JP2021011107A - Powder material for producing three-dimensional object, kit for producing three-dimensional object, and method and apparatus for producing three-dimensional object - Google Patents

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淳次郎 十亀
浩輔 宮崎
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浩輔 宮崎
拓海 横山
Takumi Yokoyama
拓海 横山
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慎一郎 佐藤
隆文 佐々木
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隆文 佐々木
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治 水田
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弘幸 宮田
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Abstract

To provide a powder material for producing a three-dimensional object capable of producing a three-dimensional object excellent in strength before sintering, high sintered density, and dimensional accuracy.SOLUTION: There is provided a powder material for producing a three-dimensional object including: a base material; a resin; and resin particles, in which an amount W (mass %) of carbon remaining in the powder material after heating in a vacuum of 10-2 Pa or lower at 450°C for 2 hours satisfies the following formula: W (mass%)<0.9/M, in which M represents a specific gravity of the base material.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、立体造形用粉末材料、及び立体造形用キット、並びに、立体造形物の製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a powder material for three-dimensional modeling, a kit for three-dimensional modeling, and a method and an apparatus for manufacturing a three-dimensional model.

近時、複雑で微細な立体造形物の低ロット生産のニーズが高まってきている。このニーズに対応するための技術として、粉体焼結法、粉体接着法などが提案されてきている(例えば、特許文献1〜3参照)。
前記粉体焼結法は、粉体の薄層を形成し、この薄層にレーザー光を照射して薄い焼結体を形成し、この操作を繰り返すことにより、前記薄い焼結体の上に順次薄い焼結体を積層し、所望の立体造形物を得る方法である。また、前記粉体接着法は、前記粉体焼結法において、レーザー焼結を行う代わりに、接着材料を用いて粉体薄層を硬化させ、これを積層することで所望の立体造形物を得る方法である。
この粉体接着法としては、例えば、粉体薄層に対してインクジェット法を用いて接着材料を供給する方法や、粉末粒子と接着剤粒子を混合した粉末材料を積層し結合剤を付与して接着材料粒子を溶解し、固化させることで、三次元造形物を製造する方法、ガラスやセラミック等の基体に疎水性樹脂を被覆した粉末材料と、リモネン等の疎水性溶剤にて被覆した樹脂を溶解することで固化させて三次元造形物を製造する方法などが提案されている(例えば、特許文献4参照)。
また、目詰まりの防止や用いることができる接着材料のバリエーションを増やすために、使用する硬化液の材質を選択した立体造形物の製造方法などが提案されている(例えば、特許文献5参照)。
Recently, there is an increasing need for low-lot production of complex and fine three-dimensional objects. As a technique for meeting this need, a powder sintering method, a powder bonding method, and the like have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
In the powder sintering method, a thin layer of powder is formed, the thin layer is irradiated with laser light to form a thin sintered body, and by repeating this operation, the thin sintered body is placed on the thin layer. This is a method in which thin sintered bodies are sequentially laminated to obtain a desired three-dimensional model. Further, in the powder bonding method, instead of performing laser sintering in the powder sintering method, a powder thin layer is cured by using an adhesive material, and the powder thin layers are laminated to obtain a desired three-dimensional model. How to get it.
As this powder bonding method, for example, a method of supplying an adhesive material to a thin powder layer by an inkjet method, or a method of laminating a powder material in which powder particles and adhesive particles are mixed and applying a binder is applied. Adhesive material A method for producing a three-dimensional model by dissolving and solidifying particles, a powder material in which a substrate such as glass or ceramic is coated with a hydrophobic resin, and a resin coated with a hydrophobic solvent such as limonene. A method of producing a three-dimensional model by solidifying it by dissolving it has been proposed (see, for example, Patent Document 4).
Further, in order to prevent clogging and increase the variation of adhesive materials that can be used, a method for manufacturing a three-dimensional model in which the material of the curing liquid to be used is selected has been proposed (see, for example, Patent Document 5).

本発明は、焼結前の強度、高焼結密度、寸法精度に優れる立体造形物を得ることができる立体造形用粉末材料を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a powder material for three-dimensional modeling capable of obtaining a three-dimensional model having excellent strength before sintering, high sintering density, and dimensional accuracy.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、本発明の立体造形用粉末材料は、基材、樹脂及び樹脂微粒子を有し、
10−2Pa以下の真空化、450℃、2時間で加熱後の残炭素量W(mass%)が、下記式を満たすことを特徴とする立体造形用粉末材料である。
W(mass%)<0.9/M
(ただし、前記Mは、前記基材の比重を表す)
The means for solving the above-mentioned problems are as follows. That is, the powder material for three-dimensional modeling of the present invention has a base material, a resin, and resin fine particles.
It is a powder material for three-dimensional modeling, characterized in that the residual carbon amount W (mass%) after vacuuming at 10-2 Pa or less and heating at 450 ° C. for 2 hours satisfies the following formula.
W (mass%) <0.9 / M
(However, the M represents the specific gravity of the base material)

本発明によると、焼結前の強度、高焼結密度、寸法精度に優れる立体造形物を得ることができる立体造形用粉末材料を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a powder material for three-dimensional modeling capable of obtaining a three-dimensional model having excellent strength before sintering, high sintering density, and dimensional accuracy.

図1Aは、本発明の立体造形物の製造装置の動作の一例を示す概略図である。FIG. 1A is a schematic view showing an example of the operation of the three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention. 図1Bは、本発明の立体造形物の製造装置の動作の他の一例を示す概略図である。FIG. 1B is a schematic view showing another example of the operation of the three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention. 図1Cは、本発明の立体造形物の製造装置の動作の他の一例を示す概略図である。FIG. 1C is a schematic view showing another example of the operation of the three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention. 図1Dは、本発明の立体造形物の製造装置の動作の他の一例を示す概略図である。FIG. 1D is a schematic view showing another example of the operation of the three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention. 図1Eは、本発明の立体造形物の製造装置の動作の他の一例を示す概略図である。FIG. 1E is a schematic view showing another example of the operation of the three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention.

(立体造形用粉末材料)
本発明の立体造形用粉末材料は、基材、樹脂及び樹脂微粒子を有し、更に必要に応じてその他の成分を有する。
本発明の立体造形用粉末材料は、前記樹脂が非水系の第1の樹脂を含有し、前記基材の表面を被覆する前記樹脂の被覆膜を有することが好ましい。
また、本発明の立体造形用粉末材料は、前記樹脂微粒子が第2の樹脂を含有し、前記被覆膜上に前記樹脂微粒子を有することが好ましい。
また、本発明の立体造形用粉末材料は、後述する本発明の立体造形物の製造方法、及び本発明の立体造形物の製造装置に好適に用いられる。
(Powder material for 3D modeling)
The powder material for three-dimensional modeling of the present invention has a base material, a resin, and resin fine particles, and further has other components as required.
It is preferable that the powder material for three-dimensional modeling of the present invention has a coating film of the resin in which the resin contains a non-aqueous first resin and covers the surface of the base material.
Further, in the powder material for three-dimensional modeling of the present invention, it is preferable that the resin fine particles contain a second resin and the resin fine particles are contained on the coating film.
Further, the powder material for three-dimensional modeling of the present invention is suitably used for the method for producing a three-dimensional model of the present invention, which will be described later, and the apparatus for producing a three-dimensional model of the present invention.

本発明の立体造形用粉末材料は、10−2Pa以下の真空化、450℃、2時間で加熱後の残炭素量W(mass%)が、下記式を満たす。
W(mass%)<0.9/M
(ただし、前記Mは、前記基材の比重を表す)
前記基材として後述するAlSi10Mgを用いた場合の前記M(g/cm)の値は、2.65g/cmであり、前記W(mass%)としては、0.34未満であり、0.17未満が好ましい。前記W(mass%)が0.34未満であると、高焼結密度の立体造形物を得ることができる。
前記基材として後述するチタンを用いた場合の前記M(g/cm)の値は、4.51g/cmであり、前記W(mass%)としては、0.20未満であり、0.10未満が好ましい。前記W(mass%)が0.20未満であると、高焼結密度の立体造形物を得ることができる。
In the powder material for three-dimensional modeling of the present invention, the residual carbon content W (mass%) after vacuuming at 10-2 Pa or less and heating at 450 ° C. for 2 hours satisfies the following formula.
W (mass%) <0.9 / M
(However, the M represents the specific gravity of the base material)
When AlSi10Mg, which will be described later, is used as the base material, the value of M (g / cm 3 ) is 2.65 g / cm 3 , and the W (mass%) is less than 0.34, which is 0. Less than .17 is preferred. When the W (mass%) is less than 0.34, a three-dimensional model having a high sintering density can be obtained.
When titanium, which will be described later, is used as the base material, the value of M (g / cm 3 ) is 4.51 g / cm 3 , and the W (mass%) is less than 0.20, which is 0. It is preferably less than 10. When the W (mass%) is less than 0.20, a three-dimensional model having a high sintering density can be obtained.

前記残炭素量W(mass%)としては、例えば、以下の測定方法で測定することができる。
まず、本発明の立体造形用粉末材料を、公知の真空脱脂炉を用いて下記条件で加熱を行い、加熱後の立体造形用粉末材料を得る。
・加熱温度:450℃
・加熱時間:2時間
・加熱環境:10−2Pa以下の真空下
・昇温速度:200℃/h
得られた前記加熱後の立体造形用粉末材料の残炭素量Wを、堀場製作所社製の固体中炭素分析装置(EMIA−STEP)を使用し、以下の条件で測定する。
パージ時間:0秒、積算待ち時間:5秒、積算時間:60秒
コンパレータレベル:1.0% コンパレータ待ち時間:15秒
設定温度:1350℃ 時間:1500秒
試料重量:0.1g
助燃剤:スズ 0.5g
なお、基材としてTiを用いた場合は、助燃剤として、純鉄0.5g、タングステン1.5g、スズ0.3gを用いる。
The residual carbon amount W (mass%) can be measured by, for example, the following measuring method.
First, the powder material for three-dimensional modeling of the present invention is heated using a known vacuum degreasing furnace under the following conditions to obtain a powder material for three-dimensional modeling after heating.
・ Heating temperature: 450 ℃
・ Heating time: 2 hours ・ Heating environment: 10-2 Pa or less under vacuum ・ Heating rate: 200 ° C / h
The residual carbon amount W of the obtained powder material for three-dimensional modeling after heating is measured under the following conditions using a solid carbon analyzer (EMIA-STEP) manufactured by Horiba Seisakusho Co., Ltd.
Purge time: 0 seconds, integration waiting time: 5 seconds, integration time: 60 seconds Comparator level: 1.0% Comparator waiting time: 15 seconds Set temperature: 1350 ° C. Time: 1500 seconds Sample weight: 0.1 g
Flame retardant: tin 0.5g
When Ti is used as the base material, 0.5 g of pure iron, 1.5 g of tungsten, and 0.3 g of tin are used as the combustion improver.

前記式を満たす立体造形用粉末材料を用いて製造された立体造形物は、一定の体積に対する樹脂含有量が一定となる。前記樹脂含有量が一定となるため、前記立体造形物の質量あたりの前記残炭素量W(mass%)は、前記基材(金属)の比重によって異なる。
本発明者らは、前記測定方法で測定した残炭素量W(mass%)が、0.34mass%以上である立体造形用粉末材料を焼結させたところ焼結が進まず、高焼結密度の立体造形物が得られないことを知見した。前記式は、前記測定方法で測定した残炭素量が、0.34mass%未満となる立体造形物用粉末材料を導き出すための式である。
また、本発明者らは、前記基材として、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銅(Cu)等の難焼結体の中でもアルミニウムの焼結が特に難しく、その原因が残炭素量W(mass%)であることを知見した。これは、焼結工程において、残炭素がアルミニウムの粒子同士の接触を阻害し、焼結不良を引き起こしているためであると考えられる。前記式は、焼結が難しいアルミニウムを基材として用いた場合に基づく式である。
The resin content of the three-dimensional model produced by using the powder material for three-dimensional modeling satisfying the above formula is constant with respect to a constant volume. Since the resin content is constant, the residual carbon amount W (mass%) per mass of the three-dimensional model varies depending on the specific gravity of the base material (metal).
When the powder material for three-dimensional modeling in which the residual carbon amount W (mass%) measured by the above measuring method is 0.34 mass% or more is sintered, the sintering does not proceed and the high sintering density is obtained. It was found that the three-dimensional model of was not obtained. The formula is a formula for deriving a powder material for a three-dimensional model in which the residual carbon amount measured by the measuring method is less than 0.34 mass%.
Further, the present inventors are particularly difficult to sinter aluminum among difficult-sintered bodies such as aluminum (Al), titanium (Ti), and copper (Cu) as the base material, and the cause is the residual carbon amount W. It was found to be (mass%). It is considered that this is because the residual carbon hinders the contact between the aluminum particles in the sintering process, causing a sintering failure. The above formula is based on the case where aluminum, which is difficult to sinter, is used as a base material.

−基材−
前記基材としては、粉末乃至粒子の形態を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、その材質としては、例えば、金属、セラミックスなどが好ましい。
-Base material-
The base material is not particularly limited as long as it has the form of powder or particles, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. As the material thereof, for example, metals, ceramics and the like are preferable.

前記金属としては、材質として金属を含むものであれば特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銅(Cu)等の難焼結体、マグネシウム(Mg)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)、イットリウム(Y)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、鉛(Pd)、銀(Ag)、インジウム(In)、錫(Sn)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ネオジウム(Nd)さらにこれらの合金が挙げられる。これらの中でも、ステンレス(SUS)鋼、鉄(Fe)、銅(Cu)、銀(Ag)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、あるいはこれらの合金などが好ましく、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銅等の難焼結体、及びこれらの合金がより好ましい。アルミニウム合金としては、例えば、AlSi10Mg、AlSi12、AlSi7Mg0.6、AlSi3Mg、AlSi9Cu3、Scalmalloy、ADC12などが挙げられる。
これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
The metal is not particularly limited as long as it contains a metal as a material, and for example, a difficult-to-sinter body such as aluminum (Al), titanium (Ti), copper (Cu), magnesium (Mg), and the like. Vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), yttrium (Y), zirconium (Zr), niobium (Nb), Molybdenum (Mo), lead (Pd), silver (Ag), indium (In), tin (Sn), tantalum (Ta), tungsten (W), neodium (Nd) and alloys thereof. Among these, stainless (SUS) steel, iron (Fe), copper (Cu), silver (Ag), titanium (Ti), aluminum (Al), alloys thereof and the like are preferable, and aluminum (Al) and titanium (Al) Hard-sintered bodies such as Ti) and copper, and alloys thereof are more preferable. Examples of the aluminum alloy include AlSi10Mg, AlSi12, AlSi7Mg0.6, AlSi3Mg, AlSi9Cu3, Scalmalloy, and ADC12.
These may be used alone or in combination of two or more.

前記セラミックスとしては、例えば、酸化物、炭化物、窒化物、水酸化物などが挙げられる。
前記酸化物としては、例えば、金属酸化物などが挙げられる。前記金属酸化物としては例えば、シリカ(SiO)、アルミナ(Al)、ジルコニア(ZrO)、チタニア(TiO)などが挙げられる。ただし、これらは一例であって、これらに限定されるものではない。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the ceramics include oxides, carbides, nitrides, hydroxides and the like.
Examples of the oxide include metal oxides and the like. Examples of the metal oxide include silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), and titania (TIO 2 ). However, these are examples, and the present invention is not limited to these. These may be used alone or in combination of two or more.

前記基材としては、市販品を用いることができる。前記市販品としては、例えば、純Al(東洋アルミニウム株式会社製、A1070−30BB)、純Ti(大阪チタニウムテクノロジーズ社製)、SUS316L(山陽特殊製鋼株式会社製、商品名:PSS316L);AlSi10Mg(東洋アルミニウム株式会社製、Si10Mg30BB);SiO(株式会社トクヤマ製、商品名:エクセリカSE−15K)、AlO(大明化学工業株式会社製、商品名:タイミクロンTM−5D)、ZrO(東ソー株式会社製、商品名:TZ−B53)などが挙げられる。
なお、前記基材は、樹脂との接着性の向上やコーティング性の向上を行う目的で公知の表面処理(表面改質処理)を施してもよい。
A commercially available product can be used as the base material. Examples of the commercially available product include pure Al (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., A1070-30BB), pure Ti (manufactured by Osaka Titanium Technologies Co., Ltd.), SUS316L (manufactured by Sanyo Special Steel Co., Ltd., trade name: PSS316L); AlSi10Mg (Toyo). Aluminum Co., Ltd., Si10Mg30BB); SiO 2 (Tokuyama Co., Ltd., trade name: Excelica SE-15K), AlO 2 (Daimei Chemicals Co., Ltd., trade name: Taimicron TM-5D), ZrO 2 (Tosoh Co., Ltd.) Made by a company, product name: TZ-B53) and the like.
The base material may be subjected to a known surface treatment (surface modification treatment) for the purpose of improving the adhesiveness with the resin and the coating property.

前記基材の体積平均粒径としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、2μm以上80μm以下が好ましく、8μm以上50μm以下がより好ましい。
前記基材の体積平均粒径が、2μm以上であると、凝集の影響が増加することを防ぎ、基材への樹脂コーティングを行いやすくなり、歩留りの低下や造形物の製造効率の低下、基材の取扱性やハンドリング性の低下を防止することができる。また、前記体積平均粒径が80μm以下であると、前記立体造形用粉末材料を用いて薄層を形成した際に、該薄層における前記立体造形用粉末材料の充填率が向上し、得られる立体造形物に空隙等が生じ難い。
前記基材の粒度分布としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、粒度分布はよりシャープである方が好ましい。
The volume average particle diameter of the base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, 2 μm or more and 80 μm or less is preferable, and 8 μm or more and 50 μm or less is more preferable.
When the volume average particle diameter of the base material is 2 μm or more, it is possible to prevent the influence of agglutination from increasing, and it becomes easy to perform resin coating on the base material, resulting in a decrease in yield and a decrease in production efficiency of a model. It is possible to prevent deterioration of the handleability and handleability of the material. Further, when the volume average particle diameter is 80 μm or less, when a thin layer is formed by using the three-dimensional modeling powder material, the filling rate of the three-dimensional modeling powder material in the thin layer is improved and obtained. It is difficult for voids to occur in the three-dimensional model.
The particle size distribution of the base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but the particle size distribution is preferably sharper.

なお、前記基材の全量に対し体積平均粒径が10μm以下である前記基材の含有量が、1.5%以上であることが好ましい。前記基材の全量に対し体積平均粒径が10μm以下である前記基材の含有量が、1.5%以上であると、前記粉末材料層における前記立体造形用粉末材料の充填率が向上し、得られる立体造形物に空隙等が生じ難くなる。基材の中でも、前記高活性金属(例えば、アルミニウム、チタンなど)は、10μm以下の微粒子となると粉塵爆発性が極端に高くなるため、三次元造形に使用することが難しいが、本発明における樹脂により、粉塵爆発性が極端に低下することから、前記高活性金属の粉末材料を使用することができる。より小粒径側の粉体を扱うことができることは、表面の面粗度低減や焼結体密度を向上させることができることに繋がる。
前記基材の体積平均粒径及び粒度分布は、公知の粒径測定装置を用いて測定することができ、例えば、粒子径分布測定装置マイクロトラックMT3000IIシリーズ(マイクロトラックベル製)などが挙げられる。
The content of the base material having a volume average particle diameter of 10 μm or less with respect to the total amount of the base material is preferably 1.5% or more. When the content of the base material having a volume average particle diameter of 10 μm or less with respect to the total amount of the base material is 1.5% or more, the filling rate of the powder material for three-dimensional modeling in the powder material layer is improved. , It becomes difficult for voids and the like to occur in the obtained three-dimensional model. Among the base materials, the highly active metal (for example, aluminum, titanium, etc.) is difficult to use for three-dimensional modeling because the dust explosiveness becomes extremely high when the fine particles are 10 μm or less, but the resin in the present invention. As a result, the dust explosiveness is extremely reduced, so that the highly active metal powder material can be used. Being able to handle powders with a smaller particle size leads to reduction of surface roughness and improvement of sintered body density.
The volume average particle size and particle size distribution of the base material can be measured using a known particle size measuring device, and examples thereof include a particle size distribution measuring device Microtrack MT3000II series (manufactured by Microtrack Bell).

前記基材の外形、表面積、円形度、流動性、濡れ性等については、目的に応じて適宜選択することができる。 The outer shape, surface area, circularity, fluidity, wettability, etc. of the base material can be appropriately selected depending on the intended purpose.

前記基材は、従来公知の方法を用いて製造することができる。粉末乃至粒子状の基材を製造する方法としては、例えば、固体に圧縮、衝撃、摩擦等を加えて細分化する粉砕法、溶湯を噴霧させて急冷粉体を得るアトマイズ法、液体に溶解した成分を沈殿させる析出法、気化させて晶出させる気相反応法等が挙げられる。
前記基材としては、その製造方法に制限されないが、より好ましい方法としては、例えば、球状の形状が得られ、粒径のバラツキが少ない点からアトマイズ法が挙げられる。前記アトマイズ法としては、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、遠心アトマイズ法、プラズマアトマイズ法などが挙げられ、いずれも好適に用いられる。
The base material can be produced by using a conventionally known method. Examples of the method for producing a powder or particulate base material include a pulverization method in which a solid is subdivided by applying compression, impact, friction, etc., an atomization method in which a molten metal is sprayed to obtain a rapidly cooled powder, and a method in which the solid is dissolved in a liquid. Examples thereof include a precipitation method in which a component is precipitated, a gas phase reaction method in which the component is vaporized and crystallized.
The base material is not limited to the production method thereof, but a more preferable method is, for example, an atomizing method because a spherical shape can be obtained and the particle size does not vary much. Examples of the atomizing method include a water atomizing method, a gas atomizing method, a centrifugal atomizing method, a plasma atomizing method, and the like, all of which are preferably used.

−樹脂−
前記樹脂は、非水系の第1の樹脂を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。また、本発明の立体造形用粉末材料は、前記基材の表面を被覆する前記樹脂の被覆膜を有することが好ましい。
前記樹脂の組成としては、後述する樹脂微粒子の組成と同じでもよいし、異なっていてもよい。
前記樹脂は、硬化液に溶解し、前記硬化液に含まれる硬化剤の作用により硬化可能な性質を有するものであればよい。前記立体造形用粉末材料が、前記樹脂を有することで、粉塵爆発等の発生を防ぎ、安全性に優れる立体造形用粉末材料を得ることができる。
本発明において、前記樹脂の溶解性がある(可溶)とは、例えば、50℃の硬化液を構成する溶媒100gに前記非水系の第1の樹脂を1g混合して撹拌したとき、その3質量%以上が溶解するものを意味する。
また、前記立体造形用粉末材料の残炭素量(mass%)が前記式を満たす前記非水系の第1の樹脂としては、下記選定方法で選定することができる。例えば、TG−DTAにおいてNガスフロー化(200mL/min)、昇温速度10℃/minの条件で加熱し、400℃で重量減少率が97%以上であり、550℃で炭素残渣がない樹脂を、好ましい前記非水系の第1の樹脂として選定することができる。
-Resin-
The resin preferably contains a non-aqueous first resin, and further contains other components as needed. Further, the powder material for three-dimensional modeling of the present invention preferably has a coating film of the resin that covers the surface of the base material.
The composition of the resin may be the same as or different from the composition of the resin fine particles described later.
The resin may have a property of being soluble in a curing liquid and curable by the action of a curing agent contained in the curing liquid. When the three-dimensional modeling powder material has the resin, it is possible to prevent the occurrence of dust explosion and the like, and to obtain a three-dimensional modeling powder material having excellent safety.
In the present invention, the resin is soluble (soluble), for example, when 1 g of the non-aqueous first resin is mixed with 100 g of a solvent constituting a curing solution at 50 ° C. and stirred. It means a solvent in which mass% or more is dissolved.
Further, the non-aqueous first resin in which the residual carbon amount (mass%) of the three-dimensional modeling powder material satisfies the above formula can be selected by the following selection method. Eg, N 2 gas flow of the TG-DTA (200mL / min) , then heated under conditions of heating rate 10 ° C. / min, is not less than 97% weight loss at 400 ° C., no carbon residue 550 ° C. The resin can be selected as the preferred non-aqueous first resin.

前記非水系の第1の樹脂としては、前記基材として活性の高い金属(高活性金属)や水に対して粉末に対して反応性が低く、硬化液付与前の前記樹脂は有機溶剤(後述する第1及び第2の有機溶剤)に溶解可能(可溶)であり、硬化液付与後(硬化後)の前記樹脂は前記有機溶剤に溶解しない(不溶)ものである。特に、水に対しての溶解性が低く有機溶剤に可溶であることが好ましい。
前記樹脂が前記基材の表面を被覆する被覆膜を形成することにより、前記基材の粒子の大きさが小さい場合に生じる粉塵爆発を抑制することができる。さらに、前記被覆膜を有することにより大気雰囲気下で作業することができるようになる。
また、前記被覆膜が、前記基材として活性の高い金属(高活性金属)粉末に対して反応性が低く、硬化液付与前の前記被覆膜は前記有機溶剤に溶解可能(可溶)であり、硬化液付与後(硬化後)の前記被覆膜は前記有機溶剤に溶解しない(不溶)ものであると、前記基材が高活性金属などの禁水材料であっても適用することができ、製造した立体造形物を溶剤系の溶液に浸漬しても崩壊することを防止することができる。即ち、前記被覆膜を前記基材の表面に有することにより、基材表面の意図しない変質や気体の発生などを抑制することができる。
The non-aqueous first resin has low reactivity with a metal (highly active metal) having high activity as the base material and water with respect to powder, and the resin before applying the curing solution is an organic solvent (described later). The resin is soluble (soluble) in the first and second organic solvents), and the resin after the curing liquid is applied (after curing) is insoluble (insoluble) in the organic solvent. In particular, it is preferable that it has low solubility in water and is soluble in an organic solvent.
By forming a coating film in which the resin covers the surface of the base material, it is possible to suppress a dust explosion that occurs when the size of the particles of the base material is small. Further, having the coating film makes it possible to work in an air atmosphere.
Further, the coating film has low reactivity with a metal (highly active metal) powder having high activity as the base material, and the coating film before applying the curing solution can be dissolved (soluble) in the organic solvent. Therefore, if the coating film after applying the curing solution (after curing) is insoluble (insoluble) in the organic solvent, it can be applied even if the base material is a water-prohibited material such as a highly active metal. It is possible to prevent the three-dimensional model produced from collapsing even when immersed in a solvent-based solution. That is, by having the coating film on the surface of the base material, it is possible to suppress unintended deterioration of the base material surface and generation of gas.

前記非水系の第1の樹脂としては、水への溶解性が0.5(g/100g−H2O)以下(25℃の水100gに対して0.5g以下の範囲で溶解する)であれば特に制限はなく、例えば、アクリル、アクリルポリオール、ポリエステル、エポキシ、ポリオール、ウレタン、ポリエーテル、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、パラフィン・オレフィン系、エチルセルロースなどが挙げられる。また、前記硬化液に対して溶解性を示す限り、特に制限はなく、ホモポリマー(単独重合体)であっても、ヘテロポリマー(共重合体)であってもよく、また、変性されていてもよいし、公知の官能基が導入されていてもよい。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。前期樹脂としては、有機溶剤に可溶なものであれば粉塵爆発の抑制、造形品質を担保することができる。
前記非水系の第1の樹脂の重量平均分子量としては、150,000以下が好ましく、20,000以上100,000以下がより好ましく、重量平均分子量が100,000以下で常温固体であることが好ましい。
As the non-aqueous first resin, if the solubility in water is 0.5 (g / 100 g-H2O) or less (dissolves in the range of 0.5 g or less with respect to 100 g of water at 25 ° C.). There are no particular restrictions, and examples thereof include acrylic, acrylic polyol, polyester, epoxy, polyol, urethane, polyether, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, vinyl acetate, paraffin-olefin type, and ethyl cellulose. Further, as long as it exhibits solubility in the cured liquid, there is no particular limitation, and it may be a homopolymer (homopolymer) or a heteropolymer (copolymer), and it may be modified. Alternatively, a known functional group may be introduced. These may be used alone or in combination of two or more. If the resin in the first half is soluble in an organic solvent, dust explosion can be suppressed and molding quality can be guaranteed.
The weight average molecular weight of the non-aqueous first resin is preferably 150,000 or less, more preferably 20,000 or more and 100,000 or less, and preferably a weight average molecular weight of 100,000 or less and being a solid at room temperature. ..

前記非水系の第1の樹脂としては、市販品であってもよい。前記市販品としては、例えば、ポリビニルブチラール(株式会社積水化学製、BM−5)、酢酸ビニルと塩化ビニルの共重合体(日信化学製、ソルバインA)、ポリアクリルポリオール(DIC社製:アクリディックWFU−580等)、ポリエステルポリオール(DIC社製:ポリライトOD−X−668等、ADEKA社製:アデカニューエースYG−108等)、ポリブタジエンポリオール(日本曹達社製:GQ−1000等)、ポリビニルブチラール、及びポリビニルアセタール(積水化学工業社製:エスレック BM−2,KS−1等、クラレ社製:モビタールB20H等)、アクリルポリオール(東栄化成社製:TZ9515)、エチルセルロース(日進化成社製:ETHOCEL)等が挙げられる。 The non-aqueous first resin may be a commercially available product. Examples of the commercially available product include polyvinyl butyral (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., BM-5), a copolymer of vinyl acetate and vinyl chloride (manufactured by Nissin Chemical Co., Ltd., Solveine A), and a polyacrylic polyol (manufactured by DIC: ADEKA CORPORATION). Dick WFU-580, etc.), Polyester polyol (DIC: Polylite OD-X-668, etc., ADEKA: Adeka New Ace YG-108, etc.), Polybutadiene polyol (Nippon Soda, GQ-1000, etc.), Polyvinyl Butyral and polyvinyl ADEKA (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd .: Eslek BM-2, KS-1, etc., manufactured by Kuraray: Mobital B20H, etc.), acrylic polyol (manufactured by Toei Kasei Co., Ltd .: TZ9515), ethyl cellulose (manufactured by Nikkei Seisei Co., Ltd .: ETHOCEL) and the like.

前記被覆膜の平均厚みとしては、10nm以上800nm以下が好ましく、100nm以上600nm以下がより好ましい。前記被覆膜の平均厚みが10nm以上であると、立体造形用粉末材料の粉塵爆発性を抑制することができる。また、前記被覆膜が後述する硬化液により溶解し、粉末材料同士の接着を引き起こすため、バインダー成分として機能するため、硬化液にバインダー成分を添加する必要がなく、ノズルヘッドの詰まりを抑制することができる。その結果、造形欠損のない高品質な立体造形物を製造することができる。
更に、コーティング膜厚の調整により、有機溶剤系インクとの接液時に塗れ広がり方を制御することができ、高解像度での造形が可能となる。前記被覆厚みとしての平均厚みが、10nm以上であると、粉塵爆発に対して効果的になる。また、前記平均厚みが800nm以下であると、前記立体造形用粉末材料に前記有機溶剤系インクを付与して形成した立体造形用粉末材料(層)による硬化物(立体造形物)の寸法精度が向上する。前記平均厚みが800nm超であると、造形物中に占める基材比率が下がったり、粉体積層でも高密度に充填ができずに、結果として、低密度焼結体しか得られない。
前記平均厚みは、例えば、前記立体造形用粉末材料をアクリル樹脂等に包埋した後、エッチング等を行って前記基材の表面を露出させた後、走査型トンネル顕微鏡STM、原子間力顕微鏡AFM、走査型電子顕微鏡SEMなどを用いることにより、測定することができる。
The average thickness of the coating film is preferably 10 nm or more and 800 nm or less, and more preferably 100 nm or more and 600 nm or less. When the average thickness of the coating film is 10 nm or more, the dust explosiveness of the powder material for three-dimensional modeling can be suppressed. Further, since the coating film is dissolved by the curing liquid described later and causes adhesion between the powder materials, it functions as a binder component, so that it is not necessary to add a binder component to the curing liquid and clogging of the nozzle head is suppressed. be able to. As a result, it is possible to manufacture a high-quality three-dimensional model without any modeling defect.
Further, by adjusting the coating film thickness, it is possible to control how the coating spreads when it comes into contact with the organic solvent-based ink, and it is possible to perform modeling with high resolution. When the average thickness as the coating thickness is 10 nm or more, it becomes effective against a dust explosion. Further, when the average thickness is 800 nm or less, the dimensional accuracy of the cured product (three-dimensional model) by the three-dimensional model powder material (layer) formed by applying the organic solvent-based ink to the three-dimensional model powder material is high. improves. If the average thickness exceeds 800 nm, the ratio of the base material to the modeled object decreases, and even powder lamination cannot be filled at high density, and as a result, only a low-density sintered body can be obtained.
The average thickness is determined, for example, by embedding the powder material for three-dimensional modeling in acrylic resin or the like and then performing etching or the like to expose the surface of the base material, and then scanning tunneling microscope STM, atomic force microscope AFM. , It can be measured by using a scanning electron microscope SEM or the like.

前記基材の表面積に対して前記非水系の第1の樹脂が前記基材の表面を被覆する割合、即ち、前記被覆膜が前記基材を覆う表面被覆率としては、本発明の効果を奏することができる程度に被覆していればよく、特に制限はないが、例えば、15%以上がより好ましく、50%以上がさらに好ましく、80%以上が特に好ましい。なお、前記樹脂が前記基材の表面を被覆する状態としては、前記表面被覆率が100%でない場合には、連続膜でも不連続膜でもよい。
前記被覆率が、15%以上であると、高活性金属においても粉塵爆発性の抑制効果が大きい。前記被覆率は、例えば、前記立体造形用粉末材料の写真を観察し、二次元の写真に写る該立体造形用粉末材料について、前記粉末材料粒子の表面の全面積に対する、前記有機材料で被覆された部分の面積の割合(%)の平均値を算出してこれを該被覆率としてもよいし、また、前記有機材料で被覆された部分をSEM−EDS等のエネルギー分散型X線分光法による元素マッピングを行うことにより、測定することができる。
The effect of the present invention is given as the ratio of the non-aqueous first resin covering the surface of the base material with respect to the surface area of the base material, that is, the surface coverage ratio of the coating film covering the base material. It may be coated to such an extent that it can be played, and there is no particular limitation, but for example, 15% or more is more preferable, 50% or more is further preferable, and 80% or more is particularly preferable. The state in which the resin covers the surface of the base material may be a continuous film or a discontinuous film when the surface coverage is not 100%.
When the coverage is 15% or more, the effect of suppressing dust explosiveness is large even in highly active metals. The coverage is determined, for example, by observing a photograph of the powder material for three-dimensional modeling, and covering the powder material for three-dimensional modeling shown in the two-dimensional photograph with the organic material with respect to the entire surface area of the powder material particles. The average value of the ratio (%) of the area of the portion may be calculated and used as the coverage, or the portion covered with the organic material may be subjected to energy dispersive X-ray spectroscopy such as SEM-EDS. It can be measured by performing element mapping.

−樹脂微粒子−
前記樹脂微粒子は、第2の樹脂を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有する。また、本発明の立体造形用粉末材料は、前記被覆膜上に前記樹脂微粒子を有することが好ましい。
前記樹脂微粒子としては、前記硬化液で樹脂微粒子の直径において、1/4以上溶解することが好ましい。
-Resin fine particles-
The resin fine particles preferably contain a second resin, and further contain other components as needed. Further, the powder material for three-dimensional modeling of the present invention preferably has the resin fine particles on the coating film.
As the resin fine particles, it is preferable that the cured liquid dissolves 1/4 or more of the diameter of the resin fine particles.

前記樹脂微粒子の体積平均粒径としては、600nm以下が好ましく、200nm以下がより好ましい。
前記樹脂微粒子の体積平均粒径が、600nm以下であると、スペンサー効果で粒子(粉末)間の付着力を大幅に低下させ、流動性を大幅に向上させることができる。そのため、均一で高密度なパウダーベットを形成することができるため、製造される立体造形物(グリーン体)の均一性、密度、精度、及び硬度を大幅に向上させることができる。そのため、製造した立体造形物を手で持ったり、エアーブロー処理をして余剰粉末材料の除去を行っても崩れることなくその後の処理を行うことができる。更に、均一で高密度なパウダーベットは、インクの浸透性も均一となり、均一で良好な硬度、精度を有する立体造形体を形成することができる。得られる立体造形物においては、基材が高密度で存在し、基材周囲の前記樹脂が少量であるため、その立体造形物を焼結などして得られる成形物(焼結体)は不要な空隙が少なく、外観の美麗なものとすることができる。
更に、前記樹脂微粒子の体積平均粒径が200nm以下である場合、10μm以下の小粒径の立体造形用粉末材料に対してよりスペンサー効果がより効果的になり、流動性を改善する効果が大きい。そのため、より小粒径基材を使用することが可能となり、焼結性や造形物の面粗度を向上させることができる。
前記樹脂微粒子の体積平均粒径が、600nm超であると、10μm以下の立体造形用粉末材料に対しては、基材の大きさに近くなりスペンサー効果が薄れ流動性が悪化する。また、焼結の際に粒子間距離が大きくなり、液相が隣接粒子同士で接合せず、立体造形物の内部にポアの発生を引き起こしたり、立体造形物の密度が低下し焼結不良を発生させることがある。
The volume average particle diameter of the resin fine particles is preferably 600 nm or less, more preferably 200 nm or less.
When the volume average particle diameter of the resin fine particles is 600 nm or less, the adhesive force between the particles (powder) can be significantly reduced by the Spencer effect, and the fluidity can be significantly improved. Therefore, since a uniform and high-density powder bed can be formed, the uniformity, density, accuracy, and hardness of the three-dimensional model (green body) to be produced can be significantly improved. Therefore, even if the manufactured three-dimensional model is held by hand or the excess powder material is removed by air blow treatment, the subsequent treatment can be performed without collapsing. Further, the uniform and high-density powder bed has uniform ink permeability, and can form a three-dimensional model having uniform and good hardness and accuracy. In the obtained three-dimensional model, the base material exists at a high density and the amount of the resin around the base material is small, so that the molded product (sintered body) obtained by sintering the three-dimensional model is unnecessary. There are few voids, and the appearance can be beautiful.
Further, when the volume average particle size of the resin fine particles is 200 nm or less, the Spencer effect becomes more effective with respect to the powder material for three-dimensional modeling having a small particle size of 10 μm or less, and the effect of improving the fluidity is large. .. Therefore, a smaller particle size base material can be used, and the sinterability and the surface roughness of the modeled object can be improved.
When the volume average particle diameter of the resin fine particles is more than 600 nm, the size of the resin fine particles is close to that of the base material for a powder material for three-dimensional modeling of 10 μm or less, the Spencer effect is weakened, and the fluidity is deteriorated. In addition, the distance between particles becomes large during sintering, and the liquid phase does not join between adjacent particles, causing pores to occur inside the three-dimensional model, or the density of the three-dimensional model decreases, resulting in poor sintering. May occur.

また、前記被覆膜を有する基材の表面への前記樹脂微粒子の被覆率が3%以上であることが好ましい。前記樹脂微粒子の被覆率が、3%未満であると、スペンサー効果が十分に発揮できず流動性が悪化する。それに伴い、造形品質が大幅に悪化することがある。
前記樹脂微粒子の体積平均粒径及び被覆率は、例えば、前記立体造形用粉末材料の写真を観察し、二次元の写真に写る該立体造形用粉末材料について、前記粉末材料粒子に存在する樹脂微粒子100粒の平均の大きさを測定することで算出することができる。また、前記樹脂微粒子の被覆率に関しても、前記粉末材料粒子の表面の全面積に対する、前記樹脂微粒子材料の面積の割合(%)を算出してこれを該被覆率とし測定することができる。
Further, it is preferable that the coating ratio of the resin fine particles on the surface of the base material having the coating film is 3% or more. If the coverage of the resin fine particles is less than 3%, the spencer effect cannot be sufficiently exerted and the fluidity deteriorates. As a result, the modeling quality may deteriorate significantly.
The volume average particle diameter and the coverage of the resin fine particles are determined, for example, by observing a photograph of the powder material for three-dimensional modeling, and for the powder material for three-dimensional modeling shown in the two-dimensional photograph, the resin fine particles existing in the powder material particles. It can be calculated by measuring the average size of 100 grains. Further, with respect to the coverage of the resin fine particles, the ratio (%) of the area of the resin fine particles to the total area of the surface of the powder material particles can be calculated and measured as the coverage.

前記第2の樹脂としては、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、アクリル、スチレン、アミノなどを含有することが好ましい。この中では、アクリルが好ましい。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記アミノとしては、例えば、ベンゾグアナミンなどが挙げられる。
The second resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it preferably contains acrylic, styrene, amino and the like. Of these, acrylic is preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the amino include benzoguanamine and the like.

前記立体造形用粉末材料の残炭素量(mass%)が前記式を満たす前記第2の樹脂としては、前記第1の樹脂の選定方法と同様の方法を用いて選定することができる。 The second resin in which the residual carbon content (mass%) of the three-dimensional modeling powder material satisfies the above formula can be selected by using the same method as the method for selecting the first resin.

−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、流動化剤、フィラー、レベリング剤、焼結助剤などが挙げられる。
前記流動化剤は、前記立体造形用粉末材料からなる層等を容易にかつ効率よく形成し得る点で好ましい。
前記フィラーは、主に前記立体造形用粉末の表面に付着させたり、粉末材料間の空隙に充填させたりするのに有効な材料である。効果としては、例えば、前記立体造形用粉末の流動性の向上や、前記立体造形用粉末材料同士の接点が増え、空隙を低減できることから、立体造形物の強度やその寸法精度を高めることができる。
前記レベリング剤は、主に造形用粉末の表面の濡れ性を制御するのに有効な材料である。効果としては、例えば、粉体層への造形用液体の浸透性が高まり、造形物の強度アップやその速度を高めることができ、形状を安定に維持させることができる。
前記焼結助剤は、得られた造形物を焼結させる際、焼結効率を高める上で有効な材料である。効果としては、例えば、造形物の強度を向上でき、焼結温度を低温化でき、焼結時間を短縮できる。
-Other ingredients-
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a fluidizing agent, a filler, a leveling agent, and a sintering aid.
The fluidizing agent is preferable in that a layer or the like made of the powder material for three-dimensional modeling can be easily and efficiently formed.
The filler is a material that is mainly effective for adhering to the surface of the three-dimensional modeling powder and filling the voids between the powder materials. As an effect, for example, the fluidity of the three-dimensional modeling powder can be improved, the number of contacts between the three-dimensional modeling powder materials can be increased, and the voids can be reduced, so that the strength of the three-dimensional modeling object and its dimensional accuracy can be improved. ..
The leveling agent is mainly an effective material for controlling the wettability of the surface of the modeling powder. As an effect, for example, the permeability of the modeling liquid to the powder layer is increased, the strength of the modeled object can be increased and the speed thereof can be increased, and the shape can be stably maintained.
The sintering aid is an effective material for increasing the sintering efficiency when sintering the obtained modeled object. As an effect, for example, the strength of the modeled object can be improved, the sintering temperature can be lowered, and the sintering time can be shortened.

−立体造形用粉末材料の製造方法−
前記立体造形用粉末材料の製造方法としては、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、前記樹脂を前記基材上に公知の被覆方法に従って被覆する方法などが好適に挙げられる。
前記樹脂の前記基材の表面への前記被覆方法としては、特に制限はなく、公知の被覆方法の中から適宜採用することができ、かかる被覆方法としては、例えば、転動流動コーティング法、スプレードライ法、撹拌混合添加法、ディッピング法、ニーダーコート法、などが好適に挙げられる。また、これらの被覆方法は、公知の市販の各種コーティング装置、造粒装置などを用いて実施することができる。
-Manufacturing method of powder material for 3D modeling-
The method for producing the powder material for three-dimensional modeling is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a method of coating the resin on the base material according to a known coating method is preferable. Can be mentioned.
The coating method of the resin on the surface of the base material is not particularly limited and may be appropriately adopted from known coating methods. Such coating methods include, for example, a rolling flow coating method and a spray. Preferable examples thereof include a dry method, a stirring and mixing addition method, a dipping method, and a kneader coating method. Further, these coating methods can be carried out by using various known commercially available coating devices, granulating devices and the like.

−立体造形用粉末材料の物性等−
前記立体造形用粉末材料の体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2μm以上80μm以下が好ましく、前記体積平均粒径が2μm以上であると、粉末材料の流動性が向上し、粉末材料層が形成しやすく積層した層表面の平滑性が向上するため、立体造形物の製造効率の向上、取り扱いやハンドリング性が向上すると共に寸法精度が向上する傾向にある。また、前記平均粒子径が80μm以下であると、粉末材料粒子同士の空間の大きさが小さくなるため、立体造形物の空隙率が小さくなり、強度の向上に寄与する。体積平均粒径が2μm以上80μm以下であることが、寸法精度と強度を両立させるのに好ましい。
前記立体造形用粉末材料の粒度分布としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
-Physical characteristics of powder materials for 3D modeling-
The volume average particle diameter of the three-dimensional modeling powder material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, the volume average particle diameter is preferably 2 μm or more and 80 μm or less, and the volume average particle diameter is 2 μm or more. Since the fluidity of the powder material is improved, the powder material layer is easily formed, and the smoothness of the laminated layer surface is improved, the manufacturing efficiency of the three-dimensional model is improved, the handling and handling are improved, and the dimensional accuracy is improved. There is a tendency. Further, when the average particle diameter is 80 μm or less, the size of the space between the powder material particles becomes small, so that the porosity of the three-dimensional model becomes small, which contributes to the improvement of the strength. It is preferable that the volume average particle diameter is 2 μm or more and 80 μm or less in order to achieve both dimensional accuracy and strength.
The particle size distribution of the three-dimensional modeling powder material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.

前記立体造形用粉末材料の特性としては、その安息角を測定した場合において、60度以下が好ましく、50度以下がより好ましく、40度以下が更に好ましい。
前記安息角が、60度以下であると、前記立体造形用粉末材料を支持体上の所望の場所に効率よく安定に配置させることができる。
なお、前記安息角は、例えば、粉体特性測定装置(パウダテスタPT−N型、ホソカワミクロン株式会社製)などを用いて測定することができる。
As the characteristics of the powder material for three-dimensional modeling, when the angle of repose is measured, it is preferably 60 degrees or less, more preferably 50 degrees or less, and even more preferably 40 degrees or less.
When the angle of repose is 60 degrees or less, the three-dimensional modeling powder material can be efficiently and stably arranged at a desired place on the support.
The angle of repose can be measured using, for example, a powder property measuring device (Powder tester PT-N type, manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) or the like.

本発明の立体造形用粉末材料は、各種の成形物、構造物の簡便かつ効率的な製造に好適に用いることができ、後述する本発明の立体造形用キット、前記硬化液、本発明の立体造形物の製造方法、及び本発明の立体造形物の製造装置に特に好適に用いることができる。
本発明の立体造形用粉末材料に前記硬化液を付与するだけで、複雑な立体形状を有する構造物を簡便かつ効率よくしかも寸法精度良く製造することができる。こうして得られた構造物は、充分な硬度を有する硬化物(立体造形物)であり、手で持ったり、型に出し入れしたり、エアーブロー処理を行って余分な前記立体造形用粉末材料を除去したりしても、型崩れを生じることがなく、取扱性、及びハンドリング性に優れる。前記硬化物は、そのまま使用してもよいし、焼結用硬化物として更に焼結処理を施して成形物(立体造形物の焼結体)としてもよい。そして、前記焼結処理を施した場合において、焼結後の該成形物において不要な空隙等が生じることがなく、美麗な外観の成形物が容易に得られる。
The powder material for three-dimensional modeling of the present invention can be suitably used for simple and efficient production of various molded products and structures, and the three-dimensional modeling kit of the present invention, the curing liquid, and the three-dimensional object of the present invention described later. It can be particularly preferably used in the method for producing a modeled object and the apparatus for producing a three-dimensional modeled object of the present invention.
By simply applying the curing liquid to the powder material for three-dimensional modeling of the present invention, a structure having a complicated three-dimensional shape can be manufactured easily, efficiently and with high dimensional accuracy. The structure thus obtained is a cured product (three-dimensional model) having sufficient hardness, and the excess powder material for three-dimensional modeling is removed by holding it by hand, putting it in and out of a mold, or performing an air blow treatment. Even if it does, it does not lose its shape and is excellent in handleability and handleability. The cured product may be used as it is, or may be further subjected to a sintering treatment as a cured product for sintering to obtain a molded product (sintered product of a three-dimensional molded product). Then, when the sintering treatment is performed, unnecessary voids and the like are not generated in the molded product after sintering, and a molded product having a beautiful appearance can be easily obtained.

(立体造形物の製造方法及び立体造形物の製造装置)
本発明の立体造形物の製造方法は、本発明の立体造形用粉末材料を用いて粉末材料層を形成する粉末材料層形成工程と、前記粉末材料層に、硬化液を付与して硬化物を形成する硬化物形成工程と、を含み、更に必要に応じて、余剰粉末除去工程、焼結工程等のその他の工程を含む。
前記粉末材料層形成工程と、前記硬化物形成工程とを繰り返すことで立体造形物を製造することを特徴とする。
本発明の立体造形物の製造装置は、粉末材料層形成手段と、硬化物形成手段と、更に必要に応じて余剰粉末除去手段、焼結手段等のその他の手段を有してなる。
(Manufacturing method of three-dimensional model and equipment for manufacturing three-dimensional model)
The method for producing a three-dimensional model of the present invention includes a powder material layer forming step of forming a powder material layer using the powder material for three-dimensional modeling of the present invention, and applying a curing liquid to the powder material layer to obtain a cured product. It includes a cured product forming step to be formed, and further includes other steps such as a surplus powder removing step and a sintering step, if necessary.
It is characterized in that a three-dimensional model is produced by repeating the powder material layer forming step and the cured product forming step.
The apparatus for producing a three-dimensional object of the present invention includes a powder material layer forming means, a cured product forming means, and if necessary, other means such as a surplus powder removing means and a sintering means.

本発明者は、従来の技術における以下の問題点について検討したところ、以下の知見を得た。
前記接着材料をインクジェット法により供給する場合には、用いるノズルヘッドに目詰りが生じたり、用いることができる接着材料の選択に制約が生じ、また、コストが掛かり効率的でない等の問題がある。
また、従来技術では、結着材料を付与し接着粒子を溶解させても溶解した接着液は粉末粒子同士の間に均一に広がりにくいために、三次元造形物に充分な強度と精度を付与させることは難しい場合があるという問題がある。
さらに、従来の技術では、リモネンは揮発性が低く三次元造形物に残留しやすく強度の低下を引き起こす可能性がある。更に、トルエン等の低揮発性溶剤は安全性上問題がある。また、被覆樹脂だけでは、流動性が悪化し、三次元造形物の精度が充分に得られなかったり、三次元造形物に対する基材の密度が低くなるという問題がある。
また、従来の技術では、基材を被覆する樹脂又は硬化液に水を含有しており、使用する基材が水との反応性が高い材料である場合には、適用することができないなどの問題がある。また、架橋剤が有機金属塩であり、形成する架橋構造がキレート錯体で架橋反応が可逆的であることから、耐水効果が低く、複数の造形物の余剰粉末を一括で処理する除去液浸漬方式が使用できないという問題がある。また、金属キレート錯体の場合は、焼結体に少なからず金属成分が残留したり、その金属種の影響で焼結阻害を引き起こす問題がある。
さらに、レーザー光を照射して造形する場合、高活性金属であるアルミニウムやチタンの場合、その反応性の高さ故に不活性雰囲気化で造形する必要がある。さらに、アルミニウムやチタン粉末は、静電気でも容易に粉塵爆発を発生する恐れがあり、粉塵爆発を抑制するために金属粉を扱う際には専用の不活性ガス置換可能な装置を用意する必要がある。そのため、バインダージェット方式においは、通常大気雰囲気化で実施するため、高活性金属粉を用いて造形することは粉塵爆発の危険性があるため扱うことができないという問題がある。
更に、従来よりAlの焼結は、酸化被膜の影響で焼結が難しく、少量の異物があると液相の染み出し方も変わり、形状を維持した上での高密度化が難しい。特に、バインダー成分の残炭素により、粉同士の界面結合が阻害され、焼結密度が大きくならない問題が発生する。
The present inventor examined the following problems in the prior art and obtained the following findings.
When the adhesive material is supplied by the inkjet method, there are problems such as clogging of the nozzle head to be used, restrictions on the selection of the adhesive material that can be used, cost and inefficiency.
Further, in the prior art, even if the bonding material is applied and the adhesive particles are dissolved, the dissolved adhesive liquid is difficult to spread uniformly between the powder particles, so that the three-dimensional model is given sufficient strength and accuracy. The problem is that things can be difficult.
Further, in the conventional technique, limonene has low volatility and tends to remain in a three-dimensional model, which may cause a decrease in strength. Further, low volatile solvents such as toluene have a safety problem. Further, the coating resin alone has problems that the fluidity is deteriorated, the accuracy of the three-dimensional model is not sufficiently obtained, and the density of the base material with respect to the three-dimensional model is low.
Further, in the conventional technique, water is contained in the resin or the curing liquid that coats the base material, and it cannot be applied when the base material used is a material having high reactivity with water. There's a problem. Further, since the cross-linking agent is an organometallic salt and the cross-linking structure formed is a chelate complex and the cross-linking reaction is reversible, the water resistance effect is low, and a removal liquid immersion method for collectively treating excess powder of a plurality of shaped products. There is a problem that it cannot be used. Further, in the case of a metal chelate complex, there is a problem that not a little metal component remains in the sintered body and the influence of the metal species causes sintering inhibition.
Furthermore, when modeling by irradiating laser light, in the case of aluminum or titanium, which are highly active metals, it is necessary to model in an inert atmosphere because of its high reactivity. Furthermore, aluminum and titanium powders can easily cause a dust explosion even with static electricity, and it is necessary to prepare a dedicated inert gas replaceable device when handling metal powder in order to suppress the dust explosion. .. Therefore, since the binder jet method is usually carried out in an atmospheric atmosphere, there is a problem that it cannot be handled by modeling using highly active metal powder because of the risk of dust explosion.
Further, conventionally, Al sintering is difficult due to the influence of the oxide film, and if there is a small amount of foreign matter, the way the liquid phase exudes changes, and it is difficult to increase the density while maintaining the shape. In particular, the residual carbon of the binder component hinders the interfacial bond between the powders, causing a problem that the sintering density does not increase.

本発明の立体造形物の製造方法では、前記基材、前記樹脂及び前記樹脂微粒子を有し、10−2Pa以下の真空化、450℃、2時間で加熱後の残炭素量W(mass%)が、下記式を満たす立体造形用粉末材料を用いることにより、高焼結密度、寸法精度に優れる立体造形物を得ることができることを見出した。
W(mass%)<0.9/M
(ただし、前記Mは、前記基材の比重を表す)
In the method for producing a three-dimensional model of the present invention, the base material, the resin, and the resin fine particles are provided, and the residual carbon amount W (mass%) after vacuuming at 10-2 Pa or less and heating at 450 ° C. for 2 hours. ), However, it has been found that a three-dimensional model having high sintering density and excellent dimensional accuracy can be obtained by using a powder material for three-dimensional modeling that satisfies the following formula.
W (mass%) <0.9 / M
(However, the M represents the specific gravity of the base material)

−粉末材料層形成工程及び粉末材料層形成手段−
前記粉末材料層形成工程は、基材、樹脂及び樹脂微粒子を含み、10−2Pa以下の真空化、450℃、2時間で加熱後の残炭素量W(mass%)が、下記式を満たす立体造形用粉末材料を用いて粉末材料層を形成する工程である。
W(mass%)<0.9/M
(ただし、前記Mは、前記基材の比重を表す)
前記粉末材料層形成手段は、基材、樹脂及び樹脂微粒子を含み、10−2Pa以下の真空化、450℃、2時間で加熱後の残炭素量W(mass%)が、下記式を満たす立体造形用粉末材料を用いて粉末材料層を形成する手段である。
W(mass%)<0.9/M
(ただし、前記Mは、前記基材の比重を表す)
-Powder material layer forming process and powder material layer forming means-
The powder material layer forming step includes a base material, a resin, and resin fine particles, and the residual carbon amount W (mass%) after vacuuming at 10-2 Pa or less and heating at 450 ° C. for 2 hours satisfies the following formula. This is a step of forming a powder material layer using a powder material for three-dimensional modeling.
W (mass%) <0.9 / M
(However, the M represents the specific gravity of the base material)
The powder material layer forming means contains a base material, a resin, and resin fine particles, and the residual carbon amount W (mass%) after vacuuming at 10-2 Pa or less and heating at 450 ° C. for 2 hours satisfies the following formula. It is a means for forming a powder material layer using a powder material for three-dimensional modeling.
W (mass%) <0.9 / M
(However, the M represents the specific gravity of the base material)

−−支持体−−
前記支持体としては、前記立体造形用粉末材料を載置することができ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、前記立体造形用粉末材料の載置面を有する台、特開2000−328106号公報の図1に記載の装置におけるベースプレート、などが挙げられる。
前記支持体の表面、即ち、前記立体造形用粉末材料を載置する載置面としては、例えば、平滑面であってもよいし、粗面であってもよく、また、平面であってもよいし、曲面であってもよいが、前記立体造形用粉末材料における前記樹脂が溶解し、前記硬化剤の作用によって硬化した際に、前記樹脂との親和性が低いことが好ましい。
前記載置面と、溶解し硬化した前記樹脂との親和性が、前記基材と、溶解し硬化した前記樹脂との親和性よりも低いと、得られた立体造形物を該載置面から取り外すことが容易である点で好ましい。
--Support ---
The support is not particularly limited as long as the powder material for three-dimensional modeling can be placed on it, and can be appropriately selected depending on the purpose. A table having a surface on which the powder material for three-dimensional modeling is placed, Examples thereof include a base plate in the apparatus shown in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-328106.
The surface of the support, that is, the mounting surface on which the powder material for three-dimensional modeling is placed may be, for example, a smooth surface, a rough surface, or a flat surface. It may be curved or curved, but when the resin in the powder material for three-dimensional modeling is dissolved and cured by the action of the curing agent, it is preferable that the affinity with the resin is low.
When the affinity between the above-mentioned mounting surface and the melted and cured resin is lower than the affinity between the base material and the melted and cured resin, the obtained three-dimensional model is obtained from the mounting surface. It is preferable because it is easy to remove.

−−粉末材料層の形成−−
前記立体造形用粉末材料を前記支持体上に配置させて粉末材料層を形成する方法としては、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、薄層に配置させる方法としては、特許第3607300号公報に記載の選択的レーザー焼結方法に用いられる、公知のカウンター回転機構(カウンターローラー)などを用いる方法、前記立体造形用粉末材料をブラシ、ローラ、ブレード等の部材を用いて薄層に拡げる方法、前記立体造形用粉末材料の表面を押圧部材を用いて押圧して薄層に拡げる方法、公知の粉末積層造形装置を用いる方法、などが好適に挙げられる。
--Formation of powder material layer ---
The method of arranging the powder material for three-dimensional modeling on the support to form the powder material layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, as a method of arranging the powder material in a thin layer. Is a method using a known counter rotation mechanism (counter roller) or the like used in the selective laser sintering method described in Japanese Patent No. 3607300, and the powder material for three-dimensional modeling is used as a member such as a brush, a roller, or a blade. Preferable examples thereof include a method of spreading the powder material for three-dimensional modeling by using a pressing member to spread the surface of the powder material for three-dimensional modeling into a thin layer, and a method of using a known powder layered manufacturing apparatus.

前記粉末材料層形成手段として、前記カウンター回転機構(カウンターローラー)、前記ブラシ乃至ブレード、前記押圧部材などを用いて、前記支持体上に前記立体造形用粉末材料を薄層に載置させるには、例えば、以下のようにして行うことができる。
即ち、外枠(「型」、「中空シリンダー」、「筒状構造体」などと称されることもある)内に、前記外枠の内壁に摺動しながら昇降可能に配置された前記支持体上に前記立体造形用粉末材料を、前記カウンター回転機構(カウンターローラー))、前記ブラシ、ローラ又はブレード、前記押圧部材などを用いて載置させる。このとき、前記支持体として、前記外枠内を昇降可能なものを用いる場合には、前記支持体を前記外枠の上端開口部よりも少しだけ下方の位置に配し、即ち、前記立体造形用粉末材料層の厚み分だけ下方に位置させておき、前記支持体上に前記立体造形用粉末材料を載置させる。以上により、前記立体造形用粉末材料を前記支持体上に薄層に載置させることができる。
To place the powder material for three-dimensional modeling on the support in a thin layer by using the counter rotation mechanism (counter roller), the brush or blade, the pressing member, or the like as the powder material layer forming means. For example, it can be performed as follows.
That is, the support arranged so as to be able to move up and down while sliding on the inner wall of the outer frame in the outer frame (sometimes referred to as "mold", "hollow cylinder", "cylindrical structure", etc.). The powder material for three-dimensional modeling is placed on the body by using the counter rotation mechanism (counter roller), the brush, the roller or blade, the pressing member, and the like. At this time, when a support that can move up and down in the outer frame is used, the support is arranged at a position slightly lower than the upper end opening of the outer frame, that is, the three-dimensional modeling. The powder material for three-dimensional modeling is placed on the support so as to be positioned below by the thickness of the powder material layer for three-dimensional modeling. As described above, the powder material for three-dimensional modeling can be placed on the support in a thin layer.

なお、このようにして薄層に載置させた前記立体造形用粉末材料に対し、後述する前記硬化液を作用させると、当該層が硬化する(前記硬化物形成工程)。
ここで得られた薄層の硬化物上に、上記と同様にして、前記立体造形用粉末材料を薄層に載置させ、前記薄層に載置された該立体造形用粉末材料(層)に対し、前記硬化液を作用させると、硬化が生じる。このときの硬化は、該薄層に載置された前記立体造形用粉末材料(層)においてのみならず、その下に存在する、先に硬化して得られた前記薄層の硬化物との間でも生じる。その結果、前記薄層に載置された前記立体造形用粉末材料(層)の約2層分の厚みを有する硬化物(立体造形物)が得られる。
When the curing liquid described later is allowed to act on the powder material for three-dimensional modeling placed on the thin layer in this way, the layer is cured (the cured product forming step).
On the cured product of the thin layer obtained here, the powder material for three-dimensional modeling is placed on the thin layer in the same manner as described above, and the powder material for three-dimensional modeling (layer) placed on the thin layer. On the other hand, when the curing liquid is allowed to act, curing occurs. The curing at this time is not only in the powder material (layer) for three-dimensional modeling placed on the thin layer, but also with the cured product of the thin layer previously cured and existing under the powder material (layer) for three-dimensional modeling. It also occurs between. As a result, a cured product (three-dimensional model) having a thickness equivalent to about two layers of the powder material (layer) for three-dimensional modeling placed on the thin layer can be obtained.

また、前記立体造形用粉末材料を前記支持体上に薄層に載置させるには、前記公知の粉末積層造形装置を用いて自動的にかつ簡便に行うこともできる。前記粉末積層造形装置は、一般に、前記立体造形用粉末材料を積層するためのリコーターと、前記立体造形用粉末材料を前記支持体上に供給するための可動式供給槽と、前記立体造形用粉末材料を薄層に載置し、積層するための可動式成形槽とを備える。前記粉末積層造形装置においては、前記供給槽を上昇させるか、前記成形槽を下降させるか、又はその両方によって、常に前記供給槽の表面は前記成形槽の表面よりもわずかに上昇させることができ、前記供給槽側から前記リコーターを用いて前記立体造形用粉末材料を薄層に配置させることができ、該リコーターを繰り返し移動させることにより、薄層の立体造形用粉末材料を積層させることができる。 Further, in order to place the powder material for three-dimensional modeling on the support in a thin layer, it can be automatically and easily performed by using the known powder lamination modeling apparatus. The powder laminating modeling apparatus generally includes a recorder for laminating the three-dimensional modeling powder material, a movable supply tank for supplying the three-dimensional modeling powder material onto the support, and the three-dimensional modeling powder. It is provided with a movable molding tank for placing the material on a thin layer and laminating it. In the powder laminating molding apparatus, the surface of the supply tank can always be slightly raised above the surface of the molding tank by raising the supply tank, lowering the molding tank, or both. The powder material for three-dimensional modeling can be arranged in a thin layer from the supply tank side using the recorder, and the powder material for three-dimensional modeling can be laminated by repeatedly moving the recorder. ..

前記立体造形用粉末材料層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、一層当たりの平均厚みで、30μm以上500μm以下が好ましく、60μm以上300μm以下がより好ましい。
前記厚みが、30μm以上であると、前記立体造形用粉末材料に前記硬化液を付与して形成した立体造形用粉末材料(層)による硬化物(立体造形物)の強度が充分であり、その後の焼結等の処理乃至取扱い時に型崩れ等の問題が生じることがない、500μm以下であると、前記立体造形用粉末材料に前記硬化液を付与して形成した立体造形用粉末材料(層)による硬化物(立体造形物)の寸法精度が向上する。
なお、前記平均厚みは、特に制限はなく、公知の方法に従って測定することができる。
The thickness of the powder material layer for three-dimensional modeling is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the average thickness per layer is preferably 30 μm or more and 500 μm or less, and 60 μm or more and 300 μm or less. More preferred.
When the thickness is 30 μm or more, the strength of the cured product (three-dimensional model) by the three-dimensional modeling powder material (layer) formed by applying the curing liquid to the three-dimensional modeling powder material is sufficient, and then A powder material for three-dimensional modeling (layer) formed by applying the curing liquid to the powder material for three-dimensional modeling when the thickness is 500 μm or less, which does not cause problems such as shape loss during processing or handling such as sintering. The dimensional accuracy of the cured product (three-dimensional model) is improved.
The average thickness is not particularly limited and can be measured according to a known method.

−硬化物形成工程及び硬化物形成手段−
前記硬化物形成工程は、前記粉末材料層に、硬化液を付与して硬化物を形成する工程である。
前記硬化物形成手段は、前記粉末材料層に、硬化液を付与して硬化物を形成する手段である。
-Cured product forming process and cured product forming means-
The cured product forming step is a step of applying a curing liquid to the powder material layer to form a cured product.
The cured product forming means is a means for applying a curing liquid to the powder material layer to form a cured product.

−−硬化液−−
前記硬化液は、硬化剤を含有し、第1の有機溶剤、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
--Curing liquid ---
The curing liquid contains a curing agent, a first organic solvent, and if necessary, other components.

−−硬化剤−−
前記硬化剤は、前記反応性官能基と共有結合を形成可能なものである。前記硬化剤は、前記樹脂の反応性官能基と共有結合を形成することにより架橋構造を形成し、得られる立体造形物の強度をより一層高め、耐溶剤性を向上させることができる。なお、本発明において、「硬化剤」は「架橋剤」と同義である。
--Hardener ---
The curing agent is capable of forming a covalent bond with the reactive functional group. The curing agent can form a crosslinked structure by forming a covalent bond with the reactive functional group of the resin, further increase the strength of the obtained three-dimensional model, and improve the solvent resistance. In the present invention, "hardener" is synonymous with "crosslinking agent".

前記硬化剤としては、イソシアネート、酸無水物、及びエポキシの少なくともいずれかを分子内又は分子末端に2以上有するものが好ましい。
前記イソシアネートとしては、例えば、ジイソシアネート、ポリイソシアネートなどが挙げられる。
前記ジイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメリックMDI(MDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、ナフタリンジイソシアネート(NDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、パラフェニレンジイソシアネート、等の芳香族もしくは芳香族由来のポリイソシアネート;イソフォロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)等の脂肪族イソシアネート;その他リジンジイソシアネート(LDI)、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)等が挙げられる。
前記ポリイソシアネートとしては、例えば、前記ジイソシアネートのアダクト体やイソシアヌレート体、アロファネート体等が挙げられる。
前記酸無水物としては、例えば、酸二無水物などが挙げられる。
前記酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸無水物、3,4’−オキシジフタル酸無水物、4,4’−オキシジフタル酸無水物、4,4−カルボニルジフタル酸無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、ジフェニル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、ジフェニル−2,3,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、meso−ブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−テトラリン−1,2−ジカルボン酸無水物、5,5’−(エチン−1,2−ジイル)ビス(イソベンゾフラン−1,3−ジオン)、5,5’−(9H−フルオレン−9,9−ジイル)ビス(2−ベンゾフラン−1,3−ジオン)、ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビス(フタル酸無水物)、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、オクタヒドロビフェニレン−4a,8b:4b,8a−テトラカルボン酸二無水物、ビス(1,3−ジオキソ−1,3−ジヒドロイソベンゾフラン−5−カルボン酸)1,4−フェニレン、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−エチレンビス(2,6−モルホリンジオン)、N,N−ビス[2−(2,6−ジオキソモルホリノ)エチル]グリシン等が挙げられる。
前記エポキシとしては、エポキシ樹脂などが挙げられる。
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。
As the curing agent, those having at least two or more of isocyanate, acid anhydride, and epoxy in the molecule or at the end of the molecule are preferable.
Examples of the isocyanate include diisocyanate and polyisocyanate.
Examples of the diisocyanate include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), polypeptide MDI (MDI), trizine diisocyanate (TODI), naphthaline diisocyanate (NDI), xylene diisocyanate (XDI), paraphenylenedi isocyanate, and the like. Aromatic or aromatic-derived polyisocyanates; aliphatic isocyanates such as isophorone diisocyanate (IPDI) and hexamethylene diisocyanate (HMDI); other lysine diisocyanates (LDI), tetramethylxylene diisocyanate (TMXDI) and the like.
Examples of the polyisocyanate include an adduct form, an isocyanurate form, and an allophanate form of the diisocyanate.
Examples of the acid anhydride include acid dianhydride and the like.
Examples of the acid dianhydride include pyromellitic anhydride, 3,4'-oxydiphthalic anhydride, 4,4'-oxydiphthalic anhydride, 4,4-carbonyldiphthalic anhydride, and bicyclo [2]. .2.2] Oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dianhydride, diphenyl-3,3', 4,4'-tetracarboxylic acid dianhydride, diphenyl-2,3 , 3', 4'-tetracarboxylic acid dianhydride, meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride, 1, , 2,3,4-Cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic hydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuryl) -3-methyl-3 -Cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 4- (2,5-dioxo tetrahydrofuran-3-yl) -tetraline-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 5,5'-(ethin-1,2) -Diyl) bis (isobenzofuran-1,3-dione), 5,5'-(9H-fluoren-9,9-diyl) bis (2-benzofuran-1,3-dione), naphthalene-1,4, 5,8-Tetracarboxylic dianhydride, 4,4'-(4,4'-isopropyridenediphenoxy) bis (phthalic anhydride), 1,2,3,4-tetramethyl-1,2, 3,4-Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, octahydrobiphenylene-4a, 8b: 4b, 8a-tetracarboxylic hydride, bis (1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-carboxylic) Acid) 1,4-phenylene, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-ethylenebis (2,6-morpholindione), N, N-bis [2- (2) , 6-Dioxomorpholino) ethyl] glycine and the like.
Examples of the epoxy include epoxy resins and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.

前記硬化液全量に対する前記硬化剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記硬化剤の含有量としては、1.0質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上30質量%以下がより好ましい。前記硬化液全量に対する前記硬化剤の含有量が、1.0質量%以上50質量%以下であると、得られる立体造形物の強度が不足することを防止でき、硬化液の粘度の上昇、あるいはゲル化することを防止でき、液保存性や粘度安定性が低下することを防ぐことができる。特に、前記立体造形用粉末材料中の樹脂3質量部に対して、前記硬化液全量に対する前記硬化剤の含有量としては1.0質量%以上50質量%以下が好ましい。 The content of the curing agent with respect to the total amount of the curing liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. The content of the curing agent is preferably 1.0% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less. When the content of the curing agent with respect to the total amount of the curing liquid is 1.0% by mass or more and 50% by mass or less, it is possible to prevent the strength of the obtained three-dimensional model from being insufficient, and the viscosity of the curing liquid is increased or It is possible to prevent gelation and prevent deterioration of liquid storage stability and viscosity stability. In particular, the content of the curing agent with respect to 3 parts by mass of the resin in the powder material for three-dimensional modeling is preferably 1.0% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total amount of the curing liquid.

−−第1の有機溶剤−−
前記第1の有機溶剤としては、前記非水系の第1の樹脂を溶解することができ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。前記第1の有機溶剤としては、例えば、脂肪族化合物、芳香族化合物、ケトン、エステル、スルホキシドなどが挙げられる。
前記脂肪族化合物としては、例えば、アルコール、エチレングリコールなどが挙げられる。
前記芳香族化合物としては、例えば、トルエン、キシレンなどが挙げられる。
前記ケトンとしては、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。
前記エステルとしては、例えば、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸プロピレン、酢酸メチル、コハク酸ジエチルなどが挙げられる。
前記スルホキシドとしては、例えば、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。
--First organic solvent ---
The first organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the non-aqueous first resin, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples of the first organic solvent include aliphatic compounds, aromatic compounds, ketones, esters, and sulfoxides.
Examples of the aliphatic compound include alcohols and ethylene glycols.
Examples of the aromatic compound include toluene, xylene and the like.
Examples of the ketone include acetone, methyl ethyl ketone and the like.
Examples of the ester include butyl acetate, ethyl acetate, propylene acetate, methyl acetate, diethyl succinate and the like.
Examples of the sulfoxide include dimethyl sulfoxide and the like.

前記硬化液全量に対する前記第1の有機溶剤の含有量としては、30質量%以上90質量%以下が好ましく、50質量%以上80質量%以下がより好ましい。前記硬化液全量に対する前記第1の有機溶剤の含有量が30質量%以上90質量%以下であると、前記樹脂の溶解性を向上させ、立体造形物の強度を向上させることができる。また、装置の不動作時(待機時)にノズルが乾燥することを防ぎ、液詰まりやノズル抜けを抑制できる。 The content of the first organic solvent with respect to the total amount of the curing liquid is preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less, and more preferably 50% by mass or more and 80% by mass or less. When the content of the first organic solvent with respect to the total amount of the curing liquid is 30% by mass or more and 90% by mass or less, the solubility of the resin can be improved and the strength of the three-dimensional model can be improved. In addition, it is possible to prevent the nozzle from drying when the device is not operating (during standby), and to prevent liquid clogging and nozzle omission.

−−その他の成分−−
前記その他の成分としては、前記硬化液を付与する手段の種類、使用頻度や量などの諸条件を考慮して適宜選択することができ、例えば、インクジェット法によって前記硬化液を付与する場合には、インクジェットプリンター等におけるノズルヘッドへの目詰り等の影響を考慮して選択することができる。前記その他の成分としては、例えば、保存剤、防腐剤、安定化剤、pH調整剤などが挙げられる。
--Other ingredients ---
The other components can be appropriately selected in consideration of various conditions such as the type of means for applying the curing liquid, frequency of use and amount, and for example, when the curing liquid is applied by an inkjet method. , It can be selected in consideration of the influence of clogging on the nozzle head in an inkjet printer or the like. Examples of the other components include preservatives, preservatives, stabilizers, pH regulators and the like.

前記硬化液の調製方法としては、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、前記有機溶剤に、必要に応じて前記その他の成分を添加し混合して溶解させる方法などが挙げられる。また、バインダー成分も持たせるべく、前記被覆コーティング樹脂成分を溶解させても良い。前期バインダー成分としては、例えば、アクリル、アクリルポリオール、ポリエステル、エポキシ、ポリオール、ウレタン、ポリエーテル、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、パラフィン・オレフィン、エチルセルロースなどが挙げられる。 The method for preparing the curing liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a method in which the other components are added to the organic solvent as necessary and mixed and dissolved is used. Can be mentioned. Further, the coating coating resin component may be dissolved in order to have a binder component as well. Examples of the early binder component include acrylic, acrylic polyol, polyester, epoxy, polyol, urethane, polyether, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, vinyl acetate, paraffin olefin, ethyl cellulose and the like.

前記硬化液の前記粉末材料層への付与の方法としては、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、ディスペンサ方式、スプレー方式、インクジェット方式などが挙げられる。なお、これらの方式を実施するには公知の装置を前記硬化物形成手段として好適に使用することができる。
これらの中でも、前記ディスペンサ方式は、液滴の定量性に優れるが、塗布面積が狭くなり、前記スプレー方式は、簡便に微細な吐出物を形成でき、塗布面積が広く、塗布性に優れるが、液滴の定量性が悪く、スプレー流による粉末材料の飛散が発生する。このため、本発明においては、前記インクジェット方式が特に好ましい。前記インクジェット方式は、前記スプレー方式に比べ、液滴の定量性が良く、前記ディスペンサ方式に比べ、塗布面積が広くできる利点があり、複雑な立体形状を精度良くかつ効率よく形成し得る点で好ましい。
The method for applying the cured liquid to the powder material layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a dispenser method, a spray method, and an inkjet method. In order to carry out these methods, a known device can be suitably used as the cured product forming means.
Among these, the dispenser method is excellent in quantification of droplets, but the coating area is narrow, and the spray method can easily form fine ejected substances, has a wide coating area, and is excellent in coating property. The quantification of droplets is poor, and the powder material is scattered by the spray flow. Therefore, in the present invention, the above-mentioned inkjet method is particularly preferable. The inkjet method is preferable in that the quantification of droplets is better than that of the spray method, the coating area can be widened as compared with the dispenser method, and a complicated three-dimensional shape can be formed accurately and efficiently. ..

前記インクジェット法による場合、前記硬化物形成手段は、前記インクジェット法により前記硬化液を前記粉末材料層に付与可能なノズルを有する。なお、前記ノズルとしては、公知のインクジェットプリンターにおけるノズル(吐出ヘッド)を好適に使用することができ、また、前記インクジェットプリンターを前記硬化物形成手段として好適に使用することができる。なお、前記インクジェットプリンターとしては、例えば、株式会社リコー製のSG7100、などが好適に挙げられる。前記インクジェットプリンターは、ヘッド部から一度に滴下できる硬化液量が多く、塗布面積が広いため、塗布の高速化を図ることができる点で好ましい。
本発明においては、前記硬化液を精度良くしかも高効率に付与可能な前記インクジェットプリンターを用いた場合においても、前記硬化液が、粒子等の固形物や、樹脂等の高分子の高粘度材料を含有しないため、前記ノズル乃至そのヘッドにおいて目詰り等が発生せず、腐食等を生じさせることもなく、また、前記立体造形用粉末材料層に付与(吐出)された際、前記立体造形用粉末材料における前記有機材料に効率良く浸透可能であるため、立体造形物の製造効率に優れ、しかも樹脂等の高分子成分が付与されることがないため、予定外の体積増加等を生じることがなく、寸法精度の良い硬化物が容易にかつ短時間で効率よく得られる点で有利である。
In the case of the inkjet method, the cured product forming means has a nozzle capable of applying the cured liquid to the powder material layer by the inkjet method. As the nozzle, a nozzle (discharge head) in a known inkjet printer can be preferably used, and the inkjet printer can be suitably used as the cured product forming means. As the inkjet printer, for example, SG7100 manufactured by Ricoh Co., Ltd. and the like are preferably mentioned. The inkjet printer is preferable in that the amount of curing liquid that can be dropped from the head portion at one time is large and the coating area is large, so that the coating speed can be increased.
In the present invention, even when the inkjet printer capable of applying the curing liquid with high accuracy and high efficiency is used, the curing liquid is a solid substance such as particles or a polymer high-viscosity material such as resin. Since it is not contained, clogging or the like does not occur in the nozzle or its head, corrosion or the like does not occur, and when it is applied (discharged) to the three-dimensional modeling powder material layer, the three-dimensional modeling powder Since it can efficiently permeate the organic material in the material, it is excellent in the production efficiency of the three-dimensional model, and since a polymer component such as a resin is not added, an unexpected volume increase or the like does not occur. It is advantageous in that a cured product having good dimensional accuracy can be easily and efficiently obtained in a short time.

なお、前記硬化液において前記硬化剤はpH調整剤としても機能し得る。前記硬化液のpHとしては、前記インクジェット法で前記硬化液を前記立体造形用粉末材料層に付与する場合には、用いるノズルのノズルヘッド部分の腐食や目詰り防止の観点からは、5(弱酸性)〜12(塩基性)が好ましく、8〜10(弱塩基性)がより好ましい。前記pHの調整のために公知のpH調整剤を使用してもよい。 In the curing liquid, the curing agent can also function as a pH adjuster. The pH of the curing liquid is 5 (weak) from the viewpoint of preventing corrosion and clogging of the nozzle head portion of the nozzle used when the curing liquid is applied to the powder material layer for three-dimensional modeling by the inkjet method. It is preferably acidic) to 12 (basic), and more preferably 8 to 10 (weakly basic). A known pH adjuster may be used to adjust the pH.

−粉末材料収容部−
前記粉末材料収容部は、前記立体造形用粉末材料が収容された部材であり、その大きさ、形状、材質などについ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、貯留槽、袋、カートリッジ、タンクなどが挙げられる。
-Powder material container-
The powder material accommodating portion is a member accommodating the powder material for three-dimensional modeling, and the size, shape, material, and the like thereof are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, for example, storage. Examples include tanks, bags, cartridges, tanks, etc.

−硬化液収容部−
前記硬化液収容部は、前記硬化液が収容された部材であり、その大きさ、形状、材質などについ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、貯留槽、袋、カートリッジ、タンクなどが挙げられる。
-Curing liquid container-
The curing liquid accommodating portion is a member accommodating the curing liquid, and the size, shape, material, and the like thereof are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a storage tank, a bag, etc. , Cartridges, tanks, etc.

−その他の工程及びその他の手段−
前記その他の工程としては、例えば、余剰粉末除去工程、乾燥工程、焼結工程、表面保護処理工程、塗装工程、などが挙げられる。
前記その他の手段としては、例えば、余剰粉末除去工程、乾燥手段、焼結手段、表面保護処理手段、塗装手段、などが挙げられる。
-Other processes and other means-
Examples of the other steps include a surplus powder removing step, a drying step, a sintering step, a surface protection treatment step, a painting step, and the like.
Examples of the other means include a surplus powder removing step, a drying means, a sintering means, a surface protection treatment means, a coating means, and the like.

前記余剰粉末除去工程は、前記硬化物形成工程の後に、未硬化の立体造形用粉末材料を第2の有機溶剤を用いて除去する工程である。
前記立体造形物は、前記硬化液が付与されていない非造形部(未硬化の立体造形用粉末材料)に埋没した状態でいる。この埋没した状態から前記立体造形物を取り出すと、前記立体造形物の周りには余剰(未硬化)の立体造形用粉末材料が立体造形物の表面や構造の内部に付着しており、簡便に除去することは難しい。前記立体造形物の表面の凹凸が複雑なものや、内部が流路のようになったものの場合はなおさら困難である。一般的なバインダージェッティング方式では、焼結前駆体(前記立体造形物と同じ)の強度が高くないため、エアーブローの圧力を高く(0.4MPa以上)すると焼結前駆体が崩壊する恐れがある。
本発明に用いる前記立体造形用粉末及び硬化液によって造形された立体造形物は、樹脂微粒子の効果により高流動性を粉末に付与できるため、高密度、高信頼で粉が詰まる。これにより、硬化液を滴下する際に均一に樹脂が溶解し、エアーブローの圧力に耐えうる強度を有する。また、硬化液に含まれる硬化剤によっても前記基材に被覆された前記樹脂がより溶解及び凝固し、エアーブローの圧力に耐えうる強度を有する。
この時、焼結前駆体の強度は3点曲げ応力で3MPa以上であることが好ましく、5MPa以上より好ましい。
The excess powder removing step is a step of removing the uncured three-dimensional modeling powder material using a second organic solvent after the cured product forming step.
The three-dimensional model is in a state of being embedded in a non-modeled portion (uncured powder material for three-dimensional modeling) to which the curing liquid is not applied. When the three-dimensional model is taken out from this buried state, excess (uncured) powder material for three-dimensional modeling adheres to the surface and the inside of the structure of the three-dimensional model, which is convenient. Difficult to remove. It is even more difficult when the surface of the three-dimensional model has complicated irregularities or when the inside is like a flow path. In the general binder jetting method, the strength of the sintered precursor (same as the three-dimensional model) is not high, so if the air blow pressure is high (0.4 MPa or more), the sintered precursor may collapse. is there.
The three-dimensional modeled product formed by the three-dimensional modeling powder and the curing liquid used in the present invention can impart high fluidity to the powder by the effect of the resin fine particles, so that the powder is clogged with high density and high reliability. As a result, the resin is uniformly dissolved when the curing liquid is dropped, and the resin has strength to withstand the pressure of air blow. Further, the resin coated on the base material is more dissolved and solidified by the curing agent contained in the curing liquid, and has strength to withstand the pressure of air blow.
At this time, the strength of the sintered precursor is preferably 3 MPa or more, more preferably 5 MPa or more in terms of the three-point bending stress.

さらに、強度の向上だけでなく、前記基材に被覆された前記樹脂を溶解可能な第1及び第2の有機溶剤に対して、硬化された被覆樹脂は溶解しなくなり、かつ余剰粉末に被覆された硬化前の樹脂は前記第2の有機溶剤に溶解するため、除去液に浸漬することで表面や内部に付着した余剰粉末が簡便に除去できる。
前記第2の有機溶剤としては、例えば、エタノール、メタノール、シクロヘキサン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、乳酸エチル、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、トルエンなどが挙げられる。
Further, not only the strength is improved, but also the cured coating resin is not dissolved in the first and second organic solvents capable of dissolving the resin coated on the base material, and is coated with excess powder. Since the resin before curing is dissolved in the second organic solvent, excess powder adhering to the surface or the inside can be easily removed by immersing the resin in the removing liquid.
Examples of the second organic solvent include ethanol, methanol, cyclohexane, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, ethyl lactate, tetrahydrofuran, diethyl ether, toluene and the like.

前記乾燥工程は、前記硬化物形成工程において得られた硬化物(立体造形物)を乾燥させる工程である。前記乾燥工程において、前記硬化物中に含まれる水分のみならず、有機物を除去(脱脂)してもよい。前記乾燥手段としては、例えば、公知の乾燥機などが挙げられる。 The drying step is a step of drying the cured product (three-dimensional model) obtained in the cured product forming step. In the drying step, not only water contained in the cured product but also organic substances may be removed (defatted). Examples of the drying means include known dryers.

前記焼結工程は、前記硬化物形成工程において形成した硬化物(立体造形物)を焼結処理する工程である。前記焼結工程を行うことにより、前記硬化物を緻密化及び一体化された金属乃至セラミックスの成形物(立体造形物の焼結体)とすることができる。前記焼結手段としては、例えば、公知の焼結炉などが挙げられる。 The sintering step is a step of sintering a cured product (three-dimensional model) formed in the cured product forming step. By performing the sintering step, the cured product can be made into a densified and integrated metal or ceramic molded product (sintered product of a three-dimensional molded product). Examples of the sintering means include known sintering furnaces.

前記表面保護処理工程は、前記硬化物形成工程において形成した硬化物(立体造形物)に保護層を形成等する工程である。この表面保護処理工程を行うことにより、前記硬化物(立体造形物)を例えばそのまま使用等することができる耐久性等を該硬化物(立体造形物)の表面に与えることができる。前記保護層の具体例としては、耐水性層、耐候性層、耐光性層、断熱性層、光沢層、などが挙げられる。前記表面保護処理手段としては、公知の表面保護処理装置、例えば、スプレー装置、コーティング装置などが挙げられる。 The surface protection treatment step is a step of forming a protective layer on the cured product (three-dimensional model) formed in the cured product forming step. By performing this surface protection treatment step, it is possible to impart durability to the surface of the cured product (three-dimensional model) so that the cured product (three-dimensional model) can be used as it is, for example. Specific examples of the protective layer include a water resistant layer, a weather resistant layer, a light resistant layer, a heat insulating layer, a glossy layer, and the like. Examples of the surface protection treatment means include known surface protection treatment devices such as a spray device and a coating device.

前記塗装工程は、前記硬化物形成工程において形成した硬化物(立体造形物)に塗装を行う工程である。前記塗装工程を行うことにより、前記硬化物(立体造形物)を所望の色に着色させることができる。前記塗装手段としては、公知の塗装装置、例えば、スプレー、ローラ、刷毛等による塗装装置などが挙げられる。 The coating step is a step of coating the cured product (three-dimensional model) formed in the cured product forming step. By performing the painting step, the cured product (three-dimensional model) can be colored in a desired color. Examples of the coating means include known coating devices, such as a coating device using a spray, a roller, a brush, or the like.

なお、前記焼結工程後の前記立体造形物に含まれる前記樹脂の質量が、前記余剰粉末除去工程前の前記立体造形物に含まれる前記樹脂の質量の5質量%以下である。 The mass of the resin contained in the three-dimensional model after the sintering step is 5% by mass or less of the mass of the resin contained in the three-dimensional model before the excess powder removing step.

ここで、本発明の立体造形物の製造方法に用いられる立体造形物の製造装置の一例について、図面を参照して説明する。 Here, an example of an apparatus for manufacturing a three-dimensional model used in the method for manufacturing a three-dimensional model of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態の立体造形物の製造方法における造形の流れについて図1を参照して説明する。図1A〜図1Eは造形の流れの説明に供する模式的説明図である。ここでは、造形槽の造形ステージ上に、1層目の造形層30が形成されている状態から説明する。1層目の造形層30上に次の造形層を形成するときには、図1Aに示すように、供給槽の供給ステージ23を上昇させ、造形槽の造形ステージ24を下降させる。
このとき、造形槽22における粉体層31の表面(粉体面)の上面と平坦化ローラ12の下部(下方接線部)との間隔(積層ピッチ)がΔt1となるように造形ステージ24の下降距離を設定する。間隔Δt1は、特に制限されるものではないが、数十〜100μm程度であることが好ましい。
本実施形態では、平坦化ローラ12は供給槽21及び造形槽22の上端面に対してギャップが生じるように配置している。したがって、造形槽22に粉体20を移送供給して平坦化するとき、粉体層31の表面(粉体面)は供給槽21及び造形槽22の上端面よりも高い位置になる。
これにより、平坦化ローラ12が供給槽21及び造形槽22の上端面に接触することを確実に防止できて、平坦化ローラ12の損傷が低減する。平坦化ローラ12の表面が損傷すると粉体層31の表面にスジが発生して平坦性が低下しやすくなる。
次いで、図1Bに示すように、供給槽21の上面レベルよりも上方に位置する粉体20を、平坦化ローラ12を逆方向(矢印方向)に回転しながら造形槽22側に移動することで、粉体20を造形槽22へと移送供給する(粉体供給)。
さらに、図1Cに示すように、平坦化ローラ12を造形槽22の造形ステージ24のステージ面と平行に移動させ、造形ステージ24の造形層22上で所定の厚さΔt1になる粉体層31を形成する(平坦化)。このとき、粉体層31の形成に使用されなかった余剰の粉体20は余剰粉体受け槽29に落下する。
粉体層31を形成後、平坦化ローラ12は、図1Dに示すように、供給槽21側に移動されて初期位置(原点位置)に戻される(復帰される)。
ここで、平坦化ローラ12は、造形槽22及び供給槽21の上面レベルとの距離を一定に保って移動できるようになっている。一定に保って移動できることで、平坦化ローラ12で粉体20を造形槽22の上へと搬送させつつ、造形槽22上又は既に形成された造形層30の上に均一厚さh(積層ピッチΔt1に相当)の粉体層31を形成できる。
なお、以下、粉体層31の厚みhと積層ピッチΔt1とを区別せずに説明することがあるが、特に断りのない限り、同じ厚みであり、同じ意味である。また、粉体層31の厚みhを実際に測定して求めてもよく、この場合、複数箇所の平均値とすることが好ましい。
その後、図1Eに示すように、液体吐出ユニット50のヘッド52から造形用液体(造形液)の液滴10を吐出して、次の粉体層31に所望の形状の造形層30を積層形成する(造形)。
なお、造形層30は、例えば、ヘッド52から吐出された造形用液体の液滴10が粉体20と混合されることで、粉体20に含まれる接着剤が溶解し、溶解した接着剤同士が結合して粉体が結合されることで形成される。
次いで、上述した粉体層形成工程及び吐出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は一体化して造形物(三次元形状造形物、立体造形物などとも称する)の一部を構成する。以後、粉体層形成工程及び吐出工程を繰り返し行い、造形物の造形を完成させる。
The flow of modeling in the method for manufacturing a three-dimensional model of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1A to 1E are schematic explanatory views for explaining the flow of modeling. Here, the state in which the first modeling layer 30 is formed on the modeling stage of the modeling tank will be described. When the next modeling layer is formed on the first modeling layer 30, the supply stage 23 of the supply tank is raised and the modeling stage 24 of the modeling tank is lowered, as shown in FIG. 1A.
At this time, the modeling stage 24 is lowered so that the distance (stacking pitch) between the upper surface of the surface (powder surface) of the powder layer 31 in the modeling tank 22 and the lower portion (lower tangential portion) of the flattening roller 12 is Δt1. Set the distance. The interval Δt1 is not particularly limited, but is preferably about several tens to 100 μm.
In the present embodiment, the flattening roller 12 is arranged so as to form a gap with respect to the upper end surfaces of the supply tank 21 and the modeling tank 22. Therefore, when the powder 20 is transferred and supplied to the modeling tank 22 to be flattened, the surface (powder surface) of the powder layer 31 is located higher than the upper end surfaces of the supply tank 21 and the modeling tank 22.
As a result, the flattening roller 12 can be reliably prevented from coming into contact with the upper end surfaces of the supply tank 21 and the modeling tank 22, and damage to the flattening roller 12 is reduced. When the surface of the flattening roller 12 is damaged, streaks are generated on the surface of the powder layer 31 and the flatness tends to decrease.
Next, as shown in FIG. 1B, the powder 20 located above the upper surface level of the supply tank 21 is moved to the modeling tank 22 side while rotating the flattening roller 12 in the opposite direction (arrow direction). , The powder 20 is transferred and supplied to the modeling tank 22 (powder supply).
Further, as shown in FIG. 1C, the flattening roller 12 is moved in parallel with the stage surface of the modeling stage 24 of the modeling tank 22, and the powder layer 31 having a predetermined thickness Δt1 on the modeling layer 22 of the modeling stage 24. Form (flattening). At this time, the surplus powder 20 not used for forming the powder layer 31 falls into the surplus powder receiving tank 29.
After forming the powder layer 31, the flattening roller 12 is moved to the supply tank 21 side and returned (returned) to the initial position (origin position) as shown in FIG. 1D.
Here, the flattening roller 12 can move while keeping a constant distance from the upper surface level of the modeling tank 22 and the supply tank 21. Since the powder 20 can be moved while being kept constant, the powder 20 is conveyed onto the modeling tank 22 by the flattening roller 12, and has a uniform thickness h (stacking pitch) on the modeling tank 22 or on the already formed modeling layer 30. The powder layer 31 (corresponding to Δt1) can be formed.
Hereinafter, the thickness h of the powder layer 31 and the stacking pitch Δt1 may be described without distinction, but unless otherwise specified, they have the same thickness and have the same meaning. Further, the thickness h of the powder layer 31 may be actually measured and obtained, and in this case, it is preferable to use an average value of a plurality of locations.
After that, as shown in FIG. 1E, droplets 10 of the modeling liquid (modeling liquid) are discharged from the head 52 of the liquid discharge unit 50, and the modeling layer 30 having a desired shape is laminated on the next powder layer 31. To do (modeling).
In the modeling layer 30, for example, when the droplets 10 of the modeling liquid discharged from the head 52 are mixed with the powder 20, the adhesive contained in the powder 20 is dissolved, and the dissolved adhesives are mixed with each other. Is bonded and the powder is bonded to form the powder.
Next, the powder layer forming step and the discharging step described above are repeated to form a new molding layer 30. At this time, the new modeling layer 30 and the underlying modeling layer 30 are integrated to form a part of the modeled object (also referred to as a three-dimensional shaped object, a three-dimensional modeled object, or the like). After that, the powder layer forming step and the discharging step are repeated to complete the molding of the modeled object.

以上の本発明の立体造形物の製造方法及び製造装置により、複雑な立体(三次元(3D))形状の立体造形物を、本発明の前記立体造形用粉末材料又は本発明の立体造形用キットを用いて簡便かつ効率良く、焼結等の前に型崩れが生じることなく、寸法精度良く製造することができる。
こうして得られた立体造形物及びその焼結体は、充分な強度を有し、寸法精度に優れ、微細な凹凸、曲面なども再現できるので、美的外観にも優れ、高品質であり、各種用途に好適に使用することができる。
By the above-mentioned method and apparatus for manufacturing a three-dimensional object of the present invention, a three-dimensional object having a complicated three-dimensional (three-dimensional (3D)) shape can be produced by the powder material for three-dimensional modeling of the present invention or the kit for three-dimensional modeling of the present invention. It is possible to manufacture the product easily and efficiently with high dimensional accuracy without losing its shape before sintering or the like.
The three-dimensional model obtained in this way and its sintered body have sufficient strength, excellent dimensional accuracy, and can reproduce fine irregularities, curved surfaces, etc., so that they have excellent aesthetic appearance, are of high quality, and are used for various purposes. Can be suitably used for.

(立体造形用キット)
本発明の立体造形用キットは、基材、樹脂及び樹脂微粒子を有する立体造形用粉末材料と、硬化剤を含有する硬化液とを含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
本発明の立体造形用キットは、本発明の前記立体造形物の製造方法及び製造装置に用いられる前記立体造形用粉末材料と、前記硬化液とを含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
なお、本発明の立体造形用キットにおいては、前記硬化剤は、前記硬化液中ではなく固体の形態で含まれていてもよく、使用時に溶媒と混合して前記硬化液に調製するキットとされていても構わない。
本発明の立体造形用キットにおける、前記立体造形用粉末材料、及び前記硬化液は、本発明の立体造形物の製造方法及び立体造形物の製造装置で説明したものと同様である。
(Three-dimensional modeling kit)
The three-dimensional modeling kit of the present invention includes a three-dimensional modeling powder material having a base material, a resin, and resin fine particles, a curing liquid containing a curing agent, and further contains other components as necessary.
The three-dimensional modeling kit of the present invention contains the three-dimensional modeling powder material used in the method and apparatus for producing the three-dimensional model of the present invention, the curing liquid, and other components as necessary. ..
In the three-dimensional modeling kit of the present invention, the curing agent may be contained in a solid form instead of in the curing liquid, and is a kit prepared by mixing with a solvent at the time of use to prepare the curing liquid. It doesn't matter if you do.
The powder material for three-dimensional modeling and the curing liquid in the three-dimensional modeling kit of the present invention are the same as those described in the method for producing a three-dimensional model and the apparatus for producing a three-dimensional model of the present invention.

本発明の立体造形用キットは、各種の成形物、構造物の製造に好適に用いることができ、後述する本発明の立体造形物の製造方法、本発明の立体造形物の製造装置、及び本発明で得られる立体造形物に特に好適に用いることができる。
本発明の立体造形用キットを用いて構造物を製造すると、前記立体造形用粉末材料に前記硬化液を作用させ、必要に応じて乾燥するだけで、複雑な立体形状を有する構造物を簡便かつ効率良くしかも寸法精度良く製造することができる。こうして得られた構造物は、充分な硬度を有する硬化物(立体造形物)であり、手で持ったり、型に出し入れしたり、エアーブロー処理を行って余分な前記立体造形用粉末材料を除去したりしても、型崩れを生じることがなく、取扱性、ハンドリング性に優れる。前記硬化物は、そのまま使用してもよいし、焼結用硬化物として更に焼結処理を施して成形物(立体造形物の焼結体)としてもよい。そして、前記焼結処理を施した場合において、焼結後の該成形物において不要な空隙等が生じることがなく、美麗な外観の成形物が容易に得られる。
The three-dimensional modeling kit of the present invention can be suitably used for producing various molded products and structures, and the method for producing a three-dimensional object of the present invention described later, the apparatus for producing a three-dimensional object of the present invention, and the present invention. It can be particularly preferably used for the three-dimensional model obtained by the invention.
When a structure is manufactured using the three-dimensional modeling kit of the present invention, the cured liquid is allowed to act on the three-dimensional modeling powder material, and if necessary, it is simply dried to easily produce a structure having a complicated three-dimensional shape. It can be manufactured efficiently and with high dimensional accuracy. The structure thus obtained is a cured product (three-dimensional model) having sufficient hardness, and the excess powder material for three-dimensional modeling is removed by holding it by hand, putting it in and out of a mold, or performing an air blow treatment. Even if it does, it does not lose its shape and is excellent in handleability and handleability. The cured product may be used as it is, or may be further subjected to a sintering treatment as a cured product for sintering to obtain a molded product (sintered product of a three-dimensional molded product). Then, when the sintering treatment is performed, unnecessary voids and the like are not generated in the molded product after sintering, and a molded product having a beautiful appearance can be easily obtained.

<立体造形物>
本発明で得られる立体造形物は、本発明の前記立体造形用粉末材料に本発明の前記硬化液を付与させて得られた硬化物、及び、本発明の前記立体造形用キットを用い、前記立体造形用キットにおける前記立体造形用粉末材料に前記硬化液を付与させて得られた硬化物のいずれかであって、焼結前駆体、グリーン体等の焼結前の造形物、焼結体、成形体等の焼結後の造形物などである。
<Three-dimensional model>
The three-dimensional molded product obtained by the present invention uses the cured product obtained by applying the curing liquid of the present invention to the powder material for three-dimensional molding of the present invention, and the three-dimensional molding kit of the present invention. Any of the cured products obtained by applying the curing liquid to the powder material for three-dimensional molding in the three-dimensional molding kit, which is a pre-sintered model such as a sintered precursor or a green body, or a sintered body. , A molded product after sintering such as a molded product.

前記立体造形物は、前記立体造形用粉末材料に前記硬化液を付与しただけで得られたものであるが、充分な強度を有する。前記立体造形物においては、前記基材が密に(高充填率で)存在し、前記有機材料は前記基材同士の周囲に極僅かだけ存在するため、その後に焼結等して成形物(焼結体)を得たとき、接着剤等を用いた従来の粉末乃至粒子の硬化物とは異なり、有機物成分の揮発(脱脂)量が少なくできるため、不要な空隙(脱脂痕)等は存在せず、外観の美麗な成形物(焼結体)が得られる。
前記立体造形物の強度としては、例えば、表面を擦っても型崩れ等が生じることがない程度であり、ノズル口径2mm、エアー圧力0.4MPaのエアーガンを用いて、距離5cmよりエアーブロー処理をしても割れ等が生じることがない程度である。
The three-dimensional model is obtained only by applying the curing liquid to the powder material for three-dimensional modeling, but has sufficient strength. In the three-dimensional model, the base material is densely present (at a high filling rate), and the organic material is present in a very small amount around the base materials. When a sintered body) is obtained, unlike conventional cured powders or particles using an adhesive or the like, the amount of volatilization (solvent degreasing) of organic components can be reduced, so unnecessary voids (solvent degreasing marks) are present. A molded product (sintered body) with a beautiful appearance can be obtained without this.
The strength of the three-dimensional model is such that it does not lose its shape even if the surface is rubbed, and an air blow process is performed from a distance of 5 cm using an air gun having a nozzle diameter of 2 mm and an air pressure of 0.4 MPa. Even if it does, cracks and the like do not occur.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

−立体造形用粉末材料1の調製−
−−コート液1の調製−−
表1に示すように、前記非水系の第1の樹脂(表1において「No.1」)としてポリビニルブチラール(株式会社積水化学工業株式会社製、BM−5)6質量部に、トルエン114質量部を混合し、ウォーターバス中で50℃に加熱しながら、スリーワンモーター(新東科学株式会社製、BL600)を用いて1時間攪拌し、前記ポリビニルブチラールを前記有機溶剤(トルエン)に溶解させ、5質量%のポリビニルブチラール溶解液120質量部を調製した。こうして得られた調製液をコート液1とした。
なお、前記ポリビニルブチラールの4質量%(w/w%)溶液の20℃における粘度を粘度計(ブルックフィールド社製回転粘度計、DV−E VISCOMETER HADVE115型)を用いて測定したところ、5.0mPa・s〜6.0mPa・sであった。
-Preparation of powder material 1 for three-dimensional modeling-
--Preparation of coating liquid 1 ---
As shown in Table 1, as the non-aqueous first resin (“No. 1” in Table 1), 6 parts by mass of polyvinyl butyral (manufactured by Sekisui Chemical Industry Co., Ltd., BM-5) and 114 mass of toluene. The parts were mixed and stirred for 1 hour using a three-one motor (BL600, manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.) while heating to 50 ° C. in a water bath to dissolve the polyvinyl butyral in the organic solvent (toluene). 120 parts by mass of a 5 mass% polyvinyl butyral solution was prepared. The prepared solution thus obtained was designated as a coating solution 1.
The viscosity of the 4% by mass (w / w%) solution of polyvinyl butyral at 20 ° C. was measured using a viscometer (Rotary viscometer manufactured by Brookfield, DV-E VISCOMETER HADVE115 type) and found to be 5.0 mPa. -S to 6.0 mPa · s.

−−コート液1の基材表面へのコーティング−− 次に、市販のコーティング装置(パウレック社製、MP−01)を用いて、前記基材(表1において「No.1」)としてAlSi10Mg(東洋アルミニウム株式会社製、Si10Mg30BB、体積平均粒径35μm)100質量部に対し、表1に示す被覆膜の平均厚み(nm)になるように、前記コート液1をコーティングした。このコーティングにおいては、途中で随時サンプリングを行い、前記コート液1の被覆膜の平均厚み(nm)と表面被覆率(%)とが表1に示す値となるように、コーティング時間及び間隔を適宜調節した。 コーティングが終了した後、アクリル樹脂性の樹脂微粒子(綜研化学株式会社製の、MP1451)をコーティング膜表面に表面被覆率が20%になるように加え、混合装置(シンマルエンタープライゼス社製、DYNO−MILL)で5分間100rpmで混合し、立体造形用粉末材料1を得た。なお、以下に、被覆膜の平均厚み(nm)及び表面被覆率(%)の測定方法、コーティング条件を示した。尚、樹脂微粒子を混合する前に被覆膜の平均厚み(nm)及び表面被覆率(%)の測定を実施した。 --Coating of the coating liquid 1 on the surface of the substrate --- Next, using a commercially available coating device (MP-01 manufactured by Paulec), AlSi10Mg (“No. 1” in Table 1) was used as the substrate (“No. 1” in Table 1). The coating liquid 1 was coated on 100 parts by mass of Si10Mg30BB manufactured by Toyo Aluminum K.K., Ltd., volume average particle size 35 μm) so as to have the average thickness (nm) of the coating film shown in Table 1. In this coating, sampling is performed at any time during the process, and the coating time and interval are set so that the average thickness (nm) and surface coverage (%) of the coating film of the coating liquid 1 become the values shown in Table 1. Adjusted appropriately. After the coating is completed, acrylic resin fine particles (MP1451 manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) are added to the surface of the coating film so that the surface coverage is 20%, and a mixing device (Symmal Enterprises Co., Ltd., DYNO) is added. -MILL) was mixed at 100 rpm for 5 minutes to obtain a powder material 1 for three-dimensional modeling. The methods for measuring the average thickness (nm) and surface coverage (%) of the coating film and the coating conditions are shown below. The average thickness (nm) and surface coverage (%) of the coating film were measured before mixing the resin fine particles.

<被覆膜の平均厚み>
被覆膜の平均厚みは、前記立体造形用粉末材料1の表面をエメリー紙で研磨を行った後、トルエンを含ませた布で表面を軽く磨き被覆樹脂を溶解し、観察用サンプルを作製した。次に、電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM)にて表面に露出した、基材部と被覆樹脂との境界部を観察し、境界部位を被覆厚みとして測定した。測定箇所10箇所の平均値を求め、これを被覆膜の平均厚みとした。
<Average thickness of coating film>
The average thickness of the coating film was determined by polishing the surface of the three-dimensional modeling powder material 1 with emery paper and then lightly polishing the surface with a cloth containing toluene to dissolve the coating resin to prepare an observation sample. .. Next, the boundary portion between the base material portion and the coating resin exposed on the surface was observed with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM), and the boundary portion was measured as the coating thickness. The average value of 10 measurement points was obtained, and this was used as the average thickness of the coating film.

<表面被覆率>
電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM)を用い、前記立体造形用粉末材料1が10個程度画面内に収まる視野設定にて、下記条件で反射電子像(ESB)を撮影し、ImageJソフトにより画像処理にて2値化を実施した。黒色部が被覆部、白色部が基材部とし、1粒子中の黒色部面積/(黒色部面積+白色部面積)×100でを求めた。10粒子の測定を行い、その平均値を表面被覆率(%)とした。
−SEM観察条件−
・Signal:ESB(反射電子像)
・EHT:0.80kV
・ESB Grid:700V
・WD:3.0mm
・Aperture Size:30.00μm
・コントラスト:80%
・倍率:画面横方向に10個程度収まるようにサンプル毎に設定
<Surface coverage>
Using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM), take a reflected electron image (ESB) under the following conditions with a visual field setting in which about 10 powder materials 1 for three-dimensional modeling fit within the screen, and use ImageJ software. Binarization was performed by image processing. The black part was the coating part and the white part was the base material part, and the area of the black part / (area of the black part + area of the white part) × 100 in one particle was determined. 10 particles were measured, and the average value was taken as the surface coverage (%).
-SEM observation conditions-
-Signal: ESB (reflected electron image)
・ EHT: 0.80kV
・ ESB Grid: 700V
・ WD: 3.0 mm
・ Aperture Size: 30.00 μm
・ Contrast: 80%
・ Magnification: Set for each sample so that about 10 pieces fit in the horizontal direction of the screen

<コーティング条件>
・スプレー設定
ノズル型式 970
ノズル口径 1.2mm
コート液吐出圧力 4.7Pa・s
コート液吐出速度 3g/min
アトマイズ空気量 50NL/min
・ローター設定
ローター型式 M−1
回転速度 60rpm
回転数 400%
・気流設定
給気温度 80℃
給気風量 0.8m/min
バグフィルター払落し圧 0.2MPa
バグフィルター払落し時間 0.3秒間
バグフィルターインターバル 5秒間
・コーティング時間
40分間
<Coating conditions>
・ Spray setting Nozzle model 970
Nozzle diameter 1.2 mm
Coating liquid discharge pressure 4.7 Pa · s
Coat liquid discharge speed 3 g / min
Atomize air volume 50NL / min
・ Rotor setting Rotor model M-1
Rotation speed 60 rpm
Rotation speed 400%
・ Airflow setting Air supply temperature 80 ℃
Air supply air volume 0.8m 3 / min
Bag filter removal pressure 0.2 MPa
Bag filter removal time 0.3 seconds Bag filter interval 5 seconds, coating time 40 minutes

得られた立体造形用粉末材料1について、市販の粒径測定装置(日機装株式会社製、マイクロトラックHRA)を用いて体積平均粒径を測定したところ、35μmであった。 The volume average particle size of the obtained three-dimensional modeling powder material 1 was measured using a commercially available particle size measuring device (Microtrac HRA manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) and found to be 35 μm.

<残炭素量Wの測定>
立体造形用粉末材料1を、公知の真空脱脂炉を用いて下記条件で加熱を行い、加熱後の立体造形用粉末材料1を得た。
・加熱温度:450℃
・加熱時間:2時間
・加熱環境:10−2Pa以下の真空下
・昇温速度:200℃/h
得られた前記加熱後の立体造形用粉末材料1の残炭素量Wを、堀場製作所社製の固体中炭素分析装置(EMIA−STEP)を使用し、以下の条件で測定した。
パージ時間:0秒、積算待ち時間:5秒、積算時間:60秒
コンパレータレベル:1.0% コンパレータ待ち時間:15秒
設定温度:1350℃ 時間:1500秒
試料重量:0.1g
助燃剤:スズ 0.5g
なお、基材としてTiを用いた場合は、助燃剤として、純鉄0.5g、タングステン1.5g、スズ0.3gを用いた。
<最小着火エネルギー>
立体造形用粉末材料1の最小着火エネルギーを、吹上式粉塵爆発試験装置(DES−10)及び着火エネルギー装置(MIES−1)を使用し、以下の方法で測定した。
(1)吹上式粉塵爆発試験装置の試料皿に濃度に見合った量の試料を均等に乗せる。
(2)1.3リットル圧力タンク内に50kPaのコンプレッサエアーを溜め、電磁弁によってガラス円筒内に開放し粉じん雲を形成する。
(3)着火エネルギーはコンデンサの選択及び印加電圧調整によって変更する。
(4)電磁弁の開放から0.1秒遅れて放電電極にエネルギーが与えられる。
(5)着火の判定は、放電電極の上部100mmに記す着火目印線を火炎が越えた場合とする。
(6)測定濃度は3濃度以上とし、最小の着火エネルギーを求める。1濃度及び1エネルギーで10回測定し着火が認められない場合、その濃度及びエネルギーでは着火なしと判断する。
<Measurement of residual carbon amount W>
The powder material 1 for three-dimensional modeling was heated using a known vacuum degreasing furnace under the following conditions to obtain the powder material 1 for three-dimensional modeling after heating.
・ Heating temperature: 450 ℃
・ Heating time: 2 hours ・ Heating environment: 10-2 Pa or less under vacuum ・ Heating rate: 200 ° C / h
The residual carbon amount W of the obtained powder material 1 for three-dimensional modeling after heating was measured under the following conditions using a solid carbon analyzer (EMIA-STEP) manufactured by Horiba Seisakusho Co., Ltd.
Purge time: 0 seconds, integration waiting time: 5 seconds, integration time: 60 seconds Comparator level: 1.0% Comparator waiting time: 15 seconds Set temperature: 1350 ° C. Time: 1500 seconds Sample weight: 0.1 g
Flame retardant: tin 0.5g
When Ti was used as the base material, 0.5 g of pure iron, 1.5 g of tungsten, and 0.3 g of tin were used as the combustion improver.
<Minimum ignition energy>
The minimum ignition energy of the three-dimensional modeling powder material 1 was measured by the following method using a blow-up type dust explosion test device (DES-10) and an ignition energy device (MIES-1).
(1) Place an amount of sample corresponding to the concentration evenly on the sample dish of the blow-up type dust explosion tester.
(2) 50 kPa of compressor air is stored in a 1.3 liter pressure tank and opened in a glass cylinder by a solenoid valve to form a dust cloud.
(3) The ignition energy is changed by selecting a capacitor and adjusting the applied voltage.
(4) Energy is applied to the discharge electrode 0.1 seconds after the solenoid valve is opened.
(5) Ignition is determined when the flame crosses the ignition mark line marked 100 mm above the discharge electrode.
(6) The measured concentration is 3 or more, and the minimum ignition energy is obtained. If ignition is not observed after measuring 10 times at 1 concentration and 1 energy, it is judged that there is no ignition at that concentration and energy.

[評価基準]
○・・・着火エネルギーが100mJ以上(静電気による着火危険性は低い)
△・・・30mJ以上100mJ以下(容器や設置の対策が必要であり、より安全性を高めるために不活性ガスを使うことが必要)
×・・・30mJ以下(不活性ガスによる爆発抑制や帯電防止対策など厳重な管理が必要)
[Evaluation criteria]
○ ・ ・ ・ Ignition energy is 100mJ or more (the risk of ignition due to static electricity is low)
△ ・ ・ ・ 30mJ or more and 100mJ or less (Containers and installation measures are required, and it is necessary to use an inert gas to further improve safety)
× ・ ・ ・ 30 mJ or less (strict control such as explosion suppression by inert gas and antistatic measures is required)

−硬化液1の調製−
ジメチルスルホキシド97質量部と、粘度調整としてアクリル樹脂(共栄社化学製、商品名:KC1700P)3質量部を、ホモミキサーを用いて10分間分散し、硬化液1(表1において「No.1」)を調製した。
-Preparation of curing solution 1-
97 parts by mass of dimethyl sulfoxide and 3 parts by mass of acrylic resin (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., trade name: KC1700P) were dispersed for 10 minutes using a homomixer, and the curing solution 1 (“No. 1” in Table 1). Was prepared.

(実施例1)
得られた前記立体造形用粉末材料1と、前記硬化液1とを用い、サイズ(長さ70mm×巾12mm)の形状印刷パターンにより、立体造形物1を以下のようにして製造した。
(Example 1)
Using the obtained powder material 1 for three-dimensional modeling and the curing liquid 1, the three-dimensional model 1 was manufactured as follows by a shape printing pattern of a size (length 70 mm × width 12 mm).

1)まず、図1に示したような公知の粉末積層造形装置を用いて、供給側粉末貯留槽から造形側粉末貯留槽に前記立体造形用粉末材料1を移送させ、前記支持体上に平均厚みが100μmの立体造形用粉末材料1による薄層を形成した。 1) First, the powder material 1 for three-dimensional modeling is transferred from the supply-side powder storage tank to the modeling-side powder storage tank using a known powder laminating modeling device as shown in FIG. 1, and averaged onto the support. A thin layer made of the three-dimensional modeling powder material 1 having a thickness of 100 μm was formed.

2)次に、形成した立体造形用粉末材料1による薄層の表面に、前記硬化液1を、公知のインクジェット吐出ヘッドのノズルから付与(吐出)し、粉末材料層を硬化させた。 2) Next, the curing liquid 1 was applied (discharged) from a nozzle of a known inkjet ejection head to the surface of the formed thin layer made of the three-dimensional modeling powder material 1 to cure the powder material layer.

3)次に、前記1)及び前記2)の操作を所定の3mmの総平均厚みになるまで繰返し、硬化した前記立体造形用粉末材料1による薄層を順次積層していき、乾燥機を用いて、50℃で4時間、次いで100℃にて10時間維持し、乾燥工程を行い、立体造形物1を得た。
乾燥後の立体造形物1に対し、エアーブローにより余分な前記立体造形用粉末材料1を除去した。
3) Next, the operations 1) and 2) are repeated until a predetermined total average thickness of 3 mm is obtained, and the cured thin layers of the three-dimensional modeling powder material 1 are sequentially laminated, and a dryer is used. Then, it was maintained at 50 ° C. for 4 hours and then at 100 ° C. for 10 hours, and a drying step was carried out to obtain a three-dimensional model 1.
The excess powder material 1 for three-dimensional modeling was removed from the three-dimensional model 1 after drying by air blowing.

次に、「立体造形物(焼結前)の強度(硬度)」、「寸法精度、「焼結体密度」を以下の評価基準にて評価した。その結果を表2に示した。 Next, "strength (hardness) of the three-dimensional model (before sintering)", "dimensional accuracy", and "sintered body density" were evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 2.

<立体造形物(焼結前)の強度(硬度)>
◎・・・立体造形物が充分に硬化しており、容易には壊れない状態
○・・・立体造形物について強いエアーブロー(0.6MPa、50mm、1分間)を行っても、不要な立体造形用粉末材料のみが除去され、該立体造形物自体はその形状を維持している状態
△・・・積層した粉末材料層内から立体造形物を取り出すことが可能であり、エアーブロー圧の調整又は、刷毛を使用することで、不要な立体造形用粉末材料を取り出すことが可能であり、該立体造形物は形状を維持可能な状態
×・・・立体造形用粉末材料が充分に硬化しておらず、積層した粉末材料層内から立体造形物を取り出すことができず、取り出すと所定の形状を維持することができない状態
<Strength (hardness) of three-dimensional model (before sintering)>
◎ ・ ・ ・ The three-dimensional object is sufficiently hardened and does not break easily. ○ ・ ・ ・ The three-dimensional object is unnecessary even if a strong air blow (0.6 MPa, 50 mm, 1 minute) is performed. Only the powder material for modeling is removed, and the three-dimensional model itself maintains its shape. Δ ... The three-dimensional model can be taken out from the laminated powder material layer, and the air blow pressure can be adjusted. Alternatively, by using a brush, it is possible to take out an unnecessary powder material for three-dimensional modeling, and the three-dimensional modeled object is in a state where the shape can be maintained. × ・ ・ ・ The powder material for three-dimensional modeling is sufficiently cured. Therefore, the three-dimensional model cannot be taken out from the laminated powder material layer, and when it is taken out, the predetermined shape cannot be maintained.

4)上記3)で得られた立体造形物1について、乾燥機を用いて、窒素雰囲気下、450℃まで2時間をかけて昇温し、次いで450℃に2時間維持して脱脂工程を行い、更に焼結炉内で真空条件、600℃で焼結処理を行った。その結果、表面が美麗な立体造形物1(焼結体)が得られた。この立体造形物1は完全に一体化されたアルミニウム構造物(金属塊)であり、硬質の床(コンクリート)に叩きつけても全く破損等が生じなかった。 4) The three-dimensional model 1 obtained in 3) above was heated to 450 ° C. over 2 hours in a nitrogen atmosphere using a dryer, and then maintained at 450 ° C. for 2 hours to perform a degreasing step. Further, the sintering process was performed in a sintering furnace under vacuum conditions at 600 ° C. As a result, a three-dimensional model 1 (sintered body) having a beautiful surface was obtained. This three-dimensional model 1 is a completely integrated aluminum structure (metal block), and even if it is struck against a hard floor (concrete), it is not damaged at all.

<寸法精度>
◎・・・立体造形物の表面が滑らかで美麗であり、反りも生じていない状態
○・・・立体造形物の表面状態は良好であるが、僅かに反りが生じている状態
△・・・立体造形物の表面に若干の歪みと凹凸が生じている状態
×・・・立体造形物の表面に歪みが生じており、表面を観察すると、前記基材と前記有機材料との偏在が認められる状態
<Dimensional accuracy>
◎ ・ ・ ・ The surface of the three-dimensional model is smooth and beautiful, and there is no warpage ○ ・ ・ ・ The surface condition of the three-dimensional model is good, but there is slight warpage △ ・ ・ ・A state in which the surface of the three-dimensional model is slightly distorted and uneven. × ・ ・ ・ The surface of the three-dimensional object is distorted, and when the surface is observed, uneven distribution of the base material and the organic material is observed. State

<焼結体密度>
前記焼結体を真空下で油含浸処理を施した後,アルキメデス法により密度を測定し、以下の評価基準に基づいて評価した。
<Sintered body density>
After the sintered body was impregnated with oil under vacuum, the density was measured by the Archimedes method and evaluated based on the following evaluation criteria.

[評価基準]
◎・・・密度90%以上
○・・・密度80%以上90%未満
△・・・密度70%以上80%未満
×・・・密度70%以下
[Evaluation criteria]
◎ ・ ・ ・ Density 90% or more ○ ・ ・ ・ Density 80% or more and less than 90% △ ・ ・ ・ Density 70% or more and less than 80% × ・ ・ ・ Density 70% or less

(実施例2)
実施例1において、基材の種類をチタンに変更した立体造形用粉末材料2を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物2を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 2)
In Example 1, a three-dimensional model 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the powder material 2 for three-dimensional modeling was prepared in which the type of the base material was changed to titanium, and the same evaluation as in Example 1 was performed. went. The results are shown in Table 2.

(実施例3)
実施例1において、硬化液の溶媒の種類を酢酸ブチル(三協化学株式会社製)に変更した硬化液2を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物3を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 3)
In Example 1, a three-dimensional model 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the curing solution 2 was prepared by changing the solvent type of the curing solution to butyl acetate (manufactured by Sankyo Chemical Co., Ltd.). The same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例4)
実施例1において、硬化液の溶媒の種類をアセトン(林純薬工業社製)に変更した硬化液3を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物4を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 4)
In Example 1, a three-dimensional model 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that the curing liquid 3 was prepared by changing the solvent type of the curing liquid to acetone (manufactured by Hayashi Junyaku Kogyo Co., Ltd.). The same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例5)
実施例1において、前記非水系の第1の樹脂をKC−500(アクリル、共栄社化学製)に変更した立体造形用粉末材料3を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物5を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 5)
In Example 1, a three-dimensional model was prepared in the same manner as in Example 1 except that the powder material 3 for three-dimensional modeling was prepared by changing the non-aqueous first resin to KC-500 (acrylic, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.). 5 was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(実施例6)
実施例1において、前記非水系の第1の樹脂をTZ9515(アクリルポリオール、東栄化成社製)に変更した立体造形用粉末材料4を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物6を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 6)
In Example 1, the three-dimensional modeled product was prepared in the same manner as in Example 1 except that the powder material 4 for three-dimensional modeling was prepared by changing the non-aqueous first resin to TZ9515 (acrylic polyol, manufactured by Toei Kasei Co., Ltd.). 6 was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(実施例7)
実施例1において、前記非水系の第1の樹脂をUE−3380(エステル、ユニチカ社製)に変更した立体造形用粉末材料5を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物7を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 7)
In Example 1, a three-dimensional model was prepared in the same manner as in Example 1 except that the powder material 5 for three-dimensional modeling was prepared in which the non-aqueous first resin was changed to UE-3380 (ester, manufactured by Unitica). 7 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(実施例8)
実施例1において、前記非水系の第1の樹脂をKS−1(ポリビニルアセタール、積水化学工業社製)に変更した立体造形用粉末材料6を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物8を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 8)
In Example 1, the same as in Example 1 except that the powder material 6 for three-dimensional modeling was prepared by changing the non-aqueous first resin to KS-1 (polyvinyl acetal, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.). The three-dimensional model 8 was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(実施例9)
実施例1において、樹脂微粒子の種類をFS−107(アクリルの官能基にNH2基付与、日本ペイント・インダストリアルコーティングス社製)に変更した立体造形用粉末材料7を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物9を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 9)
In Example 1, except that the powder material 7 for three-dimensional modeling was prepared in which the type of the resin fine particles was changed to FS-107 ( 2 NHs added to the functional group of acrylic, manufactured by Nippon Paint Industrial Coatings Co., Ltd.). A three-dimensional model 9 was manufactured in the same manner as in 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例10)
実施例1において、樹脂微粒子の種類をFS−102(スチレンアクリル、日本ペイント・インダストリアルコーティングス社製)に変更した立体造形用粉末材料8を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物10を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 10)
In Example 1, a three-dimensional shape was prepared in the same manner as in Example 1, except that the powder material 8 for three-dimensional modeling was prepared in which the type of resin fine particles was changed to FS-102 (styrene acrylic, manufactured by Nippon Paint Industrial Coatings). The model 10 was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(実施例11)
実施例1において、表面被覆率が3%になるように樹脂微粒子を入れ立体造形用粉末材料9を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物11を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 11)
In Example 1, the three-dimensional model 11 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the powder material 9 for three-dimensional modeling was prepared by adding resin fine particles so that the surface coverage was 3%. The same evaluation as was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例12)
実施例1において、表面被覆率が5%になるように樹脂微粒子を入れ立体造形用粉末材料10を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物12を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 12)
In Example 1, the three-dimensional model 12 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the powder material 10 for three-dimensional modeling was prepared by adding resin fine particles so that the surface coverage was 5%. The same evaluation as was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例13)
実施例1において、表面被覆率が2%になるように樹脂微粒子を入れ立体造形用粉末材料11を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物13を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 13)
In Example 1, the three-dimensional model 13 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the powder material 11 for three-dimensional modeling was prepared by adding resin fine particles so that the surface coverage was 2%. The same evaluation as was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例14)
実施例1において、表面被覆率が50%になるように樹脂微粒子を入れ立体造形用粉末材料12を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物14を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 14)
In Example 1, a three-dimensional model 14 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that resin fine particles were added so that the surface coverage was 50% to prepare a powder material 12 for three-dimensional modeling. The same evaluation as was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例15)
実施例1において、被覆膜の形成時間を2分間に変更して調整することにより、表1に示す被覆膜の平均厚み(nm)を有する立体造形用粉末材料13を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物15を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 15)
In Example 1, except that the three-dimensional modeling powder material 13 having the average thickness (nm) of the coating film shown in Table 1 was prepared by adjusting the formation time of the coating film by changing it to 2 minutes. The three-dimensional model 15 was manufactured in the same manner as in Example 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例16)
実施例1において、コート時間を4分間に変更して調整することにより、表1に示す被覆膜の平均厚み(nm)を有する立体造形用粉末材料14を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物16を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 16)
In Example 1, the coating time was changed to 4 minutes and adjusted, except that the powder material 14 for three-dimensional modeling having the average thickness (nm) of the coating film shown in Table 1 was prepared, as in Example 1. In the same manner, the three-dimensional model 16 was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(実施例17)
実施例1において、コート時間を200分間に変更して調整することにより、表1に示す被覆膜の平均厚み(nm)を有する立体造形用粉末材料15を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物17を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 17)
In Example 1, the coating time was changed to 200 minutes and adjusted, except that the powder material 15 for three-dimensional modeling having the average thickness (nm) of the coating film shown in Table 1 was prepared, as in Example 1. In the same manner, the three-dimensional model 17 was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(実施例18)
実施例1において、コート時間を240分間に変更して調整することにより、表1に示す被覆膜の平均厚み(nm)を有する立体造形用粉末材料16を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物18を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 18)
In Example 1, the coating time was changed to 240 minutes and adjusted, except that the powder material 16 for three-dimensional modeling having the average thickness (nm) of the coating film shown in Table 1 was prepared, as in Example 1. In the same manner, the three-dimensional model 18 was manufactured, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例19)
実施例1において、コート時間を320分間に変更して調整することにより、表1に示す被覆膜の平均厚み(nm)を有する立体造形用粉末材料17を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物19を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 19)
In Example 1, the coating time was changed to 320 minutes and adjusted, except that the powder material 17 for three-dimensional modeling having the average thickness (nm) of the coating film shown in Table 1 was prepared, as in Example 1. In the same manner, the three-dimensional model 19 was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(実施例20)
実施例1において、コート時間を360分間に変更して調整することにより、表1に示す被覆膜の平均厚み(nm)を有する立体造形用粉末材料18を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物15を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 20)
In Example 1, the coating time was changed to 360 minutes and adjusted, except that the powder material 18 for three-dimensional modeling having the average thickness (nm) of the coating film shown in Table 1 was prepared, as in Example 1. In the same manner, the three-dimensional model 15 was manufactured, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例21)
実施例1において、コート液流量を15g/minに変更して早くすることで、被覆膜の塗りムラを増加させ調整することにより、表1に示す樹脂の表面被覆率を有する立体造形用粉末材料19を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物21を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 21)
In Example 1, the coating liquid flow rate was changed to 15 g / min to increase the coating unevenness of the coating film, and by adjusting the coating liquid flow rate, the three-dimensional modeling powder having the surface coverage of the resin shown in Table 1 was obtained. A three-dimensional model 21 was produced in the same manner as in Example 1 except that the material 19 was prepared, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例22)
実施例1において、コート液流量を13g/minに変更して早くすることで、被覆膜の塗りムラを増加させ調整することにより、表1に示す樹脂の表面被覆率を有する立体造形用粉末材料20を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物22を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 22)
In Example 1, the coating liquid flow rate was changed to 13 g / min to increase the coating unevenness of the coating film, and by adjusting the coating liquid flow rate, the three-dimensional modeling powder having the surface coverage of the resin shown in Table 1 was obtained. A three-dimensional model 22 was produced in the same manner as in Example 1 except that the material 20 was prepared, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例23)
実施例1において、使用するAlSi10Mgを#795目開きの篩により分級し、表1に示す基材の体積平均粒径、及び体積粒径10μm以下の粒子割合である立体造形用粉末材料21を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物23を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 23)
In Example 1, AlSi10Mg to be used is classified by a sieve having a # 795 mesh, and a powder material 21 for three-dimensional modeling having a volume average particle diameter of the base material shown in Table 1 and a particle ratio of 10 μm or less in volume particle size is prepared. A three-dimensional model 23 was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the above, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例24)
実施例1において、使用するAlSi10Mgを#795目開きの篩により分級し、表1に示す基材の体積平均粒径、及び体積粒径10μm以下の粒子割合である立体造形用粉末材料22を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物24を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 24)
In Example 1, AlSi10Mg to be used is classified by a # 795 mesh sieve to prepare a powder material 22 for three-dimensional modeling having a volume average particle size of the base material shown in Table 1 and a particle ratio of 10 μm or less. A three-dimensional model 24 was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the above, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例25)
実施例1において、使用するAlSi10Mgの体積平均粒径を8μmとし立体造形用粉末材料23を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物25を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 25)
In Example 1, the three-dimensional model 25 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the volume average particle diameter of AlSi10Mg used was 8 μm and the powder material 23 for three-dimensional modeling was prepared. Evaluation was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例26)
実施例1において、使用するAlSi10Mgの体積平均粒径を50μmとし立体造形用粉末材料24を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物26を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 26)
In Example 1, the three-dimensional model 26 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the volume average particle diameter of AlSi10Mg used was 50 μm and the powder material 24 for three-dimensional modeling was prepared. Evaluation was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例27)
実施例1において、使用するAlSi10Mgの体積平均粒径を60μmとし立体造形用粉末材料25を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物27を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 27)
In Example 1, a three-dimensional model 27 was produced in the same manner as in Example 1 except that the volume average particle diameter of AlSi10Mg used was 60 μm and the powder material 25 for three-dimensional modeling was prepared. Evaluation was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例28)
実施例1において、使用するAlSi10Mgの体積平均粒径を80μmとし立体造形用粉末材料26を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物28を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 28)
In Example 1, a three-dimensional model 28 was produced in the same manner as in Example 1 except that the volume average particle diameter of AlSi10Mg used was 80 μm and the powder material 26 for three-dimensional modeling was prepared. Evaluation was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例29)
実施例1において、使用するAlSi10Mgの体積平均粒径を90μmとし立体造形用粉末材料27を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物29を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 29)
In Example 1, a three-dimensional model 29 was produced in the same manner as in Example 1 except that the volume average particle diameter of AlSi10Mg used was 90 μm and the powder material 27 for three-dimensional modeling was prepared. Evaluation was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例30)
実施例1において、樹脂微粒子としてMX−80H3wT(アクリル、綜研化学株式会社製、体積平均粒径:500nm(気流分級で調製))を使用した以外は、実施例1と同様にして、立体造形用粉末材料28を作製し、実施例1と同様にして立体造形物30を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 30)
For three-dimensional modeling in the same manner as in Example 1 except that MX-80H3wT (acrylic, manufactured by Soken Kagaku Co., Ltd., volume average particle size: 500 nm (prepared by air flow classification)) was used as the resin fine particles in Example 1. A powder material 28 was produced, a three-dimensional model 30 was produced in the same manner as in Example 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例31)
実施例1において、樹脂微粒子としてMX−80H3wT(アクリル、綜研化学株式会社製、体積平均粒径:600nm(気流分級で調製))を使用した以外は、実施例1と同様にして、立体造形用粉末材料29を作製し、実施例1と同様にして立体造形物31を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 31)
For three-dimensional modeling in the same manner as in Example 1 except that MX-80H3wT (acrylic, manufactured by Soken Kagaku Co., Ltd., volume average particle size: 600 nm (prepared by air flow classification)) was used as the resin fine particles in Example 1. A powder material 29 was produced, a three-dimensional model 31 was produced in the same manner as in Example 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例32)
実施例1において、樹脂微粒子としてMX−80H3wT(アクリル、綜研化学株式会社製、体積平均粒径:800nm(気流分級で調製))を使用した以外は、実施例1と同様にして、立体造形用粉末材料30を作製し、実施例1と同様にして立体造形物31を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 32)
For three-dimensional modeling in the same manner as in Example 1 except that MX-80H3wT (acrylic, manufactured by Soken Kagaku Co., Ltd., volume average particle size: 800 nm (prepared by air flow classification)) was used as the resin fine particles in Example 1. The powder material 30 was produced, the three-dimensional model 31 was produced in the same manner as in Example 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(比較例1)
実施例1において、前記非水系の第1の樹脂を基材にコーティングしなかった以外は、実施例1と同様にして、立体造形用粉末材料31を作製し、実施例1と同様にして立体造形物33を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a powder material 31 for three-dimensional modeling was produced in the same manner as in Example 1 except that the base material was not coated with the non-aqueous first resin, and three-dimensionally formed in the same manner as in Example 1. The model 33 was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(比較例2)
実施例1において、樹脂微粒子を被覆しなかった以外は、実施例1と同様にして、立体造形用粉末材料32を作製し、実施例1と同様にして立体造形物34を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 2)
In Example 1, a powder material 32 for three-dimensional modeling was produced in the same manner as in Example 1 except that the resin fine particles were not coated, and a three-dimensional model 34 was produced in the same manner as in Example 1. The same evaluation as in 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(比較例3)
実施例1において、前記非水系の第1の樹脂をTH−500(ポリ塩化ビニル、太陽塩ビ社製、TG−DTAによる400℃に加熱後の重量減少量:50%、550℃に加熱後の炭素残渣:有り)に変更した立体造形用粉末材料33を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物35を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 3)
In Example 1, the weight loss after heating the non-aqueous first resin to TH-500 (polyvinyl chloride, manufactured by Taiyo PVC Co., Ltd., TG-DTA at 400 ° C.): 50%, after heating to 550 ° C. A three-dimensional model 35 was produced in the same manner as in Example 1 except that the powder material 33 for three-dimensional modeling was changed to (carbon residue: present), and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(比較例4)
実施例1において、樹脂微粒子の種類をエポスターSS(メラミン、日本触媒社製、TG−DTAによる400℃に加熱後の重量減少量:70%、550℃に加熱後の炭素残渣:有り)に変更した立体造形用粉末材料34を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物36を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 4)
In Example 1, the type of resin fine particles was changed to Epostal SS (melamine, manufactured by Nippon Catalyst Co., Ltd., weight loss after heating to 400 ° C. by TG-DTA: 70%, carbon residue after heating to 550 ° C.: Yes). A three-dimensional model 36 was produced in the same manner as in Example 1 except that the powder material 34 for three-dimensional modeling was prepared, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

(比較例5)
実施例1において、前記非水系の第1の樹脂をDF−05(アクリル、日本酢ビ・ポバール社製、TG−DTAによる400℃に加熱後の重量減少量:90%、550℃に加熱後の炭素残渣:有り)を使用し立体造形用粉末材料35を調製し、溶媒種を精製水に変更し硬化液4を調製した以外は、実施例1と同様にして、立体造形物37を製造し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 5)
In Example 1, the weight loss after heating the first non-aqueous resin to 400 ° C. by DF-05 (acrylic, manufactured by Japan Vam & Poval Co., Ltd., TG-DTA: 90%) and after heating to 550 ° C. The three-dimensional model 37 was produced in the same manner as in Example 1 except that the powder material 35 for three-dimensional modeling was prepared using (with carbon residue: Yes), the solvent type was changed to purified water, and the curing solution 4 was prepared. Then, the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

なお、実施例及び比較例で用いた材料の詳細は以下の通りである。
−基材−
・AlSi10Mg:東洋アルミニウム株式会社製、商品名:Si10Mg30BB
・純Ti:大阪チタニウムテクノロジーズ社製、商品名:TILOP64−45
−非水系の第1の樹脂−
・ポリビニルブチラール:積水化学株式会社社製、商品名:BM−2
・アクリル樹脂:DIC株式会社社製、商品名:AU−7007
・エステル樹脂:DIC株式会社社製、商品名:タリスボンAH−420
・アクリルポリオール樹脂:東栄化成工業株式会社製、商品名:TZ9515
・ポリビニルアセタール樹脂:積水化学株式会社社製、商品名:KS−1
−第2の樹脂−
・アクリル樹脂:綜研化学株式会社製、商品名:MP−1451
・メラミン樹脂:株式会社日本触媒製、商品名:エポスターSS
・スチレンアクリル樹脂:日本ペイントインダストリアルコーティングス社製、商品名:FS−102
・アクリル樹脂(NH官能基):日本ペイントインダストリアルコーティングス社製、商品名:FS−107
The details of the materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.
-Base material-
-AlSi10Mg: manufactured by Toyo Aluminum K.K., trade name: Si10Mg30BB
-Pure Ti: Made by Osaka Titanium Technologies Co., Ltd., Product name: TILO P64-45
-Non-aqueous first resin-
-Polyvinyl butyral: manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., product name: BM-2
-Acrylic resin: manufactured by DIC Corporation, product name: AU-7007
-Ester resin: manufactured by DIC Corporation, product name: Talisbon AH-420
-Acrylic polyol resin: manufactured by Toei Kasei Kogyo Co., Ltd., product name: TZ9515
-Polyvinyl acetal resin: manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., product name: KS-1
-Second resin-
-Acrylic resin: manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., product name: MP-1451
・ Melamine resin: manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., product name: Epostal SS
-Styrene acrylic resin: manufactured by Nippon Paint Industrial Coatings, trade name: FS-102
-Acrylic resin (NH 2 functional group): manufactured by Nippon Paint Industrial Coatings, trade name: FS-107

表1及び表2より、基材として合金(AlSi10Mg)を用いた実施例1及び3〜32では、残炭素量W(mass%)が0.34未満であり、また、基材としてチタンを用いた実施例2では、0.2未満であった。これにより、実施例1から32では、「強度」、「寸法精度」、「焼結密度」及び「最小着火E」の評価結果が良好であった。 From Tables 1 and 2, in Examples 1 and 3 to 32 in which the alloy (AlSi10Mg) was used as the base material, the residual carbon amount W (mass%) was less than 0.34, and titanium was used as the base material. In Example 2, it was less than 0.2. As a result, in Examples 1 to 32, the evaluation results of "strength", "dimensional accuracy", "sintering density" and "minimum ignition E" were good.

本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 基材、樹脂及び樹脂微粒子を有し、
10−2Pa以下の真空化、450℃、2時間で加熱後の残炭素量W(mass%)が、下記式を満たすことを特徴とする立体造形用粉末材料である。
W(mass%)<0.9/M
(ただし、前記Mは、前記基材の比重を表す)
<2> 前記樹脂が非水系の第1の樹脂を含有し、
前記基材の表面を被覆する前記樹脂の被覆膜を有する、前記<1>に記載の立体造形用粉末材料である。
<3> 前記樹脂微粒子が第2の樹脂を含有し、
前記被覆膜上に前記樹脂微粒子を有する、前記<2>に記載の立体造形用粉末材料である。
<4> 前記被覆膜を有する基材の表面への前記樹脂微粒子の被覆率が3%以上である、前記<3>に記載の立体造形用粉末材料である。
<5> 前記樹脂微粒子の体積平均粒径が600nm以下である、前記<1>から<4>のいずれかに記載の立体造形用粉末材料である。
<6> 前記基材が、Al、Ti、及び銅の少なくともいずれかを含有する、前記<1>から<5>のいずれかに記載の立体造形用粉末材料である。
<7> 前記樹脂微粒子が、アクリル、スチレン、及びアミノの少なくともいずれかを含有する、前記<1>から<6>のいずれかに記載の立体造形用粉末材料である。
<8> 前記非水系の第1の樹脂が、アクリル、アクリルポリオール、ポリエステル、エポキシ、ポリオール、ウレタン、ポリエーテル、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、パラフィン・オレフィン、及びエチルセルロースの少なくともいずれかを含有し、
前記非水系の第1の樹脂が、水への溶解性が0.5(g/100g−HO)以下である、前記<2>から<7>のいずれかに記載の立体造形用粉末材料である。
<9> 前記被覆膜の平均厚みが、10nm以上800nm以下である、前記<2>から<8>のいずれかに記載の立体造形用粉末材料である。
<10> 前記被覆膜が前記基材を覆う表面被覆率が15%以上である、前記<2>から<9>のいずれかに記載の立体造形用粉末材料である。
<11> 前記基材の全量に対し体積平均粒径が10μm以下である前記基材の含有量が、1.5%以上である、前記<1>から<10>のいずれかに記載の立体造形用粉末材料である。
<12>前記立体造形用粉末材料の体積平均粒径が、2μm以上80μm以下である、前記<1>から<11>のいずれかに記載の立体造形用粉末材料である。
<13> 基材、樹脂及び樹脂微粒子を有し、
10−2Pa以下の真空化、450℃、2時間で加熱後の残炭素量W(mass%)が、下記式を満たす立体造形用粉末材料を用いて粉末材料層を形成する粉末材料層形成工程と、
前記粉末材料層に、硬化液を付与して硬化物を形成する硬化物形成工程と、を含む、ことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
W(mass%)<0.9/M
(ただし、前記Mは、前記基材の比重を表す)
<14> 前記樹脂が非水系の第1の樹脂を含有し、
前記立体造形用粉末材料が、前記基材の表面を被覆する前記樹脂の被覆膜を有する、前記<13>に記載の立体造形物の製造方法である。
<15> 前記樹脂微粒子が第2の樹脂を含有し、
前記立体造形用粉末材料が、前記被覆膜上に前記樹脂微粒子を有する、前記<14>に記載の立体造形物の製造方法である。
<16> 前記硬化液が有機溶媒であり、前記有機溶媒が、脂肪族化合物、芳香族化合物、ケトン、エステル、及びスルホキシドの少なくともいずれかを分子骨格中に含有する、前記<13>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> 前記樹脂微粒子が、前記硬化液で樹脂微粒子直径において1/4以上溶解する、前記<13>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> 前記硬化物形成工程の後に、更に、前記硬化物に焼結処理を行う焼結工程を更に含む、前記<13>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> 前記硬化物形成工程が、インクジェット法により前記硬化液を付与する、前記<13>から<18>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<20> 基材、樹脂及び樹脂微粒子を有し、
10−2Pa以下の真空化、450℃、2時間で加熱後の残炭素量W(mass%)が、下記式を満たす立体造形用粉末材料を用いて粉末材料層を形成する粉末材料層形成手段と、
前記粉末材料層に、硬化液を付与して硬化物を形成する硬化物形成手段と、を含む、ことを特徴とする立体造形物の製造装置である。
W(mass%)<0.9/M
(ただし、前記Mは、前記基材の比重を表す)
<21> 前記<1>から<12>のいずれかに記載の立体造形用粉末材料と、硬化剤を含有する硬化液とを含む、ことを特徴とする立体造形用キットである。
Aspects of the present invention are, for example, as follows.
<1> Has a base material, resin, and resin fine particles,
It is a powder material for three-dimensional modeling, characterized in that the residual carbon amount W (mass%) after vacuuming at 10-2 Pa or less and heating at 450 ° C. for 2 hours satisfies the following formula.
W (mass%) <0.9 / M
(However, the M represents the specific gravity of the base material)
<2> The resin contains a non-aqueous first resin.
The powder material for three-dimensional modeling according to <1>, which has a coating film of the resin that covers the surface of the base material.
<3> The resin fine particles contain a second resin,
The powder material for three-dimensional modeling according to <2>, which has the resin fine particles on the coating film.
<4> The powder material for three-dimensional modeling according to <3>, wherein the coating ratio of the resin fine particles on the surface of the base material having the coating film is 3% or more.
<5> The powder material for three-dimensional modeling according to any one of <1> to <4>, wherein the volume average particle diameter of the resin fine particles is 600 nm or less.
<6> The powder material for three-dimensional modeling according to any one of <1> to <5>, wherein the base material contains at least one of Al, Ti, and copper.
<7> The powder material for three-dimensional modeling according to any one of <1> to <6>, wherein the resin fine particles contain at least one of acrylic, styrene, and amino.
<8> The first non-aqueous resin is at least acrylic, acrylic polyol, polyester, epoxy, polyol, urethane, polyether, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, vinyl acetate, paraffin olefin, and ethyl cellulose. Contains either
The three-dimensional modeling powder according to any one of <2> to <7>, wherein the non-aqueous first resin has a solubility in water of 0.5 (g / 100 g-H 2 O) or less. It is a material.
<9> The powder material for three-dimensional modeling according to any one of <2> to <8>, wherein the average thickness of the coating film is 10 nm or more and 800 nm or less.
<10> The powder material for three-dimensional modeling according to any one of <2> to <9>, wherein the coating film covers the base material with a surface coverage of 15% or more.
<11> The solid according to any one of <1> to <10>, wherein the content of the base material having a volume average particle diameter of 10 μm or less with respect to the total amount of the base material is 1.5% or more. It is a powder material for modeling.
<12> The powder material for three-dimensional modeling according to any one of <1> to <11>, wherein the volume average particle diameter of the powder material for three-dimensional modeling is 2 μm or more and 80 μm or less.
<13> Has a base material, resin, and resin fine particles,
Forming a powder material layer using a powder material for three-dimensional modeling in which the residual carbon content W (mass%) after vacuuming at 10-2 Pa or less and heating at 450 ° C. for 2 hours satisfies the following formula. Process and
A method for producing a three-dimensional model, which comprises a cured product forming step of applying a curing liquid to the powder material layer to form a cured product.
W (mass%) <0.9 / M
(However, the M represents the specific gravity of the base material)
<14> The resin contains a non-aqueous first resin.
The method for producing a three-dimensional model according to <13>, wherein the three-dimensional modeling powder material has a coating film of the resin that covers the surface of the base material.
<15> The resin fine particles contain a second resin, and the resin fine particles contain a second resin.
The method for producing a three-dimensional model according to <14>, wherein the powder material for three-dimensional modeling has the resin fine particles on the coating film.
<16> The curing liquid is an organic solvent, and the organic solvent contains at least one of an aliphatic compound, an aromatic compound, a ketone, an ester, and a sulfoxide in the molecular skeleton, from <13> to <15. > Is the method for manufacturing a three-dimensional model according to any one of.
<17> The method for producing a three-dimensional model according to any one of <13> to <16>, wherein the resin fine particles are dissolved in the curing liquid by 1/4 or more in the diameter of the resin fine particles.
<18> The method for producing a three-dimensional model according to any one of <13> to <17>, further comprising a sintering step of performing a sintering process on the cured product after the cured product forming step. is there.
<19> The method for producing a three-dimensional model according to any one of <13> to <18>, wherein the cured product forming step applies the cured liquid by an inkjet method.
<20> Has a base material, resin, and resin fine particles,
Forming a powder material layer using a powder material for three-dimensional modeling in which the residual carbon content W (mass%) after vacuuming at 10-2 Pa or less and heating at 450 ° C. for 2 hours satisfies the following formula. Means and
An apparatus for producing a three-dimensional model, comprising: a cured product forming means for applying a curing liquid to the powder material layer to form a cured product.
W (mass%) <0.9 / M
(However, the M represents the specific gravity of the base material)
<21> A three-dimensional modeling kit comprising the powder material for three-dimensional modeling according to any one of <1> to <12> and a curing liquid containing a curing agent.

前記<1>から<12>のいずれかに記載の立体造形用粉末材料、前記<13>から<19>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法、前記<20>に記載の立体造形物の製造装置、及び前記<21>に記載の立体造形用キットによると、従来における前記本発明の目的を達成することができる。 The powder material for three-dimensional modeling according to any one of <1> to <12>, the method for producing a three-dimensional model according to any one of <13> to <19>, and the three-dimensional modeling according to <20>. According to the product manufacturing apparatus and the three-dimensional modeling kit described in <21>, the conventional object of the present invention can be achieved.

特開2000−328106号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-328106 特開2006−200030号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-200030 特開2003−48253号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-48253 特開2005−297325号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-297325 特許第5920498号公報Japanese Patent No. 5920498

Claims (21)

基材、樹脂及び樹脂微粒子を有し、
10−2Pa以下の真空化、450℃、2時間で加熱後の残炭素量W(mass%)が、下記式を満たすことを特徴とする立体造形用粉末材料。
W(mass%)<0.9/M
(ただし、前記Mは、前記基材の比重を表す)
It has a base material, resin and resin fine particles,
A powder material for three-dimensional modeling, characterized in that the residual carbon content W (mass%) after vacuuming at 10-2 Pa or less and heating at 450 ° C. for 2 hours satisfies the following formula.
W (mass%) <0.9 / M
(However, the M represents the specific gravity of the base material)
前記樹脂が非水系の第1の樹脂を含有し、
前記基材の表面を被覆する前記樹脂の被覆膜を有する、請求項1に記載の立体造形用粉末材料。
The resin contains a non-aqueous first resin,
The powder material for three-dimensional modeling according to claim 1, which has a coating film of the resin that covers the surface of the base material.
前記樹脂微粒子が第2の樹脂を含有し、
前記被覆膜上に前記樹脂微粒子を有する、請求項2に記載の立体造形用粉末材料。
The resin fine particles contain a second resin,
The powder material for three-dimensional modeling according to claim 2, which has the resin fine particles on the coating film.
前記被覆膜を有する基材の表面への前記樹脂微粒子の被覆率が3%以上である、請求項3に記載の立体造形用粉末材料。 The powder material for three-dimensional modeling according to claim 3, wherein the coating ratio of the resin fine particles on the surface of the base material having the coating film is 3% or more. 前記樹脂微粒子の体積平均粒径が600nm以下である、請求項1から4のいずれかに記載の立体造形用粉末材料。 The powder material for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 4, wherein the volume average particle diameter of the resin fine particles is 600 nm or less. 前記基材が、Al、Ti、及び銅の少なくともいずれかを含有する、請求項1から5のいずれかに記載の立体造形用粉末材料。 The powder material for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 5, wherein the base material contains at least one of Al, Ti, and copper. 前記樹脂微粒子が、アクリル、スチレン、及びアミノの少なくともいずれかを含有する、請求項1から6のいずれかに記載の立体造形用粉末材料。 The powder material for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 6, wherein the resin fine particles contain at least one of acrylic, styrene, and amino. 前記非水系の第1の樹脂が、アクリル、アクリルポリオール、ポリエステル、エポキシ、ポリオール、ウレタン、ポリエーテル、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、パラフィン・オレフィン、及びエチルセルロースの少なくともいずれかを含有し、
前記非水系の第1の樹脂が、水への溶解性が0.5(g/100g−HO)以下である、請求項2から7のいずれかに記載の立体造形用粉末材料。
The non-aqueous first resin contains at least one of acrylic, acrylic polyol, polyester, epoxy, polyol, urethane, polyether, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, vinyl acetate, paraffin olefin, and ethyl cellulose. Contains,
The powder material for three-dimensional modeling according to any one of claims 2 to 7, wherein the non-aqueous first resin has a solubility in water of 0.5 (g / 100 g-H 2 O) or less.
前記被覆膜の平均厚みが、10nm以上800nm以下である、請求項2から8のいずれかに記載の立体造形用粉末材料。 The powder material for three-dimensional modeling according to any one of claims 2 to 8, wherein the average thickness of the coating film is 10 nm or more and 800 nm or less. 前記被覆膜が前記基材を覆う表面被覆率が15%以上である、請求項2から9のいずれかに記載の立体造形用粉末材料。 The powder material for three-dimensional modeling according to any one of claims 2 to 9, wherein the coating film covers the base material with a surface coverage of 15% or more. 前記基材の全量に対し体積平均粒径が10μm以下である前記基材の含有量が、1.5%以上である、請求項1から10のいずれかに記載の立体造形用粉末材料。 The powder material for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 10, wherein the content of the base material having a volume average particle diameter of 10 μm or less with respect to the total amount of the base material is 1.5% or more. 前記立体造形用粉末材料の体積平均粒径が、2μm以上80μm以下である、請求項1から11のいずれかに記載の立体造形用粉末材料。 The powder material for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 11, wherein the volume average particle diameter of the powder material for three-dimensional modeling is 2 μm or more and 80 μm or less. 基材、樹脂及び樹脂微粒子を有し、
10−2Pa以下の真空化、450℃、2時間で加熱後の残炭素量W(mass%)が、下記式を満たす立体造形用粉末材料を用いて粉末材料層を形成する粉末材料層形成工程と、
前記粉末材料層に、硬化液を付与して硬化物を形成する硬化物形成工程と、を含む、ことを特徴とする立体造形物の製造方法。
W(mass%)<0.9/M
(ただし、前記Mは、前記基材の比重を表す)
It has a base material, resin and resin fine particles,
Forming a powder material layer using a powder material for three-dimensional modeling in which the residual carbon content W (mass%) after vacuuming at 10-2 Pa or less and heating at 450 ° C. for 2 hours satisfies the following formula. Process and
A method for producing a three-dimensional model, which comprises a cured product forming step of applying a curing liquid to the powder material layer to form a cured product.
W (mass%) <0.9 / M
(However, the M represents the specific gravity of the base material)
前記樹脂が非水系の第1の樹脂を含有し、
前記立体造形用粉末材料が、前記基材の表面を被覆する前記樹脂の被覆膜を有する、請求項13に記載の立体造形物の製造方法。
The resin contains a non-aqueous first resin,
The method for producing a three-dimensional model according to claim 13, wherein the powder material for three-dimensional modeling has a coating film of the resin that covers the surface of the base material.
前記樹脂微粒子が第2の樹脂を含有し、
前記立体造形用粉末材料が、前記被覆膜上に前記樹脂微粒子を有する、請求項14に記載の立体造形物の製造方法。
The resin fine particles contain a second resin,
The method for producing a three-dimensional model according to claim 14, wherein the powder material for three-dimensional modeling has the resin fine particles on the coating film.
前記硬化液が有機溶媒であり、前記有機溶媒が、脂肪族化合物、芳香族化合物、ケトン、エステル、及びスルホキシドの少なくともいずれかを分子骨格中に含有する、請求項13から15のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。 The invention according to any one of claims 13 to 15, wherein the curing liquid is an organic solvent, and the organic solvent contains at least one of an aliphatic compound, an aromatic compound, a ketone, an ester, and a sulfoxide in the molecular skeleton. Method of manufacturing three-dimensional shaped products. 前記樹脂微粒子が、前記硬化液で樹脂微粒子直径において1/4以上溶解する、請求項13から16のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。 The method for producing a three-dimensional model according to any one of claims 13 to 16, wherein the resin fine particles are dissolved in the curing liquid by 1/4 or more in the diameter of the resin fine particles. 前記硬化物形成工程の後に、更に、前記硬化物に焼結処理を行う焼結工程を更に含む、請求項13から17のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。 The method for producing a three-dimensional model according to any one of claims 13 to 17, further comprising a sintering step of performing a sintering process on the cured product after the cured product forming step. 前記硬化物形成工程が、インクジェット法により前記硬化液を付与する、請求項13から18のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。 The method for producing a three-dimensional model according to any one of claims 13 to 18, wherein the cured product forming step applies the cured liquid by an inkjet method. 基材、樹脂及び樹脂微粒子を有し、
10−2Pa以下の真空化、450℃、2時間で加熱後の残炭素量W(mass%)が、下記式を満たす立体造形用粉末材料を用いて粉末材料層を形成する粉末材料層形成手段と、
前記粉末材料層に、硬化液を付与して硬化物を形成する硬化物形成手段と、を含む、ことを特徴とする立体造形物の製造装置。
W(mass%)<0.9/M
(ただし、前記Mは、前記基材の比重を表す)
It has a base material, resin and resin fine particles,
Forming a powder material layer using a powder material for three-dimensional modeling in which the residual carbon content W (mass%) after vacuuming at 10-2 Pa or less and heating at 450 ° C. for 2 hours satisfies the following formula. Means and
An apparatus for producing a three-dimensional model, comprising: a cured product forming means for applying a curing liquid to the powder material layer to form a cured product.
W (mass%) <0.9 / M
(However, the M represents the specific gravity of the base material)
請求項1から12のいずれかに記載の立体造形用粉末材料と、硬化剤を含有する硬化液とを含む、ことを特徴とする立体造形用キット。

A three-dimensional modeling kit comprising the powder material for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 12 and a curing liquid containing a curing agent.

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