JPWO2016017155A1 - 三次元形状造形物の製造方法および三次元形状造形物 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)粉末層の所定箇所に光ビームを照射し、かかる所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程。
(ii)得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、同様に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程。
(i)粉末層の所定箇所に光ビームを照射して当該所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程、および
(ii)得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、その新たな粉末層の所定箇所に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程
によって粉末層形成および固化層形成を交互に繰り返して行い、
固化層が形成される領域の一部を光ビームを照射しない非照射部とすることによって、三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝を三次元形状造形物の上面に少なくとも1つ設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法が提供される。
まず、本発明の製造方法の前提となる粉末焼結積層法について説明する。特に粉末焼結積層法において三次元形状造形物の切削処理を付加的に行う光造形複合加工を例として挙げる。図11は、光造形複合加工のプロセス態様を模式的に示しており、図12および図13は、粉末焼結積層法と切削処理とを実施できる光造形複合加工機の主たる構成および動作のフローチャートをそれぞれ示している。
本発明の一態様に係る製造方法は、上述した粉末焼結積層法につき、固化層の形成態様に特徴を有している。
[式1]
本発明の一態様に係る三次元形状造形物は上述の製造方法で得られるものである。従って、本発明の一態様に係る三次元形状造形物は、粉末層に対する光ビーム照射で形成される固化層が積層して構成され、三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝が三次元形状造形物の上面に少なくとも1つ設けられている。このようにスリット溝が設けられていることに起因して三次元形状造形物に残留する応力(以下「残留応力」とも称する)は減じられており、三次元形状造形物の反りは防止されている。
第1態様:(i)粉末層の所定箇所に光ビームを照射して該所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程、および
(ii)得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、該新たな粉末層の所定箇所に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程
によって粉末層形成および固化層形成を交互に繰り返して行う三次元形状造形物の製造方法であって、
前記固化層が形成される領域の一部を前記光ビームを照射しない非照射部とすることによって、前記三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝を該三次元形状造形物の上面に少なくとも1つ設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第2態様:上記第1態様において、前記上面にて複数の前記スリット溝が規則的に配列するように該スリット溝を設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第3態様:上記第1態様または第2態様において、前記スリット溝が成すスリット開口の短手寸法を0.05mm〜1mmとすることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第4態様:上記第1態様〜第3態様のいずれかにおいて、前記スリット溝の深さ寸法を前記三次元形状造形物の厚さ寸法の10%〜50%とすることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第5態様:上記第1態様〜第4態様のいずれかにおいて、前記スリット溝が成すスリット開口の短手寸法が該スリット溝の底部から前記上面に向かって漸次大きくなるように該スリット溝を設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第6態様:上記第1態様〜第5態様のいずれかにおいて、前記スリット溝が成すスリット開口の長手方向が少なくとも2つの向きを含む形態となるように該スリット溝を設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第7態様:上記第6態様において、前記スリット開口の形状をクロス形状とすることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第8態様:上記第1態様〜第7態様のいずれかにおいて、前記三次元形状造形物として樹脂成形用金型を製造し、該樹脂成形用金型のパーティング面に前記スリット溝を設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第9態様:上記第1態様〜第8態様のいずれかにおいて、前記スリット溝を充填材料で埋めることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第10態様:粉末層に対する光ビーム照射で形成される固化層が積層して構成された三次元形状造形物であって、
前記三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝が該三次元形状造形物の上面に少なくとも1つ設けられていることを特徴とする、三次元形状造形物。
第11態様:上記第10態様において、複数の前記スリット溝が前記上面において規則的に配列していることを特徴とする、三次元形状造形物。
第12態様:上記第10態様または第11態様において、前記三次元形状造形物が樹脂成形用金型であって、該該樹脂成形用金型のパーティング面に前記スリット溝が設けられていることを特徴とする、三次元形状造形物。
第13態様:上記第12態様において、前記スリット溝は樹脂成形時にガスベントとして機能することを特徴とする、三次元形状造形物。
24 固化層
100 三次元形状造形物
130 三次元形状造形物の上面
150 スリット溝
150’ スリット開口
170 パーティング面
190 充填材料
Dx スリット開口の短手寸法
Dz スリット溝の深さ
L 光ビーム
Claims (13)
- (i)粉末層の所定箇所に光ビームを照射して該所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程、および
(ii)得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、該新たな粉末層の所定箇所に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程
によって粉末層形成および固化層形成を交互に繰り返して行う三次元形状造形物の製造方法であって、
前記固化層が形成される領域の一部を前記光ビームを照射しない非照射部とすることによって、前記三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝を該三次元形状造形物の上面に少なくとも1つ設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。 - 前記上面にて複数の前記スリット溝が規則的に配列するように該スリット溝を設けることを特徴とする、請求項1に記載の三次元形状造形物の製造方法。
- 前記スリット溝が成すスリット開口の短手寸法を0.05mm〜1mmとすることを特徴とする、請求項1に記載の三次元形状造形物の製造方法。
- 前記スリット溝の深さ寸法を前記三次元形状造形物の厚さ寸法の10%〜50%とすることを特徴とする、請求項1に記載の三次元形状造形物の製造方法。
- 前記スリット溝が成すスリット開口の短手寸法が該スリット溝の底部から前記上面に向かって漸次大きくなるように該スリット溝を設けることを特徴とする、請求項1に記載の三次元形状造形物の製造方法。
- 前記スリット溝が成すスリット開口の長手方向が少なくとも2つの向きを含む形態となるように該スリット溝を設けることを特徴とする、請求項1に記載の三次元形状造形物の製造方法。
- 前記スリット開口の形状をクロス形状とすることを特徴とする、請求項6に記載の三次元形状造形物の製造方法。
- 前記三次元形状造形物として樹脂成形用金型を製造し、該樹脂成形用金型のパーティング面に前記スリット溝を設けることを特徴とする、請求項1に記載の三次元形状造形物の製造方法。
- 前記スリット溝を充填材料で埋めることを特徴とする、請求項1に記載の三次元形状造形物の製造方法。
- 粉末層に対する光ビーム照射で形成される固化層が積層して構成された三次元形状造形物であって、
前記三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝が該三次元形状造形物の上面に少なくとも1つ設けられていることを特徴とする、三次元形状造形物。 - 複数の前記スリット溝が前記上面において規則的に配列していることを特徴とする、請求項10に記載の三次元形状造形物。
- 前記三次元形状造形物が樹脂成形用金型であって、該該樹脂成形用金型のパーティング面に前記スリット溝が設けられていることを特徴とする、請求項10に記載の三次元形状造形物。
- 前記スリット溝は樹脂成形時にガスベントとして機能することを特徴とする、請求項12に記載の三次元形状造形物。
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