JP6385145B2 - 構造体の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施形態に係る立体構造物である造形物の製造方法を実施する製造装置である積層造形装置の一例を示す模式図である。積層造形装置1のガイドシャフト1000には昇降機構2000と接続された液体吐出ヘッド3と、昇降機構3000に接続されUVランプ13を内部に備える規制部材600と、が設けられている。液体吐出ヘッド3と規制部材600とは、昇降機構により高さを制御できる。液体吐出ヘッド3は造形容器7内に構造体を形成するための液体の材料を吐出することができる。造形台8上にはすでに形成中の構造体として造形層500が積層された状態で、かつ、構造体を支持する支持材としてのサポート材6に支持された状態で配置されている。造形台8は、周囲を造形容器7に囲まれる構成であり、昇降機構9により高さの制御を行う。サポート材6は造形容器7の側面上部に設けられたサポート充填機構10により造形容器7内にサポート材料が注入されて形成される。また排出された余剰のサポート材料を受けるためのサポート受け11が造形容器7に接合されている。また、造形パターンの層の積層が終了したらば、サポート材6をサポート除去機構(不図示)を利用して除去することができる。
造形容器7は造形台8の周囲を取り囲む形状となっており、サポート材料の充填範囲を規制する。容器の容積は設計値に固定されているので、空間がサポート材料5で満たされて、オーバーフローした段階で注入を止めればよい。サポート材料5は造形層500の存在しない空間に自動的に流れ込むのでアライメントや層厚規制などの必要は無い。以上のようにして造形層と同じ厚さとなるように精度よく形成されたサポート材を、サポート材料の消費を抑制しながら形成することができる。また、造形層500の上面は、規制部材によって保護されているので、後から注入されるサポート材料の付着を免れる。これによって次に形成される層との接着が良好なものとなる。
図1、図2を参照し、本発明の実施例を説明する。
造形物のデータはあらかじめCADデータ等で作成しておき、所定の間隔でスライスデータとしておく。本実施例では25μm間隔のスライスデータを使用した。
インク付与条件
液滴のサイズ=30pl
液滴の付与間隔=600dpi
アドレス当たりのインク付与量=150pl
インク処方
・顔料:1部
ブラック:カーボンブラック
シアン:ピグメントブルー15
マゼンタ:ピグメントレッド7
イエロー::ピグメントイエロー74
ホワイト:酸化チタン
クリア:微粒子シリカ
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体:10部
(酸化度180、重量平均分子量4000)
・光硬化性樹脂:20部
(水溶性3官能アクリレート)
・光反応開始剤:2部
(水溶性アシルホスフィン)
・ジエチレングリコール:6部
・エチレングリコール:3部
・界面活性剤:1部
(アセチレノールEH:川研ファインケミカル製)
・イオン交換水:残部
Claims (12)
- 造形台上で、形成中の構造体をサポート材にて支持しながら、前記構造体となるための造形層を重ねることにより前記構造体を形成する構造体の製造方法において、
前記造形層、前記サポート材および前記造形台の少なくとも一つで形成される既成面に前記造形層を形成するための造形材料を液体状態で提供し、前記造形材料から造形層を形成する工程と、
形成された前記造形層の前記既成面と反対側の上面を規制するための規制部材の規制面と前記造形層の上面とが当接している状態で前記造形層の周囲の前記既成面と前記規制面との間を満たすように前記サポート材となるためのサポート材料を注入し、前記サポート材料を固化させることによりサポート材を形成して前記サポート材と前記造形層とで構成される層を設ける工程と、
前記サポート材と前記造形層とで構成される層から前記規制部材を除去する工程と、
を有することを特徴とする構造体の製造方法。 - 前記規制部材を除去する工程の後に、前記規制部材を除去することにより露出した前記造形層と前記サポート材との層の表面に、次に積層する造形層とサポート材との層を設ける工程をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の構造体の製造方法。
- 前記造形層を形成する工程において、液体を吐出するための液体吐出ヘッドから前記造形材料を吐出することにより前記既成面に前記造形材料を提供することを特徴とする請求項1または2に記載の構造体の製造方法。
- 前記造形材料は紫外線の照射を受けることにより硬化し、前記造形層を形成する工程において、前記規制面と前記造形層の前記既成面と反対側の面とが当接している状態で前記造形材料に紫外線を照射することによって、前記造形層を形成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。
- 前記紫外線を、前記規制部材の規制面を透過させて前記造形材料に照射することを特徴とする請求項4に記載の構造体の製造方法。
- 先に積層した前記造形層を次に積層した造形層がオーバーハングしない場合には、前記サポート材料を提供せず、前記次に積層した造形層以降に積層する造形層がそれ以前の造形層をオーバーハングする場合に、複数の造形層に対応する前記サポート材料をまとめて提供することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の構造体の製造方法。
- 形成中の構造体をサポート材にて支持しながら、前記構造体となるための造形層を重ねることにより前記構造体を形成する構造体の製造装置において、
前記造形層を重ねるための台である造形台と、
前記造形台、前記造形台上の前記造形層および前記造形台上の前記サポート材の少なくとも一つで形成される既成面に液体状の前記造形層を形成するための造形材料を提供し、前記造形材料から造形層を形成する第1の形成手段と、
前記造形層を形成する手段により形成された前記造形層の前記既成面と反対側の上面を規制するための規制部材と、前記造形台と、を相対的に移動させる移動手段と、
前記サポート材となるためのサポート材料を提供し、前記サポート材料を固化させることによりサポート材を形成する第2の形成手段と、
を有し、
前記第2の形成手段は、前記規制部材の規制面と前記造形層の上面とが当接がしている状態で前記造形層の周囲の前記既成面と前記規制面との間を満たすようにサポート材となるためのサポート材料を注入し、
前記移動手段は、前記第2の形成手段により形成された前記サポート材と前記第1の形成手段により形成された前記造形層とで構成される層から前記規制部材を除去する、ことを特徴とする構造体の製造装置。 - 前記第1の形成手段と前記第2の形成手段とは、前記移動手段が前記規制部材を除去したことにより露出した前記造形層と前記サポート材との層の表面に、それぞれ、次に積層する造形層と、サポート材との層を設けることを特徴とする請求項7に記載の構造体の製造装置。
- 前記第1の形成手段は、液体を吐出するための液体吐出ヘッドを含み、前記液体吐出ヘッドから前記造形材料を吐出することにより前記既成面に前記造形材料を提供することを特徴とする請求項7または8に記載の構造体の製造装置。
- 前記第1の形成手段は、前記造形材料に紫外線を照射する手段をさらに備えることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の構造体の製造装置。
- 前記規制部材は紫外線を透過する材料で形成され、前記紫外線を照射する手段は前記規制部材の内部に設けられていることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載の構造体の製造装置。
- 前記第1の形成手段が次に積層した造形層が、先に積層された前記造形層をオーバーハングしない場合には、前記第2の形成手段は前記サポート材料を提供せず、前記次に積層した造形層以降に前記第1の形成手段が積層する造形層がそれ以前の造形層をオーバーハングする場合に、前記第2の形成手段は、複数の造形層に対応する前記サポート材料をまとめて提供することを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1項に記載の構造体の製造装置。
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