WO2020148914A1 - 粉末材料の熱処理方法、粉末床溶融結合方法及びこれらの方法により製造された物 - Google Patents

粉末材料の熱処理方法、粉末床溶融結合方法及びこれらの方法により製造された物 Download PDF

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temperature
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正 萩原
友星 木村
信弘 野上
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株式会社アスペクト
大東化成工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a heat treatment method for powder materials, a powder bed fusion bonding method, and products manufactured by these methods.
  • the thin layer of the powder material formed in the thin layer forming container is preheated to a temperature lower than the softening point of the powder material by a heater or the like before irradiation with laser light. This is because the irradiation of the laser beam raises the temperature of the powder material to the melting temperature in a short time and reduces the temperature difference between the melting portion and its peripheral portion.
  • Patent Documents 1 and 2 describe such a powder bed fusion bonding method.
  • the disclosed embodiment was created in view of the above-mentioned problems, and heat treatment of a powder material capable of suppressing aggregation of particles of the powder material when forming a thin layer of the powder material.
  • Methods and powder bed fusion bonding methods are provided, as well as powder materials and shaped articles obtained using these methods.
  • a temperature at which the resin powder does not soften a temperature at which the aggregation of the resin powder is suppressed, and a time required to inhibit the aggregation of the resin powder.
  • the resin powder is a temperature at which the resin powder does not soften, a temperature at which aggregation of the resin powder is suppressed, and a time required to inhibit aggregation of the resin powder, A step of heat-treating the powder, moving the carrying member on the upper surface of the container, leveling the surface of the container while carrying the resin powder into the container, forming a thin layer of the resin powder, and based on slice data And a step of irradiating the thin layer with an energy beam to form a solidified layer. Further, according to another aspect of the embodiment, there is provided a powder material and a shaped article obtained by carrying out the above method.
  • the resin powder is heat-treated at a temperature at which the resin powder does not soften and at a temperature at which the aggregation of the resin powder is suppressed and at a time required for suppressing the aggregation of the resin powder.
  • this resin powder when used for powder bed fusion bonding, it is possible to suppress the agglomeration of the resin powder when the resin powder is carried into the thin layer forming container by the carrying member to form the thin layer, , A thin layer with a more uniform thickness is obtained. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of heating unevenness due to the energy beam of the thin layer of the resin powder, and it is possible to improve the accuracy of the modeled object.
  • (A) to (d) are photographs (No. 1) showing the appearance of the resin powder after heat treatment under various heat treatment conditions.
  • (A) to (c) are photographs (No. 2) showing the appearance of the resin powder after heat treatment under various heat treatment conditions.
  • (A)-(b) is a graph (the 1) which shows the measured data of the differential scanning calorific value (DSC) of polypropylene.
  • (A)-(b) is a graph (the 2) which shows the measured data of the differential scanning calorific value (DSC) of polypropylene.
  • (A)-(b) is a graph (the 3) which shows the measured data of the differential scanning calorific value (DSC) of polypropylene.
  • (A)-(b) is a graph which shows the mode of change of the differential scanning calorimetry (DSC) curve of polypropylene with heat processing time.
  • (A) is data at a heat treatment temperature of 115° C.
  • (b) is data at a heat treatment temperature of 120° C.
  • (A) is a top view showing the powder bed fusion bonding apparatus of FIG. 7, and (b) is a cross-sectional view taken along line II of (a).
  • It is sectional drawing (the 1) which shows the powder bed fusion bonding method which concerns on embodiment.
  • It is sectional drawing (the 2) which shows the powder bed fusion bonding method which concerns on embodiment.
  • It is sectional drawing (the 3) which shows the powder bed fusion bonding method which concerns on embodiment.
  • Polypropylene, polyethylene glycol and polyethylene oxide were used. These were mixed well and then kneaded. Then, only polyethylene glycol was dissolved in the dispersion water to obtain a suspension. Then, the fine particles were separated to obtain microspheres.
  • the "average particle size” means the number average particle size, and the particle size was measured using a micrograph.
  • the “circularity” is a value obtained by calculating the ratio (projected area of a particle/area of a circle having the maximum length of the particle as a diameter) for each of a plurality of particles and arithmetically averaging them.
  • the circularity is obtained by measuring with an image analyzer and averaging about 100 measured particles.
  • each of the seven groups was heat-treated under the conditions shown in Table 1.
  • the treatment temperature is the temperature of the resin powder being heated
  • the treatment time is the time when the temperature is maintained.
  • FIGS. 1(a) to 1(d) and FIGS. 2(a) to 2(c) The investigation results are shown in FIGS. 1(a) to 1(d) and FIGS. 2(a) to 2(c). According to the result, in the powder materials of the first to fifth samples in Table 1 (FIGS. 1(a) to (d) and FIG. 2(a)), it can be seen that adjacent particles are bonded to each other. Absent. On the other hand, in the powder material of the sixth sample in Table 1 (FIG. 2(b)), it can be seen that the particles are adjoining each other in some places, and the powder material of the seventh sample in Table 1 is observed. In FIG. 2(c), it was found that adjacent particles were bonded to each other to form a large lump while maintaining the shape of the particles.
  • DSC ⁇ Differential Scanning Calorimetry
  • the vertical axis of the graph shows the calorific difference between the measurement sample and the reference substance on a relative linear scale. That is, the numbers on the vertical axis represent relative values, and the amounts of change are meaningful for each sample, but comparison of absolute values is meaningless.
  • the horizontal axis shows the measured temperature (°C) on a linear scale.
  • the temperatures were 95°C, 102°C, 108°C, 111°C, 116°C, and 120°C, respectively.
  • no local peak appears on the higher temperature side than Ts5 to Ts6.
  • ⁇ Agglutination survey> The adhesion of the microspheres was examined by rubbing the microspheres of each sample obtained above between two fingers. As a result, the microspheres subjected to the third heat treatment condition to the sixth heat treatment condition in Table 1 were less sticky than the microspheres subjected to the first heat treatment condition to the second heat treatment condition in Table 1.
  • the microspheres of each of the above samples are filled in a transparent sample bottle so as to fill 1/4 thereof, and the sample bottle is erected horizontally from a vertical state to collapse the microspheres (flow method).
  • the resin powders of the third to sixth samples were more likely to collapse than the resin powders of the first to second samples and had good fluidity.
  • agglomeration of microspheres is suppressed by heat treatment at 105° C. or higher and 120° C. or lower for 24 hours, so that the transporting member is moved to make the microspheres smooth and a thin layer having a uniform thickness. It means that it can be deployed.
  • the transparent sample bottle was held at a temperature 20° C. lower than the softening point of the microsphere for 10 minutes, and the same test (temperature rising flow test) was performed.
  • the effect of suppressing aggregation was remarkably exhibited. That is, the first and second samples showed almost no fluidity, while the third to sixth samples had almost the same fluidity as at room temperature. It was then tested with a sieve that passed through particles of 90 ⁇ m and smaller. As a result, the third to sixth samples were able to pass through the screen in about half the time as compared with the first to second samples, and no agglomerated particles remained on the screen. Next, an experiment was actually carried out to form a thin layer of powder material by means of a blade type carrying member using a powder bed fusion bonding apparatus.
  • the results corresponding to the above survey were obtained. That is, in the resin powders of the third to sixth samples, aggregation was suppressed by the heat treatment, and no aggregated resin powder could be observed during the transportation of the resin powder. Therefore, the surface of the formed thin layer was flat. On the other hand, in the resin powders of the first and second samples, originally agglomerated resin powder was present. For this reason, the resin powder agglomerated during the transportation of the resin powder is carried as it is without being unraveled, and thus the surface of the formed thin layer has irregularities.
  • FIGS. 6A and 6B are graphs of DSC curves.
  • the vertical axis shows the difference in the amount of heat between the measurement sample and the reference substance on a linear scale.
  • the horizontal axis shows the measured temperature (°C) on a linear scale.
  • the DSC curves have various sizes, but there are local differences. A peak occurred. The local peak tended to decrease as the heat treatment time increased. On the other hand, at the heat treatment temperature of 115° C., a local peak did not occur only after the heat treatment time of 24 hours. Further, at the heat treatment temperatures of 120° C. and 125° C., no local peak was generated in the DSC curve at all heat treatment times.
  • the heat treatment temperature at which a local peak does not appear on the higher temperature side than Tsi in the DSC curve, or even if a local peak appears a heat treatment condition of sufficiently large thermal energy (temperature condition: 105° C.) or more
  • a heat treatment condition of sufficiently large thermal energy temperature condition: 105° C.
  • the heat treatment is performed at a temperature below the heat treatment temperature (120° C.) at which adjacent particles do not bond to each other on a large scale even after the heat treatment, and at least for a time capable of changing the properties of the resin powder, the aggregation of the resin powder is suppressed You can Thereby, a thin layer having a uniform thickness can be formed.
  • the heat treatment time may be at least the time required to suppress aggregation of the resin powder.
  • the heat treatment time of the preheating is not sufficient, so that some change in the property of polypropylene cannot be caused.
  • the temperature at which the resin powder does not soften after all, the aggregation temperature of the resin powder can be suppressed, and at least the aggregation of the resin powder is suppressed.
  • the problem is solved by heat-treating the resin powder for the time required for the above.
  • the melting point is specified by DSC measurement
  • the temperature is 5 to 20° C. lower than the melting point, preferably 10 to 15° C. lower, and at least the time required to suppress the agglomeration of the powder material.
  • the problem is solved by performing the heat treatment.
  • the resin powder that has been heat-treated under the above-mentioned heat-treatment conditions for powder bed fusion bonding there is also the advantage that the preheating temperature range (modeling window) set below the softening point can be widened. The reason for this is that, based on the survey data, the softening point increases with the heat treatment temperature.
  • thermoplastic resin which can be crystallized and which is softened by heating and can be deformed into another shape
  • Preferred examples include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyamides, especially various nylons such as nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 11, nylon 12, nylon 46, polyesters such as polyethylene terephthalate.
  • PET polytetrafluoroethylene
  • EVA ethylene/vinyl acetate copolymer
  • ABS acrylonitrile/butadiene/styrene copolymer
  • nylon, polypropylene, polylactic acid, polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), ethylene/vinyl acetate copolymer (EVA) and polycaprolactone are preferable. Further, among these, nylon, polypropylene, polylactic acid and polycaprolactone are more preferable.
  • biodegradable polylactic acid or polycaprolactone can be used.
  • thermoplastic resin may be a mixture of two or more kinds of the same kind or different kinds of thermoplastic resins.
  • a compatibilizer More preferably, a so-called polymer alloy in which the mixed state is controlled can be used in this embodiment. By using the polymer alloy, heat resistance, toughness and granulation property can be improved.
  • polymer alloys include polyphenylene oxide (PPO)/polystyrene (PS), polybenzimidazole (PBI)/polyimide (PI), PPO/ABS, ABS/polycarbonate (PC), polybutylene terephthalate (PBT)/PC,
  • PPO polyphenylene oxide
  • PS polystyrene
  • PBI polybenzimidazole
  • PI polybenzimide
  • PC ABS/polycarbonate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PET/PC PET/PC
  • PBT/PET PBI/PI
  • nylon/modified polyolefin PBT/modified polyolefin
  • nylon/PPO ABS/nylon
  • ABS/PBT nylon/PPO
  • nylon/ABS nylon/PC.
  • Advanced Polymer Material Series 3 "High-Performance Polymer Alloy", edited by The Society of Polymer Science, (1991, Maruzen).
  • the powder bed fusion bonding method of the present embodiment uses the powder material that has been subjected to the heat treatment of the present embodiment before being used for modeling, and develops the powder material into a thin layer. It is characterized in that the layer forming step and the bonding layer forming step of irradiating the formed thin layer of the powder material with an energy beam to perform melt bonding to form a bonding layer are sequentially repeated.
  • the powder bed fusion bonding apparatus used in the powder bed fusion bonding method is, as shown in FIG. 7, a laser beam emitting section 101 and a thin layer forming section for forming a thin layer of a powder material and fusion-bonding it with a laser beam for modeling.
  • the first and second powder material storage containers 2a and 2b are joined to the left and right of the thin layer forming container 1, and the upper surfaces of all the containers 2a, 1 and 2a are flat. It is one. Then, the recoater 10 such as a blade or a roller can be moved on the upper surfaces of all the containers 2a, 1, 2a.
  • the first to third lifts 7a, 7b and 5 also serving as the bottoms of the containers 2a, 2b and 1 are provided. Is installed.
  • the first to third lifts 7a, 7b, 5 are respectively connected to support shafts 8a, 8b, 6 connected to a driving device (not shown), and can move up and down.
  • the recoater 10 reciprocates between the left and right first and second powder material storage containers 2a and 2b, powder is formed every time one thin layer 9a is formed in the first and second powder material storage containers 2a and 2b.
  • the supply side and storage side of material 9 are switched.
  • the powder material 9 is placed on the first or second elevating table 7a or 7b and raised to supply the powder material 9.
  • the second or first elevating table 7b or 7a is lowered, and the powder material 9 remaining after forming the thin layer 9a is removed into the second or first elevating table.
  • the third lifting platform 5 is lowered to sequentially stack new bonding layers 9b.
  • An irradiation means 101 for the energy beam 11 is arranged above the thin layer forming container 1.
  • the energy beam 11 not only laser light but also energetic particle beam such as electron beam can be used.
  • Examples of usable laser light include carbon dioxide gas laser, YAG laser light, excimer laser light, He-Cd laser light, and semiconductor-excited solid-state laser light. Of these, carbon dioxide laser light is preferable because it is easy to operate and easy to control.
  • the thin layer forming container 1 is provided with a heater on the partition wall and the third lifting table 5, and heaters 4a, 4b and infrared rays are also provided around the thin layer forming container 1.
  • the lamp is arranged.
  • powder bed fusion bonding is performed as follows.
  • the control unit 103 controls the movement of the recoater 10, the operations of the lifts 7a, 7b, 5 and the operation of the powder bed fusion bonding apparatus such as the irradiation of the laser beam 11.
  • the inside and the periphery of the thin layer forming container 1 and the first and second powder material storage containers 2a and 2b are preheated by the heaters 4a and 4b shown in FIG. Good.
  • the temperature of the thin layer 9a of the powder material is kept at a temperature lower than the softening point of the powder material and 5 to 100° C. lower than the melting point by preheating, so that the laser beam 11 Melt bonding can be easily performed.
  • the temperature is preferably 5 to 50° C. lower than the melting point, and more preferably 5 to 30° C. lower than the melting point.
  • the powder material 9 is carried out from the first powder material container 2a by the recoater 10 and carried to the thin layer forming container 1. Then, the recoater 10 is moved so that the powder material 9 is carried onto the third lift 5 in the thin layer forming container 1 and the surface thereof is leveled to form a thin layer 9a having a uniform thickness.
  • the thin layer 9a having a uniform thickness and a low porosity can be originally formed with good reproducibility.
  • the powder 9 that is hard to aggregate together the thin layer 9a having a uniform thickness and a low porosity can be formed with good reproducibility more effectively.
  • the thickness of the thin layer 9a of the powder material is preferably 0.01 to 0.3 mm, and more preferably 0.01 to 0.1 mm in order to obtain a more precise shaped article.
  • the thin layer 9a formed in the thin layer forming step is irradiated with the energy beam 11 based on the slice data of the object to be formed, and the powder material is formed. It is melted and bonded to form a bonding layer 9b.
  • the atmosphere for irradiating the thin layer 9a of the powder material with the laser light 11 is not particularly limited, but for example, an atmosphere of an inert gas such as helium, argon or nitrogen can be used.
  • the inert gas atmosphere is preferable because it is possible to prevent the powder material 9 from being oxidized or corroded. Irradiation can also be performed in the atmosphere.
  • the powder bed fusion bonding apparatus is operated in accordance with FIGS. 9(b) to 10(b), and the recoater 10 is moved to the left side, The second bonding layer 9b and the like are formed.
  • agglomeration is performed by performing heat treatment at a temperature 10 to 15° C. lower than the melting point and at least for a time required to suppress agglomeration of the powder material.
  • the hardened powder material 9 is used.
  • the powder material 9 when the powder material 9 is carried into the thin layer forming container 1 by the recoater 10 to form the thin layer 9a, it is possible to suppress the formation of the powder material 9 in a lump. Therefore, the surface of the formed thin layer 9a becomes flat, and the thin layer 9a having a uniform thickness is obtained. Therefore, it is possible to prevent heating unevenness of the thin layer 9a of the powder material due to the energy beam 11, and it is possible to improve the accuracy of the modeled object.
  • the softening point rises, so that the preheating temperature range set below the softening point, that is, the so-called modeling window can be widened.
  • the scope of the embodiments is not limited to the examples specifically shown in the above embodiments, and does not depart from the gist of the embodiments. Modifications of the above are included in the scope of the invention defined in the claims.
  • the melting point and softening point of the resin powder are specified from the differential scanning calorimetry (DSC) curve, the melting point and softening point may be specified by other methods.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the various embodiments can effectively suppress the aggregation of the resin powder. It goes without saying that suppressing the aggregation of the resin powder is not used in the sense of eliminating the aggregation altogether.
  • Heat treatment method (Appendix 2) 2. The heat treatment method for a powder material according to appendix 1, wherein the temperature is set to a temperature lower by 5 to 20° C. than the melting point of the resin powder. (Appendix 3) 3. The heat treatment method for a powder material according to appendix 2, wherein the material of the resin powder is polypropylene and the temperature is 105° C. or higher and 120° C. or lower. (Appendix 4) 3.
  • the heat treatment method for a powder material according to appendix 2 wherein the temperature is set to a temperature 10 to 15° C. lower than the melting point of the resin powder.
  • Appendix 5 5.
  • Appendix 6 The heat treatment method for a powder material according to appendix 1, wherein the time is 24 hours. (Appendix 7)
  • Appendix 8 8. The powder bed fusion bonding method according to appendix 7, wherein the temperature is set to a temperature 5 to 20° C. lower than the melting point of the resin powder.
  • the carrying member is moved on the upper surface of the second container which is connected to the upper surface of the first container and is flush with the upper surface of the first container, and while carrying the resin powder into the second container, A step of leveling the surface to form a thin layer of the resin powder, Forming a solidified layer by irradiating the thin layer with laser light based on slice data.
  • Appendix 14 14.
  • Appendix 15 15.

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Abstract

運搬部材を移動させて薄層を形成する際に、粉末材料の粒子同士の凝集を抑制することができる粉末材料の熱処理方法を提供するものである。 樹脂粉末が軟化しない温度であって、樹脂粉末の凝集を抑制させる温度と、少なくとも樹脂粉末の凝集を抑制させるのに必要な時間で、樹脂粉末を熱処理する。

Description

粉末材料の熱処理方法、粉末床溶融結合方法及びこれらの方法により製造された物
　本発明は、粉末材料の熱処理方法、粉末床溶融結合方法及びこれらの方法により製造された物に関する。
　近年、試作品又は少量多品種の製品等を作製するため、物品を輪切りにしたときの薄い層の形状に対応する固化層を順次積層して、物品の造形物を作製する粉末床溶融結合方法が注目されている。
　粉末床溶融結合方法では、運搬部材により薄層形成容器に粉末材料を運び入れながら表面を均して昇降台上に粉末材料の薄層を形成する。
　次いで、レーザ光によりスライスデータに基づき特定領域を選択的に加熱することで、焼結して、又は、溶融し固化して、焼結層又は固化層を形成する。
　その後、昇降台を下降させつつ上記動作を繰り返し、数百層或いは数千層にわたって焼結層又は固化層を積層し、３次元造形物を作製する。
　ここで、薄層形成容器内に形成された粉末材料の薄層は、レーザ光の照射前に、ヒータなどにより、粉末材料の軟化点よりも低い温度に予備加熱される。レーザ光の照射により粉末材料を短時間で溶融温度に昇温させ、かつ溶融箇所とその周辺部との温度差を小さくするためである。
　下記特許文献１、２にはこのような粉末床溶融結合方法が記載されている。
特開２００６－３２１７１１号公報 特開２０１４－２８９９６号公報
　ところで、上述した従来の方法では、運搬部材を移動させて薄層形成容器内に粉末材料を運び入れながら表面を均して薄層を形成する際に、凝集した粉末材料によって、形成された薄層の表面が凸凹し、均一な厚さの薄層が得られない。これでは、所定の膜厚の固化層が得られず、造形物の精度の低下を招くという問題がある。
　開示された実施形態は、上述の問題点に鑑みて創作されたものであり、粉末材料の薄層を形成する際に粉末材料の粒子同士が凝集するのを抑制することができる粉末材料の熱処理方法及び粉末床溶融結合方法を提供すると共に、これらの方法を用いて得られた粉末材料及び造形物を提供するものである。
　上記課題を解決するため、実施形態の一観点によれば、樹脂粉末が軟化しない温度であって、前記樹脂粉末の凝集を抑制させる温度と、前記樹脂粉末の凝集を抑制させるのに必要な時間で、前記樹脂粉末を熱処理することを特徴とする粉末材料の熱処理方法が提供される。
　また、実施形態の他の観点によれば、樹脂粉末が軟化しない温度であって、前記樹脂粉末の凝集を抑制させる温度と、前記樹脂粉末の凝集を抑制させるのに必要な時間で、前記樹脂粉末を熱処理する工程と、容器の上面で運搬部材を移動させ、前記容器に前記樹脂粉末を運び入れながらその表面を均して、前記樹脂粉末の薄層を形成する工程と、スライスデータに基づき、前記薄層にエネルギービームを照射させて固化層を形成する工程とを有することを特徴とする粉末床溶融結合方法が提供される。
　また、実施形態の他の観点によれば、上記の方法を実施することによって得られた粉末材料及び造形物が提供される。
　開示の実施形態によれば、樹脂粉末が軟化しない温度であって、樹脂粉末の凝集を抑制させる温度と、樹脂粉末の凝集を抑制させるのに必要な時間で、樹脂粉末を熱処理している。
　したがって、この樹脂粉末を粉末床溶融結合に用いた場合、運搬部材によりその樹脂粉末を薄層形成容器に運び入れて薄層を形成する際に、樹脂粉末の塊ができるのを抑制でき、したがって、より均一な厚さの薄層が得られる。
　よって、樹脂粉末の薄層のエネルギービームによる加熱ムラの発生を抑制することができるとともに、造形物の精度を向上させることができる。
（ａ）～（ｄ）は、種々の熱処理条件で熱処理を行った後の樹脂粉末の外観を示す写真（その１）である。 （ａ）～（ｃ）は、種々の熱処理条件で熱処理を行った後の樹脂粉末の外観を示す写真（その２）である。 （ａ）～（ｂ）は、ポリプロピレンの示差走査熱量（ＤＳＣ）の測定データを示すグラフ（その１）である。 （ａ）～（ｂ）は、ポリプロピレンの示差走査熱量（ＤＳＣ）の測定データを示すグラフ（その２）である。 （ａ）～（ｂ）は、ポリプロピレンの示差走査熱量（ＤＳＣ）の測定データを示すグラフ（その３）である。 （ａ）～（ｂ）は、ポリプロピレンの示差走査熱量（ＤＳＣ）曲線の熱処理時間による変化の様子を示すグラフである。（ａ）は熱処理温度１１５℃におけるデータで、（ｂ）は熱処理温度１２０℃におけるデータである。 実施形態に係る粉末床溶融結合方法に用いられる粉末床溶融結合装置を示す図である。 （ａ）は、図７の粉末床溶融結合装置を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ－Ｉ線に沿う断面図である。 実施形態に係る粉末床溶融結合方法を示す断面図（その１）である。 実施形態に係る粉末床溶融結合方法を示す断面図（その２）である。 実施形態に係る粉末床溶融結合方法を示す断面図（その３）である。
　以下に、実施形態について図面を参照しながら説明する。
（実施形態を創作するに至った経緯の説明）
　所要の層数の固化層を積層して造形が終了した後、造形物の周囲に溶融しないで粒子のまま残った粉末材料を、新しい造形のために再利用した。
　そして、運搬部材を移動させ、薄層形成容器内に表面を均しながら粉末材料を運び入れて薄層を形成したところ、粉末材料の凝集が抑制され、より均一な厚さの薄層を形成することができた。
　この理由について、発明者は次のように推定した。すなわち、造形物の周囲の粉末材料は、溶融温度に近い温度で長時間の熱履歴を経ている。その影響により粉末粒子の結晶化度或いはその他の性質に何らかの変化が生じたものではないかと推定した。
　この知見から、造形を始める前に、造形物の周囲の粉末材料が造形中に受けた熱履歴に相当する条件で熱処理を行えば、新しい粉末材料を使用しても、凝集した粉末材料によって均一な厚さの薄層が得られにくいという問題が解決できるのではないかと考え、調査実験を行って、開示の実施形態に至ったものである。
（実施形態）
（１）粉末材料の熱処理条件の調査
　サンプルの作製
　溶融分相法により、ポリプロピレン（PP）の粉末材料を作製した。
　ポリプロピレン、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシドを使用した。
　これらを良く混合した後混練した。
　その後、分散水中にてポリエチレングリコールのみを溶解し、懸濁液とした。
　次いで、微粒子を分離し、微小球体を得た。
　なお、「平均粒子径」とは、数平均粒子径を意味し、粒子径は、顕微鏡写真を用いて測定した。
　また、「円形度」とは、複数の粒子についてそれぞれ（粒子の投影面積／粒子の最大長を直径とする円の面積）比を求め、それらを算術平均した値をいう。円形度は画像解析装置により測定を行い、測定粒子約１００個の平均を取ったものである。
　次に、取得した微小球体の集合体を分割し、７つのグループに分けた。そして、７つのグループに対して、それぞれ、表１の条件で熱処理を行った。なお、表１の各熱処理条件において、処理温度が加熱中の樹脂粉末の温度であり、処理時間はその温度を保持した時間である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 ＜粉末材料（微小球体の集合体）の外観調査＞
　次に、電子顕微鏡（SEM）により、粉末材料（微小球体の集合体）の外観を調査した。調査結果を、図１（ａ）～（ｄ）、図２（ａ）～（ｃ）に示す。
　その結果によれば、表１の第１～第５サンプルの粉末材料（図１（ａ）～（ｄ）、図２（ａ））では、隣接する粒子同士が結合している様子が見られない。
　これに対して、表１の第６サンプルの粉末材料（図２（ｂ））では、ところどころに、隣接する粒子同士が結合している様子が見られはじめ、表１の第７サンプルの粉末材料（図２（ｃ））では、隣接する粒子同士が結合し、粒子の形状を保持しつつ大きい塊になっている様子が見られた。
＜微小球体の結晶度化の調査＞
　Ｘ線回折により微小球体の結晶度化を調査したが、各サンプルについて目立った差異は確認できなかった。
　このため、本願ではＸ線回折の調査結果のデータの掲載を省略した。
＜示差走査熱量（DSC : Differential Scanning Calorimetry）調査＞
　この測定方法は、融点、結晶化点、ガラス転移点などを特定するためによく知られた熱分析の手法であり、測定試料と基準物質との間の温度差（単位時間当たりの熱エネルギーの入力差に比例する）を計測することで、融点や結晶化点などを測定するものである。
　基準物質としてα－アルミナを用い、昇温速度を１０℃／分とした。
　調査結果を、図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）のＤＳＣ曲線のグラフで示す。それぞれ、表１の第１サンプル～第６サンプルに対応する。
　なお、表１の第７サンプルのデータは省略されているが、これは熱処理により第７サンプルの樹脂粉末が溶融したためである。
　図３ないし図５において、グラフの縦軸は、測定試料と基準物質との間の熱量差を相対的な線形目盛で示す。すなわち、縦軸の数字は相対値を示しており、各サンプルについて変化量は比較して意味があるが、絶対値同士の比較は意味がない。また、横軸は測定温度（℃）を線形目盛で示す。
　グラフ中、Ｓi（i=1～6）は、それぞれ、ＤＳＣ曲線が下降し始める点を表す。Tsi（i=1～6）はその点の温度である。ＤＳＣ曲線が下降し始める点Siは、左側から横に延びるＤＳＣ曲線の延長線と、下降するＤＳＣ曲線の延長線との交点で定義する。Tsi（i=1～6）は、樹脂の軟化点を表していると考えらえる。
　Tsi（i=1～6）は、第１～第６サンプルの熱処理温度に応じて高くなり、熱処理温度と等しいかそれより少し高くなった。それぞれ、９５℃、１０２℃、１０８℃、１１１℃、１１６℃、１２０℃であった。
　ｍi（i=1～6）は、それぞれ、下降するＤＳＣ曲線の下向きのピークの位置を示す。Tmi（i=1～6）は、ピーク位置における温度を表し、第１～第６サンプルの融点とする。
　Tmi（i=1～6）は、第１～第６サンプルすべてにおいて、それぞれ、約１２５℃であった。
　また、ｐi（i=1～4）は、第１～第４サンプルにおいてTs1～Ts4より高温側で下降中のＤＳＣ曲線に現れた上向きの局部的なピークの位置を示す。
　一方、第５～第６サンプルには、Ts5～Ts6より高温側で局部的なピークは現れていない。
＜凝集調査＞
　上記で得た各サンプルの微小球体を２本の指の間でこすり合わせることで微小球体の粘着性を調べた。
　その結果、表１の第３熱処理条件～第６熱処理条件を行った微小球体は表１の第１熱処理条件～第２熱処理条件を行った微小球体に比べて粘着性が少なかった。
　次に、上記の各サンプルの微小球体を透明なサンプル瓶にその１／４を満たすように充填し、サンプル瓶を垂直に立てた状態から水平に倒すことで微小球体の崩れ方（流れ方）を観察した（流動性テスト）。
　その結果、第３～第６サンプルの樹脂粉末は第１～第２サンプルの樹脂粉末に比べて崩れやすく流動性は良好であった。このことは、１０５℃以上、１２０℃以下で２４時間熱処理することで微小球体同士の凝集が抑制されるので、運搬部材を移動させて微小球体をスムーズに、かつ均一な厚さの薄層に展開できることを意味する。
　次に、上記透明サンプル瓶を微小球体の軟化点より２０℃低い温度で１０分間保持し、同様なテスト（昇温流動テスト）を行った。
　その結果、凝集が抑制される効果が顕著に現れた。すなわち、第１～第２サンプルは殆ど流動性を示さないのに対して、第３～第６サンプルは室温の場合とほぼ同様な流動性を有していた。
　次に、９０μｍ以下の粒子を通す篩を用いてテストした。
　その結果、第３～第６サンプルは第１～第２サンプルに比べて約半分以下の時間で篩を通すことができ、また、篩上には凝集した粒子も残らなかった。
　次に、実際に、粉末床溶融結合装置を用いて、ブレードタイプの運搬部材により粉末材料の薄層を形成する実験を行った。
　その結果によれば、上述の調査に対応する結果が得られた。すなわち、第３～第６サンプルの樹脂粉末では、熱処理により、凝集が抑制されており、また、樹脂粉末の運搬中にも凝集した樹脂粉末が観察できなかった。このため、形成された薄層の表面は平坦であった。これに対して、第１～第２サンプルの樹脂粉末では、もともと凝集した樹脂粉末が存在していた。このため、樹脂粉末の運搬中に凝集した樹脂粉末が解かれずにそのまま運ばれるため、形成された薄層の表面には凹凸が見られた。
＜熱処理時間によるＤＳＣ曲線の変化の調査＞
　この調査では、各熱処理温度において、熱処理時間に応じてＤＳＣ曲線がどのように変化するかを調べた。
　サンプルは、表１のサンプルとは別に、表２の熱処理条件で種々作製した。
　結果を表２及び図６（ａ）、（ｂ）に示す。
　図６（ａ）、（ｂ）はＤＳＣ曲線のグラフである。縦軸は、測定試料と基準物質との間の熱量差を線形目盛で示す。また、横軸は測定温度（℃）を線形目盛で示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、熱処理温度９５℃～１１０℃では、すべての熱処理時間において、また、熱処理温度１１５℃では、熱処理時間３～１８時間において、ＤＳＣ曲線には大小さまざまであるが局部的なピークが生じた。そして、局部的なピークは熱処理時間が長いほど小さくなる傾向にあった。
　一方、熱処理温度１１５℃では、熱処理時間２４時間のみにおいて、局部的なピークが生じなかった。
　また、熱処理温度１２０℃、１２５℃では、すべての熱処理時間において、ＤＳＣ曲線に局部的なピークが生じなかった。
＜結論＞
　上記調査を勘案すると、ＤＳＣ曲線で、Tsiより高温側でＤＳＣ曲線の下降の途中に局部的なピークが現れた第１～第２サンプルについて、樹脂粉末の凝集が観察できた。局部的なピークは、発熱に対応し、測定時の加熱により樹脂粉末の結晶性或いはその他の性質が変化したのではないかと考えられる。このことは、これらの熱処理条件では、熱エネルギーが十分でなく、樹脂粉末の性質が変化しなかったことを示していると考えられる。
　これに対して、局部的なピークが現れない第５～第６サンプルについては、熱処理によって樹脂粉末の性質が変化し、その状態が保持されていることを示しているのではないかと考えられる。このため、樹脂粉末の凝集を抑制させることができたと考えられる。
　また、第３～第４サンプルでは、Tsiより高温側でＤＳＣ曲線の下降の途中に局部的なピークが現れたが、長い熱処理時間のサンプルでは、樹脂粉末の凝集が生じなかった。理由は、今のところ検討中であるが、十分に大きい熱エネルギーにより、樹脂粉末の性質が変化し、その状態が保持されていることを示しているのではないかと考えられる。
　以上より、ポリプロピレンでは、ＤＳＣ曲線でTsiより高温側で局部的なピークが現れない熱処理温度、或いは局部的なピークが現れても、十分に大きな熱エネルギーの熱処理条件（温度条件：１０５℃）以上、かつ熱処理後でも隣接する粒子同士が大規模に結合しない熱処理温度（１２０℃）以下で、少なくとも樹脂粉末の性質を変化させることができる時間で熱処理を行えば、樹脂粉末の凝集を抑制することができる。これによって、均一な厚さの薄層を形成することができる。
　なお、熱処理時間は、少なくとも樹脂粉末の凝集を抑制させるのに必要な時間であればよい。これに対して、上記の熱処理条件と温度条件の範囲が重なる予備加熱においては、予備加熱の熱処理時間が十分でないため、ポリプロピレンの性質に何らかの変化を起こさせることができない。
　以上のことから、融点が異なる他の熱可塑性樹脂でも、結局、その樹脂粉末が軟化しない温度であって、樹脂粉末の凝集を抑制させることができる温度と、少なくとも樹脂粉末の凝集を抑制させるのに必要な時間で樹脂粉末を熱処理することによって、課題が解決されることになる。
　より具体的には、ＤＳＣ測定で融点を特定し、その融点よりも５～２０℃低い温度、好ましくは１０～１５℃低い温度で、かつ少なくとも粉末材料の凝集を抑制させるのに必要な時間で熱処理を行うことによって、課題が解決されることになる。
　また、上述の熱処理条件で熱処理を行った樹脂粉末を粉末床溶融結合に用いることで、軟化点以下で設定される予備加熱の温度範囲（造形ウインドウ）を広くとることができるという利点もある。この理由は、調査データに基づくと、軟化点が、熱処理温度に応じて高くなるためである。
（２）粉末材料
　本実施形態を適用可能な樹脂粉末として、結晶化し得る熱可塑性樹脂であって、加熱により軟化し、別の形に変形しうる熱可塑性樹脂が挙げられる。
　好ましい例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド類、特に各種ナイロン、例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、ポリエステル類、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリふっ化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアセタール、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、エチレン・酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、エチレン・プロピレンコポリマー、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンコポリマー（ＡＢＳ）等の付加重合体が挙げられる。
　これらの中でも、さらに、各種のナイロン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン・酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）およびポリカプロラクトンが好ましい。さらに、これらのうち、ナイロン、ポリプロピレン、ポリ乳酸およびポリカプロラクトンがより好ましい。
　再生医療用臓器の幹細胞付着マトリックスに使用する場合には、好ましくは、生分解性を有する、ポリ乳酸やポリカプロラクトンを用いることができる。
　また、熱可塑性樹脂は、２種以上の同種又は異種の熱可塑性樹脂の混合物であっても良い。異種の熱可塑性樹脂混合物（ポリマーブレンド）の成分が非相溶である場合には、相溶化剤を用いて両相の分散を良化させることが好ましい。更に好ましくは混合状態を制御したいわゆるポリマーアロイを本実施形態に用いることができる。ポリマーアロイを用いることで、耐熱性、強靱性、造粒性を改良することができる。
　ポリマーアロイの例としては、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）／ポリスチレン（ＰＳ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）／ポリイミド（ＰＩ）、ＰＰＯ／ＡＢＳ、ＡＢＳ／ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）／ＰＣ、ＰＥＴ／ＰＣ、ＰＢＴ／ＰＥＴ、ＰＢＩ／ＰＩ、ナイロン／変性ポリオレフィン、ＰＢＴ／変性ポリオレフィン、ナイロン／ＰＰＯ、ＡＢＳ／ナイロン、ＡＢＳ／ＰＢＴ、ナイロン／ＰＰＯ、ナイロン／ＡＢＳ、ナイロン／ＰＣを挙げることができ、その他の具体例は、高分子学会編、先端高分子材料シリーズ３「高性能ポリマーアロイ」、（平成３年、丸善）等に記載されている。
（３）粉末床溶融結合方法への適用
　本実施形態の粉末床溶融結合方法は、造形に使用する前に本実施形態の熱処理をした粉末材料を用い、その粉末材料を薄層に展開する薄層形成工程と、形成された粉末材料の薄層にエネルギービームを照射し、溶融結合して結合層を形成する結合層形成工程とを順次繰り返すことを特徴としている。
　粉末床溶融結合方法に用いる粉末床溶融結合装置は、図７に示すように、レーザ光出射部101と、粉末材料の薄層を形成しレーザ光により溶融結合して造形を行う薄層形成部102と、薄層形成部102の上面を移動し、粉末材料を運ぶリコータ（運搬部材）10と、造形を制御する制御部103とを備えている。
　薄層形成部102では、図８に示すように、薄層形成容器1の左右に第１、第２粉末材料収納容器2a，2bが接合され、すべての容器2a，1，2aにわたって上面が面一になっている。そして、すべての容器2a，1，2aの上面をブレードやローラなどのリコータ10が移動できるようになっている。
　また、第１、第２粉末材料収納容器2a，2bと薄層形成容器1の内側には、それぞれ、容器2a，2b，1の底を兼ねた第１乃至第３昇降台7a，7b，5が設置されている。第１乃至第３昇降台7a，7b，5は、それぞれ、図示しない駆動装置に繋がった支持軸8a，8b，6に接続されて、上下移動が可能になっている。
　リコータ10は左右の第１、第２粉末材料収納容器2a，2bの間を往復移動するため、第１、第２粉末材料収納容器2a，2bについて、薄層9aを１層形成するごとに粉末材料9の供給側と収納側が入れ替わる。供給側の第１又は第２粉末材料収納容器2a又は2bでは、第１又は第２昇降台7a又は7b上に粉末材料９を載せて上昇させ、粉末材料9を供給する。収納側の第２又は第１粉末材料収納容器2b又は2aでは、第２又は第１昇降台7b又は7aを下降させ、薄層9aを形成後に余った粉末材料９を第２又は第１昇降台7b又は7a上に収納する。
　薄層形成容器１では、結合層9bを１層形成するごとに第３昇降台5を下降させて順次新たな結合層9bを積層していく。
　また、薄層形成容器１の上方に、エネルギービーム11の照射手段101が配置されている。
　エネルギービーム11として、レーザ光をはじめ、電子線などエネルギー粒子線を用いることができる。
　使用可能なレーザ光として、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ光、エキシマレーザ光、Ｈｅ－Ｃｄレーザ光、半導体励起固体レーザ光などが挙げられる。これらの中で、操作が簡単で、制御が容易であることから、炭酸ガスレーザ光が好ましい。
　さらに、粉末材料９やその薄層9aを予備加熱するため、薄層形成容器1は仕切壁や第３昇降台5にヒータを備え、薄層形成容器１の周囲にもヒータ4a，4bや赤外線ランプが配置されている。
　この粉末床溶融結合装置を用いて、次のように粉末床溶融結合を行う。リコータ10の移動や、各昇降台7a，7b，5の動作や、レーザ光11の照射など粉末床溶融結合装置の動作は制御部103により制御される。
　薄層形成工程では、図９（ａ）に示すヒータ4a，4bや赤外線ランプなどにより薄層形成容器１と第１、第２粉末材料収納容器2a，2bの内側や周辺を予備加熱しておくとよい。
　レーザ光11の照射前に、予備加熱により粉末材料の薄層9aの温度を粉末材料の軟化点よりも低くかつ融点よりも５～１００℃低い温度に保持しておくことで、レーザ光11による溶融結合を容易に行うことができる。この場合、融点より５～５０℃低い温度だとより好ましく、融点より５～３０℃低い温度だとさらに好ましい。
　次いで、図９（ｂ）～（ｃ）、図１０（ａ）に示すように、まず、第１昇降台7aを上昇させ、第２、第３昇降台7b，5を下降させる。
　次いで、第１粉末材料収納容器2aからリコータ10で粉末材料9を運び出し、薄層形成容器１まで運ぶ。
　そして、リコータ10を移動させて、薄層形成容器1内の第３昇降台5上に粉末材料9を運び入れながらその表面を均して均一な厚さの薄層9aを形成する。
　リコータ10としてブレードやローラなどを用いることで、本来的に、均一な厚みで空隙率の低い薄層9aを再現性良く形成することができる。この場合、併せて、凝集しにくい粉末9を用いることで、より一層効果的に、均一な厚みで空隙率の低い薄層9aを再現性良く形成することができる。
　粉末材料の薄層9aの厚さは０．０１～０．３ｍｍであることが好ましく、より精密な造形物を得るためには、０．０１～０．１ｍｍであることが好ましい。
　薄層9aを形成した後、さらにリコータ10を移動させて、残った粉末材料を第２粉末材料収納容器2bに収納する。
　次いで、結合層形成工程では、図１０（ｂ）に示すように、薄層形成工程で形成された薄層9aに、造形対象物のスライスデータに基づきエネルギービーム11を照射して、粉末材料を溶融し結合させて、結合層9bを形成する。
　粉末材料の薄層9aにレーザ光11を照射する雰囲気は、特に制限はないが、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気下とすることができる。不活性ガス雰囲気下とすることにより、粉末材料9の酸化や腐蝕を防止することができるので好ましい。また、大気中で照射を行うこともできる。
　引き続き、図１０（ｃ）～図１１（ｂ）に示すように、図９（ｂ）～図１０（ｂ）に準じて粉末床溶融結合装置を動作させるとともにリコータ10を左側に移動させて、２層目の結合層9b等を形成する。
　その後、図１１（ｃ）に示すように、上述の作業を、必要な結合層9bの層数だけ順次繰り返して造形物を完成させる。さらに、造形物周囲の溶融結合していない粉末材料9aを除いて所望の形状の造形物を得ることができる。
　以上のように、本実施形態の粉末床溶融結合方法によれば、融点よりも１０～１５℃低い温度で、かつ少なくとも粉末材料の凝集を抑制させるのに必要な時間で熱処理を行って凝集し難くした粉末材料９を用いている。
　このため、リコータ10によりその粉末材料９を薄層形成容器1に運び入れて薄層9aを形成する際に、粉末材料９の塊ができるのを抑制できる。したがって、形成された薄層9aの表面は平坦になり、均一な厚さの薄層9aが得られる。
　よって、粉末材料の薄層9aのエネルギービーム11による加熱ムラを防止することができるとともに、造形物の精度を向上させることができる。
　さらに、本実施形態の熱処理を行った粉末材料9では、軟化点が上がるため、軟化点以下で設定される予備加熱の温度範囲、いわゆる、造形ウインドウを広くとることができる。
　以上、実施の形態により種々の実施形態を詳細に説明したが、この実施形態の範囲は上記実施の形態に具体的に示した例に限られるものではなく、この実施形態の要旨を逸脱しない範囲の変更は請求項に規定する発明の範囲に含まれる。
　例えば、樹脂粉末の融点及び軟化点を示差走査熱量（ＤＳＣ）曲線から特定しているが、他の方法で融点及び軟化点を特定してもよい。
　以上のように、各種実施形態は、樹脂粉末の凝集の抑制を効果的に行うことができる。なお、樹脂粉末の凝集を抑制することは、凝集を皆無にすると言う意味で用いているのではないことは言うまでもない。すなわち、樹脂粉末の凝集の抑制とは、凝集の発生確率を優位な程度にまで抑制させることを意味していることは、当業者が、本明細書、図面等から当然に理化する事項である。
　最後に、上記実施形態を以下に付記としてまとめる。
（付記１）
　樹脂粉末が軟化しない温度であって、前記樹脂粉末の凝集を抑制させる温度と、少なくとも前記樹脂粉末の凝集を抑制させるのに必要な時間で、前記樹脂粉末を熱処理することを特徴とする粉末材料の熱処理方法。
（付記２）
　前記温度を、前記樹脂粉末の融点よりも５～２０℃低い温度とすることを特徴とする付記１記載の粉末材料の熱処理方法。
（付記３）
　前記樹脂粉末の材料はポリプロピレンであり、前記温度は、１０５℃以上、１２０℃以下であることを特徴とする付記２に記載の粉末材料の熱処理方法。
（付記４）
　前記温度を、前記樹脂粉末の融点よりも１０～１５℃低い温度とすることを特徴とする付記２記載の粉末材料の熱処理方法。
（付記５）
　前記樹脂粉末の材料はポリプロピレンであり、前記温度は、１１０℃以上、１１５℃以下であることを特徴とする付記４に記載の粉末材料の熱処理方法。
（付記６）
　前記時間を、２４時間とすることを特徴とする付記１記載の粉末材料の熱処理方法。
（付記７）
　樹脂粉末が軟化しない温度であって、前記樹脂粉末の凝集を抑制させる温度と、少なくとも前記樹脂粉末の凝集を抑制させるのに必要な時間で、前記樹脂粉末を熱処理する工程と、
　容器の上面で運搬部材を移動させ、前記容器に前記樹脂粉末を運び入れながらその表面を均して、前記樹脂粉末の薄層を形成する工程と、
　スライスデータに基づき、前記薄層にエネルギービームを照射させて固化層を形成する工程と
　を有することを特徴とする粉末床溶融結合方法。
（付記８）
　前記温度を、前記樹脂粉末の融点よりも５～２０℃低い温度とすることを特徴とする付記７記載の粉末床溶融結合方法。
（付記９）
　前記樹脂粉末の材料はポリプロピレンであり、前記温度は、１０５℃以上、１２０℃以下であることを特徴とする付記８に記載の粉末床溶融結合方法。
（付記１０）
　前記温度を、前記樹脂粉末の融点よりも１０～１５℃低い温度とすることを特徴とする付記７記載の粉末床溶融結合方法。
（付記１１）
　前記樹脂粉末の材料はポリプロピレンであり、前記温度は、１１０℃以上、１１５℃以下であることを特徴とする付記１０に記載の粉末床溶融結合方法。
（付記１２）
　前記時間を、２４時間とすることを特徴とする付記７記載の粉末床溶融結合方法。
（付記１３）
　樹脂粉末が軟化しない温度であって、前記樹脂粉末の凝集を抑制させる温度と、少なくとも前記樹脂粉末の凝集を抑制させるのに必要な時間で、前記樹脂粉末を熱処理する工程と、
　前記熱処理した樹脂粉末を収納した第１容器の上面から前記樹脂粉末を突出させる工程と、
　前記第１容器の上面で運搬部材を移動させ、前記第１容器から突出させた前記樹脂粉末を押し取り、前記運搬部材の前に集めて運ぶ工程と、
　引き続き、前記第１容器の上面と繋がり、前記第１容器の上面と面一となっている第２容器の上面で前記運搬部材を移動させ、前記第２容器に前記樹脂粉末を運び入れながらその表面を均して、前記樹脂粉末の薄層を形成する工程と、
　スライスデータに基づき、前記薄層にレーザ光を照射させて固化層を形成する工程と
　を有することを特徴とする粉末床溶融結合方法。
（付記１４）
　前記温度を、前記樹脂粉末の融点よりも５～２０℃低い温度とすることを特徴とする付記１３記載の粉末床溶融結合方法。
（付記１５）
　前記樹脂粉末の材料はポリプロピレンであり、前記温度は、１０５℃以上、１２０℃以下であることを特徴とする付記１４に記載の粉末床溶融結合方法。
（付記１６）
　前記温度を、前記樹脂粉末の融点よりも１０～１５℃低い温度とすることを特徴とする付記１３に記載の粉末床溶融結合方法。
（付記１７）
　前記樹脂粉末の材料はポリプロピレンであり、前記温度は、１１０℃以上、１１５℃以下であることを特徴とする付記１６に記載の粉末床溶融結合方法。
（付記１８）
　前記時間を、２４時間とすることを特徴とする付記１３記載の粉末床溶融結合方法。
（付記１９）
　上記いずれかの方法により製造された樹脂粉末又は造形物。
　1…薄層形成容器、2a…第１粉末材料収納容器、2b…第２粉末材料収納容器、3a…左側フランジ、3b…右側フランジ、4a，4b…ヒータ、5…第３昇降台、6，8a，8b…支持軸、7a…第１昇降台、7b…第２昇降台、9…粉末材料、9a…粉末材料の薄層（又は、薄層）、9b…焼結層又は固化層、10…リコータ（運搬部材）、11…レーザ光、101…レーザ光出射部、102…薄層形成部、103…制御部。
 

Claims (8)

  1. 　樹脂粉末が軟化しない温度であって、前記樹脂粉末の凝集が抑制される温度と、少なくとも前記樹脂粉末の凝集を抑制させるのに必要な時間で、前記樹脂粉末を熱処理することを特徴とする粉末材料の熱処理方法。
  2. 　前記温度を、前記樹脂粉末の融点よりも５～２０℃低い温度とすることを特徴とする請求項１に記載の粉末材料の熱処理方法。
  3. 　前記樹脂粉末の材料はエチレンを含んだポリプロピレンであり、前記温度は、１０５℃以上、１２０℃以下であることを特徴とする請求項２に記載の粉末材料の熱処理方法。
  4. 　請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の熱処理方法により熱処理された粉末材料。
  5. 　樹脂粉末が軟化しない温度であって、前記樹脂粉末の凝集を抑制させる温度と、少なくとも前記樹脂粉末の凝集を抑制させるのに必要な時間で、前記樹脂粉末を熱処理する工程と、
    　容器の上面で運搬部材を移動させ、前記容器に前記樹脂粉末を運び入れながらその表面を均して、前記樹脂粉末の薄層を形成する工程と、
    　スライスデータに基づき、前記薄層にエネルギービームを照射させて固化層を形成する工程と
    　を有することを特徴とする粉末床溶融結合方法。
  6. 　前記温度を、前記樹脂粉末の融点よりも５～２０℃低い温度とすることを特徴とする請求項５に記載の粉末床溶融結合方法。
  7. 　前記樹脂粉末の材料はエチレンを含んだポリプロピレンであり、前記温度は、１０５℃以上、１２０℃以下であることを特徴とする請求項６に記載の粉末床溶融結合方法。
  8. 　請求項５ないし７のうちいずれか１項に記載の粉末床溶融結合方法により形成された固化層を含む造形物。
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