JP2016179514A - 三次元構造体の貫通流路を研磨するための方法およびデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
三次元構造体の貫通流路を研磨するための方法であって、
砥粒および液体を含んで成る研磨流体が仕込まれた仕込み密閉容器から貫通流路に研磨流体を流して貫通流路の研磨処理を行い、
研磨処理においては、仕込み密閉容器内に供給した加圧ガスによって研磨流体を仕込み密閉容器内で直接的に加圧し、それによって、仕込み密閉容器から貫通流路へと研磨流体を流入させることを特徴とする方法が提供される。
三次元構造体の貫通流路を研磨するためのデバイスであって、
砥粒および液体を含んで成る研磨流体を仕込むための仕込み密閉容器を有して成り、
仕込み密閉容器は、その仕込み密閉容器の内部に加圧ガスを供給するための第1管、および、仕込み密閉容器の内部から貫通流路へと研磨流体を導くための第2管を備えていることを特徴とするデバイスも提供される。
本発明の一実施形態に係るデバイスは、三次元構造体の貫通流路を研磨するためのデバイス1である(図1参照)。図1に示されるように、かかるデバイス1は、砥粒と液体とを含んで成る研磨流体7を仕込むための仕込み密閉容器2を有して成る。仕込み密閉容器2は、例えばステンレスなどの金属製であって、第1管6と第2管10とを備えている。第1管6は、仕込み密閉容器2の外部からその内部へと加圧ガス5を供給するための管であり、第2管10は、仕込み密閉容器2の内部から三次元構造体8の貫通流路9へと研磨流体を導くための管である。第1管6および第2管10は、それぞれ、例えば仕込み密閉容器2の上部25を介して仕込み密閉容器2の外部からその内部へと延在している。仕込み密閉容器2の内部において第1管6の先端レベル6aは研磨流体7のレベルよりも上方であってよい。一方、仕込み密閉容器2の内部において第2管10の先端レベル10aは研磨流体7のレベルよりも下方であってよい。第1管6の上流側においては、その第1管6と接続されたガス供給ライン(図示せず)が設けられていることが好ましい。一方、第2管10の下流側においては、その第2管10と貫通流路9の流入口との間を接続する送液ライン14が設けられていることが好ましい。
次に、貫通流路を備えた三次元構造体について説明する。かかる三次元構造体は、切削加工法を利用することによって得ることができる他、粉末焼結積層法を利用することによっても得ることができる。切削加工法では、基材となる部材にドリル加工等の機械的加工を施すことによって貫通流路を形成する。一方、粉末焼結積層法では、粉末層への光ビーム照射を通じて三次元構造体とその貫通流路とを並列的に形成する。粉末焼結積層法を用いると、比較的複雑な形状の貫通流路を備えた三次元構造体を製造できる。以下では、粉末焼結積層法による“造形”によって貫通流路が形成された三次元構造体(即ち、「三次元形状造形物」)を製造する方法について詳述する。
(i)粉末層の所定箇所に光ビームを照射し、かかる所定箇所の粉末を焼結または溶融固化させて固化層を形成する工程
(ii)得られた固化層の上に新たな粉末層を敷いて同様に光ビームを照射して更に固化層を形成する工程
本発明に係る方法は、三次元構造体の貫通流路を研磨する方法である。本発明に係る方法では、研磨流体が仕込まれた仕込み密閉容器から三次元構造体の貫通流路に研磨流体を流して貫通流路の研磨処理を行う。特に、仕込み密閉容器内に供給した加圧ガスによって研磨流体を仕込み密閉容器内で直接的に加圧し、研磨流体を貫通流路へと流入させる。
本発明に係る研磨方法は、回収密閉容器を用いて実施してもよい。具体的には、図2に示すように、貫通流路9から流出した研磨流体7を回収密閉容器3に回収してよい。つまり、貫通流路9を通るように仕込み密閉容器2から回収密閉容器3へと研磨流体7を流してよい。図示されるように、貫通流路9から流出した研磨流体7は、回収密閉容器3の第3管11を介して回収密閉容器3へと導かれることになる。
本発明に係る研磨方法では、使用済み研磨流体を再利用してよい。つまり、貫通流路9から一旦流出した研磨流体7を貫通流路9へと再度流してよい。具体的には、図4に示すように、貫通流路9から流出して回収密閉容器3で回収された研磨流体7を貫通流路9へと再度流してよい。つまり、貫通流路9を通るように回収密閉容器3から仕込み密閉容器2へと研磨流体7を流してよい。
本発明の研磨方法では、研磨流体に対してパルス加圧を施してよい。図5に示すように、例えば仕込み密閉容器2内に仕込まれた研磨流体7に対してパルス加圧を施してよい。研磨流体7へのパルス加圧によって、貫通流路9を通る研磨流体7の流れを乱流状態にすることができる。乱流状態の研磨流体7は、砥粒が貫通流路9の全体により均一に行き渡るようになるので、貫通流路9のより均一な研磨が可能となる。
本発明に係る研磨方法では、研磨処理時にて研磨流体の流体挙動を検知してよい。特に研磨処理の状態を把握するために、貫通流路9から流出した研磨流体の流体挙動を検知してよい(図6参照)。
本発明に係る研磨方法に際しては乾燥用ガスを使用してよい。具体的には、図8に示すように、研磨流体による研磨処理後において乾燥用ガス18を貫通流路9に流してよい。乾燥用ガス18を流すことによって、研磨処理後に貫通流路9に残存した研磨流体の液体が気化し易くなり、貫通流路9を好適に乾燥させることができる。
2 仕込み密閉容器
3 回収密閉容器
5 加圧ガス
6 第1管
7 研磨流体
8 三次元構造体
9 貫通流路
10 第2管
11 第3管
12 第4管
13 検知機構
18 乾燥用ガス
Claims (11)
- 三次元構造体の貫通流路を研磨するための方法であって、
砥粒および液体を含んで成る研磨流体が仕込まれた仕込み密閉容器から前記貫通流路に該研磨流体を流して該貫通流路の研磨処理を行い、
前記研磨処理においては、前記仕込み密閉容器内に供給した加圧ガスによって前記研磨流体を該仕込み密閉容器内で直接的に加圧し、それによって、該仕込み密閉容器から該貫通流路へと該研磨流体を流入させることを特徴とする、方法。 - 前記貫通流路から流出した前記研磨流体を回収密閉容器に回収しており、
前記回収においては、前記回収密閉容器内のガスを外部へと排気することを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - コンプレッサーおよび/またはガスボンベを用いて、前記仕込み密閉容器内へと供給する前記加圧ガスを得ることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記仕込み密閉容器に前記加圧ガスを断続的に供給して、前記研磨流体を該仕込み密閉容器内でパルス加圧することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記仕込み密閉容器を回収側として用いる一方、前記回収密閉容器を仕込み側として用いることによって該仕込み密閉容器と該回収密閉容器との間の機能を反転させ、前記貫通流路を通過する前記研磨流体の流れ方向を逆方向にする、請求項2に従属する請求項3または4に記載の方法。
- 前記貫通流路から流出する前記研磨流体の流体挙動に基づいて、前記貫通流路の前記研磨処理の停止または終了のタイミングを判定することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 前記研磨処理を行った後、前記貫通流路を乾燥させるために該貫通流路に乾燥用ガスを流すことを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 前記三次元構造体として、粉末焼結積層法によって製造された三次元形状造形物を用いることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 三次元構造体の貫通流路を研磨するためのデバイスであって、
砥粒および液体を含んで成る研磨流体を仕込むための仕込み密閉容器を有して成り、
前記仕込み密閉容器は、外部から該仕込み密閉容器の内部へと加圧ガスを供給するための第1管、および、該仕込み密閉容器の前記内部から前記貫通流路へと前記研磨流体を導くための第2管を備えていることを特徴とする、デバイス。 - 前記貫通流路から流出した前記研磨流体を回収するための回収密閉容器を更に有して成り、
前記回収密閉容器は、前記貫通流路から流出した前記研磨流体を前記回収密閉容器内に導くための第3管、および、該回収密閉容器内のガスを外部へと排気するための第4管を備えていることを特徴とする、請求項9に記載のデバイス。 - 前記貫通流路から流出する前記研磨流体の流体挙動を検知して、前記貫通流路の研磨処理の停止または終了のタイミングを判定する検知機構を更に有して成ることを特徴とする、請求項9または10に記載のデバイス。
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2015
- 2015-03-23 JP JP2015059970A patent/JP2016179514A/ja active Pending
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