JPH08252867A - Manufacture of sintered material of powder-mixed photosetting resin molded material - Google Patents

Manufacture of sintered material of powder-mixed photosetting resin molded material

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JPH08252867A
JPH08252867A JP7058642A JP5864295A JPH08252867A JP H08252867 A JPH08252867 A JP H08252867A JP 7058642 A JP7058642 A JP 7058642A JP 5864295 A JP5864295 A JP 5864295A JP H08252867 A JPH08252867 A JP H08252867A
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JP
Japan
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powder
mixed
resin
stereolithography
molded body
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JP7058642A
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Japanese (ja)
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Masaki Yokohama
正毅 横浜
Gakuden Tan
学伝 単
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08252867A publication Critical patent/JPH08252867A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a method for manufacturing the sintered material of a powder-mixed optically molding material in which the deformation and peeling in an optically molding material or the deformation due to gravity at the time of sintering can be corrected. CONSTITUTION: Fluidized photosetting resin 30 is kneaded with inorganic powder 31 which can be sintered (32), the obtained powder-mixed photosetting resin is introduced into the tank of an optically molding machine, and a three- dimensional structure is molded by the machine (33). In the molding, the powder- mixed photosetting resin fixed at the one cured layer is irradiated with a light in a desired shape from the upper surface of the resin to form the one cured layer, and the cured layer is sequentially laminated to form a desired three- dimensional structure (33). Then the obtained resin component of the structure is burned to be removed, for example, by heating (34). The thus obtained powder-mixed molding is heated at a high temperature to be sintered (35), and then hot isotropically pressurized (36). The sintered material is further heated to be sintered under pressure in the isotropic pressurization.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は金属やこれらの酸化物、
またはセラミックス、窒化物等の非金属材料で出来た三
次元構造の焼結体、特に微小な三次元構造体を製造する
ことに用いられる粉末混合光造形体の焼結体製造方法及
び該方法で得られる焼結構造物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to metals and their oxides,
Alternatively, a sintered body having a three-dimensional structure made of a non-metal material such as ceramics and nitride, particularly a method for producing a sintered body of a powder-mixed stereolithography body used for manufacturing a minute three-dimensional structure, and the method. It relates to the obtained sintered structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】三次元構造体の光造形法には、流動性の
光硬化樹脂に光を照射して、光硬化層を形成し、該光硬
化層を複数層積層して所望の三次元造形体を製造する方
法がある。この造形方法は、成分が光硬化性樹脂である
ことにより、材料強度が弱い、耐熱性が低い等の欠点が
あった。従って、光硬化性樹脂による光造形方法は、こ
の方法により試作モデルを作り部品形状の評価、および
医療のシュミレーションに利用されていた[(省力と自
動化、1992年9月号、P38〜63)(日経PB出
版センター出版「高速三次元成型の基礎 生産システム
を変えるラピッド・プロトタイピング」)]。
2. Description of the Related Art A stereolithography method for a three-dimensional structure is performed by irradiating a fluid photocurable resin with light to form a photocurable layer, and laminating a plurality of the photocurable layers to form a desired three-dimensional structure. There is a method of manufacturing a shaped body. This modeling method has drawbacks such as weak material strength and low heat resistance because the component is a photocurable resin. Therefore, the stereolithography method using the photocurable resin was used for making a prototype model by this method to evaluate the shape of parts and for the simulation of medical treatment [(labor saving and automation, September 1992 issue, P38-63) ( Nikkei PB Publishing Center Publishing "Rapid prototyping that changes the basic production system for high-speed three-dimensional molding").

【0003】この光造形法は図1のフローチャートに示
した工程を具備するものである。この造形法ではまず、
三次元CADに三次元構造物の図面を入力し(10
0)、該三次元構造物に対して一定の厚みごとの水平方
向のスライス図形データ群を作成する(101)。次
に、光により硬化する光硬化性樹脂(エポキシアクリレ
ート、ウレタンアクリレートなどのオリゴマーに反応性
希釈剤、光開始剤を添加したもの)に昇降自在のエレベ
ータを導入し、該エレベータを所望の光硬化層の厚さが
得られる一定層厚の位置に移動させて固定し(10
2)、所望の形状に平面的に光照射(光は、レーザービ
ーム、例えば紫外線の波長領域を持つエキシマレーザ
(308nm)、He−Cdレーザ(325nm)、A
rレーザ(351〜346nm)、可視光硬化樹脂を使
用する場合はArレーザ(488nm)等を用いる。)
し(103)、次いで所望の形状が得られた後に光照射
を停止する。その後、エレベータを所望の光硬化層の厚
さが得られる一定層厚分移動させ(104)、上記(1
03)及び(104)の工程を行う。所望の三次元構造
体を得るまで、上記工程を繰り返し、光硬化層を積層さ
せる(105)。その後、未硬化の光硬化性樹脂層を洗
浄し(106)、得られた三次元形状の構造体全体に光
照射して構造体全体を完全に硬化させるための後露光
(107)を行う。
This stereolithography method comprises the steps shown in the flow chart of FIG. In this modeling method,
Input the drawing of 3D structure into 3D CAD (10
0), a horizontal slice graphic data group for each constant thickness is created for the three-dimensional structure (101). Next, a light-curable resin (an oligomer such as epoxy acrylate or urethane acrylate to which a reactive diluent or a photoinitiator is added) is introduced into a liftable elevator, and the elevator is cured to the desired light. It is moved to a fixed layer thickness position where the layer thickness is obtained and fixed (10
2), planarly irradiating a desired shape (light is a laser beam, for example, an excimer laser (308 nm) having a wavelength range of ultraviolet rays, a He-Cd laser (325 nm), A
An r laser (351 to 346 nm), an Ar laser (488 nm) or the like is used when a visible light curable resin is used. )
(103) and then the light irradiation is stopped after the desired shape is obtained. After that, the elevator is moved by a constant layer thickness to obtain a desired photocured layer thickness (104), and the above (1)
03) and (104) are performed. The above steps are repeated until the desired three-dimensional structure is obtained, and the photo-cured layer is laminated (105). Then, the uncured photocurable resin layer is washed (106), and post-exposure (107) is performed to irradiate the entire three-dimensional shaped structure with light to completely cure the entire structure.

【0004】これらの、光造形工程の詳細を第2図に示
す。この図は光硬化性流動樹脂の下面より光を照射して
三次元造形体を造形する規制液面法の例である。この規
制液面法は、エレベータ6、硬化した光硬化性樹脂を剥
離するための濡れ性の低い材質(例えばテフロンテー
プ)で覆われた光を透過するガラス(例えば石英ガラ
ス)3を備えたタンク2に導入された硬化性樹脂5にタ
ンク底面からガラス3を通して光照射4を行い、光硬化
性樹脂を硬化させる方法である。光源としては、集光さ
れたレーザビーム4を使用しうる。例えば波長330〜
364nmまたは488nmのArレーザや、波長32
5nmのHe−Cdレーザが好適に使用しうる。光硬化
性流動樹脂5は、例えばX線、紫外線、あるいは可視光
等によって硬化する光硬化性流動樹脂、例えば上記図1
の説明で述べたエポキシアクリレート、ウレタンアクリ
レートなどのオリゴマー、反応性希釈剤(モノマー)、
光重合開始剤(ベンゾイン系、アセトフェノン系など)
の3要素からなっている。図2Aで示されるように、ま
ずエレベータ6とガラス板3の間隔が一定の積層厚分に
なるようにエレベータ6を上昇させ、レーザビーム4を
照射し、光硬化性流動樹脂の硬化物3を製造する。図2
−Bは光硬化性流動樹脂が所定の第一層の分だけ硬化し
た状態を示す図である。図2−Cは、第二層目の光硬化
性流動樹脂硬化物を得る為にレーザビームの照射を止め
テーブル6を所定の間隔だけ上昇させた図である。図2
−Dは第二層目の光硬化性流動樹脂硬化物をレーザビー
ムにより作成している図である。これらの図2−Aから
Dの手順を繰り返し、光硬化性流動樹脂を硬化積層させ
ながら三次元造形体を造形する。
The details of these stereolithography steps are shown in FIG. This figure is an example of the regulated liquid level method in which light is irradiated from the lower surface of the photocurable resin to form a three-dimensional structure. This regulated liquid level method is a tank provided with an elevator 6 and a light-transmitting glass (for example, quartz glass) 3 covered with a material having low wettability (for example, Teflon tape) for peeling off a cured photocurable resin. In this method, the curable resin 5 introduced in 2 is irradiated with light 4 from the bottom of the tank through the glass 3 to cure the photocurable resin. A focused laser beam 4 can be used as the light source. For example, wavelength 330-
364 nm or 488 nm Ar laser, wavelength 32
A 5 nm He-Cd laser is preferably used. The photocurable fluid resin 5 is a photocurable fluid resin that is cured by, for example, X-rays, ultraviolet rays, visible light, or the like, such as that shown in FIG.
Oligomer such as epoxy acrylate, urethane acrylate, reactive diluent (monomer),
Photopolymerization initiator (benzoin, acetophenone, etc.)
It consists of three elements. As shown in FIG. 2A, first, the elevator 6 is raised so that the distance between the elevator 6 and the glass plate 3 becomes a constant lamination thickness, and the laser beam 4 is irradiated to cure the cured product 3 of the photocurable fluid resin. To manufacture. Figure 2
-B is a diagram showing a state in which the photocurable fluid resin is cured by a predetermined first layer. FIG. 2C is a diagram in which the irradiation of the laser beam is stopped and the table 6 is raised by a predetermined interval in order to obtain the photocurable fluid resin cured product of the second layer. Figure 2
-D is a diagram in which a photocurable liquid resin cured product of the second layer is created by a laser beam. The procedure of FIGS. 2-A to D is repeated to form a three-dimensional structure while curing and stacking the photocurable fluid resin.

【0005】また、他の方法による光造形工程の詳細を
第3図に示す。この図は光硬化性流動樹脂の上面より光
を照射して光造形体を造形する自由液面法を示した図で
ある。この方法は、光硬化性樹脂5の上面方向から紫外
線等4を照射し、該光硬化性樹脂を硬化させる方法であ
り、エレベータ6が所定間隔で下降して光硬化性流動樹
脂を硬化させ、積層させながら三次元造形体を造形す
る。
The details of the stereolithography process by another method are shown in FIG. This figure is a diagram showing a free liquid surface method of irradiating light from the upper surface of the photocurable fluidized resin to form a stereolithographic object. This method is a method of curing the photocurable resin by irradiating the photocurable resin 5 with ultraviolet rays 4 or the like from the upper surface direction, and the elevator 6 descends at a predetermined interval to cure the photocurable fluid resin, A three-dimensional model is formed while stacking.

【0006】以上のようにして三次元構造形態を得るこ
とができるが、これらの光造形法では、形状が複雑な三
次元造形体を連続した工程で一挙に作ることができるも
のの、単一の樹脂材料による造形体しか製造できないこ
と、更には光造形体が樹脂材質のみであり、金属等の機
械的強度に優れた材質にて加工することはできない。ま
た樹脂材質のみであることから、耐熱性に劣るという問
題点がある。このような問題点を解決するために、金属
やセラミックの粉末を光硬化性樹脂に配合し、光造形体
を製造することに関する提案が、公開特許公報平4−9
9203に開示されている。これは図4に示されるよう
な内容である。即ち、液状の光硬化性流動樹脂10中
に、無機粉末材料11を混入して混練12を行った後、
これに上記規制液面法若しくは自由液面法で光を照射す
ることにより樹脂を硬化し、光造形体を製造する(1
3)。その後、造形体中の樹脂成分を燃焼除去し(1
4)、更に樹脂成分を燃焼除去した粉末混合造形体を高
温焼結することにより金属或いはセラミック材質の構造
物、または両者の混合材質の構造物を造形するものであ
る。またこの方法は、金属またはセラミック粉末の配合
比を各積層ごとに変化させて作成した所定形状の粉末混
合樹脂積層体を形成し、該樹脂造形体を高温の雰囲気で
加熱して樹脂成分を燃焼除去すると共に、含有する粉末
を燃焼して所望形状の機能傾斜材料を形成することもで
きる光造形法である。
Although the three-dimensional structural form can be obtained as described above, in these stereolithography methods, although a three-dimensional structure having a complicated shape can be produced at once in a continuous process, it is possible to obtain a single shape. Only a molded body made of a resin material can be manufactured, and furthermore, the optical molded body is made of only a resin material, and cannot be processed by a material having excellent mechanical strength such as metal. In addition, since it is made of only resin material, it has a problem of poor heat resistance. In order to solve such a problem, a proposal relating to mixing a metal or ceramic powder with a photocurable resin to manufacture a stereolithography object is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 4-9.
9203. This is the content as shown in FIG. That is, after mixing the inorganic powder material 11 into the liquid photocurable fluid resin 10 and kneading 12,
The resin is cured by irradiating this with light by the regulated liquid surface method or the free liquid surface method to manufacture a stereolithography object (1
3). After that, the resin component in the molded body is removed by burning (1
4) Further, a powder-mixed shaped body obtained by further burning and removing the resin component is sintered at a high temperature to form a structure made of metal or ceramic material, or a structure made of a mixed material of both. In addition, this method forms a powder-mixed resin laminate of a predetermined shape created by changing the compounding ratio of metal or ceramic powder for each laminate, and heats the resin molded body in a high temperature atmosphere to burn the resin component. It is a stereolithography method that can remove the powder and burn the contained powder to form a functionally gradient material having a desired shape.

【0007】しかしこの方法では、次のような問題が生
じる。 (i)積層させながら構造体を造形するので積層部の側
面に凹凸ができてしまう。特に、マイクロマシンなどの
微細な造形体を製造する場合には、側面部に数十ミクロ
ンから数ミクロンの凹凸ができ、所望の造形体が得られ
ない。 (ii)第2図の規制液面法により光造形する場合、エレ
ベータを上昇させる工程で、硬化した造形物を濡れ性の
低い材料で覆われているガラス板3から剥離させるとき
に該硬化した造形物が変形して剥離することがあり、積
層部側面(図5(21))の一部の層間に剥離部(空
隙)ができてしまい(図5(22))、光造形物が変形
する。 (iii )脱脂・焼結工程において光造形体にクラックが
入る場合ある。 (iV)焼結密度が少ないため材料強度が弱く、また圧電
特性を有するPZTやPLZTのような材料の場合は、
焼結密度が小さいことにより、所望する圧電効果が得ら
れない。 (v )例えば圧電特性を有するPZTやPLZTの粉末
材料を用いた場合、該粉末材料の結晶が粒成長してしま
うため、圧電材料による比誘電率の高い焼結体を製造す
るのが困難である。 (vi)粉末材料(例えばBaTiO3 )を焼結させる場
合、耐熱性のブロックの上に直接置くと、耐熱性のブロ
ックの成分(例えばSiO2 )と焼結体が反応して溶け
てしまうため、耐熱性のブロック上にAl23 、Zr
2 の粉末を敷かなければならない。特に圧電特性を有
するPZTやPLZTなどは、わずかな化学変化でも圧
電特性が変化するので、耐熱性のブロック上の粉末成分
を適切に選定する必要がある。
However, this method has the following problems. (I) Since the structure is formed while stacking, unevenness is formed on the side surface of the stacked portion. In particular, in the case of manufacturing a fine shaped body such as a micromachine, the side surface has irregularities of several tens of microns to several microns, and a desired shaped body cannot be obtained. (Ii) In the case of stereolithography by the regulated liquid level method of FIG. 2, in the step of raising the elevator, the cured molded article is cured when it is peeled from the glass plate 3 covered with the material having low wettability. The molded product may be deformed and peeled off, and a peeled part (void) is formed between a part of the layers on the side surface of the stacked portion (FIG. 5 (21)) (FIG. 5 (22)), and the optical molded product is deformed. To do. (Iii) The stereolithography object may be cracked in the degreasing / sintering process. (IV) The material strength is weak because the sintered density is low, and in the case of materials such as PZT and PLZT which have piezoelectric characteristics,
The desired piezoelectric effect cannot be obtained due to the low sintering density. (V) For example, when a powder material such as PZT or PLZT having piezoelectric characteristics is used, the crystal of the powder material grows into grains, which makes it difficult to manufacture a sintered body having a high relative dielectric constant using a piezoelectric material. is there. (Vi) When a powder material (eg, BaTiO 3 ) is sintered, if it is placed directly on the heat-resistant block, the components of the heat-resistant block (eg, SiO 2 ) and the sintered body will react and melt. , Al 2 O 3 , Zr on heat resistant block
O 2 powder must be spread. In particular, PZT and PLZT, which have piezoelectric properties, change their piezoelectric properties even with slight chemical changes, so it is necessary to appropriately select the powder component on the heat resistant block.

【0008】更に、複雑な三次元構造を有する粉末混合
硬化性樹脂の光造形体を脱脂・焼結する工程で光造形体
を高温の炉に入れ、焼結する場合についても問題があ
る。この問題点を図7及び図8を参考にして説明する。
図7には所望の三次元構造を有する粉末混合樹脂造形体
20、耐熱性の皿24(例えば材質は窒化珪素であ
る。)、耐熱性の粉末25(これは、例えばアルミナの
粉末であり得る。)が示されており、耐熱性の粉末25
の上に粉末混合樹脂造形体20が置かれている。また第
8図は、耐熱性のブロック26(例えば材質は窒化珪素
でありうる。)の上に粉末混合樹脂造形体20が置かれ
ている。両場合とも、粉末混合樹脂造形体20を、耐熱
性の粉末25、または耐熱性のブロック26上に置くと
きに重力による部分的な応力が掛からないように置かな
いと、脱脂・焼結工程で変形が起こる。特に複雑な三次
元造形体やマイクロマシンの部品となる微細な造形体は
部分的に応力が掛からないように方向を決めて置くこと
が極めて困難である。更に脱脂・焼結工程においては、
光造形体、及び耐熱性の粉末または耐熱性のブロックの
収縮が起こるが、この収縮率は、該光造形体と耐熱性の
粉末25または耐熱性のブロック26との間で異なるの
で、この収縮率の違いから、光造形体に応力がかかり変
形が生じる。従って、変形を受けず精度の高い焼結体を
製造するのは極めて困難であった。
Further, there is also a problem in the case where the stereolithography body of a powder-mixed curable resin having a complicated three-dimensional structure is put into a high temperature furnace and sintered in the step of degreasing and sintering. This problem will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
In FIG. 7, a powder-mixed resin molded body 20 having a desired three-dimensional structure, a heat-resistant dish 24 (for example, the material is silicon nitride), a heat-resistant powder 25 (this may be, for example, an alumina powder). .) Is shown, and the heat-resistant powder 25
The powder-mixed resin shaped body 20 is placed on top of the above. Further, in FIG. 8, the powder mixed resin shaped body 20 is placed on the heat resistant block 26 (for example, the material may be silicon nitride). In both cases, when the powder-mixed resin molded body 20 is placed on the heat-resistant powder 25 or the heat-resistant block 26 so as not to be partially stressed by gravity, the degreasing / sintering process is performed. Deformation occurs. In particular, it is extremely difficult to determine the direction of a complicated three-dimensional model or a fine model that is a part of a micromachine so that the direction is determined so that stress is not applied locally. Furthermore, in the degreasing and sintering process,
Shrinkage of the stereolithography object and the heat-resistant powder or heat-resistant block occurs, but since this shrinkage rate differs between the stereolithography object and the heat-resistant powder 25 or heat-resistant block 26, this shrinkage occurs. Due to the difference in the rate, stress is applied to the stereolithography object and deformation occurs. Therefore, it was extremely difficult to manufacture a highly accurate sintered body without being deformed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためになされたものであり、その目的は、マ
イクロマシンなどの微細な造形体を製造する場合におい
て、所望の三次元造形体が得られるように側面部の凹凸
形状を小さくする粉末混合光造形体の焼結体製造方法を
提供することである。更に、規制液面法で光造形する場
合に、該工程中で剥離により発生した造形体の変形を修
正することができる粉末混合光造形体の焼結体製造方法
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to produce a desired three-dimensional model in the case of manufacturing a fine model such as a micromachine. Is to provide a method for producing a sintered body of a powder-mixed stereolithography body in which the concavo-convex shape of the side surface is reduced so that Further, it is another object of the present invention to provide a method for producing a sintered body of a powder-mixed stereolithography body which can correct the deformation of the fabrication body caused by peeling during the step of stereolithography by the regulated liquid level method.

【0010】また、本発明は、所望の光造形体自体に支
えとなる支持部を一体に設けることにより、光造形体
と、耐熱ブロック等の接触面積を小さくし、脱脂・焼結
工程時の重力による変形を軽減させることができる光造
形体の製造方法を提供する。
Further, according to the present invention, the contact area between the stereolithography body and the heat-resistant block is reduced by integrally providing the supporting portion for supporting the desired stereolithography body itself, and the degreasing / sintering process is performed. Provided is a method for manufacturing a stereolithography object that can reduce deformation due to gravity.

【0011】更に、前記支持部を設けたことにより、該
支持部のみが耐熱性のブロックに直接接触することで、
所望の光造形体に化学反応による溶解や特性変化を生じ
させずに焼結することができる粉末混合光造形体の焼結
体製造方法を提供する。更に、本発明は、支持部を設け
た粉末混合硬化性樹脂造形体の焼結造形体を提供する。
Further, by providing the supporting portion, only the supporting portion directly contacts the heat resistant block,
Provided is a method for producing a sintered body of a powder-mixed stereolithography body, which can sinter a desired stereolithography body without causing dissolution or characteristic change due to a chemical reaction. Furthermore, the present invention provides a sinter-molded body of a powder-mixed curable resin-molded body provided with a support portion.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の
(A)から(C)によって解決される。 (A)光により硬化する光硬化性流動樹脂内に焼結可能
な無機粉末材料を混合した粉末混合光硬化性流動樹脂の
層に光像を照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を
順次積み重ねて形成することにより、三次元造形体を造
形する光造形工程と、前記粉末混合樹脂造形体の樹脂成
分を除去し、粉末混合造形体にする樹脂除去工程と、前
記粉末混合造形体を加熱し焼結体にする焼結工程とから
なる焼結体製造方法であって、前記焼結工程が、熱間等
方加圧処理によって行われるか、または前記焼結工程を
行った後に更に熱間等方加圧処理を行うことを特徴とし
た粉末混合光造形体の焼結体製造方法。
The above problems can be solved by the following (A) to (C). (A) A photocurable layer is formed by irradiating a light image on a layer of a powder-mixed photocurable fluid resin in which a sinterable inorganic powder material is mixed in a photocurable fluid resin that is cured by light, and the photocured layer is formed. An optical molding step of molding a three-dimensional molded body by sequentially stacking layers, a resin removing step of removing a resin component of the powder mixed resin molded body to form a powder mixed molded body, and the powder mixed molding A method for producing a sintered body, comprising the step of heating a body into a sintered body, wherein the sintering step is performed by hot isostatic pressing or the sintering step is performed. A method for manufacturing a sintered body of a powder-mixed stereolithography body, which further comprises hot isostatic pressing.

【0013】(B)光により硬化する光硬化性流動樹脂
内に焼結可能な無機粉末材料を混合した粉末混合光硬化
性流動樹脂の層に光像を照射して光硬化層を形成し、こ
の光硬化層を順次積み重ねて形成することにより、三次
元造形体を造形する光造形工程と、前記粉末混合樹脂造
形体の樹脂成分を除去し、粉末混合造形体にする樹脂除
去工程と、前記粉末混合造形体を加熱し焼結体にする焼
結工程と、熱間等方加圧処理工程からなる焼結体製造方
法であって、前記光造形工程において製造される粉末混
合造形体が、前記粉末混合樹脂造形体と一体に造形され
た当該造形体を支える支持部を具備する造形体であり、
前記等方加圧処理工程の後に該支持部を除去する工程を
更に具備することを特徴とした粉末混合光造形体の焼結
体製造方法。
(B) A layer of a powder-mixed photocurable fluid resin in which a sinterable inorganic powder material is mixed in a photocurable fluid resin that is cured by light is irradiated with a light image to form a photocurable layer, By sequentially stacking and forming this photo-curable layer, a stereolithography process for molding a three-dimensional molded body, a resin removal process for removing a resin component of the powder-mixed resin molded body to form a powder-mixed molded body, and A sintering step of heating the powder-mixed shaped body into a sintered body, and a sintered body manufacturing method comprising a hot isostatic pressing step, wherein the powder-mixed shaped body manufactured in the optical shaping step comprises: A molded body comprising a support portion that supports the molded body integrally molded with the powder mixed resin molded body,
The method for producing a sintered body of a powder-mixed stereolithography body, further comprising a step of removing the supporting portion after the isotropic pressure treatment step.

【0014】(C)上記(B)に記載の焼結体製造方法
であって、前記造形体の前記支持部に、前記粉末混合樹
脂造形体の近傍において、断面積が最小となる切り欠き
を設けることを特徴とした焼結体製造方法。
(C) In the method for producing a sintered body according to (B) above, a cutout having a minimum cross-sectional area is provided in the support portion of the molded body in the vicinity of the powder mixed resin molded body. A method for manufacturing a sintered body, characterized by comprising:

【0015】なお、本発明において、粉末混合光硬化性
樹脂とは、光により硬化する光硬化性の流動樹脂に、焼
結可能な無機材料を配合し、必要に応じて反応性希釈
剤、光重合開始剤等を混合したものをいう。
In the present invention, the powder-mixed photo-curable resin is a photo-curable fluid resin which is cured by light, and a sinterable inorganic material, and if necessary, a reactive diluent and a photo-curable resin. A mixture of a polymerization initiator and the like.

【0016】また、本発明において、焼結可能な無機材
料とは、金属粉末、セラミック粉末、繊維、ウイスカー
等をいう。更に、本発明において、造形物(または光造
形物)、及び焼結物とは、それぞれ粉末混合光硬化性樹
脂を光硬化して得られる粉末混合光硬化性樹脂造形物、
及びこの焼結体をいい、造形体(または光造形体)、及
び焼結体とは該造形物に設けられた支持部または台を含
まない、本発明の方法で製造したい所望の構造の造形
物、及び焼結体をいう。
In the present invention, the sinterable inorganic material means metal powder, ceramic powder, fiber, whiskers and the like. Further, in the present invention, a molded article (or an optical molded article) and a sintered article are a powder mixed photocurable resin molded article obtained by photocuring a powder mixed photocurable resin,
And this sintered body, which is a shaped body (or a stereolithography body), and a sintered body does not include a support portion or a base provided on the shaped body and has a desired structure to be manufactured by the method of the present invention. It means a thing and a sintered body.

【0017】更に、本発明において、支持部または台と
は、造形体に設けられた、造形物に重力若しくは焼結工
程時の収縮による応力が掛からないようにするために設
けられる部材をいう。
Further, in the present invention, the support portion or the base means a member provided on the molded body so as to prevent the molded article from being stressed by gravity or contraction during the sintering process.

【0018】以下に本発明を更に詳細に説明する。第一
の発明は、上記(A)による焼結体の製造方法である。
本発明において、本発明で使用しうる光硬化性流動樹脂
は、光、例えばX線、紫外線、あるいは可視光等によっ
て硬化しうる光硬化性流動樹脂であれば特に限定されな
い。例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等を挙げ
ることができる。具体的には、アクリロイル基を有する
モノマー又はオリゴマーであり、その骨格を構成する分
子構造により、ポリエステルアクリレート、ポリウレタ
ンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテル
アクリレート、シリコンアクリレート、オリゴアクリレ
ート等がある。
The present invention will be described in more detail below. A first invention is a method for producing a sintered body according to the above (A).
In the present invention, the photocurable fluid resin that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a photocurable fluid resin that can be cured by light, for example, X-rays, ultraviolet rays, visible light or the like. For example, acrylic resin, epoxy resin, etc. can be mentioned. Specifically, it is a monomer or oligomer having an acryloyl group, and depending on the molecular structure constituting the skeleton thereof, polyester acrylate, polyurethane acrylate, epoxy acrylate, polyether acrylate, silicon acrylate, oligo acrylate and the like can be mentioned.

【0019】本発明では、上記光重合性樹脂を単独で
も、また複数組み合わせて使用することもできる。重合
開始剤としては、ジヒドロキシアセトフェノン、2−ヒ
ドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オ
ン等のアセトフェノン系重合開始剤、イソブチルベンゾ
インエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル等のベ
ンゾインエーテル系重合開始剤、ベンジルメチルケター
ル、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等の
ベンジルケタール系重合開始剤、ベンゾフェノン、2−
クロロチオキサントン等のケトン系重合開始剤等があ
る。
In the present invention, the above photopolymerizable resins may be used alone or in combination. Examples of the polymerization initiator include dihydroxyacetophenone, acetophenone-based polymerization initiators such as 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzoin ether-based polymerization initiators such as isobutyl benzoin ether and isopropyl benzoin ether, and benzyl. Benzyl ketal-based polymerization initiators such as methyl ketal and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzophenone, 2-
Examples include ketone polymerization initiators such as chlorothioxanthone.

【0020】流動性の光硬化性樹脂は上記光重合性樹脂
に必要に応じて光開始剤を混合することによって調製さ
れる。本発明で使用しうる粉末は、繊維、ウイスカー、
金属粉末、セラミック粉末等がある。具体的には、アル
ミナ、シリカ、ステンレス、銅、PZT(鉛ジルコニウ
ムチタン酸化物)、PLZT(鉛ランタンジルコニウム
チタン酸化物)、アルミがある。本発明では、特にPZ
T、PVZTを使用することが好ましい。ここで、無機
材質を粉末にする手段としては、水アトマイズ法または
ガスアトマイズ法、更には例えば高橋 孝二、辻 一
郎、永田 三郎、耐熱合金粉末射出成形による高温構造
部材への適用、工業材料、第39号、NO12、199
1 9月号、P43〜45に詳しく記載されているよう
な微細粉末を加工する方法などがある。更に、金属アル
コキシドを常温で加水分解してゾルを作り、この反応を
進めてゲル化した後、低温で焼成して繊維や粉体を得る
ゾル−ゲル法(作花 済夫、ゾル−ゲル法の科学、株式
会社アグネ承風社、1988)がある。これらの加工方
法により粉体とした材質にはSUS316L、SUS3
04、Fe−Co−V系(Fe49%.Co49%.V
2%)、Cu−Sn合金、Cu−Ni合金、SiO2
TiO2 、ZrO2 、Al23 、BaTiO3 等があ
る。一方、光を透過する材質でソーダガラス、鉛ガラ
ス、パイレックスガラス、エポキシ系、ポリエチレン
系、ポリプロピレン系などでも良い。また、該ウィスカ
ーとしての材質ではアルミナ(Al23 )、チタン酸
カリウム(K2 O・nTiO2 )、グラファイト、ポリ
オキシメチレン等を加工することによって得られる。更
には、チタン合金(Ti−6Al−4V)、超硬合金
(WC−Co系)、PZT、Ni−Zn−フェライト、
Mn−Zn−フェライト、Y−PSZ(イットリア部分
安定化ジルコニア)、Si34 −Al23 −Y2
3 、SiC等を使用することができる。
The fluid photocurable resin is prepared by mixing a photoinitiator with the above photopolymerizable resin, if necessary. The powder that can be used in the present invention includes fibers, whiskers,
Examples include metal powder and ceramic powder. Specifically, there are alumina, silica, stainless steel, copper, PZT (lead zirconium titanium oxide), PLZT (lead lanthanum zirconium titanium oxide), and aluminum. In the present invention, especially PZ
It is preferable to use T or PVZT. Here, as the means for powdering the inorganic material, water atomizing method or gas atomizing method, and further, for example, Koji Takahashi, Ichiro Tsuji, Saburo Nagata, application to high temperature structural member by heat resistant alloy powder injection molding, industrial material, No. 39 No., NO12, 199
There is a method for processing fine powder as described in detail in the September issue, P43-45. Furthermore, the metal alkoxide is hydrolyzed at room temperature to form a sol, and this reaction is allowed to proceed to form a gel, which is then calcined at a low temperature to obtain fibers or powders. Sol-gel method (Sakuhana S., sol-gel method) Science, Agne Jofusha Co., Ltd., 1988). The materials made into powder by these processing methods are SUS316L, SUS3
04, Fe-Co-V system (Fe49% .Co49% .V
2%), Cu-Sn alloy, Cu-Ni alloy, SiO 2,
Examples include TiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , and BaTiO 3 . On the other hand, the material that transmits light may be soda glass, lead glass, Pyrex glass, epoxy, polyethylene, polypropylene or the like. The material for the whiskers is obtained by processing alumina (Al 2 O 3 ), potassium titanate (K 2 O.nTiO 2 ), graphite, polyoxymethylene and the like. Furthermore, titanium alloy (Ti-6Al-4V), cemented carbide (WC-Co type), PZT, Ni-Zn-ferrite,
Mn-Zn- ferrite, Y-PSZ (yttria partially-stabilized zirconia), Si 3 N 4 -Al 2 O 3 -Y 2 O
3 , SiC or the like can be used.

【0021】本発明の粉末混合光硬化性樹脂は、上記の
流動性の光硬化性樹脂と上記粉末を混合することによっ
て調製される。流動性の光硬化性樹脂と粉末の体積にお
ける混合比は、流動性の光硬化性樹脂に対して25%か
ら48%が好適である。しかし、光硬化性樹脂及び粉末
によってはこの範囲外の場合もありうる。
The powder-mixed photocurable resin of the present invention is prepared by mixing the above-mentioned fluid photocurable resin with the above powder. The mixing ratio in volume of the fluid photocurable resin and the powder is preferably 25% to 48% with respect to the fluid photocurable resin. However, it may be out of this range depending on the photocurable resin and powder.

【0022】図9に示すフロー図を参照して第一の発明
を説明する。まず、流動性の光硬化性樹脂(30)を用
意する。流動性の光硬化性樹脂は市販品をそのまま使用
することができる。
The first invention will be described with reference to the flow chart shown in FIG. First, a fluid photocurable resin (30) is prepared. As the fluid photocurable resin, a commercially available product can be used as it is.

【0023】流動性の光硬化性樹脂(30)を無機粉末
(31)と混練する(32)。混練の方法は特に限定さ
れないが、脱泡と混練を同時に行う撹拌・脱泡機又は、
遠心脱泡機を好適に使用しうる。得られた粉末混合光硬
化性樹脂を光造形機のタンクに導入する。導入には、例
えばタンクの端から気泡が入らないようにゆっくり流し
込む等の方法を用いることができる。また、シリンジを
用いてタンクに導入することも可能である。本発明では
これらの方法に限定されず、種々の方法で粉末混合光硬
化樹脂を導入しうる。次いで光造形装置で三次元構造体
を造形する(33)。
The fluid photocurable resin (30) is kneaded with the inorganic powder (31) (32). The method of kneading is not particularly limited, but a stirring / defoaming machine for simultaneously performing defoaming and kneading, or
A centrifugal defoamer can be preferably used. The powder-mixed photocurable resin obtained is introduced into the tank of the stereolithography machine. For the introduction, for example, a method of pouring slowly so that air bubbles do not enter from the end of the tank can be used. It is also possible to introduce it into the tank using a syringe. The present invention is not limited to these methods, and the powder-mixed photocurable resin can be introduced by various methods. Next, a three-dimensional structure is formed by a stereolithography device (33).

【0024】光造形の概略を述べる。タンク内にエレベ
ータを挿入し振動を与える手段で粉末混合光硬化性流動
樹脂に振動を加えることが好ましい。流動性の光硬化性
樹脂中に均一に粉末を分散させるためである。この振動
を与える手段は、超音波装置等の振動を粉末混合光硬化
性流動樹脂に与えることができるものであれば特に限定
されない。
An outline of stereolithography will be described. It is preferable to insert an elevator into the tank and apply vibration to the powder-mixed photocurable flow resin by means of applying vibration. This is for uniformly dispersing the powder in the fluid photocurable resin. The means for applying this vibration is not particularly limited as long as it can apply the vibration of the ultrasonic device or the like to the powder-mixed photocurable fluid resin.

【0025】次ぎに、エレベータを所定の位置、即ち硬
化層の厚分だけ移動させる。例えば、規制液面法では、
底面に設置されたガラス表面から硬化層一層分に固定す
る(図2参照)。また、自由液面法では、粉末混合光硬
化性樹脂の上部表面から硬化層一層分に固定する(図3
参照)。エレベータを固定した後、光を所望の形状に照
射し、一層分の硬化層を形成する。本発明においては、
光照射する間にも振動を加えることができるが、硬化物
が変形したり寸法の精度が低下したりしないように、光
を照射する工程では振動を停止することが好ましい。光
照射の段階で振動を停止しても、粉末がすぐに沈降する
ことはないので、特に問題はない。
Next, the elevator is moved to a predetermined position, that is, the thickness of the hardened layer. For example, in the regulated liquid level method,
From the glass surface installed on the bottom, one layer of the cured layer is fixed (see FIG. 2). Moreover, in the free liquid level method, the powder-mixed photo-curable resin is fixed to one layer of the cured layer from the upper surface (FIG. 3).
reference). After fixing the elevator, a desired shape is irradiated with light to form a cured layer for one layer. In the present invention,
Although the vibration can be applied during the light irradiation, it is preferable to stop the vibration in the light irradiation step so that the cured product is not deformed and the dimensional accuracy is not deteriorated. Even if the vibration is stopped at the stage of light irradiation, there is no particular problem because the powder does not settle immediately.

【0026】次に、所望の形状に樹脂が硬化したら光を
停止する。上記の光照射の工程を、所望の三次元構造が
形成されるまで繰り返す。上記の光造形機による各工程
は、必要に応じて、脱泡を行いながら進めることができ
る。脱泡は、上記本発明の装置を用い、タンク内を真空
ポンプ等で減圧にすることによって行われる。タンク内
の減圧度は、特に限定されないが、0.15から0.0
1mmHgが好ましい。また、脱泡をする場合には、上記三
次元構造体を造形する各工程の少なくとも一工程で振動
を行うので、光造形中連続して行うことが好ましい。
Next, the light is stopped when the resin is cured into a desired shape. The above light irradiation process is repeated until a desired three-dimensional structure is formed. Each process by the above-mentioned optical modeling machine can be advanced while performing defoaming, if necessary. Defoaming is performed by using the above-mentioned apparatus of the present invention to reduce the pressure in the tank with a vacuum pump or the like. The degree of pressure reduction in the tank is not particularly limited, but is 0.15 to 0.0
1 mmHg is preferred. Further, when defoaming, vibration is performed in at least one step of each step of shaping the three-dimensional structure, and therefore it is preferable to continuously perform the optical shaping.

【0027】所望の形状が造形された後、エレベータを
タンクの外に出す。次に得られた三次元構造形体の樹脂
成分を除去する。この樹脂の除去には従来の何れの方法
でも用いることができる。例えば、加熱による燃焼除去
がある。この燃焼除去の温度は光硬化性流動樹脂の材質
により多少異なるが昇温速度5℃/時間から300℃/
時間で最高温度300〜650℃で燃焼除去を行うこと
ができる。
After the desired shape has been shaped, the elevator is brought out of the tank. Next, the resin component of the obtained three-dimensional structure is removed. Any conventional method can be used to remove this resin. For example, there is combustion removal by heating. The temperature of this combustion removal varies somewhat depending on the material of the photocurable fluid resin, but the temperature rising rate is 5 ° C / hour to 300 ° C /
Combustion removal can be performed at a maximum temperature of 300 to 650 ° C. in time.

【0028】また、他の樹脂除去方法として、光硬化性
流動樹脂でかつ光硬化後の樹脂が溶液に溶解するもの、
例えば3046または3046Bのような水溶性タイプ
のスリーボンド3000シリーズ光硬化性樹脂を使用す
れば、粉体混合樹脂造形体を水溶液または高湿度雰囲気
中で処理することにより樹脂成分を溶解除去することが
できる。
As another resin removal method, a photocurable fluid resin, in which the resin after photocuring is dissolved in a solution,
For example, if a water-soluble type ThreeBond 3000 series photocurable resin such as 3046 or 3046B is used, the resin component can be dissolved and removed by treating the powder-mixed resin molded body in an aqueous solution or a high humidity atmosphere. .

【0029】次に、得られた粉末混合造形体を焼結す
る。焼結は粉末混合造形体を高温加熱すればよい。加熱
温度はSUS316Lの水アトマイズ粉末の場合、大気
中および窒素雰囲気中で1300℃、3時間で良好な焼
結体ができ、またFe−Co−V系(Fe49%、Co
49%、V2%)では1440℃で焼結を行うことによ
り所望の焼結体を製造することができる。また粉末の平
均粒径が1μmのアルミナでは、1200〜1500℃
の温度で1時間以上の焼結時間で焼結することができ
る。
Next, the obtained powder mixed shaped body is sintered. Sintering may be performed by heating the powder-mixed shaped body at a high temperature. In the case of the water atomized powder of SUS316L, the heating temperature is 1300 ° C. in the air and the nitrogen atmosphere for 3 hours, and a good sintered body is formed, and the Fe—Co—V type (Fe49%, Co
49%, V2%), a desired sintered body can be manufactured by performing sintering at 1440 ° C. Further, in the case of alumina having an average particle diameter of powder of 1 μm, 1200 to 1500 ° C.
It is possible to sinter at a temperature of 1 hour or more and a sintering time of 1 hour or more.

【0030】次に熱間等方加圧処理を行う。この熱間等
方加熱処理では、高圧下において前記焼結体を更に加熱
焼結をする。熱間等方加熱処理は、高圧ガス発生装置、
真空装置、油圧ユニット、炉構造を有する圧力容器、冷
却装置、加熱電源制御装置、安全装置、製品ハンドリン
グ装置等により構成された熱間等方加熱処理装置によっ
て行われる。この装置は、例えば「等方加圧技術(HI
P・CIP技術と素材開発への応用)日刊工業新聞社」
のような文献で公知となっているものを使用することが
できる。
Next, a hot isostatic pressing process is performed. In this hot isotropic heat treatment, the sintered body is further heated and sintered under high pressure. The hot isotropic heat treatment uses a high-pressure gas generator,
It is performed by a hot isotropic heat treatment device including a vacuum device, a hydraulic unit, a pressure vessel having a furnace structure, a cooling device, a heating power supply control device, a safety device, a product handling device, and the like. This device is, for example, an "isostatic press technology (HI
P ・ CIP technology and its application to material development) Nikkan Kogyo Shimbun
Those known in literature such as can be used.

【0031】具体的には、図10に概略図を示した圧力
容器中で熱間等方加熱処理を行う。即ち、ヒーター30
3、断熱材302、弁301を具備した圧力容器300
に焼結体304を置き、所定の圧力、温度下で熱間等方
加熱処理を行う。加圧はアルゴン若しくは窒素を用いる
ことができるが、アルゴンが好ましい。図10で示した
装置は、あくまで例示であり、熱間等方加圧処理で使用
しうるものであれば何れの加圧容器であってもよい。
Specifically, hot isotropic heat treatment is performed in a pressure vessel whose schematic view is shown in FIG. That is, the heater 30
3, a pressure vessel 300 equipped with a heat insulating material 302 and a valve 301
The sintered body 304 is placed in and the hot isotropic heat treatment is performed under a predetermined pressure and temperature. Argon or nitrogen can be used for pressurization, but argon is preferable. The apparatus shown in FIG. 10 is merely an example, and may be any pressurized container as long as it can be used in the hot isostatic pressing process.

【0032】熱間等方加熱処理37は、粉末の種類によ
り条件は異なるが、圧力300〜2000Kgf/cm2 で温
度350〜1950℃の範囲で行われうる。例えば、焼
結された粉末の平均粒径が1μmのアルミナでは、圧力
800〜1000Kgf/cm2 で温度1350〜1450℃
において、熱間等方加圧処理をすることにより良好な焼
結体を製造することができる。以上のように、熱間等方
性加圧処理を施すことにより、焼結体の粒成長が促進さ
れると共に、表面エネルギーの最小状態すなわち粒界の
表面積を減少させる方向に変化が起こるため微小な隙間
を無くすように粒子が成長し、規制液面法で生じうる剥
離部がなくなる。
The hot isotropic heat treatment 37 may be carried out at a pressure of 300 to 2000 Kgf / cm 2 and a temperature of 350 to 1950 ° C., although the conditions vary depending on the type of powder. For example, in the case of alumina whose sintered powder has an average particle diameter of 1 μm, the pressure is 800 to 1000 kgf / cm 2 , and the temperature is 1350 to 1450 ° C.
In the above, a good sintered body can be manufactured by performing hot isostatic pressing. As described above, by performing the hot isotropic pressure treatment, the grain growth of the sintered body is promoted, and at the same time, the change occurs in the state where the surface energy is in the minimum state, that is, the surface area of the grain boundary is decreased, so Particles grow so as to eliminate such gaps, and there is no peeling portion that can occur in the regulated liquid surface method.

【0033】尚、本発明では、上記のように焼結工程と
熱間等方加圧処理を別々に行うことができるが、焼結工
程を高温高圧下で熱間等方加圧処理として行い、上記焼
結工程を省略することもできる。
In the present invention, the sintering step and the hot isostatic pressing treatment can be performed separately as described above, but the sintering step is performed as a hot isostatic pressing treatment under high temperature and high pressure. The sintering step may be omitted.

【0034】このように、第一の発明の焼結体製造方法
により、剥離部のない、均質な造形体を提供しうる。次
に第二の発明について説明する。
As described above, according to the method for producing a sintered body of the first aspect of the present invention, it is possible to provide a homogeneous shaped body having no peeling portion. Next, the second invention will be described.

【0035】第二の発明において、樹脂の除去、焼結、
及び熱間等方加熱処理は、先に第一の発明で説明したと
おりである。第二の発明の第一の態様では、三次元造形
体を造形する時に粉末混合樹脂造形体を支える支持部を
備えた粉末混合光硬化性樹脂造形物を作成する。
In the second invention, resin removal, sintering,
The hot isotropic heat treatment is as described above in the first invention. In the first aspect of the second invention, a powder-mixed photocurable resin molded article having a support portion that supports the powder-mixed resin molded body when molding a three-dimensional molded body is created.

【0036】図11は、第二の発明の一態様の光造形物
を表したものであり、図12は該光造形物を焼結する場
合の一態様を示す図である。第一の態様の光造形物は、
粉末混合光硬化性樹脂からなる所望の三次元粉末混合樹
脂造形体40、該造形体40を支える粉末混合光硬化性
樹脂からなる支持部41、該支持部41のみが接する粉
末混合光硬化性樹脂からなる台42から構成されてい
る。図12は図11の光造形物を耐熱性のブロック43
の上に置いた図である。このような状態で脱脂・焼結・
熱間等方加圧処理を行う。通常、耐熱性ブロックを用い
て焼結、熱間等方加圧処理を行うと、光造形体は収縮す
るが、耐熱性ブロックはほとんど収縮せず、光造形体と
耐熱ブロックの接触部分で変形が起こる。しかし、図1
1のように台42と支持部41を設けることにより、光
造形体40が直接耐熱性ブロックに接しないので収縮の
影響を受けず、均一で焼結密度の高い三次元焼結物を得
ることができる。
FIG. 11 shows a stereolithography product according to one embodiment of the second invention, and FIG. 12 is a diagram showing one embodiment for sintering the stereolithography product. The stereolithography of the first aspect,
Desired three-dimensional powder-mixed resin molded body 40 made of powder-mixed photo-curable resin, supporting portion 41 made of powder-mixed photo-curable resin supporting the molded body 40, and powder-mixed photo-curable resin in contact with only the supporting portion 41. It is composed of a table 42 consisting of. FIG. 12 shows a heat-resistant block 43 of the stereolithography object of FIG.
FIG. Degreasing / sintering /
Perform hot isostatic pressing. Normally, when a heat-resistant block is used for sintering and hot isostatic pressing, the stereolithography object shrinks, but the heat-resistant block hardly shrinks and deforms at the contact area between the stereolithography object and the heat-resistant block. Happens. However, FIG.
By providing the base 42 and the supporting portion 41 as shown in 1, the stereolithography object 40 is not directly in contact with the heat resistant block and is not affected by shrinkage, and a uniform three-dimensional sintered product with high sintering density is obtained. You can

【0037】ここで、台42上でと光造形体40を支え
る支持部41は、光造形体40に重力によるひずみが掛
からないように設けることが好ましく、その個数は、光
造形体40に合わせて適宜選択する。また、支持部41
の長さや幅は特に限定されないが、光造形体40を効率
よく支持することができ、更に後の工程で支持部41及
び台42を除去しやすいように設定する。
Here, it is preferable that the support portion 41 that supports the stereolithography object 40 on the table 42 is provided so that the stereolithography object 40 is not distorted by gravity. Select as appropriate. In addition, the support portion 41
The length and width are not particularly limited, but they are set so that the stereolithography object 40 can be efficiently supported and that the support portion 41 and the base 42 can be easily removed in a later step.

【0038】更に、複雑な三次元造形体では、ブロック
43に置くときに重力により部分的な応力が掛からない
ように置かないと、脱脂・焼結工程でつぶれなどの変形
が起こること、更にはマイクロマシン等の部品となる微
細な構造体で数〜数十ミクロンの寸法精度が要求される
場合には、ブロックの上に置くときに微細な光造形体を
部分的な応力が掛からないように方向をきめて置くこと
が必要であるが、これは極めて困難であることが問題点
として挙げられる。しかし、図11のように所望の三次
元粉末混合樹脂造形体40を支える支持部41を該粉末
混合樹脂造形体40と一体に設けたことにより、粉末混
合樹脂造形体40に加わる重力による部分的な応力を軽
減することができ、焼結・熱間等方加圧処理における変
形が少なくなる。さらに、該粉末混合樹脂造形体40と
支持部41を同一材質で作成することができるので脱脂
・焼結・熱間等方加圧処理時の収縮に対しても支えとな
る支持部41が粉末混合樹脂造形体40と同一比率で収
縮することになり、粉末混合樹脂造形体40が収縮の影
響を受けずにすみ、変形を防止することができる。
Further, in the case of a complicated three-dimensional structure, if it is not placed on the block 43 so that partial stress is not applied by gravity, deformation such as crushing will occur in the degreasing / sintering process. When dimensional accuracy of several to several tens of microns is required for a fine structure that is a part of a micromachine, etc., the orientation should be such that the fine stereolithography object is not partially stressed when placed on a block. However, this is extremely difficult as a problem. However, as shown in FIG. 11, the support portion 41 for supporting the desired three-dimensional powder-mixed resin molded body 40 is provided integrally with the powder-mixed resin molded body 40. Stress can be reduced, and deformation during sintering and hot isostatic pressing is reduced. Further, since the powder-mixed resin molded body 40 and the supporting portion 41 can be made of the same material, the supporting portion 41 that supports the contraction during degreasing / sintering / hot isostatic pressing is powder. As the mixed resin molded body 40 contracts at the same ratio, the powder mixed resin molded body 40 can be prevented from being affected by the contraction and can be prevented from being deformed.

【0039】次に、得られた焼結物を所望の焼結体に加
工する。この工程を図13で説明する。図13は焼結物
となった造形物から台42と支持部41を除去する一連
の図である。まず、支持部に部分的な応力を加えて切断
する(AからB)。次に僅かに残った支持部の切断部を
研磨し、所望の焼結体を得る。このように不必要となっ
た支え部を除去することで変形が少ない焼結体を得るこ
とができる。なお、本態様は、当然、各種の変形、変更
が可能である。
Next, the obtained sintered product is processed into a desired sintered body. This step will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a series of diagrams in which the base 42 and the support portion 41 are removed from the modeled product that has become a sintered product. First, the support portion is cut by applying a partial stress (A to B). Next, the cut portion of the slightly remaining supporting portion is polished to obtain a desired sintered body. By removing the unnecessary supporting portions in this way, it is possible to obtain a sintered body with little deformation. Naturally, various modifications and changes can be made to this aspect.

【0040】例えば、所望の三次元の構造の底面部に支
えとなる支持部41のみを有している光造形物を用いて
焼結・熱間等方加圧処理を行うことができる。このよう
な態様でも上記と同様の効果を得ることができる。更
に、台42を設けていないので、光造形の時間の短縮に
つながる。
For example, sintering / hot isostatic pressing can be performed by using a stereolithography object having only a supporting portion 41 that supports the bottom surface of a desired three-dimensional structure. Even in such a mode, the same effect as the above can be obtained. Further, since the base 42 is not provided, the time for stereolithography can be shortened.

【0041】ここで、支持部41は、光造形体40に重
力によるひずみが掛からないように設けることが好まし
く、その個数は、光造形体40に合わせて適宜選択す
る。また、支持部41の長さや幅は特に限定されない
が、光造形体40を効率よく支持することができ、更に
後の工程で支持部41を除去しやすいように設定する。
Here, it is preferable that the supporting portions 41 are provided so that the stereolithography body 40 is not distorted by gravity, and the number thereof is appropriately selected according to the stereolithography body 40. The length and width of the support portion 41 are not particularly limited, but they are set so that the stereolithography object 40 can be efficiently supported and that the support portion 41 can be easily removed in a later step.

【0042】第二の発明の第二の態様では、図14に示
すように粉末混合光硬化性樹脂からなる所望の三次元粉
末混合樹脂造形体51、該造形体を51を支える粉末混
合光硬化性樹脂からなる支持部50、該支持部50に連
結された粉末混合光硬化性樹脂からなる棒状体52から
構成されている光造形物を用いる。ここで、該支持部
は、光造形体51に余分な応力が掛からないように、光
造形体51の中心部に設けることが好ましい。また、支
持部50の長さや幅は特に限定されないが、光造形体5
1を効率よく支持することができ、更に後の工程で棒状
体52を除去しやすいように設定する。例えば、粉末混
合樹脂造形体51が、平均粒径1ミクロンのアルミナ粉
末材料をスリーボンド社製の紫外線硬化樹脂3042と
体積比30対60で混合した粉末混合光硬化性樹脂を用
いて粉末混合樹脂造形体の重さが3.5mmgのサンプ
ルを造形し、更に脱脂・焼結・熱間等方加圧処理を行う
と、支持部50の断面積が0.5×0.5mmで支持部
50が1箇所でも焼結できることが解った。また、棒状
体は直方体状であっても円柱状であってもよく、うまく
耐熱性ブロックに設置できるものであればよい。図15
は、耐熱性ブロック53上に光造形物を乗せた図であ
り、このような構成で炉に入れる。特徴としては、光造
形体51を上面から吊るすようにしたので、下面に支持
部を造形できない構造の場合に有効である。特に支持部
50は重力方向に力が加わるので、つぶれによる変形が
ない。特にマイクロマシンの部品などの微細構造体で重
量の少ない場合に有効である。
In the second aspect of the second invention, as shown in FIG. 14, a desired three-dimensional powder-mixed resin molded body 51 made of powder-mixed photo-curable resin and powder-mixed photo-curing for supporting the molded body 51. A stereolithographic object is used which is composed of a support portion 50 made of a resin and a rod-shaped body 52 made of a powder-mixed photocurable resin connected to the support portion 50. Here, it is preferable that the supporting portion is provided at the center of the stereolithography body 51 so that an excessive stress is not applied to the stereolithography body 51. Further, the length and width of the support portion 50 are not particularly limited, but the stereolithography object 5
1 can be efficiently supported, and the rod-shaped body 52 can be easily removed in a later step. For example, the powder-mixed resin molding 51 is a powder-mixed resin molding made of a powder-mixed photocurable resin in which an alumina powder material having an average particle diameter of 1 micron is mixed with a UV bond resin 3042 manufactured by ThreeBond at a volume ratio of 30:60. When a sample with a body weight of 3.5 mmg is formed and further subjected to degreasing / sintering / hot isostatic pressing, the cross-sectional area of the supporting part 50 is 0.5 × 0.5 mm and the supporting part 50 is It has been found that sintering can be performed at one place. Further, the rod-shaped body may have a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape as long as it can be properly placed on the heat resistant block. FIG.
[Fig. 3] is a diagram showing a stereolithographic object placed on the heat-resistant block 53, and is placed in a furnace with such a configuration. The feature is that the optical molding 51 is hung from the upper surface, which is effective in the case of a structure in which the support portion cannot be molded on the lower surface. In particular, since the support portion 50 receives a force in the direction of gravity, it is not deformed by being crushed. This is especially effective when the weight is small and is a microstructure such as a part of a micromachine.

【0043】次に図16に示すように、第二の発明の第
二の態様で得られた焼結物の不必要な部分を除去する。
支持部50が1箇所なので除去作業が容易である。な
お、本態様は、当然、各種の変形、変更が可能である。
Then, as shown in FIG. 16, unnecessary portions of the sintered product obtained in the second aspect of the second invention are removed.
Since there is only one support portion 50, the removal work is easy. Naturally, various modifications and changes can be made to this aspect.

【0044】例えば、前記造形物は棒状体52を有する
ので、支持部は前記粉末混合樹脂造形体51を支えるよ
うな支持部であればよい。従って、支持部はフック状、
鍵状、リング状、U字状、球状であってもよく、またつ
り下げる台の形状に造形してもよい。
For example, since the molded article has the rod-shaped body 52, the supporting section may be a supporting section that supports the powder-mixed resin molded body 51. Therefore, the support is hook-shaped,
It may have a key shape, a ring shape, a U shape, a spherical shape, or may be shaped into a hanging table.

【0045】更に、1つの棒状体52に複数の所望の三
次元光造形体を造形することも可能である。また、他の
変形例として、図17に示すような光造形物を挙げるこ
とができる。この光造形物は、粉末混合光硬化性樹脂か
らなる所望の三次元粉末混合樹脂造形体70、該造形体
70を支える粉末混合光硬化性樹脂からなる支持部71
からなっている。このように構成することで支持部71
を光造形体70と一緒に造形することができ、短時間で
所望の三次元の粉末混合樹脂造形物を造形することがで
きる。ここで、支持部71は直方体状であっても円柱状
であってもよく、うまく耐熱性ブロックに設置できるも
のであればよい。またこの態様では図18に示すよう
に、耐熱性ブロック72に造形物を置く。これに上記の
ような焼結・熱間等方加圧処理を施す。次に支持部71
に応力をかけ、得られた焼結物から支持部71を除去す
る(図19)。
Further, it is possible to form a plurality of desired three-dimensional stereolithography objects on one rod-shaped object 52. Further, as another modified example, a stereolithography object as shown in FIG. 17 can be cited. This stereolithography product is a desired three-dimensional powder-mixed resin molded body 70 made of a powder-mixed photocurable resin, and a supporting portion 71 made of a powder-mixed photocurable resin that supports the molded body 70.
It consists of With this configuration, the support portion 71
Can be molded together with the optical molding 70, and a desired three-dimensional powder-mixed resin molded product can be molded in a short time. Here, the supporting portion 71 may have a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape as long as it can be properly installed on the heat resistant block. Further, in this mode, as shown in FIG. 18, the modeled object is placed on the heat resistant block 72. This is subjected to the above-mentioned sintering and hot isostatic pressing. Next, the support portion 71
Is applied to remove the supporting portion 71 from the obtained sintered product (FIG. 19).

【0046】更なる態様として、図24に示す態様とす
ることができる。この光造形物は、前記図21の棒状体
を有する光造形物を組み合わせて格子状としたものであ
り、格子81、該格子と所望の三次元の粉末混合樹脂造
形体80を連結する支持部82、及び粉末混合樹脂造形
体80から構成されている。棒状体を格子状にすること
でより多くの造形体を造形できる。また、支持部を有す
る光造形体(例えば62)を棒状体に複数設け、該棒状
体を更に格子状にしたり、これらを複数立体的に重ねて
立体形状にすることで、より多くの粉末混合樹脂造形体
を造形できる。特に炉の形状による炉内の温度分布状態
に合わせて、支持部の設計をすることができるので効率
的である。
As a further mode, the mode shown in FIG. 24 can be adopted. This stereolithography product is a stereolithography product formed by combining the stereolithography products having the rod-shaped body shown in FIG. 21, and a grid 81, and a support portion for connecting the grid and a desired three-dimensional powder-mixed resin molding 80. 82 and a powder-mixed resin molded body 80. By forming the rod-shaped body into a lattice, more shaped bodies can be formed. Further, by providing a plurality of stereolithography bodies (for example, 62) each having a supporting portion on a rod-shaped body and further forming the rod-shaped body into a lattice shape or by stacking a plurality of these three-dimensionally to form a three-dimensional shape, more powder mixture can be obtained. A resin molding can be molded. In particular, the support portion can be designed according to the temperature distribution state in the furnace due to the shape of the furnace, which is efficient.

【0047】また、複数の光造形体を有する光造形物を
造形する場合は、所望の三次元の粉末混合樹脂造形体を
1種類のもだけでなく他の種類のものでも設計できるの
で、必要な種類や形状だけを支持部と一体で造形するこ
とにより、部品管理がしやすくなり、焼結部品の作りす
ぎや焼結部品が足りないなどの問題がなくなる。
Further, in the case of forming a stereolithography object having a plurality of stereolithography objects, a desired three-dimensional powder-mixed resin molding object can be designed not only by one kind but also by another kind, which is necessary. By molding only different types and shapes integrally with the support part, it becomes easier to manage parts, and problems such as overproduction of sintered parts and lack of sintered parts are eliminated.

【0048】さらに支持部と多種類の粉末混合樹脂造形
体の組み合わせのみをCADで設計するだけで、多量生
産でも多品種生産でも対応できる。さらに支持部と多種
類の粉末混合樹脂造形体の組み合わせのみをCADで設
計するだけで、多量生産でも多品種生産でも対応でき
る。
Further, by designing only the combination of the support portion and the various types of powder-mixed resin shaped bodies by CAD, mass production or multi-product production can be supported. Further, by designing only the combination of the support portion and the various types of powder-mixed resin shaped bodies with CAD, mass production or multi-product production can be achieved.

【0049】このような第二の発明の光造形体の焼結体
製造方法を用いることにより、変形のない、均質な焼結
体が得られる。次に、第三の発明について説明する。
By using the method for producing a sintered body of a stereolithography body according to the second aspect of the invention, a homogeneous sintered body without deformation can be obtained. Next, the third invention will be described.

【0050】第三の発明は、上記(C)に対応するもの
である。第三の発明において、樹脂の除去、焼結、及び
熱間等方加熱処理は、先に第一の発明で説明したとおり
である。
The third invention corresponds to the above (C). In the third invention, the resin removal, the sintering, and the hot isostatic heat treatment are as described in the first invention.

【0051】第三の発明の第一の態様においていては、
前記光造形工程で粉末混合樹脂造形物を造形するときに
図20に示すような所望の三次元粉末混合樹脂造形体か
ら支持部71を切除しやすくする切り欠き74を設け
る。該切り欠き74は、支持部71のa−a’を含み
(図20参照)光造形体70の側面と平行の面に対し
て、断面積が最小となるように設ける。また切り欠き7
4は、支持部71を除去した後の研磨が容易なように、
光造形体70の近傍に設けることが好ましい。また、切
り欠き74は所望の三次元粉末混合樹脂造形体の形状に
あわせ、支持部71の上面・側面・下面のいずれに設け
てもよく、また該切り欠き74は一カ所である必要なな
く、複数個設けてもよい。
In the first aspect of the third invention,
When the powder-mixed resin molded article is molded in the optical molding step, a notch 74 is provided as shown in FIG. 20 for facilitating cutting of the supporting portion 71 from the desired three-dimensional powder-mixed resin molded article. The notch 74 is provided so as to have a minimum cross-sectional area with respect to a plane that includes aa ′ of the support portion 71 (see FIG. 20) and is parallel to the side surface of the stereolithography body 70. Notch 7
4 is for easy polishing after removing the supporting portion 71,
It is preferably provided in the vicinity of the stereolithography 70. In addition, the notch 74 may be provided on any of the upper surface, the side surface, and the lower surface of the supporting portion 71 in accordance with the desired shape of the three-dimensional powder-mixed resin molded body, and the notch 74 need not be located at one place. A plurality of them may be provided.

【0052】更に他の態様として、このような切り欠き
を、上記第二の発明の第一及び第二の態様に設けること
ができる。このような切り欠きを設けたことにより、僅
かな応力をかけるだけで、支持部71を除去することが
可能となる。
As still another aspect, such a notch can be provided in the first and second aspects of the second invention. By providing such a notch, the support portion 71 can be removed by applying a slight stress.

【0053】なお、この第三の発明は、更なる態様とす
ることができる。例えば、上記の吊るすタイプの光造形
物(図4参照)では、図21に示されるように、前記支
持部63を切り欠き64で切除したとき、切除後に支持
部の残留部分が出っ張らないように凹部64を設けるこ
とができる。
The third aspect of the present invention can be further modified. For example, in the hanging type stereolithography (see FIG. 4), when the support portion 63 is cut off by the notch 64 as shown in FIG. 21, the remaining portion of the support portion does not protrude after the cutout. A recess 64 can be provided.

【0054】このように構成することで、図22に示す
ように、支持部71に応力をかけて光造形物から支持部
71を切除した後、支持部の残留部分65を研磨して除
く必要がなく、焼結体の作成が容易になる。
With this structure, as shown in FIG. 22, after the support portion 71 is stressed to cut off the support portion 71 from the stereolithographic object, the remaining portion 65 of the support portion must be removed by polishing. , Which facilitates the production of a sintered body.

【0055】この凹部は、切除部が出っ張らないように
するために設けるので、できるだけ小さい方がよい。こ
のような凹部は先に説明した第三の発明の第一の態様
(図20参照)でも設けることができる。
Since this concave portion is provided to prevent the excised portion from protruding, it is preferable that the concave portion be as small as possible. Such a recess can also be provided in the first aspect of the third invention described above (see FIG. 20).

【0056】更に、第三の発明は、1つの棒状体60に
複数の所望の三次元光造形体62を造形することも可能
である(図23及び24)。更に、図25に示すように
第三の発明を変形することもできる。即ち、粉末混合光
硬化性樹脂からなる所望の三次元の粉末混合樹脂造形体
110、該造形体110を支える粉末混合光硬化性樹脂
からなる支持部111を有する光造形物であって、該支
持部111が僅かずつ異なった大きさになるような構造
をした造形物とすることができる。このような支持部1
11は光造形工程での変形を防止することができる。本
態様でも当然に、上記の切り欠き、凹部を設けることが
可能である。このような第三の発明の光造形物の焼結体
製造方法を用いることにより、変形のない、均質な焼結
体が得られる。
Further, according to the third invention, it is possible to form a plurality of desired three-dimensional stereolithography bodies 62 on one rod-shaped body 60 (FIGS. 23 and 24). Furthermore, the third invention can be modified as shown in FIG. That is, a three-dimensional powder-mixed resin molded article 110 made of a powder-mixed photo-curable resin, and a stereolithography object having a support portion 111 made of a powder-mixed photo-curable resin that supports the molded article 110. It is possible to provide a modeled article having a structure in which the portions 111 have slightly different sizes. Such a support 1
11 can prevent the deformation in the stereolithography process. Also in this aspect, it is of course possible to provide the above-mentioned notch and recess. By using the method for producing a sintered body of the stereolithography object according to the third aspect of the invention, a uniform sintered body without deformation can be obtained.

【0057】[0057]

【作用】光により硬化する光硬化性流動樹脂内に焼結可
能な無機粉末材料を混合した粉末混合光硬化性流動樹脂
を光をスキャンさせながら光照射して光硬化層を形成
し、この光硬化層を複数層積み重ねて三次元造形体を造
形し、得られた粉末混合樹脂造形体の樹脂成分を除去
し、この粉末混合造形体を加熱して焼結体にする。その
後、熱間等方加圧処理を行ない、粉末混合光造形体の焼
結体をうる。この場合、前記粉末混合造形体を加熱して
焼結体にする工程を熱間等方加圧処理として行ってもよ
い。熱間等方加圧処理を行うことによって、変形のな
い、均質な焼結体が得られる。
The light-curable powder-mixed photo-curable resin obtained by mixing the sinterable inorganic powder material in the photo-curable liquid-curable resin that is cured by light is irradiated with light while scanning the light to form a photo-curable layer. A plurality of cured layers are stacked to form a three-dimensional shaped body, the resin component of the obtained powder-mixed resin shaped body is removed, and the powder-mixed shaped body is heated to form a sintered body. Then, hot isostatic pressing is carried out to obtain a powder-mixed stereolithography body. In this case, the step of heating the powder-mixed shaped body to form a sintered body may be performed as hot isostatic pressing. By carrying out the hot isostatic pressing treatment, a homogeneous sintered body without deformation can be obtained.

【0058】更に、上記粉末混合光造形体の焼結体を得
る方法において、得られる三次元造形体に支持部を設
け、これによって変形のない、均質な焼結体を得る。更
に上記支持部に所定の切り欠きを設けることによって、
変形のない、均質な焼結体を得ると共に、該支持部を容
易に除去できる粉末混合光硬化性樹脂造形体の焼結体製
造方法を提供する。
Further, in the method for obtaining a sintered body of the powder-mixed stereolithography body, a supporting portion is provided on the obtained three-dimensional molding body, whereby a uniform sintered body without deformation is obtained. Furthermore, by providing a predetermined notch in the above support,
Provided is a method for producing a sintered body of a powder-mixed photocurable resin molded body, which can obtain a uniform sintered body without deformation and can easily remove the supporting portion.

【0059】[0059]

【実施例】【Example】

実施例1 図9に本発明の粉末混合光造形構造体の焼結体製造方法
の製造フローチャートを示す。まず光硬化性流動樹脂3
0と無機粉末材質31を準備する。前記無機粉末材質は
繊維形状やウィスカーでも良い。光硬化性流動樹脂は
光、例えばX線、紫外線、あるいは可視光等によって硬
化する光硬化性流動樹脂、例えばオリゴマー(エポキシ
アクリレート、ウレタンアクリレートなどの光硬化樹
脂)、反応性希釈剤(モノマー)、光重合開始剤(ベン
ゾイン系、アセトフェノン系などの光開始剤)の3要素
からなっている樹脂を準備する。更に、無機材質として
は、水アトマイズ法またはガスアトマイズ法、例えば高
橋 孝二、辻 一郎、永田 三郎、耐熱合金粉末射出成
形による高温構造部材への適用、工業材料、第39号、
NO12、1991 9月号、P43〜45に詳しく記
載されているような微細粉末を加工する方法などにより
粉体加工した粉末を使用する。また粉体や繊維の加工方
法として金属アルコキシドを常温で加水分解してゾルを
作り、この反応を進めてゲル化した後、低温で焼成して
繊維や粉体を得る、ゾル−ゲル法(作花済夫、ゾル−ゲ
ル法の科学、株式会社アグネ承風社、1988)により
得た粉体を用いてもよい。これらの加工方法により粉体
とした材質には、例えばSUS316L、SUS30
4、Fe−Co−V系(Fe49%.Co49%.V2
%)、Cu−Sn合金、Cu−Ni合金、SiO2 、T
iO2 、ZrO2 、Al23 、BaTiO3 等があ
る。一方、光を透過する材質でソーダガラス、鉛ガラ
ス、パイレックスガラス、エポキシ系、ポリエチレン
系、ポリプロピレン系などでも良い。またウィスカーと
してはアルミナ(Al23 )、チタン酸カリウム(K
2 O・nTiO2 )、グラファイト、ポリオキシメチレ
ン等を加工したものでもよい。このような粉末を、混練
工程において光硬化性流動樹脂に1種類または数種の無
機粉末材料を加圧ニーダー等により混練する。その後、
真空ポンプ等により脱泡を行うか、または温度コントロ
ールが可能な撹拌式の真空脱泡装置等で混練と脱泡を同
時に行い、粉末混合光硬化性流動樹脂を製造する。
Example 1 FIG. 9 shows a manufacturing flowchart of a method for manufacturing a sintered body of a powder-mixed stereolithography structure of the present invention. First, photocurable fluid resin 3
0 and the inorganic powder material 31 are prepared. The inorganic powder material may have a fiber shape or whiskers. The photocurable fluid resin is a photocurable fluid resin that is cured by light, such as X-rays, ultraviolet rays, or visible light, for example, an oligomer (photocurable resin such as epoxy acrylate or urethane acrylate), a reactive diluent (monomer), A resin composed of three elements of a photopolymerization initiator (a photoinitiator such as a benzoin type or an acetophenone type) is prepared. Further, as the inorganic material, a water atomizing method or a gas atomizing method, for example, Koji Takahashi, Ichiro Tsuji, Saburo Nagata, application to high temperature structural member by heat resistant alloy powder injection molding, industrial material, No. 39,
No. 12, September 1991, P43 to 45, powders processed by a method for processing fine powders are used. Also, as a method for processing powders and fibers, a sol-gel method (preparation) in which a metal alkoxide is hydrolyzed at room temperature to form a sol, and this reaction is allowed to proceed to gel and then fired at a low temperature to obtain fibers or powders The powder obtained by Hanao S., Science of Sol-Gel Method, Agne Chengfu Co., Ltd., 1988) may be used. Examples of the material made into powder by these processing methods include SUS316L and SUS30.
4, Fe-Co-V system (Fe49% .Co49% .V2
%), Cu-Sn alloy, Cu-Ni alloy, SiO 2, T
Examples include iO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , and BaTiO 3 . On the other hand, the material that transmits light may be soda glass, lead glass, Pyrex glass, epoxy, polyethylene, polypropylene or the like. As the whiskers, alumina (Al 2 O 3 ) and potassium titanate (K
2 O · nTiO 2 ), graphite, polyoxymethylene, etc. may be processed. In the kneading step, one kind or several kinds of inorganic powder materials are kneaded with such a powder using a pressure kneader or the like. afterwards,
Defoaming is performed by a vacuum pump or the like, or kneading and defoaming are simultaneously performed by a stirring type vacuum defoaming device or the like capable of controlling temperature to produce a powder-mixed photocurable fluid resin.

【0060】次に前記粉末混合光硬化性流動樹脂の光造
形を行う。例えば規制液面法ではタンク内にエレベータ
を挿入し振動を与える手段で粉末混合光硬化性樹脂に振
動を加え、次ぎに、エレベータを所定の位置、即ち底面
に設置されたガラス表面から硬化層一層分に固定する
(図2参照)。エレベータを固定した後、光を所望の形
状に照射し、一層分の硬化層を形成する。更に、所望の
形状に樹脂が硬化したら光を停止する。上記の光照射の
工程を、所望の三次元構造が形成されるまで繰り返す。
この光造形工程は、必要に応じて、脱泡を行いながら進
めることができる。所望の形状が造形された後、エレベ
ータをタンクの外に出す。
Next, stereolithography of the powder-mixed photocurable fluid resin is performed. For example, in the regulated liquid level method, vibration is applied to the powder-mixed photo-curable resin by inserting an elevator into the tank and applying vibration, and then the elevator is moved to a predetermined position, that is, from the glass surface installed on the bottom surface to one cured layer. Fix to minutes (see Figure 2). After fixing the elevator, a desired shape is irradiated with light to form a cured layer for one layer. Further, the light is stopped when the resin is cured into a desired shape. The above light irradiation process is repeated until a desired three-dimensional structure is formed.
This stereolithography process can be carried out while degassing, if necessary. After the desired shape has been shaped, the elevator is brought out of the tank.

【0061】次に得られた三次元構造形体の樹脂成分を
除去する。この樹脂の除去には従来の何れの方法でも用
いることができる。例えば、加熱による燃焼除去を用い
ることができるが、この場合、燃焼除去の温度は光硬化
性流動樹脂の材質により多少異なるが昇温速度5℃/時
間から300℃/時間で最高温度300〜650℃で燃
焼除去を行うことができる。
Next, the resin component of the obtained three-dimensional structure is removed. Any conventional method can be used to remove this resin. For example, combustion removal by heating can be used. In this case, the temperature of combustion removal is slightly different depending on the material of the photocurable fluid resin, but the maximum temperature is 300 to 650 at a temperature rising rate of 5 ° C / hour to 300 ° C / hour. Burn-off can be performed at ° C.

【0062】また、他の樹脂除去方法として、光硬化性
流動樹脂でかつ光硬化後の樹脂が溶液に溶解するもの、
例えば3046または3046Bのような水溶性タイプ
のスリーボンド3000シリーズ光硬化性樹脂を使用す
れば、粉体混合樹脂造形体を水溶液または高湿度雰囲気
中で処理することにより樹脂成分を溶解除去することが
できる。
As another resin removal method, a photocurable fluid resin, in which the resin after photocuring is dissolved in a solution,
For example, if a water-soluble type ThreeBond 3000 series photocurable resin such as 3046 or 3046B is used, the resin component can be dissolved and removed by treating the powder-mixed resin molded body in an aqueous solution or a high humidity atmosphere. .

【0063】次に焼結工程で粉末混合造形体を高温加熱
する。加熱温度はSUS316Lの水アトマイズ粉末の
場合、大気中および窒素雰囲気中で1300℃、3時間
で良好な焼結体ができ、またFe−Co−V系(Fe4
9%、Co49%、V2%)では1440℃にて焼結を
行うことで所望する焼結体を製造することができた。ま
た粉末の平均粒径が1μmのアルミナでは、1200〜
1500℃の温度で1時間以上の焼結時間で良好な焼結
体を得ることができた。
Next, in the sintering step, the powder-mixed shaped body is heated to a high temperature. In the case of the water atomized powder of SUS316L, the heating temperature is 1300 ° C. for 3 hours in the air and the nitrogen atmosphere, and a good sintered body is formed, and the Fe—Co—V system (Fe4
9%, Co49%, V2%), a desired sintered body could be manufactured by performing sintering at 1440 ° C. Further, in the case of alumina having an average particle diameter of powder of 1 μm, 1200 to
A good sintered body could be obtained at a temperature of 1500 ° C. for a sintering time of 1 hour or more.

【0064】次に熱間等方加圧処理を行う。この熱間等
方加熱処理では、高圧下において前記焼結体を更に加熱
焼結をする。熱間等方加熱処理は、高圧ガス発生装置、
真空装置、油圧ユニット、炉構造を有する圧力容器、冷
却装置、加熱電源制御装置、安全装置、製品ハンドリン
グ装置等により構成された熱間等方加熱処理装置によっ
て行われる。この装置は、例えば「等方加圧技術(HP
I・CIP技術と素材開発への応用)日刊工業新聞社」
のような文献で公知となっているものを使用することが
できる。
Next, a hot isostatic pressing process is performed. In this hot isotropic heat treatment, the sintered body is further heated and sintered under high pressure. The hot isotropic heat treatment uses a high-pressure gas generator,
It is performed by a hot isotropic heat treatment device including a vacuum device, a hydraulic unit, a pressure vessel having a furnace structure, a cooling device, a heating power supply control device, a safety device, a product handling device, and the like. This device can be used, for example, in "isotropic pressure technology (HP
I / CIP technology and application to material development) Nikkan Kogyo Shimbun "
Those known in literature such as can be used.

【0065】具体的には、図10に概略図を示した圧力
容器中で熱間等方加熱処理を行う。即ち、加熱装置、断
熱層、弁装置を具備した圧力容器16に焼結体を置き、
所定の圧力、温度下で熱間等方加熱処理を行う。加圧は
アルゴン若しくは窒素を用いることができるが、アルゴ
ンが好ましい。本実施例では、この他の熱間等方加圧処
理で使用しうる炉であればどのようなものであってもよ
い。
Specifically, hot isotropic heat treatment is performed in the pressure vessel whose schematic diagram is shown in FIG. That is, the sintered body is placed in a pressure vessel 16 equipped with a heating device, a heat insulating layer, and a valve device,
Hot isotropic heat treatment is performed under a predetermined pressure and temperature. Argon or nitrogen can be used for pressurization, but argon is preferable. In this embodiment, any furnace may be used as long as it can be used in the hot isostatic pressing process.

【0066】熱間等方加熱処理37は、粉末の種類によ
り条件は異なるが、圧力300〜2000Kgf/cm2 で温
度350〜1950℃の範囲で行なえる。例えば、焼結
された粉末の平均粒径が1μmのアルミナでは、圧力8
00〜1000Kgf/cm2 で温度1350〜1450℃に
おいて、熱間等方加圧処理をすることにより良好な焼結
体を製造することができた。
The hot isotropic heat treatment 37 can be carried out at a pressure of 300 to 2000 Kgf / cm 2 and a temperature of 350 to 1950 ° C., although the conditions vary depending on the type of powder. For example, in the case of alumina having an average particle diameter of sintered powder of 1 μm, the pressure is 8
A good sintered body could be manufactured by performing hot isostatic pressing at a temperature of 1350 to 1450 ° C. at a temperature of 0 to 1000 Kgf / cm 2 .

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】また第2図に記載した規制液面法により製
造し、熱間等方加圧処理を行っていない焼結体を第5図
に示す。熱間等方加圧処理を行っていない焼結体200
では、積層されている凹凸のある側面部21、層の剥離
により発生した空隙となっている剥離部22が生じた。
このように規制液面法により積層形成しながら三次元形
状の粉末混合樹脂造形体を造形する方法では、2層目の
光硬化性流動樹脂を硬化する為にレーザビームの照射を
止めエレベータ6を一定の間隔上昇させるが、ガラス板
3に貼り付けてある濡れ性の低い材料の変形により、こ
の剥離時に硬化物の外周が変形し、変形したまま光硬化
物が積層する場合があり、空隙となった剥離部22が発
生し、良好な焼結体が得られなかった。
FIG. 5 shows a sintered body manufactured by the regulated liquid level method shown in FIG. 2 and not subjected to hot isostatic pressing. Sintered body 200 not subjected to hot isostatic pressing
Then, the uneven side surface portion 21 and the peeling portion 22 which is a void generated by peeling of the layer were formed.
In this way, in the method of forming a three-dimensional powder-mixed resin molded body while forming layers by the regulated liquid level method, in order to cure the second layer of photocurable resin, the laser beam irradiation is stopped and the elevator 6 is stopped. Although the distance is increased by a certain distance, the outer periphery of the cured product may be deformed during this peeling due to the deformation of the material with low wettability attached to the glass plate 3, and the photocured product may be laminated while being deformed. A peeled portion 22 was formed, and a good sintered body could not be obtained.

【0069】これに対し、熱間等方加圧処理を行えば良
好な焼結体が得られることが解った。熱間等方加圧処理
を行った焼結体を図6に示す。熱間等方加圧処理を行っ
た焼結体210は剥離部が修正されて焼結されている。
この現象は熱間等方加圧処理により粒成長が促進され、
表面エネルギーの最小状態すなわち粒界の表面積を減少
させる方向に変化が起こる。そのため微小な隙間を無く
す方向に粒界が成長するため剥離部がなくなる。本実施
例では熱間等方加圧処理を行っていない焼結体の剥離部
は5箇所であったが、熱間等方加圧処理を行った焼結体
は剥離部が修正され、剥離部の発生が認められなかっ
た。
On the other hand, it was found that a good sintered body can be obtained by carrying out the hot isostatic pressing treatment. FIG. 6 shows a sintered body that has been subjected to hot isostatic pressing. The sintered body 210 that has been subjected to hot isostatic pressing is sintered with the peeled portion corrected.
In this phenomenon, grain growth is accelerated by hot isostatic pressing,
A change occurs in a direction in which the minimum state of surface energy, that is, the surface area of grain boundaries is reduced. As a result, the grain boundary grows in the direction that eliminates the minute gaps, so that there is no peeling portion. In the present example, the peeled portion of the sintered body which was not subjected to the hot isostatic pressing treatment was at five places, but the peeled portion was corrected and peeled off in the sintered body which was subjected to the hot isostatic pressing treatment. No part was observed.

【0070】さらに光造形による造形体特有の積層側面
の凹凸による段差も微小な隙間であり、この凹凸による
段差で発生する隙間も、脱脂・焼結・熱間等方加圧処理
により造形体が収縮すること、及び熱間等方加圧処理に
より隙間を小さくする方向に粒界が成長することにより
減少する。
Further, the step due to the unevenness on the laminated side surface peculiar to the modeled body by the optical molding is also a minute gap, and the clearance generated by the steppedness due to the concavo-convex shape is also formed by degreasing, sintering and hot isostatic pressing. It is reduced by shrinking and grain boundaries growing in the direction of reducing the gap by hot isostatic pressing.

【0071】なお、この実施例の各構成は、当然、各種
の変形、変更が可能である。例えば、熱間等方加圧処理
の炉が温度設定条件をプログラム制御することで焼結工
程と熱間等方加圧処理を分割せずに1つの炉で行うこと
ができる。また、熱による樹脂除去工程を行う場合、蒸
発する樹脂による炉への悪影響が無ければ、1つの炉で
燃焼除去による樹脂除去工程、焼結工程及び熱間等方加
圧処理工程を行うことができる。
Naturally, each structure of this embodiment can be modified and changed in various ways. For example, in the hot isostatic pressing furnace, the sintering process and the hot isostatic pressing processing can be performed in one furnace by controlling the temperature setting conditions by program control. Further, when the resin removing step by heat is performed, the resin removing step by burning removal, the sintering step and the hot isostatic pressing step may be performed in one furnace if there is no adverse effect on the furnace due to the evaporated resin. it can.

【0072】更に、樹脂除去工程、焼結工程を加圧・高
温下で行うことによって樹脂除去工程後の工程を熱間等
方加圧処理として一工程で行うことも可能である。 実施例2 図11〜13に本発明の粉末混合光造形造形体の焼結体
製造方法及び焼結体を示す。
Furthermore, by performing the resin removing step and the sintering step under pressure and at a high temperature, it is possible to perform the step after the resin removing step as a hot isostatic pressing process in one step. Example 2 FIGS. 11 to 13 show a sintered body manufacturing method and a sintered body of the powder-mixed stereolithography model of the present invention.

【0073】本実施例の樹脂除去工程、焼結工程、熱間
等方加圧処理は上記実施例1と同様である。また、光造
形工程も同様であるが、当該工程で得られる光造形体を
種々変更する。
The resin removing step, the sintering step, and the hot isostatic pressing in this embodiment are the same as those in the first embodiment. Further, the same applies to the stereolithography process, but the stereolithography body obtained in the process is variously modified.

【0074】図11は、本実施例の光造形物を表したも
のであり、図12に該光造形物を焼結する場合の一態様
を示した。本実施例の光造形物は、粉末混合光硬化性樹
脂からなる所望の三次元粉末混合樹脂造形体40、該造
形体40を支える粉末混合光硬化性樹脂からなる支持部
41、該支持部41のみが接する粉末混合光硬化性樹脂
からなる台42から構成されている。図12は図11の
光造形物を耐熱性のブロック43の上に置いた図であ
る。このような状態で脱脂・焼結・熱間等方加圧処理を
行った。耐熱性ブロックを用いて焼結、熱間等方加圧処
理を行うと、光造形体は収縮するが、耐熱性ブロックは
光造形体ほど収縮せず、光造形体と耐熱ブロックの接触
部分で変形が起こるが、図11のように第42と支持部
41を設けることにより、光造形体40が直接耐熱性ブ
ロックに接しないので収縮の影響を受けず、均一で焼結
密度の高い三次元焼結体を得ることができた。
FIG. 11 shows the stereolithography product of this embodiment, and FIG. 12 shows one embodiment of sintering the stereolithography product. The stereolithography product of this embodiment includes a desired three-dimensional powder-mixed resin molded body 40 made of a powder-mixed photocurable resin, a support portion 41 made of a powder-mixed photocurable resin that supports the molded body 40, and the support portion 41. Only the powder-mixed photo-curable resin 42 is in contact with the base 42. FIG. 12 is a diagram in which the stereolithography object of FIG. 11 is placed on the heat resistant block 43. In such a state, degreasing, sintering, and hot isostatic pressing were performed. When a heat-resistant block is used for sintering and hot isostatic pressing, the stereolithography object shrinks, but the heat-resistant block does not shrink as much as the stereolithography object, and the contact area between the stereolithography object and the heat-resistant block does not. Although the deformation occurs, by providing the forty-second part and the supporting part 41 as shown in FIG. 11, the stereolithography object 40 is not directly in contact with the heat-resistant block, so that it is not affected by shrinkage, and is three-dimensional with uniform and high sintering density. A sintered body could be obtained.

【0075】また、複雑な三次元構造体の場合(図示せ
ず)は、ブロック43に置くときに重力により部分的な
応力が掛からないように置かないと、脱脂・焼結工程で
つぶれなどの変形が起こること、更にはマイクロマシン
等の部品となる微細な構造体で数〜数十ミクロンの寸法
精度が要求される場合には、ブロックの上に置くときに
微細な光造形体を部分的な応力が掛からないように方向
をきめて置くことが必要であるが、これは極めて困難で
あることが挙げられる。しかし、図11のように所望の
三次元粉末混合樹脂造形体40を支える支持部41を該
粉末混合樹脂造形体40と一体に設けたことにより、粉
末混合樹脂造形体40に加わる重力による部分的な応力
を軽減することができ、焼結・熱間等方加圧処理におけ
る変形が少なくなる。さらに、該光造形体と支持部を同
一材質で作成することができるので脱脂・焼結・熱間等
方加圧処理時の収縮に対しても支えとなる支持部が光造
形体と同一比率で収縮することになり、光造形体の収縮
の影響を受けずにすみ、変形を防止することができた。
Further, in the case of a complicated three-dimensional structure (not shown), unless it is placed on the block 43 so as not to be partially stressed by gravity, it may be crushed in the degreasing / sintering process. If deformation occurs, and if a dimensional accuracy of several to several tens of microns is required for a fine structure that will be a part of a micromachine, etc., the fine stereolithography object should be partially removed when it is placed on the block. It is necessary to set the orientation so that it is not stressed, but this is extremely difficult. However, as shown in FIG. 11, the support portion 41 for supporting the desired three-dimensional powder-mixed resin molded body 40 is provided integrally with the powder-mixed resin molded body 40. Stress can be reduced, and deformation during sintering and hot isostatic pressing is reduced. Further, since the stereolithography body and the support portion can be made of the same material, the proportion of the support portion supporting the shrinkage during degreasing / sintering / hot isostatic pressing is the same as that of the stereolithography body. As a result, it was possible to prevent the deformation without being affected by the shrinkage of the stereolithography body.

【0076】次に、得られた焼結物を所望の造形体に加
工した。この工程を図13で説明する。図13は焼結物
から台42と支持部41を除去する一連の図である。ま
ず、支持部に部分的な応力を加えて切断した(Aから
B)。次に僅かに残った支持部の切断部を研磨し、所望
の構造の造形物を得た。このように不必要となった支え
部を除去することで変形が少ない焼結造形体を得ること
ができた。
Next, the obtained sintered product was processed into a desired shaped body. This step will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a series of diagrams for removing the base 42 and the support portion 41 from the sintered product. First, the supporting portion was cut by applying a partial stress (A to B). Next, the cut portion of the supporting portion, which was slightly left, was polished to obtain a molded article having a desired structure. By removing the unnecessary supporting portions in this way, it was possible to obtain a sintered shaped body with little deformation.

【0077】例えば、所望の三次元の構造の底面部に支
えとなる支持部41のみを有している光造形物を用いて
焼結・熱間等方加圧処理を行うことができる。このよう
な態様でも上記と同様の効果を得ることができる。更
に、台42を設けていないので、造形時間の短縮につな
がる。
For example, sintering / hot isostatic pressing can be performed using a stereolithography object having only a supporting portion 41 that supports the bottom surface of a desired three-dimensional structure. Even in such a mode, the same effect as the above can be obtained. Further, since the table 42 is not provided, the modeling time can be shortened.

【0078】ここで、支持部41は、光造形体40に重
力によるひずみが掛からないように設けることが好まし
い。本実施例では、図11に示すように光造形体の四隅
に支持部を1つずつ設けたが、その個数は、光造形体に
合わせて適宜選択することができる。また、支持部41
の長さや幅は特に限定されないが、光造形体40を効率
よく支持することができ、更に後の工程で支持部41を
除去しやすいように設定する。
Here, it is preferable that the support portion 41 is provided so that the stereolithography body 40 is not strained by gravity. In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the support portions are provided at the four corners of the stereolithography body, respectively, but the number can be appropriately selected according to the stereolithography body. In addition, the support portion 41
The length and the width of are not particularly limited, but they are set so that the stereolithographic object 40 can be efficiently supported and the supporting portion 41 can be easily removed in a later step.

【0079】実施例3 図14〜16に本発明の粉末混合光造形体の焼結体製造
方法及び焼結物を示す。
Example 3 FIGS. 14 to 16 show a method for producing a sintered body of a powder-mixed stereolithographic molding product according to the present invention and a sintered product.

【0080】本実施例の樹脂除去工程、焼結工程、熱間
等方加圧処理は上記実施例1と同様である。また、光造
形工程も同様であるが、当該工程で得られる光造形体を
種々変更する。
The resin removing step, the sintering step, and the hot isostatic pressing process of this embodiment are the same as those of the above-mentioned first embodiment. Further, the same applies to the stereolithography process, but the stereolithography body obtained in the process is variously modified.

【0081】本実施例では、図14に示すように粉末混
合光硬化性樹脂からなる所望の三次元粉末混合樹脂造形
体51、該造形体51を支える粉末混合光硬化性樹脂か
らなる支持部50、該支持部50に連結された粉末混合
光硬化性樹脂からなる棒状体52から構成されている光
造形物を用いた。ここで、該支持部は、光造形体51に
余分な応力が掛からないように、光造形体51の中心部
に設けた。また、支持部50の長さや幅は特に限定され
ないが、光造形体51を効率よく支持することができ、
更に後の工程で棒状体52を除去しやすいように設定す
ればよい。例えば、粉末混合樹脂造形体51が、平均粒
径1ミクロンのアルミナ粉末材料をスリーボンド社製の
紫外線硬化樹脂3042と体積比30対60で混合した
粉末混合光硬化性樹脂を用いて粉末混合樹脂造形物の重
さが3.5mgのサンプルを造形し、更に脱脂・焼結・熱
間等方加圧処理を行うと、支持部50の断面積が0.5
×0.5mmで支持部50が1箇所でも焼結できた。ま
た、棒状体は直方体状であっても円柱状であってもよ
く、うまく耐熱性ブロックに設置できるものであればよ
い。図15は、耐熱性ブロック53上に光造形体5を乗
せた図であり、このような構成で炉に入れる。特徴とし
ては、光造形体51を上面から吊るすようにしたので、
下面に支持部を造形できない構造の場合に有効である。
特に支持部50は重力方向に力が加わるので、つぶれに
よる変形が生じない。特にマイクロマシンの部品などの
微細構造体で重量の少ない場合に有効である。
In this embodiment, as shown in FIG. 14, a desired three-dimensional powder-mixed resin shaped body 51 made of a powder-mixed photocurable resin and a supporting portion 50 made of a powder-mixed photocurable resin for supporting the shaped body 51 are used. A stereolithographic object including a rod-shaped body 52 made of a powder-mixed photocurable resin connected to the supporting portion 50 was used. Here, the supporting portion is provided at the center of the stereolithography body 51 so that an excessive stress is not applied to the stereolithography body 51. Further, the length and width of the support portion 50 are not particularly limited, but the stereolithography body 51 can be efficiently supported,
Further, it may be set so that the rod-shaped body 52 can be easily removed in a later step. For example, the powder-mixed resin molding 51 is a powder-mixed resin molding made of a powder-mixed photocurable resin in which an alumina powder material having an average particle diameter of 1 micron is mixed with a UV bond resin 3042 manufactured by ThreeBond at a volume ratio of 30:60. When a sample with a weight of 3.5 mg was formed, and degreasing, sintering, and hot isostatic pressing were performed, the cross-sectional area of the support 50 was 0.5.
With 0.5 mm, the supporting part 50 could be sintered even at one place. Further, the rod-shaped body may have a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape as long as it can be properly placed on the heat resistant block. FIG. 15 is a diagram in which the stereolithography object 5 is placed on the heat resistant block 53, and is put in the furnace with such a configuration. As a feature, since the stereolithography object 51 is hung from the upper surface,
This is effective in the case of a structure in which the support portion cannot be formed on the lower surface.
In particular, since the support portion 50 receives a force in the direction of gravity, it is not deformed by being crushed. This is especially effective when the weight is small and is a microstructure such as a part of a micromachine.

【0082】次に図16に示すように、本実施例で得ら
れた焼結物の不必要な部分を除去した。支持部50が1
箇所なので除去作業が容易である。なお、実施例は、当
然、各種の変形、変更が可能である。
Then, as shown in FIG. 16, unnecessary portions of the sintered product obtained in this example were removed. 1 support part 50
Since it is a part, the removal work is easy. The embodiment can of course be modified or changed in various ways.

【0083】例えば、前記造形物は、棒状体52を有す
るので、支持部は前記粉末混合樹脂造形体51を支える
ような支持部であればよい。従って、支持部はフック
状、鍵状、リング状、U字状、球状であってもよく、ま
たつり下げる台の形状に造形してもよい。
For example, since the molded article has the rod-shaped body 52, the supporting section may be a supporting section that supports the powder-mixed resin molded body 51. Therefore, the supporting portion may have a hook shape, a key shape, a ring shape, a U shape, a spherical shape, or may be formed into a hanging table shape.

【0084】更に、1つの棒状体52に複数の所望の三
次元光造形体を造形することも可能である。また、他の
変形例として、図17に示すような光造形物を挙げるこ
とができる。この光造形物は、粉末混合光硬化性樹脂か
らなる所望の三次元粉末混合樹脂造形体70、該造形体
70を支える粉末混合光硬化性樹脂からなる支持部71
からなっている。このように構成することで支持部71
を光造形体70と一緒に造形することができ、短時間で
所望の三次元の粉末混合樹脂造形物を造形することがで
きる。ここで、支持部71は直方体状であっても円柱状
であってもよく、うまく耐熱性ブロックに設置できるも
のであればよい。またこの態様では図18に示すよう
に、耐熱性ブロック72に造形物を置き、実施例1で示
したような焼結・熱間等方加圧処理を施す。次に支持部
71に応力をかけ、得られた焼結物から支持部71を除
去する(図19)。
Further, it is possible to form a plurality of desired three-dimensional stereolithography objects on one rod-shaped object 52. Further, as another modified example, a stereolithography object as shown in FIG. 17 can be cited. This stereolithography product is a desired three-dimensional powder-mixed resin molded body 70 made of a powder-mixed photocurable resin, and a supporting portion 71 made of a powder-mixed photocurable resin that supports the molded body 70.
It consists of With this configuration, the support portion 71
Can be molded together with the optical molding 70, and a desired three-dimensional powder-mixed resin molded product can be molded in a short time. Here, the supporting portion 71 may have a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape as long as it can be properly installed on the heat resistant block. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 18, the molded article is placed on the heat resistant block 72 and subjected to the sintering / hot isostatic pressing treatment as shown in the first embodiment. Next, stress is applied to the supporting portion 71, and the supporting portion 71 is removed from the obtained sintered product (FIG. 19).

【0085】このような本実施例の光造形体の焼結体製
造方法を用いることにより、変形のない、均質な焼結体
が得られる。 実施例4 図21及び22に本発明の粉末混合樹脂造形体の焼結体
製造方法を示す。
By using the method for producing a sintered body of a stereolithography body according to this embodiment, a homogeneous sintered body without deformation can be obtained. Example 4 FIGS. 21 and 22 show a method for producing a sintered body of a powder-mixed resin shaped body of the present invention.

【0086】本実施例においても樹脂除去工程、焼結工
程、熱間等方加圧処理は上記実施例1と同様である。ま
た、光造形工程も同様であるが、当該工程で得られる光
造形体を種々変更する。
Also in this embodiment, the resin removing step, the sintering step and the hot isostatic pressing treatment are the same as those in the above-mentioned embodiment 1. Further, the same applies to the stereolithography process, but the stereolithography body obtained in the process is variously modified.

【0087】第21図は粉末混合光硬化性樹脂からなる
所望の三次元の粉末混合樹脂造形体62、該造形体62
を支える粉末混合光硬化性樹脂からなる支持部61が設
けられている造形体を表す。該支持部61には、支持部
を切除しやすくする切り欠き63、及び支持部61の切
除後に、切除部が出っ張らないように凹部64が設けら
れている。この凹部は、切除部が出っ張らないようにす
るために設けるので、できるだけ小さい方がよい。図2
2は焼結物から支持部61に応力をかけて切除する図で
ある。本実施例のように構成することで支持部に応力を
かけるだけで粉末混合樹脂造形物の焼結物から支持部6
1と棒状体60を容易に切除することができ、更に切除
後の出っ張り部65を研磨する必要がない。
FIG. 21 shows a desired three-dimensional powder-mixed resin molded body 62 made of a powder-mixed photocurable resin, and the molded body 62.
3 shows a shaped body provided with a support portion 61 made of a powder-mixed photo-curable resin that supports the above. The support portion 61 is provided with a notch 63 for facilitating the excision of the support portion, and a recess 64 for preventing the excised portion from protruding after the support portion 61 is excised. Since this recess is provided to prevent the excised part from protruding, it is preferable that the recess be as small as possible. Figure 2
2 is a diagram in which stress is applied to the support 61 from the sinter to cut it off. By constructing as in this embodiment, it is possible to change the support 6 from the sintered product of the powder-mixed resin molding by simply applying stress to the support.
1 and the rod-shaped body 60 can be easily cut, and it is not necessary to polish the protruding portion 65 after cutting.

【0088】なお、この実施例は、当然、各種の変形、
変更が可能である。例えば、図20に示すように粉末混
合光硬化性樹脂からなる所望の三次元粉末混合樹脂造形
体70、該造形体70を支える粉末混合光硬化性樹脂か
らなる支持部71、及び切り欠き74を有する光造形物
とすることことができる。このように構成することで支
持部に応力をかけるだけて粉末混合樹脂成形物の焼結体
から支持部71を容易に切除することが可能になる。
It should be noted that this embodiment is, of course, various modifications,
It can be changed. For example, as shown in FIG. 20, a desired three-dimensional powder-mixed resin molded body 70 made of a powder-mixed photocurable resin, a supporting portion 71 made of a powder-mixed photocurable resin for supporting the molded body 70, and a notch 74 are provided. It can be a stereolithography object. With such a configuration, it becomes possible to easily cut off the supporting portion 71 from the sintered body of the powder-mixed resin molded product simply by applying stress to the supporting portion.

【0089】図20では凹部を設けていないが、図21
のように支持部の回りに凹部を設けることも可能であ
る。本実施例の支持部は、所望の三次元粉末混合樹脂造
形体62若しくは70の形状にあわせ上面・側面・下面
のいずれに設けてもよく(この場合、支持部の形状は焼
結時に粉末混合光造形体が耐熱ブロックに好適に設置で
きるように適宜選択する。)また、複数個組み合わせで
形成することもできる。
In FIG. 20, the concave portion is not provided, but in FIG.
It is also possible to provide a concave portion around the support portion as described above. The support portion of this embodiment may be provided on any of the upper surface, side surface, and lower surface according to the desired shape of the three-dimensional powder-mixed resin molded body 62 or 70 (in this case, the shape of the support portion is powder-mixed during sintering). It is appropriately selected so that the stereolithography object can be suitably installed on the heat-resistant block.) Also, a plurality of combinations can be formed.

【0090】更に、本実施例は、上記図20で示した変
形例の切り欠き74を持たない構成とすることができ
る。この例を図17及び18に示す。図17は光造形物
を示すものであり、粉末混合光硬化性樹脂からなる所望
の三次元の粉末混合樹脂造形体70、該造形体70を支
える粉末混合光硬化性樹脂からなる支持部71から構成
されている。第17図は耐熱性ブロック72に図17の
光造形物をおいた図であり、このような構成で炉に入れ
ることで実施例2と同様の効果が得られる。
Furthermore, the present embodiment may have a structure not having the cutout 74 of the modification shown in FIG. An example of this is shown in FIGS. FIG. 17 shows an optical molding, which includes a desired three-dimensional powder-mixed resin molded body 70 made of a powder-mixed photocurable resin and a support portion 71 made of a powder-mixed photocurable resin for supporting the molded body 70. It is configured. FIG. 17 is a diagram showing the heat-resistant block 72 on which the stereolithographic object of FIG. 17 is placed, and the same effect as that of the second embodiment can be obtained by placing it in the furnace with such a configuration.

【0091】図19は焼結によって得られた焼結物の支
持部71に部分的に応力を加えて切断した図である。支
持部71を除去した後の残部73を研磨し、所望の焼結
体を得る。
FIG. 19 is a view in which the supporting portion 71 of the sintered product obtained by sintering is partially stressed and cut. The remaining portion 73 after removing the supporting portion 71 is polished to obtain a desired sintered body.

【0092】更に、実施例1で説明したように、光造形
物を造形するには、粉末混合硬化性樹脂を2次元平面で
硬化させ、薄い膜状の硬化層を作り、これを複数層積み
重ね、所望の三次元造形物を造形する。従って、図17
のような構造の光造形物を得る場合には、光造形体を作
成するための2次元平面と同一の平面で、その一部を支
持部とするように造形するだけで良いので、支持部を作
成するためだけに硬化層を複数積層させる必要がない。
このため光造形機のエレベータを動かす回数が少なくな
り粉末混合樹脂造形物の造形時間を短縮することができ
る。
Further, as described in Example 1, in order to form an optical molding, the powder-mixed curable resin is cured in a two-dimensional plane to form a thin film-shaped cured layer, and a plurality of layers are stacked. , Modeling the desired three-dimensional model. Therefore, FIG.
When obtaining a stereolithography object having a structure like the one described above, it is sufficient to perform sculpting so that a part of the sculpture is on the same plane as the two-dimensional plane for creating the stereolithography body. It is not necessary to stack a plurality of hardened layers just to create the.
Therefore, the number of times the elevator of the stereolithography machine is moved is reduced, and the molding time of the powder-mixed resin molding can be shortened.

【0093】なお、この実施例の各構成は、当然、各種
の変形、変更が可能である。例えば、上記と同様な凹部
または切り欠きなどを光造形工程で造形することができ
る。
Naturally, various modifications and changes can be made to the respective structures of this embodiment. For example, the same recesses or cutouts as described above can be formed in the stereolithography process.

【0094】なお、この変形例として図25に示した光
造形物を挙げることができる。該光造形物は、粉末混合
光硬化性樹脂からなる所望の三次元の粉末混合樹脂造形
体110、該造形体110を支える粉末混合光硬化性樹
脂からなる支持部111を有する光造形物であって、該
支持部111が僅かずつ異なった大きさになるような構
造をした造形物である。このような支持部111は光造
形工程での変形を防止することができる。本実施例でも
当然に、上記の切り欠き、凹部を設けることが可能であ
る。
An example of this modification is the stereolithographic product shown in FIG. The stereolithography product is a stereolithography product having a desired three-dimensional powder-mixed resin molding 110 made of a powder-mixed photocurable resin and a support portion 111 made of a powder-mixed photocurable resin that supports the molding 110. Thus, the support part 111 has a structure in which the sizes are slightly different from each other. Such a support part 111 can prevent deformation in the stereolithography process. In this embodiment as well, it is of course possible to provide the above-mentioned cutouts and recesses.

【0095】実施例5 本実施例の粉末混合樹脂造形体の焼結体製造方法を図2
3を参照して示す。尚、本実施例の樹脂除去工程、焼結
工程、熱間等方加圧処理は上記実施例1と同様である。
また、光造形工程も同様であるが、当該工程で得られる
光造形体を種々変更する。
Example 5 FIG. 2 shows a method for producing a sintered body of a powder-mixed resin shaped body of this example.
It is shown with reference to FIG. The resin removing step, the sintering step, and the hot isostatic pressing in this example are the same as those in Example 1.
Further, the same applies to the stereolithography process, but the stereolithography body obtained in the process is variously modified.

【0096】第23図には光造形物の形状が示されてい
る。粉末混合光硬化性樹脂からなる所望の三次元の粉末
混合樹脂造形体80、該造形体80を支える粉末混合光
硬化性樹脂からなる支持部81、及び棒状体82から構
成されている。図のように1つの棒状体82に複数の光
造形体80を造形したので、複数の光造形物の焼結物を
一回の焼結・熱間等方加圧処理で得ることがでいる。従
来は、特に微細部品を、一定方向に配列させて炉の中に
入れるのは大変な作業であったが、複数の所望の三次元
の粉末混合樹脂造形体を支持部によりそれぞれが固定さ
れているので構造体が大きく取り扱いやすくなり、複数
の所望の三次元の粉末混合樹脂造形体80が一定方向に
向いているので作業者にとって取り扱いやすくなった。
FIG. 23 shows the shape of an optical molding. A desired three-dimensional powder-mixed resin molded body 80 made of a powder-mixed photo-curable resin, a support portion 81 made of a powder-mixed photo-curable resin for supporting the molded body 80, and a rod-shaped body 82. As shown in the figure, since a plurality of stereolithography objects 80 are formed on one rod-shaped body 82, a sintered product of a plurality of stereolithography objects can be obtained by one-time sintering and hot isostatic pressing. . In the past, it was a difficult task to arrange fine parts in a certain direction and put them in a furnace.However, a plurality of desired three-dimensional powder-mixed resin moldings are fixed to each other by a supporting part. Since the structure is large and easy to handle, a plurality of desired three-dimensional powder-mixed resin shaped bodies 80 are oriented in a fixed direction, which makes it easy for an operator to handle.

【0097】なお、この実施例の各構成は、当然、各種
の変形、変更が可能である。例えば、この変形例として
図24に示す態様とすることができる。この光造形物
は、前記図21の棒状体を有する光造形物を組み合わせ
て格子状とした格子81、該格子と所望の三次元の粉末
混合樹脂造形体80を連結する支持部82、及び粉末混
合樹脂造形体80から構成されている。棒状体を格子状
にすることでより多くの造形体を造形できる。また、支
持部を有する光造形体(例えば62)を棒状体に複数設
け、該棒状体を更に格子状にしたり、これらを複数立体
的に重ねて立体形状にすることで、より多くの粉末混合
樹脂造形体を造形できる。特に炉の形状による炉内の温
度分布状態に合わせて、支持部の設計をすることができ
るので効率的である。
Naturally, each structure of this embodiment can be variously modified and changed. For example, as a modification, the mode shown in FIG. 24 can be adopted. This stereolithography product is a lattice 81 formed by combining the stereolithography products having the rod-shaped bodies shown in FIG. 21 to form a lattice, a support portion 82 connecting the lattice and a desired three-dimensional powder-mixed resin molding 80, and a powder. It is composed of a mixed resin molded body 80. By forming the rod-shaped body into a lattice, more shaped bodies can be formed. Further, by providing a plurality of stereolithography bodies (for example, 62) each having a supporting portion on a rod-shaped body and further forming the rod-shaped body into a lattice shape or by stacking a plurality of these three-dimensionally to form a three-dimensional shape, more powder mixture can be obtained. A resin molding can be molded. In particular, the support portion can be designed according to the temperature distribution state in the furnace due to the shape of the furnace, which is efficient.

【0098】また、複数の光造形体を有する光造形物を
造形する場合は、所望の三次元の粉末混合樹脂造形体を
1種類のもだけでなく他の種類のものでも設計できるの
で、必要な種類や形状だけを支持部と一体で造形するこ
とにより、部品管理がしやすくなり、焼結部品の作りす
ぎや焼結部品が足りないなどの問題がなくなる。
Further, in the case of forming a stereolithography object having a plurality of stereolithography objects, a desired three-dimensional powder-mixed resin molding object can be designed not only by one kind but also by another kind. By molding only different types and shapes integrally with the support part, it becomes easier to manage parts, and problems such as overproduction of sintered parts and lack of sintered parts are eliminated.

【0099】さらに支持部と多種類の粉末混合樹脂造形
体の組み合わせのみをCADで設計するだけで、多量生
産でも多品種生産でも対応できるという効果がある。ま
た、本実施例では、支持部に切り欠きを設けないもの、
及び支持部の周辺に凹部を設けない態様とすることがで
きる。
Further, by designing only the combination of the support part and the various types of powder-mixed resin molded bodies by CAD, there is an effect that both mass production and multi-product production can be supported. Further, in the present embodiment, the support portion is not provided with a notch,
Also, it is possible to adopt a mode in which no recess is provided around the support portion.

【0100】本発明は、上記(A)から(C)に記載し
た以外の発明も包含しうる。以下にこれらを記載する。
尚、上記(A)から(C)は、それぞれ以下の(1)、
(4)及び(9)に対応する。
The present invention may include inventions other than those described in (A) to (C) above. These are described below.
In addition, the above (A) to (C) are respectively the following (1),
It corresponds to (4) and (9).

【0101】(1)光により硬化する光硬化性流動樹脂
内に焼結可能な無機粉末材料を混合した粉末混合光硬化
性流動樹脂の層に光像を照射して光硬化層を形成し、こ
の光硬化層を順次積み重ねて形成することにより、三次
元造形体を造形する光造形工程と、前記粉末混合樹脂造
形体の樹脂成分を除去し、粉末混合造形体にする樹脂除
去工程と、前記粉末混合造形体を加熱し焼結体にする焼
結工程とからなる焼結体製造方法であって、前記焼結工
程が、熱間等方加圧処理によって行われるか、または前
記焼結工程を行った後に更に熱間等方加圧処理を行うこ
とを特徴とした粉末混合光造形体の焼結体製造方法。 (実施例)実施例1が該当する。 (作用・効果)光造形による構造物特有の積層側面にお
ける凹凸段差は常圧で行う焼結よりも熱間等方加圧処理
を行うことでより粒成長が促進される。この場合表面エ
ネルギーの最小状態すなわち粒界の表面積を減少させる
方向に変化が起こる。そのため微小な隙間を無くす方向
に粒界が成長するため積層面の凹凸段差の微細な隙間を
小さくさせる効果がより増大する。従って、積層面の凹
凸段差の微細な隙間が、粉末の粒界が成長促進されるこ
とにより小さくなる。更に、熱間等方加圧処理を行うこ
とで、全体的な収縮が常圧で行う焼結より大きくなるこ
とにより、光造形で生じる構造物特有の積層側面におけ
る凹凸の段差をより小さくすることができる。
(1) A layer of a powder-mixed photocurable fluid resin obtained by mixing a sinterable inorganic powder material into a photocurable fluid resin that is cured by light is irradiated with an optical image to form a photocurable layer, By sequentially stacking and forming this photo-curable layer, a stereolithography process for molding a three-dimensional molded body, a resin removal process for removing a resin component of the powder-mixed resin molded body to form a powder-mixed molded body, and A method for producing a sintered body, comprising the step of heating a powder-mixed shaped body to form a sintered body, wherein the sintering step is performed by hot isostatic pressing or the sintering step. The method for producing a sintered body for powder-mixed stereolithography, further comprising hot isostatic pressing after the above step. (Example) Example 1 is applicable. (Operation / Effect) The unevenness on the laminated side surface peculiar to the structure due to the stereolithography promotes the grain growth more by performing the hot isostatic pressing treatment than the sintering performed under the normal pressure. In this case, the change occurs in the state where the surface energy is at the minimum state, that is, the surface area of the grain boundary is reduced. Therefore, the grain boundaries grow in the direction of eliminating the minute gaps, so that the effect of reducing the minute gaps of the uneven steps of the laminated surface is further increased. Therefore, the minute gaps between the uneven surface of the laminated surface are reduced by the growth promotion of the grain boundaries of the powder. Furthermore, by performing hot isostatic pressing, the overall shrinkage is larger than that of sintering performed at normal pressure, and the unevenness of the unevenness on the stacking side surface that is peculiar to the structure that occurs during stereolithography is further reduced. You can

【0102】(2)上記(1)に記載した焼結体製造方
法に於て、前記焼結工程を常圧で行った後に前記熱間等
方加圧処理を行うことを特徴とした粉末混合光造形構造
体の焼結体製造方法。 (実施例)実施例1が該当する。 (作用・効果)通常、熱間等方加圧処理を行う場合、圧
力差を生じさせるためガラス等の材質からなるカプセル
を使用して圧力差を生じさせるが、微細な三次元構造体
用にガラスのカプセルを製造するのは困難である。そこ
で前記焼結工程後に粉末混合造形体の外周部のみを均一
に焼結さることでカプセルを使用せず圧力差を生じさせ
ることができるので、焼結体内部の空孔を減少させるこ
とができる作用がある。特に微細で複雑な三次元造形体
を熱間等方加圧処理する場合は、微細で複雑な三次元造
形体用のカプセルを製造することはかなり困難となる
が、焼結工程で外周部が均一に焼結させることだけでカ
プセルと同様の効果を得られるのでカプセルを製造する
必要がなくなるという効果がある。さらに、上記(1)
と同様に光造形による造形物特有の積層側面における凹
凸の段差を小さくすることができる。
(2) In the method for producing a sintered body according to (1) above, powder mixing characterized in that the hot isostatic pressing treatment is performed after the sintering step is performed under normal pressure. A method for manufacturing a sintered body of a stereolithography structure. (Example) Example 1 is applicable. (Operation / Effect) Usually, when performing hot isostatic pressing, a pressure difference is generated by using a capsule made of a material such as glass to generate a pressure difference, but for a fine three-dimensional structure Glass capsules are difficult to manufacture. Therefore, since the pressure difference can be generated without using a capsule by uniformly sintering only the outer peripheral portion of the powder-mixed shaped body after the sintering step, it is possible to reduce voids inside the sintered body. It has an effect. Especially when a hot and isotropic pressure treatment is applied to a fine and complicated three-dimensional model, it is considerably difficult to manufacture a capsule for the fine and complicated three-dimensional model, but the outer peripheral part is not produced during the sintering process. Since the same effect as the capsule can be obtained only by uniformly sintering, there is an effect that it is not necessary to manufacture the capsule. Furthermore, the above (1)
Similarly to the above, it is possible to reduce the unevenness of the unevenness on the side surface of the laminate, which is peculiar to the three-dimensional object formed by stereolithography.

【0103】(3)上記(1)に記載した焼結体製造方
法に於て、前記光造形工程が規制液面法による光造形で
あることを特徴とした粉末混合光造形造形体の焼結体製
造方法。 (実施例)実施例1が該当する。 (作用・効果)規制液面法で光造形する場合には、光硬
化、ガラス板からの剥離及び積層を繰り返して三次元形
状の粉末混合樹脂硬化体を光造形するが、ガラス板から
の剥離工程で発生した剥離部が構造体の側面に発生しや
すいという特有の問題があった。しかし、熱間等方加圧
処理を行うことにより、圧力を加えずに行った焼結より
粒成長が促進されるので、表面エネルギーの最小状態す
なわち粒界の表面積を減少させる変化が起こる。そのた
め微小な隙間を無くす方向に粒界が成長するため剥離部
が修正されるという効果がある。とくに微細部品で精度
を要求される部品は、僅かな剥離部が発生しても不良品
となるが、熱間等方加圧処理により剥離部が修正される
ので不良率が減少するという効果がある。
(3) In the method for producing a sintered body according to the above (1), sintering of a powder-mixed stereolithography body characterized in that the stereolithography step is stereolithography by a regulated liquid surface method. Body manufacturing method. (Example) Example 1 is applicable. (Operation / Effect) When stereolithography is performed by the regulated liquid level method, photocuring, peeling from the glass plate, and lamination are repeated to stereo-mold a three-dimensional powder-mixed resin cured product, but peeling from the glass plate There is a peculiar problem that the peeled portion generated in the process is easily generated on the side surface of the structure. However, by performing the hot isostatic pressing treatment, the grain growth is promoted by the sintering performed without applying the pressure, so that the minimum state of the surface energy, that is, the change of reducing the surface area of the grain boundary occurs. Therefore, the grain boundary grows in the direction of eliminating the minute gap, so that the peeled portion is corrected. In particular, fine parts that require high accuracy will be defective even if a slight peeling part occurs, but since the peeling part is corrected by hot isostatic pressing, the defect rate is reduced. is there.

【0104】(4)光により硬化する光硬化性流動樹脂
内に焼結可能な無機粉末材料を混合した粉末混合光硬化
性流動樹脂の層に光像を照射して光硬化層を形成し、こ
の光硬化層を順次積み重ねて形成することにより、三次
元造形体を造形する光造形工程と、前記粉末混合樹脂造
形体の樹脂成分を除去し、粉末混合造形体にする樹脂除
去工程と、前記粉末混合造形体を加熱し焼結体にする焼
結工程と、熱間等方加圧処理工程からなる焼結体製造方
法であって、前記光造形工程において製造される粉末混
合造形体が、前記粉末混合樹脂造形体と一体に造形され
た当該造形体を支える支持部を具備する造形体であり、
前記等方加圧処理工程の後に該支持部を除去する工程を
更に具備することを特徴とした粉末混合光造形体の焼結
体製造方法。 (実施例)実施例2〜5が該当する。 (作用・効果)複雑な三次元構造を有する粉末混合樹脂
造形体を脱脂・焼結する工程で、高温の炉に該粉末混合
樹脂造形体を耐熱性のブロック上または耐熱性の粉末上
に置くとき、重力による部分的な応力が掛からないよう
に置かないと、脱脂・焼結時にに応力による変形が起こ
る。特に複雑な三次元構造体やマイクロマシンの部品と
なる微細な構造体は部分的な応力が集中しないように置
くことは、形状が複雑なため極めて困難である。さら
に、脱脂・焼結工程にて収縮が発生することにより脱脂
・焼結工程での収縮により、耐熱性のブロックまたは粉
末との間の収縮率の違いから応力がかかり変形が起こる
という問題点がある。
(4) A layer of a powder-mixed photocurable fluid resin obtained by mixing a sinterable inorganic powder material into a photocurable fluid resin that is cured by light is irradiated with an optical image to form a photocurable layer, By sequentially stacking and forming this photo-curable layer, an optical modeling step of modeling a three-dimensional model, a resin removing step of removing a resin component of the powder-mixed resin model to form a powder-mixed model, and A sintering step of heating the powder-mixed shaped body into a sintered body, and a sintered body manufacturing method comprising a hot isostatic pressing step, wherein the powder-mixed shaped body manufactured in the optical shaping step comprises: A molded body comprising a support portion that supports the molded body integrally molded with the powder mixed resin molded body,
The method for producing a sintered body of a powder-mixed stereolithography body, further comprising a step of removing the supporting portion after the isotropic pressure treatment step. (Example) Examples 2-5 correspond. (Operation / effect) In the process of degreasing and sintering a powder-mixed resin molded body having a complicated three-dimensional structure, the powder-mixed resin molded body is placed on a heat-resistant block or heat-resistant powder in a high temperature furnace. At this time, unless placed so that partial stress due to gravity is not applied, deformation due to stress occurs during degreasing and sintering. In particular, it is extremely difficult to place a complicated three-dimensional structure or a fine structure which is a component of a micromachine so that partial stress is not concentrated because the shape is complicated. Furthermore, since shrinkage occurs in the degreasing / sintering process, the shrinkage in the degreasing / sintering process causes stress due to the difference in shrinkage ratio between the heat-resistant block and powder, which causes deformation. is there.

【0105】また、粉末材料たとえばBaTiO3 の材
料を焼結させる場合、耐熱性のブロックの上に直接置く
と、耐熱性のブロックの成分たとえばSiO2 と反応し
て溶けてしまうため、耐熱性のブロック上にAl2
3 、ZrO2 の粉末を敷くことを行わなければならな
い。特に圧電特性を有するPZTやPLZTなどは、わ
ずかな化学変化でも圧電特性が変化するので、耐熱性の
ブロック上の粉末成分を適切に選定するしなければなら
ないという問題がある。
Further, in the case of sintering a powder material such as BaTiO 3 material, if it is placed directly on the heat resistant block, it reacts with the component of the heat resistant block such as SiO 2 and melts. Al 2 O on the block
3 , the spreading of ZrO 2 powder must be done. In particular, PZT and PLZT, which have piezoelectric properties, have a problem that the powder properties on the heat-resistant block must be appropriately selected because the piezoelectric properties change even with a slight chemical change.

【0106】本態様のように、該粉末混合樹脂造形体を
支える支持部が該粉末混合樹脂造形体と一体でり、所望
する造形体自体に支えとなる支持部がある作用により接
触面積を小さくすることができ、摩擦力が軽減するので
変形が少なくなる。さらに、造形体と支持部が同一材質
からなることにより脱脂・焼結の収縮に対しても支えと
なる支持部が構造体と同一比率で収縮することにより、
支持部のみが収縮時の変形を受け、所望する造形体は収
縮時の摩擦力を受けにくくなり変形を最小限にすること
ができる。さらに支持部のみが耐熱性のブロックに直接
接触することで所望する造形体に化学反応による溶解や
特性変化を生じさせずに所望する造形体を得ることがで
きるという効果がある。 (5)上記(4)に記載した焼結体製造方法に於て、前
記焼結工程として、もしくは前記焼結工程後に熱間等方
加圧処理を行うことを特徴とした粉末混合光造形構造体
の焼結体製造方法。 (実施例)実施例2が該当する。 (作用・効果)複雑な三次元構造を有する粉末混合樹脂
造形体を脱脂・焼結する工程で、高温の炉に該粉末混合
樹脂造形体を耐熱性のブロック上または耐熱性の粉末上
に置くとき、重力による部分的な応力が掛からないよう
に置かないと、脱脂・焼結時にに応力による変形が起こ
る。特に複雑な三次元構造体やマイクロマシンの部品と
なる微細な構造体は部分的な応力が集中しないように置
くことは、形状が複雑なため極めて困難である。さら
に、脱脂・焼結工程にて収縮が発生することにより脱脂
・焼結工程での収縮により、耐熱性のブロックまたは粉
末との間の収縮率の違いから応力がかかり変形が起こる
という問題点がある。
As in the present embodiment, the supporting portion that supports the powder-mixed resin molded body is integrated with the powder-mixed resin molded body, and the supporting portion that supports the desired molded body itself serves to reduce the contact area. The frictional force is reduced and the deformation is reduced. Furthermore, since the molded body and the support portion are made of the same material, the support portion that supports the shrinkage of degreasing and sintering shrinks at the same ratio as the structure,
Only the support portion is deformed when contracted, and the desired shaped body is less likely to receive the frictional force when contracted, so that the deformation can be minimized. Further, since only the supporting portion is in direct contact with the heat resistant block, there is an effect that the desired shaped body can be obtained without causing dissolution or change in characteristics of the desired shaped body due to a chemical reaction. (5) In the method for producing a sintered body according to (4) above, a powder-mixed stereolithography structure is characterized in that hot isostatic pressing is performed as the sintering step or after the sintering step. Body sintered body manufacturing method. (Example) Example 2 is applicable. (Function / effect) In the process of degreasing and sintering a powder-mixed resin molded body having a complicated three-dimensional structure, the powder-mixed resin molded body is placed on a heat-resistant block or heat-resistant powder in a high-temperature furnace. At this time, unless placed so that partial stress due to gravity is not applied, deformation due to stress occurs during degreasing and sintering. In particular, it is extremely difficult to place a complicated three-dimensional structure or a fine structure which is a component of a micromachine so that partial stress is not concentrated because the shape is complicated. Furthermore, since shrinkage occurs in the degreasing / sintering process, the shrinkage in the degreasing / sintering process causes stress due to the difference in shrinkage ratio between the heat-resistant block or powder and deformation occurs. is there.

【0107】また、粉末材料たとえばBaTiO3 の材
料を焼結させる場合、耐熱性のブロックの上に直接置く
と、耐熱性のブロックの成分たとえばSiO2 と反応し
て溶けてしまうため、耐熱性のブロック上にAl2
3 、ZrO2 の粉末を敷くことを行わなければならな
い。特に圧電特性を有するPZTやPLZTなどは、わ
ずかな化学変化でも圧電特性が変化するので、耐熱性の
ブロック上の粉末成分を適切に選定するしなければなら
ないという問題がある。
Further, in the case of sintering a powder material such as BaTiO 3 material, if it is placed directly on the heat-resistant block, it reacts with the component of the heat-resistant block such as SiO 2 and melts. Al 2 O on the block
3 , the spreading of ZrO 2 powder must be done. In particular, PZT and PLZT, which have piezoelectric properties, have a problem that the powder properties on the heat-resistant block must be appropriately selected because the piezoelectric properties change even with a slight chemical change.

【0108】本態様のように、該粉末混合樹脂造形体を
支える支持部が該粉末混合樹脂造形体と一体でり、所望
する造形体自体に支えとなる支持部がある作用により接
触面積を小さくすることができ、摩擦力が軽減するので
変形が少なくなる。さらに、造形体と支持部が同一材質
からなることにより脱脂・焼結の収縮に対しても支えと
なる支持部が構造体と同一比率で収縮することにより、
支持部のみが収縮時の変形を受け、所望する造形体は収
縮時の摩擦力を受けにくくなり変形を最小限にすること
ができる。さらに支持部のみが耐熱性のブロックに直接
接触することで所望する造形体に化学反応による溶解や
特性変化を生じさせずに所望する造形体を得ることがで
きるという効果がある。
As in the present embodiment, the supporting portion that supports the powder-mixed resin molded body is integrated with the powder-mixed resin molded body, and the supporting portion that supports the desired molded body itself serves to reduce the contact area. The frictional force is reduced and the deformation is reduced. Furthermore, since the molded body and the support portion are made of the same material, the support portion that supports the shrinkage of degreasing and sintering shrinks at the same ratio as the structure,
Only the support portion is deformed when contracted, and the desired shaped body is less likely to receive the frictional force when contracted, so that the deformation can be minimized. Further, since only the supporting portion is in direct contact with the heat resistant block, there is an effect that the desired shaped body can be obtained without causing dissolution or change in characteristics of the desired shaped body due to a chemical reaction.

【0109】(6)上記(4)に記載した焼結体製造方
法であって、前記粉末混合樹脂造形体が、該粉末混合樹
脂造形体を支える支持部と前記支持部と接するように設
けた台を更に具備することを特徴とした焼結体製造方
法。 (実施例)実施例3が該当する。 (作用・効果)前記粉末混合樹脂造形体が、支持部と台
を更に具備するという作用により、粉末混合樹脂造形体
の重力による部分的に加わる応力を底面部から支持部と
台により支えるので重力による応力が大きくなる造形体
でも該応力の影響を小さくすることができる。更に、支
持部を数カ所造形させることができるので安定的に粉末
混合樹脂造形体を支えることができる。よって所望する
焼結体の変形が少なくなる。さらに、支持部、台及び粉
末混合樹脂造形体が同一材質からなることにより脱脂・
焼結・熱間等方加圧処理時の収縮に対しても支持部と粉
末混合樹脂造形体が造形体と同一比率で収縮するので、
構造体収縮時の摩擦力を受けず、粉末混合樹脂造形体の
変形が防止できるという効果がある。
(6) In the method for producing a sintered body according to (4) above, the powder-mixed resin molded body is provided so as to be in contact with a supporting portion for supporting the powder-mixed resin molded body and the supporting portion. A method for producing a sintered body, further comprising a table. (Example) Example 3 is applicable. (Operation / Effect) The powder-mixed resin molded body further includes a support portion and a base, so that the stress exerted on the powder-mixed resin molded body due to gravity is partially supported from the bottom surface portion by the support portion and the base. Even in a molded body in which the stress due to the stress increases, the influence of the stress can be reduced. Further, since the supporting portion can be formed in several places, the powder-mixed resin shaped body can be stably supported. Therefore, the desired deformation of the sintered body is reduced. In addition, the supporting part, the base, and the powder-mixed resin molded body are made of the same material so that degreasing and
Since the supporting part and the powder-mixed resin molded body shrink at the same ratio as the molded body even with respect to shrinkage during sintering and hot isostatic pressing,
There is an effect that deformation of the powder-mixed resin shaped body can be prevented without receiving frictional force when the structure shrinks.

【0110】(7)上記(4)に記載した焼結体製造方
法であって、前記粉末混合樹脂造形体が支持部及び棒状
体を具備し、該前記粉末混合樹脂造形体が前記支持部で
棒状体に取り付けられていることを特徴とした焼結体製
造方法。 (実施例)実施例4が該当する。 (作用・効果)前記粉末混合樹脂造形体が支持部及び棒
状体を具備し、前記粉末混合樹脂造形体が支持部を介し
て、該棒状体に取り付けられている作用により炉の中に
吊るすことができる。特に粉末混合樹脂造形体の重量が
小さい場合に有効である。
(7) In the method for producing a sintered body according to the above (4), the powder-mixed resin shaped body has a supporting portion and a rod-shaped body, and the powder-mixed resin shaped body is the supporting portion. A method for producing a sintered body, characterized in that the sintered body is attached to a rod-shaped body. (Example) Example 4 is applicable. (Operation / Effect) The powder-mixed resin molded body has a support portion and a rod-shaped body, and the powder-mixed resin molded body is hung in the furnace by the action of being attached to the rod-shaped body via the support portion. You can This is especially effective when the weight of the powder-mixed resin shaped body is small.

【0111】また支持部の形状をフック状や鍵状にして
も良いので、形状の小さい炉でも炉内のスペースにあわ
せて支持部の形状を変えることができるためスペースを
有効に使うことができるという効果がある。 (8)上記(4)記載した焼結体製造方法であって、前
記支持部が前記粉末混合樹脂造形体の同一積層面で造形
されていることを特徴とした焼結体製造方法。 (構成)実施例4が該当する。 (作用・効果)前記支持部が前記粉末混合樹脂造形体の
同一積層面で造形されているという作用により支持部の
造形時間を短縮することができる。光造形物を造形する
には、粉末混合硬化性樹脂を2次元平面で硬化させ、薄
い膜状の硬化層を作り、これを複数層積み重ね、所望の
三次元造形物を造形する。従って、本焼結体の製造方法
では、光造形体を作成するための2次元平面と同一の平
面で、その一部を支持部とするように造形するだけで良
いので、支持部を作成するためだけに硬化層を複数積層
させる必要がない。このため光造形機のエレベータを動
かす回数が少なくなり粉末混合樹脂造形物の造形時間を
短縮することができる。
Since the shape of the supporting portion may be hook-shaped or key-shaped, the shape of the supporting portion can be changed according to the space inside the furnace even in a small-sized furnace, so that the space can be effectively used. There is an effect. (8) The method for producing a sintered body according to the above (4), wherein the support portion is formed on the same laminated surface of the powder-mixed resin shaped body. (Structure) The fourth embodiment is applicable. (Operation / Effect) The operation time of forming the support portion can be shortened by the operation that the support portion is formed on the same layered surface of the powder-mixed resin shaped body. In order to model an optical molded article, a powder-mixed curable resin is cured in a two-dimensional plane to form a thin film-shaped cured layer, and a plurality of layers are stacked to form a desired three-dimensional molded article. Therefore, in the manufacturing method of the present sintered body, since it is sufficient to perform the molding on the same plane as the two-dimensional plane for forming the stereolithography body so that a part thereof serves as the support portion, the support portion is formed. Therefore, it is not necessary to stack a plurality of cured layers. Therefore, the number of times the elevator of the stereolithography machine is moved is reduced, and the molding time of the powder-mixed resin molding can be shortened.

【0112】(9)上記(4)に記載した焼結体製造方
法であって、前記造形体の前記支持部に、前記粉末混合
樹脂造形体の近傍において、断面積が最小となる切り欠
きを設けることを特徴とした焼結体製造方法。 (構成)実施例4が該当する。 (作用・効果)支持部を設けた光造形体は、焼結工程又
は焼結工程と熱間等方加圧処理工程後で焼結物から支持
部を切除しなければならない。そのため前記支持部の形
状が前記粉末混合樹脂造形体の近傍において、断面積が
最小となる切り欠きを有するという作用により、切除し
やすくなり、応力を加えることで簡単に切除が可能にな
る。特に複雑な三次元微細部品では、前記支持部を有す
る前記粉末混合樹脂造形体から支持部を除去するために
該造形体を保持したり、該支持部の切除の位置決めなど
はかなり困難であるが、本態様とすることにより、予め
位置決めがされており、僅かな応力を加えることで簡単
に切除が可能になるという効果がある。
(9) In the method for producing a sintered body according to (4) above, a cutout having a minimum cross-sectional area is provided in the support portion of the molded body in the vicinity of the powder mixed resin molded body. A method for manufacturing a sintered body, characterized by comprising: (Structure) The fourth embodiment is applicable. (Operation / Effect) For the stereolithography body provided with the supporting portion, the supporting portion must be cut out from the sintered product after the sintering step or the sintering step and the hot isostatic pressing step. Therefore, the shape of the supporting portion has a notch having a minimum cross-sectional area in the vicinity of the powder-mixed resin shaped body, whereby the cutting is facilitated and the cutting can be easily performed by applying stress. Particularly in a complicated three-dimensional fine part, it is considerably difficult to hold the molded body for removing the supporting portion from the powder-mixed resin molded body having the supporting portion, and to position the cutting of the supporting portion. The present mode has an effect that the positioning is performed in advance and the cutting can be easily performed by applying a slight stress.

【0113】(10)上記(9)に記載した焼結体製造
方法であって、さらに前記支持部と前記粉末混合樹脂造
形体の接合部の周辺が前記粉末混合樹脂造形体の表面に
対して凹部を形成していることを特徴とした焼結体製造
方法。 (実施例)実施例4が該当する。 (作用・効果)支持部は、焼結工程又は焼結工程と熱間
等方加圧処理工程後に光造形物を焼結物とした後に切除
しなければならない。そのためあらかじめ切除しやすく
する切り欠きや支持部の切除残部が出っ張らないよう凹
部を構成することで切り欠きに応力をかけるだけで、支
持部が容易に切除でき、切除後に切除残部が出っ張らな
いので研磨する作業が必要ない。特に複雑な三次元微細
部品の研磨作業は焼結体の構造を維持することが困難で
あるため、研磨する作業が必要ないことは、顕著な効果
となる。
(10) In the method for producing a sintered body according to the above (9), the periphery of the joint between the supporting portion and the powder-mixed resin shaped body is further relative to the surface of the powder-mixed resin shaped body. A method for manufacturing a sintered body, characterized in that recesses are formed. (Example) Example 4 is applicable. (Operation / Effect) The supporting portion must be cut out after the stereolithography product is made into a sintered product after the sintering process or the sintering process and the hot isostatic pressing process. Therefore, the notch that makes it easier to cut in advance and the recess to prevent the uncut portion of the supporting part from protruding do not stress the notch, and the supporting part can be easily cut off. There is no need to do work. Since it is difficult to maintain the structure of the sintered body particularly in the polishing work of complicated three-dimensional fine parts, the need for the polishing work is a remarkable effect.

【0114】(11)上記(4)に記載した焼結体製造
方法であって、前記粉末混合樹脂造形体が複数設けてあ
ることを特徴とした焼結体製造方法。 (実施例)実施例4、5が該当する。 (作用・効果)粉末混合樹脂造形体が複数設けてあるこ
とにより、炉に入れるときの取り扱いも1回で複数個取
り扱える。特に微細部品は取り扱いにくく一定方向に配
列させて炉の中に入れるのは大変な作業であったが、複
数の所望の三次元の粉末混合樹脂造形体が設けてあるの
で造形物自体がおおきくなり取り扱いやすくなる。ま
た、複数の所望の三次元の粉末混合樹脂造形体が一定方
向に向いて造形されうるので作業者が一定方向に配列さ
せる必要がなくなり、より取り扱いやすくなるという効
果がある。
(11) The method for producing a sintered body according to the above (4), wherein a plurality of the powder-mixed resin shaped articles are provided. (Example) Examples 4 and 5 correspond. (Operation / Effect) Since a plurality of powder-mixed resin shaped bodies are provided, a plurality of powder-molded resin shaped bodies can be handled at once in the furnace. In particular, it was difficult to handle minute parts and arrange them in a certain direction and put them in a furnace, but it was difficult to handle them because there were multiple desired three-dimensional powder-mixed resin moldings. Easy to handle. In addition, since a plurality of desired three-dimensional powder-mixed resin shaped bodies can be shaped in a certain direction, it is not necessary for the operator to arrange them in a certain direction, and there is an effect that handling becomes easier.

【0115】(12)上記(7)に記載した焼結体製造
方法であって、前記粉末混合樹脂造形体が棒状体に複数
設けてあることを特徴とした焼結体製造方法。 (実施例)実施例4、5が該当する。 (作用・効果)粉末混合樹脂造形体が複数設けてあるこ
とにより、炉に入れるときの取り扱いも1回で複数個取
り扱える。特に微細部品は取り扱いにくく一定方向に配
列させて炉の中に入れるのは大変な作業であったが、複
数の所望の三次元の粉末混合樹脂造形体が設けてあるの
で造形物自体がおおきくなり取り扱いやすくなる。ま
た、複数の所望の三次元の粉末混合樹脂造形体が一定方
向に向いて造形されうるので作業者が一定方向に配列さ
せる必要がなくなり、より取り扱いやすくなるという効
果がある。
(12) The method for producing a sintered body according to the above (7), characterized in that a plurality of the powder-mixed resin shaped bodies are provided on a rod-shaped body. (Example) Examples 4 and 5 correspond. (Operation / Effect) Since a plurality of powder-mixed resin shaped bodies are provided, a plurality of powder-molded resin shaped bodies can be handled at once in the furnace. In particular, it was difficult to handle minute parts and arrange them in a certain direction and put them in a furnace, but it was difficult to handle them because there were multiple desired three-dimensional powder-mixed resin moldings. Easy to handle. In addition, since a plurality of desired three-dimensional powder-mixed resin shaped bodies can be shaped in a certain direction, it is not necessary for the operator to arrange them in a certain direction, and there is an effect that handling becomes easier.

【0116】(13)上記(7)または(12)に記載
した焼結体製造方法であって、前記粉末混合樹脂造形体
を取り付けた前記棒状体を組合せ、格子状にしたことを
特徴とした焼結体製造方法。 (実施例)実施例5が該当する。 (作用・効果)前記支持部の形状が格子状であるという
作用により、多数の所望の三次元の粉末混合樹脂造形体
を造形することができるので、一回の光造形でより多く
の構造体を造形できる。また多くの構造体を造形できる
ため、炉に入れるときの取り扱いも1回で多数個取り扱
える。特に微細部品は部品は取り扱いにくく、一定方向
に配列させて炉の中に入れるのは大変な作業であった
が、複数の所望の三次元の粉末混合樹脂造形体を固定し
て設けたことにより、構造体がより大きくなり取り扱い
やすく、さらに複数の所望の三次元の粉末混合樹脂造形
体が一定方向に向いているので作業者が一定方向に配列
させる必要がなくなり、より取り扱いやすくなるという
効果がある。
(13) The method for producing a sintered body according to the above (7) or (12), characterized in that the rod-shaped bodies to which the powder-mixed resin molded body is attached are combined to form a lattice. Sintered body manufacturing method. (Example) Example 5 is applicable. (Operation / Effect) Due to the effect that the shape of the support portion is a lattice, a large number of desired three-dimensional powder-mixed resin molded bodies can be molded, so more structures can be manufactured by one-time optical molding. Can be modeled. Further, since many structures can be formed, a large number of units can be handled at one time when they are put into the furnace. Especially for fine parts, it is difficult to handle parts, and it was a difficult task to arrange them in a certain direction and put them in the furnace, but by providing multiple desired three-dimensional powder-mixed resin moldings, , The structure becomes larger and easier to handle, and moreover, a plurality of desired three-dimensional powder-mixed resin shaped bodies are oriented in a certain direction, so that the operator does not need to arrange them in a certain direction, which is an effect that it is easier to handle. is there.

【0117】(14)上記(13)に記載した焼結体製
造方法であって、前記格子状に組合た粉末混合樹脂造形
体をさらに立体的に組み合わせたことを特徴とした焼結
体製造方法。 (実施例)実施例5が該当する。 (作用・効果)格子状を立体的に組み合わせることで、
さらに多くの構造体を造形できるため、炉に入れるとき
の取り扱いも1回で多数個取り扱える。特に微細部品は
部品は取り扱いにくく、一定方向に配列させて炉の中に
入れるのは大変な作業であったが、複数の所望の三次元
の粉末混合樹脂造形体を固定して設けたことにより、構
造体がより大きくなり取り扱いやすく、さらに複数の所
望の三次元の粉末混合樹脂造形体が一定方向に向いてい
るので作業者が一定方向に配列させる必要がなくなり、
より取り扱いやすくなるという効果がある。
(14) The method for producing a sintered body according to the above (13), further comprising three-dimensionally combining the powder-mixed resin shaped bodies combined in the lattice pattern. . (Example) Example 5 is applicable. (Action / effect) By combining three-dimensional grids,
Since more structures can be formed, a large number of units can be handled at one time when they are put into the furnace. Especially for fine parts, it is difficult to handle parts, and it was a difficult task to arrange them in a certain direction and put them in the furnace, but by providing multiple desired three-dimensional powder-mixed resin moldings, , The structure becomes larger and easier to handle, and moreover, a plurality of desired three-dimensional powder-mixed resin molded bodies face in a fixed direction, so that the operator does not need to arrange them in a fixed direction,
It has the effect of being easier to handle.

【0118】[0118]

【発明の効果】第一の発明の焼結体製造方法で、熱間等
方性加圧処理を施すことにより、焼結体の粒成長が促進
されると共に、表面エネルギーの最小状態すなわち粒界
の表面積を減少させる方向に変化が起こるため微小な隙
間を無くすように粒子が成長し、規制液面法で生じうる
剥離部がなくなる。
EFFECTS OF THE INVENTION In the method for producing a sintered body according to the first aspect of the present invention, by performing hot isotropic pressure treatment, the grain growth of the sintered body is promoted, and at the same time, the state of the minimum surface energy, that is, the grain boundary is obtained. Since a change occurs in the direction of decreasing the surface area of the particles, the particles grow so as to eliminate the minute gaps, and there is no peeling portion that can occur in the regulated liquid surface method.

【0119】第一の発明の焼結体製造方法により剥離部
のない、均質な造形体を提供しうる。第二の発明によれ
ば、所望の三次元粉末混合樹脂造形体を支える支持部を
該粉末混合樹脂造形体と一体に設けたことにより、粉末
混合樹脂造形体に加わる重力による部分的な応力を軽減
することができ、焼結・熱間等方加圧処理における変形
が少なくなる。さらに、該光造形体と支持部を同一材質
で作成することができるので脱脂・焼結・熱間等方加圧
処理時の収縮に対しても支えとなる支持部が光造形体と
同一比率で収縮することになり、光造形体の収縮の影響
を受けずにすみ、変形を防止することができる。
By the method for producing a sintered body of the first invention, it is possible to provide a homogeneous shaped body having no peeling portion. According to the second aspect of the present invention, since the supporting portion that supports the desired three-dimensional powder-mixed resin molded body is provided integrally with the powder-mixed resin molded body, partial stress due to gravity applied to the powder-mixed resin molded body is reduced. It can be reduced, and the deformation during sintering and hot isostatic pressing is reduced. Further, since the stereolithography body and the support portion can be made of the same material, the proportion of the support portion supporting the shrinkage during degreasing / sintering / hot isostatic pressing is the same as that of the stereolithography body. Therefore, it is possible to prevent the deformation without being affected by the contraction of the stereolithography object.

【0120】第三の発明によれば、所望の三次元の粉末
混合樹脂造形体に、該造形体を支える支持部を設け、該
支持部には、支持部を切除しやすくする切り欠きが設け
られ、更に支持部の回りには、支持部の切除部が出っ張
らないように凹部が設けられている。このように構成す
ることで支持部に応力をかけるだけで粉末混合樹脂造形
物の焼結物から支持部と焼結体を容易に切除することが
でき、更に切除後の出っ張た部分を研磨する必要がな
い。
According to the third aspect of the present invention, a desired three-dimensional powder-mixed resin molded body is provided with a supporting portion for supporting the molded body, and the supporting portion is provided with a notch for easily cutting the supporting portion. Further, a concave portion is provided around the support portion so that the cutout portion of the support portion does not protrude. With this configuration, it is possible to easily cut off the supporting part and the sintered body from the sintered product of the powder-mixed resin molded product simply by applying stress to the supporting part, and further to remove the protruding part after cutting. No need to polish.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は、従来例の光造形の工程のフローチャ
ートである。
FIG. 1 is a flowchart of a conventional stereolithography process.

【図2】 図2は、従来例の光造形の工程であり、規制
液面法によるものである。
FIG. 2 is a conventional stereolithography process, which is based on a regulated liquid level method.

【図3】 図3は、従来例の光造形の工程であり、自由
液面法によるものである。
FIG. 3 is a photolithography process of a conventional example, which is based on a free liquid surface method.

【図4】 図4は、従来例の光造形を応用した金属やセ
ラミックの構造体の成形に関して提案されたフローチャ
ートである。
FIG. 4 is a flow chart proposed for forming a metal or ceramic structure to which conventional stereolithography is applied.

【図5】 図5は、熱間等方加圧処理を行わずに焼結し
た粉末混合光硬化樹脂の焼結体を表した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a sintered body of a powder-mixed photo-curable resin that is sintered without performing hot isostatic pressing.

【図6】 図は6、本発明の熱間等方加圧処理を行った
焼結体を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a sintered body subjected to the hot isostatic pressing treatment of the present invention.

【図7】 図7は、従来例により脱脂・焼結を行う場合
に粉末混合光硬化性樹脂を炉に入れるときの状態図を表
す。
FIG. 7 shows a state diagram when a powder-mixed photocurable resin is put into a furnace when degreasing and sintering are performed according to a conventional example.

【図8】 図8は、従来例により脱脂・焼結を行う場合
に粉末混合光硬化性樹脂を炉に入れるときの状態図を表
す。
FIG. 8 shows a state diagram when a powder-mixed photocurable resin is put into a furnace when degreasing and sintering are performed according to a conventional example.

【図9】 図9は、本発明の粉末混合光硬化性樹脂焼結
体の製造方法を表すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a method for producing a powder-mixed photocurable resin sintered body of the present invention.

【図10】 図10は、熱間等方加圧処理装置の加圧容
器の一概略図である。
FIG. 10 is a schematic view of a pressure vessel of the hot isostatic pressing apparatus.

【図11】 図11は、本発明の支持部を有する造形物
の一態様を表す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an aspect of a modeled object having a supporting portion of the present invention.

【図12】 図12は、本発明の支持部を有する造形物
を焼結するときに炉に入れる場合の一態様を表す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing an embodiment in which a shaped article having a support portion of the present invention is put into a furnace when being sintered.

【図13】 図13は、本発明の支持部を有する造形物
の後処理を示す工程図である。
FIG. 13 is a process diagram showing post-treatment of a modeled object having a supporting portion of the present invention.

【図14】 図14は、本発明の支持部を有する造形物
の一態様を表す図である。
FIG. 14 is a diagram showing one mode of a modeled object having a supporting portion of the present invention.

【図15】 図15は、本発明の支持部を有する造形物
を焼結するときに炉に入れる場合の一態様を表す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing an embodiment in which a shaped article having a supporting portion of the present invention is put into a furnace when being sintered.

【図16】 図16は、本発明の支持部を有する造形物
の後処理を示す工程図である。
FIG. 16 is a process diagram showing post-treatment of a modeled object having a supporting portion of the present invention.

【図17】 図17は、本発明の支持部を有する造形物
の一態様を表す図である。
FIG. 17 is a diagram showing one mode of a modeled object having a supporting portion of the present invention.

【図18】 図18は、本発明の支持部を有する造形物
を焼結するときに炉に入れる場合の一態様を表す図であ
る。
FIG. 18 is a diagram showing an embodiment in which a shaped article having a supporting portion of the present invention is put into a furnace when being sintered.

【図19】 図19は、本発明の支持部を有する造形物
の後処理を示す工程図である。
FIG. 19 is a process diagram showing post-treatment of a modeled object having a supporting portion of the present invention.

【図20】 図20は、本発明の支持部を有する造形物
であって、更に切り欠きを設けた場合の造形物の一態様
を表す図である。
FIG. 20 is a diagram showing one mode of a modeled object having a supporting portion of the present invention and further including a notch.

【図21】 図21は、本発明の支持部を有する造形物
であって、更に切り欠き及び凹部を設けた場合の造形物
の一態様を表す図である。
FIG. 21 is a diagram showing one mode of a modeled object having a supporting portion of the present invention, in which a notch and a recess are further provided.

【図22】 図22は、本発明の支持部、切り欠き及び
凹部を有する造形物の後処理を示す工程図である。
FIG. 22 is a process drawing showing post-treatment of a shaped article having a supporting portion, a notch and a recess according to the present invention.

【図23】 図23は、複数の所望の三次元の粉末混合
樹脂造形体が設けられている場合の本発明の造形物の一
態様を表す図である。
FIG. 23 is a diagram showing one mode of a molded article of the present invention in which a plurality of desired three-dimensional powder-mixed resin molded bodies are provided.

【図24】 図24は、複数の所望の三次元の粉末混合
樹脂造形体が設けられている場合の本発明の造形物の一
態様を表す図である。
FIG. 24 is a diagram showing one mode of a molded article of the present invention in which a plurality of desired three-dimensional powder-mixed resin molded bodies are provided.

【図25】 本発明の支持部を有する造形物の一態様を
表す図である。
FIG. 25 is a diagram showing one mode of a shaped article having a supporting portion of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光硬化層、2…タンク、3…ガラス板、4…光、5
…光硬化性流動樹脂、6…エレベータ、21…粉末混合
光硬化性樹脂造形体の側面、22…粉末混合光硬化性樹
脂造形体の層間にできた空隙、20、40、51、6
2、70、80、110、200、210…粉末混合光
硬化性樹脂造形体、24…耐熱性の皿、25…耐熱性の
粉末、26、43、53、72…耐熱性のブロック、4
1、50、61、71、82…支持部、42…台、5
2、60…棒状体、65、73…支持部の切り欠き後の
残部、74、63…切り欠き、64…凹部、81…格子
状支持体、300…圧力容器、301…弁、302…断
熱材、303…ヒーター、304…粉末混合樹脂造形
体。
1 ... Photocuring layer, 2 ... Tank, 3 ... Glass plate, 4 ... Light, 5
Photocurable fluid resin, 6 Elevator, 21 ... Side surface of powder mixed photocurable resin molded body, 22 ... Void formed between layers of powder mixed photocurable resin molded body, 20, 40, 51, 6
2, 70, 80, 110, 200, 210 ... Powder-mixed photo-curable resin molded body, 24 ... Heat-resistant dish, 25 ... Heat-resistant powder, 26, 43, 53, 72 ... Heat-resistant block, 4
1, 50, 61, 71, 82 ... Supporting portion, 42 ... Stand, 5
2, 60 ... Rod-shaped body, 65, 73 ... Remaining part after notch of support part, 74, 63 ... Notch, 64 ... Recess, 81 ... Lattice support, 300 ... Pressure vessel, 301 ... Valve, 302 ... Insulation Material, 303 ... Heater, 304 ... Powder mixed resin molded body.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B32B 27/16 B32B 27/16 27/20 27/20 Z G02B 1/02 G02B 1/02 // B29K 105:24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location B32B 27/16 B32B 27/16 27/20 27/20 Z G02B 1/02 G02B 1/02 // B29K 105: 24

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光により硬化する光硬化性流動樹脂内に
焼結可能な無機粉末材料を混合した粉末混合光硬化性流
動樹脂の層に光像を照射して光硬化層を形成し、この光
硬化層を順次積み重ねて形成することにより、三次元造
形体を造形する光造形工程と、前記粉末混合樹脂造形体
の樹脂成分を除去し、粉末混合造形体にする樹脂除去工
程と、前記粉末混合造形体を加熱し焼結体にする焼結工
程とからなる焼結体製造方法であって、前記焼結工程
が、熱間等方加圧処理によって行われるか、または前記
焼結工程を行った後に更に熱間等方加圧処理を行うこと
を特徴とした粉末混合光造形体の焼結体製造方法。
1. A photocurable layer is formed by irradiating a light image on a layer of a powder-mixed photocurable fluidized resin obtained by mixing a sinterable inorganic powder material into a photocurable fluidized resin that is cured by light. By sequentially stacking and forming a photo-curing layer, a stereolithography process for molding a three-dimensional molded body, a resin removal process for removing a resin component of the powder-mixed resin molded body to form a powder-mixed molded body, and the powder A method for producing a sintered body, comprising the step of heating a mixed shaped body to form a sintered body, wherein the sintering step is performed by hot isostatic pressing, or the sintering step is performed. A method for manufacturing a sintered body of a powder-mixed stereolithography body, which is characterized in that hot isostatic pressing is further carried out after the above process.
【請求項2】 光により硬化する光硬化性流動樹脂内に
焼結可能な無機粉末材料を混合した粉末混合光硬化性流
動樹脂の層に光像を照射して光硬化層を形成し、この光
硬化層を順次積み重ねて形成することにより、三次元造
形体を造形する光造形工程と、前記粉末混合樹脂造形体
の樹脂成分を除去し、粉末混合造形体にする樹脂除去工
程と、前記粉末混合造形体を加熱し焼結体にする焼結工
程と、熱間等方加圧処理工程からなる焼結体製造方法で
あって、前記光造形工程において製造される粉末混合造
形体が、前記粉末混合樹脂造形体と一体に造形された当
該造形体を支える支持部を具備する造形体であり、前記
等方加圧処理工程の後に該支持部を除去する工程を更に
具備することを特徴とした粉末混合光造形体の焼結体製
造方法。
2. A layer of a powder-mixed photocurable fluid resin obtained by mixing a sinterable inorganic powder material in a photocurable fluid resin that is cured by light is irradiated with a light image to form a photocurable layer. By sequentially stacking and forming a photo-curing layer, a stereolithography process for molding a three-dimensional molded body, a resin removal process for removing a resin component of the powder-mixed resin molded body to form a powder-mixed molded body, and the powder A sintered body manufacturing method comprising a sintering step of heating a mixed molded body to form a sintered body, and a hot isostatic pressing step, wherein the powder mixed molded body manufactured in the optical molding step comprises: A powder-mixed resin molded body, which is a molded body including a support portion that supports the molded body integrally formed with the powder-mixed resin molded body, further comprising a step of removing the support portion after the isotropic pressure treatment step. For producing a sintered body of the powder-mixed stereolithography body.
【請求項3】 請求項2に記載の焼結体製造方法であっ
て、前記造形体の前記支持部に、前記粉末混合樹脂造形
体の近傍において、断面積が最小となる切り欠きを設け
ることを特徴とした焼結体製造方法。
3. The method for manufacturing a sintered body according to claim 2, wherein the support portion of the molded body is provided with a notch having a minimum cross-sectional area in the vicinity of the powder mixed resin molded body. And a method for manufacturing a sintered body.
JP7058642A 1995-03-17 1995-03-17 Manufacture of sintered material of powder-mixed photosetting resin molded material Withdrawn JPH08252867A (en)

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