一種策略可以包括改變擠出模具(10、11)的開口36的截面面積?？梢允褂萌魏魏线m的策略來擠出第二材料40的不同形狀、第二材料40的不同的截面面積、第二材料40的不同體積流動速率、或包括上述中的至少一種的組合，包括調(diào)節(jié)第二材料40的層24的截面形狀(例如，在擠出模具(10、11)內(nèi)阻隔部分的第二材料40擠出物流動區(qū)域37)。

圖5是包括沉積在層25中的多層擠出物20的圖案102的圖示。在整個圖案102中，多層擠出物20可以具有第一聚合物材料30的核心層23。在部分圖案102中，可以將多層擠出物20的第二材料40從溶劑46改變?yōu)槊撃?8。以這種方式，相對于沒有溶劑層的模型材料，可以由溶劑46改善模型材料50的層之間的粘附，并且由于一旦形成圖案10，由脫模劑48形成界面60，可以更容易地從模型材料50分離支撐材料70。

圖6是包括沉積在層25中的多層擠出物20的圖案104的圖示。在整個圖案102中，多層擠出物20可以具有第一聚合物材料30的核心層23。在整個圖案102中，多層擠出物20可以具有第一溶劑65的第一中間層64。在整個圖案102中，多層擠出物20可以具有第二聚合物材料80的第二中間層66。在整個圖案102中，多層擠出物20可以具有第二材料40的外層68。第二材料40可以包含脫模劑48、第二溶劑72、功能性涂料、或上述中的至少一種的組合。在部分的圖案102中，可以將多層擠出物20的外層68從第二溶劑72改變?yōu)槊撃?8。以這種方式，相對于包括不含溶劑(65、72)的模型材料50的其他制造方法，可以由溶劑(65、72)改善模型材料50的層(25、64、66、68)之間的粘附。由于一旦形成圖案102，由脫模劑48形成界面60，可以更容易地從模型材料50分離支撐材料70。

一旦形成，支撐材料70可以從圖案(100、102、104)的模型材料50分離。相較于其他增材制造方法，沿著模型/支撐件界面使用脫模劑可以使得更容易地移除支撐件?？梢詫Σ考M行另外的后處理步驟如砂磨、固化、和/或另外的表面處理。在一種實施方式中，沿著制品內(nèi)的邊界表面利用脫模劑可以減少對后處理步驟的需要，因為可以更容易地從支撐材料分離模型。因此，使用本文所述的系統(tǒng)和方法，可以實現(xiàn)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

以下實施方式說明本發(fā)明：

實施方式1.一種用于形成三維物體的方法，包括：

使第一聚合物材料移動通過具有多個進料通道的擠出模具的第一進料通道；使第二材料移動通過擠出模具的第二進料通道，其中第二材料包含溶劑、脫模劑、涂料、和第二聚合物材料中的至少一種；沿著擠出軸形成多層擠出物，其中多層擠出物包含第一聚合物材料和第二材料，并且其中擠出軸平行于多層擠出物的移動；在平臺上以預(yù)設(shè)的圖形沉積多層擠出物的多個層；以及融合多個層以形成三維物體。

實施方式2.實施方式1的方法，其中第二材料包含溶劑、脫模劑、涂料、和第二聚合物材料中的僅一種。

實施方式3：實施方式1-2中任一項的方法，進一步包括沿著擠出軸的一部分用第二材料來環(huán)繞第一聚合物材料。

實施方式4.實施方式1-3中任一項的方法，進一步包括在圖案的預(yù)定位置停止第二材料的移動。

實施方式5.實施方式1-4中任一項的方法，進一步包括，將第一聚合物材料在其通過擠出模具時加熱至大于或等于第一聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或熔點溫度的溫度。

實施方式6.實施方式1-5中任一項的方法，其中第二材料包含溶劑；并且進一步包括使第二聚合物材料移動通過擠出模具的第三進料通道；其中多層擠出物進一步包含第二聚合物材料，并且溶劑環(huán)繞第一聚合物材料并布置為第一聚合物材料和第二聚合物材料之間的中間層。

實施方式7.實施方式6的方法，進一步包括將第二聚合物材料在其通過擠出模具時加熱至大于或等于第二聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或熔點溫度的溫度。

實施方式8.實施方式1-5中任一項的方法，其中第二材料包含溶劑和脫模劑中的至少一種(優(yōu)選其中第二材料包含溶劑或脫模劑)；并且進一步包括將第二材料在其通過擠出模具時冷卻至小于或等于第二材料的汽化溫度的溫度。

實施方式9.實施方式8中任一項的方法，其中第二材料包含溶劑或脫模劑；并且進一步包括由三維物體洗去溶劑或脫模劑。

實施方式10.實施方式1-9中任一項的方法，其中第一聚合物材料包含第一絲、第一粉末、第一粒料、或上述中的至少一種的組合。

實施方式11.實施方式6-7中任一項的方法，其中第二材料包含第二聚合物材料并且包含第二絲、第二粉末、第二粒料、或上述中的至少一種的組合。

實施方式12.實施方式6-7或11中任一項的方法，其中第二聚合物材料的沖擊強度小于或等于第一聚合物材料的沖擊強度。

實施方式13.實施方式1-12中任一項的方法，進一步包括沿著圖案的路徑調(diào)節(jié)第二材料的流動速率、第二材料的截面形狀、第二材料的截面面積、或上述中的至少一種的組合。

實施方式14.一種形成三維物體的方法，包括：

使第一聚合物材料移動通過具有多個進料通道的擠出模具的第一進料通道；使第一溶劑移動通過擠出模具的第二進料通道；沿著擠出軸形成多層擠出物，其中多層擠出物包含第一聚合物材料和第一溶劑，并且其中擠出軸平行于多層擠出物的移動；在平臺上以預(yù)設(shè)的圖案沉積多層擠出物的多個層；以及融合多個層以形成三維物體。

實施方式15.實施方式14的方法，其中第一溶劑沿著三維物體的所有三個尺寸改善的多個層之間的粘附。

實施方式16.實施方式14-15中任一項的方法，進一步包括沿著擠出軸的一部分用第一溶劑圍繞第一聚合物材料。

實施方式17.實施方式14-16中任一項的方法，進一步包括使第二聚合物材料移動通過擠出模具的第三進料通道；其中多層擠出物進一步包含第二聚合物材料。

實施方式18.實施方式17的方法，進一步包括沿著擠出軸的一部分用第二聚合物材料圍繞第一聚合物材料，并且其中第一溶劑形成第一聚合物材料和第二聚合物材料之間的中間層并鄰接第一聚合物材料和第二聚合物材料。

實施方式19.實施方式17-18中任一項的方法，進一步包括使第二溶劑移動通過擠出模具的第四進料通道，并且其中多層擠出物進一步包含第二溶劑。

實施方式20.實施方式19的方法，進一步包括沿著擠出軸.的一部分用第二溶劑圍繞第二聚合物材料。

實施方式21.實施方式17的方法，進一步包括沿著擠出軸的一部分用第二聚合物材料圍繞第一聚合物材料，其中第一溶劑圍繞第一聚合物材料和第二聚合物材料并形成鄰接第二聚合物材料的外層。

實施方式22.實施方式19-20中任一項的方法，其中第二溶劑沿著三維物體的所有三個尺寸改善層之間的粘附。

實施方式23.實施方式17-22中任一項的方法，其中第二聚合物材料的沖擊強度小于或等于第一聚合物材料的沖擊強度。

實施方式24.實施方式14-23中任一項的方法，進一步包括沿著圖案的路徑調(diào)節(jié)第一溶劑的流動速率、第一溶劑的截面形狀、第一溶劑的截面面積、或上述中的至少一種的組合。

實施方式25.實施方式14-24中任一項的方法，進一步包括在圖案的預(yù)定位置處停止第一溶劑的移動。

實施方式26.實施方式25的方法，進一步包括使脫模劑移動通過擠出模具的第二進料通道，其中多層擠出物包含第一聚合物材料和脫模劑。

實施方式27.實施方式1-26中任一項的方法，進一步包括由多層擠出物形成三維物體的支撐件。

實施方式28.一種形成三維物體的方法，包括：

使第一聚合物材料移動通過具有多個進料通道的擠出模具的第一進料通道；使脫模劑移動通過擠出模具的第二進料通道；沿著擠出軸形成多層擠出物，其中多層擠出物包含第一聚合物材料和脫模劑，并且其中擠出軸平行于多層擠出物的移動；在平臺上以預(yù)設(shè)的圖案來沉積多層擠出物的多個層；以及融合多個層以形成三維物體。

實施方式29.實施方式28的方法，進一步包括沿著圖案的路徑調(diào)節(jié)脫模劑的流動速率、脫模劑的截面形狀、脫模劑的截面面積、或上述中的至少一種的組合。

實施方式30.實施方式28-29中任一項的方法，進一步包括在圖案的預(yù)定位置處停止脫模劑的移動。

實施方式31.實施方式28-30中任一項的方法，進一步包括使第二聚合物材料移動通過擠出模具的第三進料通道，并且其中多層擠出物進一步包含第二聚合物材料。

實施方式32.實施方式31的方法，進一步包括沿著擠出軸的一部分用脫模劑圍繞第一聚合物材料和第二聚合物材料，其中脫模劑形成鄰接第二聚合物材料的外層。

實施方式33.實施方式28-32中任一項的方法，進一步包括由多層擠出物來形成三維物體的支撐件。

實施方式34.實施方式28-33中任一項的方法，進一步包括由三維物體洗去脫模劑。

實施方式35.一種形成三維物體的方法，包括：使第一聚合物材料移動通過具有多個進料通道的擠出模具的第一進料通道；使第二材料移動通過擠出模具的第二進料通道，其中第二材料包含第一溶劑、脫模劑、和涂料、或第二聚合物材料中的至少一種；沿著擠出軸形成多層擠出物，其中多層擠出物包含第一聚合物材料和第二材料，并且其中擠出軸平行于多層擠出物的移動；在平臺上以預(yù)設(shè)的圖案沉積多層擠出物的多個層；以及融合多個層以形成三維物體。

實施方式36.實施方式35的方法，進一步包括沿著擠出軸的一部分用第二材料圍繞第一聚合物材料。

實施方式37.實施方式35-36中任一項的方法，進一步包括在圖案的預(yù)定位置處停止第二材料的移動。

實施方式38.實施方式35-37中任一項的方法，其中第二材料包含第一溶劑和脫模劑中的至少一種；并且進一步包括將第二材料在其通過擠出模具時冷卻至小于或等于第二材料的汽化溫度的溫度。

實施方式39.實施方式35-38中任一項的方法，其中第二材料包含第一溶劑。

實施方式40.實施方式35-39中任一項的方法，進一步包括使第二聚合物材料移動通過擠出模具的第三進料通道，并且其中多層擠出物進一步包含第二聚合物材料。

實施方式41.實施方式40的方法，其中第一溶劑圍繞第一聚合物材料并且布置為第一聚合物材料和第二聚合物材料之間的中間層。

實施方式42.實施方式35-39中任一項的方法，其中第二材料包含第二聚合物材料。

實施方式43.實施方式42的方法，進一步包括使第二聚合物材料移動通過擠出模具的第三進料通道；其中多層擠出物進一步包含第二聚合物材料；以及沿著擠出軸的一部分用第二聚合物材料圍繞第一聚合物材料，并且其中第一溶劑形成第一聚合物材料和第二聚合物材料之間并鄰接第一聚合物材料和第二聚合物材料的中間層。

實施方式44.實施方式35-43中任一項的方法，其中第二材料包含第二聚合物材料并且包含第二絲、第二粉末、第二粒料、或上述中的至少一種的組合。

實施方式45.實施方式35-44中任一項的方法，其中第二聚合物材料的沖擊強度小于或等于第一聚合物材料的沖擊強度。

實施方式46.實施方式35-45中任一項的方法，其中第一溶劑沿著三維物體的所有三個尺寸改善多個層之間的粘附。

實施方式47.實施方式35-46中任一項的方法，進一步包括沿著擠出軸的一部分用第一溶劑圍繞第一聚合物材料。

實施方式48.實施方式35-47中任一項的方法，其中第二聚合物材料的沖擊強度小于或等于第一聚合物材料的沖擊強度。

實施方式49.實施方式35-48中任一項的方法，其中第二材料包含脫模劑。

實施方式50.實施方式35-49中任一項的方法，進一步包括在圖案的預(yù)定位置處停止第一溶劑的移動，使脫模劑移動通過擠出模具的第二進料通道，其中多層擠出物包含第一聚合物材料和脫模劑。

實施方式51.實施方式35-50中任一項的方法，進一步包括沿著圖案的路徑調(diào)節(jié)第二材料的流動速率、第二材料的截面形狀、第二材料的截面面積、或上述中的至少一種的組合。

實施方式52.實施方式35-51中任一項的方法，進一步包括沿著擠出軸的一部分用脫模劑圍繞第一聚合物材料和第二聚合物材料，其中脫模劑形成鄰接第二聚合物材料的外層。

實施方式53.實施方式35-52中任一項的方法，進一步包括由多層擠出物形成三維物體的支撐件。

實施方式54.一種包含實施方式35-53中任一項的三維物體的制品。

實施方式55.一種制品，包含：三維物體，其包含由第一聚合物材料制成的部件和由第一聚合物材料制成的支撐件，其中部件和支撐體由脫模劑分開。

實施方式56.實施方式55的制品，其中部件進一步包含第二聚合物材料。

實施方式57.實施方式35-56中任一項的制品，其中第二聚合物材料的沖擊強度小于或等于第一聚合物材料的沖擊強度。

實施方式58.實施方式35-55中任一項的制品，其中第一聚合物材料進一步包含唯一編碼的化學標識、唯一編碼的微觀材料、或者唯一編碼的化學標識和唯一編碼的微觀材料兩者。

實施方式59.實施方式35-58中任一項的制品，其中第一聚合物材料和第二聚合物材料中的一種進一步包含唯一編碼的化學標識、唯一編碼的微觀材料、或唯一編碼的化學標識符和唯一編碼的微觀材料兩者。

實施方式60.實施方式35-59中任一項的制品，其中第一聚合物材料和第二聚合物材料中的一種包含聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、丙烯酸橡膠、液晶聚合物、甲基丙烯酸酯苯乙烯丁二烯、聚丙烯酸酯(丙烯酸樹脂)、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酰胺-酰亞胺、聚芳醚酮、聚丁二烯、聚丁烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚己酸內(nèi)酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸環(huán)己二醇酯、聚羥基鏈烷酸酯、聚酮、聚酯、聚酯碳酸酯、聚乙烯、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚砜、聚酰亞胺、聚乳酸、聚甲基戊烯、聚烯烴、聚苯醚、聚苯硫醚、聚鄰苯二酰胺、聚丙烯、聚苯乙烯、聚砜、聚苯砜、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚氨酯、苯乙烯-丙烯腈、聚碳酸酯共聚物、硅酮聚碳酸酯共聚物、或包含上述中的至少一種的組合。

實施方式61.實施方式35-60中任一項的制品，其中脫模劑包括羧酸酯、飽和脂肪族長鏈單羧酸的酯、具有每分子10至20個碳原子的飽和脂肪族羧酸、單價脂肪族長鏈醇、石蠟、褐煤酸的酯蠟、單或多羥基脂肪族飽和醇、具有1至6個羥基基團的芳族羥基化合物、4元醇至6元醇、或包含上述中的至少一種的組合。

實施方式62.實施方式35-61中任一項的制品，其中溶劑包括水、乙酸酯、酮、二甲苯、石油溶劑、重質(zhì)煤焦油石腦油、煤油、蒎烯和松節(jié)油、甲苯、或上述中的至少一種的組合。

實施方式63.實施方式35-62中任一項的制品，其中制品包括不含第二材料的區(qū)域。

實施方式64.實施方式35-63中任一項的制品，其中第二材料在制品中形成圖案。

實施方式65.實施方式35-64中任一項的制品，其中第二材料不是隨機地位于制品中。

通常，本發(fā)明可以可替換地包含本文所公開的任何適當?shù)慕M分，由本文所公開的任何適當?shù)慕M分組成，或基本上由本文所公開的任何適當?shù)慕M分組成。可以另外地或可替換地來配制本發(fā)明，以沒有或基本上不含在現(xiàn)有技術(shù)的組合物中使用的或另外不是實現(xiàn)本發(fā)明的功能和/或目標所必需的任何組分、材料、成分、佐劑或物質(zhì)。

本文公開的所有范圍均含端點，并且端點是可以彼此獨立地組合的(例如，“高達25wt.％，或更具體，5wt.％至20wt.％”的范圍包含“5wt.％至25wt.％”的范圍的端點和所有中間值等)?！敖M合”包括共混物、混合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等，在本文中不表示任何順序、數(shù)量、或重要性，而是用來表示不同于另一要素的一個要素。除非本文另有說明或與上下文明顯矛盾，術(shù)語“一個”和“一種”以及“該”這里不表示數(shù)量的限制，并且應(yīng)當被解釋為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)。如在本文中所使用的，后綴“(s)”旨在包括其修飾的術(shù)語的單數(shù)和復(fù)數(shù)，從而包括上述術(shù)語的一個或多個(例如，膜(film(s))包括一個或多個膜)。在整個說明書中提及“一種實施方式”、“另一種實施方式”、“實施方式”等意味著連同實施方式一起描述的特定要素(例如，特征、結(jié)構(gòu)、和/或特性)包括在本文中所描述的至少一種實施方式中，并且可以或可以不存在于其它實施方式中。此外，要理解的是，在各種實施方式中，所述要素可以以任何合適的方式加以組合。

雖然已描述了特定實施方式，但是申請人或本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到目前無法預(yù)見的或可能目前無法預(yù)見的替代、修改、變化、改進和、實質(zhì)等同物。因此，提交的和可能被修改的所附權(quán)利要求旨在涵蓋所有這樣的替代、修改、變化、改進、和實質(zhì)等同物。