TW201527078A - 三維造形物之製造方法、三維造形物製造裝置、墨水組及三維造形物 - Google Patents

三維造形物之製造方法、三維造形物製造裝置、墨水組及三維造形物 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種可穩定且高效率地製造於所需部位設置有無光色調區域、光亮色調區域之三維造形物的三維造形物之製造方法。 於本發明之三維造形物之製造方法中,對於應構成三維造形物之區域賦予實體部形成用墨水,並且對於與應成為三維造形物之最外層之區域鄰接的上述最外層之表面側之區域賦予用以形成犧牲層之犧牲層形成用墨水。使用第1犧牲層形成用墨水與第2犧牲層形成用墨水作為犧牲層形成用墨水。實體部形成用墨水硬化時之第1犧牲層形成用墨水之黏彈性小於實體部形成用墨水硬化時之實體部形成用墨水之黏彈性,實體部形成用墨水硬化時之第2犧牲層形成用墨水之黏彈性大於實體部形成用墨水硬化時之實體部形成用墨水之黏彈性。

Description

三維造形物之製造方法、三維造形物製造裝置、墨水組及三維造形物
本發明係關於一種三維造形物之製造方法、三維造形物製造裝置、墨水組及三維造形物。
自先前,已知有例如基於由三維CAD(computer-aided design,電腦輔助設計)軟體等所生成之三維物體之模型,而形成三維造形物之方法。
作為形成三維造形物之方法之一,已知有積層法。關於積層法,通常將三維物體之模型分割成多個二維剖面層後,依序將與各二維剖面層對應之剖面構件進行造形,並且依序積層剖面構件,藉此形成三維造形物。
關於積層法,只要有欲造形之三維造形物之模型,則可直接形成,而無需於造形前製作模型等,因此可迅速且廉價地形成三維造形物。又,由於逐層積層較薄之板狀剖面構件而形成三維造形物,故而即便為例如具有內部構造之複雜物體,亦可在不分成複數個零件之情況下形成為一體之造形物。
作為此種積層法之一,已知有一面利用結合液使粉體變硬一面造形三維造形物之技術(例如參照專利文獻1)。於該技術中,於形成各層時,向三維造形物之外表面側所對應之部位噴出含有著色劑之墨水,藉此對三維造形物賦予色彩。
然而,於先前之方法中,難以確實地控制三維造形物之表面狀態,例如實際上無法於所需之部位分開使用無光色調之外觀、光亮色調之外觀等。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2001-150556號公報
本發明之目的在於:提供一種可穩定且高效率地製造於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物之三維造形物之製造方法;提供一種可穩定且高效率地製造於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物之三維造形物製造裝置;提供一種可用於穩定且高效率地製造於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物的墨水組;及提供一種於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物。
上述目的係藉由下述本發明而達成。
本發明之三維造形物之製造方法係藉由將噴出含有硬化性樹脂之墨水並使之硬化而形成之層進行積層而製造三維造形物者,其特徵在於: 對於應構成上述三維造形物之區域賦予實體部形成用墨水,並且對於與應成為上述三維造形物之最外層之區域鄰接之上述最外層之表面側之區域賦予用以形成犧牲層之犧牲層形成用墨水,使用第1犧牲層形成用墨水與第2犧牲層形成用墨水作為上述犧牲層形成用墨水,上述實體部形成用墨水硬化時之上述第1犧牲層形成用墨水之黏彈性小於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性,上述實體部形成用墨水硬化時之上述第2犧牲層形成用墨水之黏彈性大於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性。
藉此,可提供一種可穩定且高效率地製造於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物之三維造形物之製造方法。
於本發明之三維造形物之製造方法中,較佳為具有如下步驟:自藉由使上述實體部形成用墨水、上述第1犧牲層形成用墨水及上述第2犧牲層形成用墨水硬化而獲得之預成形體去除上述犧牲層。
藉此,於最終所獲得之三維造形物中,實體部露出,因此可使觀察者更佳地視認具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的表面狀態。因此,更顯著地發揮出本發明之效果。
於本發明之三維造形物之製造方法中,較佳為上述第1犧牲層形成用墨水係含有選自由(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、及(甲基)丙烯醯基嗎啉所組成之群中之1種或2種以上者。
藉此,可以更適當之硬化速度使第1犧牲層形成用墨水硬化,而可更確實地形成在三維造形物中呈現無光色調之外觀之區域,並且可 使三維造形物之生產性變得特別優異。
於本發明之三維造形物之製造方法中,較佳為上述第2犧牲層形成用墨水係含有(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯者。
藉此,可以更適當之硬化速度使第2犧牲層形成用墨水硬化,而可更確實地形成在三維造形物中呈現光亮色調之外觀之區域,並且可使三維造形物之生產性變得特別優異。
於本發明之三維造形物之製造方法中,較佳為上述第2犧牲層形成用墨水係除含有(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯以外,亦含有聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯者。
藉此,可以更加適當之硬化速度使第2犧牲層形成用墨水硬化,而可更加確實地形成在三維造形物中呈現光亮色調之外觀之區域,並且可使三維造形物之生產性變得更加優異。
於本發明之三維造形物之製造方法中,較佳為上述實體部形成用墨水係含有選自由(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯、聚醚系脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯低聚物、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、及(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯所組成之群中之1種或2種以上者。
藉此,可以更適當之硬化速度使實體部形成用墨水硬化,而可更佳地控制三維造形物之表面形狀,而可更確實地獲得三維造形物中無光色調之外觀及光亮色調之外觀,並且可使三維造形物之生產性變得特別優異。
於本發明之三維造形物之製造方法中,上述實體部形成用墨水、上述第1犧牲層形成用墨水及上述第2犧牲層形成用墨水均係含有聚合起始劑者, 較佳為上述實體部形成用墨水中之上述聚合起始劑之含有率高於上述第1犧牲層形成用墨水中之上述聚合起始劑之含有率、及上述 第2犧牲層形成用墨水中之上述聚合起始劑之含有率。
藉此,可使實體部形成用墨水及犧牲層形成用墨水(第1犧牲層形成用墨水、第2犧牲層形成用墨水)分別以更佳之速度進行硬化,而可進而較佳地控制三維造形物之表面形狀,而可更加確實地獲得三維造形物中無光色調之外觀及光亮色調之外觀。
於本發明之三維造形物之製造方法中,較佳為上述實體部形成用墨水、上述第1犧牲層形成用墨水及上述第2犧牲層形成用墨水均係含有雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦及/或2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦作為聚合起始劑者。
藉此,可使實體部形成用墨水及犧牲層形成用墨水(第1犧牲層形成用墨水、第2犧牲層形成用墨水)以更適當之硬化速度進行硬化,而可更佳地控制三維造形物之表面形狀,而可更確實地形成在三維造形物中呈現無光色調之外觀的區域與呈現光亮色調之外觀之區域,並且可使三維造形物之生產性變得特別優異。
於本發明之三維造形物之製造方法中,較佳為作為上述實體部形成用墨水,除使用含有著色劑之著色墨水以外,亦使用不含有著色劑之無色墨水, 將上述無色墨水用於應成為上述最外層之區域之形成,將上述著色墨水用於較上述區域內側之區域之形成。
藉此,可更佳地控制三維造形物之表面形狀,而可更佳地表現出無光色調之質感及光亮色調之質感。又,含有著色劑(尤其是顏料)之實體部與不含有著色劑之實體部相比較脆,而容易產生損傷或缺陷等,但藉由設置使用不含有著色劑之實體部形成用墨水所形成之區域(塗層),而可有效地防止上述問題之產生。
又,即便於因長時間使用三維造形物而表面磨耗之情形時等,亦可有效地防止、抑制三維造形物之色調之變化。
於本發明之三維造形物之製造方法中,較佳為使用彩色墨水與白色墨水作為含有著色劑之著色墨水,將上述白色墨水用於使用上述彩色墨水所形成之區域之內側之區域的形成。
藉此,賦予有白色墨水之區域(白色區域)可發揮出隱蔽性,而可更為提高三維造形物之彩度。
又,利用藉由實體部形成用墨水與犧牲層形成用墨水(第1犧牲層形成用墨水、第2犧牲層形成用墨水)之黏彈性之不同而控制三維造形物之表面形狀之效果、與提高彩度之效果可協同地相互作用,而使三維造形物之審美外觀(審美性)變得特別優異。
於本發明之三維造形物之製造方法中,較佳為使用不同之複數種上述第1犧牲層形成用墨水。
藉此,例如可使最終所獲得之三維造形物成為具有無光色調之程度互不相同之複數個區域者。其結果為,變得可進行更複雜之外觀之表現,而可使三維造形物之審美外觀(審美性)、高級感等變得特別優異。
於本發明之三維造形物之製造方法中,較佳為使用不同之複數種上述第2犧牲層形成用墨水。
藉此,例如可使最終所獲得之三維造形物成為具有光亮色調之程度互不相同之複數個區域者。其結果為,變得可進行更複雜之外觀之表現,而可使三維造形物之審美外觀(審美性)、高級感等變得特別優異。
本發明之三維造形物製造裝置係藉由將噴出含有硬化性樹脂之墨水並使之硬化而形成之層進行積層而製造三維造形物者,其特徵在於:具有實體部形成用墨水噴出機構,其係向應構成上述三維造形物之 區域噴出實體部形成用墨水;犧牲層形成用墨水噴出機構,其係對於與應成為上述三維造形物之最外層之區域鄰接之上述最外層之表面側之區域噴出用以形成犧牲層之犧牲層形成用墨水;及硬化機構,其係使上述實體部形成用墨水及上述犧牲層形成用墨水硬化;並且具有噴出第1犧牲層形成用墨水之第1犧牲層形成用墨水噴出機構、與噴出第2犧牲層形成用墨水之第2犧牲層形成用墨水噴出機構作為上述犧牲層形成用墨水噴出機構,上述實體部形成用墨水硬化時之上述第1犧牲層形成用墨水之黏彈性小於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性,上述實體部形成用墨水硬化時之上述第2犧牲層形成用墨水之黏彈性大於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性。
藉此,可提供一種可穩定且高效率地製造於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物之三維造形物製造裝置。
本發明之墨水組係用於藉由將噴出含有硬化性樹脂之墨水並使之硬化而形成之層進行積層而製造三維造形物者,其特徵在於:具備用以對於應構成上述三維造形物之區域賦予之實體部形成用墨水、與用以於與應成為上述三維造形物之最外層之區域鄰接之上述最外層之表面側之區域形成犧牲層之犧牲層形成用墨水;並且具備第1犧牲層形成用墨水、與第2犧牲層形成用墨水作為上述犧牲層形成用墨水, 上述第1犧牲層形成用墨水中之聚合起始劑之含有率小於上述第2犧牲層形成用墨水中之聚合起始劑之含有率。
本發明之墨水組之特徵在於:上述第1犧牲層形成用墨水及上述第2犧牲層形成用墨水均係含有雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦及/或2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦作為聚合起始劑者。
本發明之墨水組係用於藉由將噴出含有硬化性樹脂之墨水並使之硬化而形成之層進行積層而製造三維造形物者,其特徵在於:具備用以對於應構成上述三維造形物之區域賦予之實體部形成用墨水、與用以於與應成為上述三維造形物之最外層之區域鄰接之上述最外層之表面側之區域形成犧牲層之犧牲層形成用墨水,並且具備第1犧牲層形成用墨水、與第2犧牲層形成用墨水作為上述犧牲層形成用墨水,上述實體部形成用墨水硬化時之上述第1犧牲層形成用墨水之黏彈性小於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性,上述實體部形成用墨水硬化時之上述第2犧牲層形成用墨水之黏彈性大於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性。
藉此,可提供一種可用於穩定且高效率地製造於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物的墨水組。
本發明之三維造形物之特徵在於:其係使用本發明之三維造形物之製造方法而製造者。
藉此,可提供一種於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物。
本發明之三維造形物之特徵在於:其係使用本發明之三維造形物製造裝置而製造者。
藉此,可提供一種於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物。
本發明之三維造形物之特徵在於:其係使用本發明之墨水組而製造者。
藉此,可提供一種於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物。
1‧‧‧層
2‧‧‧控制部
3‧‧‧平台
4‧‧‧實體部形成用墨水噴出部(實體部形成用墨水賦予機構)
5‧‧‧犧牲層形成用墨水噴出部(犧牲層形成用墨水賦予機構)
5A‧‧‧第1犧牲層形成用墨水噴出部(第1犧牲層形成用墨水賦予機構)
5B‧‧‧第2犧牲層形成用墨水噴出部(第2犧牲層形成用墨水賦予機構)
6‧‧‧能量線照射機構(硬化機構)
10‧‧‧三維造形物
10'‧‧‧預成形體
11‧‧‧實體部
11'‧‧‧實體部形成用墨水
11A‧‧‧第1區域
11B‧‧‧第2區域
12‧‧‧犧牲層
12'‧‧‧犧牲層形成用墨水
12A‧‧‧第1區域
12B‧‧‧第2區域
12A'‧‧‧第1犧牲層形成用墨水
12B'‧‧‧第2犧牲層形成用墨水
21‧‧‧電腦
22‧‧‧驅動控制部
100‧‧‧三維造形物製造裝置
圖1(1a)~(1d)係模式性地表示本發明之三維造形物之製造方法之較佳實施形態中之各步驟的剖面圖。
圖2(1e)~(1h)係模式性地表示本發明之三維造形物之製造方法之較佳實施形態中之各步驟的剖面圖。
圖3係用以說明可於本發明中形成之其他表面形狀的模式剖面圖。
圖4係模式性地表示本發明之三維造形物製造裝置之較佳實施形態之剖面圖。
以下,一面參照隨附之圖式一面對本發明之較佳實施形態進行詳細之說明。
≪三維造形物之製造方法≫
首先,對本發明之三維造形物之製造方法進行說明。
圖1、圖2係模式性地表示本發明之三維造形物之製造方法之較佳實施形態中之各步驟的剖面圖,圖3係用以說明可於本發明中形成之其他表面形狀的模式剖面圖。
如圖1、圖2所示,本實施形態之三維造形物10之製造方法具有 如下步驟:藉由噴墨法而將含有硬化性樹脂之實體部形成用墨水11'及含有硬化性樹脂之犧牲層形成用墨水12'以特定圖案噴出之墨水噴出步驟(1a、1c、1e);及使所噴出之實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'硬化,藉此形成具有實體部11及犧牲層12之層1之硬化步驟(1b、1d、1f),依序重複進行該等步驟而獲得預成形體10'(1g),進而其後將犧牲層12去除之犧牲層去除步驟(1h)。
於墨水噴出步驟中,對於應成為三維造形物10之實體部11之區域賦予實體部形成用墨水11',對於與應成為三維造形物10之實體部11之最外層之區域鄰接的區域、即上述最外層之表面側之區域賦予犧牲層形成用墨水12'。
並且,使用第1犧牲層形成用墨水12A'、與第2犧牲層形成用墨水12B'作為犧牲層形成用墨水12'。
實體部形成用墨水11'硬化時之第1犧牲層形成用墨水12A'之黏彈性小於實體部形成用墨水11'硬化時之實體部形成用墨水11'之黏彈性,實體部形成用墨水11'硬化時之第2犧牲層形成用墨水12B'之黏彈性大於實體部形成用墨水11'硬化時之實體部形成用墨水11'之黏彈性。再者,所謂硬化時,係實體部形成用墨水11'於硬化時流動性消失之時間點之半硬化狀態。
藉由滿足上述條件,於實體部形成用墨水11'硬化時,於第1犧牲層形成用墨水12A'所接觸之應成為實體部11之外表面之部位(第1區域11A)產生微細之皺褶,而於最終所獲得之三維造形物10中該區域(第1區域11A)成為呈現無光色調之外觀者,並且於實體部形成用墨水11'硬化時,防止於第2犧牲層形成用墨水12B'所接觸之應成為實體部11之外表面之部位(第2區域11B)產生非本意之皺褶,而於最終所獲得之三維造形物10中該區域(第2區域11B)成為呈現光亮色調之外觀者。 即,於單一之三維造形物10中,可容易且確實地分別製作呈現無光色 調之外觀之區域(第1區域11A)、與呈現光亮色調之外觀之區域(第2區域11B)。並且,藉由滿足上述條件,可穩定且高效率地製造三維造形物10。
再者,於本發明中,作為黏彈性,可採用藉由使用各種黏彈性測定器(例如,Rheometric Scientific公司製造之ARES等)之測定而獲得之值,但例如根據實體部形成用墨水及犧牲層形成用墨水(第1犧牲層形成用墨水、第2犧牲層形成用墨水)之初期黏度(使硬化反應進行前之狀態下之黏度)之關係、或者於相同條件下對實體部形成用墨水及犧牲層形成用墨水(第1犧牲層形成用墨水、第2犧牲層形成用墨水)實施硬化處理後之兩種墨水之硬化度的關係等,即便不實際測定實體部形成用墨水於硬化時之黏度,亦可判斷兩種墨水之黏彈性之關係。
以下,對各步驟進行說明。
≪墨水噴出步驟(墨水賦予步驟)≫
於墨水噴出步驟中,藉由噴墨法而將含有硬化性樹脂之實體部形成用墨水11'及含有硬化性樹脂之犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'及第2犧牲層形成用墨水12B')以特定圖案噴出(1a、1c、1e)。
更具體而言,對於應成為三維造形物10之實體部11之區域賦予實體部形成用墨水11',對於與應成為三維造形物10之實體部11之最外層之區域鄰接之區域、即上述最外層之表面側之區域賦予犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'及第2犧牲層形成用墨水12B')。
於第1次之墨水噴出步驟中,於平台3上噴出墨水(實體部形成用墨水11'、犧牲層形成用墨水12')(1a),於第2次以後之墨水噴出步驟中,於層1上噴出墨水(實體部形成用墨水11'、犧牲層形成用墨水12')(1c、1e)。
如上所述,於本發明中,不僅對於應成為三維造形物10之實體 部11之部位賦予墨水(實體部形成用墨水11'),亦對其表面側賦予墨水(犧牲層形成用墨水12')。
藉此,可調整三維造形物10之表面形狀,尤其是可使具有微細之皺褶而呈現無光色調之外觀之表面形狀之區域(第1區域11A)、與防止產生非本意之皺褶而呈現光亮色調之外觀之表面形狀之區域(第2區域11B)混合存在。
又,藉由賦予犧牲層形成用墨水12'而形成犧牲層12,對於構成三維造形物10之層(第2層)而言,即便為具有自較其下一層(第1層)之外周部滲出之部分者(例如,圖中之自下而上第1層與第2層之關係,自下而上第2層與第3層之關係、自下而上第4層與第5層之關係),下層(第1層)之犧牲層12亦可較佳地支持用以形成上層(第2層)之實體部形成用墨水11'。因此,可較佳地防止實體部11之非本意之變形(尤其是塌邊等)(第1層之犧牲層12作為支持材而發揮功能),而可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得特別優異。
又,於本步驟中,藉由噴墨法而賦予墨水(實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'),因此即便墨水(實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12')之賦予圖案為微細之形狀者,亦可再現性良好地賦予墨水。其結果為,可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得特別高,並且可更佳地進行三維造形物10之表面形狀、外觀之控制。
再者,關於實體部形成用墨水11'、犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'及第2犧牲層形成用墨水12B'),於下文詳述。
於本步驟中被賦予之墨水量並無特別限定,較佳為以後之硬化步驟中所形成之層1之厚度成為30μm以上且500μm以下者,更佳為成為70μm以上且150μm以下者。
藉此,可使三維造形物10之生產性變得充分優異,並且可更有效地防止所製造之三維造形物10中之非本意之凹凸之產生等,而可使 三維造形物10之尺寸精度變得特別優異。又,可更佳地控制最終所獲得之三維造形物10之表面狀態、外觀。
≪硬化步驟(層形成步驟)≫
於墨水噴出步驟中賦予(噴出)墨水(實體部形成用墨水11'、犧牲層形成用墨水12')後,使墨水(實體部形成用墨水11'、犧牲層形成用墨水12')所含有之硬化成分(硬化性樹脂)硬化(1b、1d、1f)。藉此,可獲得具有實體部11及犧牲層12(具有第1區域12A及第2區域12B之犧牲層12)之層1。即,藉由本步驟中之硬化處理,實體部形成用墨水11'成為實體部11,第1犧牲層形成用墨水12A'成為第1區域12A,第2犧牲層形成用墨水12B'成為第2區域12B。
於本步驟中,使實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'硬化時(實體部形成用墨水11'硬化之瞬間)之實體部形成用墨水11'之黏彈性與犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'、第2犧牲層形成用墨水12B')之黏彈性滿足特定關係。
即,於本步驟中,關於使實體部形成用墨水11'及第1犧牲層形成用墨水12A'硬化之關係,第1犧牲層形成用墨水12A'之黏彈性小於實體部形成用墨水11'之黏彈性,關於使實體部形成用墨水11'及第2犧牲層形成用墨水12B'硬化之關係,第2犧牲層形成用墨水12B'之黏彈性大於實體部形成用墨水11'之黏彈性。
藉此,於硬化時,於實體部形成用墨水11'與第1犧牲層形成用墨水12A'所接觸之部位附近,第1犧牲層形成用墨水12A'變得可微觀地移動,藉由硬化時之應力,而可使實體部11之表面(實體部形成用墨水11'接觸於第1犧牲層形成用墨水12A'之部位)產生微細之皺褶,結果最終所獲得之三維造形物10成為具有作為於表面具有微細之皺褶,而呈現無光色調之外觀之區域的第1區域11A者,並且於硬化時,於實體部形成用墨水11'與第2犧牲層形成用墨水12B'所接觸之部位附近, 防止第2犧牲層形成用墨水12B'微觀地移動,藉由硬化時之應力,可防止於實體部11之表面(實體部形成用墨水11'接觸於第2犧牲層形成用墨水12B'之部位)產生非本意之皺褶,結果最終所獲得之三維造形物10成為具有作為防止非本意之皺褶之產生,而表面平滑且呈現光亮色調之外觀之區域的第2區域11B者。
又,藉由調整自墨水之噴附至硬化結束為止之時間(例如能量線之照射強度等),而可容易且確實地控制第1區域11A之無光色調之程度、第2區域11B之光亮色調之程度。其結果為,可確實地使最終所獲得之三維造形物10成為具有所需外觀者。
又,於本步驟中,藉由使墨水中所含有之硬化成分(硬化性樹脂)硬化,從而最終所獲得之三維造形物10成為包含硬化物者,因此,例如與包含熱塑性樹脂之三維造形物等相比,機械強度、耐久性等變得優異。
本步驟根據硬化成分(硬化性樹脂)之種類而異,例如於硬化成分(硬化性樹脂)為熱硬化性樹脂之情形時,可藉由加熱而進行,於硬化成分(硬化性樹脂)為光硬化性樹脂之情形時,可藉由照射對應之光而進行(例如,於硬化成分(硬化性樹脂)為紫外線硬化性樹脂之情形時,可藉由照射紫外線而進行)。
再者,於上述之說明中,對以與層1對應之形狀、圖案賦予墨水後使包含墨水之層整體硬化而成者進行了說明,但於本發明中,亦可對於至少一部分區域,同時進行墨水之噴出與墨水之硬化。即,亦可於形成1層之層1整體之圖案整體之前,對於與層1對應之區域之至少一部分,自賦予有墨水之部位起依序進行硬化反應。其中,針對至少實體部形成用墨水11'與犧牲層形成用墨水12'之接觸部分(實體部11與犧牲層12應接觸之部分),同時實施硬化處理(例如,於兩種墨水所含有之硬化成分為紫外線硬化性樹脂之情形時,照射紫外線),對實體 部形成用墨水11'之硬化處理、與對犧牲層形成用墨水12'之硬化處理不分開進行。
又,於圖示之構成中,於各層1之形成中,使用有第1犧牲層形成用墨水12A'及第2犧牲層形成用墨水12B',但於本發明中,於全部層1之形成中,亦可不使用第1犧牲層形成用墨水12A'及第2犧牲層形成用墨水12B'。例如於本發明中,亦可具有雖使用第1犧牲層形成用墨水12A'但未使用第2犧牲層形成用墨水12B'而形成之層1、或雖使用第2犧牲層形成用墨水12B'但未使用第1犧牲層形成用墨水12A'而形成之層1。
又,於本步驟中,無需使墨水中所含有之硬化成分完全硬化。例如於本步驟結束時,亦可犧牲層形成用墨水12'成為不完全硬化之狀態,而實體部形成用墨水11'以高於犧牲層形成用墨水12'之硬化度進行硬化。
藉此,可使下文詳述之犧牲層去除步驟容易地進行,而可謀求三維造形物10之生產性之進一步提高。
又,於本步驟結束時,亦可設為使實體部形成用墨水11'以不完全之狀態硬化之狀態。即便於此種情形時,例如亦可於進行以後之步驟(例如,於硬化步驟中形成下側之層1後之「墨水噴出步驟」等)後,對於處於不完全硬化狀態之實體部形成用墨水11'(實體部11),進行用以提高硬化度之正式硬化處理,藉此可使最終所獲得之三維造形物10之機械強度等變得特別優異。又,於使實體部形成用墨水11'(下層)以不完全之狀態進行硬化之狀態下,賦予用以形成上層之墨水,藉此可使層間之密接性變得特別優異。
重複進行上述一系列步驟。藉此,成為鄰接之層1彼此結合之狀態,而可獲得將此種狀態之層1複數層積層而成之積層體,即,於實體部11之表面設置有犧牲層12之預成形體10'(參照1g)。
≪犧牲層去除步驟≫
然後,於重複進行如上述之一系列步驟後,將犧牲層12去除(1h)。
藉此,可獲得表面設置有微細之皺褶之第1區域11A、與未產生非本意之皺褶之表面平坦之第2區域11B露出的三維造形物10。此種三維造形物10係具有第1區域11A與第2區域11B者,第1區域11A係具有無光色調之質感之區域,第2區域11B係具有光亮色調之質感之區域。
作為將犧牲層12去除之方法,例如可列舉:使用選擇性地溶解犧牲層12之液體而將犧牲層12選擇性地溶解去除之方法;或使用與實體部11相比,犧牲層12之吸收性較高之液體,而使犧牲層12選擇性地吸收該液體,藉此使犧牲層12膨潤,或使犧牲層12之機械強度降低,之後將該犧牲層12剝離或破壞之方法等。
作為本步驟中所使用之液體,根據實體部11、犧牲層12之構成材料等而異,例如可使用水、或甲醇、乙醇、異丙醇等醇類、甘油、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇等二醇類等,且係含有選自該等中之1種或2種以上者,為了提高犧牲層之溶解性,亦可混合氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫鈉、有機胺等產生氫氧根離子之水溶性物質、使剝離之犧牲層之分離變得容易之界面活性劑等。
對預成形體10'賦予上述液體之方法並無特別限定,例如可採用浸漬法、噴霧法(吹送法)、塗佈法、各種印刷方法等。
又,於上述之說明中,對使用液體者進行了說明,但亦可使用具有相同功能之物質(例如,固體、氣體、超臨界流體等)。
又,於賦予上述液體時或賦予上述液體後,亦可賦予超音波振動。
藉此,可促進犧牲層12之去除,而可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
再者,第1區域12A及第2區域12B可於同一步驟中被去除,亦可於不同之步驟中被去除。例如,於第1犧牲層去除步驟中將第1區域12A及第2區域12B中之一者去除,其後,於第2犧牲層去除步驟中將第1區域12A及第2區域12B中之另一者去除。
本發明中,於預成形體10'之狀態下,可視認三維造形物10之實體部11(第1區域11A、第2區域11B)之表面狀態之情形時,亦可不去除犧牲層12(第1區域12A、第2區域12B),但藉由如本實施形態般,去除犧牲層12(第1區域12A、第2區域12B),而實體部11露出,因此可使觀察者更佳地視認實體部11(第1區域11A、第2區域11B)之表面狀態。因此,更顯著地發揮出本發明之效果。
再者,於使犧牲層12殘留之情形時,可使其全部殘留,亦可僅使其一部分(例如,僅第1區域12A、第2區域12B中之一者)殘留。
關於無光色調之表現,於圖1、圖2所示之構成中,係利用實體部形成用墨水11'與第1犧牲層形成用墨水12A'之黏彈性之不同,但於圖3所示之構成中,除上述以外,亦以如下方式調整層1之面積,即一面保持三維造形物10之作為整體之大概形狀,一面於作為積層體之三維造形物10中使階差(凹凸)重複存在於各層1間。
藉此,由於實體部形成用墨水11'與第1犧牲層形成用墨水12A'之黏彈性之不同而產生的微細皺褶、與存在於各層1間之階差(凹凸)相互協同影響三維造形物10之外觀,而可獲得先前無法表現之外觀。
於上述之說明中,說明了對於應成為三維造形物10之最外層之區域整體,以與實體部形成用墨水11'接觸之方式賦予犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'、第2犧牲層形成用墨水12B')者,但犧牲層形成用墨水12'亦可為僅針對應成為三維造形物10之最外層之區域之一部分,以接觸於實體部形成用墨水11'之方式進行賦予者。
藉此,最終所獲得之三維造形物10除存在呈現無光色調之質感之部位、及呈現光亮色調之質感之部位外,亦存在呈現除上述以外之質感之部位,而變得可進行更複雜之外觀之表現,而可使三維造形物10之審美外觀(審美性)、高級感等變得特別優異。
根據如上述之本發明之製造方法,可穩定且高效率地製造於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物。又,三維造形物之良率提高,因此就三維造形物之製造成本之降低之觀點而言亦有利。
《三維造形物製造裝置》
首先,對本發明之三維造形物製造裝置進行說明。
圖4係模式性地表示本發明之三維造形物製造裝置之較佳實施形態之剖面圖。
三維造形物製造裝置100係使用實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'、第2犧牲層形成用墨水12B'),重複將層1成形並進行積層,藉此製造三維造形物10者。
如圖4所示,三維造形物製造裝置100具有:控制部2、平台3、噴出實體部形成用墨水11'之實體部形成用墨水噴出部(實體部形成用墨水賦予機構)4、噴出犧牲層形成用墨水12'之犧牲層形成用墨水噴出部(犧牲層形成用墨水賦予機構)5、及照射用以使實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'硬化之能量線之能量線照射機構(硬化機構)6。
控制部2具有電腦21與驅動控制部22。
電腦21係於內部包含CPU或記憶體等之通常之桌上型電腦等。電腦21係將三維造形物10之形狀資料化為模型資料,且向驅動控制部22輸出將上述模型資料切片成平行之數層較薄之剖面體而獲得之剖面資料(切片資料)。
驅動控制部22係作為將實體部形成用墨水噴出部(實體部形成用墨水賦予機構)4、犧牲層形成用墨水噴出部(犧牲層形成用墨水賦予機構)5、能量線照射機構(硬化機構)6等分別驅動之控制機構發揮功能。具體而言,例如控制利用實體部形成用墨水噴出部(實體部形成用墨水賦予機構)4之實體部形成用墨水11'之噴出圖案或噴出量、利用犧牲層形成用墨水噴出部(犧牲層形成用墨水賦予機構)5之犧牲層形成用墨水12'之噴出圖案或噴出量、利用能量線照射機構(硬化機構)6之能量線之照射量、照射時機等。
平台3係會被賦予實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'之區域。
平台3係表面(會被賦予實體部形成用墨水11'、犧牲層形成用墨水12'之部位)平坦者。
藉此,可容易且確實地形成厚度之均勻性較高之層1。又,可有效地防止於所製造之三維造形物10中產生非本意之變形等。
平台3較佳為包含高強度之材料者。作為平台3之構成材料,例如可列舉:不鏽鋼等各種金屬材料等。
又,亦可對平台3之表面(會被賦予實體部形成用墨水11'、犧牲層形成用墨水12'之部位)實施表面處理。
藉此,例如可更有效地防止實體部形成用墨水11'之構成材料或犧牲層形成用墨水12'之構成材料附著於平台3,或者使平台3之耐久性變得特別優異,而謀求三維造形物10之持續更長期之穩定生產。作為平台3之表面之表面處理所使用之材料,例如可列舉:聚四氟乙烯等氟系樹脂等。
實體部形成用墨水噴出部(實體部形成用墨水賦予機構)4係藉由噴墨法而噴出實體部形成用墨水11'者。
藉由具備此種實體部形成用墨水噴出部(實體部形成用墨水賦予 機構)4,而可僅以所需之量以微細之圖案向所需部位賦予實體部形成用墨水11',即便為具有微細構造之三維造形物10,亦可生產性特別良好地製造。
作為液滴噴出方式(噴墨法之方式),可使用壓電方式、或藉由加熱墨水而產生之泡(泡沫)而將墨水噴出之方式等,就墨水之構成成分之變質之困難度等觀點而言,較佳為壓電方式。
實體部形成用墨水噴出部(實體部形成用墨水賦予機構)4係根據來自驅動控制部22之指令,而控制應形成之圖案、賦予之實體部形成用墨水11'之量等。利用實體部形成用墨水噴出部(實體部形成用墨水賦予機構)4之實體部形成用墨水11'之噴出圖案、噴出量等係基於切片資料而決定。
藉此,可將必需充分量之實體部形成用墨水11'向目標之部位進行賦予,而可確實地形成所需之圖案之實體部11,而可更確實地使三維造形物10之尺寸精度、機械強度變得優異。又,於實體部形成用墨水11'含有著色劑之情形時,可確實地獲得所需之色調、花樣等。
實體部形成用墨水噴出部(實體部形成用墨水賦予機構)4變得可相對於平台,相對向X方向、Y方向移動,並且亦變得可向Z方向移動。
藉此,即便於積層有層1之情形時,亦可將實體部形成用墨水噴出部(實體部形成用墨水賦予機構)4之噴嘴面(噴出部尖端)與實體部形成用墨水11'之噴附部的距離保持為特定之值。
犧牲層形成用墨水噴出部(犧牲層形成用墨水賦予機構)5係藉由噴墨法而將犧牲層形成用墨水12'噴出者。
三維造形物製造裝置100具備噴出第1犧牲層形成用墨水12A'之第1犧牲層形成用墨水噴出部(第1犧牲層形成用墨水賦予機構)5A、與噴出第2犧牲層形成用墨水12B'之第2犧牲層形成用墨水噴出部(第2犧牲 層形成用墨水賦予機構)5B作為犧牲層形成用墨水噴出部(犧牲層形成用墨水賦予機構)5。
藉由具備此種犧牲層形成用墨水噴出部(犧牲層形成用墨水賦予機構)5,而可僅以所需之量以微細之圖案向所需部位賦予犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'、第2犧牲層形成用墨水12B'),即便應製造之三維造形物10為具有微細之構造者,亦可於所需部位形成所需之尺寸、形狀之犧牲層12(第1區域12A、第2區域12B),而可更確實地形成三維造形物10之表面形狀、外觀。又,可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
關於犧牲層形成用墨水噴出部(犧牲層形成用墨水賦予機構)5之液滴噴出方式(噴墨法之方式)、控制、驅動等,係與上述之實體部形成用墨水噴出部(實體部形成用墨水賦予機構)4相同。
能量線照射機構(硬化機構)6係照射用以使實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'硬化之能量線者。
藉由具備此種硬化機構6,而可使最終所獲得之三維造形物10之機械強度變得優異,並且可確實地控制三維造形物10之表面形狀、外觀。
能量線照射機構(硬化機構)6係具有針對至少實體部形成用墨水11'與犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'、第2犧牲層形成用墨水12B')之接觸部分(實體部11與犧牲層12應接觸之部分),可同時對實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'照射能量線之照射面積者。
能量線照射機構(硬化機構)6所照射之能量線之種類根據實體部形成用墨水11'、犧牲層形成用墨水12'之構成材料而異,例如可列舉:紫外線、可見光線、紅外線、X射線、γ射線、電子束、離子束等。其中,就成本面、三維造形物之生產性之觀點而言,較佳為使用 紫外線。
再者,雖於圖中未表示,但三維造形物製造裝置100亦可為具備去除犧牲層12之犧牲層去除機構、或將去除了犧牲層之三維造形物10進行乾燥之乾燥機構者。
作為犧牲層去除機構,例如可列舉:將犧牲層12機械破壞、去除者;或收容如上述之液體並浸漬預成形體10'之槽;或將如上述之液體向預成形體10'進行噴霧之液體噴霧機構;或將如上述之液體塗佈於預成形體10'之液體塗佈機構等。
作為乾燥機構,例如可列舉:供給如上述之加熱之氣體或乾燥之氣體者、或將收容三維造形物10之空間進行減壓之減壓機構等。
又,本發明之三維造形物製造裝置只要為進行上述步驟中之至少一部分者即可,上述步驟中之一部分亦可不使用三維造形物製造裝置而進行。
再者,本發明之三維造形物製造裝置亦可用於製造具有無光色調之區域與光亮色調之區域的三維造形物,但例如亦可用於製造表面狀態不同之複數種三維造形物。更具體而言,例如本發明之三維造形物製造裝置亦可用於製造具有無光色調之區域而不具有光亮色調之區域的三維造形物、與具有光亮色調之區域而不具有無光色調之區域的三維造形物。
根據如上述之本發明之三維造形物製造裝置,可穩定且高效率地製造於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物。又,例如可用於將具有無光色調之外觀之三維造形物、與具有光亮色調之外觀之三維造形物較佳地分開製作。又,三維造形物之良率提高,因此就三維造形物之製造成本之降低之觀點而言亦有利。
《墨水組》
繼而,對本發明之墨水組進行說明。
本發明之墨水組具備至少1種之實體部形成用墨水11'、至少1種之第1犧牲層形成用墨水12A'、及至少1種之第2犧牲層形成用墨水12B'。本發明之墨水組係適用於如上述之本發明之三維造形物之製造方法、三維造形物製造裝置者。
<實體部形成用墨水>
實體部形成用墨水11'係至少含有硬化性樹脂(硬化成分)者。
(硬化性樹脂)
作為硬化性樹脂(硬化成分),例如可列舉:熱硬化性樹脂;藉由可見光區域之光進行硬化之可見光硬化性樹脂(狹義之光硬化性樹脂)、紫外線硬化性樹脂、紅外線硬化性樹脂等各種光硬化性樹脂;X射線硬化性樹脂等,可使用選自該等中之1種,或將2種以上組合而使用。
其中,就所獲得之三維造形物10之機械強度或三維造形物10之生產性、實體部形成用墨水11'之保存穩定性等觀點而言,尤佳為紫外線硬化性樹脂(聚合性化合物)。
作為紫外線硬化性樹脂(聚合性化合物),較佳為使用如下者:利用藉由紫外線照射而自光聚合起始劑產生之自由基種或陽離子種等,開始加成聚合或開環聚合,而產生聚合物者。作為加成聚合之聚合方式,可列舉:自由基、陽離子、陰離子、複分解、配位聚合。又,作為開環聚合之聚合方式,可列舉:陽離子、陰離子、自由基、複分解、配位聚合。
作為加成聚合性化合物,例如可列舉具有至少1個乙烯性不飽和雙鍵之化合物等。作為加成聚合性化合物,可較佳地使用末端具有至少1個、較佳為2個以上之乙烯性不飽和鍵的化合物。
乙烯性不飽和聚合性化合物具有單官能之聚合性化合物及多官 能之聚合性化合物、或該等之混合物之化學形態。
作為單官能之聚合性化合物,例如可列舉:不飽和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、丁烯酸、異丁烯酸、順丁烯二酸等)、或其酯類、醯胺類等。
作為多官能之聚合性化合物,可使用不飽和羧酸與脂肪族之多元醇化合物之酯、不飽和羧酸與脂肪族之胺化合物之醯胺類。
又,亦可使用具有羥基或胺基、巰基等親核性取代基的不飽和羧酸酯或醯胺類與異氰酸酯類、環氧類的加成反應物,與羧酸之脫水縮合反應物等。又,亦可使用具有異氰酸酯基或環氧基等親電子性取代基之不飽和羧酸酯或醯胺類與醇類、胺類及硫醇類的加成反應物,進而亦可使用具有鹵基或甲苯磺醯氧基等脫離性取代基之不飽和羧酸酯或醯胺類與醇類、胺類或硫醇類的取代反應物。
作為不飽和羧酸與脂肪族多元醇化合物之酯的自由基聚合性化合物之具體例,例如可使用以(甲基)丙烯酸酯為代表之單官能者、多官能者中之任一種。
作為單官能之(甲基)丙烯酸酯之具體例,例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸異酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯等。
作為二官能之(甲基)丙烯酸酯之具體例,例如可列舉:乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-環己二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙 烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯等。
作為三官能之(甲基)丙烯酸酯之具體例,例如可列舉:三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷之環氧烷改性三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三((甲基)丙烯醯氧基丙基)醚、異三聚氰酸環氧烷改性三(甲基)丙烯酸酯、丙酸二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三((甲基)丙烯醯氧基乙基)異氰尿酸酯、羥基三甲基乙醛改性二羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇三(甲基)丙烯酸酯等。
作為四官能之(甲基)丙烯酸酯之具體例,例如可列舉:季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇四(甲基)丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、丙酸二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等。
作為五官能之(甲基)丙烯酸酯之具體例,例如可列舉:山梨糖醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。
作為六官能之(甲基)丙烯酸酯之具體例,例如可列舉:二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇六(甲基)丙烯酸酯、膦腈之環氧烷改性六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
作為(甲基)丙烯酸酯以外之聚合性化合物,例如可列舉:伊康酸酯、丁烯酸酯、異丁烯酸酯、順丁烯二酸酯等。
作為伊康酸酯,例如可列舉:乙二醇二伊康酸酯、丙二醇二伊康酸酯、1,3-丁二醇二伊康酸酯、1,4-丁二醇二伊康酸酯、1,4-丁二醇二伊康酸酯、季戊四醇二伊康酸酯、山梨糖醇四伊康酸酯等。
作為丁烯酸酯,例如可列舉:乙二醇二丁烯酸酯、1,4-丁二醇二丁烯酸酯、季戊四醇二丁烯酸酯、山梨糖醇四-二丁烯酸酯等。
作為異丁烯酸酯,例如可列舉:乙二醇二異丁烯酸酯、季戊四 醇二異丁烯酸酯、山梨糖醇四異丁烯酸酯等。
作為順丁烯二酸酯,例如可列舉:乙二醇二順丁烯二酸酯、三乙二醇二順丁烯二酸酯、季戊四醇二順丁烯二酸酯、山梨糖醇四順丁烯二酸酯等。
作為其他酯之例,亦可使用例如:日本專利特公昭46-27926號公報、日本專利特公昭51-47334號公報、日本專利特開昭57-196231號公報所記載之脂肪族醇系酯類;或日本專利特開昭59-5240號公報、日本專利特開昭59-5241號公報、日本專利特開平2-226149號公報所記載之具有芳香族系骨架者;日本專利特開平1-165613號公報所記載之含有胺基者等。
又,作為不飽和羧酸與脂肪族胺化合物之醯胺之單體之具體例,例如可列舉:亞甲基雙-丙烯醯胺、亞甲基雙-甲基丙烯醯胺、1,6-六亞甲基雙-丙烯醯胺、1,6-六亞甲基雙-甲基丙烯醯胺、二伸乙基三胺三丙烯醯胺、苯二甲基雙丙烯醯胺、苯二甲基雙甲基丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯基嗎啉等。
作為其他較佳之醯胺系單體,例如可列舉:日本專利特公昭54-21726號公報所記載之具有伸環己基結構者等。
又,利用異氰酸酯基與羥基之加成反應而製造之胺基甲酸酯系加成聚合性化合物亦較佳,作為其具體例,例如可列舉:日本專利特公昭48-41708號公報中記載之對1分子中具有2個以上異氰酸酯基之聚異氰酸酯化合物加成下述式(1)所表示之含有羥基之乙烯系單體而成之1分子中含有2個以上聚合性乙烯基之胺基甲酸乙烯酯化合物等。
CH2=C(R1)COOCH2CH(R2)OH (1)
(其中,式(1)中,R1及R2分別獨立表示H或CH3)。
於本發明中,可較佳地使用分子內具有1個以上環氧基、氧雜環丁烷基等環狀醚基之陽離子開環聚合性之化合物作為紫外線硬化性樹 脂(聚合性化合物)。
作為陽離子聚合性化合物,例如可列舉含有開環聚合性基之硬化性化合物等,其中尤佳為含雜環狀基之硬化性化合物。作為此種硬化性化合物,例如可列舉:環氧衍生物、氧雜環丁烷衍生物、四氫呋喃衍生物、環狀內酯衍生物、環狀碳酸酯衍生物、唑啉衍生物等環狀亞胺醚類、乙烯醚類等,其中較佳為環氧衍生物、氧雜環丁烷衍生物、乙烯醚類。
作為較佳之環氧衍生物之例,例如可列舉:單官能縮水甘油醚類、多官能縮水甘油醚類、單官能脂環式環氧類、多官能脂環式環氧類等。
若例示縮水甘油醚類之具體之化合物,則例如可列舉:二縮水甘油醚類(例如乙二醇二縮水甘油醚、雙酚A二縮水甘油醚等)、3官能以上之縮水甘油醚類(例如三羥甲基乙烷三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、甘油三縮水甘油醚、異氰尿酸三縮水甘油基三羥基乙酯等)、4官能以上之縮水甘油醚類(例如山梨糖醇四縮水甘油醚、季戊四醇四縮水甘油醚、甲酚酚醛清漆樹脂之聚縮水甘油醚、酚系酚醛清漆樹脂之聚縮水甘油醚等)、脂環式環氧類(例如Celloxide 2021P、Celloxide 2081、Epolead GT-301、Epolead GT-401(以上為大賽璐化學工業股份有限公司製造)、EHPE(大賽璐化學工業股份有限公司製造)、酚系酚醛清漆樹脂之聚環己基環氧甲基醚等)、氧雜環丁烷類(例如OX-SQ、PNOX-1009(以上為東亞合成股份有限公司製造)等)等。
作為聚合性化合物,可較佳地使用脂環式環氧衍生物。所謂「脂環式環氧基」,係指以過氧化氫、過酸等適當之氧化劑將環戊烯基、環己烯基等環烯烴環之雙鍵環氧化而成之部分結構。
作為脂環式環氧化合物,較佳為1分子內具有2個以上環氧環己 烷基或環氧環戊烷基之多官能脂環式環氧類。作為脂環式環氧化合物之具體例,例如可列舉:4-乙烯基環己烯二氧化物、羧酸(3,4-環氧環己基)甲基-3,4-環氧環己酯、己二酸二(3,4-環氧環己基)酯、己二酸二(3,4-環氧環己基甲基)酯、雙(2,3-環氧環戊基)醚、己二酸二(2,3-環氧-6-甲基環己基甲基)酯、二環戊二烯二氧化物等。
亦可單獨使用分子內不具有脂環式結構之通常具有環氧基之縮水甘油基化合物,或與上述脂環式環氧化合物併用。
作為此種通常之縮水甘油基化合物,例如可列舉縮水甘油醚化合物或縮水甘油酯化合物等,較佳為併用縮水甘油醚化合物。
若列舉縮水甘油醚化合物之具體例,則例如可列舉:1,3-雙(2,3-環氧丙氧基)苯、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、酚系酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、三苯酚甲烷型環氧樹脂等芳香族縮水甘油醚化合物,1,4-丁二醇縮水甘油醚、甘油三縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚等脂肪族縮水甘油醚化合物等。作為縮水甘油酯,例如可列舉亞麻酸二聚物之縮水甘油酯等。
作為聚合性化合物,可使用作為4員環之環狀醚之具有氧雜環丁基之化合物(以下亦簡稱為「氧雜環丁烷化合物」)。含氧雜環丁基之化合物係1分子中具有1個以上氧雜環丁基之化合物。
實體部形成用墨水11'較佳為含有上述硬化成分中,尤其是選自由(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯、聚醚系脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯低聚物、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、及(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯所組成之群中之1種或2種以上者。
藉此,可以更適當之硬化速度使實體部形成用墨水11'硬化,而可更佳地控制三維造形物10(實體部11)之表面形狀,並且可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,可使將實體部形成用墨水11'硬化而形成之實體部11之機械強度、形狀之穩定性變得特別優異。其結果為,可使三維造形物10之強度、耐久性、可靠性變得特別優異。
又,藉由含有該等硬化成分,而可使實體部形成用墨水11'之硬化物對各種溶劑(例如水等)之溶解性、膨潤性變得特別低。其結果為,於犧牲層去除步驟中,可更確實地以較高之選擇性去除犧牲層12(第1區域12A、第2區域12B),而可防止由於實體部11產生缺陷等引起之非本意之變形。其結果為,可更確實地使三維造形物10之尺寸精度變得更高。
又,可使實體部形成用墨水11'之硬化物之膨潤性(溶劑之吸收性)變低,因此例如可省略或簡化作為犧牲層去除步驟後之後處理之乾燥處理。
又,最終所獲得之三維造形物10之耐溶劑性亦提高,因此三維造形物10之可靠性變得特別高。
尤其是若實體部形成用墨水11'含有(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯,則難以受到氧抑制,而可以更低之能量進行硬化,又促進包含其他單體之共聚合,而可使三維造形物10之強度變得特別高。
又,若實體部形成用墨水11'含有聚醚系脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯低聚物,則可以更高之程度兼顧三維造形物10之高強度化與高韌性化。
又,若實體部形成用墨水11'含有(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯,則可具有柔軟性而使斷裂伸長率提高。
又,若實體部形成用墨水11'含有(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯,則除由前層形成之自硬化物外,向PMMA(polymethyl methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)、PEMA(polyethylmethacrylate,聚甲基丙烯酸乙酯)粒子或二氧化矽粒子、金屬粒子等之密接性亦提高,而可使三維造形物 10之強度變得特別高。
於實體部形成用墨水11'含有上述特定之硬化成分(選自由(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯、聚醚系脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯低聚物、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、及(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯所組成之群中之1種或2種以上)之情形時,該特定之硬化成分相對於構成實體部形成用墨水11'之全部硬化成分之比例較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,進而較佳為100質量%。藉此,更顯著地發揮出如上述之效果。
實體部形成用墨水11'中之硬化成分之含有率較佳為80質量%以上且97質量%以下,更佳為85質量%以上且95質量%以下。
藉此,可使最終所獲得之三維造形物10之機械強度變得特別優異。又,可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
(聚合起始劑)
又,實體部形成用墨水11'較佳為含有聚合起始劑者。
藉此,可提高製造三維造形物10時之實體部形成用墨水11'之硬化速度,而可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
作為聚合起始劑,例如可使用光自由基聚合起始劑(芳香族酮類、醯基氧化膦化合物、芳香族鎓鹽化合物、有機過氧化物、硫代化合物(9-氧硫化合物、含噻吩基化合物等)、六芳基聯咪唑化合物、酮肟酯化合物、硼酸鹽化合物、吖嗪鎓(azinium)化合物、茂金屬化合物、活性酯化合物、具有碳-鹵素鍵之化合物、烷基胺化合物等)或光陽離子聚合起始劑等,具體而言,可列舉:苯乙酮、苯乙酮苄基縮酮、1-羥基環己基苯基酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、酮、茀酮、苯甲醛、茀、蒽醌、三苯胺、咔唑、3-甲基苯乙酮、4-氯二苯甲酮、4,4'-二甲氧基二苯甲酮、4,4'-二胺基二苯甲酮、米其勒酮、安息香丙醚、安息香乙醚、苯偶醯二甲基縮酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基- 2-甲基丙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、9-氧硫、二乙基9-氧硫、2-異丙基9-氧硫、2-氯9-氧硫、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-丙烷-1-酮、雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦、2,4-二乙基9-氧硫、及雙-(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦等,可使用選自該等中之1種,或將2種以上組合而使用。
其中,作為構成實體部形成用墨水11'之聚合起始劑,較佳為含有雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦者。
藉由含有此種聚合起始劑,而可以更適當之硬化速度使實體部形成用墨水11'硬化,而可更佳地控制三維造形物10(實體部11)之表面形狀,並且可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,可使將實體部形成用墨水11'硬化而形成之實體部11之機械強度、形狀之穩定性變得特別優異。其結果為,可使三維造形物10之強度、耐久性、可靠性變得特別優異。
尤其是若實體部形成用墨水11'與下文詳述之犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'及第2犧牲層形成用墨水12B')一起含有雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦作為聚合起始劑,則針對實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'及第2犧牲層形成用墨水12B'),可更佳地進行硬化速度之控制,而可於三維造形物10中,於所需之部位更確實地獲得所需之外觀。即,可更確實地獲得於第1區域11A無光色調之外觀,於第2區域11B光亮色調之外觀。又,可使三維造形物10之生產性變得更加優異。
於實體部形成用墨水11'與下文詳述之犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'及第2犧牲層形成用墨水12B')一起含有雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦作為聚合起始劑之情形時,較佳 為實體部形成用墨水11'中之雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦之含有率高於犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'及第2犧牲層形成用墨水12B')中的雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦之含有率。
藉此,可使實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'(第1犧牲層形成用墨水12A'及第2犧牲層形成用墨水12B')分別以更佳之速度進行硬化,而可於三維造形物10中,於所需之部位更加確實地獲得所需之外觀。
實體部形成用墨水11'中之聚合起始劑之含有率並無特別限定,較佳為高於犧牲層形成用墨水12'中之聚合起始劑之含有率。
藉此,可使實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'分別以更佳之速度進行硬化,而可更佳地控制三維造形物10(實體部11)之表面形狀。
又,例如藉由調整硬化步驟之處理條件,而可於硬化步驟結束後,使實體部11之硬化度充分變高,並且使犧牲層12之聚合度相對變低。其結果為,變得可於犧牲層去除步驟中更容易地去除犧牲層12,而可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,無需將所照射之能量線量提高至必需以上,因此就節能之觀點而言亦較佳。
尤其是將實體部形成用墨水11'中之聚合起始劑之含有率設為X1[質量%],將犧牲層形成用墨水12'中之聚合起始劑之含有率設為X2[質量%]時,較佳為滿足1.05≦X1/X2≦2.0之關係,更佳為滿足1.1≦X1/X2≦1.5之關係。
藉此,可使實體部形成用墨水11'及犧牲層形成用墨水12'分別以更佳之速度進行硬化,而可更佳地控制三維造形物10(實體部11)之表面形狀。
作為實體部形成用墨水11'中之聚合起始劑之含有率之具體值,較佳為3.0質量%以上且18質量%以下,更佳為5.0質量%以上且15質量%以下。
藉此,可以更適當之硬化速度使實體部形成用墨水11'硬化,而更佳地控制三維造形物10(實體部11)之表面形狀,並且可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,可使將實體部形成用墨水11'硬化而形成之實體部11之機械強度、形狀之穩定性變得特別優異。其結果為,可使三維造形物10之強度、耐久性、可靠性變得特別優異。
於以下表示實體部形成用墨水11'中之硬化性樹脂與聚合起始劑之調配比率(將以下所述之「其他成分」除外之墨水組成)之較佳具體例,當然,本發明中之實體部形成用墨水之組成並不限定於以下所述者。
「調配比率例」
.丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯:32質量份
.聚醚系脂肪族丙烯酸胺基甲酸酯低聚物:10質量份
.丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯:13.75質量份
.二丙二醇二丙烯酸酯:15質量份
.丙烯酸4-羥基丁酯:20質量份
.雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦:5質量份
.2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦:4質量份
於如上述之調配之情形時,更顯著地發揮出如上述之效果。
(其他成分)
又,實體部形成用墨水11'亦可含有上述以外之成分。
作為此種成分,例如可列舉:顏料、染料等各種著色劑;分散劑;界面活性劑;增感劑;聚合促進劑;溶劑;浸透促進劑;濕潤劑(保濕劑);定著劑;防黴劑;防腐劑;抗氧化劑;紫外線吸收劑;螯 合劑;pH值調整劑;增黏劑;填料;抗凝聚劑;消泡劑等。
尤其是藉由使實體部形成用墨水11'含有著色劑,可獲得著色成與著色劑之顏色對應之顏色的三維造形物10。
尤其是藉由含有顏料作為著色劑,可使實體部形成用墨水11'、三維造形物10之耐光性變得良好。顏料顏料可使用無機顏料及有機顏料中之任一種。
作為無機顏料,例如可列舉爐黑、燈黑、乙炔黑、槽黑等碳黑(C.I.顏料黑7)類、氧化鐵、氧化鈦等,可使用選自該等中之1種,或將2種以上組合而使用。
上述無機顏料之中,為了呈現出較佳之白色,較佳為氧化鈦。
作為有機顏料,例如可列舉:不溶性偶氮顏料、縮合偶氮顏料、偶氮色澱、螯合偶氮顏料等偶氮顏料,酞菁顏料、苝及芘顏料、蒽醌顏料、喹吖啶酮顏料、二烷顏料、硫代靛藍顏料、異吲哚啉酮顏料、喹酞酮顏料等多環式顏料,染料螯合物(例如鹼性染料型螯合物、酸性染料型螯合物等)、染色色澱(鹼性染料型色澱、酸性染料型色澱)、硝基顏料、亞硝基顏料、苯胺黑、晝光色螢光顏料等,可使用選自該等中之1種,或將2種以上組合而使用。
進而詳細而言,作為用作黑色(black)顏料之碳黑,例如可列舉:No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等(以上為三菱化學公司(Mitsubishi Chemical Corporation)製造)、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700等(以上為Carbon Columbia公司製造)、Regal 400R、Regal 330R、Regal 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(以上為CABOT JAPAN K.K.公司製造)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color Black S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4(以上為Degussa公司製造)等。
作為白色(white)之顏料,例如可列舉:C.I.顏料白6、18、21等。
作為黃色(yellow)之顏料,例如可列舉:C.I.顏料黃1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、167、172、180等。
作為紅紫色(magenta)之顏料,例如可列舉:C.I.顏料紅1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245,或C.I.顏料紫19、23、32、33、36、38、43、50等。
作為藍紫色(cyan)之顏料,例如可列舉:C.I.顏料藍1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66,C.I.還原藍4、60等。
又,作為上述以外之顏料,例如可列舉:C.I.顏料綠7、10,C.I.顏料棕3、5、25、26,C.I.顏料橙1、2、5、7、13、14、15、16、24、34、36、38、40、43、63等。
於實體部形成用墨水11'含有顏料之情形時,該顏料之平均粒徑 較佳為300nm以下,更佳為50nm以上且250nm以下。
藉此,可使實體部形成用墨水11'之噴出穩定性或實體部形成用墨水11'中之顏料之分散穩定性變得特別優異,並且可形成畫質更優異之圖像。
又,作為染料,例如可列舉:酸性染料、直接染料、反應性染料、及鹼性染料等,可使用選自該等中之1種,或將2種以上組合而使用。
作為染料之具體例,例如可列舉:C.I.酸性黃17、23、42、44、79、142,C.I.酸性紅52、80、82、249、254、289,C.I.酸性藍9、45、249,C.I.酸性黑1、2、24、94,C.I.食品黑(Food Black)1、2,C.I.直接黃1、12、24、33、50、55、58、86、132、142、144、173,C.I.直接紅1、4、9、80、81、225、227,C.I.直接藍1、2、15、71、86、87、98、165、199、202,C.I.直接黑19、38、51、71、154、168、171、195,C.I.反應性紅14、32、55、79、249,C.I.反應性黑3、4、35等。
於實體部形成用墨水11'含有著色劑之情形時,該實體部形成用墨水11'中之著色劑之含有率較佳為1質量%以上且20質量%以下。藉此,可獲得特別優異之隱蔽性及顏色再現性。
尤其是於實體部形成用墨水11'含有氧化鈦作為著色劑之情形時,該實體部形成用墨水11'中之氧化鈦之含有率較佳為12質量%以上且18質量%以下,更佳為14質量%以上且16質量%以下。藉此,可獲得特別優異之隠蔽性。
若於實體部形成用墨水11'含有顏料之情形時進而含有分散劑,則可使顏料之分散性變得更良好。
作為分散劑並無特別限定,例如可列舉製備高分子分散劑等顏料分散液時所慣用之分散劑。
作為高分子分散劑之具體例,例如可列舉:以聚氧伸烷基聚伸烷基聚胺、乙烯系聚合物及共聚物、丙烯酸系聚合物及共聚物、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚胺基甲酸酯、胺基系聚合物、含矽聚合物、含硫聚合物、含氟聚合物、及環氧樹脂中之1種以上為主成分者等。
作為高分子分散劑之市售品,例如可列舉:Ajinomoto Fine-Techno公司製造之Ajisper系列、可自Noveon公司獲取之Solsperse系列(Solsperse 36000等)、BYK公司製造之Disperbyk系列、楠本化成公司製造之Disparlon系列等。
若實體部形成用墨水11'含有界面活性劑,則可使三維造形物10之耐擦性變得更良好。
作為界面活性劑並無特別限定,可使用例如作為聚矽氧系界面活性劑之聚酯改性聚矽氧或聚醚改性聚矽氧等,其中較佳為使用聚醚改性聚二甲基矽氧烷或聚酯改性聚二甲基矽氧烷。
作為界面活性劑之具體例,例如可列舉:BYK-347、BYK-348、BYK-UV3500、3510、3530、3570(以上為BYK公司製造商品名)等。
又,實體部形成用墨水11'亦可含有溶劑。
藉此,可較佳地進行實體部形成用墨水11'之黏度調整,即便實體部形成用墨水11'為含有高黏度之成分者,亦可使實體部形成用墨水11'之利用噴墨方式之噴出穩定性變得特別優異。
作為溶劑,例如可列舉:乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚等(聚)伸烷基二醇單烷基醚類;乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯等乙酸酯類;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類;甲基乙基酮、丙酮、甲基異丁基酮、乙基正丁基酮、二異丙基酮、乙醯基丙酮等酮類;乙醇、丙醇、丁醇等醇類等,可使用選自該等中之1種,或將2種以上組合而使用。
又,實體部形成用墨水11'之黏度較佳為10mPa.s以上且30mPa.s以下,更佳為15mPa.s以上且25mPa.s以下。
藉此,可使利用噴墨法之實體部形成用墨水11'之噴出穩定性變得特別優異。再者,於本說明書中,所謂黏度係指利用E型黏度計(東京計器公司製造之VISCONIC ELD)於25℃下測得之值。
又,於製造三維造形物10時,亦可使用複數種實體部形成用墨水11'。
亦可使用例如含有著色劑之實體部形成用墨水11'(彩墨)、及不含著色劑之實體部形成用墨水11'(透明墨水)。
藉此,例如可使用含有著色劑之實體部形成用墨水11'作為向對三維造形物10之外觀上、色調造成影響之區域賦予之實體部形成用墨水11',且可使用不含著色劑之實體部形成用墨水11'作為向不對三維造形物10之外觀上、色調造成影響之區域賦予之實體部形成用墨水11',就三維造形物10之生產成本之降低之觀點等而言有利。
又,於最終所獲得之三維造形物10中,亦可以如下方式併用複數種實體部形成用墨水11',即於使用含有著色劑之實體部形成用墨水11'所形成之區域之外表面設置使用不含著色劑之實體部形成用墨水11'所形成的區域(塗層)。
藉此,可更佳地控制三維造形物10(實體部11)之表面形狀。又,含有著色劑(尤其是顏料)之實體部11與不含有著色劑之實體部11相比較脆,而容易產生損傷或缺陷等,藉由設置使用不含有著色劑之實體部形成用墨水11'所形成之區域(塗層),可有效地防止上述問題之產生。又,即便於由於長期使用三維造形物10而表面磨耗之情形時等,亦可有效地防止、抑制三維造形物10之色調之變化。
又,例如亦可使用含有不同組成之著色劑之複數種實體部形成用墨水11'。
藉此,藉由該等實體部形成用墨水11'之組合,可擴大能夠表現之顏色再現區域。
於使用複數種實體部形成用墨水11'之情形時,較佳為至少使用藍紫色(cyan)之實體部形成用墨水11'、紅紫色(magenta)之實體部形成用墨水11'及黃色(yellow)之實體部形成用墨水11'。
藉此,藉由該等實體部形成用墨水11'之組合,可更加擴大能夠表現之顏色再現區域。
又,藉由將白色(white)之實體部形成用墨水11'與其他有色之實體部形成用墨水11'進行併用,例如可獲得如下效果。
即,可使最終所獲得之三維造形物10變得具有賦予了白色(white)之實體部形成用墨水11'之區域(白色區域)、及設置於較該區域(白色區域)更外表面側之賦予了白色以外之有色(特別是有彩色)之實體部形成用墨水11'的區域(有色區域)。藉此,可使賦予了白色(white)之實體部形成用墨水11'之區域(白色區域)發揮出隱蔽性,可更加提高三維造形物10之彩度。
又,如上述之利用控制三維造形物10(實體部11)之表面形狀之效果、與提高彩度之效果可協同相同作用,而使三維造形物10之審美外觀(審美性)變得特別優異。
<第1犧牲層形成用墨水>
第1犧牲層形成用墨水12A'係至少含有硬化性樹脂(硬化成分)者。
(硬化性樹脂)
作為構成第1犧牲層形成用墨水12A'之硬化性樹脂(硬化成分),例如可列舉:與作為實體部形成用墨水11'之構成成分進行例示之硬化性樹脂(硬化成分)相同者。
尤其是構成第1犧牲層形成用墨水12A'之硬化性樹脂(硬化成 分)、與上述之構成實體部形成用墨水11'之硬化性樹脂(硬化成分)較佳為利用同種之能量線進行硬化。
藉此,可有效地防止三維造形物製造裝置之構成複雜化,而可使三維造形物10之生產性變得特別優異。又,可更確實地控制三維造形物10之表面形狀。
第1犧牲層形成用墨水12A'較佳為含有各種硬化成分中,尤其是選自由(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、及(甲基)丙烯醯基嗎啉所組成之群中之1種或2種以上者。
藉此,可以更適當之硬化速度使第1犧牲層形成用墨水12A'硬化,而可更確實地形成於三維造形物10中呈現無光色調之外觀之第1區域11A,並且可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,可使將第1犧牲層形成用墨水12A'硬化而形成之犧牲層12(第1區域12A)之機械強度、形狀之穩定性變得特別優異。其結果為,於製造三維造形物10時,下層(第1層)之犧牲層12(第1區域12A)可更佳地支持用以形成上層(第2層)之實體部形成用墨水11'。因此,可更佳地防止實體部11之非本意之變形(尤其是塌邊等)(第1層之第1區域12A作為支持材而發揮功能),而可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得更加優異。
尤其是若第1犧牲層形成用墨水12A'含有(甲基)丙烯醯基嗎啉,則可獲得如下效果。
即,(甲基)丙烯醯基嗎啉係即便於硬化反應進行之情形時,亦為並非完全硬化之狀態(並非完全硬化之狀態之(甲基)丙烯醯基嗎啉之聚合物),而對水等各種溶劑之溶解性較高之狀態較高者。因此,於如上述之犧牲層去除步驟中,可更有效地防止於實體部11產生缺陷,並且可選擇性地且確實地,又高效率地去除犧牲層12(第1區域12A)。其 結果為,可以更高之可靠性而生產性良好地獲得所需形態之三維造形物10。
又,若第1犧牲層形成用墨水12A'含有(甲基)丙烯酸四氫糠酯,則可更佳地保持硬化後之柔軟性,而更有效地實現實體部11之表面之無光色調之質感形成,並且於利用去除犧牲層12之液體之處理中,更容易成為凝膠狀,從而可更加提高犧牲層12之去除效率。
又,若第1犧牲層形成用墨水12A'含有(甲基)丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯,則即便硬化後觸黏性亦容易殘存,而更有效地實現實體部11之表面之無光色調之質感形成,並且可於利用去除犧牲層12之液體之處理中,提高犧牲層12之去除效率。
又,若第1犧牲層形成用墨水12A'含有聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,則於去除犧牲層12之液體以水為主成分之情形時,可提高向該液體之溶解性,而更容易地去除犧牲層12。
於第1犧牲層形成用墨水12A'含有上述特定之硬化成分(選自由(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、及(甲基)丙烯醯基嗎啉所組成之群中之1種或2種以上)之情形時,該特定之硬化成分相對於構成第1犧牲層形成用墨水12A'之全部硬化成分之比例較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,進而較佳為100質量%。藉此,更顯著地發揮出如上述之效果。
第1犧牲層形成用墨水12A'中之硬化成分之含有率較佳為83質量%以上且98.5質量%以下,更佳為87質量%以上且95.4質量%以下。
藉此,可使所形成之犧牲層12(第1區域12A)之形狀之穩定性變得特別優異,而可更有效地防止於製造三維造形物10時重疊有層1之情形時,下側之層1非本意地變形,而可較佳地支持上側之層1。其結果為,可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得特別優異。又,可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
(聚合起始劑)
又,第1犧牲層形成用墨水12A'較佳為含有聚合起始劑者。
藉此,可適度提高製造三維造形物10時之第1犧牲層形成用墨水12A'之硬化速度,而可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,可使所形成之犧牲層12(第1區域12A)之形狀之穩定性變得特別優異,而可更有效地防止於製造三維造形物10時重疊有層1之情形時,下側之層1非本意地變形,而可較佳地支持上側之層1。其結果為,可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得特別優異。
作為構成第1犧牲層形成用墨水12A'之聚合起始劑,例如可列舉:與作為實體部形成用墨水11'之構成成分進行例示之聚合起始劑相同者。
其中,第1犧牲層形成用墨水12A'較佳為含有雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦作為聚合起始劑。
藉由含有此種聚合起始劑,而可以更適當之硬化速度使第1犧牲層形成用墨水12A'硬化,而可更確實地形成於三維造形物10中呈現無光色調之外觀之第1區域11A,並且可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,可使將第1犧牲層形成用墨水12A'硬化而形成之犧牲層12(第1區域12A)之機械強度、形狀之穩定性變得特別優異。其結果為,於製造三維造形物10時,下層(第1層)之犧牲層12(第1區域12A)可更佳地支持用以形成上層(第2層)之實體部形成用墨水11'。因此,可更佳地防止實體部11之非本意之變形(尤其是塌邊等)(第1層之第1區域12A作為支持材而發揮功能),而可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得更加優異。
尤其是若第1犧牲層形成用墨水12A'與實體部形成用墨水11'均含 有雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦作為聚合起始劑,則針對實體部形成用墨水11'及第1犧牲層形成用墨水12A',可更佳地進行硬化速度之控制,而可更加確實地形成於三維造形物10中呈現無光色調之外觀之第1區域11A。又,可使三維造形物10之生產性變得更加優異。
作為第1犧牲層形成用墨水12A'中之聚合起始劑之含有率之具體值,較佳為1.5質量%以上且17質量%以下,更佳為4.6質量%以上且13質量%以下。
藉此,可以更適當之硬化速度使第1犧牲層形成用墨水12A'硬化,而可更確實地形成於三維造形物10中呈現無光色調之外觀之第1區域11A,並且可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,可使將第1犧牲層形成用墨水12A'硬化而形成之犧牲層12(第1區域12A)之機械強度、形狀之穩定性變得特別優異。其結果為,於製造三維造形物10時,下層(第1層)之犧牲層12(第1區域12A)可更佳地支持用以形成上層(第2層)之實體部形成用墨水11'。因此,可更佳地防止實體部11之非本意之變形(尤其是塌邊等)(第1層之第1區域12A作為支持材而發揮功能),而可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得更加優異。
於以下表示第1犧牲層形成用墨水12A'中之硬化性樹脂與聚合起始劑之調配比率(將以下所述之「其他成分」除外之墨水組成)之較佳具體例,當然,本發明中之第1犧牲層形成用墨水之組成並不限定於以下所述者。
「調配比率例1」
.丙烯酸四氫糠酯:36質量份
.丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯:55.75質量份
.雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦:3質量份
.2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦:5質量份
「調配比率例2」
.二丙二醇二丙烯酸酯:37質量份
.聚乙二醇(400)二丙烯酸酯:55.85質量份
.雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦:3質量份
.2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦:4質量份
「調配比率例3」
.丙烯酸四氫糠酯:36質量份
.丙烯醯基嗎啉:55.75質量份
.雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦:3質量份
.2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦:5質量份
於如上述之調配之情形時,更顯著地發揮出如上述之效果。
(其他成分)
又,第1犧牲層形成用墨水12A'亦可含有除上述以外之成分。作為此種成分,例如可列舉:顏料、染料等各種著色劑;分散劑;界面活性劑;增感劑;聚合促進劑;溶劑;滲透促進劑;濕潤劑(保濕劑);定著劑;防黴劑;防腐劑;抗氧化劑;紫外線吸收劑;螯合劑;pH值調整劑;增黏劑;填料;抗凝聚劑;消泡劑等。
尤其是藉由使第1犧牲層形成用墨水12A'含有著色劑,從而犧牲層12(第1區域12A)之視認性提高,而可更確實地防止於最終所獲得之三維造形物10中,犧牲層12(第1區域12A)之至少一部份非本意地殘留。
作為構成第1犧牲層形成用墨水12A'之著色劑,例如可列舉:與作為實體部形成用墨水11'之構成成分進行例示之著色劑相同者,但較佳為如成為與自三維造形物10之表面之法線方向觀察時,與由該第1犧牲層形成用墨水12A'形成之犧牲層12(第1區域12A)重合之實體部 11之顏色(三維造形物10之外觀上應被視認之顏色)不同的顏色之著色劑。藉此,可顯著地發揮出如上述之效果。
若於第1犧牲層形成用墨水12A'含有顏料之情形時進而含有分散劑,則可使顏料之分散性變得更良好。作為構成第1犧牲層形成用墨水12A'之分散劑,例如可列舉:與作為實體部形成用墨水11'之構成成分進行例示之分散劑相同者。
又,第1犧牲層形成用墨水12A'之黏度較佳為10mPa.s以上且30mPa.s以下,更佳為15mPa.s以上且25mPa.s以下。
藉此,可使利用噴墨法之第1犧牲層形成用墨水12A'之噴出穩定性變得特別優異。
又,於三維造形物10之製造中,亦可使用複數種第1犧牲層形成用墨水12A'。
例如,亦可具備實體部形成用墨水11'硬化時之黏彈性互不相同之2種以上之第1犧牲層形成用墨水12A'。
藉此,可使最終所獲得之三維造形物10為具有無光色調之程度互不相同之複數個區域(複數個第1區域12A)者。其結果為,可進行更複雜之外觀之表現,而可使三維造形物10之審美外觀(審美性)、高級感等變得特別優異。
再者,為了獲得上述效果,例如亦可考慮使用硬化時之黏彈性互不相同之2種以上之實體部形成用墨水11',但於此種情形時,有產生最終所獲得之三維造形物10之各部位之物性非本意地成為不同者等問題之可能性,相對於此,於使用複數種第1犧牲層形成用墨水12A'之情形時,可確實地防止此種問題之產生,並且可獲得如上述之效果。
<第2犧牲層形成用墨水>
第2犧牲層形成用墨水12B'係至少含有硬化性樹脂(硬化成分) 者。
(硬化性樹脂)
作為構成第2犧牲層形成用墨水12B'之硬化性樹脂(硬化成分),例如可列舉:與作為實體部形成用墨水11'之構成成分進行例示之硬化性樹脂(硬化成分)相同者。
尤其是構成第2犧牲層形成用墨水12B'之硬化性樹脂(硬化成分)、與上述之構成實體部形成用墨水11'之硬化性樹脂(硬化成分)較佳為利用同種之能量線進行硬化。
藉此,可有效地防止三維造形物製造裝置之構成複雜化,而可使三維造形物10之生產性變得特別優異。又,可更確實地控制三維造形物10之表面形狀。
第2犧牲層形成用墨水12B'較佳為含有各種硬化成分中,尤其是(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯者。
藉此,可以更適當之硬化速度使第2犧牲層形成用墨水12B'硬化,而可更確實地形成於三維造形物10中呈現光亮色調之外觀之第2區域11B,並且可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,可使將第2犧牲層形成用墨水12B'硬化而形成之犧牲層12(第2區域12B)之機械強度、形狀之穩定性變得特別優異。其結果為,於製造三維造形物10時,下層(第1層)之犧牲層12(第2區域12B)可更佳地支持用以形成上層(第2層)之實體部形成用墨水11'。因此,可更佳地防止實體部11之非本意之變形(尤其是塌邊等)(第1層之第2區域12B作為支持材而發揮功能),而可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得更加優異。
又,第2犧牲層形成用墨水12B'較佳為除含有(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯以外,亦含有聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯者。
藉此,可以更加適當之硬化速度使第2犧牲層形成用墨水12B'硬 化,而可更加確實地形成於三維造形物10中呈現光亮色調之外觀之第2區域11B,並且可使三維造形物10之生產性變得更加優異。
又,可使將第2犧牲層形成用墨水12B'硬化而形成之犧牲層12(第2區域12B)之機械強度、形狀之穩定性變得更加優異。其結果為,於製造三維造形物10時,下層(第1層)之犧牲層12(第2區域12B)進而較佳地支持用以形成上層(第2層)之實體部形成用墨水11'。因此,可進而較佳地防止實體部11之非本意之變形(特別是塌邊等)(第1層之第2區域12B作為支持材而發揮功能),而可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得更加優異。
又,若第2犧牲層形成用墨水12B'含有(甲基)丙烯醯基嗎啉,則可獲得如下之效果。
即,(甲基)丙烯醯基嗎啉係即便於硬化反應進行之情形時,亦為並非完全硬化之狀態(並非完全硬化之狀態之(甲基)丙烯醯基嗎啉之聚合物),而對水等各種溶劑之溶解性較高之狀態較高者。因此,於如上述之犧牲層去除步驟中,可更有效地防止於實體部11產生缺陷,並且可選擇性地且確實地,又高效率地去除犧牲層12(第2區域12B)。其結果為,可以更高之可靠性而生產性良好地獲得所需形態之三維造形物10。
又,若第2犧牲層形成用墨水12B'含有選自乙氧化(3)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯之1種或2種以上,則提高犧牲層12之黏彈性,而更有效地實現實體部11表面之光亮色調之質感形成。
於第2犧牲層形成用墨水12B'含有(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯之情形時,犧牲層形成用墨水12'中之(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯之含有率較佳為20質量%以上且50質量%以下,更佳為25質量%以上且45質量%以下,進而較佳為30質量%以上且40質 量%以下。藉此,更顯著地發揮出如上述之效果。
於第2犧牲層形成用墨水12B'含有聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯之情形時,犧牲層形成用墨水12'中之聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯之含有率較佳為40質量%以上且70質量%以下,更佳為35質量%以上且65質量%以下,進而較佳為30質量%以上且60質量%以下。藉此,更顯著地發揮出如上述之效果。
又,第2犧牲層形成用墨水12B'中之聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯之含有率XB[質量%]相對於(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯之含有率XA[質量%]的比率((XB/XA)×100)較佳為120%以上且180%以下,更佳為130%以上且170%以下,進而較佳為140%以上且165%以下。藉此,更顯著地發揮出如上述之效果。
第2犧牲層形成用墨水12B'中之硬化成分之含有率較佳為83質量%以上且98.5質量%以下,更佳為87質量%以上且95.4質量%以下。
藉此,可使所形成之犧牲層12(第2區域12B)之形狀之穩定性變得特別優異,而可更有效地防止於製造三維造形物10時重疊有層1之情形時,下側之層1非本意地變形,而可較佳地支持上側之層1。其結果為,可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得特別優異。又,可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
(聚合起始劑)
又,第2犧牲層形成用墨水12B'較佳為含有聚合起始劑者。
藉此,可適度提高製造三維造形物10時之第2犧牲層形成用墨水12B'之硬化速度,而可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,可使所形成之犧牲層12(第2區域12B)之形狀之穩定性變得特別優異,而可更有效地防止於製造三維造形物10時重疊有層1之情形時,下側之層1非本意地變形,而可較佳地支持上側之層1。其結果為,可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得特別優異。
作為構成第2犧牲層形成用墨水12B'之聚合起始劑,例如可列舉:與作為實體部形成用墨水11'之構成成分進行例示之聚合起始劑相同者。
其中,第1犧牲層形成用墨水12A'較佳為含有雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦作為聚合起始劑者。
藉由含有此種聚合起始劑,而可以更適當之硬化速度使第2犧牲層形成用墨水12B'硬化,而可更確實地形成於三維造形物10中呈現光亮色調之外觀之第2區域11B,並且可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,可使將第2犧牲層形成用墨水12B'硬化而形成之犧牲層12(第2區域12B)之機械強度、形狀之穩定性變得特別優異。其結果為,於製造三維造形物10時,下層(第1層)之犧牲層12(第2區域12B)可更佳地支持用以形成上層(第2層)之實體部形成用墨水11'。因此,可更佳地防止實體部11之非本意之變形(尤其是塌邊等)(第1層之第2區域12B作為支持材而發揮功能),而可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得更加優異。
作為第2犧牲層形成用墨水12B'中之聚合起始劑之含有率之具體值,較佳為1.5質量%以上且17質量%以下,更佳為4.6質量%以上且13質量%以下。
藉此,可以更適當之硬化速度使第2犧牲層形成用墨水12B'硬化,而可更確實地形成於三維造形物10中呈現光亮色調之外觀之第2區域11B,並且可使三維造形物10之生產性變得特別優異。
又,可使將第2犧牲層形成用墨水12B'硬化而形成之犧牲層12(第2區域12B)之機械強度、形狀之穩定性變得特別優異。其結果為,於製造三維造形物10時,下層(第1層)之犧牲層12(第2區域12B)可更佳地 支持用以形成上層(第2層)之實體部形成用墨水11'。因此,可更佳地防止實體部11之非本意之變形(尤其是塌邊等)(第1層之第2區域12B作為支持材而發揮功能),而可使最終所獲得之三維造形物10之尺寸精度變得更加優異。
於以下表示第2犧牲層形成用墨水12B'中之硬化性樹脂與聚合起始劑之調配比率(將以下所述之「其他成分」除外之墨水組成)之較佳具體例,當然,本發明中之第2犧牲層形成用墨水之組成並不限定於以下所述者。
「調配比率例1」
.丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯:36質量份
.聚乙二醇(400)二丙烯酸酯:55.75質量份
.雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦:3質量份
.2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦:5質量份
於如上述之調配之情形時,更顯著地發揮出如上述之效果。
又,若第2犧牲層形成用墨水中之聚合起始劑之含有率多於第1犧牲層形成用墨水中之聚合起始劑之含有率,則可以更適當之硬化速度形成具有光亮色調之外觀之區域,並且第1犧牲層形成用墨水可形成具有無光色調之外觀之區域,而可生產呈現所需外觀之三維造形物。
(其他成分)
又,第2犧牲層形成用墨水12B'亦可含有除上述以外之成分。作為此種成分,例如可列舉:顏料、染料等各種著色劑;分散劑;界面活性劑;增感劑;聚合促進劑;溶劑;浸透促進劑;濕潤劑(保濕劑);定著劑;防黴劑;防腐劑;抗氧化劑;紫外線吸收劑;螯合劑;pH值調整劑;增黏劑;填料;抗凝聚劑;消泡劑等。
尤其是藉由使第2犧牲層形成用墨水12B'含有著色劑,從而犧牲 層12(第2區域12B)之視認性提高,而可更確實地防止於最終所獲得之三維造形物10中,犧牲層12(第2區域12B)之至少一部分非本意地殘留。
作為構成第2犧牲層形成用墨水12B'之著色劑,例如可列舉:與作為實體部形成用墨水11'之構成成分進行例示之著色劑相同者,但較佳為如成為與自三維造形物10之表面之法線方向觀察時,與由該第2犧牲層形成用墨水12B'形成之犧牲層12(第2區域12B)重合之實體部11之顏色(三維造形物10之外觀上應被視認之顏色)不同的顏色之著色劑。藉此,可顯著地發揮出如上述之效果。
若於第2犧牲層形成用墨水12B'含有顏料之情形時進而含有分散劑,則可使顏料之分散性變得更良好。作為構成第2犧牲層形成用墨水12B'之分散劑,例如可列舉:與作為實體部形成用墨水11'之構成成分進行例示之分散劑相同者。
又,第2犧牲層形成用墨水12B'之黏度較佳為10mPa.s以上且30mPa.s以下,更佳為15mPa.s以上且25mPa.s以下。
藉此,可使利用噴墨法之第2犧牲層形成用墨水12B'之噴出穩定性變得特別優異。
又,於三維造形物10之製造中,亦可使用複數種第2犧牲層形成用墨水12B'。
例如,亦可具備實體部形成用墨水11'硬化時之黏彈性互不相同之2種以上之第2犧牲層形成用墨水12B'。
藉此,可使最終所獲得之三維造形物10為具有光亮色調之程度互不相同之複數個區域(複數個第2區域12B)者。其結果為,可進行更複雜之外觀之表現,而可使三維造形物10之審美外觀(審美性)、高級感等變得特別優異。
再者,為了獲得上述效果,例如亦可考慮使用硬化時之黏彈性 互不相同之2種以上之實體部形成用墨水11',但於此種情形時,有產生最終所獲得之三維造形物10之各部位之物性非本意地成為不同者等問題之可能性,相對於此,於使用複數種第2犧牲層形成用墨水12B'之情形時,可確實地防止此種問題之產生,並且可獲得如上述之效果。
又,本發明之墨水組只要為具備至少1種之實體部形成用墨水11'、至少1種之第1犧牲層形成用墨水12A'、及至少1種之第2犧牲層形成用墨水12B'者即可,但亦可為具備與該等不同之墨水(第4墨水)者。
再者,本發明之墨水組雖可用於製造具有無光色調之區域與光亮色調之區域之三維造形物,但例如亦可用於製造表面狀態不同之複數種之三維造形物。更具體而言,例如本發明之墨水組亦可用於製造具有無光色調之區域而不具有光亮色調之區域之三維造形物,及具有光亮色調之區域而不具有無光色調之區域之三維造形物。
根據如上述之本發明之墨水組,可穩定且高效率地製造於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域的三維造形物。又,例如可用於較佳地分開製作具有無光色調之外觀之三維造形物、與具有光亮色調之外觀之三維造形物。因三維造形物之良率提高,故而就三維造形物之製造成本之降低之觀點而言亦有利。
《三維造形物》
本發明之三維造形物可使用如上述之製造方法、三維造形物製造裝置、墨水組而進行製造。藉此,可提供於所需部位設置有具有無光色調之外觀之區域、及具有光亮色調之外觀之區域之三維造形物。
本發明之三維造形物之用途並無特別限定,例如可列舉:偶人、人像等鑒賞物、展示物;植體等醫療機器等。
又,本發明之三維造形物亦可應用於原型(prototype)、量產品、 定製品中之任一種。
又,本發明之三維造形物亦可為模型(例如,汽車、機車、船、飛機等交通工具;建築物;動物、植物等生物;石等自然物(非生物);各種食品等之模型)。
對於模型而言,較佳為忠實地再現原物所具有之質感等,但對於使用先前之積層法而製造之三維造形物而言,無法充分反應上述要求。相對於此,於本發明中,可確實地進行先前特別困難之無光色調、光亮色調之分開製作。又,被製成模型之物體(原物)大多具備無光色調之區域及光亮色調之區域兩者(例如,被製成模型之汽車通常具有呈現無光色調之外觀之輪胎部分、與呈現光亮色調之外觀之機體部分),先前,提供作為具有互不相同之質感之複數個區域之模型的三維造形物極為困難,但於本發明中,即便為此種三維造形物,亦可較佳地提供。因此,將本發明應用於模型之情形時,更顯著地發揮出本發明之效果。
以上,對本發明之較佳實施形態進行了說明,但本發明並不限定於該等。
例如,於上述之實施形態中,係以藉由噴墨法,而將實體部形成用墨水、第1犧牲層形成用墨水、及第2犧牲層形成用墨水噴出之情形為中心進行了說明,但該等中之至少1種墨水亦可利用其他方法(例如,其他印刷方法)進行賦予。
又,於本發明之製造方法中,亦可視需要進行預處理步驟、中間處理步驟、後處理步驟。
作為預處理步驟,例如可列舉平台之清掃步驟等。
作為後處理步驟,例如可列舉:清洗步驟、進行去毛邊等之形狀調整步驟、用以使構成實體部之硬化性樹脂之硬化度上升之追加的硬化處理等。
又,作為後處理步驟,例如亦可具有如下步驟,即進行用以提高三維造形物之無光色調之粗面化處理。如上所述,於本發明中,藉由實體部形成用墨水與第1犧牲層形成用墨水之黏彈性滿足特定之關係,而可使表面之暗光性變高,因此即便於進行此種後處理之情形時,亦可以短時間且容易地進行該後處理,因此可使三維造形物之生產性變得優異。又,由實體部形成用墨水與第1犧牲層形成用墨水之黏彈性滿足特定關係而產生之效果、與由進行後處理步驟而產生之效果可協同作用,而獲得先前即便進行後處理步驟亦無法實現之優異之無光色調的外觀。
又,作為後處理步驟,例如亦可具有如下步驟,即進行用以提高三維造形物之鏡面性(光澤性)之鏡面化處理(研磨處理)。如上所述,於本發明中,藉由實體部形成用墨水與第2犧性層形成用墨水之黏彈性滿足特定之關係,而可使表面之平坦性變高,因此即便於進行此種後處理之情形時,亦可以短時間且容易地進行該後處理,因此可使三維造形物之生產性變得優異。又,由實體部形成用墨水與第2犧牲層形成用墨水之黏彈性滿足特定關係而產生之效果、與由進行後處理步驟而產生之效果可協同作用,而獲得先前即便進行後處理步驟亦無法實現之優異之鏡面性的外觀。
又,本發明亦可應用於粉體積層法(即,重複進行如下一系列操作,即使用粉體而形成層,向該層之特定部位賦予硬化性之墨水而形成硬化部,藉此獲得作為設置有硬化部之具有複數層之積層體的三維造形物之方法)。

Claims (19)

  1. 一種三維造形物之製造方法,其係藉由將噴出含有硬化性樹脂之墨水並使之硬化而形成之層進行積層而製造三維造形物者,其特徵在於:對於應構成上述三維造形物之區域賦予實體部形成用墨水,並且對於與應成為上述三維造形物之最外層之區域鄰接之上述最外層之表面側之區域賦予用以形成犧牲層之犧牲層形成用墨水,使用第1犧牲層形成用墨水與第2犧牲層形成用墨水作為上述犧牲層形成用墨水,上述實體部形成用墨水硬化時之上述第1犧牲層形成用墨水之黏彈性小於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性,上述實體部形成用墨水硬化時之上述第2犧牲層形成用墨水之黏彈性大於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性。
  2. 如請求項1之三維造形物之製造方法,其具有如下步驟:自藉由使上述實體部形成用墨水、上述第1犧牲層形成用墨水及上述第2犧牲層形成用墨水硬化而獲得之預成形體去除上述犧牲層。
  3. 如請求項1或2之三維造形物之製造方法,其中上述第1犧牲層形成用墨水係含有選自由(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、及(甲基)丙烯醯基嗎啉所組成之群中之1種或2種以上者。
  4. 如請求項1至3中任一項之三維造形物之製造方法,其中上述第2犧牲層形成用墨水係含有(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙 酯者。
  5. 如請求項4之三維造形物之製造方法,其中上述第2犧牲層形成用墨水係除含有(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯以外,亦含有聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯者。
  6. 如請求項1至5中任一項之三維造形物之製造方法,其中上述實體部形成用墨水係含有選自由(甲基)丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯、聚醚系脂肪族(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯低聚物、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、及(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯所組成之群中之1種或2種以上者。
  7. 如請求項1至6中任一項之三維造形物之製造方法,其中上述實體部形成用墨水、上述第1犧牲層形成用墨水及上述第2犧牲層形成用墨水均係含有聚合起始劑者,上述實體部形成用墨水中之上述聚合起始劑之含有率高於上述第1犧牲層形成用墨水中之上述聚合起始劑之含有率、及上述第2犧牲層形成用墨水中之上述聚合起始劑之含有率。
  8. 如請求項1至7中任一項之三維造形物之製造方法,其中上述實體部形成用墨水、上述第1犧牲層形成用墨水及上述第2犧牲層形成用墨水均係含有雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦及/或2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦作為聚合起始劑者。
  9. 如請求項1至8中任一項之三維造形物之製造方法,其中作為上述實體部形成用墨水,除使用含有著色劑之著色墨水以外,亦使用不含有著色劑之無色墨水,將上述無色墨水用於應成為上述最外層之區域之形成,將上述著色墨水用於較上述區域內側之區域之形成。
  10. 如請求項1至9中任一項之三維造形物之製造方法,其中使用彩色墨水與白色墨水作為含有著色劑之著色墨水, 將上述白色墨水用於使用上述彩色墨水所形成之區域之內側之區域的形成。
  11. 如請求項1至10中任一項之三維造形物之製造方法,其使用不同之複數種上述第1犧牲層形成用墨水。
  12. 如請求項1至11中任一項之三維造形物之製造方法,其使用不同之複數種上述第2犧牲層形成用墨水。
  13. 一種三維造形物製造裝置,其係藉由將噴出含有硬化性樹脂之墨水並使之硬化而形成之層進行積層而製造三維造形物者,其特徵在於:具有實體部形成用墨水噴出機構,其係向應構成上述三維造形物之區域噴出實體部形成用墨水;犧牲層形成用墨水噴出機構,其係對於與應成為上述三維造形物之最外層之區域鄰接之上述最外層之表面側之區域噴出用以形成犧牲層之犧牲層形成用墨水;及硬化機構,其係使上述實體部形成用墨水及上述犧牲層形成用墨水硬化;並且具有噴出第1犧牲層形成用墨水之第1犧牲層形成用墨水噴出機構、與噴出第2犧牲層形成用墨水之第2犧牲層形成用墨水噴出機構作為上述犧牲層形成用墨水噴出機構,上述實體部形成用墨水硬化時之上述第1犧牲層形成用墨水之黏彈性小於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性,上述實體部形成用墨水硬化時之上述第2犧牲層形成用墨水之黏彈性大於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性。
  14. 一種墨水組,其係用於藉由將噴出含有硬化性樹脂之墨水並使 之硬化而形成之層進行積層而製造三維造形物者,其特徵在於:具備用以賦予至應構成上述三維造形物之區域的實體部形成用墨水、及用以於與應成為上述三維造形物之最外層之區域鄰接之上述最外層之表面側之區域形成犧牲層之犧牲層形成用墨水,並且具備第1犧牲層形成用墨水、與第2犧牲層形成用墨水作為上述犧牲層形成用墨水,上述第1犧牲層形成用墨水中之聚合起始劑之含有率小於上述第2犧牲層形成用墨水中之聚合起始劑之含有率。
  15. 如請求項14之墨水組,其中上述第1犧牲層形成用墨水及上述第2犧牲層形成用墨水均係含有雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦及/或2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦作為聚合起始劑者。
  16. 一種墨水組,其係用於藉由將噴出含有硬化性樹脂之墨水並使之硬化而形成之層進行積層而製造三維造形物者,其特徵在於:具備用以賦予至應構成上述三維造形物之區域的實體部形成用墨水、及用以於與應成為上述三維造形物之最外層之區域鄰接之上述最外層之表面側之區域形成犧牲層之犧牲層形成用墨水,並且具備第1犧牲層形成用墨水、與第2犧牲層形成用墨水作為上述犧牲層形成用墨水,上述實體部形成用墨水硬化時之上述第1犧牲層形成用墨水之黏彈性小於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性, 上述實體部形成用墨水硬化時之上述第2犧牲層形成用墨水之黏彈性大於上述實體部形成用墨水硬化時之上述實體部形成用墨水之黏彈性。
  17. 一種三維造形物,其特徵在於:其係使用如請求項1至12中任一項之方法而製造者。
  18. 一種三維造形物,其特徵在於:其係使用如請求項13之三維造形物製造裝置而製造者。
  19. 一種三維造形物,其特徵在於:其係使用如請求項14至16之墨水組而製造者。
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