JPH10226803A - 三次元構造体 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に金属等、各種材料を用いた三次元構造体
を提供することを目的とする。 【解決手段】 粒状の金属材料を積層した三次元構造体
において、前記粒状の金属材料相互間を溶融化すること
によって結合したことを特徴とする。
を提供することを目的とする。 【解決手段】 粒状の金属材料を積層した三次元構造体
において、前記粒状の金属材料相互間を溶融化すること
によって結合したことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばマイクロマ
シンの部品や立体モデルに利用できる三次元構造体に関
する。
シンの部品や立体モデルに利用できる三次元構造体に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、設計図又はコンピューター情報に
基づいて各種三次元形状を作り出すプロトタイピングが
いろいろ試みられている。その中には光感光性樹脂を感
光させこれを積層する光造形法や、薄板をレーザで切断
し重ね合わせる方法、粉末にレーザを照射してこの粉末
を固めることで三次元体を作る方法などが開発されてい
る。
基づいて各種三次元形状を作り出すプロトタイピングが
いろいろ試みられている。その中には光感光性樹脂を感
光させこれを積層する光造形法や、薄板をレーザで切断
し重ね合わせる方法、粉末にレーザを照射してこの粉末
を固めることで三次元体を作る方法などが開発されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記の方法で
は、使用できる材料が一部の樹脂等に限定され、特に金
属材料を用いることは非常に困難である。金属材料を用
いる場合、金属粉を結合材によって結合する方法も考え
られるが、十分な精度と強度を得ることは困難であり、
特に異種材料を複合的に用いることは非常に困難であ
る。
は、使用できる材料が一部の樹脂等に限定され、特に金
属材料を用いることは非常に困難である。金属材料を用
いる場合、金属粉を結合材によって結合する方法も考え
られるが、十分な精度と強度を得ることは困難であり、
特に異種材料を複合的に用いることは非常に困難であ
る。
【０００４】そこで本発明は、上記課題を解決し、特に
金属等、各種材料を用いた三次元構造体を提供すること
を目的とする。また本発明は、異種材料を複合的に用い
た三次元構造体を提供することを目的とする。
金属等、各種材料を用いた三次元構造体を提供すること
を目的とする。また本発明は、異種材料を複合的に用い
た三次元構造体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明の
三次元構造体は、粒状の金属材料を積層した三次元構造
体において、前記粒状の金属材料相互間を溶融化するこ
とによって結合したことを特徴とする。請求項２記載の
本発明の三次元構造体は、請求項１に記載の三次元構造
体において、二種以上の金属材料を、各々別々の粒状体
として積層したことを特徴とする。請求項３記載の本発
明の三次元構造体は、粒状の材料相互間を溶融化するこ
とによって結合して積層した三次元構造体において、導
電体材料と不導電体材料とを各々別々の粒状体として積
層し、三次元電気回路を構成したことを特徴とする。請
求項４記載の本発明の三次元構造体は、粒状の材料相互
間を溶融化することによって結合して積層した三次元構
造体において、二種以上の材料を各々別々の粒状体とし
て積層し、三次元傾斜機能複合材を構成したことを特徴
とする。請求項５記載の本発明の三次元構造体は、粒状
の材料相互間を溶融化することによって結合して積層し
た三次元構造体において、透明の樹脂と不透明な樹脂と
を各々別々の粒状体として積層し、立体モデルを構成し
たことを特徴とする。請求項６記載の本発明の三次元構
造体は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の三次
元構造体において、粒状体の大きさを等しくしたことを
特徴とする。請求項７記載の本発明の三次元構造体の製
造方法は、金属材料を加熱して溶融化し、圧電によって
噴出し、粒状に堆積固化することを特徴とする。請求項
８記載の本発明の三次元構造体の製造方法は、金属材料
を放電によって噴出し、粒状に堆積固化することを特徴
とする。請求項９記載の本発明の三次元構造体の製造方
法は、粒状の金属材料を溶融化することによって相互を
結合して積層することを特徴とする。
三次元構造体は、粒状の金属材料を積層した三次元構造
体において、前記粒状の金属材料相互間を溶融化するこ
とによって結合したことを特徴とする。請求項２記載の
本発明の三次元構造体は、請求項１に記載の三次元構造
体において、二種以上の金属材料を、各々別々の粒状体
として積層したことを特徴とする。請求項３記載の本発
明の三次元構造体は、粒状の材料相互間を溶融化するこ
とによって結合して積層した三次元構造体において、導
電体材料と不導電体材料とを各々別々の粒状体として積
層し、三次元電気回路を構成したことを特徴とする。請
求項４記載の本発明の三次元構造体は、粒状の材料相互
間を溶融化することによって結合して積層した三次元構
造体において、二種以上の材料を各々別々の粒状体とし
て積層し、三次元傾斜機能複合材を構成したことを特徴
とする。請求項５記載の本発明の三次元構造体は、粒状
の材料相互間を溶融化することによって結合して積層し
た三次元構造体において、透明の樹脂と不透明な樹脂と
を各々別々の粒状体として積層し、立体モデルを構成し
たことを特徴とする。請求項６記載の本発明の三次元構
造体は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の三次
元構造体において、粒状体の大きさを等しくしたことを
特徴とする。請求項７記載の本発明の三次元構造体の製
造方法は、金属材料を加熱して溶融化し、圧電によって
噴出し、粒状に堆積固化することを特徴とする。請求項
８記載の本発明の三次元構造体の製造方法は、金属材料
を放電によって噴出し、粒状に堆積固化することを特徴
とする。請求項９記載の本発明の三次元構造体の製造方
法は、粒状の金属材料を溶融化することによって相互を
結合して積層することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の三次元構造体は、金属材
料を粒状体とし、粒状体の相互間を溶融化によって結合
して積層するため、例えばマイクロマシン等の微細な部
品等も高精度に製作することができる。また、二種以上
の金属材料を用いる複合材も、各々別々の粒状体として
溶融化によって積層するため容易に製作することができ
る。従って、本発明は、導電体材料と不導電体材料とを
用いることによって三次元電気回路を構成したり、二種
以上の材料を積層することによって三次元傾斜機能複合
材を構成したり、あるいは、透明の樹脂と不透明な樹脂
とを用いることによって立体モデルを構成することがで
きる。このように本発明の三次元構造体は、転写等の工
程を踏むことなく製品を直接得ることができるととも
に、転写等によっては製作できなかった複合材製品を得
ることができる。なお、粒状体の大きさを等しくするこ
とによって、粒状体を積層するときの平行移動を一定速
度で行うことができるので、積層を容易にかつ迅速に行
うことができるとともに、高さ方向の寸法精度を取りや
すい。また、金属材料を粒状体として積層する方法とし
ては、特に融点が低い金属材料の場合には、加熱して溶
融化し、圧電によって噴出させる方法が実現しやすく、
また特に融点が高い金属材料の場合には、放電によって
噴出させる方法が好ましい。本発明の三次元構造体は、
このように粒状の金属材料を溶融化することによって相
互を結合するため、別途接着材等を用いることなく積層
することができ、十分な精度及び強度を確保することが
できる。
料を粒状体とし、粒状体の相互間を溶融化によって結合
して積層するため、例えばマイクロマシン等の微細な部
品等も高精度に製作することができる。また、二種以上
の金属材料を用いる複合材も、各々別々の粒状体として
溶融化によって積層するため容易に製作することができ
る。従って、本発明は、導電体材料と不導電体材料とを
用いることによって三次元電気回路を構成したり、二種
以上の材料を積層することによって三次元傾斜機能複合
材を構成したり、あるいは、透明の樹脂と不透明な樹脂
とを用いることによって立体モデルを構成することがで
きる。このように本発明の三次元構造体は、転写等の工
程を踏むことなく製品を直接得ることができるととも
に、転写等によっては製作できなかった複合材製品を得
ることができる。なお、粒状体の大きさを等しくするこ
とによって、粒状体を積層するときの平行移動を一定速
度で行うことができるので、積層を容易にかつ迅速に行
うことができるとともに、高さ方向の寸法精度を取りや
すい。また、金属材料を粒状体として積層する方法とし
ては、特に融点が低い金属材料の場合には、加熱して溶
融化し、圧電によって噴出させる方法が実現しやすく、
また特に融点が高い金属材料の場合には、放電によって
噴出させる方法が好ましい。本発明の三次元構造体は、
このように粒状の金属材料を溶融化することによって相
互を結合するため、別途接着材等を用いることなく積層
することができ、十分な精度及び強度を確保することが
できる。
【０００７】
【実施例】まず本発明によって製造される三次元構造体
の基本概念を図面を用いて説明する。図１から図３はそ
の製造方法を説明するための概念構成図、図４はこの方
法によって製造された三次元構造体を示す斜視図であ
る。本発明は、ノズル１０から溶融化させた材料を粒状
体２０として吐出し、少なくとも表面が溶融化された状
態で既に堆積固化した粒状体２０に固着させることによ
って積層するものである。なお、既に堆積された粒状体
２０は必ずしも固化している必要はなく、多少溶融化し
た状態を保っていてもよい。構造体支持手段３０は、粒
状体２０を積層するための被着面である。なお、このよ
うな粒状体２０によって三次元構造体を製造するために
は、ノズル１０に対して構造体支持手段３０を、又は構
造体支持手段３０に対してノズル１０を平行及び垂直に
移動する必要があるが、ここでは、ノズル１０が構造体
支持手段３０に対して平行及び垂直に移動するものとし
て説明する。
の基本概念を図面を用いて説明する。図１から図３はそ
の製造方法を説明するための概念構成図、図４はこの方
法によって製造された三次元構造体を示す斜視図であ
る。本発明は、ノズル１０から溶融化させた材料を粒状
体２０として吐出し、少なくとも表面が溶融化された状
態で既に堆積固化した粒状体２０に固着させることによ
って積層するものである。なお、既に堆積された粒状体
２０は必ずしも固化している必要はなく、多少溶融化し
た状態を保っていてもよい。構造体支持手段３０は、粒
状体２０を積層するための被着面である。なお、このよ
うな粒状体２０によって三次元構造体を製造するために
は、ノズル１０に対して構造体支持手段３０を、又は構
造体支持手段３０に対してノズル１０を平行及び垂直に
移動する必要があるが、ここでは、ノズル１０が構造体
支持手段３０に対して平行及び垂直に移動するものとし
て説明する。
【０００８】図１は、第１層の平面構造物２１を形成し
ている状態を示している。すなわち、同図は、一列目の
走査線２１Ａから三列目の走査線２１Ｄを形成し終え、
四列目の走査線２１Ｅを形成中の状態を示している。従
って、今ノズル１０は、粒状体２０を噴出しながら紙面
に垂直な方向に順次移動している。なお、ノズル１０と
構造体支持手段３０との間は、Ｌの距離を保持してい
る。図２は、第１層の平面構造物２１を形成した後、第
２層の平面構造物をこれから形成する状態を示してい
る。なお、ノズル１０は、第１層の平面構造物２１を形
成した後、第２層の平面構造物を形成するために、構造
体支持手段３０に対して平行な方向に２次元的に移動す
るとともに、第１層の平面構造物２１との距離がＬとな
るように垂直な方向にも移動する。図３は、第１層の平
面構造物２１の表面に第２層の平面構造物２２を形成し
終え、第３層の一列目の走査線２３Ａを形成している状
態を示している。このときにもノズル１０は、第２層の
平面構造物２２との距離がＬとなるように移動させてい
る。上記のようにして、溶融化した粒状体２０を層状に
順次付着させながら積層することによって三次元構造体
を製造する。図４は、このようにして製造された三次元
構造体を示している。この構造体は図示のように底面部
から順に、第１層の平面構造物２１、第２層の平面構造
物２２、第３層の平面構造物２３等を順次積層し、三角
錐構造にしたものである。
ている状態を示している。すなわち、同図は、一列目の
走査線２１Ａから三列目の走査線２１Ｄを形成し終え、
四列目の走査線２１Ｅを形成中の状態を示している。従
って、今ノズル１０は、粒状体２０を噴出しながら紙面
に垂直な方向に順次移動している。なお、ノズル１０と
構造体支持手段３０との間は、Ｌの距離を保持してい
る。図２は、第１層の平面構造物２１を形成した後、第
２層の平面構造物をこれから形成する状態を示してい
る。なお、ノズル１０は、第１層の平面構造物２１を形
成した後、第２層の平面構造物を形成するために、構造
体支持手段３０に対して平行な方向に２次元的に移動す
るとともに、第１層の平面構造物２１との距離がＬとな
るように垂直な方向にも移動する。図３は、第１層の平
面構造物２１の表面に第２層の平面構造物２２を形成し
終え、第３層の一列目の走査線２３Ａを形成している状
態を示している。このときにもノズル１０は、第２層の
平面構造物２２との距離がＬとなるように移動させてい
る。上記のようにして、溶融化した粒状体２０を層状に
順次付着させながら積層することによって三次元構造体
を製造する。図４は、このようにして製造された三次元
構造体を示している。この構造体は図示のように底面部
から順に、第１層の平面構造物２１、第２層の平面構造
物２２、第３層の平面構造物２３等を順次積層し、三角
錐構造にしたものである。
【０００９】三次元構造体を構成する材料としては、半
田、鉄、コバルト、銅等の金属材料の他、樹脂やワック
ス等を用いることができる。二種の金属材料を積層する
場合には、融点が近い金属、あるいは結合しやすい金属
を用いることが好ましく、例えば、鉄と銅、鉄とニッケ
ル、鉄とコバルト、銅と亜鉛、銅とニッケル等の組み合
わせが適している。樹脂を金属とともに積層する場合に
は、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。樹脂ととも
に積層する金属としては、半田の他、銀やニッケルが好
ましい。特に金属材料でも融点の低い半田のような材料
では、融点以上の温度で加熱して液化し、この液化した
半田を圧電素子を利用して噴出することができる。ま
た、融点の高い鉄、コバルト、銅等では、後述するよう
な放電によって噴出させる方法や、レーザ光の照射によ
って噴出させる方法が有効である。
田、鉄、コバルト、銅等の金属材料の他、樹脂やワック
ス等を用いることができる。二種の金属材料を積層する
場合には、融点が近い金属、あるいは結合しやすい金属
を用いることが好ましく、例えば、鉄と銅、鉄とニッケ
ル、鉄とコバルト、銅と亜鉛、銅とニッケル等の組み合
わせが適している。樹脂を金属とともに積層する場合に
は、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。樹脂ととも
に積層する金属としては、半田の他、銀やニッケルが好
ましい。特に金属材料でも融点の低い半田のような材料
では、融点以上の温度で加熱して液化し、この液化した
半田を圧電素子を利用して噴出することができる。ま
た、融点の高い鉄、コバルト、銅等では、後述するよう
な放電によって噴出させる方法や、レーザ光の照射によ
って噴出させる方法が有効である。
【００１０】次に、本発明の三次元構造体を製造する製
造装置の一実施例による構成について図５を用いて説明
する。なお本実施例は、鉄材の三次元構造体を製造する
方法であるが、鉄材だけでは積層できない構造、すなわ
ち下層部より上層部が拡大した構造を有する三次元構造
体を製造する方法である。従って、鉄材とともに積層す
るアルミニウム材は、その後除去されるものである。材
料吐出手段１１は、放電によって鉄材の粒状体２４Ａを
噴出させる手段、材料吐出手段１２は、放電によってア
ルミニウム材の粒状体２５Ａを噴出させる手段であり、
それぞれ放電回路１１Ａ、１２Ａと噴出ノズル１１Ｂ、
１２Ｂ、電極１１Ｃ、１２Ｃ等から構成されている。構
造体支持手段３１は、粒状体２４Ａ、２５Ａを積層する
被着面を有し、材料吐出手段１１、１２に対して平行及
び垂直に移動可能な構成になっている。なお、この構造
体支持手段３１上の粒状体２４Ｂ、２５Ｂは既に積層さ
れ堆積固化した粒状体を示している。材料供給手段４１
は鉄を材料吐出手段１１に供給する手段であり、材料供
給手段４２はアルミニウムを材料吐出手段１２に供給す
る手段である。制御手段５０は、データ記憶手段６０に
記憶された三次元構造体の構造データに基づいて、材料
吐出手段１１、１２に吐出信号を出力するとともに、構
造体支持手段３１を移動させる信号を出力する。ここで
材料吐出手段１１、１２に出力する吐出信号は、放電パ
ルスの幅と周期を変えることができるようにすることに
よって吐出する粒状体２４Ａ、２５Ａの大きさと数を変
更することができる。また、データ記憶手段６０に記憶
された三次元構造体の構造データとは、本実施例では形
状に関するデータであるが、二種以上の複合材料や傾斜
材等では材質に関するデータをも有する。検知手段７０
は、製造途中の三次元構造体の状態を検出する手段で、
特に高さ寸法を検出する手段である。データ比較手段８
０は、この検知手段７０で検出したデータとデータ記憶
手段６０に記憶している構造データとを比較する手段で
ある。そしてこのデータ比較手段８０での比較の結果、
製造途中の三次元構造体が予定した状態でないときに
は、制御手段５０に修正信号を出力する。
造装置の一実施例による構成について図５を用いて説明
する。なお本実施例は、鉄材の三次元構造体を製造する
方法であるが、鉄材だけでは積層できない構造、すなわ
ち下層部より上層部が拡大した構造を有する三次元構造
体を製造する方法である。従って、鉄材とともに積層す
るアルミニウム材は、その後除去されるものである。材
料吐出手段１１は、放電によって鉄材の粒状体２４Ａを
噴出させる手段、材料吐出手段１２は、放電によってア
ルミニウム材の粒状体２５Ａを噴出させる手段であり、
それぞれ放電回路１１Ａ、１２Ａと噴出ノズル１１Ｂ、
１２Ｂ、電極１１Ｃ、１２Ｃ等から構成されている。構
造体支持手段３１は、粒状体２４Ａ、２５Ａを積層する
被着面を有し、材料吐出手段１１、１２に対して平行及
び垂直に移動可能な構成になっている。なお、この構造
体支持手段３１上の粒状体２４Ｂ、２５Ｂは既に積層さ
れ堆積固化した粒状体を示している。材料供給手段４１
は鉄を材料吐出手段１１に供給する手段であり、材料供
給手段４２はアルミニウムを材料吐出手段１２に供給す
る手段である。制御手段５０は、データ記憶手段６０に
記憶された三次元構造体の構造データに基づいて、材料
吐出手段１１、１２に吐出信号を出力するとともに、構
造体支持手段３１を移動させる信号を出力する。ここで
材料吐出手段１１、１２に出力する吐出信号は、放電パ
ルスの幅と周期を変えることができるようにすることに
よって吐出する粒状体２４Ａ、２５Ａの大きさと数を変
更することができる。また、データ記憶手段６０に記憶
された三次元構造体の構造データとは、本実施例では形
状に関するデータであるが、二種以上の複合材料や傾斜
材等では材質に関するデータをも有する。検知手段７０
は、製造途中の三次元構造体の状態を検出する手段で、
特に高さ寸法を検出する手段である。データ比較手段８
０は、この検知手段７０で検出したデータとデータ記憶
手段６０に記憶している構造データとを比較する手段で
ある。そしてこのデータ比較手段８０での比較の結果、
製造途中の三次元構造体が予定した状態でないときに
は、制御手段５０に修正信号を出力する。
【００１１】上記製造装置の制御方法について以下に説
明する。まず、データ記憶手段６０からは、製造しよう
としている三次元構造体の断層ごとのデータを制御手段
５０に送信する。制御手段５０は、構造体支持手段３１
を材料吐出手段１１、１２に対して平行に移動する信号
を出力する。そして、三次元構造体を積層すべき位置で
は、材料吐出手段１１に信号を出力して鉄材の粒状体２
４Ａを噴出させ、三次元構造体を積層しない位置では、
材料吐出手段１２に信号を出力してアルミニウム材の粒
状体２５Ａを噴出させる。このように、各層を鉄材の粒
状体２４Ａかアルミニウム材の粒状体２５Ａのいずれか
を噴出させて積層する。より厳密な三次元構造体を製造
する場合には、各層ごとに検知手段７０によって積層状
態を検知し、データ記憶手段６０のデータと比較手段８
０で比較し、その結果を制御手段５０に修正信号として
出力する。このとき、制御手段５０は、不足部分が生じ
ている場合にはこの不足部分を補う修正を加えるが、所
定量より多い場合には、次層を積層するときに、粒状体
を積層しないか、予定より小さな大きさの粒状体を噴出
することによって修正する。なお、各層を積層した後に
は、構造体支持手段３１を垂直方向に移動させることに
よって、材料吐出手段１１、１２から被着面までの距離
を一定に保持する。上記のようにして、鉄材とアルミニ
ウム材とで積層物を形成した後、アルミニウム材をエッ
チング剤で溶解させて鉄材だけの三次元構造体を得る。
なお、図５は、概念図として表現しているが、材料の供
給方向は、図示のように、ノズル１１Ｂ、１２Ｂの吐出
口に対して垂直な方向から供給することによって、材料
の吐出距離を一定にすることができ安定した粒状体を得
ることができる。また、同一材料に対しても複数のノズ
ルを同時に使用することによって製造の高速化を図るこ
とができる。
明する。まず、データ記憶手段６０からは、製造しよう
としている三次元構造体の断層ごとのデータを制御手段
５０に送信する。制御手段５０は、構造体支持手段３１
を材料吐出手段１１、１２に対して平行に移動する信号
を出力する。そして、三次元構造体を積層すべき位置で
は、材料吐出手段１１に信号を出力して鉄材の粒状体２
４Ａを噴出させ、三次元構造体を積層しない位置では、
材料吐出手段１２に信号を出力してアルミニウム材の粒
状体２５Ａを噴出させる。このように、各層を鉄材の粒
状体２４Ａかアルミニウム材の粒状体２５Ａのいずれか
を噴出させて積層する。より厳密な三次元構造体を製造
する場合には、各層ごとに検知手段７０によって積層状
態を検知し、データ記憶手段６０のデータと比較手段８
０で比較し、その結果を制御手段５０に修正信号として
出力する。このとき、制御手段５０は、不足部分が生じ
ている場合にはこの不足部分を補う修正を加えるが、所
定量より多い場合には、次層を積層するときに、粒状体
を積層しないか、予定より小さな大きさの粒状体を噴出
することによって修正する。なお、各層を積層した後に
は、構造体支持手段３１を垂直方向に移動させることに
よって、材料吐出手段１１、１２から被着面までの距離
を一定に保持する。上記のようにして、鉄材とアルミニ
ウム材とで積層物を形成した後、アルミニウム材をエッ
チング剤で溶解させて鉄材だけの三次元構造体を得る。
なお、図５は、概念図として表現しているが、材料の供
給方向は、図示のように、ノズル１１Ｂ、１２Ｂの吐出
口に対して垂直な方向から供給することによって、材料
の吐出距離を一定にすることができ安定した粒状体を得
ることができる。また、同一材料に対しても複数のノズ
ルを同時に使用することによって製造の高速化を図るこ
とができる。
【００１２】次に、二種以上の材料を用いた場合の三次
元構造体の応用例を説明する。まず、図６は一体成形の
三次元電気回路を構成した三次元構造体の斜視図であ
る。同図に示すように、三次元電気回路は不導電材料２
６Ａと導電材料２６Ｂ〜２６Ｄによって構成されてい
る。ここで導電材料を用いたものとして、配線部２６
Ｂ、鉄心２６Ｃ、コイル２６Ｄを示している。なお、不
導電材料２６Ａとしては、プラスチック等の樹脂を用
い、導電材料としては金属を用いるが、プラスチック等
の樹脂とともに積層する場合には、半田やアルミニウム
等の融点の低い材料がより適している。また、図７は三
次元傾斜機能複合材を構成した三次元構造体の斜視図で
ある。同図に示すように、例えば二種の材料からなる粒
状体２７Ａ、２７Ｂを用いた場合、一方の材料２７Ａと
他方の材料２７Ｂとの境は、単位当たりの混合比を順次
変更し傾斜機能を持たせるものである。また、図８は人
体頭部の立体モデルを構成した三次元構造体の正面図で
ある。同図に示すように、例えば透明樹脂２８Ａと不透
明樹脂２８Ｂによって構成されている。不透明な樹脂と
して、異なる色の樹脂を複数用いることによりさらに詳
細な表現が可能な立体モデルを製造することができる。
元構造体の応用例を説明する。まず、図６は一体成形の
三次元電気回路を構成した三次元構造体の斜視図であ
る。同図に示すように、三次元電気回路は不導電材料２
６Ａと導電材料２６Ｂ〜２６Ｄによって構成されてい
る。ここで導電材料を用いたものとして、配線部２６
Ｂ、鉄心２６Ｃ、コイル２６Ｄを示している。なお、不
導電材料２６Ａとしては、プラスチック等の樹脂を用
い、導電材料としては金属を用いるが、プラスチック等
の樹脂とともに積層する場合には、半田やアルミニウム
等の融点の低い材料がより適している。また、図７は三
次元傾斜機能複合材を構成した三次元構造体の斜視図で
ある。同図に示すように、例えば二種の材料からなる粒
状体２７Ａ、２７Ｂを用いた場合、一方の材料２７Ａと
他方の材料２７Ｂとの境は、単位当たりの混合比を順次
変更し傾斜機能を持たせるものである。また、図８は人
体頭部の立体モデルを構成した三次元構造体の正面図で
ある。同図に示すように、例えば透明樹脂２８Ａと不透
明樹脂２８Ｂによって構成されている。不透明な樹脂と
して、異なる色の樹脂を複数用いることによりさらに詳
細な表現が可能な立体モデルを製造することができる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明は、粒状体を一つ一
つ層状に積層することによって三次元構造体を製造する
ために、コンピューターを使った画像分析、送信等の技
術をそのまま利用して三次元像として造形でき、粒状体
の相互間を溶融化によって結合して積層するため、例え
ばマイクロマシン等の微細な部品等も高精度に製作する
ことができる。また、二種以上の金属材料を用いる複合
材も、各々別々の粒状体として溶融化によって積層する
ため容易に製作することができる。従って、本発明は、
導電体材料と不導電体材料とを用いることによって三次
元電気回路を構成したり、二種以上の材料を積層するこ
とによって三次元傾斜機能複合材を構成したり、あるい
は、透明の樹脂と不透明な樹脂とを用いることによって
立体モデルを構成することができる。このように本発明
の三次元構造体は、転写等の工程を踏むことなく製品を
直接得ることができるとともに、転写等によっては製作
できなかった複合材製品を得ることができる。
つ層状に積層することによって三次元構造体を製造する
ために、コンピューターを使った画像分析、送信等の技
術をそのまま利用して三次元像として造形でき、粒状体
の相互間を溶融化によって結合して積層するため、例え
ばマイクロマシン等の微細な部品等も高精度に製作する
ことができる。また、二種以上の金属材料を用いる複合
材も、各々別々の粒状体として溶融化によって積層する
ため容易に製作することができる。従って、本発明は、
導電体材料と不導電体材料とを用いることによって三次
元電気回路を構成したり、二種以上の材料を積層するこ
とによって三次元傾斜機能複合材を構成したり、あるい
は、透明の樹脂と不透明な樹脂とを用いることによって
立体モデルを構成することができる。このように本発明
の三次元構造体は、転写等の工程を踏むことなく製品を
直接得ることができるとともに、転写等によっては製作
できなかった複合材製品を得ることができる。
【図１】本発明の三次元構造体の製造方法の一実施例を
説明するための概念構成図
説明するための概念構成図
【図２】本発明の三次元構造体の製造方法の一実施例を
説明するための概念構成図
説明するための概念構成図
【図３】本発明の三次元構造体の製造方法の一実施例を
説明するための概念構成図
説明するための概念構成図
【図４】同製造方法により製造された三次元構造体の斜
視図
視図
【図５】本発明の三次元構造体を製造する製造装置の一
実施例による構成図
実施例による構成図
【図６】本発明による一体成形の三次元電気回路を構成
した三次元構造体の斜視図
した三次元構造体の斜視図
【図７】本発明による三次元傾斜機能複合材を構成した
三次元構造体の斜視図
三次元構造体の斜視図
【図８】本発明による人体頭部の立体モデルを構成した
三次元構造体の正面図
三次元構造体の正面図
【符号の説明】 ２０ 粒状体 ２４Ａ 鉄材の粒状体 ２５Ａ アルミニウム材の粒状体 ２６Ａ 不導電材料 ２６Ｂ 配線部（導電材料） ２６Ｃ 鉄心（導電材料） ２６Ｄ コイル（導電材料） ２６Ｂ 配線部（導電材料） ２７Ａ 粒状体 ２７Ｂ 粒状体 ２８Ａ 透明樹脂 ２８Ｂ 不透明樹脂
Claims (9)
- 【請求項１】 粒状の金属材料を積層した三次元構造体
において、前記粒状の金属材料相互間を溶融化すること
によって結合したことを特徴とする三次元構造体。 - 【請求項２】 二種以上の金属材料を、各々別々の粒状
体として積層したことを特徴とする請求項１に記載の三
次元構造体。 - 【請求項３】 粒状の材料相互間を溶融化することによ
って結合して積層した三次元構造体において、導電体材
料と不導電体材料とを各々別々の粒状体として積層し、
三次元電気回路を構成したことを特徴とする三次元構造
体。 - 【請求項４】 粒状の材料相互間を溶融化することによ
って結合して積層した三次元構造体において、二種以上
の材料を各々別々の粒状体として積層し、三次元傾斜機
能複合材を構成したことを特徴とする三次元構造体。 - 【請求項５】 粒状の材料相互間を溶融化することによ
って結合して積層した三次元構造体において、透明の樹
脂と不透明な樹脂とを各々別々の粒状体として積層し、
立体モデルを構成したことを特徴とする三次元構造体。 - 【請求項６】 粒状体の大きさを等しくしたことを特徴
とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の三次元
構造体。 - 【請求項７】 金属材料を加熱して溶融化し、圧電によ
って噴出し、粒状に堆積固化することを特徴とする三次
元構造体の製造方法。 - 【請求項８】 金属材料を放電によって噴出し、粒状に
堆積固化することを特徴とする三次元構造体の製造方
法。 - 【請求項９】 粒状の金属材料を溶融化することによっ
て相互を結合して積層することを特徴とする三次元構造
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9014679A JPH10226803A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 三次元構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9014679A JPH10226803A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 三次元構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10226803A true JPH10226803A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=11867910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9014679A Pending JPH10226803A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 三次元構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10226803A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001047518A (ja) * | 1999-06-02 | 2001-02-20 | Leben Co Ltd | 立体物の製造方法および立体物製造装置 |
| US6337455B1 (en) | 1999-02-26 | 2002-01-08 | Katsumi Yamaguchi | Process and apparatus for transforming metal material |
| US6811073B2 (en) | 2001-11-26 | 2004-11-02 | Yazaki Corporation | Method for connecting conductive members |
| US7062849B2 (en) | 2001-10-03 | 2006-06-20 | Yazaki Corporation | Method for producing circuitry using molten metal droplets |
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| CN102529096A (zh) * | 2010-12-20 | 2012-07-04 | 卡尔·赫尔 | 用于制造三维的物品的装置 |
| JP2016168735A (ja) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 日本電気株式会社 | 積層造形装置および積層造形方法 |
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| JP6170238B1 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-07-26 | 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 | ３次元積層造形装置、３次元積層造形装置の制御方法および３次元積層造形装置の制御プログラム |
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| JP2021510769A (ja) * | 2018-01-26 | 2021-04-30 | グラフ エス．ピー．エー． | 溶融金属の３ｄ印刷のためのヘッド |
-
1997
- 1997-01-10 JP JP9014679A patent/JPH10226803A/ja active Pending
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