WO2020255442A1 - ゴム製品の造形方法 - Google Patents

ゴム製品の造形方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020255442A1
WO2020255442A1 PCT/JP2019/046196 JP2019046196W WO2020255442A1 WO 2020255442 A1 WO2020255442 A1 WO 2020255442A1 JP 2019046196 W JP2019046196 W JP 2019046196W WO 2020255442 A1 WO2020255442 A1 WO 2020255442A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rubber powder
rubber
raw material
modeling
cross
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/046196
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大澤　靖雄
Original Assignee
株式会社ブリヂストン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ブリヂストン filed Critical 株式会社ブリヂストン
Priority to US17/612,314 priority Critical patent/US11981791B2/en
Priority to CN201980096979.8A priority patent/CN115943043A/zh
Priority to EP19933480.6A priority patent/EP3984743B1/en
Publication of WO2020255442A1 publication Critical patent/WO2020255442A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B29C64/268—Arrangements for irradiation using laser beams; using electron beams [EB]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307—Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/314—Preparation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/364—Conditioning of environment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/10—Pre-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2019/00—Use of rubber not provided for in a single one of main groups B29K2007/00 - B29K2011/00, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2206—Oxides; Hydroxides of metals of calcium, strontium or barium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to a method for molding a rubber product, and more particularly to a method suitable for molding a rubber product, which can flexibly respond to a change in the shape of the product.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-12255 filed in Japan on June 17, 2019, the full text of which is incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 a method of molding an unvulcanized rubber by putting it in a mold matching the shape of the product and vulcanizing it by applying heat and pressure (Patent Document 1) or not.
  • Patent Document 1 A method is known in which vulcanized rubber is placed in a mold larger than the product, vulcanized by applying heat and pressure, and then subjected to machining such as cutting to form the shape of the product.
  • an object of the present invention is to provide a method for molding a rubber product, which can flexibly respond to a change in the shape of the product and realize high molding accuracy.
  • the inventors earnestly investigated the means for solving the above-mentioned problems, they regarded the desired product shape as a laminated body of flakes formed when a large number of planes orthogonal to a predetermined axis were cut, and the flakes were regarded as We have come up with the idea that a desired product shape can be obtained without using a mold by stacking and laminating to form a model.
  • the inventors further investigated the above-mentioned laminated molding, in rubber products, the uncrosslinked rubber powder used as a material was appropriately treated, and further, the uncrosslinked rubber powder was crosslinked to perform the laminated molding. We have found that it can be applied and have completed the present invention.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • the method for modeling the rubber product of the present invention It is a method of modeling rubber products by pasting multiple thin pieces on a modeling table.
  • An adhesion prevention treatment step in which the uncrosslinked rubber powder, which is a material of the rubber product, is subjected to an adhesion prevention treatment between the powders.
  • a first raw material rubber powder supply step in which the adhesion-prevented raw material rubber powder is evenly supplied onto the surface of the modeling table in a layer having a thickness corresponding to the flakes.
  • the first cross-linking step of irradiating the irradiated portion with an electron beam according to the shape corresponding to the flakes and cross-linking the irradiated portion.
  • a second raw material rubber powder supply step in which the raw material rubber powder is evenly supplied onto the surface of the modeling table including the surface of the crosslinked portion into a layer having a thickness corresponding to the next thin section to be stacked on the thin section.
  • the raw material rubber powder layer has a second cross-linking step of irradiating an electron beam according to a shape corresponding to the next flakes and cross-linking the irradiated portion.
  • the post-treatment step, the second raw material rubber powder supply step, and the second cross-linking step are sequentially repeated to bond the plurality of flakes.
  • FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a method for forming a rubber product according to an embodiment of the present invention.
  • the method for modeling a rubber product according to the present invention is a method for forming a rubber product by laminating a plurality of thin pieces on a modeling table, and as shown in FIG. 1, the material for the rubber product.
  • the uncrosslinked rubber powder to be used is subjected to a mutual adhesion prevention treatment (adhesion prevention treatment step S1), data of a plurality of thin pieces of the rubber product is acquired (slice data acquisition step S2), and a modeling table can be started. (Preparation step S3), the adhesive-prevented raw rubber powder is evenly supplied onto the surface of the modeling table in a layer having a thickness corresponding to the flakes (first raw rubber powder supply step S4).
  • an electron beam is irradiated according to the shape corresponding to the flakes, the irradiated portion is crosslinked (first cross-linking step S5), and the surface of the cross-linked portion in the raw rubber powder layer and the surface of the modeling table By adjusting the relative position, the surface of the cross-linked portion and the surface of the modeling table are matched (post-treatment step S6), and the raw rubber powder is piled up on the surface of the cross-linked portion in a layer having a thickness corresponding to the next slice.
  • Step S7 the raw material rubber powder layer is irradiated with an electron beam according to the shape corresponding to the next fragment, and the irradiated portion is crosslinked (second bridging step).
  • step S8 the post-treatment step S6, the second raw material rubber powder supply step S7, and the second cross-linking step S8 are sequentially repeated to form the rubber product by laminating the plurality of thin pieces.
  • FIG. 2 shows a rubber product 10 which is an example of a rubber product formed by the method for forming a rubber product according to the present embodiment.
  • the rubber product 10 may have a cylindrical shape, for example.
  • the thin section means a layer that is cut and partitioned by a large number of surfaces orthogonal to the axis along the laminating direction of the rubber product to be formed.
  • the Z-axis direction is the stacking direction (height)
  • a cylindrical three-dimensional shape is cut by a large number of planes orthogonal to the Z-axis direction
  • a plurality of sliced layers are formed. Will be done.
  • Each layer of the plurality of sliced layers shown in FIG. 3 is a slice of the rubber product 10.
  • the laminating direction of the laminated modeling of the rubber product 10 points to the Z-axis direction, but a suitable direction is set as the laminating direction according to the shape and size of the rubber product to be modeled. be able to.
  • FIG. 3 shows flakes L1 to L3 from the first layer to the third layer of the rubber product 10 in the Z-axis direction, but in reality, the rubber product 10 is necessary for modeling the rubber product 10. It is converted into data of flakes L1 to LN (N is a natural number) having the number of layers.
  • the shape of the rubber product 10 is converted into data of a plurality of thin pieces, and then the thin pieces are laminated and bonded based on this data to form the rubber product 10.
  • each step will be specifically described.
  • adhesion prevention process In the adhesion prevention treatment step S1, the uncrosslinked rubber powder used as the material of the rubber product 10 is subjected to the adhesion prevention treatment between the powders.
  • a material suitable for rubber products can be used.
  • rubber powder in addition to natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR) ), Butyl halide rubber, acryloni little-butadiene rubber (NBR) and other synthetic rubber powders can be used, among which natural rubber (NR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber ( BR) powder is preferred. These rubber powders may be used alone or in combination of two or more.
  • the uncrosslinked rubber powder may contain materials other than natural rubber and synthetic rubber.
  • fillers such as carbon black and silica, softeners, antiaging agents, zinc oxide, cross-linking accelerators, and the like can be appropriately selected within a range that does not impair the object of the present invention.
  • the other material may be blended not only when it is contained in the uncrosslinked rubber powder in advance but also after the adhesion prevention treatment of the uncrosslinked rubber powder.
  • calcium oxide may be blended.
  • the uncrosslinked rubber powder even when the rubber is heated to a temperature higher than the melting point when the rubber is crosslinked, bubbles that may be generated in the rubber due to heat are suppressed, and the bubble portion It is possible to prevent cracks and tears from occurring.
  • the treatment for preventing the powders from adhering to each other on the uncrosslinked rubber powder refers to a treatment for preventing the powders from adhering to each other, and it is preferable to coat the surface of the uncrosslinked rubber powder with an anti-adhesion agent.
  • an anti-adhesion agent for example, any one or a plurality of anti-adhesion agents such as synthetic resin, talc, silica, calcium carbonate, calcium stearate, zinc stearate, and carbon black can be used in combination.
  • the means for coating the surface of the uncrosslinked rubber powder with the anti-adhesion agent is not particularly limited.
  • a powdery anti-adhesion agent having a diameter smaller than that of the uncross-linked rubber powder is stirred and mixed with the uncross-linked rubber powder.
  • the surface of the uncrosslinked rubber powder can be coated.
  • a solution of an anti-adhesion agent or an aqueous dispersion may be applied to the surface of the uncrosslinked rubber powder to coat the surface of the uncrosslinked rubber powder.
  • the means using the solution of the adhesion inhibitor or the aqueous dispersion it is easy to form a coating layer having a uniform thickness on the surface of the uncrosslinked rubber powder, but a step of drying the uncrosslinked rubber powder is required after application. From the viewpoint of preventing an increase in the manufacturing process, a means using a powdery adhesion inhibitor is preferable.
  • the adhesion prevention treatment step may be a step included in the preparation of the uncrosslinked rubber powder used as the material of the rubber product 10, or may be performed as a separate step after the preparation of the uncrosslinked rubber powder.
  • adhesion between uncrosslinked rubber powders can be prevented. That is, lumps are not formed due to the adhesion of the uncrosslinked rubber powders to each other, and the handling of the uncrosslinked rubber powders becomes easy.
  • the uncrosslinked rubber powder is stored or applied to the laminated molding apparatus 100 described later, the modeling accuracy of the rubber product can be improved, and the uncrosslinked rubber powder can be easily stored and supplied.
  • the average diameter of the uncrosslinked rubber powder (hereinafter referred to as raw material rubber powder) that has been subjected to the adhesion prevention treatment is preferably 1 to 500 ⁇ m.
  • raw material rubber powder By setting it to 1 ⁇ m or more, it is possible to suppress floating during storage, etc., and it is possible to more effectively suppress the adhesion of powders between raw rubber powders.
  • 500 ⁇ m or less By setting it to 500 ⁇ m or less, the molding accuracy of rubber products is further improved. Can be enhanced.
  • the rubber product 10 is modeled using the raw rubber powder.
  • the modeling apparatus is not particularly limited, and for example, the laminated modeling apparatus 100 of the following aspects can be used.
  • FIG. 4A is a perspective view schematically showing the configuration of the laminated modeling device 100
  • FIG. 4B is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the laminated modeling device 100. Note that FIG. 4B schematically shows a cross section taken along the line II-II of FIG. 4A.
  • the laminated modeling apparatus 100 includes a modeling table 101, a recorder 140, and an electron beam irradiating means 150, and the modeling table 101 includes a modeling unit 110, a supply plate 120, and a raw material supply unit 130. ing.
  • the modeling unit 110 includes a modeling table 111 and an elevating mechanism 112, and the modeling table 111 includes a surface 111a for modeling a rubber product.
  • the modeling table 111 has a cylindrical shape in the illustrated example, but may be a polygonal columnar shape or the like. Further, the modeling table 111 can be raised and lowered in the vertical direction (Z-axis direction) by the raising and lowering mechanism 112.
  • the elevating mechanism 112 may include, for example, a piston member using hydraulic pressure or pneumatic pressure, or a ball screw.
  • the supply plate 120 is arranged around the modeling portion 110 and includes a plate-shaped portion 121 and a support portion 122 (not shown).
  • the plate-shaped portion 121 includes a surface 121a capable of supplying the raw rubber powder.
  • the plate-shaped portion 121 has a shape in which a part of the plate-shaped member has a hole shape according to the outer peripheral shape of the cylindrical modeling table 111, but the shape is not particularly limited.
  • the support portion 122 may have any columnar or plate-like shape that supports the plate-shaped portion 121.
  • the support portion 122 may be provided with an elevating mechanism, but is not linked to the elevating operation by the elevating mechanism 112 of the modeling portion 110.
  • the raw material supply unit 130 has a tank-shaped or box-shaped raw material storage unit 131 that opens in the surface 121a of the supply plate 120 and extends in the thickness direction (Z-axis direction) of the supply plate 120, and an elevating mechanism 132. doing.
  • the raw material rubber powder can be stored in the raw material storage unit 131.
  • the bottom 131b of the raw material accommodating portion 131 can be elevated and lowered in the Z-axis direction by the elevating mechanism 132, and the raw material rubber powder contained in the raw material accommodating portion 131 is pushed out onto the surface 121a by the elevating operation of the bottom portion 131b.
  • the elevating mechanism 132 may be, for example, a mechanism including a piston using hydraulic pressure or pneumatic pressure, or a ball screw.
  • the arrangement and configuration of the raw material supply unit is not limited to the example of the raw material supply unit 130, and the raw material storage unit and the nozzle are provided, and the raw material supply unit is located at a position (upper side) separated from the surface 121a in the Z-axis direction. It may be arranged so that the raw rubber powder is discharged onto the surface 121a.
  • the recorder 140 has a roller shape and is arranged on the surface 121a. Both ends of the recorder 140 in the axial direction are connected to a drive mechanism (not shown), and the recorder 140 can be moved while rolling in the X-axis direction.
  • the recorder 140 can be separated from the surface 121a by a certain distance in the Z-axis direction, and this distance can be adjusted according to the thickness of the layer to be supplied on the surface 121a.
  • the axial length of the recorder 140 is larger than the longitudinal length of the opening on the surface 121a of the raw material supply unit 130.
  • the recorder 140 is not limited to a roller-shaped member or a rotating member, and may be, for example, a plate-shaped member (blade).
  • the electron beam irradiating means 150 is arranged at a distance from the surface 111a in the Z-axis direction. Any electron beam irradiating means 150 can be used, but it is preferable to include at least one electron beam source 151 and an electron beam adjusting means 152.
  • the electron beam source 151 can be a thermionic emission type electron gun. More specifically, for example, thermoelectrons are generated by heating a cathode composed of tungsten, LaB 6 , CeB 6, and the like, and electron beams are generated by accelerating the thermions.
  • the electron beam adjusting means 152 can include, for example, a magnetic field generating unit 152a and a focus control unit 152b.
  • the magnetic field generating unit 152a can adjust the convergence, deflection, etc. of the electron beam generated by the electron beam source 151 by the magnetic force of a permanent magnet, an electromagnet, or the like.
  • the focus control unit 152b can adjust the focus of the electron beam irradiation target by using an optical lens, an electromagnetic lens, or the like.
  • one electron beam source 151 is described, but the number of electron beam sources 151 may be plural, and each may be controlled by different irradiation conditions.
  • the laminated modeling apparatus 100 can be used in a high vacuum environment during the operation of the electron beam irradiating means 150 by being housed in a chamber (not shown) or the like.
  • the laminated modeling device 100 can be connected to the control device 200 via a network.
  • the control device 200 includes a hardware processor such as a central processing unit, and has a thin section data acquisition unit 201 and a modeling control unit 202.
  • the flakes data acquisition unit 201 can acquire the flakes data necessary for modeling the rubber product 10.
  • the modeling control unit 202 can control the laminated modeling by giving instructions and information to each component of the laminated modeling device 100 via a network based on the flaky data. That is, the modeling control unit 202 can control each operation of the modeling table 101, the recorder 140, the electron beam irradiating means 150, etc., which constitute the laminated modeling device 100.
  • slice data acquisition process In the slice data acquisition step S2, the slice data of the rubber product 10, which is necessary for modeling the rubber product 10, is acquired by the slice data acquisition unit 201 of the control device 200.
  • the flakes data can be obtained, for example, by converting the three-dimensional modeling data of the rubber product 10. More specifically, the slice data acquisition unit 201 acquires three-dimensional modeling data from a device such as another computer that is connected to the control device 200 or can transmit information to the control device 200.
  • the three-dimensional modeling data for modeling the rubber product 10 is, for example, three-dimensional modeling data designed by three-dimensional CAD, three-dimensional modeling data captured by a three-dimensional scanner, a digitizer, or the like. ..
  • the three-dimensional modeling data may be converted into an STL format (Standard Triangled Language) in which the surface of the three-dimensional rubber product 10 is represented as an aggregate of triangles.
  • the three-dimensional modeling data of the rubber product 10 is acquired by the slice data acquisition unit 201 and converted into data of slices L1 to LN (N is a natural number).
  • the thin piece data acquisition unit 201 transfers the thin piece data. It may be acquired.
  • the preparation step S3 in order to start modeling based on the slice data, the modeling table 101 is set in a state where modeling of the rubber product can be started. That is, the relative positions of the surface 111a of the modeling portion 110 and the surface 121a of the supply plate 120 are adjusted so that the surface 111a and the surface 121a are matched. That is, the surface 111a and the surface 121a are aligned so as to extend to the same position, and are arranged so as to be substantially flush with each other. Note that extending to the same position means that they are at the same position in the Z-axis direction and extend in the X-axis direction.
  • the recoater 140 is arranged so as to be located at the end of the surface 121a of the supply plate 120 in the X-axis direction on the raw material supply portion 130 side. Is preferable.
  • the rubber product 10 is placed on the surface 111a of the modeling portion 110 so that the rubber product 10 can be easily removed from the surface 111a of the modeling portion 110 after all the steps are completed and the bonding of all the thin sections is completed.
  • a base material (not shown) made of a material that can be removed from the material may be arranged in advance.
  • the raw material rubber powder is evenly supplied onto the surface of the modeling table 101 in a layer having a thickness corresponding to the thin section L1.
  • the raw material rubber powder is stored in the raw material storage unit 131 of the raw material supply unit 130, and the bottom portion 131b is raised in the direction approaching the surface 121a in the Z-axis direction by the elevating mechanism 132.
  • An amount of raw material rubber powder capable of forming a layer having a thickness corresponding to the thin section L1 is arranged on the surface 121a of the supply plate 120.
  • the recorder 140 After arranging the raw rubber powder on the surface 121a, the recorder 140 is rolled so as to pass over the surface of the modeling table 101, that is, the surface 111a of the modeling portion 110 and the surface 121a of the supply plate 120, and the raw rubber The powder is evenly supplied onto the surface 111a of the modeling portion 110 and the surface 121a of the supply plate 120 in a layer having a thickness corresponding to the thin piece L1 to form the raw rubber powder layer m1. At this time, it is important that the recorder 140 is rolled while maintaining a distance corresponding to the thickness corresponding to the thin section L1 between the surface 111a of the modeling portion 110 and the surface 121a of the supply plate 120.
  • the thickness corresponding to the thin section L1 can be controlled by the control device 200 based on the thin section data.
  • the thickness corresponding to the flakes L1, that is, the thickness t1 of the raw rubber powder layer m1 can be appropriately adjusted according to the electron beam irradiation conditions described later, the average particle size of the raw rubber powder, and the like, but in the thickness direction. It is preferably 500 ⁇ m or less in order to uniformly crosslink over the entire area.
  • the first cross-linking step S5 will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.
  • an electron beam is irradiated according to the shape corresponding to the thin piece L1 to cross the irradiated portion.
  • the electron beam irradiation means is not particularly limited, but for example, the electron beam irradiation means 150 can be used.
  • the electron beam generated by the electron beam source 151 of the electron beam irradiating means 150 is converged and deflected by the magnetic field generating unit 152a, the irradiation position is moved based on the flaky data, and the electron beam is scanned on the raw rubber powder layer m1. .. Further, the focus control unit 152b can adjust the position where the electron beam is just focused, that is, the focus.
  • the part to be cross-linked can be changed by controlling the position where the electron beam is irradiated, so that there is no need to prepare a mold and the shape of the product can be changed flexibly. Can be accommodated. Further, high modeling accuracy can be realized. In addition, it is possible to form rubber products having a shape that is difficult to remove from the mold or a complicated shape that cannot be formed by the mold.
  • the electron beam irradiation conditions can be controlled by the control device 200 based on the flaky data of the rubber product 10 to be modeled.
  • the specific irradiation conditions of the electron beam can be appropriately adjusted depending on the thickness of the raw rubber powder layer, the average diameter of the raw rubber powder, and the like.
  • the focusing of the electron beam causes a sufficient cross-linking reaction of the rubber, so it is preferable to set the focusing on the surface of the raw rubber powder layer so as to have a perfect focus.
  • the temperature at the time of irradiation with the electron beam is not particularly limited, it is preferable that the first crosslinking step S5 is performed in a temperature environment lower than the melting point of the rubber. According to the above configuration, since the cross-linking reaction can be generated at a lower temperature than the rubber vulcanization means accompanied by heating, bubbles that may be generated in the rubber due to heating are suppressed, and cracks are generated from the bubble portion. It is possible to prevent tearing from occurring.
  • electron beam irradiation is preferably performed in a high vacuum environment in order to prevent radical inactivation due to oxygen.
  • the laminated modeling device 100 is housed in a chamber or the like, the inside of the chamber is set to a high vacuum.
  • the cross-linked portion M1 can be formed in the raw material rubber powder layer m1.
  • an annular crosslinked portion M1 corresponding to the thin section L1 of the rubber product 10 is formed.
  • the post-treatment step S6 after the first cross-linking step S5 will be described with reference to FIGS. 7A and 7B.
  • the relative positions of the surface of the cross-linked portion M1 in the raw rubber powder layer m1 and the surface of the modeling table 101 are adjusted, and the surface of the cross-linked portion M1 and the modeling table are adjusted. Match with the surface of 101. That is, in the illustrated example, the relative positions of the surface of the crosslinked portion M1 and the surface 121a of the supply plate 120 in the Z-axis direction are adjusted so that the surface of the crosslinked portion M1 and the surface 121a of the supply plate 120 coincide with each other.
  • the relative position is adjusted, for example, by using the elevating mechanism 112 to lower the modeling portion 110 in the direction away from the surface 121a in the Z-axis direction by the thickness of the crosslinked portion M1 of the raw rubber powder layer m1.
  • the surface of the crosslinked portion M1 and the surface 121a of the supply plate 120 can be matched.
  • the relative position between the surface of the crosslinked portion M1 and the surface 121a of the supply plate 120 may be adjusted by moving the supply plate 120 up and down with respect to the modeling portion 110.
  • a step of removing the uncrosslinked raw material rubber powder remaining on the surface 121a of the supply plate 120 may be provided before or after the post-treatment step S6.
  • the means for removing the uncrosslinked raw rubber powder is not particularly limited, but may be removed by, for example, suction means.
  • a recovery hole (not shown) that opens to the surface 121a is provided on the outer peripheral side of the modeling portion 110, and the uncrosslinked raw material rubber powder is swept out to the recovery hole with a brush or a brush, or air is blown out. It may be removed by spraying. It is also possible to form a path communicating from the recovery hole to the raw material accommodating portion 131 and reuse the uncrosslinked raw material rubber powder in the next step or later.
  • FIG. 8A is a schematic cross-sectional view for explaining the second raw material rubber powder supply step S7, and schematically shows the modeling table 101, the recorder 140, and the raw material rubber powder layer m1.
  • the second raw material rubber powder supply step S7 on the surface of the modeling table 101 including the surface of the crosslinked portion M1, that is, on the surface of the crosslinked portion M1, the surface of the raw material rubber powder layer m1, and the surface 121a of the supply plate 120.
  • the raw rubber powder is evenly supplied to a layer having a thickness corresponding to the next thin piece L2 to be stacked on the thin piece L1.
  • the elevating mechanism 132 raises the bottom 131b of the raw material accommodating portion 131 toward the surface 121a in the Z-axis direction to form a layer having a thickness corresponding to the thin section L2.
  • An amount of raw rubber powder that can be formed is placed on the surface 121a of the supply plate 120.
  • the recorder 140 is rolled so as to pass over the surface 121a of the supply plate 120 and the surface of the crosslinked portion M1 to bring the raw rubber powder onto the surface of the crosslinked portion M1. , Supply as raw material rubber powder layer m2.
  • the recorder 140 is rolled while maintaining a distance corresponding to the thickness corresponding to the thin section L2 between the surface 121a of the supply plate 120 and the surface of the crosslinked portion M1.
  • the raw material rubber powder layer m2 is supplied to the crosslinked portion M1, the raw material rubber powder layer m1 including the crosslinked portion M1, and the surface 120a of the supply plate 120.
  • the layer having a thickness corresponding to the thin section L2 can be controlled by the control device 200 based on the thin section data.
  • the second cross-linking step S8 will be described with reference to FIG. 8B.
  • the raw rubber powder layer m2 formed by the second raw rubber powder supply step S7 is irradiated with an electron beam according to the shape corresponding to the next thin piece L2, and the irradiated portion is cross-linked.
  • the electron beam irradiation means 150 can be used for the electron beam irradiation.
  • the electron beam generated by the electron beam source 151 of the electron beam irradiating means 150 is converged and deflected by the magnetic field generating unit 152a, the irradiation position is moved based on the flaky data, and the raw material rubber powder layer is scanned. Further, the focus control unit 152b can adjust the position where the electron beam is just focused, that is, the focus.
  • the irradiation conditions of the electron beam may be the same as the irradiation conditions in the first cross-linking step S5, or may be different.
  • the focusing of the electron beam is controlled so as to be just focused on the surface of the raw material rubber powder layer
  • the raw material is supplied by a plurality of electron beam sources.
  • the electron beam may be controlled so as to be in just focus at each of the boundary between the surface of the rubber powder layer and the raw material rubber powder layer immediately below the raw material rubber powder layer.
  • the raw rubber powder layer can be sufficiently crosslinked, and the crosslinked portions M1 and M2 of the adjacent raw rubber powder layers m1 and m2 can be bonded to each other.
  • the focusing of the electron beam can be controlled so as to always be the same focusing, and the focusing can be changed.
  • the temperature at the time of irradiation with the electron beam is not particularly limited, but it is preferable that the second cross-linking step S8 is performed in a temperature environment lower than the melting point of the rubber as in the first cross-linking step S5. .. According to the above configuration, the molding accuracy can be further improved and deterioration due to heating of the rubber product can be prevented.
  • the crosslinked portion M2 which is an annular layer corresponding to the thin section L2 of the second layer from the bottom side in the Z-axis direction of the rubber product 10, is laminated and adhered to the crosslinked portion M1.
  • the post-treatment step S6, the second powder supply step S7, and the second cross-linking step S8 are sequentially repeated to bond a plurality of flakes.
  • the relative position between the surface of the cross-linked portion M2 in the raw rubber powder layer m2 and the surface of the modeling table 101 is adjusted to adjust the surface of the cross-linked portion M2.
  • the surface of the modeling table 101 are matched. That is, in the illustrated example, the relative positions of the surface of the crosslinked portion M2 and the surface 121a of the supply plate 120 in the Z-axis direction are adjusted so that the surface of the crosslinked portion M2 and the surface 121a of the supply plate 120 coincide with each other.
  • the raw rubber powder After matching the surface of the crosslinked portion M2 with the surface 121a of the supply plate 120, the raw rubber powder is applied to the surface of the raw material powder layer M2 at the same position in the Z-axis direction as the surface 121a of the supply plate 120, and the next thin piece is applied. After being evenly supplied to a layer having a thickness corresponding to L3, an electron beam is irradiated according to the shape corresponding to the next thin piece L3, and the irradiated portion is crosslinked to sufficiently crosslink the raw rubber powder layer and to be adjacent to each other. It is possible to bond the crosslinked portions of the raw material rubber powder layer to each other.
  • FIG. 8D shows a state in which the raw material rubber powder layers m1 to m8 are laminated and the raw material rubber powder layer m8 is irradiated with an electron beam to form a crosslinked portion M8 and then aligned.
  • the rubber product 10 is removed from the surface 111a of the molding portion 110, and the uncrosslinked raw material rubber powder remaining on the outer and inner circumferences of the rubber product 10 is further removed. It is preferable to include it.
  • the means for removing the uncrosslinked raw rubber powder is not particularly limited, but it can be removed by, for example, spraying water or air on the rubber product 10.
  • a cylindrical hollow 11a is formed inside the cylinder, and the rubber product 11 has a hole 11b penetrating from the hollow 11a to the outer circumference of the cylinder. You can also do it.
  • the uncrosslinked raw material rubber powder remaining in the hollow 11a can be discharged from the holes 11b.
  • the holes 11b may be closed with another crosslinked rubber. In this way, a hollow rubber product can be easily formed.
  • the rubber product 12 has a shape in which the entire outer circumference is curved, a hollow is formed inside, and a hole 12b penetrates from the hollow to the outer circumference.
  • the uncrosslinked raw material rubber powder remaining inside can be discharged from the holes 12b.
  • the holes 12b may be closed with another crosslinked rubber. In this way, a hollow rubber product can be easily formed.
  • the method for modeling a rubber product of the present invention is suitable when applied to the modeling of rubber products such as anti-vibration rubber, seismic isolation rubber, tires and treads for tires.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

造形テーブル上にて複数の薄片を貼り合わせてゴム製品を造形する方法であって、未架橋ゴム粉末に該粉末相互の付着防止処理を施す、付着防止処理工程と、付着防止済の原料ゴム粉末を、造形テーブルの表面上に供給する、第１の原料ゴム粉末供給工程と、電子線を照射し、該照射部分を架橋させる、第１の架橋工程と、架橋部分の表面と造形テーブルの表面とを一致させる、後処理工程と、架橋部分の表面を含む前記造形テーブルの表面上に、原料ゴム粉末を供給する、第２の原料ゴム粉末供給工程と、電子線を照射し、該照射部分を架橋させる、第２の架橋工程と、を有し、後処理工程、第２の原料ゴム粉末供給工程及び第２の架橋工程を順次繰り返して前記複数の薄片を貼り合わせる。

Description

ゴム製品の造形方法
　この発明は、ゴム製品の造形方法に関し、特に、製品の形状変更に柔軟に対応できる、ゴム製品の造形に好適な方法に関するものである。
　本願は、２０１９年６月１７日に、日本に出願された特願２０１９－１１２２５５号に基づく優先権を主張するものであり、その内容の全文をここに援用する。
　従来、ゴム製品の造形においては、未加硫ゴムを製品の形状に合わせた金型に入れて、熱及び圧力を加えて加硫することによって製品を造形する方法（特許文献１）や、未加硫ゴムを製品よりも大きい金型に入れて、熱及び圧力を加えて加硫した後に、切削等の機械加工を経て製品の形状とする方法が知られている。
日本国特開２００４－１０７５１４号公報
　しかしながら、製品の形状に合わせた金型を用いる方法では、製品の仕様変更等によって製品の形状に変更が生じた場合に、金型の修正や金型を新たに作り直すことが必要とされ、加工の手間や製造コストが課題とされていた。また、製品よりも大きな金型を用いる方法では、ゴムの物性によって、機械加工による寸法精度等の造形精度に改善の余地がある場合があった。
　そこで、本発明の目的は、製品の形状変更に柔軟に対応できるとともに、高い造形精度を実現できる、ゴム製品の造形方法を提供することにある。
　発明者らが、前記課題を解決する手段について鋭意究明したところ、所望の製品の形状を、予め定められた軸に直交する多数の面で切断したときに生じる薄片の積層体として捉え、薄片を積み重ね、貼り合わせて造形することによって、金型を用いることなく、所望の製品形状を得ることができることに想到した。発明者らは、上記積層造形についてさらに究明したところ、ゴム製品においては、材料となる未架橋ゴムの粉末に適切な処理を施し、さらに、未架橋ゴムの粉末を架橋させることによって、積層造形を適用できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　本発明の要旨は、以下のとおりである。
　本発明のゴム製品の造形方法は、
　造形テーブル上にて複数の薄片を貼り合わせてゴム製品を造形する方法であって、
　該ゴム製品の材料となる未架橋ゴム粉末に該粉末相互の付着防止処理を施す、付着防止処理工程と、
　前記付着防止済の原料ゴム粉末を、前記造形テーブルの表面上に、前記薄片に対応する厚みの層に均して供給する、第１の原料ゴム粉末供給工程と、
　前記原料ゴム粉末層において、前記薄片に対応する形状に従って電子線を照射し、該照射部分を架橋させる、第１の架橋工程と、
　前記第１の架橋工程において架橋させた架橋部分の表面と、前記造形テーブルの表面との相対位置を調整して前記架橋部分の表面と前記造形テーブルの表面とを一致させる、後処理工程と、
　前記架橋部分の表面を含む前記造形テーブルの表面上に、前記原料ゴム粉末を、前記薄片に積上げる次の薄片に対応する厚みの層に均して供給する、第２の原料ゴム粉末供給工程と、
　前記原料ゴム粉末層において、前記次の薄片に対応する形状に従って電子線を照射し、該照射部分を架橋させる、第２の架橋工程と、を有し、
　前記後処理工程、前記第２の原料ゴム粉末供給工程及び前記第２の架橋工程を順次繰り返して前記複数の薄片を貼り合わせる。
　本発明により、金型を用いることなく、製品の形状変更に柔軟に対応できるとともに、高い造形精度を実現できる、ゴム製品の造形方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るゴム製品の造形方法の概要を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るゴム製品の造形方法によって造形されるゴム製品の一例を示す図である。 薄片について説明するための図である。 積層造形装置の構成を模式的に示す斜視図である。 積層造形装置の構成を模式的に示す断面図である。 第１の原料ゴム粉末供給工程について説明するための模式的斜視図である。 第１の原料ゴム粉末供給工程について説明するための模式的断面図である。 第１の架橋工程について説明するための模式的斜視図である。 第１の架橋工程について説明するための模式的断面図である。 後処理工程について説明するための模式的斜視図である。 後処理工程について説明するための模式的断面図である。 第２の原料ゴム粉末供給工程について説明するための模式的断面図である。 第２の架橋工程について説明するための模式的断面図である。 後処理工程について説明するための模式的断面図である。 複数の原料ゴム粉末層が積層された状態について説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るゴム製品の造形方法によって造形されるゴム製品の他の例を示す透視斜視図である。 本発明の一実施形態に係るゴム製品の造形方法によって造形されるゴム製品の別の例を示す斜視図である。
　以下、本発明の一実施形態に係るゴム製品の造形方法について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るゴム製品の造形方法の概要を示すフローチャートである。
　図１に示すように、本発明に係るゴム製品の造形方法は、造形テーブル上にて複数の薄片を貼り合わせてゴム製品を造形する方法であり、図１に示すように、ゴム製品の材料となる未架橋ゴム粉末に該粉末相互の付着防止処理を施し（付着防止処理工程Ｓ１）、ゴム製品の複数の薄片のデータを取得し（薄片データ取得工程Ｓ２）、造形テーブルを造形開始できる状態に設定し（準備工程Ｓ３）、付着防止済の原料ゴム粉末を、造形テーブルの表面上に、薄片に対応する厚みの層に均して供給し（第１の原料ゴム粉末供給工程Ｓ４）、原料ゴム粉末層において、薄片に対応する形状に従って電子線を照射し、該照射部分を架橋させ（第１の架橋工程Ｓ５）、原料ゴム粉末層における架橋部分の表面と、造形テーブルの表面との相対位置を調整して架橋部分の表面と造形テーブルの表面とを一致させ（後処理工程Ｓ６）、架橋部分の表面に、原料ゴム粉末を、薄片に積上げる次の薄片に対応する厚みの層に均して供給し（第２の原料ゴム粉末供給工程Ｓ７）、原料ゴム粉末層において、次の薄片に対応する形状に従って電子線を照射し、該照射部分を架橋させ（第２の架橋工程Ｓ８）、上記後処理工程Ｓ６、第２の原料ゴム粉末供給工程Ｓ７及び第２の架橋工程Ｓ８を順次繰り返して前記複数の薄片の貼り合わせを行うことによって、ゴム製品を造形する。
　図２は、本実施形態に係るゴム製品の造形方法で造形されるゴム製品の一例である、ゴム製品１０を示している。図２に示すように、ゴム製品１０は、例えば円筒状とすることができる。
　ここで、薄片とは、造形されるゴム製品の積層方向に沿う軸と直交する多数の面で切断して区画される層を意味している。
　ゴム製品１０の例では、Ｚ軸方向を積層方向（高さ）とするとき、円筒状の三次元形状を、Ｚ軸方向と直交する多数の面で切断すると、複数のスライスされた層が形成される。図３に示される、複数のスライスされた層の各層が、ゴム製品１０の薄片である。なお、図２及び図３では、ゴム製品１０の積層造形の積層方向は、Ｚ軸方向を指すが、造形されるゴム製品の形状や大きさ等に応じて、好適な向きを積層方向とすることができる。
　また、図３では、ゴム製品１０のＺ軸方向における最初の層から３層目までの薄片Ｌ１～Ｌ３を示しているが、実際には、ゴム製品１０は、ゴム製品１０の造形に必要な層数の薄片Ｌ１～ＬＮ（Ｎは自然数）のデータに変換される。
　このように、ゴム製品１０の形状を、複数の薄片のデータに変換した上で、このデータに基づいて薄片を積層し、貼り合わせることによって、ゴム製品１０を造形する。
　以下、各工程について具体的に説明する。
［付着防止処理工程］
　付着防止処理工程Ｓ１においては、ゴム製品１０の材料となる未架橋ゴム粉末に該粉末相互の付着防止処理を施す。
　本発明における未架橋ゴム粉末を構成する材料は、ゴム製品に適した材料を用いることができる。ゴム粉末としては、天然ゴム（ＮＲ）の他、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムの粉末を使用することができ、なかでも天然ゴム（ＮＲ）、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）の粉末が好ましい。これらゴム粉末は、１種単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。
　また、未架橋ゴム粉末は、天然ゴム及び合成ゴム以外の他の材料を含んでいてもよい。他の材料として、カーボンブラックやシリカ等の充填剤、軟化剤、老化防止剤、亜鉛華、架橋促進剤、等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択することができる。なお、他の材料は、予め未架橋ゴム粉末に含まれている場合だけでなく、未架橋ゴム粉末の付着防止処理後に配合してもよい。
　さらに、他の材料の例として、酸化カルシウムを配合してもよい。未架橋ゴム粉末に酸化カルシウムを配合することによって、ゴムの架橋時に、ゴムが融点以上の温度に加熱された場合であっても、熱によってゴムに発生する虞のある気泡を抑制し、気泡部分から割れや裂けが生じるのを防止することができる。
　未架橋ゴム粉末に対する粉末相互の付着防止処理とは、各粉末が相互に付着することを防止する処理を施すことを指し、未架橋ゴム粉末の表面を、付着防止剤によって被覆することが好適である。付着防止剤として、例えば、合成樹脂、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、カーボンブラック等のいずれか又は複数の付着防止剤を組み合わせて用いることができる。
　未架橋ゴム粉末の表面を、付着防止剤によって被覆する手段は特に限定されないが、例えば、未架橋ゴム粉末よりも小さい径を有する粉末状の付着防止剤を、未架橋ゴム粉末と撹拌混合して、未架橋ゴム粉末の表面を被覆することができる。また、付着防止剤の溶解液又は水分散液を未架橋ゴム粉末の表面に塗布して、未架橋ゴム粉末の表面を被覆してもよい。付着防止剤の溶解液又は水分散液を用いる手段によれば、未架橋ゴム粉末の表面に均一な厚みの被覆層を形成しやすいが、塗布後に未架橋ゴム粉末の乾燥工程が必要となる。製造工程の増加を防止する観点からは、粉末状の付着防止剤を用いる手段が好ましい。
　なお、上記付着防止処理工程は、ゴム製品１０の材料となる未架橋ゴム粉末の準備に含まれる工程としてもよく、未架橋ゴム粉末の準備の後に別工程として行ってもよい。
　上記付着防止処理工程によれば、未架橋ゴム粉末同士の付着を防ぐことができる。即ち、未架橋ゴム粉末同士が付着することによる塊が形成されることがなく、未架橋ゴム粉末のハンドリングが容易になる。特に、未架橋ゴム粉末を保存、又は後述する積層造形装置１００に適用した際に、ゴム製品の造形精度を高めるとともに、未架橋ゴム粉末の保存及び供給を容易に行うことができる。
　なお、付着防止処理が施された未架橋ゴム粉末（以下、原料ゴム粉末という）の平均径は、１～５００μｍとすることが好ましい。１μｍ以上とすることによって、保存時等における浮遊を抑制できるとともに、原料ゴム粉末同士の粉末の付着をより効果的に抑制することができ、５００μｍ以下とすることによって、ゴム製品の造形精度をより高めることができる。
　以下に示す、準備工程以降では、原料ゴム粉末を用いて、ゴム製品１０の造形を行う。本発明に係るゴム製品の造形方法を実現できれば、造形装置は特に限定されないが、例えば、以下の態様の積層造形装置１００を用いることができる。
　図４Ａは、積層造形装置１００の構成を模式的に示す斜視図であり、図４Ｂは、積層造形装置１００の構成を模式的に示す断面図である。なお、図４Ｂは、図４ＡのＩＩ―ＩＩ線に沿う断面を模式的に示している。
　積層造形装置１００は、図４Ａ及び図４Ｂに示すとおり、造形テーブル１０１、リコータ１４０及び電子線照射手段１５０を備え、造形テーブル１０１は、造形部１１０、供給板１２０、及び原料供給部１３０を備えている。
　造形部１１０は、造形台１１１及び昇降機構１１２を含み、造形台１１１は、ゴム製品を造形するための表面１１１ａを備えている。造形台１１１は、図示例では円柱形状であるが、多角形柱状等としてもよい。また、造形台１１１は、昇降機構１１２によって、上下方向（Ｚ軸方向）に昇降させることができる。なお、昇降機構１１２は、例えば、油圧や空圧を用いたピストン部材、又は、ボールねじを備えることができる。
　供給板１２０は、造形部１１０の周囲に配置され、板状部１２１及び支持部１２２（図示せず）を含む。板状部１２１は、原料ゴム粉末を供給できる表面１２１ａを備えている。板状部１２１は、図示例では、板状部材の一部が、円柱形状の造形台１１１の外周形状に従って孔状に空いた形状を有しているが、形状は特に限定されない。なお、支持部１２２は、板状部１２１を支持する、柱状や板状の任意の形状とすることができる。なお、支持部１２２は、昇降機構を備えていてもよいが、造形部１１０の昇降機構１１２による昇降動作とは連動していない。
　原料供給部１３０は、供給板１２０の表面１２１ａに開口し、供給板１２０の厚み方向（Ｚ軸方向）に延在する、タンク状又は箱状の原料収容部１３１と、昇降機構１３２とを有している。原料収容部１３１には、原料ゴム粉末を収容することができる。また、原料収容部１３１の底部１３１ｂは、昇降機構１３２によってＺ軸方向に昇降させることができ、底部１３１ｂの昇降動作によって、原料収容部１３１に収容された原料ゴム粉末を表面１２１ａ上に押し出すことができる。なお、昇降機構１３２は、例えば、油圧や空圧を用いたピストン、又は、ボールねじを備える機構とすることができる。
　なお、原料供給部の配置及び構成は、原料供給部１３０の例に限定されず、原料収容部及びノズルを備え、原料供給部を表面１２１ａに対してＺ軸方向に離隔した位置（上側）に配置して、表面１２１ａ上に原料ゴム粉末を吐出する構成としてもよい。
　リコータ１４０は、ローラ形状を有し、表面１２１ａ上に配置されている。リコータ１４０は、リコータ１４０の軸方向両端が駆動機構（図示せず）に接続され、Ｘ軸方向に転動しながら移動させることができる。リコータ１４０は、表面１２１ａに対してＺ軸方向における一定距離を隔てることができ、この距離は、表面１２１ａ上に供給したい層の厚みに応じて、調整することができる。なお、リコータ１４０の軸方向長さは、図４Ａに示すとおり、原料供給部１３０の、表面１２１ａにおける開口の長手方向長さよりも大きい。なお、リコータ１４０は、ローラ形状を有する部材や回転部材に限られず、例えば板状部材（ブレード）としてもよい。
　積層造形装置１００には、表面１１１ａに対してＺ軸方向に離隔して、電子線照射手段１５０が配置されている。電子線照射手段１５０は任意のものを使用することができるが、少なくとも１つの電子線源１５１及び電子線調整手段１５２を備えることが好適である。
　電子線源１５１は、熱電子放出型の電子銃とすることができる。より具体的には、例えば、タングステン、ＬａＢ６、ＣｅＢ６等で構成される陰極の加熱によって熱電子を発生させ、熱電子を加速させることによって電子線を生成する。
　また、電子線調整手段１５２は、例えば、磁場発生部１５２ａ及びフォーカス制御部１５２ｂを備えることができる。磁場発生部１５２ａは、電子線源１５１によって生成された電子線に対して、永久磁石、電磁石等の磁力によって、収束、偏向等の調整を行うことができる。また、フォーカス制御部１５２ｂは、光学レンズ、電磁性のレンズ等によって、電子線の照射対象における焦点を調整することができる。なお、図示例では、１つの電子線源１５１が記載されているが、電子線源１５１は、複数としてもよく、各々が異なる照射条件によって制御されるものとしてもよい。
　また、積層造形装置１００は、チャンバ（図示せず）等に収容されることによって、電子線照射手段１５０の動作中、高真空環境で用いることができる。
　さらに、積層造形装置１００は、制御装置２００にネットワーク接続されることができる。制御装置２００は、中央処理装置等のハードウェアプロセッサを含み、薄片データ取得部２０１及び造形制御部２０２を有している。
　薄片データ取得部２０１は、ゴム製品１０を造形するのに必要な薄片のデータを取得することができる。
　造形制御部２０２は、薄片のデータに基づいて、ネットワークを介して、積層造形装置１００の各構成部に指示及び情報提供を行い、積層造形を制御することができる。即ち、造形制御部２０２は、積層造形装置１００を構成する、造形テーブル１０１、リコータ１４０、電子線照射手段１５０等の各動作を制御することができる。
　本実施形態に係るゴム製品の造形方法における、薄片データ取得工程Ｓ２以降の各工程について、積層造形装置１００を用いた例によって、以下に詳述する。
[薄片データ取得工程]
　薄片データ取得工程Ｓ２においては、ゴム製品１０を造形するために必要な、ゴム製品１０の薄片データを、制御装置２００の薄片データ取得部２０１によって取得する。
　薄片データは、例えば、ゴム製品１０の三次元造形データを変換することによって、取得することができる。より具体的には、薄片データ取得部２０１は、制御装置２００に接続され、又は制御装置２００に情報送信が可能な他のコンピュータ等の装置から、三次元造形データを取得する。ここで、ゴム製品１０を造形するための三次元造形データとは、例えば、三次元ＣＡＤで設計された三次元造形データ、又は、三次元スキャナやデジタイザ等で取り込んだ三次元造形データ等である。三次元造形データは、三次元のゴム製品１０の表面が三角形の集合体として表現されたＳＴＬフォーマット（Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ　Ｌａｎｇｕａｇｅ）に変換されていてもよい。このゴム製品１０の三次元造形データを、薄片データ取得部２０１が取得し、薄片Ｌ１～ＬＮ（Ｎは自然数）のデータに変換する。
　また、制御装置２００に接続され、又は制御装置２００に情報送信が可能な他のコンピュータ等の装置によって、三次元造形データから薄片データに変換された後に、その薄片データを薄片データ取得部２０１が取得するものとしてもよい。
[準備工程]
　次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、準備工程Ｓ３について説明する。
　準備工程Ｓ３では、薄片データに基づく造形を開始するため、造形テーブル１０１を、ゴム製品の造形が開始できる状態に設定する。即ち、造形部１１０の表面１１１ａと、供給板１２０の表面１２１ａとの相対位置を調整して、表面１１１ａと表面１２１ａとを一致させている。即ち、表面１１１ａと表面１２１ａとを、同じ位置に延在するように位置合わせして、実質的に面一となるように配置する。なお、同じ位置に延在するとは、Ｚ軸方向における同じ位置にあり、Ｘ軸方向に延在していることを指す。
　また、第１の原料ゴム粉末供給工程Ｓ４の前に、リコータ１４０を、供給板１２０の表面１２１ａのＸ軸方向における両端部のうち、原料供給部１３０側の端部に位置するように配置することが好ましい。
　なお、全ての工程が終了して、全薄片の貼り合わせが完了した後、ゴム製品１０を造形部１１０の表面１１１ａから容易に取り外しできるように、造形部１１０の表面１１１ａ上に、ゴム製品１０から除去可能な材質からなる基材（図示せず）を予め配置してもよい。
［第１の原料ゴム粉末供給工程］
　次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、第１の原料ゴム粉末供給工程Ｓ４について説明する。なお、図５Ａ及び図５Ｂ以降の図においては、制御装置２００については省略している。
　第１の原料ゴム粉末供給工程Ｓ４では、原料ゴム粉末を、造形テーブル１０１の表面上に、薄片Ｌ１に対応する厚みの層に均して供給する。
　積層造形装置１００を用いた例では、まず、原料ゴム粉末を、原料供給部１３０の原料収容部１３１に収容し、昇降機構１３２によって底部１３１ｂをＺ軸方向における表面１２１ａに近づく向きに上昇させて、薄片Ｌ１に対応する厚みの層を形成できる量の原料ゴム粉末を、供給板１２０の表面１２１ａ上に配置する。表面１２１ａ上に原料ゴム粉末を配置した後、リコータ１４０を、造形テーブル１０１の表面、即ち、造形部１１０の表面１１１ａ及び供給板１２０の表面１２１ａ上を通過するように転動させて、原料ゴム粉末を、造形部１１０の表面１１１ａ及び供給板１２０の表面１２１ａ上に、薄片Ｌ１に対応する厚みの層に均して供給し、原料ゴム粉末層ｍ１を形成する。このとき、リコータ１４０は、造形部１１０の表面１１１ａ及び供給板１２０の表面１２１ａとの間に、薄片Ｌ１に対応する厚み分の距離を維持しながら転動させることが肝要である。
　薄片Ｌ１に対応する厚みは、薄片データに基づき、制御装置２００によって制御することができる。薄片Ｌ１に対応する厚み、即ち、原料ゴム粉末層ｍ１の厚みｔ１は、後述する電子線の照射条件や、原料ゴム粉末の平均粒径等に応じて適宜調整することができるが、厚み方向に亘って均一に架橋させるため、５００μｍ以下とすることが好適である。
[第１の架橋工程]
　次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、第１の架橋工程Ｓ５について説明する。
　第１の架橋工程Ｓ５では、第１の原料ゴム粉末供給工程Ｓ４によって形成された原料ゴム粉末層ｍ１において、薄片Ｌ１に対応する形状に従って電子線を照射し、該照射部分を架橋させる。
　電子線の照射手段は特に限定されないが、例えば、電子線照射手段１５０を用いることができる。電子線照射手段１５０の電子線源１５１によって生成された電子線は、磁場発生部１５２ａによって、収束及び偏向され、薄片データに基づいて照射位置が移動して、原料ゴム粉末層ｍ１上を走査する。さらに、フォーカス制御部１５２ｂによって、電子線がジャストフォーカスとなる位置、即ち焦点を調整することができる。
　電子線を原料ゴム粉末層ｍ１に照射すると、各原料ゴム粉末のゴム分子に、高速電子によるエネルギーが与えられる。高速電子によって、分子結合が開裂してラジカルが生成され、分子鎖間でラジカルが反応して三次元構造が形成されることによって、架橋反応が生じる。
　電子線による架橋手段によれば、電子線を照射する位置を制御することによって、架橋させたい箇所を変えられるため、金型の準備等の手間が不要であり、製品の形状変更にも柔軟に対応することができる。さらに、高い造形精度を実現することができる。また、金型から抜けにくい形状や、金型では造形できない、複雑な形状のゴム製品も造形することができる。
　電子線の照射条件は、造形しようとするゴム製品１０の薄片データに基づき、制御装置２００によって制御することができる。電子線の具体的な照射条件は、原料ゴム粉末層の厚みや、原料ゴム粉末の平均径等によって適宜調整することができる。
　例えば、電子線のフォーカシングは、ゴムの架橋反応を十分に発生させるため、原料ゴム粉末層の表面にジャストフォーカスとなるように設定することが好適である。
　なお、電子線の照射時の温度は特に限定されないが、第１の架橋工程Ｓ５は、ゴムの融点よりも低い温度環境下で行われることが好適である。上記構成によれば、加熱を伴うゴムの加硫手段に比べて、低い温度で架橋反応を生じさせることができるため、加熱によってゴムに発生する虞のある気泡を抑制し、気泡部分から割れや裂けが生じるのを防止することができる。
　さらに、電子線の照射は、酸素によるラジカルの失活を防ぐため、高真空環境において行われることが好ましい。例えば、積層造形装置１００がチャンバ等に収容されている場合、チャンバ内を高真空とする。
　上記の第１の架橋工程Ｓ５によって、図６Ａ及び図６Ｂに示すとおり、原料ゴム粉末層ｍ１に架橋部分Ｍ１を形成することができる。図示例では、ゴム製品１０の薄片Ｌ１に対応する、円環状の架橋部分Ｍ１が形成されている。
[後処理工程]
　第１の架橋工程Ｓ５の後の、後処理工程Ｓ６について、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。後処理工程Ｓ６では、第１の架橋工程Ｓ５の後、原料ゴム粉末層ｍ１における架橋部分Ｍ１の表面と、造形テーブル１０１の表面との相対位置を調整して、架橋部分Ｍ１の表面と造形テーブル１０１の表面とを一致させる。即ち、図示例では、架橋部分Ｍ１の表面と、供給板１２０の表面１２１ａとのＺ軸方向における相対位置を調整して、架橋部分Ｍ１の表面と供給板１２０の表面１２１ａとを一致させる。相対位置の調整は、例えば、造形部１１０を、昇降機構１１２を用いて、Ｚ軸方向における表面１２１ａから離隔する向きに、原料ゴム粉末層ｍ１の架橋部分Ｍ１の厚み分だけ降下させることによって、架橋部分Ｍ１の表面と、供給板１２０の表面１２１ａとを一致させることができる。
　なお、架橋部分Ｍ１の表面と、供給板１２０の表面１２１ａとの相対位置の調整については、造形部１１０に対して、供給板１２０を昇降させることによって調整してもよい。
　なお、上記後処理工程Ｓ６の前又は後に、供給板１２０の表面１２１ａ上に残存している、未架橋の原料ゴム粉末を除去する工程を設けても良い。未架橋の原料ゴム粉末を除去する手段は特に限定されないが、例えば、吸引手段によって除去しても良い。或いは、供給板１２０において、造形部１１０の外周側に、表面１２１ａに開口する回収穴（図示せず）を設け、未架橋の原料ゴム粉末を、回収穴までハケやブラシで掃き出したり、空気を吹き付けることによって、除去してもよい。なお、回収穴から、原料収容部１３１に連通する経路を形成して、未架橋の原料ゴム粉末を次の工程以降で再利用することもできる。
[第２の原料ゴム粉末供給工程]
　第２の原料ゴム粉末供給工程Ｓ７について、図８Ａを参照して説明する。なお、図８Ａは、第２の原料ゴム粉末供給工程Ｓ７について説明するための模式的断面図であり、造形テーブル１０１、リコータ１４０及び原料ゴム粉末層ｍ１を模式的に示している。
　第２の原料ゴム粉末供給工程Ｓ７では、架橋部分Ｍ１の表面を含む造形テーブル１０１の表面上、即ち、架橋部分Ｍ１の表面、原料ゴム粉末層ｍ１の表面、及び供給板１２０の表面１２１ａの上に、原料ゴム粉末を、薄片Ｌ１に積上げる次の薄片Ｌ２に対応する厚みの層に均して供給する。
　第１の原料ゴム粉末供給工程と同様に、まず、昇降機構１３２によって、原料収容部１３１の底部１３１ｂをＺ軸方向における表面１２１ａに近づく向きに上昇させて、薄片Ｌ２に対応する厚みの層を形成できる量の原料ゴム粉末を、供給板１２０の表面１２１ａに配置する。表面１２１ａ上に原料ゴム粉末を配置した後、リコータ１４０を、供給板１２０の表面１２１ａ及び架橋部分Ｍ１の表面上を通過するように転動させて、原料ゴム粉末を、架橋部分Ｍ１の表面に、原料ゴム粉末層ｍ２として供給する。このとき、リコータ１４０は、供給板１２０の表面１２１ａ及び架橋部分Ｍ１の表面との間に、薄片Ｌ２に対応する厚み分の距離を維持しながら転動させることが肝要である。なお、図示例では、原料ゴム粉末層ｍ２は、架橋部分Ｍ１と、架橋部分Ｍ１が含まれる原料ゴム粉末層ｍ１と、供給板１２０の表面１２０ａに供給されている。
　薄片Ｌ２に対応する厚みの層は、薄片データに基づき、制御装置２００によって制御することができる。
[第２の架橋工程]
　次いで、図８Ｂを参照して、第２の架橋工程Ｓ８について説明する。第２の架橋工程Ｓ８では、第２の原料ゴム粉末供給工程Ｓ７によって形成された原料ゴム粉末層ｍ２において、次の薄片Ｌ２に対応する形状に従って電子線を照射し、該照射部分を架橋させる。
　電子線の照射は、例えば、電子線照射手段１５０を用いることができる。電子線照射手段１５０の電子線源１５１によって生成された電子線は、磁場発生部１５２ａによって、収束及び偏向され、薄片データに基づいて照射位置が移動して、原料ゴム粉末層上を走査する。さらに、フォーカス制御部１５２ｂによって、電子線がジャストフォーカスとなる位置、即ち焦点を調整することができる。
　電子線の照射条件は、第１の架橋工程Ｓ５における照射条件と同様であっても良く、異ならせることもできる。
　例えば、第１の架橋工程Ｓ５においては、電子線のフォーカシングは、原料ゴム粉末層の表面にジャストフォーカスとなるように制御し、第２の照射工程においては、複数の電子線供給源によって、原料ゴム粉末層の表面と、原料ゴム粉末層の直下に隣接した原料ゴム粉末層との境界のそれぞれに、電子線がジャストフォーカスとなるように制御してもよい。上記構成によれば、原料ゴム粉末層を十分に架橋させるとともに、隣接する原料ゴム粉末層ｍ１及びｍ２の架橋部分Ｍ１及びＭ２同士を貼り合わせることができる。
　なお、電子線のフォーカシングは、常に同じフォーカシングとなるように制御することもでき、フォーカシングを変更することもできる。
　また、第２の架橋工程Ｓ８において、電子線の照射時の温度は特に限定されないが、第１の架橋工程Ｓ５と同様に、ゴムの融点よりも低い温度環境下で行われることが好適である。上記構成によれば、造形精度をさらに高められるとともに、ゴム製品の加熱による劣化を防止することができる。
　上記の第２の架橋工程Ｓ８によって、次の薄片に対応する、原料ゴム粉末層における架橋部分を形成することができる。図８Ｂでは、ゴム製品１０のＺ軸方向底部側から２番目の層の薄片Ｌ２に対応する、円環状の層である架橋部分Ｍ２が、積層され、架橋部分Ｍ１に接着される。
　第２の架橋工程Ｓ８を行った後、後処理工程Ｓ６、第２の粉末供給工程Ｓ７及び第２の架橋工程Ｓ８を順次繰り返して、複数の薄片の貼り合わせを行う。
　即ち、第２の架橋工程Ｓ８の後、図８Ｃに示すように、原料ゴム粉末層ｍ２における架橋部分Ｍ２の表面と、造形テーブル１０１の表面との相対位置を調整して、架橋部分Ｍ２の表面と造形テーブル１０１の表面とを一致させる。即ち、図示例では、架橋部分Ｍ２の表面と、供給板１２０の表面１２１ａとのＺ軸方向における相対位置を調整して、架橋部分Ｍ２の表面と供給板１２０の表面１２１ａとを一致させる。
　架橋部分Ｍ２の表面と供給板１２０の表面１２１ａとを一致させた後、供給板１２０の表面１２１ａとＺ軸方向における同じ位置にある原料粉末層Ｍ２の表面に、原料ゴム粉末を、次の薄片Ｌ３に対応する厚みの層に均して供給した後に、次の薄片Ｌ３に対応する形状に従って電子線を照射し、該照射部分を架橋させて、原料ゴム粉末層を十分に架橋させるとともに、隣接する原料ゴム粉末層の架橋部分同士を貼り合わせることができる。図８Ｄでは、原料ゴム粉末層ｍ１～ｍ８が積層され、原料ゴム粉末層ｍ８に電子線が照射されることによって架橋部分Ｍ８が形成された後に、位置合わせされた状態を示している。このように、後処理工程Ｓ６、第２の原料ゴム粉末供給工程Ｓ７及び第２の架橋工程Ｓ８を繰り返すことによって、複数の薄片Ｌ１～ＬＮを貼り合わせたゴム製品１０が造形される。
　上記の各工程Ｓ１～Ｓ８を含むゴム製品の造形方法によって、製品の形状変更に柔軟に対応可能できるとともに、高い造形精度を実現できる。
　なお、Ｚ軸方向における最後の層を架橋した後に、ゴム製品１０を造形部１１０の表面１１１ａから取り外し、ゴム製品１０の外周及び内周に残留した未架橋の原料ゴム粉末を除去する工程をさらに含むことが好適である。
　未架橋の原料ゴム粉末の除去手段については特に限定されないが、例えば、水や空気をゴム製品１０に吹き付けることによって除去することができる。
　なお、ゴム製品の他の例として、図９に示すように、円柱の内部に、円柱形状の中空１１ａが形成され、中空１１ａから円柱の外周まで貫通する孔１１ｂを有する形状のゴム製品１１とすることもできる。工程Ｓ１～Ｓ８によってゴム製品１１の形状に架橋された後、中空１１ａに残留した未架橋の原料ゴム粉末を、孔１１ｂから排出することができる。このとき、未架橋の原料ゴム粉末を孔１１ｂから排出した後に、別材の架橋済ゴムによって、孔１１ｂを塞いでもよい。このように、容易に中空のゴム製品を造形することができる。
　ゴム製品の別の例として、図１０に示すように、外周全体が曲線からなり、内部に中空が形成され、中空から外周まで貫通する孔１２ｂを有する形状のゴム製品１２とすることもできる。工程Ｓ１～Ｓ８によってゴム製品１２の形状に架橋された後、内部に残留した未架橋の原料ゴム粉末を、孔１２ｂから排出することができる。このとき、未架橋の原料ゴム粉末を孔１２ｂから排出した後に、別材の架橋済ゴムによって、孔１２ｂを塞いでもよい。このように、容易に中空のゴム製品を造形することができる。
　本発明のゴム製品の造形方法は、防振ゴム、免震ゴム、タイヤ及びタイヤ用トレッド等のゴム製品の造形に適用されると、好適なものである。
１０、１１、１２：ゴム製品、　１００：積層造形装置、　１０１：造形テーブル、　１１０：造形部、　１１１：造形台、　１１１ａ：表面、　１１２：昇降機構、　１２０：供給板、　１２１：板状部、　１２１ａ：表面、　１３０：原料供給部、　１３１：原料収容部、　１３１ｂ：底部、　１３２：昇降機構、　１４０：リコータ、　１５０：電子線照射手段、　１５１：電子線源、　１５２：電子線調整手段、　１５２ａ：磁場発生部、　１５２ｂ：フォーカス制御部、　２００：制御装置、　２０１：薄片データ取得部、　２０２：造形制御部、　Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３：薄片、　ｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４、ｍ５、ｍ６、ｍ７、ｍ８：原料ゴム粉末層、　Ｍ１、Ｍ２、Ｍ８：架橋部分

Claims (3)

  1. 　造形テーブル上にて複数の薄片を貼り合わせてゴム製品を造形する方法であって、
    　該ゴム製品の材料となる未架橋ゴム粉末に該粉末相互の付着防止処理を施す、付着防止処理工程と、
    　前記付着防止済の原料ゴム粉末を、前記造形テーブルの表面上に、前記薄片に対応する厚みの層に均して供給する、第１の原料ゴム粉末供給工程と、
    　前記原料ゴム粉末層において、前記薄片に対応する形状に従って電子線を照射し、該照射部分を架橋させる、第１の架橋工程と、
    　前記原料ゴム粉末層における架橋部分の表面と、前記造形テーブルの表面との相対位置を調整して前記架橋部分の表面と前記造形テーブルの表面とを一致させる、後処理工程と、
    　前記架橋部分の表面を含む前記造形テーブルの表面上に、前記原料ゴム粉末を、前記薄片に積上げる次の薄片に対応する厚みの層に均して供給する、第２の原料ゴム粉末供給工程と、
    　前記原料ゴム粉末層において、前記次の薄片に対応する形状に従って電子線を照射し、該照射部分を架橋させる、第２の架橋工程と、を有し、
    　前記後処理工程、前記第２の原料ゴム粉末供給工程及び前記第２の架橋工程を順次繰り返して前記複数の薄片を貼り合わせる、ゴム製品の造形方法。
  2. 　前記架橋工程は、ゴムの融点よりも低い温度環境下で行われる、請求項１に記載のゴム製品の造形方法。
  3. 　前記未架橋ゴム粉末は、酸化カルシウムを含む、請求項１又は２に記載のゴム製品の造形方法。
PCT/JP2019/046196 2019-06-17 2019-11-26 ゴム製品の造形方法 WO2020255442A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/612,314 US11981791B2 (en) 2019-06-17 2019-11-26 Method of manufacturing rubber product
CN201980096979.8A CN115943043A (zh) 2019-06-17 2019-11-26 橡胶制品的造型方法
EP19933480.6A EP3984743B1 (en) 2019-06-17 2019-11-26 Method for shaping rubber product

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-112255 2019-06-17
JP2019112255A JP7232723B2 (ja) 2019-06-17 2019-06-17 ゴム製品の造形方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020255442A1 true WO2020255442A1 (ja) 2020-12-24

Family

ID=73837262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/046196 WO2020255442A1 (ja) 2019-06-17 2019-11-26 ゴム製品の造形方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11981791B2 (ja)
EP (1) EP3984743B1 (ja)
JP (1) JP7232723B2 (ja)
CN (1) CN115943043A (ja)
WO (1) WO2020255442A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4328009A4 (en) * 2021-04-23 2024-10-02 Bridgestone Corp PROCESS FOR PRODUCING CROSSLINKED RUBBER

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7232724B2 (ja) * 2019-06-17 2023-03-03 株式会社ブリヂストン ゴム製品の造形方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004107514A (ja) 2002-09-19 2004-04-08 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 加硫ゴム成形品の製造方法
JP2011184532A (ja) * 2010-03-08 2011-09-22 Tigers Polymer Corp 粘土状造形材料およびその架橋方法
WO2017208979A1 (ja) * 2016-06-03 2017-12-07 住友ゴム工業株式会社 三次元構造物
JP2019019324A (ja) * 2017-07-14 2019-02-07 兵庫県 熱溶解積層法による三次元造形プリンタ用の未加硫ゴム組成物、未加硫ゴム組成物を造形原料とする三次元造形物の製造方法
WO2019035387A1 (ja) * 2017-08-15 2019-02-21 住友ゴム工業株式会社 三次元積層造形用ゴム組成物
JP2019112255A (ja) 2017-12-22 2019-07-11 日本電気硝子株式会社 ガラス物品の製造装置及び製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016203885A1 (de) 2016-03-09 2017-09-14 Continental Reifen Deutschland Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugreifens
CN107936532A (zh) 2017-12-05 2018-04-20 四川大学 一种用于sls的硅橡胶粉体及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004107514A (ja) 2002-09-19 2004-04-08 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 加硫ゴム成形品の製造方法
JP2011184532A (ja) * 2010-03-08 2011-09-22 Tigers Polymer Corp 粘土状造形材料およびその架橋方法
WO2017208979A1 (ja) * 2016-06-03 2017-12-07 住友ゴム工業株式会社 三次元構造物
JP2019019324A (ja) * 2017-07-14 2019-02-07 兵庫県 熱溶解積層法による三次元造形プリンタ用の未加硫ゴム組成物、未加硫ゴム組成物を造形原料とする三次元造形物の製造方法
WO2019035387A1 (ja) * 2017-08-15 2019-02-21 住友ゴム工業株式会社 三次元積層造形用ゴム組成物
JP2019112255A (ja) 2017-12-22 2019-07-11 日本電気硝子株式会社 ガラス物品の製造装置及び製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3984743A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4328009A4 (en) * 2021-04-23 2024-10-02 Bridgestone Corp PROCESS FOR PRODUCING CROSSLINKED RUBBER

Also Published As

Publication number Publication date
EP3984743B1 (en) 2024-09-18
EP3984743A1 (en) 2022-04-20
US11981791B2 (en) 2024-05-14
JP7232723B2 (ja) 2023-03-03
EP3984743A4 (en) 2023-06-28
US20220227960A1 (en) 2022-07-21
JP2020203429A (ja) 2020-12-24
CN115943043A (zh) 2023-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020255442A1 (ja) ゴム製品の造形方法
JP7050013B2 (ja) ゴム材料からの３ｄ構造の製造方法およびその製品
US20120210933A1 (en) Apparatus for producing self-sealing pneumatic tire
US9457494B2 (en) Method and apparatus for microwave and convection composite curing
AU2011269166B2 (en) Surface treatment of rubber using low pressure plasma
US20220258402A1 (en) Method for Consolidating a Bulk Molding Compound
WO2020255443A1 (ja) ゴム製品の造形方法
JPH1128770A (ja) 車両タイヤ用素材およびこの素材を造るための方法並びにこの素材と方法により成形された車両タイヤ
JPH0233486B2 (ja)
US20200180219A1 (en) Systems and Methods for Additive Manufacturing Using Thermally Cross-Linkable Materials
US20160144538A1 (en) Biomimetic adhesive layer and method of manufacturing the same
US5686505A (en) Process and apparatus for surface treatment of unvulcanized rubber sheet
KR102056825B1 (ko) 플라즈마 전자빔을 이용한 금속분말을 예열 및 소결층 생성 공정
JP7137227B2 (ja) 予備成形装置及び予備成形方法、並びに樹脂成形システム及び樹脂成形方法
Saunders Radiation processing in the plastics industry
CN107987448A (zh) 一种辐射交联预硫化制备发泡橡胶地板的方法
US20220305526A1 (en) Coating method and coating film curing apparatus
CN114919109B (zh) 一种利用微波对橡胶进行硫化的方法
KR101000814B1 (ko) 대기압 플라즈마를 이용한 트레드의 표면개질방법
KR20170017030A (ko) 타이어 제조 방법
CN113613866A (zh) 使用电子束对增材制造部件进行后固化的方法
JPH05301232A (ja) 複層構造ゴム物品のマイクロ波加熱方法
JP2005248193A (ja) プラズマ処理方法
JPH08157622A (ja) ゴムの表面処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19933480

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019933480

Country of ref document: EP

Effective date: 20220117