A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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PRECERAMIC 3D-PRINTING MONOMER AND POLYMER FORMULATIONS
This disclosure provides resin formulations which may be used for 3D printing and thermally treating to produce a ceramic material. The disclosure provides direct, free-form 3D printing of a preceramic polymer, followed by converting the preceramic polymer to a 3D-printed ceramic composite with potentially complex 3D shapes. A wide variety of chemical compositions is disclosed, and several experimental examples are included to demonstrate reduction to practice. For example, preceramic resin formulations may contain a carbosilane in which there is at least one functional group selected from vinyl, allyl, ethynyl, unsubstituted or substituted alkyl, ester group, amine, hydroxyl, vinyl ether, vinyl ester, glycidyl, glycidyl ether, vinyl glycidyl ether, vinyl amide, vinyl triazine, vinyl isocyanurate, acrylate, methacrylate, alkacrylate, alkyl alkacrylate, phenyl, halide, thiol, cyano, cyanate, or thiocyanate. The resin formulations may contain a solid-phase filler, to provide high thermal stability and mechanical strength (e.g., fracture toughness) in the final ceramic material.
L'invention concerne des formulations de résine qui peuvent être utilisées pour une impression 3D et un traitement thermique pour produire un matériau céramique. L'invention concerne l'impression 3D directe à forme libre d'un polymère précéramique, suivie par la conversion du polymère précéramique en un composite céramique imprimé en 3D ayant des formes 3D potentiellement complexes. Une large variété de compositions chimiques est décrite et plusieurs exemples expérimentaux sont inclus pour démontrer la mise en œuvre. Par exemple, des formulations de résine précéramique peuvent contenir un carbosilane dans lequel il y a au moins un groupe fonctionnel sélectionné parmi les groupes vinyle, allyle, éthynyle, alkyle non substitué ou substitué, un groupe ester, amine, hydroxyle, vinyl éther, vinyl ester, glycidyle, glycidyl éther, vinyl glycidyl éther, vinyl amide, vinyl triazine, vinyl isocyanurate, acrylate, méthacrylate, alkacrylate, alkyl alkacrylate, phényle, halogénure, thiol, cyano, cyanate ou thiocyanate. Les formulations de résine peuvent contenir une charge en phase solide, pour fournir une stabilité thermique et une résistance mécanique élevées (par exemple, une ténacité à la rupture) au matériau céramique final.
PRECERAMIC 3D-PRINTING MONOMER AND POLYMER FORMULATIONS
This disclosure provides resin formulations which may be used for 3D printing and thermally treating to produce a ceramic material. The disclosure provides direct, free-form 3D printing of a preceramic polymer, followed by converting the preceramic polymer to a 3D-printed ceramic composite with potentially complex 3D shapes. A wide variety of chemical compositions is disclosed, and several experimental examples are included to demonstrate reduction to practice. For example, preceramic resin formulations may contain a carbosilane in which there is at least one functional group selected from vinyl, allyl, ethynyl, unsubstituted or substituted alkyl, ester group, amine, hydroxyl, vinyl ether, vinyl ester, glycidyl, glycidyl ether, vinyl glycidyl ether, vinyl amide, vinyl triazine, vinyl isocyanurate, acrylate, methacrylate, alkacrylate, alkyl alkacrylate, phenyl, halide, thiol, cyano, cyanate, or thiocyanate. The resin formulations may contain a solid-phase filler, to provide high thermal stability and mechanical strength (e.g., fracture toughness) in the final ceramic material.
L'invention concerne des formulations de résine qui peuvent être utilisées pour une impression 3D et un traitement thermique pour produire un matériau céramique. L'invention concerne l'impression 3D directe à forme libre d'un polymère précéramique, suivie par la conversion du polymère précéramique en un composite céramique imprimé en 3D ayant des formes 3D potentiellement complexes. Une large variété de compositions chimiques est décrite et plusieurs exemples expérimentaux sont inclus pour démontrer la mise en œuvre. Par exemple, des formulations de résine précéramique peuvent contenir un carbosilane dans lequel il y a au moins un groupe fonctionnel sélectionné parmi les groupes vinyle, allyle, éthynyle, alkyle non substitué ou substitué, un groupe ester, amine, hydroxyle, vinyl éther, vinyl ester, glycidyle, glycidyl éther, vinyl glycidyl éther, vinyl amide, vinyl triazine, vinyl isocyanurate, acrylate, méthacrylate, alkacrylate, alkyl alkacrylate, phényle, halogénure, thiol, cyano, cyanate ou thiocyanate. Les formulations de résine peuvent contenir une charge en phase solide, pour fournir une stabilité thermique et une résistance mécanique élevées (par exemple, une ténacité à la rupture) au matériau céramique final.
PRECERAMIC 3D-PRINTING MONOMER AND POLYMER FORMULATIONS
FORMULATIONS DE MONOMÈRES ET DE POLYMÈRES D'IMPRESSION 3D PRÉCÉRAMIQUE
ECKEL ZAK (author) / NOWAK ANDREW (author) / DUSTIN ASHLEY (author) / RODRIGUEZ APRIL (author) / BUI PHUONG (author) / SCHAEDLER TOBIAS (author)
2021-12-09
Patent
Electronic Resource
English
IPC:
C04B
Kalk
,
LIME
/
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
/
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
/
C08G
MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
,
Makromolekulare Verbindungen, anders erhalten als durch Reaktionen, an denen nur ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen beteiligt sind