JP2020151931A - Apparatus of manufacturing three-dimensional modeled product and method of manufacturing three-dimensional modeled product - Google Patents

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Tadao Otani
直生 大谷
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Abstract

To provide an apparatus of manufacturing a three-dimensional modeled product, in which a flat particle-containing layer can be formed in manufacture of a three-dimensional modeled product in a slurry system.SOLUTION: The apparatus of manufacturing a three-dimensional modeled product includes: layer formation means that forms a particle-containing layer using a resin solution containing particles; curing means that performs curing a molding region in the particle-containing layer; and gap occlusion material application means that applies a gap occlusion material to the exposed surface of the particle-containing layer to occlude a gap in the exposed surface of the particle-containing layer in which the curing has been performed.SELECTED DRAWING: Figure 3B

Description

本発明は、立体造形物の製造装置及び立体造形物の製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a three-dimensional model and a method for manufacturing a three-dimensional model.

粉末積層による三次元造形方式(以下、「粉末積層造形方式」と称することがある)は、レーザー焼結方式(SLS)、電子ビーム焼結方式(EBM)、又はバインダージェット方式(BJ)に大別される。 The three-dimensional manufacturing method by powder lamination (hereinafter sometimes referred to as "powder lamination modeling method") is largely the laser sintering method (SLS), electron beam sintering method (EBM), or binder jet method (BJ). Separated.

前記バインダージェット方式は、粉末として石膏を用い、インクジェットヘッドからバインダーインクを吐出し、石膏粉を凝固させることで造形する技術である。また、粉末として砂を用いて、バインダー樹脂をインクジェットヘッドから吐出することで、鋳型などを形成する技術である。更に、粉末として金属やセラミックス、ガラスを用いるものなどもある。金属やセラミックスについては、バインダーによって粉末を結着した後、加熱して焼結することで、最終造形物を形成する。
粉末の積層方式としては、乾燥した粉末を積層するドライパウダー方式と、粉末と樹脂溶液との混合物(スラリー)を積層するスラリー方式などが用いられている。
The binder jet method is a technique for forming by using gypsum as a powder, ejecting binder ink from an inkjet head, and coagulating the gypsum powder. Further, it is a technique for forming a mold or the like by discharging a binder resin from an inkjet head using sand as a powder. Further, there are some that use metal, ceramics, or glass as the powder. For metals and ceramics, the powder is bound with a binder and then heated and sintered to form the final model.
As the powder laminating method, a dry powder method for laminating dry powder, a slurry method for laminating a mixture (slurry) of a powder and a resin solution, and the like are used.

スラリー方式としては、例えば、粒体を含む層に結着液を塗布して硬化させる造形方法の(k+1)層目の張り出し部の形成時において、前記張り出し部における(k+1)層目に塗布したスラリーの液体成分がk層目のサポート部に浸透することを抑制するために、(k+1)層目の張り出し部に重なるk層目のサポート部の領域に結着液を塗布して薄い下地層を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a slurry method, for example, at the time of forming the overhanging portion of the (k + 1) layer of the modeling method in which the binder liquid is applied to the layer containing the granules and cured, the coating is applied to the (k + 1) layer in the overhanging portion. In order to prevent the liquid component of the slurry from penetrating into the support portion of the k-th layer, a binder liquid is applied to the region of the support portion of the k-th layer that overlaps the overhanging portion of the (k + 1) layer, and a thin base layer Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

本発明は、スラリー方式の立体造形物の製造において、平坦な粒子含有層を形成することができる立体造形物の製造装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an apparatus for producing a three-dimensional model capable of forming a flat particle-containing layer in the production of a slurry-type three-dimensional model.

前記課題を解決するための手段としての本発明の立体造形物の製造装置は、粒子を含有する樹脂溶液を用いて粒子含有層を形成する層形成手段と、前記粒子含有層における造形領域の硬化をする硬化手段と、前記硬化がされた前記粒子含有層の露出表面における空隙を閉塞するように空隙閉塞材を前記粒子含有層の露出表面に付与する空隙閉塞材付与手段と、を有する。 The apparatus for producing a three-dimensional model of the present invention as a means for solving the above problems includes a layer forming means for forming a particle-containing layer using a resin solution containing particles and curing of a modeling region in the particle-containing layer. It has a curing means for forming a void blocking material and a void blocking material applying means for applying a void blocking material to the exposed surface of the particle-containing layer so as to close the voids on the exposed surface of the cured particle-containing layer.

本発明によると、スラリー方式の立体造形物の製造において、平坦な粒子含有層を形成することができる立体造形物の製造装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an apparatus for producing a three-dimensional model capable of forming a flat particle-containing layer in the production of a slurry-type three-dimensional model.

図1は、従来の立体造形物の製造装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a conventional three-dimensional model manufacturing apparatus. 図2Aは、従来の立体造形物の製造装置の動作の一例を示す概略図である。FIG. 2A is a schematic view showing an example of the operation of a conventional three-dimensional object manufacturing apparatus. 図2Bは、従来の立体造形物の製造装置の動作の一例を示す概略図である。FIG. 2B is a schematic view showing an example of the operation of a conventional three-dimensional object manufacturing apparatus. 図2Cは、従来の立体造形物の製造装置の動作の一例を示す概略図である。FIG. 2C is a schematic view showing an example of the operation of a conventional three-dimensional object manufacturing apparatus. 図2Dは、従来の立体造形物の製造装置の動作の一例を示す概略図である。FIG. 2D is a schematic view showing an example of the operation of a conventional three-dimensional object manufacturing apparatus. 図2Eは、従来の立体造形物の製造装置の動作の一例を示す概略図である。FIG. 2E is a schematic view showing an example of the operation of a conventional three-dimensional object manufacturing apparatus. 図3Aは、本発明の立体造形物の製造装置の動作の一例を示す概略図である。FIG. 3A is a schematic view showing an example of the operation of the three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention. 図3Bは、本発明の第1の実施形態に係る立体造形物の製造装置の動作の一例を示す概略図である。FIG. 3B is a schematic view showing an example of the operation of the three-dimensional model manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図3Cは、本発明の第1の実施形態に係る立体造形物の製造装置の動作の一例を示す概略図である。FIG. 3C is a schematic view showing an example of the operation of the three-dimensional model manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図3Dは、本発明の第1の実施形態に係る立体造形物の製造装置の動作の一例を示す概略図である。FIG. 3D is a schematic view showing an example of the operation of the three-dimensional model manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図3Eは、本発明の第1の実施形態に係る立体造形物の製造装置の動作の一例を示す概略図である。FIG. 3E is a schematic view showing an example of the operation of the three-dimensional model manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第2の実施形態に係る立体造形物の製造装置の一例を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of an apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to a second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第3の実施形態に係る立体造形物の製造装置の一例を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing an example of a three-dimensional model manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第4の実施形態に係る立体造形物の製造装置の一例を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing an example of an apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to a fourth embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第5の実施形態に係る立体造形物の製造装置の一例を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic view showing an example of an apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to a fifth embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第6の実施形態に係る立体造形物の製造装置の一例を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic view showing an example of an apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to a sixth embodiment of the present invention. 図9は、本発明の第7の実施形態に係る立体造形物の製造装置の一例を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic view showing an example of a three-dimensional model manufacturing apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. 図10は、本発明の第8の実施形態に係る立体造形物の製造装置の一例を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic view showing an example of a three-dimensional model manufacturing apparatus according to the eighth embodiment of the present invention.

(立体造形物の製造装置及び立体造形物の製造方法)
本発明の立体造形物の製造装置は、粒子を含有する樹脂溶液を用いて粒子含有層を形成する層形成手段と、前記粒子含有層における造形領域の硬化をする硬化手段と、前記硬化がされた前記粒子含有層の露出表面における空隙を閉塞するように空隙閉塞材を前記粒子含有層の露出表面に付与する空隙閉塞材付与手段と、を有し、層乾燥手段、溶解除去手段、及び焼結手段を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の手段を有する。
本発明の立体造形物の製造方法は、粒子を含有する樹脂溶液を用いて粒子含有層を形成する層形成工程と、前記粒子含有層における造形領域の硬化をする硬化工程と、前記硬化がされた前記粒子含有層の露出表面における空隙を埋めるように空隙閉塞材を前記粒子含有層の露出表面に付与する空隙閉塞材付与工程と、を含み、層乾燥工程、溶解除去工程、及び焼結工程を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含む。
本発明の立体造形物の製造方法は、本発明の立体造形物の製造装置を用いて好適に実施することができ、前記層形成工程は前記層形成手段により好適に実施することができ、前記硬化工程は前記硬化手段より好適に実施することができ、前記空隙閉塞材付与工程は前記空隙閉塞材付与手段により好適に実施することができ、前記層乾燥工程は前記層乾燥手段、前記溶解除去工程は前記溶解除去手段により好適に実施することができ、前記焼結工程は前記焼結手段により好適に実施することができ、前記その他の工程は前記その他の手段により好適に実施することができる。
(Manufacturing equipment for 3D objects and manufacturing method for 3D objects)
In the three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention, a layer forming means for forming a particle-containing layer using a resin solution containing particles, a curing means for curing a modeling region in the particle-containing layer, and the curing are performed. It has a void blocking material imparting means for imparting a void blocking material to the exposed surface of the particle-containing layer so as to close the voids on the exposed surface of the particle-containing layer, and has a layer drying means, a dissolution removing means, and a baking. It is preferable to have a connecting means, and if necessary, other means.
The method for producing a three-dimensional model of the present invention includes a layer forming step of forming a particle-containing layer using a resin solution containing particles, a curing step of curing a modeling region in the particle-containing layer, and the curing. A layer drying step, a dissolution removal step, and a sintering step, which include a void blocking material applying step of applying a void blocking material to the exposed surface of the particle-containing layer so as to fill the voids on the exposed surface of the particle-containing layer. It is preferable to have the above, and if necessary, other steps are included.
The method for producing a three-dimensional model of the present invention can be suitably carried out using the apparatus for producing a three-dimensional model of the present invention, and the layer forming step can be preferably carried out by the layer forming means. The curing step can be more preferably carried out than the curing means, the void closing material applying step can be preferably carried out by the void closing material applying means, and the layer drying step is carried out by the layer drying means and the dissolution removal. The step can be suitably carried out by the dissolution and removal means, the sintering step can be preferably carried out by the sintering means, and the other steps can be preferably carried out by the other means. ..

本発明者らは、スラリー方式の立体造形物の製造において、平坦な粒子含有層を形成することができる立体造形物の製造装置について検討したところ、以下の知見を得た。
従来技術では、張り出し部の下層に位置するサポート部へのスラリーの液体成分の浸透を抑制するために、張り出し部の下層に位置するサポート部のスラリー層表面に結着剤を塗布しているが、張り出し部以外の領域については、スラリーの液体成分の浸透を抑制することができないという問題がある。
また、従来技術では、造形領域に結着剤を塗布したのち、紫外線照射により前記結着剤を硬化する必要があるため、装置コストが大きくなるという問題がある.
The present inventors have investigated a device for producing a three-dimensional model capable of forming a flat particle-containing layer in the production of a slurry-type three-dimensional model, and obtained the following findings.
In the prior art, a binder is applied to the surface of the slurry layer of the support portion located below the overhang portion in order to suppress the permeation of the liquid component of the slurry into the support portion located below the overhang portion. There is a problem that the permeation of the liquid component of the slurry cannot be suppressed in the region other than the overhanging portion.
Further, in the prior art, it is necessary to apply the binder to the modeling region and then cure the binder by irradiation with ultraviolet rays, which causes a problem that the equipment cost increases.

そこで、本発明者らは、粒子を含有する樹脂溶液を用いて粒子含有層を形成する層形成手段と、前記粒子含有層における造形領域の硬化をする硬化手段と、前記硬化がされた前記粒子含有層の露出表面における空隙を閉塞するように空隙閉塞材を前記粒子含有層の露出表面に付与する空隙閉塞材付与手段と、を有する立体造形物の製造装置とすることにより、粒子含有層上に供給した樹脂溶液の液体成分が当該粒子含有層へ浸透することを抑制することでき、それにより供給した樹脂溶液の高粘度化を抑制できるため、平坦な粒子含有層を形成することができることを見出した。 Therefore, the present inventors have a layer forming means for forming a particle-containing layer using a resin solution containing particles, a curing means for curing a modeling region in the particle-containing layer, and the cured particles. By providing a three-dimensional model manufacturing apparatus having a void blocking material imparting means for applying a void blocking material to the exposed surface of the particle-containing layer so as to close the voids on the exposed surface of the particle-containing layer, the particles can be formed on the particle-containing layer. It is possible to prevent the liquid component of the resin solution supplied to the particle-containing layer from permeating into the particle-containing layer, thereby suppressing the increase in viscosity of the supplied resin solution, so that a flat particle-containing layer can be formed. I found it.

<層形成工程及び層形成手段>
前記層形成工程は、粒子を含有する樹脂溶液を用いて粒子含有層を形成する工程である。
前記層形成手段は、粒子を含有する樹脂溶液を用いて粒子含有層を形成する手段である。
前記層形成工程は、前記層形成手段により好適に実施することができる。
<Layer forming process and layer forming means>
The layer forming step is a step of forming a particle-containing layer using a resin solution containing particles.
The layer forming means is a means for forming a particle-containing layer using a resin solution containing particles.
The layer forming step can be preferably carried out by the layer forming means.

−支持体−
前記支持体(以降、液体材料層保持手段と称することがある)としては、前記樹脂溶液を載置することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記樹脂溶液の載置面を有する台、特開2000−328106号公報の図1に記載の装置におけるベースプレート、などが挙げられる。前記支持体の表面、即ち、前記樹脂溶液を載置する載置面としては、例えば、平滑面であってもよいし、粗面であってもよく、また、平面であってもよいし、曲面であってもよい。
-Support-
The support (hereinafter, may be referred to as a liquid material layer holding means) is not particularly limited as long as the resin solution can be placed on the support, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a table having a mounting surface, a base plate in the apparatus shown in FIG. 1 of JP-A-2000-328106, and the like. The surface of the support, that is, the mounting surface on which the resin solution is placed, may be, for example, a smooth surface, a rough surface, or a flat surface. It may be a curved surface.

−粒子含有層の形成−
前記樹脂溶液を前記支持体上に配置させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、樹脂溶液(「スラリー」又は「スラリー材料」と称することがある)を薄層に配置させる方法としては、特許第3607300号公報に記載の選択的レーザー焼結方法に用いられる、公知のカウンター回転機構(カウンターローラ)などを用いる方法、前記スラリーをブラシ、ローラ、ブレード等の部材を用いて薄層に拡げる方法、前記粒子含有層の表面を押圧部材を用いて押圧して薄層に拡げる方法、公知の粉末積層造形装置を用いる方法などが好適に挙げられる。
-Formation of particle-containing layer-
The method for arranging the resin solution on the support is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it may be referred to as a resin solution (“slurry” or “slurry material”). ) Is arranged in a thin layer, a method using a known counter rotation mechanism (counter roller) or the like used in the selective laser sintering method described in Japanese Patent No. 3607300, the slurry is brushed, a roller, and the like. Preferable examples thereof include a method of expanding into a thin layer using a member such as a blade, a method of pressing the surface of the particle-containing layer with a pressing member to expand into a thin layer, and a method of using a known powder lamination molding apparatus.

前記カウンター回転機構(カウンターローラ)、前記ブラシ乃至ブレード、前記押圧部材などを用いて、前記支持体上に前記スラリー材料を載置させるには、例えば、以下のようにして行うことができる。即ち、例えば、外枠(「型」、「中空シリンダー」、「筒状構造体」などと称されることもある)内に、前記外枠の内壁に摺動しながら昇降可能に配置された前記支持体上に前記スラリー材料を、前記カウンター回転機構(カウンターローラ)、前記ブラシ、ローラ又はブレード、前記押圧部材などを用いて載置させる。このとき、前記支持体として、前記外枠内を昇降可能なものを用いる場合には、前記支持体を前記外枠の上端開口部よりも少しだけ下方の位置に配し、即ち、前記粒子含有層(スラリー層)の厚み分だけ下方に位置させておき、前記支持体上に前記スラリー材料を載置させる。以上により、前記スラリー材料を前記支持体上に薄層に載置させることができる。 The slurry material can be placed on the support by using the counter rotation mechanism (counter roller), the brush or blade, the pressing member, or the like, for example, as follows. That is, for example, they are arranged in an outer frame (sometimes referred to as a "mold", a "hollow cylinder", a "cylindrical structure", etc.) so as to be able to move up and down while sliding on the inner wall of the outer frame. The slurry material is placed on the support using the counter rotation mechanism (counter roller), the brush, the roller or blade, the pressing member, and the like. At this time, when a support that can move up and down in the outer frame is used, the support is arranged at a position slightly lower than the upper end opening of the outer frame, that is, the particles are contained. The slurry material is placed on the support so as to be positioned below by the thickness of the layer (slurry layer). As described above, the slurry material can be placed on the support in a thin layer.

なお、このようにして薄層に載置させた前記スラリー材料に対し、レーザーや電子線、或いは、後述する造形液を作用させると硬化が生ずる。ここで得られた薄層の硬化物上に、上記と同様にして、前記スラリー材料を薄層に載置させ、この薄層に載置された前記スラリー材料(層)に対し、前記レーザーや電子線、或いは造形液を作用させると硬化が生ずる。このときの硬化は、前記薄層に載置された前記スラリー材料(層)においてのみならず、その下に存在する、先に硬化して得られた前記薄層の硬化物との間でも生ずる。その結果、前記薄層に載置された前記スラリー材料(層)の約2層分の厚みを有する硬化物(立体造形物)が得られる。 When the slurry material placed on the thin layer in this way is allowed to act on a laser, an electron beam, or a modeling liquid described later, curing occurs. On the cured product of the thin layer obtained here, the slurry material is placed on the thin layer in the same manner as described above, and the laser or the laser is applied to the slurry material (layer) placed on the thin layer. Curing occurs when an electron beam or a molding liquid is applied. The curing at this time occurs not only in the slurry material (layer) placed on the thin layer, but also in the cured product of the thin layer obtained by curing earlier, which exists under the slurry material (layer). .. As a result, a cured product (three-dimensional model) having a thickness equivalent to about two layers of the slurry material (layer) placed on the thin layer can be obtained.

また、前記スラリー材料を前記支持体上に薄層に載置させるには、前記公知の粉末積層造形装置を用いて自動的にかつ簡便に行うこともできる。前記粉末積層造形装置は、一般に、前記スラリー材料を積層するためのリコーターと、前記スラリー材料を前記支持体上に供給するための可動式供給槽と、前記粉末材料を薄層に載置し、積層するための可動式成形槽とを備える。前記粉末積層造形装置においては、前記供給槽を上昇させるか、前記成形槽を下降させるか、又はその両方によって、常に前記供給槽の表面は前記成形槽の表面よりもわずかに上昇させることができ、前記供給槽側から前記リコーターを用いて前記粉末材料を薄層に配置させることができ、前記リコーターを繰り返し移動させることにより、薄層の前記スラリー材料を積層させることができる。この粉末積層造形装置をそのままスラリー積層用に置き換えてもよいし、リコーター部分をシート成形用のドクターブレードに変えてもよい。 Further, in order to place the slurry material on the support in a thin layer, it can be automatically and easily performed by using the known powder additive manufacturing apparatus. The powder additive manufacturing apparatus generally comprises a recorder for laminating the slurry material, a movable supply tank for supplying the slurry material onto the support, and the powder material placed on a thin layer. It is equipped with a movable molding tank for laminating. In the powder laminating molding apparatus, the surface of the supply tank can always be slightly raised above the surface of the molding tank by raising the supply tank, lowering the molding tank, or both. The powder material can be arranged in a thin layer from the supply tank side using the recorder, and the slurry material in the thin layer can be laminated by repeatedly moving the recorder. This powder additive manufacturing device may be replaced as it is for slurry lamination, or the recorder portion may be changed to a doctor blade for sheet molding.

前記粒子含有層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、一層当たりの平均厚みで、3μm以上200μm以下が好ましく、10μm以上100μm以下がより好ましい。前記平均厚みが、3μm以上であると、立体造形物が得られるまでの時間が適正であり、焼結等の処理乃至取扱い時に型崩れ等の問題が生じることがない。一方、前記平均厚みが、200μm以下であると、立体造形物の寸法精度が充分に得られる。なお、前記平均厚みは、公知の方法に従って測定することができる。 The thickness of the particle-containing layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the average thickness per layer is preferably 3 μm or more and 200 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 100 μm or less. When the average thickness is 3 μm or more, the time until the three-dimensional model is obtained is appropriate, and problems such as shape loss do not occur during processing or handling such as sintering. On the other hand, when the average thickness is 200 μm or less, sufficient dimensional accuracy of the three-dimensional model can be obtained. The average thickness can be measured according to a known method.

前記粒子含有層から溶媒が揮発した後の表面粗さ(Ra)としては、0.1μm以上10μm以下が好ましい。前記表面粗さ(Ra)が、0.1μm以上であると、適度に表面が荒れることでインクの浸透性を促すことができ、10μm以下であると、造形液の量が積層面に対して均一に付与することができる。また、前記粒子含有層の表面粗さ(Ra)が上記範囲であると、造形で得られたグリン体における層間の接着力を十分に得ることができる。
また、スラリーが乾燥工程を経て乾燥して安定になった状態での表面粗さが0.1μm以上10μm以下であることが好ましい。スラリーの状態が安定であると、積層時ごとのばらつきを小さくすることができる。
前記表面粗さ(Ra)の測定は、以下のようにして行うことができる。前記粒子含有層は、樹脂溶液(スラリー)を敷き、必要に応じて溶剤の除去などを施し、造形液を付与する前の状態にする。このときの第一の立体造形用材料の層について、レーザー顕微鏡(装置名:VK−X250、株式会社キーエンス製)を用いて層表面の5箇所を任意に選択して測定する。対物レンズは20倍を用い、得られた測定値から平均値を求め、表面粗さ(Ra)とする。
The surface roughness (Ra) after the solvent volatilizes from the particle-containing layer is preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less. When the surface roughness (Ra) is 0.1 μm or more, the surface is appropriately roughened to promote ink permeability, and when it is 10 μm or less, the amount of the modeling liquid is relative to the laminated surface. It can be applied uniformly. Further, when the surface roughness (Ra) of the particle-containing layer is within the above range, sufficient adhesive force between layers in the green body obtained by modeling can be obtained.
Further, it is preferable that the surface roughness in a state where the slurry is dried and stabilized through the drying step is 0.1 μm or more and 10 μm or less. When the state of the slurry is stable, the variation in each lamination can be reduced.
The surface roughness (Ra) can be measured as follows. The particle-containing layer is laid with a resin solution (slurry), and if necessary, the solvent is removed to bring it into a state before the modeling liquid is applied. At this time, the layer of the first three-dimensional modeling material is measured by arbitrarily selecting five points on the layer surface using a laser microscope (device name: VK-X250, manufactured by KEYENCE CORPORATION). The objective lens is 20 times, and the average value is obtained from the obtained measured values and used as the surface roughness (Ra).

−粒子含有層−
前記粒子含有層は、粒子を含有する樹脂溶液を層形成手段により平坦化されることにより形成される層である。
-Particle-containing layer-
The particle-containing layer is a layer formed by flattening a resin solution containing particles by a layer forming means.

−−樹脂溶液−−
前記樹脂溶液は、粒子と、溶解した樹脂を含有しており、溶媒、更に必要に応じてその他の成分を含有する。なお、本明細書では、樹脂溶液をスラリーと称することがある。
--Resin solution ---
The resin solution contains particles, a dissolved resin, a solvent, and if necessary, other components. In this specification, the resin solution may be referred to as a slurry.

−−−粒子−−−
前記粒子の形状、構造、平均粒子径、材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記粒子の材質としては、例えば、金属、セラミックスなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記金属としては、例えば、ステンレス、アルミニウム、チタンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記セラミックスとしては、例えば、ガラス、アルミナ、ジルコニアなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
--- Particles ---
The shape, structure, average particle diameter, and material of the particles are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
Examples of the material of the particles include metals and ceramics. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the metal include stainless steel, aluminum, titanium and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the ceramics include glass, alumina, zirconia and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

−−−溶媒−−−
前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、有機溶媒などが挙げられる。
前記有機溶媒としては、例えば、アセトン、エタノール、ベンゼン、クロロホルム、トルエンなどが挙げられる。
--- Solvent ---
The solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include water and organic solvents.
Examples of the organic solvent include acetone, ethanol, benzene, chloroform, toluene and the like.

−−−樹脂−−−
前記樹脂としては、樹脂溶液の溶媒に種類に応じて適宜選択することができる。
前記溶媒が水である場合には、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリグリコール酸(PGA)などが挙げられる。
前記溶媒が有機溶媒である場合には、例えば、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ビフェニル、ポリ酢酸ビニルなどが挙げられる。
--- Resin ---
The resin can be appropriately selected depending on the type of solvent in the resin solution.
When the solvent is water, examples thereof include polyvinyl alcohol (PVA) and polyglycolic acid (PGA).
When the solvent is an organic solvent, examples thereof include polyvinyl butyral (PVB), polymethylmethacrylate (PMMA), biphenyl, polyvinyl acetate and the like.

−−−その他の成分−−−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、脱水縮合剤、分散剤、可塑剤、焼結助剤などが挙げられ、特に脱水縮合剤を添加することが好ましい。前記樹脂溶液が、前記分散剤を含むと、前記粒子の分散性を改善し、静止時の沈降を抑制することができる点で好ましく、グリンシート又はグリン体を造形する際に粒子が連続して存在しやすくなる。また、前記可塑剤を含むと、前記樹脂溶液からなるグリンシート又はグリン体前駆体が乾燥した際に亀裂が入りにくくなる点で好ましい。前記焼結助剤を含むと、得られた積層造形物につき焼結処理を行う場合において、より低温での焼結が可能となる点で好ましい。
--- Other ingredients ---
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include dehydration condensing agents, dispersants, plasticizers, sintering aids and the like, and in particular, a dehydration condensing agent is added. It is preferable to do so. When the resin solution contains the dispersant, it is preferable in that the dispersibility of the particles can be improved and sedimentation at rest can be suppressed, and the particles are continuously formed when forming a green sheet or a green body. It becomes easier to exist. Further, it is preferable to include the plasticizer in that cracks are less likely to occur when the green sheet or the green body precursor composed of the resin solution is dried. It is preferable to include the sintering aid in that the obtained laminated modeled product can be sintered at a lower temperature when it is subjected to a sintering treatment.

−−−−脱水縮合剤−−−−
前記脱水縮合剤は、前記樹脂溶液、及び前記造形液の少なくともいずれかに添加することが好ましい。さらに、添加した場合において得られた立体造形物を加熱処理することがより好ましい。脱水縮合剤の添加や立体造形物の加熱により前記樹脂と前記有機化合物Bの間の静電的な相互作用による架橋の一部に共有結合を形成することができ、静電相互作用の結合と共有結合が立体造形物中にて混在することになる。前記静電的な相互作用の結合は、水親和性が高いため吸水して膨潤することにより曲げ弾性率や硬度が低下する傾向にあるが、共有結合を有することにより立体造形物の硬度を一定以上保つことができる。その結果、後述する除去工程において立体造形物を取り出す際、変形や欠けなく容易に取り出すことができる。
前記脱水縮合剤とは、付加脱離反応によってエステル・アミド結合等のカルボン酸誘導体を合成するための反応試薬を意味する。
--- Dehydration condensate ---
The dehydration condensing agent is preferably added to at least one of the resin solution and the modeling solution. Further, it is more preferable to heat-treat the three-dimensional model obtained when added. By adding a dehydration condensing agent or heating the three-dimensional structure, a covalent bond can be formed in a part of the crosslink by the electrostatic interaction between the resin and the organic compound B, and the bond of the electrostatic interaction can be formed. Covalent bonds will be mixed in the three-dimensional model. Since the electrostatic interaction bond has a high water affinity, the flexural modulus and hardness tend to decrease due to water absorption and swelling, but the covalent bond keeps the hardness of the three-dimensional model constant. It can be kept above. As a result, when the three-dimensional model is taken out in the removal step described later, it can be easily taken out without deformation or chipping.
The dehydration condensing agent means a reaction reagent for synthesizing a carboxylic acid derivative such as an ester-amide bond by an addition / elimination reaction.

前記脱水縮合剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カルボジイミド縮合剤、イミダゾール縮合剤、トリアジン縮合剤、ホスホニウム縮合剤、ウロニウム縮合剤、ハロウニウム縮合剤などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記カルボジイミド縮合剤としては、1−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]−3−エチルカルボジイミド、塩酸1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、N,N’−ジイソプロピルカルボジイミドなどが挙げられる。
前記イミダゾール縮合剤としては、N,N’−カルボニルジイミダゾール、1,1’−カルボニルジ(1,2,4−トリアゾール)などが挙げられる。
前記トリアジン縮合剤としては、4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリニウム=クロリドn水和物、トリフルオロメタンスルホン酸(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−(2−オクトキシ−2−オキソエチル)ジメチルアンモニウムなどが挙げられる。
前記ホスホニウム縮合剤としては、1H−ベンゾトリアゾール−1−イルオキシトリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロリン酸塩、1H−ベンゾトリアゾール−1−イルオキシトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロリン酸塩、(7−アザベンゾトリアゾール−1−イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロリン酸塩、クロロトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロリン酸塩、ブロモトリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロリン酸塩、3−(ジエトキシホスホリルオキシ)−1,2,3−ベンゾトリアジン−4(3H)−オンなどが挙げられる。
前記ウロニウム縮合剤としては、O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩、O−(7−アザベンゾトリアゾール−1−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩、O−(N−スクシンイミジル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムテトラフルオロホウ酸塩、O−(N−スクシンイミジル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロリン酸塩、O−(3,4−ジヒドロ−4−オキソ−1,2,3−ベンゾトリアジン−3−イル)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムテトラフルオロホウ酸塩、S−(1−オキシド−2−ピリジル)−N,N,N’,N’−テトラメチルチウロニウムテトラフルオロホウ酸塩、O−[2−オキソ−1(2H)−ピリジル]−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムテトラフルオロホウ酸塩、{{[(1−シアノ−2−エトキシ−2−オキソエチリデン)アミノ]オキシ}−4−モルホリノメチレン}ジメチルアンモニウムヘキサフルオロリン酸塩などが挙げられる。
前記ハロウニウム縮合剤としては、2−クロロ−1,3−ジメチルイミダゾリニウムヘキサフルオロリン酸塩、1−(クロロ−1−ピロリジニルメチレン)ピロリジニウムヘキサフルオロリン酸塩、2−フルオロ−1,3−ジメチルイミダゾリニウムヘキサフルオロリン酸塩、フルオロ−N,N,N’,N’−テトラメチルホルムアミジニウムヘキサフルオロリン酸塩などが挙げられる。
これらの中でも、水やアルコール等の極性溶媒中にて反応が起こるトリアジン縮合剤として、4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリニウム=クロリドn水和物(DMT−MM)が好ましい。
The dehydration condensing agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include carbodiimide condensing agent, imidazole condensing agent, triazine condensing agent, phosphonium condensing agent, uronium condensing agent and halonium condensing agent. Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the carbodiimide condensing agent include 1- [3- (dimethylamino) propyl] -3-ethylcarbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, and N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC). , N, N'-diisopropylcarbodiimide and the like.
Examples of the imidazole condensing agent include N, N'-carbonyldiimidazole, 1,1'-carbonyldi (1,2,4-triazole) and the like.
Examples of the triazine condensing agent include 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazine-2-yl) -4-methylmorpholinium = chloride n hydrate and trifluoromethanesulfonic acid (4,6). -Dimethoxy-1,3,5-triazine-2-yl)-(2-octoxy-2-oxoethyl) dimethylammonium and the like can be mentioned.
Examples of the phosphonium condensing agent include 1H-benzotriazole-1-yloxytris (dimethylamino) phosphonium hexafluorophosphate, 1H-benzotriazole-1-yloxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate, (7-). Azabenzotriazole-1-yloxy) tripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate, chlorotripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate, bromotris (dimethylamino) phosphonium hexafluorophosphate, 3- (diethoxyphosphoryloxy)- Examples thereof include 1,2,3-benzotriazine-4 (3H) -one.
Examples of the uronium condensing agent include O- (benzotriazole-1-yl) -N, N, N', N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate and O- (7-azabenzotriazole-1-yl). ) -N, N, N', N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate, O- (N-succinimidyl) -N, N, N', N'-tetramethyluronium tetrafluoroborate, O- (N-succinimidyl) -N, N, N', N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate, O- (3,4-dihydro-4-oxo-1,2,3-benzotriazine- 3-Il) -N, N, N', N'-tetramethyluronium tetrafluoroborate, S- (1-oxide-2-pyridyl) -N, N, N', N'-tetramethylthio Uronium tetrafluoroborate, O- [2-oxo-1 (2H) -pyridyl] -N, N, N', N'-tetramethyluronium tetrafluoroborate, {{[(1-cyano) -2-ethoxy-2-oxoethylidene) amino] oxy} -4-morpholinomethylene} dimethylammonium hexafluorophosphate and the like.
Examples of the halonium condensing agent include 2-chloro-1,3-dimethylimidazolinium hexafluorophosphate, 1- (chloro-1-pyrrolidinyl methylene) pyrrolidinium hexafluorophosphate, and 2-fluoro-. Examples thereof include 1,3-dimethylimidazolinium hexafluorophosphate, fluoro-N, N, N', N'-tetramethylformamidinium hexafluorophosphate and the like.
Among these, 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazine-2-yl) -4-methylmorpholinium is used as a triazine condensing agent that reacts in a polar solvent such as water or alcohol. = Chloride n hydrate (DMT-MM) is preferred.

前記脱水縮合剤の含有量としては、立体造形物の硬度の観点から、前記第一の立体造形用液体材料、及び前記造形液の少なくともいずれか100質量部に対して、3質量部以上20質量部以下が好ましい。 The content of the dehydration condensing agent is 3 parts by mass or more and 20 parts by mass with respect to at least 100 parts by mass of the first liquid material for three-dimensional modeling and the modeling liquid from the viewpoint of the hardness of the three-dimensional model. Part or less is preferable.

<層乾燥工程及び層乾燥手段>
前記層乾燥手段は、前記層形成工程後、前記硬化工程前において、得られたスラリー層を乾燥させる手段である。
前記層乾燥工程は、前記層形成工程後、前記硬化工程前において、得られたスラリー層を乾燥させる工程であり、層乾燥手段により行われる。もちろん自然乾燥を行ってもよい。前記層乾燥工程において、前記スラリー層中に含まれる水分(溶媒)を揮発させることができる。なお、前記層乾燥工程としては、スラリー層から溶媒をすべて除去することが好ましい。前記層乾燥手段としては、例えば、公知の乾燥機などが挙げられる。
スラリー層を平坦化し、乾燥させることによって、溶液中の樹脂が粒子表面に析出し、被膜を形成する。
<Layer drying process and layer drying means>
The layer drying means is a means for drying the obtained slurry layer after the layer forming step and before the curing step.
The layer drying step is a step of drying the obtained slurry layer after the layer forming step and before the curing step, and is performed by the layer drying means. Of course, natural drying may be performed. In the layer drying step, the water (solvent) contained in the slurry layer can be volatilized. In the layer drying step, it is preferable to remove all the solvent from the slurry layer. Examples of the layer drying means include known dryers.
By flattening and drying the slurry layer, the resin in the solution is deposited on the surface of the particles to form a film.

前記層乾燥工程における乾燥時間は適宜変更することができる。 The drying time in the layer drying step can be appropriately changed.

<硬化手段及び硬化工程>
前記硬化工程は、前記粒子含有層における造形領域の硬化をする工程である。
前記硬化手段は、前記粒子含有層における造形領域の硬化をする手段である。
前記硬化工程は、前記硬化手段により好適に実施することができる。
前記「硬化」とは、前記粒子含有層における樹脂が造形液により溶解及び固化することを意味する。
<Curing means and curing process>
The curing step is a step of curing the modeling region in the particle-containing layer.
The curing means is a means for curing a modeling region in the particle-containing layer.
The curing step can be preferably carried out by the curing means.
The "curing" means that the resin in the particle-containing layer is dissolved and solidified by the modeling liquid.

前記造形領域は、粒子含有層に造形液を付与して立体造形物を造形する領域を意味する。なお、造形領域に対して、非造形領域は、粒子含有層において造形液を付与せずに立体造形物を造形しない領域を意味する。 The modeling region means a region in which a modeling liquid is applied to the particle-containing layer to form a three-dimensional model. In addition, with respect to the modeling region, the non-modeling region means a region in the particle-containing layer in which a three-dimensional model is not modeled without applying a modeling liquid.

前記造形液としては、樹脂溶液中の樹脂と反応して樹脂を溶解及び固化させることができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記造形液としては、樹脂が水溶性の場合には、例えば、水などが挙げられる。
また、前記造形液としては、樹脂が有機溶剤に可溶な場合には、例えば、有機溶媒などが挙げられる。前記有機溶媒としては、例えば、前記樹脂溶液に用いる有機溶媒と同様のものを用いることができる。
前記造形液としては、その他にも、水性媒体、粘度調整剤、樹脂を架橋させる架橋剤、その他の成分などを含有させることができる。
The modeling liquid is not particularly limited as long as it can react with the resin in the resin solution to dissolve and solidify the resin, and can be appropriately selected depending on the intended purpose.
When the resin is water-soluble, examples of the modeling liquid include water.
When the resin is soluble in an organic solvent, the modeling liquid includes, for example, an organic solvent. As the organic solvent, for example, the same organic solvent as that used for the resin solution can be used.
In addition, the modeling liquid may contain an aqueous medium, a viscosity modifier, a cross-linking agent for cross-linking a resin, other components, and the like.

前記水性媒体としては、例えば、水、メタノール、エタノール等のアルコール、エーテル、ケトン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、水が好ましい。なお、前記水性媒体は、前記水が前記アルコール等の水以外の成分を若干量含有するものであってもよい。
前記水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、超純水などが挙げられる。
Examples of the aqueous medium include water, alcohols such as methanol and ethanol, ethers, ketones, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, water is preferable. The aqueous medium may be such that the water contains a small amount of a component other than water such as the alcohol.
Examples of the water include ion-exchanged water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, pure water such as distilled water, and ultrapure water.

前記その他の成分としては、例えば、脱水縮合剤、界面活性剤、保存剤、防腐剤、安定化剤、pH調整剤などが挙げられる。 Examples of the other components include dehydration condensing agents, surfactants, preservatives, preservatives, stabilizers, pH adjusters and the like.

前記造形液は、各種の積層造形物、構造体の簡便かつ効率的な製造に好適に用いることができ、後述する本発明の立体造形物の製造方法及び立体造形物の製造装置に特に好適に用いることができる。 The modeling liquid can be suitably used for simple and efficient production of various laminated models and structures, and is particularly suitable for the method for producing a three-dimensional model and the apparatus for producing a three-dimensional model, which will be described later. Can be used.

前記造形液の前記粒子含有層(スラリー層)へ付与する硬化手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンサ方式、スプレー方式、インクジェット方式などで用いられている液体吐出手段などが挙げられる。本発明においては、複雑な立体形状を精度良くかつ効率よく形成し得る点で、前記インクジェット方式で用いられる液体吐出手段(圧電アクチュエーター等の振動素子を用い、複数ノズルから液滴を吐出するもの)が好ましい。
前記乾燥工程を行う場合には、粒子表面に析出した樹脂によって形成された被膜を、前記造形液により溶解及び固化することによって、UV照射装置などの高コストな機器を用いることなく、粒子含有層を硬化することができる。
The curing means for applying the molding liquid to the particle-containing layer (slurry layer) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it is used in a dispenser method, a spray method, an inkjet method and the like. Examples include liquid discharge means. In the present invention, a liquid ejection means (a device that ejects droplets from a plurality of nozzles using a vibrating element such as a piezoelectric actuator) used in the above-mentioned inkjet method in that a complicated three-dimensional shape can be formed accurately and efficiently). Is preferable.
When the drying step is performed, the film formed by the resin deposited on the particle surface is dissolved and solidified by the modeling liquid, so that the particle-containing layer is used without using a high-cost device such as a UV irradiation device. Can be cured.

<空隙閉塞材付与工程及び空隙閉塞材付与手段>
前記空隙閉塞材付与工程は、前記硬化がされた前記粒子含有層の露出表面における空隙を閉塞するように空隙閉塞材を前記粒子含有層の露出表面に付与する工程である。
前記空隙閉塞材付与手段は、前記硬化がされた前記粒子含有層の露出表面における空隙を閉塞するように空隙閉塞材を前記粒子含有層の露出表面に付与する手段である。
前記空隙閉塞材付与工程は、前記空隙閉塞材付与手段により好適に実施することができる。
<Void blocking material applying process and void closing material applying means>
The void blocking material applying step is a step of applying the void blocking material to the exposed surface of the particle-containing layer so as to close the voids on the exposed surface of the cured particle-containing layer.
The void blocking material applying means is a means for applying a void blocking material to the exposed surface of the particle-containing layer so as to close the voids on the exposed surface of the cured particle-containing layer.
The gap closing material applying step can be preferably carried out by the void closing material applying means.

「露出表面」とは、前記粒子含有層の支持体に面する側とは逆側における最表面を意味する。
「空隙」とは、前記粒子含有層を構成する粒子同士が形成する隙間を意味する。
The "exposed surface" means the outermost surface of the particle-containing layer on the side opposite to the side facing the support.
The “void” means a gap formed by particles forming the particle-containing layer.

前記空隙閉塞材付与手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンサー、インクジェットユニットなどが挙げられる。これらの中でも、インクジェットユニットが好ましい。前記空隙閉塞材付与手段が、インクジェットユニットであると、粒子含有層に付与する充填材量を空隙に浸透する分だけに調整できる。すると、使用する空隙閉塞材の量を低減できると共に、空隙閉塞材をスキージする(均す)工程が不要になり生産性を向上させることができる。
なお、前記空隙閉塞材付与手段は、前記粒子含有層における造形領域及び非造形領域に前記空隙閉塞材を付与する。
The void closing material applying means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a dispenser and an inkjet unit. Among these, an inkjet unit is preferable. When the void blocking material applying means is an inkjet unit, the amount of the filler applied to the particle-containing layer can be adjusted only to the amount that penetrates the voids. Then, the amount of the void blocking material used can be reduced, and the step of squeezing (leveling) the void closing material becomes unnecessary, and the productivity can be improved.
The void closing material applying means applies the void closing material to the formed region and the non-formed region in the particle-containing layer.

−空隙閉塞材−
前記空隙閉塞材は、前記粒子含有層の空隙を閉塞する材料である。前記空隙閉塞材は、前記粒子含有層に付与すると、当該粒子含有層の空隙を充填される。そのため、粒子含有層上に樹脂溶液を付与しても、粒子含有層の空隙に樹脂溶液の液体成分が浸透することを抑制することができ、それにより供給した樹脂溶液の高粘度化を抑制できるため、平坦な粒子含有層を形成することができる。
-Void blocker-
The void blocking material is a material that closes the voids of the particle-containing layer. When the void blocking material is applied to the particle-containing layer, the voids in the particle-containing layer are filled. Therefore, even if the resin solution is applied onto the particle-containing layer, it is possible to suppress the permeation of the liquid component of the resin solution into the voids of the particle-containing layer, thereby suppressing the increase in viscosity of the supplied resin solution. Therefore, a flat particle-containing layer can be formed.

前記空隙閉塞材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記樹脂溶液に対して不溶性の流体であることが必要であり、さらに、難揮発性の流体であること、揮発して造膜する流体、粘度が300Pa・s以上の流体であること、前記樹脂溶液よりも比重が大きい流体、後述する溶解液により可溶であるなどの特性を有している材料が挙げられる。
また、前記空隙閉塞材としては、後述する溶解液により可溶である材料であることが好ましい。
The void blocking material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the void closing material needs to be a fluid insoluble in the resin solution, and is further a refractory fluid. It has characteristics such as being a fluid that volatilizes and forms a film, a fluid having a viscosity of 300 Pa · s or more, a fluid having a higher specific gravity than the resin solution, and being soluble in a solution described later. Materials can be mentioned.
Further, the void closing material is preferably a material that is more soluble in the dissolution liquid described later.

前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ難揮発性の流体としては、例えば、オイル、イソホロン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジカルボン酸メチルエステル混合物、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
なお、前記「難揮発性」とは、揮発性ではない性質を意味し、揮発性の液体よりも揮発しにくい性質を意味している。難揮発性には、不揮発性を含む。前記難揮発性の流体は、常温常圧において、粒子含有層の空隙に浸透した際に、揮発しない流体である。
前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ難揮発性の流体であると、粒子含有層上に供給した樹脂溶液の液体成分が下層の粒子含有層へ浸透することを抑制することでき、それにより供給した樹脂溶液の高粘度化を抑制できるため、平坦な粒子含有層を形成することができる。
Examples of the fluid that is insoluble in the resin solution and hardly volatile includes oil, isophorone, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol, triethylene glycol monobutyl ether, dicarboxylic acid methyl ester mixture, and γ-butyrolactone. ..
The "non-volatile" means a property that is not volatile, and means a property that is less volatile than a volatile liquid. Non-volatile includes non-volatile. The refractory fluid is a fluid that does not volatilize when it permeates the voids of the particle-containing layer at normal temperature and pressure.
When the void blocking material is a fluid that is insoluble in the resin solution and is hardly volatile, it suppresses the liquid component of the resin solution supplied onto the particle-containing layer from penetrating into the lower particle-containing layer. Therefore, it is possible to suppress the increase in viscosity of the supplied resin solution, so that a flat particle-containing layer can be formed.

前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ粘度が300mPa・s以上の流体としては、例えば、オイルが挙げられる。また、樹脂を添加して増粘させたイソホロン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジカルボン酸メチルエステル混合物、γ−ブチロラクトンなども利用できる.添加樹脂として,例えば,ポリビニルブチラール(PVB)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ビフェニル、ポリ酢酸ビニルなどが挙げられる。
前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ粘度が300mPa・s以上の流体であると、粒子含有層上に空隙閉塞材を付与した場合に、前記空隙閉塞材が前記粒子含有層の最表面に留まり樹脂溶液の液体成分の浸透を抑制することができる。そのため、粒子含有層の空隙を全て充填するだけの空隙閉塞材を付与する必要がなく、最表面に留まる分だけ付与すればよいため、使用する空隙閉塞材の量を低減させることができる。
Examples of the fluid that is insoluble in the resin solution and has a viscosity of 300 mPa · s or more include oil. In addition, isophorone, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol, triethylene glycol monobutyl ether, dicarboxylic acid methyl ester mixture, γ-butyrolactone, etc., which have been thickened by adding a resin, can also be used. Examples of the additive resin include polyvinyl butyral (PVB), polymethylmethacrylate (PMMA), biphenyl, polyvinyl acetate and the like.
When the void blocking material is a fluid that is insoluble in the resin solution and has a viscosity of 300 mPa · s or more, the void closing material contains the particles when the void closing material is applied on the particle-containing layer. It stays on the outermost surface of the layer and can suppress the penetration of the liquid component of the resin solution. Therefore, it is not necessary to provide a void blocking material that only fills all the voids in the particle-containing layer, and only the amount that remains on the outermost surface needs to be provided, so that the amount of the void closing material used can be reduced.

前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ揮発して造膜する流体としては、例えば、樹脂を添加したイソホロン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジカルボン酸メチルエステル混合物、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。添加樹脂として、例えば、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ビフェニル、ポリ酢酸ビニルなどが挙げられる。
前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ揮発して造膜する流体であると、空隙に浸透する前に粒子含有層の最表面に留まった状態で造膜する。そのため、樹脂溶液の液体成分の浸透を抑制することができる。そのため、粒子含有層の空隙を全て充填するだけの空隙閉塞材を付与する必要がなく、最表面を造膜するだけ付与すればよいため、使用する空隙閉塞材の量を低減させることができる。
また、前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ揮発して造膜する流体であると、すぐに次の層形成工程に移行することができるため生産性を向上させることができる。
Examples of the fluid that is insoluble in the resin solution and volatilizes to form a film include isophorone to which a resin is added, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol, triethylene glycol monobutyl ether, a mixture of dicarboxylic acid methyl ester, and γ-butyrolactone. And so on. Examples of the additive resin include polyvinyl butyral (PVB), polymethylmethacrylate (PMMA), biphenyl, polyvinyl acetate and the like.
If the void blocking material is a fluid that is insoluble in the resin solution and volatilizes to form a film, the void blocking material forms a film while remaining on the outermost surface of the particle-containing layer before penetrating into the voids. Therefore, the permeation of the liquid component of the resin solution can be suppressed. Therefore, it is not necessary to provide a void blocking material that fills all the voids in the particle-containing layer, and it is sufficient to provide only the outermost surface of the film, so that the amount of the void closing material used can be reduced.
Further, if the void blocking material is a fluid that is insoluble in the resin solution and volatilizes to form a film, the process can be immediately shifted to the next layer forming step, so that the productivity can be improved. it can.

前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ前記樹脂溶液よりも比重が大きい流体としては、例えば、樹脂溶液が水溶液の場合には、エチレングリコール、ジカルボン酸メチルエステル混合物、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ前記樹脂溶液よりも比重が大きい流体であると、空隙閉塞材と樹脂溶液が混合し、空隙閉塞材が偏析することを防ぐことができる。
Examples of the fluid that is insoluble in the resin solution and has a higher specific gravity than the resin solution include ethylene glycol, a dicarboxylic acid methyl ester mixture, and γ-butyrolactone when the resin solution is an aqueous solution.
When the void blocking material is a fluid that is insoluble in the resin solution and has a higher specific gravity than the resin solution, it is possible to prevent the void closing material and the resin solution from mixing and segregating the void closing material. it can.

前記空隙閉塞材が、前記溶解液により可溶である材料であると、造形物を溶解液に浸漬したときに、粒子が結着していない非造形領域を除去し易くすることができる。溶解液により可溶である材料の空隙閉塞材は造形領域の空隙も充填している状態であるが、造形領域の粒子は粒子同士が結着しているため、溶解液に浸漬しても形状を保持することができるため、粒子同士が決着していない非造形領域のみを除去しやすくすることができる。
例えば、樹脂溶液を「水に可溶かつ有機溶媒に不溶な樹脂」の水溶液、充填材を「水に不溶かつ有機溶媒に可溶な樹脂」とし、溶解液を有機溶媒とする場合におけるそれぞれの材料としては以下のようなものとすることができる。
「水可溶かつ有機溶媒に不溶な樹脂」としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリグリコール酸(PGA)、グルコースなどが挙げられる。
「水不溶かつ有機溶媒に可溶な樹脂」としては、例えば、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ビフェニル、ポリ酢酸ビニルなどが挙げられる。
前記有機溶媒としては、例えば、アセトン、エタノール、ベンゼン、クロロホルムなどが挙げられる。
When the void closing material is a material that is soluble in the dissolution liquid, it is possible to easily remove the non-formation region to which the particles are not bound when the modeled object is immersed in the dissolution liquid. The void blocking material of the material that is soluble in the dissolution liquid is in a state where the voids in the modeling region are also filled, but since the particles in the modeling region are bound to each other, the shape is formed even when immersed in the dissolution liquid. Therefore, it is possible to easily remove only the non-molded region in which the particles are not settled with each other.
For example, when the resin solution is an aqueous solution of "a resin soluble in water and insoluble in an organic solvent", the filler is "a resin insoluble in water and soluble in an organic solvent", and the solution is an organic solvent. The material can be as follows.
Examples of the "water-soluble and water-insoluble resin" include polyvinyl alcohol (PVA), polyglycolic acid (PGA), glucose and the like.
Examples of the "water-insoluble and soluble in an organic solvent" include polyvinyl butyral (PVB), polymethylmethacrylate (PMMA), biphenyl, polyvinyl acetate and the like.
Examples of the organic solvent include acetone, ethanol, benzene and chloroform.

−−その他の材料−−
前記その他の材料としては、例えば、空隙閉塞粒子などが挙げられる。
--Other materials ---
Examples of the other material include void-occluded particles and the like.

−−−空隙閉塞粒子−−−
前記空隙閉塞粒子としては、前記粒子含有層の露出表面における空隙を閉塞することができれば特に絵制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、焼結助剤、前記樹脂溶液が含有する粒子と同組成の粒子などが挙げられる。
--- Void-blocking particles ---
The void-blocking particles are not particularly limited as long as they can block the voids on the exposed surface of the particle-containing layer, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a sintering aid and the resin solution can be used. Examples thereof include particles having the same composition as the contained particles.

前記空隙閉塞粒子が、焼結助剤であると、非造形領域の除去後、造形物を焼結するとき、焼結助剤が造形物の焼結を促進することができる。前記空隙閉塞粒子が、焼結助剤であることにより粒子が難焼結材料であっても十分に焼結させることができる。
前記難焼結材料としては、例えば、金属ではアルミニウム、タングステン、チタン、モリブデン、ニオブ、及びそれらの合金、セラミックスでは窒化アルミニウム、アルミナ、炭化物ではタングステンカーバイド、チタンカーバイド、クロムカーバイド、シリコンカーバイドなどが挙げられる.
前記焼結助剤としては、前記粒子と液相を形成する材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粒子がアルミニウムもしくはその合金の場合、焼結助剤はシリコン、銅、スズ、マグネシウム、鉄、マンガン、チタン、ニッケル、亜鉛、クロムなどが挙げられる。また、それらと粒子の合金も焼結助剤として利用できる。
If the void-blocking particles are a sintering aid, the sintering aid can promote the sintering of the modeled object when the modeled object is sintered after the non-modeled region is removed. Since the void-blocking particles are sintering aids, even if the particles are difficult-to-sinter materials, they can be sufficiently sintered.
Examples of the difficult-to-sinter material include aluminum, tungsten, titanium, molybdenum, niobium and alloys thereof for metals, aluminum nitride and alumina for ceramics, tungsten carbide, titanium carbide, chrome carbide and silicon carbide for carbides. Is done.
The sintering aid is not particularly limited as long as it is a material that forms a liquid phase with the particles, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, when the particles are aluminum or an alloy thereof, the sintering aid. Examples of the agent include silicon, copper, tin, magnesium, iron, manganese, titanium, nickel, zinc and chromium. Also, alloys of them and particles can be used as sintering aids.

前記空隙閉塞粒子が、前記樹脂溶液が含有する粒子と同組成の粒子であると、幾何学的な充填率を向上させ、造形物を高密度化することができる。造形物の粒子密度を向上させるため、最終的な造形物の機械強度を向上させることができる。 When the void blocking particles are particles having the same composition as the particles contained in the resin solution, the geometric filling rate can be improved and the density of the modeled object can be increased. Since the particle density of the modeled object is improved, the mechanical strength of the final modeled object can be improved.

前記空隙閉塞材付与工程においては、層形成工程において形成された粒子含有層の空隙を前記空隙閉塞材によって閉塞させることで、形成した粒子含有層の上に再度樹脂溶液を塗布して新たな粒子含有層を形成する場合においても、新たな粒子含有層を形成する樹脂溶液の液体成分が下層の粒子含有層の空隙へ浸透することによって、当該樹脂溶液の粘度が向上し、平坦化が阻害されることを防止することができる。即ち、前記空隙閉塞材を粒子含有層に付与することによって、平坦な粒子含有層を形成することができる。 In the void closing material imparting step, the voids of the particle-containing layer formed in the layer forming step are closed by the void closing material, and the resin solution is applied again on the formed particle-containing layer to obtain new particles. Even when the containing layer is formed, the liquid component of the resin solution forming the new particle-containing layer permeates into the voids of the lower particle-containing layer, so that the viscosity of the resin solution is improved and flattening is hindered. Can be prevented. That is, a flat particle-containing layer can be formed by applying the void blocking material to the particle-containing layer.

<加熱工程及び加熱手段>
前記加熱工程は、形成した粒子含有層を加熱する工程である。
前記加熱手段は、形成した粒子含有層を加熱する手段である。
前記加熱工程は、前記加熱手段により好適に実施することができる。
前記加熱手段としては、例えば、赤外線ヒーター、ホットプレート、高温加熱炉などが挙げられる。
例えば、ポリアクリル酸とポリエチレンイミンとのポリイオンコンプレックスを150℃以上にて10分間以上加熱することにより、静電相互作用の架橋の一部を化学結合であるアミド結合(共有結合)にすることができることが知られている(Advances in Colloid and Interface Science 158 (2010) 84−93参照)。
<Heating process and heating means>
The heating step is a step of heating the formed particle-containing layer.
The heating means is a means for heating the formed particle-containing layer.
The heating step can be preferably carried out by the heating means.
Examples of the heating means include an infrared heater, a hot plate, a high-temperature heating furnace, and the like.
For example, by heating a polyionic complex of polyacrylic acid and polyethyleneimine at 150 ° C. or higher for 10 minutes or longer, a part of the cross-linking of electrostatic interaction can be made into an amide bond (covalent bond) which is a chemical bond. It is known that it can be done (see Advances in Colloid and Interface Science 158 (2010) 84-93).

前記加熱工程は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、繰り返し積層後、未反応スラリーの除去工程前に行うことが好ましく、また、ポリイオンコンプレックスの静電相互作用による結合を脱水縮合反応させてアミド結合等の共有結合を形成することが可能になる温度から、完全に脱水縮合反応が進みすぎずに静電相互作用による結合が存在する範囲にて行うことが好ましい。加熱による脱水反応が十分に進みすぎると立体造形物が脆くなることがある。立体造形物が脆くなると、欠けなどの不具合なく造形液が付与された領域のみを立体造形物として取り出すことが難しくなる。
前記加熱温度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100℃以上300℃以下が好ましく、100℃以上200℃以下がより好ましい。
The heating step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. It is preferably performed after repeated lamination and before the step of removing the unreacted slurry, and the bonding by electrostatic interaction of the polyion complex is preferable. From the temperature at which a covalent bond such as an amide bond can be formed by the dehydration condensation reaction, it is preferable to carry out the reaction within a range in which the dehydration condensation reaction does not proceed too much and a bond due to electrostatic interaction exists. If the dehydration reaction by heating proceeds too much, the three-dimensional model may become brittle. When the three-dimensional model becomes brittle, it becomes difficult to take out only the region to which the modeling liquid is applied as the three-dimensional model without any trouble such as chipping.
The heating temperature is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.

<溶解除去工程及び溶解除去手段>
前記溶解除去工程は、前記粒子含有層における非造形領域を溶解液により溶解除去する工程である。
前記溶解除去手段は、前記粒子含有層における非造形領域を溶解液により溶解除去する手段である。
即ち、前記溶解除去工程は、前記層形成工程と前記液体材料付与工程とを順次繰り返して形成した立体造形物を溶解液に浸漬して未反応の粒子含有樹脂溶液(スラリー)を除去する工程である。
前記溶解除去工程において、前記未反応の粒子含有層中に含まれる樹脂を塩にし、水溶性を付与することができる。
<Dissolution removal step and dissolution removal means>
The dissolution / removal step is a step of dissolving and removing the non-modeled region in the particle-containing layer with a dissolution liquid.
The dissolution / removal means is a means for dissolving and removing a non-molded region in the particle-containing layer with a dissolution liquid.
That is, the dissolution / removal step is a step of immersing the three-dimensional model formed by sequentially repeating the layer forming step and the liquid material applying step in the dissolution liquid to remove the unreacted particle-containing resin solution (slurry). is there.
In the dissolution / removal step, the resin contained in the unreacted particle-containing layer can be salted to impart water solubility.

前記溶解除去手段としては、例えば、静置による崩壊、超音波照射による崩壊、液体攪拌による崩壊などが挙げられる。 Examples of the dissolution / removal means include disintegration due to standing, disintegration due to ultrasonic irradiation, disintegration due to liquid stirring, and the like.

−溶解液−
前記溶解液は、前記樹脂溶液中の樹脂を溶解するアルカリ金属水酸化物を含み、更に必要に応じて、水性媒体、界面活性剤、その他の成分を含有してなる。
-Solution-
The solution contains an alkali metal hydroxide that dissolves the resin in the resin solution, and further contains an aqueous medium, a surfactant, and other components, if necessary.

−−アルカリ金属水酸化物−−
前記アルカリ金属水酸化物としては、前記樹脂に対して反応性を示し、塩を形成すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記樹脂と塩を形成する物質などが挙げられる。
--Alkali metal hydroxide ---
The alkali metal hydroxide is not particularly limited as long as it exhibits reactivity with the resin and forms a salt, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. A substance that forms a salt with the resin and the like can be used. Can be mentioned.

前記アルカリ金属水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。なお、前記反応性とは、前記樹脂の酸性基に対してイオン的相互作用を示し、塩を形成することを意味する。
前記溶解液としては、複数のアルカリ金属水酸化物を含むことが好ましい。
Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. The reactivity means that the resin exhibits an ionic interaction with the acidic group and forms a salt.
The solution preferably contains a plurality of alkali metal hydroxides.

前記アルカリ金属水酸化物の含有量としては、前記溶解液100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下が好ましい。前記含有量が1質量部以上であると、前記第一の立体造形用液体材料中の樹脂との塩が十分に形成でき、前記第二の立体造形用液体材料中の有機化合物Bと反応した樹脂以外の部位(未反応の樹脂)のみを溶解させることができるため、得られるグリンシート又はグリン体を損傷無く取り出すことができる。一方、前記含有量が、20質量部以下であると、前記溶解液の粘度を低くでき、前記グリン体の細かい部分まで液体材料が浸漬し、グリン体をより精度よく取り出すことができる。 The content of the alkali metal hydroxide is preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solution. When the content is 1 part by mass or more, a salt with the resin in the first liquid material for three-dimensional modeling can be sufficiently formed and reacts with the organic compound B in the second liquid material for three-dimensional modeling. Since only the part other than the resin (unreacted resin) can be dissolved, the obtained green sheet or green body can be taken out without damage. On the other hand, when the content is 20 parts by mass or less, the viscosity of the solution can be lowered, the liquid material can be immersed in a fine portion of the green body, and the green body can be taken out more accurately.

−−水性媒体−−
前記水性媒体としては、例えば、水、メタノール、エタノール等のアルコールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、水が好ましい。なお、前記水性媒体は、前記水が前記アルコール等の水以外の成分を若干量含有するものであってもよい。前記水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、超純水などが挙げられる。
--Aqueous medium ---
Examples of the aqueous medium include water, alcohols such as methanol and ethanol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, water is preferable. The aqueous medium may be such that the water contains a small amount of a component other than water such as the alcohol. Examples of the water include ion-exchanged water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, pure water such as distilled water, and ultrapure water.

−−界面活性剤−−
前記界面活性剤としては、前記樹脂に対して反応性を示さなければ特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などが挙げられる。前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル、ジスルホン酸塩、コール酸塩、デオキシコール酸塩などが挙げられる。
前記ノニオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体、ポリ(オキシエチレン)オクチルフェニルエーテルなどが挙げられる。
--Surfactant ---
The surfactant is not particularly limited as long as it does not show reactivity with the resin, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include anionic surfactants and nonionic surfactants. Be done. Examples of the anionic surfactant include alkylbenzene sulfonate, α-olefin sulfonate, phosphate ester, disulfonate, cholic acid salt, deoxycholate salt and the like.
Examples of the nonionic surfactant include fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohol derivatives, poly (oxyethylene) octylphenyl ethers and the like.

−−その他の成分−−
前記その他の成分としては、例えば、保存剤、防腐剤、安定化剤、pH調整剤などが挙げられる。
--Other ingredients ---
Examples of the other components include preservatives, preservatives, stabilizers, pH regulators and the like.

前記溶解除去工程における除去時間は適宜変更することができる。前記除去時間を長くすれば、前記樹脂溶液中に含まれる微小の酸性基が反応し水溶性となるため、前記液体材料付与工程で得られた硬化物が崩壊する傾向にある。一方、前記除去時間を短くすれば、前記未反応のスラリー層中に含まれる酸性基が十分に反応しないため、除去が不十分になる傾向にある。これは用いる材料種によって適宜選択すればよい。 The removal time in the dissolution removal step can be appropriately changed. If the removal time is lengthened, the minute acidic groups contained in the resin solution react to become water-soluble, so that the cured product obtained in the liquid material application step tends to disintegrate. On the other hand, if the removal time is shortened, the acidic groups contained in the unreacted slurry layer do not react sufficiently, so that the removal tends to be insufficient. This may be appropriately selected depending on the material type to be used.

<焼結工程及び焼結手段>
前記焼結工程は、前記層形成工程と前記液体材料付与工程とを順次繰り返して形成した立体造形物を焼結する工程であり、焼結手段により行われる。前記焼結工程を行うことにより、前記硬化物を一体化された成形体(焼結体)とすることができる。
前記焼結手段としては、例えば、公知の焼結炉などが挙げられる。
<Sintering process and sintering means>
The sintering step is a step of sintering a three-dimensional model formed by sequentially repeating the layer forming step and the liquid material applying step, and is performed by a sintering means. By performing the sintering step, the cured product can be made into an integrated molded body (sintered body).
Examples of the sintering means include known sintering furnaces.

前記焼結工程としては、前記のように硬化物を得てから焼結する方法以外にも、樹脂溶液を積層する段階で焼結する方法がある。前記樹脂溶液を積層する段階で焼結する方法は、前記粒子含有層にレーザー照射及び電子線照射のいずれかを行い前記粒子含有層を焼結する方法である。 As the sintering step, in addition to the method of obtaining a cured product and then sintering as described above, there is a method of sintering at the stage of laminating the resin solution. The method of sintering at the stage of laminating the resin solution is a method of sintering the particle-containing layer by performing either laser irradiation or electron beam irradiation on the particle-containing layer.

−レーザー照射−
前記レーザー照射におけるレーザーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、COレーザー、Nd−YAGレーザー、ファイバーレーザー、半導体レーザーなどが挙げられる。前記レーザー照射の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、小型レーザーを用いる場合、前記粒子を溶融することができないため、併用する接着剤(例えば、ポリエステル系接着剤)を混在させて、レーザー照射により接着剤を溶融させて造形することが好ましい。その場合、COレーザーを用いることが好ましい。照射条件としては、例えば、レーザー出力15W、波長10.6μm、ビーム径0.4mm程度が好ましい。
-Laser irradiation-
The laser in the laser irradiation is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a CO 2 laser, an Nd-YAG laser, a fiber laser, and a semiconductor laser. The conditions for the laser irradiation are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, for example, when a small laser is used, the particles cannot be melted, so that an adhesive to be used together (for example, an adhesive) is used. It is preferable to mix a polyester-based adhesive) and melt the adhesive by laser irradiation to form a model. In that case, it is preferable to use a CO 2 laser. As the irradiation conditions, for example, a laser output of 15 W, a wavelength of 10.6 μm, and a beam diameter of about 0.4 mm are preferable.

−電子線照射−
前記電子線照射としては、前記樹脂溶液中の粒子が溶融するエネルギーの電子線を照射すること以外の制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。電子線を照射する際には、前記樹脂溶液は真空環境下で扱われる必要がある。前記電子線照射の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、出力1,500W、ビーム径0.1mm、真空度1.0×10−5mbar程度が好ましい。
-Electron beam irradiation-
The electron beam irradiation is not limited to irradiation other than irradiation with an electron beam having an energy that melts the particles in the resin solution, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. When irradiating an electron beam, the resin solution needs to be handled in a vacuum environment. The conditions for the electron beam irradiation are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the output is 1,500 W, the beam diameter is 0.1 mm, and the degree of vacuum is about 1.0 × 10-5 mbar. Is preferable.

<その他の工程及びその他の手段>
前記その他の工程としては、例えば、表面保護工程、塗装工程などが挙げられる。
前記その他の手段としては、例えば、表面保護手段、塗装手段などが挙げられる。
<Other processes and other means>
Examples of the other steps include a surface protection step and a painting step.
Examples of the other means include surface protection means, painting means, and the like.

−表面保護工程及び表面保護手段−
前記表面保護工程は、前記液体材料付与工程、又は前記焼結工程において形成した立体造形物に保護層を形成する工程である。前記表面保護工程を行うことにより、前記立体造形物を、例えば、そのまま使用等することができる耐久性等を前記立体造形物の表面に与えることができる。
前記保護層としては、例えば、耐水性層、耐候性層、耐光性層、断熱性層、光沢層などが挙げられる。
前記表面保護手段としては、公知の表面保護処理装置、例えば、スプレー装置、コーティング装置などが挙げられる。
-Surface protection process and surface protection means-
The surface protection step is a step of forming a protective layer on the three-dimensional model formed in the liquid material applying step or the sintering step. By performing the surface protection step, the surface of the three-dimensional model can be provided with durability such that the three-dimensional model can be used as it is, for example.
Examples of the protective layer include a water resistant layer, a weather resistant layer, a light resistant layer, a heat insulating layer, and a glossy layer.
Examples of the surface protection means include known surface protection treatment devices such as a spray device and a coating device.

−塗装工程及び塗装手段−
前記塗装工程は、前記立体造形物に塗装を行う工程である。この塗装工程を行うことにより、前記立体造形物に所望の色に着色させることができる。前記塗装手段としては、公知の塗装装置、例えば、スプレー、ローラ、刷毛等による塗装装置などが挙げられる。
-Painting process and painting means-
The painting step is a step of painting the three-dimensional model. By performing this painting step, the three-dimensional model can be colored in a desired color. Examples of the coating means include known coating devices, such as a coating device using a spray, a roller, a brush, or the like.

本発明の立体造形方法としては、前記層形成工程と、前記硬化工程と、前記空隙閉塞材付与工程とを、この順に複数回行うことにより立体造形物を造形することが好ましい。 As the three-dimensional modeling method of the present invention, it is preferable to form the three-dimensional model by performing the layer forming step, the curing step, and the void closing material applying step a plurality of times in this order.

以下、本発明の立体造形物の製造装置の具体的なの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の立体造形物の製造装置の実施形態を説明するのとともに本発明の立体造形物の製造方法の具体的な実施形態についても説明を行う。
なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
Hereinafter, specific embodiments of the three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition to explaining the embodiment of the three-dimensional model manufacturing apparatus of the present invention, a specific embodiment of the method for manufacturing the three-dimensional model of the present invention will also be described.
In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted. Further, the number, position, shape, etc. of the following constituent members are not limited to the present embodiment, and can be a preferable number, position, shape, etc. for carrying out the present invention.

図1は、従来の立体造形物の製造装置の基本構成の一例を示す側面図である。
図1に示す立体造形物の製造装置10は、ステージ102と、層形成手段としての平坦化部材21と、粒子113を含有する樹脂溶液112(以下、スラリー111と称する)をステージ102上へ供給するスラリー供給装置101と、造形液32を吐出する硬化手段としての造形ユニット31とを有している。
FIG. 1 is a side view showing an example of a basic configuration of a conventional three-dimensional object manufacturing apparatus.
The three-dimensional model manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 1 supplies a stage 102, a flattening member 21 as a layer forming means, and a resin solution 112 (hereinafter, referred to as slurry 111) containing particles 113 onto the stage 102. It has a slurry supply device 101 to be used, and a modeling unit 31 as a curing means for discharging the modeling liquid 32.

図2Aから図2Eは、従来の立体造形物の製造装置の動作の一例を示す図である。
図2Aに示すように、まず立体造形物の製造装置10は、粒子113を含有する樹脂溶液112(以下、スラリー111と称する)をステージ102上へ供給する。
次に、図2Bに示すように、立体造形物の製造装置10は、ステージ102上へ供給したスラリー111を平坦化部材21で均し、スラリー111のステージ102と面する側とは逆側における最表面を平坦化することで、粒子含有層を形成する。
次に、図2Cに示すように、形成した粒子含有層を乾燥し、スラリー111中の溶媒成分を除去する。このときに、スラリー111の樹脂溶液112が粒子113の表面に析出し、粒子に被膜114を形成する。
次に、図2Dに示すように、造形ユニット31から造形液32を粒子含有層の所望の領域へ吐出し、粒子113の表面に析出した被膜114を溶解及び固化させて造形領域121を形成する。造形液32を吐出しなかった領域は非造形領域122となる。図2Dに示すように、造形領域121及び非造形領域122を形成した粒子含有層は、その層構造中に空隙を有している。
図2Eは、造形領域121及び非造形領域122を形成した粒子含有層の上に次の層のスラリー111を供給する動作を示す図である。従来の立体造形物の製造装置においては、図2Dに示す粒子含有層に対して図2Eに示すように、次の層を形成するためのスラリー111を供給してしまうため、スラリー111の液体成分が下層の粒子含有層の空隙に浸透してしまい、供給したスラリー111の粘度が向上してしまうため、平坦な粒子含有層を形成することが難しいという問題があった。
本発明においては、この図2Eの動作を行う前に、以下の実施形態に示す空隙閉塞材付与を行う動作を行うことにより、下層の粒子含有層へのスラリーの液体成分の浸透を抑制し、平坦な粒子含有層を形成することができる。
以下、本発明の立体造形物の製造装置及び立体造形物の製造方法における実施形態について詳細に説明する。
2A to 2E are diagrams showing an example of the operation of a conventional three-dimensional object manufacturing apparatus.
As shown in FIG. 2A, first, the three-dimensional model manufacturing apparatus 10 supplies a resin solution 112 (hereinafter, referred to as slurry 111) containing particles 113 onto the stage 102.
Next, as shown in FIG. 2B, in the three-dimensional model manufacturing apparatus 10, the slurry 111 supplied onto the stage 102 is leveled by the flattening member 21, and the slurry 111 is on the side opposite to the side facing the stage 102. By flattening the outermost surface, a particle-containing layer is formed.
Next, as shown in FIG. 2C, the formed particle-containing layer is dried to remove the solvent component in the slurry 111. At this time, the resin solution 112 of the slurry 111 is deposited on the surface of the particles 113 to form a film 114 on the particles.
Next, as shown in FIG. 2D, the modeling liquid 32 is discharged from the modeling unit 31 to a desired region of the particle-containing layer, and the coating film 114 precipitated on the surface of the particles 113 is dissolved and solidified to form the modeling region 121. .. The region where the modeling liquid 32 is not discharged becomes the non-modeling region 122. As shown in FIG. 2D, the particle-containing layer forming the shaped region 121 and the non-shaped region 122 has voids in its layer structure.
FIG. 2E is a diagram showing an operation of supplying the slurry 111 of the next layer onto the particle-containing layer forming the modeling region 121 and the non-modeling region 122. In the conventional three-dimensional model manufacturing apparatus, as shown in FIG. 2E, the slurry 111 for forming the next layer is supplied to the particle-containing layer shown in FIG. 2D, so that the liquid component of the slurry 111 is supplied. Infiltrates into the voids of the lower particle-containing layer, and the viscosity of the supplied slurry 111 is improved, so that there is a problem that it is difficult to form a flat particle-containing layer.
In the present invention, by performing the operation of applying the void blocking material shown in the following embodiment before performing the operation of FIG. 2E, the permeation of the liquid component of the slurry into the lower particle-containing layer is suppressed. A flat particle-containing layer can be formed.
Hereinafter, embodiments of the three-dimensional model manufacturing apparatus and the three-dimensional model manufacturing method of the present invention will be described in detail.

<第1の実施形態>
図3Aから図3Eは、本発明の第1の実施形態に係る立体造形物の製造装置の動作について説明する図である。
図3Aは、n層目(nは自然数)の造形領域121及び非造形領域122を形成した粒子含有層の状態の一例を示している。本実施形態では、n層目のスラリー111を平坦化し、溶媒を乾燥させた後に、図3Bに示すように、形成された粒子含有層の全面へ空隙閉塞材付与手段41aにより空隙閉塞材42aを付与する。次いで、付与された空隙閉塞材42aは、図3Cに示すように、平坦化部材21により粒子含有層全体に塗布されることで、空隙閉塞材42aがn層目の粒子含有層の空隙を閉塞する。次いで、図3D及び図3Eに示すように、(n+1)層目に次の層のスラリー111を供給し、平坦化する。
このように、下層(n層目)の粒子含有層の上に次の層(n+1層目)を形成するためのスラリーを供給する前に、下層(n層目)に形成した粒子含有層の空隙に空隙閉塞材を付与して下層(n層目)の空隙を閉塞することによって、次の層(n+1層目)のスラリーを供給してもスラリーの液体成分が下層(n層目)へ浸透することを抑制することができる。
本実施形態では、空隙閉塞材42aとして、樹脂溶液に対し不溶性であってかつ難揮発性の流体を用いている。空隙閉塞材42aが、樹脂溶液に対し不溶性であることにより、次の層(n+1層目)に供給したスラリーの樹脂溶液に溶解してしまうことを防ぐことができ、難揮発性であることにより、次の層(n+1層目)のスラリーを供給するときに、下層(n層目)の粒子含有層の空隙が閉塞した状態を担保することができる。
<First Embodiment>
3A to 3E are views for explaining the operation of the three-dimensional model manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3A shows an example of the state of the particle-containing layer forming the forming region 121 and the non-forming region 122 of the nth layer (n is a natural number). In the present embodiment, after the n-th layer slurry 111 is flattened and the solvent is dried, as shown in FIG. 3B, the void blocking material 42a is applied to the entire surface of the formed particle-containing layer by the void closing material imparting means 41a. Give. Next, as shown in FIG. 3C, the applied void blocking material 42a is applied to the entire particle-containing layer by the flattening member 21, so that the void closing material 42a closes the voids in the nth particle-containing layer. To do. Then, as shown in FIGS. 3D and 3E, the slurry 111 of the next layer is supplied to the (n + 1) layer and flattened.
In this way, before supplying the slurry for forming the next layer (n + 1th layer) on the particle-containing layer of the lower layer (nth layer), the particle-containing layer formed in the lower layer (nth layer) By applying a void blocking material to the voids to close the voids in the lower layer (nth layer), even if the slurry of the next layer (n + 1th layer) is supplied, the liquid component of the slurry moves to the lower layer (nth layer). Penetration can be suppressed.
In the present embodiment, a fluid that is insoluble in the resin solution and is hardly volatile is used as the void closing material 42a. Since the void closing material 42a is insoluble in the resin solution, it can be prevented from being dissolved in the resin solution of the slurry supplied to the next layer (n + 1th layer), and it is difficult to volatilize. When the slurry of the next layer (n + 1th layer) is supplied, it is possible to ensure that the voids of the particle-containing layer of the lower layer (nth layer) are closed.

<第2の実施形態>
図4は、本発明の第2の実施形態に係る立体造形物の製造装置について説明する図である。図4に示す第2の実施形態においては、第1の実施形態における空隙閉塞材42aを、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ粘度が300mPa・s以上の流体である空隙閉塞材42bに変更した以外は第1の実施形態と同様である。
図4に示すように本実施形態においては、空隙閉塞材が前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ粘度が300mPa・s以上の流体であることにより、次の層(n+1層目)に供給したスラリーの樹脂溶液に溶解してしまうことを防ぐことができ、粘度が300mPa・s以上であることにより、n層目の粒子含有層へ空隙閉塞材が浸透せずに表層に留まるため、使用する空隙閉塞材の量を低減させることができる。
<Second embodiment>
FIG. 4 is a diagram illustrating a three-dimensional model manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment shown in FIG. 4, the void blocking material 42a in the first embodiment is changed to a void closing material 42b which is insoluble in the resin solution and has a viscosity of 300 mPa · s or more. It is the same as the first embodiment except that the above is performed.
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, since the void blocking material is a fluid that is insoluble in the resin solution and has a viscosity of 300 mPa · s or more, it is supplied to the next layer (n + 1th layer). It can be prevented from being dissolved in the resin solution of the slurry, and when the viscosity is 300 mPa · s or more, the void blocking material does not penetrate into the nth particle-containing layer and stays on the surface layer. The amount of the void blocking material can be reduced.

<第3の実施形態>
図5は、本発明の第3の実施形態に係る立体造形物の製造装置について説明する図である。図5に示す第3の実施形態においては、第1の実施形態における空隙閉塞材42aを、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ揮発して造膜する流体である空隙閉塞材42cに変更した以外は第1の実施形態と同様である。
図5に示すように本実施形態においては、空隙閉塞材が樹脂溶液に対し不溶性であることで、次の層(n+1層目)に供給したスラリーの樹脂溶液に溶解してしまうことを防ぐことができ、揮発して造膜することによりn層目の粒子含有層に浸透する前に粒子含有層の最表面に留まった状態で造膜する。そのため、n層目の粒子含有層へ空隙閉塞材が浸透せずに表層に留まるため、使用する空隙閉塞材の量を低減させることができる。
<Third embodiment>
FIG. 5 is a diagram illustrating a three-dimensional model manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment shown in FIG. 5, the void closing material 42a in the first embodiment is changed to the void closing material 42c, which is a fluid that is insoluble in the resin solution and volatilizes to form a film. Other than that, it is the same as that of the first embodiment.
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, since the void blocking material is insoluble in the resin solution, it is possible to prevent the void blocking material from being dissolved in the resin solution of the slurry supplied to the next layer (n + 1th layer). By volatilizing and forming a film, the film is formed while remaining on the outermost surface of the particle-containing layer before penetrating into the nth particle-containing layer. Therefore, the void blocking material does not permeate into the nth particle-containing layer and stays on the surface layer, so that the amount of the void closing material used can be reduced.

<第4の実施形態>
図6は、本発明の第4の実施形態に係る立体造形物の製造装置について説明する図である。図6に示す第4の実施形態においては、第1の実施形態における空隙閉塞材付与手段41aを、インクジェットユニットである空隙閉塞材付与手段41bに変更した以外は第1の実施形態と同様である。
図6に示すように本実施形態においては、空隙閉塞材付与手段が、インクジェットユニットであることにより、n層目の粒子含有層に付与する充填材量を空隙に浸透する分だけに調整できる。すると、使用する空隙閉塞材の量を低減できると共に、空隙閉塞材をスキージする(均す)工程が不要になり生産性を向上させることができる。
<Fourth Embodiment>
FIG. 6 is a diagram illustrating a three-dimensional model manufacturing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment shown in FIG. 6 is the same as the first embodiment except that the void closing material applying means 41a in the first embodiment is changed to the void closing material applying means 41b which is an inkjet unit. ..
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, since the void blocking material applying means is an inkjet unit, the amount of the filler applied to the nth particle-containing layer can be adjusted only to the amount that permeates the voids. Then, the amount of the void blocking material used can be reduced, and the step of squeezing (leveling) the void closing material becomes unnecessary, and the productivity can be improved.

<第5の実施形態>
図7は、本発明の第5の実施形態に係る立体造形物の製造装置について説明する図である。図7に示す第5の実施形態においては、第1の実施形態における空隙閉塞材42aを、空隙閉塞材が前記溶解液に可溶である空隙閉塞材42dに変更した以外は第1の実施形態と同様である。
図7に示すように本実施形態においては、空隙閉塞材が前記溶解液に可溶であることにより、造形物を溶解液に浸漬したときに、粒子が結着していない非造形領域を除去し易くすることができる。
<Fifth Embodiment>
FIG. 7 is a diagram illustrating a three-dimensional model manufacturing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment shown in FIG. 7, the first embodiment except that the void closing material 42a in the first embodiment is changed to the void closing material 42d in which the void closing material is soluble in the solution. Is similar to.
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, since the void blocking material is soluble in the dissolution liquid, when the modeled object is immersed in the dissolution liquid, the non-modeled region to which the particles are not bound is removed. It can be made easier.

<第6の実施形態>
図8は、本発明の第6の実施形態に係る立体造形物の製造装置について説明する図である。図8に示す第6の実施形態においては、第1の実施形態における空隙閉塞材42aに焼結助剤43aを加えた以外は、第1の実施形態と同様である。
図8に示すように本実施形態においては、空隙閉塞材が焼結助剤を含有することにより、空隙閉塞材とともに焼結助剤が粒子含有層の空隙に浸透する。空隙に浸透した焼結助剤は、溶解除去工程などを行った後に造形物を焼結するときに、焼結助剤が造形物の焼結を効率よく促進させることができる。
<Sixth Embodiment>
FIG. 8 is a diagram illustrating a three-dimensional model manufacturing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. The sixth embodiment shown in FIG. 8 is the same as the first embodiment except that the sintering aid 43a is added to the void closing material 42a in the first embodiment.
As shown in FIG. 8, in the present embodiment, since the void blocking material contains the sintering aid, the sintering aid penetrates into the voids of the particle-containing layer together with the void closing material. The sintering aid that has penetrated into the voids can efficiently promote the sintering of the modeled object when the modeled object is sintered after the dissolution / removal step or the like.

<第7の実施形態>
図9は、本発明の第7の実施形態に係る立体造形物の製造装置について説明する図である。図9に示す第7の実施形態においては、第1の実施形態における空隙閉塞材42aに粒子113を加えた以外は、第1の実施形態と同様である。
図9に示すように本実施形態においては、空隙閉塞材が粒子を含有することにより、空隙閉塞材とともに粒子が粒子含有層の空隙に浸透する。空隙に浸透した粒子は、造形物の粒子密度を向上させるため、最終的な造形物の機械強度を向上させることができる。
<7th Embodiment>
FIG. 9 is a diagram illustrating a three-dimensional model manufacturing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. The seventh embodiment shown in FIG. 9 is the same as the first embodiment except that the particles 113 are added to the void blocking material 42a in the first embodiment.
As shown in FIG. 9, in the present embodiment, since the void blocking material contains particles, the particles permeate into the voids of the particle-containing layer together with the void closing material. The particles that have penetrated the voids improve the particle density of the modeled object, so that the mechanical strength of the final modeled object can be improved.

<第8の実施形態>
図10は、本発明の第8の実施形態に係る立体造形物の製造装置について説明する図である。図10に示す第8の実施形態においては、第1の実施形態における空隙閉塞材42aを、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ前記樹脂溶液よりも比重が大きい流体である空隙閉塞材42eに変更した以外は、第1の実施形態と同様である。
図10に示すように本実施形態においては、空隙閉塞材が樹脂溶液に対し不溶性であることで、次の層(n+1層目)に供給したスラリーの樹脂溶液に溶解してしまうことを防ぐことができ、前記樹脂溶液よりも比重が大きい流体であることにより、空隙閉塞材と樹脂溶液が混合し、空隙閉塞材が偏析することを防ぐことができる。
<8th Embodiment>
FIG. 10 is a diagram illustrating a three-dimensional model manufacturing apparatus according to an eighth embodiment of the present invention. In the eighth embodiment shown in FIG. 10, the void blocking material 42a in the first embodiment is applied to the void closing material 42e, which is a fluid that is insoluble in the resin solution and has a higher specific gravity than the resin solution. It is the same as that of the first embodiment except that it is changed.
As shown in FIG. 10, in the present embodiment, since the void blocking material is insoluble in the resin solution, it is possible to prevent the void blocking material from being dissolved in the resin solution of the slurry supplied to the next layer (n + 1th layer). Since the fluid has a higher specific gravity than the resin solution, it is possible to prevent the void blocking material and the resin solution from mixing and segregating the void closing material.

本発明の立体造形物の製造方法及び本発明の立体造形物の製造装置によれば、スラリー方式の立体造形物の製造において、平坦な粒子含有層を形成することができるため、複雑な立体形状の造形物を、簡便かつ効率良く、焼結等の前に型崩れが生ずることなく、寸法精度良く製造することができる。本発明の立体造形物の製造装置及び立体造形物の製造方法により得られた立体造形物は、充分な強度を有し、寸法精度に優れ、微細な凹凸、曲面なども再現できるので、美的外観にも優れ、高品質であり、各種用途に好適に使用される。
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 粒子を含有する樹脂溶液を用いて粒子含有層を形成する層形成手段と、
前記粒子含有層における造形領域の硬化をする硬化手段と、
前記硬化がされた前記粒子含有層の露出表面における空隙を閉塞するように空隙閉塞材を前記粒子含有層の露出表面に付与する空隙閉塞材付与手段と、
を有することを特徴とする立体造形物の製造装置である。
<2> 前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ難揮発性の流体である、前記<1>に記載の立体造形物の製造装置である。
<3> 前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ粘度が300mPa・s以上の流体である、前記<1>に記載の立体造形物の製造装置である。
<4> 前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ揮発して造膜する流体である、前記<1>に記載の立体造形物の製造装置である。
<5> 前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ前記樹脂溶液よりも比重が大きい流体である、前記<1>に記載の立体造形物の製造装置である。
<6> 前記空隙閉塞材が、前記粒子含有層の露出表面における空隙を閉塞する空隙閉塞粒子を含有する、前記<1>から<5>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<7> 前記空隙閉塞粒子が、焼結助剤である、前記<6>に記載の立体造形物の製造装置である。
<8> 前記空隙閉塞粒子が、前記樹脂溶液が含有する粒子と同組成である、前記<6>に記載の立体造形物の製造装置である。
<9> 前記空隙閉塞材付与手段がインクジェットユニットである、前記<1>から<8>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<10> 前記粒子含有層における非造形領域を溶解液により溶解除去する溶解除去手段を有し、
前記空隙閉塞材付与手段が、前記粒子含有層における造形領域及び非造形領域に前記空隙閉塞材を付与し、
前記粒子含有層における非造形領域に付与された前記空隙閉塞材が前記溶解液に可溶である、前記<1>から<9>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<11> 粒子を含有する樹脂溶液を用いて粒子含有層を形成する層形成工程と、
前記粒子含有層における造形領域の硬化をする硬化工程と、
前記硬化がされた前記粒子含有層の露出表面における空隙を埋めるように空隙閉塞材を前記粒子含有層の露出表面に付与する空隙閉塞材付与工程と、
を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
<12> 前記層形成工程と、前記硬化工程と、前記空隙閉塞材付与工程とをこの順に複数回行う、前記<11>に記載の立体造形物の製造方法である。
According to the method for producing a three-dimensional object of the present invention and the apparatus for producing a three-dimensional object of the present invention, a flat particle-containing layer can be formed in the production of a slurry-type three-dimensional object, so that a complicated three-dimensional shape can be formed. It is possible to easily and efficiently manufacture the modeled product of No. 1 with high dimensional accuracy without losing its shape before sintering or the like. The three-dimensional model obtained by the three-dimensional model manufacturing apparatus and the three-dimensional model manufacturing method of the present invention has sufficient strength, excellent dimensional accuracy, and can reproduce fine irregularities, curved surfaces, etc., and thus has an aesthetic appearance. It is also excellent in quality and has high quality, and is suitable for various purposes.
Examples of aspects of the present invention are as follows.
<1> A layer forming means for forming a particle-containing layer using a resin solution containing particles, and
A curing means for curing the modeling region in the particle-containing layer,
A void blocking material imparting means for applying a void blocking material to the exposed surface of the particle-containing layer so as to close the voids on the exposed surface of the cured particle-containing layer.
It is a three-dimensional model manufacturing apparatus characterized by having.
<2> The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to <1>, wherein the void closing material is a fluid that is insoluble in the resin solution and is hardly volatile.
<3> The apparatus for producing a three-dimensional model according to <1>, wherein the void closing material is a fluid that is insoluble in the resin solution and has a viscosity of 300 mPa · s or more.
<4> The apparatus for producing a three-dimensional model according to <1>, wherein the void blocking material is a fluid that is insoluble in the resin solution and volatilizes to form a film.
<5> The apparatus for producing a three-dimensional model according to <1>, wherein the void closing material is a fluid that is insoluble in the resin solution and has a higher specific gravity than the resin solution.
<6> The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <1> to <5>, wherein the void blocking material contains void closing particles that close the voids on the exposed surface of the particle-containing layer. ..
<7> The apparatus for producing a three-dimensional model according to <6>, wherein the void-occluded particles are sintering aids.
<8> The apparatus for producing a three-dimensional model according to <6>, wherein the void-blocking particles have the same composition as the particles contained in the resin solution.
<9> The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <1> to <8>, wherein the void closing material applying means is an inkjet unit.
<10> A dissolution / removal means for dissolving and removing a non-modeled region in the particle-containing layer with a dissolution liquid is provided.
The void blocking material imparting means imparts the void blocking material to the formed region and the non-formed region in the particle-containing layer.
The apparatus for producing a three-dimensional model according to any one of <1> to <9>, wherein the void blocking material applied to the non-modeled region in the particle-containing layer is soluble in the solution.
<11> A layer forming step of forming a particle-containing layer using a resin solution containing particles, and
A curing step of curing the modeling region in the particle-containing layer, and
A void blocking material applying step of applying a void blocking material to the exposed surface of the particle-containing layer so as to fill the voids on the exposed surface of the cured particle-containing layer.
It is a method for manufacturing a three-dimensional model, which is characterized by including.
<12> The method for producing a three-dimensional model according to <11>, wherein the layer forming step, the curing step, and the void closing material applying step are performed a plurality of times in this order.

前記<1>から<10>のいずれかに記載の立体造形の製造方法、及び前記<11>から<12>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置は、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。 The method for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <1> to <10> and the apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <11> to <12> solve the above-mentioned problems in the prior art. However, the object of the present invention can be achieved.

特開2014−88046号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-88046

10、20、30、40、50、60、70、80 立体造形物の製造装置
21 層形成手段(平坦化部材)
31 硬化手段(造形ユニット)
32 造形液
41a、41b 空隙閉塞材付与手段
42a、42b、42c、42d、42e 空隙閉塞材
101 粒子を含有する樹脂溶液(スラリー)供給手段
102 支持体(ステージ)
111 粒子を含有する樹脂溶液(スラリー)
112 樹脂溶液
113 粒子
114 被膜
121 造形領域
122 非造形領域
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 Manufacturing equipment for three-dimensional objects 21 Layer forming means (flattening member)
31 Hardening means (modeling unit)
32 Modeling liquid 41a, 41b Void blocking material applying means 42a, 42b, 42c, 42d, 42e Void closing material 101 Resin solution (slurry) supplying means containing particles 102 Support (stage)
Resin solution (slurry) containing 111 particles
112 Resin solution 113 Particles 114 Coating 121 Modeling area 122 Non-modeling area

Claims (12)

粒子を含有する樹脂溶液を用いて粒子含有層を形成する層形成手段と、
前記粒子含有層における造形領域の硬化をする硬化手段と、
前記硬化がされた前記粒子含有層の露出表面における空隙を閉塞するように空隙閉塞材を前記粒子含有層の露出表面に付与する空隙閉塞材付与手段と、
を有することを特徴とする立体造形物の製造装置。
A layer forming means for forming a particle-containing layer using a resin solution containing particles, and
A curing means for curing the modeling region in the particle-containing layer,
A void blocking material imparting means for applying a void blocking material to the exposed surface of the particle-containing layer so as to close the voids on the exposed surface of the cured particle-containing layer.
A device for manufacturing a three-dimensional object, which is characterized by having.
前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ難揮発性の流体である、請求項1に記載の立体造形物の製造装置。 The apparatus for producing a three-dimensional model according to claim 1, wherein the void closing material is a fluid that is insoluble in the resin solution and is hardly volatile. 前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ粘度が300mPa・s以上の流体である、請求項1に記載の立体造形物の製造装置。 The apparatus for producing a three-dimensional model according to claim 1, wherein the void closing material is a fluid that is insoluble in the resin solution and has a viscosity of 300 mPa · s or more. 前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ揮発して造膜する流体である、請求項1に記載の立体造形物の製造装置。 The apparatus for producing a three-dimensional model according to claim 1, wherein the void closing material is a fluid that is insoluble in the resin solution and volatilizes to form a film. 前記空隙閉塞材が、前記樹脂溶液に対し不溶性であってかつ前記樹脂溶液よりも比重が大きい流体である、請求項1に記載の立体造形物の製造装置。 The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to claim 1, wherein the void closing material is a fluid that is insoluble in the resin solution and has a higher specific gravity than the resin solution. 前記空隙閉塞材が、前記粒子含有層の露出表面における空隙を閉塞する空隙閉塞粒子を含有する、請求項1から5のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。 The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to any one of claims 1 to 5, wherein the void blocking material contains void closing particles that close the voids on the exposed surface of the particle-containing layer. 前記空隙閉塞粒子が、焼結助剤である、請求項6に記載の立体造形物の製造装置。 The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to claim 6, wherein the void-blocking particles are sintering aids. 前記空隙閉塞粒子が、前記樹脂溶液が含有する粒子と同組成である、請求項6に記載の立体造形物の製造装置。 The apparatus for producing a three-dimensional model according to claim 6, wherein the void-blocking particles have the same composition as the particles contained in the resin solution. 前記空隙閉塞材付与手段がインクジェットユニットである、請求項1から8のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。 The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to any one of claims 1 to 8, wherein the void closing material applying means is an inkjet unit. 前記粒子含有層における非造形領域を溶解液により溶解除去する溶解除去手段を有し、
前記空隙閉塞材付与手段が、前記粒子含有層における造形領域及び非造形領域に前記空隙閉塞材を付与し、
前記粒子含有層における非造形領域に付与された前記空隙閉塞材が前記溶解液に可溶である、請求項1から9のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
It has a dissolution / removal means for dissolving and removing a non-molded region in the particle-containing layer with a dissolution solution.
The void blocking material imparting means imparts the void blocking material to the formed region and the non-formed region in the particle-containing layer.
The apparatus for producing a three-dimensional model according to any one of claims 1 to 9, wherein the void blocking material applied to the non-modeled region in the particle-containing layer is soluble in the solution.
粒子を含有する樹脂溶液を用いて粒子含有層を形成する層形成工程と、
前記粒子含有層における造形領域の硬化をする硬化工程と、
前記硬化がされた前記粒子含有層の露出表面における空隙を埋めるように空隙閉塞材を前記粒子含有層の露出表面に付与する空隙閉塞材付与工程と、
を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法。
A layer forming step of forming a particle-containing layer using a resin solution containing particles, and
A curing step of curing the modeling region in the particle-containing layer, and
A void blocking material applying step of applying a void blocking material to the exposed surface of the particle-containing layer so as to fill the voids on the exposed surface of the cured particle-containing layer.
A method for manufacturing a three-dimensional model, which comprises.
前記層形成工程と、前記硬化工程と、前記空隙閉塞材付与工程とをこの順に複数回行う、請求項11に記載の立体造形物の製造方法。

The method for producing a three-dimensional model according to claim 11, wherein the layer forming step, the curing step, and the void closing material applying step are performed a plurality of times in this order.

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