三维形状造型物的制造方法、所得到的三维形状造型物及成形品的制造方法技术

一种三维形状造型物的制造方法，其特征在于，反复进行以下工序：（i）对粉末层的规定部位照射光束，使所述规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序；以及（ii）在所得到的固化层上形成新的粉末层，对所述新的粉末层的规定部位照射光束而形成进一步的固化层的工序；将三维形状造型物的表面区域的一部分形成为低密度固化区域，将低密度固化区域的固化密度设为50％～90％，以便能够利用从该低密度固化区域通过的气体进行加压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及三维形状造型物的制造方法、三维形状造型物及成形品的制造方法。更详细地讲，本专利技术涉及通过反复实施对粉末层的规定部位照射光束而进行的固化层形成来制造使多个固化层层叠一体化而成的三维形状造型物的方法，还涉及通过该方法获得的三维形状造型物。进而，本专利技术还涉及将三维形状造型物用作模具的成形品的制造方法。
技术介绍
以往，已知有对材料粉末照射光束来制造三维形状造型物的方法(一般称作“粉末烧结层叠法”)。在该方法中，反复进行“(i)通过对粉末层的规定部位照射光束，使该规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层，(ii)在所得到的固化层上铺设新的粉末层并同样地照射光束进而形成固化层”这样的工序来制造三维形状造型物(参照专利文献I或专利文献2)。作为材料粉末，在使用了金属粉末或陶瓷粉末等无机质的材料粉末的情况下，能够将所得到的三维形状造型物用作模具，在使用了树脂粉末或塑料粉末等有机质的材料粉末的情况下，能够将所得到的三维形状造型物用作模型。根据这种制造技术，能够以短时间制造复杂的三维形状造型物。以在支承部件上制造三维形状造型物的情况为例，如图1所示，首先，在造型板21上形成规定厚度tl的粉末层22 (参照图1 (a))。接着，将光束向粉末层22的规定部位照射，从该被照射的粉末层的部分开始形成固化层24。然后，在所形成的固化层24上铺设新的粉末层22并再次照射光束而形成新的固化层。若反复实施这样的固化层的形成，则能够得到层叠一体化有多个固化层24的三维形状造型物(参照图1 (b))。现有技术文献专利文献专利文献1:特表平I 一 502890号公报专利文献2:特开2000 - 73108号公报专利技术的概要专利技术要解决的课题三维形状造型物能够用作模具，在使用了模具的树脂成形中，可能会产生被称作“收缩”的现象。换句话说，有时与树脂成形品的壁厚部或肋部等相当的部分如图14所示那样凹陷，引起成形不合格。关于这样的“收缩”，不拘于特定理论，可以想到是由树脂成形时的应力引起的。具体地说，以熔融状态注塑的树脂在模具内被冷却，在该冷却时，树脂从表面区域开始固化，随着时间的经过而树脂内部也逐渐固化。在树脂固化中伴随有体积收缩，而由于树脂表面已经固化，因此会在树脂内部产生拉伸应力，表面部的强度无法承受该拉伸应力而凹陷
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况而做出。即，本专利技术的课题在于提供一种三维形状造型物，能够用作模具，并且能够适当地防止收缩产生。用于解决课题的手段为了解决上述课题，在本专利技术提供一种三维形状造型物的制造方法，其特征在于，反复进行以下工序(i)对粉末层的规定部位照射光束，使所述规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序；以及(ii)在所得到的固化层上形成新的粉末层，对所述新的粉末层的规定部位照射光束而形成进一步的固化层的工序，将三维形状造型物的表面区域的一部分形成为低密度固化区域，将低密度固化区域的固化密度设为50% 90%，以便能够利用从低密度固化区域通过的气体进行加压。本专利技术的制造方法的特征之一在于，在三维形状造型物中形成特别考虑了三维形状造型物的用途的低密度固化区域。具体地说，在本专利技术中，在三维形状造型物的表面区域的一部分形成固化密度50% 90%的低密度固化区域，以便能够利用从低密度固化区域通过的气体进行加压。本说明书所述的“低密度固化区域”实质上是指固化密度比较低的多孔状的造型物区域(例如多孔状的烧结区域)。更具体地讲，“低密度”是指比造型物本体的固化密度(95 100%程度的固化密度)低的固化密度。特别是本专利技术中的“低密度固化区域”不仅由于其密度能够使气体通过，而且还具备对这样的气体通过或气体加压而言适当的形态。此外，本说明书所述的“利用通过的气体进行加压”实质上是指利用从低密度固化区域通过的气体的压力进行加压操作的形态。换句话说，本专利技术的意图在于，向低密度固化区域的一侧的面供给的气体从低密度固化区域通过而从另一侧的面放出，通过该放出的气体的压力进行加压。另外，进而明确起见来说明，在本说明书中，“粉末层”实质上是指例如“由金属粉末构成的金属粉末层”。此外，“粉末层的规定部位”实质上是指所制造的三维形状造型物的区域。因此，通过对存在于该规定部位的粉末照射光束，该粉末烧结或熔融固化而构成三维形状造型物的形状。另外，在粉末层为金属粉末层的情况下，“固化层”相当于“烧结层”，“固化密度”能相当于“烧结密度”。在本专利技术的制造方法中，为了能够在所得到的造型物中使气体更有效地通过来进行加压，优选使设置于表面区域的低密度固化区域的厚度较薄。例如优选将低密度固化区域的厚度设为0.5mm IOmm程度。由此，能够减小气体通过时的流体阻力。换句话说，能够减少通过时的压力损失，能够防止气体供给压降低得过多。根据需要，也可以使低密度固化区域的厚度局部地改变。换句话说，可以分成厚度较薄的部分和不是较薄的部分来形成低密度固化区域。在某个优选形态中，在三维形状造型物中形成与低密度固化区域连通的中空区域。该中空区域具有与造型物的外部连接的方式。例如，在低密度固化区域的背面侧形成“与造型物的外部相连的空洞部”。由此，在所得到的造型物中，能够将该空洞部用作气体供给路径，能够更适当地对低密度固化区域进行气体供给。在设置中空区域的情况下，也可以附加地形成用于支承较薄地形成的低密度固化区域的部件。例如，可以在中空区域的一部分形成与低密度固化区域连结而成的固化部。在造型物的表面区域形成的低密度固化区域不限于I个，也可以形成2个以上低密度固化区域。在该情况下，也可以按照各个低密度固化区域分别改变固化密度及/或厚度。若这样设置，则在所得到的造型物中，气体通过时的流体阻力因各低密度固化区域而改变，能够从各个低密度固化区域供给不同的气体压力。本专利技术还提供利用上述制造方法得到的三维形状造型物。本专利技术的三维形状造型物具有能够适当地用作模具的方式。换句话说，在本专利技术中，在模具模腔面的至少一部分设有固化密度50% 90%的低密度固化区域。若将这种三维形状造型物用作模具，则能够利用从低密度固化区域通过的气体对模具模腔内的树脂原料或成形品从外侧进行加压。在本专利技术的三维形状造型物中，低密度固化区域与造型物的表面区域设于同一个面上，该低密度固化区域的厚度为例如0. 5mm IOmm程度。在某个优选形态中，低密度固化区域的厚度局部地不同(例如只有隔着大致一定间隔的局部点成为“薄壁”)。此外，在某个优选形态中，在低密度固化区域的背面侧设置有与该低密度固化区域连通的中空区域(即空洞部)。该中空区域与造型物外部连接，因此，能够作为将气体从外部向低密度固化区域供给的流路适当地发挥功能。在中空区域中，也可以设置用于支承低密度固化区域的部件。在其他优选形态中，设有多个低密度固化区域。更优选的是，多个低密度固化区域各自的固化密度及/或厚度不同。在本专利技术中，还提供将三维形状造型物用作模具时的成形品的制造方法。该成形品的制造方法的特征在于，包括(i)用树脂原料充满模具模腔部的工序；以及(ii)在模具模腔部中对树脂原料进行成形的工序，在进行所述成形时，经由低密度固化区域来供给气体，由此从模具模腔部的外侧对树脂原料或成形品施加压力。在本专利技术的成形品的制造方法中，能够经由模具的低密度固化区域从外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：阿部谕，内野野良幸，不破勲，吉田德雄，森本一穗，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，株式会社OPM研究所，
类型：
国别省市：