[发明专利]成形设备和用于生产成形体的方法

说明书

提供了能够生产具有改善的品质的含无机材料的成形体的成形设备。所述成形设备包括：供应单元，所述供应单元配置成将包含无机材料的前体间歇地或连续地供应到台上；热源单元，所述热源单元包括用于热凝固的热源以至少在所述台上方进行从所述供应单元供应的所述前体的热凝固；以及控制单元，所述控制单元配置成控制所述供应单元和所述热源单元，使得在从通过所述供应单元开始供应前体到停止供应的时间段期间，所述用于热凝固的热源进行已经供应的所述前体的热凝固。

技术领域

本申请要求于2018年10月2日向日本专利局提交的日本专利申请第2018-187307号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本公开内容涉及成形设备和用于生产成形体的方法。

背景技术

近年来，已开发了不使用模具的三维原型技术以对无机材料例如金属或金属氧化物进行定形以具有任何三维形状。

作为用于无机材料的典型三维原型技术的立体光刻公开在日本专利第4800074号(专利文献1)等中。在立体光刻中，成形设备包括：用于容纳其中无机颗粒分散在液体可光固化组合物中的液体前体的液体罐；可升降地设置在液体罐中的台；以及从液体罐的上侧照射光以使可光固化组合物固化的光源。

台设定在稍低于液体前体的液面的位置处，通过向定位在台上的液体前体以预定的第一层图案照射光来进行第一层的固化。在使第一层的前体根据预定图案固化之后，将第一层的未固化的液体前体洗出(洗涤过程)。接下来，将台稍稍下降，通过以预定的第二层图案照射光来进行紧接在第一层上方的第二层的固化。重复这样的操作，并因此进行从第一层到最上层的各层的前体的固化，从而形成具有预定的三维形状的成形体，其由复数个层构成。

获得的成形体由经固化的可光固化组合物和分散在其中的无机颗粒构成。在该成形体上进行溶剂萃取或热处理，并因此使可光固化组合物脱脂并除去成形体中的有机材料组分(脱脂过程)。此外，在脱脂之后，将由无机颗粒构成的成形体在高温下烘烤，使得成形体中的无机颗粒烧结(烧结过程)，从而获得具有预定的三维形状的无机材料成形体。

然而，在该立体光刻中，当三维形状变得复杂时，洗涤过程变得困难，洗涤过程需要的时间也增加，并且在一些情况下，根据形状，可能无法进行充分的洗涤，并因此可能发生成形体的品质劣化。在脱脂过程中，特别地，当三维形状复杂时，有机材料组分或其分解组分可能无法充分除去并且可能保留在成形体中，因此可能由于这样的不充分除去而发生成形体的品质劣化。此外，由于有机材料组分通过脱脂来除去，因此在成形体中形成对应于除去的有机材料组分的体积的间隙，并且整个成形体可能通过烧结而压缩该间隙的尺寸，因此成品成形体的尺寸变得小于设想的尺寸。因此，成形体的尺寸精度可能无法满足所需的品质。此外，在烧结过程中，由于成形体的部分之间的热膨胀系数的差异，可能在烧结之后在成形体中出现缺陷例如裂纹或损坏，并因此可能无法确保成形体的品质。为此，需要改善通过成形设备生产的成形体的品质。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)：日本专利第4800074号

发明内容

技术问题

本公开内容的目的是提供能够生产具有改善的品质的含无机材料的成形体的成形设备。

技术方案

本公开内容的一个方面是成形设备，其包括：供应单元，所述供应单元配置成将包含无机材料的前体间歇地或连续地供应到台上；热源单元，所述热源单元包括用于热凝固的热源以至少在台上方进行从供应单元供应的前体的热凝固；以及控制单元，所述控制单元配置成控制供应单元和热源单元，使得在从通过供应单元开始供应前体到停止供应的时间段期间，用于热凝固的热源进行已经供应的前体的热凝固。