本发明涉及一种通过3d打印生产由碳或石墨制成的成型制品的方法。这种由石墨制成的成型制品也适用于高温应用，例如，其可以是任何三维部件，例如炉的衬里、结构部件或任何所需的空心体，例如密封件、滑动体等。
背景技术：
1、由于成型制品不能通过炭黑或石墨的简单成型和随后的烧结来生产，因此通常必需要生产合适的碳质的和有延展性的组合物。这通常包括将颗粒形式的炭黑、焦炭或石墨与合适的粘合剂(例如热塑性粘合剂)混合。所考虑的粘合剂还包括基于煤焦油或石油沥青或其它合成树脂的沥青。
2、这些混合物随后在合适的模具中通过等静压压制成为所谓的生坯。然后必须从模具中取出坯件，这是一项非常关键的操作，因为这很容易损坏坯件。
3、然后在约3000℃的炉中对坯件进行碳化，以将粘合剂分解为挥发性成分。碳和粘合剂焦炭以多孔微观结构的形式作为粘合剂的残余物遗留。
4、或者，生坯成型制品也可以作为电阻元件布置在炉中的电极之间等等，并通过电流加热直到完全碳化。
5、应当理解，要实现这样的方法是相对耗时的，其中特别是从模具中取出坯件的操作是关键的，因为此时坯件的强度较低。以这种方式生产的部件通常是旋转对称的部件。通过这样的方法无法生产(还包括孔或其他开口的)复杂结构的三维部件。
6、最后，还可以对完成的碳化部件进行机械后处理，例如平滑处理。
7、ep 3 359 218 b1公开了一种用于三维物体的3d打印的方法，其包括以下步骤：
8、提供悬浮液，所述悬浮液包含按总悬浮液的重量计50-95％的至少一种陶瓷材料和/或固体碳质材料，以及按总悬浮液的重量计至少5％的一种或多种脂肪酸，其中所述碳质材料可由石墨、石墨烯、碳纳米管和碳的其它同素异形体组成；
9、使用悬浮液作为起始材料对所需的物体进行3d打印，其中3d打印过程可包括自动注浆成型、直接墨水书写、喷墨印刷、粘合剂喷射、选择性热烧结、选择性激光烧结、选择性激光熔化、立体光刻、细丝打印、颗粒打印、粉末打印、自由成型制造、快速原型制作，或由机械臂的沉积；
10、通过选自由烧结、熔化和/或渗透3d打印材料组成的组的工艺来固化打印的材料。
11、在这里，所打印的坯件的相对较低的稳定性对于在固化之前的进一步处理也是至关重要的。
12、在一般现有技术的进一步公开方面，wo 95/32824a1涉及一种用于铸造技术的方法。该方法用于通过暴露于电磁辐射对模具材料层进行逐层选择性固化，由热固化材料生产铸造模具。模具材料由对电磁辐射惰性的材料和通过电磁辐射可固化的第二材料组成，借助其使模具材料凝固。
13、第一材料由各种各样的砂、碳质砂、石英材料或金属或陶瓷粉末组成，以及第二材料由各种各样的树脂组成。
14、此外，us2016/0114529 a1涉及一种用于生产三维物体的装置，该装置通过使用通过uv辐射可交联的树脂层压层和随后的热处理来进行。
15、最后，us2019/0047173 a1描述了一种用于添加制造含陶瓷材料的方法和材料。为此，将含陶瓷材料与可固化的树脂按预定比例混合，并用3d打印机逐层施加。
技术实现思路
1、本发明现在的目的是提供一种通过3d打印生产由碳或石墨制成的成型制品的方法，该方法特别容易实现，并且还使得在没有机械后处理的情况下生产复杂的成型制品。
2、这是通过用于生产由碳或石墨制成的成型制品的方法实现的，其通过以下各项：
3、由uv可渗透且可聚合的聚合物或纤维素以及uv可交联的树脂制备可流动的聚合物混合物，其中将所述聚合物混合物与糖和/或纤维素混合，直到混合物具有使得其能够填充到3d打印机中并由其进行处理的稠度，
4、在室温或高达约60℃的高温下使混合物均质化，
5、用混合物填充3d打印机，
6、用3d打印机逐层打印成型制品，同时暴露于uv辐射用于逐层交联uv可交联的树脂，
7、清洁成型制品，特别是液体残留物和外来颗粒，
8、将成型制品引入炉中，并在预定的稳定温度下在空气中稳定uv预固化的成型制品，直到所有挥发性成分都已从预制的成型制品中脱气，以及
9、随后在保护气体下在炉中对成型制品进行高温处理以进行碳化或石墨化。
10、uv可渗透且可聚合的聚合物或纤维素的可流动的聚合物混合物还可以具有与其混合的溶剂。
11、所使用的可稳定的聚合物是聚丙烯腈(pan)，其已溶解在溶剂中。
12、所考虑的溶剂包括二甲基亚砜(dmso)、二甲基甲酰胺(dmf)或n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)，其中优选dmso因为其较低的健康危害。
13、在本发明的发展中，通过在炉中将其均匀加热至稳定温度并随后在恒定温度下进行短时间热处理来实现预固化成型制品的稳定。
14、在200℃至不超过450℃的温度下，优选在250℃的温度下，根据成型制品的尺寸，优选在两个或更多个小时的持续时间内进行预制的成型制品的稳定。
15、在本发明的一个实施方案中，在约1000℃的温度下在保护气体下或真空下在炉中对成型制品进行碳化。
16、在本发明的另一个实施方案中，在2000℃的温度下在保护气体下或真空下在炉中进行石墨化，其中在>2500℃的温度下进行完全石墨化。
17、优选地，在700毫巴的压力下，在氩气作为保护气体下或在真空下以1℃/min的加热斜率进行成型制品的石墨化。
18、聚合物混合物也可以与金属或硅氧化物混合，以便在用3d打印机预制成型制品以及随后使其稳定后，可以进行>1000℃的高温处理以形成金属或硅碳化物，其中必须注意确保混合物不会变得不可透过uv辐射，例如在沥青混合时的情况。金属或硅氧化物通常是uv可透过的，因此允许uv辐射容易地透射。
19、或者，原则上也可以将纯硅或纯金属混合到聚合物混合物中，但由于uv辐射的穿透深度非常低，这将打印限制为只有薄层。
1.一种通过3d打印生产由碳或石墨制成的成型制品的方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将uv可渗透且可聚合的聚合物或纤维素的可流动的聚合物混合物与溶剂混合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所使用的可稳定的聚合物为聚丙烯腈(pan)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚丙烯腈已溶解在溶剂中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所使用的溶剂为二甲基亚砜(dmso)、二甲基甲酰胺(dmf)或n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)，其中优选二甲基亚砜(dmso)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，通过在炉中将预固化的成型制品均匀加热至预定的稳定温度，并随后在恒定温度下进行短时间热处理，来进行uv预固化的成型制品的稳定。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在200℃至不超过450℃的温度下并优选在250℃的温度下，在两个或更多个小时的持续时间内进行预制的成型制品的稳定。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在稳定后，在约1000℃的温度下在保护气体下或真空下在炉中对成型制品进行碳化。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在2000℃的温度下在保护气体下或真空下在炉中对预制的成型制品进行石墨化。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在>2500℃的温度下在保护气体下或真空下对预制的成型制品进行完全石墨化。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，在700毫巴的压力下，在氩气作为保护气体下以1℃/min的加热斜率对预制的成型制品进行碳化或石墨化。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，将所述聚合物混合物与金属或硅氧化物混合，以便在用3d打印机预制成型制品以及随后使其稳定后，能够在>1000℃下进行高温处理，以形成金属或硅碳化物。