JP6981264B2 - 立体造形用樹脂粉末、及び立体造形物の製造装置 - Google Patents
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Description
近年では、試作用途の他に、造形物を最終製品として使用する需要が増えてきており、様々な樹脂を使用したいとの要望が増えてきている。
本発明の立体造形用樹脂粉末(以下、「樹脂粉末」とも称することがある)は、略柱体樹脂粒子を含む立体造形用樹脂粉末であって、前記略柱体樹脂粒子が、その周側面に凹部を有する略柱体樹脂粒子を含み、更に必要に応じて、その他の成分を含む。
本発明の立体造形用樹脂粉末は、従来の立体造形用樹脂粉末では、流動化剤が添加されていないと、粉末層を形成(リコート)した際の粉面の平滑性が低く、造形された立体造形物の表面性が著しく低下するという問題があるという知見に基づくものである。
本発明の立体造形用樹脂粉末は、無機粒子を実質的に含まないことが好ましい。無機粒子を実質的に含まないとは、無機粒子の含有量が、立体造形用樹脂粉末全量に対して、0.05質量%未満であることを意味し、好ましくは0質量%(検出限界以下)である。
前記略柱体樹脂粒子は、周側面の略中央部に周方向に形成された凹部を有する。
前記略柱体樹脂粒子としては、底面と上面を持つ柱状あるいは筒状の形状を有する粒子であり、例えば、略円柱体樹脂粒子や多角柱体樹脂粒子など、底面や上面の形状に特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。底面や上面の形状が円や楕円形状であれば略円柱体樹脂粒子であり、四角形あるいは六角形など多角形であれば多角柱体樹脂粒子である。底面と上面の間に柱状あるいは筒状の領域を有するものであれば、底面と上面の形状は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、底面や上面と柱の部分(側面)とが直交した直柱体樹脂粒子であってもよいし、直交していない斜柱体樹脂粒子であってもよい。
また、前記凹部100としては、略柱体樹脂粒子の上面と底面となだらかに連なったくびれ形状であってもよい。前記略柱体樹脂粒子の表面に周側面の略中央部に周方向に形成された凹部100を有することにより他の粒子との接触面積が減り、粒子抵抗が減少することで流動性を向上できる。また、このとき粒子の端部が角を持たない方が、より粒子抵抗が減少し、流動性の向上が見込まれるため好ましい。
前記略円柱体樹脂粒子の一例としては、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、真円柱体樹脂粒子、楕円柱体樹脂粒子などが挙げられる。これらの中でも、真円柱体樹脂粒子に近い方がより好ましい。なお、前記略円柱体樹脂粒子の略円とは、長径と短径との比(長径/短径)が、1〜10であるものを意味し、円部分の一部が欠けたものも含まれる。
前記略円柱体樹脂粒子は、略円の向かい合う面を有することが好ましい。前記向かい合う面の円の大きさがずれていてもよいが、大きい面と小さい面との円の直径の比(大きい面/小さい面)としては、密度を高める上で有効であることから、1.5倍以下が好ましく、1.1倍以下がより好ましい。
なお、前記粒子の底面の長辺及び高さが、5μm未満、又は200μm超のものが含まれていてもよいが、少ない方が好ましい。具体的には、底面の長辺及び高さが5μm以上200μm以下である粒子が、すべての粒子に対して50%以上が好ましく、75%以上がより好ましい。
このように、略柱体樹脂粒子において頂点を持たないような形状にすることにより、前記安息角をより小さくすることが可能になり、流動性が向上し、リコート時の粉面平滑性をより一層高めることができ、立体造形物の表面性を高める上で非常に有効である。
なお、前記周側面の略中央部に周方向に形成された凹部を有する略柱体樹脂粒子においては、整った略円柱体樹脂粒子又は多角柱体樹脂粒子である必要はなく、端部が引き伸ばされた形状、又は押しつぶされたり、曲がったりした形状のものを含んでいてもよい。
このように、前記立体造形用樹脂粉末中の略柱体樹脂粒子について周側面の略中央部に周方向に形成された凹部を有する略柱体樹脂粒子の形状にする方法としては、略柱体樹脂粒子に物理的な力を与えることが可能な方法であれば、いずれの方法でも使用可能であり、例えば、高速回転式の機械粉砕や高速衝撃式の機械粉砕、ボールミルなど、従来公知の処理装置を使用することができる。
前記立体造形用樹脂粉末の安息角としては、60度以下が好ましく、55度以下がより好ましい。前記安息角が、60度以下であると、前記立体造形用樹脂粉末の流動性を確保でき、リコート時の粉面の平滑性を向上することができる。
前記安息角とは、図3に示すように、篩10にかけた立体造形用樹脂粉末12を漏斗11から自由落下させた際に、台座14上に、立体造形用樹脂粉末12’が形成する山の床面と斜面とが形成する角度13を意味する。前記安息角は、立体造形用樹脂粉末の流動性を示す指標であり、その角度が小さいものほど流動性に優れる。立体造形用装置内で粉末は回転ローラにより均され積層されるが、このとき流動性に優れる粉体は平滑な面を形成することができるが、流動性に優れない立体造形用樹脂粉末は、積層面に凹凸が見られ、これは最終的な造形物の表面性状にも影響を及ぼし、表面性を低下させる。
前記立体造形用樹脂粉末の平均円形度としては、前記立体造形用樹脂粉末の粒径が0.5μm以上200μm以下の粒径の範囲において、0.80以上が好ましく、0.83以上がより好ましく、0.85以上が更に好ましい。前記平均円形度の上限としては、1.0以下が好ましく、0.98以下がより好ましい。前記平均円形度とは、円らしさを表す指標であり、1が最も円に近いことを意味する。前記平均円形度は、面積(画素数)をSとし、周囲長をLとしたときに、下式(1)により円形度を測定し、それらを算術平均した値を用いることができる。
円形度=4πS/L2 ・・・式(1)
粉末積層方式の立体造形装置における粉末層の厚みは、目的によって異なるものの、概ね5μm以上500μm以下が好ましく、50μm以上200μm以下がより好ましい。そのため、前記立体造形用樹脂粉末の50%累積体積粒径としては、寸法安定性の点から、5μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上150μm以下がより好ましい。前記50%累積体積粒径が、上記範囲内であると、粉末層の形成時に樹脂粉末の巻き上げを低減でき、粉末層の表面が平滑になり、また、樹脂粉末の間にできる空隙を低減することができ、立体造形物の表面性をより高める効果が得られる。
前記50%累積体積粒径は、湿式フロー式粒子径・形状分析装置(装置名:FPIA−3000、シスメックス社製)や粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、microtrac MT3300EXII)を用いて測定することができる。
前記流動化剤とは、前記立体造形用樹脂粉末の表面の一部又はすべてを被覆することにより、立体造形用樹脂粉末の流動性を高める効果を有するものを意味する。前記流動化剤は、立体造形用樹脂粉末の表面に被覆されることによって効果が得られるが、その一部が立体造形用樹脂粉末中に含まれるものもある。
前記無機粒子としては、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、シリカ、アルミナ、チタニア、酸化亜鉛、及びヒドロキシアパタイトなどが挙げられる。
具体的には、前記立体造形用樹脂粉末の体積平均粒径(Mv)と、前記立体造形用樹脂粉末の数平均粒径(Mn)との粒径比(体積平均粒径(Mv)/数平均粒径(Mn))としては、2.00以下が好ましく、1.5以下がより好ましく、1.2以下が特に好ましい。
前記立体造形用樹脂粉末の体積平均粒径(Mv)としては、5μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上100μm以下がより好ましい。
前記立体造形用樹脂粉末の数平均粒径(Mn)としては、2.5μm以上200μm以下が好ましく、10μm以上100μm以下がより好ましい。
前記体積平均粒径(Mv)、及び前記数平均粒径(Mn)は、例えば、粒度分布測定装置(装置名:microtrac MT3300EXII、マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定することができる。
前記立体造形用樹脂粉末の比重としては、0.8以上が好ましい。前記比重が、0.8以上であると、リコート時の粒子の2次凝集を抑止できる。一方、上限としては、金属代替の軽量化ニーズから、3.0以下が好ましい。前記比重は、例えば、真比重を測定することにより行うことができる。前記真比重の測定は、気相置換法を用いた乾式自動密度計(株式会社島津製作所製、アキュピック1330)を用いて一定温度で気体(Heガス)の体積と圧力を変化させて、サンプルの体積を求め、このサンプルの体積から質量を計測し、サンプルの密度を測定することにより行うことができる。
(1)示差走査熱量測定において、ISO 3146に準拠して、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度をTmf1とし、その後、10℃/minにて、−30℃以下まで降温し、さらに、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度をTmf2としたときに、Tmf1>Tmf2となる。なお、前記吸熱ピークの融解開始温度は、融点での吸熱が終了した後に、熱量の一定となった所から低温側へx軸に対して平行な直線を引き、前記直線から−15mW下がった時点での温度である。
前記条件(1)の示差走査熱量測定(DSC)による溶解開始温度の測定方法としては、ISO 3146(プラスチック転移温度測定方法、JIS K7121)の測定方法に準じて、示差走査熱量測定装置(株式会社島津製作所製、DSC−60A)を使用し、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度(Tmf1)を測定する。その後、10℃/minにて、−30℃以下まで降温し、さらに、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度(Tmf2)を測定する。なお、前記吸熱ピークの融解開始温度は、融点での吸熱が終了した後に、熱量の一定となった所から低温側へx軸に対して平行な直線を引き、前記直線から−15mW下がった時点での温度である。
前記条件(2)の示差走査熱量測定(DSC)による結晶化度の測定方法としては、ISO 3146(プラスチック転移温度測定方法、JISK7121)に準拠して、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークのエネルギー量(融解熱量)を測定し、完全結晶熱量に対する融解熱量から結晶化度(Cd1)を求めることができる。その後、10℃/minにて、−30℃以下まで降温し、さらに、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークのエネルギー量を測定し、完全結晶熱量に対する融解熱量から結晶化度(Cd2)を求めることができる。
前記条件(3)のX線解析装置による結晶化度の測定方法としては、二次元検出器を有するX線解析装置(Bruker社、Discover8)を使用し、室温にて2θ範囲を10〜40に設定し、得られた粉末をガラスプレート上に置き、結晶化度を測定(Cx1)することができる。次に、DSC内において、窒素雰囲気化にて10℃/minで加熱し、融点より30℃高い温度まで昇温し、10分保温した後、10℃/min、−30℃まで冷却後のサンプルを室温に戻し、Cx1と同様にして、結晶化度(Cx2)を測定することができる。
これらの中でも、PA9Tは、ポリノナメチレンテレフタルアミドとも呼ばれ、炭素が9つのジアミンにテレフタル酸モノマーから構成され、一般的にカルボン酸側が芳香族であるため半芳香族と呼ばれる。さらには、ジアミン側も芳香族である全芳香族としてp−フェニレンジアミンとテレフタル酸モノマーとからできるアラミドと呼ばれるものも本発明のポリアミドに含まれる。
前記ポリエーテル以外にも、結晶性ポリマーであればよく、例えば、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエーテルスルフォンなどが挙げられる。前記PA9Tのように融点ピークが2つあるものを用いてもよい(完全に溶融させるには2つ目の融点ピーク以上に樹脂温度を上げる必要がある)。
前記略柱体樹脂粒子としては、樹脂を繊維化し、その後裁断して直接的に略円柱体樹脂粒子や多角柱体樹脂粒子を得る方法や、フィルム形状から同様の略柱体樹脂粒子を得る方法や、得られた多角柱体樹脂粒子を作製後に後加工により略円柱体樹脂粒子を作製する方法など、前記略柱体樹脂粒子を作製できれば、如何なる方法を用いてもよい。
前記立体造形物の製造方法は、本発明の立体造形用樹脂粉末を含む層を形成する層形成工程と、前記層の選択された領域内の前記立体造形用樹脂粉末同士を接着させる粉末接着工程と、を繰り返し、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装置は、本発明の立体造形用樹脂粉末を含む層を形成する層形成手段と、前記層の選択された領域内の前記立体造形用樹脂粉末同士を接着させる粉末接着手段と、を有し、更に必要に応じてその他の手段を含む。
前記立体造形物の製造方法は、前記立体造形物の製造装置を用いることにより好適に実施することができる。前記立体造形用樹脂粉末としては、本発明の立体造形用樹脂粉末と同様のものを用いることができる。
また、前記立体造形用樹脂粉末を選択的に接着させる方法として電磁照射を用いる場合、効率的に吸収させたり、あるいは吸収を妨げたりする方法もあり、例えば、吸収剤や抑制剤を前記立体造形用樹脂粉末に含有させる方法も可能である。
前記レーザー走査スペースにおける部品床温度としては、粉末の融点より5℃以上低温であることが好ましい。
レーザー出力としては、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、10ワット以上150ワット以下が好ましい。
前記立体造形物は、本発明の立体造形用樹脂粉末を用い、前記立体造形物の製造方法により好適に製造することができる。
前記安息角は、図3に示すようにして測定した。
図3に示すように、測定装置は、篩10(JIS規格 Z8801−1−2000 目開き125μm)を、かさ比重測定器(Z−2504、蔵持科学株式会社製)から構成される。かさ比重径は、漏斗11の穴径直径2.5mmのものを用い、その下に直径30mmの円柱形状の台座14を配置した。立体造形用樹脂粉末12を篩の上から投入し漏斗を通過し、台座14上に山型を形成して立体造形用樹脂粉末12’を配置した。このときの投入量は、少なくとも立体造形用樹脂粉末12が台座14上からこぼれ落ちる量以上を投入し、かつ側面から確認して円錐が形成される量以上とした。安息角の測定はカメラによる像取得によって行った。カメラの配置は台座14とレンズとの距離を60mm、レンズの高さを台座14の上面と同じ高さとし、山の側面像を撮影する。この山の底面と斜面から構成される角度が安息角であり、得られた像から三角法を用いてその角度を算出した。計測は各2回行い、平均値を安息角とした。
前記50%累積体積粒径としては、粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、microtrac MT3300EXII)を用いて、立体造形用樹脂粉末ごとの粒子屈折率を使用し、溶媒は使用せず乾式(大気)法にて体積粒径を測定し、50%累積体積粒径を算出した。粒子屈折率は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂:1.57と設定した。
前記平均円形度は、湿式フロー式粒子径・形状分析装置(装置名:FPIA−3000、シスメックス株式会社製)を用いて、粉体粒子カウント数が1,000個以上をカウントする状態にて、粒子形状画像を取得し、粒径が0.5μm以上200μm以下の粒径の範囲において、柱体樹脂粒子の円形度の平均値を求めた。各円形度は2回ずつ測定し、その平均値を平均円形度とした。
前記比重は、気相置換法を用いた乾式自動密度計(装置名:アキュピック1330、株式会社島津製作所製)を用いて一定温度で気体(Heガス)の体積と圧力を変化させて、サンプルの体積を求め、このサンプルの体積から質量を計測し、サンプルの密度を測定することにより行った。
ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂(商品名:ノバデュラン5020、三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製、融点:218℃、ガラス転移温度:43℃)のペレットを押し出し加工機(株式会社日本製鋼所製)を用いて、融点より30℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状のものを用いて繊維化した。ノズルから出る糸の本数は100本とした。4倍程度延伸し、繊維径が60μm、精度が±4μmの樹脂繊維を得た。
得られた樹脂繊維を押し切り方式の裁断装置(株式会社荻野精機製作所製、NJシリーズ1200型)を用いて繊維長60μmに裁断し、略円柱体樹脂粒子を含む樹脂粉末を得た。この粉末を機械式撹拌装置(三井鉱山株式会社製、MP型ミキサーMP5A/1)を用いて撹拌速度9,600rpmにて5分間処理を行った。
得られた立体造形用樹脂粉末を走査型電子顕微鏡(装置名:S4200、株式会社日立製作所製)を用いて確認したところ、殆どの粒子は周側面の略中央部に周方向に形成された凹部を有する略柱体樹脂粒子であり、凹部の深さは約1μmであった。また、略円柱体樹脂粒子の高さを測定したところ、60μm±10μmとなっていた。前記走査型電子顕微鏡を用いて10視野の二次元像を得て、それぞれにおいてすべての粒子に対する略円柱体形状の粒子の割合を求めたところ、その平均は88%であった。
実施例1において機械式撹拌装置の撹拌時間5分間を20分間に変更した以外は、実施例1と同様にして、立体造形用樹脂粉末を得た。得られた立体造形用樹脂粉末を実施例1と同様にして確認したところ、殆どの粒子は周側面の略中央部に周方向に形成された凹部を有する略柱体樹脂粒子であり、凹部の深さは約5μmであった。また、略円柱体の高さを測定したところ、60μm±10μmとなっていた。それぞれにおいてすべての粒子に対する略円柱体形状の粒子の割合を求めたところ、その平均は98%であった。
ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂(商品名:ノバデュラン5020、三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製、融点:218℃、ガラス転移温度:43℃)を低温粉砕システム(装置名:リンレックスミルLX1、ホソカワミクロン株式会社製)を用いて、−200℃の条件化にて、粒子径が5μm以上200μm以下になるように凍結粉砕を行い、立体造形用樹脂粉末を作製した。
得られた立体造形用樹脂粉末を走査型電子顕微鏡(装置名:S4200、株式会社日立製作所製)を用いて観察したところ、楕円状、棒状、板状など様々な形状を有する粒子が混在していたが、略柱体樹脂粒子、及び周側面の略中央部に周方向に形成された凹部を有する略柱体樹脂粒子は認められなかった。
実施例1において、機械式撹拌装置を用いて撹拌処理を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、立体造形用樹脂粉末を得た。得られた立体造形用樹脂粉末を実施例1と同様にして確認したところ、周側面の略中央部に周方向に形成された凹部を有する略柱体樹脂粒子は存在しなかった。
比較例1において、得られた立体造形用樹脂粉末に、さらに流動化剤としてシリカ(商品名:AEROSIL RX200、日本アエロジル株式会社製、表面処理剤HMDS、平均一次粒子径12nm)0.1質量%を混合し、撹拌装置(装置名:Turbula system T2F型、Willy a bachofen社製)を用いて、流動化剤の混合を行い、流動化剤を含む立体造形用樹脂粉末を作製した。なお、前記撹拌装置における撹拌速度は100rpm、処理時間は5分間とした。
これを、前述の走査型電子顕微鏡(装置名:S4200、株式会社日立製作所製)を用いて確認したところ、楕円状、棒状、板状など様々な形状を有する粒子が混在しており、比較例1の粉末粒子形状と違いは無かった。
比較例2において、得られた立体造形用樹脂粉末に、さらに流動化剤としてシリカ(商品名:AEROSIL RX200、日本アエロジル株式会社製、表面処理剤HMDS、平均一次粒子径12nm)0.1質量%を混合し、比較例3と同様にして、流動化剤の混合を行い、流動化剤を含む立体造形用樹脂粉末を得た。
これを、前述の走査型電子顕微鏡(装置名:S4200、株式会社日立製作所製)を用いて確認したところ、粉末は略円柱形状の粒子にて構成されており、比較例2の粉末粒子形状と違いは無かった。
立体造形中の積層面を目視にて観察し、下記評価基準に基づいて、「リコート性」を評価した。なお、積層時の温度は、対象材料の造形物を製造することができる実際の条件とした。
[評価基準]
○:目視確認にてリコート面が非常に滑らかで、凹凸が認められない
△:目視確認にてリコート面に若干の凹凸が認められる
×:目視確認にてリコート面に明らかな凹凸や粗面が認められる
得られた立体造形用樹脂粉末について、SLS方式造形装置(株式会社リコー製、AM S5500P)を使用し、立体造形物の製造を行った。設定条件は、0.1mmの層平均厚み、10ワット以上150ワット以下のレーザー出力を設定し、0.1mmのレーザー走査スペース、融点より−3℃の温度にて部品床温度を使用した。1辺5cm、平均厚み0.5cmの直方体の立体造形物(寸法用サンプル)(mm)のCAD等のデータに基づいて、前述したサンプルを製造した。
得られた立体造形物の表面を目視にて観察し、さらに光学顕微鏡観察、及び官能試験を行った。官能試験はサンプルを手で触り、その触感から表面性、特に滑らかさについて評価を行った。これらの結果を総合し、下記評価基準に基づいて、「表面性」の評価を行った。
[評価基準]
◎:表面が非常に滑らかで、気になる凹凸や粗面が殆ど認められない
○:表面の滑らかさに問題はなく、表面の凹凸や粗面は許容できる
△:表面に滑らかさはなく、凹凸や粗面が目視で認識できる
×:表面が引っかかり、表面の凹凸やゆがみ等の欠陥が多数認められる
<1> 略柱体樹脂粒子を含む立体造形用樹脂粉末であって、
前記略柱体樹脂粒子が、その周側面に凹部を有する略柱体樹脂粒子を含むことを特徴とする立体造形用樹脂粉末である。
<2> 前記立体造形用樹脂粉末の50%累積体積粒径が、5μm以上200μm以下である前記<1>に記載の立体造形用樹脂粉末である。
<3> 前記立体造形用樹脂粉末の平均円形度が、0.5μm以上200μm以下の粒径の範囲において、0.80以上である前記<1>から<2>のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末である。
<4> 前記立体造形用樹脂粉末の平均円形度が、0.5μm以上200μm以下の粒径の範囲において、0.83以上である前記<1>から<3>のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末である。
<5> 前記立体造形用樹脂粉末の体積平均粒径と、前記立体造形用樹脂粉末の数平均粒径との粒径比(体積平均粒径/数平均粒径)が、2.00以下である前記<1>から<4>のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末である。
<6> 前記立体造形用樹脂粉末の比重が、0.8以上である前記<1>から<5>のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末である。
<7> 前記立体造形用樹脂粉末が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアリールケトン、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリアセタール、ポリイミド、及びフッ素樹脂から選択される少なくとも1種を含む前記<1>から<6>のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末である。
<8> 前記ポリアミドが、芳香族ポリアミドを含む、ポリアミド410、ポリアミド4T、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミドMXD6、ポリアミド610、ポリアミド6T、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド9T、ポリアミド10T、及びアラミドから選択される少なくとも1種である前記<7>に記載の立体造形用樹脂粉末である。
<9> 前記ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリ乳酸から選択される少なくとも1種である前記<7>から<8>のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末である。
<10> 前記ポリエーテルが、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、及びポリエーテルケトンケトンから選択される少なくとも1種である前記<7>から<9>のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末である。
<11> 前記立体造形用樹脂粉末の安息角が、60度以下である前記<1>から<10>のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末である。
<12> 下記(1)〜(3)から選択される少なくとも1種を満たす前記<1>から<11>のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末である。
(1)示差走査熱量測定において、ISO 3146に準拠して、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度をTmf1とし、その後、10℃/minにて、−30℃以下まで降温し、さらに、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度をTmf2としたときに、Tmf1>Tmf2となる。なお、前記吸熱ピークの融解開始温度は、融点での吸熱が終了した後に、熱量の一定となった所から低温側へx軸に対して平行な直線を引き、前記直線から−15mW下がった時点での温度である。
(2)示差走査熱量測定において、ISO 3146に準拠して、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークのエネルギー量から求められる結晶化度をCd1とし、その後、10℃/minにて、−30℃以下まで降温し、さらに、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークのエネルギー量から求められる結晶化度をCd2としたときに、Cd1>Cd2となる。
(3)X線回折測定により得られる結晶化度をCx1とし、窒素雰囲気下10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温し、その後、10℃/minにて、−30℃以下まで降温し、さらに、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときのX線回折測定により得られる結晶化度をCx2としたときに、Cx1>Cx2となる。
<13> 前記<1>から<12>のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末を含む層を形成する層形成手段と、
前記層の選択された領域内の前記立体造形用樹脂粉末同士を接着させる粉末接着手段と、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。
<14> 前記粉末接着手段が、電磁波を照射する手段である前記<13>に記載の立体造形物の製造装置である。
<15> 前記<1>から<12>のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末を含む層を形成する層形成工程と、
前記層の選択された領域内の前記立体造形用樹脂粉末同士を接着させる粉末接着工程と、を繰り返すことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
<16> 前記粉末接着工程が、電磁波を照射する工程である前記<15>に記載の立体造形物の製造方法である。
<17> 前記電磁波照射に用いられる電磁波照射源が、紫外線である前記<16>に記載の立体造形物の製造方法である。
<18> 前記<15>から<17>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法により製造されることを特徴とする立体造形物である。
Claims (13)
- 略柱体樹脂粒子を含む立体造形用樹脂粉末であって、
前記略柱体樹脂粒子が、その周側面に凹部を有する略柱体樹脂粒子を含み、
前記立体造形用樹脂粉末の比重が、0.8以上であることを特徴とする立体造形用樹脂粉末。 - 前記立体造形用樹脂粉末の50%累積体積粒径が、5μm以上200μm以下である請求項1に記載の立体造形用樹脂粉末。
- 前記立体造形用樹脂粉末の平均円形度が、0.5μm以上200μm以下の粒径の範囲において、0.80以上である請求項1から2のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末。
- 前記立体造形用樹脂粉末の平均円形度が、0.5μm以上200μm以下の粒径の範囲において、0.83以上である請求項1から3のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末。
- 前記立体造形用樹脂粉末の体積平均粒径と、前記立体造形用樹脂粉末の数平均粒径との粒径比(体積平均粒径/数平均粒径)が、2.00以下である請求項1から4のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末。
- 前記立体造形用樹脂粉末が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアリールケトン、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリアセタール、ポリイミド、及びフッ素樹脂から選択される少なくとも1種を含む請求項1から5のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末。
- 前記ポリアミドが、芳香族ポリアミドを含む、ポリアミド410、ポリアミド4T、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミドMXD6、ポリアミド610、ポリアミド6T、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド9T、ポリアミド10T、及びアラミドから選択される少なくとも1種である請求項6に記載の立体造形用樹脂粉末。
- 前記ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリ乳酸から選択される少なくとも1種である請求項6から7のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末。
- 前記ポリエーテルが、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、及びポリエーテルケトンケトンから選択される少なくとも1種である請求項6から8のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末。
- 前記立体造形用樹脂粉末の安息角が、60度以下である請求項1から9のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末。
- 下記(1)〜(3)から選択される少なくとも1種を満たす請求項1から10のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末。
(1)示差走査熱量測定において、ISO 3146に準拠して、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度をTmf1とし、その後、10℃/minにて、−30℃以下まで降温し、さらに、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度をTmf2としたときに、Tmf1>Tmf2となる。なお、前記吸熱ピークの融解開始温度は、融点での吸熱が終了した後に、熱量の一定となった所から低温側へx軸に対して平行な直線を引き、前記直線から−15mW下がった時点での温度である。
(2)示差走査熱量測定において、ISO 3146に準拠して、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークのエネルギー量から求められる結晶化度をCd1とし、その後、10℃/minにて、−30℃以下まで降温し、さらに、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークのエネルギー量から求められる結晶化度をCd2としたときに、Cd1>Cd2となる。
(3)X線回折測定により得られる結晶化度をCx1とし、窒素雰囲気下10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温し、その後、10℃/minにて、−30℃以下まで降温し、さらに、10℃/minにて、融点より30℃高い温度まで昇温したときのX線回折測定により得られる結晶化度をCx2としたときに、Cx1>Cx2となる。 - 請求項1から11のいずれかに記載の立体造形用樹脂粉末を含む層を形成する層形成手段と、
前記層の選択された領域内の前記立体造形用樹脂粉末同士を接着させる粉末接着手段と、を有することを特徴とする立体造形物の製造装置。 - 前記粉末接着手段が、電磁波を照射する手段である請求項12に記載の立体造形物の製造装置。
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