A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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A CRAFTING MEDIUM CONTAINING A WATER-BASED BINDER COMPOSITION FOR THREE-DIMENSIONAL PRINTING
This invention relates to a three-dimensional printing. This invention in particularly relates to a crafting medium containing water-based binder for three dimensional printing. The present invention also relates to a system for making three-dimensional object and a method thereof. The three-dimensional objects with a powder plus binder constitution for sintering there are several problems, the binder is difficult to remove because it needs to be dissolved or burned out after the object is finished. The binder can also be hazardous and needs toxic substances to dissolve. While removing the binder there is a risk for cracks and deformities in the resulting object. The crafting medium which is in the paste form includes 40 volume% - 80 volume% metal/ceramic powder, 1 volume% - 5 volume% gelling organic material, and 15 volume% - 60 volume% water. Also additional corrosion inhibitors, sintering aiding or lubrication additives in the range of 0.1 - 2 volume% can be added. The water-binder in the crafting medium is removed after deposition of each layer. During the three-dimensional printing around 60-90% of the water is removed during layer-by-layer deposition. This leaves a porous structure that still has some binder to keep the object rigid, but binder contents is small enough and object is porous enough to allow for sintering without a separate debinding step in post processing.
L'invention concerne une impression en trois dimensions. La présente invention concerne en particulier un support de création contenant un liant à base d'eau pour l'impression en trois dimensions. La présente invention concerne également un système de réalisation d'un objet tridimensionnel et un procédé associé. Les objets tridimensionnels ayant une constitution à base de poudre plus liant pour le frittage présentent plusieurs problèmes, le liant est difficile à éliminer car il doit être dissous ou brûlé après avoir terminé l'objet. Le liant peut également être dangereux et nécessite de dissoudre des substances toxiques. Lors de l'élimination du liant, il existe un risque de fissures et de déformations dans l'objet obtenu. Le support de création se présente sous forme de pâte et comprend 40 % en volume à 80 % en volume de poudre métallique/céramique, 1 % en volume à 5 % en volume de matériau organique de gélification, et 15 % en volume à 60 % en volume d'eau. Des inhibiteurs de corrosion supplémentaires, des additifs d'aide au frittage ou de lubrification peuvent être ajoutés dans la plage de 0,1 à 2 % en volume. Le liant à base d'eau dans le support de création est éliminé après le dépôt de chaque couche. Pendant l'impression en trois dimensions, environ 60 à 90 % de l'eau est éliminée pendant le dépôt couche par couche. Ceci donne une structure poreuse qui comprend encore un certaine part de liant pour que l'objet reste rigide, mais la teneur en liant est suffisamment faible et l'objet est suffisamment poreux pour permettre un frittage sans étape de déliantage séparée lors du post-traitement.
A CRAFTING MEDIUM CONTAINING A WATER-BASED BINDER COMPOSITION FOR THREE-DIMENSIONAL PRINTING
This invention relates to a three-dimensional printing. This invention in particularly relates to a crafting medium containing water-based binder for three dimensional printing. The present invention also relates to a system for making three-dimensional object and a method thereof. The three-dimensional objects with a powder plus binder constitution for sintering there are several problems, the binder is difficult to remove because it needs to be dissolved or burned out after the object is finished. The binder can also be hazardous and needs toxic substances to dissolve. While removing the binder there is a risk for cracks and deformities in the resulting object. The crafting medium which is in the paste form includes 40 volume% - 80 volume% metal/ceramic powder, 1 volume% - 5 volume% gelling organic material, and 15 volume% - 60 volume% water. Also additional corrosion inhibitors, sintering aiding or lubrication additives in the range of 0.1 - 2 volume% can be added. The water-binder in the crafting medium is removed after deposition of each layer. During the three-dimensional printing around 60-90% of the water is removed during layer-by-layer deposition. This leaves a porous structure that still has some binder to keep the object rigid, but binder contents is small enough and object is porous enough to allow for sintering without a separate debinding step in post processing.
L'invention concerne une impression en trois dimensions. La présente invention concerne en particulier un support de création contenant un liant à base d'eau pour l'impression en trois dimensions. La présente invention concerne également un système de réalisation d'un objet tridimensionnel et un procédé associé. Les objets tridimensionnels ayant une constitution à base de poudre plus liant pour le frittage présentent plusieurs problèmes, le liant est difficile à éliminer car il doit être dissous ou brûlé après avoir terminé l'objet. Le liant peut également être dangereux et nécessite de dissoudre des substances toxiques. Lors de l'élimination du liant, il existe un risque de fissures et de déformations dans l'objet obtenu. Le support de création se présente sous forme de pâte et comprend 40 % en volume à 80 % en volume de poudre métallique/céramique, 1 % en volume à 5 % en volume de matériau organique de gélification, et 15 % en volume à 60 % en volume d'eau. Des inhibiteurs de corrosion supplémentaires, des additifs d'aide au frittage ou de lubrification peuvent être ajoutés dans la plage de 0,1 à 2 % en volume. Le liant à base d'eau dans le support de création est éliminé après le dépôt de chaque couche. Pendant l'impression en trois dimensions, environ 60 à 90 % de l'eau est éliminée pendant le dépôt couche par couche. Ceci donne une structure poreuse qui comprend encore un certaine part de liant pour que l'objet reste rigide, mais la teneur en liant est suffisamment faible et l'objet est suffisamment poreux pour permettre un frittage sans étape de déliantage séparée lors du post-traitement.
A CRAFTING MEDIUM CONTAINING A WATER-BASED BINDER COMPOSITION FOR THREE-DIMENSIONAL PRINTING
SUPPORT DE CRÉATION CONTENANT UNE COMPOSITION DE LIANT À BASE D'EAU POUR IMPRESSION EN TROIS DIMENSIONS
MOOSBERG MATS (author) / BARBATI ALEXANDER (author)
2019-11-07
Patent
Electronic Resource
English
IPC:
B22F
Verarbeiten von Metallpulver
,
WORKING METALLIC POWDER
/
B28B
Formgeben von Ton oder anderen keramischen Stoffzusammensetzungen, Schlacke oder von Mischungen, die zementartiges Material enthalten, z.B. Putzmörtel
,
SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS, SLAG OR MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
/
B29C
Formen oder Verbinden von Kunststoffen
,
SHAPING OR JOINING OF PLASTICS
/
B29K
Index-Schema für Formmassen oder Materialien für Verstärkungen, Füllstoffe oder vorgeformte Teile, z.B. Einlagen in Verbindung mit den Unterklassen B29B, B29C oder B29D
,
INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
/
B33Y
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
,
Additive (generative) Fertigung, d. h. die Herstellung von dreidimensionalen [3D] Bauteilen durch additive Abscheidung, additive Agglomeration oder additive Schichtung, z. B. durch 3D- Drucken, Stereolithografie oder selektives Lasersintern
/
C04B
Kalk
,
LIME
| European Patent Office | 2021