ADDITIVE MANUFACTURING PROCESSES UTILIZING METAL NANOPARTICLES

• Main Authors: ZINN, Alfred A, HANNI, David Guy, PARENT, Kelly M, BEFFA, James Charles, GEYER, Robert Barrett, LOH, Lawrence C
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 08.09.2017
• Subjects: ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY; ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OFTHREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVEAGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING,STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; CASTING; ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; MAKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS; PERFORMING OPERATIONS; POWDER METALLURGY; PRINTED CIRCUITS; TRANSPORTING; WORKING METALLIC POWDER

It is currently difficult to deposit metallic conductors as contiguous metal traces during additive manufacturing processes, particularly when dielectric materials are present that are readily heat-softened. Additive manufacturing processes can include: providing a first printing composition containing metal nanoparticles and a second printing composition containing a dielectric material; depositing the first and second printing compositions together to form an object having a desired shape, in which the metal nanoparticles are unconsolidated with one another after being deposited; and heating the object above a fusion temperature of the metal nanoparticles and below a softening temperature of the dielectric material to define one or more contiguous metal traces in the object in which the metal nanoparticles are at least partially fused together with one another in a defined shape. La présente invention est motivée par le fait qu'il est actuellement difficile de déposer des conducteurs métalliques sous la forme de traces métalliques contiguës dans des procédés de fabrication additive, en particulier lorsque des matériaux diélectriques sont présents qui sont aisément ramollis par la chaleur. Des procédés de fabrication additive de la présente invention peuvent comprendre : la fourniture d'une première composition d'impression contenant des nanoparticules métalliques et d'une deuxième composition d'impression contenant un matériau diélectrique ; le dépôt des première et deuxième compositions d'impression conjointement pour former un objet ayant une forme souhaitée, dans lequel les nanoparticules métalliques sont non consolidées les unes avec les autres après avoir été déposées ; et le chauffage de l'objet au-dessus d'une température de fusion des nanoparticules métalliques et au-dessous d'une température de ramollissement du matériau diélectrique pour définir une ou plusieurs traces métalliques contiguës dans l'objet dans lequel les nanoparticules métalliques sont au moins partiellement fusionnées conjointement les unes avec les autres en une forme définie.