JP2017081766A - Mixed powder for cubic molding, and cubic molded object - Google Patents

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JP2017081766A JP2015208432A JP2015208432A JP2017081766A JP 2017081766 A JP2017081766 A JP 2017081766A JP 2015208432 A JP2015208432 A JP 2015208432A JP 2015208432 A JP2015208432 A JP 2015208432A JP 2017081766 A JP2017081766 A JP 2017081766A
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stereolithography
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吉川 大士
Hiroshi Yoshikawa
大士 吉川
健吾 塩澤
Kengo Shiozawa
健吾 塩澤
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株式会社ノリタケカンパニーリミテド
Noritake Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide inexpensive mixed powder for cubic molding having sufficient fluidity and also capable of imparting sufficient strength to a cubic molded object directly after molding, and a cubic molded object.SOLUTION: Provided mixed powder 31 for cubic molding containing a water-soluble organic matter having a water permeation volume of 20 cubic millimeter or lower, hemihydrate gypsum and a gypsum curing promoter, in which the ratio of the gypsum curing promoter is 0.1 to 5 wt% to the whole of the mixed powder 31 for cubic molding, thus the mixed powder 31 for cubic molding has sufficient fluidity, and further, the mixed powder 31 for cubic molding capable of imparting sufficient strength to a cubic molded object 30 directly after molding and whose cost is low can be provided.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、立体造形物を構成するための立体造形用混合粉体およびそれを用いて成形された立体造形物に関する。 The present invention relates to a three-dimensional object which is molded therewith for stereolithography powder mixture and for configuring the three-dimensional object.

従来、立体造形用混合粉体と造形液とを混合して固化することにより、立体造形物を造形する技術が知られている。 Conventionally, by solidifying a mixture of the shaped solution as for stereolithography mixed powder, it is known techniques for shaping a three-dimensional object. たとえば、3Dプリンターを用いた造形技術が挙げられる。 For example, a molding technique using 3D printer. 3Dプリンターの成形法の一つは、載置台に均一に広げられた立体造形物を構成する材料にインクジェットヘッドなどによって造形液が所定の範囲に滴下されることによって所定の範囲のみが固化された固化物の層が得られ、この固化物の層が積層されることにより所望形状の立体造形物が成形されるというものである。 One molding of the 3D printer, only a predetermined range by shaping liquid by an ink-jet head to the material constituting the three-dimensional object that is uniformly spread on the mounting table is dropped in the predetermined range is solidified a layer of solidified product can be obtained, is that three-dimensional object of a desired shape is molded by the layer of the solidified product is laminated. 成形される具体的な立体造形物としては、デザイン・プロトタイプ、建築モデル、地形図、観賞用フィギュア、医療用モデル、工業用モデルなどが挙げられ、その用途は多岐に渡っている。 Specific three-dimensional object to be molded, the design prototype building model, topography, ornamental figures, a medical model, such as industrial model can be mentioned, its use is diverse.

ところで、3Dプリンターで成形される立体造形物の性質は、使用される材料に依存する部分が大きいことから、用途に応じた機能を発揮し得る材料が開発されている。 However, the nature of the three-dimensional object to be molded in 3D printer, since part dependent on the material used is large, the material capable of exhibiting the functions according to the application have been developed. たとえば、加水されると速やかに硬化して石膏(CaSO ・2H O)となる性質を有する半水石膏(CaSO ・1/2H O)が成分として含まれる混合粉体が特許文献1および2で提案されている。 For example, rapidly cured when it is hydrolyzed gypsum (CaSO 4 · 2H 2 O) and becomes hemihydrate gypsum having the properties (CaSO 4 · 1 / 2H 2 O) powder mixture is Patent Document 1 that is included as a component and it has been proposed by two.

特許文献1には、半水石膏が含まれるカルシウム系物質とポリビニルアルコール樹脂の合計重量を100重量部とした場合、2〜8重量部のポリビニルアルコール樹脂と、0.1〜5重量部の硬化促進剤とから成る混合粉体が提案されている。 Patent Document 1, when the total weight of the calcium-based material and polyvinyl alcohol resin containing the hemihydrate gypsum was 100 parts by weight, 2 to 8 parts by weight of polyvinyl alcohol resin, curing of 0.1 to 5 parts by weight mixed powder consisting of an accelerator have been proposed. 特許文献2には、半水石膏と硬化促進剤との混合粉末材料であって、硬化促進剤の割合を混合粉体の5.01重量%以上45重量%以下の範囲とする混合粉体が提案されている。 Patent Document 2, hemihydrate gypsum and a mixed powder material with the curing accelerator, mixed powder of the ratio of 45 wt% or less 5.01% or more by weight of mixed powder of curing accelerator Proposed.

国際公開第2007/122804号 International Publication No. WO 2007/122804 特許第5659192号公報 Patent No. 5659192 Publication

しかしながら、特許文献1に記載の混合粉体では、ポリマー、硬化促進剤が含まれているが、依然として硬化反応速度が十分ではなく、そのため3Dプリンターにより成形された直後の立体造形物は十分な強度を有していないという問題があった。 However, the mixed powder described in Patent Document 1, the polymer, but contains a curing accelerator is not still sufficient curing reaction rate, sufficient strength three-dimensional object immediately after being molded by this reason 3D printer there is a problem that the does not have.

また、特許文献2の記載の混合粉体では、造形直後でも十分な強度を保つために硬化促進剤を多く混合した混合粉体を用いているが、硬化促進剤は反応性が高いため空気中の水分に反応するなど吸湿性も高く、硬化促進剤を多く含む粉末は流動性が低下するという傾向がある。 Further, the mixed powder described in Patent Document 2, is used a lot mixed mixed powder curing accelerator in order to maintain a sufficient strength even immediately after molding, curing accelerator for the high reactivity in air hygroscopic etc. react to moisture is high, the powder containing a large amount of curing accelerator tends that the flowability is decreased. そのため、混合粉体の流動性が低下することにより、立体造形物の生成のために混合粉体を投入する際や余剰の混合粉体を排出する場合において、混合粉体が立体造形物成形装置内の混合粉体流通経路にあるフィルターを通過する際に、フィルター詰まりなどの問題を生じさせることがあった。 Therefore, by the fluidity of the mixed powder is lowered, in the case of discharging the excess mixed powder or when turning on the mixed powder for the production of three-dimensional object, the mixed powder is three-dimensional object forming apparatus when passing through the filter in the mixed powder flow path of the inner, there be caused problems such as filter clogging.

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、成形直後の立体造形物に安価で十分な強度を付与し、かつ、十分な流動性を有する立体造形用混合粉体を提供することにある。 The present invention has been completed with the above view in mind and has an object to impart inexpensive sufficient strength to the three-dimensional object immediately after the molding, and, stereolithography has sufficient liquidity and to provide a use mixed powder.

本発明者等は、上記事情を背景とし、成形直後の立体造形物に十分な強度を有し、かつ十分な流動性を有する立体造形物を構成するための立体造形用混合粉体を得るべく、種々検討を行った結果、石膏硬化促進剤が所定の割合で石膏に混ぜられた立体造形用混合粉体は、流動性が高く粉詰まりを抑制できることを見出した。 The present inventors have the above circumstances and background, have sufficient strength to the three-dimensional object immediately after the molding, and to obtain a three-dimensional shaping mixed powder for constituting a three-dimensional object having sufficient fluidity , as a result of various investigations, the powder mixture for stereolithography of gypsum accelerator were mixed with gypsum in a predetermined ratio has been found to be able to suppress the high powder clogging fluidity. これは、石膏硬化促進剤が吸着する水分量を調整することに起因している。 This gypsum accelerator is due to adjusting the amount of water adsorbed. また、水溶性有機物にも着目し、成形直後の立体造形物が十分な強度を有する場合の立体造形用混合粉体における水溶性有機物の割合を見出した。 It also focuses on water-soluble organic substances, we found a ratio of the water-soluble organic matter in stereolithography for mixing powder when the three-dimensional object immediately after the molding has sufficient strength. さらに、水溶性有機物の水浸透体積に着目し、石膏硬化に使われる水分が樹脂に吸収されて造形物の強度を低下させることを抑制できる水浸透体積の所定値を見出した。 Further, paying attention to water penetration volume of water-soluble organic substances, water used for gypsum is found predetermined value of water permeation volume can be suppressed to reduce the strength of the shaped object is absorbed by the resin. これらにより、十分な流動性を有する立体造形用混合粉体で構成された立体造形物において十分な強度が得られると考えられる。 These believed sufficient strength is obtained in the three-dimensional object composed of a three-dimensional stereolithographic mixed powder having sufficient fluidity.

第1発明の要旨とするところは、水浸透体積が20立方ミリメートル以下の水溶性有機物と半水石膏と石膏硬化促進剤とを含む立体造形用混合粉体であって、前記石膏硬化促進剤の割合は、前記立体造形用混合粉体全体に対して0.1〜5重量%であることを特徴とする立体造形用混合粉体にある。 And has as subject matter of the first invention, the water permeation volume is a mixed powder for stereolithography containing a 20 mm3 or less of a water-soluble organic material and hemi plaster and gypsum accelerator, said gypsum accelerator ratio is in stereolithography for mixing powder, characterized in that with respect to the total for stereolithography mixed powder is 0.1 to 5 wt%.

第2発明の要旨とするところは、第1発明において、前記石膏硬化促進剤は、二水石膏、アルカリ金属硫酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ金属塩化物塩、アルカリ土類金属塩化物塩、無機酸のアンモニウム塩およびミョウバン類から選ばれた1種または2種以上から成るものであることにある。 And has as subject matter of the second invention, in the first invention, the gypsum accelerator, gypsum, alkali metal sulfate, alkaline earth metal sulfates, alkali metal chloride salt, alkaline earth metal chlorides salts, that is made of one or more selected from the ammonium salts of inorganic acids and alum compound.

第3発明の要旨するところは、第1発明または第2発明において、前記水溶性有機物は、ポリビニルアルコールを含まないものであり、前記立体造形用混合粉体全体に対して、0〜10重量%であることにある。 Where the gist of the third invention, in the first or second aspect, wherein the water-soluble organic material, which does not contain polyvinyl alcohol, relative to the total for stereolithography mixed powder, 0-10 wt% It lies in the fact it is.

第4発明の要旨とするところは、第1発明から第3発明のいずれか1の発明において、前記立体造形用混合粉体は、層状に充填された前記立体造形用混合粉体の少なくとも一部が水を溶媒とする造形液によって固化された固化層を順次積層することにより立体造形物を成形することにある。 And has as subject matter of the fourth invention, in any one invention of the first through third aspects of the invention, the three-dimensional shaping the powder mixture, at least a portion of the three-dimensional shaping powder mixture filled in layers there is to shape the three-dimensional object by sequentially laminating a solidified layer that has been solidified by molding solution using water as a solvent.

第5発明の要旨とするところは、第1発明から第4発明のいずれか1の発明において、立体造形用混同粉体と、水を溶媒とする造形液との硬化反応により生成された固化層が順次積層されることによって成形された立体造形物にある。 And has as subject matter of the fifth invention, in any one invention of the first through fourth aspects of the invention, the confusion powder for stereolithography, solidified layer produced by curing reaction between the shaped solution using water as a solvent there is a three-dimensional object which is molded by being sequentially laminated.

第1発明によれば、水浸透体積が20立方ミリメートル以下の水溶性有機物と半水石膏と石膏硬化促進剤とを含む立体造形用混合粉体であって、石膏硬化促進剤の割合は、立体造形用混合粉体全体に対して0.1〜5重量%であることから、立体造形用混合粉体が十分な流動性を有するとともに、成形直後の立体造形物に十分な強度を付与できるコストが安価な立体造形用混合粉体を提供することができる。 According to the first invention, the water permeation volume is a mixed powder for stereolithography containing a 20 mm3 or less of a water-soluble organic material and hemi plaster and gypsum accelerator, the proportion of gypsum accelerator, stereoscopic cost since for the entire shaping the mixed powder is 0.1 to 5 wt%, the three-dimensional stereolithographic mixed powder has sufficient liquidity, which can impart sufficient strength to the three-dimensional object immediately after the molding it is possible to provide an inexpensive stereolithography for mixing powders.

第2発明によれば、石膏硬化促進剤は、二水石膏、アルカリ金属硫酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ金属塩化物塩、アルカリ土類金属塩化物塩、無機酸のアンモニウム塩およびミョウバン類から選ばれた1種または2種以上から成るものであることから、実用的かつ安価な材料によって成されるため、コストが安価な立体造形物を構成するための立体造形用混合粉体を提供することができる。 According to the second invention, gypsum accelerator, gypsum, alkali metal sulfate, alkaline earth metal sulfates, alkali metal chloride salt, alkaline earth metal chloride salt, ammonium salts of inorganic acids and alum because it is made of one or more selected from the class, because it is made by practical and inexpensive material, a stereolithography for mixing powder for cost constitutes an inexpensive three-dimensional object it is possible to provide.

第3発明によれば、水溶性有機物は、ポリビニルアルコールを含まないものであり、立体造形用混合粉体全体に対して、0〜10重量%であることを特徴とするものであることから、立体造形用混合粉体に必要十分な湿度を付与することができる。 Since, according to the third invention, the water-soluble organic material, which does not contain polyvinyl alcohol, relative to the total for stereolithography mixed powder is characterized in that it is 0-10 wt%, it is possible to impart necessary and sufficient humidity for stereolithography mixed powder.

第4発明によれば、立体造形用混合粉体は、層状に充填された立体造形用混合粉体の少なくとも一部が水を溶媒とする造形液によって固化された固化層を順次積層することにより立体造形物を成形することを特徴とするものであることから、3Dプリンターをはじめとする立体造形物成形装置に好適に用いられる立体造形物を構成するための立体造形用混合粉体を提供することができる。 According to the fourth aspect of the invention, for stereolithography mixed powder by at least a portion of the three-dimensional shaping powder mixture filled in layers sequentially stacked solidified layer solidified by molding liquid containing water as a solvent because it is characterized in that for molding a three-dimensionally shaped object, provides for stereolithography mixed powder for constituting a three-dimensional object which is suitably used in the three-dimensional object forming apparatus including a 3D printer be able to.

第5発明によれば、第1発明から第4発明の何れか1に記載の立体造形用混同粉体と水を溶媒とする造形液との硬化反応により生成された固化層が順次積層されることによって成形された立体造形物であることから、成形直後の強度が十分であり、かつ、コストが安価な立体造形物を提供することができる。 According to the fifth invention, the fourth solidified layer produced by curing reaction between the shaped solution to the stereolithography for confusion powder and water, wherein the solvent in any one of the invention are sequentially stacked from the first invention because it is three-dimensional object which is molded by the strength immediately after shaping is sufficient, and can cost to provide an inexpensive three-dimensional object.

ここで、好適には、石膏硬化促進剤は立体造形用混合粉体全体に対して0.1〜5重量%の割合で含まれるように混合される。 Here, preferably, gypsum accelerator are mixed so as to be contained at a rate of 0.1 to 5 wt% based on the total for stereolithography mixed powder. このようにすれば、十分な流動性を有する立体造形用混合粉体が作製できる。 Thus, for stereolithography mixed powder having sufficient flowability it can be produced. 立体造形用混合粉体全体に対して石膏硬化促進剤の割合が5重量%よりも大きいと石膏硬化促進剤が水分を吸着し、立体造形用混合粉体全体の流動性が低下するからである。 This is because large as gypsum accelerator than the proportion of gypsum accelerator is 5% by weight relative to the total for stereolithography mixed powder adsorbs moisture, flow properties of stereolithography for mixing powder decreases . また、石膏硬化促進剤としては、二水石膏、アルカリ金属硫酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ金属塩化物塩、アルカリ土類金属塩化物塩、無機酸のアンモニウム塩、ミョウバン類が好適に用いられる。 As the gypsum accelerator, gypsum, alkali metal sulfate, alkaline earth metal sulfates, alkali metal chloride salt, alkaline earth metal chloride salt, an ammonium salt of an inorganic acid, alum such is suitably used.

また、好適には、水溶性有機物は水浸透体積は20立方ミリメートル以下のものである。 Also, preferably, water-soluble organic substance is water-permeable volume are: 20 mm3. 水浸透体積が20立方ミリメートルよりも大きいと石膏硬化に使われる水分が水溶性有機物に吸収されてしまうため、立体造形物の強度が低下するからである。 Since the moisture water permeation volume is used for large and gypsum than 20 mm3 is absorbed by the water-soluble organic material, because the strength of the three-dimensional object is reduced.

また、好適には、水溶性有機物はポリビニルアルコールを含まないものであり、立体造形用混合粉体全体に対して0〜10重量%の割合で含まれるように混合される。 Also, preferably, the water-soluble organic substances are those that do not contain polyvinyl alcohol, are mixed so as to be contained at a rate of 0-10% by weight relative to the total for stereolithography mixed powder. ポリビニルアルコールは、他の水溶性有機物、例えばキサンタンガムと比べて水浸透体積が10倍以上の数値を示していることから、ポリビニルアルコールを用いた立体造形用混合粉体は他の水溶性有機物を用いた立体造形用混合粉体と比べ、立体造形物の強度が低下する。 Use polyvinyl alcohol, other water-soluble organic substances, for example in comparison with the xanthan gum from the water permeation volume indicates a numerical value of more than 10 times, for stereolithography using a polyvinyl alcohol mixed powders other water-soluble organic substance compared to have three-dimensional stereolithographic mixed powder, the strength of the three-dimensional object is reduced. 具体的には、水溶性有機物の水浸透体積が高い場合は、石膏硬化に使われる水分が水溶性有機物に吸収されてしまうため、立体造形物の強度が低下する。 Specifically, if the water penetrates the volume of the water-soluble organic substance is high, because the water used in gypsum is absorbed by the water-soluble organic material, the strength of the three-dimensional object is reduced. さらに、立体造形用混合粉体全体に対して水溶性有機物の割合が10重量%より大きいと石膏硬化の阻害と水溶性有機物同士の接着性とが互いに相殺し合うため、立体造形物の強度が低下するからである。 Further, since the ratio of the water-soluble organic material for the entire three-dimensional molded mix powder and the adhesion inhibition and soluble organic material between the larger and gypsum 10 wt% cancel each other, the strength of the three-dimensional object This is because the decline.

本発明の立体造形物を成形する工程について説明する工程図である。 It is a process diagram for explaining a step of forming a three-dimensional object of the present invention. 図1の工程で用いられる3Dプリンターの構成を概略的に示す図である。 The structure of the 3D printer used in the process of FIG. 1 is a diagram schematically showing. 図2の3Dプリンターによる立体造形物の成形過程を説明する図である。 It is a diagram illustrating a molding process of the three-dimensional object by 3D printer of FIG. 本発明の効果を検証するために本発明者が行った試験において、石膏硬化促進剤の割合を0重量%〜10重量%の範囲とした場合の試験結果を示す図である。 In the test performed by the present inventors in order to verify the effects of the present invention, showing a test result when the ratio of gypsum accelerator were in the range of 0 wt% to 10 wt%. 図4の試験結果を示すグラフである。 Is a graph showing the test results of FIG. 本発明の効果を検証するために本発明者が行った試験に用いた実験装置を概略的に示す図である。 The experimental apparatus used in the test performed by the present inventors in order to verify the effects of the present invention is a diagram schematically showing. 本発明の効果を検証するために本発明者が行った試験において、水溶性有機物の割合を0重量%〜20重量%の範囲とした場合の試験結果を示す図である。 In the test performed by the present inventors in order to verify the effects of the present invention, showing a test result when the ratio of the water-soluble organic substance in the range of 0 wt% to 20 wt%. 図7の試験結果を示すグラフである。 Is a graph showing the test results of FIG. 本発明の効果を検証するために本発明者が行った試験において、石膏硬化促進剤および水溶性有機物の割合および物質を変更した場合の試験結果を示す図である。 In the test performed by the present inventors in order to verify the effects of the present invention, showing a test result of changing the proportions and materials of gypsum accelerator and a water-soluble organic substances. 図9の試験結果を示すグラフである。 Is a graph showing the test results of FIG. 図9の試験結果を示すグラフである。 Is a graph showing the test results of FIG. 本発明の効果を検証するために本発明者が行った試験において、水浸透体積の試験結果を示す図である。 In the test performed by the present inventors in order to verify the effects of the present invention, showing a test result of water penetration volume.

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 It will be described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention with reference to the drawings.

図1において、混合工程P1では、粉体材料である半水石膏、水溶性有機物および石膏硬化促進剤が混合され、立体造形物30を構成するための立体造形用混合粉体31が得られる。 In Figure 1, the mixing step P1, hemihydrate gypsum, which is a powder material, a water-soluble organic and gypsum accelerator are mixed, for stereolithography mixed powder 31 for forming a three-dimensional object 30 are obtained. この際、上記粉体材料の混合される順番は問われない。 At this time, the order being mixed in the powder material is not limited.

次に充填工程P2では、立体造形用混合粉体31が3Dプリンターなどの立体造形物成形装置12の載置台に一定の厚みとなるように均一に広げられたのち、表面が刷り切られ余分な立体造形用混合粉体31が除去されて充填層が形成される。 Then the filling process P2, after the stereolithography mix powder 31 is uniformly spread so as to be constant thickness on the stage of the three-dimensional object forming apparatus 12, such as a 3D printer, the surface is the Kira printing extra is for stereolithography mixed powder 31 is removed filling layer is formed.

次に硬化、積層工程P3では、立体造形物30の3Dデータなどに基づいて決定される充填された立体造形用混合粉体31のその水平方向における所定の範囲のみに、水を溶媒とする造形液33が滴下される。 Then curing, the lamination step P3, only a predetermined range in the horizontal direction for stereolithography mixed powder 31 filled is determined based like the 3D data of the three-dimensional object 30, shaped to the water and solvent liquid 33 is dropped. これにより、造形液33が滴下された所定の範囲のみにおける立体造形用混合粉体31中の半水石膏が速やかに石膏となり硬化されて、固化層が生成される。 Thus, modeling liquid 33 is hemihydrate gypsum in stereolithography for mixing powder 31 in only a predetermined range dripped is cured rapidly becomes gypsum, solidified layer is created. 新たに生成された固化層は、直下の、すなわち、その直前に生成された固化層の上に積層される。 Solidified layer newly generated, just below, that is, laminated on the solidified layer, which is generated just before.

充填工程P2および硬化、積層工程P3が繰り返されることにより、固化層が積層されて立体造形物30が成形される。 Filling step P2 and cured, by laminating step P3 is repeated, and the solidified layer are laminated three-dimensionally shaped object 30 is molded. このようにして得られる立体造形物30は、所定の割合で石膏硬化促進剤および水溶性有機物が立体造形用混合粉体31中に含まれて成形されるため、速やかに成形されるとともに、成形直後の変形が抑制される十分な強度を有している。 Three-dimensional object 30 obtained in this way, since the gypsum accelerator in predetermined proportions and water-soluble organic material is molded contained in the powder mixture 31 for stereolithography, together with the molded rapidly, molding have sufficient strength to deformation immediately following is suppressed.

次に、図1の上記混合工程P1により得られた立体造形物30を構成するための立体造形用混合粉体31が適用される3Dプリンターの構成、ならびに3Dプリンターによる充填工程P2および硬化、積層工程P3について、図2および図3を参照して詳細に説明する。 Next, the configuration of the 3D printer for stereolithography mixed powder 31 for forming a three-dimensional object 30 obtained by the mixing step P1 of FIG. 1 is applied, as well as filling step P2 and curing by 3D printing, laminating for step P3, it will be described in detail with reference to FIGS. 図2は、本発明の立体造形物30を構成するための立体造形用混合粉体31が好適に用いられる3Dプリンター12の構成の概略を示す図である。 Figure 2 is a diagram showing a schematic configuration of a stereolithography mix powder 31 3D printer 12 which is suitably used for constituting a three-dimensional object 30 of the present invention. 図2において、3Dプリンター12は水平面を有するフレーム14と、フレーム14の水平面に対して鉛直方向且つ上側に位置固定で設けられた枠部16と、フレーム14の水平面に対して略平行な水平面を有し、水平面がフレーム14の水平面に対して略平行な状態を保ちつつ接近あるいは離隔される方向、すなわちz軸方向に昇降可能となるように枠部16に嵌められた載置台18と、モータ20を備え、モータ20の駆動力により載置台18を前記フレーム14の水平面に対して接近あるいは離隔させる方向へ昇降させる載置台駆動機構22と、載置台18の水平面に対して略平行な方向、すなわちxy平面に平行な方向に移動可能に設けられ、先端部から水を溶媒とする造形液を滴下するインクジェットヘッド26と、インクジェッ In FIG. 2, 3D printer 12 is a frame 14 having a horizontal plane, a frame portion 16 provided at a fixed position in the vertical direction and the upper with respect to the horizontal plane of the frame 14, a substantially horizontal plane parallel to the horizontal plane of the frame 14 a direction in which the horizontal plane is close to or separated while maintaining a substantially parallel to the horizontal plane of the frame 14, i.e. fitted a mounting table 18 to the frame 16 so as to be movable up and down in the z-axis direction, the motor includes a 20, a mounting table driving mechanism 22 for raising and lowering the mounting table 18 by the driving force of the motor 20 in a direction to approach or away from the horizontal plane of the frame 14, a direction substantially parallel to the horizontal plane of the table 18, that is movable in a direction parallel to the xy plane, the inkjet head 26 for dropping a shaped liquid containing water as a solvent from the tip, inkjet ヘッド26を載置台18の水平面に対して略平行な方向に移動させるインクジェットヘッド駆動機構28とを備える。 And a jet head driving mechanism 28 for moving in a direction substantially parallel to the horizontal plane of the table 18 mounting the head 26.

図3は3Dプリンター12による立体造形物30の成形過程、すなわち充填工程P2および硬化、積層工程P3を詳細に説明する図である。 Figure 3 is the molding process of the three-dimensional object 30 by the 3D printer 12, that is, a diagram illustrating the filling step P2 and curing, lamination step P3 in detail. 図3において、立体造形物30を構成するための立体造形用混合粉体31は半水石膏、水溶性有機物および石膏硬化促進剤が混合されたものである。 3, for stereolithography mixed powder for constituting a three-dimensional object 30 31 are those hemihydrate gypsum, a water-soluble organic and gypsum accelerator were mixed. また、立体造形物30は、枠部16の内側において、立体造形用混合粉体31が既に硬化されることにより生成された固化層32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h、32i、32j(以後、特に断らない限りは「固化層32」とする)が積層されることにより成形されている。 Also, three-dimensional object 30, the inside of the frame portion 16, the solidified layer 32a produced by stereolithography for mixed powder 31 is already cured, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h, 32i, 32j (hereinafter, unless otherwise specified is "solidified layer 32 ') is molded by the laminated. 以後、固化層32k(図示されない)が積層され、立体造形物30が成形される過程を説明する。 Thereafter, the solidified layer 32k (not shown) are stacked, three-dimensional object 30 will be described the process of being formed. 充填工程P2においては、始めに載置台18が図中の白抜き矢印方向に固化層32の厚みの分だけ下降させられる。 In the filling step P2 is mounting the beginning stage 18 is lowered by the amount of the white arrow direction in the thickness of the solidified layer 32 in FIG. 次に、載置台18の下降により生じた、すなわち固化層32jの上面および、硬化されていない立体造形用混合粉体31の上面から成る見かけ上の表面と枠部16とによって区画される空間に、新たに立体造形用混合粉体31が充填される。 Next, mounting caused by the lowering of the table 18, i.e., the upper surface of the solidified layer 32j and the space defined by the surface and the frame portion 16 of the apparent made from the upper surface of the three-dimensional shaping the mixed powder 31 which has not been cured newly mixed powder 31 for stereolithography is filled. 新たに充填された立体造形用混合粉体31の上面と枠部14の鉛直方向上端部の表面とが略同一面となるように、たとえば円柱状のゴム器(図示されない)などにより、上記新たに充填された立体造形用混合粉体31の上面が擦り切られて余分な立体造形用混合粉体31が枠部16の内側から除去される。 As the newly filled vertical upper portion of the surface of the top and the frame portion 14 of the three-dimensional shaping the mixed powder 31 is substantially coplanar, for example cylindrical rubber unit (not shown) or the like, the new upper surface is Surikira extra for stereolithography mixed powder 31 for stereolithography mixed powder 31 filled is removed from the inside of the frame portion 16 to. 次に硬化、積層工程P3を説明する。 Then curing, illustrating a laminating step P3. 上記充填された立体造形用混合粉体31の上面における予め定められた所定範囲にのみインクジェットヘッド26から水を溶媒とする造形液33が滴下される。 Shaped liquid 33 from the inkjet head 26 using water as a solvent only a predetermined range in the filled upper surface of the three-dimensional shaping the mixed powder 31 is dropped. 立体造形用混合粉体31に含まれる半水石膏は造形液33により石膏となることで硬化されるため、上記充填された立体造形用混合粉体31において造形液33が滴下された所定の範囲においてのみ固化層32kが生成され、固化層32kが生成される直前に生成された固化層32jの上面に積層される。 Since hemihydrate gypsum contained in the mixed powder 31 for stereolithography is to be cured by the gypsum by modeling liquid 33, a predetermined range modeling liquid 33 is dropped in the powder mixture 31 for stereolithography, which is the filling is only generated solidified layer 32k in solidified layer 32k is laminated on the upper surface of the solidified layer 32j which is generated just before being produced. 以後、必要があれば載置台18の下降以降の工程、すなわち充填工程P2および積層工程P3が繰り返されることにより、新たに生成される固化層32が直前に生成された固化層32の上面に順次積層されることで、最終的に立体造形物30が成形される。 Thereafter, the subsequent lowering of the mounting table 18 if necessary steps, i.e. by repeating the filling process P2 and laminating step P3, sequentially on the upper surface of the solidified layer 32 of the solidified layer 32 to be newly generated is generated just before by being laminated, and finally the three-dimensional object 30 is formed.

本実験の立体造形用混合粉体31は、水溶性有機物、半水石膏及び石膏硬化促進剤を含むものである。 For stereolithography mixed powder 31 of the present experiment is intended to include water-soluble organics, hemihydrate gypsum and gypsum accelerator. なお、半水石膏の平均粒径は5〜300μmであって、好ましくは15〜120μm、より好ましくは25〜80μmである。 The average particle diameter of the hemihydrate gypsum is a 5 to 300 .mu.m, preferably 15~120Myuemu, more preferably 25~80Myuemu. 立体造形用混合粉体31の平均粒径は5〜300μmであって、好ましくは10〜150μm、より好ましくは20〜100μmである。 The average particle size of stereolithography for mixing powder 31 is a 5 to 300 .mu.m, preferably 10 to 150 m, more preferably 20 to 100 [mu] m.

続いて、本発明の効果を検証するために本発明者が行った実験例1について、図4および図5に示す実施例1〜7および比較例1〜3に基づき説明する。 Next, experimental example 1 performed by the present inventors in order to verify the effect of the present invention, will be described with reference to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 shown in FIGS. 立体造形用混合粉体31は、実施例1〜7および比較例1〜3に記載の半水石膏、二水石膏およびキサンタンガムの各粉体に係る混合割合を満たすように各粉体を混合して得られ、図4は、立体造形用混合粉体31と、その立体造形用混合粉体31に対応する粉吸引時間および造形強度との関係を示している。 For stereolithography powder mixture 31, hemihydrate gypsum described in Examples 1-7 and Comparative Examples 1-3, each powder so as to satisfy the mixing ratio of the each powder of gypsum and xanthan gum were mixed obtained Te, 4, and for stereolithography mixed powder 31 shows the relationship between the powder suction time and shaped intensity corresponding to the three-dimensional stereolithographic mixed powder 31. 図5は、図4の試験結果を示すグラフである。 Figure 5 is a graph showing the test results of FIG.

図4で示す粉吸引時間は、図6で示す実験装置40による評価で得ることができる。 Powder suction time shown in FIG. 4 can be obtained by evaluation by the experimental apparatus 40 shown in FIG. 実験装置40は、密閉可能な中空の直方体形状をしているボックス42を備え、ボックス42は、密閉状態の場合に内部が目視できるように、たとえば、透明な素材により形成されている。 Experimental apparatus 40 includes a box 42 which has a sealable hollow rectangular parallelepiped, box 42, as interior visible when the sealed state, for example, is made of transparent material. ボックス42の長さ方向の一端面には略円筒形状の粉体投入管44が連通され、他方端面には略円筒形状の粉体吸入管46が連通されている。 Particles introducing pipe 44 of substantially cylindrical shape on one end face in the length direction of the box 42 is communicated with the powder intake tube 46 of substantially cylindrical shape is communicated with the other end face. 粉体投入管44の径中心と粉体吸入管46の径中心とが同軸線上になるように粉体投入管44と粉体吸入管46とが設けられている。 A particles introducing pipe 44 and the powder intake tube 46 so that the diameter central of diameter central and powder suction pipe 46 of the particles introducing pipe 44 is coaxially are provided. ボックス42の内部には、立体造形用混合粉体31の最大粒度よりも大きい孔を有するパンチングメタルで形成された仕切り48がボックス42の長さ方向中央に設けられ、仕切り48によってボックス42の内部は長さ方向中央で粉体投入側と粉体吸引側とに2分割されている。 Inside the box 42, an internal partition 48 which is formed by punching metal having pores greater than the maximum particle size of stereolithography for mixing powder 31 is provided in the longitudinal direction center of the box 42, by a partition 48 of the box 42 It is divided into a powder supplying side and the powder suction side in the length direction center. 粉体投入管44は、ボックス42の長さ方向の一端面に貫通してボックス42と連通されている。 Particles introducing pipe 44 is communicated with the box 42 through the one end face in the length direction of the box 42. ボックス42の外部側に位置する粉体投入管44の一端部側には、鉛直方向上向きに開口している粉体投入口50を有する略円筒形状の粉体投入部52が設けられ、粉体投入管44は粉体投入部52と連通されている。 At one end side of the particles introducing pipe 44 located on the outer side of the box 42, substantially powder inputting portion 52 of cylindrical shape having a powder inlet 50 which opens upward in the vertical direction is provided, the powder feeding pipe 44 is communicated with the powder inputting section 52. 粉体投入口50には、所定の割合で各粉体が混合された立体造形用混合粉体31、例えば、実施例1の場合は半水石膏98重量%およびキサンタンガム2重量%から成る立体造形用混合粉体31が投入される。 The powder inlet 50, for stereolithography mixed powder 31 each powder are mixed at a predetermined ratio, for example, in the case of Example 1 stereolithographic consisting hemihydrate gypsum 98 wt% and xanthan gum 2% use the mixed powder 31 is turned on. このとき、粉体投入口50へ投入される立体造形用混合粉体31の粉体量は50gである。 At this time, the amount of the particles for stereolithography mixed powder 31 is fed into the powder inlet 50 is 50 g. ボックス42の内部側に位置する粉体投入管44の他方端部側は仕切り48に接触している。 The other end portion side of the particles introducing pipe 44 located on the inner side of the box 42 is in contact with the partition 48. 粉体吸入管46は、ボックス42の長さ方向の他方端面に貫通してボックス42と連通されている。 Powder suction pipe 46 is communicated with the box 42 through to the other end face in the longitudinal direction of the box 42. ボックス42の外部側に位置する粉体吸入管46の端部側には、図示しない吸引装置が設けられ、粉体投入管44は吸引装置と連通されている。 The end of the powder suction pipe 46 located on the outside of the box 42 is provided with a suction device (not shown), the particles introducing pipe 44 is communicated with the suction device. ボックス42が密閉され、立体造形用混合粉体31が粉体投入口50へ投入された後に、吸引装置が稼働されると、立体造形用混合粉体31は、粉体投入管44を流通して仕切り48を経由し粉体吸入管46に吸入される。 Box 42 is sealed, after the stereolithography mix powder 31 is turned into powder inlet 50, the suction device is operating, for stereolithography powder mixture 31 flows through the particles introducing pipe 44 It is sucked into the powder intake pipe 46 through the partition 48 Te.

吸引装置を稼働させて立体造形用混合粉体31の吸引を開始させてから、立体造形用混合粉体31が粉体吸入管46に全て吸引されたことを目視にて確認した後に吸引装置を停止させるまでの時間を測定し、この測定された時間を粉吸引時間とする。 The suction device is operated from to start suction of the powder mixture 31 for stereolithography, a suction device after confirming visually that for stereolithography mixed powder 31 is all sucked into the powder intake tube 46 measuring the time until stopping to the measured time and the powder suction time. 粉吸引時間は、立体造形用混合粉体31の流動性を表し、粉吸引時間が大きい場合は立体造形用混合粉体31の流動性は悪く、粉吸引時間が小きい場合は立体造形用混合粉体31の流動性は良いとされる。 Powder suction time represents the fluidity of stereolithography for mixing powder 31, the fluidity of stereolithography for mixing powder 31 when the powder suction time is large bad, if the powder suction time is small hearing mixing stereolithography flowability of the powder 31 is good.

図4で示す造形強度は、幅4mm×長さ40mm×厚さ3mmの板状試験片を用いて、その板状試験片を支える2点の支点間距離を30mmとして、支点間の中央に荷重を加える3点曲げ試験(抗折試験)により測定する。 Shaped intensity shown in FIG. 4, using a plate specimen having a width 4 mm × length 40 mm × thickness 3 mm, the distance between supporting points of the two points for supporting the plate specimen as 30 mm, the load at the center between the fulcrum measured by 3-point bending test adding (bending test). 板状試験片は、所定の割合で各粉体が混合された立体造形用混合粉体31、例えば、実験例1における実施例1の場合は半水石膏98重量%およびキサンタンガム2重量%から成る立体造形用混合粉体31を3Dプリンターにて板状に成形したものを用いる。 Plate specimen is, for stereolithography mixed powder 31 each powder are mixed at a predetermined ratio, for example, in the case of Example 1 in Experimental Example 1 consisting of hemihydrate gypsum 98 wt% and xanthan gum 2% used after molded into a plate of mixed powder 31 for stereolithography by 3D printers.

図5において、右縦軸は造形強度(MPa)、左縦軸は粉吸引時間(秒)、横軸は石膏硬化促進剤の比率(重量%)である。 5, the right vertical axis is shaped intensity (MPa), the left vertical axis flour suction time (sec), the ratio of the horizontal axis gypsum accelerator (wt%). また、図5において、図4の実施例1〜7および比較例1〜3の造形強度が実線で、粉吸引時間が一点鎖線でそれぞれ示されている。 Further, in FIG. 5, shaping strength of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 of FIG. 4 in solid lines, are respectively shown flour suction time by a one-dot chain line.

図4および図5で示されるように、実施例1〜7および比較例1〜3において、造形強度は1.1MPaから2.1MPaの範囲で推移している。 As shown in FIGS. 4 and 5, in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, shaped intensity has remained in the range of 2.1MPa from 1.1 MPa. ここで、本発明では、成形直後の立体造形物30が十分な強度を有するための目標造形強度を1.3MPaと設定する。 In the present invention, it sets the target molding strength to the three-dimensional object 30 immediately after the molding has sufficient strength and 1.3 MPa. そのため、石膏硬化促進剤の比率が立体造形用混合粉体31全体に対して0.1重量%以上の場合に目標造形強度を上回っていることがわかる。 Therefore, it can be seen that the proportion of gypsum accelerator is higher than the target shaped intensity in the case of more than 0.1 wt% based on the total for stereolithography mixed powder 31. また、実施例1〜7および比較例1〜3において、粉吸引時間は113秒から269秒の範囲で推移している。 Further, in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, the powder suction time has remained in the range of 269 seconds 113 seconds. ここで、本発明では、立体造形用混合粉体31が十分な流動性を有していることを示す目標粉吸引時間を200秒以下と設定する。 In the present invention, it sets the target powder suction time indicating that for stereolithography mixed powder 31 has sufficient fluidity and 200 seconds or less. そのため、石膏硬化促進剤の比率が立体造形用混合粉体31全体に対して5重量%以下の場合に目標粉吸引時間を下回っていることがわかる。 Therefore, it can be seen that the proportion of gypsum accelerator is below the target powder suction time in the case of 5 wt% or less with respect to the entire mixed powder 31 for stereolithography. なお、石膏硬化促進剤の比率1重量%の立体造形用混合粉体31と石膏硬化促進剤の比率10重量%の立体造形用混合粉体31とを、3DプリンターProJet(登録商標、3DSystems製)に投入したところ、石膏硬化促進剤の比率が10重量%の立体造形用混合粉体31ではフィルターでの粉詰まりが発生したが、石膏硬化促進剤の比率が1重量%の立体造形用混合粉体31では粉詰まりは発生しなかった。 Incidentally, the ratio of 1 wt% of the powder mixture 31 for stereolithography ratio 10 weight percent for stereolithography mixed powder 31 and the gypsum accelerator gypsum accelerator, 3D printer ProJet (registered trademark, manufactured by 3DSystems) at which supplied, although powder clogging ratio is 10 wt% of the filter in stereolithography for mixed powder 31 of gypsum accelerator has occurred, the ratio of gypsum accelerator is 1% by weight of stereolithography for mixing powder in the body 31 powder clogging it did not occur.

続いて、本発明の効果を検証するために本発明者が行った実験例2について、図7および図8に示す実施例8〜14および比較例4〜6に基づき説明する。 Subsequently, the present inventors Example 2 was performed to verify the effect of the present invention, it will be described with reference to Examples 8-14 and Comparative Examples 4-6 are shown in FIGS. 立体造形用混合粉体31は、実施例8〜14および比較例4〜6に記載の半水石膏、二水石膏およびキサンタンガムの各粉体に係る混合割合を満たすように各粉体を混合して得られ、図7は、立体造形用混合粉体31と、その立体造形用混合粉体31に対応する粉吸引時間および造形強度との関係を示している。 For stereolithography powder mixture 31, hemihydrate gypsum as described in Examples 8-14 and Comparative Examples 4-6, each powder so as to satisfy the mixing ratio of the each powder of gypsum and xanthan gum were mixed obtained Te, FIG. 7 is a three-dimensional stereolithographic mixed powder 31 shows the relationship between the powder suction time and shaped intensity corresponding to the three-dimensional stereolithographic mixed powder 31. 粉吸引時間および造形強度は、実験例1と同じ方法で評価する。 Powder suction time and shaped intensity is evaluated by the same method as Experimental Example 1. 図8は、図7の試験結果を示すグラフである。 Figure 8 is a graph showing the test results of FIG. 図8において、右縦軸は造形強度(MPa)、左縦軸は粉吸引時間(秒)、横軸は水溶性有機物の比率(重量%)である。 8, the right ordinate shaped intensity (MPa), the left vertical axis flour suction time (sec), the horizontal axis is the ratio of the water-soluble organic substance (wt%). また、図8において、図7の実施例8〜14および比較例4〜6の造形強度が実線で、粉吸引時間が一点鎖線でそれぞれ示されている。 Further, in FIG. 8, shaping strength of Examples 8-14 and Comparative Examples 4-6 in FIG. 7 by solid lines, are respectively shown flour suction time by a one-dot chain line.

図7および図8で示されるように、実施例8〜14および比較例4〜6において、造形強度は0.8MPaから2.1MPaの範囲で推移している。 As shown in FIGS. 7 and 8, in Examples 8 to 14 and Comparative Examples 4 to 6, the shaped intensity has remained in the range of 2.1MPa from 0.8 MPa. 目標造形強度は1.3MPaであることから、水溶性有機物であるキサンタンガムの比率が立体造形用混合粉体31全体に対して10重量%以下の場合に目標造形強度を上回っていることがわかる。 Target shaping strength because it is 1.3 MPa, it can be seen that the ratio of xanthan gum is a water-soluble organic material is above the target shaped intensity in the case of 10 wt% or less with respect to the entire mixed powder 31 for stereolithography. また、実施例8〜14および比較例4〜6において、粉吸引時間は136秒から163秒の範囲で推移している。 Further, in Examples 8 to 14 and Comparative Examples 4 to 6, the powder suction time has remained in the range of 163 seconds to 136 seconds. 目標粉吸引時間は200秒以下と設定しているため、水溶性有機物であるキサンタンガムの比率が立体造形用混合粉体31全体に対して20重量%以下のすべての条件において目標粉吸引時間を下回っていることがわかる。 Due to the set target powder suction time is 200 seconds or less, below target powder suction time in all conditions of ratio xanthan gum is a water-soluble organic substance less than 20 weight percent of the total for stereolithography powder mixture 31 it can be seen that is.

続いて、本発明の効果を検証するために本発明者が行った実験例3について、図9、図10および図11に示す実施例15〜28および比較例7〜12に基づき説明する。 Next, experimental example 3 performed by the present inventors in order to verify the effects of the present invention, FIG. 9, will be described with reference to Examples 15 to 28 and Comparative Examples 7 to 12 shown in FIGS. 10 and 11. 立体造形用混合粉体31は、実施例15〜28および比較例7〜12に記載の半水石膏、石膏硬化促進剤および水溶性有機物の各粉体に係る混合割合を満たすように各粉体を混合して得られる。 For stereolithography powder mixture 31, each powder so as to satisfy the mixing ratio of the each powder of hemihydrate gypsum, gypsum accelerator and a water-soluble organic material according to Examples 15 to 28 and Comparative Examples 7 to 12 a mixture is obtained. なお、比較例6は、3Dプリンターなどで用いられる市販品(VisiJetPXLCore、3DSystems製)の粉体を用いており、実施例15〜28および比較例7〜12のように混合された混合粉体ではない。 In Comparative Example 6, a commercially available product used in such 3D printer (VisiJetPXLCore, 3DSystems Ltd.) is used to powder, the mixed powder mixture as in Examples 15 to 28 and Comparative Examples 7 to 12 Absent. 図9は、立体造形用混合粉体31と、その立体造形用混合粉体31に対応する粉吸引時間および造形強度との関係を示している。 Figure 9 shows a mixed powder 31 for stereolithography, the relationship between the powder suction time and shaped intensity corresponding to the mixed powder 31 for the stereolithographic. 粉吸引時間および造形強度は、実験例1ならびに実験例2と同じ方法で評価する。 Powder suction time and shaped intensity is evaluated in the same manner as in Experimental Example 1 and Experimental Example 2. 図10および図11は、図9の試験結果を示すグラフである。 10 and 11 are graphs showing the test results of FIG. 図10において、縦軸は造形強度(MPa)である。 10, and the vertical axis is shaped intensity (MPa). 図11において、縦軸は粉吸引時間(秒)である。 11, a vertical axis flour suction time (sec).

図9、図10および図11で示されるように、実施例15〜28および比較例7〜12において、造形強度は0.9MPaから2.1MPaの範囲で推移している。 9, as shown in FIGS. 10 and 11, in Examples 15 to 28 and Comparative Examples 7 to 12, shaped intensity has remained in the range of 2.1MPa from 0.9 MPa. 目標造形強度は1.3MPaであることから、デキストリンまたはポリビニルアルコール(PVA)を含有している水溶性有機物が混合された立体造形用混合粉体31を除き、目標造形強度を上回っていることがわかる。 Since the target shaped intensity is 1.3 MPa, except for stereolithography mixed powder 31 water-soluble organic material is mixed which contain dextrin or polyvinyl alcohol (PVA), that is above the target shaped intensity Recognize. また、実施例15〜28および比較例7〜12において、粉吸引時間は129秒から156秒の範囲で推移している。 Further, in Examples 15 to 28 and Comparative Examples 7 to 12, flour suction time has remained in the range of 156 seconds 129 seconds. 目標粉吸引時間は200秒以下と設定しているため、石膏硬化促進剤および水溶性有機物の成分を変更したすべての条件において目標粉吸引時間を下回っていることがわかる。 Since the target powder suction time is set to less than 200 seconds, it can be seen that below the target powder suction time in all conditions changing the components of the gypsum accelerator and a water-soluble organic substances. ここで、実施例15〜28および比較例7〜12において、粉吸引時間はほぼ同等の値で推移し、あまり変わらないとの技術者の判断により未測定例が含まれる。 Here, in Examples 15 to 28 and Comparative Examples 7 to 12, flour suction time has been at substantially the same value, include unmeasured example by a technician judgment that not much. 具体的には、図9のハイフンで示されるように、実施例20〜28および比較例9〜11において、粉吸引時間は未測定である。 Specifically, as shown in dash in FIG. 9, in Example 20 to 28 and Comparative Examples 9 to 11, powder suction time is not measured.

図12は、各水溶性有機物の水浸透体積を示す。 Figure 12 shows the water permeation volume of each water-soluble organic substances. ここで、水浸透体積とは、水浸透半径と水浸透深さとから求められる体積のことをいう。 Here, the water permeation volume, refers to a volume obtained from water penetration radius and water penetration depth. 具体的には、50mlのカップ、例えば、ディスポカップに水溶性有機物10重量%とアルミナ粉90重量%とからなる混合粉体60を50g投入し、3回タップして表面を均し、混合粉体60の表面から高さ方向に1cm離隔した点から100μlの水滴を垂らし、水滴表面の光沢が無くなるまで混合粉体60に水を浸透させる。 Specifically, 50 ml cups, for example, the mixed powder 60 made of a disposable beaker with 10% by weight of a water-soluble organic substance and alumina powder 90 wt% to 50g turned smoothed surface by tapping three times, mixed powder It dripped 100μl of water droplets in the height direction from the point where the 1cm apart from the surface of the body 60, to penetrate the water into the powder mixture 60 until no glossy water drop surface. そして、水が浸透して固化した固化体を円柱と近似し、その半径と深さとから求められた体積を水浸透体積とする。 The solidified body of water has solidified to penetrate the approximate cylinder, the volume obtained from the radius and depth and the water permeation volume. 図12に示されるように、デキストリンおよびポリビニルアルコール(PVA)の水浸透体積が大きく、他の水溶性有機物に比べ10倍以上の水浸透体積を有していることがわかる。 As shown in FIG. 12, dextrins and water penetration volume of polyvinyl alcohol (PVA) is large, it can be seen that a 10-fold or more water-permeable volume compared to other water-soluble organic substances. つまり、図12と図9、図10および図11とを勘案した場合に、デキストリンおよびポリビニルアルコール(PVA)を混合した立体造形用混合粉体31は水浸透体積が大きいことに起因して造形強度が低下する傾向を確認できる。 That is, FIG. 12 and FIG. 9, when considering the 10 and 11, dextrin and polyvinyl alcohol (PVA) for stereolithography powder mixture 31 mixed with the molding strength due to large water permeation volume There can confirm a tendency to decrease.

本実施例によれば、水溶性有機物の水浸透体積が20立方ミリメートル以下であって、石膏硬化促進剤の割合は、立体造形用混合粉体全体に対して0.1〜5重量%であることから、十分な流動性を有するとともに、成形直後の立体造形物30に十分な強度を付与できるコストが安価な立体造形用混合粉体31を提供することができる。 According to this embodiment, the water permeation volume of water-soluble organic matter was in 20 mm3 or less, the proportion of gypsum accelerator is from 0.1 to 5% by weight relative to the total for stereolithography powder mixture it from can be provided with a sufficient fluidity, the three-dimensional shaping the mixed powder 31 cost is inexpensive sufficient strength to the three-dimensional object 30 can be given immediately after molding.

また、本実施例によれば、石膏硬化促進剤は、二水石膏、アルカリ金属硫酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ金属塩化物塩、アルカリ土類金属塩化物塩、無機酸のアンモニウム塩およびミョウバン類から選ばれた1種または2種以上から成るものであることから、実用的かつ安価な石膏硬化促進剤を用いて、成形直後の立体造形物30に十分な強度を付与でき、さらに安価な立体造形用混合粉体31を提供することができる。 Further, according to this embodiment, gypsum accelerator, gypsum, alkali metal sulfate, alkaline earth metal sulfates, alkali metal chloride salt, alkaline earth metal chloride salt, an ammonium salt of an inorganic acid and because it is made of one or more selected from alum acids, with practical and inexpensive gypsum accelerator can impart sufficient strength to the three-dimensional object 30 immediately after the molding, further it is possible to provide an inexpensive for stereolithography mixed powder 31.

また、本実施例によれば、ポリビニルアルコールを含まない水溶性有機物は、立体造形用混合粉体31全体に対して、0〜10重量%であることから、立体造形用混合粉体31に必要十分な湿度を付与することができる。 Further, according to this embodiment, the water-soluble organic material which does not contain polyvinyl alcohol, relative to the entire three-dimensional stereolithographic mixed powder 31, since it is 0-10 wt%, required mixed powder 31 for stereolithography it is possible to provide sufficient humidity.

また、本実施例によれば、立体造形用混合粉体31は、層状に充填された立体造形用混合粉体31の少なくとも一部が水を溶媒とする造形液32によって固化された固化層を順次積層することにより立体造形物30を成形することから、3Dプリンターをはじめとする立体造形物成形装置に好適に用いられる立体造形物30を構成するための立体造形用混合粉体31を提供することができる。 Further, according to this embodiment, for stereolithography powder mixture 31, a solidified layer that has been solidified by molding liquid 32 in which at least a portion of the powder mixture 31 for stereolithography filled in layers to water and solvent since forming the three-dimensional object 30 by sequentially stacking, provides for stereolithography mixed powder 31 for forming a three-dimensional object 30 that is preferably used in the three-dimensional object forming apparatus including a 3D printer be able to.

また、本実施例によれば、立体造形用混同粉体31と水を溶媒とする造形液32との硬化反応により生成された固化層が順次積層されることによって成形された立体造形物30であることから、成形直後の強度が十分であり、かつ、コストが安価な立体造形物30を提供することができる。 Further, according to this embodiment, in three-dimensional object 30 which is formed by the solidified layer produced by curing reaction between the shaped solution 32 that confusion powder 31 and water for stereolithography and solvent are sequentially stacked since there strength immediately after shaping is sufficient, and can cost to provide an inexpensive three-dimensional object 30.

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited thereto, it is implemented in yet another embodiment.

例えば、前述の実施例においては、石膏硬化促進剤として、二水石膏、アルカリ金属硫酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ金属塩化物塩、アルカリ土類金属塩化物塩、無機酸のアンモニウム塩およびミョウバン類のうち少なくとも1種または2種以上から成る立体造形用混合粉体31について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなくともよく、立体造形用混合粉体31の仕様に応じて種々の石膏硬化促進剤が適宜選択されて用いられ得る。 For example, in the illustrated embodiment, as gypsum accelerator, gypsum, alkali metal sulfate, alkaline earth metal sulfates, alkali metal chloride salt, alkaline earth metal chloride salt, an ammonium salt of an inorganic acid and has been described mixed powder 31 for stereolithography comprising at least one or more of the alum include, the present invention may not be limited thereto, the specifications of the three-dimensional shaping the powder mixture 31 depending various gypsum accelerator can be used is selected appropriately.

また、前述の実施例では特に言及していないが、本発明の立体造形用混合粉体31には、石膏硬化促進剤及び水溶性有機物の他に、その仕様に応じて接着粒子材料や充填剤等、各種材料が適宜含有され得ることは言うまでもない。 Although not particularly mentioned in the embodiments described above, the three-dimensional stereolithographic mixed powder 31 of the present invention, in addition to the gypsum accelerator and a water-soluble organic adhesive particulate material and a filler according to the specifications etc., it is needless to say that various materials may be contained as appropriate.

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。 Though not specifically exemplified, the present invention is intended to be implemented various changes were made within a range not departing from its gist.

30:立体造形物31:立体造形用混合粉体32:固化層33:造形液 30: three-dimensional object 31: for stereolithography mixed powder 32: solidified layer 33: modeling solution

Claims (5)

  1. 水浸透体積が20立方ミリメートル以下の水溶性有機物と半水石膏と石膏硬化促進剤とを含む立体造形用混合粉体であって、 Water infiltration volume is a mixed powder for stereolithography containing a 20 mm3 or less of a water-soluble organic material and hemi plaster and gypsum accelerator,
    前記石膏硬化促進剤の割合は、前記立体造形用混合粉体全体に対して0.1〜5重量%であることを特徴とする立体造形用混合粉体。 The ratio of gypsum accelerator, for stereolithography mixed powder, wherein the 0.1-5 wt% based on the total for stereolithography mixed powder.
  2. 前記石膏硬化促進剤は、二水石膏、アルカリ金属硫酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ金属塩化物塩、アルカリ土類金属塩化物塩、無機酸のアンモニウム塩およびミョウバン類から選ばれた1種または2種以上から成るものであることを特徴とする請求項1に記載の立体造形用混合粉体。 The gypsum accelerator was chosen gypsum, alkali metal sulfate, alkaline earth metal sulfates, alkali metal chloride salt, alkaline earth metal chloride salt, ammonium salts of inorganic acids and alum compound 1 for stereolithography mixed powder according to claim 1, characterized in that consisting of the species or two or more.
  3. 前記水溶性有機物は、ポリビニルアルコールを含まないものであり、前記立体造形用混合粉体全体に対して、0〜10重量%であることを特徴とする請求項1または2に記載の立体造形用混合粉体。 The water-soluble organic material, which does not contain polyvinyl alcohol, relative to the total for stereolithography mixed powder, for stereolithography according to claim 1 or 2, characterized in that 0-10 wt% mixed powder.
  4. 前記立体造形用混合粉体は、層状に充填された前記立体造形用混合粉体の少なくとも一部が水を溶媒とする造形液によって固化された固化層を順次積層することにより立体造形物を成形することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の立体造形用混合粉体。 The stereolithography for mixing powder, forming a three-dimensional object by at least a portion of the three-dimensional shaping powder mixture filled in layers is sequentially stacked solidified layer solidified by molding liquid containing water as a solvent for stereolithography mixed powder according to any one of claims 1 to 3, characterized by.
  5. 前記請求項1から4の何れか1項に記載の立体造形用混同粉体と、水を溶媒とする造形液との硬化反応により生成された固化層が順次積層されることによって成形された立体造形物。 Wherein the stereolithography for confusion powder according to any one of claims 1 to 4, water solidified layer produced by curing reaction between the shaped solution as a solvent it is formed by sequentially laminating three-dimensional the shaped object.
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