JP2000144205A - 金属或いはセラミックス製品の製造方法 - Google Patents
金属或いはセラミックス製品の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超硬材料のような難加工性材料から貴金属、
セラミックスを含む幅広い材料を、ラピッドプロトタイ
ピングにより、従来の機械加工や鋳造では到底容易に得
られないような複雑な三次元形状に、しかも迅速に成形
することができる金属或いはセラミックス製品の製造方
法を提案する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなるバインダーにセラ
ミックス粉末又は金属粉末或いは金属間化合物粉末を混
入してコンパウンドとする工程と、三次元図形情報を記
憶処理するコンピュータの三次元図形情報に基づいて基
準面に対してＸ，Ｙ，Ｚ方向に相対移動しながら順次コ
ンパウンドをノズルより射出し、堆積、凝固させて三次
元造形体を造形する工程と、前記造形体を、加熱、有機
溶媒、或いは超臨界状態の二酸化炭素により脱脂する工
程と、前記脱脂後の前記造形体を焼結する工程とを実施
する。
セラミックスを含む幅広い材料を、ラピッドプロトタイ
ピングにより、従来の機械加工や鋳造では到底容易に得
られないような複雑な三次元形状に、しかも迅速に成形
することができる金属或いはセラミックス製品の製造方
法を提案する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなるバインダーにセラ
ミックス粉末又は金属粉末或いは金属間化合物粉末を混
入してコンパウンドとする工程と、三次元図形情報を記
憶処理するコンピュータの三次元図形情報に基づいて基
準面に対してＸ，Ｙ，Ｚ方向に相対移動しながら順次コ
ンパウンドをノズルより射出し、堆積、凝固させて三次
元造形体を造形する工程と、前記造形体を、加熱、有機
溶媒、或いは超臨界状態の二酸化炭素により脱脂する工
程と、前記脱脂後の前記造形体を焼結する工程とを実施
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超硬材料のような
難加工性材料から貴金属、セラミックスを含む幅広い材
料を、ラピッドプロトタイピングにより、従来の機械加
工や鋳造では到底容易に得られないような複雑な三次元
形状に、しかも迅速に成形することができる金属或いは
セラミックス製品の製造方法に関する。
難加工性材料から貴金属、セラミックスを含む幅広い材
料を、ラピッドプロトタイピングにより、従来の機械加
工や鋳造では到底容易に得られないような複雑な三次元
形状に、しかも迅速に成形することができる金属或いは
セラミックス製品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、所定の寸法及び形状の三次元
物体を作成するための方法として、ラピッドプロトタイ
ピングが知られている。このラピッドプロトタイピング
には、 １）光（紫外線）硬化性樹脂等を用いる光造形法、２）
紙等を自動的に積層して造形する手法、３）例えば特開
昭６４−７８８２２号公報、特開平３−１５５１９号公
報、特公平８−２５９８号公報に記載される熱可塑性樹
脂等を用いる積層造形法、あるいは４）金属粉にレーザ
ーを照射して粉体表面の樹脂、又は金属粉そのものを溶
融させて造形する手法がある。
物体を作成するための方法として、ラピッドプロトタイ
ピングが知られている。このラピッドプロトタイピング
には、 １）光（紫外線）硬化性樹脂等を用いる光造形法、２）
紙等を自動的に積層して造形する手法、３）例えば特開
昭６４−７８８２２号公報、特開平３−１５５１９号公
報、特公平８−２５９８号公報に記載される熱可塑性樹
脂等を用いる積層造形法、あるいは４）金属粉にレーザ
ーを照射して粉体表面の樹脂、又は金属粉そのものを溶
融させて造形する手法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記１）
〜３）の手法は、得られる三次元物体の材質が樹脂、或
いは紙に限られ、金属やセラミックスの造形体は得られ
ない。また、前記４）の手法では、得られる三次元物体
が多孔質であって、強度、気密性が不十分であるため、
その用途も限られたものとなる。一方、金属粉末やセラ
ミックス粉末を熱可塑性樹脂バインダーに混入してコン
パウンドを作製し、射出成形により任意の三次元形状に
成形した後、脱脂、焼結して製品を得るＭＩＭ（Metal
Injection Molding ）、ＣＩＭ（Ceramics Injection M
olding）と呼ばれる手法が存在する。あるいは、これら
を総称してＰＩＭ（Powder Injection Molding）と呼
ぶ。しかしながらこのＰＩＭは、同一の簡易形状の物品
を大量に生産するには適切な方法であるが、異なる多種
の任意形状の物品を少量ずつ生産するラピッドプロトタ
イピングの手法としては不適当である。
〜３）の手法は、得られる三次元物体の材質が樹脂、或
いは紙に限られ、金属やセラミックスの造形体は得られ
ない。また、前記４）の手法では、得られる三次元物体
が多孔質であって、強度、気密性が不十分であるため、
その用途も限られたものとなる。一方、金属粉末やセラ
ミックス粉末を熱可塑性樹脂バインダーに混入してコン
パウンドを作製し、射出成形により任意の三次元形状に
成形した後、脱脂、焼結して製品を得るＭＩＭ（Metal
Injection Molding ）、ＣＩＭ（Ceramics Injection M
olding）と呼ばれる手法が存在する。あるいは、これら
を総称してＰＩＭ（Powder Injection Molding）と呼
ぶ。しかしながらこのＰＩＭは、同一の簡易形状の物品
を大量に生産するには適切な方法であるが、異なる多種
の任意形状の物品を少量ずつ生産するラピッドプロトタ
イピングの手法としては不適当である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み提案
されたもので、熱可塑性樹脂からなるバインダーにセラ
ミックス粉末又は金属粉末或いは金属間化合物粉末を混
入してコンパウンドとする工程（以下、第１の工程とい
う）と、三次元図形情報を記憶処理するコンピュータの
三次元図形情報に基づいて基準面に対してＸ，Ｙ，Ｚ方
向に相対移動しながら順次コンパウンドをノズルより射
出し、堆積、凝固させて三次元造形体を造形する工程
（以下、第２の工程という）と、前記三次元造形体を、
加熱、有機溶媒、或いは超臨界二酸化炭素により脱脂す
る工程（以下、第３の工程という）と、前記脱脂後の前
記三次元造形体を焼結する工程（以下、第４の工程とい
う）とを含むことを特徴とする金属或いはセラミックス
製品の製造方法に関するものである。
されたもので、熱可塑性樹脂からなるバインダーにセラ
ミックス粉末又は金属粉末或いは金属間化合物粉末を混
入してコンパウンドとする工程（以下、第１の工程とい
う）と、三次元図形情報を記憶処理するコンピュータの
三次元図形情報に基づいて基準面に対してＸ，Ｙ，Ｚ方
向に相対移動しながら順次コンパウンドをノズルより射
出し、堆積、凝固させて三次元造形体を造形する工程
（以下、第２の工程という）と、前記三次元造形体を、
加熱、有機溶媒、或いは超臨界二酸化炭素により脱脂す
る工程（以下、第３の工程という）と、前記脱脂後の前
記三次元造形体を焼結する工程（以下、第４の工程とい
う）とを含むことを特徴とする金属或いはセラミックス
製品の製造方法に関するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】前記のように本発明は４つの工程
を含むものであり、以下に各工程についてそれぞれ説明
する。
を含むものであり、以下に各工程についてそれぞれ説明
する。
【０００６】前記第１の工程は、熱可塑性樹脂からなる
バインダーに無機粉末を混入してコンパウンドを作製す
る工程であるが、このコンパウンドに使用できる無機粉
末としては、ステンレス合金、カルボニル鉄、チタン合
金、その他の金属合金粉末、或いはチタンアルミニウム
などの金属間化合物粉末、或いはアルミナ、ジルコニア
などの１００μｍからサブミクロンのセラミックス粉末
などがあげられる。また、バインダーとしては、様々な
熱可塑性樹脂を使用することができる。しかし、後述す
る第３の工程の有機溶媒、或いは超臨界二酸化炭素によ
る脱脂に工程においては全てのバインダー成分が溶解さ
れると無機粉末だけが残って三次元形状を保持できない
ため、三次元形状を維持するために残留するバインダー
成分が必要である。したがって、脱脂されやすい成分
と、脱脂されにくい成分とを組み合わせた（混合させ
た）成分構成が望ましい。具体的なバインダー成分は、
超臨界脱脂されやすい成分としてパラフィンワックスな
どの非極性低分子化合物、脱脂されにくい成分としてポ
リエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共
重合体（ＥＶＡ）、ポリスチレンなどがあげられる。こ
の他、バインダーには分散剤としてステアリン酸、その
他の成分を加えるようにしても良い。上記のバインダー
と無機粉末を体積比で４：１から３：７の割合で混合し
てコンパウンドとする。この混合比は無機粉末が多いほ
ど焼結後の収縮率が小さくなるので望ましいが、流動性
が低くなる。またバインダーが多いほど成形が容易とな
るが、脱脂後の焼結が難しくなる。そのため、混合させ
る粉体、バインダーに応じて適当な混合割合を選択す
る。尚、このコンパウンドを作製する工程は、従来のＰ
ＩＭと同様であるが、コンパウンドの流動性を確保する
ために、バインダー成分はＰＩＭに比較して多めに配合
し、十分な流動性を確保する。
バインダーに無機粉末を混入してコンパウンドを作製す
る工程であるが、このコンパウンドに使用できる無機粉
末としては、ステンレス合金、カルボニル鉄、チタン合
金、その他の金属合金粉末、或いはチタンアルミニウム
などの金属間化合物粉末、或いはアルミナ、ジルコニア
などの１００μｍからサブミクロンのセラミックス粉末
などがあげられる。また、バインダーとしては、様々な
熱可塑性樹脂を使用することができる。しかし、後述す
る第３の工程の有機溶媒、或いは超臨界二酸化炭素によ
る脱脂に工程においては全てのバインダー成分が溶解さ
れると無機粉末だけが残って三次元形状を保持できない
ため、三次元形状を維持するために残留するバインダー
成分が必要である。したがって、脱脂されやすい成分
と、脱脂されにくい成分とを組み合わせた（混合させ
た）成分構成が望ましい。具体的なバインダー成分は、
超臨界脱脂されやすい成分としてパラフィンワックスな
どの非極性低分子化合物、脱脂されにくい成分としてポ
リエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共
重合体（ＥＶＡ）、ポリスチレンなどがあげられる。こ
の他、バインダーには分散剤としてステアリン酸、その
他の成分を加えるようにしても良い。上記のバインダー
と無機粉末を体積比で４：１から３：７の割合で混合し
てコンパウンドとする。この混合比は無機粉末が多いほ
ど焼結後の収縮率が小さくなるので望ましいが、流動性
が低くなる。またバインダーが多いほど成形が容易とな
るが、脱脂後の焼結が難しくなる。そのため、混合させ
る粉体、バインダーに応じて適当な混合割合を選択す
る。尚、このコンパウンドを作製する工程は、従来のＰ
ＩＭと同様であるが、コンパウンドの流動性を確保する
ために、バインダー成分はＰＩＭに比較して多めに配合
し、十分な流動性を確保する。
【０００７】前記第２の工程は、前記第１の工程にて得
られたコンパウンドを、ノズルより射出し、堆積、凝固
させて三次元造形体を造形する工程であるが、この手法
自体は熱可塑性樹脂等を用いる積層造形法として既に知
られている。この積層造形法は、三次元図形情報を記憶
処理するコンピュータと、基準面に対してＸ，Ｙ，Ｚ方
向に相対移動しながら順次流動性素材をノズルより射出
し、堆積、凝固させて物体の輪郭を形成する素材供給加
工軸を備えた加工機と、を具備した立体成形装置により
実施される。即ち、本発明では、従来、熱可塑性樹脂等
の造形法として知られていた積層造形法を、バインダー
と無機粉末とからなるコンパウンドの造形に適用したも
のである。この積層造形法を適用することにより、従来
の機械加工や鋳造などでは到底造形不可能な複雑な形状
構成を有する三次元造形体を容易に且つ迅速に造形する
ことが可能となる。
られたコンパウンドを、ノズルより射出し、堆積、凝固
させて三次元造形体を造形する工程であるが、この手法
自体は熱可塑性樹脂等を用いる積層造形法として既に知
られている。この積層造形法は、三次元図形情報を記憶
処理するコンピュータと、基準面に対してＸ，Ｙ，Ｚ方
向に相対移動しながら順次流動性素材をノズルより射出
し、堆積、凝固させて物体の輪郭を形成する素材供給加
工軸を備えた加工機と、を具備した立体成形装置により
実施される。即ち、本発明では、従来、熱可塑性樹脂等
の造形法として知られていた積層造形法を、バインダー
と無機粉末とからなるコンパウンドの造形に適用したも
のである。この積層造形法を適用することにより、従来
の機械加工や鋳造などでは到底造形不可能な複雑な形状
構成を有する三次元造形体を容易に且つ迅速に造形する
ことが可能となる。
【０００８】前記第３の工程は、前記第２の工程にて造
形された三次元造形体を、脱脂する工程である。この工
程には加熱による方法、有機溶媒、或いは超臨界二酸化
炭素により抽出する方法がある。加熱による場合、毎
時、１０〜数℃の昇温速度でゆっくりと２５０〜４００
℃まで加熱することにより脱脂する。有機溶媒による抽
出の場合トリクロロエタン、トリクロロエチレン或いは
塩化メチレン等の有機溶媒中に三次元造形体を浸すこと
により、抽出可能なバインダー成分を溶解抽出すること
によって脱脂を行う。この脱脂法の場合、必要に応じて
加熱脱脂を付随させる。超臨界二酸化炭素による脱脂の
場合、超臨界脱脂用の高圧装置に造形体をセットし、加
熱して脱脂剤によって脱脂を行うが、ここで使用する脱
脂剤は超臨界状態の二酸化炭素である。脱脂温度は、前
記バインダーにおける脱脂されやすい成分、例えばパラ
フィンワックスなどの非極性低分子化合物の融点付近に
設定すると効率よく脱脂することができる。脱脂圧力は
臨界圧力（７３気圧）以上とする。脱脂効率は高圧ほど
良い。脱脂時間は１５分から４８時間であり、三次元造
形体の大きさ、肉厚、バインダー系、混合比に応じて適
当な値を選択すれば良い。脱脂は上記のいずれの方法で
も可能であるが、従来のＰＩＭに比較してコンパウンド
にバインダー成分が多めに配合されるため、肉厚の薄い
三次元造形体の加熱脱脂を行うと造形体はとけて変形す
る。しかし、比較的低温で脱脂処理が可能な超臨界二酸
化炭素を用いれば、造形体をとかさずに脱脂を行うこと
ができる。また脱脂後の造形体は第４の工程の焼結過程
においても変形することはない。そのため、脱脂法とし
ては超臨界二酸化炭素による脱脂方法が望ましい。
形された三次元造形体を、脱脂する工程である。この工
程には加熱による方法、有機溶媒、或いは超臨界二酸化
炭素により抽出する方法がある。加熱による場合、毎
時、１０〜数℃の昇温速度でゆっくりと２５０〜４００
℃まで加熱することにより脱脂する。有機溶媒による抽
出の場合トリクロロエタン、トリクロロエチレン或いは
塩化メチレン等の有機溶媒中に三次元造形体を浸すこと
により、抽出可能なバインダー成分を溶解抽出すること
によって脱脂を行う。この脱脂法の場合、必要に応じて
加熱脱脂を付随させる。超臨界二酸化炭素による脱脂の
場合、超臨界脱脂用の高圧装置に造形体をセットし、加
熱して脱脂剤によって脱脂を行うが、ここで使用する脱
脂剤は超臨界状態の二酸化炭素である。脱脂温度は、前
記バインダーにおける脱脂されやすい成分、例えばパラ
フィンワックスなどの非極性低分子化合物の融点付近に
設定すると効率よく脱脂することができる。脱脂圧力は
臨界圧力（７３気圧）以上とする。脱脂効率は高圧ほど
良い。脱脂時間は１５分から４８時間であり、三次元造
形体の大きさ、肉厚、バインダー系、混合比に応じて適
当な値を選択すれば良い。脱脂は上記のいずれの方法で
も可能であるが、従来のＰＩＭに比較してコンパウンド
にバインダー成分が多めに配合されるため、肉厚の薄い
三次元造形体の加熱脱脂を行うと造形体はとけて変形す
る。しかし、比較的低温で脱脂処理が可能な超臨界二酸
化炭素を用いれば、造形体をとかさずに脱脂を行うこと
ができる。また脱脂後の造形体は第４の工程の焼結過程
においても変形することはない。そのため、脱脂法とし
ては超臨界二酸化炭素による脱脂方法が望ましい。
【０００９】前記第４の工程は、前記第３の工程にて脱
脂された三次元造形体を焼結する工程であり、焼結温
度、焼結時間、焼結雰囲気及び昇温時間は、使用した無
機粉末の性質や脱脂条件などに応じて適宜に決定すれば
よい。
脂された三次元造形体を焼結する工程であり、焼結温
度、焼結時間、焼結雰囲気及び昇温時間は、使用した無
機粉末の性質や脱脂条件などに応じて適宜に決定すれば
よい。
【００１０】尚、前記第３の工程にて脱脂された三次元
造形体は、バインダー中の非極性低分子化合物などが抽
出されるため多孔質となっている。しかし、第４の工程
にて焼結することにより、全体的に収縮すると同時に強
度及び密度が上昇し、十分な強度、密度を有する三次元
製品となる。また、寸法の収縮を避けるため、収縮が起
こらない程度の比較的低い温度で多孔質状態のまま焼結
を終了し、その後、得られた多孔質状態の三次元焼結体
に、融点の低い金属等を含浸させて製品（無機複合体）
とするようにしても良い。
造形体は、バインダー中の非極性低分子化合物などが抽
出されるため多孔質となっている。しかし、第４の工程
にて焼結することにより、全体的に収縮すると同時に強
度及び密度が上昇し、十分な強度、密度を有する三次元
製品となる。また、寸法の収縮を避けるため、収縮が起
こらない程度の比較的低い温度で多孔質状態のまま焼結
を終了し、その後、得られた多孔質状態の三次元焼結体
に、融点の低い金属等を含浸させて製品（無機複合体）
とするようにしても良い。
【００１１】このように本発明は、使用する無機粉末を
適宜に選定することにより、超硬材料のような難加工性
材料から貴金属、セラミックスを含む幅広い材料を、従
来の機械加工や鋳造では不可能な形状に、しかも迅速に
成形する事が可能となる。したがって、この製造方法で
は、意匠性の高い製品、装飾性に優れた製品の比較的少
量生産、並びに生体、医療材料のように製品ひとつひと
つが固有の形状を有する製品の成形、製造に最適と考え
られる。
適宜に選定することにより、超硬材料のような難加工性
材料から貴金属、セラミックスを含む幅広い材料を、従
来の機械加工や鋳造では不可能な形状に、しかも迅速に
成形する事が可能となる。したがって、この製造方法で
は、意匠性の高い製品、装飾性に優れた製品の比較的少
量生産、並びに生体、医療材料のように製品ひとつひと
つが固有の形状を有する製品の成形、製造に最適と考え
られる。
【００１２】
【実施例】〔第１の工程：コンパウンドの作製工程〕金
属粉末として、平均粒径６．３μｍのＳＵＳ３０４Ｌス
テンレス粉（太平洋金属株式会社製）を用いた。また、
バインダーとして、パラフィンワックス（融点４３℃）
に、ＥＶＡ（エチレン- 酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニ
ル重合率２５％）を６５％、３５％の割合で混合したも
のを用いた。このバインダーではＥＶＡが分散剤に相当
する働きをするため分散剤に相当するものは混合しなか
った。このバインダーは超臨界二酸化炭素で脱脂処理す
ることを目的としたものであり、パラフィンワックスは
超臨界二酸化炭素に溶解する成分、ＥＶＡは溶解しない
成分である。これらの金属粉末とバインダーとを体積比
５８：４２で１１０℃の温度で加圧ニーダーにより３０
分混練し、供試コンパウンドとした。
属粉末として、平均粒径６．３μｍのＳＵＳ３０４Ｌス
テンレス粉（太平洋金属株式会社製）を用いた。また、
バインダーとして、パラフィンワックス（融点４３℃）
に、ＥＶＡ（エチレン- 酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニ
ル重合率２５％）を６５％、３５％の割合で混合したも
のを用いた。このバインダーではＥＶＡが分散剤に相当
する働きをするため分散剤に相当するものは混合しなか
った。このバインダーは超臨界二酸化炭素で脱脂処理す
ることを目的としたものであり、パラフィンワックスは
超臨界二酸化炭素に溶解する成分、ＥＶＡは溶解しない
成分である。これらの金属粉末とバインダーとを体積比
５８：４２で１１０℃の温度で加圧ニーダーにより３０
分混練し、供試コンパウンドとした。
【００１３】〔第２の工程：ラビッドプロトタイピング
による造形法〕前記のように得られた供試コンパウンド
を用いて、図１にその概略構成を示す吐出造形装置によ
り造形した。造形は、ノズル径を０．２５，０．６ｍｍ
として試みた。また、造形時の送り速度は３〜５ｍｍ／
ｓｅｃとした。ノズル先端、及びコンパウンド供給ポッ
トは１００〜１１０℃に加熱して図２に示す３種の三次
元造形体を造形した。その他の条件（射出圧力、送り速
度、温度等）は、造形体の品質を見ながら調整した。図
２（ａ）に示すコップ状（円錐円筒融合形状）の造形、
図２（ｂ）に示す瓢箪形状の造形にはそれぞれ２時間か
かった。また、図２（ｃ）に示す変形コップ状（擬足ソ
ケットの形状）の造形には８時間程度かかった。
による造形法〕前記のように得られた供試コンパウンド
を用いて、図１にその概略構成を示す吐出造形装置によ
り造形した。造形は、ノズル径を０．２５，０．６ｍｍ
として試みた。また、造形時の送り速度は３〜５ｍｍ／
ｓｅｃとした。ノズル先端、及びコンパウンド供給ポッ
トは１００〜１１０℃に加熱して図２に示す３種の三次
元造形体を造形した。その他の条件（射出圧力、送り速
度、温度等）は、造形体の品質を見ながら調整した。図
２（ａ）に示すコップ状（円錐円筒融合形状）の造形、
図２（ｂ）に示す瓢箪形状の造形にはそれぞれ２時間か
かった。また、図２（ｃ）に示す変形コップ状（擬足ソ
ケットの形状）の造形には８時間程度かかった。
【００１４】〔第３の工程：脱脂工程〕前記のように造
形された３種の三次元造形体を、５５℃、２００気圧の
超臨界状態の二酸化炭素中に２時間保持した。この脱脂
処理によりバインダー中のほとんどのパラフィンワック
スは抽出されるが、形状が変形したり、自重で崩壊する
ことはなかった。
形された３種の三次元造形体を、５５℃、２００気圧の
超臨界状態の二酸化炭素中に２時間保持した。この脱脂
処理によりバインダー中のほとんどのパラフィンワック
スは抽出されるが、形状が変形したり、自重で崩壊する
ことはなかった。
【００１５】〔第４の工程：焼結工程〕前記のように脱
脂された３種の三次元造形体を、５００℃／ｈｒで昇温
し、１３５０℃の水素雰囲気において２時間保持して焼
結して製品とした。
脂された３種の三次元造形体を、５００℃／ｈｒで昇温
し、１３５０℃の水素雰囲気において２時間保持して焼
結して製品とした。
【００１６】〈結果〉焼結された製品はほとんどポアが
無く、相対密度も９６％とバルク材料に近い品質を示し
た。
無く、相対密度も９６％とバルク材料に近い品質を示し
た。
【００１７】以上本発明の実施例を示したが、本発明は
前記した実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載した構成を変更しない限りどのようにでも実
施することができる。
前記した実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載した構成を変更しない限りどのようにでも実
施することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の金属或いは
セラミックス製品の製造方法は、使用する無機粉末を適
宜に選択することにより、超硬材料のような難加工性材
料から貴金属、セラミックスを含む幅広い材料を造形す
ることができる。また、積層造形法を適用したことによ
り、極めて複雑な三次元形状を、しかも迅速に成形する
ことができる。例えば従来の機械加工や精密鋳造などの
手法によって複雑な三次元形状の製品を得ようとする
と、工程が極めて複雑化し、到底容易に得ることができ
ないし、実質的に不可能であることも多い。そのため、
本発明の製造方法は、意匠性、装飾性、形状特性に優れ
た各種製品或いは部品の製造に利用することができる。
また、生体、医療材料のように製品ひとつひとつが固有
の形状を有する製品の製造にも利用することができる。
したがって、本発明は、各種の工業的分野並びに医療分
野等に多大なる貢献を果たすものである。
セラミックス製品の製造方法は、使用する無機粉末を適
宜に選択することにより、超硬材料のような難加工性材
料から貴金属、セラミックスを含む幅広い材料を造形す
ることができる。また、積層造形法を適用したことによ
り、極めて複雑な三次元形状を、しかも迅速に成形する
ことができる。例えば従来の機械加工や精密鋳造などの
手法によって複雑な三次元形状の製品を得ようとする
と、工程が極めて複雑化し、到底容易に得ることができ
ないし、実質的に不可能であることも多い。そのため、
本発明の製造方法は、意匠性、装飾性、形状特性に優れ
た各種製品或いは部品の製造に利用することができる。
また、生体、医療材料のように製品ひとつひとつが固有
の形状を有する製品の製造にも利用することができる。
したがって、本発明は、各種の工業的分野並びに医療分
野等に多大なる貢献を果たすものである。
【図１】本発明に用いる吐出成形装置を示す構成説明図
である。
である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）実施例にて成形を試みた製品の
形状を示す側面図及び斜視図である。
形状を示す側面図及び斜視図である。
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Claims (2)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂からなるバインダーにセラ
ミックス粉末又は金属粉末或いは金属間化合物粉末を混
入してコンパウンドとする工程と、三次元図形情報を記
憶処理するコンピュータの三次元図形情報に基づいて基
準面に対してＸ，Ｙ，Ｚ方向に相対移動しながら順次コ
ンパウンドをノズルより射出し、堆積、凝固させて三次
元造形体を造形する工程と、前記三次元造形体を、加
熱、有機溶媒、或いは超臨界二酸化炭素により脱脂する
工程と、前記脱脂後の前記三次元造形体を焼結する工程
とを含むことを特徴とする金属或いはセラミックス製品
の製造方法。 - 【請求項２】 熱可塑性樹脂は、脱脂されやすい成分で
あるパラフィンワックスなどの非極性低分子化合物と、
脱脂されにくい成分であるポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレンなど
とを組み合わせてなる混合物であることを特徴とする請
求項１記載の金属或いはセラミックス製品の製造方法。
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