JPH0891940A - Optical molding method for ceramic - Google Patents

Optical molding method for ceramic

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JPH0891940A
JPH0891940A JP6254376A JP25437694A JPH0891940A JP H0891940 A JPH0891940 A JP H0891940A JP 6254376 A JP6254376 A JP 6254376A JP 25437694 A JP25437694 A JP 25437694A JP H0891940 A JPH0891940 A JP H0891940A
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JP
Japan
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ceramic
slurry
weight
layer
parts
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JP6254376A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Nakamura
好男 中村
Hideyasu Matsuo
秀逸 松尾
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Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0891940A publication Critical patent/JPH0891940A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a method for molding ceramic capable of molding ceramic into a desired shape without requiring a fixed mold and minimizing post processing after molding. CONSTITUTION: Ceramic hardened layers are successively laminated in a fixed shape by (a) a process for preparing a slurry comprising 100 pts.wt. of ceramic powder, 0.5-50 pts.wt. of a binder having photo-setting properties and 0-10 pts.wt. of a solvent, (b) a process for forming a ceramic slurry layer in fixed thickness by using the slurry, irradiating the slurry layer with light and hardening the slurry layer to form a ceramic hardened layer and (c) a process for continuously carrying out operations similar to those of the process (b) fixed times on the ceramic hardened layer obtained by the process (b) to form a solid formed article of ceramic.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性、耐薬品性、耐酸
化性等の優れた特性を示すセラミックスの成形方法に関
し、更に詳しくは、光重合または光架橋反応を行う光硬
化性のセラミックス粉末スラリーを用いて光照射し光硬
化を活用して所定形状のセラミックス体を得るセラミッ
クスの光学的成形法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for molding ceramics having excellent properties such as heat resistance, chemical resistance and oxidation resistance. More specifically, it is a photocurable ceramic which undergoes photopolymerization or photocrosslinking reaction. The present invention relates to an optical molding method for ceramics, in which a powdered slurry is irradiated with light to utilize photocuring to obtain a ceramic body having a predetermined shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミックスの製造工程には、焼結体の
特性に重要な影響を与えるセラミックス粉末の成形工程
が含まれている。従来、セラミックス粉末を用いる立体
的なセラミックス形状体の成形方法としては、所定形状
の成形型を用いて行う方法が一般的である。例えば、金
型を用いる乾燥粉末の乾式加圧成形、石膏型のような吸
水性の型を用いる粉末を含むスラリーのスリップキャス
ト成形、ゲル成形方法等反応性スラリーを特定の型に充
填し、重合、架橋、凝集等の反応により固化成形する方
法等が知られている。
2. Description of the Related Art The manufacturing process of ceramics includes a molding process of ceramic powder which has an important influence on the characteristics of a sintered body. Conventionally, as a method of molding a three-dimensional ceramics-shaped body using ceramics powder, a method of using a molding die having a predetermined shape is generally used. For example, dry pressure molding of dry powder using a mold, slip cast molding of slurry containing powder using a water-absorbing mold such as a plaster mold, gel molding method, etc. A method of solidifying and molding by a reaction such as cross-linking or aggregation is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記したように、従来の立体的セラミックス体の成形方法
は、いずれも特定型を用いるため成形し得る形状に、自
ずと限界があった。即ち、複雑な特別な形状を有する成
形体等は成形が難しい上、成形したとしても均質性に問
題があったり、ひび、割れ等の欠陥が生じ易いため成形
歩留りが低い等の問題点があった。また、一般に金型等
成形型は高価であり、また長期使用により摩耗するため
定期的な型交換が必要となる等のため、セラミックス製
品のコストアップの一因ともなっている。発明者らは、
上記従来法によるセラミックスの成形の問題に鑑み、高
価な成形型を用いることなく、立体的セラミックス成形
体、特に複雑形状または特殊形状の成形体が容易に歩留
りよく成形でき、得られる成形体が均質である成形方法
の提供を目的として、成形方法の全体的な再検討とセラ
ミックス成形材料等各種セラミックス技術、更に、異な
る技術分野での各種成形技術について鋭意検討した。特
に、成形技術での進展の著しいプラスチック分野につい
て再検討した。例えば、特開昭56−144478号公
報、特公昭63−40650号公報及び特開平3−10
4626号公報等で提案されている技術は、いずれも感
光性等光学的な反応性を有するプラスチック組成物を用
いて光造形により立体成形するものである。
However, as described above, in all of the conventional methods for forming a three-dimensional ceramic body, the shape that can be formed is limited because a specific mold is used. That is, a molded product having a complicated special shape is difficult to mold, and even if it is molded, there is a problem in homogeneity, and defects such as cracks and cracks are likely to occur, resulting in a low molding yield. It was Further, generally, a mold such as a metal mold is expensive, and it is worn out for a long period of time, so that it is necessary to periodically replace the mold, which is one of the causes of increasing the cost of the ceramic product. The inventors
In view of the problem of ceramics molding by the above-mentioned conventional method, a three-dimensional ceramics molded body, especially a molded body having a complicated shape or a special shape can be easily molded with a good yield without using an expensive molding die, and the obtained molded body is homogeneous. For the purpose of providing a molding method, the present invention thoroughly reviewed the molding method and various ceramic technologies such as ceramic molding materials, and further studied various molding technologies in different technical fields. In particular, we reexamined the plastics field, which has made remarkable progress in molding technology. For example, JP-A-56-144478, JP-B-63-40650 and JP-A-3-10.
The techniques proposed in Japanese Patent No. 4626 and the like are three-dimensional molding by stereolithography using a plastic composition having optical reactivity such as photosensitivity.

【0004】しかし、これらはいずれもプラスチックの
成形に関するものであり、各種機械装置等の構造部材等
に使用可能な優れた機械的特性を有する実用的な成形体
を得ることはできない。また、特公昭63−40650
号公報には改質用材料としてセラミックス粉末の混入が
開示されているのみであり、セラミックス粉末を主成分
として光学的手法を用いるセラミックスの成形方法につ
いては未だ検討もされていない。特に、セラミックス製
品は最終的には通常、約800℃以上の高温にて焼結す
るため、添加する光学的反応成分の影響等も未知であ
る。そのため、発明者らは、更に上記プラスチック成形
技術を、セラミックス成形へ応用するために種々の検討
をした結果、本発明を完成した。
However, these are all related to the molding of plastics, and it is not possible to obtain a practical molded product having excellent mechanical properties which can be used for structural members such as various mechanical devices. In addition, Japanese Examined Japanese Patent Publication Sho 63-40650
The publication only discloses the incorporation of ceramic powder as a modifying material, and has not yet examined a ceramic molding method using an optical method with the ceramic powder as a main component. In particular, since the ceramic product is normally sintered at a high temperature of about 800 ° C. or higher, the influence of the added optical reaction component is unknown. Therefore, the present inventors have completed various aspects of the present invention as a result of various studies to apply the above plastic molding technique to ceramics molding.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、(a)
セラミックス粉末100重量部、光硬化性を有する結合
剤0.5〜50重量部及び溶媒0〜10重量部を含有し
てなるスラリーを調製する工程、(b)前記スラリーを
用い所定厚さのセラミックスラリー層を形成し、光照射
して、該スラリー層を硬化させてセラミック硬化層とす
る工程、及び(c)前記(b)工程で得られたセラミッ
ク硬化層上に、前記(b)工程と同様の操作を連続的に
所定回数繰返して行う工程を有して構成され、前記セラ
ミック硬化層を所定形状に順次積層してセラミックス立
体形状体を成形することを特徴とするセラミックスの光
学的成形法が提供される。
According to the present invention, (a)
A step of preparing a slurry containing 100 parts by weight of ceramic powder, 0.5 to 50 parts by weight of a binder having a photo-curing property, and 0 to 10 parts by weight of a solvent, and (b) a ceramic having a predetermined thickness using the slurry. A step of forming a rally layer and irradiating light to cure the slurry layer to a ceramic cured layer; and (c) the step (b) on the ceramic cured layer obtained in the step (b). An optical molding method for ceramics, comprising a step of continuously repeating the same operation a predetermined number of times, and successively laminating the hardened ceramic layers into a predetermined shape to form a three-dimensionally shaped ceramic body. Will be provided.

【0006】また、(1)セラミックス粉末100重量
部、光硬化性を有する結合剤0.5〜50重量部及び溶
媒0〜10重量部を含有してなるセラミックスラリーを
容器内に保持する工程、(2)セラミックスラリー中
に、支持台をセラミックスラリー表面から所定の深さの
位置に設定する工程、(3)該容器内のセラミックスラ
リー表面に所定形状に光照射を行い、該スラリー表面の
一部を所定の深さまで硬化させる工程、(4)工程
(3)で形成されたセラミック硬化層を、該支持台を降
下させることによりセラミックスラリー表面から所定の
深さまで降下させて該硬化層表面上にセラミックスラリ
ーを導入する工程を有して構成され、前記工程(3)及
び(4)を繰り返して所定形状にセラミック硬化層を順
次積層してセラミックス立体形状体を成形することを特
徴とするセラミックスの光学的成形法が提供される。
(1) A step of holding a ceramic slurry containing 100 parts by weight of ceramic powder, 0.5 to 50 parts by weight of a binder having a photo-curing property, and 0 to 10 parts by weight of a solvent in a container, (2) A step of setting a support table at a predetermined depth from the surface of the ceramic slurry in the ceramic slurry, (3) irradiating the surface of the ceramic slurry in the container with light in a predetermined shape, and Step (4) of hardening the portion to a predetermined depth, and (4) the ceramic hardened layer formed in step (3) is lowered to a predetermined depth from the surface of the ceramic slurry by lowering the supporting base, and the hardened layer surface is then lowered. And a step of introducing a ceramic slurry into the ceramics. The steps (3) and (4) are repeated to sequentially laminate the hardened ceramic layers into a predetermined shape. Optical molding method of the ceramic, which comprises molding the body shape is provided.

【0007】[0007]

【作用】本発明は上記のように構成され、セラミックス
粉末に光反応性の結合剤を所定量、また要すれば溶媒を
添加して比較的流動性のよいスラリーを調製し、そのセ
ラミックス粉末スラリーを用いることにより、金型等の
成形型を用いることなく、セラミックスラリー層を所望
形状に光照射しスラリー層を硬化させて、セラミック硬
化層を形成することができる。また、光硬化により得ら
れたセラミック硬化層上に、再びセラミックスラリー層
の形成、光照射、硬化、セラミック硬化層の形成を繰返
し順次セラミック硬化層を積層することができ、成形型
を用いることなく所望の立体形状のセラミック成形体を
得ることができる。従って、従来の型を用いる成形法で
は成形不可能であった複雑形状等の成形体の成形も可能
となる。また、成形体が乾燥等において収縮する場合、
従来法と異なり型による収縮障害がなく自由に収縮でき
るため、クラックの発生等を抑えることができる。ま
た、成形体全体が均質となると同時に、予め設計した所
望の成形体を得ることができ、ニアネット成形が可能で
ある。
The present invention is constructed as described above, and a predetermined amount of a photoreactive binder and optionally a solvent are added to a ceramic powder to prepare a slurry having a relatively high fluidity. By using, it is possible to form a ceramic hardened layer by irradiating the ceramic slurry layer with light in a desired shape and hardening the slurry layer without using a molding die such as a die. Further, on the ceramic cured layer obtained by photo-curing, it is possible to repeat the formation of the ceramic slurry layer, the light irradiation, the curing, and the formation of the ceramic cured layer again to successively laminate the ceramic cured layers, without using a molding die. It is possible to obtain a ceramic molded body having a desired three-dimensional shape. Therefore, it is possible to mold a molded body having a complicated shape or the like, which cannot be molded by the conventional molding method using a mold. Also, when the molded product shrinks due to drying,
Unlike the conventional method, since there is no shrinkage failure due to the mold and it can shrink freely, it is possible to suppress the occurrence of cracks and the like. Further, at the same time that the entire molded body becomes homogeneous, a desired molded body designed in advance can be obtained, and near net molding is possible.

【0008】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明で用いるセラミックス粉末は、スラリー調製に使用
する溶媒に対して安定であればよく、特に制限されるも
のでない。例えば、アルミナ、ジルコニア、シリカ等の
酸化物、炭化ジルコニウム等の炭化物、窒化アルミニウ
ム、窒化ケイ素等の窒化物、またはこれらの混合物等の
各種セラミックスを用いることができる。また、上記セ
ラミックス粉末は、アルコキシシラ化合物、クロロシラ
ン、シラザン等のシラン化合物で表面処理して用いるこ
ともできる。シラン化合物により表面処理したセラミッ
クス粉末は、分散性が高く好ましい。また、セラミック
スラリー層を1回の光照射で硬化させることができるセ
ラミックスラリー層の厚さは、スラリー中のセラミック
ス粉末の照射波長に対する透光性により影響を受ける。
そのため、用いられるセラミックスは、照射波長に対し
て実質的に透光性であるセラミックスが好ましい。例え
ば、紫外線を照射光源に用いる場合には、結晶セラミッ
クスのエネルギーギャップが3.8eV以上のセラミッ
クスが好ましい。通常、アルミナ、ジルコニア、シリ
カ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、またはこれらの混
合物等が用いられる。本発明のセラミックス粉末の粒径
は、100μm以下、好ましくは50μm以下である。
セラミックスラリーの分散安定性のためである。
The present invention will be described in detail below. The ceramic powder used in the present invention is not particularly limited as long as it is stable to the solvent used for preparing the slurry. For example, various ceramics such as oxides such as alumina, zirconia and silica, carbides such as zirconium carbide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and mixtures thereof can be used. The ceramic powder may be surface-treated with a silane compound such as an alkoxysila compound, chlorosilane, or silazane. Ceramic powder surface-treated with a silane compound is preferable because of its high dispersibility. Further, the thickness of the ceramic slurry layer that can cure the ceramic slurry layer with one light irradiation is affected by the translucency of the ceramic powder in the slurry with respect to the irradiation wavelength.
Therefore, the ceramic used is preferably a ceramic that is substantially transparent to the irradiation wavelength. For example, when ultraviolet rays are used as an irradiation light source, ceramics having an energy gap of 3.8 eV or more are preferable. Usually, alumina, zirconia, silica, aluminum nitride, silicon nitride, or a mixture thereof is used. The particle size of the ceramic powder of the present invention is 100 μm or less, preferably 50 μm or less.
This is because of the dispersion stability of the ceramic slurry.

【0009】本発明で用いる光硬化性、即ち光重合性及
び/または光架橋性を有する結合剤としては、例えば、
エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポ
リエステルアクリレート、ウレタンアクリレート系樹脂
等のラジカル重合型光硬化性樹脂、エポキシ樹脂等のカ
チオン重合系光硬化樹脂を挙げることができる。光硬化
性結合剤の添加量は、セラミックス100重量部に対し
て0.5〜50重量部、好ましくは3〜30重量部であ
る。結合剤の添加量が0.5重量部より少ないと、硬化
後、成形体の形態維持力が弱く成形体が壊れ易い。一
方、結合剤が50重量部を超えて多いと、成形後の脱脂
工程での時間が長くなる。また、脱脂後、脱脂体におけ
る空隙の占める割合が多くなり、結果として焼結時に収
縮率が大きくなり緻密化が困難となる、寸法設定が難し
いなどの問題が生じる。本発明においては、光硬化性結
合剤のみでも成形体の形態を維持するための強度は十分
であるが、必要であれば通常のセラミックスの成形に用
いられている結合剤を添加併用することもできる。
Examples of the photo-curing, ie, photo-polymerizing and / or photo-crosslinking binder used in the present invention include:
Radical polymerization type photocurable resins such as epoxy acrylate, polyether acrylate, polyester acrylate and urethane acrylate type resins, and cationic polymerization type photocurable resins such as epoxy resins can be mentioned. The amount of the photocurable binder added is 0.5 to 50 parts by weight, preferably 3 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the ceramics. When the amount of the binder added is less than 0.5 part by weight, the shape-maintaining force of the molded body is weak and the molded body is easily broken after curing. On the other hand, when the amount of the binder exceeds 50 parts by weight, the time required for the degreasing step after molding becomes long. Further, after degreasing, the proportion of voids in the degreased body increases, and as a result, the shrinkage rate increases during sintering, making it difficult to densify, and difficult to set dimensions. In the present invention, the photo-curable binder alone has sufficient strength to maintain the shape of the molded body, but if necessary, a binder used in the molding of ordinary ceramics may be added and used in combination. it can.

【0010】上記光重合性結合剤を機能させるための光
重合開始剤としては、通常の光重合に使用する開始剤、
例えば、ラジカル重合系ではアセトフェノン系、ベンゾ
インエーテル系、ベンジルケタール系、ケトン系、ま
た、カチオン系では芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スル
ホニウム塩等の開始剤が挙げられる。開始剤の光重合性
樹脂に対する添加量は、結合剤100重量部に対して
0.5〜20重量部、好ましくは1〜10重量部であ
る。
As the photopolymerization initiator for causing the above-mentioned photopolymerizable binder to function, an initiator used in ordinary photopolymerization,
Examples thereof include initiators such as acetophenone type, benzoin ether type, benzyl ketal type and ketone type in radical polymerization type, and aromatic diazonium salts, aromatic sulfonium salts and the like in cationic type. The amount of the initiator added to the photopolymerizable resin is 0.5 to 20 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder.

【0011】本発明のセラミックスラリーを構成する溶
媒は、スラリーの他の構成成分及びセラミックス粒子と
反応することなく、使用する光硬化性の結合剤、重合開
始剤及び分散剤等の添加物が可溶であるか、または、分
散可能であり、また揮発性が低く、且つ粘性の低い溶媒
が好ましい。例えば、n−ブタノール、n−ペンタノー
ル、n−ヘキサノール等のアルコール類、シュウ酸ジエ
チル、シュウ酸ジブチル、酢酸2−(2−エトキシエト
キシ)エチルなどのエステル類である。また揮発性が低
く、且つ低粘性であれば重合性化合物、すなわち重合性
希釈剤も用いることができる。例えば、エトキシジエレ
ングリコールアクリレート、メトキシトリエチレングリ
コールアクリレート、メトキシジプロピレングリコール
アクリレート、重合度の低いポリエチレングリコールの
ジアクリレート、3−アクリロイルオキシグリセリンモ
ノメタクリレートなどを用いることができる。本発明に
おいて、セラミックスラリーにおける上記溶媒の含有量
は、0〜10重量%の範囲で用いるセラミックス粒子及
び光硬化性結合剤の特性により適宜選択することができ
る。一般に光硬化性結合剤の粘性は高く、一方、光造形
用スラリ−の粘性は低い方が好ましいため、溶媒を添加
しスラリ−の粘性を下げることは作業性の向上のため好
ましく、発明者らは、先に、特願平5−144318号
にてセラミックス粉末(場合により焼結助剤も含む)1
00重量部に対して10〜200重量部を添加して流動
性のよいセラミックスラリーを調製しその光学的成形法
を提案した。その後、更に、セラミックスラリーの光学
的成形について研究を続けた結果、低粘性の光硬化性結
合剤を選択することにより、溶媒無添加もしくは溶媒添
加量がセラミックス粉末100重量部に対して10重量
部以下でもセラミックスラリーの粘性を低く、例えば1
000cp以下にすることができ、比較的流動性のよい
スラリーを形成できることが知見された。即ち、本発明
は、溶媒含有量が少量のセラミックスラリーでも、先に
提案した方法と同様に光造形が可能であることを知見し
たものである。本発明において、分散剤はセラミックス
ラリーに使用する結合剤の種類により添加の要否を選択
することができる。通常、スラリー中にセラミック粒子
を長時間安定的に分散させるため添加する。分散剤の種
類は、使用する結合剤との相溶性の良いもので、通常の
分散剤を用いることができる。例えば、界面活性剤等を
用いることができる。
The solvent constituting the ceramic slurry of the present invention may be an additive such as a photocurable binder, a polymerization initiator and a dispersant to be used, without reacting with other constituent components of the slurry and ceramic particles. Solvents that are soluble or dispersible, have low volatility and low viscosity are preferred. Examples thereof include alcohols such as n-butanol, n-pentanol and n-hexanol, and esters such as diethyl oxalate, dibutyl oxalate and 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate. A polymerizable compound, that is, a polymerizable diluent, can be used as long as it has low volatility and low viscosity. For example, ethoxydiene glycol acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, methoxydipropylene glycol acrylate, polyethylene glycol diacrylate having a low degree of polymerization, and 3-acryloyloxyglycerin monomethacrylate can be used. In the present invention, the content of the solvent in the ceramic slurry can be appropriately selected depending on the characteristics of the ceramic particles and the photocurable binder used in the range of 0 to 10% by weight. Generally, the viscosity of the photocurable binder is high, while the viscosity of the stereolithography slurry is preferably low. Therefore, it is preferable to add a solvent to reduce the viscosity of the slurry for improving workability. Is a ceramic powder (including a sintering aid in some cases) in Japanese Patent Application No. 5-144318.
An optical molding method was proposed by adding 10 to 200 parts by weight to 00 parts by weight to prepare a ceramic slurry having good fluidity. After that, as a result of further research on optical molding of ceramic slurry, by selecting a low-viscosity photocurable binder, no solvent was added or the amount of solvent added was 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of ceramic powder. Even below, the viscosity of the ceramic slurry is low, for example 1
It has been found that it can be 000 cp or less, and a slurry having relatively good fluidity can be formed. That is, the present invention has found that even with a ceramic slurry having a small solvent content, stereolithography can be performed in the same manner as in the previously proposed method. In the present invention, the necessity of addition of the dispersant can be selected depending on the kind of the binder used in the ceramic slurry. Usually, it is added in order to stably disperse the ceramic particles in the slurry for a long time. The type of dispersant has good compatibility with the binder to be used, and ordinary dispersants can be used. For example, a surfactant or the like can be used.

【0012】本発明は、上記の各構成成分を撹拌混合し
て調製した光硬化性セラミックスラリーを用い、所定形
状に光照射してセラミック硬化層を形成し、この硬化層
を積層して、所望の立体形状のセラミック成形体を得る
ことができる。成形は、各光照射操作毎にスラリー層を
形成して硬化して得たセラミック硬化層を積層してもよ
いし、また、セラミックスラリーを所定容器内に所定量
保持して、適宜板状体上に所定の厚さにスラリーを導入
して所望形状に板状体上のスラリーを光照射して硬化し
てセラミック硬化層を形成し、板状体を降下して順次ス
ラリーをその上に導入させ、照射する操作を繰り返して
セラミック硬化層を積層することもできる。上記光硬化
性セラミックスラリーの光照射、硬化、セラミック硬化
層の積層形成と所定形状に成形する種々の手法は、それ
ぞれの成形条件に応じて適宜選択することができる。
The present invention uses a photocurable ceramic slurry prepared by stirring and mixing the above-mentioned constituents, irradiating light into a predetermined shape to form a ceramic hardened layer, and laminating this hardened layer to obtain a desired shape. It is possible to obtain a three-dimensional shaped ceramic molded body. Molding may be carried out by forming a slurry layer for each light irradiation operation and stacking a hardened ceramic layer obtained by hardening, or by holding a predetermined amount of the ceramic slurry in a predetermined container to appropriately form a plate-shaped body. Introduce the slurry to a predetermined thickness above and irradiate the slurry on the plate with a desired shape to cure it to form a ceramic hardened layer, descend the plate and sequentially introduce the slurry onto it. It is also possible to stack the ceramic hardened layer by repeating the operation of irradiating. Various methods of irradiating the light-curable ceramic slurry with light, hardening it, forming a laminated ceramic hardened layer and molding it into a predetermined shape can be appropriately selected according to respective molding conditions.

【0013】スラリーを硬化させセラミック硬化層を形
成するのため照射する光としては、使用する結合剤の光
特性に応じて可視光、紫外光等種々の光を用いることが
できる。照射方法としては、高圧水銀ランプ、低圧水銀
ランプ等を光源として用い、所定形状のマスクを通して
照射する方法、紫外線レーザ光等を用いて、所定の表面
を照射する方法が適用できる。また、照射光の強度や照
射時間もしくは走査速度、走査間隔はセラミックス粉末
の種類、粒径分布、光硬化性結合剤の種類、セラミック
スラリーの濃度、及び1回の照射で硬化形成するセラミ
ック硬化層の厚さ等により適宜選択することができる。
Various kinds of light such as visible light and ultraviolet light can be used as the light for irradiating to harden the slurry to form the hardened ceramic layer, depending on the optical characteristics of the binder used. As the irradiation method, a method of using a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp or the like as a light source and irradiating through a mask having a predetermined shape, or a method of irradiating a predetermined surface with ultraviolet laser light or the like can be applied. Further, the intensity of irradiation light, irradiation time or scanning speed, and scanning interval are the type of ceramic powder, particle size distribution, type of photo-curable binder, concentration of ceramic slurry, and ceramic hardened layer that is hardened and formed by one irradiation. Can be appropriately selected depending on the thickness of the.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の実施例を図面に基づき、更に詳細に
説明する。但し、本発明は、下記の実施例に制限される
ものでない。図1は、本発明のセラミックスラリーの硬
化積層によるセラミック成形のための一装置の概念的説
明図である。図1において、スラリー容器6に所定のセ
ラミックスラリー4を供給して保持し、所定形状のマス
ク2を通して、水銀ランプ等の光源1からの照射光をセ
ラミックスラリー4の表面に照射する。セラミックスラ
リー4内には予め支持台3を所定位置に設置し、支持台
3上に光照射によりセラミックスラリーを硬化させてセ
ラミック硬化層5を形成させる。セラミックスラリー4
の表面からの支持台3の上面までの深さは、前記したよ
うに形成するセラミック硬化層厚さ、セラミックスラリ
ー4の光硬化性と照射時間により予め設定する。次い
で、z軸精密位置制御装置(図示せず)を用い支持台3
を降下させて、支持台3上に形成されたセラミック硬化
層5をセラミックスラリー4中を所定距離降下させ、セ
ラミック硬化層5の上に周囲のセラミックスラリー4を
導入する。また、必要があれば、マスク2の形状を変え
光照射することもできる。図2は、2回目の光照射によ
り第2のセラミック硬化層が第1のセラミック硬化層上
に形成される状態を示した説明図である。即ち、図2に
おいて第2のセラミック硬化層7が第1のセラミック硬
化層5上に形成される以外は図1と同様である。上記の
ような操作を繰り返して行い、セラミックスラリー層を
光硬化して、セラミック硬化層を形成積層し立体形状の
セラミックス成形体を得ることができる。また、上記の
例において、マスク形状を変化させてセラミック硬化層
を積層することにより、異なる断面を有する複雑立体形
状のセラミックス成形体を得ることができる。また、市
販されているヘリウム−カドミウム系などの紫外線レー
ザを有する光造形装置を用いて成形することもできる。
Embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following examples. FIG. 1 is a conceptual explanatory view of an apparatus for forming a ceramic by hardening and laminating a ceramic slurry of the present invention. In FIG. 1, a predetermined ceramic slurry 4 is supplied and held in a slurry container 6, and a surface of the ceramic slurry 4 is irradiated with light emitted from a light source 1 such as a mercury lamp through a mask 2 having a predetermined shape. The support base 3 is previously installed in a predetermined position in the ceramic slurry 4, and the ceramic slurry is cured on the support base 3 by light irradiation to form the ceramic cured layer 5. Ceramic slurry 4
The depth from the surface to the upper surface of the support base 3 is set in advance by the thickness of the hardened ceramic layer formed as described above, the photohardness of the ceramic slurry 4, and the irradiation time. Then, using the z-axis precision position control device (not shown), the support base 3 is used.
Is lowered to lower the ceramic hardened layer 5 formed on the support base 3 in the ceramic slurry 4 by a predetermined distance, and the surrounding ceramic slurry 4 is introduced onto the ceramic hardened layer 5. Further, if necessary, the shape of the mask 2 can be changed and light irradiation can be performed. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which the second ceramic hardened layer is formed on the first ceramic hardened layer by the second light irradiation. That is, it is the same as FIG. 1 except that the second ceramic hardened layer 7 is formed on the first ceramic hardened layer 5 in FIG. The above-described operation is repeated to photo-cure the ceramic slurry layer to form and laminate the ceramic hardened layer, thereby obtaining a three-dimensional shaped ceramic molded body. Further, in the above example, by changing the mask shape and laminating the hardened ceramic layers, it is possible to obtain a ceramic molded body having a complicated three-dimensional shape having different cross sections. It is also possible to perform molding using a commercially available stereolithography apparatus having an ultraviolet laser such as a helium-cadmium system.

【0015】実施例1 (光硬化性結合剤を含む溶液の調製)光重合開始剤を含
む市販の脂肪族及び芳香族多官能アクリレート類から成
る光硬化性結合剤(サンノプコ社製、商品名SN−5X
−1641)194gに分散剤としてポリオキシエチレ
ンソルビタンモノステアレート6gを添加して混合し
た。
Example 1 (Preparation of Solution Containing Photocurable Binder) A photocurable binder composed of commercially available aliphatic and aromatic polyfunctional acrylates containing a photopolymerization initiator (manufactured by San Nopco, trade name SN). -5X
-1641) 194 g, and 6 g of polyoxyethylene sorbitan monostearate as a dispersant were added and mixed.

【0016】(セラミックスラリーの調製)平均粒径
1.0μmのγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シランで処理したシリカ(SiO2 )粉末300gを、
上記のように調製した分散剤を含む光硬化性結合剤に添
加し、ナイロン製ボール及び光遮蔽したポリエチレン製
ポットを用い室温下24時間撹拌混合した。得られたセ
ラミックスラリーを容器に移し、減圧下脱泡した。得ら
れたスラリーの粘度は、B型粘度計で測定した結果90
4cpであった。
(Preparation of Ceramic Slurry) 300 g of silica (SiO 2 ) powder treated with γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane having an average particle size of 1.0 μm,
The mixture was added to the photocurable binder containing the dispersant prepared as described above, and the mixture was stirred and mixed at room temperature for 24 hours using a nylon ball and a light-shielded polyethylene pot. The obtained ceramic slurry was transferred to a container and defoamed under reduced pressure. The viscosity of the obtained slurry was 90 when measured with a B-type viscometer.
It was 4 cp.

【0017】(セラミックスラリ−の光硬化積層成形)
図1に示したものと同様な装置のスラリー容器6に、上
記で得た脱泡後のセラミックスラリーを150g加え、
支持台3をセラミックスラリー表面下500μmの位置
にセットし、100Wの高圧水銀ランプ1をスラリー面
より150mmの位置に設定し、厚さ1mmの石英板に
設けた内径10mm、外径20mmの環状透過面を有す
るマスク2を通して、紫外線照射を行った。照射は30
秒間行い、照射光をカットした後、移動手段で支持台3
を下げて、支持台3上に形成されたセラミック硬化層5
を500μm下げ、同時に硬化層上にスラリーを導入
し、同様に再び30秒紫外線を照射し、セラミック硬化
層5上にセラミック硬化層7を形成積層して光をカット
した。その後、更に、支持台3を同様に500μm下
げ、セラミック硬化層7を500μm下げ、紫外線を再
照射した。上記の操作を連続的に40回繰り返した。セ
ラミックスラリーより円筒状の成形体を取出し、得られ
た成形体をエタノールで洗浄し未硬化のスラリーを除去
した後、2日間空気雰囲気下で乾燥した。その後、減圧
下、30℃にて5時間乾燥し、内径約9mm、外径約1
6mm、長さ約19mmの円筒状のシリカ成形体を得
た。得られたシリカ成形体の嵩密度を測定した結果、
1.4g/cm3 であった。
(Photocuring lamination molding of ceramics slurry)
To the slurry container 6 having the same device as that shown in FIG. 1, 150 g of the defoamed ceramic slurry obtained above was added,
The support base 3 is set at a position of 500 μm below the surface of the ceramic slurry, the 100 W high-pressure mercury lamp 1 is set at a position of 150 mm from the slurry surface, and an annular transmission having an inner diameter of 10 mm and an outer diameter of 20 mm is provided on a quartz plate having a thickness of 1 mm. Ultraviolet irradiation was performed through the mask 2 having a surface. Irradiation is 30
After cutting the irradiation light for 2 seconds, the support 3 is moved by moving means.
Lowering the ceramic hardened layer 5 formed on the support base 3.
Was lowered by 500 μm, and at the same time, the slurry was introduced onto the hardened layer, and the ultraviolet ray was irradiated again for 30 seconds in the same manner to form and laminate the ceramic hardened layer 7 on the ceramic hardened layer 5 to cut light. Thereafter, the support base 3 was further lowered by 500 μm, the ceramic hardened layer 7 was further lowered by 500 μm, and ultraviolet rays were irradiated again. The above operation was continuously repeated 40 times. A cylindrical shaped body was taken out from the ceramic slurry, the obtained shaped body was washed with ethanol to remove the uncured slurry, and then dried in an air atmosphere for 2 days. Then, it is dried under reduced pressure at 30 ° C. for 5 hours, and the inner diameter is about 9 mm and the outer diameter is about 1
A cylindrical silica molded body having a length of 6 mm and a length of about 19 mm was obtained. As a result of measuring the bulk density of the obtained silica molded body,
It was 1.4 g / cm 3 .

【0018】(焼結)上記のようにして得たシリカ成形
体を、空気雰囲気下、600℃まで20時間を要して昇
温脱脂し、以後昇温速度300〜400℃/時で加熱昇
温し1400℃で3時間保持して焼結した。得られた焼
結体の嵩密度は2.2g/cm3 であった。
(Sintering) The silica molded body obtained as described above was heated and degreased in an air atmosphere to 600 ° C. for 20 hours, and thereafter heated and heated at a temperature rising rate of 300 to 400 ° C./hour. It was heated and held at 1400 ° C. for 3 hours for sintering. The bulk density of the obtained sintered body was 2.2 g / cm 3 .

【0019】実施例2 (光硬化性結合剤を含む溶液の調製)光重合開始剤を含
む市販の脂肪族及び芳香族多官能アクリレート類から成
る光硬化性結合剤(サンノプコ社製、商品名SN−5X
−1641)194gに分散剤としてポリオキシエチレ
ンソルビタンモノステアレート2g、及び溶媒としてエ
トキシジエチレングリコ−ルアクリレート20g(添加
シリカ100重量部に対して5重量部)を添加して混合
した。
Example 2 (Preparation of Solution Containing Photocurable Binder) Photocurable binder composed of commercially available aliphatic and aromatic polyfunctional acrylates containing a photopolymerization initiator (manufactured by San Nopco, trade name SN). -5X
-1641) 194 g, polyoxyethylene sorbitan monostearate 2 g as a dispersant and ethoxydiethylene glycol acrylate 20 g as a solvent (5 parts by weight to 100 parts by weight of added silica) were added and mixed.

【0020】(セラミックスラリーの調製)実施例1と
同様なシリカ(SiO2 )粉末400gを、上記のよう
に調製した光硬化性結合剤を含む溶液に添加し、ナイロ
ン製ボール及び光遮蔽したポリエチレン製ポットを用い
室温下24時間撹拌混合した。得られたセラミックスラ
リーを容器に移し、減圧下脱泡した。得られたスラリー
の粘度は、実施例1と同様に測定した結果804cpで
あった。
(Preparation of Ceramic Slurry) 400 g of the same silica (SiO 2 ) powder as in Example 1 was added to the solution containing the photocurable binder prepared as described above, and a nylon ball and light-shielded polyethylene were added. The mixture was stirred and mixed at room temperature for 24 hours using a pot. The obtained ceramic slurry was transferred to a container and defoamed under reduced pressure. The viscosity of the obtained slurry was 804 cp when measured in the same manner as in Example 1.

【0021】(セラミックスラリーの光硬化積層成形)
上記のようにして得たセラミックスラリー150gを実
施例1と同様に光造形装置に加え、実施例1と同様なマ
スクを用い、積層間隔500μm、照射時間30秒の条
件下にて光硬化し40回積層した。セラミックスラリー
より円筒状の成形体を取出し、得られた成形体をエタノ
ールで洗浄し未硬化のスラリーを除去した後、2日間空
気雰囲気下で乾燥した。その後、減圧下、30℃にて5
時間乾燥し、内径約9mm、外径約16mm、長さ約1
9mmの円柱棒状のシリカ成形体を得た。得られたシリ
カ成形体の嵩密度を測定した結果、1.5g/cm3
あった。
(Photocuring lamination molding of ceramic slurry)
150 g of the ceramic slurry obtained as described above was added to the stereolithography apparatus in the same manner as in Example 1, and using the same mask as in Example 1, photocuring was performed under the conditions of a stacking interval of 500 μm and an irradiation time of 30 seconds. Layered twice. A cylindrical shaped body was taken out from the ceramic slurry, the obtained shaped body was washed with ethanol to remove the uncured slurry, and then dried in an air atmosphere for 2 days. Then, under reduced pressure, at 30 ℃ 5
Dry for an hour, inner diameter approx. 9 mm, outer diameter approx. 16 mm, length approx. 1
A 9 mm cylindrical rod-shaped silica molded body was obtained. As a result of measuring the bulk density of the obtained silica molded body, it was 1.5 g / cm 3 .

【0022】(焼結)上記のようにして得たシリカ成形
体を、実施例1と同様にして焼結し、嵩密度2.2g/
cm3 の焼結体を得た。
(Sintering) The silica molded body obtained as described above was sintered in the same manner as in Example 1 to obtain a bulk density of 2.2 g /
A sintered body of cm 3 was obtained.

【0023】実施例3 実施例1と同様な光硬化性結合剤194g及び分散剤8
gに、溶媒として酢酸2−(2−エトキシエトキシ)エ
チル32g(シリカ粉末100重量部に対して8重量
部)を加え光硬化性結合剤を含む溶液を調製した。この
溶液に実施例1と同様なシリカ粉末400gを加え、実
施例1と同様にポットミルを用いて24時間撹拌しセラ
ミックスラリーを調製した。得られたスラリーの粘度
は、実施例1と同様に測定した結果780cpであっ
た。このスラリーより150g採取し、実施例1と同様
に光硬化積層し内径約9mm、外径約16mm、長さ約
19mmの円筒状のシリカ成形体を得た。得られたシリ
カ成形体の嵩密度を測定した結果、1.5g/cm3
あった。さらに成形体を実施例1と同様にして焼結し、
嵩密度2.1g/cm3 の焼結体を得た。
Example 3 194 g of photocurable binder and dispersant 8 as in Example 1.
To g, 32 g of 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate as a solvent (8 parts by weight based on 100 parts by weight of silica powder) was added to prepare a solution containing a photocurable binder. To this solution, 400 g of the same silica powder as in Example 1 was added, and stirred in the same manner as in Example 1 using a pot mill for 24 hours to prepare a ceramic slurry. The viscosity of the obtained slurry was 780 cp as measured in the same manner as in Example 1. 150 g of this slurry was sampled and photocured in the same manner as in Example 1 to obtain a cylindrical silica molded body having an inner diameter of about 9 mm, an outer diameter of about 16 mm and a length of about 19 mm. As a result of measuring the bulk density of the obtained silica molded body, it was 1.5 g / cm 3 . Further, the molded body is sintered in the same manner as in Example 1,
A sintered body having a bulk density of 2.1 g / cm 3 was obtained.

【0024】実施例4 実施例1と同様な光硬化性結合剤194g及び分散剤6
gに、溶媒としてエトキシジエチレングリコ−ルアクリ
レート20g(シリカ粉末100重量部に対して5重量
部)を加え光硬化性結合剤を含む溶液を調製した。この
溶液に実施例1と同様なシリカ粉末300gを加え、実
施例1と同様にポットミルを用いて24時間撹拌しセラ
ミックスラリーを調製した。得られたスラリーの粘度
は、実施例1と同様に測定した結果440cpであっ
た。このようにして得たスラリーよりヘリウム−カドミ
ウム系レーザ光源(レーザパワー:6mW)を備えた光
造形装置を用いて縦及び横10mm、長さ50mmの角
柱を造形した。光造形条件は走査速度3mm/分、積層
間隔0.2mmで単位面積当たりの露光量は13.3m
W・s/mm2 であった。得た成形体の嵩密度を測定し
た結果、1.4g/cm3 であった。更に成形体を実施
例1と同様にして焼結し、嵩密度2.1g/cm3 の焼
結体を得た。
Example 4 194 g of photocurable binder and dispersant 6 as in Example 1.
20 g of ethoxydiethylene glycol acrylate as a solvent (5 parts by weight to 100 parts by weight of silica powder) was added to g to prepare a solution containing a photocurable binder. To this solution, 300 g of the same silica powder as in Example 1 was added, and stirred in the same manner as in Example 1 using a pot mill for 24 hours to prepare a ceramic slurry. The viscosity of the obtained slurry was 440 cp when measured in the same manner as in Example 1. A rectangular column having a length of 10 mm and a length of 50 mm was formed from the slurry thus obtained using an optical modeling apparatus equipped with a helium-cadmium laser light source (laser power: 6 mW). Stereolithography conditions: scanning speed 3 mm / min, stacking interval 0.2 mm, exposure amount per unit area 13.3 m
It was W · s / mm 2 . As a result of measuring the bulk density of the obtained molded body, it was 1.4 g / cm 3 . Further, the molded body was sintered in the same manner as in Example 1 to obtain a sintered body having a bulk density of 2.1 g / cm 3 .

【0025】実施例5 実施例1と同様な光硬化性結合剤194g及び分散剤8
gに、溶媒としてエトキシジエチレングリコ−ルアクリ
レート32g(シリカ粉末100重量部に対して8重量
部)を加え光硬化性結合剤を含む溶液を調製した。この
溶液に実施例1と同様なシリカ粉末400gを加え、実
施例1と同様にポットミルを用いて24時間撹拌しセラ
ミックスラリーを調製した。得られたスラリーの粘度
は、実施例1と同様に測定した結果510cpであっ
た。上記で調製したスラリーを用いた以外は実施例4と
同様にして、縦及び横10mm、長さ50mmの角柱を
造形した。得られた成形体の嵩密度を測定した結果、
1.5g/cm3 であった。更に、成形体を実施例1と
同様にして焼結し、嵩密度2.2g/cm3 の焼結体を
得た。
Example 5 194 g of photocurable binder and dispersant 8 as in Example 1
To g, 32 g of ethoxydiethylene glycol acrylate (8 parts by weight based on 100 parts by weight of silica powder) was added as a solvent to prepare a solution containing a photocurable binder. To this solution, 400 g of the same silica powder as in Example 1 was added, and stirred in the same manner as in Example 1 using a pot mill for 24 hours to prepare a ceramic slurry. The viscosity of the obtained slurry was 510 cp when measured in the same manner as in Example 1. A prism having a length of 10 mm, a width of 10 mm, and a length of 50 mm was formed in the same manner as in Example 4 except that the slurry prepared above was used. As a result of measuring the bulk density of the obtained molded body,
It was 1.5 g / cm 3 . Further, the molded body was sintered in the same manner as in Example 1 to obtain a sintered body having a bulk density of 2.2 g / cm 3 .

【0026】実施例6 実施例1と同様な光硬化性結合剤194g及び分散剤8
gに、溶媒としてエトキシジエチレングリコ−ルアクリ
レート32g(アルミナ粉末100重量部に対して8重
量部)を加え光硬化性結合剤を含む溶液を調製した。こ
の溶液に実施例1と同様にγ−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシランで処理した平均粒径1.5μmのα
- アルミナ粉末400gを加え、実施例1と同様にポッ
トミルを用いて24時間撹拌しセラミックスラリーを調
製した。得られたスラリーの粘度は、実施例1と同様に
測定した結果900cpであった。このスラリーより1
50g採取し、実施例1で用いた同様の装置で、厚さ1
mmの石英板の上に作製した内径15mmの円形に透過
面を有するマスク(2)を通して、紫外線照射を行なっ
た。照射時間40秒、積層間隔250μmの条件にて4
0回積層し、直径約16mm、高さ約10mmの円柱状
の成形体を得た。得られたアルミナ成形体の嵩密度を測
定した結果、1.9g/cm3 であった。乾燥成形体を
空気雰囲気下、600℃まで20時間を要して昇温脱脂
し、以後毎時100℃の昇温速度で昇温し、1600℃
にて2時間保持して焼結した。得られた焼結体の嵩密度
を測定した結果3.5g/cm3 (相対密度87.70
%)であった。
Example 6 194 g of photocurable binder and dispersant 8 as in Example 1
32 g of ethoxydiethylene glycol acrylate as a solvent (8 parts by weight to 100 parts by weight of alumina powder) was added to g to prepare a solution containing a photocurable binder. This solution was treated with γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane in the same manner as in Example 1, and α having an average particle size of 1.5 μm was used.
-Alumina powder (400 g) was added and stirred for 24 hours using a pot mill in the same manner as in Example 1 to prepare a ceramic slurry. The viscosity of the obtained slurry was 900 cp when measured in the same manner as in Example 1. 1 from this slurry
Samples of 50 g were taken and the same device as used in Example 1 was used to obtain a thickness of 1
Ultraviolet irradiation was performed through a mask (2) having a circular transparent surface with an inner diameter of 15 mm, which was produced on a quartz plate of mm. Irradiation time 40 seconds, lamination interval 250 μm 4
By stacking 0 times, a cylindrical molded body having a diameter of about 16 mm and a height of about 10 mm was obtained. As a result of measuring the bulk density of the obtained alumina molded body, it was 1.9 g / cm 3 . The dry molded body was heated and degreased to 600 ° C. in an air atmosphere for 20 hours, and thereafter heated at a heating rate of 100 ° C./hour to 1600 ° C.
And sintered for 2 hours. As a result of measuring the bulk density of the obtained sintered body, 3.5 g / cm 3 (relative density 87.70) was obtained.
%)Met.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明は、セラミックス粉末及び光硬化
性を有する結合剤、または、セラミックス粉末、光硬化
性を有する結合剤及び溶媒を含有してなるセラミックス
ラリーを所定の粘性に調製し、そのセラミックスラリー
の特定表面に光照射を行い、スラリーを硬化させセラミ
ック硬化層を形成する操作を連続的に行い、光照射によ
り硬化した特定形状の断面を有する硬化層を積層し連続
体を形成させ所定の立体形状にセラミックス粒子を成形
する方法である。従って、研磨、研削等の後加工が不要
となり、作業上簡便化される。更に、当然ながら型を必
要としないため、特定の成形体毎に型を作製する必要も
ないため、型作製に要する時間、費用を軽減でき、工業
上極めて有用である。本発明の効果は、下記のようにま
とめることができる。 (1)石膏型のような吸水、吸溶媒用の型を用いる必要
がないため、成形時において型の制約がなく自由に、容
易に複雑な形状の成形が可能である。 (2)予め設計通りの成形が可能であり、ニアネット成
形ができる。 (3)成形後の後加工の必要がないため、原料セラミッ
ク粉末等が低減できる。 (4)金型、石膏等の型を必要としないため、型作製時
間が不要となり、短時間での所定形状の成形が可能であ
り、型作製費用を軽減できる。その上、大型の金型、石
膏型等の取扱いにおける過度な作業を要しない。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention prepares a ceramic powder and a photo-curing binder, or a ceramic slurry containing the ceramic powder, a photo-curing binder and a solvent to a predetermined viscosity, and A specific surface of the ceramic slurry is irradiated with light to continuously cure the slurry to form a ceramic cured layer, and a cured layer having a cross section of a specific shape cured by light irradiation is laminated to form a continuous body. Is a method of molding ceramic particles into a three-dimensional shape. Therefore, post-processing such as polishing and grinding is not required, which simplifies the work. Further, as a matter of course, since no mold is required, it is not necessary to manufacture a mold for each specific molded body, and therefore the time and cost required for mold manufacture can be reduced, which is extremely useful industrially. The effects of the present invention can be summarized as follows. (1) Since it is not necessary to use a mold for absorbing water and a solvent such as a plaster mold, there is no restriction on the mold at the time of molding, and it is possible to mold a complicated shape easily and easily. (2) Molding as designed in advance is possible, and near net molding is possible. (3) Since there is no need for post-processing after molding, the raw material ceramic powder and the like can be reduced. (4) Since molds such as molds and gypsum are not required, mold manufacturing time is not required, and a predetermined shape can be molded in a short time, and mold manufacturing cost can be reduced. Moreover, it does not require excessive work for handling large molds, plaster molds, and the like.

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

【図1】本発明のセラミックスラリーの硬化積層による
セラミック成形のための一装置の概念的説明図である。
FIG. 1 is a conceptual explanatory view of an apparatus for forming a ceramic by hardening and laminating a ceramic slurry of the present invention.

【図2】第2のセラミック硬化層が第1のセラミック硬
化層上に形成される状態を示した説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which a second ceramic hardened layer is formed on the first ceramic hardened layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 照射用マスク 3 支持台 4 スラリー 5 セラミック硬化層(第1) 6 スラリー容器 7 セラミック硬化層(第2) 1 Light Source 2 Irradiation Mask 3 Support 4 Slurry 5 Ceramic Hardened Layer (First) 6 Slurry Container 7 Ceramic Hardened Layer (Second)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)セラミックス粉末100重量部、
光硬化性を有する結合剤0.5〜50重量部及び溶媒0
〜10重量部を含有してなるスラリーを調製する工程、
(b)前記スラリーを用い所定厚さのセラミックスラリ
ー層を形成し、光照射して、該スラリー層を硬化させて
セラミック硬化層とする工程、及び(c)前記(b)工
程で得られたセラミック硬化層上に、前記(b)工程と
同様の操作を連続的に所定回数繰返して行う工程を有し
て構成され、前記セラミック硬化層を所定形状に順次積
層してセラミックス立体形状体を成形することを特徴と
するセラミックスの光学的成形法。
1. (a) 100 parts by weight of ceramic powder,
Photocurable binder 0.5 to 50 parts by weight and solvent 0
A step of preparing a slurry containing 10 to 10 parts by weight,
(B) a step of forming a ceramic slurry layer having a predetermined thickness using the slurry and irradiating with light to cure the slurry layer to obtain a ceramic hardened layer; and (c) the step obtained in the step (b). The ceramic hardened layer has a step of continuously repeating the same operation as the step (b) a predetermined number of times, and the ceramic hardened layer is sequentially laminated in a predetermined shape to form a three-dimensional ceramic body. An optical molding method for ceramics, characterized by:
【請求項2】 前記セラミック粉末が、光照射波長に対
して実質的に透光性である請求項1記載のセラミックス
の光学的成形法。
2. The optical molding method for ceramics according to claim 1, wherein the ceramic powder is substantially transparent to a light irradiation wavelength.
【請求項3】 (1)セラミックス粉末100重量部、
光硬化性を有する結合剤0.5〜50重量部及び溶媒0
〜10重量部を含有してなるセラミックスラリーを容器
内に保持する工程、(2)セラミックスラリー中に、支
持台をセラミックスラリー表面から所定の深さの位置に
設定する工程、(3)該容器内のセラミックスラリー表
面に所定形状に光照射を行い、該スラリー表面の一部を
所定の深さまで硬化させる工程、(4)工程(3)で形
成されたセラミック硬化層を、該支持台を降下させるこ
とによりセラミックスラリー表面から所定の深さまで降
下させて該硬化層表面上にセラミックスラリーを導入す
る工程を有し構成され、前記工程(3)及び(4)を繰
り返して所定形状にセラミック硬化層を順次積層してセ
ラミックス立体形状体を成形することを特徴とするセラ
ミックスの光学的成形法。
3. (1) 100 parts by weight of ceramic powder,
Photocurable binder 0.5 to 50 parts by weight and solvent 0
A step of holding a ceramic slurry containing 10 to 10 parts by weight in a container, (2) a step of setting a support table at a predetermined depth from the surface of the ceramic slurry in the ceramic slurry, (3) the container The step of irradiating the surface of the ceramic slurry in a predetermined shape with light to cure a part of the surface of the slurry to a predetermined depth, and (4) descending the ceramic hardened layer formed in step (3) from the support base. The step of lowering the surface of the ceramic slurry to a predetermined depth and introducing the ceramic slurry onto the surface of the hardened layer is performed, and the steps (3) and (4) are repeated to form the hardened ceramic layer into a predetermined shape. An optical molding method for ceramics, characterized in that the three-dimensionally shaped ceramics body is formed by sequentially laminating.
JP6254376A 1994-09-21 1994-09-21 Optical molding method for ceramic Pending JPH0891940A (en)

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