JP2017031490A - Method for manufacturing three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, three-dimensional molded object, and composition for manufacturing three-dimensional molded object - Google Patents

Method for manufacturing three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, three-dimensional molded object, and composition for manufacturing three-dimensional molded object Download PDF

Info

Publication number
JP2017031490A
JP2017031490A JP2015155306A JP2015155306A JP2017031490A JP 2017031490 A JP2017031490 A JP 2017031490A JP 2015155306 A JP2015155306 A JP 2015155306A JP 2015155306 A JP2015155306 A JP 2015155306A JP 2017031490 A JP2017031490 A JP 2017031490A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composition
dimensional structure
viscosity
particles
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015155306A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
大竹 俊裕
Toshihiro Otake
俊裕 大竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2015155306A priority Critical patent/JP2017031490A/en
Publication of JP2017031490A publication Critical patent/JP2017031490A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a three-dimensional molded object by which a three-dimensional molded object excellent in dimensional accuracy can be efficiently manufactured while suppressing waste in materials.SOLUTION: The method for manufacturing a three-dimensional molded object aims to laminate layers formed into predetermined patterns to manufacture a three-dimensional molded object by repeating a sequence of steps including: a discharge step of discharging a composition comprising particles and a thixotropic material while applying external force to the composition to reduce the viscosity of the composition; and a joining step of, after the composition comes into contact with a target portion, imparting energy to the composition to join the particles.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置、三次元造形物および三次元造形物製造用組成物に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional structure, a three-dimensional structure manufacturing apparatus, a three-dimensional structure, and a composition for manufacturing a three-dimensional structure.

従来より、例えば、三次元CADソフト、三次元スキャナー等で生成した三次元物体のモデルデータを基にして、三次元造形物を形成する方法が知られている。   Conventionally, for example, a method of forming a three-dimensional structure based on model data of a three-dimensional object generated by three-dimensional CAD software, a three-dimensional scanner, or the like is known.

三次元造形物を形成する方法として、積層法(三次元造形法)が知られている。積層法では、一般的に、三次元物体のモデルデータを多数の二次元断面層データ(スライスデータ)に分割した後、各二次元断面層データに対応する断面部材を順次造形しつつ、断面部材を順次積層することによって三次元造形物を形成する。   As a method of forming a three-dimensional structure, a lamination method (three-dimensional structure method) is known. In the laminating method, generally, after the model data of the three-dimensional object is divided into a large number of two-dimensional cross-sectional layer data (slice data), the cross-sectional members corresponding to each two-dimensional cross-sectional layer data are sequentially formed, Are sequentially laminated to form a three-dimensional structure.

積層法は、造形しようとする三次元造形物のモデルデータさえあれば、直ちに形成することが可能であり、造形に先立って金型を作成するなどの必要がないので、迅速にしかも安価に三次元造形物を形成することが可能である。また、薄い板状の断面部材を一層ずつ積層して形成するので、例えば内部構造を有する複雑な物体であっても、複数の部品に分けることなく一体の造形物として形成することが可能である。   The layering method can be formed immediately as long as there is model data of the 3D model to be modeled, and there is no need to create a mold prior to modeling, so it is quick and inexpensive. It is possible to form an original model. In addition, since thin plate-like cross-sectional members are laminated one by one, for example, even a complex object having an internal structure can be formed as an integrated shaped object without being divided into a plurality of parts. .

このような積層法として、金属粉末と溶剤とを含む材料を用いて材料層を形成し、当該材料層に光ビームを照射して金属粉末を接合して、三次元造形物を製造する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As such a laminating method, there is a technique for forming a three-dimensional structure by forming a material layer using a material containing metal powder and a solvent, irradiating the material layer with a light beam, and joining the metal powder. It is known (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、このような技術では、材料層を構成する材料の一部にのみ光ビームを照射して焼結するため、材料層のうち光ビームが照射されない部分を構成するものは除去されるだけの無駄な部分であった。また、所定の光ビームの照射領域に対して、その近傍でも不完全ではあるが金属粉末の焼結が生じるため、三次元造形物の寸法精度が低下するという問題があった。   However, in such a technique, only a part of the material constituting the material layer is irradiated with the light beam and sintered, so that the material layer constituting the portion not irradiated with the light beam is only removed. It was a useless part. In addition, there is a problem that the dimensional accuracy of the three-dimensional structure is lowered because the metal powder is sintered in the vicinity of the irradiation region of the predetermined light beam, although it is incomplete in the vicinity thereof.

また、金属粉末と溶剤とを含む材料を所定のパターンで付与することも考えられるが、このような場合、材料の粘度が高いものであると材料の吐出自体が困難となり、また、材料の粘度が低いものであると、吐出された材料が不本意に濡れ広がり、所望の形状を維持することができないという問題がある。   In addition, it is conceivable to apply a material containing a metal powder and a solvent in a predetermined pattern. In such a case, if the material has a high viscosity, it becomes difficult to discharge the material itself, and the viscosity of the material If it is low, there is a problem that the discharged material unwillingly spreads out and the desired shape cannot be maintained.

特開2008−184622号公報JP 2008-184622 A

本発明の目的は、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物の製造方法を提供すること、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物製造装置を提供すること、寸法精度に優れた三次元造形物を提供すること、また、寸法精度に優れた三次元造形物の製造に好適に用いることのできる三次元造形物製造用組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a manufacturing method of a three-dimensional structure that can efficiently manufacture a three-dimensional structure that is excellent in dimensional accuracy while suppressing the generation of waste of the material. To provide a three-dimensional structure manufacturing apparatus that can efficiently manufacture a three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy, to provide a three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy, An object of the present invention is to provide a composition for manufacturing a three-dimensional structure that can be suitably used for manufacturing a three-dimensional structure excellent in accuracy.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の三次元造形物の製造方法は、粒子およびチクソトロピック材料を含む組成物に外力を加え、粘度を低下させた状態で当該組成物を吐出する吐出工程と、
前記組成物が目的の部位に接触した後に、エネルギーを付与し前記粒子を接合する接合工程と、
を含む一連の工程を繰り返し行うことにより、所定のパターンで形成された層を積層し、三次元造形物を製造することを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for producing a three-dimensional structure of the present invention includes an ejection step in which an external force is applied to a composition containing particles and a thixotropic material, and the composition is ejected in a state where the viscosity is reduced,
A bonding step of applying energy and bonding the particles after the composition contacts a target site;
By repeating a series of steps including the above, a layer formed in a predetermined pattern is laminated to produce a three-dimensional structure.

これにより、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物の製造方法を提供することができる。   Thereby, the manufacturing method of the three-dimensional structure which can manufacture efficiently the three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy can be provided, suppressing generation | occurrence | production of the waste of material.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記吐出工程に際し、撹拌により前記組成物の粘度を低下させることが好ましい。   In the method for producing a three-dimensional structure of the present invention, it is preferable that the viscosity of the composition is reduced by stirring during the discharging step.

これにより、組成物の種類等に応じて外力の付与条件を好適に調整することができる。また、比較的大量の組成物に対しても、好適に外力を付与することができる。また、組成物中における粒子の分散安定性が低い場合であっても、撹拌により、吐出時における粒子の分散状態を良好なものとすることができる。   Thereby, according to the kind of composition etc., the provision conditions of external force can be adjusted suitably. Also, an external force can be suitably applied to a relatively large amount of the composition. Further, even when the dispersion stability of the particles in the composition is low, the dispersion state of the particles at the time of ejection can be improved by stirring.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記吐出工程に際し、振動を付与することにより前記組成物の粘度を低下させることが好ましい。   In the method for producing a three-dimensional structure of the present invention, it is preferable that the viscosity of the composition is reduced by applying vibration during the discharging step.

これにより、三次元造形物の製造に用いる装置の構成の簡略化を図ることができる。また、三次元造形物の製造に用いる装置のメンテナンスが容易となる。また、組成物中への気泡の混入をより効果的に防止することができ、組成物の吐出安定性をより優れたものとすることができる。   Thereby, simplification of the structure of the apparatus used for manufacture of a three-dimensional structure can be achieved. Moreover, the maintenance of the apparatus used for manufacture of a three-dimensional structure becomes easy. Moreover, mixing of bubbles into the composition can be more effectively prevented, and the ejection stability of the composition can be further improved.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記組成物は、前記チクソトロピック材料として、多糖類を含むものであることが好ましい。   In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, the composition preferably contains a polysaccharide as the thixotropic material.

これにより、三次元造形物の寸法精度と生産性とをより高いレベルで両立することができる。また、組成物の保存安定性をより優れたものとすることができ、より長期間にわたって安定的に三次元造形物を製造することができる。また、組成物の保存条件が緩和され、保存、管理が容易となる。   Thereby, the dimensional accuracy and productivity of a three-dimensional structure can be made compatible at a higher level. In addition, the storage stability of the composition can be improved, and a three-dimensional structure can be manufactured stably over a longer period of time. In addition, the storage conditions of the composition are relaxed, and storage and management become easy.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記組成物は、さらにバインダーを含むものであることが好ましい。   In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, the composition preferably further contains a binder.

これにより、三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物中における空隙率(空孔率)、三次元造形物の密度等の調整を好適に行うことができる。   Thereby, the dimensional accuracy of a three-dimensional structure can be made more excellent. Moreover, adjustment of the porosity (porosity) in a three-dimensional structure, the density of a three-dimensional structure, etc. can be performed suitably.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記組成物は、前記バインダーとして硬化性樹脂を含むものであることが好ましい。   In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, the composition preferably contains a curable resin as the binder.

これにより、複雑な形状や微細な構造を有する三次元造形物であってもより好適に製造することができる。また、三次元造形物の生産性をより優れたものとすることができる。   Accordingly, even a three-dimensional structure having a complicated shape or a fine structure can be more suitably manufactured. In addition, the productivity of the three-dimensional structure can be improved.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記組成物は、前記粒子として、金属材料、セラミックス材料のうち少なくとも一方を含む材料で構成されたものを含むものであることが好ましい。   In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, it is preferable that the composition includes the particles composed of a material including at least one of a metal material and a ceramic material.

これにより、三次元造形物の質感(高級感)、機械的強度、耐久性等をより優れたものとすることができる。   Thereby, the texture (a high-class feeling), mechanical strength, durability, etc. of a three-dimensional structure can be made more excellent.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記組成物は、揮発性の溶剤を含むものであることが好ましい。   In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, the composition preferably contains a volatile solvent.

これにより、組成物の粘度調整を好適に行うことができ、組成物の吐出安定性をより優れたものとすることができる。また、揮発性の溶剤は、三次元造形物の製造過程において効率よく除去することができるため、最終的に得られる三次元造形物中に、不本意に残存することによる弊害の発生を効果的に防止することができる。   Thereby, the viscosity adjustment of a composition can be performed suitably and the discharge stability of a composition can be made more excellent. In addition, since volatile solvents can be efficiently removed in the manufacturing process of a three-dimensional structure, it is effective to prevent harmful effects caused by unintentionally remaining in the finally obtained three-dimensional structure. Can be prevented.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記溶剤を除去する工程をさらに有することが好ましい。   In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, it is preferable to further include a step of removing the solvent.

これにより、三次元造形物の生産性をより優れたものとすることができる。また、例えば、接合工程における溶剤の急激な揮発(突沸等)等による層の不本意な変形をより効果的に防止することができ、三次元造形物の寸法精度をより確実に優れたものとすることができる。   Thereby, the productivity of the three-dimensional structure can be further improved. In addition, for example, unintentional deformation of the layer due to rapid volatilization (e.g. bumping) of the solvent in the joining process can be more effectively prevented, and the dimensional accuracy of the three-dimensional structure is more reliably improved. can do.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記接合工程は、レーザーの照射により行うものであることが好ましい。   In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, the joining step is preferably performed by laser irradiation.

これにより、三次元造形物の生産性をより優れたものとすることができる。また、エネルギー効率を優れたものとすることができるため、省エネルギーの観点からも有利である。   Thereby, the productivity of the three-dimensional structure can be further improved. Moreover, since energy efficiency can be made excellent, it is advantageous also from an energy-saving viewpoint.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記吐出工程における前記組成物の粘度が、1mPa・s以上30mPa・s以下であることが好ましい。   In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, it is preferable that the viscosity of the composition in the discharging step is 1 mPa · s or more and 30 mPa · s or less.

これにより、組成物の吐出安定性をより優れたものとすることができ、三次元造形物の生産性をより優れたものとすることができる。   Thereby, the discharge stability of a composition can be made more excellent, and the productivity of a three-dimensional structure can be made more excellent.

本発明の三次元造形物の製造方法では、吐出された前記組成物が目的の部位に接触する際の粘度が、5mPa・s以上100mPa・s以下であることが好ましい。   In the method for producing a three-dimensional structure of the present invention, it is preferable that the viscosity when the discharged composition comes into contact with a target site is 5 mPa · s or more and 100 mPa · s or less.

これにより、三次元造形物の寸法精度、機械的強度等をより優れたものとすることができる。   Thereby, the dimensional accuracy, mechanical strength, etc. of a three-dimensional structure can be made more excellent.

本発明の三次元造形物製造装置は、粒子およびチクソトロピック材料を含む組成物に外力を加え、粘度を低下させる粘度低下手段と、
粘度が低下した状態の前記組成物を吐出する吐出手段と、
前記組成物が目的の部位に接触した後に、前記粒子を接合するためのエネルギーを付与する接合エネルギー付与手段とを備えることを特徴とする。
The three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention applies an external force to the composition containing particles and a thixotropic material, and a viscosity reducing means for reducing the viscosity,
Discharge means for discharging the composition in a state of reduced viscosity;
And a bonding energy applying means for applying energy for bonding the particles after the composition contacts a target site.

これにより、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物製造装置を提供することができる。   Accordingly, it is possible to provide a three-dimensional structure manufacturing apparatus that can efficiently manufacture a three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy while suppressing the generation of waste of material.

本発明の三次元造形物は、本発明の三次元造形物の製造方法を用いて製造されたものであることを特徴とする。
これにより、寸法精度に優れた三次元造形物を提供することができる。
The three-dimensional structure of the present invention is manufactured using the method for manufacturing a three-dimensional structure of the present invention.
Thereby, the three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy can be provided.

本発明の三次元造形物は、本発明の三次元造形物製造装置を用いて製造されたものであることを特徴とする。
これにより、寸法精度に優れた三次元造形物を提供することができる。
The three-dimensional structure of the present invention is manufactured using the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention.
Thereby, the three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy can be provided.

本発明の三次元造形物製造用組成物は、所定のパターンで形成された層を積層し、三次元造形物を製造するのに用いられる組成物であって、
粒子と、チクソトロピック材料とを含み、外力の付加によって、粘度が低下するものであることを特徴とする。
The composition for producing a three-dimensional structure of the present invention is a composition used for producing a three-dimensional structure by laminating layers formed in a predetermined pattern.
It contains particles and a thixotropic material, and is characterized in that the viscosity is lowered by the addition of external force.

これにより、寸法精度に優れた三次元造形物の製造に好適に用いることのできる三次元造形物製造用組成物を提供することができる。   Thereby, the composition for three-dimensional structure manufacture which can be used suitably for manufacture of the three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy can be provided.

本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process of suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process of suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process of suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process of suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process of suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process of suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process of suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process of suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process of suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the process of suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the present invention. 本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically suitable embodiment of the three-dimensional structure manufacturing apparatus of this invention.

以下、添付する図面を参照しつつ、好適な実施形態について詳細な説明をする。
《三次元造形物の製造方法》
まず、本発明の三次元造形物の製造方法について説明する。
Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<Method for producing three-dimensional structure>
First, the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the present invention will be described.

図1〜図10は、本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す断面図であり、図11は、本発明の三次元造形物の製造方法の一例を示すフローチャートである。   FIGS. 1-10 is sectional drawing which shows typically the process of suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention, FIG. 11 is an example of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. It is a flowchart which shows.

図1〜図10、図11に示すように、本実施形態の三次元造形物10の製造方法は、粒子11およびチクソトロピック材料を含む組成物1’に外力を加え、粘度を低下させた状態で当該組成物1’を吐出する吐出工程(図1、図5参照)と、組成物1’が目的の部位に接触した後に、エネルギーを付与し粒子11を接合する接合工程(図4、図8参照)とを有し、これらの工程を順次繰り返し行うことにより、所定のパターンで形成された層1を積層し(図9参照)、目的とする三次元造形物10を得る(図10参照)。   As shown in FIG. 1 to FIG. 10 and FIG. 11, in the manufacturing method of the three-dimensional structure 10 of this embodiment, an external force is applied to the composition 1 ′ containing the particles 11 and the thixotropic material to reduce the viscosity. The discharge process (see FIGS. 1 and 5) for discharging the composition 1 ′ and the bonding process (FIGS. 4 and 5) for applying energy and bonding the particles 11 after the composition 1 ′ has contacted the target site. 8), and sequentially repeating these steps, the layers 1 formed in a predetermined pattern are stacked (see FIG. 9) to obtain the target three-dimensional structure 10 (see FIG. 10). ).

このように、三次元造形物10の製造(接合部2の形成)に、チクソトロピック材料を含む組成物1’を用い、外力の付加により粘度を低下させた状態の組成物1’を吐出することにより、組成物1’の吐出時における粘度(流動性)と、目的の部位(被着体)に接触する際の粘度(流動性)とを異なるものとすることができる。これにより、組成物1’の優れた吐出性を確保しつつ、組成物1’が目的とする部位に接触した際に組成物が不本意に濡れ広がること等を効果的に防止することができる。その結果、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物10を効率よく製造することができる。   In this way, the composition 1 ′ containing the thixotropic material is used for the production of the three-dimensional structure 10 (formation of the joint portion 2), and the composition 1 ′ in a state where the viscosity is reduced by applying external force is discharged. By this, the viscosity (fluidity) at the time of discharge of composition 1 'and the viscosity (fluidity) at the time of contacting the target site | part (adherence) can be made different. Thereby, it is possible to effectively prevent the composition from spreading unintentionally when the composition 1 ′ comes into contact with the target site while ensuring excellent dischargeability of the composition 1 ′. . As a result, it is possible to efficiently manufacture the three-dimensional structure 10 having excellent dimensional accuracy while suppressing generation of waste of material.

以下、各工程について詳細に説明する。
≪吐出工程≫
吐出工程では、粒子11およびチクソトロピック材料を含む組成物(三次元造形物製造用組成物)1’を吐出する(図1、図5参照)。特に、本実施形態では、粒子11を分散質として含み、かつ、少なくとも他の成分のうちの一部を、粒子(分散質)11を分散する分散媒12として含む組成物1’を吐出する。特に、本工程では、チクソトロピック材料を含む組成物1’に予め外力を加えた状態で組成物1’を吐出する。このように、吐出に先立ち、チクソトロピック材料を含む組成物1’に外力を加えておくことにより、組成物1’の粘度を低下させることができる。このため、本工程での組成物1’の吐出を円滑に行うことができる。
Hereinafter, each step will be described in detail.
≪Discharge process≫
In the discharging step, a composition (a composition for manufacturing a three-dimensional structure) 1 ′ containing particles 11 and a thixotropic material is discharged (see FIGS. 1 and 5). In particular, in the present embodiment, a composition 1 ′ including particles 11 as a dispersoid and at least a part of other components as a dispersion medium 12 for dispersing the particles (dispersoid) 11 is discharged. In particular, in this step, the composition 1 ′ is discharged in a state where an external force is applied in advance to the composition 1 ′ containing the thixotropic material. As described above, by applying an external force to the composition 1 ′ containing the thixotropic material prior to discharge, the viscosity of the composition 1 ′ can be reduced. For this reason, discharge of composition 1 'at this process can be performed smoothly.

組成物1’については、後に詳述する。
本工程に際し組成物1’に加える外力は、いかなる方法で与えるものであってもよいが、例えば、撹拌により与えることができる。
The composition 1 ′ will be described in detail later.
The external force applied to the composition 1 ′ during this step may be given by any method, but can be given, for example, by stirring.

これにより、組成物1’の種類等に応じて外力の付与条件(例えば、撹拌速度、撹拌力、撹拌エネルギー、撹拌羽根形状(例えば、プロペラ、パドル、タービン、アンカー、ヘリカルリボン形状等)等)を好適に調整することができる。また、比較的大量の組成物1’に対しても、好適に外力を付与することができる。また、組成物1’中における粒子11の分散安定性が低い場合であっても、撹拌により、吐出時における粒子11の分散状態を良好なものとすることができる。   Thereby, external force application conditions (for example, stirring speed, stirring force, stirring energy, stirring blade shape (for example, propeller, paddle, turbine, anchor, helical ribbon shape, etc.), etc.) depending on the type of composition 1 ′, etc. Can be suitably adjusted. Also, an external force can be suitably applied to a relatively large amount of the composition 1 '. Further, even when the dispersion stability of the particles 11 in the composition 1 ′ is low, the dispersion state of the particles 11 at the time of ejection can be improved by stirring.

吐出工程に先立つ組成物1’の撹拌は、例えば、100rpm以上200rpm以下の撹拌速度で行うことができる。   Agitation of the composition 1 ′ prior to the discharging step can be performed, for example, at an agitation speed of 100 rpm to 200 rpm.

これにより、装置の大型化等を防止しつつ、外力による組成物1’の粘度低下の効果がより顕著に発揮される。また、吐出時における粒子11の分散状態をより良好なものとすることができる。   As a result, the effect of lowering the viscosity of the composition 1 ′ due to external force is more significantly exhibited while preventing the apparatus from becoming large. Moreover, the dispersion state of the particles 11 at the time of discharge can be made better.

また、本工程に際し組成物1’に加える外力は、振動により与えることができる。
これにより、三次元造形物10の製造に用いる装置(三次元造形物製造装置)の構成の簡略化を図ることができる。また、三次元造形物製造装置のメンテナンスが容易となる。また、組成物1’中への気泡の混入をより効果的に防止することができ、組成物1’の吐出安定性をより優れたものとすることができる。
In addition, an external force applied to the composition 1 ′ during this step can be applied by vibration.
Thereby, simplification of the structure of the apparatus (three-dimensional structure manufacturing apparatus) used for manufacture of the three-dimensional structure 10 can be achieved. Moreover, the maintenance of the three-dimensional structure manufacturing apparatus becomes easy. Moreover, mixing of bubbles into the composition 1 ′ can be more effectively prevented, and the ejection stability of the composition 1 ′ can be further improved.

吐出工程に先立ち組成物1’に付与する振動の振動数は、特に限定されないが、15kHz以上1000kHz以下であるのが好ましく、25kHz以上950kHz以下であるのがより好ましい。   The frequency of vibration applied to the composition 1 ′ prior to the discharging step is not particularly limited, but is preferably 15 kHz to 1000 kHz, and more preferably 25 kHz to 950 kHz.

これにより、外力による組成物1’の粘度低下の効果がより顕著に発揮される。また、広く流通している超音波振動子を好適に適用することができる。   Thereby, the effect of reducing the viscosity of the composition 1 ′ due to external force is more remarkably exhibited. In addition, widely used ultrasonic transducers can be suitably applied.

本工程における組成物1’の粘度(外力の付与により粘度が低下した状態での粘度)は、1mPa・s以上45mPa・s以下であるのが好ましく、3mPa・s以上40mPa・s以下であるのがより好ましい。   The viscosity of the composition 1 ′ in this step (viscosity in a state where the viscosity is reduced by applying an external force) is preferably 1 mPa · s or more and 45 mPa · s or less, and preferably 3 mPa · s or more and 40 mPa · s or less. Is more preferable.

これにより、組成物1’の吐出安定性をより優れたものとすることができ、三次元造形物10の生産性をより優れたものとすることができる。   Thereby, the discharge stability of the composition 1 ′ can be further improved, and the productivity of the three-dimensional structure 10 can be further improved.

なお、本明細書中において、粘度とは、特に条件の指定がない限り、E型粘度計(例えば、東京計器社製 VISCONIC ELD等)を用いて測定される値をいう。   In this specification, the viscosity means a value measured using an E-type viscometer (for example, VISCONIC ELD manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.) unless otherwise specified.

また、外力の付与による組成物1’の低下量(外力を付与しないで静置しておいた状態での粘度と、外力の付与した状態での粘度の差)は、5mPa・s以上30mPa・s以下であるのが好ましく、10mPa・s以上25mPa・s以下であるのがより好ましい。   In addition, the amount of decrease in the composition 1 ′ due to the application of external force (the difference between the viscosity in a state where the external force was not applied and the viscosity in the state where the external force was applied) was 5 mPa · s or more and 30 mPa · s. It is preferably s or less, more preferably 10 mPa · s or more and 25 mPa · s or less.

これにより、チクソトロピック材料を含む組成物を用いることによる本発明の効果がより顕著に発揮され、組成物の吐出安定性の向上、三次元造形物の生産性の向上、三次元造形物の寸法精度の向上等の効果がより顕著なものとなる。   Thereby, the effect of the present invention by using the composition containing the thixotropic material is more remarkably exhibited, improving the discharge stability of the composition, improving the productivity of the three-dimensional structure, and the dimensions of the three-dimensional structure. The effect such as improvement in accuracy becomes more remarkable.

組成物1’の吐出は、例えば、インクジェット装置、各種ディスペンサー等の各種吐出装置を用いて行うことができるが、本工程では、組成物1’を液滴として吐出するのが好ましい。   The composition 1 ′ can be discharged using, for example, various discharge devices such as an ink jet device and various dispensers. In this step, it is preferable to discharge the composition 1 ′ as droplets.

これにより、例えば、微細な構造を有する三次元造形物10の製造にもより好適に対応することができ、三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとすることができる。   Thereby, for example, it is possible to more suitably cope with the production of the three-dimensional structure 10 having a fine structure, and the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 can be further improved.

また、一般に、例えば、粒子を含むペースト状の組成物を連続的に供給する場合等に比べて、粒子を含む組成物を液滴として吐出する場合には、当該組成物がより低い粘度(より高い流動性)であることが求められるが、単に、低い粘度に調整された組成物(例えば、溶剤による希釈等による粘度調整が施された組成物等)を吐出し目的とする部位に付与すると、吐出された材料が不本意に濡れ広がり、所望の形状を維持することができないという問題がある。これに対し、本発明では、チクソトロピック材料を含む組成物を用いるとともに、当該組成物の吐出に際して外力により粘度を低下させておくことにより、組成物の吐出時における流動性と目的の部位(被着体)に接触する際の流動性とを異なるものとしている。したがって、本工程で組成物1’を液滴として吐出することにより、前述したような組成物1’を液滴として吐出することによる利益を享受しつつ、上記のような問題の発生を効果的に防止することができ、本発明による効果がより顕著に発揮される。   In general, for example, when a composition containing particles is discharged as droplets compared to a case where a paste-like composition containing particles is continuously supplied, the composition has a lower viscosity (more High fluidity) is required, but simply applying a composition adjusted to a low viscosity (for example, a composition adjusted for viscosity by dilution with a solvent, etc.) to the intended site There is a problem in that the discharged material unintentionally wets and spreads, and a desired shape cannot be maintained. On the other hand, in the present invention, a composition containing a thixotropic material is used, and the viscosity is reduced by an external force when the composition is discharged. The fluidity at the time of contact with the body is different. Therefore, by discharging the composition 1 ′ as droplets in this step, the above-described problems are effectively generated while enjoying the benefits of discharging the composition 1 ′ as droplets as described above. Therefore, the effect of the present invention is more remarkably exhibited.

本工程で吐出される組成物1’の液滴は、1滴あたりの体積が、1pL以上100pL以下であるのが好ましく、2pL以上80pL以下であるのがより好ましい。   The droplets of the composition 1 ′ ejected in this step preferably have a volume per droplet of 1 pL or more and 100 pL or less, and more preferably 2 pL or more and 80 pL or less.

これにより、例えば、微細な構造を有する三次元造形物10の製造にもより好適に対応することができ、三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとすることができるとともに、三次元造形物10の生産性をより優れたものとすることができる。   Thereby, for example, it is possible to more suitably cope with the manufacture of the three-dimensional structure 10 having a fine structure, the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 can be made more excellent, and three-dimensional The productivity of the shaped article 10 can be further improved.

特に、1回目の吐出工程では、ステージ(支持体)M41の表面に向かって所定のパターンで組成物1’を吐出し(図1参照)、2回目以降の吐出工程では、先に組成物1’を用いて形成された接合部2を有する層1に向かって所定のパターンで組成物1’を吐出する(図5参照)。すなわち、1回目の吐出工程では、ステージ(支持体)M41が組成物1’の被着体であり(図2参照)、2回目以降の吐出工程では、先に形成された層1が組成物1’の被着体である(図6参照)。   In particular, in the first discharge step, the composition 1 ′ is discharged in a predetermined pattern toward the surface of the stage (support) M41 (see FIG. 1). In the second and subsequent discharge steps, the composition 1 is first discharged. The composition 1 ′ is discharged in a predetermined pattern toward the layer 1 having the joint portion 2 formed using “(see FIG. 5). That is, in the first discharge step, the stage (support) M41 is an adherend of the composition 1 ′ (see FIG. 2), and in the second and subsequent discharge steps, the previously formed layer 1 is the composition. 1 ′ adherend (see FIG. 6).

前述したように、組成物1’は、吐出工程に際して外力が付与されることにより、粘度が低下した状態となっているが、吐出後においては、組成物1’にはこのような外力が作用しないため、吐出後の組成物1’は粘度が上昇する。すなわち、吐出工程における組成物1’の流動性に比べて、組成物1’が目的とする部位に接触する際(図2、図6参照)の組成物1’の流動性を低いものとすることができる。したがって、組成物1’の吐出性を優れたものとしつつ、組成物1’が目的とする部位に接触した後の不本意な変形(濡れ広がり等)を効果的に防止することができ、三次元造形物10の高い生産性と、優れた寸法精度とを両立することができる。   As described above, the composition 1 ′ is in a state in which the viscosity is lowered by applying an external force during the discharging process, but after discharging, such an external force acts on the composition 1 ′. Therefore, the viscosity of composition 1 ′ after ejection increases. That is, the fluidity of the composition 1 ′ when the composition 1 ′ contacts the target site (see FIGS. 2 and 6) is lower than the fluidity of the composition 1 ′ in the discharging process. be able to. Therefore, it is possible to effectively prevent unintentional deformation (wetting spread, etc.) after the composition 1 ′ contacts the target site while making the discharge property of the composition 1 ′ excellent. It is possible to achieve both high productivity of the original shaped article 10 and excellent dimensional accuracy.

吐出された組成物1’が目的の部位(被着体)に接触する際の粘度は、5mPa・s以上100mPa・s以下であるのが好ましく、10mPa・s以上80mPa・s以下であるのがより好ましい。   The viscosity at the time when the discharged composition 1 ′ is in contact with the target site (adherent) is preferably 5 mPa · s or more and 100 mPa · s or less, and preferably 10 mPa · s or more and 80 mPa · s or less. More preferred.

これにより、三次元造形物10の寸法精度、機械的強度等をより優れたものとすることができる。   Thereby, the dimensional accuracy, mechanical strength, etc. of the three-dimensional structure 10 can be made more excellent.

また、吐出工程での組成物1’の粘度をη0[mPa・s]、被着体に接触した時点での組成物1’の粘度をη1[mPa・s]としたとき、4≦η1−η0≦80の関係を満足するのが好ましく、7≦η1−η0≦60の関係を満足するのがより好ましい。   Further, when the viscosity of the composition 1 ′ in the discharging step is η0 [mPa · s] and the viscosity of the composition 1 ′ at the time of contact with the adherend is η1 [mPa · s], 4 ≦ η1− It is preferable to satisfy the relationship of η0 ≦ 80, and it is more preferable to satisfy the relationship of 7 ≦ η1−η0 ≦ 60.

これにより、三次元造形物10の生産性と、三次元造形物10の寸法精度とを、より高いレベルで両立することができる。   Thereby, productivity of the three-dimensional structure 10 and dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 can be made compatible at a higher level.

なお、吐出工程に供される組成物1’が揮発性の溶剤を含むものである場合、後に詳述する接合工程に先立ち、当該溶剤を除去するための溶剤除去工程を行ってもよい。   In the case where the composition 1 ′ used in the discharging process contains a volatile solvent, a solvent removing process for removing the solvent may be performed prior to the joining process described in detail later.

これにより、三次元造形物10の生産性をより優れたものとすることができる。また、例えば、接合工程における溶剤の急激な揮発(突沸等)等による層1の不本意な変形をより効果的に防止することができ、三次元造形物10の寸法精度をより確実に優れたものとすることができる。   Thereby, the productivity of the three-dimensional structure 10 can be further improved. In addition, for example, unintentional deformation of the layer 1 due to rapid volatilization (such as bumping) of the solvent in the joining process can be prevented more effectively, and the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 is more reliably improved. Can be.

溶剤除去工程を行う場合、当該工程は、例えば、加熱処理や減圧処理により行うことができる。   When performing a solvent removal process, the said process can be performed by heat processing or pressure reduction processing, for example.

なお、溶剤除去工程を行う場合であっても、接合工程に供される組成物1’中から、完全に溶剤を除去する必要はない。このような場合であっても、接合工程で付与されるエネルギーにより残存する溶剤を除去することができる。   Even when the solvent removal step is performed, it is not necessary to completely remove the solvent from the composition 1 ′ used in the bonding step. Even in such a case, the remaining solvent can be removed by the energy applied in the joining step.

≪サポート材付与工程≫
本実施形態では、前述した組成物1’とともに、サポート材形成用組成物5’を用いてサポート材(支持部)5を形成する(図3、図7参照)。
≪Support material application process≫
In the present embodiment, the support material (support portion) 5 is formed using the support material forming composition 5 ′ together with the composition 1 ′ described above (see FIGS. 3 and 7).

これにより、複数の層1を積み重ねる場合において、新たに接合部2を形成すべき部位が、先に形成された層1の接合部2と接触するものでない場合であっても、当該新たに接合部2を形成すべき部位を好適に支持することができる。このようなことから、様々な形状の三次元造形物10を優れた寸法精度で製造することができる。   Thereby, in the case where a plurality of layers 1 are stacked, even if the portion where the joint portion 2 is to be newly formed is not in contact with the joint portion 2 of the previously formed layer 1, the newly joined portion The site | part which should form the part 2 can be supported suitably. From such a thing, the three-dimensional structure 10 of various shapes can be manufactured with the outstanding dimensional accuracy.

サポート材形成用組成物5’は、例えば、前述した組成物1’と同様の方法により、吐出することができる。   The support material forming composition 5 ′ can be discharged, for example, by the same method as that for the composition 1 ′ described above.

≪接合工程≫
組成物1’が目的とする部位(被着体)に接触した後、当該組成物1’に対して、エネルギーを付与する(図4、図8参照)。
≪Join process≫
After the composition 1 ′ contacts the target site (adhered body), energy is applied to the composition 1 ′ (see FIGS. 4 and 8).

これにより、組成物1’中に含まれる粒子11が接合し、接合部2が形成される。このように接合部2が形成されることにより、その後の粒子11の不本意な移動が防止され、三次元造形物10の寸法精度を優れたものとすることができる。また、このようにして形成される接合部2は、一般に、粒子11同士が強固に接合したものとなる。また、本工程で、エネルギーが付与される層1よりも下側に、接合部2が形成された層1を有する場合には、一般に、当該下側の層1の接合部2と、新たに形成される接合部2とが、強固に接合したものとなる。このようなことから、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度を優れたものとすることができる。   Thereby, the particle | grains 11 contained in the composition 1 'join, and the junction part 2 is formed. By forming the joint portion 2 in this way, the subsequent unintentional movement of the particles 11 is prevented, and the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 can be improved. In addition, the joint portion 2 formed in this manner is generally one in which the particles 11 are firmly joined. In addition, in this step, when the layer 1 having the bonding portion 2 formed on the lower side of the layer 1 to which energy is applied, generally, the bonding portion 2 of the lower layer 1 is newly added. The formed joint portion 2 is firmly joined. For this reason, the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made excellent.

また、本工程においては、エネルギーの付与により、粒子11の接合を行うとともに、粒子11以外の不要な成分を除去することができる。例えば、バインダー、溶剤等を除去することができ、これらの成分が形成される接合部2中に残存することを効果的に防止することができる。   Further, in this step, by applying energy, the particles 11 can be joined and unnecessary components other than the particles 11 can be removed. For example, binders, solvents and the like can be removed, and these components can be effectively prevented from remaining in the joint 2 where they are formed.

接合の形態は、粒子11の構成材料等により異なるが、例えば、融着、焼結、溶融等が挙げられる。   The form of joining varies depending on the constituent material of the particles 11, and examples thereof include fusion, sintering, and melting.

本工程での組成物1’に対するエネルギーの付与は、いかなる方法で行ってもよいが、エネルギー線の照射により行うのが好ましい。   Application of energy to the composition 1 ′ in this step may be performed by any method, but is preferably performed by irradiation with energy rays.

これにより、組成物1’に選択的にエネルギーを付与することができ、接合部2の形成のエネルギー効率をより優れたものとすることができる。   Thereby, energy can be selectively given to the composition 1 ′, and the energy efficiency of the formation of the joint portion 2 can be further improved.

本工程で、組成物1’に対して照射するエネルギー線としては、粒子11の構成材料等により異なるが、例えば、紫外線、可視光線、赤外線、X線、γ線、電子線、イオンビーム、中性子線、α線、アーク放電、プラズマ放電等が挙げられる。中でも、赤外線が好ましい。   In this step, the energy rays irradiated to the composition 1 ′ vary depending on the constituent material of the particles 11, but for example, ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ rays, electron beams, ion beams, neutrons. Line, alpha ray, arc discharge, plasma discharge, and the like. Of these, infrared is preferable.

これにより、粒子11の接合や、後述するバインダー等の除去をより効率よく行うことができ、三次元造形物10の生産性をより優れたものとすることができる。また、エネルギー効率を優れたものとすることができるため、省エネルギーの観点からも有利である。また、粒子11の構成材料の不本意な変性をより効果的に防止することができる。   Thereby, joining of particle | grains 11, removal of the binder etc. which are mentioned later can be performed more efficiently, and the productivity of the three-dimensional structure 10 can be made more excellent. Moreover, since energy efficiency can be made excellent, it is advantageous also from an energy-saving viewpoint. Moreover, the unintentional modification | denaturation of the constituent material of the particle | grains 11 can be prevented more effectively.

本工程は、レーザーの照射が好ましい。
これにより、粒子11の接合や、後述するバインダー等の除去をより効率よく行うことができ、三次元造形物10の生産性をより優れたものとすることができる。また、エネルギー効率を優れたものとすることができるため、省エネルギーの観点からも有利である。
In this step, laser irradiation is preferable.
Thereby, joining of particle | grains 11, removal of the binder etc. which are mentioned later can be performed more efficiently, and the productivity of the three-dimensional structure 10 can be made more excellent. Moreover, since energy efficiency can be made excellent, it is advantageous also from an energy-saving viewpoint.

本工程で用いることのできるレーザーとしては、例えば、ルビーレーザー、YAGレーザー、Nd:YAGレーザー、チタンサファイアレーザー、半導体レーザー等の固体レーザー;色素レーザー等の液体レーザー;中性原子レーザー(ヘリウムネオンレーザー等)、イオンレーザー(アルゴンイオンレーザー等)、分子レーザー(炭酸ガスレーザー、窒素レーザー等)、エキシマレーザー、金属蒸気レーザー(ヘリウムカドミニウムレーザー等)等のガスレーザー;自由電子レーザー;酸素−ヨウ素化学レーザー、フッ化水素レーザー等の化学レーザー;ファイバーレーザー等が挙げられる。   Examples of lasers that can be used in this step include solid lasers such as ruby lasers, YAG lasers, Nd: YAG lasers, titanium sapphire lasers, and semiconductor lasers; liquid lasers such as dye lasers; neutral atom lasers (helium neon lasers) Etc.), ion laser (argon ion laser, etc.), molecular laser (carbon dioxide laser, nitrogen laser, etc.), excimer laser, metal vapor laser (helium cadmium laser, etc.), etc .; free electron laser; oxygen-iodine chemical laser And chemical lasers such as hydrogen fluoride laser; fiber lasers and the like.

本工程をレーザーの照射により行う場合、組成物1’に照射されるレーザーのビーム径は、0.5μm以上25μm以下であるのが好ましく、1μm以上15μm以下であるのがより好ましい。   When this step is performed by laser irradiation, the beam diameter of the laser irradiated on the composition 1 ′ is preferably 0.5 μm or more and 25 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 15 μm or less.

これにより、三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとしつつ、接合部2をより効率よく形成することができ、三次元造形物10の生産性をより優れたものとすることができる。   Thereby, the joining part 2 can be formed more efficiently while making the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 more excellent, and the productivity of the three-dimensional structure 10 can be made more excellent. .

レーザーの出力は、特に限定されないが、50W以上100W以下であるのが好ましい。
これにより、装置の大型化を防止しつつ、効率よく接合部2を形成することができる。
The output of the laser is not particularly limited, but is preferably 50 W or more and 100 W or less.
Thereby, the junction part 2 can be formed efficiently, preventing the enlargement of an apparatus.

本工程で接合部2が形成された層1の厚さは、特に限定されないが、10μm以上500μm以下であるのが好ましく、20μm以上250μm以下であるのがより好ましい。   Although the thickness of the layer 1 in which the junction part 2 was formed in this process is not specifically limited, It is preferable that they are 10 micrometers or more and 500 micrometers or less, and it is more preferable that they are 20 micrometers or more and 250 micrometers or less.

これにより、三次元造形物10の生産性を優れたものとしつつ、三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとすることができる。   Thereby, while making the productivity of the three-dimensional structure 10 excellent, the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 can be made more excellent.

≪サポート材(支持部)除去工程≫
そして、前記のような一連の工程を繰り返し行った後に(図9参照)、後処理工程として、サポート材5を除去する(図10参照)。これにより、三次元造形物10が取り出される。
≪Support material (support part) removal process≫
Then, after repeating the series of steps as described above (see FIG. 9), the support material 5 is removed as a post-processing step (see FIG. 10). Thereby, the three-dimensional structure 10 is taken out.

本工程の具体的な方法としては、例えば、刷毛等でサポート材5を払い除ける方法、サポート材5を吸引により除去する方法、空気等の気体を吹き付ける方法、水等の液体を付与する方法(例えば、液体中に前記のようにして得られた積層体を浸漬する方法、液体を吹き付ける方法等)、超音波振動等の振動を付与する方法等が挙げられる。また、これらから選択される2種以上の方法を組み合わせて行うことができる。   Specific methods of this step include, for example, a method of removing the support material 5 with a brush, a method of removing the support material 5 by suction, a method of blowing a gas such as air, and a method of applying a liquid such as water ( Examples thereof include a method of immersing the laminate obtained as described above in a liquid, a method of spraying a liquid, and a method of applying vibration such as ultrasonic vibration. Moreover, it can carry out combining 2 or more types of methods selected from these.

前述したような本発明の製造方法によれば、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる。   According to the manufacturing method of the present invention as described above, a three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy can be efficiently manufactured while suppressing the generation of waste of material.

なお、図示の構成では、理解を容易にするために、前述した各工程を順次行うものとして説明したが、造形領域(ステージ上の空間)の各部位で、異なる工程を同時進行的に行ってもよい。   In the illustrated configuration, the above-described steps are described as being sequentially performed for easy understanding. However, different steps are performed simultaneously in each part of the modeling region (space on the stage). Also good.

《三次元造形物製造装置》
次に、本発明の三次元造形物製造装置について説明する。
《Three-dimensional structure manufacturing device》
Next, the three-dimensional structure manufacturing apparatus of this invention is demonstrated.

図12は、本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。   FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a preferred embodiment of the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention.

図12に示すように、三次元造形物製造装置M100は、制御部M2と、粒子11およびチクソトロピック材料を含む組成物1’に外力を加え、粘度を低下させる粘度低下手段M1と、粘度が低下した状態の組成物1’を吐出する組成物供給部(吐出手段)M3と、組成物1’が目的の部位に接触した後に、粒子11を接合するためのエネルギーを付与する接合エネルギー付与手段M6と、サポート材(支持部)5の形成に用いるサポート材形成用組成物5’を吐出するサポート材形成用組成物供給部(サポート材形成用組成物吐出手段)M8とを備えている。   As shown in FIG. 12, the three-dimensional structure manufacturing apparatus M100 applies the external force to the control unit M2, the composition 1 ′ containing the particles 11 and the thixotropic material, and reduces the viscosity, and the viscosity is reduced. A composition supply unit (discharge unit) M3 that discharges the lowered composition 1 ′ and a bonding energy applying unit that applies energy for bonding the particles 11 after the composition 1 ′ has contacted the target site. M6 and a support material forming composition supply unit (support material forming composition discharging means) M8 that discharges the support material forming composition 5 ′ used for forming the support material (supporting portion) 5 are provided.

制御部M2は、コンピューターM21と、駆動制御部M22とを有している。
コンピューターM21は、内部にCPUやメモリ等を備えて構成される一般的な卓上型コンピューター等である。コンピューターM21は、三次元造形物10の形状をモデルデータとしてデータ化し、それを平行な幾層もの薄い断面体にスライスして得られる断面データ(スライスデータ)を駆動制御部M22に対して出力する。
The control unit M2 includes a computer M21 and a drive control unit M22.
The computer M21 is a general desktop computer configured with a CPU, a memory, and the like inside. The computer M21 converts the shape of the three-dimensional structure 10 as model data, and outputs cross-sectional data (slice data) obtained by slicing the shape into parallel thin layers of slices to the drive control unit M22. .

駆動制御部M22は、粘度低下手段M1、組成物供給部(吐出手段)M3、層形成部M4、接合エネルギー付与手段M6、サポート材形成用組成物供給部(サポート材形成用組成物吐出手段)M8等をそれぞれに駆動する制御手段として機能する。具体的には、例えば、粘度低下手段M1により組成物1’に付与する外力(エネルギー)、組成物供給部(吐出手段)M3による組成物1’の吐出パターンや吐出量、サポート材形成用組成物供給部(サポート材形成用組成物吐出手段)M8によるサポート材形成用組成物5’の吐出パターンや吐出量、接合エネルギー付与手段M6によるエネルギーの付与パターンや付与量、ステージ(昇降ステージ)M41の下降量等を制御する。   The drive control unit M22 includes a viscosity reducing unit M1, a composition supply unit (discharge unit) M3, a layer forming unit M4, a bonding energy applying unit M6, and a support material forming composition supply unit (support material forming composition discharge unit). It functions as a control means for driving M8 and the like. Specifically, for example, the external force (energy) applied to the composition 1 ′ by the viscosity reducing unit M1, the discharge pattern and discharge amount of the composition 1 ′ by the composition supply unit (discharge unit) M3, the composition for forming the support material Discharge pattern and discharge amount of the support material forming composition 5 ′ by the material supply unit (support material forming composition discharge unit) M8, energy application pattern and application amount by the bonding energy application unit M6, stage (elevating stage) M41 Controls the amount of descent, etc.

粘度低下手段M1は、駆動制御部M22からの指令により組成物1’に外力を加え、組成物1’の粘度を低下させるものである。   The viscosity lowering means M1 applies an external force to the composition 1 'in response to a command from the drive control unit M22 to reduce the viscosity of the composition 1'.

粘度低下手段M1としては、例えば、組成物1’を撹拌する撹拌手段を用いることができる。   As the viscosity reducing means M1, for example, a stirring means for stirring the composition 1 'can be used.

これにより、組成物1’の種類等に応じて外力の付与条件(例えば、撹拌速度、撹拌力、撹拌エネルギー等)を好適に調整することができる。また、比較的大量の組成物1’に対しても、好適に外力を付与することができる。また、組成物1’中における粒子11の分散安定性が低い場合であっても、撹拌により、吐出時における粒子11の分散状態を良好なものとすることができる。   Thereby, according to the kind etc. of composition 1 ', the provision conditions (for example, stirring speed, stirring force, stirring energy, etc.) of external force can be adjusted suitably. Also, an external force can be suitably applied to a relatively large amount of the composition 1 '. Further, even when the dispersion stability of the particles 11 in the composition 1 ′ is low, the dispersion state of the particles 11 at the time of ejection can be improved by stirring.

また、粘度低下手段M1としては、例えば、組成物1’に振動を付与する振動手段を用いることができる。   Further, as the viscosity reducing unit M1, for example, a vibrating unit that applies vibration to the composition 1 'can be used.

これにより、三次元造形物製造装置M100の構成の簡略化を図ることができる。また、三次元造形物製造装置M100のメンテナンスが容易となる。また、組成物1’中への気泡の混入をより効果的に防止することができ、組成物1’の吐出安定性をより優れたものとすることができる。   Thereby, simplification of the structure of the three-dimensional structure manufacturing apparatus M100 can be achieved. In addition, maintenance of the three-dimensional structure manufacturing apparatus M100 is facilitated. In addition, it is possible to more effectively prevent bubbles from being mixed into the composition 1 ′, and the ejection stability of the composition 1 ′ can be further improved.

振動手段としては、例えば、超音波振動を付与する超音波振動子等を好適に用いることができる。   As the vibration means, for example, an ultrasonic vibrator that applies ultrasonic vibration can be suitably used.

超音波振動子は、組成物1’の粘度低下をより効果的に生じさせる振動数の振動を発生することができるものであるため、超音波振動子を用いることにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。また、超音波振動子は、様々な種類のものが広く流通しており、入手が容易で、三次元造形物製造装置M100、三次元造形物10のコスト低減の観点等から有利である。   Since the ultrasonic vibrator can generate vibrations having a frequency that more effectively causes a decrease in the viscosity of the composition 1 ′, the use of the ultrasonic vibrator has the effects described above. It is more prominent. In addition, various types of ultrasonic vibrators are widely distributed, are easily available, and are advantageous from the viewpoint of cost reduction of the three-dimensional structure manufacturing apparatus M100 and the three-dimensional structure 10.

層形成部M4は、組成物1’およびサポート材形成用組成物5’が供給され、組成物1’(接合部2)およびサポート材形成用組成物5’(サポート材5)で構成された層1を支持するステージ(昇降ステージ)M41と、昇降ステージM41を取り囲む枠体M45とを有している。   The layer forming part M4 is supplied with the composition 1 ′ and the support material forming composition 5 ′, and is composed of the composition 1 ′ (joining part 2) and the support material forming composition 5 ′ (support material 5). It has a stage (elevating stage) M41 that supports the layer 1 and a frame M45 that surrounds the elevating stage M41.

昇降ステージM41は、先に形成された層1の上に、新たな層1を形成するのに際して、駆動制御部M22からの指令により所定量だけ順次下降する。この昇降ステージM41の下降量により、新たに形成される層1の厚さが規定される。   When the new layer 1 is formed on the previously formed layer 1, the elevating stage M41 is sequentially lowered by a predetermined amount according to a command from the drive control unit M22. The thickness of the newly formed layer 1 is defined by the descending amount of the elevating stage M41.

ステージM41は、表面(組成物1’およびサポート材形成用組成物5’が付与される部位)が平坦なものである。これにより、厚さの均一性の高い層1を容易かつ確実に形成することができる。   The stage M41 has a flat surface (site to which the composition 1 'and the support material forming composition 5' are applied). Thereby, the layer 1 with high uniformity of thickness can be formed easily and reliably.

ステージM41は、高強度の材料で構成されたものであるのが好ましい。ステージM41の構成材料としては、例えば、ステンレス鋼等の各種金属材料等が挙げられる。   Stage M41 is preferably made of a high-strength material. Examples of the constituent material of the stage M41 include various metal materials such as stainless steel.

また、ステージM41の表面(組成物1’およびサポート材形成用組成物5’が付与される部位)には、表面処理が施されていてもよい。これにより、例えば、組成物1’の構成材料やサポート材形成用組成物5’の構成材料がステージM41に強固に付着してしまうことをより効果的に防止したり、ステージM41の耐久性を特に優れたものとし、三次元造形物10のより長期間にわたる安定的な生産を図ったりすることができる。ステージM41の表面の表面処理に用いられる材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。   Further, the surface of the stage M41 (site to which the composition 1 'and the support material forming composition 5' are applied) may be subjected to a surface treatment. Thereby, for example, the constituent material of the composition 1 ′ and the constituent material of the support material forming composition 5 ′ can be more effectively prevented from firmly attaching to the stage M41, or the durability of the stage M41 can be improved. In particular, the three-dimensional structure 10 can be produced stably over a longer period of time. Examples of the material used for the surface treatment of the surface of the stage M41 include fluorine resins such as polytetrafluoroethylene.

組成物供給部(吐出手段)M3は、駆動制御部M22からの指令により移動し、内部に収容された組成物1’が、ステージM41に供給されるように構成されている。   The composition supply unit (discharge means) M3 is moved by a command from the drive control unit M22, and the composition 1 'accommodated therein is supplied to the stage M41.

組成物供給部(吐出手段)M3は、組成物1’を吐出するように構成されている。   The composition supply unit (discharge means) M3 is configured to discharge the composition 1 '.

組成物供給部(吐出手段)M3としては、例えば、インクジェットヘッド、各種ディスペンサー等が挙げられるが、特に、組成物1’を液滴として吐出するものであるのが好ましい。これにより、微細なパターンで組成物1’を付与することができ、微細な構造を有する三次元造形物10であっても特に生産性良く製造することができる。   Examples of the composition supply unit (discharge means) M3 include an ink jet head and various dispensers, and it is particularly preferable to discharge the composition 1 'as droplets. Thereby, the composition 1 ′ can be applied in a fine pattern, and even the three-dimensional structure 10 having a fine structure can be manufactured with particularly high productivity.

インクジェット法による液滴吐出方式としては、例えば、ピエゾ方式や、組成物1’を加熱して発生した泡(バブル)により組成物1’を吐出させる方式等を用いることができる。   As a droplet discharge method using an inkjet method, for example, a piezo method, a method in which the composition 1 ′ is discharged with bubbles generated by heating the composition 1 ′, or the like can be used.

組成物供給部(吐出手段)M3は、駆動制御部M22からの指令により、各層1において形成すべき接合部2のパターン、層1の各部において付与する組成物1’の量が制御されている。組成物供給部(吐出手段)M3による組成物1’の吐出パターン、吐出量等は、スライスデータに基づいて決定される。これにより、必要十分な量の組成物1’を付与することができ、所望のパターンの接合部2を確実に形成することができ、三次元造形物10の寸法精度等をより確実に優れたものとすることができる。   The composition supply unit (ejection means) M3 controls the pattern of the bonding portion 2 to be formed in each layer 1 and the amount of the composition 1 ′ applied in each portion of the layer 1 according to a command from the drive control unit M22. . A discharge pattern, a discharge amount, and the like of the composition 1 ′ by the composition supply unit (discharge unit) M <b> 3 are determined based on slice data. As a result, a necessary and sufficient amount of the composition 1 ′ can be applied, the joint portion 2 having a desired pattern can be reliably formed, and the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 is more reliably improved. Can be.

組成物供給部(吐出手段)M3の先端(組成物1’の吐出面)と、組成物1’は接触する被着体の表面との距離は、1mm以上20mm以下であるのが好ましく、3mm以上15mm以下であるのが好ましい。   The distance between the tip of the composition supply unit (discharge means) M3 (discharge surface of the composition 1 ′) and the surface of the adherend that the composition 1 ′ contacts is preferably 1 mm or more and 20 mm or less. It is preferably 15 mm or less.

これにより、被着体に対する組成物1’の位置精度(例えば、組成物1’が液滴として付与される場合の着弾位置精度)をより優れたものとしつつ、被着体に接触する際における組成物1’の粘度をより大きいものとすることができる。その結果、三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとすることができる。   Thereby, the position accuracy of the composition 1 ′ with respect to the adherend (for example, the landing position accuracy when the composition 1 ′ is applied as a droplet) is further improved, and in contact with the adherend. The viscosity of composition 1 ′ can be greater. As a result, the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 can be further improved.

組成物供給部(吐出手段)M3の吐出部の大きさ(ノズル径)は、特に限定されないが、20μm以上150μm以下であるのが好ましい。   The size (nozzle diameter) of the discharge portion of the composition supply portion (discharge means) M3 is not particularly limited, but is preferably 20 μm or more and 150 μm or less.

これにより、三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとしつつ、三次元造形物10の生産性をより優れたものとすることができる。   Thereby, while making the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 more excellent, the productivity of the three-dimensional structure 10 can be made more excellent.

接合エネルギー付与手段M6は、組成物1’が目的の部位に接触した後に、当該組成物1’中に含まれる粒子11を接合するためのエネルギーを付与するものである。   The bonding energy applying means M6 applies energy for bonding the particles 11 contained in the composition 1 'after the composition 1' has contacted the target site.

これにより、組成物1’中に含まれる粒子11が接合し、接合部2を形成することができる。   Thereby, the particle | grains 11 contained in the composition 1 'can join, and the junction part 2 can be formed.

また、接合エネルギー付与手段M6は、エネルギー線を照射するものであるのが好ましい。   Moreover, it is preferable that the joining energy provision means M6 irradiates an energy ray.

これにより、組成物1’に選択的にエネルギーを付与することができ、接合部2の形成のエネルギー効率をより優れたものとすることができる。   Thereby, energy can be selectively given to the composition 1 ′, and the energy efficiency of the formation of the joint portion 2 can be further improved.

また、接合エネルギー付与手段M6は、レーザーを照射するものであるのが好ましい。
これにより、粒子11の接合や、バインダー等の除去をより効率よく行うことができ、三次元造形物10の生産性をより優れたものとすることができる。また、エネルギー効率を優れたものとすることができるため、省エネルギーの観点からも有利である。
Moreover, it is preferable that the joining energy provision means M6 irradiates a laser.
Thereby, joining of the particle | grains 11, removal of a binder, etc. can be performed more efficiently, and the productivity of the three-dimensional structure 10 can be made more excellent. Moreover, since energy efficiency can be made excellent, it is advantageous also from an energy-saving viewpoint.

サポート材形成用組成物供給部(サポート材形成用組成物吐出手段)M8は、サポート材(支持部)5の形成に用いるサポート材形成用組成物5’を吐出するように構成されている。   The support material forming composition supply section (support material forming composition discharging means) M8 is configured to discharge the support material forming composition 5 'used for forming the support material (support section) 5.

サポート材形成用組成物供給部(サポート材形成用組成物吐出手段)M8としては、前述した組成物供給部(吐出手段)M3と同様に、例えば、インクジェットヘッド、各種ディスペンサー等が挙げられるが、特に、組成物1’を液滴として吐出するものであるのが好ましい。   As the support material forming composition supply unit (support material forming composition discharge unit) M8, for example, as in the case of the composition supply unit (discharge unit) M3 described above, an inkjet head, various dispensers, and the like can be given. In particular, the composition 1 ′ is preferably ejected as droplets.

これにより、微細なパターンでサポート材形成用組成物5’を付与することができ、サポート材形成用組成物5’の使用量を抑制することができるとともに、微細な構造を有する三次元造形物10であっても特に生産性良く製造することができる。   Accordingly, the support material forming composition 5 ′ can be applied in a fine pattern, the amount of use of the support material forming composition 5 ′ can be suppressed, and the three-dimensional structure having a fine structure. Even if it is 10, it can be manufactured with particularly high productivity.

サポート材形成用組成物供給部(サポート材形成用組成物吐出手段)M8は、駆動制御部M22からの指令により、各層1において形成すべきサポート材5のパターン、層1の各部において付与するサポート材形成用組成物5’の量が制御されている。サポート材形成用組成物供給部(サポート材形成用組成物吐出手段)M8によるサポート材形成用組成物5’の吐出パターン、吐出量等は、スライスデータに基づいて決定される。これにより、必要十分な量のサポート材形成用組成物5’を付与することができ、所望のパターンのサポート材(支持部)5を確実に形成することができ、三次元造形物10の寸法精度等をより確実に優れたものとすることができる。   The support material forming composition supply unit (support material forming composition discharging means) M8 is provided with a pattern of the support material 5 to be formed in each layer 1 and a support applied to each part of the layer 1 according to a command from the drive control unit M22. The amount of the material forming composition 5 ′ is controlled. The discharge pattern, the discharge amount, and the like of the support material forming composition 5 ′ by the support material forming composition supply unit (support material forming composition discharging means) M <b> 8 are determined based on the slice data. As a result, a necessary and sufficient amount of the support material forming composition 5 ′ can be applied, and the support material (support portion) 5 having a desired pattern can be reliably formed. The accuracy and the like can be more reliably improved.

前述したような本発明の三次元造形物製造装置によれば、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる。   According to the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention as described above, a three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy can be efficiently manufactured while suppressing the generation of waste of material.

《組成物(三次元造形物製造用組成物)》
次に、本発明の組成物(三次元造形物製造用組成物)について説明する。
<< Composition (Composition for manufacturing a three-dimensional structure) >>
Next, the composition of the present invention (a composition for producing a three-dimensional structure) will be described.

本発明の組成物(三次元造形物製造用組成物)は、所定のパターンで形成された層を積層し、三次元造形物を製造するのに用いられる組成物であって、粒子と、チクソトロピック材料とを含み、外力の付加によって、粘度が低下するものである。   The composition (composition for producing a three-dimensional structure) of the present invention is a composition used for producing a three-dimensional structure by laminating layers formed in a predetermined pattern, and particles, thixo And a tropic material, and the viscosity is lowered by the addition of external force.

このような組成物(三次元造形物製造用組成物)は、寸法精度に優れた三次元造形物の製造に好適に用いることができる。   Such a composition (a composition for producing a three-dimensional structure) can be suitably used for the production of a three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy.

本発明の組成物(三次元造形物製造用組成物)は、前述したような三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置に好適に適用することができる。   The composition (composition for producing a three-dimensional structure) of the present invention can be suitably applied to a method for producing a three-dimensional structure as described above and a three-dimensional structure production apparatus.

(粒子)
組成物1’は、粒子11を複数個含むものである。
(particle)
The composition 1 ′ includes a plurality of particles 11.

組成物(三次元造形物製造用組成物)1’が、粒子11を含むものであることにより、三次元造形物10の構成材料の選択の幅を広いものとすることができ、所望の物性、質感等を有する三次元造形物10を好適に得ることができる。例えば、溶媒に溶解した材料を用いて三次元造形物を製造する場合、使用することのできる材料に制限があるが、粒子11を含む組成物1’を用いることによりこのような制限を解消することができる。また、例えば、三次元造形物10の機械的強度、靱性、耐久性等をより優れたものとすることができ、試作用途のみならず実製品として適用することができる。   Since the composition (composition for producing a three-dimensional structure) 1 ′ includes the particles 11, the selection of the constituent material of the three-dimensional structure 10 can be widened, and desired physical properties and textures can be obtained. The three-dimensional structure 10 having the above can be suitably obtained. For example, when a three-dimensional structure is manufactured using a material dissolved in a solvent, there are restrictions on the materials that can be used, but such restrictions are eliminated by using the composition 1 ′ including the particles 11. be able to. Further, for example, the mechanical strength, toughness, durability, and the like of the three-dimensional structure 10 can be further improved, and the three-dimensional structure 10 can be applied not only as a trial use but also as an actual product.

粒子11の構成材料としては、例えば、金属材料、金属化合物(セラミックス等)、樹脂材料、顔料等が挙げられる。   Examples of the constituent material of the particles 11 include metal materials, metal compounds (ceramics, etc.), resin materials, pigments, and the like.

特に、組成物1’が粒子11として、金属材料、セラミックス材料のうち少なくとも一方を含む材料で構成されたものを含むものであると、例えば、三次元造形物10の質感(高級感)、機械的強度、耐久性等をより優れたものとすることができる。   In particular, if the composition 1 ′ includes particles 11 that are composed of a material including at least one of a metal material and a ceramic material, for example, the texture (high-quality feeling) and mechanical strength of the three-dimensional structure 10. Further, durability and the like can be improved.

特に、粒子11が金属材料を含む材料で構成されたものであると、三次元造形物10の高級感、重量感、機械的強度、靱性等を特に優れたものとすることができる。また、粒子11の接合のためのエネルギーを付与した後の放熱が効率よく進行するため、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとすることができる。   In particular, when the particles 11 are made of a material containing a metal material, the three-dimensional structure 10 can have a particularly high-class feeling, weight feeling, mechanical strength, toughness, and the like. Moreover, since the heat dissipation after applying the energy for joining the particles 11 proceeds efficiently, the productivity of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent.

粒子11を構成する金属材料としては、例えば、マグネシウム、鉄、銅、コバルト、チタン、クロム、ニッケルやこれらのうち少なくとも1種を含む合金(例えば、マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル基調合金、アルミニウム合金等)等が挙げられる。   Examples of the metal material constituting the particles 11 include magnesium, iron, copper, cobalt, titanium, chromium, nickel and alloys containing at least one of these (for example, maraging steel, stainless steel, cobalt chromium molybdenum, titanium alloy). , Nickel based alloys, aluminum alloys, etc.).

粒子11を構成する金属化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコン、酸化錫、酸化マグネシウム、チタン酸カリウム等の各種金属酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等の各種金属水酸化物;窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミニウム等の各種金属窒化物;炭化珪素、炭化チタン等の各種金属炭化物;硫化亜鉛等の各種金属硫化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の各種金属の炭酸塩;硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の各種金属の硫酸塩;ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等の各種金属のケイ酸塩;リン酸カルシウム等の各種金属のリン酸塩;ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウム等の各種金属のホウ酸塩や、これらの複合化物等が挙げられる。   Examples of the metal compound constituting the particles 11 include various metal oxides such as silica, alumina, titanium oxide, zinc oxide, zircon oxide, tin oxide, magnesium oxide, and potassium titanate; magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, water Various metal hydroxides such as calcium oxide; various metal nitrides such as silicon nitride, titanium nitride and aluminum nitride; various metal carbides such as silicon carbide and titanium carbide; various metal sulfides such as zinc sulfide; calcium carbonate and magnesium carbonate Carbonate of various metals such as calcium sulfate, sulfate of various metals such as magnesium sulfate, silicate of various metals such as calcium silicate and magnesium silicate, phosphate of various metals such as calcium phosphate, aluminum borate Borate salts of various metals such as magnesium borate, and composites thereof. .

粒子11を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリエーテルニトリル、ポリアミド(ナイロン等)、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、液晶ポリマー、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等が挙げられる。   Examples of the resin material constituting the particles 11 include polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polypropylene, polystyrene, syndiotactic polystyrene, polyacetal, modified polyphenylene ether, polyether ether ketone, polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer. (ABS resin), polyether nitrile, polyamide (nylon, etc.), polyarylate, polyamide imide, polyether imide, polyimide, liquid crystal polymer, polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, fluorine resin and the like.

粒子11を構成する顔料としては、無機顔料および有機顔料のいずれも使用することができる。   As the pigment constituting the particles 11, both inorganic pigments and organic pigments can be used.

無機顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、酸化チタン等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
前記無機顔料の中でも、好ましい白色を呈するためには、酸化チタンが好ましい。
Examples of the inorganic pigment include carbon blacks (CI pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, channel black, iron oxide, titanium oxide, and the like, and one kind selected from these. Alternatively, two or more kinds can be used in combination.
Among the inorganic pigments, titanium oxide is preferable in order to exhibit a preferable white color.

有機顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、染色レーキ(塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the organic pigment include azo pigments such as insoluble azo pigments, condensed azo pigments, azo lakes and chelate azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxane pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, and quinophthalone. Polycyclic pigments such as pigments, dye chelates (for example, basic dye type chelates, acidic dye type chelates), dyeing lakes (basic dye type lakes, acid dye type lakes), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, Daylight fluorescent pigments and the like can be mentioned, and one or more selected from these can be used in combination.

粒子11の形状は、特に限定されず、球状、紡錘形状、針状、筒状、鱗片状等、いかなる形状であってもよく、また、不定形のものであってもよいが、球状をなすものであるのが好ましい。   The shape of the particle 11 is not particularly limited, and may be any shape such as a spherical shape, a spindle shape, a needle shape, a cylindrical shape, and a scale shape, and may be an indefinite shape, but has a spherical shape. It is preferable.

粒子11の平均粒径は、特に限定されないが、0.5μm以上25μm以下であるのが好ましく、1μm以上15μm以下であるのがより好ましい。   The average particle diameter of the particles 11 is not particularly limited, but is preferably 0.5 μm or more and 25 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 15 μm or less.

これにより、組成物1’の流動性を好適なものとすることができ、吐出工程をより円滑に行うことができるとともに、接合工程での粒子11の接合をより好適に行うことができる。また、例えば、接合工程におけるバインダー等の除去等を効率よく除去することができ、不本意に粒子11以外の構成材料が最終的な三次元造形物10中に残存することをより効果的に防止することができる。このようなことから、三次元造形物10の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物10の信頼性、機械的強度をより優れたものとすることができ、製造される三次元造形物10における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとすることができる。   Thereby, the fluidity | liquidity of the composition 1 'can be made suitable, a discharge process can be performed more smoothly, and joining of the particle | grains 11 in a joining process can be performed more suitably. Further, for example, it is possible to efficiently remove the binder and the like in the joining process, and more effectively prevent constituent materials other than the particles 11 from remaining in the final three-dimensional structure 10 unintentionally. can do. Therefore, the productivity and the mechanical strength of the three-dimensional structure 10 to be manufactured can be further improved while the productivity of the three-dimensional structure 10 is more excellent. It is possible to more effectively prevent the occurrence of unintentional unevenness in the three-dimensional structure 10 and to improve the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10.

なお、本発明において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径を言い、例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で3分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器(COULTER ELECTRONICS INS製TA−II型)にて、50μmのアパチャーを用いて測定することにより求めることができる。   In the present invention, the average particle diameter means a volume-based average particle diameter. For example, a dispersion obtained by adding a sample to methanol and dispersing for 3 minutes with an ultrasonic disperser (Coulter counter method particle size distribution analyzer ( It can be determined by measuring with a 50 μm aperture using COULTER ELECTRONICS INS TA-II type).

粒子11のDmaxは、1μm以上40μm以下であるのが好ましく、3μm以上30μm以下であるのがより好ましい。   The Dmax of the particles 11 is preferably 1 μm or more and 40 μm or less, and more preferably 3 μm or more and 30 μm or less.

これにより、組成物1’の流動性を好適なものとすることができ、吐出工程をより円滑に行うことができるとともに、接合工程での粒子11の接合をより好適に行うことができる。その結果、三次元造形物10の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物10の機械的強度をより優れたものとすることができ、製造される三次元造形物10における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとすることができる。   Thereby, the fluidity | liquidity of the composition 1 'can be made suitable, a discharge process can be performed more smoothly, and joining of the particle | grains 11 in a joining process can be performed more suitably. As a result, the mechanical strength of the manufactured three-dimensional structure 10 can be further improved while the productivity of the three-dimensional structure 10 is improved, and the manufactured three-dimensional structure 10 is manufactured. It is possible to more effectively prevent the occurrence of unintentional irregularities in, and to improve the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10.

組成物1’中における粒子11の含有率は、50質量%以上99質量%以下であるのが好ましく、55質量%以上98質量%以下であるのがより好ましい。   The content of the particles 11 in the composition 1 ′ is preferably 50% by mass or more and 99% by mass or less, and more preferably 55% by mass or more and 98% by mass or less.

これにより、組成物1’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物10の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物10の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、最終的に得られる三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとすることができる。   Thereby, the amount of components removed in the manufacturing process of the three-dimensional structure 10 can be made smaller while making the composition 1 ′ easier to handle, and the three-dimensional structure can be reduced. This is particularly advantageous from the viewpoint of 10 productivity, production cost, and resource saving. Moreover, the dimensional accuracy of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be further improved.

なお、粒子11は、三次元造形物10の製造過程(例えば、接合工程等)において、化学反応(例えば、酸化反応等)をする材料で構成されたものであり、組成物1’中に含まれる粒子11の組成と、最終的な三次元造形物10の構成材料とで、組成が異なっていてもよい。
なお、組成物1’は、2種以上の粒子を含むものであってもよい。
The particles 11 are made of a material that undergoes a chemical reaction (for example, an oxidation reaction) in the manufacturing process (for example, a joining step) of the three-dimensional structure 10 and is included in the composition 1 ′. The composition may be different between the composition of the particles 11 and the constituent material of the final three-dimensional structure 10.
The composition 1 ′ may include two or more kinds of particles.

(チクソトロピック材料)
組成物1’は、チクソトロピック材料(チクソトロピック剤)を含むものである。
(Thixotropic material)
The composition 1 ′ includes a thixotropic material (thixotropic agent).

組成物(三次元造形物製造用組成物)1’が、チクソトロピック材料を含むものであることにより、組成物1’の吐出時における粘度(流動性)と、組成物1’が目的の部位(被着体)に接触する際の粘度(流動性)とを異なるものとすることができる。これにより、組成物1’の優れた吐出性を確保しつつ、組成物1’が目的とする部位に接触した際に組成物が不本意に濡れ広がること等を効果的に防止することができる。その結果、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物10を効率よく製造することができる。   Since the composition (composition for producing a three-dimensional structure) 1 ′ contains a thixotropic material, the viscosity (fluidity) at the time of discharging the composition 1 ′ and the composition 1 ′ is a target site (covered). The viscosity (fluidity) at the time of contact with the (adhering body) can be made different. Thereby, it is possible to effectively prevent the composition from spreading unintentionally when the composition 1 ′ comes into contact with the target site while ensuring excellent dischargeability of the composition 1 ′. . As a result, it is possible to efficiently manufacture the three-dimensional structure 10 having excellent dimensional accuracy while suppressing generation of waste of material.

チクソトロピック材料としては、例えば、グルコース、フルクトース、N−アセチルグルコサミン等の単糖類、ペクチン、アミロース、セルロース、デキストリン、グルカン等の多糖類等の各種糖類;脂肪酸アミド、ポリヒドロキシカルボン酸アミド等の脂肪酸アミド類;ポリヒドロキシカルボン酸エステル等の脂肪酸エステル類;酸化ポリエチレン等の酸化ポリオレフィン類;酸化ポリエチレンアミド等の酸化ポリオレフィンアミド類;水添ひまし油;変性ウレア、ウレア変性ウレタン、ウレア変性ポリアミド等のウレア系材料;ポリウレタン;ベントナイト等が挙げられる。   Examples of thixotropic materials include monosaccharides such as glucose, fructose and N-acetylglucosamine, various saccharides such as polysaccharides such as pectin, amylose, cellulose, dextrin and glucan; fatty acids such as fatty acid amide and polyhydroxycarboxylic acid amide. Amides; Fatty acid esters such as polyhydroxycarboxylic acid esters; Oxidized polyolefins such as oxidized polyethylene; Oxidized polyolefin amides such as oxidized polyethylene amide; Hydrogenated castor oil; Ureas such as modified urea, urea-modified urethane, urea-modified polyamide Materials; polyurethane; bentonite and the like.

中でも、チクソトロピック材料としては、多糖類が好ましく、ペクチンがより好ましい。   Among them, as the thixotropic material, polysaccharides are preferable, and pectin is more preferable.

これにより、外力の有無による組成物1’の粘度の差をより大きいものとすることができ、三次元造形物10の寸法精度と生産性とをより高いレベルで両立することができる。また、このようなチクソトロピック材料は、組成物1’の保存時における化学的安定性に優れるため、組成物1’の不本意な変性、劣化がより効果的に防止され、より長期間にわたって三次元造形物10の製造に好適に用いることができる。また、組成物1’の保存条件が緩和され、保存、管理が容易となる。また、このようなチクソトロピック材料は、粒子11の分散安定性(特に、金属材料や金属化合物で構成された粒子11)を向上させる機能を有しているため、組成物1’の吐出安定性をより優れたものとすることができ、三次元造形物10の寸法精度、生産性のさらなる向上を図る上でも有利である。   Thereby, the difference in the viscosity of the composition 1 ′ due to the presence or absence of external force can be made larger, and the dimensional accuracy and productivity of the three-dimensional structure 10 can be compatible at a higher level. In addition, such a thixotropic material is excellent in chemical stability during storage of the composition 1 ′, and therefore, unintentional modification and deterioration of the composition 1 ′ can be more effectively prevented, and the tertiary is maintained for a longer period of time. It can be suitably used for manufacturing the original shaped article 10. Further, the storage conditions of the composition 1 'are relaxed, and storage and management are facilitated. In addition, since such a thixotropic material has a function of improving the dispersion stability of the particles 11 (particularly, the particles 11 made of a metal material or a metal compound), the discharge stability of the composition 1 ′ is improved. This is also advantageous for further improving the dimensional accuracy and productivity of the three-dimensional structure 10.

組成物1’中において、チクソトロピック材料は、いかなる形態で含まれるものであってもよいが、液状(例えば、溶融状態、溶解状態等)をなすものであるのが好ましい。すなわち、分散媒12の構成成分として含まれているのが好ましい。   In composition 1 ', the thixotropic material may be contained in any form, but is preferably in a liquid state (for example, a molten state, a dissolved state, etc.). That is, it is preferably contained as a constituent component of the dispersion medium 12.

これにより、外力による組成物1’の粘度変化をより大きいものとすることができる。また、組成物1’の各部位における組成、特性の不本意なばらつきを抑制することができる。   Thereby, the viscosity change of the composition 1 'by an external force can be increased. In addition, unintentional variations in the composition and characteristics of each part of the composition 1 ′ can be suppressed.

組成物1’中におけるチクソトロピック材料の含有率は、0.1質量%以上10質量%以下であるのが好ましく、0.2質量%以上5質量%以下であるのがより好ましい。   The content of the thixotropic material in the composition 1 ′ is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 0.2% by mass or more and 5% by mass or less.

これにより、外力を付与することによる組成物1’の粘度変化量をより大きいものとすることができ、前述したような本発明による効果がより顕著に発揮される。また、組成物1’中における粒子11の含有率をより高いものとすることができるため、接合工程での組成物1’の収縮率をより小さいものとすることができる。したがって、三次元造形物10の寸法精度をさらに優れたものとすることができるとともに、三次元造形物10の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物10の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。   Thereby, the amount of change in the viscosity of the composition 1 ′ by applying an external force can be made larger, and the effects of the present invention as described above are more remarkably exhibited. Moreover, since the content rate of the particles 11 in the composition 1 ′ can be made higher, the shrinkage rate of the composition 1 ′ in the joining step can be made smaller. Therefore, the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 can be further improved, and the amount of components to be removed in the manufacturing process of the three-dimensional structure 10 can be further reduced. This is particularly advantageous from the viewpoint of the productivity, production cost, and resource saving of the product 10.

(バインダー)
組成物1’は、前述した成分に加え、さらにバインダーを含むものであってもよい。
(binder)
The composition 1 ′ may further contain a binder in addition to the components described above.

これにより、例えば、吐出された組成物1’が目的の部に接触した後における当該組成物1’の不本意な変形をより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物10中における空隙率(空孔率)、三次元造形物10の密度等の調整を好適に行うことができる。   Thereby, for example, unintentional deformation of the composition 1 ′ after the discharged composition 1 ′ contacts the target portion can be more effectively prevented. As a result, the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 can be further improved. Moreover, adjustment of the porosity (porosity) in the three-dimensional structure 10, the density of the three-dimensional structure 10, etc. can be performed suitably.

バインダーとしては、接合工程に供される前の組成物1’中において粒子11を仮固定する機能を有するものであればよく、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂等の各種樹脂材料等を用いることができるが、硬化性樹脂を含むのが好ましい。   Any binder may be used as long as it has a function of temporarily fixing the particles 11 in the composition 1 ′ before being subjected to the joining step. For example, various resin materials such as thermoplastic resins and curable resins are used. However, it is preferable to include a curable resin.

これにより、例えば、吐出された組成物1’に対して接合工程の前のタイミング(例えば、組成物1’の吐出後であって当該組成物1’が目的の部位(被着体)に接触する前(着弾前)のタイミングや、吐出された組成物1’が目的の部位(被着体)に接触(着弾)した後のタイミング)で硬化処理を施すことにより、組成物1’の流動性をより効果的に低下させ、より複雑なパターンや、微細な構造を有するパターンであっても、組成物1’を好適に配置することができる。したがって、複雑な形状や微細な構造を有する三次元造形物10であってもより好適に製造することができる。また、吐出時における組成物1’の粘度と、組成物1’が目的の部位(被着体)に接触した状態での粘度(硬化性樹脂が硬化した状態での組成物1’の粘度)との差をより大きいものとすることができるため、組成物1’の吐出性、三次元造形物10の生産性をより優れたものとすることができる。
なお、硬化処理は、紫外線等のエネルギー線の照射により行うことができる。
Thereby, for example, the timing before the bonding step with respect to the discharged composition 1 ′ (for example, after the discharge of the composition 1 ′, the composition 1 ′ comes into contact with the target portion (the adherend). The flow of the composition 1 ′ is performed by performing a curing treatment at a timing before (before landing) or at a timing after the discharged composition 1 ′ contacts (landed) the target portion (adhered body). Therefore, the composition 1 ′ can be suitably arranged even in the case of a more complicated pattern or a pattern having a fine structure. Therefore, even the three-dimensional structure 10 having a complicated shape or a fine structure can be more suitably manufactured. Further, the viscosity of the composition 1 ′ at the time of discharge and the viscosity in a state where the composition 1 ′ is in contact with the target portion (adhered body) (viscosity of the composition 1 ′ when the curable resin is cured) Therefore, the dischargeability of the composition 1 ′ and the productivity of the three-dimensional structure 10 can be further improved.
The curing treatment can be performed by irradiation with energy rays such as ultraviolet rays.

以下、バインダーとして硬化性樹脂を含む場合について代表的に説明する。
硬化性樹脂としては、例えば、各種熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を好適に用いることができる。
Hereinafter, the case where a curable resin is included as a binder is demonstrated typically.
As the curable resin, for example, various thermosetting resins and photocurable resins can be suitably used.

硬化性樹脂(重合性化合物)としては、例えば、各種モノマー、各種オリゴマー(ダイマー、トリマー等を含む)、プレポリマー等を用いることができるが、組成物1’は、硬化性樹脂(重合性化合物)として、少なくともモノマー成分を含むものであるのが好ましい。モノマーは、オリゴマー成分等に比べて、一般に、低粘度の成分であるため、硬化性樹脂(重合性化合物)の吐出安定性をより優れたものとする上で有利である。   As the curable resin (polymerizable compound), for example, various monomers, various oligomers (including dimers, trimers, etc.), prepolymers, and the like can be used, but the composition 1 ′ is a curable resin (polymerizable compound). ) Preferably contains at least a monomer component. Since the monomer is generally a component having a low viscosity as compared with the oligomer component or the like, it is advantageous for improving the discharge stability of the curable resin (polymerizable compound).

硬化性樹脂(重合性化合物)としては、エネルギー線の照射により、重合開始剤から生じるラジカル種またはカチオン種等により、付加重合または開環重合が開始され、重合体を生じるものが好ましく使用される。付加重合の重合様式として、ラジカル、カチオン、アニオン、メタセシス、配位重合が挙げられる。また、開環重合の重合様式として、カチオン、アニオン、ラジカル、メタセシス、配位重合が挙げられる。   As the curable resin (polymerizable compound), a resin that generates a polymer by addition polymerization or ring-opening polymerization by radical species or cationic species generated from a polymerization initiator by irradiation of energy rays is preferably used. . Examples of the polymerization mode of addition polymerization include radical, cation, anion, metathesis, and coordination polymerization. Examples of the ring-opening polymerization method include cation, anion, radical, metathesis, and coordination polymerization.

付加重合性化合物としては、例えば、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物等が挙げられる。付加重合性化合物として、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物が好ましく使用できる。   Examples of the addition polymerizable compound include compounds having at least one ethylenically unsaturated double bond. As the addition polymerizable compound, a compound having at least one, preferably two or more terminal ethylenically unsaturated bonds can be preferably used.

エチレン性不飽和重合性化合物は、単官能の重合性化合物および多官能の重合性化合物、またはそれらの混合物の化学的形態をもつ。単官能の重合性化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等)や、そのエステル類、アミド類等が挙げられる。多官能の重合性化合物としては、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アミン化合物とのアミド類が用いられる。   The ethylenically unsaturated polymerizable compound has a chemical form of a monofunctional polymerizable compound and a polyfunctional polymerizable compound, or a mixture thereof. Examples of the monofunctional polymerizable compound include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.), esters thereof, amides, and the like. As the polyfunctional polymerizable compound, an ester of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyhydric alcohol compound, or an amide of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyvalent amine compound is used.

また、ヒドロキシル基や、アミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類とイソシアネート類、エポキシ類との付加反応物、カルボン酸との脱水縮合反応物等も使用できる。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、アルコール類、アミン類およびチオール類との付加反応物、さらに、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、アルコール類、アミン類またはチオール類との置換反応物も使用できる。   In addition, unsaturated carboxylic acid esters or amides having nucleophilic substituents such as hydroxyl group, amino group, mercapto group and the like, addition products of isocyanates and epoxies, dehydration condensation products of carboxylic acids, etc. Can be used. In addition, addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having an electrophilic substituent such as an isocyanate group or an epoxy group with alcohols, amines and thiols, as well as removal of halogen groups, tosyloxy groups, etc. A substitution reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a releasing substituent and an alcohol, amine or thiol can also be used.

不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステルであるラジカル重合性化合物の具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルが代表的であり、単官能のもの、多官能のもののいずれも用いることができる。   Specific examples of the radical polymerizable compound that is an ester of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyhydric alcohol compound include, for example, (meth) acrylic acid ester, which is either monofunctional or polyfunctional. Can also be used.

本発明において、エポキシ基、オキセタン基等の環状エーテル基を分子内に1つ以上有するカチオン開環重合性の化合物を硬化性樹脂(重合性化合物)として好適に用いることができる。   In the present invention, a cationic ring-opening polymerizable compound having at least one cyclic ether group such as an epoxy group or an oxetane group in the molecule can be suitably used as the curable resin (polymerizable compound).

カチオン重合性化合物としては、例えば、開環重合性基を含む硬化性化合物等が挙げられ、中でも、ヘテロ環状基含有硬化性化合物が特に好ましい。このような硬化性化合物としては、例えば、エポキシ誘導体、オキセタン誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、環状ラクトン誘導体、環状カーボネート誘導体、オキサゾリン誘導体などの環状イミノエーテル類、ビニルエーテル類等が挙げられ、中でも、エポキシ誘導体、オキセタン誘導体、ビニルエーテル類が好ましい。   Examples of the cationic polymerizable compound include a curable compound containing a ring-opening polymerizable group, and among them, a heterocyclic group-containing curable compound is particularly preferable. Such curable compounds include, for example, epoxy derivatives, oxetane derivatives, tetrahydrofuran derivatives, cyclic lactone derivatives, cyclic carbonate derivatives, cyclic imino ethers such as oxazoline derivatives, vinyl ethers, etc. Among them, epoxy derivatives, oxetanes, etc. Derivatives and vinyl ethers are preferred.

組成物1’は、硬化性樹脂(重合性化合物)として、モノマー以外に、オリゴマー(ダイマー、トリマー等を含む)、プレポリマー等を含むものであってもよい。オリゴマー、プレポリマーとしては、例えば、上述したようなモノマーを構成成分としたものを用いることができる。   The composition 1 ′ may contain an oligomer (including a dimer, trimer, etc.), a prepolymer, etc. in addition to the monomer as a curable resin (polymerizable compound). As the oligomer and prepolymer, for example, those having the above-described monomer as a constituent component can be used.

組成物1’中において、バインダーは、いかなる形態で含まれるものであってもよいが、液状(例えば、溶融状態、溶解状態等)をなすものであるのが好ましい。すなわち、分散媒12の構成成分として含まれているのが好ましい。   In the composition 1 ′, the binder may be contained in any form, but is preferably in a liquid form (for example, a molten state, a dissolved state, etc.). That is, it is preferably contained as a constituent component of the dispersion medium 12.

これにより、バインダーは、粒子11を分散する分散媒12として機能することができ、組成物1’の吐出性をより優れたものとすることができる。また、接合工程に際してバインダーが粒子11を好適に被覆することができ、接合工程を行う際における層1の形状の安定性をより優れたものとすることができるとともに、層1中における各成分の不本意なばらつきをより効果的に防止することができ、三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとすることができる。   Thereby, a binder can function as the dispersion medium 12 which disperse | distributes the particle | grains 11, and can make the discharge property of the composition 1 'more excellent. In addition, the binder can suitably coat the particles 11 during the joining process, and the stability of the shape of the layer 1 during the joining process can be further improved, and each component in the layer 1 can be improved. Unintentional variation can be more effectively prevented, and the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 can be further improved.

組成物1’中におけるバインダーの含有率は、0.5質量%以上48質量%以下であるのが好ましく、1質量%以上43質量%以下であるのがより好ましい。   The content of the binder in the composition 1 ′ is preferably 0.5% by mass or more and 48% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 43% by mass or less.

これにより、吐出工程での組成物1’の流動性をより適切なものとしつつ、バインダーによる粒子11の仮固定の機能がより効果的に発揮される。また、接合工程でのバインダーの除去をより確実に行うことができる。このようなことから、三次元造形物10の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物10の寸法精度、信頼性をより優れたものとすることができる。   Thereby, the function of temporarily fixing the particles 11 by the binder is more effectively exhibited while making the fluidity of the composition 1 ′ more appropriate in the discharging step. Further, the binder can be removed more reliably in the joining step. Thus, the dimensional accuracy and reliability of the manufactured three-dimensional structure 10 can be further improved while making the productivity of the three-dimensional structure 10 more excellent.

(溶剤)
組成物1’は、揮発性の溶剤を含むものであってもよい。
(solvent)
The composition 1 ′ may contain a volatile solvent.

これにより、組成物1’の粘度調整を好適に行うことができ、組成物1’の吐出安定性をより優れたものとすることができる。また、溶剤は、組成物1’において、粒子11を分散させる分散媒12として機能することができ、組成物1’の分散状態をより良好なものとすることができる。また、揮発性の溶剤は、三次元造形物10の製造過程において効率よく除去することができるため、最終的に得られる三次元造形物10中に、不本意に残存することによる弊害の発生を効果的に防止することができる。   Thereby, the viscosity of the composition 1 ′ can be suitably adjusted, and the ejection stability of the composition 1 ′ can be further improved. Further, the solvent can function as the dispersion medium 12 in which the particles 11 are dispersed in the composition 1 ′, and the dispersion state of the composition 1 ′ can be improved. In addition, since the volatile solvent can be efficiently removed in the manufacturing process of the three-dimensional structure 10, the occurrence of harmful effects caused by unintentionally remaining in the finally obtained three-dimensional structure 10 is avoided. It can be effectively prevented.

溶剤としては、例えば、水;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル等の酢酸エステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;テトラアルキルアンモニウムアセテート類;ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤;ピリジン、γ−ピコリン、2,6−ルチジン等のピリジン系溶剤;テトラアルキルアンモニウムアセテート(例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等)等のイオン液体等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the solvent include water; (poly) alkylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether; ethyl acetate, n-propyl acetate, acetic acid acetates such as iso-propyl, n-butyl acetate and iso-butyl acetate; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, ethyl n-butyl ketone, diisopropyl ketone, acetylacetone Ketones such as ethanol; alcohols such as ethanol, propanol, butanol; tetraalkylammonium acetates; dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, etc. One type selected from these, including phosphine solvents; pyridine solvents such as pyridine, γ-picoline, and 2,6-lutidine; and ionic liquids such as tetraalkylammonium acetate (for example, tetrabutylammonium acetate). Alternatively, two or more kinds can be used in combination.

特に、テトラアルキルアンモニウムアセテートと非プロトン系有機溶媒(スルホキシド系溶剤、ピリジン系溶剤等)との混合物を用いることにより、前述したチクソトロピック材料としての多糖類を好適に溶解することができる。   In particular, by using a mixture of a tetraalkylammonium acetate and an aprotic organic solvent (such as a sulfoxide solvent or a pyridine solvent), the polysaccharide as the thixotropic material described above can be suitably dissolved.

組成物1’が金属材料で構成された粒子11を含むものである場合、溶剤としては、非プロトン性溶剤を用いるのが好ましい。これにより、粒子11の構成材料の不本意な酸化反応等を効果的に防止することができる。   When the composition 1 ′ includes particles 11 made of a metal material, it is preferable to use an aprotic solvent as the solvent. Thereby, the unintentional oxidation reaction of the constituent material of the particle | grains 11 etc. can be prevented effectively.

組成物1’中における溶剤の含有量は、0.5質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、1質量%以上25質量%以下であるのがより好ましい。   The content of the solvent in the composition 1 ′ is preferably 0.5% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 25% by mass or less.

これにより、組成物1’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物10の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物10の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、最終的に得られる三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとすることができる。   Thereby, the amount of components removed in the manufacturing process of the three-dimensional structure 10 can be made smaller while making the composition 1 ′ easier to handle, and the three-dimensional structure can be reduced. This is particularly advantageous from the viewpoint of 10 productivity, production cost, and resource saving. Moreover, the dimensional accuracy of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be further improved.

(その他の成分)
また、組成物1’は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、重合開始剤;分散剤;界面活性剤;増粘剤;凝集防止剤;消泡剤;スリップ剤(レベリング剤);染料;重合禁止剤;重合促進剤;浸透促進剤;湿潤剤(保湿剤);定着剤;防黴剤;防腐剤;酸化防止剤;紫外線吸収剤;キレート剤;pH調整剤等が挙げられる。
(Other ingredients)
Moreover, composition 1 'may contain components other than having mentioned above. Examples of such components include a polymerization initiator; a dispersant; a surfactant; a thickener; an agglomeration inhibitor; an antifoaming agent; a slip agent (leveling agent); a dye; a polymerization inhibitor; Accelerators; humectants (humectants); fixing agents; antifungal agents; antiseptics; antioxidants; ultraviolet absorbers; chelating agents;

重合開始剤としては、例えば、ラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤を使用することができるが、ラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。ラジカル重合開始剤は、紫外線領域に吸収ピークを有していることが好ましい。   As the polymerization initiator, for example, a radical polymerization initiator or a cationic polymerization initiator can be used, but it is preferable to use a radical polymerization initiator. The radical polymerization initiator preferably has an absorption peak in the ultraviolet region.

ラジカル重合開始剤としては、例えば、芳香族ケトン類、アシルホスフィンオキサイド化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物(チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物等)、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、アルキルアミン化合物等が挙げられる。   Examples of radical polymerization initiators include aromatic ketones, acylphosphine oxide compounds, aromatic onium salt compounds, organic peroxides, thio compounds (thioxanthone compounds, thiophenyl group-containing compounds, etc.), hexaarylbiimidazole compounds, keto Examples thereof include oxime ester compounds, borate compounds, azinium compounds, metallocene compounds, active ester compounds, compounds having a carbon halogen bond, and alkylamine compounds.

組成物1’が重合開始剤を含むものである場合、組成物1’中において、重合開始剤は、いかなる形態で含まれるものであってもよいが、液状(例えば、溶融状態、溶解状態等)をなすものであるのが好ましい。すなわち、分散媒12の構成成分として含まれているのが好ましい。   When the composition 1 ′ includes a polymerization initiator, the polymerization initiator may be included in any form in the composition 1 ′, but a liquid (eg, a molten state, a dissolved state, etc.) It is preferable that That is, it is preferably contained as a constituent component of the dispersion medium 12.

これにより、重合開始剤は、粒子11を分散する分散媒12として機能することができ、組成物1’の吐出性をより優れたものとすることができる。また、接合工程に際してバインダー(硬化性樹脂)の硬化物が粒子11を好適に被覆することができ、接合工程を行う際における層1の形状の安定性をより優れたものとすることができるとともに、層1中における各成分の不本意なばらつきをより効果的に防止することができ、三次元造形物10の寸法精度をより優れたものとすることができる。   Thereby, a polymerization initiator can function as the dispersion medium 12 which disperse | distributes the particle | grains 11, and can make the discharge property of composition 1 'more excellent. Moreover, the hardened | cured material of a binder (curable resin) can coat | cover the particle | grains 11 suitably in a joining process, and it can make the stability of the shape of the layer 1 in the joining process more excellent. The unintentional variation of each component in the layer 1 can be more effectively prevented, and the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 can be further improved.

組成物1’中における重合開始剤の含有量は、0.5質量%以上10質量%以下であるのが好ましい。   The content of the polymerization initiator in the composition 1 'is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less.

これにより、吐出工程での組成物1’の流動性をより適切なものとしつつ、バインダー(硬化性樹脂の硬化物)による粒子11の仮固定の機能がより効果的に発揮される。また、接合工程でのバインダーの除去をより確実に行うことができる。このようなことから、三次元造形物10の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物10の寸法精度、信頼性をより優れたものとすることができる。   Thereby, the function of temporarily fixing the particles 11 with the binder (cured product of the curable resin) is more effectively exhibited while making the fluidity of the composition 1 ′ in the discharging process more appropriate. Further, the binder can be removed more reliably in the joining step. Thus, the dimensional accuracy and reliability of the manufactured three-dimensional structure 10 can be further improved while making the productivity of the three-dimensional structure 10 more excellent.

組成物1’がチクソトロピック材料としてペクチンを含むものである場合、組成物のpHは、2.8以上3.5以下であるのが好ましい。   When composition 1 'contains pectin as a thixotropic material, the pH of the composition is preferably 2.8 or more and 3.5 or less.

これにより、外力の有無による組成物1’の粘度の差をより大きいものとすることができ、三次元造形物10の寸法精度と生産性とをより高いレベルで両立することができる。   Thereby, the difference in the viscosity of the composition 1 ′ due to the presence or absence of external force can be made larger, and the dimensional accuracy and productivity of the three-dimensional structure 10 can be compatible at a higher level.

《三次元造形物》
本発明の三次元造形物は、前述したような本発明の製造方法、三次元造形物製造装置を用いて製造することができる。
《Three-dimensional structure》
The three-dimensional structure of the present invention can be manufactured using the manufacturing method and the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention as described above.

これにより、寸法精度に優れた三次元造形物を提供することができる。また、前述したような製造方法、製造装置によれば、様々な組成の粒子を用いることができるため、三次元造形物の構成材料の選択の幅を広いものとすることができ、三次元造形物を所望の物性、質感等を有するものとすることができる。   Thereby, the three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy can be provided. Further, according to the manufacturing method and the manufacturing apparatus as described above, since particles having various compositions can be used, the range of selection of the constituent material of the three-dimensional structure can be widened. The object can have desired physical properties, texture, and the like.

本発明の三次元造形物の用途は、特に限定されないが、例えば、人形、フィギュア等の鑑賞物・展示物;インプラント等の医療機器等が挙げられる。   The use of the three-dimensional structure of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include appreciation objects / exhibits such as dolls and figures; medical devices such as implants.

また、本発明の三次元造形物は、プロトタイプ、量産品、オーダーメード品のいずれに適用されるものであってもよい。   Moreover, the three-dimensional structure of the present invention may be applied to any of prototypes, mass-produced products, and custom-made products.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these.

例えば、本発明の三次元造形物製造装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。   For example, in the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention, the configuration of each part can be replaced with an arbitrary configuration that exhibits the same function, and an arbitrary configuration can be added.

例えば、本発明の三次元造形物製造装置は、図示しない加熱手段や減圧手段を備えていてもよい。これにより、例えば、三次元造形物製造用組成物やサポート材形成用組成物から溶剤を効率よく除去することができ、三次元造形物の生産性を特に優れたものとすることができる。   For example, the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention may include a heating means and a decompression means (not shown). Thereby, for example, the solvent can be efficiently removed from the composition for manufacturing a three-dimensional structure and the composition for forming a support material, and the productivity of the three-dimensional structure can be made particularly excellent.

また、本発明では、組成物は、複数の吐出部から吐出してもよい。これにより、例えば、製造すべき三次元造形物の各部位に応じて、複数種の組成物を組み合わせて好適に用いることができる。   In the present invention, the composition may be discharged from a plurality of discharge portions. Thereby, according to each site | part of the three-dimensional structure to be manufactured, for example, a plurality of types of compositions can be used in combination.

また、本発明では、三次元造形物の製造を雰囲気の組成等が管理されたチャンバー内で行うものであってもよい。これにより、例えば、不活性ガス中で接合工程を行うことができ、粒子の不本意な変性等をより効果的に防止することができる。また、例えば、反応性ガスを含む雰囲気中で接合工程を行うことにより、原料として用いる粒子の組成とは異なる組成の材料で構成された三次元造形物を好適に製造することができる。   Moreover, in this invention, you may manufacture a three-dimensional molded item in the chamber where the composition etc. of atmosphere were managed. Thereby, for example, the bonding step can be performed in an inert gas, and unintentional modification of particles can be more effectively prevented. In addition, for example, by performing the bonding step in an atmosphere containing a reactive gas, a three-dimensional structure formed of a material having a composition different from the composition of the particles used as the raw material can be suitably manufactured.

また、本発明の三次元造形物製造装置は、吐出される組成物を加熱する加熱手段を備えるものであってもよい。これにより、組成物の吐出性をより優れたものとすることができる。また、吐出前の組成物を加熱しておくことにより、吐出後の組成物が冷却され、吐出前後での粘度の差をより大きいものとすることができる。これにより、三次元造形物の生産性および寸法精度を、より高いレベルで両立することができる。   Moreover, the three-dimensional structure manufacturing apparatus of this invention may be equipped with the heating means which heats the discharged composition. Thereby, the discharge property of a composition can be made more excellent. Moreover, by heating the composition before discharge, the composition after discharge is cooled, and the difference in viscosity before and after discharge can be increased. Thereby, productivity and dimensional accuracy of a three-dimensional structure can be made compatible at a higher level.

また、本発明の三次元造形物製造装置は、図示しない冷却手段を備えていてもよい。これにより、例えば、粒子の接合の後に層を速やかに冷却することができ、後の工程を好適に行うことができる。その結果、三次元造形物の生産性、寸法精度、信頼性等を特に優れたものとすることができる。   Moreover, the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention may include a cooling means (not shown). Thereby, for example, the layer can be rapidly cooled after the joining of the particles, and the subsequent steps can be suitably performed. As a result, the productivity, dimensional accuracy, reliability, etc. of the three-dimensional structure can be made particularly excellent.

また、前述した実施形態では、粘度低下手段が、吐出手段に設けられている場合について代表的に説明したが、粘度低下手段は、吐出時における組成物の粘度を、十分に長い時間静置した状態の組成物の粘度に比べて低いものとすることができるものであれば、その設置部位は限定されない。例えば、粘度低下手段は、組成物を収容するタンク内や、チューブ等の流路に配置されていてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the case where the viscosity reducing unit is provided in the discharge unit has been representatively described. However, the viscosity reducing unit left the viscosity of the composition at the time of discharge for a sufficiently long time. The installation site is not limited as long as it can be lower than the viscosity of the composition in the state. For example, the viscosity reducing means may be disposed in a tank that contains the composition or in a channel such as a tube.

また、前述した実施形態では、ステージの表面に直接層を形成する場合について代表的に説明したが、例えば、ステージ上に造形プレートを配置し、当該造形プレート上に層を積層して三次元造形物を製造してもよい。このような場合、三次元造形物の製造過程においては、造形プレートと最下層を構成する粒子とを接合させ、その後、後処理で目的とする三次元造形物から造形プレートを除去してもよい。これにより、例えば、複数の層を積層していく過程での層(積層体)の反りの発生をより効果的に防止することができ、最終的に得られる三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。   In the embodiment described above, the case where the layer is directly formed on the surface of the stage has been representatively described. For example, a modeling plate is arranged on the stage, and the layer is stacked on the modeling plate to perform three-dimensional modeling. You may manufacture things. In such a case, in the manufacturing process of the three-dimensional structure, the modeling plate and the particles constituting the lowermost layer may be joined, and then the modeling plate may be removed from the target three-dimensional structure by post-processing. . Thereby, for example, it is possible to more effectively prevent the occurrence of warping of the layer (laminated body) in the process of laminating a plurality of layers, and the dimensional accuracy of the finally obtained three-dimensional structure can be further increased. It can be excellent.

また、前述した実施形態では、全ての層に対して、接合部を形成するものとして説明したが、接合部が形成されない層を有していてもよい。例えば、ステージとの接触面(ステージの直上)に、接合部が形成されない層(例えば、サポート材で構成された層)を形成し、当該層を犠牲層として機能させてもよい。   Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated as what forms a junction part with respect to all the layers, you may have the layer in which a junction part is not formed. For example, a layer (for example, a layer made of a support material) where a joint portion is not formed may be formed on a contact surface with the stage (immediately above the stage), and the layer may function as a sacrificial layer.

また、本発明の三次元造形物の製造方法においては、工程・処理の順番は、前述したものに限定されず、その少なくとも一部を入れ替えて行ってもよい。例えば、前述した実施形態では、サポート材付与工程を、吐出工程と接合工程との間に行う場合について代表的に説明したが、サポート材付与工程は、例えば、接合工程の後に行うものであってもよい。また、サポート材形成用組成物は、接合部の形成に用いる組成物(三次元造形物製造用組成物)の吐出と同一工程において、吐出されるものであってもよい。   Moreover, in the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention, the order of a process and a process is not limited to what was mentioned above, You may replace and carry out at least one part. For example, in the above-described embodiment, the case where the support material application process is performed between the discharge process and the bonding process is representatively described. However, the support material application process is performed after the bonding process, for example. Also good. Further, the support material forming composition may be discharged in the same process as the discharge of the composition (composition for producing a three-dimensional structure) used for forming the joint.

また、前述した実施形態では、接合部の形成に用いる組成物とともに、サポート材形成用組成物を用いる場合について代表的に説明したが、本発明においては、製造すべき三次元造形物の形状等によっては、サポート材形成用組成物を用いなくてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the composition for forming the support material is used together with the composition used for forming the joint portion is representatively described. However, in the present invention, the shape of the three-dimensional structure to be manufactured, etc. Depending on the case, the composition for forming a support material may not be used.

また、本発明の製造方法においては、必要に応じて、前処理工程、中間処理工程、後処理工程を行ってもよい。   Moreover, in the manufacturing method of this invention, you may perform a pre-processing process, an intermediate processing process, and a post-processing process as needed.

前処理工程としては、例えば、ステージの清掃工程等が挙げられる。
後処理工程としては、例えば、洗浄工程、バリ取り等を行う形状調整工程、着色工程、被覆層形成工程、粒子の接合強度を向上させるための熱処理工程等が挙げられる。
Examples of the pretreatment process include a stage cleaning process.
Examples of the post-processing step include a cleaning step, a shape adjustment step for performing deburring, a coloring step, a coating layer forming step, a heat treatment step for improving the bonding strength of particles, and the like.

10…三次元造形物、1…層、1’…組成物(三次元造形物製造用組成物)、11…粒子(分散質)、12…分散媒、2…接合部、5…サポート材(支持部)、5’…サポート材形成用組成物、M100…三次元造形物製造装置、M1…粘度低下手段、M2…制御部、M21…コンピューター、M22…駆動制御部、M3…組成物供給部(吐出手段)、M4…層形成部、M41…ステージ(昇降ステージ、支持体)、M45…枠体、M6…接合エネルギー付与手段、M8…サポート材形成用組成物供給部(サポート材形成用組成物吐出手段)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Three-dimensional structure, 1 ... Layer, 1 '... Composition (Composition for three-dimensional structure manufacture), 11 ... Particle | grain (dispersoid), 12 ... Dispersion medium, 2 ... Joint part, 5 ... Support material ( Support part), 5 '... support material forming composition, M100 ... three-dimensional structure manufacturing apparatus, M1 ... viscosity reducing means, M2 ... control part, M21 ... computer, M22 ... drive control part, M3 ... composition supply part (Discharge means), M4 ... layer forming part, M41 ... stage (elevating stage, support), M45 ... frame, M6 ... joining energy applying means, M8 ... composition supply part for supporting material formation (composition for supporting material formation) Material discharge means)

Claims (16)

粒子およびチクソトロピック材料を含む組成物に外力を加え、粘度を低下させた状態で当該組成物を吐出する吐出工程と、
前記組成物が目的の部位に接触した後に、エネルギーを付与し前記粒子を接合する接合工程と、
を含む一連の工程を繰り返し行うことにより、所定のパターンで形成された層を積層し、三次元造形物を製造することを特徴とする三次元造形物の製造方法。
A discharge step of applying an external force to the composition containing the particles and the thixotropic material, and discharging the composition in a state where the viscosity is reduced;
A bonding step of applying energy and bonding the particles after the composition contacts a target site;
A method for producing a three-dimensional structure, characterized by laminating layers formed in a predetermined pattern by repeatedly performing a series of steps including:
前記吐出工程に際し、撹拌により前記組成物の粘度を低下させる請求項1に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to claim 1, wherein the viscosity of the composition is reduced by stirring during the discharging step. 前記吐出工程に際し、振動を付与することにより前記組成物の粘度を低下させる請求項1または2に記載の三次元造形物の製造方法。   The manufacturing method of the three-dimensional structure according to claim 1 or 2, wherein the viscosity of the composition is reduced by applying vibration during the discharging step. 前記組成物は、前記チクソトロピック材料として、多糖類を含むものである請求項1ないし3のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the composition contains a polysaccharide as the thixotropic material. 前記組成物は、さらにバインダーを含むものである請求項1ないし4のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the composition further contains a binder. 前記組成物は、前記バインダーとして硬化性樹脂を含むものである請求項5に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to claim 5, wherein the composition contains a curable resin as the binder. 前記組成物は、前記粒子として、金属材料、セラミックス材料のうち少なくとも一方を含む材料で構成されたものを含むものである請求項1ないし6のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。   The method of manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the composition includes, as the particles, a material composed of a material including at least one of a metal material and a ceramic material. 前記組成物は、揮発性の溶剤を含むものである請求項1ないし7のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the composition contains a volatile solvent. 前記溶剤を除去する工程をさらに有する請求項8に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to claim 8, further comprising a step of removing the solvent. 前記接合工程は、レーザーの照射により行うものである請求項1ないし9のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 9, wherein the joining step is performed by laser irradiation. 前記吐出工程における前記組成物の粘度が、1mPa・s以上30mPa・s以下である請求項1ないし10のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 10, wherein the viscosity of the composition in the discharging step is 1 mPa · s or more and 30 mPa · s or less. 吐出された前記組成物が目的の部位に接触する際の粘度が、5mPa・s以上100mPa・s以下である請求項1ないし11のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 11, wherein a viscosity when the discharged composition comes into contact with a target site is 5 mPa · s or more and 100 mPa · s or less. 粒子およびチクソトロピック材料を含む組成物に外力を加え、粘度を低下させる粘度低下手段と、
粘度が低下した状態の前記組成物を吐出する吐出手段と、
前記組成物が目的の部位に接触した後に、前記粒子を接合するためのエネルギーを付与する接合エネルギー付与手段とを備えることを特徴とする三次元造形物製造装置。
A viscosity reducing means for applying an external force to the composition containing the particles and the thixotropic material to reduce the viscosity;
Discharge means for discharging the composition in a state of reduced viscosity;
An apparatus for producing a three-dimensional structure, comprising: a joining energy imparting unit that imparts energy for joining the particles after the composition contacts a target site.
請求項1ないし12のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法を用いて製造されたものであることを特徴とする三次元造形物。   A three-dimensional structure manufactured using the method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 12. 請求項13に記載の三次元造形物製造装置を用いて製造されたものであることを特徴とする三次元造形物。   A three-dimensional structure manufactured using the three-dimensional structure manufacturing apparatus according to claim 13. 所定のパターンで形成された層を積層し、三次元造形物を製造するのに用いられる組成物であって、
粒子と、チクソトロピック材料とを含み、外力の付加によって、粘度が低下するものであることを特徴とする三次元造形物製造用組成物。
It is a composition used to laminate a layer formed in a predetermined pattern and produce a three-dimensional structure,
A composition for producing a three-dimensional structure, comprising particles and a thixotropic material, wherein the viscosity is reduced by applying an external force.
JP2015155306A 2015-08-05 2015-08-05 Method for manufacturing three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, three-dimensional molded object, and composition for manufacturing three-dimensional molded object Pending JP2017031490A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015155306A JP2017031490A (en) 2015-08-05 2015-08-05 Method for manufacturing three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, three-dimensional molded object, and composition for manufacturing three-dimensional molded object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015155306A JP2017031490A (en) 2015-08-05 2015-08-05 Method for manufacturing three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, three-dimensional molded object, and composition for manufacturing three-dimensional molded object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017031490A true JP2017031490A (en) 2017-02-09

Family

ID=57987854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015155306A Pending JP2017031490A (en) 2015-08-05 2015-08-05 Method for manufacturing three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, three-dimensional molded object, and composition for manufacturing three-dimensional molded object

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017031490A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018141222A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 セイコーエプソン株式会社 Composition for producing three-dimensional molded article, and method for producing three-dimensional molded article
JP2018141224A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 セイコーエプソン株式会社 Composition for producing three-dimensional molded article, method for producing three-dimensional molded article, and apparatus for producing three-dimensional molded article
JP2018141225A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 セイコーエプソン株式会社 Composition for producing three-dimensional molded article, and method for producing three-dimensional molded article
JP2018141219A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 セイコーエプソン株式会社 Composition for producing three-dimensional molded article, method for producing three-dimensional molded article, and apparatus for producing three-dimensional molded article
JP2018172739A (en) * 2017-03-31 2018-11-08 株式会社フジミインコーポレーテッド Mold material for use in powder laminate molding
JP2019018477A (en) * 2017-07-19 2019-02-07 株式会社ミマキエンジニアリング Production method for three-dimensional molded article and ink for production of three-dimensional molded article
JP2020049806A (en) * 2018-09-27 2020-04-02 日本電気株式会社 Modeling ink, modeling method, and program
JP2020128540A (en) * 2018-07-18 2020-08-27 Kjケミカルズ株式会社 Active energy ray-curable resin composition for three-dimensional shaping support material and ink

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018141222A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 セイコーエプソン株式会社 Composition for producing three-dimensional molded article, and method for producing three-dimensional molded article
JP2018141224A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 セイコーエプソン株式会社 Composition for producing three-dimensional molded article, method for producing three-dimensional molded article, and apparatus for producing three-dimensional molded article
JP2018141225A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 セイコーエプソン株式会社 Composition for producing three-dimensional molded article, and method for producing three-dimensional molded article
JP2018141219A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 セイコーエプソン株式会社 Composition for producing three-dimensional molded article, method for producing three-dimensional molded article, and apparatus for producing three-dimensional molded article
US11648728B2 (en) 2017-02-28 2023-05-16 Seiko Epson Corporation Three-dimensional shaped article producing composition, production method for three-dimensional shaped article, and three-dimensional shaped article production apparatus
JP2018172739A (en) * 2017-03-31 2018-11-08 株式会社フジミインコーポレーテッド Mold material for use in powder laminate molding
JP2019018477A (en) * 2017-07-19 2019-02-07 株式会社ミマキエンジニアリング Production method for three-dimensional molded article and ink for production of three-dimensional molded article
JP2022008436A (en) * 2018-07-18 2022-01-13 Kjケミカルズ株式会社 Ink and ink set
JP2022008440A (en) * 2018-07-18 2022-01-13 Kjケミカルズ株式会社 Active energy ray-curable resin composition, ink and ink set
JP2020128540A (en) * 2018-07-18 2020-08-27 Kjケミカルズ株式会社 Active energy ray-curable resin composition for three-dimensional shaping support material and ink
JP7144879B2 (en) 2018-07-18 2022-09-30 Kjケミカルズ株式会社 Inks and ink sets
JP7144880B2 (en) 2018-07-18 2022-09-30 Kjケミカルズ株式会社 Active energy ray-curable resin composition, ink and ink set
JP7131253B2 (en) 2018-09-27 2022-09-06 日本電気株式会社 Printing Inks, Printing Methods, and Programs
JP2020049806A (en) * 2018-09-27 2020-04-02 日本電気株式会社 Modeling ink, modeling method, and program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2017031490A (en) Method for manufacturing three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, three-dimensional molded object, and composition for manufacturing three-dimensional molded object
CN107097416B (en) Method and device for manufacturing three-dimensional shaped object and three-dimensional shaped object
JP2015189007A (en) Production method of shaped article
US11648728B2 (en) Three-dimensional shaped article producing composition, production method for three-dimensional shaped article, and three-dimensional shaped article production apparatus
JP2018059131A (en) Composition for manufacturing three-dimensional modeled object and method for manufacturing three-dimensional modeled object
JP2017031495A (en) Method for manufacturing three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, and three-dimensional molded object
EP3375595B1 (en) Three-dimensional modeled-object manufacturing composition and three-dimensional modeled-object manufacturing method
JP2017171958A (en) Manufacturing method for three-dimensional shaped article
JP2016179584A (en) Composition for manufacturing three-dimensional molded object and three-dimensional molded object
JP2017160471A (en) Method of producing three-dimensional modeled product, apparatus for producing three-dimensional modeled product, and three-dimensional modeled product
JP2017113888A (en) Method for manufacturing three-dimensional molded article, apparatus for manufacturing three-dimensional molded article, three-dimensional molded article and composition for manufacturing three-dimensional molded article
US11383303B2 (en) Production method for three-dimensional shaped article
JP2017136712A (en) Method for manufacturing three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object and three-dimensional molded object
WO2018159134A1 (en) Composition for manufacturing three-dimensional shaped article, method of manufacturing three-dimensional shaped article, and apparatus for manufacturing three-dimensional shaped article
JP2017047534A (en) Method for manufacturing three-dimensional molded object and apparatus for manufacturing three-dimensional molded object
JP2017106082A (en) Method for manufacturing three-dimensional molded object, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object and three-dimensional molded object
JP2018159110A (en) Composition and method for producing three-dimensional molding
Gibson et al. Printing processes
JP6844664B2 (en) 3D model manufacturing method and 3D model manufacturing equipment
US20180243825A1 (en) Three-dimensional modeled-object manufacturing composition and three-dimensional modeled-object manufacturing method
JP2017057428A (en) Method for manufacturing three-dimensional molded article and apparatus for manufacturing three-dimensional molded article
JP2016187943A (en) Method for manufacturing three-dimensional molded object and three-dimensional molded object
JP2017171959A (en) Manufacturing method for three-dimensional shaped article