JP2017171959A - Manufacturing method for three-dimensional shaped article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、三次元造形物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional structure.
従来より、例えば、三次元ＣＡＤソフト、三次元スキャナー等で生成した三次元物体のモデルデータを基にして、三次元造形物を形成する方法が知られている。 Conventionally, for example, a method of forming a three-dimensional structure based on model data of a three-dimensional object generated by three-dimensional CAD software, a three-dimensional scanner, or the like is known.
三次元造形物を形成する方法として、積層法（三次元造形法）が知られている。積層法では、一般的に、三次元物体のモデルデータを多数の二次元断面層データ（スライスデータ）に分割した後、各二次元断面層データに対応する断面部材を順次造形しつつ、断面部材を順次積層することによって三次元造形物を形成する。 As a method of forming a three-dimensional structure, a lamination method (three-dimensional structure method) is known. In the laminating method, generally, after the model data of the three-dimensional object is divided into a large number of two-dimensional cross-sectional layer data (slice data), the cross-sectional members corresponding to each two-dimensional cross-sectional layer data are sequentially formed, Are sequentially laminated to form a three-dimensional structure.
積層法は、造形しようとする三次元造形物のモデルデータさえあれば、直ちに形成することが可能であり、造形に先立って金型を作成するなどの必要がないので、迅速にしかも安価に三次元造形物を形成することが可能である。また、薄い板状の断面部材を一層ずつ積層して形成するので、例えば内部構造を有する複雑な物体であっても、複数の部品に分けることなく一体の造形物として形成することが可能である。 The layering method can be formed immediately as long as there is model data of the 3D model to be modeled, and there is no need to create a mold prior to modeling, so it is quick and inexpensive. It is possible to form an original model. In addition, since thin plate-like cross-sectional members are laminated one by one, for example, even a complex object having an internal structure can be formed as an integrated shaped object without being divided into a plurality of parts. .
このような積層法として、粉体と溶剤とを含む材料（スラリー）をディスペンサーにより吐出して膜（層）を形成する処理を繰り返し行い、三次元造形物を製造する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 As such a laminating method, a technique for manufacturing a three-dimensional structure by repeatedly performing a process of forming a film (layer) by discharging a material (slurry) containing powder and a solvent with a dispenser is known ( For example, see Patent Document 1).
しかしながら、このような積層法を用いた場合、三次元造形物の寸法精度を十分に優れたものとすることができないという問題があった。 However, when such a lamination method is used, there is a problem that the dimensional accuracy of the three-dimensional structure cannot be made sufficiently excellent.
本発明の目的は、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物の製造方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of the three-dimensional structure which can manufacture the three-dimensional structure excellent in the dimensional accuracy efficiently.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の三次元造形物の製造方法は、粒子および溶剤を含む複数種の組成物を用いた層の形成を繰り返し行うことにより、三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、
前記組成物としての第１の組成物を吐出して第１の膜パターンを形成する第１の膜パターン形成工程と、
前記組成物として、前記第１の組成物よりも粘度が低い第２の組成物を用いて第２の膜パターンを形成する第２の膜パターン形成工程と、
前記溶剤を除去する溶剤除去工程と、
複数の前記層を備える積層体に対し前記粒子同士を接合するための接合処理を施す接合工程とを有することを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for producing a three-dimensional structure of the present invention is a method for producing a three-dimensional structure by repeatedly forming a layer using a plurality of types of compositions including particles and a solvent. And
A first film pattern forming step of discharging a first composition as the composition to form a first film pattern;
A second film pattern forming step of forming a second film pattern using the second composition having a lower viscosity than the first composition as the composition;
A solvent removal step of removing the solvent;
A bonding step of performing a bonding process for bonding the particles to a laminate including a plurality of the layers.
これにより、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物の製造方法を提供することができる。 Thereby, the manufacturing method of the three-dimensional structure which can manufacture the three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy efficiently can be provided.
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記第１の膜パターンと前記第２の膜パターンとを接触させた後に、前記第２の組成物中に含まれる前記溶剤とともに前記第１の組成物中に含まれる前記溶剤を除去することが好ましい。 In the method for producing a three-dimensional structure of the present invention, the first composition together with the solvent contained in the second composition after contacting the first film pattern and the second film pattern. It is preferable to remove the solvent contained in the product.
これにより、三次元造形物の生産性をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。 Thereby, the productivity of the three-dimensional structure can be further improved. Moreover, the dimensional accuracy of a three-dimensional structure can be made more excellent.
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記第２の膜パターン形成工程は、前記第１の膜パターン形成工程で形成された前記第１の膜パターン中に含まれる前記溶剤を除去した後に、当該第１の膜パターンに接触するように前記第２の組成物を付与することにより行うものであることが好ましい。 In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, the second film pattern forming step is performed after removing the solvent contained in the first film pattern formed in the first film pattern forming step. The second composition is preferably applied so as to come into contact with the first film pattern.
これにより、層の表面の平坦性をより優れたものとすることができ、最終的に得られる三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。特に、三次元造形物の表面性状をより好適に制御することができる。 Thereby, the flatness of the surface of a layer can be made more excellent, and the dimensional accuracy of the finally obtained three-dimensional structure can be made more excellent. In particular, the surface properties of the three-dimensional structure can be controlled more suitably.
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記第２の膜パターン形成工程は、前記第１の膜パターンの表面に、前記第２の組成物を付与することにより行うことが好ましい。 In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, it is preferable that the second film pattern formation step is performed by applying the second composition to the surface of the first film pattern.
これにより、層の表面の平坦性をより優れたものとすることができ、三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。特に、三次元造形物の表面性状をより好適に制御することができる。 Thereby, the flatness of the surface of a layer can be made more excellent, and the dimensional accuracy of a three-dimensional structure can be made more excellent. In particular, the surface properties of the three-dimensional structure can be controlled more suitably.
本発明の三次元造形物の製造方法では、同一の前記層内に、前記第１の膜パターンと前記第２の膜パターンとを形成することが好ましい。 In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, it is preferable to form the first film pattern and the second film pattern in the same layer.
これにより、同一の層内での厚みのばらつきの発生をより効果的に防止することができ、結果として、三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。 Thereby, generation | occurrence | production of the dispersion | variation in the thickness within the same layer can be prevented more effectively, and as a result, the dimensional accuracy of a three-dimensional structure can be made more excellent.
本発明の三次元造形物の製造方法では、同一の前記層内において、前記第１の膜パターンで取り囲まれた空間内に、前記第２の組成物を付与することが好ましい。 In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, it is preferable that the second composition is applied to a space surrounded by the first film pattern in the same layer.
これにより、同一の層内での厚みのばらつきの発生をさらに効果的に防止することができ、結果として、三次元造形物の寸法精度をさらに優れたものとすることができる。 Thereby, generation | occurrence | production of the dispersion | variation in the thickness within the same layer can be prevented further effectively, and as a result, the dimensional accuracy of the three-dimensional structure can be further improved.
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記第１の膜パターン形成工程と前記第２の膜パターン形成工程とを含む一連の工程を繰り返し行うことが好ましい。
これにより、三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。
In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, it is preferable to repeat a series of steps including the first film pattern forming step and the second film pattern forming step.
Thereby, the dimensional accuracy of a three-dimensional structure can be made more excellent.
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記第２の膜パターンを、少なくとも、前記層の積層方向における前記積層体の最表層に形成することが好ましい。 In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, it is preferable that the second film pattern is formed at least on the outermost layer of the stacked body in the stacking direction of the layers.
これにより、三次元造形物の寸法精度をより好適に優れたものとすることができる。特に、製造される三次元造形物の表面性状をより好適に制御することができる。 Thereby, the dimensional accuracy of a three-dimensional structure can be made more excellent. In particular, it is possible to more suitably control the surface properties of the three-dimensional structure to be manufactured.
本発明の三次元造形物の製造方法では、温度：２０℃、せん断速度：１０［ｓ−１］という条件でレオメーターを用いて測定される前記第１の組成物の粘度が７０００ｍＰａ・ｓ以上１５０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。 In the method for producing a three-dimensional structure of the present invention, the viscosity of the first composition measured using a rheometer under the conditions of temperature: 20 ° C. and shear rate: 10 [s −1 ] is 7000 mPa · s or more. It is preferably 15000 mPa · s or less.
これにより、三次元造形物の生産性をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。 Thereby, the productivity of the three-dimensional structure can be further improved. Moreover, the dimensional accuracy of a three-dimensional structure can be made more excellent.
本発明の三次元造形物の製造方法では、温度：２０℃、せん断速度：１０［ｓ−１］という条件でレオメーターを用いて測定される前記第２の組成物の粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。 In the method for producing a three-dimensional structure of the present invention, the viscosity of the second composition measured using a rheometer under the conditions of temperature: 20 ° C. and shear rate: 10 [s −1 ] is 10 mPa · s or more. It is preferably 1000 mPa · s or less.
これにより、三次元造形物の生産性をより優れたものとすることができるとともに、三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。 Thereby, while being able to make the productivity of a three-dimensional structure more excellent, the dimensional accuracy of a three-dimensional structure can be made more excellent.
以下、添付する図面を参照しつつ、好適な実施形態について詳細な説明をする。
《三次元造形物の製造方法》
まず、本発明の三次元造形物の製造方法について説明する。
Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<Method for producing three-dimensional structure>
First, the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the present invention will be described.
［第１実施形態］
図１〜図１６は、本発明の第１実施形態の三次元造形物の製造方法の工程を模式的に示す縦断面図である。また、図１７は、本発明の第１実施形態の三次元造形物の製造方法を示すフローチャートである。
[First Embodiment]
FIGS. 1-16 is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the process of the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the first embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 17 is a flowchart which shows the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the first embodiment of the present invention.
本実施形態の三次元造形物１０の製造方法は、粒子および溶剤を含む複数種の組成物１’を用いた層１の形成を繰り返し行うことにより、三次元造形物１０を製造する方法である。
The manufacturing method of the three-
そして、組成物１’としての第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’を吐出して第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂを形成する第１の膜パターン形成工程と、組成物１’として、第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’よりも粘度が低い第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’を用いて第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂを形成する第２の膜パターン形成工程と、溶剤を除去する溶剤除去工程と、複数の層１を備える積層体５０に対し粒子同士を接合するための接合処理を施す接合工程（焼結工程）とを有している。
Then, a first film pattern forming step of forming the
このように、三次元造形物１０の製造に、第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’と、当該第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’よりも粘度の低い第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’とを所定の順序で用いることにより、三次元造形物１０の製造時において、組成物１’が被着体上で不本意に拡散してしまうこと（例えば、組成物１’の不本意な濡れ広がり等）を効果的に防止しつつ、層１の表面を平坦性の高いものとして形成することができ、不本意な凹凸の発生を効果的に防止することができる。したがって、寸法精度の高い三次元造形物１０を効率よく製造することができる。
Thus, for the production of the three-
これに対し、上記のような条件を満足しない場合には、上述したような優れた効果は得られない。 On the other hand, when the above conditions are not satisfied, the excellent effects as described above cannot be obtained.
例えば、比較的高粘度の組成物を用い、比較的低粘度の組成物を用いなかった場合には、組成物を用いて形成される層の表面の平坦性を十分に高いものとすることができず、三次元造形物の寸法精度が低下する。 For example, when a relatively high viscosity composition is used and a relatively low viscosity composition is not used, the flatness of the surface of the layer formed using the composition may be sufficiently high. This is not possible, and the dimensional accuracy of the three-dimensional structure decreases.
また、比較的低粘度の組成物を用い、比較的高粘度の組成物を用いなかった場合には、層の形成時に、組成物の不本意な拡散が生じてしまい、三次元造形物の寸法精度が低下する。 In addition, when a relatively low viscosity composition is used and a relatively high viscosity composition is not used, unintentional diffusion of the composition occurs during the formation of the layer, and the dimensions of the three-dimensional structure Accuracy is reduced.
また、複数種の組成物を組み合わせて用いた場合であっても、比較的低粘度の組成物を吐出した後に、比較的高粘度の組成物を吐出し、その後、比較的低粘度の組成物の吐出を行わなかった場合には、組成物を用いて形成される層の表面の平坦性を十分に高いものとすることができない。また、層の形成時に、組成物の不本意な拡散が生じてしまう。したがって、三次元造形物の寸法精度は低いものとなる。 Even when a plurality of types of compositions are used in combination, after a relatively low viscosity composition is discharged, a relatively high viscosity composition is discharged, and then a relatively low viscosity composition. In the case where the discharge is not performed, the flatness of the surface of the layer formed using the composition cannot be made sufficiently high. In addition, unintentional diffusion of the composition occurs during the formation of the layer. Therefore, the dimensional accuracy of the three-dimensional structure is low.
以下、各工程について詳細に説明する。
≪第１の膜パターン形成工程≫
Hereinafter, each step will be described in detail.
<< First film pattern forming process >>
第１の膜パターン形成工程では、複数個の粒子および溶剤を含む第１の組成物１１Ａ’を用いて第１の膜パターン１１Ａを形成する。また、複数個の粒子および溶剤を含む第１の組成物１１Ｂ’を用いて第１の膜パターン１１Ｂを形成する。
In the first film pattern forming step, the
第１の組成物（第１の実体部形成用組成物）１１Ａ’は、三次元造形物１０の実体部に対応する第１の膜パターン（第１の実体部形成用膜パターン）１１Ａの形成に用いるものであり、第１の組成物（第１のサポート材形成用組成物）１１Ｂ’は、三次元造形物１０の製造過程において三次元造形物１０の実体部となるべき部位を支持するサポート材５としての機能を有する第１の膜パターン（第１のサポート材用膜パターン）１１Ｂの形成に用いるものである。
The first composition (first substance forming composition) 11A ′ forms a first film pattern (first substance forming film pattern) 11A corresponding to the substance of the three-
第１の組成物１１Ａ’は、後に詳述する第２の組成物１２Ａ’よりも粘度が高いものであり、第１の組成物１１Ｂ’は、後に詳述する第２の組成物１２Ｂ’よりも粘度が高いものである。
The
このような第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’を用いることにより、組成物（第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’）が被着体上で不本意に拡散してしまうことを効果的に防止することができる。
By using such
第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’の供給（吐出）は、例えば、インクジェット装置、各種ディスペンサー等の各種吐出装置等を用いて行うことができるが、ディスペンサーを用いて行うのが好ましい。
The supply (discharge) of the
これにより、より粘度が大きい組成物であっても好適に吐出することができる。また、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
Thereby, even a composition having a higher viscosity can be suitably discharged. Moreover, the productivity of the three-
本工程では、第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’を、それぞれ複数の液滴として吐出するのが好ましい。
In this step, it is preferable that each of the
これにより、例えば、微細な構造を有する三次元造形物１０の製造にもより好適に対応することができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, for example, it is possible to more suitably cope with the production of the three-
本工程で第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’を複数の液滴として吐出する場合、吐出される液滴の１滴あたりの体積は、１ｐＬ以上５００ｐＬ以下であるのが好ましく、２ｐＬ以上３００ｐＬ以下であるのがより好ましい。
In the case where the
これにより、例えば、微細な構造を有する三次元造形物１０の製造にもより好適に対応することができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができるとともに、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
Thereby, for example, it is possible to more suitably cope with the manufacture of the three-
本工程では、第１の組成物１１Ａ’として、複数種の組成物を用いてもよい。
これにより、例えば、三次元造形物１０の各部位に求められる特性に応じて、材料を組み合わせることができ、三次元造形物１０全体としての特性（外観、機能性（例えば、弾性、靱性、耐熱性、耐腐食性等）等を含む）をより優れたものとすることができる。
また、本工程では、第１の組成物１１Ｂ’として、複数種の組成物を用いてもよい。
In this step, a plurality of types of compositions may be used as the
Thereby, for example, materials can be combined according to characteristics required for each part of the three-
In this step, a plurality of types of compositions may be used as the
第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’については、後に詳述する。
第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’の粘度は、第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’の粘度よりも高いものであればよいが、温度：２０℃、せん断速度：１０［ｓ−１］という条件でレオメーターを用いて測定される第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’の粘度は、７０００ｍＰａ・ｓ以上１５０００ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましく、８０００ｍＰａ・ｓ以上１３０００ｍＰａ・ｓ以下であるのがより好ましい。
The
The viscosity of the
これにより、第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’の吐出安定性をより優れたものとすることができるとともに、適度な厚みを有する層１の形成に好適であり、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。また、被着体に接触した第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’が過剰に濡れ広がることがより効果的に防止され、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, while being able to make the discharge stability of
≪溶剤除去工程（第１の溶剤除去工程）≫
本実施形態では、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂに対して、後に詳述する第２の膜パターン形成工程を行う前（第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂと第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂとを接触させる前）に、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂ中に含まれる溶剤を除去する溶剤除去工程（第１の溶剤除去工程）を有している。言い換えると、本実施形態では、後に詳述する第２の膜パターン形成工程は、第１の膜パターン形成工程で形成された第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂ中に含まれる溶剤を除去した後に、当該第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂに接触するように第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’を付与することにより行う。
≪Solvent removal process (first solvent removal process) ≫
In the present embodiment, the
これにより、層１の表面の平坦性をより優れたものとすることができ、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。特に、三次元造形物１０の表面性状をより好適に制御することができる。
Thereby, the flatness of the surface of the
第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂからの溶媒の除去は、いかなる方法で行ってもよいが、加熱処理により好適に行うことができる。
The removal of the solvent from the
この場合、加熱温度は、特に限定されないが、溶剤の沸点をＴｂｐとしたとき、（Ｔｂｐ−４０）℃以上（Ｔｂｐ＋２０）℃以下であるのが好ましく、（Ｔｂｐ−３０）℃以上（Ｔｂｐ＋１０）℃以下であるのがより好ましい。 In this case, the heating temperature is not particularly limited, but when the boiling point of the solvent is Tbp, it is preferably (Tbp-40) ° C. or higher and (Tbp + 20) ° C. or lower, (Tbp-30) ° C. or higher (Tbp + 10) ° C. The following is more preferable.
これにより、溶剤の除去を効率よく行うことができ三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができるとともに、溶剤の突沸等による第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂの不本意な変形をより確実に効果的に防止することができる。
Thereby, the removal of the solvent can be efficiently performed, the productivity of the three-
なお、図３、図９中の矢印Ａは、加熱用のエネルギー線（赤外線等）を示す。
なお、本工程においては、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂ中から溶剤を完全に除去しなくてもよく、本工程の終了時に溶剤の一部が第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂ中に残存していてもよい。
In addition, the arrow A in FIG. 3, FIG. 9 shows the energy ray for heating (infrared rays etc.).
In this step, it is not necessary to completely remove the solvent from the
本工程での溶剤除去率、すなわち、第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’中に含まれていた溶剤のうち本工程で除去されるものの割合は、５０質量％以上であるのが好ましく、８０質量％以上であるのがより好ましく、９０質量％以上であるのがさらに好ましい。
The solvent removal rate in this step, that is, the proportion of the solvent removed in this step among the solvents contained in the
これにより、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂの形状の安定性がより優れたものとなり、三次元造形物１０の製造過程における不本意な変形をより確実に防止することができる。
Thereby, the stability of the shape of the first film patterns 11 </ b> A and 11 </ b> B becomes more excellent, and unintentional deformation in the manufacturing process of the three-
溶剤が除去された状態での第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂの厚さは、８μｍ以上４００μｍ以下であるのが好ましく、１５μｍ以上２００μｍ以下であるのがより好ましい。
The thickness of the
これにより、三次元造形物１０の生産性を優れたものとしつつ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, while making the productivity of the three-
≪第２の膜パターン形成工程≫
第２の膜パターン形成工程では、複数個の粒子および溶剤を含む第２の組成物１２Ａ’を用いて第２の膜パターン１２Ａを形成する。また、複数個の粒子および溶剤を含む第２の組成物１２Ｂ’を用いて第２の膜パターン１２Ｂを形成する。
<< Second film pattern forming process >>
In the second film pattern forming step, the
第２の組成物（第２の実体部形成用組成物）１２Ａ’は、三次元造形物１０の実体部に対応する第２の膜パターン（第２の実体部形成用膜パターン）１２Ａの形成に用いるものであり、第２の組成物（第２のサポート材形成用組成物）１２Ｂ’は、三次元造形物１０の製造過程において三次元造形物１０の実体部となるべき部位を支持するサポート材５としての機能を有する第２の膜パターン（第２のサポート材用膜パターン）１２Ｂの形成に用いるものである。
The second composition (second entity forming composition) 12A ′ is a second film pattern (second entity forming film pattern) 12A corresponding to the entity of the three-
第２の組成物１２Ａ’は、第１の組成物１１Ａ’よりも粘度が低いものであり、第２の組成物１２Ｂ’は、第１の組成物１１Ｂ’よりも粘度が低いものである。
The
そして、第２の組成物１２Ａ’は、第１の組成物１１Ａ’を用いて形成された第１の膜パターン１１Ａと接触するように付与されるものであり、第２の組成物１２Ｂ’は、第１の組成物１１Ｂ’を用いて形成された第１の膜パターン１１Ｂと接触するように付与されるものである。言い換えると、第１の膜パターン１１Ａと第２の膜パターン１２Ａとが接触するものであり、第１の膜パターン１１Ｂと第２の膜パターン１２Ｂとが接触するものである。
The
このように、比較的低粘度の第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’を、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂと接触するように付与することにより、層１の表面を平坦性の高いものとして形成することができ、不本意な凹凸の発生を効果的に防止することができる。より具体的には、第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’を用いて形成された層１の表面（第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂ）の凹凸を緩和することができ（すなわち、レベリング効果が発揮され）、第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’を用いて形成される層１の表面を平坦性の高いものとして形成することができる。その結果、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度を優れたものとすることができる。また、層１の形成段階で寸法精度を優れたものとすることができるため、研削研磨等の機械加工による後加工を省略または簡略化した場合であっても、三次元造形物１０の寸法精度を優れたものとすることができるため、三次元造形物１０の生産性を優れたものとすることができる。
Thus, the surface of the
特に、本実施形態では、第２の膜パターン形成工程は、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂの表面に、それぞれ、第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’を付与することにより行う。より詳しく説明すると、本実施形態では、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂを、それぞれ、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂに対応するパターン（同一形状のパターン）を有する層状をなすものとして、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂに対応する部位（平面視した際に重なる部位）に形成しており、それぞれ、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂに積層している。
In particular, in the present embodiment, the second film pattern forming step is performed by applying the
これにより、層１の表面の平坦性をより優れたものとすることができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。特に、製造される三次元造形物１０の表面性状をより好適に制御することができる。
Thereby, the flatness of the surface of the
第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’の供給（吐出）は、例えば、インクジェット装置、各種ディスペンサー等の各種吐出装置等を用いて行うことができるが、ディスペンサーを用いて行うのが好ましい。
The supply (discharge) of the
これにより、より粘度が大きい組成物であっても好適に吐出することができる。また、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
Thereby, even a composition having a higher viscosity can be suitably discharged. Moreover, the productivity of the three-
本工程では、第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’を、それぞれ複数の液滴として吐出するのが好ましい。
In this step, it is preferable that each of the
これにより、例えば、微細な構造を有する三次元造形物１０の製造にもより好適に対応することができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, for example, it is possible to more suitably cope with the production of the three-
本工程で第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’を複数の液滴として吐出する場合、吐出される液滴の１滴あたりの体積は、１ｐＬ以上５００ｐＬ以下であるのが好ましく、２ｐＬ以上３００ｐＬ以下であるのがより好ましい。
In the case where the
これにより、例えば、微細な構造を有する三次元造形物１０の製造にもより好適に対応することができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
Thereby, for example, it is possible to more suitably cope with the production of the three-
本工程では、第２の組成物１２Ａ’として、複数種の組成物を用いてもよい。
これにより、例えば、三次元造形物１０の各部位に求められる特性に応じて、材料を組み合わせることができ、三次元造形物１０全体としての特性（外観、機能性（例えば、弾性、靱性、耐熱性、耐腐食性等）等を含む）をより優れたものとすることができる。
また、本工程では、第２の組成物１２Ｂ’として、複数種の組成物を用いてもよい。
In this step, a plurality of types of compositions may be used as the
Thereby, for example, materials can be combined according to characteristics required for each part of the three-
In this step, a plurality of types of compositions may be used as the
第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’については、後に詳述する。
第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’の粘度は、第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’の粘度よりも低いものであればよいが、温度：２０℃、せん断速度：１０［ｓ−１］という条件でレオメーターを用いて測定される第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’の粘度は、１０ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましく、２０ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下であるのがより好ましい。
The
The viscosity of the
これにより、例えば、第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’の吐出安定性をより優れたものとすることができるとともに、レベリング効果がより顕著に発揮される。その結果、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができるとともに、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, for example, the ejection stability of the
また、温度：２０℃、せん断速度：１０［ｓ−１］という条件でレオメーターを用いて測定される第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’の粘度をη１［Ｐａ・ｓ］、温度：２０℃、せん断速度：１０［ｓ−１］という条件でレオメーターを用いて測定される第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’の粘度をη２［Ｐａ・ｓ］としたとき、６５００≦η１−η２≦１４５００の関係を満足するのが好ましく、７５００≦η１−η２≦９９００の関係を満足するのがより好ましい。
The viscosity of the
これにより、第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’と第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’とを組み合わせて用いることによる効果がより顕著に発揮され、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, the effect by using combining
≪溶剤除去工程（第２の溶剤除去工程）≫
第２の膜パターン形成工程の後、第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’を用いて形成された第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂに対して、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂ中に含まれる溶剤を除去する溶剤除去工程（第２の溶剤除去工程）を有している。
≪Solvent removal process (second solvent removal process) ≫
After the second film pattern forming step, the
これにより、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂの形状の安定性が増し、これらの表面に新たな層１を形成する場合や、後の工程を行う際に、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂに不本意な変形を生じることを防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度を優れたものとすることができる。なお、第１の溶剤除去工程後に第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂ中に溶剤の一部が残存している場合、本工程で、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂ中に含まれる溶剤とともに、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂ中に含まれる溶剤も除去することができる。
As a result, the stability of the shape of the
第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂからの溶媒の除去は、いかなる方法で行ってもよいが、加熱処理により好適に行うことができる。
The removal of the solvent from the
この場合、加熱温度は、特に限定されないが、溶剤の沸点をＴｂｐとしたとき、（Ｔｂｐ−４０）℃以上（Ｔｂｐ＋２０）℃以下であるのが好ましく、（Ｔｂｐ−３０）℃以上（Ｔｂｐ＋１０）℃以下であるのがより好ましい。 In this case, the heating temperature is not particularly limited, but when the boiling point of the solvent is Tbp, it is preferably (Tbp-40) ° C. or higher and (Tbp + 20) ° C. or lower, (Tbp-30) ° C. or higher (Tbp + 10) ° C. The following is more preferable.
これにより、溶剤の除去を効率よく行うことができ三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができるとともに、溶剤の突沸等による第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂの不本意な変形をより確実に効果的に防止することができる。
Thereby, the removal of the solvent can be efficiently performed, the productivity of the three-
なお、図６、図１２中の矢印Ａは、加熱用のエネルギー線（赤外線等）を示す。
また、本工程においては、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂ中から溶剤を完全に除去しなくてもよく、本工程の終了時に溶剤の一部が第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂ中に残存していてもよい。
In addition, the arrow A in FIG. 6, FIG. 12 shows the energy ray for heating (infrared rays etc.).
In this step, it is not necessary to completely remove the solvent from the
本工程での溶剤除去率、すなわち、第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’中に含まれていた溶剤のうち本工程で除去されるものの割合は、５０質量％以上であるのが好ましく、８０質量％以上であるのがより好ましく、９０質量％以上であるのがさらに好ましい。
The solvent removal rate in this step, that is, the proportion of the solvent removed in this step among the solvents contained in the
これにより、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂの形状の安定性がより優れたものとなり、三次元造形物１０の製造過程における不本意な変形をより確実に防止することができる。
Thereby, the stability of the shape of the
溶剤が除去された状態での第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂの厚さは、２μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、４μｍ以上５０μｍ以下であるのがより好ましい。
The thickness of the
これにより、三次元造形物１０の生産性を優れたものとしつつ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, while making the productivity of the three-
三次元造形物１０の製造においては、所定回数だけ、前述した第１の膜パターン形成工程を含む一連の工程を行い、複数の層１が積層された積層体５０を得る。
In the manufacture of the three-
すなわち、すでに形成された層１上に新たな層１を形成すべきか否かを判断し、形成すべき層１がある場合には新たな層１を形成し、形成すべき層１がない場合には積層体５０に対して後に詳述する工程（脱脂工程、焼結工程）を行う。
That is, it is determined whether or not a
特に、本実施形態では、第１の膜パターン形成工程と第２の膜パターン形成工程とを含む一連の工程を繰り返し行う。
これにより、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
In particular, in the present embodiment, a series of processes including a first film pattern forming process and a second film pattern forming process are repeated.
Thereby, the dimensional accuracy of the three-
また、本実施形態では、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂを、少なくとも、層１の積層方向における積層体５０の最表層（最上層）に形成している。
In the present embodiment, the
これにより、三次元造形物１０の寸法精度をより好適に優れたものとすることができる。特に、製造される三次元造形物１０の表面性状をより好適に制御することができる。
Thereby, the dimensional accuracy of the three-
≪脱脂工程≫
組成物１’がバインダーを含むものである場合、上記のようにして得られた積層体５０に対して、脱脂処理を施し、脱脂体７０を得てもよい。
≪Degreasing process≫
When the
これにより、後に詳述する接合工程での粒子の接合を好適に進行させることができ、最終的に得られる三次元造形物１０の信頼性をより優れたものとすることができる。
Thereby, joining of the particle | grains by the joining process explained in full detail behind can be advanced suitably, and the reliability of the three-
なお、脱脂体とは、所定の形状に成形された成形体（積層体５０）に対し、バインダーを除去するための処理（脱脂処理）を施すことにより得られた物のことをいう。なお、脱脂処理では、成形体（積層体５０）中に含まれるバインダーのうちの少なくとも一部を除去すればよく、脱脂体には、バインダーの一部が残存していてもよい。 In addition, a degreased body means the thing obtained by giving the process (degreasing process) for removing a binder with respect to the molded object (laminated body 50) shape | molded by the predetermined | prescribed shape. In the degreasing treatment, at least a part of the binder contained in the molded body (laminated body 50) may be removed, and a part of the binder may remain in the degreased body.
脱脂処理は、積層体５０中に含まれるバインダーを除去する方法であればいかなる方法で行ってもよいが、酸素、硝酸ガス等の酸化性雰囲気の他、非酸化性雰囲気中、例えば真空または減圧状態下（例えば１．３３×１０−４Ｐａ以上１３．３Ｐａ以下）、または、窒素ガス、アルゴンガス等のガス中で、熱処理を行うことによりなされる。
The degreasing treatment may be performed by any method as long as it is a method for removing the binder contained in the
また、脱脂工程（熱処理）における処理温度は、特に限定されないが、１００℃以上７５０℃以下であるのが好ましく、１５０℃以上７００℃以下であるのがより好ましい。 The treatment temperature in the degreasing step (heat treatment) is not particularly limited, but is preferably 100 ° C. or higher and 750 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or higher and 700 ° C. or lower.
これにより、脱脂工程における積層体５０、脱脂体７０の不本意な変形をより確実に防止することができ、脱脂処理をより効率よく進行させることができる。その結果、より優れた寸法精度の三次元造形物１０をより優れた生産性で製造することができる。
Thereby, the unintentional deformation | transformation of the
また、脱脂工程（熱処理）における処理時間（熱処理時間）は、０．５時間以上２０時間以下であるのが好ましく、１時間以上１０時間以下であるのがより好ましい。 The treatment time (heat treatment time) in the degreasing step (heat treatment) is preferably 0.5 hours or more and 20 hours or less, and more preferably 1 hour or more and 10 hours or less.
これにより、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。また、脱脂体７０におけるバインダーの残存率を十分に低いものとすることができ、最終的に得られる三次元造形物１０の信頼性をより優れたものとすることができる。
Thereby, the productivity of the three-
また、このような熱処理による脱脂は、種々の目的（例えば、脱脂時間の短縮等の目的）で、複数の工程（段階）に分けて行ってもよい。この場合、例えば、前半を低温で、後半を高温で脱脂するような方法や、低温と高温を繰り返し行う方法等が挙げられる。 Further, degreasing by such heat treatment may be performed in a plurality of steps (stages) for various purposes (for example, for shortening the degreasing time). In this case, for example, a method in which the first half is degreased at a low temperature and the second half at a high temperature, a method in which low temperature and high temperature are repeated, and the like can be mentioned.
≪サポート材除去工程≫
その後、サポート材５を除去する。これにより、脱脂体７０が取り出される。
≪Support material removal process≫
Thereafter, the
本工程の具体的な方法としては、例えば、刷毛等でサポート材５を払い除ける方法、サポート材５を吸引により除去する方法、空気等の気体を吹き付ける方法、水等の液体を付与する方法（例えば、液体中に前記のようにして得られたサポート材５と脱脂体７０との複合物を浸漬する方法、液体を吹き付ける方法等）、超音波振動等の振動を付与する方法等が挙げられる。また、これらから選択される２種以上の方法を組み合わせて行うことができる。
Specific methods of this step include, for example, a method of removing the
また、サポート材５は、例えば、サポート材５の少なくとも一部を溶解する液体を用いることにより除去されるものであってもよいし、化学反応により分解されることにより除去されるものであってもよい。
Further, the
≪接合工程（焼結工程）≫
その後、複数の層１を備える積層体（脱脂体７０）に対し、粒子同士を接合するための接合処理（焼結処理）を施す。
≪Joining process (sintering process) ≫
Then, the joining process (sintering process) for joining particle | grains is performed with respect to the laminated body (degreasing body 70) provided with the some
これにより、積層体（脱脂体７０）中に含まれる粒子同士が接合（焼結）されて接合部２が形成され、焼結体としての三次元造形物１０が得られる。
Thereby, the particles contained in the laminated body (degreasing body 70) are joined (sintered) to form the
このように接合部２が形成されることにより、三次元造形物１０の実体部（接合部２）は、粒子同士が強固に接合して構成されたものとなり、三次元造形物１０の機械的強度等を優れたものとすることができる。
By forming the
特に、本実施形態では、複数の層１を有し、かつ、脱脂処理が施された積層体としての脱脂体７０について、接合処理を施す。
In particular, in this embodiment, the bonding process is performed on the degreased
これにより、バインダーの分解物が三次元造形物１０中に不本意に残存したり、粒子間の接合強度が低下することをより効果的に防止することができる。また、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, it can prevent more effectively that the decomposition product of a binder unintentionally remains in the three-
接合工程は、通常、加熱処理により行う。
接合工程での加熱は、粒子の構成材料の融点以上の温度で行うのが好ましい。
これにより、粒子の接合をより効率よく行うことができる。
The joining process is usually performed by heat treatment.
The heating in the joining step is preferably performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the constituent material of the particles.
Thereby, joining of particle | grains can be performed more efficiently.
焼結工程での加熱処理は、通常、脱脂工程での加熱処理よりも高い温度で行う。
粒子の構成材料の融点をＴｍ［℃］としたとき、接合工程での加熱温度は、（Ｔｍ＋１）℃以上（Ｔｍ＋８０）℃以下であるのが好ましく、（Ｔｍ＋５）℃以上（Ｔｍ＋６０）℃以下であるのがより好ましい。
The heat treatment in the sintering step is usually performed at a higher temperature than the heat treatment in the degreasing step.
When the melting point of the constituent material of the particles is Tm [° C.], the heating temperature in the bonding step is preferably (Tm + 1) ° C. or more and (Tm + 80) ° C. or less, and (Tm + 5) ° C. or more and (Tm + 60) ° C. or less. More preferably.
これにより、より短時間の加熱処理でより効率よく粒子の接合を行うことができる。また、接合工程時における積層体としての脱脂体７０の不本意な変形をより効果的に防止することができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
As a result, the particles can be more efficiently joined by a shorter heat treatment. Moreover, the unintentional deformation | transformation of the degreased
なお、粒子が複数の成分を含むものである場合には、前記融点としては、最も含有率の高い成分の融点を採用することができる。 In addition, when particle | grains contain a several component, melting | fusing point of a component with the highest content rate is employable as said melting | fusing point.
接合工程での加熱時間は、特に限定されないが、３０秒以上６０分以下であるのが好ましく、１分以上３０分以下であるのがより好ましい。 The heating time in the joining step is not particularly limited, but is preferably 30 seconds or longer and 60 minutes or shorter, and more preferably 1 minute or longer and 30 minutes or shorter.
これにより、粒子同士の接合を十分に進行させつつ本工程における不本意な変形をより効果的に防止することができ、三次元造形物１０の機械的強度、寸法精度をより高いレベルで両立することができる。また、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
As a result, unintentional deformation in this step can be more effectively prevented while sufficiently joining the particles to each other, and the mechanical strength and dimensional accuracy of the three-
また、焼結処理時の雰囲気は、特に限定されないが、非酸化性雰囲気、例えば真空または減圧状態下（例えば１．３３×１０−４Ｐａ以上１３３Ｐａ以下）、または、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスとすることができる。 Further, the atmosphere during the sintering treatment is not particularly limited, but a non-oxidizing atmosphere, for example, in a vacuum or under reduced pressure (for example, 1.33 × 10 −4 Pa to 133 Pa), or nitrogen gas, argon gas, or the like It can be an inert gas.
また、接合工程は、２段階またはそれ以上に分けて行ってもよい。これにより、焼結の効率が向上し、より短い処理時間で焼結（焼成）を行うことができる。 Further, the joining process may be performed in two stages or more. Thereby, the efficiency of sintering can be improved and sintering (firing) can be performed in a shorter processing time.
また、接合工程は、前述の脱脂工程と連続して行ってもよい。
これにより、脱脂工程は、焼結前工程を兼ねることができ、脱脂体７０に予熱を与えて、脱脂体７０をより確実に焼結させることができる。
Moreover, you may perform a joining process continuously with the above-mentioned degreasing process.
Thereby, a degreasing process can serve as a pre-sintering process, can preheat the degreased
また、このような接合工程は、種々の目的（例えば、焼成時間の短縮等の目的）で、複数の工程（段階）に分けて行ってもよい。この場合、例えば、前半を低温で、後半を高温で焼成するような方法や、低温と高温を繰り返し行う方法等が挙げられる。 Moreover, you may perform such a joining process in a several process (stage) for various purposes (for example, objectives, such as shortening of baking time). In this case, for example, a method in which the first half is fired at a low temperature and the second half is fired at a high temperature, a method in which a low temperature and a high temperature are repeated, and the like can be mentioned.
前述したような本発明の製造方法によれば、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる。 According to the manufacturing method of the present invention as described above, a three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy can be efficiently manufactured.
前述したような三次元造形物の製造方法をフローチャートにまとめると、図１７のようになる。 The manufacturing method of the three-dimensional structure as described above is summarized in a flowchart as shown in FIG.
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の三次元造形物の製造方法について説明する。
[Second Embodiment]
Next, the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the second embodiment will be described.
図１８〜図３１は、本発明の第２実施形態の三次元造形物の製造方法の工程を模式的に示す縦断面図である。また、図３２は、本発明の第２実施形態の三次元造形物の製造方法を示すフローチャートである。以下の説明では、前述した実施形態との相違点について中心的に説明し、同様の事項についての説明は省略する。 18 to 31 are longitudinal sectional views schematically showing the steps of the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the second embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 32 is a flowchart which shows the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the second embodiment of the present invention. In the following description, differences from the above-described embodiment will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.
本実施形態の三次元造形物１０の製造方法は、第１の膜パターン形成工程と、第２の膜パターン形成工程との間に、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂ中に含まれる溶剤を除去する溶剤除去工程（第１の溶剤除去工程）を有していない。言い換えると、溶剤が除去されていない状態の第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂに対し、第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’を付与する。さらに言い換えると、本実施形態では、第２の膜パターン形成工程後の溶剤除去工程により、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂと第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂとを接触させた後に、第２の組成物１２Ａ’、１２Ｂ’中に含まれる溶剤とともに第１の組成物１１Ａ’、１１Ｂ’中に含まれる溶剤を除去する。
The manufacturing method of the three-
これにより、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。また、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂと、それに接触して設けられる第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂとの密着性をより優れたものとすることができ、三次元造形物１０の製造時における積層体５０の不本意な変形をより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の生産の歩留まりをより優れたものとすることができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, the productivity of the three-
なお、第１の膜パターン形成工程と第２の膜パターン形成工程との間の溶剤除去工程（第１の溶剤除去工程）を省略した場合であっても、第２の膜パターン形成工程後の溶剤除去工程を行うことにより、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂ中に含まれる溶剤だけでなく、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂ中に含まれる溶剤も十分に除去することができる。
Even if the solvent removal step (first solvent removal step) between the first film pattern forming step and the second film pattern forming step is omitted, the step after the second film pattern forming step is performed. By performing the solvent removal step, not only the solvent contained in the
前述したような三次元造形物の製造方法をフローチャートにまとめると、図３２のようになる。 The manufacturing method of the three-dimensional structure as described above is summarized in a flowchart as shown in FIG.
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の三次元造形物の製造方法について説明する。
[Third Embodiment]
Next, the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the third embodiment will be described.
図３３〜図４８は、本発明の第３実施形態の三次元造形物の製造方法の工程を模式的に示す縦断面図である。以下の説明では、前述した実施形態との相違点について中心的に説明し、同様の事項についての説明は省略する。 FIGS. 33-48 is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the process of the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the third embodiment of the present invention. In the following description, differences from the above-described embodiment will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.
前述した実施形態では、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂと、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂとが、それぞれ、別個の層１を構成していた（第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂのみで独立した１つの層１を形成しており、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂのみで独立した１つの層１を形成していた）のに対し、本実施形態では、同一の層１内に、第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂと、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂとを形成している。
In the above-described embodiment, the
これにより、同一の層１内での厚みのばらつきの発生をより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, generation | occurrence | production of the dispersion | variation in the thickness in the
また、本実施形態では、同一の層１内において、第１の膜パターン１１Ａで取り囲まれた空間内に、第２の組成物１２Ａ’を付与し、第２の膜パターン１２Ａを形成している。
Further, in the present embodiment, in the
これにより、同一の層１内での厚みのばらつきの発生をさらに効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をさらに優れたものとすることができる。
Thereby, generation | occurrence | production of the dispersion | variation in the thickness within the
また、本実施形態では、同一の層１内において、第１の膜パターン１１Ｂで取り囲まれた空間内に、第２の組成物１２Ｂ’を付与し、第２の膜パターン１２Ｂを形成している。
Further, in the present embodiment, in the
これにより、同一の層１内での厚みのばらつきの発生をさらに効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をさらに優れたものとすることができる。
Thereby, generation | occurrence | production of the dispersion | variation in the thickness within the
《三次元造形物製造装置》
次に、前述した本発明の三次元造形物の製造方法を好適に実行することができる三次元造形物製造装置について説明する。
《Three-dimensional structure manufacturing device》
Next, a three-dimensional structure manufacturing apparatus that can suitably execute the above-described method for manufacturing a three-dimensional structure of the present invention will be described.
図４９は、三次元造形物製造装置の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。
図示のように、三次元造形物製造装置Ｍ１００は、制御部Ｍ１と、第１の組成物１１Ａ’を供給する組成物供給手段としてのディスペンサー（第１のディスペンサー）Ｍ２１と、第２の組成物１２Ａ’を供給する組成物供給手段としてのディスペンサー（第２のディスペンサー）Ｍ２２と、第１の組成物１１Ｂ’を供給する組成物供給手段としてのディスペンサー（第１のディスペンサー）Ｍ３１と、第２の組成物１２Ｂ’を供給する組成物供給手段としてのディスペンサー（第２のディスペンサー）Ｍ３２と、組成物１’を用いて形成された膜パターン（層１）を加熱する加熱手段Ｍ５とを備えている。
FIG. 49 is a cross-sectional view schematically showing a preferred embodiment of a three-dimensional structure manufacturing apparatus.
As shown in the figure, the three-dimensional structure manufacturing apparatus M100 includes a control unit M1, a dispenser (first dispenser) M21 as a composition supply unit that supplies the
組成物１’の供給（吐出）を、ディスペンサー（ディスペンサーＭ２１、Ｍ２２、Ｍ３１、Ｍ３２）を用いて行うことにより、例えば、インクジェット法等で組成物を吐出する場合に比べて、三次元造形物１０の生産性を特に優れたものとすることができる。また、比較的高い粘度の組成物であっても好適に吐出することができ、材料選択の幅が広がる。
By supplying (discharging) the
制御部Ｍ１は、コンピューターＭ１１と、駆動制御部Ｍ１２とを有している。
コンピューターＭ１１は、内部にＣＰＵやメモリ等を備えて構成される一般的な卓上型コンピューター等である。コンピューターＭ１１は、三次元造形物１０の形状をモデルデータとしてデータ化し、それを平行な幾層もの薄い断面体にスライスして得られる断面データ（スライスデータ）を駆動制御部Ｍ１２に対して出力する。
The control unit M1 includes a computer M11 and a drive control unit M12.
The computer M11 is a general desktop computer configured with a CPU, a memory, and the like inside. The computer M11 converts the shape of the three-
駆動制御部Ｍ１２は、ディスペンサーＭ２１、Ｍ２２、Ｍ３１、Ｍ３２、層形成部Ｍ４等をそれぞれに駆動する制御手段として機能する。具体的には、例えば、ディスペンサーＭ２１による第１の組成物１１Ａ’の吐出パターンや吐出量、ディスペンサーＭ２２による第２の組成物１２Ａ’の吐出パターンや吐出量、ディスペンサーＭ３１による第１の組成物１１Ｂ’の吐出パターンや吐出量、ディスペンサーＭ３２による第２の組成物１２Ｂ’の吐出パターンや吐出量、ステージ（昇降ステージ）Ｍ４１の下降量、加熱手段Ｍ５による加熱の入切、加熱手段Ｍ５による加熱温度等を制御する。
The drive control unit M12 functions as a control unit that drives the dispensers M21, M22, M31, M32, the layer forming unit M4, and the like. Specifically, for example, the discharge pattern and discharge amount of the
層形成部Ｍ４は、組成物１’が供給され、組成物１’で構成された層１を支持するステージ（昇降ステージ）Ｍ４１と、昇降ステージＭ４１を取り囲む枠体Ｍ４５とを有している。
The layer forming unit M4 is supplied with the composition 1 'and includes a stage (elevating stage) M41 that supports the
昇降ステージＭ４１は、先に形成された層１の上に、新たな層１を形成するのに際して、駆動制御部Ｍ１２からの指令により所定量だけ順次下降する。
When forming the
ステージＭ４１は、表面（より詳しくは、組成物１’が付与される部位）が平坦なものである。これにより、厚みの均一性の高い層１を容易かつ確実に形成することができる。
The stage M41 has a flat surface (more specifically, a portion to which the composition 1 'is applied). Thereby, the
ステージＭ４１は、高強度の材料で構成されたものであるのが好ましい。ステージＭ４１の構成材料としては、例えば、ステンレス鋼等の各種金属材料等が挙げられる。 Stage M41 is preferably made of a high-strength material. Examples of the constituent material of the stage M41 include various metal materials such as stainless steel.
また、ステージＭ４１の表面には、表面処理が施されていてもよい。これにより、例えば、組成物１’の構成材料がステージＭ４１に強固に付着してしまうことをより効果的に防止したり、ステージＭ４１の耐久性を特に優れたものとし、三次元造形物１０のより長期間にわたる安定的な生産を図ったりすることができる。ステージＭ４１の表面の表面処理に用いられる材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。
Further, the surface of the stage M41 may be subjected to surface treatment. Thereby, for example, the constituent material of the
ディスペンサーＭ２１は、駆動制御部Ｍ１２からの指令により移動し、第１の組成物１１Ａ’をステージＭ４１上の所望の部位に所定のパターンで吐出するように構成されている。
The dispenser M21 is configured to move in accordance with a command from the drive control unit M12 and to discharge the
ディスペンサーＭ２１は、第１の組成物１１Ａ’を液滴として吐出するものであるのが好ましい。これにより、微細なパターンで第１の組成物１１Ａ’を付与することができ、微細な構造を有する三次元造形物１０であっても、特に高い寸法精度、特に高い生産性で製造することができる。
The dispenser M21 preferably discharges the
ディスペンサーＭ２１は、駆動制御部Ｍ１２からの指令により、第１の組成物１１Ａ’の付与パターン（第１の膜パターン１１Ａの形状）、量等が制御されている。ディスペンサーＭ２１による第１の組成物１１Ａ’の吐出パターン、吐出量等は、スライスデータに基づいて決定される。これにより、三次元造形物１０の寸法精度等を確実に優れたものとすることができる。
In the dispenser M21, the application pattern (the shape of the
ディスペンサーＭ２１は、１つの吐出部（ノズル）を備えるものである。
ディスペンサーＭ２１の吐出部の大きさ（ノズル径）は、特に限定されないが、１０μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましい。
The dispenser M21 includes one discharge unit (nozzle).
Although the magnitude | size (nozzle diameter) of the discharge part of dispenser M21 is not specifically limited, It is preferable that they are 10 micrometers or more and 100 micrometers or less.
これにより、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
Thereby, while making the dimensional accuracy of the three-
ディスペンサーＭ２２は、駆動制御部Ｍ１２からの指令により移動し、第２の組成物１２Ａ’をステージＭ４１上の所望の部位に所定のパターンで吐出するように構成されている。
The dispenser M22 is configured to move in response to a command from the drive control unit M12 and to discharge the
ディスペンサーＭ２２は、第２の組成物１２Ａ’を液滴として吐出するものであるのが好ましい。これにより、微細なパターンで第２の組成物１２Ａ’を付与することができ、微細な構造を有する三次元造形物１０であっても、特に高い寸法精度、特に高い生産性で製造することができる。
The dispenser M22 preferably discharges the
ディスペンサーＭ２２は、駆動制御部Ｍ１２からの指令により、第２の組成物１２Ａ’の付与パターン（第２の膜パターン１２Ａの形状）、量等が制御されている。ディスペンサーＭ２２による第２の組成物１２Ａ’の吐出パターン、吐出量等は、スライスデータに基づいて決定される。これにより、三次元造形物１０の寸法精度等を確実に優れたものとすることができる。
In the dispenser M22, the application pattern (the shape of the
ディスペンサーＭ２２は、１つの吐出部（ノズル）を備えるものである。
ディスペンサーＭ２２の吐出部の大きさ（ノズル径）は、特に限定されないが、１０μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましい。
The dispenser M22 includes one discharge unit (nozzle).
The size (nozzle diameter) of the discharge part of the dispenser M22 is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more and 100 μm or less.
これにより、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
Thereby, while making the dimensional accuracy of the three-
ディスペンサーＭ３１は、駆動制御部Ｍ１２からの指令により移動し、第１の組成物１１Ｂ’をステージＭ４１上の所望の部位に所定のパターンで吐出するように構成されている。
The dispenser M31 is configured to move in accordance with a command from the drive control unit M12 and to discharge the
ディスペンサーＭ３１は、第１の組成物１１Ｂ’を液滴として吐出するものであるのが好ましい。これにより、微細なパターンで第１の組成物１１Ｂ’を付与することができ、微細な構造を有する三次元造形物１０であっても、特に高い寸法精度、特に高い生産性で製造することができる。
The dispenser M31 preferably discharges the
ディスペンサーＭ３１は、駆動制御部Ｍ１２からの指令により、第１の組成物１１Ｂ’の付与パターン（第１の膜パターン１１Ｂの形状）、量等が制御されている。ディスペンサーＭ３１による第１の組成物１１Ｂ’の吐出パターン、吐出量等は、スライスデータに基づいて決定される。これにより、三次元造形物１０の寸法精度等を確実に優れたものとすることができる。
In the dispenser M31, the application pattern (the shape of the
ディスペンサーＭ３１は、１つの吐出部（ノズル）を備えるものである。
ディスペンサーＭ３１の吐出部の大きさ（ノズル径）は、特に限定されないが、１０μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましい。
The dispenser M31 includes one discharge unit (nozzle).
Although the magnitude | size (nozzle diameter) of the discharge part of dispenser M31 is not specifically limited, It is preferable that they are 10 micrometers or more and 100 micrometers or less.
これにより、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
Thereby, while making the dimensional accuracy of the three-
ディスペンサーＭ３２は、駆動制御部Ｍ１２からの指令により移動し、第２の組成物１２Ｂ’をステージＭ４１上の所望の部位に所定のパターンで吐出するように構成されている。
The dispenser M32 is configured to move in accordance with a command from the drive control unit M12 and to discharge the
ディスペンサーＭ３２は、第２の組成物１２Ｂ’を液滴として吐出するものであるのが好ましい。これにより、微細なパターンで第２の組成物１２Ｂ’を付与することができ、微細な構造を有する三次元造形物１０であっても、特に高い寸法精度、特に高い生産性で製造することができる。
The dispenser M32 preferably discharges the
ディスペンサーＭ３２は、駆動制御部Ｍ１２からの指令により、第２の組成物１２Ｂ’の付与パターン（第２の膜パターン１２Ｂの形状）、量等が制御されている。ディスペンサーＭ３２による第２の組成物１２Ｂ’の吐出パターン、吐出量等は、スライスデータに基づいて決定される。これにより、三次元造形物１０の寸法精度等を確実に優れたものとすることができる。
In the dispenser M32, the application pattern (the shape of the
ディスペンサーＭ３２は、１つの吐出部（ノズル）を備えるものである。
ディスペンサーＭ３２の吐出部の大きさ（ノズル径）は、特に限定されないが、１０μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましい。
The dispenser M32 includes one discharge unit (nozzle).
Although the magnitude | size (nozzle diameter) of the discharge part of dispenser M32 is not specifically limited, It is preferable that they are 10 micrometers or more and 100 micrometers or less.
これにより、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
Thereby, while making the dimensional accuracy of the three-
加熱手段Ｍ５は、組成物１’を用いて形成された膜パターン（第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂ、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂ）を加熱する機能を有する。
The heating means M5 has a function of heating the film patterns (
このような加熱手段（溶剤除去手段）Ｍ５を備えることにより、膜パターン（第１の膜パターン１１Ａ、１１Ｂ、第２の膜パターン１２Ａ、１２Ｂ）から、溶剤を好適に除去することができる。
By providing such heating means (solvent removing means) M5, the solvent can be suitably removed from the film patterns (
上記のような構成により、複数の層１を積層して、積層体５０を得ることができる。
得られた積層体５０に対して、脱脂処理、接合処理（焼結処理）を施すことにより、三次元造形物１０を得ることができる。
With the configuration as described above, the
The three-
脱脂処理、焼結処理は、三次元造形物製造装置Ｍ１００とは異なる装置等を用いて行ってもよい。また、三次元造形物製造装置Ｍ１００が、図示しない脱脂処理を行う脱脂手段、焼結処理を行う焼結手段（焼成手段）を備えるものである場合には、当該処理を三次元造形物製造装置Ｍ１００により行ってもよい。 The degreasing process and the sintering process may be performed using an apparatus different from the three-dimensional structure manufacturing apparatus M100. In addition, when the three-dimensional structure manufacturing apparatus M100 includes a degreasing means for performing a degreasing process (not shown) and a sintering means (sintering means) for performing a sintering process, the processing is performed on the three-dimensional structure manufacturing apparatus. You may carry out by M100.
前述したような三次元造形物製造装置Ｍ１００を用いることにより、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる。 By using the three-dimensional structure manufacturing apparatus M100 as described above, a three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy can be efficiently manufactured.
《第１の組成物》
次に、三次元造形物１０の製造に用いる第１の組成物（第１の実体部形成用組成物）１１Ａ’、第１の組成物（第１のサポート材形成用組成物）１１Ｂ’について説明する。
<< First composition >>
Next, about the 1st composition (the 1st composition for body part formation) 11A 'and 1st composition (the 1st composition for support material formation) 11B' used for manufacture of three-
［第１の実体部形成用組成物（第１の組成物１１Ａ’）］
第１の組成物（第１の実体部形成用組成物）１１Ａ’は、複数個の粒子と溶剤とを含むものであり、三次元造形物１０の実体部の形成（第１の膜パターン１１Ａの形成）に用いる組成物である。
以下、第１の組成物１１Ａ’の構成成分について説明する。
[First Composition for Forming a Real Part (
The first composition (first entity-forming composition) 11A ′ contains a plurality of particles and a solvent, and forms the entity part of the three-dimensional structure 10 (
Hereinafter, the components of the
（粒子）
第１の組成物１１Ａ’は、粒子を複数個含むものである。
(particle)
The
第１の組成物１１Ａ’が、粒子を含むものであることにより、三次元造形物１０の構成材料の選択の幅を広いものとすることができ、所望の物性、質感等を有する三次元造形物１０を好適に得ることができる。例えば、溶媒に溶解した材料を用いて三次元造形物を製造する場合、使用することのできる材料に制限があるが、粒子を含む第１の組成物１１Ａ’を用いることによりこのような制限を解消することができる。
Since the
第１の組成物１１Ａ’に含まれる粒子の構成材料としては、例えば、金属材料、金属化合物（セラミックス等）、樹脂材料、顔料等が挙げられる。
Examples of the constituent material of the particles contained in the
第１の組成物１１Ａ’は、金属材料、セラミックス材料のうち少なくとも一方を含む材料で構成された粒子を含むものであるのが好ましい。
The
これにより、例えば、三次元造形物１０の質感（高級感）、機械的強度、耐久性等をより優れたものとすることができる。
Thereby, for example, the texture (high-class feeling), mechanical strength, durability, and the like of the three-
特に、粒子が金属材料を含む材料で構成されたものであると、三次元造形物１０の高級感、重量感、機械的強度、靱性等を特に優れたものとすることができる。また、粒子の接合のためのエネルギーを付与した後の放熱が効率よく進行するため、三次元造形物１０の生産性を特に優れたものとすることができる。
In particular, when the particles are made of a material containing a metal material, the three-
粒子を構成する金属材料としては、例えば、マグネシウム、鉄、銅、コバルト、チタン、クロム、ニッケルやこれらのうち少なくとも１種を含む合金（例えば、マルエージング鋼、ステンレス鋼、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル基調合金、アルミニウム合金等）等が挙げられる。 Examples of the metal material constituting the particles include magnesium, iron, copper, cobalt, titanium, chromium, nickel and alloys containing at least one of these (for example, maraging steel, stainless steel, cobalt chromium molybdenum, titanium alloy). , Nickel based alloys, aluminum alloys, etc.).
粒子を構成する金属化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコン、酸化錫、酸化マグネシウム、チタン酸カリウム等の各種金属酸化物；水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等の各種金属水酸化物；窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミニウム等の各種金属窒化物；炭化珪素、炭化チタン等の各種金属炭化物；硫化亜鉛等の各種金属硫化物；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の各種金属の炭酸塩；硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の各種金属の硫酸塩；ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等の各種金属のケイ酸塩；リン酸カルシウム等の各種金属のリン酸塩；ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウム等の各種金属のホウ酸塩や、これらの複合化物等が挙げられる。 Examples of the metal compound constituting the particles include various metal oxides such as silica, alumina, titanium oxide, zinc oxide, zircon oxide, tin oxide, magnesium oxide, potassium titanate; magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, hydroxide Various metal hydroxides such as calcium; various metal nitrides such as silicon nitride, titanium nitride, and aluminum nitride; various metal carbides such as silicon carbide and titanium carbide; various metal sulfides such as zinc sulfide; calcium carbonate, magnesium carbonate, etc. Carbonates of various metals such as: sulfates of various metals such as calcium sulfate and magnesium sulfate; silicates of various metals such as calcium silicate and magnesium silicate; phosphates of various metals such as calcium phosphate; aluminum borate; Examples thereof include borate salts of various metals such as magnesium borate and composites thereof.
粒子を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリエーテルニトリル、ポリアミド（ナイロン等）、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、液晶ポリマー、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等が挙げられる。 Examples of the resin material constituting the particles include polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polypropylene, polystyrene, syndiotactic polystyrene, polyacetal, modified polyphenylene ether, polyether ether ketone, polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer ( ABS resin), polyether nitrile, polyamide (nylon, etc.), polyarylate, polyamideimide, polyetherimide, polyimide, liquid crystal polymer, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, fluororesin and the like.
粒子の形状は、特に限定されず、球状、紡錘形状、針状、筒状、鱗片状等、いかなる形状であってもよく、また、不定形のものであってもよいが、球状をなすものであるのが好ましい。 The shape of the particles is not particularly limited, and may be any shape such as spherical shape, spindle shape, needle shape, cylindrical shape, scale shape, etc. Is preferred.
粒子の平均粒径は、特に限定されないが、０．１μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましく、０．２μｍ以上１０μｍ以下であるのがより好ましい。 The average particle diameter of the particles is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 20 μm or less, and more preferably 0.2 μm or more and 10 μm or less.
これにより、第１の組成物１１Ａ’の流動性をより好適なものとすることができ、第１の膜パターン形成工程をより円滑に行うことができるとともに、接合工程での粒子の接合をより好適に行うことができる。また、例えば、層１中に含まれる溶剤やバインダー等の除去等を効率よく除去することができ、不本意に粒子以外の構成材料が最終的な三次元造形物１０中に残存することをより効果的に防止することができる。このようなことから、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の信頼性、機械的強度をより優れたものとすることができ、製造される三次元造形物１０における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, the fluidity of the
なお、本発明において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径を言い、例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で３分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器（ＣＯＵＬＴＥＲ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＩＮＳ製ＴＡ−ＩＩ型）にて、５０μｍのアパチャーを用いて測定することにより求めることができる。 In the present invention, the average particle diameter means a volume-based average particle diameter. For example, a dispersion obtained by adding a sample to methanol and dispersing for 3 minutes with an ultrasonic disperser (Coulter counter method particle size distribution analyzer ( It can be determined by measuring with a 50 μm aperture using COULTER ELECTRONICS INS TA-II type).
粒子のＤｍａｘは、０．２μｍ以上２５μｍ以下であるのが好ましく、０．４μｍ以上１５μｍ以下であるのがより好ましい。 The Dmax of the particles is preferably 0.2 μm or more and 25 μm or less, and more preferably 0.4 μm or more and 15 μm or less.
これにより、第１の組成物１１Ａ’の流動性をより好適なものとすることができ、第１の膜パターン形成工程をより円滑に行うことができるとともに、接合工程での粒子の接合をより好適に行うことができる。その結果、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の機械的強度をより優れたものとすることができ、製造される三次元造形物１０における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, the fluidity of the
第１の組成物１１Ａ’中における粒子の含有率は、５５質量％以上９９質量％以下であるのが好ましく、６０質量％以上９８質量％以下であるのがより好ましい。
The content ratio of the particles in the
これにより、第１の組成物１１Ａ’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, the amount of components removed in the manufacturing process of the three-
なお、粒子は、三次元造形物１０の製造過程（例えば、接合工程等）において、化学反応（例えば、酸化反応等）をする材料で構成されたものであり、第１の組成物１１Ａ’中に含まれる粒子の組成と、最終的な三次元造形物１０の構成材料とで、組成が異なっていてもよい。
また、第１の組成物１１Ａ’は、２種以上の粒子を含むものであってもよい。
The particles are composed of a material that undergoes a chemical reaction (for example, an oxidation reaction or the like) in the manufacturing process (for example, a bonding step or the like) of the three-
In addition, the
（溶剤）
第１の組成物１１Ａ’は、溶剤を含むものである。
(solvent)
The
溶剤を含むことにより、第１の組成物１１Ａ’中において粒子を好適に分散させることができ、ディスペンサーＭ２１による第１の組成物１１Ａ’の吐出を安定的に行うことができる。
By including the solvent, the particles can be suitably dispersed in the
溶剤は、第１の組成物１１Ａ’中において粒子を分散させる機能（分散媒としての機能）を有するものであれば、特に限定されないが、揮発性のものであるのが好ましい。
The solvent is not particularly limited as long as it has a function of dispersing particles (function as a dispersion medium) in the
揮発性の溶剤は、三次元造形物１０の製造過程において効率よく除去することができるため、最終的に得られる三次元造形物１０中に、不本意に残存することによる弊害の発生を効果的に防止することができる。
Since the volatile solvent can be efficiently removed in the manufacturing process of the three-
溶剤としては、例えば、水；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル等の酢酸エステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤；ピリジン、ピコリン、２，６−ルチジン等のピリジン系溶剤；テトラアルキルアンモニウムアセテート（例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等）等のイオン液体等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the solvent include water; (poly) alkylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether; ethyl acetate, n-propyl acetate, acetic acid acetates such as iso-propyl, n-butyl acetate and iso-butyl acetate; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, ethyl n-butyl ketone, diisopropyl ketone, acetylacetone Ketones such as ethanol; alcohols such as ethanol, propanol and butanol; sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide; pyridine, picoline, 2 6- pyridine solvents lutidine; tetraalkyl ammonium acetate (e.g., tetrabutylammonium acetate) ionic liquids, etc. and the like can be used alone or in combination of two or more selected from these.
第１の組成物１１Ａ’が金属材料で構成された粒子を含むものである場合、溶剤としては、非プロトン性溶剤を用いるのが好ましい。これにより、粒子の構成材料の不本意な酸化反応等を効果的に防止することができる。
When the
第１の組成物１１Ａ’中における溶剤の含有量は、０．５質量％以上４８質量％以下であるのが好ましく、１質量％以上４６質量％以下であるのがより好ましい。
The content of the solvent in the
これにより、第１の組成物１１Ａ’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, the amount of components removed in the manufacturing process of the three-
なお、溶剤としては、例えば、重合性のモノマー等のように、重合反応により固化し、揮発性を有さないものを用いてもよい。 As the solvent, for example, a solvent that is solidified by a polymerization reaction and does not have volatility, such as a polymerizable monomer, may be used.
（バインダー）
第１の組成物１１Ａ’は、粒子および溶剤に加え、さらに、溶剤が除去された層１（第１の膜パターン１１Ａ）中において粒子同士を仮結合する機能を有するバインダーを含むものであってもよい。
(binder)
The
これにより、例えば、第１の組成物１１Ａ’を用いて形成されたパターンの不本意な変形をより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物１０中における空隙率（空孔率）、三次元造形物１０の密度等の調整を好適に行うことができる。
Thereby, for example, the unintentional deformation of the pattern formed using the
バインダーとしては、脱脂工程に供される前の第１の組成物１１Ａ’（すなわち、第１の膜パターン１１Ａ）中において粒子を仮固定する機能を有するものであればよく、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂等の各種樹脂材料等を用いることができる。
Any binder may be used as long as it has a function of temporarily fixing the particles in the
硬化性樹脂を含む場合、第１の組成物１１Ａ’の吐出後であって接合工程よりも前のタイミングで、当該硬化性樹脂の硬化反応を行ってもよい。
When a curable resin is included, the curing reaction of the curable resin may be performed at a timing after discharging the
これにより、第１の組成物１１Ａ’を用いて形成されたパターンの不本意な変形をさらに効果的に防止することができ、三次元造形物１０の寸法精度をさらに優れたものとすることができる。
Thereby, the unintentional deformation | transformation of the pattern formed using
硬化性樹脂の硬化反応を進行させる硬化処理は、例えば、加熱や紫外線等のエネルギー線の照射により行うことができる。 The curing treatment for causing the curing reaction of the curable resin to proceed can be performed by, for example, heating or irradiation with energy rays such as ultraviolet rays.
硬化性樹脂としては、例えば、各種熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を好適に用いることができる。 As the curable resin, for example, various thermosetting resins and photocurable resins can be suitably used.
硬化性樹脂（重合性化合物）としては、例えば、各種モノマー、各種オリゴマー（ダイマー、トリマー等を含む）、プレポリマー等を用いることができるが、第１の組成物１１Ａ’は、硬化性樹脂（重合性化合物）として、少なくともモノマー成分を含むものであるのが好ましい。モノマーは、オリゴマー成分等に比べて、一般に、低粘度の成分であるため、硬化性樹脂（重合性化合物）の吐出安定性をより優れたものとする上で有利である。
As the curable resin (polymerizable compound), for example, various monomers, various oligomers (including dimers, trimers, etc.), prepolymers, and the like can be used, but the
硬化性樹脂（重合性化合物）としては、エネルギー線の照射により、重合開始剤から生じるラジカル種またはカチオン種等により、付加重合または開環重合が開始され、重合体を生じるものが好ましく使用される。付加重合の重合様式として、ラジカル、カチオン、アニオン、メタセシス、配位重合が挙げられる。また、開環重合の重合様式として、カチオン、アニオン、ラジカル、メタセシス、配位重合が挙げられる。 As the curable resin (polymerizable compound), a resin that generates a polymer by addition polymerization or ring-opening polymerization by radical species or cationic species generated from a polymerization initiator by irradiation of energy rays is preferably used. . Examples of the polymerization mode of addition polymerization include radical, cation, anion, metathesis, and coordination polymerization. Examples of the ring-opening polymerization method include cation, anion, radical, metathesis, and coordination polymerization.
第１の組成物１１Ａ’は、硬化性樹脂（重合性化合物）として、モノマー以外に、オリゴマー（ダイマー、トリマー等を含む）、プレポリマー等を含むものであってもよい。
The
第１の組成物１１Ａ’中において、バインダーは、いかなる形態で含まれるものであってもよいが、液状（例えば、溶融状態、溶解状態等）をなすものであるのが好ましい。すなわち、分散媒の構成成分として含まれているのが好ましい。
In the
これにより、バインダーは、粒子を分散する分散媒として機能することができ、第１の組成物１１Ａ’の吐出性をより優れたものとすることができる。
Thereby, a binder can function as a dispersion medium which disperse | distributes particle | grains, and can make the discharge property of
第１の組成物１１Ａ’中におけるバインダーの含有率は、０．１質量％以上４８質量％以下であるのが好ましく、０．８質量％以上１０質量％以下であるのがより好ましい。
The content of the binder in the
これにより、第１の膜パターン形成工程での第１の組成物１１Ａ’の流動性をより適切なものとしつつ、バインダーによる粒子の仮固定の機能がより効果的に発揮される。また、接合工程でのバインダーの除去をより確実に行うことができる。このようなことから、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度、信頼性をより優れたものとすることができる。
Thereby, the function of temporarily fixing the particles with the binder is more effectively exhibited while the fluidity of the
（その他の成分）
また、第１の組成物１１Ａ’は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、重合開始剤；分散剤；界面活性剤；増粘剤；凝集防止剤；消泡剤；スリップ剤（レベリング剤）；染料；重合禁止剤；重合促進剤；浸透促進剤；湿潤剤（保湿剤）；定着剤；防黴剤；防腐剤；酸化防止剤；紫外線吸収剤；キレート剤；ｐＨ調整剤等が挙げられる。
(Other ingredients)
In addition, the
［第１のサポート材形成用組成物（第１の組成物１１Ｂ’）］
第１の組成物（第１のサポート材形成用組成物）１１Ｂ’は、複数個の粒子と溶剤とを含むものであり、サポート材５の形成（第１の膜パターン１１Ｂの形成）に用いる組成物である。
以下、第１の組成物１１Ｂ’の構成成分について説明する。
[First Support Material Forming Composition (
The first composition (first support material forming composition) 11B ′ includes a plurality of particles and a solvent, and is used for forming the support material 5 (forming the
Hereinafter, the components of the
（粒子）
第１の組成物１１Ｂ’は、粒子を複数個含むものである。
(particle)
The
第１の組成物１１Ｂ’が、粒子を含むものであることにより、形成すべきサポート材５（第１の膜パターン１１Ｂ）が微細な形状を有するもの等である場合であっても、サポート材５を高い寸法精度で、効率よく形成することができる。また、サポート材５を構成する複数の粒子の隙間から、溶剤やバインダー（分解物を含む）を効率よく除去することができ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。また、脱脂体７０に不本意に溶剤、バインダー等が残存することをより効果的に防止することができ、最終的に得られる三次元造形物１０の信頼性をより優れたものとすることができる。
Even if the
第１の組成物１１Ｂ’に含まれる粒子の構成材料としては、例えば、金属材料、金属化合物（セラミックス等）、樹脂材料、顔料等が挙げられる。
Examples of the constituent material of the particles contained in the
ただし、第１の組成物１１Ｂ’を構成する粒子は、第１の組成物１１Ａ’を構成する粒子よりも高融点の材料で構成されたものであるのが好ましい。
However, the particles constituting the
粒子の形状は、特に限定されず、球状、紡錘形状、針状、筒状、鱗片状等、いかなる形状であってもよく、また、不定形のものであってもよいが、球状をなすものであるのが好ましい。 The shape of the particles is not particularly limited, and may be any shape such as spherical shape, spindle shape, needle shape, cylindrical shape, scale shape, etc. Is preferred.
粒子の平均粒径は、特に限定されないが、０．１μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましく、０．２μｍ以上１０μｍ以下であるのがより好ましい。 The average particle diameter of the particles is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 20 μm or less, and more preferably 0.2 μm or more and 10 μm or less.
これにより、第１の組成物１１Ｂ’の流動性をより好適なものとすることができ、第１の膜パターン形成工程をより円滑に行うことができる。また、サポート材５（第１の膜パターン１１Ｂ）を構成する複数の粒子の隙間から、溶剤やバインダー（分解物を含む）をより効率よく除去することができ、三次元造形物１０の生産性をさらに優れたものとすることができる。また、脱脂体７０に不本意に溶剤、バインダー等が残存することをより効果的に防止することができ、最終的に得られる三次元造形物１０の信頼性をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, the fluidity of the
粒子のＤｍａｘは、０．２μｍ以上２５μｍ以下であるのが好ましく、０．４μｍ以上１５μｍ以下であるのがより好ましい。 The Dmax of the particles is preferably 0.2 μm or more and 25 μm or less, and more preferably 0.4 μm or more and 15 μm or less.
これにより、第１の組成物１１Ｂ’の流動性をより好適なものとすることができ、第１の組成物１１Ｂ’の供給をより円滑に行うことができる。また、サポート材５（第１の膜パターン１１Ｂ）を構成する複数の粒子の隙間から、溶剤やバインダー（分解物を含む）をより効率よく除去することができ、三次元造形物１０の生産性をさらに優れたものとすることができる。また、脱脂体７０に不本意に溶剤、バインダー等が残存することをより効果的に防止することができ、最終的に得られる三次元造形物１０の信頼性をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物１０の寸法精度をさらに優れたものとすることができる。
Thereby, the fluidity of the
第１の組成物１１Ｂ’中における粒子の含有率は、５０質量％以上９９質量％以下であるのが好ましく、５５質量％以上９８質量％以下であるのがより好ましい。
The content of the particles in the
これにより、第１の組成物１１Ｂ’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, the amount of components removed in the manufacturing process of the three-
なお、粒子は、三次元造形物１０の製造過程（例えば、接合工程等）において、化学反応（例えば、酸化反応等）をする材料で構成されたものであり、第１の組成物１１Ｂ’中に含まれる粒子の組成と、最終的な三次元造形物１０の構成材料とで、組成が異なっていてもよい。
また、第１の組成物１１Ｂ’は、２種以上の粒子を含むものであってもよい。
The particles are made of a material that undergoes a chemical reaction (for example, an oxidation reaction) in the manufacturing process (for example, a joining step) of the three-
Moreover,
（溶剤）
第１の組成物１１Ｂ’は、溶剤を含むものである。
(solvent)
The
溶剤を含むことにより、第１の組成物１１Ｂ’中において粒子を好適に分散させることができ、ディスペンサーＭ３１による第１の組成物１１Ｂ’の吐出を安定的に行うことができる。
By including the solvent, the particles can be suitably dispersed in the
第１の組成物１１Ｂ’中に含まれる溶剤としては、例えば、第１の組成物１１Ａ’の構成材料として説明したものと同様のものが挙げられる。これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
Examples of the solvent contained in the
なお、第１の組成物１１Ｂ’中に含まれる溶剤の組成は、第１の組成物１１Ａ’中に含まれる溶剤の組成と同一であってもよいし、異なるものであってもよい。
Note that the composition of the solvent contained in the
第１の組成物１１Ｂ’中における溶剤の含有量は、０．５質量％以上４８質量％以下であるのが好ましく、１質量％以上４６質量％以下であるのがより好ましい。
The content of the solvent in the
これにより、第１の組成物１１Ｂ’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, the amount of components removed in the manufacturing process of the three-
（バインダー）
第１の組成物１１Ｂ’は、粒子および溶剤に加え、さらに、溶剤が除去された層１（第１の膜パターン１１Ｂ）中において粒子同士を仮結合する機能を有するバインダーを含むものであってもよい。
(binder)
The
これにより、例えば、第１の組成物１１Ｂ’を用いて形成されたパターンの不本意な変形をより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物１０中における空隙率（空孔率）、三次元造形物１０の密度等の調整を好適に行うことができる。
Thereby, for example, unintentional deformation of a pattern formed using the
バインダーとしては、脱脂工程に供される前の第１の組成物１１Ｂ’（すなわち、第１の膜パターン１１Ｂ）中において粒子を仮固定する機能を有するものであればよく、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂等の各種樹脂材料等を用いることができる。
As the binder, any binder may be used as long as it has a function of temporarily fixing particles in the
硬化性樹脂を含む場合、第１の組成物１１Ｂ’の吐出後であって接合工程よりも前のタイミングで、当該硬化性樹脂の硬化反応を行ってもよい。
When the curable resin is included, the curing reaction of the curable resin may be performed at a timing after the discharge of the
これにより、第１の組成物１１Ｂ’を用いて形成されたパターンの不本意な変形をさらに効果的に防止することができ、三次元造形物１０の寸法精度をさらに優れたものとすることができる。
Thereby, the unintentional deformation | transformation of the pattern formed using
硬化性樹脂の硬化反応を進行させる硬化処理は、例えば、加熱や紫外線等のエネルギー線の照射により行うことができる。 The curing treatment for causing the curing reaction of the curable resin to proceed can be performed by, for example, heating or irradiation with energy rays such as ultraviolet rays.
第１の組成物１１Ｂ’が硬化性樹脂を含むものである場合、当該硬化性樹脂としては、例えば、第１の組成物１１Ａ’の構成成分として説明したものと同様のもの等を用いることができる。
In the case where the
なお、第１の組成物１１Ｂ’中に含まれる硬化性樹脂と、第１の組成物１１Ａ’中に含まれる硬化性樹脂とは、同一の条件（例えば、同一の組成等）のものであってもよいし、異なる条件のものであってもよい。
The curable resin contained in the
第１の組成物１１Ｂ’中におけるバインダーの含有率は、０．１質量％以上４８質量％以下であるのが好ましく、０．８質量％以上２０質量％以下であるのがより好ましい。
The content of the binder in the
これにより、第１の膜パターン形成工程での第１の組成物１１Ｂ’の流動性をより適切なものとしつつ、バインダーによる粒子の仮固定の機能がより効果的に発揮される。また、接合工程でのバインダーの除去をより確実に行うことができる。このようなことから、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度、信頼性をより優れたものとすることができる。
Thereby, the function of temporarily fixing the particles with the binder is more effectively exhibited while the fluidity of the
（その他の成分）
また、第１の組成物１１Ｂ’は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、重合開始剤；分散剤；界面活性剤；増粘剤；凝集防止剤；消泡剤；スリップ剤（レベリング剤）；染料；重合禁止剤；重合促進剤；浸透促進剤；湿潤剤（保湿剤）；定着剤；防黴剤；防腐剤；酸化防止剤；紫外線吸収剤；キレート剤；ｐＨ調整剤等が挙げられる。
(Other ingredients)
In addition, the
《第２の組成物》
次に、三次元造形物１０の製造に用いる第２の組成物（第２の実体部形成用組成物）１２Ａ’、第２の組成物（第２のサポート材形成用組成物）１２Ｂ’について説明する。
<< Second composition >>
Next, the second composition (second entity forming composition) 12A ′ and the second composition (second support material forming composition) 12B ′ used to manufacture the three-
［第２の実体部形成用組成物（第２の組成物１２Ａ’）］
第２の組成物（第２の実体部形成用組成物）１２Ａ’は、複数個の粒子と溶剤とを含むものであり、三次元造形物１０の実体部の形成（第２の膜パターン１２Ａの形成）に用いる組成物である。
[Second Composition for Forming the Real Part (
The second composition (second entity forming composition) 12A ′ contains a plurality of particles and a solvent, and forms the entity of the three-dimensional structure 10 (
第２の組成物１２Ａ’は、粒子および溶剤を含むものであり、かつ、前述した第１の組成物１１Ａ’よりも粘度が低いものであればよい。
The
（粒子）
第２の組成物１２Ａ’を構成する粒子の構成材料としては、前述した第１の組成物１１Ａ’中に含まれる粒子の構成材料として述べたのと同様のものが挙げられる。
これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
(particle)
Examples of the constituent material of the particles constituting the
Thereby, the same effect as described above can be obtained.
第２の組成物１２Ａ’を構成する粒子の形状、大きさ（平均粒径、Ｄｍａｘ等）も、特に限定されないが、前述した第１の組成物１１Ａ’中に含まれる粒子について説明したのと同様の条件を満足するのが好ましい。
これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
The shape and size (average particle diameter, Dmax, etc.) of the particles constituting the
Thereby, the same effect as described above can be obtained.
なお、構成材料、形状、大きさ等の条件について、第２の組成物１２Ａ’中に含まれる粒子は、第１の組成物１１Ａ’中に含まれる粒子と同じ条件を満足するものでなくてもよい。
In addition, about conditions, such as a constituent material, a shape, a magnitude | size, the particle | grains contained in
第２の組成物１２Ａ’中における粒子の含有率は、３０質量％以上８０質量％以下であるのが好ましく、３５質量％以上７０質量％以下であるのがより好ましい。
The content ratio of the particles in the
これにより、第２の組成物１２Ａ’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、第１の組成物１１Ａ’との粘度差を十分に大きいものとし、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
また、第２の組成物１２Ａ’は、２種以上の粒子を含むものであってもよい。
Thereby, the amount of components removed in the manufacturing process of the three-
Moreover,
（溶剤）
第２の組成物１２Ａ’を構成する溶剤としては、前述した第１の組成物１１Ａ’を構成する溶剤として述べたのと同様のものが挙げられる。
これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
(solvent)
Examples of the solvent constituting the
Thereby, the same effect as described above can be obtained.
なお、組成等の条件について、第２の組成物１２Ａ’中に含まれる溶剤は、第１の組成物１１Ａ’中に含まれる溶剤と同じ条件を満足するものでなくてもよい。
In addition, regarding the conditions such as the composition, the solvent contained in the
第２の組成物１２Ａ’中における溶剤の含有量は、１０質量％以上６８質量％以下であるのが好ましく、２５質量％以上６０質量％以下であるのがより好ましい。
The content of the solvent in the
これにより、第２の組成物１２Ａ’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、第１の組成物１１Ａ’との粘度差を十分に大きいものとし、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, the amount of components removed in the manufacturing process of the three-
（バインダー）
第２の組成物１２Ａ’は、粒子および溶剤に加え、さらに、溶剤が除去された層１（第２の膜パターン１２Ａ）中において粒子同士を仮結合する機能を有するバインダーを含むものであってもよい。
(binder)
The
これにより、例えば、第２の組成物１２Ａ’を用いて形成されたパターンの不本意な変形をより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物１０中における空隙率（空孔率）、三次元造形物１０の密度等の調整を好適に行うことができる。
Thereby, for example, unintentional deformation of the pattern formed using the
第２の組成物１２Ａ’を構成するバインダーとしては、前述した第１の組成物１１Ａ’を構成するバインダーとして述べたのと同様のものが挙げられる。
これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
Examples of the binder constituting the
Thereby, the same effect as described above can be obtained.
なお、組成等の条件について、第２の組成物１２Ａ’中に含まれるバインダーは、第１の組成物１１Ａ’中に含まれるバインダーと同じ条件を満足するものでなくてもよい。
In addition, about conditions, such as a composition, the binder contained in
第２の組成物１２Ａ’中におけるバインダーの含有率は、０．１質量％以上４０質量％以下であるのが好ましく、０．５質量％以上８質量％以下であるのがより好ましい。
The content of the binder in the
これにより、第２の膜パターン形成工程での第２の組成物１２Ａ’の流動性をより適切なものとしつつ、バインダーによる粒子の仮固定の機能がより効果的に発揮される。また、接合工程でのバインダーの除去をより確実に行うことができる。このようなことから、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度、信頼性をより優れたものとすることができる。
Thereby, the function of temporarily fixing the particles with the binder is more effectively exhibited while making the fluidity of the
（その他の成分）
また、第２の組成物１２Ａ’は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、重合開始剤；分散剤；界面活性剤；増粘剤；凝集防止剤；消泡剤；スリップ剤（レベリング剤）；染料；重合禁止剤；重合促進剤；浸透促進剤；湿潤剤（保湿剤）；定着剤；防黴剤；防腐剤；酸化防止剤；紫外線吸収剤；キレート剤；ｐＨ調整剤等が挙げられる。
(Other ingredients)
In addition, the
［第２のサポート材形成用組成物（第２の組成物１２Ｂ’）］
第２の組成物（第２のサポート材形成用組成物）１２Ｂ’は、複数個の粒子と溶剤とを含むものであり、サポート材５の形成（第２の膜パターン１２Ｂの形成）に用いる組成物である。
[Second Support Material Forming Composition (
The second composition (second support material forming composition) 12B ′ contains a plurality of particles and a solvent, and is used for forming the support material 5 (forming the
第２の組成物１２Ｂ’は、粒子および溶剤を含むものであり、かつ、前述した第１の組成物１１Ｂ’よりも粘度が低いものであればよい。
The
（粒子）
第２の組成物１２Ｂ’を構成する粒子の構成材料としては、前述した第１の組成物１１Ｂ’中に含まれる粒子の構成材料として述べたのと同様のものが挙げられる。
これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
(particle)
Examples of the constituent material of the particles constituting the
Thereby, the same effect as described above can be obtained.
第２の組成物１２Ｂ’を構成する粒子の形状、大きさ（平均粒径、Ｄｍａｘ等）も、特に限定されないが、前述した第１の組成物１１Ｂ’中に含まれる粒子について説明したのと同様の条件を満足するのが好ましい。
これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
The shape and size (average particle diameter, Dmax, etc.) of the particles constituting the
Thereby, the same effect as described above can be obtained.
なお、構成材料、形状、大きさ等の条件について、第２の組成物１２Ｂ’中に含まれる粒子は、第１の組成物１１Ｂ’中に含まれる粒子と同じ条件を満足するものでなくてもよい。
In addition, about conditions, such as a constituent material, a shape, a magnitude | size, the particle | grains contained in
第２の組成物１２Ｂ’中における粒子の含有率は、３０質量％以上８０質量％以下であるのが好ましく、３５質量％以上７０質量％以下であるのがより好ましい。
The content ratio of the particles in the
これにより、第２の組成物１２Ｂ’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、第１の組成物１１Ｂ’との粘度差を十分に大きいものとし、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
また、第２の組成物１２Ｂ’は、２種以上の粒子を含むものであってもよい。
Thereby, the amount of components removed in the manufacturing process of the three-
Moreover,
（溶剤）
第２の組成物１２Ｂ’を構成する溶剤としては、前述した第１の組成物１１Ｂ’を構成する溶剤として述べたのと同様のものが挙げられる。
これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
(solvent)
Examples of the solvent constituting the
Thereby, the same effect as described above can be obtained.
なお、組成等の条件について、第２の組成物１２Ｂ’中に含まれる溶剤は、第１の組成物１１Ｂ’中に含まれる溶剤と同じ条件を満足するものでなくてもよい。
Regarding the conditions such as the composition, the solvent contained in the
第２の組成物１２Ｂ’中における溶剤の含有量は、１０質量％以上６８質量％以下であるのが好ましく、２５質量％以上６０質量％以下であるのがより好ましい。
The content of the solvent in the
これにより、第２の組成物１２Ｂ’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、第１の組成物１１Ｂ’との粘度差を十分に大きいものとし、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
Thereby, the amount of components removed in the manufacturing process of the three-
（バインダー）
第２の組成物１２Ｂ’は、粒子および溶剤に加え、さらに、溶剤が除去された層１（第２の膜パターン１２Ｂ）中において粒子同士を仮結合する機能を有するバインダーを含むものであってもよい。
(binder)
In addition to the particles and the solvent, the
これにより、例えば、第２の組成物１２Ｂ’を用いて形成されたパターンの不本意な変形をより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物１０中における空隙率（空孔率）、三次元造形物１０の密度等の調整を好適に行うことができる。
Thereby, for example, unintentional deformation of the pattern formed using the
第２の組成物１２Ｂ’を構成するバインダーとしては、前述した第１の組成物１１Ｂ’を構成するバインダーとして述べたのと同様のものが挙げられる。
これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
Examples of the binder constituting the
Thereby, the same effect as described above can be obtained.
なお、組成等の条件について、第２の組成物１２Ｂ’中に含まれるバインダーは、第１の組成物１１Ｂ’中に含まれるバインダーと同じ条件を満足するものでなくてもよい。
In addition, about conditions, such as a composition, the binder contained in
第２の組成物１２Ｂ’中におけるバインダーの含有率は、０．１質量％以上４０質量％以下であるのが好ましく、０．５質量％以上８質量％以下であるのがより好ましい。
The content of the binder in the
これにより、第２の膜パターン形成工程での第２の組成物１２Ｂ’の流動性をより適切なものとしつつ、バインダーによる粒子の仮固定の機能がより効果的に発揮される。また、接合工程でのバインダーの除去をより確実に行うことができる。このようなことから、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度、信頼性をより優れたものとすることができる。
Thereby, the function of temporarily fixing the particles with the binder is more effectively exhibited while making the fluidity of the
（その他の成分）
また、第２の組成物１２Ｂ’は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、重合開始剤；分散剤；界面活性剤；増粘剤；凝集防止剤；消泡剤；スリップ剤（レベリング剤）；染料；重合禁止剤；重合促進剤；浸透促進剤；湿潤剤（保湿剤）；定着剤；防黴剤；防腐剤；酸化防止剤；紫外線吸収剤；キレート剤；ｐＨ調整剤等が挙げられる。
(Other ingredients)
Further, the
《三次元造形物》
前述したような三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置を用いることにより三次元造形物を製造することができる。
《Three-dimensional structure》
A three-dimensional structure can be manufactured by using the three-dimensional structure manufacturing method and the three-dimensional structure manufacturing apparatus as described above.
前述したような製造方法、製造装置によれば、寸法精度に優れた三次元造形物を得ることができる。 According to the manufacturing method and the manufacturing apparatus as described above, a three-dimensional structure with excellent dimensional accuracy can be obtained.
三次元造形物の用途は、特に限定されないが、例えば、人形、フィギュア等の鑑賞物・展示物；インプラント等の医療機器等が挙げられる。
また、三次元造形物は、プロトタイプ、量産品、オーダーメード品のいずれに適用されるものであってもよい。
The use of the three-dimensional structure is not particularly limited, and examples thereof include appreciation objects / exhibits such as dolls and figures; medical devices such as implants.
Further, the three-dimensional structure may be applied to any of prototypes, mass-produced products, and custom-made products.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these.
例えば、本発明の三次元造形物の製造方法に用いる三次元造形物製造装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。 For example, in the three-dimensional structure manufacturing apparatus used in the method for manufacturing a three-dimensional structure of the present invention, the configuration of each part can be replaced with an arbitrary configuration that exhibits the same function, and the arbitrary configuration Can also be added.
例えば、三次元造形物製造装置は、図示しない減圧手段を備えていてもよい。これにより、例えば、吐出された組成物（第１の組成物、第２の組成物）から溶剤を効率よく除去することができ、三次元造形物の生産性を特に優れたものとすることができる。 For example, the three-dimensional structure manufacturing apparatus may include a decompression unit (not shown). Thereby, for example, the solvent can be efficiently removed from the discharged composition (first composition, second composition), and the productivity of the three-dimensional structure is particularly excellent. it can.
また、前述した実施形態では、ステージの表面に直接層を形成する場合について代表的に説明したが、例えば、ステージ上に造形プレートを配置し、当該造形プレート上に層を積層して三次元造形物を製造してもよい。 In the embodiment described above, the case where the layer is directly formed on the surface of the stage has been representatively described. For example, a modeling plate is arranged on the stage, and the layer is stacked on the modeling plate to perform three-dimensional modeling. You may manufacture things.
また、本発明の三次元造形物の製造方法は、前述したような三次元造形物製造装置を用いて実行するものに限定されない。 Moreover, the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention is not limited to what is performed using the three-dimensional structure manufacturing apparatus as mentioned above.
また、前述した実施形態では、積層体を構成する複数の層において第１の膜パターンを形成し、積層体を構成する複数の層において第２の膜パターンを形成する場合について代表的に説明したが、第１の膜パターン、第２の膜パターンのうち少なくとも一方は、積層体を構成する複数の層のうち少なくとも１つの層を構成するものであればよい。 In the above-described embodiment, the case where the first film pattern is formed in the plurality of layers constituting the stacked body and the second film pattern is formed in the plurality of layers constituting the stacked body has been representatively described. However, at least one of the first film pattern and the second film pattern only needs to constitute at least one layer among the plurality of layers constituting the stacked body.
また、前述した実施形態では、全ての層に実体部に対応する部位が形成される場合について代表的に説明したが、実体部に対応する部位が形成されない層を有していてもよい。例えば、ステージとの接触面（ステージの直上）に、実体部に対応する部位が形成されない層（例えば、サポート材のみで構成された層）を形成し、当該層を犠牲層として機能させてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the part corresponding to the substantial part is formed in all the layers has been representatively described. However, a layer in which the part corresponding to the substantial part is not formed may be provided. For example, a layer (for example, a layer composed only of a support material) in which a portion corresponding to the substantial part is not formed on the contact surface with the stage (immediately above the stage) may be used as a sacrificial layer. Good.
また、本発明の三次元造形物の製造方法においては、工程・処理の順番は、前述したものに限定されず、その少なくとも一部を入れ替えて行ってもよい。 Moreover, in the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention, the order of a process and a process is not limited to what was mentioned above, You may replace and carry out at least one part.
例えば、前述した実施形態では、第１の組成物を用いて形成する層においては、実体部形成用の組成物（第１の実体部形成用組成物）を付与した後に、サポート材形成用の組成物（第１のサポート材形成用組成物）を付与する場合について代表的に説明したが、例えば、サポート材形成用の組成物（第１のサポート材形成用組成物）を付与した後に、実体部形成用の組成物（第１の実体部形成用組成物）を付与してもよい。また、実体部形成用の組成物（第１の実体部形成用組成物）と、サポート材形成用の組成物（第１のサポート材形成用組成物）とを同時に付与してもよい。 For example, in the above-described embodiment, in the layer formed using the first composition, after applying the composition for forming the substantial part (first composition for forming the substantial part), the material for forming the support material is formed. The case of applying the composition (first support material forming composition) has been typically described. For example, after applying the support material forming composition (first support material forming composition), A composition for forming an entity part (first composition for forming an entity part) may be applied. In addition, the composition for forming the substantial part (first composition for forming the substantial part) and the composition for forming the support material (the first composition for forming the support material) may be applied simultaneously.
また、前述した実施形態では、第２の組成物を用いて形成する層においては、実体部形成用の組成物（第２の実体部形成用組成物）を付与した後に、サポート材形成用の組成物（第２のサポート材形成用組成物）を付与する場合について代表的に説明したが、例えば、サポート材形成用の組成物（第２のサポート材形成用組成物）を付与した後に、実体部形成用の組成物（第２の実体部形成用組成物）を付与してもよい。また、実体部形成用の組成物（第２の実体部形成用組成物）と、サポート材形成用の組成物（第２のサポート材形成用組成物）とを同時に付与してもよい。 Moreover, in embodiment mentioned above, in the layer formed using a 2nd composition, after providing the composition for entity part formation (2nd entity part formation composition), it is for support material formation. The case of applying the composition (second support material forming composition) has been typically described. For example, after applying the support material forming composition (second support material forming composition), A composition for forming an entity part (second composition for forming an entity part) may be applied. Further, the composition for forming the substantial part (second composition for forming the substantial part) and the composition for forming the support material (second composition for forming the support material) may be applied simultaneously.
また、任意の膜パターン形成工程と、当該膜パターンに含まれる溶剤を除去する溶剤除去工程とは、同時進行的に行ってもよい。 Further, the arbitrary film pattern forming step and the solvent removing step for removing the solvent contained in the film pattern may be performed simultaneously.
また、前述した実施形態では、積層体を得たのちに、脱脂工程、サポート材除去工程、焼結工程をこの順に行う場合について代表的に説明したが、これらの順番を入れ替えて行ってもよい。例えば、脱脂工程、焼結工程、サポート材除去工程の順で行ってもよいし、サポート材除去工程、脱脂工程、焼結工程の順で行ってもよい。 Moreover, in embodiment mentioned above, after obtaining a laminated body, it demonstrated typically about the case where a degreasing process, a support material removal process, and a sintering process are performed in this order, However, These order may be replaced and performed. . For example, you may carry out in order of a degreasing process, a sintering process, and a support material removal process, and you may carry out in order of a support material removal process, a degreasing process, and a sintering process.
また、例えば、バインダーを含まない組成物を用いる場合には、脱脂工程を省略することができる。また、バインダーを含む組成物を用いる場合であっても、接合工程において、粒子の接合とともに、バインダーの除去を行ってもよく、このような場合、脱脂工程を省略することができる。 Further, for example, when a composition containing no binder is used, the degreasing step can be omitted. Even when a composition containing a binder is used, the binder may be removed together with the particles in the joining step, and in such a case, the degreasing step can be omitted.
また、前述した実施形態では、焼結工程において、実体部形成用の組成物中に含まれる粒子の焼結（接合）を行い、サポート材形成用の組成物中に含まれる粒子の焼結（接合）を行わない場合について中心的に説明したが、焼結工程では、実体部形成用の組成物中に含まれる粒子の接合とともに、サポート材形成用の組成物中に含まれる粒子の接合を行ってもよい。 Moreover, in embodiment mentioned above, in the sintering process, the particle | grains contained in the composition for solid part formation are sintered (joining), and sintering of the particle | grains contained in the composition for support material formation ( In the sintering process, the particles contained in the composition for forming the substantial part are joined together with the particles contained in the composition for forming the support material. You may go.
また、前述した実施形態では、三次元造形物の実体部の形成に用いる組成物（実体部形成用組成物）、および、サポート材の形成に用いる組成物（サポート材形成用組成物）の両方について、第１の組成物と第２の組成物とを用いる場合について代表的に説明したが、実体部形成用組成物、サポート材形成用組成物のうち一方のみについて、第１の組成物と第２の組成物とを用いてもよい。より具体的には、実体部形成用組成物、サポート材形成用組成物のうち一方については、１種の組成物のみを用いてもよい。 Moreover, in embodiment mentioned above, both the composition (composition for solid part formation) used for formation of the solid part of a three-dimensional structure, and the composition (composition for support material formation) used for formation of a support material are used. In the above, the case where the first composition and the second composition are used has been representatively described. However, only one of the entity part forming composition and the support material forming composition is used as the first composition. A second composition may be used. More specifically, only one type of composition may be used for one of the substance forming composition and the support material forming composition.
また、前述した実施形態では、三次元造形物の実体部の形成に用いる実体部形成用組成物とともに、サポート材の形成に用いるサポート材形成用組成物も、粒子および溶剤を含むものである場合について代表的に説明したが、サポート材形成用組成物は、粒子や溶剤を含まないものであってもよい。 In the above-described embodiment, the support material forming composition used for forming the support material together with the material forming composition used for forming the material portion of the three-dimensional structure is representative of the case where the composition includes the particles and the solvent. As described above, the support material-forming composition may not contain particles or a solvent.
また、本発明においては、製造すべき三次元造形物の形状等によっては、サポート材形成用組成物を用いなくてもよい。 Further, in the present invention, the support material forming composition may not be used depending on the shape of the three-dimensional structure to be manufactured.
また、本発明の製造方法においては、必要に応じて、前処理工程、中間処理工程、後処理工程を行ってもよい。 Moreover, in the manufacturing method of this invention, you may perform a pre-processing process, an intermediate processing process, and a post-processing process as needed.
前処理工程としては、例えば、ステージの清掃工程等が挙げられる。
後処理工程としては、例えば、洗浄工程、バリ取り等を行う形状調整工程、着色工程、被覆層形成工程、粒子の接合強度を向上させるための熱処理工程等が挙げられる。
Examples of the pretreatment process include a stage cleaning process.
Examples of the post-processing step include a cleaning step, a shape adjustment step for performing deburring, a coloring step, a coating layer forming step, a heat treatment step for improving the bonding strength of particles, and the like.
１０…三次元造形物、５０…積層体、７０…脱脂体、１…層、１１Ａ…第１の実体部形成用膜パターン（第１の膜パターン）、１１Ｂ…第１のサポート材用膜パターン（第１の膜パターン）、１２Ａ…第２の実体部形成用膜パターン（第２の膜パターン）、１２Ｂ…第２のサポート材用膜パターン（第２の膜パターン）、１’…組成物、１１Ａ’…第１の実体部形成用組成物（第１の組成物）、１１Ｂ’…第１のサポート材形成用組成物（第１の組成物）、１２Ａ’…第２の実体部形成用組成物（第２の組成物）、１２Ｂ’…第２のサポート材形成用組成物（第２の組成物）、２…接合部、５…サポート材（支持部）、Ｍ１００…三次元造形物製造装置、Ｍ１…制御部、Ｍ１１…コンピューター、Ｍ１２…駆動制御部、Ｍ２１…ディスペンサー（第１のディスペンサー）、Ｍ２２…ディスペンサー（第２のディスペンサー）、Ｍ３１…ディスペンサー（第１のディスペンサー）、Ｍ３２…ディスペンサー（第２のディスペンサー）、Ｍ４…層形成部、Ｍ４１…ステージ（昇降ステージ、支持体）、Ｍ４５…枠体、Ｍ５…加熱手段（溶剤除去手段）、Ａ…矢印
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記組成物としての第１の組成物を吐出して第１の膜パターンを形成する第１の膜パターン形成工程と、
前記組成物として、前記第１の組成物よりも粘度が低い第２の組成物を用いて第２の膜パターンを形成する第２の膜パターン形成工程と、
前記溶剤を除去する溶剤除去工程と、
複数の前記層を備える積層体に対し前記粒子同士を接合するための接合処理を施す接合工程とを有することを特徴とする三次元造形物の製造方法。 A method for producing a three-dimensional structure by producing a three-dimensional structure by repeatedly forming a layer using a plurality of types of compositions containing particles and a solvent,
A first film pattern forming step of discharging a first composition as the composition to form a first film pattern;
A second film pattern forming step of forming a second film pattern using the second composition having a lower viscosity than the first composition as the composition;
A solvent removal step of removing the solvent;
The manufacturing method of the three-dimensional structure characterized by including the joining process which performs the joining process for joining the said particles with respect to the laminated body provided with the said several layer.
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