JP6909870B2 - Method of forming a support member and method of forming a structure - Google Patents

Method of forming a support member and method of forming a structure Download PDF

Info

Publication number
JP6909870B2
JP6909870B2 JP2019557917A JP2019557917A JP6909870B2 JP 6909870 B2 JP6909870 B2 JP 6909870B2 JP 2019557917 A JP2019557917 A JP 2019557917A JP 2019557917 A JP2019557917 A JP 2019557917A JP 6909870 B2 JP6909870 B2 JP 6909870B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
support member
forming
viscous fluid
stage
support material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019557917A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2019111347A1 (en
Inventor
佑 竹内
佑 竹内
悠馬 山本
悠馬 山本
亮二郎 富永
亮二郎 富永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPWO2019111347A1 publication Critical patent/JPWO2019111347A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6909870B2 publication Critical patent/JP6909870B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/16Both compacting and sintering in successive or repeated steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/40Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing

Description

本開示は、構造物を支持する支持部材を積層造形法により形成する形成方法、及びその支持部材を用いて構造物を形成する構造物の形成方法に関する。 The present disclosure relates to a method of forming a support member that supports a structure by a layered manufacturing method, and a method of forming a structure that forms a structure using the support member.

構造物の形成方法には、構造物を複数の層に分けて形成した層状の材料を、順次積み重ね、立体の構造物を製造する積層造形法がある。積層造形法としては、例えば、熱溶解積層法、インクジェット法、光造形法、粉末焼結法などがある。例えば、下記特許文献1には、構造物を支持する支持部材を、熱溶解積層法により形成する技術が開示されている。特許文献1では、網目状の土台を、構造物の支持部材として形成している。 As a method for forming a structure, there is a layered manufacturing method in which layered materials formed by dividing a structure into a plurality of layers are sequentially stacked to produce a three-dimensional structure. Examples of the additive manufacturing method include a fused deposition modeling method, an inkjet method, a stereolithography method, and a powder sintering method. For example, Patent Document 1 below discloses a technique for forming a support member that supports a structure by a fused deposition modeling method. In Patent Document 1, a mesh-like base is formed as a support member of a structure.

特開2016−165814号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-165814

ところで、積層造形では、例えば、所謂、オーバーハングのような突出する部分を構造物に形成する場合、構造物の突出部分を支持する支持部材としてサポート材を用いることがある。サポート材は、例えば、突出部分の外形を形作るのに用いられる。このサポート材に用いる材料の中には、構造物の造形に用いる紫外線硬化樹脂などに比べて融点が低い材料が存在する。このため、構造物の形成において熱が発生すると、構造物とサポート材との境界面においてサポート材が溶融する場合がある。あるいは、構造物とサポート材との間で熱による収縮率の差が発生する場合がある。その結果、構造物とサポート材との密着性が低下し、ひいては構造物がサポート材から剥離する虞があった。 By the way, in laminated modeling, for example, when a protruding portion such as a so-called overhang is formed on a structure, a support material may be used as a support member for supporting the protruding portion of the structure. The support material is used, for example, to shape the outer shape of the protruding portion. Among the materials used for this support material, there is a material having a melting point lower than that of an ultraviolet curable resin used for modeling a structure. Therefore, when heat is generated in the formation of the structure, the support material may be melted at the interface between the structure and the support material. Alternatively, a difference in shrinkage rate due to heat may occur between the structure and the support material. As a result, the adhesion between the structure and the support material is lowered, and there is a risk that the structure may be peeled off from the support material.

本開示は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、サポート材を用いた支持部材であって、熱が発生した場合であっても構造物を安定して支持できる支持部材の形成方法及び構造物の形成方法を提供することを課題とする。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and is a method for forming a support member using a support material, which can stably support a structure even when heat is generated. And to provide a method for forming a structure.

上記課題を解決するために、本開は、吐出装置からステージの上に硬化性粘性流体を吐出して構造物を形成する際に、前記構造物を支持する支持部材を形成する支持部材の形成方法であって、前記支持部材は、前記構造物と同じ前記硬化性粘性流体により形成される粘性流体材と、サポート材と、を有し、前記支持部材の形成方法が、前記吐出装置から前記硬化性粘性流体を吐出する第1吐出工程と、吐出した前記硬化性粘性流体を硬化させる硬化工程と、を含み、前記第1吐出工程と、前記硬化工程とを繰り返し実行し、前記ステージと前記構造物とを接続し前記ステージに対して前記構造物を支持する前記粘性流体材を形成し、前記支持部材の形成方法が、前記吐出装置からサポート材料を吐出し、前記粘性流体材の少なくとも一部に接触する前記サポート材を形成する形成工程を含む、支持部材の形成方法を開示する。
また、本開示の内容は、支持部材の形成方法だけでなく、構造物の形成方法としても実施し得るものである。
In order to solve the above problems, the main opening is to form a support member that forms a support member that supports the structure when the curable viscous fluid is discharged from the discharge device onto the stage to form the structure. In the method, the support member has a viscous fluid material formed of the same curable viscous fluid as the structure and a support material, and the method of forming the support member is described from the discharge device. a first discharge step of discharging a curable viscous fluid, anda curing step Ru curing the curable viscous fluid discharged repeatedly executes a first discharge step and the curing step, and the stage form form the viscous fluid material for supporting the structure against the stage and connecting the structure, method of forming the support member, ejecting the support material from the discharge apparatus, the viscous fluid material the support member that forms the shape of the forming step including contacting at least a portion, discloses a method of forming a support member.
Further, the content of the present disclosure can be implemented not only as a method for forming a support member but also as a method for forming a structure.

本開示の支持部材の形成方法、構造物の形成方法によれば、粘性流体材は、ステージと構造物との両方に接続されており、ステージに対して構造物を支持する構造となる。従って、構造物の形成において熱が発生し構造物とサポート材との密着性が低下した場合であっても、支持部材に設けた粘性流体材によって構造物をステージに対して安定して支持できる。 According to the method for forming the support member and the method for forming the structure of the present disclosure, the viscous fluid material is connected to both the stage and the structure, and has a structure that supports the structure with respect to the stage. Therefore, even when heat is generated in the formation of the structure and the adhesion between the structure and the support material is lowered, the structure can be stably supported with respect to the stage by the viscous fluid material provided in the support member. ..

実施形態の構造物形成装置を示す図である。It is a figure which shows the structure forming apparatus of an embodiment. 構造物形成装置のブロック図である。It is a block diagram of a structure forming apparatus. 支持部材の形成において紫外線硬化樹脂を吐出する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which discharges the ultraviolet curable resin in the formation of a support member. 照射装置により紫外線硬化樹脂を硬化させる状態を示す図である。It is a figure which shows the state which cures an ultraviolet curable resin by an irradiation apparatus. 支持部材の形成においてサポート材料を吐出する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which discharges a support material in the formation of a support member. ステージ上に形成した支持部材を示す図である。It is a figure which shows the support member formed on the stage. 構造物の形成において紫外線硬化樹脂を吐出する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which discharges the ultraviolet curable resin in the formation of a structure. 照射装置により紫外線硬化樹脂を硬化させる状態を示す図である。It is a figure which shows the state which cures an ultraviolet curable resin by an irradiation apparatus. 構造物の形成において金属インクを吐出する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which ejects a metal ink in the formation of a structure. 照射装置により金属インクを焼成して硬化させる状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the metal ink is fired and cured by the irradiation apparatus. ステージ上に形成した支持部材及び構造物を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the support member and structure formed on a stage. サポート材を溶融させた状態の支持部材及び構造物を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the support member and the structure in the state where the support material is melted. 構造物を支持部材から取り外す状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which removes a structure from a support member. 樹脂接続点の断面を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the cross section of a resin connection point. 別例の樹脂接続点の断面を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the cross section of the resin connection point of another example. 別例の樹脂接続点の断面を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the cross section of the resin connection point of another example. 別例の樹脂接続点の断面を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the cross section of the resin connection point of another example. 別例の支持部材及び構造物を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the support member and structure of another example. 別例の支持部材を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the support member of another example. 別例の支持部材を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the support member of another example.

以下、本願の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本願の支持部材の形成方法を適用する実施形態の構造物形成装置10を示している。本実施形態の構造物形成装置10(以下、「形成装置10」と略す場合がある)は、搬送装置20と、造形ユニット22と、実装ユニット23と、サポート材除去ユニット24と、切断ユニット25と、制御装置26(図2参照)とを備える。それら搬送装置20、造形ユニット22等は、形成装置10のベース28の上に配置されている。ベース28は、概して長方形状をなしており、以下の説明では、ベース28の長手方向をX軸方向、ベース28の短手方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向の両方に直交する方向をZ軸方向と称して説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present application will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a structure forming apparatus 10 of an embodiment to which the method for forming a support member of the present application is applied. The structure forming apparatus 10 of the present embodiment (hereinafter, may be abbreviated as "forming apparatus 10") includes a conveying device 20, a modeling unit 22, a mounting unit 23, a support material removing unit 24, and a cutting unit 25. And a control device 26 (see FIG. 2). The transfer device 20, the modeling unit 22, and the like are arranged on the base 28 of the forming device 10. The base 28 has a generally rectangular shape, and in the following description, the longitudinal direction of the base 28 is orthogonal to the X-axis direction, and the lateral direction of the base 28 is orthogonal to both the Y-axis direction, the X-axis direction, and the Y-axis direction. The direction will be described as the Z-axis direction.

搬送装置20は、X軸スライド機構30と、Y軸スライド機構32とを備えている。そのX軸スライド機構30は、X軸スライドレール34と、X軸スライダ36とを有している。X軸スライドレール34は、X軸方向に延びるように、ベース28の上に配設されている。X軸スライダ36は、X軸スライドレール34によって、X軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、X軸スライド機構30は、電磁モータ38(図2参照)を有しており、電磁モータ38の駆動により、X軸スライダ36をX軸方向の任意の位置に移動させる。 The transport device 20 includes an X-axis slide mechanism 30 and a Y-axis slide mechanism 32. The X-axis slide mechanism 30 has an X-axis slide rail 34 and an X-axis slider 36. The X-axis slide rail 34 is arranged on the base 28 so as to extend in the X-axis direction. The X-axis slider 36 is slidably held in the X-axis direction by the X-axis slide rail 34. Further, the X-axis slide mechanism 30 has an electromagnetic motor 38 (see FIG. 2), and the X-axis slider 36 is moved to an arbitrary position in the X-axis direction by driving the electromagnetic motor 38.

また、Y軸スライド機構32は、Y軸スライドレール50と、可動台52とを有している。Y軸スライドレール50は、Y軸方向に延びるように、ベース28の上に配設されている。Y軸スライドレール50の一端部は、X軸スライダ36に連結されている。これにより、Y軸スライドレール50は、X軸スライダ36のスライド移動にともなって、X軸方向に移動可能とされている。可動台52は、Y軸スライドレール50によってY軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Y軸スライド機構32は、電磁モータ56(図2参照)を有しており、電磁モータ56の駆動により、可動台52をY軸方向の任意の位置に移動させる。これにより、可動台52は、X軸スライド機構30及びY軸スライド機構32の駆動により、ベース28上の任意の位置に移動可能となっている。 Further, the Y-axis slide mechanism 32 has a Y-axis slide rail 50 and a movable base 52. The Y-axis slide rail 50 is arranged on the base 28 so as to extend in the Y-axis direction. One end of the Y-axis slide rail 50 is connected to the X-axis slider 36. As a result, the Y-axis slide rail 50 can be moved in the X-axis direction as the X-axis slider 36 slides. The movable base 52 is slidably held in the Y-axis direction by the Y-axis slide rail 50. Further, the Y-axis slide mechanism 32 has an electromagnetic motor 56 (see FIG. 2), and the movable base 52 is moved to an arbitrary position in the Y-axis direction by driving the electromagnetic motor 56. As a result, the movable base 52 can be moved to an arbitrary position on the base 28 by driving the X-axis slide mechanism 30 and the Y-axis slide mechanism 32.

可動台52は、基台60と、保持装置62と、昇降装置64とを有している。基台60は、平板状に形成され、上面にステージ70(図3参照)が載置される。保持装置62は、基台60のX軸方向の両側部に設けられている。そして、基台60に載置されたステージ70のX軸方向の両縁部が、保持装置62によって挟まれることで、ステージ70が基台60に対して固定的に保持される。また、昇降装置64は、基台60の下方に配設されており、基台60をZ軸方向に昇降させる。 The movable base 52 has a base 60, a holding device 62, and an elevating device 64. The base 60 is formed in a flat plate shape, and a stage 70 (see FIG. 3) is placed on the upper surface thereof. The holding devices 62 are provided on both sides of the base 60 in the X-axis direction. Then, both edges of the stage 70 placed on the base 60 in the X-axis direction are sandwiched by the holding device 62, so that the stage 70 is fixedly held with respect to the base 60. Further, the elevating device 64 is arranged below the base 60, and raises and lowers the base 60 in the Z-axis direction.

造形ユニット22は、可動台52の基台60に載置されたステージ70の上に構造物132(図11参照)を形成するユニットであり、印刷部72と、硬化部74とを有している。印刷部72は、図3に示すように、インクジェットヘッド76を有しており、基台60に載置されたステージ70の上に、硬化性粘性流体77を薄膜状に吐出する。硬化性粘性流体77は、熱、光等により硬化する粘性流体である。硬化性粘性流体77としては、例えば、紫外線硬化樹脂77Aや金属インク77B(図9参照)等が挙げられる。紫外線硬化樹脂77Aは、紫外線の照射により硬化する樹脂である。金属インク77Bは、例えば、金属(銀など)の微粒子を溶剤中に分散させた金属ナノ粒子を含むインクであり、熱により焼成することで硬化する。 The modeling unit 22 is a unit that forms a structure 132 (see FIG. 11) on a stage 70 mounted on a base 60 of a movable table 52, and has a printing unit 72 and a curing unit 74. There is. As shown in FIG. 3, the printing unit 72 has an inkjet head 76, and discharges the curable viscous fluid 77 into a thin film on the stage 70 placed on the base 60. The curable viscous fluid 77 is a viscous fluid that is cured by heat, light, or the like. Examples of the curable viscous fluid 77 include ultraviolet curable resin 77A and metal ink 77B (see FIG. 9). The ultraviolet curable resin 77A is a resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays. The metal ink 77B is, for example, an ink containing metal nanoparticles in which fine particles of metal (silver or the like) are dispersed in a solvent, and is cured by firing with heat.

図3は、支持部材131(図6参照)の形成において紫外線硬化樹脂77Aを吐出する状態を示している。図7は、構造物132(図11参照)の形成において紫外線硬化樹脂77Aを吐出する状態を示している。図9は、構造物132の形成において金属インク77Bを吐出する状態を示している。インクジェットヘッド76は、硬化性粘性流体77が図3及び図7に示す紫外線硬化樹脂77Aである場合には、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから紫外線硬化樹脂77Aを吐出する。あるいは、インクジェットヘッド76は、硬化性粘性流体77が紫外線硬化樹脂77Aである場合には、例えば、紫外線硬化樹脂77Aを加熱して気泡を発生させノズルから吐出するサーマル方式によって複数のノズルから紫外線硬化樹脂77Aを吐出する。また、インクジェットヘッド76は、硬化性粘性流体77が図9に示す金属インク77Bである場合には、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから金属インク77Bを吐出する。 FIG. 3 shows a state in which the ultraviolet curable resin 77A is discharged in the formation of the support member 131 (see FIG. 6). FIG. 7 shows a state in which the ultraviolet curable resin 77A is discharged in the formation of the structure 132 (see FIG. 11). FIG. 9 shows a state in which the metal ink 77B is ejected in the formation of the structure 132. When the curable viscous fluid 77 is the ultraviolet curable resin 77A shown in FIGS. 3 and 7, the inkjet head 76 ejects the ultraviolet curable resin 77A from a plurality of nozzles by, for example, a piezo method using a piezoelectric element. Alternatively, when the curable viscous fluid 77 is an ultraviolet curable resin 77A, the inkjet head 76 is ultraviolet cured from a plurality of nozzles by, for example, a thermal method in which the ultraviolet curable resin 77A is heated to generate bubbles and discharged from the nozzles. Discharge the resin 77A. When the curable viscous fluid 77 is the metal ink 77B shown in FIG. 9, the inkjet head 76 ejects the metal ink 77B from a plurality of nozzles by, for example, a piezo method using a piezoelectric element.

また、印刷部72は、図5に示すように、インクジェットヘッド76からステージ70の上に、サポート材料81を薄膜状に吐出する。サポート材料81としては、例えば、水、薬品等の特定の液体で溶解する材料(ワックス系の材料や樹脂系の材料など)を用いることができる。また、サポート材料81としては、熱によって溶融する材料を用いることができる。サポート材料81は、紫外線などの光を照射して硬化するものや、熱を加えることで硬化するものがある。また、サポート材料81は、ステージ70に吐出した後、時間の経過にともなって自然と硬化するものがある。例えば、サポート材料81を硬化させたサポート材91の一部に沿って、紫外線硬化樹脂77Aを吐出し硬化させることで、サポート材91の形状に沿った構造物132を形成することができる(図11参照)。そして、サポート材91と構造物132の一体物から薬品等を用いてサポート材91を除去することで、オーバーハング部を有する構造物132を形成することが可能である。 Further, as shown in FIG. 5, the printing unit 72 ejects the support material 81 from the inkjet head 76 onto the stage 70 in the form of a thin film. As the support material 81, for example, a material that dissolves in a specific liquid such as water or a chemical (wax-based material, resin-based material, or the like) can be used. Further, as the support material 81, a material that is melted by heat can be used. The support material 81 includes a material that is cured by irradiating light such as ultraviolet rays and a material that is cured by applying heat. In addition, some of the support materials 81 are naturally cured with the passage of time after being discharged to the stage 70. For example, by discharging and curing the ultraviolet curable resin 77A along a part of the support material 91 in which the support material 81 is cured, the structure 132 that follows the shape of the support material 91 can be formed (FIG. FIG. 11). Then, by removing the support material 91 from the integral body of the support material 91 and the structure 132 using a chemical or the like, it is possible to form the structure 132 having an overhang portion.

インクジェットヘッド76は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルからサポート材料81を吐出する、あるいはサポート材料81を加熱して気泡を発生させノズルから吐出するサーマル方式によって複数のノズルからサポート材料81を吐出する。なお、本願の吐出装置としては、複数のノズルを備えるインクジェットヘッド76に限らず、例えば、1つのノズルを備えたディスペンサーでも良い。また、インクジェットヘッド76は、金属インク77Bを吐出するノズル、紫外線硬化樹脂77Aを吐出するノズル、サポート材料81を吐出するノズルを別々に備えてもよく、3つの流体を吐出するノズルを共用する構成でも良い。 The inkjet head 76 supports from a plurality of nozzles by, for example, a piezo method using a piezoelectric element to discharge the support material 81 from a plurality of nozzles, or a thermal method in which the support material 81 is heated to generate bubbles and discharged from the nozzles. The material 81 is discharged. The ejection device of the present application is not limited to the inkjet head 76 provided with a plurality of nozzles, and may be, for example, a dispenser provided with one nozzle. Further, the inkjet head 76 may separately include a nozzle for discharging the metal ink 77B, a nozzle for discharging the ultraviolet curable resin 77A, and a nozzle for discharging the support material 81, and the nozzles for discharging the three fluids are shared. But it's okay.

また、図4に示すように、硬化部74は、平坦化装置78と、照射装置82と、ヒータ83とを有している。平坦化装置78は、インクジェットヘッド76によってステージ70の上に吐出された硬化性粘性流体77やサポート材料81の上面を平坦化するものである。平坦化装置78は、ローラ79と、回収部80とを有している。ローラ79は、円柱形状をなし、平坦化装置78の制御に基づいて、流動可能な状態の硬化性粘性流体77(紫外線硬化樹脂77Aや金属インク77B)及びサポート材料81の表面を回転しながら移動し、表面を平坦化する。回収部80は、例えば、ローラ79の表面に向かって突出するブレードを有しており、ブレードで掻き取った硬化性粘性流体77やサポート材料81を貯めて排出する。回収部80は、例えば、回収した硬化性粘性流体77等を廃液タンクに排出する。平坦化装置78は、硬化性粘性流体77等の表面を均しながら余剰分の硬化性粘性流体77等を掻き取ることで、硬化性粘性流体77等の表面を平坦化する。なお、回収部80は、回収した硬化性粘性流体77やサポート材料81を、再度、供給タンクに戻しても良い。また、平坦化装置78による平坦化を、各工程で必ずしも実行しなくとも良い。例えば、平坦化装置78は、紫外線硬化樹脂77Aだけを平坦化しても良い。また、平坦化装置78は、硬化性粘性流体77の吐出ごとに平坦化を実行せず、特定の層の形成時のみ平坦化を実行しても良い。 Further, as shown in FIG. 4, the curing portion 74 includes a flattening device 78, an irradiation device 82, and a heater 83. The flattening device 78 flattens the upper surface of the curable viscous fluid 77 and the support material 81 discharged onto the stage 70 by the inkjet head 76. The flattening device 78 has a roller 79 and a collecting unit 80. The roller 79 has a cylindrical shape and moves while rotating on the surfaces of the curable viscous fluid 77 (ultraviolet curable resin 77A and metal ink 77B) and the support material 81 in a fluid state under the control of the flattening device 78. And flatten the surface. The recovery unit 80 has, for example, a blade that projects toward the surface of the roller 79, and stores and discharges the curable viscous fluid 77 and the support material 81 scraped off by the blade. The recovery unit 80 discharges the recovered curable viscous fluid 77 or the like to the waste liquid tank, for example. The flattening device 78 flattens the surface of the curable viscous fluid 77 or the like by scraping off the excess curable viscous fluid 77 or the like while leveling the surface of the curable viscous fluid 77 or the like. The recovery unit 80 may return the recovered curable viscous fluid 77 and the support material 81 to the supply tank again. Further, the flattening by the flattening device 78 does not necessarily have to be performed in each step. For example, the flattening device 78 may flatten only the ultraviolet curable resin 77A. Further, the flattening device 78 may not perform flattening for each discharge of the curable viscous fluid 77, but may perform flattening only when a specific layer is formed.

また、照射装置82は、ステージ70の上に吐出された硬化性粘性流体77やサポート材料81に光を照射するものである。照射装置82は、例えば、硬化性粘性流体77が紫外線硬化樹脂77Aである場合、紫外線硬化樹脂77Aに紫外線を照射する。また、照射装置82は、例えば、サポート材料81が紫外線で硬化する材料である場合、サポート材料81に紫外線を照射する。また、照射装置82は、例えば、硬化性粘性流体77が金属インク77Bである場合、金属インク77Bにレーザ光を照射する。本実施形態の形成装置10は、紫外線硬化樹脂77Aや金属インク77Bを硬化させることで、後述するように、例えば、絶縁性の樹脂の上に金属配線を形成できる。 Further, the irradiation device 82 irradiates the curable viscous fluid 77 and the support material 81 discharged onto the stage 70 with light. The irradiation device 82 irradiates the ultraviolet curable resin 77A with ultraviolet rays, for example, when the curable viscous fluid 77 is an ultraviolet curable resin 77A. Further, the irradiation device 82 irradiates the support material 81 with ultraviolet rays, for example, when the support material 81 is a material that is cured by ultraviolet rays. Further, for example, when the curable viscous fluid 77 is the metal ink 77B, the irradiation device 82 irradiates the metal ink 77B with a laser beam. By curing the ultraviolet curable resin 77A and the metal ink 77B, the forming apparatus 10 of the present embodiment can form, for example, metal wiring on an insulating resin, as will be described later.

また、ヒータ83は、ステージ70の上に吐出された金属インク77Bに熱を加え乾燥させる装置である。ヒータ83は、金属インク77Bに熱を加えることで、金属インク77Bに含まれる金属の微粒子を分散させる溶剤を気化させる。なお、金属インク77Bの溶剤を気化させる装置は、ヒータ83に限らず、例えば、温風を送風して金属インク77Bを加熱する温風装置や、マイクロ波を照射して加熱する装置でも良い。 The heater 83 is a device that heats and dries the metal ink 77B discharged onto the stage 70. The heater 83 vaporizes the solvent that disperses the metal fine particles contained in the metal ink 77B by applying heat to the metal ink 77B. The device for vaporizing the solvent of the metal ink 77B is not limited to the heater 83, and may be, for example, a hot air device that blows warm air to heat the metal ink 77B or a device that irradiates microwaves to heat the metal ink 77B.

また、図1に示す実装ユニット23は、例えば、造形ユニット22によって形成した金属配線に接続される各種の電子部品135(図11参照)を実装するユニットであり、実装部85と、供給部86とを備えている。実装部85は、例えば、電子部品135を吸着する吸着ノズル(図示略)を有しており、吸着ノズルで保持した電子部品135を構造物に実装する。供給部86は、例えば、テーピング化された電子部品135を1つずつ送り出すテープフィーダを複数有しており、実装部85へ電子部品135を供給する。なお、供給部86は、テープフィーダに限らず、トレイから電子部品135をピックアップして供給するトレイ型の供給装置でもよい。 Further, the mounting unit 23 shown in FIG. 1 is a unit for mounting various electronic components 135 (see FIG. 11) connected to the metal wiring formed by the modeling unit 22, for example, the mounting unit 85 and the supply unit 86. And have. The mounting unit 85 has, for example, a suction nozzle (not shown) that sucks the electronic component 135, and mounts the electronic component 135 held by the suction nozzle on the structure. The supply unit 86 has, for example, a plurality of tape feeders that send out the taped electronic components 135 one by one, and supplies the electronic components 135 to the mounting unit 85. The supply unit 86 is not limited to the tape feeder, and may be a tray-type supply device that picks up and supplies the electronic component 135 from the tray.

実装ユニット23は、例えば、可動台52の移動にともなって、実装部85の下方の位置にステージ70が移動してくると、実装部85を供給部86の部品供給位置まで移動させるとともに、供給部86を駆動させて必要な電子部品135を供給させる。そして、実装部85は、吸着ノズルによって供給部86の部品供給位置から電子部品135を吸着保持し、ステージ70上に形成された構造物132内や構造物132の上に配置する。 For example, when the stage 70 moves to a position below the mounting unit 85 with the movement of the movable base 52, the mounting unit 23 moves the mounting unit 85 to the component supply position of the supply unit 86 and supplies the mounting unit 85. The unit 86 is driven to supply the necessary electronic component 135. Then, the mounting unit 85 attracts and holds the electronic component 135 from the component supply position of the supply unit 86 by the suction nozzle, and arranges the electronic component 135 in the structure 132 formed on the stage 70 or on the structure 132.

また、サポート材除去ユニット24は、造形ユニット22によって形成したサポート材91(図6参照)を除去するユニットである。サポート材除去ユニット24は、例えば、サポート材91が水に溶解する材料である場合、ステージ70上の支持部材131及び構造物132(図11参照)を水槽に浸すロボットアームや、ステージ70の上に形成された支持部材131に対して水を拭きかけるノズル装置を有する。また、サポート材除去ユニット24は、例えば、サポート材91が熱により溶融する材料である場合、ステージ70の上の支持部材131に対して熱を付加するヒータやマイクロ波発生装置などを備える。このため、サポート材除去ユニット24の構成は、サポート材91の種類に応じて適宜変更される。 The support material removing unit 24 is a unit that removes the support material 91 (see FIG. 6) formed by the modeling unit 22. The support material removing unit 24 is, for example, when the support material 91 is a material that dissolves in water, a robot arm for immersing the support member 131 and the structure 132 (see FIG. 11) on the stage 70 in a water tank, or a robot arm on the stage 70. It has a nozzle device for wiping water against the support member 131 formed in the above. Further, the support material removing unit 24 includes, for example, a heater or a microwave generator that applies heat to the support member 131 on the stage 70 when the support material 91 is a material that is melted by heat. Therefore, the configuration of the support material removing unit 24 is appropriately changed according to the type of the support material 91.

また、切断ユニット25は、ステージ70の上に形成した構造物132と支持部材131とを分離する装置である。切断ユニット25は、例えば、2つのチャック143,144(図13参照)を備えている。切断ユニット25は、一方のチャック143で構造物132を挟持し、他方のチャック144で支持部材131を挟持し、構造物132と支持部材131との接続部分を切断する。これにより、切断ユニット25は、支持部材131と分離された構造物132を形成する。 Further, the cutting unit 25 is a device for separating the structure 132 formed on the stage 70 and the support member 131. The cutting unit 25 includes, for example, two chucks 143 and 144 (see FIG. 13). The cutting unit 25 sandwiches the structure 132 with one chuck 143 and sandwiches the support member 131 with the other chuck 144, and cuts the connecting portion between the structure 132 and the support member 131. As a result, the cutting unit 25 forms the structure 132 separated from the support member 131.

図2に示すように、制御装置26は、コントローラ102と、複数の駆動回路104と、記憶装置106とを備えている。複数の駆動回路104は、上記した電磁モータ38,56、保持装置62、昇降装置64、インクジェットヘッド76、平坦化装置78、照射装置82、ヒータ83、実装部85、供給部86、サポート材除去ユニット24、切断ユニット25に接続されている。コントローラ102は、CPU,ROM,RAM等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路104に接続されている。記憶装置106は、RAM、ROM、ハードディスク等を備えており、形成装置10の制御を行う制御プログラム107が記憶されている。コントローラ102は、制御プログラム107をCPUで実行することで、搬送装置20、造形ユニット22等の作動を制御することが可能となっている。 As shown in FIG. 2, the control device 26 includes a controller 102, a plurality of drive circuits 104, and a storage device 106. The plurality of drive circuits 104 include the above-mentioned electromagnetic motors 38 and 56, holding device 62, elevating device 64, inkjet head 76, flattening device 78, irradiation device 82, heater 83, mounting unit 85, supply unit 86, and support material removal. It is connected to the unit 24 and the cutting unit 25. The controller 102 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and is mainly a computer, and is connected to a plurality of drive circuits 104. The storage device 106 includes a RAM, a ROM, a hard disk, and the like, and stores a control program 107 that controls the forming device 10. The controller 102 can control the operation of the transfer device 20, the modeling unit 22, and the like by executing the control program 107 on the CPU.

本実施形態の形成装置10は、上述した構成によって、サポート材91と紫外線硬化樹脂77Aとを硬化させることで、支持部材131(図10参照)を形成する。また、形成装置10は、硬化性粘性流体77として紫外線硬化樹脂77Aや金属インク77Bを硬化させることで、絶縁層93や金属配線95(図10参照)を形成し、複数の絶縁層93や金属配線95を積層させることで、任意の形状の構造物132(図11参照)を形成することが可能となっている。また、形成装置10は、構造物132を形成する過程で実装ユニット23によって電子部品135(図11参照)を実装する。例えば、制御プログラム107には、支持部材131及び構造物132をスライスした各層の三次元のデータが設定されている。コントローラ102は、制御プログラム107のデータに基づいて、サポート材料81や硬化性粘性流体77を吐出、硬化等させて支持部材131及び構造物132を形成する。また、コントローラ102は、制御プログラム107のデータに基づいて電子部品135を配置する層や位置等の情報を検出し、検出した情報に基づいて電子部品135を構造物132に実装する。 The forming apparatus 10 of the present embodiment forms the support member 131 (see FIG. 10) by curing the support material 91 and the ultraviolet curable resin 77A according to the above-described configuration. Further, the forming apparatus 10 forms the insulating layer 93 and the metal wiring 95 (see FIG. 10) by curing the ultraviolet curable resin 77A and the metal ink 77B as the curable viscous fluid 77, and the plurality of insulating layers 93 and the metal. By stacking the wirings 95, it is possible to form a structure 132 (see FIG. 11) having an arbitrary shape. Further, the forming apparatus 10 mounts the electronic component 135 (see FIG. 11) by the mounting unit 23 in the process of forming the structure 132. For example, in the control program 107, three-dimensional data of each layer obtained by slicing the support member 131 and the structure 132 is set. Based on the data of the control program 107, the controller 102 discharges and cures the support material 81 and the curable viscous fluid 77 to form the support member 131 and the structure 132. Further, the controller 102 detects information such as a layer and a position where the electronic component 135 is arranged based on the data of the control program 107, and mounts the electronic component 135 on the structure 132 based on the detected information.

以下の説明では、一例として、図10に示すように支持部材131の上に三次元の構造物132を形成する場合について説明する。なお、図3以降に示す支持部材131や構造物132の形状、構造は一例である。また、図3〜図10に示す方向(X軸方向など)は、一例である。また、以下の図3〜図10の説明では、説明を分かり易くするため、円柱形状の支持部材131を形成し、その形成した支持部材131の上に構造物132を形成する場合について説明する。後述する図11の支持部材131及び構造物132のように、支持部材131の形状に合わせて構造物132が入り込むような構成では、支持部材131と構造物132を交互に形成しながら積層する場合もある。 In the following description, as an example, a case where the three-dimensional structure 132 is formed on the support member 131 as shown in FIG. 10 will be described. The shapes and structures of the support member 131 and the structure 132 shown in FIGS. 3 and 3 are examples. The directions shown in FIGS. 3 to 10 (X-axis direction, etc.) are examples. Further, in the following description of FIGS. 3 to 10, in order to make the explanation easier to understand, a case where a cylindrical support member 131 is formed and a structure 132 is formed on the formed support member 131 will be described. In a configuration such as the support member 131 and the structure 132 of FIG. 11 described later, in which the structure 132 is inserted according to the shape of the support member 131, the support member 131 and the structure 132 are laminated while being alternately formed. There is also.

また、以下の説明では、コントローラ102が、制御プログラム107を実行して各装置を制御することを、単に「装置が」と記載する場合がある。例えば、「搬送装置20が基台60を移動させる」とは、「コントローラ102が、制御プログラム107を実行して搬送装置20の作動を制御し、搬送装置20の作動によって基台60を移動させる」ことを意味している。 Further, in the following description, the fact that the controller 102 executes the control program 107 to control each device may be simply described as "the device". For example, "the transfer device 20 moves the base 60" means that "the controller 102 executes the control program 107 to control the operation of the transfer device 20 and moves the base 60 by the operation of the transfer device 20". It means that.

まず、可動台52の基台60にステージ70がセットされる。搬送装置20は、ステージ70をセットされた可動台52を、造形ユニット22の下方に移動させる。図3に示すように、印刷部72のインクジェットヘッド76は、硬化性粘性流体77として紫外線硬化樹脂77Aをステージ70の上に吐出する。インクジェットヘッド76は、ステージ70の上に紫外線硬化樹脂77Aを薄膜状に吐出する。 First, the stage 70 is set on the base 60 of the movable base 52. The transfer device 20 moves the movable base 52 on which the stage 70 is set below the modeling unit 22. As shown in FIG. 3, the inkjet head 76 of the printing unit 72 discharges the ultraviolet curable resin 77A as the curable viscous fluid 77 onto the stage 70. The inkjet head 76 ejects the ultraviolet curable resin 77A into a thin film on the stage 70.

次に、図4に示すように、照射装置82は、ステージ70上の紫外線硬化樹脂77Aに対して紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂77Aを硬化させる。照射装置82は、薄膜状に広がった紫外線硬化樹脂77Aに対し紫外線を照射することで、紫外線硬化樹脂77Aを硬化し硬化層を形成する。なお、硬化部74の平坦化装置78は、ステージ70に吐出した紫外線硬化樹脂77Aの平坦化を適宜実行する。 Next, as shown in FIG. 4, the irradiation device 82 irradiates the ultraviolet curable resin 77A on the stage 70 with ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin 77A. The irradiation device 82 cures the ultraviolet curable resin 77A by irradiating the ultraviolet curable resin 77A spread in a thin film with ultraviolet rays to form a cured layer. The flattening device 78 of the curing portion 74 appropriately flattens the ultraviolet curable resin 77A discharged to the stage 70.

また、図5に示すように、印刷部72のインクジェットヘッド76は、サポート材料81をステージ70の上に吐出する。インクジェットヘッド76は、例えば、ステージ70の上で硬化した紫外線硬化樹脂77Aの周囲を埋めるように、サポート材料81を薄膜状に吐出する。サポート材料81は、例えば、時間の経過とともにステージ70の上で硬化し、紫外線硬化樹脂77Aの周囲に硬化層を形成する。コントローラ102は、上記した図3の紫外線硬化樹脂77Aを吐出する工程(第1吐出工程の一例)、図4の紫外線硬化樹脂77Aを硬化する工程(硬化工程の一例)、図5のサポート材料81を吐出して硬化する工程(形成工程の一例)を繰り返し実行する。これにより、コントローラ102は、複数の層をZ方向へ積層し、図6に示す円柱形状の支持部材131を形成する。 Further, as shown in FIG. 5, the inkjet head 76 of the printing unit 72 ejects the support material 81 onto the stage 70. The inkjet head 76 ejects the support material 81 into a thin film so as to fill the periphery of the ultraviolet curable resin 77A cured on the stage 70, for example. The support material 81 is cured on the stage 70 with the passage of time, for example, to form a cured layer around the ultraviolet curable resin 77A. The controller 102 has a step of discharging the ultraviolet curable resin 77A of FIG. 3 (an example of a first discharge step), a step of curing the ultraviolet curable resin 77A of FIG. 4 (an example of a curing step), and a support material 81 of FIG. The step of discharging and curing (an example of the forming step) is repeatedly executed. As a result, the controller 102 stacks a plurality of layers in the Z direction to form the cylindrical support member 131 shown in FIG.

図6は、ステージ70上に形成した支持部材131の一例を示している。図6に示すように、支持部材131は、複数の柱部92と、サポート材91とを有する。柱部92は、紫外線硬化樹脂77Aを硬化した硬化層を積層して形成される。サポート材91は、サポート材料81を硬化した硬化層を積層して形成される。柱部92は、例えば、Z軸方向に沿って延びる直方体形状をなしている。複数の柱部92は、X軸方向及びY軸方向において等間隔に配置されている。サポート材91は、Z軸方向に延びる円柱形状をなしている。複数の柱部92は、サポート材91に埋め込まれるように形成されている。換言すれば、サポート材91は、複数の柱部92の間を埋めるように形成されている。そして、サポート材91及び柱部92は、例えば、Z軸方向において、同一の長さとなっている。支持部材131は、全体として円柱形状をなしている。 FIG. 6 shows an example of the support member 131 formed on the stage 70. As shown in FIG. 6, the support member 131 has a plurality of pillar portions 92 and a support member 91. The pillar portion 92 is formed by laminating a cured layer obtained by curing the ultraviolet curable resin 77A. The support material 91 is formed by laminating a cured layer obtained by curing the support material 81. The pillar portion 92 has, for example, a rectangular parallelepiped shape extending along the Z-axis direction. The plurality of pillar portions 92 are arranged at equal intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction. The support member 91 has a cylindrical shape extending in the Z-axis direction. The plurality of pillar portions 92 are formed so as to be embedded in the support member 91. In other words, the support member 91 is formed so as to fill the space between the plurality of pillar portions 92. The support member 91 and the pillar portion 92 have the same length in the Z-axis direction, for example. The support member 131 has a cylindrical shape as a whole.

次に、コントローラ102は、支持部材131の上に構造物132(図10参照)を形成する。図7に示すように、印刷部72のインクジェットヘッド76は、紫外線硬化樹脂77Aを支持部材131の上に吐出する。次に、図8に示すように、照射装置82は、支持部材131上に吐出した紫外線硬化樹脂77Aに対して紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂77Aを硬化させる。コントローラ102は、図7の吐出工程と図8の硬化工程とを繰り返し実行することで、所望の厚さの絶縁層93(図8参照)をZ軸方向へ積層する。 Next, the controller 102 forms a structure 132 (see FIG. 10) on the support member 131. As shown in FIG. 7, the inkjet head 76 of the printing unit 72 discharges the ultraviolet curable resin 77A onto the support member 131. Next, as shown in FIG. 8, the irradiation device 82 irradiates the ultraviolet curable resin 77A discharged on the support member 131 with ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin 77A. The controller 102 repeatedly executes the ejection step of FIG. 7 and the curing step of FIG. 8 to stack the insulating layer 93 (see FIG. 8) having a desired thickness in the Z-axis direction.

また、図9に示すように、コントローラ102は、Z軸方向の所定の高さまで絶縁層93を積層すると、インクジェットヘッド76によって金属インク77Bを、絶縁層93の上に吐出する。インクジェットヘッド76は、硬化した絶縁層93の上に金属インク77Bを薄膜状に吐出する。 Further, as shown in FIG. 9, when the controller 102 stacks the insulating layer 93 up to a predetermined height in the Z-axis direction, the inkjet head 76 ejects the metal ink 77B onto the insulating layer 93. The inkjet head 76 ejects the metal ink 77B in a thin film on the cured insulating layer 93.

図10に示すように、硬化部74は、ヒータ83を駆動して、絶縁層93の上に吐出された金属インク77Bに熱を加え、金属インク77Bに含まれる溶剤を気化させる。また、硬化部74の照射装置82は、金属インク77Bにレーザ光を照射することで、金属インク77Bを焼成して硬化させる。金属インク77Bの焼成とは、エネルギーを付与することによって溶媒の気化や金属微粒子の保護膜の分解等を行い、金属微粒子を接触又は融着させることで、導電率を高くする現象である。照射装置82は、金属インク77Bを焼成し硬化することで、金属配線95を形成する。コントローラ102は、図9に示す吐出する工程(第2吐出工程の一例)と、図10に示す焼成する工程(焼成工程の一例)とを繰り返し実行することで、所望の厚さの金属配線95を形成する。 As shown in FIG. 10, the curing portion 74 drives the heater 83 to apply heat to the metal ink 77B discharged onto the insulating layer 93 to vaporize the solvent contained in the metal ink 77B. Further, the irradiation device 82 of the curing unit 74 fires and cures the metal ink 77B by irradiating the metal ink 77B with a laser beam. The firing of the metal ink 77B is a phenomenon in which energy is applied to vaporize the solvent, decompose the protective film of the metal fine particles, and contact or fuse the metal fine particles to increase the conductivity. The irradiation device 82 forms the metal wiring 95 by firing and curing the metal ink 77B. The controller 102 repeatedly executes the discharging step shown in FIG. 9 (an example of the second discharging step) and the firing step shown in FIG. 10 (an example of the firing step) to obtain a metal wiring 95 having a desired thickness. To form.

また、コントローラ102は、例えば、金属配線95と接続される位置に電子部品135(図11参照)を配置する。実装部85は、供給部86から供給された電子部品135を吸着ノズルで保持し、電子部品135を絶縁層93上に配置する。そして、コントローラ102は、さらに造形ユニット22を駆動しZ軸方向へ絶縁層93を積層し、所望の構造物132を形成する。 Further, the controller 102 arranges the electronic component 135 (see FIG. 11) at a position connected to the metal wiring 95, for example. The mounting unit 85 holds the electronic component 135 supplied from the supply unit 86 with a suction nozzle, and arranges the electronic component 135 on the insulating layer 93. Then, the controller 102 further drives the modeling unit 22 to stack the insulating layers 93 in the Z-axis direction to form the desired structure 132.

ここで、上記した金属配線95の形成において、ヒータ83によって溶剤を気化させる際や、レーザで金属インク77Bを焼成する際に、熱が発生する。このような構造物132の形成において熱が発生すると、構造物132と支持部材131のサポート材91との境界面においてサポート材91が溶融する虞がある。あるいは、構造物132とサポート材91との間で熱による収縮率の差が発生する虞がある。その結果、構造物132とサポート材91との密着性が低下し、ひいては構造物132がサポート材91から剥離する虞がある。これに対し、本実施形態の支持部材131は、構造物132と同じ材料である紫外線硬化樹脂77Aで形成した柱部92(図9参照)を有している。紫外線硬化樹脂77Aは、金属配線95を有する構造物132に用いられる材料であり、金属配線95の形成時に溶融しないように耐熱性の高い材料を選択される可能性が高い。柱部92は、その紫外線硬化樹脂77Aで形成されることで、サポート材91に比べて耐熱性が高くなる。そして、その柱部92は、支持部材131の下部に設けられたステージ70と、支持部材131の上部に設けられた構造物132を接続している。これにより、仮に、構造物132とサポート材91との剥離が発生したとしても、柱部92によって、構造物132をステージ70に対して支持することができる。また、サポート材91によって、オーバーハングのような所望の形状を形成することができる。 Here, in the formation of the metal wiring 95 described above, heat is generated when the solvent is vaporized by the heater 83 or when the metal ink 77B is fired by the laser. If heat is generated in the formation of the structure 132, the support member 91 may melt at the interface between the structure 132 and the support member 91 of the support member 131. Alternatively, there is a possibility that a difference in shrinkage rate due to heat may occur between the structure 132 and the support material 91. As a result, the adhesion between the structure 132 and the support material 91 is lowered, and the structure 132 may be peeled off from the support material 91. On the other hand, the support member 131 of the present embodiment has a pillar portion 92 (see FIG. 9) formed of the ultraviolet curable resin 77A, which is the same material as the structure 132. The ultraviolet curable resin 77A is a material used for the structure 132 having the metal wiring 95, and there is a high possibility that a material having high heat resistance is selected so as not to melt when the metal wiring 95 is formed. Since the pillar portion 92 is formed of the ultraviolet curable resin 77A, the heat resistance is higher than that of the support material 91. The pillar portion 92 connects the stage 70 provided at the lower part of the support member 131 and the structure 132 provided at the upper part of the support member 131. As a result, even if the structure 132 and the support material 91 are separated from each other, the structure 132 can be supported by the column portion 92 with respect to the stage 70. In addition, the support material 91 can form a desired shape such as an overhang.

図11は、ステージ70上に形成した支持部材131と構造物132の一例を示しており、支持部材131と構造物132の断面を模式的に示している。図11にハッチングを付して示す部分は、サポート材91、即ち、サポート材料81で形成された部分を示している。図11に示すように、支持部材131には、Z軸方向に沿って形成された複数の柱部92が設けられている。複数の柱部92は、Z方向の上端部において人型の構造物132と接続されている。例えば、柱部92と構造物132とは図11に示す樹脂接続点137で接続されている。また、サポート材91は、複数の柱部92の間を埋めるように形成されている。 FIG. 11 shows an example of the support member 131 and the structure 132 formed on the stage 70, and schematically shows the cross section of the support member 131 and the structure 132. The portion shown with hatching in FIG. 11 indicates the support material 91, that is, the portion formed of the support material 81. As shown in FIG. 11, the support member 131 is provided with a plurality of pillar portions 92 formed along the Z-axis direction. The plurality of pillars 92 are connected to the humanoid structure 132 at the upper end in the Z direction. For example, the pillar portion 92 and the structure 132 are connected at the resin connection point 137 shown in FIG. Further, the support material 91 is formed so as to fill the space between the plurality of pillar portions 92.

なお、図11では、構造物132と柱部92との境界を示すため、便宜上、境界線を図示している。しかしながら、構造物132及び柱部92は、上記したように同一材料(紫外線硬化樹脂77A)で形成されている。従って、実際には、柱部92と構造物132の樹脂部分とは連続した物体として形成されるため、境界部分に線は形成されない。また、図11に示す構造物132は、支持部材131内に入り込むように形成されている。このため、上記したように支持部材131と構造物132の形成工程では、例えば、紫外線硬化樹脂77Aを吐出する工程において、柱部92と構造物132の両方を形成する場合がある。即ち、上記した図3〜図10の例とは異なり、支持部材131を形成しつつ構造物132も形成することとなる。 In FIG. 11, in order to show the boundary between the structure 132 and the column portion 92, the boundary line is shown for convenience. However, the structure 132 and the column portion 92 are made of the same material (ultraviolet curable resin 77A) as described above. Therefore, in reality, since the pillar portion 92 and the resin portion of the structure 132 are formed as a continuous object, no line is formed at the boundary portion. Further, the structure 132 shown in FIG. 11 is formed so as to enter the support member 131. Therefore, as described above, in the step of forming the support member 131 and the structure 132, for example, in the step of discharging the ultraviolet curable resin 77A, both the pillar portion 92 and the structure 132 may be formed. That is, unlike the above-mentioned examples of FIGS. 3 to 10, the structure 132 is also formed while forming the support member 131.

また、上記したように、本実施形態の支持部材131の形成方法では、紫外線硬化樹脂77Aを、ステージ70から構造物132に向かって延びる柱状の柱部92として形成し、且つ柱部92を複数形成する。これによれば、ステージ70の上に立つ複数の柱部92を、本願の粘性流体材として形成する。これにより、複数の柱部92によって構造物132をより安定して支持できる。 Further, as described above, in the method for forming the support member 131 of the present embodiment, the ultraviolet curable resin 77A is formed as a columnar column portion 92 extending from the stage 70 toward the structure 132, and a plurality of column portions 92 are formed. Form. According to this, a plurality of pillar portions 92 standing on the stage 70 are formed as the viscous fluid material of the present application. As a result, the structure 132 can be supported more stably by the plurality of column portions 92.

また、本実施形態の支持部材131の形成方法では、サポート材91を、複数の柱部92の間を埋める部分として形成する。これによれば、サポート材91は、複数の柱部92の間における空間を埋めるように形成される。換言すれば、複数の柱部92は、サポート材91に埋設される。この構造では、後述するように、サポート材91を溶融させた場合、溶融したサポート材91を、柱部92の隙間を通って外部に流出させることができる。従って、サポート材91の除去が容易となる。 Further, in the method of forming the support member 131 of the present embodiment, the support member 91 is formed as a portion that fills the space between the plurality of pillar portions 92. According to this, the support material 91 is formed so as to fill the space between the plurality of pillar portions 92. In other words, the plurality of pillar portions 92 are embedded in the support material 91. In this structure, as will be described later, when the support material 91 is melted, the melted support material 91 can flow out to the outside through the gap between the pillar portions 92. Therefore, the support material 91 can be easily removed.

図11に示す例では、複数の柱部92は、下端部において連結樹脂139によって互いに接続されている。連結樹脂139は、ステージ70の上面の全体に広がるように形成されている。このため、図11に示す例では、支持部材131は、紫外線硬化樹脂77A(連結樹脂139)によってステージ70と接している。柱部92は、連結樹脂139を介してステージ70に接続されている。なお、図11に示す支持部材131の構造は一例であり、支持部材131は、下端部の少なくとも一部においてサポート材91をステージ70に接触させる構造でも良い。 In the example shown in FIG. 11, the plurality of pillar portions 92 are connected to each other by the connecting resin 139 at the lower end portion. The connecting resin 139 is formed so as to spread over the entire upper surface of the stage 70. Therefore, in the example shown in FIG. 11, the support member 131 is in contact with the stage 70 by the ultraviolet curable resin 77A (connecting resin 139). The pillar portion 92 is connected to the stage 70 via a connecting resin 139. The structure of the support member 131 shown in FIG. 11 is an example, and the support member 131 may have a structure in which the support member 91 is brought into contact with the stage 70 at least a part of the lower end portion.

また、図11に示す構造物132は、人型をなしており、電子部品135や電子部品135を接続する金属配線95を内蔵している。上記したように、この金属配線95を形成する際に熱が発生する。その結果、例えば、図11に示すサポート材91と構造物132との境界部分である境界部141においてサポート材91の一部が溶融する。このため、仮に、支持部材131をすべてサポート材91で形成すると、金属配線95の形成時に支持部材131と構造物132とが分離する虞がある。そこで、本実施形態の支持部材131では、支持部材131の一部に柱部92を設け、柱部92によって構造物132を支持している。 Further, the structure 132 shown in FIG. 11 has a human shape and incorporates an electronic component 135 and a metal wiring 95 for connecting the electronic component 135. As described above, heat is generated when the metal wiring 95 is formed. As a result, for example, a part of the support material 91 is melted at the boundary portion 141 which is the boundary portion between the support material 91 and the structure 132 shown in FIG. Therefore, if all the support members 131 are formed of the support material 91, the support member 131 and the structure 132 may be separated when the metal wiring 95 is formed. Therefore, in the support member 131 of the present embodiment, a pillar portion 92 is provided as a part of the support member 131, and the structure 132 is supported by the pillar portion 92.

構造物132の形成工程では、コントローラ102は、図11に示すように、構造物132の形成を終了すると、サポート材91の除去を行う。搬送装置20は、支持部材131及び構造物132を載せた可動台52を、サポート材除去ユニット24(図1参照)まで移動させる。サポート材除去ユニット24は、例えば、支持部材131にマイクロ波を照射して加熱しサポート材91を溶融させる。本実施形態のサポート材91は、上記したように柱状の柱部92の間を埋めるように形成されている。このため、溶融したサポート材91は、柱部92の間を通って流れ出ることとなる。一方で、溶融しない柱部92は、ステージ70に対して構造物132を支持する。図12に示すように、構造物132は、複数の柱部92によってステージ70に対して支持された状態となる。 In the structure 132 forming step, as shown in FIG. 11, when the formation of the structure 132 is completed, the controller 102 removes the support material 91. The transport device 20 moves the movable base 52 on which the support member 131 and the structure 132 are placed to the support material removing unit 24 (see FIG. 1). The support material removing unit 24, for example, irradiates the support member 131 with microwaves to heat the support member 91 to melt the support material 91. The support material 91 of the present embodiment is formed so as to fill the space between the columnar column portions 92 as described above. Therefore, the molten support material 91 flows out between the pillar portions 92. On the other hand, the non-melting column 92 supports the structure 132 with respect to the stage 70. As shown in FIG. 12, the structure 132 is in a state of being supported by the plurality of pillars 92 with respect to the stage 70.

次に、コントローラ102は、支持部材131の残った柱部92と、構造物132との分離を行う。搬送装置20は、可動台52を切断ユニット25(図1参照)まで移動させる。切断ユニット25は、図13に示すように、例えば、2つのチャック143,144を用いて樹脂接続点137を切断する。例えば、一方のチャック143によって樹脂接続点137に近い構造物132の一部を挟持する。また、他方のチャック144によって樹脂接続点137に近いサポート材91の一部を挟持する。そして、切断ユニット25は、構造物132とサポート材91とを離間させるように2つのチャック143,144を移動させることで、樹脂接続点137を切断する。なお、切断ユニット25は、構造物132や柱部92を挟持するチャック143,144を複数組備えても良い。また、切断ユニット25は、樹脂接続点137を切断するカッターやドリルを備えても良い。切断ユニット25によって、構造物132と柱部92とを分離することで、所望の形状の構造物132を製造することができる。切断ユニット25は、分離した支持部材131をステージ70の上から取り除き、構造物132をステージ70の上に配置する。あるいは、切断ユニット25は、支持部材131を載せたステージ70ごと破棄してもよい。この場合、切断ユニット25は、新たなステージ70を基台60の上に配置し、そのステージ70の上に構造物132を配置しても良い。搬送装置20は、構造物132を載せたステージ70を所定の排出位置に移動させる。これにより、ユーザは、完成した構造物132を取得できる。なお、支持部材131と構造物132とを分離する作業は、人が手作業で行ってもよい。 Next, the controller 102 separates the remaining pillar portion 92 of the support member 131 from the structure 132. The transport device 20 moves the movable base 52 to the cutting unit 25 (see FIG. 1). As shown in FIG. 13, the cutting unit 25 cuts the resin connection point 137 using, for example, two chucks 143 and 144. For example, one chuck 143 sandwiches a part of the structure 132 near the resin connection point 137. Further, a part of the support material 91 close to the resin connection point 137 is sandwiched by the other chuck 144. Then, the cutting unit 25 cuts the resin connection point 137 by moving the two chucks 143 and 144 so as to separate the structure 132 and the support member 91. The cutting unit 25 may include a plurality of sets of chucks 143 and 144 that sandwich the structure 132 and the pillar portion 92. Further, the cutting unit 25 may include a cutter or a drill for cutting the resin connection point 137. By separating the structure 132 and the pillar portion 92 by the cutting unit 25, the structure 132 having a desired shape can be manufactured. The cutting unit 25 removes the separated support member 131 from above the stage 70, and arranges the structure 132 on the stage 70. Alternatively, the cutting unit 25 may be discarded together with the stage 70 on which the support member 131 is placed. In this case, the cutting unit 25 may arrange a new stage 70 on the base 60 and arrange the structure 132 on the stage 70. The transport device 20 moves the stage 70 on which the structure 132 is placed to a predetermined discharge position. As a result, the user can acquire the completed structure 132. The work of separating the support member 131 and the structure 132 may be performed manually by a person.

ここで、本実施形態の支持部材131は、構造物132の樹脂部分との接続点である樹脂接続点137において切断し易い構造となっている。図14は、樹脂接続点137の断面を示す拡大図である。図14は、例えば、構造物132の手の先端部分と、柱部92の上端部分との接続部分にある樹脂接続点137を模式的に示している。図14に示すように、柱部92は、例えば、複数の樹脂層92Aを積層して形成されている。また、サポート材91は、複数のサポート材層91Aを積層して形成されている。なお、図14に示す各層の境界線は、説明の便宜上、図示している。 Here, the support member 131 of the present embodiment has a structure that is easy to cut at the resin connection point 137, which is the connection point of the structure 132 with the resin portion. FIG. 14 is an enlarged view showing a cross section of the resin connection point 137. FIG. 14 schematically shows a resin connection point 137 at a connection portion between the tip end portion of the hand of the structure 132 and the upper end portion of the pillar portion 92. As shown in FIG. 14, the pillar portion 92 is formed by, for example, laminating a plurality of resin layers 92A. Further, the support material 91 is formed by laminating a plurality of support material layers 91A. The boundary line of each layer shown in FIG. 14 is shown for convenience of explanation.

図14に示すように、柱部92には、構造物132との境界部分である樹脂接続点137に脆弱部147が形成されている。脆弱部147は、柱部92の他の部分に比べて断面積を小さくして形成されている。脆弱部147は、例えば、直方体形状の柱部92において、その先端部を細くして形成されている。従って、脆弱部147は、柱部92の他の部分に比べて細い柱状をなしている。このため、柱部92は、脆弱部147において折れ易くなっている。この構成では、樹脂接続点137に外力を加えることで、脆弱部147を切断して構造物132と柱部92とを容易に分離することができる。 As shown in FIG. 14, in the pillar portion 92, a fragile portion 147 is formed at a resin connection point 137 which is a boundary portion with the structure 132. The fragile portion 147 is formed so that the cross-sectional area is smaller than that of the other portions of the pillar portion 92. The fragile portion 147 is formed, for example, in a rectangular parallelepiped column portion 92 in which the tip portion thereof is thinned. Therefore, the fragile portion 147 has a thinner columnar shape than the other portions of the pillar portion 92. Therefore, the pillar portion 92 is easily broken at the fragile portion 147. In this configuration, by applying an external force to the resin connection point 137, the fragile portion 147 can be cut and the structure 132 and the column portion 92 can be easily separated.

また、本実施形態の脆弱部147は、柱部92の一部を細くした構造である。この構成では、柱部92の形成において、インクジェットヘッド76から吐出する紫外線硬化樹脂77Aの吐出量を減らす、あるいは紫外線硬化樹脂77Aの吐出自体を一時停止することで、接続部分を細くした脆弱部147を容易に形成できる。 Further, the fragile portion 147 of the present embodiment has a structure in which a part of the pillar portion 92 is thinned. In this configuration, in the formation of the pillar portion 92, the fragile portion 147 in which the connecting portion is thinned by reducing the ejection amount of the ultraviolet curable resin 77A ejected from the inkjet head 76 or by temporarily stopping the ejection itself of the ultraviolet curable resin 77A. Can be easily formed.

なお、脆弱部147は、1つの柱部92に1つ設けても良く、1つの柱部92に複数設けても良い。また、脆弱部147の構成はこれに限らない。例えば、図15に示すように、脆弱部147は、テーパー形状部147Aを有する構成でも良い。テーパー形状部147Aは、Z軸方向において、下方から上方に向かうに従って柱部92の中心へ近づくように傾斜している。このため、脆弱部147は、柱部92の先端に向かうほど細くなっている。脆弱部147は、柱部92の他の部分に比べて断面積を小さくし、折れ易くなっている。例えば、テーパー形状部147Aは、脆弱部147を紫外線硬化樹脂77Aで形成する際に、硬化工程における紫外線の照射時間を短くする、あるいは照射する紫外線の強度を弱くすることで形成できる。照射時間を短くする、あるいは強度を弱くすることで、紫外線硬化樹脂77Aの硬化が不十分となる。その結果、紫外線硬化樹脂77Aの硬度が下がることで、脆弱部147には、外側に広がるテーパー形状部147Aが形成される。この構成では、上記した図14に示す構成のように紫外線硬化樹脂77Aの吐出量を調整して脆弱部147を形成するのではなく、紫外線の照射時間などの硬化条件を変更することで、脆弱部147を形成することができる。換言すれば、この構成では、吐出量が同一であっても、硬化条件を変更するだけでテーパー形状部147Aを有する脆弱部147を形成できる。 One fragile portion 147 may be provided in one pillar portion 92, or a plurality of fragile portions 147 may be provided in one pillar portion 92. Further, the configuration of the vulnerable portion 147 is not limited to this. For example, as shown in FIG. 15, the fragile portion 147 may have a tapered portion 147A. The tapered shape portion 147A is inclined so as to approach the center of the pillar portion 92 from the lower side to the upper side in the Z-axis direction. Therefore, the fragile portion 147 becomes thinner toward the tip of the pillar portion 92. The fragile portion 147 has a smaller cross-sectional area than the other portions of the pillar portion 92, and is easily broken. For example, the tapered shape portion 147A can be formed by shortening the irradiation time of ultraviolet rays in the curing step or weakening the intensity of the irradiated ultraviolet rays when the fragile portion 147 is formed of the ultraviolet curable resin 77A. By shortening the irradiation time or weakening the intensity, the curing of the ultraviolet curable resin 77A becomes insufficient. As a result, the hardness of the ultraviolet curable resin 77A is lowered, so that the fragile portion 147 is formed with a tapered portion 147A that extends outward. In this configuration, instead of adjusting the discharge amount of the ultraviolet curable resin 77A to form the fragile portion 147 as in the configuration shown in FIG. 14, the fragility is achieved by changing the curing conditions such as the irradiation time of ultraviolet rays. Part 147 can be formed. In other words, in this configuration, even if the discharge amount is the same, the fragile portion 147 having the tapered shape portion 147A can be formed only by changing the curing conditions.

また、例えば、図16に示すように、柱部92と構造物132の形成する位置をずらすことで、脆弱部147を形成しても良い。図16に示す柱部92は、構造物132の先端部に対してずれた位置に形成されている。脆弱部147は、構造物132側の樹脂層92Aと柱部92側の樹脂層92Aとを、X軸方向やY軸方向においてずれた位置に配置している。図16に示す例では、上側の樹脂層92Aは、下側の樹脂層92Aに対して右側にオフセットしている。このため、脆弱部147は、その一部において、柱部92の他の部分に比べて断面積を小さくし、折れ易くなっている。この構成では、柱部92を形成する位置を、構造物132に対してずらすことで脆弱部147を形成できる。 Further, for example, as shown in FIG. 16, the fragile portion 147 may be formed by shifting the positions where the pillar portion 92 and the structure 132 are formed. The pillar portion 92 shown in FIG. 16 is formed at a position deviated from the tip end portion of the structure 132. In the fragile portion 147, the resin layer 92A on the structure 132 side and the resin layer 92A on the pillar portion 92 side are arranged at positions shifted in the X-axis direction and the Y-axis direction. In the example shown in FIG. 16, the upper resin layer 92A is offset to the right with respect to the lower resin layer 92A. Therefore, the fragile portion 147 has a smaller cross-sectional area than the other portion of the pillar portion 92 in a part thereof, and is easily broken. In this configuration, the fragile portion 147 can be formed by shifting the position where the pillar portion 92 is formed with respect to the structure 132.

また、例えば、図17に示すように、脆弱部147は、柱部92の一部に中空部147Bを形成した構成でも良い。図17に示す脆弱部147には、複数の中空部147Bが形成されている。中空部147Bは、例えば、柱部92をX軸方向へ貫通して形成され、紫外線硬化樹脂77A、金属インク77B、サポート材料81を充填していない空の空間となっている。このため、脆弱部147は、その一部に中空部分を形成され、柱部92の他の部分に比べて断面積を小さくし、折れやすくなっている。この構成では、柱部92の形成において、インクジェットヘッド76から紫外線硬化樹脂77Aを吐出するのを一時停止することで、中空部147Bを有する脆弱部147を形成できる。上記したように、脆弱部147は、柱部92の断面積を小さくし、折れ易くなる構成であれば、様々な構成を採用できる。 Further, for example, as shown in FIG. 17, the fragile portion 147 may have a configuration in which a hollow portion 147B is formed in a part of the pillar portion 92. A plurality of hollow portions 147B are formed in the fragile portion 147 shown in FIG. The hollow portion 147B is formed, for example, by penetrating the pillar portion 92 in the X-axis direction, and is an empty space not filled with the ultraviolet curable resin 77A, the metal ink 77B, and the support material 81. Therefore, the fragile portion 147 has a hollow portion formed in a part thereof, has a smaller cross-sectional area than the other portions of the pillar portion 92, and is easily broken. In this configuration, in the formation of the pillar portion 92, the fragile portion 147 having the hollow portion 147B can be formed by temporarily stopping the ejection of the ultraviolet curable resin 77A from the inkjet head 76. As described above, the fragile portion 147 can adopt various configurations as long as the cross-sectional area of the pillar portion 92 is reduced and the fragile portion 147 is easily broken.

因みに、上記実施形態において、インクジェットヘッド76は、吐出装置の一例である。紫外線硬化樹脂77Aは、硬化性粘性流体の一例である。柱部92は、粘性流体材の一例である。金属インク77Bは、導電性材料の一例である。 Incidentally, in the above embodiment, the inkjet head 76 is an example of a ejection device. The UV curable resin 77A is an example of a curable viscous fluid. The pillar portion 92 is an example of a viscous fluid material. The metal ink 77B is an example of a conductive material.

上記した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態の支持部材131の形成方法は、インクジェットヘッド76から紫外線硬化樹脂77Aを吐出する第1吐出工程(図3参照)と、吐出した紫外線硬化樹脂77Aを硬化させ、ステージ70と構造物132とを接続しステージ70に対して構造物132を支持する柱部92を形成する硬化工程(図4参照)と、インクジェットヘッド76からサポート材料81を吐出し、柱部92の少なくとも一部に接触するサポート材91を形成し、柱部92及びサポート材91を有する支持部材131を形成する形成工程(図5参照)と、を含む。
According to the above-described embodiment, the following effects are obtained.
The method for forming the support member 131 of the present embodiment includes a first ejection step (see FIG. 3) in which the ultraviolet curable resin 77A is ejected from the inkjet head 76, and the ejected ultraviolet curable resin 77A is cured to cure the stage 70 and the structure 132. A curing step (see FIG. 4) of forming a pillar portion 92 that supports the structure 132 with respect to the stage 70 by connecting the above and the support material 81 from the inkjet head 76 and contacting at least a part of the pillar portion 92. A forming step (see FIG. 5) of forming the support member 91 to be formed and forming the support member 131 having the pillar portion 92 and the support member 91 is included.

これによれば、構造物132を支持する支持部材131には、紫外線硬化樹脂77Aで形成した柱部92とサポート材91とが含まれる。サポート材91を用いて、例えば、オーバーハングのような突出部分を構造物132に形成できる(図11参照)。また、柱部92は、ステージ70と構造物132との両方に接続されており、ステージ70に対して構造物132を支持する構造となる。従って、構造物132の形成において熱が発生し構造物132とサポート材91との密着性が低下した場合であっても、支持部材131に設けた柱部92によって構造物132をステージ70に対して安定して支持できる。 According to this, the support member 131 that supports the structure 132 includes a pillar portion 92 formed of the ultraviolet curable resin 77A and a support material 91. The support member 91 can be used to form, for example, a protruding portion such as an overhang on the structure 132 (see FIG. 11). Further, the pillar portion 92 is connected to both the stage 70 and the structure 132, and has a structure that supports the structure 132 with respect to the stage 70. Therefore, even when heat is generated in the formation of the structure 132 and the adhesion between the structure 132 and the support member 91 is reduced, the pillar portion 92 provided on the support member 131 causes the structure 132 to be attached to the stage 70. Can be stably supported.

また、本実施形態の構造物132の形成方法は、インクジェットヘッド76から金属インク77Bを吐出する第2吐出工程(図9参照)と、吐出された金属インク77Bを焼成し、構造物132の一部に金属配線95を形成する焼成工程(図10参照)と、を含む。 Further, the method for forming the structure 132 of the present embodiment includes a second ejection step (see FIG. 9) of ejecting the metal ink 77B from the inkjet head 76 and firing of the ejected metal ink 77B to one of the structures 132. A firing step (see FIG. 10) of forming the metal wiring 95 in the portion is included.

これによれば、構造物132には、金属配線95が形成される。この金属配線95を形成する際に、金属インク77Bを焼成することで熱が発生する。その結果、構造物132とサポート材91との密着性が低下する可能性が高くなる。このため、金属配線95を有する構造物132を形成するに際し、サポート材91と柱部92とを有する支持部材131により構造物132を支持することは極めて有効となる。 According to this, the metal wiring 95 is formed in the structure 132. When forming the metal wiring 95, heat is generated by firing the metal ink 77B. As a result, there is a high possibility that the adhesion between the structure 132 and the support material 91 will decrease. Therefore, when forming the structure 132 having the metal wiring 95, it is extremely effective to support the structure 132 by the support member 131 having the support material 91 and the pillar portion 92.

なお、制御装置26のコントローラ102は、図2に示すように、第1吐出部110と、硬化部112と、形成部116と、第2吐出部118と、焼成部120とを有している。第1吐出部110等は、例えば、コントローラ102のCPUにおいて制御プログラム107を実行することで実現される処理モジュールである。また、第1吐出部110等を、ソフトウェアで構成せずに、ハードウェアで構成しても良い。 As shown in FIG. 2, the controller 102 of the control device 26 has a first discharge unit 110, a curing unit 112, a forming unit 116, a second discharge unit 118, and a firing unit 120. .. The first discharge unit 110 and the like are processing modules realized by executing the control program 107 in the CPU of the controller 102, for example. Further, the first discharge unit 110 and the like may be configured by hardware instead of being configured by software.

第1吐出部110は、インクジェットヘッド76から紫外線硬化樹脂77Aを吐出させる機能部である。硬化部112は、吐出した紫外線硬化樹脂77Aを照射装置82により硬化させ柱部92を形成する機能部である。形成部116は、インクジェットヘッド76からサポート材料81を吐出させサポート材料81を形成する機能部である。第2吐出部118は、インクジェットヘッド76から金属インク77Bを吐出させる機能部である。焼成部120は、吐出した金属インク77Bを照射装置82により焼成し、金属配線95を形成する機能部である。 The first ejection unit 110 is a functional unit that ejects the ultraviolet curable resin 77A from the inkjet head 76. The cured portion 112 is a functional portion in which the discharged ultraviolet curable resin 77A is cured by the irradiation device 82 to form the pillar portion 92. The forming unit 116 is a functional unit that ejects the support material 81 from the inkjet head 76 to form the support material 81. The second ejection unit 118 is a functional unit that ejects the metal ink 77B from the inkjet head 76. The firing unit 120 is a functional unit that fires the discharged metal ink 77B with the irradiation device 82 to form the metal wiring 95.

因みに、上記実施形態において、第1吐出部110により実行される工程は、第1吐出工程の一例である。硬化部112により実行される工程は、硬化工程の一例である。形成部116により実行される工程は、形成工程の一例である。第2吐出部118により実行される工程は、第2吐出工程の一例である。焼成部120により実行される工程は、焼成工程の一例である。 Incidentally, in the above embodiment, the step executed by the first discharge unit 110 is an example of the first discharge step. The step executed by the curing section 112 is an example of the curing step. The process executed by the forming unit 116 is an example of the forming process. The step executed by the second discharge unit 118 is an example of the second discharge step. The step executed by the firing unit 120 is an example of the firing step.

なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。
例えば、上記した実施形態では、柱部92をZ軸方向に沿って形成したが、これに限らない。例えば、図18に示すように、柱部92をアーチ状に形成してもよい。また、柱部92を、基端部から先端部である樹脂接続点137に向かうに従って細くなる形状でも良い。即ち、柱部92は、太さが変化する構造でも良い。柱部92の断面積は、先端部において小さくなる。先端部は、脆弱部147(図14参照)として機能する。従って、本願の粘性流体材は、構造物132をステージ70に対して支持できる様々な構造を採用することができる。換言すれば、構造物132を支持できる構造であれば、粘性流体材の構造を適宜変更可能である。
The present disclosure is not limited to the above embodiment, and can be carried out in various modes with various changes and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
For example, in the above-described embodiment, the pillar portion 92 is formed along the Z-axis direction, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 18, the pillar portion 92 may be formed in an arch shape. Further, the pillar portion 92 may have a shape that becomes thinner from the base end portion toward the resin connection point 137 which is the tip end portion. That is, the pillar portion 92 may have a structure in which the thickness changes. The cross-sectional area of the column portion 92 becomes smaller at the tip portion. The tip functions as a fragile portion 147 (see FIG. 14). Therefore, the viscous fluid material of the present application can adopt various structures capable of supporting the structure 132 with respect to the stage 70. In other words, the structure of the viscous fluid material can be appropriately changed as long as the structure can support the structure 132.

例えば、本願の粘性流体材は、柱形状に限らない。図19は、支持部材131の上面図を示している。例えば、支持部材131は、ステージ70に立った板状のサポート材91と、板状の粘性流体材151とを交互に配置した構成でも良い。図19に示すように、サポート材91と、粘性流体材151とは、X軸方向において所定の厚みを有し、Y軸方向及びZ軸方向に沿って延びる板状をなしている。粘性流体材151は、紫外線硬化樹脂77Aを硬化した硬化層を積層して形成されている。このような構成の支持部材131では、溶融したサポート材91は、粘性流体材151の間を通ってY軸方向に流れ出すこととなる。また、構造物132は、等間隔に形成された板状の粘性流体材151によって支持されることとなる。 For example, the viscous fluid material of the present application is not limited to the column shape. FIG. 19 shows a top view of the support member 131. For example, the support member 131 may have a configuration in which the plate-shaped support material 91 standing on the stage 70 and the plate-shaped viscous fluid material 151 are alternately arranged. As shown in FIG. 19, the support material 91 and the viscous fluid material 151 have a predetermined thickness in the X-axis direction and have a plate shape extending along the Y-axis direction and the Z-axis direction. The viscous fluid material 151 is formed by laminating a cured layer obtained by curing an ultraviolet curable resin 77A. In the support member 131 having such a configuration, the molten support material 91 flows out between the viscous fluid materials 151 in the Y-axis direction. Further, the structure 132 is supported by the plate-shaped viscous fluid material 151 formed at equal intervals.

また、例えば、図20に示すように、支持部材131は、柱状の粘性流体材151を、ステージ70の上面と平行な方向に沿って配置した構成でも良い。図20に示す支持部材131では、例えば、X軸方向に沿って延びる2本の粘性流体材151と、Y軸方向に沿って延びる2本の粘性流体材151とを、Z軸方向において交互に配置して形成されている。X軸方向に沿った粘性流体材151は、Z軸方向においてY軸方向に沿った粘性流体材151を1本挟むことで、粘性流体材151の1本分だけ隙間を設けて配置される。サポート材91は、この積み重ねた複数の粘性流体材151を覆うように形成されている。このような構成の支持部材131では、溶融したサポート材91は、粘性流体材151の隙間を通って外側へ流れ出すこととなる。また、構造物132は、積み重ねた粘性流体材151によって下方から支持されることとなる。なお、図20は、図面が煩雑となるのを避けるため、粘性流体材151の図示を一部省略している。 Further, for example, as shown in FIG. 20, the support member 131 may have a configuration in which the columnar viscous fluid material 151 is arranged along the direction parallel to the upper surface of the stage 70. In the support member 131 shown in FIG. 20, for example, two viscous fluid materials 151 extending along the X-axis direction and two viscous fluid materials 151 extending along the Y-axis direction are alternately arranged in the Z-axis direction. It is arranged and formed. The viscous fluid material 151 along the X-axis direction is arranged with a gap of one viscous fluid material 151 by sandwiching one viscous fluid material 151 along the Y-axis direction in the Z-axis direction. The support material 91 is formed so as to cover the plurality of stacked viscous fluid materials 151. In the support member 131 having such a configuration, the molten support material 91 flows out through the gap of the viscous fluid material 151. Further, the structure 132 is supported from below by the stacked viscous fluid material 151. In FIG. 20, a part of the viscous fluid material 151 is omitted in order to avoid complicating the drawings.

また、支持部材131を形成する方法は、インクジェット方式に限らない。例えば、網目状の粘性流体材151を熱溶解積層法で形成し、粘性流体材151の網目の中にサポート材料81を熱溶解積層法やインクジェット方式で充填しても良い。
また、上記実施形態では、サポート材91を溶融させた際に、溶融したサポート材91が柱部92の間から流れ出すように、柱部92と柱部92との間に隙間を設けたが、これに限らない。例えば、紫外線硬化樹脂77Aを円環状に積層した粘性流体材と、その円環状の粘性流体材内に充填されたサポート材91とで支持部材131を形成しても良い。即ち、粘性流体材を、サポート材91を囲む外枠として形成しても良い。そして、サポート材91を溶融する際に、円環状の粘性流体材の一部に穴を開け、その穴から溶融したサポート材91を外部に排出させても良い。従って、溶融したサポート材91を取り出すための取り出し口を、後から粘性流体材に形成しても良い。
また、本願の硬化性粘性流体77は、紫外線硬化樹脂77A及び金属インク77Bに限らず、光、熱等により硬化する種々の硬化性粘性流体を採用することが可能である。
また、本願の積層造形法は、インクジェット法に限らず、熱溶解積層法などの他の積層造形法でも良い。
Further, the method of forming the support member 131 is not limited to the inkjet method. For example, the mesh-like viscous fluid material 151 may be formed by the Fused Deposition Modeling method, and the support material 81 may be filled in the mesh of the viscous fluid material 151 by the Fused Deposition Modeling method or the inkjet method.
Further, in the above embodiment, when the support material 91 is melted, a gap is provided between the pillar portion 92 and the pillar portion 92 so that the melted support material 91 flows out from between the pillar portions 92. Not limited to this. For example, the support member 131 may be formed by a viscous fluid material in which the ultraviolet curable resin 77A is laminated in an annular shape and a support material 91 filled in the annular viscous fluid material. That is, the viscous fluid material may be formed as an outer frame surrounding the support material 91. Then, when the support material 91 is melted, a hole may be formed in a part of the annular viscous fluid material, and the melted support material 91 may be discharged to the outside from the hole. Therefore, a take-out port for taking out the molten support material 91 may be formed later in the viscous fluid material.
Further, the curable viscous fluid 77 of the present application is not limited to the ultraviolet curable resin 77A and the metal ink 77B, and various curable viscous fluids that are cured by light, heat, or the like can be adopted.
Further, the additive manufacturing method of the present application is not limited to the inkjet method, and other additive manufacturing methods such as the Fused Deposition Modeling method may be used.

70 ステージ、76 インクジェットヘッド(吐出装置)、77A 紫外線硬化樹脂(硬化性粘性流体)、77B 金属インク(導電性材料)、81 サポート材料、91 サポート材、92 柱部(粘性流体材)、95 金属配線、131 支持部材、132 構造物、147 脆弱部、151 粘性流体材。 70 stages, 76 inkjet head (ejection device), 77A UV curable resin (curable viscous fluid), 77B metal ink (conductive material), 81 support material, 91 support material, 92 pillars (viscous fluid material), 95 metal Wiring, 131 support members, 132 structures, 147 fragile parts, 151 viscous fluids.

Claims (6)

吐出装置からステージの上に硬化性粘性流体を吐出して構造物を形成する際に、前記構造物を支持する支持部材を形成する支持部材の形成方法であって、
前記支持部材は、
前記構造物と同じ前記硬化性粘性流体により形成される粘性流体材と、
サポート材と、
を有し、
前記支持部材の形成方法が、
前記吐出装置から前記硬化性粘性流体を吐出する第1吐出工程と、
吐出した前記硬化性粘性流体を硬化させる硬化工程と、
を含み、
前記第1吐出工程と、前記硬化工程とを繰り返し実行し、前記ステージと前記構造物とを接続し前記ステージに対して前記構造物を支持する前記粘性流体材を形成し、
前記支持部材の形成方法が、
前記吐出装置からサポート材料を吐出し、前記粘性流体材の少なくとも一部に接触する前記サポート材を形成する形成工程を含む、支持部材の形成方法。
It is a method of forming a support member for forming a support member for supporting the structure when a curable viscous fluid is discharged from a discharge device onto a stage to form a structure.
The support member
A viscous fluid material formed by the same curable viscous fluid as the structure,
Support material and
Have,
The method of forming the support member is
The first discharge step of discharging the curable viscous fluid from the discharge device, and
A curing step of Ru curing the discharged said curable viscous fluid,
Including
Said first discharge step, the repeatedly executes a curing step, form the shape of the viscous fluid material for supporting the structure against the stage and connecting the said stage structure,
The method of forming the support member is
Wherein the discharge device discharges the support material, the viscous fluid material forming step including that formed form said support member in contact with at least a portion, the method of forming the support member.
前記第1吐出工程及び前記硬化工程において、
前記粘性流体材における前記構造物との接続部分に、前記粘性流体材の断面積を小さくした脆弱部を形成する、請求項1に記載の支持部材の形成方法。
In the first discharge step and the curing step,
The method for forming a support member according to claim 1, wherein a fragile portion having a reduced cross-sectional area of the viscous fluid material is formed at a connecting portion of the viscous fluid material with the structure.
前記第1吐出工程及び前記硬化工程において、
前記脆弱部を、前記粘性流体材の一部を細くして形成する、請求項2に記載の支持部材の形成方法。
In the first discharge step and the curing step,
The method for forming a support member according to claim 2, wherein the fragile portion is formed by thinning a part of the viscous fluid material.
前記第1吐出工程及び前記硬化工程において、
前記粘性流体材を、前記ステージから前記構造物に向かって延びる柱状の柱部として形成し、且つ前記柱部を複数形成する、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の支持部材の形成方法。
In the first discharge step and the curing step,
The support member according to any one of claims 1 to 3, wherein the viscous fluid material is formed as a columnar pillar portion extending from the stage toward the structure, and a plurality of the pillar portions are formed. Forming method.
前記形成工程において、
前記サポート材を、複数の前記柱部の間を埋める部分として形成する、請求項4に記載の支持部材の形成方法。
In the forming step,
The method for forming a support member according to claim 4, wherein the support material is formed as a portion that fills the space between the plurality of pillars.
請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の支持部材の形成方法により形成した前記支持部材を用いて構造物を形成する構造物の形成方法であって、
前記吐出装置から導電性材料を吐出する第2吐出工程と、
吐出された前記導電性材料を焼成し、前記構造物の一部に金属配線を形成する焼成工程と、
を含む、構造物の形成方法。
A method for forming a structure using the support member formed by the method for forming a support member according to any one of claims 1 to 5.
A second discharge step of discharging the conductive material from the discharge device, and
A firing step of firing the discharged conductive material to form metal wiring in a part of the structure.
A method for forming a structure, including.
JP2019557917A 2017-12-06 2017-12-06 Method of forming a support member and method of forming a structure Active JP6909870B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/043794 WO2019111347A1 (en) 2017-12-06 2017-12-06 Method for forming supporting member and method for forming structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019111347A1 JPWO2019111347A1 (en) 2020-10-22
JP6909870B2 true JP6909870B2 (en) 2021-07-28

Family

ID=66750835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019557917A Active JP6909870B2 (en) 2017-12-06 2017-12-06 Method of forming a support member and method of forming a structure

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6909870B2 (en)
WO (1) WO2019111347A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022107307A1 (en) * 2020-11-20 2022-05-27

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201313926D0 (en) * 2013-08-05 2013-09-18 Renishaw Plc Additive manufacturing method and apparatus
JP6486189B2 (en) * 2014-08-08 2019-03-20 株式会社ミマキエンジニアリング Three-dimensional printing apparatus and three-dimensional printing method
WO2016042610A1 (en) * 2014-09-17 2016-03-24 富士機械製造株式会社 Method for identifying three-dimensional molding
WO2016042657A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 富士機械製造株式会社 Manufacturing apparatus and manufacturing method
JP6504064B2 (en) * 2016-01-21 2019-04-24 トヨタ自動車株式会社 Method of manufacturing metal member
JP2017222157A (en) * 2016-06-13 2017-12-21 株式会社リコー Method for producing three-dimensional molded product

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019111347A1 (en) 2020-10-22
WO2019111347A1 (en) 2019-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11470724B2 (en) Manufacturing apparatus for performing additive manufacturing of an electrical device
JP6190038B2 (en) Laser powder additive manufacturing apparatus, laser powder additive manufacturing method, and three-dimensional additive manufacturing apparatus
EP3487683B1 (en) Build material particle layering
CN107650381B (en) Three-dimensional object molding table, manufacturing device, and manufacturing method
JP6909870B2 (en) Method of forming a support member and method of forming a structure
JP7197489B2 (en) Structure forming method and structure forming apparatus having hardened layer and metal wiring
JP6714109B2 (en) Circuit forming method and circuit forming apparatus
WO2017009922A1 (en) Wiring formation method and wiring formation device
WO2016189577A1 (en) Wiring forming method
JP6370077B2 (en) Electronic device manufacturing method and manufacturing apparatus
JP7316742B2 (en) Manufacturing method of mounting board by 3D additive manufacturing
JP6524318B1 (en) Shaper, and method of manufacturing shaped object
JP6909920B2 (en) Information processing device
WO2022107307A1 (en) Production method and production device for three-dimensionally fabricated object
JP7394626B2 (en) Manufacturing method and manufacturing apparatus for three-dimensional laminated electronic device
JP7238206B2 (en) Modeling method
JP7358614B2 (en) Wiring formation method
JP7062795B2 (en) Circuit forming device
JP2020077661A (en) Circuit formation method
JP7145334B2 (en) Electronic circuit manufacturing method by 3D additive manufacturing
JP7284275B2 (en) Manufacturing method of three-dimensional layered electronic device by three-dimensional layered manufacturing
WO2021176498A1 (en) Wiring formation method
JP6967138B2 (en) How to form a cavity
WO2021033227A1 (en) Method for bonding multilayer units

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200313

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210302

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210615

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210705

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6909870

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150