JP2018154091A - 立体造形物の製造方法、及び立体造形物のデータの作成方法 - Google Patents

立体造形物の製造方法、及び立体造形物のデータの作成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2018154091A
JP2018154091A JP2017054807A JP2017054807A JP2018154091A JP 2018154091 A JP2018154091 A JP 2018154091A JP 2017054807 A JP2017054807 A JP 2017054807A JP 2017054807 A JP2017054807 A JP 2017054807A JP 2018154091 A JP2018154091 A JP 2018154091A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
model
detail
manufacturing
dimensional
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017054807A
Other languages
English (en)
Inventor
義浩 法兼
Yoshihiro Norikane
義浩 法兼
寛之 内藤
Hiroyuki Naito
寛之 内藤
杉浦 健治
Kenji Sugiura
健治 杉浦
義仁 嶋田
Yoshihito Shimada
義仁 嶋田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2017054807A priority Critical patent/JP2018154091A/ja
Priority to US15/920,676 priority patent/US20180272615A1/en
Priority to EP18162291.1A priority patent/EP3378626A1/en
Publication of JP2018154091A publication Critical patent/JP2018154091A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

【課題】モデル部が固化する際に、液ダレすることなく、微細形状部分、端部などを正確に再現することができる立体造形物の製造方法の提供。【解決手段】モデル部形成材料、及びディテール部形成材料を用いて、モデル部、及びディテール部を構成する液膜を成膜する成膜工程と、前記成膜した液膜を硬化させる硬化工程と、を複数回繰り返す立体造形物の製造方法であって、前記ディテール部が、前記モデル部の、支持が不要な面の少なくとも一面に接するように配置される立体造形物の製造方法である。【選択図】図7

Description

本発明は、立体造形物の製造方法、及び立体造形物のデータの作成方法に関する。
近年、立体造形物の製造方法として、立体造形装置のインクジェットヘッドから液体の立体造形用材料を吐出し、光硬化などにより前記材料を固化させ、固化した前記材料を積層させて造形を行う材料噴射造形方式が知られている。
例えば、前記材料噴射造形方式について、立体造形物本体の材質であるモデル部と同一の材質で、支持体であるサポート部を造形し、前記材料としての樹脂が固化した後に、前記サポート部をトリミングする方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、本体を水不溶性の光硬化性樹脂組成物を用いて造形し、また、水溶性材料でサポート部を造形し、前記材料としての樹脂が固化した後にサポート部を水で溶解する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
本発明は、モデル部が固化する際に、液ダレすることなく、微細形状部分、端部などを正確に再現することができる立体造形物の製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としての本発明の立体造形物の製造方法は、モデル部形成材料、及びディテール部形成材料を用いて、モデル部、及びディテール部を構成する液膜を成膜する成膜工程と、前記成膜した液膜を硬化させる硬化工程と、を複数回繰り返す立体造形物の製造方法であって、前記ディテール部が、前記モデル部の、支持が不要な面の少なくとも一面に接するように配置される。
本発明によると、モデル部が固化する際に、液ダレすることなく、微細形状部分、端部などを正確に再現することができる立体造形物の製造方法を提供することができる。
図1は、第1の実施形態の立体造形装置の一例を示す平面の概略図である。 図2は、第1の実施形態の立体造形装置の一例を示す側面の概略図である。 図3は、第1の実施形態の立体造形装置の造形部における断面図である。 図4は、第1の実施形態の立体造形装置の造形部の説明図である。 図5は、第1の実施形態の立体造形装置の制御部における制御の概要を説明するブロック図である。 図6は、造形の流れの説明する模式的説明図である。 図7は、実施例1、2、及び8の立体造形物1、2、及び8の製造過程を示す概略図である。 図8は、実施例1、2、及び8の立体造形物1、2、及び8を示す概略図である。 図9は、実施例3の立体造形物3の製造過程の一例を示す概略図である。 図10は、実施例3の立体造形物3を示す概略図である。 図11は、実施例4の立体造形物4の製造過程を示す概略の側面図である。 図12は、実施例4の立体造形物4を示す概略の側面図である。 図13は、実施例5の立体造形物5の製造過程を示す概略の平面図である。 図14は、実施例5の立体造形物5を示す概略の平面図である。 図15は、実施例6の立体造形物6の製造過程を示す概略の平面図である。 図16は、実施例6の立体造形物6を示す概略の平面図である。 図17は、実施例7の立体造形物7の製造過程を示す概略図である。 図18は、実施例7の立体造形物7を示す概略図である。 図19は、比較例1の立体造形物9を示す概略図である。 図20は、従来の立体造形物の一例を示す概略図である。
(立体造形物の製造方法)
本発明の立体造形物の製造方法は、モデル部形成材料、及びディテール部形成材料を用いて、モデル部、及びディテール部を構成する液膜を成膜する成膜工程と、前記成膜した液膜を硬化させる硬化工程と、を複数回繰り返す立体造形物の製造方法であって、前記ディテール部が、前記モデル部の、支持が不要な面の少なくとも一面に接するように配置され、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
従来、モデル部を積層する立体造形物の製造方法は、図20に示すように、はみ出し部など重力方向に空間があるなど造形が困難な形状を有する立体造形物の造形を材料噴射造形方式で行う場合、モデル部の形状を支持するサポート部を形成し、造形する方法が知られている。
しかしながら、材料噴射造形方式は、液体の立体造形用材料を吐出後、光硬化などにより固化させるため、液体を吐出してから固化するまでの時間に、前記液体が流動することで液ダレが生じ、造形物の形状、高さなどが保持できないという知見に基づくものである。
また、液ダレにより、微細な形状部分が変形すること、孔等の空洞部が埋まってしまうこと、隣接するモデル部とサポート部とが混和して固化してしまい、モデル部とサポート部との境界が不鮮明になり、さらにモデル部の強度が低下してしまうことなどの問題があるという知見に基づくものである。
本発明者らは、上記した課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。具体的には、モデル部が、重力方向に対し垂直な面上に形成され、前記モデル部における、支持が不要な面に対して少なくとも一面が接するように、前記モデル部の所定形状を保持するためのディテール部が配置されることにより、硬化性液体材料が固化するまでの間、モデル部はディテール部により液ダレすることなく保持されるため、得られる立体造形物は、液ダレすることなく、微細形状部分、端部などが正確に再現される。
<成膜工程>
前記成膜工程は、モデル部形成材料、及びディテール部形成材料を用いて、モデル部、及びディテール部を構成する液膜を成膜する工程であり、さらにサポート部形成材料を用いて、サポート部を構成する液膜を成膜することが好ましく、必要に応じてその他の処理を含む。
前記成膜は、モデル部、及びディテール部を構成する液膜からなり、サポート部を構成する液膜を含むことが好ましい。
前記成膜は、モデル部、ディテール部、及びサポート部を構成するそれぞれの液膜に、前記モデル部形成材料、ディテール部形成材料、及びサポート部形成材料をそれぞれ付与する。
<<モデル部形成材料>>
前記モデル部形成材料は、モデル部を構成する液膜を成膜する。
前記モデル部形成材料は、モデル部を構成する部分を造形することができる。
本発明において、モデル部とは、本発明の立体造形物を造形する本体を構成する部を意味する。
前記モデル部を構成する液膜としては、硬化性液体材料を、立体造形物を造形する本体を構成する上で求められる性能に基づいて、適宜選択して付与することにより得ることができる。また、前記硬化性液体材料を同一位置に付与することにより、得られる液膜中の前記モデル部形成材料の含有量を適宜調整することができる。
前記モデル部形成材料は、光や熱等のエネルギーを付与することにより硬化する液体であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、単官能モノマー、多官能モノマー等の重合性モノマー、オリゴマーを含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。好ましくはインクジェット用プリンター等に用いられるインク吐出ヘッドで吐出できる粘度や表面張力等の液物性を有する。
また、前記モデル部形成材料としては、重合性モノマーを好適に用いることができる。
−重合性モノマー−
前記重合性モノマーとしては、例えば、単官能モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−−単官能モノマー−−
前記単官能モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、N−置換アクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換アクリルアミド誘導体、N−置換メタクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換メタクリルアミド誘導体、アクリル酸などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、ヒドロキシエチルアクリルアミド、イソボルニル(メタ)アクリレートが好ましい。
前記単官能モノマーとしては、重合させることにより、有機ポリマーを得ることができる。
前記単官能モノマーの含有量としては、モデル部形成材料全量に対して、0.5質量%以上20質量%以下が好ましい。
上記以外の単官能モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、カプロラクトン(メタ)アクリレート、エトキシ化ノニルフェノール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
−−多官能モノマー−−
前記多官能モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、二官能モノマー、三官能以上のモノマーなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記二官能モノマーとしては、例えば、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート,テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート,ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化オペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール200ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール400ジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記三官能以上のモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート,プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート,プロポキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタ(メタ)アクリレートエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−オリゴマー−
前記オリゴマーとしては、上記モノマーの低重合体や末端に反応性不飽和結合基を有するものを1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、安定化剤、表面処理剤、重合開始剤、着色剤、粘度調整剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤などが挙げられる。
−−表面処理剤−−
前記表面処理剤としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、クマロン樹脂、脂肪酸エステル、グリセライド、ワックスなどが挙げられる。
−−重合開始剤−−
前記重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。これらの中でも、保存安定性の点から、光重合開始剤が好ましい。
前記光重合開始剤としては、光(特に波長220nm〜400nmの紫外線)の照射によりラジカルを生成する任意の物質を用いることができる。
前記光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p’−ジクロロベンゾフェノン、p,p−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、メチルベンゾイルフォーメート、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記熱重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤、過硫酸塩開始剤、レドックス(酸化還元)開始剤などが挙げられる。
前記アゾ系開始剤としては、例えば、VA−044、VA−46B、V−50、VA−057、VA−061、VA−067、VA−086、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(VAZO 33)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩(VAZO 50)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(VAZO 52)、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(VAZO 64)、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル(VAZO 67)、1,1−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)(VAZO 88)(以上、DuPont Chemical社製)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(メチルイソブチレ−ト)(V−601)(以上、和光純薬工業株式会社製)などが挙げられる。
前記過酸化物開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酸化デカノイル、ジセチルパーオキシジカーボネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート(商品名:Perkadox 16S、Akzo Nobel社製)、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシピバレート(商品名:Lupersol 11、Elf Atochem社製)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(商品名:Trigonox 21−C50、Akzo Nobel社製)、過酸化ジクミルなどが挙げられる。
前記過硫酸塩開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。
前記レドックス(酸化還元)開始剤としては、例えば、前記過硫酸塩開始剤とメタ亜硫酸水素ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムのような還元剤との組合せ、前記有機過酸化物と第3級アミンとに基づく系(例えば、過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンとに基づく系)、有機ヒドロパーオキシドと遷移金属とに基づく系(例えば、クメンヒドロパーオキシドとコバルトナフテートとに基づく系)などが挙げられる。
前記重合開始剤の含有量としては、モデル部形成材料全量に対して、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。前記含有量が、10質量%以下であると、硬化反応を阻害することを防止できる。
−着色剤−
前記着色剤としては、前記モデル部形成材料中に溶解又は安定に分散し、更に熱安定性に優れた染料及び顔料が適している。これらの中でも、溶解性染料(Solvent Dye)が好ましい。また色の調整等で2種類以上の着色剤を適時混合することが可能である。
前記モデル部形成材料の含有量としては、モデル部を構成する液膜においてはモデル部を構成する液膜全量に対して、80質量%以上100質量%以下が好ましく、ディテール部を構成する液膜としてはディテール部を構成する液膜全量に対して、40質量%以上60質量%以下が好ましい。
<<ディテール部形成材料>>
前記ディテール部形成材料は、ディテール部を構成する液膜を成膜する。
前記ディテール部形成材料は、ディテール部を構成する部分を造形することができる。
本発明において、ディテール部とは、前記モデル部における、支持が不要な面に対して、前記モデル部の所定形状を保持するために配置される部を意味する。
前記支持が不要な面とは、前記モデル部の重力方向に対して支持が不要な面であり、前記サポート部と接しない面を意味する。
前記ディテール部としては、前記モデル部が固化する際に液ダレを防止し、得られるモデル部の微細形状部分、端部などを正確に再現するために形成されることが好ましい。
前記モデル部の重力方向に対する支持部以外の位置としては、例えば、立体造形物の上面、側面、また、孔などの空洞部を有する立体造形物の場合は、前記空洞部の内壁面などが挙げられる。
ディテール部を配置することで、モデルの所定形状を保持することが可能となり、微細形状部や端部、エッジ部、鋭角部などが液ダレ等により丸まることや、平滑面の表面荒れなどを防ぎ、目的とする造形物の所定形状を正確に再現した造型が可能となる。
造形物のモデル部の厚さが水平方向に1mm以下の部分、造形物の内壁面などは、特に液ダレが生じやすいため、これらの部にディテール部を配置することにより、液ダレすることなく、微細形状部分、端部などを正確に再現することができる。
前記ディテール部としては、前記モデル部の、前記支持が不要な面の少なくとも一面に接するように配置されることが好ましい。
前記ディテール部は、効果が得られる範囲であれば、前記モデル部の、前記支持が不要な面の少なくとも一面の一部分に配置してあればよく、前記一面の全体に配置されてもよい。
前記支持が不要な面としては、重力方向に対し垂直な面に交わる面であることが好ましい。
前記支持が不要な面としては、例えば、前記支持としての支持部、前記支持部としての前記サポート部などが配置される場合に、前記支持部及び前記サポート部が接していない前記モデル部の一面などが挙げられる。
前記ディテール部としては、前記モデル部の、前記支持が不要な面を覆うように配置されることが好ましい。また、前記ディテール部としては、前記モデル部の端部を含むように配置されることが好ましい。
さらに、前記モデル部における、支持が不要な面に対して、前記モデル部の所定形状を保持するためのディテール部を配置することが好ましい。
前記ディテール部は、ディテール部及びサポート部を除去した後の測定において、前記モデル部のエッジ部の最大幅が1mm以下となる部分に配置されるように設定されることが好ましい。
前記モデル部の最大幅の測定機器としては、特に制限はなく、目的、立体造形物の形状などに応じて適宜選択することができ、例えば、モデル部の水平方向に設置されたノギス、マイクロメーターなどが挙げられる。
前記ディテール部は、液体に溶解することが好ましい。また、前記ディテール部は、液体に浸漬されて溶解することがより好ましい。
前記ディテール部の液体に対する溶解性は、モデル部の微細形状部分を再現する点から、サポート部と同程度、又はサポート部よりも低いことが好ましい。
前記ディテール部の前記モデル部との相溶性としては、微細部分の形状再現の点から、前記サポート部と同程度、又は前記サポート部よりも低いことが好ましい。
固化した後のディテール部の機械的強度としては、液ダレを防止し、モデル部の形状を保持する点から、前記サポート部と同程度、又は前記サポート部よりも高いことが好ましい。
前記ディテール部の一端部は、前記モデル部と当接していないことが好ましい。
前記ディテール部の一端部としては、一表面であることが好ましい。
前記ディテール部の一表面としては、前記モデル部と当接し、前記ディテール部の他表面は、露出していることが好ましい。
モデル部は、孔等の空洞部を有してもよいので、前記ディテール部の少なくとも一部は、前記モデル部に囲まれる位置に配置されてもよい。
前記ディテール部は、前記モデル部の厚みが1mm以下である部分に配置されることが好ましい。
前記除去工程の後、前記ディテール部が接していた前記モデル部の端部の曲率半径としては、0.2mm以下であることが好ましい。
前記ディテール部形成材料の組成は、前記サポート部形成材料の組成と同一でもよいし、異なっていてもよい。
<<サポート部形成材料>>
前記サポート部形成材料は、サポート部を構成する液膜を成膜する。
前記サポート部形成材料は、サポート部を構成する部分を造形することができる。
本発明において、サポート部とは、モデル部が固化するまでの時間、立体造形物を所定の位置に保持するために、前記モデル部の重力方向に対する支持部に配置され、前記モデル部と接し、下方向でモデル部を支持する部を意味する。
前記サポート部を構成する液膜としては、モデル部形成材料を、前記モデル部の重力方向において支持する性能に基づいて、適宜選択して付与することにより得ることができる。
前記サポート部形成材料の組成は、前記ディテール部形成材料の組成と同一でもよいし、異なっていてもよい。
<硬化工程>
前記硬化工程は、成膜工程において成膜した液膜を硬化させる工程である。
前記硬化工程に用いられる前記硬化手段としては、例えば、紫外線(UV)照射ランプ、電子線などが挙げられる。前記液膜を硬化する手段には、オゾンを除去する機構が具備されることが好ましい。
前記紫外線(UV)照射ランプの種類としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライド、LEDなどが挙げられる。
前記超高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたDeepUVタイプは、短波長領域の照射が可能である。
前記メタルハライドは、波長領域が広いため着色物に有効であり、Pb、Sn、Fe等の金属のハロゲン化物が用いられ、重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。
硬化に用いられるランプとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、FusionSystem社製のHランプ、Dランプ、Vランプ等の市販品などを用いることができる。
また硬化性液体材料としてラジカル重合性モノマー、オリゴマーを使用する場合には、成膜、硬化工程を実施する環境における酸素濃度が低いことが好ましく、例えば、窒素等で置換された空間であることが特に好ましい。
<除去工程>
本発明の立体造形物の製造方法は、除去工程をさらに含むことが好ましい。
前記除去工程は、形成された前記ディテール部、及びサポート部を除去する工程である。
前記除去工程は、トリミングする方法、液体に溶解させる方法、液体に浸漬して除去する方法、温度を加える方法、超音波振動する方法、撹拌によるエネルギーを与える方法などの補助的処理を行うことができ、これらを適宜組み合せて行ってもよい。
これらの中でも、液体に溶解させる方法が好ましく、前記ディテール部が液体に浸漬されて溶解する方法がより好ましい。
前記液体としては、例えば、水、有機溶剤などが挙げられる。
前記ディテール部の前記液体に対する溶解性は、微細形状部分を再現する点から、サポート部と同程度、又はサポート部よりも低いことが好ましい。
<その他の工程>
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、成形体の研磨工程、成形体の清浄工程などが挙げられる。
前記立体造形物の製造方法においては、前記各工程を複数回繰り返すものである。前記繰り返し回数としては、作製する立体造形物の大きさ、形状などに応じて異なり一概には規定できないが、1層あたりの平均厚みとしては、5μm以上50μm以下が好ましい。前記平均厚みが、5μm以上50μm以下であると、精度よく、剥離することもなく造形することが可能であり、立体造形物の高さ分だけ積層することができる。
<立体造形物のデータの作成方法>
本発明の立体造形物のデータの作成方法は、立体造形物におけるモデル部を形成するモデル部形成部と、ディテール部を形成するディテール部形成部と、を判断し、前記モデル部形成部が、重力方向を法線ベクトルとする面上に形成され、前記ディテール部形成部が、前記モデル部形成部の重力方向に対する支持部以外の位置に配置されるように設定される。
前記立体造形物のデータの作成方法は、立体造形物の厚みが、所定の厚み以下である部分に、前記ディテール部を形成すると判断することが好ましい。
具体的には、立体造形物の水平方向における断面において、任意の対向する2点の最短距離を立体造形物の厚みと判断し、前記立体造形物の厚みが所定値以下である部分に、前記ディテール部を形成すると判断することが好ましい。
また、前記ディテール部形成部は、ユーザーにより定義されてもよい。
以下、本発明の立体造形物の製造方法、及び前記立体造形物のデータの作成方法の具体的な実施形態について説明するが、本発明は、これらの実施形態に何ら限定されるものではない。
<実施形態>
図1〜4は、本発明で用いられる立体造形物を造形する立体造形装置の一例を示す概略図である。
立体造形装置1は、材料噴射造形装置であり、噴射された液体が固化された層状造形物である造形層30が形成される造形部1と、造形ステージ24に対して造形液10を吐出付与して造形層30を造形する造形ユニット5とを備えている。
造形部1は、造形層30が積層されて立体造形物が造形される造形槽22を有する。造形槽22の底部は造形ステージ24として鉛直方向(高さ方向)に昇降自在となっており、造形ステージ24上に、造形層30が積層された立体造形物が造形される。
造形ステージ24は、後述するモータ28によって矢印Z方向(高さ方向)に昇降可能である。
造形ユニット5は、造形ステージ24上の造形層30に造形液10を吐出する液体吐出ユニット50を備える。
液体吐出ユニット50は、キャリッジ51と、キャリッジ51に搭載された造形液付与手段である液体吐出ヘッド(以下、「ヘッド」ともいう。)52a、52bを備える。
キャリッジ51は、ガイド部54及び55に移動可能に保持されている。ガイド部54及び55は、両側の側板70、70に昇降可能に保持される。
キャリッジ51は、後述するX方向走査機構550を構成するX方向走査モータによってプーリ及びベルトを介して主走査方向である矢印X方向(以下、単に「X方向」という。他のY、Zについても同様とする。)に往復移動が可能である。
ヘッド52a、52b(以下、区別しないときは「ヘッド52」という。)は、造形液を吐出する複数のノズルを配列したノズル列がそれぞれ2列配置されている。一方のヘッド52aの2つのノズル列は、モデル部形成材料を吐出する。他方のヘッド52bの2つのノズル列は、ディテール部形成材料、及びサポート部形成材料をそれぞれ吐出する形態が好ましい。なお、ヘッド構成はこれに限るものではない。
これら各々の液を収容した複数のタンク60がタンク装着部56に装着され、供給チューブなどを介してヘッド52a、52bに供給される。
液体吐出ユニット50は、キャリッジ51に平坦化ローラ12と、造形液硬化手段700とを搭載する。キャリッジ51の走査方向(X方向)かつ造形プレート30を形成するときのキャリッジの移動方向に沿って、キャリッジ51に造形液硬化手段700、平坦化ローラ12、及びヘッド52が、この順に配置される。
平坦化ローラ12は、ヘッドより供給された液体により形成された液膜の微細な凹凸を均して平坦化する。
平坦化ローラ12は、造形ステージ24のステージ面に沿って矢印Y方向に、ステージ面に対して相対的に往復移動可能に配置され、後述する往復移動機構25によって移動される。また、平坦化ローラ12は、後述するモータ26によって回転駆動される。
造形液硬化手段700は、ヘッド52から吐出された造形液10を硬化する。造形液10を硬化する手段としては、紫外線(UV)照射ランプ、電子線等が挙げられる。紫外線により発生するオゾンを除去する機構が具備されることが好ましい。ランプの種類としては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライド、LEDランプ等がある。超高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたUVランプは、短波長領域の照射が可能である。メタルハライドは、波長領域が広いため着色物に有効的である。Pb、Sn、Feなどの金属のハロゲン化物が用いられ、光開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。造形液10を硬化することに有効であるランプであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
X方向の一方側には、液体吐出ユニット50のヘッド52の維持回復を行うメンテナンス機構61が配置される。
メンテナンス機構61は、主にキャップ62とワイパ63で構成される。キャップ62をヘッド52のノズル面(ノズルが形成された面)に密着させ、ノズルから造形液を吸引する。ノズルに詰まった高粘度化した造形液を排出するためである。その後、ノズルのメニスカス形成(ノズル内は負圧状態である)のため、ノズル面をワイパ63でワイピング(払拭)する。また、メンテナンス機構61は、造形液の吐出が行われない場合に、ヘッドのノズル面をキャップ62で覆い、造形液10が乾燥すること、及び光による液体の硬化を防止する。
造形ユニット5は、ベース部7上に配置されたガイド部71に移動可能に保持されたスライダ部72を有し、造形ユニット5全体がX方向と直交するY方向(副走査方向)に往復移動可能である。この造形ユニット5は、後述するY方向走査機構552によって全体がY方向に往復移動される。
液体吐出ユニット50は、ガイド部54、55とともに矢印Z方向に昇降可能に配置され、後述するZ方向昇降機構551によってZ方向に昇降可能である。
ここで、造形部1の詳細について説明する。
造形槽11は、箱型形状をなし、上面が開放された槽を備える。造形槽22内部には、造形ステージ24がそれぞれ昇降可能に配置される。造形ステージ24の側面は造形槽22の内側面に接するように配置される。造形ステージ24の上面は、水平に保持される。
キャリッジ51に搭載された平坦化ローラ12は、造形槽22の内寸よりも長い棒状部であり、キャリッジ51と共にステージ面に沿ってX方向(主走査方向)に往復移動が可能である。
平坦化ローラ12は、モータ26によって回転されながら、造形槽22の外側から造形槽22の上方を通過するようにして水平移動する。これにより、平坦化ローラ12が造形槽22上を通過しながら、造形ステージ24上に吐出された造形液10の表面を平坦化することで造形層30が形成される。
また、図2にも示すように、平坦化ローラ12の周面に接触して、平坦化ローラ12に付着した造形液10を除去するための除去部である液体除去板13が配置されている。
液体除去板13は、平坦化ローラ12の周面に接触した状態で、平坦化ローラ12と共に移動する。また、液体除去板13は、平坦化ローラ12が平坦化を行うときの回転方向に回転するときにカウンタ方向でも、順方向での配置可能である。
次に、前記立体造形装置の制御部の概要について図5を参照して説明する。図5は同制御部のブロック図である。
制御部500は、この装置全体の制御を司るCPU501と、CPU501に本発明に係わる制御を含む立体造形動作の制御を実行させるための本発明に係るプログラムを含むプログラム、その他の固定データを格納するROM502と、造形データ等を一時格納するRAM503とを含む主制御部500Aを備える。
制御部500は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ(NVRAM)504を備えている。また、制御部500は、画像データに対する各種信号処理等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC505を備えている。
また、制御部500は、外部の造形データ作成装置600から造形データを受信するときに使用するデータ及び信号の送受を行うためのI/F506を備えている。
造形データ作成装置600は、最終形態の造形物(立体造形物)を造形層ごとにスライスしたスライスデータである造形データを作成する本発明に係る立体造形物を造形するデータを作成する装置であり、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置で構成されている。
次に、造形データ作成方法について説明する。
3次元CADなどを用いて準備された造形物形状は、STLなどのフォーマットのデータとしてユーザーにより準備される。
次に、ディテール部83を必要とするかどうかを判断する。ここで、ディテール部とは、所定の幅85、特に1mm以下の部分を持つモデル部の薄肉部、微細柱形状などを識別し、自動的にそのデータの周辺にディテール部を配置することができる。
また、所定の幅85はユーザーが任意に決定してもよいし、材質によって可変であってもよい。ユーザーは形状再現性を高めたい部分に任意にディテール部をモデル部周辺に配置できる手続きを経ることも可能である。実施例において、ディテール部自動配置設定、及びユーザーの任意配置例を後述する。
制御部500は、各種センサの検知信号を取り込むためのI/O507を備えている。
また、制御部500は、液体吐出ユニット50のヘッド52を駆動制御するヘッド駆動制御部508を備える。
制御部500は、液体吐出ユニット50のキャリッジ51をX方向(主走査方向)に移動させるX方向走査機構550を構成するモータを駆動するモータ駆動部510と、造形ユニット5をY方向(副走査方向)に移動させるY方向走査機構552を構成するモータを駆動するモータ駆動部512を備えている。
制御部500は、液体吐出ユニット50のキャリッジ51をZ方向に移動(昇降)させるZ方向昇降機構551を構成するモータを駆動するモータ駆動部511を備えている。なお、矢印Z方向への昇降は造形ユニット5全体を昇降させる構成とすることもできる。
制御部500は、供給ステージ23を昇降させるモータ27を駆動するモータ駆動部513と、造形ステージ24を昇降させるモータ28を駆動するモータ駆動部514を備えている。
また、制御部500は、平坦化ローラ12を回転駆動するモータ26を駆動する516を備えている。
さらに、制御部500は、液体吐出ユニット50のメンテナンス機構61を駆動するメンテナンス駆動部518を備えている。
制御部500のI/O507には、装置の環境条件としての温度及び湿度を検出する温湿度センサ560などの検知信号やその他のセンサ類の検知信号が入力される。
制御部500には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル522が接続されている。
制御部500は、上述したように、造形データ作成装置600から造形データを受領する。造形データは、目的とする立体造形物の形状をスライスしたスライスデータとしての各造形層30の形状データ(造形データ)を含む。
主制御部500Aは、造形層30の造形データに基づいてヘッド52からの造形液の吐出を行わせる制御をする。
なお、造形データ作成装置600と立体造形装置601によって造形装置が構成される。
次に、造形の流れについて、図3を参照して説明する。
ここでは、造形槽22の造形ステージ24上に、1層目の造形層30が形成されている状態から説明する。この1層目の造形層30上に次の造形層30を形成するときには、造形槽22の造形ステージ24をZ方向に下降させる。
その後、図5に示すように液体吐出ユニット50のヘッド52b及び52aから造形ステージ24上に造形液(モデル部、サポート部、ディテール部)の液滴を吐出して造形層30を形成する(造形液吐出工程)。平坦化ローラ12は、造形ステージ24上に形成された造形層30の表面を平坦にし(平坦化工程)、造形液硬化手段700は、平坦化ローラ12によって表面が平坦にされた造形層30を、紫外線照射によって重合硬化する(造形層硬化工程)。前記の工程により造形層30上に所要形状の造形層30を積層形成する。
キャリッジ51にヘッド52a及び52b、平坦化ローラ12、及び造形液硬化手段700が搭載されているので、図5においてキャリッジ51のX方向(主走査方向)の矢印で示した左方に移動しながら、ヘッド52による造形液吐出工程、平坦化ローラ12による平坦化工程、造形液硬化手段700による造形層硬化工程が順次実行される。
次いで、上述したヘッド52による造形液吐出工程、平坦化ローラ12による平坦化工程、造形液硬化手段700による造形層硬化工程を繰り返して新たな造形層30を形成する。このとき、新たな造形層30とその下層の造形層30とは一体化して三次元形状造形物(立体造形物)の一部を構成する。以後、造形液吐出工程、平坦化工程、造形層硬化工程を必要な回数繰り返すことによって、立体造形物を完成させる。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
<モデル部形成材料の調製>
イソボルニルアクリレート(共栄化学株式会社製)65質量部、及びウレタンアクリレート(商品名:UV−1700B、日本合成化学工業株式会社製、分子量:2,000)33質量部をビーカーにて均一に混合した。その後、反応開始剤(商品名:イルガキュア819、BASF社製)2質量部を加え、さらに均一に混合し、フィルター(商品名:メンブレンフィルター、メルクミリポア社製、平均孔径:0.8μm)を通過させてモデル部形成材料を得た。
<ディテール部形成材料Aの調製>
アクリロイルモルホリン(ACMO、KJケミカルズ株式会社製)50質量部、1−ドデカノール50質量部、反応開始剤(商品名:イルガキュア819、BASF社製)3質量部、及び重合禁止剤として1,4−ベンゾキノン0.05質量部を均一に混合し、フィルター(商品名:メンブレンフィルター、メルクミリポア社製、平均孔径:0.8μm)を通過させてディテール部形成材料Aを得た。
<ディテール部形成材料Bの調製>
アクリロイルモルホリン(ACMO、KJケミカルズ株式会社製)50質量部、1,5−ヘキサンジオール50質量部、ポリオキシプロピレングリコール15質量部、反応開始剤(商品名:イルガキュア819、BASF社製)3質量部、及び重合禁止剤として1,4−ベンゾキノン0.05質量部を均一に混合し、フィルター(商品名:メンブレンフィルター、メルクミリポア社製、平均孔径:0.8μm)を通過させてディテール部形成材料Bを得た。
<サポート部形成材料の調製>
アクリロイルモルホリン(ACMO、KJケミカルズ株式会社製)50質量部、1,5−ヘキサンジオール50質量部、ポリオキシプロピレングリコール15質量部、反応開始剤(商品名:イルガキュア819、BASF社製)3質量部、及び重合禁止剤として1,4−ベンゾキノン0.05質量部を均一に混合し、フィルター(商品名:メンブレンフィルター、メルクミリポア社製、平均孔径:0.8μm)を通過させてサポート部形成材料を得た。
<立体造形物の造形>
(実施例1)
図1に示す立体造形装置において、インクジェットヘッド(商品名:MH2420、リコーインダストリー株式会社製)に通じる2つのタンクに、得られたモデル部形成材料、及びディテール部形成材料Aを充填した。次に、図7に示すように、重力方向をZ方向とし、造形する立体造形物の形状を、直径:0.8mm、高さ:10mmの円柱に設定し、各インクジェットヘッドから所定量の前記モデル部形成材料、及び前記ディテール部形成材料Aをそれぞれ噴射させた。なお、ディテール部の形成位置は、ユーザーにより設定された。
次に、紫外線照射機(装置名:SPOT CURE SP5−250DB、ウシオ電機株式会社製)で350mJ/cmの光量を照射し、前記モデル部形成材料、及びディテール部形成材料を硬化させ、これら一連の工程を繰り返した。
その後、得られた造形物を水に2時間浸漬させてディテール部83を除去し、モデル部81を残すことにより、図8に示す立体造形物1を作製した。
(実施例2)
実施例1において、ディテール部形成材料Aをディテール部形成材料Bに変更した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物2を造形した(図7、及び8)。
(実施例3)
実施例1において、別のタンクに得られたサポート部形成材料を充填し、造形する立体造形物の形状を図9に示す幅85:0.9mmの十字型の形状とし、ディテール部83及びサポート部82は、自動で配置されるように設定された点、インクジェットヘッドから更にサポート部形成材料を噴射させた点、及び造形後にサポート部も水で除去した点以外は、実施例1と同様にして、立体造形物3を造形した(図10)。
なお、サポート部82は、モデル部形成材料が硬化する前に、重力によりモデル部81が落下することを防ぐ位置に配置され、ディテール部83は、モデル部形成材料が硬化する前に、液ダレが生じることを防ぐように、モデル部81の重力方向に対して交差する方向の長さが1mm以下の位置に配置されるように、設定されている。
(実施例4)
実施例3において、造形する立体造形物の形状を図11に示す鋭角部を有する形状に設定し、モデル部81のエッジ部の最大幅が1mm以下となる部分にディテール部83が配置されるように設定した以外は、実施例3と同様にして、立体造形物4を造形した(図12)。
なお、ディテール部83及びサポート部82を除去した後にノギスで測定したところ、データどおりの寸法であることを確認した。
(実施例5)
実施例3において、造形する立体造形物の形状を図13に示す空洞部84を有する形状に設定した以外は、実施例3と同様にして、立体造形物5を造形した。図13は、立体造形物5の製造過程を示す概略の平面図である。
なお、立体造形物5は、上面から観察した場合に長方形である空洞部84を有し、幅85が1mmを下回る空洞部84は、ディテール部形成材料を満たすように設定して作製した。また、幅85が1mmを超える空洞部84は、壁面にディテール部83の厚みが1mmとなるように設定して作製した(図14)。
(実施例6)
実施例3において、造形する立体造形物の形状を図15に示す空洞部84を有する形状に設定した以外は、実施例3と同様にして、立体造形物6を造形した(図16)。
なお、立体造形物6は、上面から観察した場合に三角形、及び四角形である空洞部84を有し、幅85が1mmを超える空洞部84は、内壁面、及び外壁面に、ディテール部83の厚みが2mmとなるように設定して作製した。
(実施例7)
実施例3において、ディテール部形成材料Aをディテール部形成材料Bに変更し、造形する立体造形物の形状を図17に示すネジの形状に設定し、ディテール部83の形成位置は、ユーザーにより設定されたこと以外は、実施例3と同様にして、立体造形物7を造形した(図18)。
(実施例8)
実施例1において、直径:30mm、高さ:100mmの円柱に設定を変更した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物8を造形した(図7、及び8)。
(比較例1)
実施例1において、ディテール部形成材料Aを噴射させず、モデル部形成材料のみで立体造形物を作製した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の立体造形物9を造形した(図19)。
次に、得られた立体造形物1〜8について、以下のようにして、「液ダレのなさ」を評価した。その結果を下記表1に示す。
<液ダレのなさの評価>
得られたモデル部形成材料、ディテール部形成材料、及びサポート部形成材料を用いて、立体造形物1〜8、及び32mm×10mmの長方形の液膜を高さ10mmまで積層した立体造形物9について、共焦点顕微鏡(装置名:OPTELICS H1200、レーザーテック株式会社製)を用いてヘッド移動方向における辺のエッジの形状プロファイルを計測し、立体造形物9のエッジの形状プロファイルを基準として、その差から、得られた立体造形物1〜8の端部の曲率半径を測定した。
なお、立体造形物1〜4、7、及び8のエッジは、凸端部であり、空洞部を有する立体造形物5、及び6のエッジは、凹端部である。
また、前記曲率半径が大きいほど、立体造形物の端部の液ダレによる変形が大きいことを意味する。
−評価基準−
○:設定どおりの立体造形物が得られ、立体造形物の端部の曲率半径が0.20mm以下であり、立体造形物の端部がエッジ形状を再現し、良好な造形である
×:得られた立体造形物の高さが設定値よりも2mm以上低く、立体造形物の端部の曲率半径が0.20mmを超え、立体造形物の端部が丸みを帯びた形状であり、造形不良である
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> モデル部形成材料、及びディテール部形成材料を用いて、モデル部、及びディテール部を構成する液膜を成膜する成膜工程と、
前記成膜した液膜を硬化させる硬化工程と、
を複数回繰り返す立体造形物の製造方法であって、
前記ディテール部が、前記モデル部の、支持が不要な面の少なくとも一面に接するように配置されることを特徴とする立体造形物の製造方法である。
<2> 前記支持が、前記モデル部の重力方向に対する支持である前記<1>に記載の立体造形物の製造方法である。
<3> 前記ディテール部が、前記モデル部の、前記支持が不要な面を覆うように配置される前記<1>から<2>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<4> 前記ディテール部が、前記モデル部の端部を含むように配置される前記<1>から<3>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<5> 前記ディテール部が、前記モデル部の端部の液ダレを防止するために形成される前記<1>から<4>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<6> 前記モデル部が、少なくとも1つの、前記支持が不要な面を有し、
前記ディテール部が、少なくとも1つの、前記支持が不要な面に接するように配置される前記<1>から<5>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<7> 前記モデル部の、前記支持が不要な面が、重力方向に対し垂直な面に交わる面である前記<1>から<6>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<8> 造形された後、形成された前記ディテール部を除去する除去工程をさらに含む前記<1>から<7>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<9> 前記除去工程の後、前記ディテール部が接していた前記モデル部の端部の曲率半径が、0.2mm以下である前記<8>に記載の立体造形物の製造方法である。
<10> 前記ディテール部の一表面が、前記モデル部と当接し、前記ディテール部の他表面が、露出している前記<1>から<8>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<11> 前記ディテール部が、前記モデル部の厚みが1mm以下である部分に配置される前記<1>から<10>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<12> 前記ディテール部が、液体に溶解する前記<1>から<11>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<13> 前記ディテール部が、液体に浸漬されて溶解する前記<12>に記載の立体造形物の製造方法である。
<14> 前記成膜工程が、さらにサポート部形成材料を用いて、サポート部を構成する液膜を成膜し、
前記サポート部が、前記モデル部の重力方向に対する前記支持のために配置される前記<1>から<12>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<15> 前記ディテール部形成材料が、前記サポート部形成材料と同一組成である前記<14>に記載の立体造形物の製造方法である。
<16> 前記ディテール部の前記液体に対する溶解性が、前記サポート部と同程度、又はサポート部よりも低い前記<14>から<15>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<17> 前記ディテール部における前記モデル部との相溶性が、前記サポート部と同程度、又は前記サポート部よりも低い前記<14>から<16>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<18> 前記ディテール部の機械的強度が、前記サポート部と同程度、又は前記サポート部よりも高い前記<14>から<17>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<19> 立体造形物におけるモデル部を形成するモデル部形成部と、ディテール部を形成するディテール部形成部と、を判断し、
前記モデル部形成部が、重力方向を法線ベクトルとする面上に形成され、
前記ディテール部形成部が、前記モデル部形成部の重力方向に対する支持部以外の位置に配置されるように設定されることを特徴とする立体造形物のデータの作成方法である。
<20> 立体造形物の厚みが、所定の厚み以下である部分に、前記ディテール部を形成すると判断する前記<19>に記載の立体造形物のデータの作成方法である。
<21> 前記ディテール部形成部が、ユーザーにより定義される前記<19>から<20>のいずれかに記載の立体造形物のデータの作成方法である。
前記<1>から<18>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法、並びに前記<19>から<21>のいずれかに記載の立体造形物のデータの作成方法によると、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
1 造形部
5 造形ユニット
10 造形液
12 平坦化ローラ(平坦化手段)
22 造形槽
24 造形ステージ
30 造形層(層状造形物)
50 液体吐出ユニット
51 キャリッジ
52 液体吐出ヘッド
500 制御部
特表2003−535712号公報 特開2012−111226号公報

Claims (17)

  1. モデル部形成材料、及びディテール部形成材料を用いて、モデル部、及びディテール部を構成する液膜を成膜する成膜工程と、
    前記成膜した液膜を硬化させる硬化工程と、
    を複数回繰り返す立体造形物の製造方法であって、
    前記ディテール部が、前記モデル部の、支持が不要な面の少なくとも一面に接するように配置されることを特徴とする立体造形物の製造方法。
  2. 前記支持が、前記モデル部の重力方向に対する支持である請求項1に記載の立体造形物の製造方法。
  3. 前記ディテール部が、前記モデル部の、前記支持が不要な面を覆うように配置される請求項1から2のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
  4. 前記ディテール部が、前記モデル部の端部を含むように配置される請求項1から3のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
  5. 前記ディテール部が、前記モデル部の端部の液ダレを防止するために形成される請求項1から4のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
  6. 前記モデル部が、少なくとも1つの、前記支持が不要な面を有し、
    前記ディテール部が、少なくとも1つの、前記支持が不要な面に接するように配置される請求項1から5のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
  7. 前記モデル部の、前記支持が不要な面が、重力方向に対し垂直な面に交わる面である請求項1から6のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
  8. 造形された後、形成された前記ディテール部を除去する除去工程をさらに含む請求項1から7のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
  9. 前記除去工程の後、前記ディテール部が接していた前記モデル部の端部の曲率半径が、0.2mm以下である請求項8に記載の立体造形物の製造方法。
  10. 前記ディテール部の一表面が、前記モデル部と当接し、前記ディテール部の他表面が、露出している請求項1から8のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
  11. 前記ディテール部が、前記モデル部の厚みが1mm以下である部分に配置される請求項1から10のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
  12. 前記ディテール部が、液体に溶解する請求項1から11のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
  13. 前記成膜工程が、さらにサポート部形成材料を用いて、サポート部を構成する液膜を成膜し、
    前記サポート部が、前記モデル部の重力方向に対する前記支持のために配置される請求項1から12のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。
  14. 前記ディテール部形成材料が、前記サポート部形成材料と同一組成である請求項13に記載の立体造形物の製造方法。
  15. 立体造形物におけるモデル部を形成するモデル部形成部と、ディテール部を形成するディテール部形成部と、を判断し、
    前記モデル部形成部が、重力方向を法線ベクトルとする面上に形成され、
    前記ディテール部形成部が、前記モデル部形成部の重力方向に対する支持部以外の位置に配置されるように設定されることを特徴とする立体造形物のデータの作成方法。
  16. 立体造形物の厚みが、所定の厚み以下である部分に、前記ディテール部を形成すると判断する請求項15に記載の立体造形物のデータの作成方法。
  17. 前記ディテール部形成部が、ユーザーにより定義される請求項15から16のいずれかに記載の立体造形物のデータの作成方法。
JP2017054807A 2017-03-21 2017-03-21 立体造形物の製造方法、及び立体造形物のデータの作成方法 Pending JP2018154091A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017054807A JP2018154091A (ja) 2017-03-21 2017-03-21 立体造形物の製造方法、及び立体造形物のデータの作成方法
US15/920,676 US20180272615A1 (en) 2017-03-21 2018-03-14 Method of manufacturing solid freeform fabrication object and method of creating data for solid freeform fabrication object
EP18162291.1A EP3378626A1 (en) 2017-03-21 2018-03-16 Method of manufacturing solid freeform fabrication object and method of creating data for solid freeform fabrication object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017054807A JP2018154091A (ja) 2017-03-21 2017-03-21 立体造形物の製造方法、及び立体造形物のデータの作成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018154091A true JP2018154091A (ja) 2018-10-04

Family

ID=63715954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017054807A Pending JP2018154091A (ja) 2017-03-21 2017-03-21 立体造形物の製造方法、及び立体造形物のデータの作成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018154091A (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004090530A (ja) * 2002-09-02 2004-03-25 Ctt Corporation:Kk 三次元積層造形法とその装置
JP2014503384A (ja) * 2010-11-28 2014-02-13 ストラタシス リミテッド 物体を積層造形するシステムおよび方法
GB2507953A (en) * 2012-10-02 2014-05-21 Webb Electronics Ltd Method and apparatus for manufacturing a three-dimensional article
JP2016043512A (ja) * 2014-08-20 2016-04-04 株式会社ミマキエンジニアリング 3次元造形物の製造方法
JP2016047610A (ja) * 2014-08-27 2016-04-07 理想科学工業株式会社 印刷装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004090530A (ja) * 2002-09-02 2004-03-25 Ctt Corporation:Kk 三次元積層造形法とその装置
JP2014503384A (ja) * 2010-11-28 2014-02-13 ストラタシス リミテッド 物体を積層造形するシステムおよび方法
GB2507953A (en) * 2012-10-02 2014-05-21 Webb Electronics Ltd Method and apparatus for manufacturing a three-dimensional article
JP2016043512A (ja) * 2014-08-20 2016-04-04 株式会社ミマキエンジニアリング 3次元造形物の製造方法
JP2016047610A (ja) * 2014-08-27 2016-04-07 理想科学工業株式会社 印刷装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7145272B2 (ja) 剥離可能な犠牲構造の付加製造のための方法及びシステム
JP2019517403A (ja) ゴム状材料の付加製造
US11897187B2 (en) Method and system for additive manufacturing of peelable sacrificial structure
JP2018154092A (ja) 立体造形物の製造方法、及び立体造形物のデータの作成方法
JP2018144370A (ja) 立体造形物を造形する方法、立体造形物を造形する装置、プログラム
JP7423997B2 (ja) 立体造形物製造装置、立体造形物の製造方法、および立体造形物製造用プログラム
JP7013959B2 (ja) 立体造形物の製造方法、立体造形物、液体セット、及び立体造形装置
JP2018154091A (ja) 立体造形物の製造方法、及び立体造形物のデータの作成方法
JP2018114750A (ja) 立体造形物を造形する方法、立体造形物を造形する装置、プログラム
JP7383992B2 (ja) 立体造形物製造装置、立体造形物の製造方法、および立体造形物製造用プログラム
EP3378626A1 (en) Method of manufacturing solid freeform fabrication object and method of creating data for solid freeform fabrication object
US20170355133A1 (en) Method of manufacturing solid freeform fabrication object
JP2019151097A (ja) 立体造形物の製造方法、立体造形物の製造装置、及び立体造形物
JP2019142053A (ja) 立体造形物の製造方法及び立体造形物の製造装置
JP7006378B2 (ja) 立体造形物の製造方法、立体造形物の製造装置、及び立体造形物のデータの作成方法
JP2020151971A (ja) 立体造形物の製造装置、立体造形物の製造方法、及び立体造形プログラム
JP2018153927A (ja) 立体造形物を造形する方法、立体造形物を造形する装置
JP2020151958A (ja) 立体造形物の製造装置、立体造形物の製造方法、及び立体造形プログラム
JP7472572B2 (ja) 立体造形物製造装置、立体造形物の製造方法、および立体造形物製造用プログラム
JP2019147326A (ja) 立体造形物の製造方法、及び立体造形物の製造データの作成方法
JP2019147329A (ja) 立体造形物の製造方法、立体造形物の製造装置、立体造形プログラム及び立体造形物の製造装置の洗浄方法
JP2021020418A (ja) 立体造形物製造装置、立体造形物の製造方法、及び立体造形物製造用吐出プログラム
JP2021037730A (ja) 立体造形物製造装置、立体造形物の製造方法、および立体造形物製造用吐出プログラム
JP2021079606A (ja) 立体造形物製造装置、立体造形物の製造方法、および立体造形物製造用プログラム
JP2022086720A (ja) 立体造形物の製造方法、立体造形物製造用プログラム、および立体造形物の製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200116

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20210205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210224

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210817