JPH08281808A - 立体形状の製造方法 - Google Patents
立体形状の製造方法Info
- Publication number
- JPH08281808A JPH08281808A JP7090531A JP9053195A JPH08281808A JP H08281808 A JPH08281808 A JP H08281808A JP 7090531 A JP7090531 A JP 7090531A JP 9053195 A JP9053195 A JP 9053195A JP H08281808 A JPH08281808 A JP H08281808A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- dimensional shape
- producing
- shape according
- layer
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/22—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20
- G03G15/221—Machines other than electrographic copiers, e.g. electrophotographic cameras, electrostatic typewriters
- G03G15/224—Machines for forming tactile or three dimensional images by electrographic means, e.g. braille, 3d printing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 汎用樹脂を中心とした多種の材料にてその材
料物性を生かした成形ができることを中心として、複雑
な形状が作製できること、精度が良いこと、作製時間が
短いこと、装置コストとランニングコストが安いこと、
さらには作業環境性に優れること、すなわち、汎用射出
成形機と同等価格で、同材質の材料を短時間に、金型無
しに成形する。 【構成】 熱可塑性樹脂からなる粉体１と、該粉体１よ
り粒径の小さい異材質のパターン化された粉体２により
１層の粉体層を積層ステージ９上に形成する。粉体層を
加熱圧縮プレート１３により加熱圧着するとともに、パ
ターンを変化させながら前記粉体層を層状に積み重ねた
後、パターン化された粉体層の部分を取り除く。
料物性を生かした成形ができることを中心として、複雑
な形状が作製できること、精度が良いこと、作製時間が
短いこと、装置コストとランニングコストが安いこと、
さらには作業環境性に優れること、すなわち、汎用射出
成形機と同等価格で、同材質の材料を短時間に、金型無
しに成形する。 【構成】 熱可塑性樹脂からなる粉体１と、該粉体１よ
り粒径の小さい異材質のパターン化された粉体２により
１層の粉体層を積層ステージ９上に形成する。粉体層を
加熱圧縮プレート１３により加熱圧着するとともに、パ
ターンを変化させながら前記粉体層を層状に積み重ねた
後、パターン化された粉体層の部分を取り除く。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、立体形状の製造方法、
より詳細には、立体プリンタ等、型を用いないで立体形
状を製造する方法に関する。
より詳細には、立体プリンタ等、型を用いないで立体形
状を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】エネルギー線、特に、紫外線を用いた立
体形状の製造方法は、既に、種々提案されているが、こ
のエネルギー線を用いた立体形状の製造方法には、以下
のような大きな欠点がある。 エネルギー線硬化性樹脂しか使用できないため、材料
物性に制限がある。 複雑な形状が作れない。 目的の形状を精度良く作ることができない。 は材料が限定されてしまうという大きな欠点である。
は鎖状の立体形状を作製できないし、鎖の輪と輪がく
っついた状態で成形されてしまう。この欠点を補うた
め、サポートを使用しているが、サポートの設計と加
工、設置に時間とコストが付加されてしまう。は穴が
あいている形状を作製しようとすると、エネルギー線に
よる硬化エリアが制御できず、楕円の穴が作製されてし
まうため、この変形を予期し、それに見合った加工デー
タに補正するという経験とノウハウが必要となってく
る。また、この硬化性樹脂は有毒であったり、異臭を有
するため、環境面での問題もあり、また、非常に高価で
レーザーの消耗とともにランニングコストが高いという
欠点を有する。
体形状の製造方法は、既に、種々提案されているが、こ
のエネルギー線を用いた立体形状の製造方法には、以下
のような大きな欠点がある。 エネルギー線硬化性樹脂しか使用できないため、材料
物性に制限がある。 複雑な形状が作れない。 目的の形状を精度良く作ることができない。 は材料が限定されてしまうという大きな欠点である。
は鎖状の立体形状を作製できないし、鎖の輪と輪がく
っついた状態で成形されてしまう。この欠点を補うた
め、サポートを使用しているが、サポートの設計と加
工、設置に時間とコストが付加されてしまう。は穴が
あいている形状を作製しようとすると、エネルギー線に
よる硬化エリアが制御できず、楕円の穴が作製されてし
まうため、この変形を予期し、それに見合った加工デー
タに補正するという経験とノウハウが必要となってく
る。また、この硬化性樹脂は有毒であったり、異臭を有
するため、環境面での問題もあり、また、非常に高価で
レーザーの消耗とともにランニングコストが高いという
欠点を有する。
【０００３】また、ＣＯ2レーザで粉末材料を一層ずつ
溶融させて立体形状を製造する方法として、例えば、米
国特許第４８６３５３８，４９３８８１６，４９４４８
１７，５１５５３２１号等が知られている。この方法
は、樹脂粉末を均一な厚さで供給して層を形成し、デジ
タル信号化された立体形状の断面情報を炭酸ガスレーザ
ーを用いて粉末同士を溶融固化するものであり、未融着
の粉末材料が自然とサポートの役割をするので、エネル
ギー線利用の場合のの欠点をカバーできる。また、溶
融固化しない部分はサポート部を形成するため、複雑な
形状でも容易に作ることができ、基本的には溶融する樹
脂であればほとんどの樹脂が利用可能であり、前記の
欠点もカバーできる。
溶融させて立体形状を製造する方法として、例えば、米
国特許第４８６３５３８，４９３８８１６，４９４４８
１７，５１５５３２１号等が知られている。この方法
は、樹脂粉末を均一な厚さで供給して層を形成し、デジ
タル信号化された立体形状の断面情報を炭酸ガスレーザ
ーを用いて粉末同士を溶融固化するものであり、未融着
の粉末材料が自然とサポートの役割をするので、エネル
ギー線利用の場合のの欠点をカバーできる。また、溶
融固化しない部分はサポート部を形成するため、複雑な
形状でも容易に作ることができ、基本的には溶融する樹
脂であればほとんどの樹脂が利用可能であり、前記の
欠点もカバーできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ＣＯ2レ
ーザーによる方法は、レーザーでスポット溶融し、自然
固化に頼っているため、溶融粘度の高い樹脂、例えば、
ポリカーボネイトや無機粉末等が充填された複合樹脂の
場合には、互いの樹脂粉末の結合力が弱く、中にボイド
が存在したり、多孔質体となり、その樹脂の有する強度
等本来の物性を十分発揮できないし、また、表面が荒れ
たものとなる。また、レーザーの走査時間、照射エネル
ギー、スポット径などにより、精度と時間が決定され、
しかも、この精度と時間が相反した関係となるなどの欠
点がある。また、単にスポット的にその材料の溶融温度
以上に加熱しているだけなので、溶融粘度の高い材料で
は粉体同士の密着力が弱く、真の密度よりかなり低下し
た多孔質体となり、表面粗さが大きく、精度がでない、
強度が弱いなどの欠点が生じる。装置としても、ＣＯ2
レーザーにすることにより、エネルギー線硬化法より安
価であるが、やはりかなり高価である。
ーザーによる方法は、レーザーでスポット溶融し、自然
固化に頼っているため、溶融粘度の高い樹脂、例えば、
ポリカーボネイトや無機粉末等が充填された複合樹脂の
場合には、互いの樹脂粉末の結合力が弱く、中にボイド
が存在したり、多孔質体となり、その樹脂の有する強度
等本来の物性を十分発揮できないし、また、表面が荒れ
たものとなる。また、レーザーの走査時間、照射エネル
ギー、スポット径などにより、精度と時間が決定され、
しかも、この精度と時間が相反した関係となるなどの欠
点がある。また、単にスポット的にその材料の溶融温度
以上に加熱しているだけなので、溶融粘度の高い材料で
は粉体同士の密着力が弱く、真の密度よりかなり低下し
た多孔質体となり、表面粗さが大きく、精度がでない、
強度が弱いなどの欠点が生じる。装置としても、ＣＯ2
レーザーにすることにより、エネルギー線硬化法より安
価であるが、やはりかなり高価である。
【０００５】逆に、この方法では、レーザーでスポット
的に溶融直後から冷却が始まるため、スポット的に追随
して加圧固化しなければ緻密なものは得られないが、実
際にこれを実施するのは非常に難しいし、サポート部は
粉体のままであるため、このような局部加圧はサポート
部の変形をもたらし、形状精度を低下させてしまう。
的に溶融直後から冷却が始まるため、スポット的に追随
して加圧固化しなければ緻密なものは得られないが、実
際にこれを実施するのは非常に難しいし、サポート部は
粉体のままであるため、このような局部加圧はサポート
部の変形をもたらし、形状精度を低下させてしまう。
【０００６】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、汎用樹脂を中心とした多種の材料にてその
材料物性を生かした成形ができることを中心として、複
雑な形状が作製できること、精度が良いこと、作製時間
が短いこと、装置コストとランニングコストが安いこ
と、さらには、作業環境性に優れること、すなわち、汎
用射出成形機と同等価格で、同材質の材料を短時間に、
金型無しに成形することを目的としてなされたものであ
る。
れたもので、汎用樹脂を中心とした多種の材料にてその
材料物性を生かした成形ができることを中心として、複
雑な形状が作製できること、精度が良いこと、作製時間
が短いこと、装置コストとランニングコストが安いこ
と、さらには、作業環境性に優れること、すなわち、汎
用射出成形機と同等価格で、同材質の材料を短時間に、
金型無しに成形することを目的としてなされたものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）熱可塑性樹脂からなる粉体１と、
該粉体１より粒径の小さい異材質のパターンを形成する
粉体２により１層の粉体層を形成し、該粉体層を加熱圧
着するとともに、パターンを変化させながら前記粉体層
を層状に積み重ねた後、パターン化された粉体層の部分
を取り除くことを特徴としたものであり、更には、
（２）立体形状モデルの断面部以外の部分をパターンと
して用いること、更には、（３）パターンを形成する粉
体２を電子写真プロセスを用いて、前記粉体１に供給す
ること、更には、（４）パターンを形成する粉体２に、
加熱圧着温度で溶融し、前記粉体１より低強度または低
相溶性の材料を用い、粉体１と粉体２の混合部の溶着強
度を粉体１同士の溶着強度より著しく低くしたこと、更
には、（５）粉体２として、汎用の電子写真用トナー粉
体を用いること、更には、（６）パターンを形成する粉
体２に、粉体１より高融点の材料を用い、加熱圧着で溶
着するときの加熱温度を、粉体１の溶融温度以上で粉体
２の溶融温度以下とし、粉体１と粉体２の混合部の溶着
強度を粉体１同士の溶着強度より著しく低くしたこと、
更には、（７）粉体２としてセラミックス粉を代表とす
る無機粉体を用いること、更には、（８）粉体１の平均
粒径が２０〜５００μｍであること、更には、（９）粉
体２の平均粒径が粉体１の粒径に対して１／５〜１／５
００であること、更には、（１０）粉体１の層を形成
後、粉体２のパターン層を転写により形成すること、更
には、（１１）粉体２のパターン層を転写により形成
後、粉体２の層を形成すること、更には、（１２）粉体
２のかさ密度を粉体１のかさ密度より小さくしたこと、
更には、（１３）加熱圧着する方法として、粉体層に粉
体１の溶融温度以上で、前記（４）又は（６）を満たす
一定の表面温度を有する圧着体を一定時間圧着するこ
と、更には、（１４）一定の表面温度を有する圧着体の
粉体と接する表面層を、溶融粉体と密着性しない材質で
形成したこと、更には、（１５）一定の表面温度を有す
る圧着体と粉体との間に溶融粉体と密着しない材質で、
且つその表面温度以上の熱変形温度を有するフィルムを
配置したこと、更には、（１６）加熱圧着する方法とし
て、粉体１の溶融温度以上で前記（４）又は（６）を満
たす一定温度に非接触加熱した後、粉体１か粉体２のど
ちらか低い方の溶融温度以下で、一定の表面温度を有す
る圧着体を一定時間圧着すること、更には、（１７）フ
ィルムに電子写真プロセスの感光ドラムからのトナーの
転送の役割をもたせたこと、更には、（１８）層状に積
み重なった部分の温度を、粉体１の熱変形温度以下か、
粉体２の溶融温度以下のどちらか低い方の温度以下の一
定温度に保持すること、更には、（１９）粉体１と粉体
２で形成した粉体層の一層の厚さが１０〜８００μｍで
あること、更には、（２０）粉体２のパターン部におい
て、粉体１が１００重量部に対して粉体２を５〜８０重
量部用いること、更には、（２１）粉体１にガラス繊維
や無機フィラー等の強化材・充填材が入った樹脂複合材
料を用いることを特徴としたものである。
決するために、（１）熱可塑性樹脂からなる粉体１と、
該粉体１より粒径の小さい異材質のパターンを形成する
粉体２により１層の粉体層を形成し、該粉体層を加熱圧
着するとともに、パターンを変化させながら前記粉体層
を層状に積み重ねた後、パターン化された粉体層の部分
を取り除くことを特徴としたものであり、更には、
（２）立体形状モデルの断面部以外の部分をパターンと
して用いること、更には、（３）パターンを形成する粉
体２を電子写真プロセスを用いて、前記粉体１に供給す
ること、更には、（４）パターンを形成する粉体２に、
加熱圧着温度で溶融し、前記粉体１より低強度または低
相溶性の材料を用い、粉体１と粉体２の混合部の溶着強
度を粉体１同士の溶着強度より著しく低くしたこと、更
には、（５）粉体２として、汎用の電子写真用トナー粉
体を用いること、更には、（６）パターンを形成する粉
体２に、粉体１より高融点の材料を用い、加熱圧着で溶
着するときの加熱温度を、粉体１の溶融温度以上で粉体
２の溶融温度以下とし、粉体１と粉体２の混合部の溶着
強度を粉体１同士の溶着強度より著しく低くしたこと、
更には、（７）粉体２としてセラミックス粉を代表とす
る無機粉体を用いること、更には、（８）粉体１の平均
粒径が２０〜５００μｍであること、更には、（９）粉
体２の平均粒径が粉体１の粒径に対して１／５〜１／５
００であること、更には、（１０）粉体１の層を形成
後、粉体２のパターン層を転写により形成すること、更
には、（１１）粉体２のパターン層を転写により形成
後、粉体２の層を形成すること、更には、（１２）粉体
２のかさ密度を粉体１のかさ密度より小さくしたこと、
更には、（１３）加熱圧着する方法として、粉体層に粉
体１の溶融温度以上で、前記（４）又は（６）を満たす
一定の表面温度を有する圧着体を一定時間圧着するこ
と、更には、（１４）一定の表面温度を有する圧着体の
粉体と接する表面層を、溶融粉体と密着性しない材質で
形成したこと、更には、（１５）一定の表面温度を有す
る圧着体と粉体との間に溶融粉体と密着しない材質で、
且つその表面温度以上の熱変形温度を有するフィルムを
配置したこと、更には、（１６）加熱圧着する方法とし
て、粉体１の溶融温度以上で前記（４）又は（６）を満
たす一定温度に非接触加熱した後、粉体１か粉体２のど
ちらか低い方の溶融温度以下で、一定の表面温度を有す
る圧着体を一定時間圧着すること、更には、（１７）フ
ィルムに電子写真プロセスの感光ドラムからのトナーの
転送の役割をもたせたこと、更には、（１８）層状に積
み重なった部分の温度を、粉体１の熱変形温度以下か、
粉体２の溶融温度以下のどちらか低い方の温度以下の一
定温度に保持すること、更には、（１９）粉体１と粉体
２で形成した粉体層の一層の厚さが１０〜８００μｍで
あること、更には、（２０）粉体２のパターン部におい
て、粉体１が１００重量部に対して粉体２を５〜８０重
量部用いること、更には、（２１）粉体１にガラス繊維
や無機フィラー等の強化材・充填材が入った樹脂複合材
料を用いることを特徴としたものである。
【０００８】
【作用】安価な汎用熱可塑性樹脂粉体を用い、装置とし
てもコンピュータによる立体形状モデルの断面部のデジ
タル信号により印刷する汎用電子写真プロセスと、それ
を溶融し、加圧することにより内部に殆ど空隙が存在せ
ず、その材料物性を生かした立体形状の成形品を得る加
熱プレス機という安価で、且つ生産性に優れた装置を利
用する。また、立体形状を作製する部分を目的の樹脂粉
体同士で加熱圧着し、それ以外のサポート部分をその加
熱温度より低融点で脆い材料、またはより高融点で溶融
しない材料を介して加熱圧着するもので、従って、立体
形状部は目的の樹脂のみからなる高強度なものとなり、
またサポート部も加熱圧着されているため、殆ど空隙が
ないしっかりしたものとなる。このため、圧着後の厚さ
も殆ど均一にでき、層状に積み重なった方向に対する精
度もでる。
てもコンピュータによる立体形状モデルの断面部のデジ
タル信号により印刷する汎用電子写真プロセスと、それ
を溶融し、加圧することにより内部に殆ど空隙が存在せ
ず、その材料物性を生かした立体形状の成形品を得る加
熱プレス機という安価で、且つ生産性に優れた装置を利
用する。また、立体形状を作製する部分を目的の樹脂粉
体同士で加熱圧着し、それ以外のサポート部分をその加
熱温度より低融点で脆い材料、またはより高融点で溶融
しない材料を介して加熱圧着するもので、従って、立体
形状部は目的の樹脂のみからなる高強度なものとなり、
またサポート部も加熱圧着されているため、殆ど空隙が
ないしっかりしたものとなる。このため、圧着後の厚さ
も殆ど均一にでき、層状に積み重なった方向に対する精
度もでる。
【０００９】
【実施例】図１（ａ）〜図１（ｆ）は、本発明による立
体形状製造方法の一実施例を説明するための工程図で、
図中、１は粉体１、２は粉体２、３は感光体ドラム、４
はレーザー、５はフィルム、６は粉体１の容器、７は型
枠（シリンダー）、８はヒータ、９は積層ステージ、１
０は赤外線ヒータ、１１は加圧板で、以下、各工程に従
って説明する。
体形状製造方法の一実施例を説明するための工程図で、
図中、１は粉体１、２は粉体２、３は感光体ドラム、４
はレーザー、５はフィルム、６は粉体１の容器、７は型
枠（シリンダー）、８はヒータ、９は積層ステージ、１
０は赤外線ヒータ、１１は加圧板で、以下、各工程に従
って説明する。
【００１０】図１（ａ）［電子写真プロセスでの断面部
以外のパターン化］ まず、電子写真プロセスにより、デジタル信号化された
立体の断面情報を断面部でないところにトナーである粉
体２がくっつくように感光ドラム３にレーザー４で書き
込む。そして、その平均粒径５μｍ、かさ密度０.１g／
cm3、溶融温度１１０℃のスチレンアクリル樹脂を主成
分とする粉体２を感光体ドラム３に供給し、ステンレス
フィルムに絶縁を兼ねてテフロンをラミネートしたフィ
ルム５上に転写する。
以外のパターン化］ まず、電子写真プロセスにより、デジタル信号化された
立体の断面情報を断面部でないところにトナーである粉
体２がくっつくように感光ドラム３にレーザー４で書き
込む。そして、その平均粒径５μｍ、かさ密度０.１g／
cm3、溶融温度１１０℃のスチレンアクリル樹脂を主成
分とする粉体２を感光体ドラム３に供給し、ステンレス
フィルムに絶縁を兼ねてテフロンをラミネートしたフィ
ルム５上に転写する。
【００１１】図１（ｂ）［粉体１の供給］ 一方、型枠７はヒータ８により温度が８０℃に保持さ
れ、ステージ９上に層状に積み重なった立体形成部は、
まず、矢印Ａにて示すように、粉体１の供給層厚分だけ
下方に積層ステージ９が一定距離移動する。この場合
は、移動距離は１００μｍである。粉体１に平均粒径１
００μｍ、かさ密度０.４g／cm3、ガラス転移温度１４
５℃の冷凍粉枠したポリカーボネイトを用い、矢印Ｂに
て示すように、粉体１の容器６を移動させて２５０μｍ
厚の粉体１の層を形成する。
れ、ステージ９上に層状に積み重なった立体形成部は、
まず、矢印Ａにて示すように、粉体１の供給層厚分だけ
下方に積層ステージ９が一定距離移動する。この場合
は、移動距離は１００μｍである。粉体１に平均粒径１
００μｍ、かさ密度０.４g／cm3、ガラス転移温度１４
５℃の冷凍粉枠したポリカーボネイトを用い、矢印Ｂに
て示すように、粉体１の容器６を移動させて２５０μｍ
厚の粉体１の層を形成する。
【００１２】図１（ｃ）［粉体１への粉末２の転写供
給］ 次に、この粉体１の層に粉体２をフィルム５から転写す
る。
給］ 次に、この粉体１の層に粉体２をフィルム５から転写す
る。
【００１３】図１（ｄ）［振動による均一化］ この状態で、粉体２は粉体１より平均粒径が著しく小さ
いため、粉体１の粒間に入るが、粉体１の形状、粒径、
粒度分布、粉体２の形状、粒径、粒度分布、及び粉体１
と粉体２の樹脂の種類によっては、不十分な場合がある
ため、この場合は微小振動を加えてパターン部でのみ粉
体１と粉体２の均一混合をする。
いため、粉体１の粒間に入るが、粉体１の形状、粒径、
粒度分布、粉体２の形状、粒径、粒度分布、及び粉体１
と粉体２の樹脂の種類によっては、不十分な場合がある
ため、この場合は微小振動を加えてパターン部でのみ粉
体１と粉体２の均一混合をする。
【００１４】図１（ｅ）［前加熱による粉体１の溶融］ その後、赤外線ヒータ１０を操作して、表層部からほぼ
４００μｍのところまで２５０℃以上に層表面を一気に
加熱溶融させる。
４００μｍのところまで２５０℃以上に層表面を一気に
加熱溶融させる。
【００１５】図１（ｆ）［加圧固化］ 前述のようにして溶融させた後、速やかに平面度０.０
１、温度５０℃以下の加圧プレート１１により加圧冷却
固化させる。このときの層厚はほぼ１００μｍと空隙ゼ
ロに近く、立体形状部では粉体１のみが溶融密着固化
し、サポート部では粉体１を、先に溶融した粉体２がく
るむかたちで溶融密着固化する。
１、温度５０℃以下の加圧プレート１１により加圧冷却
固化させる。このときの層厚はほぼ１００μｍと空隙ゼ
ロに近く、立体形状部では粉体１のみが溶融密着固化
し、サポート部では粉体１を、先に溶融した粉体２がく
るむかたちで溶融密着固化する。
【００１６】上記（ａ）〜（ｆ）の作業を繰り返して、
積層物を得、これを型枠であるシリンダーからはずし、
脆いスチレンアクリル樹脂がつなぎとなったサポート部
を破壊除去して、立体形状を得る。
積層物を得、これを型枠であるシリンダーからはずし、
脆いスチレンアクリル樹脂がつなぎとなったサポート部
を破壊除去して、立体形状を得る。
【００１７】図２は、本発明の他の実施例を説明するた
めの全体構成図で、図中、図１に示した実施例と同様の
作用をする部分には、図１の場合と同一の参照番号が付
してある。而して、この図２に示した実施例は、粉体１
としてポリプロピレン、粉体２としてポリフェニレンサ
ルファイド、フィルムに粉体１と逆帯電させた厚さ１０
０μｍのポリイミドフィルム５を用い、感光ドラム３か
ら粉体２のパターンを転写後、帯電によって粉体１が離
脱するのを防ぎながら積層部に移動し、それを既に層形
成のため一定厚さで供給した粉体１上で、フィルム５の
粉体２が付着している側と反対側から２３０℃に表面が
加熱された加熱圧着プレート１３を近づけ、フィルム５
を介して粉体１と粉体２を接触混合させるとともに、加
熱圧縮して粉体１のみを溶融させて高密度化し、その
後、加熱圧着プレート１３を、続いてポリイミドフィル
ム５を取り除き、これを繰り返すことにより、立体形状
を得るようにしたものである。パターン部、すなわちサ
ポート部は固化していないポリフェニレンサルファイド
粉体２により連続的な固化層が存在しないため、立体形
状を取り出すと同時に容易に除去できる。
めの全体構成図で、図中、図１に示した実施例と同様の
作用をする部分には、図１の場合と同一の参照番号が付
してある。而して、この図２に示した実施例は、粉体１
としてポリプロピレン、粉体２としてポリフェニレンサ
ルファイド、フィルムに粉体１と逆帯電させた厚さ１０
０μｍのポリイミドフィルム５を用い、感光ドラム３か
ら粉体２のパターンを転写後、帯電によって粉体１が離
脱するのを防ぎながら積層部に移動し、それを既に層形
成のため一定厚さで供給した粉体１上で、フィルム５の
粉体２が付着している側と反対側から２３０℃に表面が
加熱された加熱圧着プレート１３を近づけ、フィルム５
を介して粉体１と粉体２を接触混合させるとともに、加
熱圧縮して粉体１のみを溶融させて高密度化し、その
後、加熱圧着プレート１３を、続いてポリイミドフィル
ム５を取り除き、これを繰り返すことにより、立体形状
を得るようにしたものである。パターン部、すなわちサ
ポート部は固化していないポリフェニレンサルファイド
粉体２により連続的な固化層が存在しないため、立体形
状を取り出すと同時に容易に除去できる。
【００１８】図３は、本発明の更に他の実施例を説明す
るための全体構成図で、この実施例は、前もってフィル
ム５上で粉体１をドクターブレードなどを利用して一定
層厚で供給し、そこに感光体ドラム３で粉体２を供給
後、積層ステージ部で、図２に示した実施例の加熱圧着
ブレード１３に代って加熱圧着ローラ１４を用いてフィ
ルム５を介して、該加熱圧着ローラ１４で加熱圧着する
ようにしたものである。
るための全体構成図で、この実施例は、前もってフィル
ム５上で粉体１をドクターブレードなどを利用して一定
層厚で供給し、そこに感光体ドラム３で粉体２を供給
後、積層ステージ部で、図２に示した実施例の加熱圧着
ブレード１３に代って加熱圧着ローラ１４を用いてフィ
ルム５を介して、該加熱圧着ローラ１４で加熱圧着する
ようにしたものである。
【００１９】以上の本発明の各実施例について説明した
が、以下に、更に詳細に説明する。本発明が解決しよう
とする課題は、前述のように、汎用樹脂を中心とした多
種の材料にてその材料物性を生かした成形ができること
を中心として、複雑な形状が作製できること、精度が良
いこと、作製時間が短いこと、装置コストとランニング
コストが安いこと、さらには作業環境性に優れること、
すなわち汎用射出成形機と同等価格で同材質の材料を短
時間に、金型無しに成形しようとするものである。
が、以下に、更に詳細に説明する。本発明が解決しよう
とする課題は、前述のように、汎用樹脂を中心とした多
種の材料にてその材料物性を生かした成形ができること
を中心として、複雑な形状が作製できること、精度が良
いこと、作製時間が短いこと、装置コストとランニング
コストが安いこと、さらには作業環境性に優れること、
すなわち汎用射出成形機と同等価格で同材質の材料を短
時間に、金型無しに成形しようとするものである。
【００２０】そのため、本発明は、安価な汎用熱可塑性
樹脂粉体を用い、装置としてもコンピュータによる立体
形状モデルの断面部のデジタル信号により印刷する汎用
電子写真プロセスと、樹脂粉体を溶融し、加圧すること
により内部に殆ど空隙が存在せず、その材料物性を生か
した立体形状の成形品を得る加熱プレス機という安価で
且つ生産性に優れた装置を利用するものである。
樹脂粉体を用い、装置としてもコンピュータによる立体
形状モデルの断面部のデジタル信号により印刷する汎用
電子写真プロセスと、樹脂粉体を溶融し、加圧すること
により内部に殆ど空隙が存在せず、その材料物性を生か
した立体形状の成形品を得る加熱プレス機という安価で
且つ生産性に優れた装置を利用するものである。
【００２１】また、本発明は、立体形状を作製する部分
を目的の樹脂粉体同士で加熱圧着し、それ以外のサポー
ト部分をその加熱温度より低融点で脆い材料、またはよ
り高融点で溶融しない材料を介して加熱圧着するもの
で、従って、立体形状部は目的の樹脂のみからなる高強
度なものとなり、また、サポート部も加熱圧着されてい
るため、殆ど空隙がないしっかりしたものとなる。この
ため、圧着後の厚さも殆ど均一にでき、層状に積み重な
った方向に対する精度もでる。当然に、熱可塑性樹脂粉
体は、冷凍粉砕等により粒径だけでなく粒度分布も調整
できるため、立体形状の物性だけでなく、精度、作製速
度も容易に変えることが可能である。
を目的の樹脂粉体同士で加熱圧着し、それ以外のサポー
ト部分をその加熱温度より低融点で脆い材料、またはよ
り高融点で溶融しない材料を介して加熱圧着するもの
で、従って、立体形状部は目的の樹脂のみからなる高強
度なものとなり、また、サポート部も加熱圧着されてい
るため、殆ど空隙がないしっかりしたものとなる。この
ため、圧着後の厚さも殆ど均一にでき、層状に積み重な
った方向に対する精度もでる。当然に、熱可塑性樹脂粉
体は、冷凍粉砕等により粒径だけでなく粒度分布も調整
できるため、立体形状の物性だけでなく、精度、作製速
度も容易に変えることが可能である。
【００２２】本発明では、従来と違い、立体形状モデル
の断面部をパターンとして用いず、その反転した部分、
すなわち、立体形状モデルの断面部以外の部分をパター
ンとして用いるが、これは、目的の樹脂のみで立体形状
を得るためである。
の断面部をパターンとして用いず、その反転した部分、
すなわち、立体形状モデルの断面部以外の部分をパター
ンとして用いるが、これは、目的の樹脂のみで立体形状
を得るためである。
【００２３】また、粉体２のパターン化には電子写真プ
ロセスを用いる。而して、デジタル信号をレーザービー
ム走査により感光ドラムに書き込む電子写真プロセスを
用いると、１０回／分以上のパターン層供給が可能とな
り、従来の方法がせいぜい１層／分であることを考える
と、著しい高速化が可能となる。
ロセスを用いる。而して、デジタル信号をレーザービー
ム走査により感光ドラムに書き込む電子写真プロセスを
用いると、１０回／分以上のパターン層供給が可能とな
り、従来の方法がせいぜい１層／分であることを考える
と、著しい高速化が可能となる。
【００２４】サポート部は、粉体１のまわりに粉体２が
加熱圧着された状態である。この部分は立体形状形成過
程では精度面からある強度が必要だが、層状に積み重な
った後は立体形状部から分離するため、容易に壊れなけ
ればならない。それは、粉体２を加熱圧着温度で溶融
し、粉体１より低強度（脆い）または低相溶性にして、
溶融密着後、冷却固化しても容易に破壊分離したり、逆
に高融点で加熱温度においても溶融しない粉体により溶
着させなくして分離することである。前者では、粉体２
に通常複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ
ー等に利用されている電子写真プロセスのトナーを利用
すれば良く、スチレン、スチレン−アクリル、ポリエス
テル、ポリプロピレン等の材料からなる。後者は、ポリ
イミド、芳香族ポリアミド、ポリフェニレンサルファイ
ド等の高融点の樹脂粉末、フェノール樹脂、エポキノ樹
脂等の熱硬化性樹脂の他に、シリカ、アルミナ、ジ塁コ
ニア、窒化珪素、炭酸カルシウム等のセラミック粉を代
表とする無機粉末が挙げられる。
加熱圧着された状態である。この部分は立体形状形成過
程では精度面からある強度が必要だが、層状に積み重な
った後は立体形状部から分離するため、容易に壊れなけ
ればならない。それは、粉体２を加熱圧着温度で溶融
し、粉体１より低強度（脆い）または低相溶性にして、
溶融密着後、冷却固化しても容易に破壊分離したり、逆
に高融点で加熱温度においても溶融しない粉体により溶
着させなくして分離することである。前者では、粉体２
に通常複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ
ー等に利用されている電子写真プロセスのトナーを利用
すれば良く、スチレン、スチレン−アクリル、ポリエス
テル、ポリプロピレン等の材料からなる。後者は、ポリ
イミド、芳香族ポリアミド、ポリフェニレンサルファイ
ド等の高融点の樹脂粉末、フェノール樹脂、エポキノ樹
脂等の熱硬化性樹脂の他に、シリカ、アルミナ、ジ塁コ
ニア、窒化珪素、炭酸カルシウム等のセラミック粉を代
表とする無機粉末が挙げられる。
【００２５】当然、粉体２は粉体１同士が密着しないよ
うにする役割であるから、その粒径、かさ密度、及び粉
体１に対する割合に制約を受ける。粉体２の平均粒径は
粉体１のそれに対して１／５〜１／５００（好ましくは
１／１０〜１／２００）で、これ未満では粉体２の作製
が難しく、非常に高価になり、逆にこれを越えると、粉
体１間に介在するのが難しくなり、粉体１同士の溶着を
防ぐのが困難となるし、電子写真プロセスでトナーとし
てパターンに帯電させて供給することもできなくなる。
うにする役割であるから、その粒径、かさ密度、及び粉
体１に対する割合に制約を受ける。粉体２の平均粒径は
粉体１のそれに対して１／５〜１／５００（好ましくは
１／１０〜１／２００）で、これ未満では粉体２の作製
が難しく、非常に高価になり、逆にこれを越えると、粉
体１間に介在するのが難しくなり、粉体１同士の溶着を
防ぐのが困難となるし、電子写真プロセスでトナーとし
てパターンに帯電させて供給することもできなくなる。
【００２６】かさ密度は少量で粉体１同士の密着を防ぐ
必要があることから、粉体２より小さい方が良い。これ
により、少量で粉体１同士の密着を防ぐことができる。
サポート部における粉体１と粉体２の混合割合は、粉体
１が１００重量部に対して粉体２が２〜８０重量部で
（好ましくは５〜５０重量部）、それ未満では粉体１同
士の溶着をまねく。それを越えるとパターン部が厚肉に
なり、均一な層厚が得られず、層状に積み重なった方向
の寸法精度が低下するし、層厚が厚い場合、電子写真プ
ロセスで供給できる量以上になってしまう。
必要があることから、粉体２より小さい方が良い。これ
により、少量で粉体１同士の密着を防ぐことができる。
サポート部における粉体１と粉体２の混合割合は、粉体
１が１００重量部に対して粉体２が２〜８０重量部で
（好ましくは５〜５０重量部）、それ未満では粉体１同
士の溶着をまねく。それを越えるとパターン部が厚肉に
なり、均一な層厚が得られず、層状に積み重なった方向
の寸法精度が低下するし、層厚が厚い場合、電子写真プ
ロセスで供給できる量以上になってしまう。
【００２７】粉体２で粉体１同士の溶着を防ぐ他の手段
としては： 粉体２が粉体１より溶融温度が低く、且つ加熱圧着温
度での溶融粘度が低い場合には、加熱圧着温度で粉体２
は溶融して毛管現象的に粉体１間に入り込むことができ
る。この場合には、粉体２の粒径やかさ密度を粉体１に
比べてさほど小さくしなくてもよいため、パターン層を
形成後、粉体１層を形成するのがよい。 粉体１に比して粉体２の粒径、かさ密度がかなり小さ
い場合は、粉体１でその粒径より厚い層を形成後、粉体
２のパターン層を形成すれば、微小な粉体２は粉体１間
に入り込むことができる。
としては： 粉体２が粉体１より溶融温度が低く、且つ加熱圧着温
度での溶融粘度が低い場合には、加熱圧着温度で粉体２
は溶融して毛管現象的に粉体１間に入り込むことができ
る。この場合には、粉体２の粒径やかさ密度を粉体１に
比べてさほど小さくしなくてもよいため、パターン層を
形成後、粉体１層を形成するのがよい。 粉体１に比して粉体２の粒径、かさ密度がかなり小さ
い場合は、粉体１でその粒径より厚い層を形成後、粉体
２のパターン層を形成すれば、微小な粉体２は粉体１間
に入り込むことができる。
【００２８】粉体１の平均粒径は、２０〜５００μｍで
（好ましくは４０〜３００μｍ）、これ未満では熱可塑
性樹脂での作製が難しく非常に高価になり、逆にこれを
越えると立体形状の精度が出せず、表面も荒れたものと
なる。従って、粉体層の一層の厚さは１０〜８００μｍ
（好ましくは３０〜５００μｍ）で、これ未満では積層
回数が増え、立体形状の作製時間が精度以上にかかって
しまうし、これを越えると非常に短時間で作製できる
が、精度の悪いものになってしまう。
（好ましくは４０〜３００μｍ）、これ未満では熱可塑
性樹脂での作製が難しく非常に高価になり、逆にこれを
越えると立体形状の精度が出せず、表面も荒れたものと
なる。従って、粉体層の一層の厚さは１０〜８００μｍ
（好ましくは３０〜５００μｍ）で、これ未満では積層
回数が増え、立体形状の作製時間が精度以上にかかって
しまうし、これを越えると非常に短時間で作製できる
が、精度の悪いものになってしまう。
【００２９】また、粉体１の種類としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、アク
リロニトリル−スチレン−ブタジェン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリカーボネイト等の汎用熱可塑性樹脂のほかに、
ガラス繊維やタルク、マイカ、炭酸カルシウムに代表さ
れる無機フィラー等の強化材・充填材が入ったものを用
いれば、より高強度、高精度の立体形状を得ることがで
きる。
ン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、アク
リロニトリル−スチレン−ブタジェン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリカーボネイト等の汎用熱可塑性樹脂のほかに、
ガラス繊維やタルク、マイカ、炭酸カルシウムに代表さ
れる無機フィラー等の強化材・充填材が入ったものを用
いれば、より高強度、高精度の立体形状を得ることがで
きる。
【００３０】粉体を加熱圧着する方法としては、層の平
面性を保ち、粉体１を溶融圧着して、ボイドをできるだ
けなくし、樹脂材料の本来有する物性に近づける必要が
あるが、これには、平面度に優れた圧着面が得られ、電
気ヒータによってその表面温度が粉体１の溶融温度以上
になった圧着体を用いるのが最も高精度で低コストであ
る。
面性を保ち、粉体１を溶融圧着して、ボイドをできるだ
けなくし、樹脂材料の本来有する物性に近づける必要が
あるが、これには、平面度に優れた圧着面が得られ、電
気ヒータによってその表面温度が粉体１の溶融温度以上
になった圧着体を用いるのが最も高精度で低コストであ
る。
【００３１】圧着体としては、圧着プレート、圧着ロー
ラが挙げられ、前者は平面で一定時間圧着するものであ
り、後者は、ローラ速度で一定時間を得るものである。
ただ、その表面温度が粉体１の溶融温度以上では、粉体
が溶融して圧着体に密着しやすいため、それを防ぐ必要
がある。その１方法として、粉体と接する表面にシリコ
ン、テフロン等の耐熱性で表面張力の低い剥離性に優れ
た材質の薄層を設ける。層が厚いと熱伝導が悪いため、
この薄層としては５〜５００μｍがよい。
ラが挙げられ、前者は平面で一定時間圧着するものであ
り、後者は、ローラ速度で一定時間を得るものである。
ただ、その表面温度が粉体１の溶融温度以上では、粉体
が溶融して圧着体に密着しやすいため、それを防ぐ必要
がある。その１方法として、粉体と接する表面にシリコ
ン、テフロン等の耐熱性で表面張力の低い剥離性に優れ
た材質の薄層を設ける。層が厚いと熱伝導が悪いため、
この薄層としては５〜５００μｍがよい。
【００３２】また、圧着体と粉体間に加熱圧着温度では
変形しないフィルムを配し、そのフィルムを介して加熱
圧着しても良い。この場合、フィルムにテフロン等の粉
体が溶着しない材質を用いても良いし、ポリイミドのよ
うな耐熱フィルムを基体として用い、粉体が溶着しない
材質をコーティングしたり、溶着しないフィルムを層状
に積み重なったものを用いても良い。さらに好ましく
は、熱膨張の小さい、且つ長期使用で形状変化が生じに
くく、立体形状の精度が上がる金属フィルムを基体とし
て用いるのがよい。このフィルムに電子写真プロセスで
の感光ドラムまたはその転写ドラムからのトナーである
粉体２のパターンの転送の役割、すなわち紙の役割を持
たせれば、システムがより簡略化できる。
変形しないフィルムを配し、そのフィルムを介して加熱
圧着しても良い。この場合、フィルムにテフロン等の粉
体が溶着しない材質を用いても良いし、ポリイミドのよ
うな耐熱フィルムを基体として用い、粉体が溶着しない
材質をコーティングしたり、溶着しないフィルムを層状
に積み重なったものを用いても良い。さらに好ましく
は、熱膨張の小さい、且つ長期使用で形状変化が生じに
くく、立体形状の精度が上がる金属フィルムを基体とし
て用いるのがよい。このフィルムに電子写真プロセスで
の感光ドラムまたはその転写ドラムからのトナーである
粉体２のパターンの転送の役割、すなわち紙の役割を持
たせれば、システムがより簡略化できる。
【００３３】また、この方法では、前もって粉体１の層
と粉体２のパターン層を形成してから加熱圧着する必要
があるが、フィルムを用いることにより、層状に積み重
なった部分には粉体１の層を形成しておくだけで、圧着
時にフィルム部の粉体２の層を混合加熱圧着が可能とな
る。また、圧着体を粉体１，２が溶融しない温度にし、
別の熱源で加熱溶融してから、圧着固化してもよい。こ
の場合の加熱手段としては、赤外線ランプが挙げられ
る。
と粉体２のパターン層を形成してから加熱圧着する必要
があるが、フィルムを用いることにより、層状に積み重
なった部分には粉体１の層を形成しておくだけで、圧着
時にフィルム部の粉体２の層を混合加熱圧着が可能とな
る。また、圧着体を粉体１，２が溶融しない温度にし、
別の熱源で加熱溶融してから、圧着固化してもよい。こ
の場合の加熱手段としては、赤外線ランプが挙げられ
る。
【００３４】層状に積み重なった粉体層の温度を、粉体
１の熱変形温度以下か粉体２の溶融温度以下のどちらか
低い方の温度以下の一定温度に保持すれば、圧着時の熱
量が少なくて済むため、圧着時間が短くて済み、また圧
着部と既に圧着により層状に積み重なった部分との温度
差が小さいため、高精度の立体形状を得ることができ
る。さらに、粉体１と粉体２の均一混合、粉体１のまわ
りへの粉体２の均一付着をはかるため、加熱圧着前また
は加熱圧着中に振動を与えるのも有効である。
１の熱変形温度以下か粉体２の溶融温度以下のどちらか
低い方の温度以下の一定温度に保持すれば、圧着時の熱
量が少なくて済むため、圧着時間が短くて済み、また圧
着部と既に圧着により層状に積み重なった部分との温度
差が小さいため、高精度の立体形状を得ることができ
る。さらに、粉体１と粉体２の均一混合、粉体１のまわ
りへの粉体２の均一付着をはかるため、加熱圧着前また
は加熱圧着中に振動を与えるのも有効である。
【００３５】
請求項１に対応する効果：色々な種類の熱可塑性樹脂か
らなる粉体のみで、緻密な立体形状が作製できるため、
従来の金型を用いた射出成形品と同等の物性、精度のも
のが、それ以上の形状自由度をもって、低装置コスト、
低ランニングコスト、短時間で得ることができる。 請求項２に対応する効果：目的の樹脂のみで強度等の物
性に優れた立体形状を得ることができる。 請求項３に対応する効果：電子写真プロセスを利用して
いるため、その転写速度が早く精度も向上できる。 請
求項４に対応する効果：粉体１と粉体２の混合部の溶着
強度を粉体１同士の溶着強度より著しく低くしているた
め、層状に積み重なった部分より立体形状を取り出すと
き容易にサポート部を破壊除去することができる。 請求項５に対応する効果：粉体２として汎用の電子写真
用トナー粉体を用いることができるため、安価で安定し
て原料入手が容易である。
らなる粉体のみで、緻密な立体形状が作製できるため、
従来の金型を用いた射出成形品と同等の物性、精度のも
のが、それ以上の形状自由度をもって、低装置コスト、
低ランニングコスト、短時間で得ることができる。 請求項２に対応する効果：目的の樹脂のみで強度等の物
性に優れた立体形状を得ることができる。 請求項３に対応する効果：電子写真プロセスを利用して
いるため、その転写速度が早く精度も向上できる。 請
求項４に対応する効果：粉体１と粉体２の混合部の溶着
強度を粉体１同士の溶着強度より著しく低くしているた
め、層状に積み重なった部分より立体形状を取り出すと
き容易にサポート部を破壊除去することができる。 請求項５に対応する効果：粉体２として汎用の電子写真
用トナー粉体を用いることができるため、安価で安定し
て原料入手が容易である。
【００３６】請求項６に対応する効果：粉体２に粉体１
より高融点の材料を用い、粉体１と粉体２の混合部の溶
着強度を粉体１同士の溶着強度より著しく低くしたの
で、層状に積み重なった部分より立体形状を取り出すと
き容易にサポート部を除去することができる。 請求項７に対応する効果：粉体２としてセラミック粉を
代表とする無機粉体を用いることができるため、安価で
安定して原料入手が容易である。 請求項８に対応する効果：粉体１の平均粒径が２０〜５
００μｍであるため、安価な原料を用い高精度な成形品
を得ることができる。 請求項９に対応する効果：粉体２の平均粒径が粉体１の
それに対して１／５〜１／５００であるため、パターン
部での粉体１同士の溶着を防いで容易にサポート部の除
去が可能となり、汎用トナーが利用できる。 請求項１０に対応する効果：粉体１の層を形成後、粉体
２のパターン層を転写により形成することにより、微小
粉体２が粉体１同士の溶着を防いで容易にサポート部の
除去が可能となる。
より高融点の材料を用い、粉体１と粉体２の混合部の溶
着強度を粉体１同士の溶着強度より著しく低くしたの
で、層状に積み重なった部分より立体形状を取り出すと
き容易にサポート部を除去することができる。 請求項７に対応する効果：粉体２としてセラミック粉を
代表とする無機粉体を用いることができるため、安価で
安定して原料入手が容易である。 請求項８に対応する効果：粉体１の平均粒径が２０〜５
００μｍであるため、安価な原料を用い高精度な成形品
を得ることができる。 請求項９に対応する効果：粉体２の平均粒径が粉体１の
それに対して１／５〜１／５００であるため、パターン
部での粉体１同士の溶着を防いで容易にサポート部の除
去が可能となり、汎用トナーが利用できる。 請求項１０に対応する効果：粉体１の層を形成後、粉体
２のパターン層を転写により形成することにより、微小
粉体２が粉体１同士の溶着を防いで容易にサポート部の
除去が可能となる。
【００３７】請求項１１に対応する効果：粉体２のパタ
ーン層を転写により形成後、粉体２の層を形成すること
により、粒径が粉体２が粉体１に比べてさほど小さくな
くとも粉体１同士の溶着を防いで容易にサポート部の除
去が可能となる。 請求項１２に対応する効果：粉体２のかさ密度を粉体１
のかさ密度より小さくすることにより、粉体１同士の溶
着を防いで容易にサポート部の除去が可能となる。 請求項１３に対応する効果：加熱圧着する方法として、
粉体層に粉体１の溶融温度以上で請求項４又は６を満た
す一定の表面温度を有する圧着体を一定時間圧着するこ
とにより、安価な方法で一定層厚の層状に積み重なった
立体形状が短時間に作製することができる。 請求項１４に対応する効果：一定の表面温度を有する圧
着体の粉体と接する表面層を、溶融粉体と密着しない材
質で形成することにより、圧着時に溶着部が体に付着せ
ず、高精度な成形品を得ることができる。 請求項１５に対応する効果：一定の表面温度を有する圧
着体と粉体との間に、溶融粉体と密着しない材質で且つ
その表面温度以上の熱変形温度を有するフィルムを配置
しているため、圧着時に溶着部が体に付着せず、高精度
な成形品を得ることができる。
ーン層を転写により形成後、粉体２の層を形成すること
により、粒径が粉体２が粉体１に比べてさほど小さくな
くとも粉体１同士の溶着を防いで容易にサポート部の除
去が可能となる。 請求項１２に対応する効果：粉体２のかさ密度を粉体１
のかさ密度より小さくすることにより、粉体１同士の溶
着を防いで容易にサポート部の除去が可能となる。 請求項１３に対応する効果：加熱圧着する方法として、
粉体層に粉体１の溶融温度以上で請求項４又は６を満た
す一定の表面温度を有する圧着体を一定時間圧着するこ
とにより、安価な方法で一定層厚の層状に積み重なった
立体形状が短時間に作製することができる。 請求項１４に対応する効果：一定の表面温度を有する圧
着体の粉体と接する表面層を、溶融粉体と密着しない材
質で形成することにより、圧着時に溶着部が体に付着せ
ず、高精度な成形品を得ることができる。 請求項１５に対応する効果：一定の表面温度を有する圧
着体と粉体との間に、溶融粉体と密着しない材質で且つ
その表面温度以上の熱変形温度を有するフィルムを配置
しているため、圧着時に溶着部が体に付着せず、高精度
な成形品を得ることができる。
【００３８】請求項１６に対応する効果：加熱方法とし
て非接触加熱した後、圧着体で一定時間圧着しているの
で、圧着と同時に固化でき、時間短縮がはかれるととも
に離型もスムーズとなる。 請求項１７に対応する効果：フィルムに電子写真プロセ
スの感光ドラムからのトナーの転送の役割をもたせたの
で、装置を安価且つコンパクトにでき、作製時間の短縮
がはかれる。 請求項１８に対応する効果：層状に積み重なった部分の
温度を、粉体１の熱変形温度以下か粉体２の溶融温度以
下のどちらか低い方の温度以下の一定温度に保持してい
るので、圧着時間を短縮できるとともに、高精度の立体
形状を得ることができる。 請求項１９に対応する効果：粉体１と粉体２で形成した
粉体層の一層の厚さが１０〜８００μｍであるので、高
精度なものが短時間で得ることができる。 請求項２０に対応する効果：粉体２のパターン部におい
て、粉体１が１００重量部に対して粉体２を５〜８０重
量部用いるので、サポート部の分離が容易となり、高精
度な立体形状を得ることができる。 請求項２１に対応する効果：粉体１にガラス繊維や無機
フィラー等の強化材・充填材が入った樹脂複合材料を用
いることにより、さらに高精度や高強度の立体形状を得
ることができる。
て非接触加熱した後、圧着体で一定時間圧着しているの
で、圧着と同時に固化でき、時間短縮がはかれるととも
に離型もスムーズとなる。 請求項１７に対応する効果：フィルムに電子写真プロセ
スの感光ドラムからのトナーの転送の役割をもたせたの
で、装置を安価且つコンパクトにでき、作製時間の短縮
がはかれる。 請求項１８に対応する効果：層状に積み重なった部分の
温度を、粉体１の熱変形温度以下か粉体２の溶融温度以
下のどちらか低い方の温度以下の一定温度に保持してい
るので、圧着時間を短縮できるとともに、高精度の立体
形状を得ることができる。 請求項１９に対応する効果：粉体１と粉体２で形成した
粉体層の一層の厚さが１０〜８００μｍであるので、高
精度なものが短時間で得ることができる。 請求項２０に対応する効果：粉体２のパターン部におい
て、粉体１が１００重量部に対して粉体２を５〜８０重
量部用いるので、サポート部の分離が容易となり、高精
度な立体形状を得ることができる。 請求項２１に対応する効果：粉体１にガラス繊維や無機
フィラー等の強化材・充填材が入った樹脂複合材料を用
いることにより、さらに高精度や高強度の立体形状を得
ることができる。
【図１】 本発明の一実施例を説明するための工程図で
ある。
ある。
【図２】 本発明の他の実施例を示す全体構成図であ
る。
る。
【図３】 本発明の更に他の実施例を示す全体構成図で
ある。
ある。
１…粉体１、２…粉体２、３…感光ドラム、４…レーザ
ー、５…フィルム、６…粉体１の供給層、７…型枠、８
…ヒータ、９…積層ステージ、１０…赤外線ヒータ、１
１…加圧板、１３…加熱圧縮プレート、１４…加熱圧縮
ローラ。
ー、５…フィルム、６…粉体１の供給層、７…型枠、８
…ヒータ、９…積層ステージ、１０…赤外線ヒータ、１
１…加圧板、１３…加熱圧縮プレート、１４…加熱圧縮
ローラ。
Claims (21)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂からなる粉体１と、該粉体
１より粒径の小さい異材質のパターンを形成する粉体２
により１層の粉体層を形成し、該粉体層を加熱圧着する
とともに、パターンを変化させながら前記粉体層を層状
に積み重ねた後、パターン化された粉体層の部分を取り
除くことを特徴とする立体形状の製造方法。 - 【請求項２】 立体形状モデルの断面部以外の部分をパ
ターンとして用いることを特徴とする請求項１記載の立
体形状の製造方法。 - 【請求項３】 パターンを形成する粉体２を電子写真プ
ロセスを用いて、前記粉体１に供給することを特徴とす
る請求項１記載の立体形状の製造方法。 - 【請求項４】 パターンを形成する粉体２に、加熱圧着
温度で溶融し、前記粉体１より低強度または低相溶性の
材料を用い、粉体１と粉体２の混合部の溶着強度を粉体
１同士の溶着強度より著しく低くしたことを特徴とする
請求項１記載の立体形状の製造方法。 - 【請求項５】 粉体２として、汎用の電子写真用トナー
粉体を用いることを特徴とする請求項４記載の立体形状
の製造方法。 - 【請求項６】 パターンを形成する粉体２に、粉体１よ
り高融点の材料を用い、加熱圧着で溶着するときの加熱
温度を、粉体１の溶融温度以上で粉体２の溶融温度以下
とし、粉体１と粉体２の混合部の溶着強度を粉体１同士
の溶着強度より著しく低くしたことを特徴とする請求項
１記載の立体形状の製造方法。 - 【請求項７】 粉体２としてセラミックス粉を代表とす
る無機粉体を用いることを特徴とする請求項６記載の立
体形状の製造方法。 - 【請求項８】 粉体１の平均粒径が２０〜５００μｍで
あることを特徴とする請求項１記載の立体形状の製造方
法。 - 【請求項９】 粉体２の平均粒径が粉体１の粒径に対し
て１／５〜１／５００であることを特徴とする請求項１
記載の立体形状の製造方法。 - 【請求項１０】 粉体１の層を形成後、粉体２のパター
ン層を転写により形成することを特徴とする請求項１記
載の立体形状の製造方法。 - 【請求項１１】 粉体２のパターン層を転写により形成
後、粉体２の層を形成することを特徴とする請求項１記
載の立体形状の製造方法。 - 【請求項１２】 粉体２のかさ密度を粉体１のかさ密度
より小さくしたことを特徴とする請求項１記載の立体形
状の製造方法。 - 【請求項１３】 加熱圧着する方法として、粉体層に粉
体１の溶融温度以上で、請求項４又は６を満たす一定の
表面温度を有する圧着体を一定時間圧着することを特徴
とする請求項１記載の立体形状の製造方法。 - 【請求項１４】 一定の表面温度を有する圧着体の粉体
と接する表面層を、溶融粉体と密着性しない材質で形成
したことを特徴とする請求項１３又は１６記載の立体形
状の製造方法。 - 【請求項１５】 一定の表面温度を有する圧着体と粉体
との間に溶融粉体と密着しない材質で、且つその表面温
度以上の熱変形温度を有するフィルムを配置したことを
特徴とする請求項１３記載の立体形状の製造方法。 - 【請求項１６】 加熱圧着する方法として、粉体１の溶
融温度以上で請求項４又は６を満たす一定温度に非接触
加熱した後、粉体１か粉体２のどちらか低い方の溶融温
度以下で、一定の表面温度を有する圧着体を一定時間圧
着することを特徴とする請求項１記載の立体形状の製造
方法。 - 【請求項１７】 フィルムに電子写真プロセスの感光ド
ラムからのトナーの転送の役割をもたせたことを特徴と
する請求項１５記載の立体形状の製造方法。 - 【請求項１８】 層状に積み重なった部分の温度を、粉
体１の熱変形温度以下か、粉体２の溶融温度以下のどち
らか低い方の温度以下の一定温度に保持することを特徴
とする請求項１５記載の立体形状の製造方法。 - 【請求項１９】 粉体１と粉体２で形成した粉体層の一
層の厚さが１０〜８００μｍであることを特徴とする請
求項１記載の立体形状の製造方法。 - 【請求項２０】 粉体２のパターン部において、粉体１
が１００重量部に対して粉体２を５〜８０重量部用いる
ことを特徴とする請求項１記載の立体形状の製造方法。 - 【請求項２１】 粉体１にガラス繊維や無機フィラー等
の強化材・充填材が入った樹脂複合材料を用いることを
特徴とする請求項１記載の立体形状の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7090531A JPH08281808A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 立体形状の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7090531A JPH08281808A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 立体形状の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08281808A true JPH08281808A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=14001002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7090531A Pending JPH08281808A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 立体形状の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08281808A (ja) |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0957857A (ja) * | 1995-08-25 | 1997-03-04 | Roland D G Kk | 三次元造形方法およびそれに用いる装置 |
| JP2004532753A (ja) * | 2001-05-11 | 2004-10-28 | ストラタシス・インコーポレイテッド | ３次元モデリングのための材料および方法 |
| WO2011065920A1 (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-03 | Yu En Tan | Process for building three-dimensional objects |
| US20130075013A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | Stratasys, Inc. | Layer Transfusion with Rotatable Belt for Additive Manufacturing |
| US8488994B2 (en) | 2011-09-23 | 2013-07-16 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing system with transfer-medium service loops |
| US20130186549A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-07-25 | Stratasys, Inc. | Layer transfusion for additive manufacturing |
| US20130186558A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-07-25 | Stratasys, Inc. | Layer transfusion with heat capacitor belt for additive manufacturing |
| WO2013190817A1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of structure and manufacturing apparatus |
| WO2014092205A1 (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing structural body and manufacturing apparatus therefor |
| US8879957B2 (en) | 2011-09-23 | 2014-11-04 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing system with reciprocating operation |
| WO2014203517A1 (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing structural body and manufacturing apparatus therefor |
| US9023566B2 (en) | 2013-07-17 | 2015-05-05 | Stratasys, Inc. | ABS part material for electrophotography-based additive manufacturing |
| US9029058B2 (en) | 2013-07-17 | 2015-05-12 | Stratasys, Inc. | Soluble support material for electrophotography-based additive manufacturing |
| US9144940B2 (en) | 2013-07-17 | 2015-09-29 | Stratasys, Inc. | Method for printing 3D parts and support structures with electrophotography-based additive manufacturing |
| JP2016026928A (ja) * | 2014-07-03 | 2016-02-18 | キヤノン株式会社 | 立体物造形装置、記録装置、転写方法、転写用押圧部材、および転写体 |
| US9278482B2 (en) | 2012-05-14 | 2016-03-08 | Ricoh Company, Ltd. | Method and apparatus for fabricating three-dimensional object |
| US9643357B2 (en) | 2014-03-18 | 2017-05-09 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing with powder density detection and utilization |
| US9688027B2 (en) | 2014-04-01 | 2017-06-27 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing with overlay control |
| US9770869B2 (en) | 2014-03-18 | 2017-09-26 | Stratasys, Inc. | Additive manufacturing with virtual planarization control |
| JP2017217910A (ja) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | ゼロックス コーポレイションＸｅｒｏｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 層及び機械的プレーナーを使用した静電気式３ｄプリンタ |
| US9868255B2 (en) | 2014-03-18 | 2018-01-16 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing with pre-sintering |
| US9919479B2 (en) | 2014-04-01 | 2018-03-20 | Stratasys, Inc. | Registration and overlay error correction of electrophotographically formed elements in an additive manufacturing system |
| US10011071B2 (en) | 2014-03-18 | 2018-07-03 | Evolve Additive Solutions, Inc. | Additive manufacturing using density feedback control |
| US10144175B2 (en) | 2014-03-18 | 2018-12-04 | Evolve Additive Solutions, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing with solvent-assisted planarization |
| US10166718B2 (en) | 2015-06-12 | 2019-01-01 | Ricoh Company, Ltd. | Apparatus for fabricating three-dimensional object |
| US10913259B2 (en) | 2015-11-20 | 2021-02-09 | Ricoh Company, Ltd. | Three-dimensional shaping apparatus and three-dimensional shaping system |
-
1995
- 1995-04-17 JP JP7090531A patent/JPH08281808A/ja active Pending
Cited By (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0957857A (ja) * | 1995-08-25 | 1997-03-04 | Roland D G Kk | 三次元造形方法およびそれに用いる装置 |
| JP2004532753A (ja) * | 2001-05-11 | 2004-10-28 | ストラタシス・インコーポレイテッド | ３次元モデリングのための材料および方法 |
| WO2011065920A1 (en) * | 2009-11-26 | 2011-06-03 | Yu En Tan | Process for building three-dimensional objects |
| US9885987B2 (en) * | 2011-09-23 | 2018-02-06 | Stratasys, Inc. | Layer transfusion for additive manufacturing |
| US9720363B2 (en) * | 2011-09-23 | 2017-08-01 | Stratasys, Inc. | Layer transfusion with rotatable belt for additive manufacturing |
| US20130075022A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | Stratasys, Inc. | Layer Transfusion with Transfixing for Additive Manufacturing |
| WO2013044047A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | Stratasys, Inc. | Layer transfusion for additive manufacturing |
| US8488994B2 (en) | 2011-09-23 | 2013-07-16 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing system with transfer-medium service loops |
| US20130186549A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-07-25 | Stratasys, Inc. | Layer transfusion for additive manufacturing |
| US9141015B2 (en) | 2011-09-23 | 2015-09-22 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing system with transfer-medium service loops |
| US20130075013A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | Stratasys, Inc. | Layer Transfusion with Rotatable Belt for Additive Manufacturing |
| US11241824B2 (en) | 2011-09-23 | 2022-02-08 | Evolve Additive Solutions, Inc. | Layer transfusion for heat capacitor belt for additive manufacturing |
| US20130075033A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | Stratasys, Inc. | Layer transfusion for additive manufacturing |
| US9423756B2 (en) | 2011-09-23 | 2016-08-23 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing system with reciprocating operation |
| US8879957B2 (en) | 2011-09-23 | 2014-11-04 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing system with reciprocating operation |
| JP2014533210A (ja) * | 2011-09-23 | 2014-12-11 | ストラタシス，インコーポレイテッド | アディティブマニュファクチュアリングのための層溶融転写 |
| US20130186558A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-07-25 | Stratasys, Inc. | Layer transfusion with heat capacitor belt for additive manufacturing |
| US9904223B2 (en) * | 2011-09-23 | 2018-02-27 | Stratasys, Inc. | Layer transfusion with transfixing for additive manufacturing |
| US8718522B2 (en) | 2011-09-23 | 2014-05-06 | Stratasys, Inc. | Layer transfusion with part heating for additive manufacturing |
| US9278482B2 (en) | 2012-05-14 | 2016-03-08 | Ricoh Company, Ltd. | Method and apparatus for fabricating three-dimensional object |
| WO2013190817A1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of structure and manufacturing apparatus |
| US9636897B2 (en) | 2012-06-19 | 2017-05-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of structure and manufacturing apparatus |
| JP2014133414A (ja) * | 2012-12-13 | 2014-07-24 | Canon Inc | 構造体の製造方法および製造装置 |
| WO2014092205A1 (en) * | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing structural body and manufacturing apparatus therefor |
| US9604437B2 (en) | 2012-12-13 | 2017-03-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing structural body and manufacturing apparatus therefor |
| US10279546B2 (en) | 2013-06-18 | 2019-05-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing structural body and manufacturing apparatus therefor |
| WO2014203517A1 (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing structural body and manufacturing apparatus therefor |
| CN105307841A (zh) * | 2013-06-18 | 2016-02-03 | 佳能株式会社 | 结构体的制造方法和制造装置 |
| US9557661B2 (en) | 2013-07-17 | 2017-01-31 | Stratasys, Inc. | Soluble support material for electrophotography-based additive manufacturing |
| US9933718B2 (en) | 2013-07-17 | 2018-04-03 | Stratasys, Inc. | Part material for electrophotography-based additive manufacturing |
| US10065371B2 (en) | 2013-07-17 | 2018-09-04 | Evolve Additive Solutions, Inc. | Method for printing 3D parts and support structures with electrophotography-based additive manufacturing |
| US9029058B2 (en) | 2013-07-17 | 2015-05-12 | Stratasys, Inc. | Soluble support material for electrophotography-based additive manufacturing |
| US10018937B2 (en) | 2013-07-17 | 2018-07-10 | Evolve Additive Solutions, Inc. | Soluble support material for electrophotography-based additive manufacturing |
| US9482974B2 (en) | 2013-07-17 | 2016-11-01 | Stratasys, Inc. | Part material for electrophotography-based additive manufacturing |
| US9144940B2 (en) | 2013-07-17 | 2015-09-29 | Stratasys, Inc. | Method for printing 3D parts and support structures with electrophotography-based additive manufacturing |
| US9023566B2 (en) | 2013-07-17 | 2015-05-05 | Stratasys, Inc. | ABS part material for electrophotography-based additive manufacturing |
| US9868255B2 (en) | 2014-03-18 | 2018-01-16 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing with pre-sintering |
| US9643357B2 (en) | 2014-03-18 | 2017-05-09 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing with powder density detection and utilization |
| US10011071B2 (en) | 2014-03-18 | 2018-07-03 | Evolve Additive Solutions, Inc. | Additive manufacturing using density feedback control |
| US9770869B2 (en) | 2014-03-18 | 2017-09-26 | Stratasys, Inc. | Additive manufacturing with virtual planarization control |
| US10144175B2 (en) | 2014-03-18 | 2018-12-04 | Evolve Additive Solutions, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing with solvent-assisted planarization |
| US9919479B2 (en) | 2014-04-01 | 2018-03-20 | Stratasys, Inc. | Registration and overlay error correction of electrophotographically formed elements in an additive manufacturing system |
| US9688027B2 (en) | 2014-04-01 | 2017-06-27 | Stratasys, Inc. | Electrophotography-based additive manufacturing with overlay control |
| JP2016026928A (ja) * | 2014-07-03 | 2016-02-18 | キヤノン株式会社 | 立体物造形装置、記録装置、転写方法、転写用押圧部材、および転写体 |
| US10166718B2 (en) | 2015-06-12 | 2019-01-01 | Ricoh Company, Ltd. | Apparatus for fabricating three-dimensional object |
| US10913259B2 (en) | 2015-11-20 | 2021-02-09 | Ricoh Company, Ltd. | Three-dimensional shaping apparatus and three-dimensional shaping system |
| JP2017217910A (ja) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | ゼロックス コーポレイションＸｅｒｏｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 層及び機械的プレーナーを使用した静電気式３ｄプリンタ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH08281808A (ja) | 立体形状の製造方法 | |
| JP6253273B2 (ja) | 構造体の製造方法および製造装置 | |
| JP5855755B2 (ja) | アディティブマニュファクチュアリングのための層溶融転写 | |
| US5078821A (en) | Method and apparatus for producing composites of materials exhibiting thermoplastic properties | |
| KR970704573A (ko) | 유리 기포 강화 플라스틱 시이트 재료(Syntactic foam sheet material) | |
| WO1995018010A1 (fr) | Procede et appareil de moulage de stratifie | |
| WO2008098030A1 (en) | Process and apparatus for embossing a film surface | |
| JPH08294742A (ja) | パートおよびサポートを含むプロトタイプの製作装置および方法 | |
| JPH0857967A (ja) | ３次元造形方法 | |
| JPH09272153A (ja) | 立体形状物の製造方法 | |
| JP2005059324A (ja) | ３次元積層造形装置 | |
| US20050220983A1 (en) | Method of processing a stack of coatings and apparatus for processing a stack of coatings | |
| US6273326B1 (en) | Method and device for producing a metallic or ceramic body | |
| JPH1086224A (ja) | 立体物の造形方法 | |
| WO1994001274A1 (en) | Method of molding interior finishing material of cardboard | |
| Fateri et al. | Introduction to additive manufacturing | |
| JPH10193036A (ja) | 鋳型の製造方法 | |
| JP2626305B2 (ja) | 蠅の目レンズ板のスタンパの製作方法 | |
| JP3077318B2 (ja) | 賦型シート及び賦型シートを用いた化粧板の連続製造方法 | |
| JPH11123766A (ja) | 積層造形プロセス及び積層造形装置 | |
| JP4509299B2 (ja) | ロール成形型 | |
| JPH04270633A (ja) | 微細形状転写方法 | |
| EP1507645B1 (en) | A method of registering and bonding coatings to form a part, apparatus for manufacturing a part | |
| JP2000254975A (ja) | 積層造形物 | |
| JP2517580B2 (ja) | クリ―ニング部材の製造方法 |