JP7374861B2 - Manufacturing method of resin mold - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、樹脂型の製造方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a method for manufacturing a resin mold.

付加製造技術または3次元プリンティング等と呼ばれる3次元造形技術において、紫外線や放射線等の光によって硬化する樹脂を積層することで立体物を造形する光造形技術(光造形法)が知られている(特許文献1~3参照)。光造形技術では、光硬化性樹脂を一層ごとに塗布その他の方法により供給し、造形物の形状に応じた範囲に対して光を照射して各層の光硬化性樹脂を硬化させるというプロセスが繰り返される。そして、光造形技術では、このプロセスの繰り返しによって硬化層を積み重ねることで、所望の形状を有する造形物が生成される。光造形技術には、自由液面法、規制液面法などが含まれる。他方、インクジェット方式により光硬化性樹脂を液滴として吐出供給する方法は、本願明細書においては光造形技術に含まれない。 In three-dimensional modeling technology called additive manufacturing technology or three-dimensional printing, stereolithography technology (stereolithography) is known, which creates three-dimensional objects by laminating resins that are cured by light such as ultraviolet rays or radiation. (See Patent Documents 1 to 3). In stereolithography technology, the process of supplying photocurable resin layer by layer by coating or other methods and curing the photocurable resin of each layer by irradiating light onto an area according to the shape of the object is repeated. It will be done. In the stereolithography technology, by repeating this process and stacking the cured layers, a shaped article having a desired shape is generated. Stereolithography techniques include free liquid level method, regulated liquid level method, etc. On the other hand, a method of discharging and supplying a photocurable resin as droplets using an inkjet method is not included in the stereolithography technology in this specification.

例えば、光造形技術は、射出成形(成型)等に用いられる樹脂型を造形するために利用されている。これにより、例えば金属型を用いて射出成形する場合と比較して、射出成形品(又はその試作品)を短期間で得ることが可能となる。 For example, stereolithography technology is used to create resin molds used in injection molding (molding) and the like. This makes it possible to obtain an injection molded product (or a prototype thereof) in a shorter period of time than, for example, when injection molding is performed using a metal mold.

特開2004-130529号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-130529 特開2020-037245号公報JP2020-037245A 国際公開第2018/175739号International Publication No. 2018/175739 特開2000-94471号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-94471 特開2006-076822号公報JP2006-076822A

しかしながら、光造形技術による樹脂型の造形では、造形精度及び生産効率は互いにトレードオフの関係にあり、両立することは難しい。そこで、本発明は、造形精度及び生産効率の両立を実現した、靱性に優れた樹脂型の製造方法を提供することを目的とする。 However, in resin mold modeling using stereolithography technology, modeling accuracy and production efficiency are in a trade-off relationship with each other, and it is difficult to achieve both. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a resin mold having excellent toughness and achieving both molding accuracy and production efficiency.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光硬化性成分、有機粒子、及び無機粒子を含む光硬化性樹脂組成物からなる光造形用樹脂を用いる光造形法による樹脂型の製造方法であって、前記樹脂型の輪郭部を硬化するために光が照射される複数の輪郭用照射ラインのうち、内側に位置する輪郭用照射ラインほど、外側に位置する輪郭用照射ラインの幅より大きい幅で前記光を照射することを含む、樹脂型の製造方法である。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objects, the present invention provides a resin for stereolithography using a stereolithographic resin composed of a photocurable resin composition containing a photocurable component, organic particles, and inorganic particles. A mold manufacturing method, wherein among a plurality of contour irradiation lines through which light is irradiated to cure the contour portion of the resin mold, the contour irradiation lines located on the inner side, the contour irradiation lines located on the outer side. The method of manufacturing a resin mold includes irradiating the light with a width larger than the width of the line.

また、本発明は、光硬化性成分、有機粒子、及び無機粒子を含む光硬化性樹脂組成物からなる光造形用樹脂を用いる光造形法による樹脂型の製造方法であって、堰形状の造形において、前記堰形状の内側に硬化膜を形成させることを含む、樹脂型の製造方法である。 The present invention also provides a method for manufacturing a resin mold by a stereolithography method using a stereolithographic resin composed of a photocurable resin composition containing a photocurable component, organic particles, and inorganic particles, the method comprising: forming a weir-shaped resin mold; A method of manufacturing a resin mold includes forming a cured film inside the weir shape.

本発明によれば、造形精度及び生産効率の両立を実現した、靱性に優れた樹脂型の製造方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a resin mold with excellent toughness, which achieves both modeling accuracy and production efficiency.

図1は、実施形態に係る光造形装置100の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a stereolithography apparatus 100 according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る第1製造方法の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the first manufacturing method according to the embodiment. 図3は、第1製造方法が適用されない場合の比較例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a comparative example in which the first manufacturing method is not applied. 図4は、実施形態に係る第2製造方法の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the second manufacturing method according to the embodiment. 図5は、第2製造方法が適用されない場合の比較例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a comparative example in which the second manufacturing method is not applied. 図6は、実施例及び比較例に係る評価用樹脂型を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing resin molds for evaluation according to Examples and Comparative Examples.

以下、添付図面を参照しながら、実施形態に係る樹脂型の製造方法について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、以下の説明に限定されるものではない。以下に説明する実施形態は、構成に矛盾が生じない範囲で他の実施形態や従来技術との組み合わせが可能である。 Hereinafter, a method for manufacturing a resin mold according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the embodiments described below are not limited to the following description. The embodiment described below can be combined with other embodiments or conventional techniques as long as there is no inconsistency in the configuration.

なお、以下に図示した構成は、図示の内容に限定されるものではない。例えば、以下に図示した各部の寸法や角度については、造形精度及び生産効率を大きく損なわない範囲内で適宜変更可能である。 Note that the configuration illustrated below is not limited to the illustrated content. For example, the dimensions and angles of each part illustrated below can be changed as appropriate within a range that does not significantly impair modeling accuracy and production efficiency.

(実施形態)
(光造形装置100の構成)
図1を用いて、実施形態に係る光造形装置100の構成例を説明する。図1は、実施形態に係る光造形装置100の構成例を示す図である。図1に例示の光造形装置100は、実施形態に係る樹脂型の製造方法を実行する装置の一例である。図1において、Z方向は後述する液状組成物103の液面104(照射平面)に対して鉛直方向、X方向は照射平面における任意の方向、Y方向は照射平面においてX方向に直交する方向にそれぞれ対応する。つまり、図1は、YZ平面における光造形装置100の断面図に対応する。
(Embodiment)
(Configuration of stereolithography device 100)
A configuration example of a stereolithography apparatus 100 according to an embodiment will be described using FIG. 1. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a stereolithography apparatus 100 according to an embodiment. The stereolithography apparatus 100 illustrated in FIG. 1 is an example of an apparatus that executes the resin mold manufacturing method according to the embodiment. In FIG. 1, the Z direction is a direction perpendicular to a liquid surface 104 (irradiation plane) of a liquid composition 103 (described later), the X direction is an arbitrary direction on the irradiation plane, and the Y direction is a direction perpendicular to the X direction on the irradiation plane. Corresponds to each. That is, FIG. 1 corresponds to a cross-sectional view of the stereolithography apparatus 100 on the YZ plane.

図1に示すように、光造形装置100は、容器101及び支持台102を備える。容器101には、液状組成物103(光造形用樹脂)が収容される。支持台102は、液状組成物103の液面104より下(つまり、液状組成物103の液中)に配置される。また、光造形装置100は、液面104に対して上方から光造形用樹脂を硬化させるためのレーザー光105を照射する。レーザー光105は、紫外線や放射線等、光造形用樹脂を硬化させるのに十分なエネルギーを有する。光造形装置100は、レンズや絞り等でレーザー光105のビーム径と照射位置を制御することで、任意の照射ライン幅で任意の位置を硬化させる。 As shown in FIG. 1, the stereolithography apparatus 100 includes a container 101 and a support stand 102. The container 101 contains a liquid composition 103 (stereolithography resin). The support stand 102 is arranged below the liquid level 104 of the liquid composition 103 (that is, in the liquid composition 103). Further, the stereolithography apparatus 100 irradiates the liquid surface 104 with laser light 105 for curing the stereolithography resin from above. The laser beam 105 has enough energy, such as ultraviolet rays or radiation, to harden the stereolithography resin. The stereolithography apparatus 100 cures an arbitrary position with an arbitrary irradiation line width by controlling the beam diameter and irradiation position of the laser beam 105 using a lens, an aperture, or the like.

図1の上段を用いて、1層目の硬化層106を硬化させる処理を説明する。まず、光造形装置100は、支持台102を液状組成物103の中に配置する。このとき、光造形装置100は、支持台102の上面と液面104との間の距離が硬化層106の厚みに一致するように、支持台102の位置(高さ)を調節する。そして、光造形装置100は、リコータを用いて支持台102の上面に液状組成物103を塗布する。そして、光造形装置100は、支持台102の上面に塗布された液状組成物103に対してレーザー光105を照射して、液状組成物103を硬化させる。これにより、光造形装置100は、1層目の硬化層106を硬化させる。 The process of curing the first hardened layer 106 will be explained using the upper part of FIG. 1 . First, the stereolithography apparatus 100 places the support base 102 in the liquid composition 103. At this time, the stereolithography apparatus 100 adjusts the position (height) of the support base 102 so that the distance between the upper surface of the support base 102 and the liquid level 104 matches the thickness of the cured layer 106. The stereolithography apparatus 100 then applies the liquid composition 103 to the upper surface of the support base 102 using a recoater. Then, the stereolithography apparatus 100 irradiates the liquid composition 103 applied to the upper surface of the support base 102 with laser light 105 to harden the liquid composition 103. Thereby, the stereolithography apparatus 100 hardens the first hardened layer 106.

次に、図1の下段を用いて、2層目の硬化層107を硬化させる処理を説明する。光造形装置100は、硬化層106の上面と液面104との間の距離が硬化層107の厚みに一致するように、支持台102の位置を下げる。そして、光造形装置100は、リコータを用いて支持台102及び硬化層106の上面に液状組成物103を塗布する。そして、光造形装置100は、支持台102及び硬化層106の上面に塗布された液状組成物103の所望の位置に対してレーザー光105を照射して、目的とする造形対象物の形状に合わせて液状組成物103を硬化させる。これにより、光造形装置100は、2層目の硬化層107を硬化させる。このプロセスの繰り返しにより、光造形装置100は、支持台102上に硬化層を積み重ねることで、所望の形状を有する造形対象物を造形する。 Next, the process of curing the second hardened layer 107 will be explained using the lower part of FIG. The stereolithography apparatus 100 lowers the position of the support base 102 so that the distance between the upper surface of the cured layer 106 and the liquid level 104 matches the thickness of the cured layer 107. The stereolithography apparatus 100 then applies the liquid composition 103 onto the upper surfaces of the support base 102 and the cured layer 106 using a recoater. Then, the stereolithography apparatus 100 irradiates a desired position of the liquid composition 103 applied to the upper surface of the support base 102 and the cured layer 106 with a laser beam 105 to match the shape of the intended object. The liquid composition 103 is cured. Thereby, the stereolithography apparatus 100 hardens the second hardened layer 107. By repeating this process, the stereolithography apparatus 100 stacks the cured layers on the support base 102, thereby modeling an object having a desired shape.

なお、図1にて説明した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、本実施形態に係る樹脂型の製造方法は、図1に示した自由液面法による光造形装置100に限らず、規制液面法などによる光造形装置であってもよいほか、特許文献1に記載された光造形技術等、公知の光造形技術に対して広く適用可能である。また、光造形用樹脂の組成についても、樹脂型の製造に利用される公知の成分を適宜適用可能である。なお、光造形用樹脂の組成については後述する。 Note that the content described in FIG. 1 is just an example, and is not limited to the content shown in the figure. For example, the resin mold manufacturing method according to the present embodiment is not limited to the stereolithography apparatus 100 using the free liquid level method shown in FIG. It is widely applicable to known stereolithography techniques such as the stereolithography technique described in 1. Furthermore, regarding the composition of the resin for stereolithography, known components used in the production of resin molds can be appropriately applied. Note that the composition of the stereolithography resin will be described later.

ここで、光造形装置100は、造形精度及び生産効率の両立を実現した樹脂型の製造方法として、以下に説明する2つの製造方法(第1製造方法及び第2製造方法)を実行する。第1製造方法及び第2製造方法は、いずれか一方を単独で実行することもできるほか、両方の方法を併用してもよい。以下、第1製造方法及び第2製造方法を順に説明する。 Here, the stereolithography apparatus 100 executes two manufacturing methods (a first manufacturing method and a second manufacturing method) described below as resin mold manufacturing methods that achieve both molding accuracy and production efficiency. Either one of the first manufacturing method and the second manufacturing method may be performed alone, or both methods may be used in combination. Hereinafter, the first manufacturing method and the second manufacturing method will be explained in order.

(第1製造方法:輪郭描画制御)
図2及び図3を用いて、実施形態に係る第1製造方法について説明する。図2は、実施形態に係る第1製造方法の一例を示す図である。図3は、第1製造方法が適用されない場合の比較例を示す図である。図2及び図3には、光(レーザー光105)の照射方向(Z方向)から見た照射平面(XY平面)において、造形対象物のエッジ10を硬化させるために照射される光の照射ラインを例示する。
(First manufacturing method: contour drawing control)
The first manufacturing method according to the embodiment will be described using FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the first manufacturing method according to the embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a comparative example in which the first manufacturing method is not applied. 2 and 3 show the irradiation line of light irradiated to harden the edge 10 of the object to be modeled in the irradiation plane (XY plane) seen from the irradiation direction (Z direction) of the light (laser light 105). exemplify.

ここで、「照射ライン」とは、レンズや絞り等で集光された所望のビーム径を有するレーザー光105が支持台102(照射平面)上で走査(移動)される経路である。レーザー光105は、照射ラインの幅や位置に一致するようにビーム径やレーザー出力を経時的に調整して走査される。例えば、照射ラインは、造形対象物の形状に応じて予め設定される。言い換えると、光造形装置100は、レンズや絞り等で集光した光の焦点を、照射ラインに沿って照射平面上を移動させることにより、各層の光造形用樹脂を硬化させる。なお、照射ラインの設定は、光造形装置100によって自動的に行われても良いし、操作者によるマニュアル操作(手動操作)によって行われても良い。また、照射ラインは、「描画ライン」とも呼ばれる。 Here, the "irradiation line" is a path along which the laser beam 105 having a desired beam diameter, which is focused by a lens, a diaphragm, etc., is scanned (moved) on the support base 102 (irradiation plane). The laser beam 105 is scanned by adjusting the beam diameter and laser output over time to match the width and position of the irradiation line. For example, the irradiation line is set in advance according to the shape of the object to be modeled. In other words, the stereolithography apparatus 100 hardens the stereolithography resin of each layer by moving the focal point of light collected by a lens, an aperture, or the like on the irradiation plane along the irradiation line. Note that the setting of the irradiation line may be automatically performed by the stereolithography apparatus 100, or may be performed manually by the operator. The irradiation line is also called a "drawing line."

照射ラインには、「内部描画ライン」及び「輪郭描画ライン」の2種類が含まれる。「内部描画ライン」とは、主に造形対象物の内部(XY平面における内側)を硬化させるために光が照射される照射ラインである。内部描画ラインは、生産効率(硬化速度)を向上させるため、輪郭描画ラインと比較して太く設定され、高速にレーザー走査される場合が多い。また、「輪郭描画ライン」とは、主に造形対象物の輪郭部(XY平面における輪郭部)を硬化させるために光が照射される照射ラインである。第1製造方法においては、複数の輪郭描画ラインが設けられる。輪郭描画ラインの本数の下限値は、2本が好ましく、3本がさらに好ましい。輪郭描画ラインの本数の上限値は、7本が好ましく、6本がさらに好ましく、5本が特に好ましい。輪郭描画ラインの本数がこれらの範囲内であることにより、造形精度及び生産効率を両立して造形物を得ることができる。輪郭描画ラインは、樹脂型のZ方向の表面性(積層段差)に大きく関わるため、内部描画ラインと比較して細く設定され、精密にレーザー走査(描画)される場合が多い。なお、樹脂型の表面性は、成形品の表面性にも大きく影響する。 The irradiation lines include two types: "internal drawing lines" and "contour drawing lines." The "internal drawing line" is an irradiation line where light is irradiated mainly to harden the inside of the object to be modeled (the inside in the XY plane). In order to improve production efficiency (curing speed), internal drawing lines are often set thicker than outline drawing lines and are laser scanned at high speed. Further, the "outline drawing line" is an irradiation line where light is irradiated mainly to harden the outline part (the outline part in the XY plane) of the object to be modeled. In the first manufacturing method, a plurality of outline drawing lines are provided. The lower limit of the number of outline drawing lines is preferably two, and more preferably three. The upper limit of the number of contour drawing lines is preferably 7 lines, more preferably 6 lines, and particularly preferably 5 lines. By setting the number of contour drawing lines within these ranges, it is possible to obtain a modeled object with both modeling accuracy and production efficiency. Since the outline drawing line greatly affects the surface properties of the resin mold in the Z direction (layered steps), it is often set thinner than the internal drawing line and precisely scanned (drawn) with a laser. Note that the surface properties of the resin mold also greatly affect the surface properties of the molded product.

例えば、内部描画ラインの末端の半円形状は、造形対象物(樹脂型)の表面の凹凸の要因となる場合がある。そこで、一般的に、内部描画ラインが造形対象物の表面に影響を与えないように、内部描画ラインに従って描画される範囲(内部描画範囲)は、造形対象物の端部(エッジ10)から一定距離(100~200μm程度)内側までとされる。また、造形対象物の端部から一定距離に含まれる残りの範囲(輪郭描画範囲11)は、輪郭描画ラインに従って精密に描画される。 For example, the semicircular shape at the end of the internal drawing line may cause unevenness on the surface of the object to be modeled (resin mold). Therefore, in order to prevent the internal drawing line from affecting the surface of the object to be modeled, the range drawn according to the internal drawing line (internal drawing range) is generally fixed from the end (edge 10) of the object to be modeled. A distance (approximately 100 to 200 μm) to the inside. Further, the remaining range (outline drawing range 11) included within a certain distance from the end of the object to be modeled is precisely drawn according to the outline drawing line.

図2に示す例では、造形対象物のエッジ10を硬化させるため、4本の内部描画ライン21,22,23,24と、3本の輪郭描画ライン31,32,33とが設定される。なお、内部描画ライン21,22,23,24は、「内部用照射ライン」とも呼ばれる。また、輪郭描画ライン31,32,33は、「輪郭用照射ライン」とも呼ばれる。 In the example shown in FIG. 2, four internal drawing lines 21, 22, 23, 24 and three outline drawing lines 31, 32, 33 are set in order to harden the edge 10 of the object to be modeled. Note that the internal drawing lines 21, 22, 23, and 24 are also called "internal irradiation lines." Further, the contour drawing lines 31, 32, and 33 are also called "contour irradiation lines."

例えば、第1製造方法においては、先に内部描画範囲を描画し、その後に輪郭描画範囲11(輪郭部)を描画することができる。好ましくは、内部描画ライン21、内部描画ライン22、内部描画ライン23、及び内部描画ライン24の順に光を照射する。その後、輪郭描画ライン31、輪郭描画ライン32、及び輪郭描画ライン33の順に光を照射する。なお、光の照射順序はこれに限定されるものではなく、輪郭描画ラインを内部描画ラインよりも先に描画してもよく、複数の輪郭描画ラインについては外側に位置する輪郭描画ラインから先に描画してもよい。光の照射順序は、造形対象物の大きさや形状により任意に変更可能である。好ましい照射順序として上述した方法によれば、造形精度及び生産効率の両立において特に好ましい。 For example, in the first manufacturing method, the internal drawing range can be drawn first, and then the outline drawing range 11 (outline part) can be drawn. Preferably, the internal drawing line 21, the internal drawing line 22, the internal drawing line 23, and the internal drawing line 24 are irradiated with light in this order. Thereafter, light is irradiated to the outline drawing line 31, the outline drawing line 32, and the outline drawing line 33 in this order. Note that the order of light irradiation is not limited to this, and the outline drawing line may be drawn before the internal drawing line, and for multiple outline drawing lines, the outer outline drawing line is drawn first. You can also draw it. The order of light irradiation can be arbitrarily changed depending on the size and shape of the object to be modeled. The method described above as a preferable irradiation order is particularly preferable in achieving both modeling accuracy and production efficiency.

ここで、造形対象物の表面(造形対象物のエッジ10に接する部分。「化粧面」とも言う。)を描画する輪郭描画ライン33は、細い(小さい)幅で描画され、表面より内部を描画する輪郭描画ライン31,32は、表面から離れるほど太い(大きい)幅で描画される。つまり、複数の輪郭描画ラインのうち、内側に位置する輪郭描画ラインほど、外側に位置する輪郭描画ラインの幅より大きい幅に設定される。これにより、造形精度及び生産効率の両立を実現することができる。なお、輪郭描画ラインが3本以上ある場合には、複数の輪郭描画ラインのうち、化粧面を描画する輪郭描画ラインの幅が、最も内側に位置する輪郭描画ラインの幅よりも小さければよく、すべての輪郭描画ラインが異なる幅を有する必要はない。例えば、化粧面を描画する輪郭描画ラインの幅よりも大きく、かつ、互いに均一の幅を有する輪郭描画ラインを複数設けることもできる。 Here, the contour drawing line 33 for drawing the surface of the object to be modeled (the part in contact with the edge 10 of the object to be modeled; also referred to as the "decorative surface") is drawn with a thin (small) width, and draws the inside from the surface. The contour drawing lines 31 and 32 are drawn with a width that becomes thicker (larger) as the distance from the surface increases. That is, among the plurality of contour drawing lines, the innermost contour drawing line is set to have a larger width than the outermost contour drawing line. This makes it possible to achieve both modeling accuracy and production efficiency. In addition, when there are three or more outline drawing lines, the width of the outline drawing line for drawing the cosmetic surface among the plurality of outline drawing lines need only be smaller than the width of the innermost outline drawing line, It is not necessary that all contour lines have different widths. For example, it is possible to provide a plurality of contour drawing lines that are larger than the width of the contour drawing line for drawing the decorative surface and have uniform widths.

なお、輪郭描画ラインについて記載した「内側」/「外側」とは、造形対象物における「内側」/「外側」を意図したものである。つまり、「外側に位置する輪郭描画ライン」は、造形対象物の表面に近い位置にある描画ラインであり、「内側に位置する輪郭用照射ライン」は、造形対象物の表面から離れた位置にある描画ラインである。 Note that "inside"/"outside" described with respect to the outline drawing line is intended to mean "inside"/"outside" of the object to be modeled. In other words, the "outer contour drawing line" is a drawing line located close to the surface of the object to be printed, and the "inner contour irradiation line" is the drawing line located away from the surface of the object. It is a certain drawing line.

ここで、図3を参照しつつ、第1製造方法による効果を説明する。第1製造方法が適用されない図3の例においては、輪郭描画範囲11には、1本の輪郭描画ライン41が設定される。または、図3に図示した1本の輪郭描画ラインに代えて均一の幅を有する複数本の細い輪郭描画ラインが設定される場合もある。このため、第1製造方法が適用されない場合には、輪郭描画範囲11を硬化させるのに細い輪郭描画ラインに応じて多数回のレーザー走査を要する。このため、高い生産効率を実現することが困難である。 Here, the effects of the first manufacturing method will be explained with reference to FIG. In the example of FIG. 3 to which the first manufacturing method is not applied, one outline drawing line 41 is set in the outline drawing range 11. Alternatively, instead of the single outline drawing line shown in FIG. 3, a plurality of thin outline drawing lines having a uniform width may be set. Therefore, if the first manufacturing method is not applied, multiple laser scans are required to harden the outline drawing range 11 depending on the thin outline drawing line. For this reason, it is difficult to achieve high production efficiency.

これに対し、図2に示した第1製造方法は、複数の輪郭描画ラインのうち化粧面を構成する輪郭描画ライン33の幅を輪郭描画ライン45の幅と同程度に設定することで、比較例と同程度の造形精度を維持しつつ、輪郭描画ライン31,32の幅を輪郭描画ライン33の幅より大きく設定することで、3本分のレーザー走査で一定面積の輪郭描画範囲11を硬化させることができる。したがって、第1製造方法によれば、造形精度及び生産効率の両立を実現することができる。 On the other hand, in the first manufacturing method shown in FIG. By setting the width of the contour drawing lines 31 and 32 to be larger than the width of the contour drawing line 33 while maintaining the same level of modeling accuracy as in the example, a fixed area of the contour drawing range 11 is hardened with three laser scans. can be done. Therefore, according to the first manufacturing method, it is possible to achieve both modeling accuracy and production efficiency.

また、第1製造方法では、隣接する輪郭描画ライン間の重畳領域が減少する。例えば、均等幅を有する複数本の輪郭描画ライン42、43、44、45を設けた比較例(図示せず)を想定した場合、重畳領域は、輪郭描画ライン42,43の間、輪郭描画ライン43,44の間、輪郭描画ライン44,45の間の3箇所である。これに対し、第1製造方法では、重畳領域は、輪郭描画ライン31,32の間、輪郭描画ライン32,33の間の2箇所である。この重畳領域には、2回分のレーザー走査が行われるため、照射されるレーザー光のエネルギーの積算量を正確に調節することが困難であり、必要以上の余分なエネルギーが照射された場合には、この余分なエネルギーは熱となり、硬化収縮や剃り挙がり等、変形の要因となる。第1製造方法では、隣接する輪郭描画ライン間の重畳領域が減少するため変形の要因を低減できるので、造形精度の向上が期待される。 Furthermore, in the first manufacturing method, the overlapping area between adjacent outline drawing lines is reduced. For example, assuming a comparative example (not shown) in which a plurality of contour drawing lines 42, 43, 44, and 45 having equal widths are provided, the overlapping area is between the contour drawing lines 42 and 43, and the contour drawing lines 43 and 44, and between outline drawing lines 44 and 45. In contrast, in the first manufacturing method, there are two overlapping regions: between the contour drawing lines 31 and 32 and between the contour drawing lines 32 and 33. Since two laser scans are performed on this superimposed area, it is difficult to accurately adjust the cumulative amount of energy of the laser beam irradiated, and if more energy than necessary is irradiated, This excess energy turns into heat, which causes deformation such as curing shrinkage and shaving. In the first manufacturing method, since the overlapping area between adjacent contour drawing lines is reduced, the factors of deformation can be reduced, and therefore, it is expected that the modeling accuracy will be improved.

なお、第1製造方法において、レーザー光の出力(レーザーパワー)及び走査速度は、最も太い輪郭描画ライン(輪郭描画ライン31)でも十分な硬化深度を得ることができる程度に設定されるのが好適である。例えば、各層の厚みが100μmである場合には、輪郭描画ライン31における硬化深度が130~150μm程度となるように出力及び走査速度を設定するのが好適である。 In addition, in the first manufacturing method, it is preferable that the output (laser power) and scanning speed of the laser light are set to such an extent that a sufficient curing depth can be obtained even with the thickest contour drawing line (contour drawing line 31). It is. For example, when the thickness of each layer is 100 μm, it is preferable to set the output and scanning speed so that the curing depth at the outline drawing line 31 is about 130 to 150 μm.

また、レーザーパワーは一定であってもよく、描画ラインによってレーザーパワーを変更しても良い。例えば、輪郭描画ラインと内部描画ラインとでは、レーザーパワーが異なっていても良い。また、複数の輪郭描画ラインそれぞれでレーザーパワーが異なっていても良い。描画ラインの幅が大きいほど、レーザーパワーを上昇させるのが好適である。 Further, the laser power may be constant or may be changed depending on the drawing line. For example, the laser power may be different between the contour drawing line and the internal drawing line. Further, the laser power may be different for each of the plurality of contour drawing lines. It is preferable to increase the laser power as the width of the drawn line increases.

また、各輪郭描画ライン31,32,33の走査速度(スキャンスピード)は、任意に設定可能であり、互いに同一であっても良いし、異なっていても良い。ただし、レーザーパワーが一定であれば、描画ラインの幅(ビーム径)が太いほど硬化深度が浅くなるので、走査速度を遅くするのが好適である。一方、描画ラインが細いほど硬化深度が深くなるので、走査速度を速くするのが好適である。つまり、複数の輪郭描画ライン31,32,33のうち、内側に位置する輪郭用照射ライン31ほど、外側に位置する輪郭用照射ライン33の走査速度より遅い走査速度で照射することが好ましい。各輪郭描画ライン31,32,33の太さに応じて適切な走査速度を設定することにより、生産効率を向上させることができる。 Furthermore, the scanning speeds of the contour drawing lines 31, 32, and 33 can be set arbitrarily, and may be the same or different. However, if the laser power is constant, the thicker the drawing line width (beam diameter), the shallower the curing depth, so it is preferable to slow down the scanning speed. On the other hand, since the thinner the drawing line is, the deeper the curing depth becomes, so it is preferable to increase the scanning speed. That is, among the plurality of contour drawing lines 31, 32, and 33, it is preferable that the contour irradiation line 31 located on the inside is irradiated at a scanning speed slower than the scanning speed of the contour irradiation line 33 located on the outside. By setting an appropriate scanning speed according to the thickness of each contour drawing line 31, 32, 33, production efficiency can be improved.

また、輪郭描画ラインの幅は、好ましくは80~700μmであり、より好ましくは100~600μmであり、更に好ましくは200~400μmである。第1製造方法では、輪郭描画ラインの位置に応じて幅が異なるため、最も外側に位置する輪郭描画ラインの幅は、好ましくは80~400μmであり、より好ましくは100~300μmであり、更に好ましくは200~250μmである。また、最も内側に位置する輪郭描画ラインの幅は、好ましくは200~700μmであり、より好ましくは300~600μmであり、更に好ましくは350~400μmである。 Further, the width of the outline drawing line is preferably 80 to 700 μm, more preferably 100 to 600 μm, and still more preferably 200 to 400 μm. In the first manufacturing method, since the width varies depending on the position of the contour drawing line, the width of the outermost contour drawing line is preferably 80 to 400 μm, more preferably 100 to 300 μm, and still more preferably is 200 to 250 μm. Further, the width of the innermost contour drawing line is preferably 200 to 700 μm, more preferably 300 to 600 μm, and still more preferably 350 to 400 μm.

また、最も外側に位置する輪郭描画ラインの幅は、最も内側に位置する輪郭描画ラインの幅に対する比率(最も外側に位置する輪郭描画ラインの幅を最も内側に位置する輪郭描画ラインの幅で除算した値)によって規定することもできる。この比率は、好ましくは0.1~0.9であり、より好ましくは0.2~0.5である。 Also, the width of the outermost contour drawing line is the ratio of the width of the innermost contour drawing line (the width of the outermost contour drawing line divided by the width of the innermost contour drawing line). It can also be specified by This ratio is preferably 0.1 to 0.9, more preferably 0.2 to 0.5.

また、輪郭描画ラインの幅は、内部描画ラインの幅に対する比率(輪郭描画ラインの幅を内部描画ラインの幅で除算した値)によって規定することもできる。最も外側に位置する輪郭描画ラインの幅の内部描画ラインの幅に対する比率は、好ましくは0.1~0.9であり、より好ましくは0.2~0.5である。また、最も内側に位置する輪郭描画ラインの幅の内部描画ラインの幅に対する比率は、好ましくは0.5~1.5であり、より好ましくは0.9~1.1である。 Further, the width of the outline drawing line can also be defined by a ratio to the width of the internal drawing line (a value obtained by dividing the width of the outline drawing line by the width of the internal drawing line). The ratio of the width of the outermost contour drawing line to the width of the inner drawing line is preferably 0.1 to 0.9, more preferably 0.2 to 0.5. Further, the ratio of the width of the innermost contour drawing line to the width of the internal drawing line is preferably 0.5 to 1.5, more preferably 0.9 to 1.1.

また、内部描画ラインの幅は、任意に設定可能であるが、好ましくは200~600μmであり、より好ましくは300~500μmである。内部描画ラインの幅が200μm未満である場合には、生産効率が低下し、600μm以上である場合には、造形精度が低下するからである。 Further, the width of the internal drawing line can be set arbitrarily, but is preferably 200 to 600 μm, more preferably 300 to 500 μm. This is because if the width of the internal drawing line is less than 200 μm, the production efficiency decreases, and if it is 600 μm or more, the modeling accuracy decreases.

なお、図2にて説明した内容はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図2に示した輪郭描画ラインの位置、本数、及び幅は、造形対象物の大きさや形状により任意に設定可能である。また、図2に示した内部描画ラインの位置、本数、及び幅は、造形対象物の大きさや形状により任意に設定可能である。 Note that the content described in FIG. 2 is just an example, and is not limited to the content shown in the figure. For example, the position, number, and width of the outline drawing lines shown in FIG. 2 can be arbitrarily set depending on the size and shape of the object to be modeled. Further, the position, number, and width of the internal drawing lines shown in FIG. 2 can be arbitrarily set depending on the size and shape of the object to be modeled.

(第2製造方法:膜形成)
次に、図4及び図5を用いて、実施形態に係る第2製造方法について説明する。図4は、実施形態に係る第2製造方法の一例を示す図である。図5は、第2製造方法が適用されない場合の比較例を示す図である。図4及び図5には、YZ平面における光造形装置100の断面図を例示する。
(Second manufacturing method: film formation)
Next, a second manufacturing method according to the embodiment will be described using FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the second manufacturing method according to the embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a comparative example in which the second manufacturing method is not applied. 4 and 5 illustrate cross-sectional views of the stereolithography apparatus 100 in the YZ plane.

図4に示す例では、光造形装置100は、図1にて説明したプロセスの繰り返しにより、支持台102上に硬化層を積み重ねることで、造形対象物110である成形型を造形する。ここで、造形対象物110は、トラップ形状を有する。「トラップ形状」とは、前述のZ方向に対してその底部(下部)は閉じており上部は開口した凹部形状である。Z方向上部に向かって凹部を有する形状であるとも言える。トラップ形状は、液体等を収容可能な容器様の形状であり、「堰形状」とも呼ばれる。自由液面法による光造形技術では、トラップ形状の内部に液体(液状組成物103)が溜まる。図5の説明で後述するように、トラップ形状の内部に溜まった液体は、表面張力によって液面が上昇(隆起)し、造形に影響を及ぼす。「トラップ形状の内側」とは、トラップ形状を構成する凹部の内部空間を言い、得られる造形物において空洞となる部分である。 In the example shown in FIG. 4, the stereolithography apparatus 100 repeats the process described in FIG. 1 to stack the cured layers on the support base 102, thereby forming a mold that is the object to be modeled 110. Here, the object to be modeled 110 has a trap shape. The "trap shape" is a concave shape whose bottom (lower part) is closed and whose upper part is open with respect to the above-mentioned Z direction. It can also be said that the shape has a concave portion toward the top in the Z direction. The trap shape is a container-like shape that can contain a liquid or the like, and is also called a "weir shape." In the stereolithography technique using the free liquid level method, liquid (liquid composition 103) accumulates inside the trap shape. As will be described later in the explanation of FIG. 5, the surface tension of the liquid accumulated inside the trap shape causes the liquid level to rise (rise), which affects the modeling. The term "inside the trap shape" refers to the internal space of the recess that constitutes the trap shape, and is a hollow portion of the resulting molded article.

そこで、第2製造方法では、トラップ形状を有する樹脂型の造形において、トラップ形状の内側に膜状の硬化物(硬化膜)を形成させる。図4に示す例では、照射平面(XY平面)に沿った4つの硬化膜111,112,113,114を所定間隔で形成させる。 Therefore, in the second manufacturing method, a film-like cured product (cured film) is formed inside the trap shape in modeling a resin mold having a trap shape. In the example shown in FIG. 4, four cured films 111, 112, 113, and 114 are formed at predetermined intervals along the irradiation plane (XY plane).

具体的には、第2製造方法では、トラップ形状を有する樹脂型を造形する場合、トラップ形状の内部に対応する範囲(孔)にはレーザー光105を照射させないことにより、孔を有する硬化層を形成させ、一層ずつ積層させる。そして、例えば、硬化膜111を含む硬化層を形成させる段階では、トラップ形状に対応する範囲の内部にもレーザー光105を照射させることにより、孔を有しない硬化層(孔が埋められた状態の硬化層)を形成させる。つまり、この段階で形成された硬化層は、トラップ形状に対応する孔の内部に硬化膜111が形成された状態となる。硬化膜は、光造形法において積層造形される単一層の硬化層として形成してもよく、複数の連続した積層から成る硬化層として形成しても良い。複数の連続した硬化層として形成する場合には、その連続した層の数は特に限定されないが、樹脂型の造形後に硬化膜を容易に除去できるためには、液面上昇120を防止する必要以上に厚い硬化膜としないことが好ましい。このため、硬化膜は、光造形法において積層造形される1層の硬化層または2~3層の連続した硬化層であることが好ましく、1層または2層の硬化層であることがさらに好ましく、1層の硬化層であることが特に好ましい。このように、所定間隔ごとに硬化膜を意図的に形成させることにより、4つの硬化膜111,112,113,114を所定間隔で形成させる。 Specifically, in the second manufacturing method, when molding a resin mold having a trap shape, the laser beam 105 is not irradiated to a range (hole) corresponding to the inside of the trap shape, thereby forming a cured layer having a hole. formed and laminated one layer at a time. For example, in the step of forming a cured layer including the cured film 111, the laser beam 105 is also irradiated inside the area corresponding to the trap shape, thereby forming a cured layer without holes (in a state where the holes are filled). hardened layer). In other words, the cured layer formed at this stage has a cured film 111 formed inside the hole corresponding to the trap shape. The cured film may be formed as a single-layer cured layer layered by stereolithography, or may be formed as a cured layer consisting of a plurality of consecutive laminated layers. When forming a plurality of continuous cured layers, the number of continuous layers is not particularly limited, but in order to easily remove the cured film after forming the resin mold, it is necessary to prevent the liquid level from rising 120. It is preferable not to form a thick cured film. For this reason, the cured film is preferably one cured layer or two to three continuous cured layers, and more preferably one or two cured layers, which are layered in the stereolithography method. , a single hardened layer is particularly preferred. By intentionally forming cured films at predetermined intervals in this manner, four cured films 111, 112, 113, and 114 are formed at predetermined intervals.

つまり、各硬化膜111,112,113,114は、周囲の硬化層と同一面(同一層)として硬化される。このため、各硬化膜111,112,113,114が形成された段階で、それまでに生じた液面上昇を抑制することができる。したがって、4つの硬化膜111,112,113,114を所定間隔で形成させることで、トラップ形状の造形過程で生じる液面上昇を所定間隔ごとに抑制しつつ、造形対象物110を造形することができる。 That is, each cured film 111, 112, 113, 114 is cured on the same surface (same layer) as the surrounding cured layer. Therefore, at the stage when each cured film 111, 112, 113, 114 is formed, the rise in the liquid level that has occurred up to that point can be suppressed. Therefore, by forming the four cured films 111, 112, 113, and 114 at predetermined intervals, it is possible to model the object 110 while suppressing the rise in the liquid level that occurs during the trap-shaped modeling process at predetermined intervals. can.

ここで、図5を参照しつつ、第2製造方法による効果を説明する。第2製造方法が適用されない場合には、図5に示すように、表面張力によって液面上昇120が生じ、トラップ形状の縁上で液体(液状組成物103)が隆起する場合がある。この隆起部分にレーザー光105が照射されると、部分的な隆起121,122として硬化される。この部分的な隆起121,122は、樹脂型の造形においてはPL(Parting Line)面の精度が低下する、型締めができない、或いはバリを発生させるといった現象に繋がる可能性がある。 Here, the effects of the second manufacturing method will be explained with reference to FIG. If the second manufacturing method is not applied, as shown in FIG. 5, a liquid level rise 120 may occur due to surface tension, and the liquid (liquid composition 103) may rise on the edge of the trap shape. When these raised portions are irradiated with laser light 105, they are hardened into partial raised portions 121 and 122. These partial protuberances 121 and 122 may lead to phenomena such as a decrease in precision of the PL (Parting Line) surface, inability to clamp the mold, or generation of burrs when molding a resin mold.

このため、第2製造方法が適用されない場合には、液面上昇120が収まるまで待ち時間を設定し、造形処理を停止させることがあるが、この対処では生産効率が低下してしまう。また、別の対処として、トラップ形状を避けるように造形対象物の形状や造形方向(積層方向)を変更することもあるが、所望の形状の造形対象物を造形するにはトラップ形状は避けられない場合が多い。また、仮にトラップ形状を避けられたとしても、生産効率にとって最適な造形方向とは限らず、生産効率が低下してしまう。 For this reason, when the second manufacturing method is not applied, a waiting time may be set until the liquid level rise 120 subsides and the modeling process is stopped, but this countermeasure will reduce production efficiency. Another countermeasure is to change the shape or the printing direction (layering direction) of the object to be printed to avoid the trap shape, but the trap shape cannot be avoided in order to print the desired shape of the object. There are many cases where there is no. Further, even if the trap shape can be avoided, the modeling direction is not necessarily optimal for production efficiency, and production efficiency will decrease.

これに対し、図4に示した第2製造方法では、トラップ形状の内側に硬化膜111,112,113,114を形成させることにより、液面上昇120を抑制しつつ、造形対象物110を造形することができる。このため、第2製造方法では、トラップ形状の縁付近での隆起の発生を抑制するので、造形精度を向上させることができる。また、第2製造方法では、トラップ形状を有する樹脂型を造形する場合にも、待ち時間を設定したり、造形対象物の形状や造形方向(積層方向)を変更したりする必要が無くなるので、生産効率の低下を抑えることができる。したがって、第1製造方法によれば、造形精度及び生産効率の両立を実現することができる。 On the other hand, in the second manufacturing method shown in FIG. 4, by forming the cured films 111, 112, 113, and 114 inside the trap shape, the object 110 is printed while suppressing the liquid level rise 120. can do. Therefore, in the second manufacturing method, the occurrence of protuberance near the edge of the trap shape is suppressed, so that the modeling accuracy can be improved. In addition, in the second manufacturing method, even when printing a resin mold having a trap shape, there is no need to set a waiting time or change the shape or the printing direction (layering direction) of the object to be printed. Decrease in production efficiency can be suppressed. Therefore, according to the first manufacturing method, it is possible to achieve both modeling accuracy and production efficiency.

なお、第2製造方向において、硬化膜は、光造形法による造形が完了した後に除去される。例えば、造形対象物110の造形完了後にトラップ形状の内側に形成された硬化膜111,112,113,114は取り除かれる。硬化膜110を取り除く方法は特に限定されず、手作業によって取り除いてもよく、得られた成形型を傷つけない範囲でブラスト装置(粉体を吹き付けて研磨する装置)などを用いて取り除くこともできる。硬化膜は、光造形法において積層される各層の厚みと同じ厚みであるため、容易に取り除くことができる。 Note that in the second manufacturing direction, the cured film is removed after the stereolithography process is completed. For example, after the modeling of the object 110 is completed, the cured films 111, 112, 113, and 114 formed inside the trap shape are removed. The method for removing the cured film 110 is not particularly limited, and may be removed manually, or may be removed using a blasting device (a device that polishes by spraying powder), etc., as long as it does not damage the obtained mold. . The cured film has the same thickness as each layer stacked in the stereolithography method, so it can be easily removed.

また、硬化膜は網目構造その他の孔を有していても良い。孔の数、大きさや形状は、液面上昇を実質的に抑制できる限り、特に限定さない。例えば、孔は、トラップ形状の輪郭の内側に沿って複数形成されても良い。また、例えば、孔は、トラップ形状の内側に網目状(X方向及びY方向)に複数形成されてもよい。孔に対応する位置にはレーザー光105の照射が不要となるので、生産効率を向上させることができる。また、孔が形成されることにより、より容易に硬化膜を除去することができる。 Further, the cured film may have a network structure or other pores. The number, size, and shape of the holes are not particularly limited as long as the rise in the liquid level can be substantially suppressed. For example, a plurality of holes may be formed along the inside of the contour of the trap shape. Further, for example, a plurality of holes may be formed in a mesh shape (in the X direction and the Y direction) inside the trap shape. Since it is not necessary to irradiate the position corresponding to the hole with the laser beam 105, production efficiency can be improved. Furthermore, by forming the holes, the cured film can be removed more easily.

また、硬化膜を設ける間隔は、トラップ形状の開口部の大きさによって変更するのが好適である。以下、開口部の大きさを開口径として説明するが、開口部の形状が円形以外の形状であって、例えば矩形である場合にはその対角線長に、また例えば任意の形状である場合にはその差渡しの最長寸法に、それぞれ読み替えることができる。例えば、硬化膜は、トラップ形状の開口径が50mm以上である場合には、液面上昇が比較的小さいため、トラップ形状の深さ5mm~20mmの間隔で形成すれば液面上昇120を実質的に抑制することができる。また、硬化膜は、トラップ形状の開口径が10mm以上50mm未満である場合には、トラップ形状の深さ5mm~15mmの間隔で形成されることが好ましい。また、硬化膜は、トラップ形状の開口径が5mm以上10mm未満である場合には、トラップ形状の深さ5mm~10mmの間隔で形成されることが好ましい。また、硬化膜は、トラップ形状の開口径が5mm未満である場合には、液面上昇が小さく、造形精度に与える影響も限定的であるため、形成しないこともできる。また、硬化膜は、トラップ形状の最上層に形成されるのが好適である。 Further, it is preferable that the interval at which the cured films are provided is changed depending on the size of the trap-shaped opening. Hereinafter, the size of the opening will be explained as the opening diameter, but if the opening is in a shape other than circular, for example rectangular, the diagonal length of the opening will be used. It can be read as the longest dimension across. For example, when the cured film has a trap shape with an opening diameter of 50 mm or more, the liquid level rise is relatively small, so if the trap shape is formed at intervals of 5 mm to 20 mm in depth, the liquid level rise 120 can be substantially suppressed. can be suppressed to Furthermore, when the trap-shaped opening diameter is 10 mm or more and less than 50 mm, the cured film is preferably formed at intervals of 5 mm to 15 mm in depth of the trap shape. Further, when the trap-shaped opening diameter is 5 mm or more and less than 10 mm, the cured film is preferably formed at intervals of 5 mm to 10 mm in depth of the trap shape. In addition, when the opening diameter of the trap shape is less than 5 mm, the cured film may not be formed because the rise in the liquid level is small and the influence on the modeling accuracy is limited. Further, the cured film is preferably formed on the top layer of the trap shape.

(造形用樹脂)
本発明に用いられる光造形用樹脂は、「光硬化性成分」、「有機粒子」および「無機粒子」を含む光硬化性樹脂組成物からなる。以下、それぞれの成分について順に説明する。
(modeling resin)
The stereolithography resin used in the present invention is composed of a photocurable resin composition containing a "photocurable component", "organic particles" and "inorganic particles". Each component will be explained in order below.

「光硬化性成分」は、光硬化性を有する成分であれば特に限定されない。樹脂型の光造形に用いられる光硬化性成分としては、例えば、紫外線や放射線など、波長が短い(高エネルギー)光によって硬化する成分が好適である。好ましい光硬化性成分としては、ラジカル硬化成分およびカチオン硬化成分が含まれる。 The "photocurable component" is not particularly limited as long as it is a component that has photocurability. As the photocurable component used in resin mold stereolithography, a component that is cured by short wavelength (high energy) light such as ultraviolet rays or radiation is suitable, for example. Preferred photocurable components include radical curing components and cationic curing components.

ラジカル硬化成分としては、(メタ)アクリロイル基を有する化合物が一般的に用いられる。カチオン硬化成分としては、エポキシ基、オキセタニル基などのグリシジル基を有する化合物が一般的に用いられる。 As the radical curing component, a compound having a (meth)acryloyl group is generally used. As the cationic curing component, a compound having a glycidyl group such as an epoxy group or an oxetanyl group is generally used.

光硬化性成分としては、ラジカル硬化成分およびカチオン硬化成分はその一方のみを用いてもよく、両者を併用してもよい。光硬化性成分は、ラジカル硬化成分およびカチオン硬化成分のそれぞれについて、一種類または二種類以上の化合物を使用することができる。 As the photocurable component, only one of the radical curing component and the cationic curing component may be used, or both may be used in combination. As the photocurable component, one type or two or more types of compounds can be used for each of the radical curing component and the cationic curing component.

「有機粒子」は、有機ポリマーからなる粒子である。有機ポリマーは特に限定されないが、コア・シェル型構造を有する粒子が耐衝撃性に優れた造形物を製造することができるため特に好ましい。有機粒子としては、一種類または二種類以上の有機粒子を使用することができる。有機粒子としては、架橋構造を有する有機粒子であってもよく、架橋構造を有しない有機粒子であってもよいが、粒子の物理的強度の観点から架橋構造を有する有機粒子であることが好ましい。 "Organic particles" are particles made of organic polymers. The organic polymer is not particularly limited, but particles having a core-shell structure are particularly preferred since they can produce shaped articles with excellent impact resistance. As the organic particles, one type or two or more types of organic particles can be used. The organic particles may be organic particles with a crosslinked structure or organic particles without a crosslinked structure, but organic particles with a crosslinked structure are preferable from the viewpoint of the physical strength of the particles. .

有機粒子の平均粒径は、10~500μmが好ましく、100~300μmがさらに好ましい。平均粒径がこの範囲にあることにより、耐衝撃性に優れた造形物を製造することができる。有機粒子としては、一種類または二種類以上の平均粒径を有する有機粒子を用いることができる。異なる平均粒径を有する二種類以上の有機粒子を使用することにより、耐衝撃性および靱性に優れた造形物を製造することができる。有機粒子の平均粒径は、光散乱型または光遮断型などの光学的粒径測定装置によって測定されるポリスチレン粒子換算の数平均粒子径である。 The average particle diameter of the organic particles is preferably 10 to 500 μm, more preferably 100 to 300 μm. When the average particle size is within this range, it is possible to produce a shaped article with excellent impact resistance. As the organic particles, organic particles having one type or two or more types of average particle diameter can be used. By using two or more types of organic particles having different average particle sizes, it is possible to produce a shaped article with excellent impact resistance and toughness. The average particle size of the organic particles is the number average particle size in terms of polystyrene particles measured by an optical particle size measuring device such as a light scattering type or a light blocking type.

「無機粒子」は、無機材料からなる粒子である。無機粒子の例としては、特に限定されないが、金属粒子、金属酸化物粒子、ガラス粒子、シリカ粒子などが挙げられる。無機粒子としては、一種類または二種類以上の無機粒子を使用することができる。 "Inorganic particles" are particles made of inorganic material. Examples of inorganic particles include, but are not limited to, metal particles, metal oxide particles, glass particles, silica particles, and the like. As the inorganic particles, one or more types of inorganic particles can be used.

無機粒子の平均粒径は、5nm~500μmが好ましく、10nm~300μmがさらに好ましい。平均粒径がこの範囲にあることにより、十分な硬度が得られ、耐衝撃性に優れた造形物を製造することができる。無機粒子としては、一種類または二種類以上の平均粒径を有する有機粒子を用いることができる。異なる平均粒径を有する二種類以上の無機粒子を使用することにより、耐衝撃性に優れた造形物を製造することができる。上記の平均粒径の範囲内で、平均粒径が5nm~100nmの無機粒子(「ナノ無機粒子」とも言い、シリカ粒子である場合には「ナノシリカ粒子」とも言う。)および平均粒径が1μm~500μmの無機粒子(「マイクロ無機粒子」とも言い、シリカ粒子である場合には「マイクロシリカ粒子」とも言う。)を使用することにより、さらに耐衝撃性に優れた造形物を製造することができる。 The average particle size of the inorganic particles is preferably 5 nm to 500 μm, more preferably 10 nm to 300 μm. When the average particle size is within this range, sufficient hardness can be obtained and a shaped article with excellent impact resistance can be manufactured. As the inorganic particles, organic particles having one or more types of average particle diameter can be used. By using two or more types of inorganic particles having different average particle sizes, it is possible to produce a shaped article with excellent impact resistance. Within the above average particle size range, inorganic particles with an average particle size of 5 nm to 100 nm (also called "nano inorganic particles", and in the case of silica particles, "nano silica particles") and 1 μm average particle size By using inorganic particles with a diameter of ~500 μm (also called "micro inorganic particles", and in the case of silica particles, it is also called "micro silica particles"), it is possible to manufacture objects with even better impact resistance. can.

なお、造形用樹脂は、非必須成分として、「重合開始剤」その他の任意の成分を、本発明の硬化を阻害しない限度において、含むことができる。重合開始剤を含むことにより、光硬化性が向上して、形状精度に優れた造形物を製造することができる。 In addition, the modeling resin can contain a "polymerization initiator" and other arbitrary components as non-essential components to the extent that they do not inhibit the curing of the present invention. By including a polymerization initiator, photocurability is improved and a shaped article with excellent shape accuracy can be manufactured.

「重合開始剤」としては、「ラジカル性重合開始剤」および「光酸発生剤」を挙げることができる。「ラジカル性重合開始剤」は、光を吸収して光硬化性成分の重合を促進する成分である。「光酸発生剤」は、光を吸収して有機粒子の重合を促進する成分である。 Examples of the "polymerization initiator" include "radical polymerization initiators" and "photoacid generators." A "radical polymerization initiator" is a component that absorbs light and promotes polymerization of a photocurable component. A "photoacid generator" is a component that absorbs light and promotes polymerization of organic particles.

すなわち、本実施形態に係る製造方法は、光硬化性成分、有機粒子、及び無機粒子を含む光硬化性樹脂組成物からなる光造形用樹脂を用いる光造形法による樹脂型の製造方法である。 That is, the manufacturing method according to the present embodiment is a method for manufacturing a resin mold by stereolithography using a stereolithography resin made of a photocurable resin composition containing a photocurable component, organic particles, and inorganic particles.

(その他の実施形態)
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。例えば、上記の実施形態では、第1製造方法及び第2製造方法が同時に適用される場合を説明したが、いずれか一方が個別に適用されても良い。第1製造方法及び第2製造方法のいずれか一方が適用される場合にも、造形精度及び生産効率の両立を実現することが可能である。
(Other embodiments)
In addition to the embodiments described above, the present invention may be implemented in various different forms. For example, in the above embodiment, a case has been described in which the first manufacturing method and the second manufacturing method are applied simultaneously, but either one may be applied individually. Even when either one of the first manufacturing method and the second manufacturing method is applied, it is possible to achieve both modeling accuracy and production efficiency.

[実施例]
以下に、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。本実施例では、表1及び表2に示す実施例1~3、比較例1~8にそれぞれ対応する製造方法について効果を検証(評価)した。
[Example]
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below based on Examples, but the present invention is not limited thereto. In this example, the effects of the manufacturing methods corresponding to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 8 shown in Tables 1 and 2 were verified (evaluated).

1.光造形用樹脂の調製
以下の4種類の光造形用樹脂を調製した。
[樹脂1]
光硬化性成分としてラジカル硬化成分およびカチオン硬化成分、重合開始剤としてラジカル性重合開始剤および光酸発生剤、無機粒子としてナノシリカ粒子およびマイクロシリカ粒子の混合物、有機粒子として平均粒子径200μmの有機粒子を混合して光硬化性樹脂組成物を調製し、樹脂1とした。
[樹脂2]
無機粒子を配合しなかったほかは光造形用樹脂1と同様にして光造形用樹脂を調製し、樹脂2とした。
[樹脂3]
有機粒子を配合しなかったほかは光造形用樹脂1と同様にして光造形用樹脂を調製しし、樹脂3とした。
[樹脂4]
無機粒子および有機粒子のいずれを配合しなかったほかは光造形用樹脂1と同様にして光造形用樹脂を調製し、樹脂4とした。
1. Preparation of stereolithography resins The following four types of stereolithography resins were prepared.
[Resin 1]
A radical curing component and a cation curing component as photocurable components, a radical polymerization initiator and a photoacid generator as polymerization initiators, a mixture of nanosilica particles and microsilica particles as inorganic particles, and organic particles with an average particle diameter of 200 μm as organic particles. A photocurable resin composition was prepared by mixing the following, and was designated as Resin 1.
[Resin 2]
A stereolithography resin was prepared in the same manner as stereolithography resin 1 except that no inorganic particles were blended, and it was designated as resin 2.
[Resin 3]
A stereolithography resin was prepared in the same manner as stereolithography resin 1 except that no organic particles were blended, and it was designated as resin 3.
[Resin 4]
A resin for stereolithography was prepared in the same manner as resin for stereolithography 1 except that neither inorganic particles nor organic particles were blended, and it was designated as resin 4.

2.評価用造形物の製造
[光造形装置]
光造形装置は、ディーメック社製BeamArt BA45S(波長355nmの半導体レーザー)を用いた。すべての実施例および比較例において、積層ピッチは100μmとした。
2. Manufacturing of evaluation objects [stereolithography device]
As the stereolithography device, BeamArt BA45S (semiconductor laser with a wavelength of 355 nm) manufactured by D-Mec was used. In all Examples and Comparative Examples, the stacking pitch was 100 μm.

[積層段差 評価用造形物の作製および評価方法]
縦(X方向)40×横(Y方向)10×高さ(Z方向)100mmの直方体の評価用造形物を作製した。
各実施例および比較例において第1製造方法である輪郭描画制御を使用したか否かは、表1に示した通りである。
第1製造方法である輪郭描画制御の条件は次の通りとした。樹脂型の内部の描画に用いた内部描画ラインの幅を400μmに設定した。輪郭部の描画には3本の輪郭描画ラインを設け、各輪郭描画ラインの幅は、外側から順番に、150μm、200μm、300μmにそれぞれ設定した。描画の順番は、内部描画ラインに沿ってレーザー光を照射した後、3本の輪郭描画ラインについては内側から順にレーザー光を照射し、最後に最も外側の輪郭描画ラインにレーザー光を照射した。
第1製造方法である輪郭描画制御を行わなかった場合の条件は次のようにした。内部描画ラインの幅を400μmに設定した。輪郭部の描画には1本の輪郭描画ラインを設け、輪郭描画ラインの幅は300μmに設定した。描画の順番は、内部描画ラインに沿ってレーザー光を照射した後、輪郭描画ラインにレーザー光を照射した。
積層段差の評価用造形物は堰形状を有していないため、第2製造方法である膜形成は使用しなかった。
各実施例および比較例で得られた評価用造形物について、評価用造形物の側面(Z方向の表面)の積層ごとの段差を測定することで評価した。測定した段差の平均値が10μm以上100μm未満であれば「◎」、100μm以上200μm未満であれば「○」、200μm以上であれば「×」と評価した。
[Preparation and evaluation method of laminate level difference evaluation molded object]
A rectangular parallelepiped shaped object for evaluation with dimensions of 40 mm in length (X direction) x 10 mm in width (Y direction) x 100 mm in height (Z direction) was produced.
Table 1 shows whether or not contour drawing control, which is the first manufacturing method, was used in each example and comparative example.
The conditions for contour drawing control, which is the first manufacturing method, were as follows. The width of the internal drawing line used for drawing the inside of the resin mold was set to 400 μm. Three outline drawing lines were provided for drawing the outline portion, and the width of each outline drawing line was set to 150 μm, 200 μm, and 300 μm, respectively, in order from the outside. The order of drawing was to irradiate laser light along the internal drawing line, then irradiate the three outline drawing lines with laser light sequentially from the inside, and finally irradiate the outermost outline drawing line with laser light.
The conditions for the case where the contour drawing control, which is the first manufacturing method, was not performed were as follows. The width of the internal drawing line was set to 400 μm. One outline drawing line was provided for drawing the outline, and the width of the outline drawing line was set to 300 μm. The drawing order was such that the laser beam was irradiated along the internal drawing line and then the outline drawing line was irradiated with the laser beam.
Since the evaluation molded article of the stacked step difference did not have a weir shape, the second manufacturing method, film formation, was not used.
The evaluation molded articles obtained in each of the Examples and Comparative Examples were evaluated by measuring the level difference for each layer on the side surface (the surface in the Z direction) of the evaluation molded article. If the average value of the measured step difference was 10 μm or more and less than 100 μm, it was evaluated as “◎”, if it was 100 μm or more and less than 200 μm, it was evaluated as “○”, and if it was 200 μm or more, it was evaluated as “x”.

[天板平滑性 評価用造形物の作製および評価方法]
中央に縦(X方向)30×横(Y方向)30×高さ(この場合は深さ、Z方向)50mmの角柱形状の凹部(トラップ(堰))を有する縦(X方向)50×横(Y方向)50×高さ(Z方向)60mmの角柱ブロック形状の評価用造形物を作製した。
各実施例および比較例において第1製造方法である輪郭描画制御および第2製造方法である膜形成を使用したか否かは、表2に示した通りである。
第1製造方法である輪郭描画制御の条件は、積層段差の評価用造形物の作製時と同様である。
第2製造方法の膜形成の条件としては、Z方向10mm(積層100層に相当する)ごとに1層の硬化膜を造形するよう設定した。第2製造方法を適用しなかった場合には、硬化膜を形成せずに造形を行った。
各実施例および比較例で得られた評価用造形物について、トラップ開口部周辺の高さを測定することで評価した。造形終了後に硬化膜を取り除き、トラップの開口部周辺の平滑性をデジタルスキャナ(KEYENCE社製3D形状測定機、VR-5200)で測定した。角柱ブロック外周部を基準面として、トラップ開口部周辺の高さが±100μm未満であれば「◎」、100μm以上200μm未満であれば「〇」、200μm以上であれば「×」と評価した。
[Preparation of molded object for evaluation of top plate smoothness and evaluation method]
Vertical (X direction) 50 x horizontal with a prismatic recess (trap (weir)) measuring 30 mm vertical (X direction) x 30 mm horizontal (Y direction) x 50 mm height (depth in this case, Z direction) in the center. A prismatic block-shaped evaluation object measuring 50 mm (in the Y direction) and 60 mm in height (in the Z direction) was produced.
Table 2 shows whether or not the first manufacturing method, contour drawing control, and the second manufacturing method, film formation, were used in each of the Examples and Comparative Examples.
The conditions for the contour drawing control, which is the first manufacturing method, are the same as those for manufacturing the evaluation molded article of the stacked level difference.
The conditions for film formation in the second manufacturing method were set so that one layer of cured film was formed every 10 mm in the Z direction (corresponding to 100 laminated layers). When the second manufacturing method was not applied, modeling was performed without forming a cured film.
The evaluation molded articles obtained in each of the Examples and Comparative Examples were evaluated by measuring the height around the trap opening. After the modeling was completed, the cured film was removed, and the smoothness around the opening of the trap was measured using a digital scanner (KEYENCE 3D shape measuring machine, VR-5200). Using the outer periphery of the prismatic block as a reference plane, if the height around the trap opening was less than ±100 μm, it was evaluated as “◎”, if it was 100 μm or more and less than 200 μm, it was evaluated as “○”, and if it was 200 μm or more, it was evaluated as “×”.

[靱性(もろさ) 評価用造形物の作製および評価方法]
図6に示す形状の成形型を作製した。図6の樹脂型の横方向の長さは95mm、縦方向の長さは110mm、最高部の高さは95mmである。図6の左図に雄型、右図に示す雌型を示す。雌型には、左上部および右下部の円筒形の凹部(直径8mm、深さ10mm)および中央部の矩形の凹部(浅い部分を含めて横30mm、縦100mm、深さ15mm)の3か所の堰形状がある。
各実施例および比較例において第1製造方法である輪郭描画制御および第2製造方法である膜形成を使用したか否かは、表2に示した通りである。
第1製造方法である輪郭描画制御および第2製造方法の膜形成の条件は、天板平滑性の評価用造形物の作製時と同様である。
各実施例および比較例で得られた評価用造形物について、「成形時のもろさ」および「形状としてのもろさ」を評価した。
[Preparation and evaluation method of molded object for toughness (brittleness) evaluation]
A mold having the shape shown in FIG. 6 was produced. The length of the resin mold in FIG. 6 in the horizontal direction is 95 mm, the length in the vertical direction is 110 mm, and the height at the highest part is 95 mm. The left figure in FIG. 6 shows the male type, and the right figure shows the female type. The female mold has three locations: cylindrical recesses (diameter 8 mm, depth 10 mm) at the upper left and lower right, and rectangular recess at the center (30 mm wide, 100 mm long, and 15 mm deep, including the shallow part). There is a weir shape.
Table 2 shows whether or not the first manufacturing method, contour drawing control, and the second manufacturing method, film formation, were used in each of the Examples and Comparative Examples.
The conditions for contour drawing control in the first manufacturing method and film formation in the second manufacturing method are the same as those for manufacturing the shaped article for evaluating the flatness of the top plate.
Regarding the evaluation molded articles obtained in each example and comparative example, "frittleness during molding" and "frittleness as shape" were evaluated.

「成形時のもろさ」は、樹脂型の靱性の指標であり、図6に示した樹脂型を製造し、得られた樹脂型を用いてポリカーボネート樹脂(帝人:パンライトL-1225L(N))を射出成形した。射出成形の条件は290℃、圧力30Mpaとした。射出成形を50ショット行い、50ショット成型しても樹脂型に割れや欠けを生じなかった場合に靱性に優れているとして「◎」、割れや欠けを一か所でも生じた場合に靱性が十分でないとして「×」と評価した。 "Fragility during molding" is an indicator of the toughness of the resin mold.The resin mold shown in Figure 6 was manufactured, and the resulting resin mold was used to mold polycarbonate resin (Teijin: Panlite L-1225L(N)). was injection molded. The injection molding conditions were 290° C. and a pressure of 30 MPa. Injection molding is performed for 50 shots, and if no cracks or chips occur in the resin mold after 50 shots, it is considered to have excellent toughness, and if even one crack or chip occurs, it is considered to have sufficient toughness. It was evaluated as "x" because it was not.

「形状としてのもろさ」は、耐折り曲げ試験により評価した。先ず、耐折り曲げ試験に用いた試験片の作成について説明する。アプリケータを用い、ガラス板上に組成物を塗布することにより、厚みが200μmの塗布膜を形成し、メタルハライドランプを装備したコンベア硬化装置を用いて、当該塗布膜の表面に紫外線を照射(照射量0.5J/cm2)して、半硬化樹脂フィルムを作製した。次いで、ガラス板から半硬化樹脂フィルムを剥離し、離型紙に載せ、最初に紫外線を照射した面とは反対側の面からの紫外線を照射(照射量0.5J/cm2)して、硬化樹脂フィルムを試験片として作成した。 "Fragility as a shape" was evaluated by a bending resistance test. First, the preparation of the test piece used in the bending resistance test will be explained. A coating film with a thickness of 200 μm is formed by applying the composition onto a glass plate using an applicator, and the surface of the coating film is irradiated with ultraviolet rays using a conveyor curing device equipped with a metal halide lamp. 0.5 J/cm2) to produce a semi-cured resin film. Next, the semi-cured resin film was peeled off from the glass plate, placed on a release paper, and irradiated with ultraviolet rays from the side opposite to the side that was first irradiated with ultraviolet rays (irradiation dose: 0.5 J/cm2) to cure the resin. A film was prepared as a test piece.

次に、耐折り曲げ試験における測定について説明する。上記の手法にて作成した硬化樹脂フィルムを、温度23℃、相対湿度50%の恒温恒湿室内に24時間静置したのち、MIT(Massachusetts Institute of Technology)式屈曲試験器を用いて、100g一定荷重をかけながら、折り曲げ回数60回/秒で、繰り返し折り曲げ試験を行い、試験片が折り曲げ位置で破断するまでの回数を測定した。折り曲げ位置で破断する回数が30回以上のものを合格とし、30回未満のものを不合格とした。 Next, measurements in the bending resistance test will be explained. The cured resin film produced by the above method was left standing in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 23°C and a relative humidity of 50% for 24 hours, and then tested at a constant weight of 100 g using an MIT (Massachusetts Institute of Technology) type bending tester. A bending test was repeated at a bending rate of 60 times/second while applying a load, and the number of times until the test piece broke at the bending position was measured. Those that broke at the bending position 30 times or more were judged to be passed, and those that broke less than 30 times were judged to be rejected.

Figure 0007374861000001
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Figure 0007374861000002
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「輪郭描画制御」は、製造方法として、上述した第1製造方法(手法1)を適用したか否かを示す。「○」は、第1製造方法を適用したことを示し、「-」は、第1製造方法を適用しなかったことを示す。 "Contour drawing control" indicates whether or not the first manufacturing method (technique 1) described above is applied as the manufacturing method. "○" indicates that the first manufacturing method was applied, and "-" indicates that the first manufacturing method was not applied.

「硬化膜」は、製造方法として、上述した第2製造方法(手法2)を適用したか否かを示す。「○」は、第2製造方法を適用したことを示し、「-」は、第2製造方法を適用しなかったことを示す。 "Cured film" indicates whether or not the second manufacturing method (technique 2) described above was applied as the manufacturing method. "○" indicates that the second manufacturing method was applied, and "-" indicates that the second manufacturing method was not applied.

樹脂1を用いた実施例1および実施例2:第1製造方法を用いた実施例1の製造方法の評価結果は、積層段差「◎」であった。また、第1製造方法および第2製造方法を用いた実施例2の製造方法の評価結果は、天面平滑性「◎」、成形時のもろさ「◎」、及び形状としてのもろさ「◎」となった実施例1および実施例2の製造方法は、他の実施例及び比較例の製造方法と比較して最も良好な結果となった。 Example 1 and Example 2 using Resin 1: The evaluation result of the manufacturing method of Example 1 using the first manufacturing method was that the stacking level difference was "◎". In addition, the evaluation results of the manufacturing method of Example 2 using the first manufacturing method and the second manufacturing method are: top surface smoothness "◎", brittleness during molding "◎", and brittleness as a shape "◎". The manufacturing methods of Example 1 and Example 2 yielded the best results compared to the manufacturing methods of other Examples and Comparative Examples.

樹脂1を用いた実施例3:第1製造方法を用いたが第2製造方法を用いなかった実施例3の製造方法の評価結果は、天面平滑性「○」、成形時のもろさ「◎」、及び形状としてのもろさ「◎」となった。この結果から、実施例2と実施例3の結果を対比することにより、第2製造方法は、天面平滑性に寄与することが示唆された。 Example 3 using Resin 1: The evaluation results of the manufacturing method of Example 3, in which the first manufacturing method was used but the second manufacturing method was not used, were that the top surface smoothness was "○" and the brittleness during molding was "◎". ”, and the brittleness as a shape was rated “◎”. From this result, by comparing the results of Example 2 and Example 3, it was suggested that the second manufacturing method contributes to the top surface smoothness.

樹脂2を用いた比較例1および比較例5:比較例1の製造方法の評価結果は、積層段差「○」であった。また、比較例5の製造方法の評価結果は、天面平滑性「○」、成形時のもろさ「×」、及び形状としてのもろさ「◎」となった。この結果から、無機粒子の存在が成形時の強度に大きく寄与するとともに積層段差及び天面平滑性にも寄与することが示唆された。 Comparative Example 1 and Comparative Example 5 using Resin 2: The evaluation result of the manufacturing method of Comparative Example 1 was that the stacking level difference was "○". Moreover, the evaluation results of the manufacturing method of Comparative Example 5 were that the top surface smoothness was "○", the brittleness during molding was "x", and the brittleness as a shape was "◎". This result suggested that the presence of inorganic particles greatly contributed to the strength during molding, and also contributed to the stacking level difference and top surface smoothness.

樹脂3を用いた比較例2および比較例6:比較例2の製造方法の評価結果は、積層段差「◎」であった。また、比較例6の製造方法の評価結果は、天面平滑性「◎」、成形時のもろさ「×」、及び形状としてのもろさ「×」となった。この結果から、有機粒子の存在が成形時の強度及び形状としての強度に大きく寄与することが示唆された。 Comparative Example 2 and Comparative Example 6 using Resin 3: The evaluation result of the manufacturing method of Comparative Example 2 was that the stacking level difference was "◎". Moreover, the evaluation results of the manufacturing method of Comparative Example 6 were that the top surface smoothness was "◎", the brittleness during molding was "x", and the brittleness as a shape was "x". This result suggested that the presence of organic particles greatly contributed to the strength during molding and the strength as a shape.

樹脂1を用いた比較例3および比較例7:比較例3および比較例7では、第1製造方法及び第2製造方法のいずれも使われなかった。比較例3の製造方法の評価結果は、積層段差「×」であった。また、比較例7の製造方法の評価結果は、天面平滑性「×」、成形時のもろさ「◎」、及び形状としてのもろさ「◎」となった。この結果から、第1製造方法及び第2製造方法が積層段差及び天面平滑性に大きく寄与することが示唆された。 Comparative Example 3 and Comparative Example 7 using Resin 1: In Comparative Example 3 and Comparative Example 7, neither the first manufacturing method nor the second manufacturing method was used. The evaluation result of the manufacturing method of Comparative Example 3 was that the stacking level difference was "x". Furthermore, the evaluation results for the manufacturing method of Comparative Example 7 were that the top surface smoothness was "x", the brittleness during molding was "◎", and the brittleness as a shape was "◎". This result suggested that the first manufacturing method and the second manufacturing method greatly contributed to the stacking level difference and the top surface smoothness.

樹脂4を用いた比較例4および比較例8:比較例4の製造方法の評価結果は、積層段差「○」であった。また、比較例8の製造方法の評価結果は、天面平滑性「◎」、成形時のもろさ「×」、及び形状としてのもろさ「×」となった。この結果から、無機粒子及び有機粒子の存在が積層段差に寄与するとともに、成形時の強度及び形状としての強度に大きく寄与することが示唆された。 Comparative Example 4 and Comparative Example 8 using Resin 4: The evaluation result of the manufacturing method of Comparative Example 4 was that the stacking level difference was "○". Moreover, the evaluation results of the manufacturing method of Comparative Example 8 were that the top surface smoothness was "◎", the brittleness during molding was "x", and the brittleness as a shape was "x". This result suggested that the presence of inorganic particles and organic particles contributes to the layered level difference, and also greatly contributes to the strength during molding and the strength as a shape.

以上の実施例により、第1製造方法及び第2製造方法が造形精度及び生産効率の両立に寄与することが示唆された。また、実施例としては示さなかったが、樹脂1を用いて、第1製造方法は使用せず、第2製造方法を使用して評価用造形物を作製した結果、積層段差「×」、天面平滑性「◎」、成形時のもろさ「◎」、及び形状としてのもろさ「◎」であった。 The above examples suggest that the first manufacturing method and the second manufacturing method contribute to achieving both modeling accuracy and production efficiency. Although not shown as an example, as a result of manufacturing an evaluation model using Resin 1 and using the second manufacturing method without using the first manufacturing method, the results showed that the stacking level difference was "x", the ceiling was The surface smoothness was rated "◎", the brittleness during molding was "◎", and the brittleness as a shape was "◎".

例えば、光造形法を採用する本実施形態(第1製造方法)によれば、樹脂型のZ平面(側面)において特に優れた平滑性(積層段差が小さいこと)及び優れた靱性を備えた成形型を得ることができる。そして、他の本実施形態(第2製造方法)によれば、樹脂型のXY平面において特に優れた平滑性を有し、優れた靱性を備えた成形型を得ることができる。さらに、本実施形態(第1製造方法および第2製造方法の併用)によれば、積層段差を抑制し、XY平面において特に優れた平滑性を有し、優れた靱性を備えた成形型を得ることができる。このため、造形精度及び生産効率を両立した成形型の製造方法を提供することができる。そして、その樹脂型を用いて射出成型した成型物の表面(樹脂型のXY平面に当たる面)の平滑性も優れており、光沢に富む表面を得ることができる。 For example, according to the present embodiment (first manufacturing method) that employs stereolithography, molding with particularly excellent smoothness (small stacking level difference) and excellent toughness on the Z plane (side surface) of the resin mold can be achieved. You can get the mold. According to another embodiment (second manufacturing method), a mold having particularly excellent smoothness in the XY plane of the resin mold and excellent toughness can be obtained. Furthermore, according to the present embodiment (combination of the first manufacturing method and the second manufacturing method), a mold is obtained that suppresses the layered step difference, has particularly excellent smoothness in the XY plane, and has excellent toughness. be able to. Therefore, it is possible to provide a mold manufacturing method that achieves both molding accuracy and production efficiency. Furthermore, the surface of the molded product injection-molded using the resin mold (the surface corresponding to the XY plane of the resin mold) is excellent in smoothness, and a surface rich in gloss can be obtained.

一方、樹脂型を製造するための3次元造形技術としては、インクジェット方式による造形法も知られている。インクジェット法を用いて製造した樹脂型では、インクジェットにより樹脂を射出して硬化させる性質上、樹脂型表面の平滑性は光造形法よりも劣ったものとなる。このため、その樹脂型を用いて射出成型した成型物の表面の平滑性も劣っており、艶消し状の光沢を欠いた表面となる。したがって、透明性が求められる成型物の場合、表面の平滑性が高い方が透明度は上がるため、インクジェット法よりも光造形法の方が好適である。 On the other hand, as a three-dimensional modeling technique for manufacturing resin molds, an inkjet printing method is also known. In a resin mold manufactured using an inkjet method, the surface smoothness of the resin mold is inferior to that of a stereolithography method due to the nature of injecting and curing the resin using an inkjet method. For this reason, the surface smoothness of the molded product injection-molded using the resin mold is also poor, resulting in a matte surface lacking luster. Therefore, in the case of a molded product requiring transparency, the stereolithography method is more suitable than the inkjet method because the higher the surface smoothness, the higher the transparency.

10 エッジ
11 輪郭描画範囲
21,22,23,24 内部描画ライン
31,32,33 輪郭描画ライン
41,42,43,44,45 輪郭描画ライン
100 光造形装置
101 容器
102 支持台
103 液状組成物
104 液面
105 レーザー光
106,107 硬化層
110 造形対象物
111,112,113,114 硬化膜
120 液面上昇
121,122 隆起
10 Edge 11 Contour drawing range 21, 22, 23, 24 Internal drawing line 31, 32, 33 Outline drawing line 41, 42, 43, 44, 45 Outline drawing line 100 Stereolithography device 101 Container 102 Support stand 103 Liquid composition 104 Liquid level 105 Laser light 106, 107 Cured layer 110 Modeling object 111, 112, 113, 114 Cured film 120 Liquid level rise 121, 122 Uplift

Claims (7)

光硬化性成分、有機粒子、及び無機粒子を含む光硬化性樹脂組成物からなる光造形用樹脂を用いる光造形法による樹脂型を、前記樹脂型の内部を硬化するために光が照射される複数の内部用照射ラインと、前記樹脂型の輪郭部を硬化するために光が照射される複数の輪郭用照射ラインとを用いて製造する製造方法であって、
記複数の輪郭用照射ラインのうち、内側に位置する輪郭用照射ラインほど、外側に位置する輪郭用照射ラインの幅より大きい幅で前記光を照射する
ことを含む、樹脂型の製造方法。
A resin mold formed by a stereolithography method using a photocurable resin composition containing a photocurable component, organic particles, and inorganic particles is irradiated with light in order to harden the inside of the resin mold. A manufacturing method using a plurality of internal irradiation lines and a plurality of contour irradiation lines through which light is irradiated to cure the contour portion of the resin mold,
A method for producing a resin mold, the method comprising: irradiating the light with a width that is larger for the inner contour irradiation lines than the outer contour irradiation lines among the plurality of contour irradiation lines. .
前記複数の輪郭用照射ラインの本数は、2本以上7本以下である、
請求項1に記載の樹脂型の製造方法。
The number of the plurality of contour irradiation lines is 2 or more and 7 or less,
A method for manufacturing a resin mold according to claim 1.
前記複数の輪郭用照射ラインのうち、内側に位置する輪郭用照射ラインほど、外側に位置する輪郭用照射ラインの走査速度より遅い走査速度でレーザー光を照射する、
請求項1又は2に記載の樹脂型の製造方法。
Among the plurality of contour irradiation lines, the inner contour irradiation lines are irradiated with laser light at a scanning speed slower than the scanning speed of the outer contour irradiation lines.
A method for manufacturing a resin mold according to claim 1 or 2.
前記複数の輪郭用照射ラインの幅は、80~700μmである、
請求項1~3のいずれか一つに記載の樹脂型の製造方法。
The width of the plurality of contour irradiation lines is 80 to 700 μm,
A method for manufacturing a resin mold according to any one of claims 1 to 3.
前記複数の輪郭用照射ラインのうち、最も外側に位置する輪郭描画ラインの幅の内部描画ラインの幅に対する比率は、0.1~0.9である、
請求項1~4のいずれか一つに記載の樹脂型の製造方法。
The ratio of the width of the outermost contour drawing line to the width of the internal drawing line among the plurality of contour irradiation lines is 0.1 to 0.9.
A method for manufacturing a resin mold according to any one of claims 1 to 4.
前記複数の輪郭用照射ラインのうち、最も内側に位置する輪郭用照射ラインの幅に対する最も外側に位置する輪郭描画ラインの幅の比率は、0.1~0.9である、
請求項1~5のいずれか一つに記載の樹脂型の製造方法。
Among the plurality of contour irradiation lines, the ratio of the width of the outermost contour drawing line to the width of the innermost contour irradiation line is 0.1 to 0.9.
A method for manufacturing a resin mold according to any one of claims 1 to 5.
前記内部用照射ラインは、照射される前記内部用照射ラインの末端形状が前記樹脂型の表面性に影響しないように照射位置が設定され、The irradiation position of the internal irradiation line is set so that the end shape of the internal irradiation line to be irradiated does not affect the surface properties of the resin mold,
前記輪郭用照射ラインは、前記樹脂型のうち前記内部用照射ラインの外側に設定される、The contour irradiation line is set outside the internal irradiation line of the resin mold,
請求項1~6のいずれか一つに記載の樹脂型の製造方法。A method for manufacturing a resin mold according to any one of claims 1 to 6.
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