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WO2010115587A1 - Verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen objekts unter verwendung eines kunststoffpulvers mit antimikrobiellen eigenschaften und kunststoffpulver mit antimikrobiellen eigenschaften für ein derartiges verfahren - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen objekts unter verwendung eines kunststoffpulvers mit antimikrobiellen eigenschaften und kunststoffpulver mit antimikrobiellen eigenschaften für ein derartiges verfahren Download PDF

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WO2010115587A1
WO2010115587A1 PCT/EP2010/002120 EP2010002120W WO2010115587A1 WO 2010115587 A1 WO2010115587 A1 WO 2010115587A1 EP 2010002120 W EP2010002120 W EP 2010002120W WO 2010115587 A1 WO2010115587 A1 WO 2010115587A1
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WO
WIPO (PCT)
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powder
plastic powder
antimicrobial
antimicrobial properties
additive
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/002120
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stoyan Frangov
Peter Walz
Gregory Filou
Original Assignee
Eos Gmbh Electro Optical Systems
Arkema France, Societe Anonyme
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eos Gmbh Electro Optical Systems, Arkema France, Societe Anonyme filed Critical Eos Gmbh Electro Optical Systems
Priority to BRPI1003630A priority Critical patent/BRPI1003630A2/pt
Priority to JP2012503912A priority patent/JP2012523325A/ja
Priority to EP10713425A priority patent/EP2416943A1/de
Priority to CN2010800018908A priority patent/CN102076483A/zh
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/12—Powders or granules
    • 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
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • 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
    • B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • 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
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037—Other properties

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of a three-dimensional object, wherein the plastic powder having antimicrobial properties is used, and the invention further relates to such a synthetic powder having antimicrobial properties.
  • EP 1 911 468 A2 In the field of the production of objects by selective laser sintering or selective laser melting, it is known from EP 1 911 468 A2 to produce an antimicrobial implant in such a way that a silver powder is mixed macroscopically with a biocompatible powder, for example titanium powder, and the mixture is then mixed Substrate is applied. The layer of the mixture is then selectively melted under the action of a laser. The entire implant can be manufactured in layers, or a finished implant can be provided in this way with an antimicrobial coating.
  • EP 0 911 142 B1 discloses a powder of polyamide 12 and EP 1 431 595 a powder of polyamide 11, each of which is suitable for laser sintering.
  • the method has the advantage that the manufactured objects automatically have surfaces which have an antimicrobial effect after production.
  • the scope of the laser sintering of plastic material can thereby widen. It is thus possible, for example, to produce articles which are normally produced by injection molding and which food sector and in the medical field application now produce by laser sintering.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a laser sintering system
  • FIG. 2 is a photomicrograph of a layer of solidified plastic powder according to an embodiment
  • Fig. 3a micrographs of sections of 20 ⁇ m thickness of a laser sintered part which has been sintered with another plastic powder according to the invention
  • Fig. 3b micrographs of sections of 20 ⁇ m thickness of a laser sintered part, with another
  • Plastic powder according to the invention ⁇ t, - '" r ' ⁇ ⁇ - ⁇
  • the laser sintering device shown in FIG. 1 has a container 1 which is open at the top and has a carrier 2 which can be moved in the vertical direction and carries the object 3 to be formed and defines a construction field.
  • the carrier 2 is adjusted in the vertical direction so that each to be solidified Layer of the object is located in a working level 4.
  • a coater 5 for applying the solidified by electromagnetic radiation powdery building material 3a is provided.
  • the coater 5 is supplied with the building material 3a from a reservoir 6.
  • the apparatus further comprises a laser 7, which generates a laser beam 7a, which is directed by a deflector 8 on a coupling window 9 and from this into the process chamber 10 and is focused at a predetermined point in the working plane 4.
  • control unit 11 via which the components of the device are controlled in a coordinated manner for carrying out the building process.
  • the apparatus may also include a heater 12 which heats a layer of applied powder to a working temperature below the melting temperature of the building material.
  • a heater 12 which heats a layer of applied powder to a working temperature below the melting temperature of the building material.
  • Such a heater is particularly useful in the use of plastic powder as organizingmate- rial.
  • the per se known laser sintering method is carried out so that the powder 3a is applied from the reservoir 6 layer by layer on the support or a previously solidified layer and solidified with the laser at the cross-section of the object corresponding locations in each layer.
  • the building material used is a powder which has antimicrobial properties.
  • each individual powder has the antimicrobial property.
  • antimicrobial property is meant that the multiplication of microbes, with the powder or with the object formed from it come in contact, prevented or at least inhibited, and / or the microbes are killed.
  • the antimicrobial property comprises the above-described action against all microorganisms, in particular bacteria and viruses.
  • the powdery building material consists of a plastic powder, in particular a polymer as base material, preferably of a polyamide, in particular of polyamide 12 or polyamide 11.
  • plastic powders are also conceivable, for example polystyrene or polyarylene (PAEK) or polyetheretherketone (PEEK) ,
  • the base material is provided with an additive which effects the antimicrobial property.
  • the antimicrobial additive contains substances with antimicrobial activity. Such substances may be, for example, precious metals, in particular silver.
  • the additive is distributed so homogeneously in the powder that it is present homogeneously in each powder grain. Each powder grain therefore has antibacterial properties.
  • the additive is in the form of silver-containing components, such as pure silver, silver nitrate and other salts of silver, silver ions and other additives.
  • the antimicrobial additive is present in a range of about 0.05 to about 5 weight percent, preferably in a range of about 0.1 to about 2.0 weight percent.
  • the additive is not limited to a single component, but may include several components.
  • Tmi / Xmi is the melting temperature and the crystalline fraction at the first heating in a DSC measurement.
  • T m2 and X m2 are the analog values when the sample is remelted a second time.
  • T c / Xc are the crystallization temperature determined by the DSC measurement and the crystalline portion of the sample
  • Table 2 and Table 3 show the grain size distribution of the above powders.
  • D50 is about 30-40 um Table 3
  • D50 is approx. 110-130 ⁇ m
  • the D50 value means that at least 50% of the powder grains have a size less than or equal to the specified value.
  • FIG. 2a shows the micrograph of a laser sintered part from Ri san ® Active ES 7580 SA. It can be seen that the layers are well melted.
  • a mixture of Rilsan ® Active was it used 7580 SA and Rilsan ® Active T 7547 SA.
  • the two powders were homogeneously mixed with a commercially available concrete mixer. The mixing time was about 20 minutes.
  • a first mixture the powders Rilsan ® Active it contained 7580 SA / Rilsan ® Active T 7547 SA in a mixing ratio of 80/20 wt.%. In another example, the mixing ratio was 90/10 wt%.
  • Figures 3a) and 3b) show sections of 20 microns thickness by laser-sintered components from the mixtures Rilsan ® Active ES 7580 SA / Rilsan ® Active G7547 SA from 80/20 wt.% Fig. 3a)) by weight, and 90/10.% ( Fig. 3b)). They have a homogeneous distribution of the proportion of Rilsan ® Active T 7547 SA in a matrix of Rilsan ® Active ES 7580 SA on what is seen in the lighter areas compared to the darker environment.
  • Table 4 shows the mechanical properties of the components thus obtained.
  • the laser sintered parts produced in this way had the mechanical properties required for use.
  • the surfaces and porosity of the inner surfaces of the parts thus produced have an antimicrobial property.
  • the presence of the antimicrobial additive does not exclude that other additives in any form may be added to the powder.
  • the powdery plastic material may also contain mixtures of different plastics, in particular of different polymers, preferably with the same chemical base, of which all components of the mixture or only one component may contain the antimicrobial additive.
  • the method is not limited to the laser sintering described above.
  • an energy source instead of a laser, an electron beam or an extended source of light or heat can be used with which the powder is melted and solidified.
  • an extensive source of light or heat the partial solidification of a layer takes place, for example, via masks.

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Abstract

Es wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem dreidimensionale Objekte (3) durch schichtweises Verfestigen eines pulverförmigen Kunststoffmaterials (3a) mittels Einwirkung von elektromagnetischer oder Partikelstrahlung (7a) hergestellt werden, wobei das pulverförmige Kunststoffmaterial (3a) eine antimikrobielle Eigenschaft hat, so dass die hergestellten Objekte (3) Oberflächen mit antimikrobieller Wirkung aufweisen. Die antimikrobielle Eigenschaft wird durch Additive bewirkt, die in jedem Pulverkorn vorliegen. Solche Additive können beispielsweise Edelmetalle, wie Silber sein. Die hergestellten Objekte finden insbesondere in der Lebensmittelindustrie und in der Medizintechnik Verwendung.

Description

Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts unter Verwendung eines Kunststoffpulvers mit antimikrobiellen Eigenschaften und Kunststoffpulver mit antimikrobiellen Eigenschaften für ein derartiges Verfahren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Objekts, b( J. dem Kunststoffpulver mit antimikrobiellen Eigenschaften verwendet wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein derartiges Kunststoffpulver mit antimikrobiellen Eigenschaften.
In bestimmten Bereichen, insbesondere in der Lebensmittelindustrie und im medizinischen Bereich, ist es erforderlich, Oberflächen von Gegenständen frei von Mikroben, insbesondere von Krankheitskeimen wie Bakterien und Viren, zu halten. Sterilisieren der betreffenden Oberflächen ist oft unumgänglich, für viele Anwendungen aber unpraktisch und technisch gar nicht oder nur schwierig durchführbar. Es ist weiterhin bekannt, daß derartige Oberflächen mit antimikrobiellen Beschichtungen versehen sein können, die die Vermehrung von Mikroben hemmen. Dabei wird die antimikrobielle Wirkung von bestimmten Stoffen ausgenützt. Beispielsweise ist es bekannt, daß derartige antimikrobielle Beschichtungen Silber enthalten, wodurch bestimmte Stoffwechsel- prozesse der Mikroben gehemmt werden und die Mikroben sich in Folge nicht mehr vermehren können bzw. abgetötet werden. Im Bereich der Herstellung von Objekten durch selektives Lasersintern oder selektives Laserschmelzen ist es aus der EP 1 911 468 A2 bekannt, ein antimikrobielles Implantat derart herzustellen, daß ein Silberpulver mit einem biokompatiblen Pulver, z.B. Titanpulver, makroskopisch gemischt wird, und dann die Mischung auf ein Substrat aufgebracht wird. Die Schicht der Mischung wird dann selektiv unter Einwirkung eines Lasers geschmolzen. Das ganze Implantat kann schichtweise so hergestellt werden oder ein fertiges Implantat kann auf diese Weise mit einer antimikrobiellen Beschichtung versehen werden.
Aus der EP 0 911 142 Bl ist ein Pulver aus Polyamid 12 und aus der EP 1 431 595 ein Pulver aus Polyamid 11, die sich jeweils zum Lasersintern eignen, bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts bereitzustellen, mit dem Objekte mit verbesserten Eigenschaften und breiterer Anwendungsmöglichkeit erzeugt werden können.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und ein pulverfόrmi- ges Kunststoffmaterial nach Anspruch 1 bzw. 11. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Verfahren weist den Vorteil auf, daß die hergestellten Objekte automatisch nach der Herstellung Oberflächen haben, die eine antimikrobielle Wirkung haben. Der Anwendungsbereich des Lasersinterns von Kunststoffmaterial läßt sich dadurch verbreitern. So ist es beispielsweise möglich, Artikel, die normalerweise im Spritzgußverfahren hergestellt werden und die im Le- bensmittelbereich und im medizinischen Bereich Anwendung finden, nun mittels Lasersintern herzustellen.
Eine häufige und aufwendige Sterilisierung von Oberflächen der hergestellten Objekte kann vermieden werden.
Weitere Merkmale unä Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer Lasersinteranlage;
Fig. 2 eine mikroskopische Aufnahme einer Schicht eines verfestigten Kunststoffpulvers gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 3a) mikroskopische Aufnahmen von Schnitten von 20μm Dicke eines lasergesinterten Teils, das mit einem weiteren Kunststoffpulver gemäß der Erfindung gesintert wurde;
Fig. 3b) mikroskopische Aufnahmen von Schnitten von 20μm Dicke eines lasergesinterten Teils, das mit einem weiteren
Kunststoffpulver gemäß der Erfindung. ^t,-'"r'Λ^-^
Die in Fig. 1 dargestellte Lasersintervorrichtung weist einen nach oben hin offenen Behälter 1 mit einem darin in vertikaler Richtung bewegbaren Träger 2 auf, der das zu bildende Objekt 3 trägt und ein Baufeld definiert. Der Träger 2 wird in vertikaler Richtung so eingestellt, daß die jeweils zu verfestigende Schicht des Objekts in einer Arbeitsebene 4 liegt. Weiterhin ist ein Beschichter 5 zum Aufbringen des durch elektromagnetische Strahlung verfestigbaren pulverförmigen Aufbaumaterials 3a vorgesehen. Dem Beschichter 5 wird das Aufbaumaterial 3a aus einem Vorratsbehälter 6 zugeführt. Die Vorrichtung weist ferner einen Laser 7 auf, der einen Laserstrahl 7a erzeugt, der durch eine Ablenkeinrichtung 8 auf ein Einkoppelfenster 9 gelenkt und von diesem in die Prozeßkammer 10 hindurchgelassen und in einem vorbestimmten Punkt in der Arbeitsebene 4 fokussiert wird.
Es ist ferner eine Steuereinheit 11 vorgesehen, über die die Bestandteile der Vorrichtung in koordinierter Weise zum Durchführen des Bauprozesses gesteuert werden.
Die Vorrichtung kann auch eine Heizeinrichtung 12 aufweisen, mit der eine Schicht aufgetragenen Pulvers auf eine Arbeitstemperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Aufbaumaterials aufgeheizt wird. Eine derartige Heizeinrichtung ist insbesondere dienlich bei der Verwendung von Kunststoffpulver als Aufbaumate- rial.
Das an sich bekannte Lasersinterverfahren erfolgt so, daß das Pulver 3a aus dem Vorratsbehälter 6 Schicht für Schicht auf den Träger bzw. eine zuvor verfestigte Schicht aufgetragen und mit dem Laser an den dem Querschnitt des Objekts entsprechenden Stellen in jeder Schicht verfestigt wird.
Als Aufbaumaterial wird ein Pulver verwendet, welches antimikro- bielle Eigenschaften hat. Vorzugsweise weist jedes einzelne PuI- verkorn die antimikrobielle Eigenschaft auf. Unter antimikro- bieller Eigenschaft ist zu verstehen, daß die Vermehrung von Mikroben, die mit dem Pulver bzw. mit dem daraus gebildeten Objekt in Berührung kommen, verhindert oder zumindest gehemmt wird, und/oder die Mikroben abgetötet werden. Die antimikrobielle Eigenschaft umfaßt die zuvor beschriebene Wirkung gegen alle Mikroorganismen, insbesondere Bakterien und Viren.
Das pulverförmige Aufbaumaterial besteht aus einem Kunststoff - pulver, insbesondere einem Polymer als Grundmaterial, vorzugsweise aus einem Polyamid, insbesondere aus Polyamid 12 oder Polyamid 11. Andere Kunststoffpulver sind jedoch ebenso denkbar, beispielsweise Polystyrol oder Polyarylenketon (PAEK) oder PoIy- etheretherketon (PEEK) .
Das Grundmaterial ist mit einem Additiv versehen, welches die antimikrobielle Eigenschaft bewirkt. Das antimikrobielle Additiv enthält Substanzen mit antimikrobieller Wirkung. Solche Substanzen können beispielsweise Edelmetalle, insbesondere Silber sein. Das Additiv ist dabei in dem Pulver derart homogen verteilt, daß es in jedem Pulverkorn homogen vorliegt. Jedes Pulverkorn hat daher antibakterielle Eigenschaften. Vorzugsweise liegt das Ad- ditiv in Form von silberhaltigen Komponenten, wie reinem Silber, Silbernitrat und anderen Salzen des Silbers, Silberionen und anderen Additiven vor.
Durch das Verfahren wie oben beschrieben, haben alle Oberflächen des so hergestellten Objekts eine antibakterielle Wirkung, da das Additiv mit antimikrobieller Eigenschaft in jedem Pulverkorn vorhanden ist. Ferner ist gewährleistet, daß im Falle des Sin- terns von Teilen, die eine poröse Struktur haben, sich in den Hohlräumen keine Mikroben ansiedeln können, da auch die Oberflä- chen der Wände der Hohlräume eine antibakterielle Wirkung haben. Das antimikrobielle Additiv liegt in einem Bereich von etwa 0,05 bis etwa 5 Gew.% vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 2,0 Gew.% vor. Das Additiv ist nicht auf eine einzige Komponente beschränkt, sondern kann auch mehrere Komponenten umfas- sen.
Nachfolgend werden konkrete Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Pulver bzw. das erfindungsgemäße Verfahren angegeben. In einem ersten Ausführungsbeispiel wurde kommerziell er- hältliches Polyamid 11 Pulver Rilsan® Active ES 7580 SA und RiI- san® Active T 7547 SA, erhältlich über die Firma Arkema, verwendet. Die beiden Pulver haben etwa 0,6 Gew.% Silberadditive homogen in jedem Pulverkorn verteilt. In Tabelle 1 sind die allgemeinen Charakteristika dieser Materialien angegeben:
Tabelle 1
MVR
Riesezeit t Schüttdichte Tml / XmI Tm2 / Xm2 T. / X«
Polymer Viskosität (2,16/2350C)
S g / cm3 0C / % °C/ % °c/% g/10min
ES 7580 SA 0,88 131 5 (te) 53 185 / 35 181 / 17 161,5 / 16,5 T 7547 SA 0,95 92,5 I Ht15) 59,2 185 / 35 179,5 / 17 157,8 / 17,5
Tmi/Xmi ist die Schmelztemperatur und der kristalline Anteil bei der ersten Aufheizung in einer DSC-Messung. Tm2 und Xm2 sind die analogen Werte, wenn die Probe ein zweites Mal aufgeschmolzen wird. Tc/Xc sind die über die DSC-Messung bestimmte Kristallisationstemperatur und der kristalline Anteil der Probe
Tabelle 2 und Tabelle 3 zeigen die KorngrößeVerteilung der oben genannten Pulver.
Tabelle2
Polymer > 100 μm > 80 μm > 63 μm > 50 μm > 20 μm
ES 7580 SA 1 ,21 % 1 ,21 % 8,21 % 18 % 76,9 %
D50 liegt bei ca. 30-40 um Tabelle 3
Polymer > 254 μm > 202 μm > 160 μm < 80 μm < 40 μm
T 7547 SA 1,16 % 5,4 % 16,48 % 19,52 % 1 ,58 %
D50 liegt bei ca. 110-130 μm
Der D50 Wert bedeutet, daß mindestens 50% der Pulverkörner eine Größe haben die kleiner oder gleich dem angegebenen Wert ist.
Die Durchführung der Lasersinterversuche erfolgte auf einer EOSINT P390 der Anmelderin. Rilsan® Active ES 7580 SA wurde mit einer Schichtdicke von 0,1mm aufgetragen. Die Vorheiztemperatur für jede nicht gesinterte Schicht betrug 1800C. Die Kontur des Bauteils in der Schicht wurde zweimal belichtet. Fig. 2a) zeigt die mikroskopische Aufnahme eines lasergesinterten Teils aus Ri- san® Active ES 7580 SA. Es ist ersichtlich, daß die Schichten gut aufgeschmolzen sind.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde eine Mischung aus Rilsan® Active Es 7580 SA und Rilsan® Active T 7547 SA verwendet. Die beiden Pulver wurden mit einem handelsüblichen Betonmi- scher homogen vermischt. Die Mischzeit betrug etwa 20 Minuten.
Eine erste Mischung enthielt die Pulver Rilsan® Active ES 7580 SA/Rilsan® Active T 7547 SA in einem Mischungsverhältnis von 80/20 Gew.%. In einem weiteren Beispiel betrug das Mischungsver- hältnis 90/10 Gew.%.
Die Figuren 3a) und 3b) zeigen Schnitte von 20μm Dicke durch lasergesinterte Bauteile aus den Mischungen Rilsan® Active ES 7580 SA/Rilsan® Active G7547 SA von 80/20 Gew.% Fig. 3a)) und 90/10 Gew.% (Fig. 3b)) . Sie weisen eine homogene Verteilung des Anteils von Rilsan® Active T 7547 SA in einer Matrix von Rilsan® Active ES 7580 SA auf, was an den helleren Bereichen im Vergleich zur dunkleren Umgebung zu sehen ist.
In Tabelle 4 sind die mechanischen Eigenschaften der so erhalte- nen Bauteile angegeben.
Tabelle 4
Eigenschaften ES 7580 SA Mischung 80/20 Gew.% Mischung 90/10 Gew.%
E-Modul [MPa] 1897173 1995 ± 90 2100 ± 90 σma* [MPa] 45,7 ± 1,6 49,3 ± 0,5 50,6 ± 1 εB [%] 6,5 + 1,9 14,75 ± 1,8 14 ± 0,5
P [kg m'3] 1 ,14* 1,12 1,16
Die so hergestellten Lasersinterteile wiesen die für den Ge- brauch erforderlichen mechanischen Eigenschaften auf. Die Oberflächen und bei Porosität die inneren Oberflächen der so hergestellten Teile haben eine antimikrobielle Eigenschaft.
Das Vorhandensein des antimikrobiellen Additivs schließt nicht aus, dass dem Pulver andere Additive in beliebiger Form zugesetzt sein können. Das pulverförmige Kunststoffmaterial kann auch Mischungen verschiedener Kunststoffe, insbesondere verschiedener Polymere vorzugsweise mit gleicher chemischer Basis enthalten, von denen alle Bestandteile der Mischung oder nur ein Anteil das antimikrobielle Additiv enthalten können.
Das Verfahren ist nicht auf das zuvor beschriebene Lasersintern beschränkt. Als Energiequelle kann anstelle eines Lasers auch ein Elektronenstrahl oder eine ausgedehnte Licht- oder Wärme- quelle verwendet werden, mit der das Pulver aufgeschmolzen und verfestigt wird. Im Falle einer ausgedehnten Licht- oder Wärmequelle erfolgt die bereichsweise Verfestigung einer Schicht beispielsweise über Masken.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts durch schichtweises Verfestigen eines pulverförmigen Aufbaumate- rials an den dem Objekt entsprechenden Stellen in jeder Schicht mittels Einwirkung elektromagnetischer oder Partikelstrahlung, wobei als Aufbaumaterial ein Kunststoffpulver verwendet wird, das antimikrobielle Eigenschaften aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die antimikrobielle Eigenschaft durch ein in den Pulverkörnern vorhandenes antimikrobielles Additiv erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv in jedem Pulverkorn des Aufbaumaterials vorhanden ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffpulver ein Polymer, vorzugsweise ein Polyamid enthält .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das KunstStoffpulver Polyamid 11 und/oder Polyamid 12 enthält.
6. Verfahren nach" einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv ein Edelmetall wie z.B. Silber enthält .
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelmetall in metallischer Form oder als Salz oder als Ionen vorliegt .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv in einem Anteil von etwa 0,05 bis etwa 5 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.%, vorliegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der D50 Wert des Pulvers zwischen 20μm und 150 μm, vorzugsweise zwischen etwa 30 μm und etwa 130 μm, insbesondere zwischen 40 μm und 80 μm, liegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlung Laserstrahlung verwendet wird.
11. Kunststoffpulver, geeignet zum Herstellen eines dreidimen- sionalen Objekts durch schichtweises Verfestigen eines pulver- förmigen Aufbaumaterials an den dem Objekt entsprechenden Stellen in jeder Schicht mittels Einwirkung elektromagnetischer oder Partikelstrahlung, wobei das Kunststoffpulver antimikrobielle Eigenschaften aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunst - stoffpulver einen D50-Wert zwischen 20μm und 150 μm, vorzugsweise zwischen etwa 30 μm und etwa 130 μm, insbesondere zwischen 40 μm und 80 μm, aufweist.
PCT/EP2010/002120 2009-04-08 2010-04-01 Verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen objekts unter verwendung eines kunststoffpulvers mit antimikrobiellen eigenschaften und kunststoffpulver mit antimikrobiellen eigenschaften für ein derartiges verfahren WO2010115587A1 (de)

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