[发明专利]三维结构物的制造方法及其制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及制造三维结构物的三维结构物的制造方法及其制造装置。

背景技术

下述的专利文献1公开了三维结构物的制造方法及其制造装置的一个例子。

该专利文献1公开了利用了使粘合剂附着在金属粒子的表面的材料，由加热装置加热该粘合剂而使其熔融、玻璃化，从而形成固体粉体层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-81380号公报

在上述专利文献1中，有关制造出的三维结构物的内部存在包含有机物的挥发成分的粘合剂残留的问题，即、因该粘合剂的残留而作为杂质进入三维结构物的内部导致三维结构物的特性或物性降低的问题还未记载或给出启示。

发明内容

本发明的目的在于抑制在三维结构物的内部因残留有机物导致纯度降低，从而三维结构物的特性或物性降低。

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面的三维结构物的制造方法，其特征在于，具有：层形成工序，供给包含粉末和有机物的流动性组合物来形成单位层；有机物除去工序，对所述单位层进行除去所述有机物的处理；以及能量施加工序，对经过所述有机物除去工序后的所述单位层施加能量而形成熔融层或烧结层，在所述三维结构物的制造方法中，针对所述熔融层或所述烧结层，根据所需在层叠方向上重复所述层形成工序、所述有机物除去工序及所述能量施加工序。

在此，“粉末”即可以是金属粉末、陶瓷粉末中的任一个，还可以为这些的混合物。另外，还包含粒径大的粒状物与粒径小的粉状物的混合物。

另外，所谓“三维结构物”不限于在层叠方向层叠有多个具有预定的厚度的单位层的立体的结构物，还包括仅设有一个具有预定的厚度的单位层的平面的结构物。因此，“根据所需，在层叠方向上重复…”是指在制作上述立体的结构物的情况下重复，在制造上述平面的结构物的情况下不重复。

另外，所谓“除去有机物的处理”是指能够从单位层除去单位层中的有机物的处理即可，并不限定于特定的处理。即，从表面侧或从背面侧中的至少一方向单位层加热而除去的处理之外，还包括如下处理：施加气流，成为减压环境，或者组合这两种以上的处理来除去有机物。

根据本方面，由于具有：有机物除去工序，对所述单位层进行除去所述有机物的处理、以及能量施加工序，对经过所述有机物除去工序后的所述单位层施加能量形成熔融层或烧结层，因此能够抑制在三维结构物的内部或表面因残留有机物而导致三维结构物的特性的降低。

本发明的第二方面的三维结构物的制造方法，其特征在于，在第一方面中，所述流动性组合物中的有机物为溶剂，所述有机物除去工序具有使所述溶剂气化而除去的工序。

在此，“气化溶剂”中的“气化”并不限于施加热量的气化，还包括通过减压的气化、在减压环境下施加热量的气化。

另外，作为溶剂的种类，优选由沸点从70℃到300℃左右的溶剂中选择。在70℃以下的溶剂中，流动性组合物因过于易干燥而难以进行层形成，另外，在高于300℃的高温溶剂中，气化需要的能量过大。

根据本方面，所述有机物除去工序使所述溶剂气化而除去。因此，能够比较容易地除去流动性组合物中所包含的有机物。本方面对挥发性高的有机物尤其有效。

本发明的第三方面的三维结构物的制造方法，其特征在于，在第一方面中，所述流动性组合物中的有机物包括溶剂和粘合剂，所述有机物除去工序具有施加能够除去所述粘合剂的能量而进行除去的工序。

在此，施加于粘合剂的“能量”除了通过激光或红外线而热量之外还包括包含紫外线的电磁波能量。作为红外线的施加单元，列举出了卤素加热器或石墨加热器等。

另外，“能够除去粘合剂的能量”是指根据粘合剂的种类而确定，但从避免施加过大的能量的观点出发优选使用在500℃以下的温度分解的粘合剂。另外，由此一来，“能够除去粘合剂的能量”还易于具体地确定。

根据本方面，所述有机物除去工序施加能够除去所述粘合剂的能量而进行除去。因此，即使在流动性组合物中包含溶剂之外的比溶剂沸点高的粘合剂，也能够有效地除去该粘合剂。

此外，本方面可以是作为前一工序进行单位层中的溶剂的除去之后，作为后一工序进行粘合剂的除去的方法，也可以是同时进行溶剂的除去和粘合剂的除去的方法。

本发明的第四方面的三维结构物的制造方法，其特征在于，在第三方面中，分多个阶段施加能够除去所述粘合剂的能量，并且，先施加的能量的级别低于之后施加的能量的级别。