JP7328496B2 - Structure and method for manufacturing structure - Google Patents

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本発明は、構造体及び構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a structure and a method of manufacturing the structure.

ギプス、シーネ、サポータなどの医療用固定具では、患者毎に異なる形状である患部に高い密着性で適合し、使用中は患部を保護できるだけの強度を維持する必要がある。従来、石膏粉末と綿布で構成されたギプス包帯などが用いられていたが、複雑な3次元形状を持つ患部に対して高い密着性を確保するのは困難であった。 Medical fixtures such as plaster casts, braces, and supporters are required to fit the affected area, which has a different shape for each patient, with high adhesion and to maintain sufficient strength to protect the affected area during use. Conventionally, a cast bandage made of gypsum powder and cotton cloth has been used, but it has been difficult to ensure high adhesion to the affected area, which has a complicated three-dimensional shape.

このような状況の中で、熱可塑性樹脂を用いた医療用固定材及び医療用固定具が特許文献1に提案されている。特許文献1では、熱可塑性樹脂が柔らかくなる温度で人体の患部に沿わせて変形させている。 Under such circumstances, Patent Literature 1 proposes a medical fixing material and a medical fixing tool using a thermoplastic resin. In Patent Document 1, the thermoplastic resin is deformed along the affected part of the human body at a temperature at which it becomes soft.

特開2017-55884号公報JP 2017-55884 A

しかしながら、特許文献1で記述されている医療用固定具では熱可塑性樹脂を主たる構造体としているため、次の問題が発生する。熱可塑性樹脂を人体の患部に沿わせて変形させるため、患者の熱傷をさけるには熱可塑性樹脂の融点(融解温度範囲)を人の体温から極端には高くできず、熱可塑性樹脂の材料選択が限定される。そのため目的に対して必ずしも十分な強度が得られない。また、融点が体温に近い医療用固定具では少しの温度上昇でも軟化と変形が起きるため、入浴や温水洗浄などが制限され、使用可能温度範囲が低く抑えられる。 However, since the medical fixture described in Patent Document 1 uses a thermoplastic resin as a main structural body, the following problems occur. Since the thermoplastic resin is deformed along the affected part of the human body, the melting point (melting temperature range) of the thermoplastic resin cannot be extremely higher than the human body temperature in order to avoid burns to the patient. is limited. Therefore, sufficient strength for the purpose cannot always be obtained. In addition, medical fixtures with a melting point close to body temperature soften and deform even with a slight increase in temperature.

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、造形時の形状自由度が高い構造体において、高温においても高強度を維持することが可能な、構造体及び構造体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a structure and a method for manufacturing the structure that can maintain high strength even at high temperatures in a structure that has a high degree of freedom in shape during molding. intended to

本発明によれば、構造体であって、基材層と被覆層とを備え、前記基材層は、熱可塑性を有する熱可塑性材料から形成され、ここで前記熱可塑性材料は、外力を加えることによりその形状が可変に構成されるもので、前記被覆層は、熱可塑性を有しない非熱可塑性材料から形成され、前記基材層の少なくとも一部を被覆することによって当該構造体の形状を維持可能に構成される、構造体が提供される。 According to the invention, a structure comprises a substrate layer and a covering layer, said substrate layer being formed from a thermoplastic material having thermoplasticity, wherein said thermoplastic material exerts an external force. The coating layer is formed of a non-thermoplastic material that does not have thermoplasticity, and covers at least a part of the base layer to change the shape of the structure. A structure is provided that is configured to be maintainable.

本発明に係る構造体は、基材層に用いる熱可塑性樹脂の特性を利用して高い自由度で造形・賦形を行なうことが可能であり、基材層形状が確定した後に非熱可塑性材料である被覆層を形成することで、高温でも高強度を維持することが可能であるという有利な効果を奏する。 The structure according to the present invention can be shaped and shaped with a high degree of freedom by utilizing the properties of the thermoplastic resin used for the base material layer, and after the shape of the base material layer is determined, the non-thermoplastic material By forming the coating layer, there is an advantageous effect that high strength can be maintained even at high temperatures.

第1の実施形態に係る構造体を模式的に示す斜視図。1 is a perspective view schematically showing a structure according to a first embodiment; FIG. [図2A]図1の構造体を部分拡大した正面図。[図2B]図2A中のA-A断面で切断した断面図。[FIG. 2A] A partially enlarged front view of the structure of FIG. [FIG. 2B] A cross-sectional view cut along the AA cross section in FIG. 2A. [図3A][図3B]第1の実施形態に係る構造体の基材層2の製造方法を示す図。[Fig. 3A] [Fig. 3B] Diagrams showing a method for manufacturing the base material layer 2 of the structure according to the first embodiment. [図4A][図4B]第1の実施形態に係る構造体の被覆層3の製造方法を示す図。[Fig. 4A] [Fig. 4B] Diagrams showing a method of manufacturing the covering layer 3 of the structure according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る構造体を足首の取り外し型ギプスに適用した模式図。FIG. 2 is a schematic diagram of applying the structure according to the first embodiment to a detachable ankle cast. [図6A]第2の実施形態に係る構造体を部分拡大した表面図。[図6B]図6A中のB-B断面で切断した断面図。[FIG. 6A] A partially enlarged surface view of the structure according to the second embodiment. [FIG. 6B] A cross-sectional view cut along the BB cross section in FIG. 6A.

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
1.第1の実施形態:構造体1の構成
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Various features shown in the embodiments shown below can be combined with each other.
1. First Embodiment: Configuration of Structure 1

第1節では、本発明の実施形態(第1の実施形態)に係る構造体1の構成について説明する。図1に構造体1の全体図、図2Aに図1の構造体を部分拡大した正面図、図2Bに図2A中A-A断面で切断した断面図を示す。 Section 1 describes the configuration of the structure 1 according to the embodiment (first embodiment) of the present invention. 1 is an overall view of the structure 1, FIG. 2A is a partially enlarged front view of the structure of FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2A.

<基材層2>
図2Aにおいて基材層2は横方向の基材層2a、及び縦方向の基材層2bが交互に積層された積層構造体であり、基材層2a、基材層2b共に熱可塑性材料によって構成されている。なお、縦方向の基材層2bは図2A中で奥の層に存在し、表面には出ていない点に留意されたい。図2A、図2Bでは基材層2(2a,2b)は直交する直線状である熱可塑性材料(特許請求の範囲における「線状樹脂」の一例)で構成されている。同一層内に存在する複数の直線状である熱可塑性材料間には、空隙21が設けられる。すなわち、全体として格子状の形状となっている。
<Base material layer 2>
In FIG. 2A, the substrate layer 2 is a laminated structure in which horizontal substrate layers 2a and vertical substrate layers 2b are alternately laminated. It is configured. Note that the base material layer 2b in the vertical direction exists in the back layer in FIG. 2A and does not appear on the surface. In FIGS. 2A and 2B, the base layer 2 (2a, 2b) is made of a thermoplastic material (an example of a "linear resin" in the claims) having orthogonal straight lines. Voids 21 are provided between a plurality of straight thermoplastic material present in the same layer. That is, it has a lattice shape as a whole.

換言すると、基材層2は、複数の層が積層された積層構造体であって、各層は、それぞれ並列する複数の線状樹脂からなる、ここで、図2A、図2Bでは具体例として直交する直線状の構成を示しているが、形状を限定するものではない。直線の場合であれば任意の角度で交差しても良く、また曲線状の集合体でも構わない。 In other words, the substrate layer 2 is a laminated structure in which a plurality of layers are laminated, and each layer is made of a plurality of linear resins arranged in parallel. Although a linear configuration is shown, it is not intended to be a limiting shape. In the case of straight lines, they may intersect at an arbitrary angle, and a curved aggregate may be used.

図2Bに示す断面図では上から下に凹んだ形状を示している。形状の変化の態様は限定されるものではなく、熱可塑性材料が変形可能となる熱可塑性温度範囲で変形させた後に温度を下げることで、形を固定化することができる。 The cross-sectional view shown in FIG. 2B shows a concave shape from top to bottom. The mode of shape change is not limited, and the shape can be fixed by lowering the temperature after deforming within the thermoplastic temperature range in which the thermoplastic material can be deformed.

基材層2には形状記憶ポリマー(Shape Memory Polymer:SMP)などの形状記憶材料を使用することが可能である。形状記憶ポリマーは、形状記憶特性を有する材料であり、所定の回復温度(ガラス転移温度:Tg)以上に加熱することで弾性によって原形状に復帰する特性を有する。ガラス転移温度Tgは、例えば30~100℃であり、具体的には例えば30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、100℃であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。 A shape memory material such as a shape memory polymer (SMP) can be used for the base material layer 2 . A shape memory polymer is a material having a shape memory property, and has a property of elastically returning to its original shape when heated to a predetermined recovery temperature (glass transition temperature: Tg) or higher. The glass transition temperature Tg is, for example, 30 to 100° C. Specifically, for example, , 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98, 100 ° C. It may be in the range between any two.

基材層2に形状記憶ポリマーを使用する場合、Tgを超える温度で外力を加えて2次形状に賦形し、外力を維持したままTg未満の温度に冷却すると2次形状が固定される。Tg未満の温度では、外力を取り除いても原形状に復帰しない。一方、Tgを超える温度に加熱し、外力を加えない状態にすると、弾性によって原形状に復帰する。原形状は例えば形状記憶ポリマーを溶融させた状態で成形する3Dプリンタを用いて所望の形状に成形することが可能である。形状記憶ポリマーとしては、ゴム弾性を有するポリマーが挙げられ、例えば、ポリノルボルネン、トランスポリイソプレン、スチレン-ブタジエン共重合体、ポリウレタンなどが挙げられる。 When a shape memory polymer is used for the substrate layer 2, the secondary shape is fixed by applying an external force at a temperature exceeding Tg to shape it into a secondary shape, and cooling to a temperature below Tg while maintaining the external force. At temperatures below Tg, it does not return to its original shape even when the external force is removed. On the other hand, when it is heated to a temperature exceeding Tg and no external force is applied, it returns to its original shape due to its elasticity. The original shape can be molded into a desired shape using a 3D printer that molds a shape memory polymer in a melted state, for example. Shape memory polymers include polymers having rubber elasticity, such as polynorbornene, transpolyisoprene, styrene-butadiene copolymer, and polyurethane.

形状記憶ポリマーを用いた基材層2を、例えば医療用固定具に利用することができる。人体の各部位に対応した平均的な形状を原形状とすることで、個々の患者に対応した微調整を繰り返し実施することが可能となる。 A base material layer 2 using a shape memory polymer can be used, for example, in medical fixtures. By using an average shape corresponding to each part of the human body as the original shape, it is possible to repeatedly perform fine adjustments corresponding to individual patients.

形状記憶ポリマーは単独で使用することもできるが、形状記憶特性を損なわない限り、別の成分を含んでいてもよい。形状記憶ポリマー以外の成分としては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンなどの樹脂やフィラーなどが挙げられる。形状記憶特性を積極的に活用する場合、基材層2中の形状記憶ポリマーの割合は、例えば50~100質量%が好ましく、具体的には例えば50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。このとき、基材層2全体としての回復温度は、通常、形状記憶ポリマーのガラス転移温度と一致する。 The shape memory polymer can be used alone, but may contain other components as long as the shape memory properties are not impaired. Components other than the shape memory polymer include resins such as polyolefins such as polyethylene and polypropylene, fillers, and the like. When the shape memory property is actively utilized, the proportion of the shape memory polymer in the substrate layer 2 is preferably, for example, 50 to 100% by mass, specifically, for example, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100% by mass, and the numerical values illustrated here It may be in the range between any two. At this time, the recovery temperature of the base material layer 2 as a whole usually coincides with the glass transition temperature of the shape memory polymer.

<被覆層3>
被覆層3は、基材層2の少なくとも一部を被覆するように配置される。図2A、図2Bでは、基材層2(2a、2b)間の全ての空間を被覆層3で充填しているが、必ずしも構造体1の全領域を被覆層3で充填する必要はなく、一部領域のみを被覆する事も可能である。
<Coating layer 3>
The covering layer 3 is arranged to cover at least a portion of the base material layer 2 . 2A and 2B, the entire space between the base material layers 2 (2a, 2b) is filled with the coating layer 3, but it is not necessary to fill the entire region of the structure 1 with the coating layer 3. It is also possible to cover only a partial area.

被覆層3には熱可塑性を有しない非熱可塑性材料が用いられる。熱可塑性を有する基材層2が柔らかくなる高温であっても、被覆層3は高い弾性率を保つ点が重要である。 A non-thermoplastic material having no thermoplasticity is used for the coating layer 3 . It is important that the coating layer 3 maintains a high modulus of elasticity even at high temperatures at which the base material layer 2 having thermoplasticity becomes soft.

被覆層3にはセメントや石膏など無機材料も使用可能であるが、医療用固定具などでは脆弱性が小さく、適度な柔軟性を有する樹脂が好ましい。製造方法は後述するが、先に基材層2を形成した後、基材層2の空間に被覆層3を充填する方法を取ることができる、UVレジンなどの光硬化型樹脂や常温硬化樹脂を用いることができる。UVレジンとしては具体的には例えば、ラジカル硬化型としてアクリレート系モノマー・オリゴマー、カチオン硬化型として脂環式エポキシ、グリシジル型エポキシ、オキセタン化合物、ビニルエーテルモノマーなどが、また常温硬化樹脂としては2液混合型エポキシレジンなどが利用できるが、これらの材料に限定されるものではない。 Inorganic materials such as cement and gypsum can also be used for the coating layer 3, but resins having moderate flexibility and low brittleness are preferable for medical fixtures and the like. Although the manufacturing method will be described later, after forming the substrate layer 2 first, a method of filling the space of the substrate layer 2 with the coating layer 3 can be adopted. can be used. Specific examples of UV resins include acrylate-based monomers and oligomers as radical curing types, alicyclic epoxies, glycidyl-type epoxies, oxetane compounds, vinyl ether monomers as cation-curing types, and two-liquid mixtures as room temperature curing resins. A type epoxy resin or the like can be used, but is not limited to these materials.

換言すると、基材層2は、複数の孔を有し、被覆層3は、複数の孔の少なくとも一部を被覆することによって構造体1の形状を維持可能に構成される。 In other words, the base material layer 2 has a plurality of holes, and the covering layer 3 is configured to be able to maintain the shape of the structure 1 by covering at least a portion of the plurality of holes.

2.構造体1の製造方法
構造体1の製造方法を工程順に図3A、図3B、図4A、図4Bに示す。図3A、図3Bが基材層2の製造工程で、図4A、図4Bが被覆層3の製造工程である。以下、図面に沿って説明する。
2. Method for Manufacturing Structure 1 A method for manufacturing the structure 1 is shown in order of steps in FIGS. 3A, 3B, 4A, and 4B. 3A and 3B show the manufacturing process of the base material layer 2, and FIGS. 4A and 4B show the manufacturing process of the coating layer 3. As shown in FIG. Description will be made below with reference to the drawings.

<基材層形成工程>
図3Aでは3Dプリンタにより基材層2を形成している。ここでは、例としてノズルNZを水平に走査し、熱可塑性材料である基材層2の原料を加熱した状態でノズルNZから線状に吐出し線状樹脂を形成している。同一水平面となる層内では熱可塑性を有する線状樹脂は延伸方向を同一として並列に位置し、異なる層毎に直交させた上で積層することで、基材層2(2a、2b)を格子状に形成し、基材層1次形状造形工程としている。ここでは線状樹脂を格子状に積層した形状を1次形状としているが、これに限定されるものではない。
<Base material layer forming step>
In FIG. 3A, the base material layer 2 is formed by a 3D printer. Here, as an example, the nozzle NZ is horizontally scanned, and the raw material of the base material layer 2, which is a thermoplastic material, is linearly discharged from the nozzle NZ in a heated state to form a linear resin. In the layers forming the same horizontal plane, the linear resins having thermoplasticity are positioned in parallel with the stretching direction being the same. The base material layer is formed into a shape, and the base material layer is formed into a primary shape forming step. Here, the primary shape is a shape in which linear resins are laminated in a grid pattern, but the shape is not limited to this.

続いて、図3Bに示す通り基材層2を所望の外形となるように外力を加える。図3Bでは上部から凹ませる様に外力を加え、基材層2次形状賦形工程としている。基材層2が一般的な熱可塑性材料である場合は、柔軟性がある融点近傍で、基材層2に形状記憶ポリマーを使用する場合はガラス転移温度Tgを跨ぐ形で外力を加え続けることにより2次形状を形成する。なお、第1節で記述した通り基材層2としての最終形状である2次形状は限定されず、任意の形状を取ることができる。 Subsequently, as shown in FIG. 3B, an external force is applied to the base material layer 2 so as to form a desired outer shape. In FIG. 3B, an external force is applied so as to dent the base material layer from above, which is the step of forming the secondary shape of the base material layer. When the base material layer 2 is a general thermoplastic material, keep applying an external force in the vicinity of the flexible melting point, and when using a shape memory polymer for the base material layer 2, across the glass transition temperature Tg. to form a secondary shape. As described in Section 1, the secondary shape, which is the final shape of the base material layer 2, is not limited and can be any shape.

図3A、図3Bでは基材層1次形状造形工程と基材層2次形状賦形工程を分けた場合を説明したが、3Dプリンタで造形する際に、ノズルNZを水平走査だけでなく、別のノズルNZによって垂直走査も同時に行うことにより、基材層2の形成工程を1つの工程にまとめることも可能である。 FIG. 3A and FIG. 3B explained the case where the base material layer primary shape forming process and the base material layer secondary shape forming process are separated. By simultaneously performing vertical scanning with another nozzle NZ, it is also possible to combine the steps of forming the base material layer 2 into one step.

<被覆層形成工程>
基材層2の形成工程が完了した後に被覆層3を形成する。ここでは例として被覆層3材料にUVレジンを使用するものとしている。図4Aに、被覆層3の硬化前原料である液体樹脂31に基材層2を含浸している様子を示す。基材層2の空隙の大きさと液体樹脂31の粘度の調整により基材層2の空隙21に液体樹脂31を行き渡らせることが可能である。図4Aでは、液体樹脂31に基材層2を含浸させた場合を示しているが、基材層2が薄い場合や構造体1の表面のみに被覆層3を形成したい場合などでは、液体樹脂31を塗布することも可能である。
<Coating layer forming step>
After the step of forming the base material layer 2 is completed, the coating layer 3 is formed. Here, UV resin is used as the material of the coating layer 3 as an example. FIG. 4A shows a state in which the base layer 2 is impregnated with the liquid resin 31 that is the raw material of the coating layer 3 before curing. By adjusting the size of the voids in the base material layer 2 and the viscosity of the liquid resin 31 , it is possible to spread the liquid resin 31 in the voids 21 of the base material layer 2 . FIG. 4A shows the case where the substrate layer 2 is impregnated with the liquid resin 31. However, when the substrate layer 2 is thin or when it is desired to form the coating layer 3 only on the surface of the structure 1, the liquid resin It is also possible to apply 31.

基材層2に液体樹脂31を含浸させた構造物に紫外線を照射して硬化させている様子を図4Bに示す。ここでは被覆層3の材料例としてUVレジンを使用したため、紫外線照射としている。また、光硬化型樹脂なら硬化に適した波長の光照射、常温硬化型樹脂なら硬化が進むまでの常温放置することで被覆層が形成でき、構造体1が完成する。 FIG. 4B shows a structure in which the base material layer 2 is impregnated with the liquid resin 31 and is cured by irradiating with ultraviolet rays. Since UV resin is used here as an example of the material of the coating layer 3, ultraviolet irradiation is used. In the case of a photocurable resin, the coating layer can be formed by irradiating light with a wavelength suitable for curing, and in the case of a room temperature curable resin, the resin can be left at room temperature until curing progresses, thereby completing the structure 1 .

3.構造体1の医療用固定具への適用
構造体1を医療用固定具として、足首FTの取り外し型ギプス(シーネ)に応用した例を図5に示す。ここでは基材層2(不図示)には形状記憶ポリマー、被覆層3(不図示)にはUVレジンを使用している。踵部を含む複雑な形状である足首FTの患部に対して高い密着性を有するギプスが造形できている。
3. Application of Structure 1 to Medical Fixture Fig. 5 shows an example in which the structure 1 is applied as a medical fixation tool to a removable cast (sine) for an ankle FT. Here, a shape memory polymer is used for the base material layer 2 (not shown), and a UV resin is used for the coating layer 3 (not shown). A cast with high adhesion to the affected part of the ankle FT, which has a complicated shape including the heel, was created.

4.第2の実施形態
第4節では、第2の実施形態に係る構造体1について説明する。すなわち、次のような態様によって、本実施形態に係る構造体1をさらに創意工夫してもよい。
4. Second Embodiment Section 4 describes a structure 1 according to a second embodiment. That is, the structure 1 according to the present embodiment may be further ingenuity in the following aspects.

前節までの説明では基材層2形成後の空隙を全て被覆層で充填していたが、基材層2における空隙の大きさや被覆層3を形成する際の液体樹脂31の粘度を調整することにより、完成後の構造体1として多孔性を有することも可能である。換言すると、被覆層3は、複数の空孔4を有し、構造体1が多孔性を有するように構成される。 In the explanation up to the previous section, all the voids after the formation of the base material layer 2 were filled with the coating layer. Therefore, it is possible to have porosity as the structure 1 after completion. In other words, the coating layer 3 has a plurality of pores 4 and is configured such that the structure 1 is porous.

図6Aに、複数の空孔4を具備し、全体として多孔性を有する第2の実施形態に係る構造体1の部分拡大した表面図を示す。また、図6A中B-Bで切断した断面図を図6Bに示す。ここでは水平方向、垂直方向ともに外界と通じる空孔としているが、基材層2の粗密を層毎に調整するなどの手法により空孔の方向性を限定することも可能であり、弾性率に異方性を持たせることができる。 FIG. 6A shows a partially enlarged surface view of a structure 1 according to a second embodiment having a plurality of pores 4 and having overall porosity. FIG. 6B shows a cross-sectional view cut along BB in FIG. 6A. Here, the pores communicate with the outside both in the horizontal direction and the vertical direction, but it is also possible to limit the directionality of the pores by adjusting the density of the substrate layer 2 layer by layer. Can be anisotropic.

さらには、基材層2を形成する際に閉じた空間を予め用意し(不図示)、被覆層3が入り込まない構成とすることもできる。基材層2と被覆層3及び空隙の堆積割合を変化させることで、構造体1全体としての弾性率を調整することが可能となる。 Furthermore, it is possible to prepare a closed space (not shown) in advance when forming the base material layer 2 so that the coating layer 3 does not enter. The elastic modulus of the structure 1 as a whole can be adjusted by changing the deposition ratio of the base material layer 2, the coating layer 3, and the voids.

5.結言
以上のように、本実施形態によれば、造形時の形状自由度が高い構造体において、高温においても高強度を維持することが可能な、構造体1を実施することができる。
5. Conclusion As described above, according to the present embodiment, it is possible to implement the structure 1 that can maintain high strength even at high temperatures in a structure that has a high degree of freedom in shape during molding.

かかる構造体1は、基材層2と被覆層3とを備え、前記基材層2は、熱可塑性を有する熱可塑性材料から形成され、ここで前記熱可塑性材料は、外力を加えることによりその形状が可変に構成されるもので、前記被覆層3は、熱可塑性を有しない非熱可塑性材料から形成され、前記基材層2の少なくとも一部を被覆することによって当該構造体の形状を維持可能に構成される。 Such a structure 1 comprises a substrate layer 2 and a coating layer 3, said substrate layer 2 being formed from a thermoplastic material having thermoplasticity, wherein said thermoplastic material is deformed by applying an external force. The covering layer 3 is formed of a non-thermoplastic material that does not have thermoplasticity, and covers at least a part of the base layer 2 to maintain the shape of the structure. configured as possible.

また、構造体において、造形時の形状自由度が高く、高温においても高強度を維持することが可能な構造体1の製造方法を実施することができる。 Moreover, in the structure, the manufacturing method of the structure 1 can be carried out, which has a high degree of freedom in shape during molding and can maintain high strength even at high temperatures.

かかる製造方法は、構造体1の製造方法であって、基材層2形成工程と、被覆層3形成工程とを備え、前記基材層2形成工程では、熱可塑性を有する熱可塑性材料を3Dプリンタで積層させて前記構造体における基材層2を形成し、前記被覆層3形成工程では、前記基材層2の少なくとも一部に、熱可塑性を有しない非熱可塑性材料を含浸又は塗布し、続いて、前記非熱可塑性材料を硬化させて前記構造体1における被覆層3を形成する。 This manufacturing method is a manufacturing method of the structure 1, and includes a substrate layer 2 forming step and a coating layer 3 forming step. The substrate layer 2 in the structure is formed by stacking with a printer, and in the coating layer 3 forming step, at least a part of the substrate layer 2 is impregnated or coated with a non-thermoplastic material that does not have thermoplasticity. and subsequently curing the non-thermoplastic material to form the coating layer 3 on the structure 1 .

最後に、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Finally, while various embodiments of the invention have been described, these have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be embodied in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. The embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1 :構造体
2 :基材層
2a :基材層
2b :基材層
21 :空隙
3 :被覆層
31 :液体樹脂
4 :空孔
NZ :ノズル
FT :足首
Reference Signs List 1: structure 2: base material layer 2a: base material layer 2b: base material layer 21: void 3: coating layer 31: liquid resin 4: void NZ: nozzle FT: ankle

Claims (2)

構造体の製造方法であって、
基材層形成工程と、被覆層形成工程とを備え、
前記基材層形成工程では、熱可塑性を有する熱可塑性材料を3Dプリンタで積層させて前記構造体における基材層を形成し、
前記基材層形成工程は、基材層1次形状造形工程と、基材層2次形状賦形工程とを備え、
前記基材層1次形状造形工程では、前記3Dプリンタで積層させて前記構造体における基材層を形成し、
前記基材層2次形状賦形工程では、前記基材層1次形状造形工程後の前記基材層に外力を加えることにより最終形状に賦形加工し、
前記被覆層形成工程では、
前記基材層2次形状賦形工程後に、前記基材層の少なくとも一部に、熱可塑性を有しない非熱可塑性材料を含浸又は塗布し、
続いて、前記非熱可塑性材料を硬化させて前記構造体における被覆層を形成する、
製造方法。
A method for manufacturing a structure,
A base material layer forming step and a coating layer forming step,
In the base layer forming step, a thermoplastic material having thermoplasticity is laminated by a 3D printer to form a base layer in the structure,
The base layer forming step includes a base layer primary shape forming step and a base layer secondary shape forming step,
In the base material layer primary shape forming step, the base material layer in the structure is formed by stacking with the 3D printer,
In the base layer secondary shape shaping step, the base layer after the base layer primary shape shaping step is shaped into a final shape by applying an external force to the base layer,
In the coating layer forming step,
impregnating or applying a non-thermoplastic material having no thermoplasticity to at least a portion of the base layer after the base layer secondary shape forming step;
subsequently curing the non-thermoplastic material to form a coating layer on the structure;
Production method.
請求項に記載の製造方法において、
前記熱可塑性材料は、形状記憶ポリマーを含む形状記憶材料である、
製造方法。
In the manufacturing method according to claim 1 ,
said thermoplastic material is a shape memory material comprising a shape memory polymer;
Production method.
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