JP2016175287A - Laminate molding material structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve in a laminate molding material structure molded by laminating layers, a laminate molding material structure increased in strength of a composite structure in the case of using a plurality of materials having different thermal expansion coefficients.SOLUTION: A laminate molding material structure is such that: in a laminate molding material structure having a plurality of layers in which a first material and a second material are molded in the same layer, the layer has a first molding part comprising the first material and configuring a first molding body over the plurality of layers, a first layer in the layer has the first molding part, and a first projection part connected to the first molding part, a second layer in the layer is laminated on the first layer, and has the first molding part, and a first protrusion connected to the first projection part, and one or more of a pair of the first layer and the second layer are provided in the plurality of layers.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、3次元積層造形技術に関し、特に、複数の材料を用いた3次元積層造形構造に関する。   The present invention relates to a three-dimensional additive manufacturing technique, and more particularly, to a three-dimensional additive manufacturing structure using a plurality of materials.

3次元CAD(Computer Aided Design)データを層分割し、分割した層毎に層の上に層を積むように材料を付加しながら層間を付着させて、3次元形状の構造物を数値表現から製造する方法は、国際規格でAdditive Manufacturingと定義されている。1980年代に発明されたこの製造方法は、一般的には3Dプリンタと呼ばれる。3Dプリンタは、3次元CADデータがあれば、金型を使わずに複雑な形状を容易に製造できることから、近年、新たなものづくり手法として注目されている。   Three-dimensional CAD (Computer Aided Design) data is divided into layers, and the layers are adhered to each divided layer while adding materials so that the layers are stacked on top of each other, thereby producing a three-dimensional structure from a numerical representation. The method is defined in the international standard as Additive Manufacturing. This manufacturing method invented in the 1980s is generally called a 3D printer. In recent years, 3D printers are attracting attention as a new manufacturing method because they can easily manufacture complex shapes without using a mold if there is 3D CAD data.

3Dプリンタでは、切削による除去的な加工や、型に材料を流し込んで固める成形加工とは異なり、メッシュ形状やポーラス形状をはじめとする、かつては製造が難しかった形状を容易に正確に製造できる。更には、複数の種類の材料を同一の層内に自由に配置させた造形を容易とすることも期待されている。複数の材料を用いた造形により、それぞれの材料の特性を活かした新たな機能を付与した3次元形状モデルが実現できるからである。   In 3D printers, shapes that were once difficult to manufacture, such as mesh shapes and porous shapes, can be easily and accurately manufactured, unlike removal processing by cutting and molding processing in which a material is poured into a mold and hardened. Furthermore, it is also expected to facilitate modeling in which a plurality of types of materials are freely arranged in the same layer. This is because, by modeling using a plurality of materials, it is possible to realize a three-dimensional shape model having a new function utilizing the characteristics of each material.

例えば、導電材料と絶縁材料とを複合させることで、電子回路の機能を有する3次元形状モデルが実現する。また、硬質な材料と柔軟な材料とを複合させることで、強度と柔軟性の両立した機能を有する3次元形状モデルが実現する。そして、これらの機能は新規材料の開発をせずとも容易に実現することができる。   For example, by combining a conductive material and an insulating material, a three-dimensional shape model having an electronic circuit function is realized. Further, by combining a hard material and a flexible material, a three-dimensional shape model having a function having both strength and flexibility can be realized. These functions can be easily realized without developing new materials.

特開2000−190086号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-190086

特性の異なる第1の材料と第2の材料を同一層内に造形する場合の課題として、両者の熱膨張係数が異なると、温度変化に伴う収縮差から両者の接合界面に応力が発生する。このとき、界面の接合強度が低い場合は界面剥離が発生し複合構造としての十分な強度が得られないという問題がある。特に、第1の材料を導電性材料とし、第2の材料を絶縁性材料として3次元電気配線を形成する場合には、界面剥離が発生すると第2の材料による第1の材料の保護性能が不十分となり配線の断線に至るなど、信頼性の低下という重大な問題に至る可能性がある。   As a problem when the first material and the second material having different characteristics are formed in the same layer, if the thermal expansion coefficients of the two are different, stress is generated at the joint interface between the two due to a shrinkage difference caused by a temperature change. At this time, when the bonding strength of the interface is low, there is a problem in that interface peeling occurs and sufficient strength as a composite structure cannot be obtained. In particular, when the three-dimensional electrical wiring is formed by using the first material as a conductive material and the second material as an insulating material, when the interface peeling occurs, the protection performance of the first material by the second material is increased. There is a possibility that it may lead to a serious problem of deterioration in reliability such as insufficient wiring leading to disconnection of wiring.

2種類の材料による積層造形方法として特許文献1が開示されている。この方法によれば、硬化層を積み重ねて所望の3次元形状部品を造形するプロセスにおいて、第1の材料を硬化する際に、第1の材料に部分的に硬化させない部分を設け、この部分を除去し、除去した部分に別工程で製造した第2の材料による埋設用部材を埋設する。その後さらに造形を継続することで、第1の材料による造形物の中に第2の材料による部材を埋め込んだ複合構造を造形することができる。   Patent Document 1 is disclosed as a layered manufacturing method using two types of materials. According to this method, when the first material is cured in the process of forming the desired three-dimensional shaped part by stacking the cured layers, the first material is provided with a portion that is not partially cured. The member for embedding by the 2nd material manufactured by the separate process is embedded in the removed part. Then, by continuing the modeling, it is possible to model a composite structure in which a member made of the second material is embedded in a modeled article made of the first material.

しかしながら、特許文献1の方法では、第1の材料と第2の材料の界面の接合は強化されておらず、複合構造としての十分な強度は得られないという問題がある。   However, the method of Patent Document 1 has a problem that the bonding at the interface between the first material and the second material is not strengthened, and sufficient strength as a composite structure cannot be obtained.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、層を積層して造形される積層造形構造体において、熱膨張係数の異なる複数の材料を用いた場合の複合構造の強度を高めた積層造形構造体を実現することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a composite structure in which a plurality of materials having different thermal expansion coefficients are used in a layered structure formed by stacking layers. The object is to realize an additive manufacturing structure with increased strength.

本発明による積層造形構造体は、第1の材料と第2の材料とを同一の層内に造形した層を複数有する積層造形構造体において、前記層は、前記第1の材料より成り複数の前記層に跨る第1の造形体を構成する第1の造形部を有し、前記層の内の第1の層は、前記第1の造形部と、前記第1の造形部に接続する第1の突出部とを有し、前記層の内の第2の層は、前記第1の層に積層し、前記第1の造形部と、前記第1の突出部に接続する第1の突起部とを有し、前記第1の層と前記第2の層との積層の組は、複数の前記層の内に1組以上設けられている。   The additive manufacturing structure according to the present invention includes an additive manufacturing structure having a plurality of layers in which the first material and the second material are formed in the same layer, and the layer includes a plurality of the first materials. It has the 1st modeling part which constitutes the 1st modeling object straddling the layer, and the 1st layer in the layer connects the 1st modeling part and the 1st modeling part. A first protrusion that is stacked on the first layer and is connected to the first modeling portion and the first protrusion. One or more sets of stacked layers of the first layer and the second layer are provided in the plurality of layers.

本発明によれば、層を積層して造形される積層造形構造体において、熱膨張係数の異なる複数の材料を用いた場合の複合構造の強度を高めた積層造形構造体を実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lamination modeling structure which raised the intensity | strength of the composite structure at the time of using the several material from which a thermal expansion coefficient differs in the lamination modeling structure modeled by laminating | stacking a layer is realizable.

本発明の第1の実施形態の積層造形構造体の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the layered modeling structure of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す側面図である。It is a side view which shows the modeling structure by the 1st material of the layered modeling structure of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す上面図である。It is a top view which shows the modeling structure by the 1st material of the layered modeling structure of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の積層造形構造体の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the layered modeling structure of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の積層造形構造体の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the layered modeling structure of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の積層造形構造体の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the layered modeling structure of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の積層造形構造体の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the layered modeling structure of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す側面図である。It is a side view which shows the modeling structure by the 1st material of the layered modeling structure of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す上面図である。It is a top view which shows the modeling structure by the 1st material of the layered modeling structure of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す側面図である。It is a side view which shows the modeling structure by the 1st material of the layered modeling structure of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す下面図である。It is a bottom view which shows the modeling structure by the 1st material of the layered modeling structure of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す側面図である。It is a side view which shows the modeling structure by the 1st material of the layered modeling structure of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す上面図である。It is a top view which shows the modeling structure by the 1st material of the layered modeling structure of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態の積層造形構造体の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the layered modeling structure of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態の積層造形構造体の構造を示す下面図である。It is a bottom view which shows the structure of the layered modeling structure of the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態の積層造形構造体の構造を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the layered modeling structure of the 5th Embodiment of this invention.

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
(第1の実施形態)
図1Aは、本発明の第1の実施形態の積層造形構造体の構造を示す断面図である。図1Bは、本実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す側面図である。図1Cは、本実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す、図1BのA−A’方向からの上面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the preferred embodiments described below are technically preferable for carrying out the present invention, but the scope of the invention is not limited to the following.
(First embodiment)
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a structure of a layered structure structure according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1B is a side view showing a modeling structure by the first material of the layered modeling structure of the present embodiment. FIG. 1C is a top view from the direction AA ′ of FIG. 1B showing a modeling structure of the first material of the layered modeling structure of the present embodiment.

本実施形態の積層造形構造体1は、第1の材料と第2の材料とを同一の層内に造形した層を複数有する積層造形構造体において、前記層は、前記第1の材料より成り複数の前記層に跨る第1の造形体2を構成する第1の造形部5を有し、前記層の内の第1の層3は、前記第1の造形部5と、前記第1の造形部5に接続する第1の突出部6とを有し、前記層の内の第2の層4は、前記第1の層3に積層し、前記第1の造形部5と、前記第1の突出部6に接続する第1の突起部7とを有し、前記第1の層3と前記第2の層4との積層の組は、複数の前記層の内に1組以上設けられている。前記第1の突出部6と前記第1の突起部7とは、前記第1の材料から成る。   The layered manufacturing structure 1 of the present embodiment has a plurality of layers formed by modeling the first material and the second material in the same layer, and the layer is made of the first material. It has the 1st modeling part 5 which constitutes the 1st modeling object 2 straddling a plurality of the above-mentioned layers, and the 1st layer 3 in the above-mentioned layer is the 1st modeling part 5 and the 1st above-mentioned layer A first protrusion 6 connected to the modeling part 5, and the second layer 4 among the layers is laminated on the first layer 3, and the first modeling part 5 and the first A first protrusion 7 connected to one protrusion 6, and one or more pairs of the first layer 3 and the second layer 4 are provided in the plurality of layers. It has been. The first protrusion 6 and the first protrusion 7 are made of the first material.

積層造形構造体1では、第1の突出部6は、第1の層3に存在し第1の造形部5に接続する構造とし、第1の突起部7は、第2の層4に存在し第1の突出部6に接続する構造とする。   In the layered structure 1, the first protrusion 6 is in the first layer 3 and is connected to the first modeling part 5, and the first protrusion 7 is in the second layer 4. The first protrusion 6 is connected to the first protrusion 6.

上記の構造とすることで、第1の材料から成る第1の造形体2は、これに接続する第1の突出部6と第1の突起部7とが第2の材料から成る領域に嵌まり込むことによって、第2の材料の領域と強固に密着することができる。よって、第1の材料と第2の材料の熱膨張係数の違いにより、第1の材料と第2の材料の接合界面に応力が発生しても、界面剥離の発生が抑制される。   With the above structure, the first model 2 made of the first material is fitted in the region where the first protrusion 6 and the first protrusion 7 connected to the first material 2 are made of the second material. By being trapped, it is possible to firmly adhere to the second material region. Therefore, even if stress is generated at the bonding interface between the first material and the second material due to the difference in thermal expansion coefficient between the first material and the second material, the occurrence of interface peeling is suppressed.

なお、図1A、Bでは、第1の突起部7は第1の突出部6の上側に設けられているが、第1の突出部6の下側に設けられていてもよい。また、第1の層3と第2の層4の組の中の第1の突出部6と第1の突起部7との組は、1組以上設けることができる。例えば、図1Cでは4組の場合を示しているが、これには限定されない。   In FIGS. 1A and 1B, the first protrusion 7 is provided on the upper side of the first protrusion 6, but may be provided on the lower side of the first protrusion 6. In addition, one or more sets of the first protrusions 6 and the first protrusions 7 in the set of the first layer 3 and the second layer 4 can be provided. For example, FIG. 1C shows the case of four sets, but is not limited to this.

以下に説明する積層造形構造体1の具体的な形態では、電子回路の機能を有する3次元形状モデルを想定し、これに対応した第1の材料と第2の材料とを例としているが、本実施形態はこれには限定されない。   In the specific form of the layered structure 1 described below, a three-dimensional shape model having a function of an electronic circuit is assumed, and the first material and the second material corresponding to this are exemplified. The present embodiment is not limited to this.

第1の材料は、導電体としての性質を有する材料とする。この材料は、例として、銅、銀、アルミが挙げられるが、これらに限定はされない。   The first material is a material having a property as a conductor. Examples of this material include, but are not limited to, copper, silver, and aluminum.

第1の材料の積層方法としては、例えば、第1の材料をヒータなどにより加熱し溶融させて、層内の所定の位置に所定量を積層させる方法が可能である。所定量の第1の材料を供給する際には、第1の材料を粉末状、フィラー状、線状等の溶融しやすい形状に加工しておいてもよい。また、第1の材料の溶融時に気化する物質と混合することで、ペースト状にしておいても良い。   As a method for laminating the first material, for example, a method in which the first material is heated and melted by a heater or the like and a predetermined amount is laminated at a predetermined position in the layer is possible. When supplying a predetermined amount of the first material, the first material may be processed into a shape that can be easily melted, such as powder, filler, or line. Further, it may be pasted by mixing with a substance that vaporizes when the first material is melted.

第1の材料の積層方法の他の方法として、ASTM(American Society for Testing and Materials)がAdditive Manufacturingの方式として分類している方式から、材料を供給しつつ熱エネルギーを集中することによって材料を溶融結合する指向エネルギー堆積方式(Directed energy deposition)を用いることもできる。   As another method of laminating the first material, the material is melted by concentrating heat energy while supplying the material from the method classified by ASTM (American Society for Testing and Materials) as the method of additive manufacturing. It is also possible to use a directed energy deposition scheme.

第2の材料は、絶縁体としての性質を有し、プラスチックが代表的な材料である。具体例としては、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)、ポリカーボネート、ポリ乳酸、アクリル、ポリエーテルイミド、ポリフェニルスルホン、ナイロン、ポリエチレン、シリコーン、エポキシ等が挙げられるが、これらに限定されない。   The second material has a property as an insulator, and plastic is a typical material. Specific examples include, but are not limited to, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), polycarbonate, polylactic acid, acrylic, polyetherimide, polyphenylsulfone, nylon, polyethylene, silicone, epoxy, and the like.

第2の材料の積層方法としては、ASTMがAdditive Manufacturingの方式として分類している方式を用いることができる。例えば、加熱して溶融した第2の材料を、ノズルなどの開口部から押し出して堆積する材料押出方式(Material extrusion)が挙げられる。また、他の方法としては、第2の材料の液滴を噴射し、選択的に硬化させ堆積させる材料噴射方式(Material jetting)などが挙げられる。   As a method for laminating the second material, a method classified by ASTM as an additive manufacturing method can be used. For example, there is a material extrusion method in which the second material heated and melted is pushed out from an opening such as a nozzle and deposited. Another method includes a material jetting method in which droplets of the second material are jetted, selectively cured, and deposited.

第2の材料の溶融、硬化については、熱可塑性樹脂であれば、加熱溶融させた材料を所定の位置に所定量供給し、空冷によって硬化させることができる。また、熱硬化や光硬化性樹脂の場合、材料の液滴を噴射し、熱硬化性樹脂であれば加熱、光硬化性樹脂であれば紫外線等を照射することで、第2の材料を積層することができる。   Regarding the melting and curing of the second material, if it is a thermoplastic resin, a predetermined amount of the heat-melted material can be supplied to a predetermined position and cured by air cooling. In the case of a thermosetting or photocurable resin, the second material is laminated by spraying droplets of the material and heating it if it is a thermosetting resin, or irradiating ultraviolet rays or the like if it is a photocurable resin. can do.

図2A、図2B、図2Cは、本実施形態の積層造形構造体1の製造方法を示す断面図である。   2A, 2B, and 2C are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the layered structure 1 of the present embodiment.

図2Aでは、第1の材料と第2の材料とを同一の層内に造形した層の上に、第1の層3を積層する工程を示している。第1の層3は、第1の材料から成る第1の造形部5と、第1の造形部5に接続する第1の材料から成る第1の突出部6と、第2の材料による領域とを有する。   In FIG. 2A, the process of laminating | stacking the 1st layer 3 on the layer which modeled the 1st material and the 2nd material in the same layer is shown. The first layer 3 includes a first modeling part 5 made of the first material, a first protrusion 6 made of the first material connected to the first modeling part 5, and a region made of the second material. And have.

図2Bでは、第1の層3の上に、第2の層4を積層する工程を示している。第2の層4は、第1の造形部5と、第1の突出部6に接続する第1の材料から成る第1の突起部7と、第2の材料による領域とを有する。   FIG. 2B shows a step of laminating the second layer 4 on the first layer 3. The 2nd layer 4 has the 1st modeling part 5, the 1st projection part 7 which consists of the 1st material connected to the 1st projection part 6, and the field by the 2nd material.

図2Cでは、第2の層4の上にさらに層を積層することによって、第1の造形体2を有する積層造形構造体1が完成する工程を示している。第2の層4に積層される層は、第1の造形部5と第2の材料による領域とを有する。   FIG. 2C shows a process in which a layered structure 1 having the first shaped body 2 is completed by further laminating layers on the second layer 4. The layer laminated on the second layer 4 has a first modeling part 5 and a region made of the second material.

図3は、本実施形態の積層造形構造体において、複数の造形体を設けた構造を示す断面図である。複数の造形体を設けた積層造形構造体11は、図1Aに示す積層造形構造体1に加えて、各層は、第1の材料より成り複数の層に跨る第2の造形体12を構成する第2の造形部15を有し、前記層の内の、第1の層3と第2の層4とは別の第3の層13は、第2の造形部15と、第1の材料より成り第2の造形部15に接続する第2の突出部16とを有し、前記層の内の、第1の層3と第2の層4とは別の第4の層14は、第3の層13に積層し、第2の造形部15と、第1の材料より成り第2の突出部16に接続する第2の突起部17とを有し、第3の層13と第4の層14との積層の組は、複数の層の内に1組以上設けられている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structure in which a plurality of shaped bodies are provided in the layered shaped structure of the present embodiment. In addition to the layered structure 1 shown in FIG. 1A, the layered structure 11 provided with a plurality of objects is composed of a first material and constitutes a second structure 12 that straddles a plurality of layers. The 3rd layer 13 which has the 2nd modeling part 15, and is different from the 1st layer 3 and the 2nd layer 4 among the above-mentioned layers is the 2nd modeling part 15, and the 1st material And a second protrusion 16 connected to the second modeling portion 15, and the fourth layer 14, which is different from the first layer 3 and the second layer 4, of the layers, The second layer 13 is laminated on the third layer 13, and has a second projecting portion 15 and a second projecting portion 17 made of the first material and connected to the second projecting portion 16. One or more pairs of the four layers 14 are provided in the plurality of layers.

積層造形構造体11では、第2の突出部16は、第3の層13に存在し第2の造形部15に接続する構造とし、第2の突起部17は、第4の層14に存在し第2の突出部16に接続する構造とする。   In the layered structure 11, the second protrusion 16 exists in the third layer 13 and is connected to the second structure 15, and the second protrusion 17 exists in the fourth layer 14. The second protrusion 16 is connected.

なお、図3では、第2の突起部17は第2の突出部16の上側に設けられているが、第2の突出部16の下側に設けられていてもよい。また、第3の層13と第4の層14の組の中の第2の突出部16と第2の突起部17との組は、1組以上設けることができる。   In FIG. 3, the second protrusion 17 is provided on the upper side of the second protrusion 16, but may be provided on the lower side of the second protrusion 16. Further, one or more sets of the second protrusions 16 and the second protrusions 17 in the set of the third layer 13 and the fourth layer 14 can be provided.

図3に示すように、第1の突出部6と第1の突起部7との組と、第2の突出部16と第2の突起部17との組とは、積層造形構造体11の積層方向で重なるように配置することができる。このような配置により、突出部や突起部同士の干渉を防ぎ、かつ、複数の造形体を高密度に配置することができる。   As shown in FIG. 3, the set of the first projecting portion 6 and the first projecting portion 7 and the set of the second projecting portion 16 and the second projecting portion 17 include the layered structure 11. It can arrange | position so that it may overlap in the lamination direction. With such an arrangement, it is possible to prevent the protrusions and the protrusions from interfering with each other and to arrange a plurality of shaped bodies with high density.

なお、本実施形態では2種類の材料から成る積層造形構造体としたが、これには限定されず、任意の複数の材料から成る積層造形構造体とすることもできる。   In the present embodiment, the layered structure is made of two kinds of materials, but the present invention is not limited to this, and a layered structure having any of a plurality of materials may be used.

以上のように、本実施形態によれば、層を積層して造形される積層造形構造体において、熱膨張係数の異なる複数の材料を用いた場合の複合構造の強度を高めた積層造形構造体を実現できる。
(第2の実施形態)
図4Aは、本発明の第2の実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す側面図である。図4Bは、本実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す、図4AのB−B’方向からの上面図である。
As described above, according to the present embodiment, in a layered structure that is formed by stacking layers, a layered structure that has improved the strength of the composite structure when a plurality of materials having different thermal expansion coefficients are used. Can be realized.
(Second Embodiment)
FIG. 4A is a side view showing a modeling structure made of a first material of the layered modeling structure according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4B is a top view from the BB ′ direction in FIG. 4A showing a modeling structure of the first material of the layered modeling structure of the present embodiment.

本実施形態の積層造形構造体の構造が、第1の実施形態の積層造形構造体1と異なるのは、第1の突出部6aが第1の造形部5の外周を囲む構造であることである。その他の構造は、第1の実施形態の積層造形構造体1と同じである。また、本実施形態においても、図3に示した第1の実施形態の積層造形構造体11と同様に、複数の造形体を高密度に配置することができる。   The structure of the layered modeling structure of the present embodiment is different from the layered modeling structure 1 of the first embodiment in that the first protrusion 6 a surrounds the outer periphery of the first modeling unit 5. is there. Other structures are the same as the layered structure 1 of the first embodiment. Also in the present embodiment, a plurality of shaped bodies can be arranged at high density in the same manner as the layered shaped structure body 11 of the first embodiment shown in FIG.

本実施形態によれば、層を積層して造形される積層造形構造体において、熱膨張係数の異なる複数の材料を用いた場合の複合構造の強度を高めた積層造形構造体を実現できる。
(第3の実施形態)
図5Aは、本発明の第3の実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す側面図である。図5Bは、本実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す、図5AのC−C’方向からの下面図である。
According to this embodiment, in the layered structure that is formed by stacking layers, it is possible to realize a layered structure in which the strength of the composite structure is increased when a plurality of materials having different thermal expansion coefficients are used.
(Third embodiment)
FIG. 5: A is a side view which shows the modeling structure by the 1st material of the layered modeling structure of the 3rd Embodiment of this invention. FIG. 5B is a bottom view from the CC ′ direction in FIG. 5A, showing a modeling structure made of the first material of the layered modeling structure of the present embodiment.

本実施形態の積層造形構造体の構造が、第1の実施形態の積層造形構造体1と異なるのは、第2の層4に積層する第5の層18が、第1の材料より成り第1の突起部7に接続するフック部8を有し、フック部8は第1の突起部7よりも幅が広い構造であることである。幅の方向は、例えば図5Aに示すように、紙面の左右方向での幅とすることができるが、これには限定されない。その他の構造は、第1の実施形態の積層造形構造体1と同じである。また、本実施形態においても、図3に示した第1の実施形態の積層造形構造体11と同様に、複数の造形体を高密度に配置することができる。   The structure of the additive manufacturing structure of the present embodiment is different from the additive manufacturing structure 1 of the first embodiment because the fifth layer 18 to be stacked on the second layer 4 is made of the first material. The hook portion 8 is connected to the first protrusion portion 7, and the hook portion 8 has a structure wider than the first protrusion portion 7. For example, as shown in FIG. 5A, the width direction can be a width in the left-right direction of the paper surface, but is not limited thereto. Other structures are the same as the layered structure 1 of the first embodiment. Also in the present embodiment, a plurality of shaped bodies can be arranged at high density in the same manner as the layered shaped structure body 11 of the first embodiment shown in FIG.

本実施形態によれば、層を積層して造形される積層造形構造体において、熱膨張係数の異なる複数の材料を用いた場合の複合構造の強度を高めた積層造形構造体を実現できる。
(第4の実施形態)
図6Aは、本発明の第4の実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す側面図である。図6Bは、本実施形態の積層造形構造体の第1の材料による造形構造を示す、図6AのD−D’方向からの上面図である。
According to this embodiment, in the layered structure that is formed by stacking layers, it is possible to realize a layered structure in which the strength of the composite structure is increased when a plurality of materials having different thermal expansion coefficients are used.
(Fourth embodiment)
FIG. 6A is a side view showing a modeling structure made of a first material of a layered modeling structure according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6B is a top view from the DD ′ direction of FIG. 6A showing a modeling structure of the first material of the layered modeling structure of the present embodiment.

本実施形態の積層造形構造体の構造が、第1の実施形態の積層造形構造体1と異なるのは、本実施形態の積層造形構造体では、第1の層3bが、第1の造形部5と、第1の材料より成り第1の造形部5に接続する第1の突出部6と、第1の材料より成り第1の突出部6に接続する第1の突起部7aとを有することである。また、第2の層4は設けられていなくてもよい。その他の構造は、第1の実施形態の積層造形構造体1と同じである。また、本実施形態においても、図3に示した第1の実施形態の積層造形構造体11と同様に、複数の造形体を高密度に配置することができる。   The structure of the additive manufacturing structure of the present embodiment is different from the additive manufacturing structure 1 of the first embodiment. In the additive manufacturing structure of the present embodiment, the first layer 3b is the first modeling part. 5, a first protrusion 6 made of the first material and connected to the first modeling part 5, and a first protrusion 7 a made of the first material and connected to the first protrusion 6. That is. Further, the second layer 4 may not be provided. Other structures are the same as the layered structure 1 of the first embodiment. Also in the present embodiment, a plurality of shaped bodies can be arranged at high density in the same manner as the layered shaped structure body 11 of the first embodiment shown in FIG.

本実施形態によれば、層を積層して造形される積層造形構造体において、熱膨張係数の異なる複数の材料を用いた場合の複合構造の強度を高めた積層造形構造体を実現できる。
(第5の実施形態)
図7Aは、本発明の第5の実施形態の積層造形構造体の構造を示す断面図である。図7Bは、本実施形態の積層造形構造体の構造を示す、図7AのE−E’方向からの下面図である。図7Cは、本実施形態の積層造形構造体の構造を示す、図7AのF−F’方向からの上面図である。
According to this embodiment, in the layered structure that is formed by stacking layers, it is possible to realize a layered structure in which the strength of the composite structure is increased when a plurality of materials having different thermal expansion coefficients are used.
(Fifth embodiment)
FIG. 7A is a cross-sectional view showing the structure of a layered structure structure according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 7B is a bottom view from the EE ′ direction of FIG. 7A showing the structure of the layered structure structure of the present embodiment. FIG. 7C is a top view from the FF ′ direction in FIG. 7A showing the structure of the layered structure structure of the present embodiment.

本実施形態の積層造形構造体は、第1の材料と第2の材料とを同一の層内に造形した層を複数有する積層造形構造体において、前記層は、前記第1の材料より成り複数の前記層に跨る第1の造形体2aを構成する第1の造形部5aを有し、前記層の内の第1の層3aは、前記第1の造形部5aと、前記第1の造形部5aに接続する第1の突出部9とを有し、前記層の内の第2の層4aは、前記第1の層3aに積層し、前記第1の造形部5aと、前記第1の突出部9に接続する第1の突起部10とを有し、前記第1の層3aと前記第2の層4aとの積層の組は、複数の前記層の内に1組以上設けられている。前記第1の突出部9と前記第1の突起部10とは、前記第2の材料から成る。   The additive manufacturing structure of the present embodiment includes an additive manufacturing structure having a plurality of layers in which the first material and the second material are formed in the same layer, and the layer is formed of the first material. The first modeling part 5a constituting the first modeling body 2a straddling the layers of the first layer 3a, the first layer 3a of the layers includes the first modeling part 5a and the first modeling. A first protrusion 9 connected to the portion 5a, and the second layer 4a of the layers is laminated on the first layer 3a, and the first modeling portion 5a and the first A first protrusion 10 connected to the protrusion 9, and one or more sets of stacked layers of the first layer 3 a and the second layer 4 a are provided in the plurality of layers. ing. The first protrusion 9 and the first protrusion 10 are made of the second material.

上記の構造とすることで、第1の材料から成る第1の造形体2aは、第1の造形体2aに第2の材料から成る第1の突出部9と第1の突起部10とが嵌まり込むことによって、第2の材料の領域と強固に密着することができる。よって、第1の材料と第2の材料の熱膨張係数の違いにより、第1の材料と第2の材料の接合界面に応力が発生しても、界面剥離の発生が抑制される。   By setting it as said structure, the 1st modeling body 2a which consists of a 1st material has the 1st protrusion part 9 and the 1st projection part 10 which consist of a 2nd material in the 1st modeling body 2a. By fitting, it can be firmly adhered to the region of the second material. Therefore, even if stress is generated at the bonding interface between the first material and the second material due to the difference in thermal expansion coefficient between the first material and the second material, the occurrence of interface peeling is suppressed.

なお、図7Aでは、第1の突起部10は第1の突出部9の上側に設けられているが、第1の突出部9の下側に設けられていてもよい。また、第1の層3aと第2の層4aの組の中の第1の突出部9と第1の突起部10との組は、1組以上設けることができる。例えば、図7Bと図7Cでは4組の場合を示しているが、これには限定されない。   In FIG. 7A, the first protrusion 10 is provided on the upper side of the first protrusion 9, but may be provided on the lower side of the first protrusion 9. In addition, one or more sets of the first protrusions 9 and the first protrusions 10 in the set of the first layer 3a and the second layer 4a can be provided. For example, FIG. 7B and FIG. 7C show four sets, but the present invention is not limited to this.

本実施形態によれば、層を積層して造形される積層造形構造体において、熱膨張係数の異なる複数の材料を用いた場合の複合構造の強度を高めた積層造形構造体を実現できる。   According to this embodiment, in the layered structure that is formed by stacking layers, it is possible to realize a layered structure in which the strength of the composite structure is increased when a plurality of materials having different thermal expansion coefficients are used.

本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention.

1、11 積層造形構造体
2 第1の造形体
3、3a、3b 第1の層
4、4a 第2の層
5、5a 第1の造形部
6、6a、9 第1の突出部
7、7a、10 第1の突起部
8 フック部
12 第2の造形体
13 第3の層
14 第4の層
15 第2の造形部
16 第2の突出部
17 第2の突起部
18 第5の層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Laminated modeling structure 2 1st modeling body 3, 3a, 3b 1st layer 4, 4a 2nd layer 5, 5a 1st modeling part 6, 6a, 9 1st protrusion part 7, 7a DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st protrusion part 8 Hook part 12 2nd modeling body 13 3rd layer 14 4th layer 15 2nd modeling part 16 2nd protrusion part 17 2nd protrusion part 18 5th layer

Claims (10)

第1の材料と第2の材料とを同一の層内に造形した層を複数有する積層造形構造体において、
前記層は、前記第1の材料より成り複数の前記層に跨る第1の造形体を構成する第1の造形部を有し、
前記層の内の第1の層は、前記第1の造形部と、前記第1の造形部に接続する第1の突出部とを有し、
前記層の内の第2の層は、前記第1の層に積層し、前記第1の造形部と、前記第1の突出部に接続する第1の突起部とを有し、
前記第1の層と前記第2の層との積層の組は、複数の前記層の内に1組以上設けられている、積層造形構造体。
In the layered structure having a plurality of layers formed by shaping the first material and the second material in the same layer,
The layer has a first modeling part that constitutes a first modeling body made of the first material and straddling a plurality of the layers,
The first layer of the layers has the first modeling part and a first protrusion connected to the first modeling part,
The second layer of the layers is laminated on the first layer, has the first modeling portion, and a first protrusion connected to the first protrusion,
One or more sets of the stacked layers of the first layer and the second layer are provided in the plurality of layers.
前記第1の突出部と前記第1の突起部とは、前記第1の材料から成る、請求項1記載の積層造形構造体。 The additive manufacturing structure according to claim 1, wherein the first protrusion and the first protrusion are made of the first material. 前記層は、前記第1の材料より成り複数の前記層に跨る第2の造形体を構成する第2の造形部を有し、
前記層の内の、前記第1と第2の層とは別の第3の層は、前記第2の造形部と、前記第1の材料より成り前記第2の造形部に接続する第2の突出部とを有し、
前記層の内の、前記第1と第2の層とは別の第4の層は、前記第3の層に積層し、前記第2の造形部と、前記第1の材料より成り前記第2の突出部に接続する第2の突起部とを有し、
前記第3の層と前記第4の層との積層の組は、複数の前記層の内に1組以上設けられている、請求項2記載の積層造形構造体。
The layer has a second modeling part that constitutes a second modeled body made of the first material and straddling a plurality of the layers,
Of the layers, a third layer different from the first and second layers is the second modeling part and the second layer made of the first material and connected to the second modeling part. And a protrusion of
Of the layers, a fourth layer different from the first and second layers is laminated on the third layer, and is formed of the second modeling portion and the first material. A second protrusion connected to the two protrusions,
3. The additive manufacturing structure according to claim 2, wherein one or more sets of the third layer and the fourth layer are provided in the plurality of layers.
前記第1の突出部は、前記第1の造形部の外周を囲む、請求項2または3記載の積層造形構造体。 4. The additive manufacturing structure according to claim 2, wherein the first protrusion surrounds an outer periphery of the first modeling part. 5. 前記層の内の第5の層は、前記第2の層に積層し、前記第1の造形部と、前記第1の材料より成り前記第1の突起部に接続するフック部とを有し、
前記フック部は前記第1の突起部よりも幅が広い、請求項2記載の積層造形構造体。
A fifth layer of the layers is laminated on the second layer, and includes the first modeling portion and a hook portion made of the first material and connected to the first protrusion. ,
The additive manufacturing structure according to claim 2, wherein the hook portion is wider than the first protrusion.
第1の材料と第2の材料とを同一の層内に造形した層を複数有する積層造形構造体において、
前記層は、前記第1の材料より成り複数の前記層に跨る第1の造形体を構成する第1の造形部を有し、
前記層の内の第1の層は、前記第1の造形部と、前記第1の材料より成り前記第1の造形部に接続する第1の突出部と、前記第1の材料より成り前記第1の突出部に接続する第1の突起部とを有し、
前記第1の層は、複数の前記層の内に1つ以上設けられている、積層造形構造体。
In the layered structure having a plurality of layers formed by shaping the first material and the second material in the same layer,
The layer has a first modeling part that constitutes a first modeling body made of the first material and straddling a plurality of the layers,
The first layer of the layers is composed of the first modeling part, the first projecting part made of the first material and connected to the first modeling part, and the first material. A first protrusion connected to the first protrusion,
One or more of the first layers are provided in one or more of the plurality of layers.
前記層は、前記第1の材料より成り複数の前記層に跨る第2の造形体を構成する第2の造形部を有し、
前記層の内の、前記第1の層とは別の第2の層は、前記第2の造形部と、前記第1の材料より成り前記第2の造形部に接続する第2の突出部と、前記第1の材料より成り前記第2の突出部に接続する第2の突起部とを有し、
前記第2の層は、複数の前記層の内に1つ以上設けられている、請求項6記載の積層造形構造体。
The layer has a second modeling part that constitutes a second modeled body made of the first material and straddling a plurality of the layers,
Of the layers, a second layer different from the first layer includes the second modeling part and a second projecting part made of the first material and connected to the second modeling part. And a second protrusion made of the first material and connected to the second protrusion,
The layered structure according to claim 6, wherein at least one second layer is provided in the plurality of layers.
前記第1の突出部と前記第1の突起部とは、前記第2の材料から成る、請求項1記載の積層造形構造体。 The additive manufacturing structure according to claim 1, wherein the first protrusion and the first protrusion are made of the second material. 前記第1の材料は導電体を有し、前記第2の材料は絶縁体を有する、請求項1から8の内の1項記載の積層造形構造体。 The layered manufacturing structure according to claim 1, wherein the first material has a conductor and the second material has an insulator. 前記第1の造形体は電気配線である、請求項1から9の内の1項記載の積層造形構造体。 The layered manufacturing structure according to claim 1, wherein the first modeling body is an electrical wiring.
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