JP2017532217A - ３ｄ印刷構成要素向けの仕上げシステム - Google Patents

Abstract

３Ｄ印刷オブジェクト向けの仕上げシステムは、オブジェクトを作製した３Ｄ印刷プロセスに関連する表面アーティファクトを隠蔽するために、オブジェクトの外面にフィルムを取り付けることを含む。

Description

熱溶解積層法（ＦＤＭ）（フィラメント溶解製法とも呼ばれる）は、モデリング、プロトタイピング、及び製造の適用分野で一般に使用される３Ｄ印刷技術である。ＦＤＭは、材料を層状に積層することによる「付加」の原理に基づいて機能し、プラスチックフィラメント又は金属ワイアをコイルから繰り出してそれが材料を供給し、部品を製作する。

ＦＤＭは、オブジェクトの３Ｄ表現を処理するソフトウェアプロセスから始まり、構築プロセスのためのモデルを数学的にスライス及び配向する。必要とされる場合、支持構造を生成し、モデルに付加することができる。次いで、モデル又は部品が、小さい熱可塑性材料のビードを押し出して層を形成する３Ｄ印刷機によって製作され、材料は、典型的には、ノズルから押し出された直後に硬化する。３Ｄ印刷機は、異なる目標を実現するために、複数の材料を送出することができる。例えば、ある材料を使用してモデルを構築することができ、別の材料を支持構造に使用することができる。

３Ｄ印刷機内では、典型的には、構築される原材料を提供するために、プラスチックフィラメントが使用される。プラスチックフィラメントをコイルから繰り出して、材料を押出ノズルへ供給し、押出ノズルは、材料の排出を制御することができる。ノズルを加熱して材料を溶解する。融解温度を超えて熱可塑性物質を加熱し、次いで押出ヘッドによって堆積させる。

そのような３Ｄ印刷機に付随するノズルは、典型的には、数値制御機構によって水平方向と垂直方向の両方に動かすことができる。ノズルは、コンピュータ援用製造（ＣＡＭ）ソフトウェアパッケージによって制御される工具経路をたどり、部品は、一度に１層ずつ、下から上へと構築される。典型的には、ステッパモータ又はサーボモータを用いて、押出ヘッドを動かす。このプロセスの結果、「積層」表面を得ることができ、各層に関連する個々のステップは、全方向に進む。そのような表面は、より精巧な仕上げが所望されるいくつかの適用分野には適していない可能性がある。

そのような３Ｄ印刷システムでは、数ある中でも、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスチレン、リグニンなど、強度特性と温度特性との間の異なるトレードオフを有する無数の材料が使用可能である。

３Ｄ印刷部品の外面を修正し、概してより良好に仕上がった外観をこの外面に与える方法が提供される。いくつかの３Ｄ印刷部品は、ステップに関係する表面特徴を有し、これらの表面特徴は、部品を作製するために使用される３Ｄ印刷プロセスのアーティファクトである。そのようなアーティファクトは、特にステップに関係するアーティファクトが望ましくない場合、その部品の末端使用にとって適当でない可能性がある。ステップに関係するアーティファクトを実質上検出不能にするために、適当な厚さの接着剤付きフィルムをこの表面に取り付けることができる。

一実施形態では、順次３Ｄ積層によって作られた、少なくとも第１の表面を有する３次元印刷オブジェクトの表面を修正する方法が記載され、この方法は、ステップ型の印刷アーティファクトを有する３次元印刷オブジェクトの第１の表面に、伸張可能な接着剤付きフィルムを取り付ける工程を含み、接着剤付きフィルムは、第１の主表面及び第２の主表面を有する基材を含み、第２の主表面上に感圧接着剤層が配置されており、
取り付ける工程は、一実施形態では、接着剤付きフィルムの一区域に熱を加えることと、この区域を第１の表面の一区域上へ押し付けることとを含み、第１の表面のこの区域に関連するステップ型の印刷アーティファクトは、取り付ける工程の後に実質上検出不能である。このプロセスはまた、熱をかけずに実施することができ、接着剤付きフィルムを３Ｄ印刷表面に押し付けて密着させる。

別の実施形態では、表面が修正された３Ｄ印刷オブジェクトが記載され、このオブジェクトは、ステップ型の印刷アーティファクトのある第１の表面を有する３次元印刷部品と、第１の主表面及び第２の主表面を有する基材を含む伸張可能な接着剤付きフィルムであって、第２の主表面は接着剤層と面している、伸張可能な接着剤付きフィルムとを含み、接着剤層は基材を第１の表面に結合し、第１の表面の一区域に関連するステップ型の印刷アーティファクトは実質上検出不能である。

これらの実施形態及び他の実施形態について本明細書で更に説明する。

印刷部品の従来技術のレンダリングである。 包装された３Ｄ印刷部品に関連する積層体の図面である。 ３Ｄ印刷プロセスに関連するステップ又はアーティファクトを示す３Ｄ印刷部品の図面である。 ３Ｄ印刷プロセスに関連するステップ又はアーティファクトを示す３Ｄ印刷部品の図面である。 ３Ｄ印刷部品及び包装の図面である。 包装された仕上げ済み３Ｄ部品の図面である。

一般的なタイプの３Ｄ印刷は、例えばＡＢＳ、ポリカーボネート、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエーテルイミドなどの押出熱可塑性材料を必要とする。３Ｄオブジェクトを「印刷」するには、これらの材料をＸＹ平面内に堆積させ、ＸＹ平面をＺ平面ではステップ状にして所望の３Ｄ形状を作り出す。したがって、Ｚにおける各ステップは不規則な表面を残し、不規則性のサイズは、小さいＺステップが使用される場合の部品の精度と、大きいＺステップが使用される場合のより速い製作速度との間のトレードオフである。張り出し又は中空の領域を含むオブジェクトは、基本的なオブジェクト形状が自立しない場合には、恒久的若しくは一時的な内部構造、例えばワックスのモデル材料構造、又は外部の支持構造を組み込むことができる。

３Ｄ印刷を実施する装置は、典型的には、印刷表面上で直交するＸ軸及びＹ軸に沿ってラスタ式に印刷ヘッドを動かす。このプロセスの結果、品質と速度とのトレードオフによりＺステップが測定可能になるため、「層状」の表面が得られる。Ｚにおける測定可能なステップは、製作された表面のうち、Ｚステップ方向に比較的浅い傾斜を有する領域上で特に明らかである。例えば、部品の傾斜が、次の層堆積が層の厚さの２倍又は３倍を超えてずれた平面で行われるようなものである場合には、その結果、仕上げ済み表面が粗くなり、仕上げ表面は、ステップ型の印刷アーティファクトを有する。部品はその側面上に製作されることもあり、したがって、部品の高さは３Ｄ印刷プロセス中のＺ寸法ではない可能性があることに留意されたい。

Ｘ、Ｙ、及びＺにおける測定可能な分解能による３Ｄ印刷に伴う上記及びその他の問題の結果、部品は、多孔質のときでも、粗くぎざぎざで「ピクセル状」の表面を有することになり、多くの場合、視覚的又は審美的に魅力的であるとは言えない。更に、平滑又は不透明の表面特性が３Ｄ印刷部品の必要な属性である場合、そのような表面仕上げは機能的に制約がある可能性がある。例えば、３Ｄ印刷デバイスの表面上の小さい間隙及び割れ目は、表面を滅菌して細菌が溜まるのを防止することを困難にする。

図１は、従来技術の３Ｄ印刷部品の図面であり、いくつかのタイプの３Ｄ印刷に関連して生じる可能性があるステップ型の仕上げアーティファクトを示す。そのような仕上げは、より精巧な又は機能的な仕上げが所望されるいくつかの適用分野には適していない可能性がある。例えば機械的手段（例えば、研削、研磨）、化学的手段（例えば、アセトン蒸気の加熱）、又は熱的手段（例えば、局所的なＩＲ若しくは他の加熱）によって、あるいは厚く施された被覆の使用によって、表面の３Ｄ印刷アーティファクトを平滑にする技法は存在する。そのような技法の有効性は、時間、コスト、耐久性などに関係する問題を考慮すると、その結果得られる表面で必要とされる表面特徴に大いに依存する。そのような技法は、部品を平滑にする働きしかすることができず、そのため、図形、制御された質感、又は表面の機能に対応するために、追加の工程を必要とする可能性がある。いくつかの実施形態では、最適な装飾的及び機能的特徴を与えるために、フィルムが取り付けられる前に表面を事前に仕上げることが望ましい可能性がある。

図２は、包装された３Ｄ印刷部品１０の側面プロファイル図を示す図面である。包装された印刷部品１０は修正された表面２０を含み、修正された表面２０は、いくつかの実施形態では、いくつかのタイプの３Ｄ印刷に固有の特定の前述の問題に対処することができる。３Ｄ印刷部品１２は、未仕上げの表面１４とともに示されている。３Ｄ印刷部品は、任意のタイプの３Ｄ印刷プロセス、例えばステレオリソグラフィ、選択的レーザ焼結／溶融、熱溶解積層法、粉末上の液体結合剤のインクジェット堆積、薄膜積層法、材料噴射などから得ることができる。３Ｄ印刷部品１２は、任意の実行可能な配合を含むことができる。付加製造で最も頻繁に使用される配合のいくつかには、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、及びポリ乳酸が挙げられる。未仕上げの表面１４は、印刷部品に関連して、起伏があり、時としてステップ状に見える仕上げである。そのような起伏のサイズは、オブジェクトの傾斜及び３Ｄ印刷機のステップサイズに応じる。多くの場合、０．１ｍｍという典型的なステップサイズが見られるが、部品又は部品の一部分に細かく装飾を施す場合、０．０１０ｍｍ以下のはるかに薄いスライスも可能であり、又は可能になるであろう。同様に、深さ方向に細かい装飾を必要としない部品及び／又は領域を高速で構築する場合、最大０．５ｍｍ以上というより厚い層も可能であり、又は可能になるであろう。図３Ａ及び図３Ｂは、同じ基本部分に対して異なるステップサイズを示す。いくつかの実施形態では、未仕上げの表面自体がフィルム層の表面となるように、未仕上げの表面に追加のフィルム層を同様に取り付けることもできる。ここでステップは、一種の３Ｄ印刷アーティファクトであり、使用される印刷プロセスに応じて、表面の不規則性として他のアーティファクトが現れる可能性もある。同様に、未仕上げの表面１４は、いくつかの実施形態では、追加の接着剤層１６及び仕上げ基材１８のために未仕上げの表面を準備するために、様々な前処理で処理することができる。例えば、前処理は、以下で論じるように、未仕上げの表面１４を封止、研磨、又は充填して、この表面を更なる基材の取り付けにより適したものとすることができる。

前処理としては、例えば液相又は気相の溶剤を３Ｄ印刷部品の表面に塗布することを挙げることができる。そのような溶剤は、表面を軽く溶解して、ある程度の表面仕上げを可能にすることができる。ＡＢＳの場合、アセトン、エステル、キートン、又は二塩化エチレンなどの容易に入手可能な溶剤を使用することができる。溶剤の塗布は、ブラシを用いて部品に溶剤を手で塗ること、部品を短時間沈めること、又はＳｔｒａｔａｓｙｓ（Ｅｄｉｎａ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から「Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ｔｏｕｃｈ Ｓｔａｔｉｏｎ」の名で市販されているような溶剤送達システムで部品を処理することによって行うことができる。

あるいは、前処理は、前処理中に部品の表面を研磨してある程度の平滑化を得ることを含むことができる。従来の研摩紙及び／若しくは周知の研磨工具を使用して、表面を手で前処理することができ、又は液相ビードブラスト手法を使用することもできる。あるいは、プラスチック、セラミック、合成、又は天然の媒体による振動又は遠心式のタンブリングなど、より自動化された技法を使用することもできる。

最後に、噴霧、浸漬、塗装、又は被覆などの様々な材料送達手段によって、追加の液相材料を表面へ送達して、前述の接着剤層を取り付けるために表面に下塗りし、場合によっては表面を平滑化することができる。

前述のように、そのような前処理工程は、適用分野に応じて必要であるか又は望ましいことも、そうでないこともある。これらの前処理工程は、３Ｄ印刷プロセスに関連するアーティファクトを完全に平滑化する場合もそうでない場合もある。そのような前処理工程は、適用分野に応じて、組立て前に個々の構成要素を個別に前処理することによって、又は組立て後に複合部品を前処理することによって、複合３Ｄ印刷部品の全体的な製作プロセスに組み込むことができる（２つ以上の３Ｄ印刷部品が最終組立体に組み込まれる場合）。したがって、本明細書で未仕上げの表面１４という用語が使用される場合は、更なる仕上げ基材を取り付けるべき表面を指し、そのような未仕上げの表面は、そのような取り付けに先立って前処理されていることもある。

図２に戻ると、接着剤層１６は、仕上げ基材１８と未仕上げの表面１４との間を連結する。接着剤層１６は、感圧式又は圧力活性式の接着剤（どちらもＰＳＡと呼ぶ）、アクリレートベースの材料、又はポリエステル、ポリウレタン、エチレン、若しくはアクリル酸ベースの樹脂に基づく熱可塑性接着剤を含むことができる。例えば、３Ｍ（商標）のＢｏｎｄｉｎｇ Ｆｉｌｍ ４０６、６１５、又は６６８は、適した接着剤層を構成することができる。例えば米国特許第６，１９７，３９７号「Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ Ｈａｖｉｎｇ ａ Ｍｉｃｒｏｒｅｐｌｉｃａｔｅｄ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ａｎｄ Ｕｓｉｎｇ Ｓａｍｅ」（Ｓｈｅｒら）に記載されている空気抜き特徴、例えば排気チャネルを、接着剤層の一部又は全部の中に組み込むことができる。あるいは、接着剤層１６は、温度、時間、放射、又は他の周知の接着剤活性化方法によって活性化することができるエポキシ接着剤などの接着剤を含むことができる。

未仕上げの表面１４に関連する表面のいずれかの不規則性の隠蔽に対応するために、またいくつかの実施形態では未仕上げの表面１４に関連するいずれかの表面の不規則性の隠蔽を助けるために、接着剤層の厚さを変動させることができる。接着剤の理想的な厚さは、表面上の起伏のサイズ、取り付けられるフィルムの厚さ及び特性、並びに所望される表面仕上げに関係する。例えば、より薄いフィルムで起伏がより大きい場合は、より厚い接着剤が必要となる。表面特徴は０．０１ｍｍより小さく又は０．５ｍｍより大きいことがあるため、適した接着剤の厚さは、０．５ミル（０．０１ｍｍ）〜８ミル（０．２ｍｍ）とすることができる。接着剤層の厚さは、単一の３次元部品に存在する表面及び傾斜の変動を補償するために、例えば印刷技術によって空間的に制御することができる。例えば、仕上げ済み部分のうち、粗い表面を有することが予期される区域内では、接着剤の厚さを増大させることができ、仕上げ済み部分のうち、粗い表面を有していないことが予期される区域では、厚さを低減させることができる。厚さの制御が特に重要になるときは、接着剤層にスクリムの追加を施すことができる。

仕上げ基材１８は、包装された３Ｄ印刷部品１０の新しい外面になる仕上げ済み表面２０を有する。基材１８は、任意の適したフィルム、織布、又は不織材料とすることができる。適した印刷可能フィルムには、３Ｍ（商標）ＩＪ１８０−１０という厚さ２ミル（０．０５ｍｍ）の印刷可能な白色フィルムが挙げられ、排気を容易にする構造化された接着剤を有しても有していなくてもよい。このフィルムは、単独で使用することができ、又は３Ｍ（商標）８５２８若しくは３Ｍ（商標）Ｅｎｖｉｓｉｏｎ（商標）Ｇｌｏｓｓ Ｗｒａｐ Ｏｖｅｒｌａｍｉｎａｔｅ ８５４８Ｇなどの追加のオーバーラミネートと共に使用することもできる。他の適した印刷可能フィルムには、３Ｍ（商標）４８０Ｃｖ３ Ｅｎｖｉｓｉｏｎ（商標）プリントラップフィルムという光沢仕上げされた０．０５ｍｍ（２ミル）の白色で印刷可能な非ＰＶＣフィルムが挙げられる。このフィルムは、３Ｍの８４５８Ｇフィルムなどのオーバーラミネートとともに使用することもできる。他の適したフィルムは、厚さ４．５ミル（０．１１ｍｍ）で接着剤を含む３Ｍ（商標）Ｗｒａｐ Ｆｉｌｍ Ｓｅｒｉｅｓ １０８０、及び３Ｍ（商標）ＤＩ−ＮＯＣ（商標）Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｆｉｎｉｓｈｅｓであり、典型的にはパターン形成されるが、エコソル、ＵＶ、溶剤、水溶液、ラテックスなどの印刷技法で印刷することもできる。後者としては例えば、ＤＩ−ＮＯＣ Ｗｈｉｔｅｂｏａｒｄ Ｆｉｌｍが挙げられ、厚さ８ミル（０．２ｍｍ）で接着剤を含み、より目立つ特徴又は下にある起伏を隠蔽するか又は不明瞭にし、包装された部品に書込み及び消去が可能な表面を提供することが可能である。仕上げ基材１８は、織布又は不織布とすることができ、片面又は両面に印刷パターンを有しても有していなくてもよい。両面（例えば、仕上げ基材１８の頂部及び仕上げ基材１８の底部）上の印刷は、多くの３Ｄ印刷機材料が半透明であるため、仕上げ基材の色及び厚さに応じて、印刷特徴のコントラストを増進させ、オブジェクトを内部から照らす可能性を提供することができる。布上の片面印刷は、３Ｄ印刷部品に固有の質感並びに外観を提供する。仕上げ基材は、単一のフィルムとすることができ、又はともに積層された２つ以上のフィルムから構成された複合フィルムとすることができる。

特定の適用分野に応じて、他の適したフィルムは、２ミル（０．０５ｍｍ）より薄くし、２〜８ミル（０．０５〜０．２ｍｍ）の中間とし、又は８ミル（０．２ｍｍ）より厚くすることができる（この選択は、所望される３Ｄ印刷アーティファクトの隠蔽量に大きく依存する）。仕上げ基材１８は、単一のフィルムとすることができ、又はオーバーラミネートを含むフィルムの積層体とすることができ、環境安定性、インク受容性、落書き防止、疎水性、親水性、抗菌性、導電性などの特性を有することができる。１つの好ましい実施形態では、仕上げ基材１８は、ヒートガン又はガストーチなどから熱が加えられると収縮してよりコンプライアントになり、次いで手で又はローラ、スキージなどの取り付け工具によって定位置に押し込むことができる。適している可能性がある１つの取り付け技法は、米国特許第８，６０８，８９７号「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ａｐｐｌｙｉｎｇ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｃｏａｔｅｄ Ｆｉｌｍ」（Ｓｔｅｅｌｍａｎら）に記載されている。同特許は、フィルムの一部分を加熱し、次いで粗い表面に接触させるプロセスを記載している（同特許の内容は参照により本明細書に組み込まれる）。仕上げ基材１８は、不透明又は透明とすることができる。仕上げ基材１８は、図形又は言葉などを含むように、取り付ける前に印刷することができる。フィルムは、コンプライアントフィルム、すなわち柔軟性及び可撓性を有するとともに、伸張後は十分な非弾性変形を有し、したがって伸張後は元の長さに戻らない高分子フィルムとすることができる。

図４は、仕上げ基材５０を３Ｄ印刷部品６０に取り付ける例を示す。この部品は、３Ｄ印刷プロセスに関連するステップの形の表面アーティファクトを有する。３Ｄ印刷部品６０の表面に仕上げ基材が取り付けられ、アプリケータが熱を加えて、３Ｄ印刷部品６０の外面と共形となるように基材を伸張させる。図５は、包装された３Ｄ印刷部品６０を示し、３Ｄ印刷プロセスのアーティファクトを隠蔽する新しい表面とともに示されている。加えて、このとき表面の色は、仕上げ基材の色であり、光沢のある艶が付け加えられている。取り付けの後、３Ｄ印刷プロセスのステップ型のアーティファクトは、人間の目には実質上検出不能になり得る。当然ながら、本明細書の取り付け方法を使用して、ステップに関係するアーティファクト以外の他のタイプの３Ｄ印刷アーティファクトを隠蔽し又は不明瞭にすることもでき、いくつかの実施形態では、アーティファクトを実質上検出不能にすることは望ましくない可能性もある。

取り付け方法は、熱、伸張、及び／又は圧力を部品、フィルム、及び／又は接着剤などに加えて、適切なフィルム到達範囲及び接着性を可能にすることを含むことができる。フィルムを取り付ける前には、部品を適切に清浄にして乾燥することが必要とされる可能性がある。熱及び圧力は、真空バッグ、炉、ヒートガン、及びローラ、発泡体、又はブラシベースの工具を使用する従来の又は２重の真空熱形成技法によって加えることができる。洗剤、水、又は市販の塗布液を用いて、フィルムを部品の表面上に位置付けることもできる。いくつかの場合、フィルムは、後に熱又は圧力を加えることで破壊される位置決め用特徴を有することができる。形成後、いくつかの場合、取り付ける前に切除／成形されない場合には更なる伸張及び追加のフィルム材料の除去を含む追加の調整が必要とされる可能性がある。いくつかの場合、縁部封止の使用により、追加の利益を提供することができる。いくつかの実施形態では、接着剤層は、熱を用いて、または用いずに、未仕上げの表面１４に密着させられる。密着とは、接着剤層が、接触後、アーティファクトに関連する区域を実質上占有し、それにより仕上げ基材が接着剤層の上に載り、接着剤層及び仕上げ基材によってアーティファクトが事実上不明瞭になることを意味する。

例えば、３Ｍ（商標）ＩＪ１８０−１０フィルムを熱形成工具内へ装入し、清浄で乾燥した３Ｄ印刷部品を保持しているチャンバの上で５秒間加熱した。接着剤層が部品の方を向いている状態で、負圧を維持しながら、部品を下から導入した。いくつかの場合、より完全な包装のためにフィルムが部品の下縁部を包装することを可能にするために、部品を支持体上に配置した。付着後、真空を除去し、余分なフィルムを除去し、ブラシ及びローラ付きのヒートガンを使用して、必要に応じて部品の包装に仕上げタッチを施した。

特に熱接着性及び熱硬化性の接着剤の場合、処理温度は、接着剤に設計された通りに接着剤が流動及び／又は反応するのに十分に高く、それでいてフィルムが破壊されないように十分に低くなければならない。仕上げ基材フィルムが部品上で保持される必要のある時間量は、選択された接着剤の特性によって決まる。硬化時間がより長い場合、真空バッグを使用して共形となったフィルムに圧力をかけ、炉内で必要な温度を維持することが適当になる可能性がある。単一のフィルム／接着剤の組合せの中でも、温度／圧力の組合せの最適化によって結合強度は変動する。

カラー又は印刷図形の適用を通じて３Ｄ印刷部品の審美的特性及び触感特性を修正することのほかに、３Ｄ印刷部品の表面にフィルムを取り付けることで、取り付けられるフィルム及び接着剤の選択に基づいて、表面に追加の機能を導入する機会が得られる。例えば仕上げ基材を介して特有の添加物又は質感を３Ｄ印刷部品の表面に導入して、例えば抗菌性、防臭性、快適さの増進、導電性（例えば、導電率）又は熱伝導性の制御、耐摩損／摩耗性、摩耗、光／ＵＶ活性又は防止、汚れ反発性などを提供することができる。例えば、粘着しない特性若しくは低摩擦特性、又は耐熱性、耐薬品性、若しくは耐食性の増大を提供するフッ素重合体層を、仕上げ基材の一部とすることができる。機能表面はまた、光操作表面、例えば高い反射性を有するフィルム（例えば、鏡若しくはクロムフィルム）、又は高い偏光性を有するフィルム、あるいは狭い反射帯域を有する表面、又は蛍光性又は燐光性を有するフィルム（１つの光スペクトルを吸収し、異なるスペクトルを反射する）を含むことができる。

接着剤層１４及び仕上げ基材１８はともに包装２２を含み、包装２２は接着剤付きフィルムベースの基材である。これらの２つの層に関連する特徴の組合せは、特定の適用分野に合わせて最適化することができる。例えば、より厚いフィルム及び／又はより厚い接着剤層は、より平滑な表面を提供する傾向がある。比較的厚い接着剤層を有するより薄いフィルムは、いくつかの適切な細部を保持しながらいくつかの特徴を隠蔽する。

最適なフィルム及び接着剤の厚さ並びに２つの間の比は、印刷分解能、設計特徴のサイズ、プロセス条件、及び３Ｄ印刷の欠陥、並びに不明瞭にする／隠蔽するべきステップの高さに応じる。例えば、３Ｍ（商標）ＩＪ１８０ｃｖ３の２ミル（０．０５ｍｍ）のフィルムは、厚さ約１ミル（０．０３ｍｍ）の接着剤層を有する。薄いフィルムと比較的薄いコンプライアント接着剤層のこの組合せは、特にフィルムがオブジェクトの周りの簡単な真空成形によって印刷されている場合、いくつかの特徴を隠蔽する／不明瞭にすることが可能である。このフィルムは、ステップ隠蔽能力が比較的低い減圧積層後の工程として、共形の、例えばスポンジ状のローラで、フィルムを部品内へ押し込むことなど、任意の積層後の処理に応じて、より密接に表面に共形となることができる。あるいは、８ミル（０．２ｍｍ）のフィルム厚さ及び２ミル（０．０５ｍｍ）の接着剤被覆を有する３Ｍ（商標）ＤＩ−ＮＯＣ（商標）フィルムは、共形性がはるかに低く、表面上へ押し付けられた場合でも表面特徴を隠蔽する／不明瞭にする。例えば２つの接着剤層を使用することによって、このタイプのフィルムに対して接着剤の厚さを増大させることで、印刷の誤り又はステップサイズなどのより多くの３Ｄ印刷アーティファクトを隠蔽し又は不明瞭にする。したがって、最適なフィルム及び接着剤の厚さは、１組の印刷条件、印刷分解能、及び最終表面要件に対して、実験的に最善に判定される。薄い接着剤層を有する薄い高コンプライアントのフィルムは、印刷物の最も小さい未仕上げの特徴をより忠実に複製し、３Ｄ印刷部品を包装して未仕上げの表面１４の細部を不明瞭にするには有用性がより制限される可能性がある。

フィルムは、上記で論じた取り付けプロセス（例えば、取り付け中の伸張及び加熱）のいずれかによって歪んだ印刷物を最終構造上へマッピングして、高品質の印刷表面が得られるように、印刷することができる。平坦でないオブジェクトの周りに正確に包装するために印刷図形又は画像を歪ませる方法は、当技術分野では知られている。Ａｄｏｂｅ（商標）Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ（商標）は、ＩｍａｇｅＭａｇｉｃｋ（商標）、Ｃｏｒｅｌｄｒａｗ（商標）、Ａｄｏｂｅ（商標）Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｏｒ（商標）などと同様に、類似の又は優れたツールを有する。

位置合わせ
多くの場合、規則的なパターン、不規則なパターン、又は無パターン（すなわち、認識できるパターンが存在しない）を包装フィルム上に設けることが適当である。しかし、包装されたオブジェクトを、好ましくは事前に歪ませたフィルムパターンに位置合わせしなければならない場合もある（例えば、仕上げ基材１８上の印刷図形が、３Ｄ印刷部品の特徴と位置合わせされることが意図される特徴を有する）。そのような場合、インクジェット（多くの場合、少量の作業に対して適当である）などの少量の容易にカスタマイズできる印刷技術によって、仕上げ基材１８の仕上げ表面２０（又はオーバーラミネートが仕上げ済み表面２０を含むことが意図される場合はその下層）上へ、印刷図形を印刷することができる。大量の作業の場合、スクリーン印刷、染料昇華、グラビア印刷、石版印刷などの印刷技術を使用して処理されることがより適当であることが多い。

仕上げ基材上へ基準マークを印刷して、３Ｄ印刷部品上に印刷された特徴及び／又は他の基準マークと位置合わせすることができる。あるいは、仕上げ基材１８上に印刷された図形又はパターンは、パターンの不連続性が前述の基準マークと同じ機能を担うように設計及び印刷することができる。

あるいは、特定のシートに分離された印刷パターン、若しくは複数のシートに及ぶ印刷パターン、又はこれら２つを組み合わせた印刷パターンにより、複数の印刷材料シートを部品に位置合わせすることもできる。次いで、３Ｄ印刷部品上の特定の特徴に複数のシートを位置合わせすることができ、場合により、前述の高い共形性を有するフィルムで実現されうるものより複雑な部品の包装を可能にすることができる。

Claims (26)

1. 順次３Ｄ積層によって作られた、少なくとも第１の表面を有する３次元印刷オブジェクトの表面を修正する方法であって、
   ステップ型の印刷アーティファクトを有する３次元印刷オブジェクトの前記第１の表面に、伸張可能な接着剤付きフィルムを取り付ける工程を含み、前記接着剤付きフィルムが、第１の主表面及び第２の主表面を有する基材を含み、前記第２の主表面上に接着剤層が配置されており、
   前記取り付ける工程が、前記接着剤付きフィルムの区域を伸張させることと、前記区域を前記第１の表面の一区域上へ押し付けることとを含み、
   前記第１の表面の前記区域に関連する前記ステップ型の印刷アーティファクトが、前記取り付ける工程の後に実質上検出不能である、方法。
2. 前記取り付ける工程が、前記接着剤層を前記第１の表面に密着させることを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記接着剤付きフィルムを取り付ける工程の前に、前記第１の表面を前処理する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記接着剤層が感圧接着剤を含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記取り付ける工程が、前記接着剤付きフィルムの前記区域に熱を加えることを更に含み、前記区域を押し付けることが、前記接着剤付きフィルムの前記熱が加えられた区域を押し付けることを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記伸張可能な接着剤付きフィルムがコンプライアントフィルムである、請求項１に記載の方法。
7. 前記接着剤層が連続した接着剤層である、請求項１に記載の方法。
8. 前記基材が公称厚さを有し、前記接着剤層が公称厚さを有し、前記基材及び前記接着剤層の前記公称厚さが合わせて０．５ミル〜１５ミル（０．０１ｍｍ〜０．４ｍｍ）である、請求項１に記載の方法。
9. 前記取り付ける工程の一部として行われる前記押し付けることが、スキージを用いて行われる、請求項１に記載の方法。
10. 前記基材の第１の主表面が、機能表面を構成する、請求項１に記載の方法。
11. 前記機能表面が、研磨表面を構成する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記機能表面が、導電性表面を構成する、請求項１０に記載の方法。
13. 前記機能表面が、光操作表面を構成する、請求項１０に記載の方法。
14. 前記基材が複合フィルムを含む、請求項１に記載の方法。
15. 前記基材上に図形を印刷する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
16. 前記基材上に基準マークを印刷する工程を更に含み、前記基準マークが、前記３次元印刷オブジェクト上の特定の点に対応する、請求項１５に記載の方法。
17. 前記３次元印刷オブジェクトが、前記基準マークのうちの少なくともいくつかに対応する印刷された印を含み、前記取り付ける工程が、前記基準マークを関連する印と位置合わせさせることを更に含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記基材上に図形を印刷する工程が、前記基材上に歪められた画像を印刷することを含み、前記歪められた画像は、前記取り付ける工程の後に歪んでいないように見えるように歪められている、請求項１５に記載の方法。
19. 前記基材が熱可塑性フィルムを含む、請求項１に記載の方法。
20. 前記接着剤層が熱硬化性接着剤を含み、前記加えられる熱が、前記熱硬化性接着剤と関連する熱硬化を開始するのに十分である、請求項１に記載の方法。
21. 表面が修正された３次元印刷オブジェクトであって、
    ステップ型の印刷アーティファクトのある第１の表面を有する３次元印刷部品と、
    第１の主表面及び第２の主表面を有する基材を含む伸張可能な接着剤付きフィルムであって、前記第２の主表面が接着剤層と面している、伸張可能な接着剤付きフィルムとを含み、
    前記接着剤層が前記基材を前記第１の表面に結合し、前記第１の表面の一区域に関連する前記ステップ型の印刷アーティファクトが実質上検出不能である、表面が修正された３次元印刷オブジェクト。
22. 前記基材が印刷基材である、請求項２１に記載の表面が修正された３次元印刷オブジェクト。
23. 前記接着剤層が前記第１の表面に密着している、請求項２２に記載の表面が修正された３次元印刷オブジェクト。
24. 前記基材の前記第１の表面が機能表面である、請求項２１に記載の表面が修正された３次元印刷オブジェクト。
25. 前記機能表面が、光操作表面を構成する、請求項２４に記載の表面が修正された３次元印刷オブジェクト。
26. 前記接着剤層及び前記基材が公称厚さを有し、前記接着剤層及び前記基材の組み合わせた公称厚さが０．５ミル〜１０ミル（０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍ）である、請求項２１に記載の表面が修正された３次元印刷オブジェクト。

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