這里涉及一個(gè)在粉末燒結(jié)裝置中熔融聚合物粉末而制造以一個(gè)物體的方法。例如，一個(gè)生產(chǎn)一個(gè)物體的方法包括，在一個(gè)激光束作用下在一個(gè)燒結(jié)裝置中熔融一種聚合物粉末，進(jìn)行聚合物的流變學(xué)分析，以此確定用熔融聚合物粉末生產(chǎn)物體的方法。

這里涉及到一個(gè)制造物體的工藝，包括在一個(gè)激光燒結(jié)裝置中熔融一種聚合物粉末，進(jìn)行聚合物流變學(xué)分析，以此保證使用熔融粉末制造物體的條件。它不限于特定的聚合物，因此它涉及到在一個(gè)激光束燒結(jié)裝置中通過(guò)熔融聚合物粉末制造物體時(shí)所用的任何類(lèi)型的聚合物。本發(fā)明也涉及到用于粉末燒結(jié)裝置的具有特定粘度特征的聚合物組成。

激光束粉末燒結(jié)技術(shù)用于制造三維物體，例如原型或模型，以及功能部件，特別是在汽車(chē)、航海、航空、航天、醫(yī)療（假體，聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)，細(xì)胞組織，諸如此類(lèi)），紡織品，織物，時(shí)尚，裝飾，電子殼體，電話(huà)，家庭自動(dòng)化，計(jì)算和照明領(lǐng)域。

一個(gè)待研究的聚合物粉末薄層，被沉積在一個(gè)水平板上，該板保持在一個(gè)被加熱到某個(gè)溫度的箱體中。激光施加所需要的能量以熔融在粉末層的各個(gè)點(diǎn)處的粉末粒子，這些粉末粒子按照物體的形狀排列出幾何形狀，例如，使用計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存物體的形狀，以切片的形式復(fù)制出這個(gè)形狀。接著，水平板被降低一個(gè)一個(gè)數(shù)值，相應(yīng)于一個(gè)粉末層的厚度（例如在0.05-2mm之間，通常為0.1mm），然后一個(gè)的粉末層被沉積在其上。這層粉末處于一個(gè)溫度，后面將稱(chēng)之為粉末床溫度（或者床溫）。激光提供所要求的能量，熔融某個(gè)幾何形狀中的粉末粒子，這個(gè)幾何形狀相應(yīng)于這個(gè)新的物體切片，如此這樣。這個(gè)步驟被重復(fù)直到等個(gè)物體被制造出來(lái)。除了激光供能誘導(dǎo)的粉末粒子熔融之外，還需要使用條件使得粒子可以互相粘連和粒子層之間互相粘連，以便所制造物體的力學(xué)性能被最大化。獲得具有最優(yōu)性能的一個(gè)確定性參數(shù)是粉末床的溫度。

至今，對(duì)于激光燒結(jié)所用的一個(gè)給定聚合物，研究其粉末床最優(yōu)溫度經(jīng)歷了燒結(jié)測(cè)試，然后經(jīng)過(guò)所獲部件的分析（密度，孔隙率，力學(xué)性能，等）。部件分析使得可以選擇出最好的實(shí)驗(yàn)參數(shù)和對(duì)未來(lái)測(cè)試的改進(jìn)路徑，目標(biāo)是確定最優(yōu)的參數(shù)。因此，有必要在生產(chǎn)某個(gè)物體的實(shí)際條件下進(jìn)行幾次測(cè)試（特別是在各種粉末床溫度下），以便確定允許制造具有最優(yōu)性能的部件的條件。這要花時(shí)間，無(wú)論是機(jī)器還是操作人員的時(shí)間，這都是昂貴的，否則就要消耗聚合物粉末。

工藝方法是本文的主題，它使得我們可以在聚合物粉末熔融工藝下理解材料的行為，以及對(duì)于給定的材料和加工條件，選擇加工條件（特備是粉末床溫度），以便確保粉末粒子之間的互相粘連以及連續(xù)層之間的粘連。

眾所周知，轉(zhuǎn)變窗口（粉末床的溫度范圍）在聚合物結(jié)晶溫度（Tc）和熔點(diǎn)（Tm）之間，這里考慮的是半結(jié)晶聚合物的情況。如果是無(wú)定型聚合物，轉(zhuǎn)變窗口位于玻璃化溫度（Tg）之上，Tg可由差熱分析（DSC）測(cè)量。

對(duì)于半結(jié)晶聚合物，如果粉末床的溫度太接近于Tm，那么，構(gòu)成物體區(qū)域的外圍就會(huì)團(tuán)聚（結(jié)餅caking），因此，就會(huì)出現(xiàn)材料損失。此外，熔融的聚合物有太易于流動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)流動(dòng)到形成的第一層之外或者物體輪廓線(xiàn)之外。

如果粉末床的溫度太接近于Tc，那么就會(huì)存在部件的變形（卷曲curling），這是由于材料連續(xù)層太快結(jié)晶的緣故。

對(duì)于無(wú)定型聚合物，粉末床的溫度應(yīng)該高于Tg。此時(shí)，沒(méi)有結(jié)晶可以避免部件的變形，同時(shí)，在冷卻階段，限制了部件的收縮。

如果粉末床的溫度偏離Tc太高，在構(gòu)成物件的區(qū)域外圍，就會(huì)存在團(tuán)聚（結(jié)餅），因此會(huì)損失材料。此外，熔融的聚合物有太易于流動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)流動(dòng)到形成的第一層之外或者物體輪廓線(xiàn)之外。

在聚合物粉末床特定溫度范圍之外，所獲部件的質(zhì)量不再合理。

DSC研究使得可以設(shè)定溫度范圍（對(duì)于半結(jié)晶聚合物，溫度在Tc與Tm之間；對(duì)于無(wú)定型聚合物，溫度高于Tg），其中，有必要通過(guò)連續(xù)機(jī)器測(cè)試和對(duì)所獲部件的分析，選擇合適的粉末床溫度。除了僅僅提供一個(gè)溫度范圍，DSC測(cè)試很少考慮產(chǎn)品的特殊性，例如它們的分子量。

在這種激光燒結(jié)工藝中，，受正在被燒結(jié)過(guò)程中粉末層影響的粉末部分，在被激光熔融后，有快速回到粉末床溫度。因此，正是控制熔融材料的這種溫度，是控制粒子彼此連接和層間連接的關(guān)鍵參數(shù)。此外，這種被改變的粘度應(yīng)該持續(xù)一段時(shí)間，以便獲得粒子的彼此連接和連續(xù)層之間的連接。這個(gè)時(shí)間被定義為“開(kāi)放時(shí)間（open time）”。特別地，對(duì)于半結(jié)晶聚合物，冷卻誘導(dǎo)結(jié)晶，導(dǎo)致粘度增加，而且，超過(guò)某個(gè)粘度值，連續(xù)層將不能被粘接（因?yàn)檫^(guò)高的粘度會(huì)妨礙粘接）。

我們還觀(guān)察到，可以借助流變分析，來(lái)理解粉末粒子之間以及連接層之間具有好的粘附和好的連接的條件。這種分析使得能夠精確建立粉末床的理想溫度范圍條件，從而可以通過(guò)熔融聚合物粉末，特別是激光燒結(jié)聚合物，來(lái)制備物件。它可以從熔融層的粘度，以及從允許好的粒子間粘附和連續(xù)層間粘附的開(kāi)發(fā)時(shí)間出發(fā)，建立溫度范圍。