JP2016060058A - 三次元造形方法、三次元造形物および三次元造形装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このように、従来提案されている技術だけでは、三次元造形物の造形精度を良好に保ちつつ、十分に層間の接着強度を高めることができなかった。
造形ステージに向けて光硬化性材料および熱硬化性材料を含む造形材を吐出し、吐出された造形材に含まれる前記光硬化性材料に光を照射して硬化させることによって造形材層を形成し、
複数の造形材層を積層することにより三次元造形物の少なくとも一部を構成する積層物を形成し、
形成された前記積層物にマイクロ波を照射して当該積層物に含まれる前記熱硬化性材料を硬化させる。
造形ステージと、
前記造形ステージに向けて、光硬化性材料および熱硬化性材料を含む造形材を吐出する造形材吐出ヘッドと、
前記造形ステージおよび前記造形材吐出ヘッドのうち少なくとも一方を、両者の相対距離を可変に支持する支持機構と、
前記造形材吐出ヘッドにより吐出された造形材に含まれる前記光硬化性材料に光を照射して硬化させる光照射装置と、
前記造形ステージ上に前記造形材を吐出し、吐出された造形材に光を照射して前記造形材に含まれる光硬化性材料を硬化させることによって造形材層を形成し、複数の造形材層を積層することにより三次元造形物の少なくとも一部を構成する積層物を形成するように、前記造形材吐出ヘッド、前記支持機構および前記光照射装置を制御する制御部と、
形成された前記積層物にマイクロ波を照射して当該積層物に含まれる前記熱硬化性材料を硬化させるマイクロ波照射装置と、
を備える。
上記実施の形態の構成における効果を確認するための評価実験について説明する。実施例1〜10および比較例1〜5において、造形材(モデル材)として使用した材料は、以下の通りである。
(光開始剤)
・IRGACURE127(BASF社製):2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル-プロピオニル)−ベンジル)フェニル]−2−メチル−プロパン−1−オン
・IRGACURE819(BASF社製):ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド
(単官能モノマー(光硬化性))
・AMP−20GY(新中村化学工業社製):フェノキシポリエチレングリコールアクリレート
(多官能モノマー(光硬化性))
・Photomer 4072(コグニス社製):3PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート
・Miramer M360(東洋ケミカルズ社製):トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート
・ニューフロンティア R−1301(第一工業社製):ウレタンアクリレート
・N-ビニルホルムアミド(TCI社製)
(多官能モノマー(熱硬化性))
・DAP(TCI社製):ジアリルテレフタレート
・BMI−TMH(大和化成工業社製):1,6’−ビスマレイミド−(2,2,4−トリメチル)ヘキサン
・セロキサイド2021P(ダイセル社製):3’,4’−エポキシシクロヘキシルメチル 3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート
・エラストロンH−38(第一工業社製):ポリエーテル系ブロックイソシアネート
・イミレックス(登録商標)−P(日本触媒社製):N−フェニルマレイミド
(熱開始剤)
・HN−5500(日立化成社製):3or4−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸
実施例1〜3,比較例1〜3では、以下の組成(下記表1の組成例1)で材料を混合し、80[℃]に加熱して攪拌した。そして、得られた溶液の温度を保持したまま、ADVATEC社製テフロン(登録商標)3[μm]メンブランフィルターで濾過し、造形材を調製した。
・IRGACURE127 1.0質量部
・IRGACURE819 1.5質量部
・AMP−20GY 42.5質量部
・Photomer4072 40.0質量部
・BMI−TMH 15.0質量部
実施例4では、以下の組成(下記表1の組成例2)で材料を混合する以外は実施例1と同様の手順で造形材を調製した。
・IRGACURE127 1.0質量部
・IRGACURE819 1.5質量部
・AMP−20GY 42.0質量部
・Photomer4072 35.5質量部
・DAP 20.0質量部
実施例5では、以下の組成(下記表1の組成例3)で材料を混合する以外は実施例1と同様の手順で造形材を調製した。
・IRGACURE127 1.0質量部
・IRGACURE819 1.5質量部
・AMP−20GY 32.0質量部
・Photomer4072 25.5質量部
・セロキサイド2021P 20.0質量部
・メチルヘキサヒドロ無水フタル酸 20.0質量部
実施例6では、以下の組成(下記表1の組成例4)で材料を混合する以外は実施例1と同様の手順で造形材を調製した。
・IRGACURE127 1.0質量部
・IRGACURE819 1.5質量部
・AMP−20GY 32.0質量部
・MiramaerM360 50.5質量部
・セロキサイド2021P 15.0質量部
実施例7では、以下の組成(下記表1の組成例5)で材料を混合する以外は実施例1と同様の手順で造形材を調製した。
・IRGACURE127 1.0質量部
・IRGACURE819 1.5質量部
・AMP−20GY 52.5質量部
・Photomer4072 35.0質量部
・イミレックス−P 10.0質量部
実施例8では、以下の組成(下記表1の組成例6)で材料を混合する以外は実施例1と同様の手順で造形材を調製した。
・IRGACURE127 1.0質量部
・IRGACURE819 1.5質量部
・AMP−20GY 32.0質量部
・N−ビニルホルムアミド 35.5質量部
・DAP 15.0質量部
・BMI−TMH 15.0質量部
実施例9では、以下の組成(下記表1の組成例7)で材料を混合する以外は実施例1と同様の手順で造形材を調製した。
・IRGACURE127 1.0質量部
・IRGACURE819 1.5質量部
・AMP−20GY 22.0質量部
・Photomer4072 20.0質量部
・MiramaerM360 15.5質量部
・DAP 10.0質量部
・BMI−TMH 10.0質量部
・セロキサイド2021P 10.0質量部
・メチルヘキサヒドロ無水フタル酸 10.0質量部
実施例10では、以下の組成(下記表1の組成例8)で材料を混合する以外は実施例1と同様の手順で造形材を調製した。
・IRGACURE127 1.0質量部
・IRGACURE819 1.5質量部
・AMP−20GY 27.0質量部
・ニューフロンティアR−1301 50.5質量部
・エラストロンH−38 20.0質量部
比較例4では、以下の組成(下記表1の組成例9)で材料を混合する以外は実施例1と同様の手順で造形材を調製した。
・IRGACURE127 1.0質量部
・IRGACURE819 1.5質量部
・AMP−20GY 62.0質量部
・Photomer4072 35.5質量部
比較例5では、以下の組成(下記表1の組成例10)で材料を混合する以外は実施例1と同様の手順で造形材を調製した。
・IRGACURE127 1.0質量部
・IRGACURE819 1.5質量部
・DAP 57.5質量部
・BMI−TMH 30.0質量部
・メチルヘキサヒドロ無水フタル酸 10.0質量部
実施例1において、評価用の試験片(テストピース)は、コニカミノルタ社製インクジェットヘッドKM512(標準液滴量42[pl]、ノズル解像度360[dpi]≒ノズルピッチ70.5[μm])を搭載し、固定された当該インクジェットヘッドに対して造形ステージを189[mm/s]で移動させる三次元造形装置を用いて造形することによって作製した。上記三次元造形装置のインクジェットヘッド(より具体的には80[℃]に保持された吐出ノズル)から組成例1で調製した造形材を吐出し均しローラーで平滑化した後、光源としてLED(波長:365nm)を用いて照射強度100mW/cm2で光照射処理を施して造形材を硬化させた。これらの動作を繰り返すことで造形材からなる造形材層を順に形成して積層した後、インクジェットヘッドに搭載されたマイクロ波照射装置からマイクロ波(周波数:2.45GHz、出力:1000W)を、造形物に照射し、さらにサポート材の除去作業を行い、図6に示すような所定形状の試験片(厚み:2mm)を造形した。なお、マイクロ波を照射する方向は、複数の造形材層を積層する方向と同じ方向(平行)である。
[実施例2]
実施例2では、実施例1と同様に造形材層を積層した後、マイクロ波照射装置に対して造形物を90°傾けた状態すなわちマイクロ波を照射する方向と、複数の造形材層を積層する方向とが垂直となる状態で、マイクロ波照射装置からマイクロ波(周波数:2.45GHz、出力:1000W)を造形物に照射した。
[実施例3]
実施例3では、実施例1と同様に造形材層を積層した後、マイクロ波照射装置からマイクロ波(周波数:2.45GHz、出力:2000W)を造形物に照射した。
[比較例1]
比較例1では、実施例1と同様に造形材層を積層した後、マイクロ波を照射する代わりに、インクジェットヘッドに搭載された光源の照射強度を5000mW/cm2に変更し、造形物に光を照射した。
[比較例2]
比較例2では、実施例1で使用したインクジェットヘッドを用い、造形材を吐出し均しローラーで平滑化した後、インクジェットヘッドに搭載されたマイクロ波照射装置からマイクロ波(周波数:2.45GHz、出力:1000W)を照射した。これらの動作を繰り返すことで造形材からなる造形材層を順に形成して積層した後、インクジェットヘッドに搭載の光源を用いて光を造形物に照射した。
[比較例3]
比較例3では、実施例1と同様に造形材層を積層した後、100℃に設定したオーブン(アズワン社製、MOV−300S)に60分間放置した後、オーブンから取り出すことによって試験片を造形した。
[実施例4〜10]
実施例4〜10では、組成例2〜8でそれぞれ調製した造形材を吐出し均しローラーで平滑化した後、光源としてLED(波長:365nm)を用いて照射強度100mW/cm2で光照射処理を施した。これらの動作を繰り返すことで造形材からなる造形材層を順に形成して積層した後、インクジェットヘッドに搭載されたマイクロ波照射装置からマイクロ波(周波数:2.45GHz、出力:1000W)を造形物に照射し、さらにサポート材の除去作業を行い、所定形状の試験片を造形した。
[比較例4、5]
比較例4、5では、組成例9、10でそれぞれ調製した造形材を吐出し均しローラーで平滑化した後、光源としてLED(波長:365nm)を用いて照射強度100mW/cm2で光照射処理を施した。これらの動作を繰り返すことで造形材からなる造形材層を順に形成して積層した後、インクジェットヘッドに搭載されたマイクロ波照射装置からマイクロ波(周波数:2.45GHz、出力:1000W)を造形物に照射し、さらにサポート材の除去作業を行い、所定形状の試験片を造形した。
(試験片の破断強度)
◎:60以上
○:40以上かつ60未満
△:20以上かつ40未満
×:20未満
(試験片の寸法精度)
◎:10±0.1(mm)
○:10±0.2(mm)
△:10±0.3(mm)
×:10±0.4(mm)
110 制御部
120 ヘッドユニット(キャリッジ)
120A 筐体
121 モデル材吐出ヘッド
122 サポート材吐出ヘッド
123 平滑化装置
123A 均しローラー
123B 掻き取り部材
123C 回収部材
124 光照射装置
125 マイクロ波照射装置
130 支持機構
132 主走査方向ガイド
134 副走査方向ガイド
136 鉛直方向ガイド
140 造形ステージ
145 表示部
150 データ入力部
155 コンピューター装置
160 操作部
200 三次元造形物
220 モデル材
220A 光硬化性モノマー
220B 熱硬化性モノマー
222 モデル領域
230 サポート材
232 サポート領域
Claims (11)
- 造形ステージに向けて光硬化性材料および熱硬化性材料を含む造形材を吐出し、吐出された造形材に含まれる前記光硬化性材料に光を照射して硬化させることによって造形材層を形成し、
複数の造形材層を積層することにより三次元造形物の少なくとも一部を構成する積層物を形成し、
形成された前記積層物にマイクロ波を照射して当該積層物に含まれる前記熱硬化性材料を硬化させる三次元造形方法。 - 前記熱硬化性材料は、分子内にマレイミド基、アリル基、環状エーテル基およびブロックイソシアネート基の何れかを少なくとも1つ含む請求項1に記載の三次元造形方法。
- 前記熱硬化性材料は、分子内にマレイミド基、アリル基、環状エーテル基およびブロックイソシアネート基の何れかを少なくとも2つ含む請求項1に記載の三次元造形方法。
- 前記積層物に前記マイクロ波を照射する方向に沿って前記積層物に前記マイクロ波を照射する請求項1〜3の何れか1項に記載の三次元造形方法。
- 前記マイクロ波の周波数は、0.8GHz〜30GHzの範囲内である請求項1〜4の何れか1項に記載の三次元造形方法。
- 前記マイクロ波の出力は、200W〜1500Wの範囲内である請求項1〜5の何れか1項に記載の三次元造形方法。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の三次元造形方法により造形される三次元造形物。
- 造形ステージと、
前記造形ステージに向けて、光硬化性材料および熱硬化性材料を含む造形材を吐出する造形材吐出ヘッドと、
前記造形ステージおよび前記造形材吐出ヘッドのうち少なくとも一方を、両者の相対距離を可変に支持する支持機構と、
前記造形材吐出ヘッドにより吐出された造形材に含まれる前記光硬化性材料に光を照射して硬化させる光照射装置と、
前記造形ステージ上に前記造形材を吐出し、吐出された造形材に光を照射して前記造形材に含まれる光硬化性材料を硬化させることによって造形材層を形成し、複数の造形材層を積層することにより三次元造形物の少なくとも一部を構成する積層物を形成するように、前記造形材吐出ヘッド、前記支持機構および前記光照射装置を制御する制御部と、
形成された前記積層物にマイクロ波を照射して当該積層物に含まれる前記熱硬化性材料を硬化させるマイクロ波照射装置と、
を備える三次元造形装置。 - 前記マイクロ波照射装置は、前記複数の造形材層を積層する方向に沿って、前記積層物に前記マイクロ波を照射する請求項8に記載の三次元造形装置。
- 前記マイクロ波照射装置は、周波数が0.8GHz〜30GHzの範囲内のマイクロ波を照射する請求項8または9に記載の三次元造形装置。
- 前記マイクロ波照射装置は、出力が200W〜1500Wの範囲内のマイクロ波を照射する請求項8〜10の何れか1項に記載の三次元造形装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020004328A1 (ja) * | 2018-06-25 | 2020-01-02 | Kjケミカルズ株式会社 | 異種材料を用いた三次元造形装置と三次元造形方法 |
WO2020153246A1 (ja) * | 2019-01-22 | 2020-07-30 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 樹脂組成物、樹脂シート、多層プリント配線板、及び半導体装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0224127A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 光学的造形法 |
JPH03104626A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-05-01 | E I Du Pont De Nemours & Co | 熱的に凝集しうる材料からなる組成物を利用する立体像形成方法 |
JPH0732493A (ja) * | 1989-12-29 | 1995-02-03 | Teijin Seiki Co Ltd | 固体像形成方法および装置 |
JPH09123290A (ja) * | 1995-11-02 | 1997-05-13 | Brother Ind Ltd | 立体形状形成方法 |
JP2005014556A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-20 | Ricoh Printing Systems Ltd | 三次元造形装置 |
JP2016530127A (ja) * | 2013-07-31 | 2016-09-29 | エシロール アテルナジオナール カンパニー ジェネラーレ デ オプティックEssilor International Compagnie Generale D’ Optique | 透明眼用レンズのための付加製造 |
JP2017524566A (ja) * | 2014-06-23 | 2017-08-31 | カーボン,インコーポレイテッド | 多様な硬化機構を有する材料からの三次元物体製造方法 |
-
2014
- 2014-09-16 JP JP2014187785A patent/JP6439338B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0224127A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 光学的造形法 |
JPH03104626A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-05-01 | E I Du Pont De Nemours & Co | 熱的に凝集しうる材料からなる組成物を利用する立体像形成方法 |
JPH0732493A (ja) * | 1989-12-29 | 1995-02-03 | Teijin Seiki Co Ltd | 固体像形成方法および装置 |
JPH09123290A (ja) * | 1995-11-02 | 1997-05-13 | Brother Ind Ltd | 立体形状形成方法 |
JP2005014556A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-20 | Ricoh Printing Systems Ltd | 三次元造形装置 |
JP2016530127A (ja) * | 2013-07-31 | 2016-09-29 | エシロール アテルナジオナール カンパニー ジェネラーレ デ オプティックEssilor International Compagnie Generale D’ Optique | 透明眼用レンズのための付加製造 |
JP2017524566A (ja) * | 2014-06-23 | 2017-08-31 | カーボン,インコーポレイテッド | 多様な硬化機構を有する材料からの三次元物体製造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020004328A1 (ja) * | 2018-06-25 | 2020-01-02 | Kjケミカルズ株式会社 | 異種材料を用いた三次元造形装置と三次元造形方法 |
JPWO2020004328A1 (ja) * | 2018-06-25 | 2020-07-09 | Kjケミカルズ株式会社 | 異種材料を用いた三次元造形装置と三次元造形方法 |
US11478982B2 (en) | 2018-06-25 | 2022-10-25 | Kj Chemicals Corporation | Three-dimensional molding apparatus and three-dimensional molding method using different types of materials |
WO2020153246A1 (ja) * | 2019-01-22 | 2020-07-30 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 樹脂組成物、樹脂シート、多層プリント配線板、及び半導体装置 |
TWI825259B (zh) * | 2019-01-22 | 2023-12-11 | 日商三菱瓦斯化學股份有限公司 | 樹脂組成物、樹脂片、多層印刷配線板、及半導體裝置 |
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