三維形狀造型物的制造方法、所得到的三維形狀造型物及成形品的制造方法技術

一種三維形狀造型物的制造方法，其特征在于，反復進行以下工序：（i）對粉末層的規定部位照射光束，使所述規定部位的粉末燒結或熔融固化而形成固化層的工序；以及（ii）在所得到的固化層上形成新的粉末層，對所述新的粉末層的規定部位照射光束而形成進一步的固化層的工序；將三維形狀造型物的表面區域的一部分形成為低密度固化區域，將低密度固化區域的固化密度設為50％～90％，以便能夠利用從該低密度固化區域通過的氣體進行加壓。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及三維形狀造型物的制造方法、三維形狀造型物及成形品的制造方法。更詳細地講，本專利技術涉及通過反復實施對粉末層的規定部位照射光束而進行的固化層形成來制造使多個固化層層疊一體化而成的三維形狀造型物的方法，還涉及通過該方法獲得的三維形狀造型物。進而，本專利技術還涉及將三維形狀造型物用作模具的成形品的制造方法。
技術介紹
以往，已知有對材料粉末照射光束來制造三維形狀造型物的方法(一般稱作“粉末燒結層疊法”)。在該方法中，反復進行“(i)通過對粉末層的規定部位照射光束，使該規定部位的粉末燒結或熔融固化而形成固化層，(ii)在所得到的固化層上鋪設新的粉末層并同樣地照射光束進而形成固化層”這樣的工序來制造三維形狀造型物(參照專利文獻I或專利文獻2)。作為材料粉末，在使用了金屬粉末或陶瓷粉末等無機質的材料粉末的情況下，能夠將所得到的三維形狀造型物用作模具，在使用了樹脂粉末或塑料粉末等有機質的材料粉末的情況下，能夠將所得到的三維形狀造型物用作模型。根據這種制造技術，能夠以短時間制造復雜的三維形狀造型物。以在支承部件上制造三維形狀造型物的情況為例，如圖1所示，首先，在造型板21上形成規定厚度tl的粉末層22 (參照圖1 (a))。接著，將光束向粉末層22的規定部位照射，從該被照射的粉末層的部分開始形成固化層24。然后，在所形成的固化層24上鋪設新的粉末層22并再次照射光束而形成新的固化層。若反復實施這樣的固化層的形成，則能夠得到層疊一體化有多個固化層24的三維形狀造型物(參照圖1 (b))。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:特表平I 一 502890號公報專利文獻2:特開2000 - 73108號公報專利技術的概要專利技術要解決的課題三維形狀造型物能夠用作模具，在使用了模具的樹脂成形中，可能會產生被稱作“收縮”的現象。換句話說，有時與樹脂成形品的壁厚部或肋部等相當的部分如圖14所示那樣凹陷，引起成形不合格。關于這樣的“收縮”，不拘于特定理論，可以想到是由樹脂成形時的應力引起的。具體地說，以熔融狀態注塑的樹脂在模具內被冷卻，在該冷卻時，樹脂從表面區域開始固化，隨著時間的經過而樹脂內部也逐漸固化。在樹脂固化中伴隨有體積收縮，而由于樹脂表面已經固化，因此會在樹脂內部產生拉伸應力，表面部的強度無法承受該拉伸應力而凹陷
技術實現思路
本專利技術鑒于上述情況而做出。即，本專利技術的課題在于提供一種三維形狀造型物，能夠用作模具，并且能夠適當地防止收縮產生。用于解決課題的手段為了解決上述課題，在本專利技術提供一種三維形狀造型物的制造方法，其特征在于，反復進行以下工序(i)對粉末層的規定部位照射光束，使所述規定部位的粉末燒結或熔融固化而形成固化層的工序；以及(ii)在所得到的固化層上形成新的粉末層，對所述新的粉末層的規定部位照射光束而形成進一步的固化層的工序，將三維形狀造型物的表面區域的一部分形成為低密度固化區域，將低密度固化區域的固化密度設為50% 90%，以便能夠利用從低密度固化區域通過的氣體進行加壓。本專利技術的制造方法的特征之一在于，在三維形狀造型物中形成特別考慮了三維形狀造型物的用途的低密度固化區域。具體地說，在本專利技術中，在三維形狀造型物的表面區域的一部分形成固化密度50% 90%的低密度固化區域，以便能夠利用從低密度固化區域通過的氣體進行加壓。本說明書所述的“低密度固化區域”實質上是指固化密度比較低的多孔狀的造型物區域(例如多孔狀的燒結區域)。更具體地講，“低密度”是指比造型物本體的固化密度(95 100%程度的固化密度)低的固化密度。特別是本專利技術中的“低密度固化區域”不僅由于其密度能夠使氣體通過，而且還具備對這樣的氣體通過或氣體加壓而言適當的形態。此外，本說明書所述的“利用通過的氣體進行加壓”實質上是指利用從低密度固化區域通過的氣體的壓力進行加壓操作的形態。換句話說，本專利技術的意圖在于，向低密度固化區域的一側的面供給的氣體從低密度固化區域通過而從另一側的面放出，通過該放出的氣體的壓力進行加壓。另外，進而明確起見來說明，在本說明書中，“粉末層”實質上是指例如“由金屬粉末構成的金屬粉末層”。此外，“粉末層的規定部位”實質上是指所制造的三維形狀造型物的區域。因此，通過對存在于該規定部位的粉末照射光束，該粉末燒結或熔融固化而構成三維形狀造型物的形狀。另外，在粉末層為金屬粉末層的情況下，“固化層”相當于“燒結層”，“固化密度”能相當于“燒結密度”。在本專利技術的制造方法中，為了能夠在所得到的造型物中使氣體更有效地通過來進行加壓，優選使設置于表面區域的低密度固化區域的厚度較薄。例如優選將低密度固化區域的厚度設為0.5mm IOmm程度。由此，能夠減小氣體通過時的流體阻力。換句話說，能夠減少通過時的壓力損失，能夠防止氣體供給壓降低得過多。根據需要，也可以使低密度固化區域的厚度局部地改變。換句話說，可以分成厚度較薄的部分和不是較薄的部分來形成低密度固化區域。在某個優選形態中，在三維形狀造型物中形成與低密度固化區域連通的中空區域。該中空區域具有與造型物的外部連接的方式。例如，在低密度固化區域的背面側形成“與造型物的外部相連的空洞部”。由此，在所得到的造型物中，能夠將該空洞部用作氣體供給路徑，能夠更適當地對低密度固化區域進行氣體供給。在設置中空區域的情況下，也可以附加地形成用于支承較薄地形成的低密度固化區域的部件。例如，可以在中空區域的一部分形成與低密度固化區域連結而成的固化部。在造型物的表面區域形成的低密度固化區域不限于I個，也可以形成2個以上低密度固化區域。在該情況下，也可以按照各個低密度固化區域分別改變固化密度及/或厚度。若這樣設置，則在所得到的造型物中，氣體通過時的流體阻力因各低密度固化區域而改變，能夠從各個低密度固化區域供給不同的氣體壓力。本專利技術還提供利用上述制造方法得到的三維形狀造型物。本專利技術的三維形狀造型物具有能夠適當地用作模具的方式。換句話說，在本專利技術中，在模具模腔面的至少一部分設有固化密度50% 90%的低密度固化區域。若將這種三維形狀造型物用作模具，則能夠利用從低密度固化區域通過的氣體對模具模腔內的樹脂原料或成形品從外側進行加壓。在本專利技術的三維形狀造型物中，低密度固化區域與造型物的表面區域設于同一個面上，該低密度固化區域的厚度為例如0. 5mm IOmm程度。在某個優選形態中，低密度固化區域的厚度局部地不同(例如只有隔著大致一定間隔的局部點成為“薄壁”)。此外，在某個優選形態中，在低密度固化區域的背面側設置有與該低密度固化區域連通的中空區域(即空洞部)。該中空區域與造型物外部連接，因此，能夠作為將氣體從外部向低密度固化區域供給的流路適當地發揮功能。在中空區域中，也可以設置用于支承低密度固化區域的部件。在其他優選形態中，設有多個低密度固化區域。更優選的是，多個低密度固化區域各自的固化密度及/或厚度不同。在本專利技術中，還提供將三維形狀造型物用作模具時的成形品的制造方法。該成形品的制造方法的特征在于，包括(i)用樹脂原料充滿模具模腔部的工序；以及(ii)在模具模腔部中對樹脂原料進行成形的工序，在進行所述成形時，經由低密度固化區域來供給氣體，由此從模具模腔部的外側對樹脂原料或成形品施加壓力。在本專利技術的成形品的制造方法中，能夠經由模具的低密度固化區域從外本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿部諭，內野野良幸，不破勲，吉田德雄，森本一穗，
申請(專利權)人：松下電器產業株式會社，株式會社OPM研究所，
類型：
國別省市：