JP2017075365A - 層形成用材料、三次元造形物の製造装置及び三次元造形物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】層を積層することにより三次元造形物を製造する際において、製造される三次元造形物の後処理工程を減らす。【解決手段】層501、502、503、・・・50nを積層することにより三次元造形物500を製造する三次元造形物の製造装置2000に用いられ、三次元造形物500の構成材料形成領域以外において層501、502、503、・・・50nを形成するために用いられる層形成用材料であって、セラミックス粉末と、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかと、を含有することを特徴とする層形成用材料。このような層形成用材料を用いることで、製造される三次元造形物500の後処理工程を減らすことが可能になる。【選択図】図1
Description
本発明は、層形成用材料、三次元造形物の製造装置及び三次元造形物の製造方法に関する。
従来から、層を積層することにより三次元造形物を製造する製造方法が実施されている。このような三次元造形物の製造方法としては、三次元造形物を支持体上に形成するのが一般的である。しかしながら、このような従来の層を積層することにより三次元造形物を製造する製造方法においては、支持体上に形成された三次元造形物を支持体上から取り外す際の分離作業や取り外した後の成形作業などに、大きな負荷がかかっていた。すなわち、支持体上に三次元造形物を形成した後に行う後処理工程に時間と手間とがかかっていた。
そこで、例えば、特許文献1には、支持体(造形ステージ)と三次元造形物との間に、サポート層を形成することで後処理工程を減らすことが可能な三次元造形物の製造方法が開示されている。
そこで、例えば、特許文献1には、支持体(造形ステージ)と三次元造形物との間に、サポート層を形成することで後処理工程を減らすことが可能な三次元造形物の製造方法が開示されている。
しかしながら、単純に支持体と三次元造形物との間に三次元造形物のサポート層を形成するだけでは、支持体上に形成された三次元造形物を支持体上から取り外す際の分離作業や取り外した後の成形作業などの負荷を十分に減らせない場合がある。例えば、金属製の三次元造形物を製造する際において、支持体、三次元造形物及びサポート層の形成材料などにより、このような負荷の大きさが変化するためである。
このため、層を積層することにより三次元造形物を製造する従来の製造方法では、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが十分にできていなかった。
このため、層を積層することにより三次元造形物を製造する従来の製造方法では、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが十分にできていなかった。
そこで、本発明の目的は、層を積層することにより三次元造形物を製造する際において、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことである。
上記課題を解決するための本発明の第1の態様の層形成用材料は、層を積層することにより三次元造形物を製造する三次元造形物の製造装置又は製造方法に用いられ、三次元造形物の構成材料形成領域以外において前記層を形成するために用いられる層形成用材料であって、セラミックス粉末と、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかと、を含有することを特徴とする。
本態様によれば、三次元造形物の構成材料形成領域以外において層を形成するために用いられる層形成用材料は、セラミックス粉末と、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかと、を含有する。ここで、層形成用材料に金属アルコキシドを添加すると、例えば、加熱した場合に、金属アルコキシドの加水分解、縮重合反応などにより適度な結合状態(溶融や焼結による結合状態よりは弱く、三次元造形物を支持するには十分な結合状態)でセラミックス粉末を存在させることができる。従って、三次元造形物の構成材料と層形成用材料とが剥離しやすくなる。また、珪素塩化化合物(例えばSiCl4)も、金属アルコキシドと同様に加水分解、縮重合反応を通じて、セラミックス粉末同士の適度な結合状態を実現することができる。
金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかを含まない場合においても、レーザー加熱などによりセラミックス粉末を結合(焼結)することは可能である。しかし、1000℃以上の高温が必要であるのに加えて、高温加熱であることから適度な結合を安定して実現することが難しい。一方、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかの添加により、室温、あるいは、比較的低い温度での加熱条件で反応が進むために、セラミックス粉末の結合状態制御が容易である。結果として、三次元造形物を積層された層から分離する際の分離作業を安定して、かつ、容易に行うことができる。従って、分離作業に伴う後処理工程を減らすことを可能にし、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことを可能にしている。
金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかを含まない場合においても、レーザー加熱などによりセラミックス粉末を結合(焼結)することは可能である。しかし、1000℃以上の高温が必要であるのに加えて、高温加熱であることから適度な結合を安定して実現することが難しい。一方、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかの添加により、室温、あるいは、比較的低い温度での加熱条件で反応が進むために、セラミックス粉末の結合状態制御が容易である。結果として、三次元造形物を積層された層から分離する際の分離作業を安定して、かつ、容易に行うことができる。従って、分離作業に伴う後処理工程を減らすことを可能にし、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことを可能にしている。
本発明の第2の態様の層形成用材料は、前記第1の態様において、前記セラミックス粉末は、アルミナ、シリカ、窒化アルミ、炭化ケイ素、窒化珪素の粉末、あるいは、その混合物であることを特徴とする。
本態様によれば、層形成用材料は、焼結温度の高いセラミックス粉末を用いることができる。金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかにより焼結温度の高いセラミックス粉末を互いに弱く結合し、三次元造形物の構成材料の結合状態よりも弱い結合状態で存在させることができるため、三次元造形物の構成材料と層形成用材料とが剥離しやすくなる。このため、効果的に、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが可能になる。
本発明の第3の態様の層形成用材料は、前記第1又は第2の態様において、前記層は、支持体上に形成され、前記セラミックス粉末を含有する層形成用材料は、前記支持体と前記三次元造形物の形成領域との間の層を形成する際に使用されることを特徴とする。
本態様によれば、セラミックス粉末を含有する層形成用材料が支持体と三次元造形物の形成領域との間の層を形成する際に使用されるので、三次元造形物を支持体から簡単に剥離することができる。
本発明の第4の態様の層形成用材料は、前記第1から第3のいずれか1つの態様において、さらに溶媒を含有し、前記金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかを20質量%以下、前記セラミックス粉末を40質量%以上90質量%以下、前記溶媒を10質量%以上50質量%以下、含有することを特徴とする層形成用材料。
本態様によれば、層形成用材料は、さらに溶媒を含有し、前記金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかを20質量%以下、前記セラミックス粉末を40質量%以上90質量%以下、前記溶媒を10質量%以上50質量%以下、含有する。このような層形成用材料とすることで、特に効果的に、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが可能になる。
本発明の第5の態様の層形成用材料は、前記第1から第4のいずれか1つの態様において、前記金属アルコキシドは、一般式M(OR)nR’mまたはMClnR’mで表されることを特徴とする層形成用材料(但し、MはAl、Ba、B、Bi、Ca、Fe、Ga、Ge、Hf、In、La、Mg、Mo、Nb、P、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Ta、Ti、V、W、Zn及びZrから選択される金属、Rは炭素数が5以下のアルキル基、R’は、水素、アルキル基、アミノ基、ビニル基、等から選択される官能基、nとmは、n+mが5以下の整数、を表す)。
本態様によれば、このような層形成用材料とすることで、効果的に、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが可能になる。
本発明の第6の態様の層形成用材料は、前記第1から第4のいずれか1つの態様において、前記金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物は、Si(OCH3)nR’4ーn、Si(OC2H5)nR’4ーn、またはSiClnR’4ーnであることを特徴とする。
本態様によれば、このような層形成用材料とすることで、特に効果的に、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが可能になる。
本発明の第7の態様の三次元造形物の製造装置は、前記第1から第6のいずれか1つの態様の層形成用材料を用いることを特徴とする。
本態様によれば、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが可能になる。
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
図1及び図2は本発明の一の実施形態に係る三次元造形物の製造装置の構成を示す概略構成図である。
ここで、本実施形態の三次元造形物の製造装置は、2種類の材料供給部(ヘッドベース)を備えているが、図1及び図2は、各々、一方の材料供給部のみを表した図であり、他方の材料供給部は省略して表している。
なお、本明細書における「三次元造形」とは、いわゆる立体造形物を形成することを示すものであって、例えば、平板状、いわゆる二次元形状の形状であっても厚みを有する形状を形成することも含まれる。
図1及び図2は本発明の一の実施形態に係る三次元造形物の製造装置の構成を示す概略構成図である。
ここで、本実施形態の三次元造形物の製造装置は、2種類の材料供給部(ヘッドベース)を備えているが、図1及び図2は、各々、一方の材料供給部のみを表した図であり、他方の材料供給部は省略して表している。
なお、本明細書における「三次元造形」とは、いわゆる立体造形物を形成することを示すものであって、例えば、平板状、いわゆる二次元形状の形状であっても厚みを有する形状を形成することも含まれる。
図1及び図2に示す三次元造形物の製造装置2000(以下、形成装置2000という)は、基台110と、基台110に備える駆動手段としての駆動装置111によって、図示するX,Y,Z方向の移動、あるいはZ軸を中心とする回転方向に駆動可能に備えられたステージ120を備えている。そして、図1で表されるように、一方の端部が基台110に固定され、他方の端部に三次元造形物の構成材料を吐出する構成材料吐出部1230とエネルギー照射部1300とを備えるヘッドユニット1400を複数保持するヘッドベース1100が保持固定される、ヘッドベース支持部130を備えている。また、図2で表されるように、一方の端部が基台110に固定され、他方の端部に三次元造形物を支持する支持層形成用材料を吐出する支持層形成用材料吐出部1730を備えるヘッドユニット1900を複数保持するヘッドベース1600が保持固定される、ヘッドベース支持部730と、を備えている。ここで、ヘッドベース1100と、ヘッドベース1600とは、XY平面において並列に設けられている。
なお、構成材料吐出部1230と支持層形成用材料吐出部1730とは同様の構成のものである。ただし、このような構成に限定されない。
なお、構成材料吐出部1230と支持層形成用材料吐出部1730とは同様の構成のものである。ただし、このような構成に限定されない。
ステージ120上には、三次元造形物500が形成される過程での層501、502及び503が形成される。三次元造形物500の形成には、レーザーによる熱エネルギーの照射がなされるため、ステージ120の熱からの保護のため、耐熱性を有する試料プレート121を用いて、試料プレート121の上に三次元造形物500を形成してもよい。本実施形態の試料プレート121は頑丈で製造の容易な金属製のものである。しかしながら、試料プレート121としては、例えばセラミック板を用いることで、高い耐熱性を得ることができ、更に溶融(あるいは焼結されてもよい)される三次元造形物の構成材料との反応性も低く、三次元造形物500の変質を防止することができる。なお、図1(a)及び図2(a)では、説明の便宜上、層501、502及び503の3層を例示したが、所望の三次元造形物500の形状まで(図1(a)及び図2(a)中の層50nまで)積層される。
ここで、層501、502、503、・・・50nは、各々、支持層形成用材料吐出部1730から吐出される支持層形成用材料で形成される支持層300と、構成材料吐出部1230から吐出される構成材料で形成されエネルギー照射部1300で溶融される溶融層310と、で構成される。
ここで、層501、502、503、・・・50nは、各々、支持層形成用材料吐出部1730から吐出される支持層形成用材料で形成される支持層300と、構成材料吐出部1230から吐出される構成材料で形成されエネルギー照射部1300で溶融される溶融層310と、で構成される。
また、図1(b)は、図1(a)に示すヘッドベース1100を示すC部拡大概念図である。図1(b)に示すように、ヘッドベース1100は、複数のヘッドユニット1400が保持されている。詳細は後述するが、1つのヘッドユニット1400は、構成材料供給装置1200に備える構成材料吐出部1230と、エネルギー照射部1300と、が保持治具1400aに保持されることで構成される。構成材料吐出部1230は、吐出ノズル1230aと、材料供給コントローラー1500によって吐出ノズル1230aから構成材料を吐出させる吐出駆動部1230bと、を備えている。
図2(b)は、図2(a)に示すヘッドベース1600を示すC’部拡大概念図である。図2(b)に示すように、ヘッドベース1600は、複数のヘッドユニット1900が保持されている。ヘッドユニット1900は、支持層形成用材料供給装置1700に備える支持層形成用材料吐出部1730が保持治具1900aに保持されることで構成される。支持層形成用材料吐出部1730は、吐出ノズル1730aと、材料供給コントローラー1500によって吐出ノズル1730aから支持層形成用材料を吐出させる吐出駆動部1730bと、を備えている。また、支持層形成用材料を焼結させるためのレーザー照射部3100と、レーザー照射部3100からのレーザー光を位置決めするガルバノミラー3000をステージ120の上方に備えている。
エネルギー照射部1300は、本実施形態ではエネルギーとして電磁波であるレーザーを照射するエネルギー照射部により説明する(以下、エネルギー照射部1300をレーザー照射部1300という)。照射されるエネルギーにレーザーを用いることにより、ターゲットとなる供給材料に狙いを定めてエネルギーを照射することができ、品質の良い三次元造形物を形成することができる。また、例えば吐出される材料の種類に合わせて、照射エネルギー量(パワー、走査速度)を制御することが容易に行うことができ、所望の品質の三次元造形物を得ることができる。ただし、このような構成に限定されず、レーザー照射部1300の代わりにアーク放電により発生する熱を付与するエネルギー付与部を設け、アーク放電により発生する熱により層501、502、503、・・・50nを焼結又は溶融することにより固める構成としてもよい。なお、例えば、吐出される材料を焼結させて固化することや、溶融して固化することも選択可能であることは言うまでもない。すなわち、吐出される材料は、場合によってはこれが焼結材料であったり、溶融材料であったり、その他の方法によって固化する固化材料であったりする。
構成材料吐出部1230は、ヘッドベース1100に保持されるヘッドユニット1400それぞれに対応させた構成材料を収容した構成材料供給ユニット1210と供給チューブ1220により接続されている。そして、所定の構成材料が構成材料供給ユニット1210から構成材料吐出部1230に供給される。構成材料供給ユニット1210には、本実施形態に係る形成装置2000によって造形される三次元造形物500の原料を含む材料(金属)が供給材料として構成材料収容部1210aに収容され、個々の構成材料収容部1210aは、供給チューブ1220によって、個々の構成材料吐出部1230に接続されている。このように、個々の構成材料収容部1210aを備えることにより、ヘッドベース1100から、複数の異なる種類の材料を供給することができる。
支持層形成用材料吐出部1730は、ヘッドベース1600に保持されるヘッドユニット1900それぞれに対応させた支持層形成用材料を収容した支持層形成用材料供給ユニット1710と供給チューブ1720により接続されている。そして、所定の支持層形成用材料が支持層形成用材料供給ユニット1710から支持層形成用材料吐出部1730に供給される。支持層形成用材料供給ユニット1710には、三次元造形物500を造形する際の支持層を構成する支持層形成用材料(セラミックス)が供給材料として支持層形成用材料収容部1710aに収容され、個々の支持層形成用材料収容部1710aは、供給チューブ1720によって、個々の支持層形成用材料吐出部1730に接続されている。このように、個々の支持層形成用材料収容部1710aを備えることにより、ヘッドベース1600から、複数の異なる種類の支持層形成用材料を供給することができる。
溶融材料または焼結材料として供給される構成材料は、三次元造形物500の原料となる金属を含有している。該構成材料としては、例えばマグネシウム(Mg)、鉄(Fe)、コバルト(Co)やクロム(Cr)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)の粉末、もしくはこれらを1つ以上含む合金などの混合粉末を、溶剤と、バインダーとしての増粘剤と、に混練して得られるスラリー状(あるいはペースト状)の混合材料などを用いることが可能である。
形成装置2000には、図示しない、例えばパーソナルコンピューター等のデータ出力装置から出力される三次元造形物の造形用データに基づいて、上述したステージ120、構成材料供給装置1200に備える構成材料吐出部1230及びレーザー照射部1300、並びに、支持層形成用材料供給装置1700に備える支持層形成用材料吐出部1730を制御する制御手段としての制御ユニット400を備えている。そして、制御ユニット400には、図示しないが、ステージ120、構成材料吐出部1230及びレーザー照射部1300が連携して駆動及び動作するよう制御するとともに、ステージ120及び支持層形成用材料吐出部1730が連携して駆動及び動作するよう制御する制御部を備えている。
基台110に移動可能に備えられているステージ120は、制御ユニット400からの制御信号に基づき、ステージコントローラー410においてステージ120の移動開始と停止、移動方向、移動量、移動速度などを制御する信号が生成され、基台110に備える駆動装置111に送られ、図示するX,Y,Z方向にステージ120が移動する。ヘッドユニット1400に備える構成材料吐出部1230では、制御ユニット400からの制御信号に基づき、材料供給コントローラー1500において構成材料吐出部1230に備える吐出駆動部1230bにおける吐出ノズル1230aからの材料吐出量などを制御する信号が生成され、生成された信号により吐出ノズル1230aから所定量の構成材料が吐出される。同様に、ヘッドユニット1900に備える支持層形成用材料吐出部1730では、制御ユニット400からの制御信号に基づき、材料供給コントローラー1500において支持層形成用材料吐出部1730に備える吐出駆動部1730bにおける吐出ノズル1730aからの材料吐出量などを制御する信号が生成され、生成された信号により吐出ノズル1730aから所定量の支持層形成用材料が吐出される。
また、レーザー照射部1300は、制御ユニット400から制御信号がレーザーコントローラー430に送られ、レーザーコントローラー430から、複数のレーザー照射部1300のいずれか、またはすべてにレーザーを照射させる出力信号が送られる。
ここで、レーザー照射部1300からのレーザー照射は、ステージコントローラー410によるステージ120の駆動信号と同期して、ステージコントローラー410によるステージ120の駆動信号と同期して、層501、502、503、・・・50nの所望の領域に照射されるように制御される。
ここで、レーザー照射部1300からのレーザー照射は、ステージコントローラー410によるステージ120の駆動信号と同期して、ステージコントローラー410によるステージ120の駆動信号と同期して、層501、502、503、・・・50nの所望の領域に照射されるように制御される。
次に、ヘッドユニット1400についてさらに詳細に説明する。なお、ヘッドユニット1900は、レーザー照射部1300が設けられておらず構成材料吐出部1230の代わりに支持層形成用材料吐出部1730が同様の配置で構成されていること以外は、ヘッドユニット1400と同様の構成である。このため、ヘッドユニット1900についての詳細な構成の説明は省略する。
図3及び図4は、ヘッドベース1100に複数保持されるヘッドユニット1400及びヘッドユニット1400に保持されるレーザー照射部1300と構成材料吐出部1230の保持形態の一例を示し、このうち図4は、図1(b)に示す矢印D方向からのヘッドベース1100の外観図である。
なお、以下の説明は、層501、502、503、・・・50nの所望の領域を溶融して固める例の説明であるが、該所望の領域をこれより低い温度で焼結させて固めてもよい。
図3及び図4は、ヘッドベース1100に複数保持されるヘッドユニット1400及びヘッドユニット1400に保持されるレーザー照射部1300と構成材料吐出部1230の保持形態の一例を示し、このうち図4は、図1(b)に示す矢印D方向からのヘッドベース1100の外観図である。
なお、以下の説明は、層501、502、503、・・・50nの所望の領域を溶融して固める例の説明であるが、該所望の領域をこれより低い温度で焼結させて固めてもよい。
図3に示すように、ヘッドベース1100に複数のヘッドユニット1400が、図示しない固定手段によって保持されている。また、図4で表されるように、本実施形態に係る形成装置2000のヘッドベース1100では、図下方より第1列目のヘッドユニット1401、第2列目のヘッドユニット1402、第3列目のヘッドユニット1403、そして第4列目のヘッドユニット1404の、4ユニットが千鳥状に配置されたヘッドユニット1400を備えている。そして、図4(a)で表されるように、ステージ120をヘッドベース1100に対してX方向に移動させながら各ヘッドユニット1400から構成材料を吐出し、レーザー照射部1300からレーザーLを照射させて溶融部50(溶融部50a、50b、50c及び50d)が形成される。溶融部50の形成手順については後述する。
なお、図示しないが、それぞれのヘッドユニット1401〜1408に備える構成材料吐出部1230は、吐出駆動部1230bを介して構成材料供給ユニット1210に供給チューブ1220で繋がれ、レーザー照射部1300はレーザーコントローラー430に繋がれ、保持治具1400aに保持される構成となっている。
なお、図示しないが、それぞれのヘッドユニット1401〜1408に備える構成材料吐出部1230は、吐出駆動部1230bを介して構成材料供給ユニット1210に供給チューブ1220で繋がれ、レーザー照射部1300はレーザーコントローラー430に繋がれ、保持治具1400aに保持される構成となっている。
図3に示すように、構成材料吐出部1230は吐出ノズル1230aから、ステージ120上に載置された試料プレート121上に向けて三次元造形物の構成材料である材料Mが吐出される。ヘッドユニット1401では、材料Mが液滴状で吐出される吐出形態を例示し、ヘッドユニット1402では、材料Mが連続体状で供給される吐出形態を例示している。材料Mの吐出形態は、液滴状であっても連続体状であっても、どちらでもよいが、本実施形態では材料Mは液滴状で吐出される形態により説明する。
吐出ノズル1230aから液滴状に吐出された材料Mは、略重力方向に飛翔し、試料プレート121上に着弾する。レーザー照射部1300は、ステージ移動し、着弾した材料Mに向けてレーザー照射部1300からレーザーLが照射され、材料Mが溶融し、溶融部50が形成される。この溶融部50の集合体が、試料プレート121上に形成される三次元造形物500の溶融層310(図1参照)として形成される。
次に、溶融部50の形成手順について、図4及び図5を用いて説明する。
図4は、本実施形態のヘッドユニット1400の配置と、溶融部50の形成形態と、の関係を概念的に説明する平面図である。そして、図5は、溶融部50の形成形態を概念的に表す側面図である。
図4は、本実施形態のヘッドユニット1400の配置と、溶融部50の形成形態と、の関係を概念的に説明する平面図である。そして、図5は、溶融部50の形成形態を概念的に表す側面図である。
まず、ステージ120が+X方向に移動すると、複数の吐出ノズル1230aから材料Mが液滴状に吐出され、試料プレート121の所定の位置に材料Mが配置される。そして、更にステージ120が+X方向に移動すると、レーザー照射部1300から照射されるレーザーLの照射範囲内に入り、材料Mが溶融する。更にステージ120が+X方向に移動すると、材料MはレーザーLの照射範囲外となり固化して溶融部50が形成される。
より具体的には、まず、図5(a)で表されるように、ステージ120を+X方向に移動させながら、複数の吐出ノズル1230aから試料プレート121の所定の位置に一定の間隔で材料Mを配置させる。
次に、図5(b)で表されるように、ステージ120を図1に示す−X方向に移動させながら、一定の間隔で配置された材料Mの間を埋めるように新たに材料Mを配置させる。そして、ステージ120が−X方向へ継続して移動させることにより、レーザーLの照射範囲内に材料Mが入ることで溶融される(溶融部50が形成される)。
なお、所定の位置に材料Mが配置されてからレーザーLの照射範囲内に入るまでの時間は、ステージ120の移動速度で調整することができる。例えば、材料Mに溶剤を含む場合、ステージ120の移動速度を遅くして、照射範囲内に入るまでの時間を長くすることで溶剤の乾燥を促進することができる。
また、ステージ120を+X方向に移動させながら、複数の吐出ノズル1230aから試料プレート121の所定の位置に材料Mが重なるように(間隔を空けないように)配置させて、同一方向へ移動させたままレーザーLの照射範囲内に入る構成(ステージ120のX方向における往復移動で溶融部50を形成する構成ではなく、ステージ120のX方向における片側の移動のみで溶融部50を形成する構成)としても良い。
なお、所定の位置に材料Mが配置されてからレーザーLの照射範囲内に入るまでの時間は、ステージ120の移動速度で調整することができる。例えば、材料Mに溶剤を含む場合、ステージ120の移動速度を遅くして、照射範囲内に入るまでの時間を長くすることで溶剤の乾燥を促進することができる。
また、ステージ120を+X方向に移動させながら、複数の吐出ノズル1230aから試料プレート121の所定の位置に材料Mが重なるように(間隔を空けないように)配置させて、同一方向へ移動させたままレーザーLの照射範囲内に入る構成(ステージ120のX方向における往復移動で溶融部50を形成する構成ではなく、ステージ120のX方向における片側の移動のみで溶融部50を形成する構成)としても良い。
上記のように溶融部50を形成することによって、図4(a)で表されるような、各ヘッドユニット1401、1402、1403及び1404のX方向における1ライン分(Y方向における1ライン目)の溶融部50(溶融部50a、50b、50c及び50d)が形成される。
次に、各ヘッドユニット1401、1402、1403及び1404のY方向における2ライン目の溶融部50(溶融部50a、50b、50c及び50d)を形成するため、−Y方向にヘッドベース1100を移動させる。移動量は、ノズル間のピッチをPとすると、P/n(nは自然数)ピッチ分だけ−Y方向に移動させる。本実施例ではnを3として説明する。
図5(a)及び図5(b)で表されるような、上記と同様な動作を行うことで、図4(b)で表されるような、Y方向における2ライン目の溶融部50’(溶融部50a’、50b’、50c’及び50d’)が形成される。
図5(a)及び図5(b)で表されるような、上記と同様な動作を行うことで、図4(b)で表されるような、Y方向における2ライン目の溶融部50’(溶融部50a’、50b’、50c’及び50d’)が形成される。
次に、各ヘッドユニット1401、1402、1403及び1404のY方向における3ライン目の溶融部50(溶融部50a、50b、50c及び50d)を形成するため、−Y方向にヘッドベース1100を移動させる。移動量は、P/3ピッチ分だけ−Y方向に移動させる。
そして、図5(a)及び図5(b)で表されるような、上記と同様な動作を行うことで、図4(c)で表されるような、Y方向における3ライン目の溶融部50’’
(溶融部50a’’、50b’’、50c’’及び50d’’)が形成され、溶融層310を得ることができる。
そして、図5(a)及び図5(b)で表されるような、上記と同様な動作を行うことで、図4(c)で表されるような、Y方向における3ライン目の溶融部50’’
(溶融部50a’’、50b’’、50c’’及び50d’’)が形成され、溶融層310を得ることができる。
また、構成材料吐出部1230から吐出される材料Mを、ヘッドユニット1401、1402、1403、1404のいずれか1ユニット、あるいは2ユニット以上からその他ヘッドユニットと異なる構成材料を吐出供給することもできる。従って、本実施形態に係る形成装置2000を用いることによって、異種材料から形成される三次元造形物を得ることができる。
なお、第1層目の層501において、上述したように溶融層310を形成する前或いは後に、支持層形成用材料吐出部1730から支持層形成用材料を吐出させて、吐出された材料を溶融しないということ以外は同様の方法で、支持層300を形成することができる。そして、層501に積層させて層502、503、・・・50nを形成する際にも、同様に、溶融層310及び支持層300を形成することができる。なお、支持層300は焼結されることが望ましい。
上述の本実施形態に係る形成装置2000が備えるヘッドユニット1400及びヘッドユニット1900の数及び配列は、上述した数及び配列に限定されない。図6に、その例として、ヘッドベース1100に配置されるヘッドユニット1400の、その他の配置の例を模式図的に示す。
図6(a)は、ヘッドベース1100にヘッドユニット1400をX軸方向に複数、並列させた形態を示す。図6(b)は、ヘッドベース1100にヘッドユニット1400を格子状に配列させた形態を示す。なお、いずれも配列されるヘッドユニットの数は、図示の例に限定されない。
次に、上述の本実施形態に係る形成装置2000を用いて行う三次元造形物の製造方法の一実施例について説明する。
図7は、形成装置2000を用いて行う三次元造形物の製造過程の一例を表す概略図である。
図7は、形成装置2000を用いて行う三次元造形物の製造過程の一例を表す概略図である。
最初に、図7(a)で表される状態から、図7(b)で表されるように、支持層形成用材料吐出部1730から支持層形成用材料を吐出させて、第1層目の層501における支持層300を形成する。ここで、支持層300は、第1層目の層501における三次元造形物の形成領域(溶融層310に対応する領域)以外の領域に形成される。
次に、図7(c)で表されるように、構成材料吐出部1230から構成材料を吐出させるとともにレーザー照射部1300からレーザーLを照射させて、第1層目の層501における溶融層310を形成する。
次に、図7(c)で表されるように、構成材料吐出部1230から構成材料を吐出させるとともにレーザー照射部1300からレーザーLを照射させて、第1層目の層501における溶融層310を形成する。
そして、図7(b)と図7(c)の動作を、第2層目以降の層502、503、・・・50nに対して繰り返す。
具体的には、例えば、第2層目の層502においては、図7(d)で表されるように、支持層形成用材料吐出部1730から支持層形成用材料を吐出させて、第2層目の層502における支持層300を形成する。そして、次に、図7(e)で表されるように、構成材料吐出部1230から構成材料を吐出させるとともにレーザー照射部1300からレーザーLを照射させて、第2層目の層502における溶融層310を形成する。
具体的には、例えば、第2層目の層502においては、図7(d)で表されるように、支持層形成用材料吐出部1730から支持層形成用材料を吐出させて、第2層目の層502における支持層300を形成する。そして、次に、図7(e)で表されるように、構成材料吐出部1230から構成材料を吐出させるとともにレーザー照射部1300からレーザーLを照射させて、第2層目の層502における溶融層310を形成する。
そして、図7(b)と図7(c)の動作(図7(d)と図7(e)の動作)を繰り返すことにより、図7(f)で表されるように、三次元造形物の完成体Oが完成する。なお、図7(g)は、三次元造形物の完成体Oを試料プレート121から取り外し、三次元造形物の完成体Oを現像(三次元造形物の完成体Oから支持層300を除去すること)した状態を表している。
なお、本実施例においては、各層501、502、503、・・・50nを形成する際、支持層300を形成してから溶融層310を形成したが、溶融層310を形成してから支持層300を形成してもよい。
また、図7(g)で表されるように、本実施例において、支持層300は、上層にアンダーカット部(下層に対してXY平面方向に凸になった部分)がある場合に、下層における支持層として、これを支えることが可能な層(所謂サポート層)となっている。ただし、支持層は、このような支持層であることに限定されず、例えば、試料プレート121の上面全体に形成される層であって、第1層目の層501における溶融層310を支えることが可能な層(所謂剥離層)であってもよい。このような剥離層を設けることで、三次元造形物の完成体Oを試料プレート121から取り外すことに伴う後工程を減らす(容易にする)ことが可能になる。また、下層においては、レーザー照射部からレーザーLを照射することにより材料Mを焼結させておいてもよい。
ここで、上記の実施例では、金属製の三次元造形物を製造することを前提にしており、三次元造形物の構成材料は金属である。
上記のように、該構成材料としては、例えばマグネシウム(Mg)、鉄(Fe)、コバルト(Co)やクロム(Cr)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)の単体粉末、もしくはこれらを1つ以上含む合金などの混合粉末を好ましく使用することができるがこれらに限定されない。
上記のように、該構成材料としては、例えばマグネシウム(Mg)、鉄(Fe)、コバルト(Co)やクロム(Cr)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)の単体粉末、もしくはこれらを1つ以上含む合金などの混合粉末を好ましく使用することができるがこれらに限定されない。
なお、上述の実施形態に係る形成装置2000を用いて行う三次元造形物の製造方法以外の一実施例としては、以下のような形態が挙げられる。
例えば、溶融層310に対して、指向性エネルギー堆積法によりレーザー照射で加熱させ構成材料を吹き付ける方法を採用できる。
また、別の例としては、例えば、構成材料を液滴として吐出する構成材料吐出部1230及び支持層形成用材料を液滴として吐出する支持層形成用材料吐出部1730の代わりに、ニードル先端に造形材料を付着させて所望の位置に配置させるニードルディスペンサを用いて層を形成する方法を採用できる。このような方法とすることで、三次元造形物の精細度を向上することができる。
例えば、溶融層310に対して、指向性エネルギー堆積法によりレーザー照射で加熱させ構成材料を吹き付ける方法を採用できる。
また、別の例としては、例えば、構成材料を液滴として吐出する構成材料吐出部1230及び支持層形成用材料を液滴として吐出する支持層形成用材料吐出部1730の代わりに、ニードル先端に造形材料を付着させて所望の位置に配置させるニードルディスペンサを用いて層を形成する方法を採用できる。このような方法とすることで、三次元造形物の精細度を向上することができる。
そして、本実施形態の形成装置2000においては、支持層形成用材料として、セラミックス粉末と、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかと、を含有する層形成用材料を使用している。
すなわち、本実施形態の支持層形成用材料は、層を積層することにより金属製の三次元造形物を製造する形成装置2000又は三次元造形物の製造方法に用いられ、三次元造形物の構成材料形成領域以外に層を形成する(三次元造形物の構成材料と共に層を形成する)ために用いられる層形成用材料であって、セラミックス粉末と、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかと、を含有している。
ここで、層形成用材料に金属アルコキシドを添加すると、例えば、加熱した場合に、金属アルコキシドの加水分解、縮重合反応などにより適度な結合状態(溶融や焼結による結合状態よりは弱く、三次元造形物を支持するには十分な結合状態)でセラミックス粉末を存在させることができる。従って、三次元造形物の構成材料と層形成用材料とが剥離しやすくなる。また、珪素塩化化合物(例えばSiCl4)も、金属アルコキシドと同様に加水分解、縮重合反応を通じて、セラミックス粉末同士の適度な結合状態を実現することができる。金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかを含まない場合においても、レーザー加熱などによりセラミックス粉末を結合(焼結)することは可能である。しかし、1000℃以上の高温が必要であるのに加えて、高温加熱であることから適度な結合を安定して実現することが難しい。一方、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかの添加により、室温、あるいは、比較的低い温度での加熱条件で反応が進むために、セラミックス粉末の結合状態制御が容易である。結果として、三次元造形物を積層された層から分離する際の分離作業を安定して、かつ、容易に行うことができる。したがって、分離作業に伴う後処理工程を減らすことを可能にし、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことを可能にしている。
なお、「三次元造形物の構成材料と共に層を形成するために用いられる層形成用材料」は、上記のように、サポート層のみを形成するために用いられる層形成用材料を意味するのではなく剥離層を形成するために用いられる層形成用材料であってもよい。すなわち、「三次元造形物の構成材料と共に層を形成する」とは、1つの層を形成するのに三次元造形物の構成材料と共に該層形成用材料が用いられる場合と、三次元造形物の構成材料の層とは別の層を該層形成用材料により形成する場合とを、両方含む意味である。
すなわち、本実施形態の支持層形成用材料は、層を積層することにより金属製の三次元造形物を製造する形成装置2000又は三次元造形物の製造方法に用いられ、三次元造形物の構成材料形成領域以外に層を形成する(三次元造形物の構成材料と共に層を形成する)ために用いられる層形成用材料であって、セラミックス粉末と、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかと、を含有している。
ここで、層形成用材料に金属アルコキシドを添加すると、例えば、加熱した場合に、金属アルコキシドの加水分解、縮重合反応などにより適度な結合状態(溶融や焼結による結合状態よりは弱く、三次元造形物を支持するには十分な結合状態)でセラミックス粉末を存在させることができる。従って、三次元造形物の構成材料と層形成用材料とが剥離しやすくなる。また、珪素塩化化合物(例えばSiCl4)も、金属アルコキシドと同様に加水分解、縮重合反応を通じて、セラミックス粉末同士の適度な結合状態を実現することができる。金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかを含まない場合においても、レーザー加熱などによりセラミックス粉末を結合(焼結)することは可能である。しかし、1000℃以上の高温が必要であるのに加えて、高温加熱であることから適度な結合を安定して実現することが難しい。一方、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかの添加により、室温、あるいは、比較的低い温度での加熱条件で反応が進むために、セラミックス粉末の結合状態制御が容易である。結果として、三次元造形物を積層された層から分離する際の分離作業を安定して、かつ、容易に行うことができる。したがって、分離作業に伴う後処理工程を減らすことを可能にし、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことを可能にしている。
なお、「三次元造形物の構成材料と共に層を形成するために用いられる層形成用材料」は、上記のように、サポート層のみを形成するために用いられる層形成用材料を意味するのではなく剥離層を形成するために用いられる層形成用材料であってもよい。すなわち、「三次元造形物の構成材料と共に層を形成する」とは、1つの層を形成するのに三次元造形物の構成材料と共に該層形成用材料が用いられる場合と、三次元造形物の構成材料の層とは別の層を該層形成用材料により形成する場合とを、両方含む意味である。
また、本実施形態の層形成用セラミックス粉末材料として、アルミナ、シリカ、アルミ窒化物、炭化ケイ素、窒化珪素、などの単体粉末、あるいは、混合物粉末を含有している。これにより、セラミックス粉末を互いに適度に焼結することは可能であり、効果的に、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが可能になっている。
ここで、上記のように、支持体としてのステージ120又は試料プレート121の上面全体に形成される層であって、第1層目の層501における溶融層310を支えることが可能な層(所謂剥離層)を形成してもよい。そして、セラミックス粉末を含有する層形成用材料を、支持体と三次元造形物の形成領域との間の層を形成する際に使用することができる。すなわち、セラミックス粉末を含有する層形成用材料が支持体と三次元造形物の形成領域との間の層を形成する際に使用されるようにすることができる。このようにすることで、三次元造形物を支持体から簡単に剥離することができる。
また、本実施形態の層形成用材料は、さらに溶媒を含有してペースト状であり、金属アルコキシドを20質量%以下、セラミックス粉末または珪素塩化化合物のいずれかを40質量%以上90質量%以下、溶媒を10質量%以上50質量%以下、含有している。このような層形成用材料とすることで、特に効果的に、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが可能になる。
金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかの添加により、セラミックス粉末を互いに結合することが可能となる。一方で、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかの添加量が多い場合には、セラミックス粉末の結合が強固になるため、容易に除去が出来なくなってしまう。金属アルコキシドの含有量が20質量%以下の場合に、適度な結合状態が実現できる。造形速度の観点から、セラミック粉末の含有量が40質量%以上であることが望ましい。しかしながら、セラミック粉末の含有量が90質量%を超えると、ペースト材料の粘度が高くなり、ディスペンサからの吐出が困難となる。溶媒としては、エタノール、プロパノールなどのアルコール系に加えて、アセテート系などの有機溶媒なども用いることが出来る。粘度調整などにより、溶媒の含有量が10質量%から50質量%の範囲で吐出に適し、尚且つ、後処理工程を低減できるペーストを得ることが出来る。
金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかの添加により、セラミックス粉末を互いに結合することが可能となる。一方で、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかの添加量が多い場合には、セラミックス粉末の結合が強固になるため、容易に除去が出来なくなってしまう。金属アルコキシドの含有量が20質量%以下の場合に、適度な結合状態が実現できる。造形速度の観点から、セラミック粉末の含有量が40質量%以上であることが望ましい。しかしながら、セラミック粉末の含有量が90質量%を超えると、ペースト材料の粘度が高くなり、ディスペンサからの吐出が困難となる。溶媒としては、エタノール、プロパノールなどのアルコール系に加えて、アセテート系などの有機溶媒なども用いることが出来る。粘度調整などにより、溶媒の含有量が10質量%から50質量%の範囲で吐出に適し、尚且つ、後処理工程を低減できるペーストを得ることが出来る。
ここで、層形成用材料に含有される金属アルコキシドは、一般式M(OR)nR’mまたはMClnR’mで表されることを特徴とする層形成用材料(但し、MはAl、Ba、B、Bi、Ca、Fe、Ga、Ge、Hf、In、Mg、Mo、Nb、P、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Ta、Ti、V、W、Zn及びZrから選択される金属、Rは炭素数が5以下のアルキル基、R’は、水素、アルキル基、アミノ基、ビニル基、等から選択される官能基、nとmは、n+mが5以下の整数、を表す)。このような層形成用材料とすることで、効果的に、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが可能になるためである。なお、上記Mの例示からも明らかなように、「金属」とは、半金属を含む意味である。
一般式M(OR)nR’mのうち、m=0、すなわち一般式M(OR)nで表される金属アルコキシドの具体例としては、Al(O−i−C3H7)3、Ba(OC2H5)2、B(OCH3)3、B(OC2H5)3、Bi(O−t−C5H11)3、Ca(OC2H5)2、Fe(O−i−C3H7)3、Ga(O−i−C3H7)3、Ge(OC2H5)4、Hf(O−i−C3H7)4、In(O−i−C3H7)3、La(O−i−C3H7)3、Mg(OC2H5)2、Mo(OC2H5)5、Nb(OC2H5)5、P(OCH3)3、Pb(O−i−C3H7)2、PO(OCH3)3、PO(OC2H5)3、Sb(OC2H5)3、Si(OC2H5)4、Sn(O−i−C3H7)4、Sr(O−i−C3H7)2、Ta(OC2H5)5、Ti(O−i−C3H7)4、V(OC2H5)3、W(OC2H5)5、Y(O−i−C3H7)3、Zn(OC2H5)2、Zr(O−i−C3H7)4、Zr(O−t−C4H9)4、Zr(O−n−C4H9)4などが挙げられる。
さらには、Si(OCH3)4、HSi(OC2H5)3、CH3Si(OC2H5)3、(CH3)2Si(OC2H5)2、NH2Si(OC2H5)3、CH2=Si(OC2H5)3、SiCl4、CH3SiCl3、なども好適な例として挙げられる。
一般式M(OR)nR’mのうち、m=0、すなわち一般式M(OR)nで表される金属アルコキシドの具体例としては、Al(O−i−C3H7)3、Ba(OC2H5)2、B(OCH3)3、B(OC2H5)3、Bi(O−t−C5H11)3、Ca(OC2H5)2、Fe(O−i−C3H7)3、Ga(O−i−C3H7)3、Ge(OC2H5)4、Hf(O−i−C3H7)4、In(O−i−C3H7)3、La(O−i−C3H7)3、Mg(OC2H5)2、Mo(OC2H5)5、Nb(OC2H5)5、P(OCH3)3、Pb(O−i−C3H7)2、PO(OCH3)3、PO(OC2H5)3、Sb(OC2H5)3、Si(OC2H5)4、Sn(O−i−C3H7)4、Sr(O−i−C3H7)2、Ta(OC2H5)5、Ti(O−i−C3H7)4、V(OC2H5)3、W(OC2H5)5、Y(O−i−C3H7)3、Zn(OC2H5)2、Zr(O−i−C3H7)4、Zr(O−t−C4H9)4、Zr(O−n−C4H9)4などが挙げられる。
さらには、Si(OCH3)4、HSi(OC2H5)3、CH3Si(OC2H5)3、(CH3)2Si(OC2H5)2、NH2Si(OC2H5)3、CH2=Si(OC2H5)3、SiCl4、CH3SiCl3、なども好適な例として挙げられる。
また、層形成用材料に含有される金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物は、特に、Si(OCH3)nR’4ーn、Si(OC2H5)nR’4ーn、またはSiClnR’4ーnいずれかであることが好ましい。このような層形成用材料とすることで、特に効果的に、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが可能になるためである。
好適な具体例としては、Si(OCH3)4、HSi(OC2H5)3、CH3Si(OC2H5)3、(CH3)2Si(OC2H5)2、NH2Si(OC2H5)3、CH2=Si(OC2H5)2、SiCl4、CH3SiCl3、などが挙げられる。
好適な具体例としては、Si(OCH3)4、HSi(OC2H5)3、CH3Si(OC2H5)3、(CH3)2Si(OC2H5)2、NH2Si(OC2H5)3、CH2=Si(OC2H5)2、SiCl4、CH3SiCl3、などが挙げられる。
そして、上記のような層形成用材料を用いる三次元造形物の製造装置又は三次元造形物の製造方法を用いることで、製造される三次元造形物の後処理工程を減らすことが可能になる。
本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
50、50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g及び50h溶融部、
110 基台、111 駆動装置、120 ステージ(支持体)、
121 試料プレート(支持体)、130 ヘッドベース支持部、300 支持層、
310 溶融層、400 制御ユニット、410 ステージコントローラー、
430 レーザーコントローラー、500 三次元造形物、
501、502及び503 層、730 ヘッドベース支持部、
1100 ヘッドベース、1200 構成材料供給装置、
1210 構成材料供給ユニット、1210a 構成材料収容部、
1220 供給チューブ、1230 構成材料吐出部、1230a 吐出ノズル、
1230b 吐出駆動部、1300 エネルギー照射部(レーザー照射部)、
1400、1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407及び1408 ヘッドユニット、
1400a 保持治具、1500 材料供給コントローラー、
1600 ヘッドベース、1700 支持層形成用材料供給装置、
1710 支持層形成用材料供給ユニット、1710a 支持層形成用材料収容部、
1720 供給チューブ、1730 支持層形成用材料吐出部、
1730a 吐出ノズル、1730b 吐出駆動部、1900 ヘッドユニット、
1900a 保持治具、2000 形成装置(三次元造形物の製造装置)、
3000 ガルバノミラー、3100 レーザー照射部、
L レーザー、M 材料(構成材料)、O 三次元造形物の完成体
110 基台、111 駆動装置、120 ステージ(支持体)、
121 試料プレート(支持体)、130 ヘッドベース支持部、300 支持層、
310 溶融層、400 制御ユニット、410 ステージコントローラー、
430 レーザーコントローラー、500 三次元造形物、
501、502及び503 層、730 ヘッドベース支持部、
1100 ヘッドベース、1200 構成材料供給装置、
1210 構成材料供給ユニット、1210a 構成材料収容部、
1220 供給チューブ、1230 構成材料吐出部、1230a 吐出ノズル、
1230b 吐出駆動部、1300 エネルギー照射部(レーザー照射部)、
1400、1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407及び1408 ヘッドユニット、
1400a 保持治具、1500 材料供給コントローラー、
1600 ヘッドベース、1700 支持層形成用材料供給装置、
1710 支持層形成用材料供給ユニット、1710a 支持層形成用材料収容部、
1720 供給チューブ、1730 支持層形成用材料吐出部、
1730a 吐出ノズル、1730b 吐出駆動部、1900 ヘッドユニット、
1900a 保持治具、2000 形成装置(三次元造形物の製造装置)、
3000 ガルバノミラー、3100 レーザー照射部、
L レーザー、M 材料(構成材料)、O 三次元造形物の完成体
Claims (7)
- 層を積層することにより三次元造形物を製造する三次元造形物の製造装置又は製造方法に用いられ、三次元造形物の形成領域以外において前記層を形成するために用いられる層形成用材料であって、
セラミックス粉末と、金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかと、を含有することを特徴とする層形成用材料。 - 請求項1に記載の層形成用材料において、
前記セラミックス粉末は、アルミナ、シリカ、窒化アルミ、炭化ケイ素、窒化珪素の粉末、あるいは、その混合物であることを特徴とする層形成用材料。 - 請求項1又は2に記載の層形成用材料において、
前記層は、支持体上に形成され、
前記セラミックス粉末を含有する層形成用材料は、前記支持体と前記三次元造形物の形成領域との間の層を形成する際に使用されることを特徴とする層形成用材料。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の層形成用材料において、
さらに溶媒を含有し、前記金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物のいずれかを20質量%以下、前記セラミックス粉末を40質量%以上90質量%以下、前記溶媒を10質量%以上50質量%以下、含有することを特徴とする層形成用材料。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の層形成用材料において、
前記金属アルコキシドは、一般式M(OR)nR’mで表されることを特徴とする層形成用材料(但し、MはAl、Ba、B、Bi、Ca、Fe、Ga、Ge、Hf、In、La、Mg、Mo、Nb、P、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Ta、Ti、V、W、Zn及びZrから選択される金属、Rは炭素数が5以下のアルキル基、R’は、水素、アルキル基、アミノ基、ビニル基、等から選択される官能基、nとmは、n+mが5以下の整数、を表す)。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の層形成用材料において、
前記金属アルコキシドまたは珪素塩化化合物は、Si(OCH3)nR’4ーn、Si(OC2H5)nR’4ーn、またはSiClnR’4ーnであることを特徴とする層形成用材料。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の層形成用材料を用いることを特徴とする三次元造形物の製造装置。
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JP2015203481A JP2017075365A (ja) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | 層形成用材料、三次元造形物の製造装置及び三次元造形物の製造方法 |
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2015
- 2015-10-15 JP JP2015203481A patent/JP2017075365A/ja active Pending
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CN110154381A (zh) * | 2018-02-15 | 2019-08-23 | 精工爱普生株式会社 | 三维造型物的制造装置 |
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