JPH08252826A - 構成部品製造方法及びモールド製造方法 - Google Patents
構成部品製造方法及びモールド製造方法Info
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- JPH08252826A JPH08252826A JP8046140A JP4614096A JPH08252826A JP H08252826 A JPH08252826 A JP H08252826A JP 8046140 A JP8046140 A JP 8046140A JP 4614096 A JP4614096 A JP 4614096A JP H08252826 A JPH08252826 A JP H08252826A
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- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
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- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造しようとする構成部品の形状を有する樹
脂モデルからモールドを作り、そのモールドを用いて構
成部品を鋳造するのではなく、樹脂モデルから構成部品
を直接作る新規な方法を提供する。 【解決手段】 構成部品を製造するための方法に用いる
ステレオリソグラフィー法により作成された樹脂モデル
（２２）は、空洞（２８）を形成するネットワーク構造
の支持部材（２６）を有する。この樹脂モデルの空洞内
に硬化可能な材料（３２）を導入し、この材料を硬化さ
せて樹脂モデルを補強することにより、構成部品を製造
する。
脂モデルからモールドを作り、そのモールドを用いて構
成部品を鋳造するのではなく、樹脂モデルから構成部品
を直接作る新規な方法を提供する。 【解決手段】 構成部品を製造するための方法に用いる
ステレオリソグラフィー法により作成された樹脂モデル
（２２）は、空洞（２８）を形成するネットワーク構造
の支持部材（２６）を有する。この樹脂モデルの空洞内
に硬化可能な材料（３２）を導入し、この材料を硬化さ
せて樹脂モデルを補強することにより、構成部品を製造
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステレオリソグラ
フィー樹脂モデルを使用して、比較的大きな強度を有
し、耐久性のある原型（プロトタイプ）の部品及び（又
は）モールドを迅速に製造する方法に関する。
フィー樹脂モデルを使用して、比較的大きな強度を有
し、耐久性のある原型（プロトタイプ）の部品及び（又
は）モールドを迅速に製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステレオリソグラフィーとして知られる
方法を使用して原型部品の如き三次元物体を製造するこ
とは既知である。ステレオリソグラフィー法において
は、液体樹脂を収容した桶内でエレベータを吊るす。コ
ンピュータ制御によりレーザー光線を操作して樹脂を硬
化させる。桶を横切って横断方向にレーザー光線を走査
し、桶内でエレベータを順次下降させ、所望の原型部品
の形状を得るように樹脂層を段階的に形成する。所望の
三次元形状が得られた後、エレベータにより原型部品を
桶外へ上昇させる。
方法を使用して原型部品の如き三次元物体を製造するこ
とは既知である。ステレオリソグラフィー法において
は、液体樹脂を収容した桶内でエレベータを吊るす。コ
ンピュータ制御によりレーザー光線を操作して樹脂を硬
化させる。桶を横切って横断方向にレーザー光線を走査
し、桶内でエレベータを順次下降させ、所望の原型部品
の形状を得るように樹脂層を段階的に形成する。所望の
三次元形状が得られた後、エレベータにより原型部品を
桶外へ上昇させる。
【０００３】このステレオリソグラフィー法は周知で、
自動車、船舶及び電子産業における構成部品のプラスチ
ックモデルを作成するために幅広く使用されている。
自動車、船舶及び電子産業における構成部品のプラスチ
ックモデルを作成するために幅広く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ステレオリソグラフィ
ー法により作成された樹脂モデルの１つの欠点は、使用
される樹脂の強度が最終構成部品を製造するために使用
される材料（例えば、スチール、アルミニウム、プラス
チック）の強度より著しく小さいことである。従って、
現在まで、ステレオリソグラフィー法により製造された
部品は、製造意図を明らかにするための可視モデルへの
使用に限られており、最終製品への組み立てが可能で機
能を評価できる構造モデルとして使用できなかった。
ー法により作成された樹脂モデルの１つの欠点は、使用
される樹脂の強度が最終構成部品を製造するために使用
される材料（例えば、スチール、アルミニウム、プラス
チック）の強度より著しく小さいことである。従って、
現在まで、ステレオリソグラフィー法により製造された
部品は、製造意図を明らかにするための可視モデルへの
使用に限られており、最終製品への組み立てが可能で機
能を評価できる構造モデルとして使用できなかった。
【０００５】ステレオリソグラフィー法により作成され
た樹脂プラスチックモデルはインベストメント鋳造法に
よりサンプル部品を製造するために使用できることも分
かっている。この方法においては、樹脂モデルはインベ
ストメント鋳造法のためのパターンとなる。ゲート（湯
口）及び通気穴用のワックスを樹脂モデルに取り付け、
インベストメントパターンを形成する。次いで、このパ
ターンをセラミックスラリー内に漬け、硬化させる。次
いで、オートクレーブその他の高温装置を使用してワッ
クスを溶融し、樹脂モデルを焼失させ、セラミックモー
ルドを作る。次に、アルミニウムの如き溶融金属をセラ
ミックモールド内に注入し、大きな強度を有する機能構
成部品を製造する。
た樹脂プラスチックモデルはインベストメント鋳造法に
よりサンプル部品を製造するために使用できることも分
かっている。この方法においては、樹脂モデルはインベ
ストメント鋳造法のためのパターンとなる。ゲート（湯
口）及び通気穴用のワックスを樹脂モデルに取り付け、
インベストメントパターンを形成する。次いで、このパ
ターンをセラミックスラリー内に漬け、硬化させる。次
いで、オートクレーブその他の高温装置を使用してワッ
クスを溶融し、樹脂モデルを焼失させ、セラミックモー
ルドを作る。次に、アルミニウムの如き溶融金属をセラ
ミックモールド内に注入し、大きな強度を有する機能構
成部品を製造する。
【０００６】樹脂モデルを使用して上述のインベストメ
ント鋳造法を行った場合に、焼失工程中樹脂モデルを迅
速に膨張させると、ひずみによるひび割れ（クラック）
がセラミックモールドに発生することが判明した。これ
を避けるため、樹脂モデルに薄い外壁を設け、極めて薄
い横断面を有する相互連結支持部材により内部容積を画
成する方法が開発された。この方法では、高温を受けた
ときに、支持部材が容易に収縮し、セラミックモールド
に過剰なひずみを加えない。
ント鋳造法を行った場合に、焼失工程中樹脂モデルを迅
速に膨張させると、ひずみによるひび割れ（クラック）
がセラミックモールドに発生することが判明した。これ
を避けるため、樹脂モデルに薄い外壁を設け、極めて薄
い横断面を有する相互連結支持部材により内部容積を画
成する方法が開発された。この方法では、高温を受けた
ときに、支持部材が容易に収縮し、セラミックモールド
に過剰なひずみを加えない。
【０００７】上記に鑑み、アルミニウムその他の金属に
よるインベストメント鋳造法用のパターンを製造するた
めにステレオリソグラフィー法により製造された樹脂モ
デルを有効に使用する技術が開発されたことが理解でき
る。金属の原型部品は、部品の機能を確かめるために使
用できるし、製品のデザインを可視具現化するために使
用できる。
よるインベストメント鋳造法用のパターンを製造するた
めにステレオリソグラフィー法により製造された樹脂モ
デルを有効に使用する技術が開発されたことが理解でき
る。金属の原型部品は、部品の機能を確かめるために使
用できるし、製品のデザインを可視具現化するために使
用できる。
【０００８】大きな強度を有する構造部品を製造するた
めに樹脂モデルから原型部品をインベストメント鋳造す
る必要性を排除することにより、原型作成工程を更に改
善することが望ましい。
めに樹脂モデルから原型部品をインベストメント鋳造す
る必要性を排除することにより、原型作成工程を更に改
善することが望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ステレオリソ
グラフィー法により作成されたモデルを用いて原型部品
又は原型モールドを迅速に製造するための改善した方法
を提供する。本発明によれば、構成部品の原型を得るた
めに、部品に対応する硬化樹脂モデルを作成する。この
樹脂モデルは部品の形状を画定する相互連結された支持
部材のネットワークを有し、これらの支持部材間には、
未硬化樹脂を排出させる空洞が形成される。
グラフィー法により作成されたモデルを用いて原型部品
又は原型モールドを迅速に製造するための改善した方法
を提供する。本発明によれば、構成部品の原型を得るた
めに、部品に対応する硬化樹脂モデルを作成する。この
樹脂モデルは部品の形状を画定する相互連結された支持
部材のネットワークを有し、これらの支持部材間には、
未硬化樹脂を排出させる空洞が形成される。
【００１０】モデルを完全に硬化させ、未硬化樹脂をモ
デルから排出した後、硬化可能な構造材料をモデルの空
洞内に導入する。硬化可能な構造材料を硬化させて樹脂
モデルを補強し、構成部品の構造モデルを得る。硬化可
能な構造材料は熱により硬化する粉末グラファイトと樹
脂との混合物とすることができる。必要なら、十分な熱
を加えて、硬化可能な構造材料を硬化させると共に、樹
脂モデルの硬化した樹脂を焼失させ、この硬化した樹脂
の焼失により生じるチャンネルのネットワークを備えた
硬化構造材料の構成部品を得ることもできる。次いで、
チャンネルのネットワークを適当な硬化可能な材料で満
たすことにより、構成部品を更に強化することができ
る。
デルから排出した後、硬化可能な構造材料をモデルの空
洞内に導入する。硬化可能な構造材料を硬化させて樹脂
モデルを補強し、構成部品の構造モデルを得る。硬化可
能な構造材料は熱により硬化する粉末グラファイトと樹
脂との混合物とすることができる。必要なら、十分な熱
を加えて、硬化可能な構造材料を硬化させると共に、樹
脂モデルの硬化した樹脂を焼失させ、この硬化した樹脂
の焼失により生じるチャンネルのネットワークを備えた
硬化構造材料の構成部品を得ることもできる。次いで、
チャンネルのネットワークを適当な硬化可能な材料で満
たすことにより、構成部品を更に強化することができ
る。
【００１１】本発明の方法はモールド成形された構成部
品を製造するために使用すべきモールドを製作するため
に使用することができる。この場合、ステレオリソグラ
フィー法を用いて、モールドのための硬化した樹脂モデ
ルを作成する。モールドは所望の部品の形状に対応する
モールドキャビティ（空所）を有する。樹脂モデルはモ
ールドの形状を画定する支持部材のネットワークを有
し、これらの支持部材間には、未硬化樹脂を排出させる
空洞が形成される。次いで、硬化可能な構造材料をモデ
ルの空洞内に導入し、この硬化可能な構造材料を硬化さ
せる。硬化後、溶融金属、プラスチック、樹脂の如き適
当なモールド材料でモールドキャビティを満たす。
品を製造するために使用すべきモールドを製作するため
に使用することができる。この場合、ステレオリソグラ
フィー法を用いて、モールドのための硬化した樹脂モデ
ルを作成する。モールドは所望の部品の形状に対応する
モールドキャビティ（空所）を有する。樹脂モデルはモ
ールドの形状を画定する支持部材のネットワークを有
し、これらの支持部材間には、未硬化樹脂を排出させる
空洞が形成される。次いで、硬化可能な構造材料をモデ
ルの空洞内に導入し、この硬化可能な構造材料を硬化さ
せる。硬化後、溶融金属、プラスチック、樹脂の如き適
当なモールド材料でモールドキャビティを満たす。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、ステレオリソグラフィー
法により樹脂モデルを作成するための従来の装置を示
す。この装置は適当な液体プラスチック樹脂で満たされ
た桶１０を有する。エレベータ１４は樹脂桶１０内で昇
降できるプラットフォーム１６を担持する。適当な装着
により桶１０の上方で支持されたレーザー１８は、桶１
０を横切って前後方向にレーザー光線を走査させる。コ
ンピュータ制御装置２０は樹脂モデル２２の所望の最終
形状を記憶しており、レーザー光線及びエレベータ１４
を制御する。エレベータ１４は樹脂の表面（液体樹脂の
液面）から出発し、レーザー光線で前後方向の走査を行
っている間に、エレベータを漸進的に下降させて樹脂の
小さな層を硬化させ、段階的な積層形成により所望の形
状の部品を形成する。図１に示すような最終形状のモデ
ルを形成した後、エレベータ１４を上昇させて、樹脂モ
デル２２を桶の液面より上方へ持ち上げる。
法により樹脂モデルを作成するための従来の装置を示
す。この装置は適当な液体プラスチック樹脂で満たされ
た桶１０を有する。エレベータ１４は樹脂桶１０内で昇
降できるプラットフォーム１６を担持する。適当な装着
により桶１０の上方で支持されたレーザー１８は、桶１
０を横切って前後方向にレーザー光線を走査させる。コ
ンピュータ制御装置２０は樹脂モデル２２の所望の最終
形状を記憶しており、レーザー光線及びエレベータ１４
を制御する。エレベータ１４は樹脂の表面（液体樹脂の
液面）から出発し、レーザー光線で前後方向の走査を行
っている間に、エレベータを漸進的に下降させて樹脂の
小さな層を硬化させ、段階的な積層形成により所望の形
状の部品を形成する。図１に示すような最終形状のモデ
ルを形成した後、エレベータ１４を上昇させて、樹脂モ
デル２２を桶の液面より上方へ持ち上げる。
【００１３】従来のステレオリソグラフィー法において
は、モデル２２は中実樹脂モデルとなる。しかし、ステ
レオリソグラフィー分野における最近の発展に伴い、図
２に示すように、円滑で連続する外壁２４と、この外壁
を支持し、この外壁２４を支持するための剛直な卵保存
枠型式(egg crate type)の構造体を提供するように相互
に重なり相互に交差する薄い支持壁２６のネットワーク
とで構成されたモデル２２を作成することにより、改善
したモデルを一層迅速に作成できるアイディア（技術）
が導入されている。相互連結された空洞（ボイド）２８
のネットワークが薄い支持壁２６間に形成される。硬化
すべき樹脂材料の量が一層少ないので、この構造体を一
層迅速に形成できる。
は、モデル２２は中実樹脂モデルとなる。しかし、ステ
レオリソグラフィー分野における最近の発展に伴い、図
２に示すように、円滑で連続する外壁２４と、この外壁
を支持し、この外壁２４を支持するための剛直な卵保存
枠型式(egg crate type)の構造体を提供するように相互
に重なり相互に交差する薄い支持壁２６のネットワーク
とで構成されたモデル２２を作成することにより、改善
したモデルを一層迅速に作成できるアイディア（技術）
が導入されている。相互連結された空洞（ボイド）２８
のネットワークが薄い支持壁２６間に形成される。硬化
すべき樹脂材料の量が一層少ないので、この構造体を一
層迅速に形成できる。
【００１４】図２に示すように、モデル２２の上表面３
０には外層が形成されておらず、支持層２６間の空洞２
８は上方に露出したままである。
０には外層が形成されておらず、支持層２６間の空洞２
８は上方に露出したままである。
【００１５】図１を参照すると、ステレオリソグラフィ
ー工程中、モデル２２の開いた面３０は下を向いてい
る。従って、エレベータ１４を桶１０の液面の上方へ上
昇させた直後に、硬化した外壁２４及び支持壁２６以外
の未硬化樹脂はモデル２２から容易に流出（排出）でき
る。未硬化樹脂の排出を一層促進させるため、モデル２
２の適当な位置（好ましくは、開いた面３０における空
洞２８の開端から最も離れた位置）に通気穴３１、３３
を設けることができる。
ー工程中、モデル２２の開いた面３０は下を向いてい
る。従って、エレベータ１４を桶１０の液面の上方へ上
昇させた直後に、硬化した外壁２４及び支持壁２６以外
の未硬化樹脂はモデル２２から容易に流出（排出）でき
る。未硬化樹脂の排出を一層促進させるため、モデル２
２の適当な位置（好ましくは、開いた面３０における空
洞２８の開端から最も離れた位置）に通気穴３１、３３
を設けることができる。
【００１６】図３は図２の一部の拡大斜視図で、外壁２
４、上表面３０、薄い支持壁２６及び空洞２８を示す。
図３において、薄い支持壁２６は三角形形状に配置さ
れ、空洞２８が樹脂モデル２２の全高にわたって連通す
る程度の片寄り（オフセット）をもって積層されてい
る。従って、空洞２８間の相互連通がモデル２２からの
未硬化樹脂の完全排出を促進し、保証する。
４、上表面３０、薄い支持壁２６及び空洞２８を示す。
図３において、薄い支持壁２６は三角形形状に配置さ
れ、空洞２８が樹脂モデル２２の全高にわたって連通す
る程度の片寄り（オフセット）をもって積層されてい
る。従って、空洞２８間の相互連通がモデル２２からの
未硬化樹脂の完全排出を促進し、保証する。
【００１７】図４は、粉末グラファイトと樹脂との混合
物の如き適当な硬化可能な材料３２で満たされた樹脂モ
デルを示す。図４に示すように、この硬化可能な材料３
２は各空洞２８内へ流入し、大きな強度を有する相互連
結構造体を形成し、この構造体は樹脂モデル２２の強度
を実質的に増大させる。
物の如き適当な硬化可能な材料３２で満たされた樹脂モ
デルを示す。図４に示すように、この硬化可能な材料３
２は各空洞２８内へ流入し、大きな強度を有する相互連
結構造体を形成し、この構造体は樹脂モデル２２の強度
を実質的に増大させる。
【００１８】図５は、樹脂モデル２２を溶融又は焼失さ
せるような温度で炉内にて加熱されたモデル２２を示
す。この場合、外壁２４及び支持壁２６は焼失し、支持
壁２６の焼失により生じた位置に形成された比較的狭い
チャンネル３４を備えたグラファイトの硬化樹脂材料３
２が残る。外壁２４が焼失しているため、外壁の厚さに
等しい量だけ樹脂モデル２２の寸法を増大させる必要が
あるかもしれない。
せるような温度で炉内にて加熱されたモデル２２を示
す。この場合、外壁２４及び支持壁２６は焼失し、支持
壁２６の焼失により生じた位置に形成された比較的狭い
チャンネル３４を備えたグラファイトの硬化樹脂材料３
２が残る。外壁２４が焼失しているため、外壁の厚さに
等しい量だけ樹脂モデル２２の寸法を増大させる必要が
あるかもしれない。
【００１９】図６を参照すると、同じグラファイト／樹
脂混合物の如き適当な硬化可能な材料でチャンネル３４
を満たすことにより、モデル２２を更に補強できること
が分かる。
脂混合物の如き適当な硬化可能な材料でチャンネル３４
を満たすことにより、モデル２２を更に補強できること
が分かる。
【００２０】従って、本発明では、表面仕上げ及び強度
についての種々の特徴を有する原型部品を製作できるこ
とが分かる。図３において、樹脂モデル２２は比較的円
滑な外壁２４を有するが、この外壁の強度は比較的小さ
い。図４において、図３の樹脂モデル２２を硬化可能な
材料で満たすことにより、円滑な外壁を保持したままモ
デルの強度を増大できる。図５において、炉内で、樹脂
を焼失させると共に、グラファイト／樹脂混合物を硬化
させることにより、強度を更に増大させるが、樹脂の外
壁が焼失し、樹脂を除去（焼失）した位置にチャンネル
が形成されるので、外表面はチャンネル（開口の）存在
のため円滑ではなくなる。図６において、樹脂でチャン
ネル３４を満たすことにより、図５のモデルの強度を更
に増大させ、円滑な外表面を再現させる。
についての種々の特徴を有する原型部品を製作できるこ
とが分かる。図３において、樹脂モデル２２は比較的円
滑な外壁２４を有するが、この外壁の強度は比較的小さ
い。図４において、図３の樹脂モデル２２を硬化可能な
材料で満たすことにより、円滑な外壁を保持したままモ
デルの強度を増大できる。図５において、炉内で、樹脂
を焼失させると共に、グラファイト／樹脂混合物を硬化
させることにより、強度を更に増大させるが、樹脂の外
壁が焼失し、樹脂を除去（焼失）した位置にチャンネル
が形成されるので、外表面はチャンネル（開口の）存在
のため円滑ではなくなる。図６において、樹脂でチャン
ネル３４を満たすことにより、図５のモデルの強度を更
に増大させ、円滑な外表面を再現させる。
【００２１】上記の工程に関連して使用するに適した適
当なグラファイト材料は米国テキサス州デカター(Decat
ur) 所在のポコ・グラファイツ・インコーポレーテッ
ド、ユノカール・カンパニー(Poco Graphites, Inc., a
Unocal Company)により販売されているＥＤＭ−２（商
品番号）として知られているものである。グラファイト
を結合するに適した樹脂は米国ミシガン州イースト・ラ
ンシング(East Lancing)所在のチバ・ガイギー・コーポ
レーション、フォーミュレーテッド・システムズ・グル
ープ(Ciba Geigy Corporation, Formulated Systems Gr
oup)により販売されているＴＤＴ１７７−１１４エポキ
シバインダー（商品名）である。この樹脂は、上記チバ
・ガイギー社の硬化剤ＲＰ３２０９−２とＲＲ３２０９
−１とを２．２：１の割合で混合した混合物を使用する
ことにより、硬化される。グラファイト材料とエポキシ
樹脂とで構成されたこの混合物は樹脂モデルの空洞及び
チャンネル内へ注入できるように混合されたものであ
り、室温で硬化できる。
当なグラファイト材料は米国テキサス州デカター(Decat
ur) 所在のポコ・グラファイツ・インコーポレーテッ
ド、ユノカール・カンパニー(Poco Graphites, Inc., a
Unocal Company)により販売されているＥＤＭ−２（商
品番号）として知られているものである。グラファイト
を結合するに適した樹脂は米国ミシガン州イースト・ラ
ンシング(East Lancing)所在のチバ・ガイギー・コーポ
レーション、フォーミュレーテッド・システムズ・グル
ープ(Ciba Geigy Corporation, Formulated Systems Gr
oup)により販売されているＴＤＴ１７７−１１４エポキ
シバインダー（商品名）である。この樹脂は、上記チバ
・ガイギー社の硬化剤ＲＰ３２０９−２とＲＲ３２０９
−１とを２．２：１の割合で混合した混合物を使用する
ことにより、硬化される。グラファイト材料とエポキシ
樹脂とで構成されたこの混合物は樹脂モデルの空洞及び
チャンネル内へ注入できるように混合されたものであ
り、室温で硬化できる。
【００２２】以下に、本発明を（特に、図７（Ａ−Ｄ）
及び図８（Ａ−Ｄ）に関連して）使用した例を示す。
及び図８（Ａ−Ｄ）に関連して）使用した例を示す。
【００２３】例１ 空洞２８を形成する外壁２４及び薄い支持壁２６を備え
た図２の樹脂モデルを作成する。空洞２８は、図１の桶
１０の液面の上方にモデルを持ち上げたときにモデルか
らの未硬化樹脂の排出を可能にする。次いで、樹脂モデ
ルを上下逆さまにし（図７Ａ）、グラファイト／樹脂の
スラリー又は金属粉末／樹脂のスラリー５０を空洞２８
内へ注入する（図７Ｂ）。
た図２の樹脂モデルを作成する。空洞２８は、図１の桶
１０の液面の上方にモデルを持ち上げたときにモデルか
らの未硬化樹脂の排出を可能にする。次いで、樹脂モデ
ルを上下逆さまにし（図７Ａ）、グラファイト／樹脂の
スラリー又は金属粉末／樹脂のスラリー５０を空洞２８
内へ注入する（図７Ｂ）。
【００２４】硬化可能な材料は室温又はモデル２２を作
成する樹脂の融点より低い温度で硬化するものを選ぶこ
とができる。従って、注入した材料を硬化させれば、図
４に示すような原型部品が得られる。
成する樹脂の融点より低い温度で硬化するものを選ぶこ
とができる。従って、注入した材料を硬化させれば、図
４に示すような原型部品が得られる。
【００２５】例２ 例１の工程に従って原型部品を作製する。しかし、この
例２では、炉内でのモデルの加熱により、硬化可能な材
料を硬化させると共に、ステレオリソグラフィーモデル
の樹脂材料を焼失させ、図５に示す開端面を持つ構造体
を製造する。この方法を図７Ｃに略示する。
例２では、炉内でのモデルの加熱により、硬化可能な材
料を硬化させると共に、ステレオリソグラフィーモデル
の樹脂材料を焼失させ、図５に示す開端面を持つ構造体
を製造する。この方法を図７Ｃに略示する。
【００２６】例３ 樹脂を焼失させてできたチャンネル３４内へ低温で硬化
できるスラリーを注入することにより、例２の多孔性
（多チャンネル）モデルを更に強化できる。強化が必要
でない場合は、プラスターその他の低強度材料を使用す
るが、プラスターは円滑な外表面を提供するのに有効で
ある。モデルの強化は一層強度の大きな樹脂材料を使用
することにより達成される。
できるスラリーを注入することにより、例２の多孔性
（多チャンネル）モデルを更に強化できる。強化が必要
でない場合は、プラスターその他の低強度材料を使用す
るが、プラスターは円滑な外表面を提供するのに有効で
ある。モデルの強化は一層強度の大きな樹脂材料を使用
することにより達成される。
【００２７】例４ グラファイト樹脂の代わりに、銅の如き金属インゴット
５２を樹脂モデル２２の上面に配置し、これを炉内で加
熱して、銅を溶かし、樹脂モデル２２内へ導入する。こ
の方法を図７Ｄに略示する。
５２を樹脂モデル２２の上面に配置し、これを炉内で加
熱して、銅を溶かし、樹脂モデル２２内へ導入する。こ
の方法を図７Ｄに略示する。
【００２８】モールドを製造するために本発明の方法を
使用する例 図８Ａは図１のステレオリソグラフィー法を用いて作成
した樹脂モデルで構成された一対のモールド半型４０、
４２を示す。次いで、これらのモールド半型４０、４２
を図８Ｂに示すように上下逆さまにし、硬化可能な材料
のスラリー５２を樹脂モデルのモールド半型４０、４２
に開いた面から注入し（図８Ｂ）、図４、８Ｃに示すよ
うな中実構造体を得る。次いで、図８Ｄに示すように、
モールド半型４０、４２を一緒に組立て、射出成形材料
その他の硬化可能な材料をモールド（キャビティ）内へ
導入し、図９に示すような原型部品５４を得る。
使用する例 図８Ａは図１のステレオリソグラフィー法を用いて作成
した樹脂モデルで構成された一対のモールド半型４０、
４２を示す。次いで、これらのモールド半型４０、４２
を図８Ｂに示すように上下逆さまにし、硬化可能な材料
のスラリー５２を樹脂モデルのモールド半型４０、４２
に開いた面から注入し（図８Ｂ）、図４、８Ｃに示すよ
うな中実構造体を得る。次いで、図８Ｄに示すように、
モールド半型４０、４２を一緒に組立て、射出成形材料
その他の硬化可能な材料をモールド（キャビティ）内へ
導入し、図９に示すような原型部品５４を得る。
【００２９】好ましくは、硬化可能な材料は、モールド
内に導入即ち射出されるべき成形材料の圧力及び温度の
下でモールドの形状を維持するのに十分な強度及び温度
抵抗を提供できるものを選ぶ。必要なら、モールドの樹
脂モデルを焼失させ、これにより生じたチャンネル（３
４）内へ適当な硬化可能な材料を注入し、これを硬化さ
せることにより、モールドを更に強化することができ
る。
内に導入即ち射出されるべき成形材料の圧力及び温度の
下でモールドの形状を維持するのに十分な強度及び温度
抵抗を提供できるものを選ぶ。必要なら、モールドの樹
脂モデルを焼失させ、これにより生じたチャンネル（３
４）内へ適当な硬化可能な材料を注入し、これを硬化さ
せることにより、モールドを更に強化することができ
る。
【００３０】以上の説明の通り、本発明は構造原型部品
及びモールドを製造するための新規で改善した方法を提
供する。
及びモールドを製造するための新規で改善した方法を提
供する。
【図１】ステレオリソグラフィー法を用いて三次元物体
を作成する従来の装置を示す概略図である。
を作成する従来の装置を示す概略図である。
【図２】図１の装置により作成された原型部品のための
樹脂モデルの斜視図で、モデルの内部構造を示すために
一部を破断して示す図である。
樹脂モデルの斜視図で、モデルの内部構造を示すために
一部を破断して示す図である。
【図３】図２の樹脂モデルの部分拡大図である。
【図４】図３と同様の図であるが、空洞を硬化可能な材
料で満たした状態を示す図である。
料で満たした状態を示す図である。
【図５】図４のモデルの樹脂を焼失させた後に得られる
原型部品の部分斜視図である。
原型部品の部分斜視図である。
【図６】図５と同様の図であるが、図５のチャンネルを
適当な硬化可能な材料で満たした状態を示す図である。
適当な硬化可能な材料で満たした状態を示す図である。
【図７】図７Ａは図２の樹脂モデルの断面図、図７Ｂは
図４の構造体を形成する工程を示す断面図、図７Ｃは図
５の構造体の断面図、図７Ｄは樹脂モデルに金属を導入
する例を示す断面図である。
図４の構造体を形成する工程を示す断面図、図７Ｃは図
５の構造体の断面図、図７Ｄは樹脂モデルに金属を導入
する例を示す断面図である。
【図８】図８Ａはモールド製造用の樹脂モデルの断面
図、図８Ｂは図４の構造体と同様のモールド構造体を形
成する工程を示す断面図、図８Ｃは図８Ｂの工程により
形成されたモールド構造体の断面図、図８Ｄは図８Ｃの
モールド構造体を組立てて製造されたモールドの断面図
である。
図、図８Ｂは図４の構造体と同様のモールド構造体を形
成する工程を示す断面図、図８Ｃは図８Ｂの工程により
形成されたモールド構造体の断面図、図８Ｄは図８Ｃの
モールド構造体を組立てて製造されたモールドの断面図
である。
【図９】図８のモールドを用いて作られた原型部品の斜
視図である。
視図である。
２２ 樹脂モデル ２４ 外壁 ２６ 支持壁 ２８ 空洞 ３０ 開いた上面 ３４ チャンネル ３２ 硬化可能な材料 ４０、４２ モールド半型 ５０、５２ スラリー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マンソアー・アシュティアニ−ザランディ アメリカ合衆国ミシガン州48084，ロチェ スター，ティンバーティ・ドライブ 415, アパートメント 226
Claims (8)
- 【請求項１】 構造上の構成部品を製造する方法におい
て、 （イ）構成部品の形状を画定し、かつ、未硬化樹脂を排
出させる空洞を間に形成する相互連結された支持部材の
ネットワークを有する、構成部品を作るための硬化樹脂
モデルを作成する工程と； （ロ）硬化可能な構造材料を上記空洞内へ導入する工程
と； （ハ）構造上の構成部品を得るために上記樹脂モデルを
強化するように硬化可能な構造材料を硬化させる工程
と；を有することを特徴とする構成部品製造方法。 - 【請求項２】 上記硬化可能な構造材料を、熱で硬化す
る粉末グラファイトと樹脂との混合物としたことを特徴
とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 上記硬化可能な構造材料を熱で硬化させ
ると共に、上記樹脂モデルの硬化した樹脂を熱で焼失さ
せ、この硬化した樹脂の焼失により生じるチャンネルの
ネットワークを備えた硬化構造材料の構成部品を得るよ
うにしたことを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項４】 上記チャンネルのネットワークを適当な
硬化可能な材料で満たすことにより、上記構成部品を更
に強化し、当該構成部品の表面仕上げを行うことを特徴
とする請求項３の方法。 - 【請求項５】 モールド成形された構成部品を作るため
に使用されるモールドを製造する方法において、 （イ）内部に構成部品に対応するモールドキャビティを
備えたモールドを作るための硬化樹脂モデルであって、
上記モールドの形状を画定し、かつ、未硬化樹脂を排出
させる空洞を間に形成する支持部材のネットワークを有
する硬化樹脂モデルを作成するためにステレオリソグラ
フィー法を用いる工程と； （ロ）硬化可能な構造材料を上記硬化樹脂モデルの空洞
内へ導入する工程と； （ハ）溶融材料を受け入れるのに十分な強度を上記樹脂
モデルに与えるために当該樹脂モデルを強化するように
硬化可能な構造材料を硬化させる工程と；を有すること
を特徴とするモールド製造方法。 - 【請求項６】 上記硬化可能な構造材料を、熱で硬化す
る粉末グラファイトと樹脂との混合物としたことを特徴
とする請求項５の方法。 - 【請求項７】 上記硬化可能な構造材料を熱で硬化させ
ると共に、上記樹脂モデルの硬化した樹脂を熱で焼失さ
せ、この硬化した樹脂の焼失により生じるチャンネルの
ネットワークを備えた硬化構造材料のモールド構成部品
を得るようにしたことを特徴とする請求項６の方法。 - 【請求項８】 上記チャンネルのネットワークを適当な
硬化可能な材料で満たすことにより、上記モールド構成
部品を更に強化し、当該構成部品の表面仕上げを行うこ
とを特徴とする請求項７の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US399350 | 1982-07-19 | ||
| US08/399,350 US5616293A (en) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | Rapid making of a prototype part or mold using stereolithography model |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08252826A true JPH08252826A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=23579197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8046140A Pending JPH08252826A (ja) | 1995-03-03 | 1996-03-04 | 構成部品製造方法及びモールド製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5616293A (ja) |
| EP (1) | EP0729824A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08252826A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005523178A (ja) * | 2002-04-17 | 2005-08-04 | ストラッタシス， インコーポレイテッド | 迅速プロトタイプ射出成型 |
| JP2020062776A (ja) * | 2018-10-16 | 2020-04-23 | 本田技研工業株式会社 | ３次元造形物製造装置、３次元造形物の製造方法及び３次元造形物 |
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| US5818005A (en) * | 1997-04-24 | 1998-10-06 | Motorola, Inc. | Electrical discharge machining electrode and rapid method for fabricating same |
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- 1995-03-03 US US08/399,350 patent/US5616293A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1996-02-12 EP EP96200320A patent/EP0729824A1/en not_active Withdrawn
- 1996-03-04 JP JP8046140A patent/JPH08252826A/ja active Pending
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| US5616293A (en) | 1997-04-01 |
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