具有平滑造型表面的三维物体制造技术

提供了一种其造型端面平滑性优良的立体光蚀刻成型物。所述三维物体具有多个堆叠的、具有预设形状图案的固化树脂层，各层均是通过用光化辐射射线照射具有可光化辐射固化的树脂组合物的造型表面而形成的，通过可光化辐射固化的树脂组合物中包含的组分和／或由该组分产生的物质的分聚，降低了该三维物体的造型端面中至少一部分不平坦部分的不平坦程度，使得所述造型端面平滑。可光化固化的树脂组合物用于制备所述三维物体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括多个堆叠的固化树脂层的三维物体，该固化 树脂层具有通过用光化辐射射线照射可光化辐射固化的树脂组合物的 造型表面而形成的预设形状的图案；还涉及用于制造该三维物体的可 光化辐射固化的树脂组合物；以及该三维物体的制造方法。更具体地， 本专利技术涉及一种具有粗糙度降低和平滑的造型表面以提高该造型表面 的平滑度和透明度的光学三维物体；用于制造该三维物体的可光化辐 射固化的树脂组合物；以及该三维物体的制造方法。专利技术背景近来， 一种用于通过依照三维CAD中的数据输入固化可光固化的 树脂组合物制备三维物体的立体光蚀刻成型法(stereolithography)和 装置已经投入实际应用。立体光蚀刻成型方法具有容易模铸复杂的三 维物体的优点，例如在设计阶段用于检验外部设计的模型、用于检查 组件功能性的模型、用于制造模子的树脂图案和用于制造模子的基本 模型。为了使用立体光蚀刻成型方法制造三维物体，用计算机控制的光 对可光固化的树脂组合物的造型表面选择性照射，将该表面光固化预 设厚度，并形成具有预设形状的图案的固化树脂层。然后，在该光固 化树脂组合物上另外涂覆一层可光固化的树脂组合物，形成造型表面， 并用计算机控制的光对该造型表面选择性照射，将该表面光固化预设 厚度，并形成具有预设形状的图案的固化树脂层。这种成型制作重复 几次，直至形成具有预设尺寸和形状的三维物体(参见专利文件1 4)。通过前述立体光蚀刻成型方法形成的三维物体具有如图4所示的多个固化树脂层L1、 L2、 L3、 L4、 L5、…堆叠的结构。在具有多个堆叠的固化树脂层的三维物体中，各自的固化树脂层 (例如L1、 L2、 L3、 L4和L5)的造型端面部分，即与未经光照射的 可光固化的树脂组合物的造型表面的部分(其中该树脂组合物未固化 的部分)相接触的造型端面部分(例如层Ll的Lle、层L2的L2e、层 L3的L3e、层L4的L4e和层L5的L5e)，具有与固化树脂层的内部 部分不同的厚度，或者难于按照设计精确形成，如图4所示。因此， 由多个造型端面部分构成的该三维物体的造型端面(在图4中在Z方 向上的表面Sz)容易具有多个微小的不平坦部分，并容易较不平滑。如图5中的(a)和(b)所示，例如，当该三维物体的形状(特 别是，该造型表面的形状)具有锥形或曲线形时，即使造型端面部分 (例如图5中的层Ll的Lle、层L2的L2e、层L3的L3e、层L4的 L4e和层L5的L5e)的厚度与各自的固化树脂层的内部部分相等且该 造型端面为垂直形状，各自的固化树脂层的造型端面部分中仍会产生 梯级，并且由多个造型端面部分构成的该三维物体的造型端面(在图5 中在Z方向上的表面Sz)容易具有多个微小的不平坦部分，并容易较 不平滑。此外，由于立体光蚀刻成型方法可以用于制造复杂的三维物体， 例如，如图6中所示，该三维物体通常包括其中的中空部分(在图6 中的(a)为上述所示的三维物体的平面图，(b)为三维物体的纵向 剖面图)。在这种情况下，不仅该三维物体的外表面(外壁)是各自 的固化树脂层的造型端面部分(例如层Ll的Lle、层L2的L2e、层 L3的L3e、层L4的L4e和层L5的L5e)，而且中空部分的内壁(内 圆周)也是其造型端面部分(层Ll的Lle'、层L2的L2e'、层L3的 L3e，、层L4的L4e，和层L5的L5e，)。在构成三维物体的外圆周(外 壁)的造型端面部分(例如Lle、 L2e、 L3e、 L4e和L5e)和构成该中 空部分的内壁(内圆周)的造型端面部分(例如Lle'、 L2e'、 L3e'、L4e，和L5e')中都会发生厚度不均和成型误差，由多个造型端面部分 构成的三维物体的造型端面(图6中垂直方向上的外圆周Sz和内圆周 Sz，)容易具有多个微小的不平坦部分，并容易较不平滑。当该三维物体的造型表面具有多个微小的不平坦部分以及较不平 滑时，会降低外观和触感。此外，当该三维物体由透明的可光学固化 的树脂制成时，该微小的不平坦部分会产生漫反射，并且如果从该三 维物体造型端面的横向(垂直于图4、 5和6中的表面Sz的方向)观 看，该三维物体是不透明或半透明的，但不是透明的。当该具有多个 微小的不平坦部分的造型端面存在于该三维物体的外圆周(外壁)(在 图4、 5和6中表面Sz的情况下)时，可以对该外圆周中的造型端面 进行抛光使其平滑，而这要耗费大量工作。然而，当具有多个微小的不平坦部分的造型端面存在于三维物体 的内壁(内圆周)(例如在图6中具有中空部分的三维物体的表面Sz， 的情况下)时，内壁(内圆周)可能不易于抛光。特别是，当与外部 不连通的中空部分形成在三维物体的内部中时，当该中空部分的尺寸 较小，甚至与外部连通也较小时，或者当该三维物体的中空部分是弯 曲或曲线状时，不能对在中空部分的内壁(内圆周)中并具有微小的 不平坦部分的造型端面进行抛光或使其平滑。当多个微小的不平坦部 分形成在存在于三维物体中的中空部分的内壁(内圆周)的造型端面 中时，该不平坦部分会产生漫反射，因此使三维物体不透明或半透明， 甚至该三维物体是釆用通过光固化而透明的可光固化树脂组合物制成 时，也不能得到整体透明的三维物体。例如，在三维物体中，其中在 该物体内部提供有与流体流过其中的管道相应的中空部分三维物体， 由于中空部分的内壁(内圆周)的不平坦部分产生漫反射，管道的内 部不能显示，这样会造成用户可能无法了解液体是否在管道内流动的 缺点。(专利文件l) JP-A-56-144478(专利文件2) JP-A-60-247515 (专利文件3) JP-A-62-35966 (专利文件4) JP-A-3-41126
技术实现思路
要解决的技术问题本专利技术的一个目的是提供一种三维物体，其具有多个堆叠的固化 树脂层，且其是通过以下方法制备的用光化辐射射线照射一种经光 化辐射射线(例如光线)的照射就会固化的可光化辐射固化的树脂组 合物的造型表面，形成具有预设形状的图案的固化树脂层，并重复包 括以下的制造过程在固化树脂层上提供一种可光化辐射固化的树脂 组合物，形成造型表面；并用光化辐射射线照射造型表面，形成具有 预设形状的图案的固化树脂层，其中造型端面的微小不平坦部分的不 平坦程度比
技术介绍
中的那些降得更低，使该造型端面变得平滑以改 善其外观和触感，制造之后不需要抛光处理，即使需要抛光处理也能 够容易地进行抛光处理；并且本专利技术提供了三维物体的制造方法和用 于制造该三维物体的可光化辐射固化的树脂组合物。另外，本专利技术的另一个目的在于提供一种具有由透明的光固化树 脂形成的多个堆叠的固化树脂层的三维物体，其中降低了造型端面处 的微小不平坦部分的不平坦度，使得该不平坦部分变得平滑，而且防 止或抑制了造型端面处的漫反射，以改善整个三维物体的透明度；并 且提供了该三维物体的制造方法和用于制造该三维物体的可光化辐射 固化的树脂组合物。解决问题的手段为了实现上述目的，本专利技术人敏锐地研究了该问题。结果发现在 具有多个堆叠的固化树脂层以及通过以下方法(用光化辐射射线照射 可光化辐射固化的树脂组合物的造型表面，形成具有预设形状的图案 的固化树脂层，并重复包括以下的制造步骤在该固化树脂层上提供可光化辐射固化的树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维物体，包括多个堆叠的固化树脂层，各层均具有通过用光化辐射射线照射可光化辐射固化的树脂组合物的造型表面形成的成型图案，　　　　其中通过可光化辐射固化的树脂组合物中包含的组分和／或由该组分产生的物质的分聚，降低了三维物体的造型端面中至少一部分不平坦部分的不平坦度，从而使所述造型端面平滑。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤隆，萩原恒夫，
申请(专利权)人：CMET公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]