JP5527098B2 - Modeling method - Google Patents

Modeling method Download PDF

Info

Publication number
JP5527098B2
JP5527098B2 JP2010182509A JP2010182509A JP5527098B2 JP 5527098 B2 JP5527098 B2 JP 5527098B2 JP 2010182509 A JP2010182509 A JP 2010182509A JP 2010182509 A JP2010182509 A JP 2010182509A JP 5527098 B2 JP5527098 B2 JP 5527098B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
slurry
modeling
binding
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010182509A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012040726A (en
Inventor
紘平 石田
英司 岡本
利充 平井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2010182509A priority Critical patent/JP5527098B2/en
Publication of JP2012040726A publication Critical patent/JP2012040726A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5527098B2 publication Critical patent/JP5527098B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

この発明は、造形方法に関する。   The present invention relates to a modeling method.

従来から、造形物を迅速に試作する方法(ラピッドプロトタイピング)として積層造形法が多用されている。積層造形法では、三次元CAD等による造形物のモデルを多数の二次元断面層に分割した後、各二次元断面層に対応する層状構造体を順次作成しつつ積層することによって造形物を形成する。   Conventionally, an additive manufacturing method is frequently used as a method (rapid prototyping) of a prototype quickly. In the additive manufacturing method, after a model of a three-dimensional CAD model is divided into a number of two-dimensional cross-sectional layers, a layered structure corresponding to each two-dimensional cross-sectional layer is sequentially formed and stacked to form a three-dimensional object. To do.

具体的には、例えば特許文献1に記載のように、まず、セラミックや金属等を含む粒体が層状に形成される。次いで、粒体からなる層の一部で粒体同士を結着させるための結着液が、例えばインクジェット式液滴吐出装置によって粒体からなる層に吐出される。そして粒体間の空隙に浸透した結着液がそれの硬化とともに粒体同士を結着することによって、上記二次元断面層に対応する層状構造体が形成される。   Specifically, for example, as described in Patent Document 1, first, particles including ceramic, metal, or the like are formed in layers. Next, a binding liquid for binding the particles to each other in a part of the layer made of the particles is discharged to the layer made of the particles by, for example, an ink jet type droplet discharge device. Then, the binding liquid that has permeated into the gaps between the particles binds the particles together with hardening thereof, thereby forming a layered structure corresponding to the two-dimensional cross-sectional layer.

以後同様に、これら粒体からなる層の形成と結着液の吐出とが交互に繰り返されることによって、層状構造体を有する層が積層された積層体を形成する。この積層体の各層における層状構造体以外の部分は、積層される層を機械的に支持するサポート部として機能する。その後、積層体に水系液体を流すことにより上記サポート部が除去されることで造形物が造形される。   Thereafter, similarly, the formation of a layer composed of these particles and the discharge of the binding liquid are alternately repeated to form a laminated body in which layers having a layered structure are laminated. Portions other than the layered structure in each layer of the laminated body function as a support portion that mechanically supports the laminated layers. Then, a modeling thing is modeled by removing the above-mentioned support part by pouring a water-based liquid through a layered product.

特許2729110号公報Japanese Patent No. 2729110

一方、サポート部を除去する方法としては、積層体に液体を掛ける方法、積層体を液体に浸漬する方法等がある。しかしながら何れの方法においても、サポート部が一気に除去されてしまう場合には、サポート部の除去に伴う機械的な負荷が造形物の特定の部位に集中的に作用してしまうことで造形物が変形することがあった。   On the other hand, as a method for removing the support portion, there are a method of applying a liquid to the laminate, a method of immersing the laminate in the liquid, and the like. However, in any method, when the support part is removed at a stretch, the mechanical load accompanying the removal of the support part acts intensively on a specific part of the modeled object, so that the modeled object is deformed. There was something to do.

本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、その目的は、粒体を含む層を積層して該層の一部を除去することにより造形物を形成する過程において造形物が変形することを抑えた造形方法を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said actual condition, The objective is deform | transforming in the process of forming a modeling thing by laminating | stacking the layer containing a granule and removing a part of this layer. It is in providing the modeling method which suppressed that.

本発明の造形方法は、疎水性の粒体を結着液で結着することにより造形物を造形する造形方法であって、前記粒体を含む複数の層を積み重ねつつ各層の一部に前記結着液を塗布し、前記粒体同士が前記結着液を介して結着した結着部分と該結着部分以外の未結着部分とに区画された前記層の積層体を形成する積層体形成工程と、前記積層体から前記未結着部分を液体を用いて取り除く除去工程とを有し、前記積層体形成工程では、前記粒体と水系溶媒と該水系溶媒に溶解された両親媒性ポリマーとを含むスラリーによって前記各層を形成するとともに、前記未結着部分における前記結着部分側の端で前記液体に対する溶解性が他の部位よりも低くなるように、両親媒性ポリマーを水系溶媒に溶解させた調整液を前記端となる部位に塗布する。   The modeling method of the present invention is a modeling method for modeling a modeled object by binding hydrophobic particles with a binding liquid, and a plurality of layers including the particles are stacked on a part of each layer. Lamination which applies a binding liquid and forms a layered product of the layers partitioned into a binding part where the particles are bound together via the binding liquid and an unbound part other than the binding part A body forming step, and a removal step of removing the unbound portion from the laminate using a liquid. In the laminate forming step, the granules, the aqueous solvent, and the amphiphile dissolved in the aqueous solvent Forming each layer with a slurry containing an ionic polymer, and the amphiphilic polymer in an aqueous system so that the solubility in the liquid is lower than the other part at the end of the unbound portion on the bound portion side. An adjustment solution dissolved in a solvent is applied to the end portion.

ここで、未結着部分は、結着部分を機械的に支持するサポート部として機能するとともに、積層体に液体が流されることによって該液体に溶解する。このサポート部は、スラリーからなる層の中でも両親媒性ポリマーの量が多い部位ほど液体に対する溶解性が低くなる。そのため、両親媒性ポリマーを含む調整液が浸透した部位は、該調整液が浸透しない部位に比べて両親媒性ポリマーを多く含み、上記液体に対する溶解性が相対的に低い低溶解性サポート部となる。   Here, the unbound portion functions as a support portion that mechanically supports the bound portion, and dissolves in the liquid by flowing the liquid through the laminate. The support portion has a lower solubility in the liquid as the amount of the amphiphilic polymer is larger in the slurry layer. Therefore, the portion where the adjustment liquid containing the amphiphilic polymer has permeated contains a lot of amphiphilic polymer as compared to the portion where the adjustment liquid does not penetrate, and the low solubility support portion has relatively low solubility in the liquid. Become.

本発明の造形方法では、上記調整液が浸透した低溶解性サポート部と、上記調整液が浸透せず上記液体に対する溶解性が相対的に高い高溶解性サポート部とによって未結着部分が構成される。そして上記積層体においては、未結着部分における結着部分側の端に低溶解性サポート部が形成されていることから、結着部分は低溶解性サポート部によって機械的に支持されることになる。こうした構成であれば、除去工程においては、結着部分を支持している低溶解性サポート部は、高溶解性サポート部が液体に溶解したあとで溶解することになる。つまり、サポート部が段階的に除去されるとともに、低溶解サポート部が後段階で除去されることになる。これにより、サポート部が一気に除去される場合に比べて、サポート部の除去にともなう負荷が造形物の特定の部位に対して集中的に作用することを抑えることができる。それゆえ、未結着部分の除去にともなう造形物の変形を抑えることができる。   In the modeling method of the present invention, the unbound portion is constituted by the low-solubility support portion into which the adjustment liquid has penetrated and the high-solubility support portion into which the adjustment liquid does not penetrate and the liquid has a relatively high solubility. Is done. In the laminate, since the low solubility support portion is formed at the end of the unbound portion on the binding portion side, the binding portion is mechanically supported by the low solubility support portion. Become. If it is such a structure, in a removal process, the low solubility support part which is supporting the binding part will melt | dissolve after a high solubility support part melt | dissolves in a liquid. That is, the support part is removed in stages, and the low dissolution support part is removed in a later stage. Thereby, compared with the case where a support part is removed at a stretch, it can suppress that the load accompanying the removal of a support part acts on the specific site | part of a molded article intensively. Therefore, it is possible to suppress the deformation of the shaped product accompanying the removal of the unbound portion.

この造形方法の前記積層体形成工程では、前記層内において、前記結着部分が前記調整液で囲まれるように前記調整液を前記未結着部分に塗布する。
この造形方法によれば、結着部分を同じ層内の低溶解性サポート部で囲むことができる。こうした構成であれば、例えば微細構造のような機械的強度が低い部位を構成する結着部分を低溶解性サポート部で覆うことができる。その結果、未結着部分の除去にともなう造形物の変形をさらに抑えることができる。
In the laminated body forming step of the modeling method, the adjustment liquid is applied to the unbound portion so that the binding portion is surrounded by the adjustment liquid in the layer.
According to this modeling method, the binding portion can be surrounded by the low solubility support portion in the same layer. If it is such a structure, the binding part which comprises a site | part with low mechanical strength like a fine structure, for example can be covered with a low solubility support part. As a result, it is possible to further suppress the deformation of the shaped product due to the removal of the unbound portion.

この造形方法の前記積層体形成工程は、前記層間において、前記調整液が塗布された部分上に前記結着部分を形成する。
ここで、上層で塗布された結着液が下層にまで浸透するとなれば、上層における結着部分の形状精度及び機械的強度が低下することになる。この造形方法によれば、上層における結着部分は、下層で調整液が塗布された部分に重なるように形成される。こうした構成であれば、両親媒性ポリマーを多く含む部位には結着液が浸透しにくくなることから、上層で塗布される結着液が下層に浸透することを抑えることができる。これにより、上層で形成される結着部分の形状精度及び機械的強度の低下を抑えることができる。
In the layered body forming step of the modeling method, the binding portion is formed on the portion where the adjustment liquid is applied between the layers.
Here, if the binding liquid applied in the upper layer penetrates to the lower layer, the shape accuracy and mechanical strength of the binding portion in the upper layer are lowered. According to this modeling method, the binding portion in the upper layer is formed so as to overlap the portion where the adjustment liquid is applied in the lower layer. With such a configuration, the binding liquid is less likely to penetrate into a portion containing a large amount of the amphiphilic polymer, so that the binding liquid applied in the upper layer can be prevented from penetrating into the lower layer. Thereby, the fall of the shape precision and mechanical strength of the binding part formed in an upper layer can be suppressed.

この造形方法の前記積層体形成工程では、前記層間において、前記結着部分上の前記未結着部分に前記調整液を塗布する。
この造形方法によれば、微細構造部分はもちろんのこと、造形物そのものを低溶解性サポート部で覆うこともできる。これにより、未結着部分の除去にともなう造形物の変形を確実に抑えることができる。
In the laminated body forming step of the modeling method, the adjustment liquid is applied to the unbound portion on the bound portion between the layers.
According to this modeling method, not only the fine structure part but also the modeled object itself can be covered with the low solubility support part. Thereby, the deformation | transformation of the molded article accompanying the removal of an unbound part can be suppressed reliably.

この造形方法では、前記結着液が塗布されたあとに前記調整液を塗布する。
上述したように、スラリーからなる層の中でも両親媒性ポリマーの量が多い部位ほど結着液が浸透しにくくなる。そのため、結着液よりも調整液を先に塗布すると、結着部分となる部位にまで調整液が浸透してしまうことで、結着部分の形状精度が低下してしまう虞がある。この点、この造形方法によれば、結着部分となる部位に結着液を浸透させてから調整液が塗布されることになる。こうした構成であれば、調整液を塗布することによって結着部分の形状精度が低下することを抑えることができる。しかも、結着液が浸透した部位には調整液も浸透しにくくなることから、結着液が浸透した部位の端に沿う位置で調整液の浸透を抑えることもできる。これにより、低溶解性サポート部による結着部分の支持
をより確実なものとすることができる。
In this modeling method, the adjustment liquid is applied after the binding liquid is applied.
As described above, the portion having a larger amount of the amphiphilic polymer in the layer made of slurry is less likely to penetrate the binder solution. For this reason, if the adjustment liquid is applied earlier than the binding liquid, the adjustment liquid may penetrate into the portion that becomes the binding portion, which may reduce the shape accuracy of the binding portion. In this regard, according to this modeling method, the adjustment liquid is applied after the binding liquid has permeated into the portion to be the binding portion. If it is such a structure, it can suppress that the shape precision of a binding part falls by apply | coating adjustment liquid. In addition, since the adjustment liquid is less likely to penetrate into the portion into which the binding liquid has permeated, the penetration of the adjustment liquid can be suppressed at a position along the end of the portion into which the binding liquid has penetrated. Thereby, support of the binding part by a low solubility support part can be made more reliable.

この造形方法において前記両親媒性ポリマーは、ポリビニルアルコールである。
この造形方法のように、疎水性の粒体及び水系溶媒と親和性を有する両親媒性ポリマーとしては、ポリビニルアルコールを採用することが可能である。ポリビニルアルコールは、主鎖として直鎖状の炭化水素を有するとともに、側鎖として親水性の官能基であるヒドロキシル基を有する。ポリビニルアルコールには、その単位構造当りにおよそ一つのヒドロキシル基が含まれることから、該ポリビニルアルコールは、疎水性の粒体との親和性を主鎖によって維持しつつ、水系溶媒との親和性が高いものとなる。それゆえに、両親媒性ポリマーとしてポリビニルアルコールを含むスラリーにおいては、これを構成する粒体がより均一に分散されることになる。
In this modeling method, the amphiphilic polymer is polyvinyl alcohol.
As in this modeling method, polyvinyl alcohol can be used as the amphiphilic polymer having affinity with the hydrophobic particles and the aqueous solvent. Polyvinyl alcohol has a linear hydrocarbon as a main chain and a hydroxyl group which is a hydrophilic functional group as a side chain. Since polyvinyl alcohol contains approximately one hydroxyl group per unit structure, the polyvinyl alcohol maintains affinity with hydrophobic particles by the main chain and has affinity with an aqueous solvent. It will be expensive. Therefore, in the slurry containing polyvinyl alcohol as the amphiphilic polymer, the particles constituting this are more uniformly dispersed.

この造形方法では、前記溶液に含まれるポリビニルアルコールの重合度が、前記スラリーに含まれるポリビニルアルコールの重合度よりも大きい。
両親媒性ポリマーがポリビニルアルコールである場合には、単位構造の重合数である重合度が高いほど、これを含む構造体の水系液体に対する溶解性が低くなる。すなわち、調整液を塗布することによって低溶解性サポート部を形成する上では、この造形方法のように、調整液に含まれるポリビルアルコールの重合度を大きくすることによって実現可能である。
In this modeling method, the polymerization degree of polyvinyl alcohol contained in the solution is larger than the polymerization degree of polyvinyl alcohol contained in the slurry.
When the amphiphilic polymer is polyvinyl alcohol, the higher the degree of polymerization, which is the polymerization number of the unit structure, the lower the solubility of the structure containing this in an aqueous liquid. That is, when forming the low-solubility support part by applying the adjustment liquid, it can be realized by increasing the polymerization degree of the polyville alcohol contained in the adjustment liquid as in this modeling method.

この造形方法では、前記溶液及び前記スラリーに含まれるポリビニルアルコールの鹸化度が86以上であり、かつ、前記溶液に含まれるポリビニルアルコールの鹸化度が、前記スラリーに含まれるポリビニルアルコールの鹸化度よりも大きい。   In this modeling method, the saponification degree of the polyvinyl alcohol contained in the solution and the slurry is 86 or more, and the saponification degree of the polyvinyl alcohol contained in the solution is higher than the saponification degree of the polyvinyl alcohol contained in the slurry. large.

両親媒性ポリマーがポリビニルアルコールである場合には、一般的に部分鹸化型と呼ばれる鹸化度がおよそ86以上の範囲では、鹸化度が大きくなるほど液体に対する溶解性が低くなる。このことから、調整液を塗布することによって低溶解性サポート部を形成する上では、この造形方法のように、調整液に含まれるポリビルアルコールの鹸化度をスラリーに含まれるポリビニルアルコールの鹸化度よりも大きくすることによって実現可能である。   When the amphiphilic polymer is polyvinyl alcohol, the solubility in a liquid decreases as the saponification degree increases in the range of approximately 86 or more, which is generally referred to as a partially saponified type. From this, when forming the low-solubility support part by applying the adjustment liquid, as in this modeling method, the saponification degree of the polyvinyl alcohol contained in the slurry is determined as the saponification degree of the polyvinyl alcohol contained in the slurry. It can be realized by making it larger.

本発明の一実施の形態に係る造形方法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the modeling method which concerns on one embodiment of this invention. (a)(b)同造形方法の各工程を手順に沿って模式的に示す図。(A) (b) The figure which shows typically each process of the modeling method along a procedure. (a)(b)(c)(d)同造形方法の各工程を手順に沿って模式的に示す図。(A) (b) (c) (d) The figure which shows typically each process of the modeling method along a procedure. (a)(b)(c)(d)同造形方法の各工程を手順に沿って模式的に示す図。(A) (b) (c) (d) The figure which shows typically each process of the modeling method along a procedure. 造形物の斜視構造を示す斜視図。The perspective view which shows the perspective structure of a molded article. (a)(b)変形例において形成される積層体を模式的に示す図。(A) (b) The figure which shows typically the laminated body formed in a modification. 変形例におけるPVA溶液の塗布態様で形成される積層体を模式的に示す図。The figure which shows typically the laminated body formed with the application | coating aspect of the PVA solution in a modification.

以下、本発明に係る造形方法の一実施の形態について、図1〜図5を参照して説明する。
まず、本実施の形態における造形方法の手順について説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る造形方法の手順を示すフローチャートである。図1に示されるように、この造形方法では、まず、造形用スラリーを用いた犠牲層形成工程(ステップS10)が実施される。次に、造形用スラリーを用いたスラリー層形成工程(ステップS21)、紫外
線硬化樹脂滴下工程(ステップS22)、PVA溶液滴下工程(ステップS23)、紫外線照射工程(ステップS24)が繰り返し実施される積層体形成工程(ステップS20)が実施される。そして、第1除去工程(ステップS31)、第2除去工程(ステップS32)が続けて実施されるサポート材除去工程(ステップS30)が実施される。
Hereinafter, an embodiment of a modeling method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the procedure of the modeling method in the present embodiment will be described. FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of a modeling method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in this modeling method, a sacrificial layer forming step (step S10) using a modeling slurry is first performed. Next, the layer formation process (step S21) using the slurry for modeling, the UV curable resin dropping process (step S22), the PVA solution dropping process (step S23), and the ultraviolet irradiation process (step S24) are repeatedly performed. A body formation process (step S20) is implemented. And the support material removal process (step S30) in which a 1st removal process (step S31) and a 2nd removal process (step S32) are implemented continuously is implemented.

次に、上述した造形方法に用いられる造形用スラリーの組成について説明する。本実施形態に用いられる造形用スラリーは、3つの材料である疎水性粒体、水系溶媒、及び両親媒性ポリマーが混練された懸濁物である。   Next, the composition of the molding slurry used in the above-described modeling method will be described. The modeling slurry used in this embodiment is a suspension in which three materials, a hydrophobic particle, an aqueous solvent, and an amphiphilic polymer are kneaded.

上記疎水性粒体は、造形用スラリーを用いて形成される造形物の主要な構成材料である。疎水性粒体には、疎水性の樹脂の粒体、例えばアクリル樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、アクリルシリコーン樹脂粉末、ポリエチレン樹脂粉末、及びポリエチレンアクリル酸共重合樹脂粉末を用いることができる。なお、本実施の形態における疎水性粒体とは、100gの水系溶媒に対して1g以上溶解しない粒体のことである。   The hydrophobic particles are a main constituent material of a modeled object formed using a modeling slurry. As the hydrophobic particles, hydrophobic resin particles such as acrylic resin powder, silicone resin powder, acrylic silicone resin powder, polyethylene resin powder, and polyethylene acrylic acid copolymer resin powder can be used. In addition, the hydrophobic particle | grains in this Embodiment are the particle | grains which do not melt | dissolve 1g or more with respect to 100g of aqueous solvents.

上記水系溶媒に対しては、造形物を構成する疎水性粒体の溶解度が上述のように低い。そのため、溶媒への溶解や溶媒の吸収に起因する疎水性粒体の変性が起こり難い。それゆえに、疎水性粒体の飛散を抑制する媒質として好ましい。なお、水系溶媒とは水、及び無機塩の水溶液等の非有機系溶媒を含むものであって、このうち水が水系溶媒として用いられることが好ましい。また、上記水系溶媒は、水に水溶性の有機溶媒を添加したものであってもよい。   With respect to the aqueous solvent, the solubility of the hydrophobic particles constituting the modeled object is low as described above. Therefore, it is difficult for the hydrophobic particles to be modified due to dissolution in the solvent or absorption of the solvent. Therefore, it is preferable as a medium for suppressing scattering of hydrophobic particles. The aqueous solvent includes water and a non-organic solvent such as an aqueous solution of an inorganic salt. Of these, water is preferably used as the aqueous solvent. Further, the aqueous solvent may be one obtained by adding a water-soluble organic solvent to water.

上記両親媒性ポリマーは、上記疎水性粒体とともに造形物を構成する材料である。このポリマーは両親媒性であることから、親水性の部分による水系溶媒との親和性によって水系溶媒に溶解するとともに、その疎水性の部分による疎水性粒体との親和性によって該疎水性粒体の溶媒中への分散作用を発現する。両親媒性ポリマーとしては、主鎖である炭化水素鎖と、側鎖である親水性の官能基とを有する材料を用いることができる。   The amphiphilic polymer is a material that constitutes a shaped object together with the hydrophobic particles. Since this polymer is amphiphilic, it dissolves in the aqueous solvent due to the affinity with the aqueous solvent due to the hydrophilic portion, and the hydrophobic particles due to the affinity with the hydrophobic particle due to the hydrophobic portion. Expresses a dispersing action in a solvent. As the amphiphilic polymer, a material having a hydrocarbon chain as a main chain and a hydrophilic functional group as a side chain can be used.

上記3つの材料が混練されたスラリー中では、両親媒性ポリマーが有する疎水性の部分によって、疎水性粒体同士が互いに架橋された状態にもなる。そのため、造形物の形成に際して、スラリーに振動等が与えられたとしても、疎水性の粒体は、粒体間の架橋によって形成された構造中に保持されることから、粒体の飛散が抑制されるようになる。   In the slurry in which the above three materials are kneaded, the hydrophobic particles are cross-linked with each other by the hydrophobic portion of the amphiphilic polymer. Therefore, even when vibrations are applied to the slurry during formation of the shaped object, the hydrophobic particles are retained in the structure formed by cross-linking between the particles, so that the scattering of the particles is suppressed. Will come to be.

また、疎水性粒体は、疎水性の部分において相互作用している両親媒性ポリマーが有する親水性の部分を介して、水系溶媒中に均一に分散される。そのため、こうしたスラリーを用いて形成された造形物においては、形成材料である疎水性粒体が均一に存在することになる。なお、こうした両親媒性ポリマーは、それ自体が造形物の形成材料であることから、造形物の形成時には、形成途中の、あるいは完成した造形物から両親媒性ポリマーを取り除くといった操作を必要としない。   In addition, the hydrophobic particles are uniformly dispersed in the aqueous solvent through the hydrophilic portion of the amphiphilic polymer that interacts in the hydrophobic portion. Therefore, in the molded object formed using such a slurry, the hydrophobic particles as the forming material are present uniformly. In addition, since such an amphiphilic polymer itself is a forming material of a modeled object, an operation of removing the amphiphilic polymer during or after the formation is not required when the modeled object is formed. .

以下に、両親媒性ポリマーの具体例を記載する。
両親媒性ポリマーの好ましい例として、ポリビニルアルコール(PVA:polyvinyl alcohol)が挙げられる。ポリビニルアルコールの構造を以下に示す。
Below, the specific example of an amphiphilic polymer is described.
Preferable examples of the amphiphilic polymer include polyvinyl alcohol (PVA). The structure of polyvinyl alcohol is shown below.

Figure 0005527098
ポリビニルアルコールは、主鎖として直鎖状の炭化水素を有するとともに、側鎖として親水性の官能基であるヒドロキシル基を有する。ポリビニルアルコールには、その単位構造当りにおよそ一つのヒドロキシル基が含まれることから、該ポリビニルアルコールは、疎水性の粒体との親和性を主鎖によって維持しつつ、水系溶媒との親和性が高いものとなる。なお、ポリビニルアルコールの単量体であるビニルアルコール(HC=CHOH)はケト−エノール互変異性による平衡がケト体であるアセトアルデヒド(CHCHO)側に大きく偏っていて不安定であることから、ポリビニルアルコールは一般に以下の手順で生成される。
Figure 0005527098
Polyvinyl alcohol has a linear hydrocarbon as a main chain and a hydroxyl group which is a hydrophilic functional group as a side chain. Since polyvinyl alcohol contains approximately one hydroxyl group per unit structure, the polyvinyl alcohol maintains affinity with hydrophobic particles by the main chain and has affinity with an aqueous solvent. It will be expensive. In addition, vinyl alcohol (H 2 C═CHOH), which is a monomer of polyvinyl alcohol, is unstable because the equilibrium due to keto-enol tautomerism is largely biased toward the keto acetaldehyde (CH 3 CHO) side. Thus, polyvinyl alcohol is generally produced by the following procedure.

(a)まず、酢酸(CHCOOH)とエステル化した構造を有する酢酸ビニル(CHCOOCH=CH)を重合することによって、ポリ酢酸ビニルを生成する。
(b)ポリ酢酸ビニルのエステル結合を加水分解(鹸化)して、−C=OCHを−Hに置換する。
(A) First, polyvinyl acetate is produced by polymerizing acetic acid (CH 3 COOH) and vinyl acetate having a structure esterified (CH 3 COOCH═CH 2 ).
(B) Hydrolyze (saponify) the ester bond of polyvinyl acetate to replace —C═OCH 3 with —H.

そのため、ポリビニルアルコールは、上記化学式(1)に示されるように、側鎖に官能基としてヒドロキシル基(−OH)の他に、一部−OC=OCH基を有している。また、ポリビニルアルコールと総称される物質には、上記加水分解の度合いの違いに起因して、ポリ酢酸ビニルの重合度に対する、ヒドロキシル基の数の比が異なるものが含まれる。こうした重合度に対するヒドロキシル基の数の比の百分率は鹸化度と呼ばれ、ポリビニルアルコールの特性を示す指標として用いられている。 Therefore, as shown in the chemical formula (1), polyvinyl alcohol has a part of —OC═OCH 3 group in addition to a hydroxyl group (—OH) as a functional group in the side chain. Substances collectively referred to as polyvinyl alcohol include substances having different ratios of the number of hydroxyl groups to the degree of polymerization of polyvinyl acetate due to the difference in the degree of hydrolysis. The percentage of the ratio of the number of hydroxyl groups to the degree of polymerization is called the degree of saponification and is used as an indicator of the characteristics of polyvinyl alcohol.

また、ポリビニルアルコールの特性を示す指標としては、上記化学式(1)に示される単位構造の重合数である重合度も用いられている。
これら鹸化度と重合度には以下のような傾向がある。
Further, as an index indicating the characteristics of polyvinyl alcohol, the degree of polymerization, which is the number of polymerizations of the unit structure represented by the chemical formula (1), is also used.
These saponification degrees and polymerization degrees have the following tendencies.

(ア)鹸化度が大きい程、親水性が増大するため、水系溶媒に対する溶解度が大きくなる。
(イ)ただし、一般的に部分鹸化型と呼ばれる鹸化度86以上の範囲では、鹸化度が100%に近づく程結晶化しやすくなるため、水系溶媒に対する溶解度が小さくなる。
(A) Since the hydrophilicity increases as the degree of saponification increases, the solubility in an aqueous solvent increases.
(A) However, in the range of saponification degree 86 or more, which is generally referred to as a partially saponified type, crystallization becomes easier as the saponification degree approaches 100%, so that the solubility in an aqueous solvent decreases.

(ウ)鹸化度が小さい程、疎水性が増大するため、水系溶媒に対する溶解度が小さくなる。
(エ)重合度が大きい程、ポリビニルアルコールが含まれる構造体の機械的強度が増大する。
(C) Since the hydrophobicity increases as the degree of saponification decreases, the solubility in aqueous solvents decreases.
(D) The greater the degree of polymerization, the greater the mechanical strength of the structure containing polyvinyl alcohol.

(オ)重合度が小さい程、水系溶媒、特に冷水に対する溶解度が大きくなる。
次に、上述した造形方法で用いられる調整液としてのPVA溶液について説明する。
(E) The smaller the degree of polymerization, the greater the solubility in aqueous solvents, particularly cold water.
Next, the PVA solution as the adjustment liquid used in the above-described modeling method will be described.

PVA溶液は、水系溶媒に両親媒性ポリマーであるポリビニルアルコール(PVA)を
溶解させた溶液である。上述したように、スラリー中において疎水性粒体は、両親媒性ポリマーによって互いに繋がれた状態にある。そのため、こうしたPVA溶液を上記スラリーに部分的に含ませると、その部位におけるポリビニルアルコールの密度が高められ疎水性粒体同士の架橋構造がより強固なものとなる。すなわち、PVA溶液を含ませた部分は、水系液体に対する溶解性が低下することになる。そしてこのスラリーを水系液体で溶解させると、まずPVA溶液を含まない部位が溶解し、その後にPVA溶液を含む部位が溶解することになる。つまり、上記スラリーにPVA溶液を部分的に含ませることによって、該スラリーを段階的に除去することができる。
The PVA solution is a solution in which polyvinyl alcohol (PVA) that is an amphiphilic polymer is dissolved in an aqueous solvent. As described above, the hydrophobic particles are connected to each other by the amphiphilic polymer in the slurry. Therefore, when such a PVA solution is partially contained in the slurry, the density of polyvinyl alcohol at that portion is increased, and the crosslinked structure between the hydrophobic particles becomes stronger. That is, the solubility with respect to an aqueous liquid falls in the part containing the PVA solution. And when this slurry is dissolved with an aqueous liquid, the part not containing the PVA solution is first dissolved, and then the part containing the PVA solution is dissolved. That is, the slurry can be removed stepwise by partially including the PVA solution in the slurry.

なお、このPVA溶液に溶解させるポリビニルアルコールには、上記造形用スラリーに用いたものと同じ物性を有するものを用いることができる。しかし、上記PVA溶液を含むスラリーの水系液体に対する溶解性を低下させる上では、上記(イ)に基づき、スラリーに用いられたポリビニルアルコールよりも鹸化度が高いものが好ましい。同様に、上記(エ)(オ)に基づき、スラリーに用いられたポリビニルアルコールよりも重合度が大きいものが好ましい。こうしたポリビニルアルコールを含むPVA溶液を用いることにより、該PVA溶液を含むスラリーの水系液体に対する溶解性を効率よく低下させることができる。   In addition, what has the same physical property as what was used for the said slurry for modeling can be used for the polyvinyl alcohol dissolved in this PVA solution. However, in order to reduce the solubility of the slurry containing the PVA solution in an aqueous liquid, those having a higher saponification degree than the polyvinyl alcohol used in the slurry are preferable based on the above (a). Similarly, based on the above (e) (e), those having a degree of polymerization greater than the polyvinyl alcohol used in the slurry are preferred. By using such a PVA solution containing polyvinyl alcohol, the solubility of the slurry containing the PVA solution in an aqueous liquid can be efficiently reduced.

次に、上記組成のスラリーを用いた造形方法について、図1〜図5を参照してさらに詳細に説明する。図2,3,4は、上記各工程にて実施される処理を模式的に示している。
図1に示したように、この造形方法では、まず、犠牲層形成工程(ステップS10:図2(a))にて、例えばガラス基板やプラスチックシート等の基板1(基体)上に、例えば厚さが200μmになるように、上記スラリーを塗布することによって、スラリーからなる層の最下層としての犠牲層2を形成する。なお、スラリーの塗布には、公知の方法であるスキージ法、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、及びスピンコート法等、基板1上に略均一な厚さを有したスラリーの層を形成可能な方法を用いることができる。
Next, the modeling method using the slurry having the above composition will be described in more detail with reference to FIGS. 2, 3, and 4 schematically show processing performed in each of the above steps.
As shown in FIG. 1, in this modeling method, first, in the sacrificial layer forming step (step S10: FIG. 2 (a)), for example, on a substrate 1 (base) such as a glass substrate or a plastic sheet, The sacrificial layer 2 is formed as the lowermost layer of the slurry layer by applying the slurry so that the thickness is 200 μm. For applying the slurry, a known method such as a squeegee method, a screen printing method, a doctor blade method, and a spin coating method can form a slurry layer having a substantially uniform thickness on the substrate 1. Can be used.

次いで、積層体形成工程(ステップS20)が実施される。この積層体形成工程(ステップS20)は、図1に示したように、スラリー層造形工程(ステップS21)、紫外線硬化樹脂滴下工程(ステップS22)、PVA溶液滴下工程(ステップS23)、紫外線照射工程(ステップS24)が順に繰り返し実施されて犠牲層2に積層体60(図4(c)参照)を形成する工程である。なお、本実施形態では、図5に示す造形物70を造形する場合について説明する。この造形物70は、後述する5つの造形部12,22,32,42,52を順に積層したものであり、造形部32においては、下の層の造形部22及び上の層の造形部42に対して積層方向と直交する方向に張り出した張り出し部32aを有している。   Subsequently, a laminated body formation process (step S20) is implemented. This laminated body formation process (step S20) is a slurry layer shaping | molding process (step S21), an ultraviolet curable resin dripping process (step S22), a PVA solution dripping process (step S23), and an ultraviolet irradiation process, as shown in FIG. (Step S24) is a process in which the stacked body 60 (see FIG. 4C) is formed in the sacrificial layer 2 by being repeatedly performed in order. In the present embodiment, a case where the model 70 shown in FIG. 5 is modeled will be described. The modeled object 70 is obtained by sequentially stacking five modeled parts 12, 22, 32, 42, and 52 described later. In the modeled part 32, the modeled part 22 in the lower layer and the modeled part 42 in the upper layer are formed. In contrast, a projecting portion 32a projecting in a direction perpendicular to the stacking direction is provided.

まず、スラリー層形成工程(ステップS21:図2(b))にて、厚さが100μmになるように、上記スラリーを塗布して第1層目のスラリー層11を形成する。なお、スラリー層11の形成に際しても、犠牲層2の形成時と同様、上記公知の方法を用いることができる。   First, in the slurry layer forming step (step S21: FIG. 2B), the slurry is applied to form a first slurry layer 11 so as to have a thickness of 100 μm. In addition, when forming the slurry layer 11, the above-described known method can be used as in the formation of the sacrificial layer 2.

そして、紫外線硬化樹脂滴下工程(ステップS22:図3(a))にて、上記スラリー層11において造形物70(図5参照)の一部を形成するための造形部12に、液滴吐出装置3から結着液としての紫外線硬化樹脂を含んだUVインクIをインクジェット法により吐出する。ここで、スラリー層11内には、上記ポリビニルアルコールによる疎水性粒体の架橋構造が形成されていることによって、疎水性粒体同士は互いに所定の空間を有して配置されているとともに、空間中には水が充填されている。そのため、スラリー層11の上方から、該スラリー層11の表面に向かって吐出されたUVインクIは、上述の空間を通ってスラリー層11の裏面に到達するようになる。つまり、造形部12の全体にUV
インクIが浸透するため、該造形部12の強度が向上される。
Then, in the ultraviolet curable resin dropping step (step S22: FIG. 3A), a droplet discharge device is formed on the modeling portion 12 for forming a part of the modeling object 70 (see FIG. 5) in the slurry layer 11. 3 and the UV ink I containing an ultraviolet curable resin as a binding liquid is ejected by an ink jet method. Here, in the slurry layer 11, the hydrophobic particles are crosslinked with the polyvinyl alcohol so that the hydrophobic particles are arranged with a predetermined space between each other, and the space Inside is filled with water. Therefore, the UV ink I ejected from above the slurry layer 11 toward the surface of the slurry layer 11 reaches the back surface of the slurry layer 11 through the above-described space. That is, UV is applied to the entire modeling unit 12.
Since the ink I penetrates, the strength of the modeling portion 12 is improved.

このようにUVインクIの滴下された造形部12は、紫外線L(図3(c)参照)の照射により硬化して造形物70の一部を構成する結着部分となる。他方、スラリー層11における造形部12以外の領域である未結着部分は、該スラリー層11に形成された造形部12や、スラリー層11の次の層である第2層目のスラリー層21等に形成される造形部22等を機械的に支持するサポート部として機能するようになる。これにより、図5に示すような張り出し部32aを有する造形物70を形成する場合であっても、張り出し部32aを支持するサポート部を別途形成する必要がない。また、張り出し部32aの直下にスラリー層が存在する状態で造形物70の形成が行われることから、造形物70の形成途中において張り出し部32aが欠けることを抑制できる。   Thus, the modeling part 12 to which the UV ink I is dropped becomes a binding part that is cured by irradiation with ultraviolet rays L (see FIG. 3C) and constitutes a part of the modeled object 70. On the other hand, the unbound portion that is a region other than the modeling portion 12 in the slurry layer 11 is the modeling portion 12 formed in the slurry layer 11 or the second slurry layer 21 that is the next layer of the slurry layer 11. It functions as a support part that mechanically supports the modeling part 22 and the like formed on the like. Thereby, even if it is a case where the molded article 70 which has the overhang | projection part 32a as shown in FIG. 5 is formed, it is not necessary to form the support part which supports the overhang | projection part 32a separately. In addition, since the modeled object 70 is formed in a state where the slurry layer exists immediately below the projecting part 32 a, it is possible to suppress the projecting part 32 a from being lost during the formation of the modeled object 70.

上記UVインクIには、カチオンを活性種とする重合反応によって硬化するカチオン重合型の紫外線硬化樹脂を含むものと、ラジカルを活性種とする重合反応によって硬化するラジカル重合型の紫外線硬化樹脂を含むものとがある。本実施の形態においては、これらのいずれに属するUVインクIも用いることができる。ただし、当該UVインクIは、スラリー層11の造形部12に滴下された後、造形部12に含まれる疎水性粒体と共々、硬化させるものである。そのため、UVインクI、特に紫外線硬化樹脂と疎水性粒体とには、相溶性を有する材料を選択することが好ましい。つまり、UVインクIと疎水性粒体には同系の材料を用いること、例えばアクリル系のUVインクIと、アクリル樹脂粉末とを用いることが好ましい。あるいは、UVインクIと、該UVインクIと同系の材料が表面に導入された疎水性粒体とを用いること、例えばアクリル系UVインクIとアクリルシリコーン樹脂粉末とを用いることが好ましい。つまり、ここでいう同系とは、疎水性粒体を構成する繰り返し単位構造の主骨格と、UVインクIに含まれる樹脂の単位構造の主骨格とが同一であることを意味している。また同系とは、該単位構造における側鎖官能基や該単位構造における主骨格の一部が異なるものの、疎水性液状体と上記樹脂との相互作用が疎水性粒体間の相互作用と略同じになる程度に、該単位構造の主骨格同士が一部重複することを意味している。それゆえに、疎水性粒体及び上記樹脂がそれぞれ共重合体である場合には、これらに含まれる原子の組成比が一致していないものも同系であるとする。   The UV ink I includes a cationic polymerization type ultraviolet curable resin that cures by a polymerization reaction using a cation as an active species, and a radical polymerization type ultraviolet curable resin that cures by a polymerization reaction using a radical as an active species. There is a thing. In the present embodiment, any of these UV inks I can be used. However, the UV ink I is dropped onto the modeling part 12 of the slurry layer 11 and then cured together with the hydrophobic particles contained in the modeling part 12. Therefore, it is preferable to select compatible materials for the UV ink I, particularly the ultraviolet curable resin and the hydrophobic particles. That is, it is preferable to use the same material for the UV ink I and the hydrophobic particles, for example, the acrylic UV ink I and the acrylic resin powder. Alternatively, it is preferable to use UV ink I and hydrophobic particles having a material similar to UV ink I introduced on the surface, for example, acrylic UV ink I and acrylic silicone resin powder. That is, here, the same system means that the main skeleton of the repeating unit structure constituting the hydrophobic particles and the main skeleton of the unit structure of the resin contained in the UV ink I are the same. In addition, the same system is different in the side chain functional group in the unit structure and part of the main skeleton in the unit structure, but the interaction between the hydrophobic liquid and the resin is substantially the same as the interaction between the hydrophobic particles. This means that the main skeletons of the unit structure partially overlap each other. Therefore, when each of the hydrophobic particles and the resin is a copolymer, those in which the composition ratios of the atoms contained in these particles are not the same are assumed to be the same system.

続いて、PVA溶液滴下工程(ステップS23:図3(b))にて、スラリー層11内において上記造形部12を囲むように、液滴吐出装置3からPVA溶液Fをスラリー層11にインクジェット法により吐出する。この液滴吐出装置3によるPVA溶液Fの吐出は、スラリー層11におけるPVA溶液Fの吐出に関する情報を規定した吐出データに基づいて行われる。この吐出データは、例えば造形物70の断面データに基づいて予め生成されるデータであって、PVA溶液Fの吐出位置やその位置における吐出回数などが規定されているデータである。スラリー層11の上方からスラリー層11の表面に吐出されたPVA溶液は、UVインクIと同様、疎水性粒体によって形成されている空間を通じてスラリー層11に浸透し、やがて裏面や造形部12に連なる位置に到達する。そしてPVA溶液Fが浸透した部位は、PVA溶液Fが浸透しなかった部位に比べて、ポリビニルアルコールの密度が高められることで粒体同士の架橋構造がより強固なものとなり水系液体に対する溶解性が低くなる。すなわち、スラリー層11のうち造形部12以外の部位は、PVA溶液Fが浸透した低溶解性サポート部13と、PVA溶液Fが浸透しなかった高溶解性サポート部14とによって構成される。つまり、サポート部を除去する際には、造形物70を支持している低溶解性サポート部13が、高溶解性サポート部14が除去されたあとで除去されることになる。このようにサポート部が段階的に除去されることによって、サポート部が一気に除去される場合に比べて、サポート部の除去にともなう機械的負荷が造形物70の特定の部位に対して集中的に作用することを抑えることができる。それゆえ、サポート部の除去にともなう造形物70の変形を抑えることができる。   Subsequently, in the PVA solution dropping step (step S23: FIG. 3B), the PVA solution F is applied to the slurry layer 11 from the droplet discharge device 3 so as to surround the modeling portion 12 in the slurry layer 11. To discharge. The discharge of the PVA solution F by the droplet discharge device 3 is performed based on discharge data that defines information related to the discharge of the PVA solution F in the slurry layer 11. The discharge data is data that is generated in advance based on the cross-sectional data of the model 70, for example, and is data that defines the discharge position of the PVA solution F, the number of discharges at that position, and the like. Like the UV ink I, the PVA solution discharged from above the slurry layer 11 onto the surface of the slurry layer 11 penetrates the slurry layer 11 through the space formed by the hydrophobic particles, and eventually enters the back surface and the modeling portion 12. Reach the continuous position. And the site | part which the PVA solution F osmose | permeated becomes stronger than the site | part which the PVA solution F did not osmose | permeate, the cross-linking structure of a particle | grain is strengthened, and the solubility with respect to an aqueous liquid is improved. Lower. That is, parts other than the modeling part 12 in the slurry layer 11 are constituted by the low solubility support part 13 into which the PVA solution F has penetrated and the high solubility support part 14 into which the PVA solution F has not penetrated. That is, when removing the support part, the low-solubility support part 13 supporting the shaped article 70 is removed after the high-solubility support part 14 is removed. By removing the support part in stages as described above, the mechanical load accompanying the removal of the support part is concentrated on a specific part of the molded article 70 as compared with the case where the support part is removed at once. It can suppress acting. Therefore, it is possible to suppress deformation of the modeled object 70 due to the removal of the support part.

なお、紫外線硬化樹脂滴下工程(ステップS22)の前にPVA溶液滴下工程(ステップS23)を実施することも可能である。しかしながら、スラリー層11の中でもPVA溶液Fが浸透した部位には、UVインクIが浸透しにくくなるため、造形部12となる部位にまでPVA溶液Fが浸透するとなれば造形部12の一部にしかUVインクIが浸透せず、造形部12の形状精度が低下してしまう虞がある。この点、本実施形態のように、UVインクIを造形部12に浸透させてからPVA溶液Fをスラリー層11に吐出することによって、造形部12、ひいては造形物70の形状精度が低下することを抑えることができる。一方、UVインクIが浸透した造形部12には、PVA溶液Fも浸透しにくくなるため、造形部12の端に沿う位置でPVA溶液Fの浸透が抑えられることになる。これにより、造形部12を低溶解性サポート部13で確実に支持することができる。そして造形部12を囲むようにPVA溶液Fを吐出することで、スラリー層11における造形部12の周囲を低溶解性サポート部13で覆うことが可能となる。   In addition, it is also possible to implement a PVA solution dripping process (step S23) before an ultraviolet curable resin dripping process (step S22). However, since the UV ink I is less likely to penetrate into the portion of the slurry layer 11 where the PVA solution F has permeated, if the PVA solution F penetrates into the portion that becomes the modeling portion 12, it will be part of the modeling portion 12. However, the UV ink I does not penetrate, and the shape accuracy of the modeling part 12 may be reduced. In this regard, as in the present embodiment, the UV ink I is infiltrated into the modeling portion 12 and then the PVA solution F is discharged to the slurry layer 11, thereby reducing the shape accuracy of the modeling portion 12 and consequently the modeling object 70. Can be suppressed. On the other hand, since the PVA solution F is less likely to penetrate into the modeling portion 12 into which the UV ink I has penetrated, the penetration of the PVA solution F at the position along the end of the modeling portion 12 is suppressed. Thereby, the modeling part 12 can be reliably supported by the low solubility support part 13. Then, by discharging the PVA solution F so as to surround the modeling part 12, it is possible to cover the periphery of the modeling part 12 in the slurry layer 11 with the low solubility support part 13.

また、PVA溶液Fは、水系溶媒にPVAを溶解させたものである。そのため、PVA溶液Fが吐出された部位では、該PVA溶液Fが含む水系溶媒にスラリー層11の一部が溶解することになるが、これが過度に溶解してしまうとなればスラリー層11の表面に凹凸が形成される虞がある。上記サポート部13,14は、溶解させる水系液体の温度が高くなるほど該液体に溶解しやすくなるため、上述したPVA溶液Fの吐出によるスラリー層11の過度な溶解を抑制するうえでは、吐出されるPVA溶液Fではスラリー層11が該PVA溶液Fの水系溶媒に溶解しにくくなるように造形用スラリー及びPVA溶液Fを生成することが好ましい。   The PVA solution F is obtained by dissolving PVA in an aqueous solvent. Therefore, in the part where the PVA solution F is discharged, a part of the slurry layer 11 is dissolved in the aqueous solvent contained in the PVA solution F. If this is excessively dissolved, the surface of the slurry layer 11 is dissolved. Concavities and convexities may be formed on the surface. Since the support parts 13 and 14 are more easily dissolved in the liquid as the temperature of the aqueous liquid to be dissolved becomes higher, the support parts 13 and 14 are discharged in order to suppress excessive dissolution of the slurry layer 11 due to the discharge of the PVA solution F described above. In the PVA solution F, it is preferable to generate the molding slurry and the PVA solution F so that the slurry layer 11 is hardly dissolved in the aqueous solvent of the PVA solution F.

その後、紫外線照射工程(ステップS24:図3(c))にて、上記スラリー層11全体に紫外線Lが照射されることによって、造形部12が硬化される。なお、紫外線Lは、スラリー層11の全体に照射されなくともよく、少なくともスラリー層11のうちの造形部12に照射されればよい。また、紫外線Lの照射は、例えば上記液滴吐出装置3に搭載された紫外線照射装置によって、造形部12へのUVインクIの滴下と交互に行うことも可能であり、また該液滴吐出装置3とは別に設けられた紫外線照射装置によって、スラリー層毎に行うことが可能である。   Then, the modeling part 12 is hardened | cured by irradiating the ultraviolet-ray L to the said slurry layer 11 whole at an ultraviolet irradiation process (step S24: FIG.3 (c)). Note that the ultraviolet light L does not have to be applied to the entire slurry layer 11, and at least the modeling part 12 in the slurry layer 11 may be applied. Further, the irradiation with the ultraviolet light L can be performed alternately with the dropping of the UV ink I onto the modeling unit 12 by, for example, the ultraviolet irradiation device mounted on the droplet discharging device 3. 3 can be carried out for each slurry layer by an ultraviolet irradiation device provided separately from 3.

上述したスラリー層形成工程(ステップS21)から上記紫外線照射工程(ステップS24)までの4工程が、造形物70を構成する造形部12,22,32,42,52の全てが形成されるまで繰り返し実施される。このように、層形成工程から紫外線照射工程までの4工程を順に繰り返すことにより、複数の層から構成される積層体60(図4(c)参照)を形成することができるため、当該造形方法によって形成される造形物70の形状に係る自由度が高くなる。   The four steps from the slurry layer forming step (step S21) to the ultraviolet irradiation step (step S24) described above are repeated until all of the modeling parts 12, 22, 32, 42, and 52 constituting the modeled object 70 are formed. To be implemented. Thus, since the laminated body 60 (refer FIG.4 (c)) comprised from a some layer can be formed by repeating 4 processes from a layer formation process to an ultraviolet irradiation process in order, the said modeling method The degree of freedom related to the shape of the shaped object 70 formed by the above becomes higher.

ここで、造形物70は、3層目の造形部32に張り出し部32aを有している。そのため、第2層目のスラリー層21に関わるPVA溶液滴下工程(ステップS23)においては、図3(d)に示されるように、造形部22の周辺に加えて、張り出し部32aに重なる部位の全域にわたってPVA溶液Fが吐出される。つまり、張り出し部32aは、PVA溶液Fが塗布された低溶解性サポート部23に重なるかたちで形成される。   Here, the modeled object 70 has an overhang part 32a in the modeled part 32 of the third layer. Therefore, in the PVA solution dropping step (step S23) related to the second slurry layer 21, as shown in FIG. 3D, in addition to the periphery of the modeling portion 22, the portion overlapping the overhanging portion 32a. The PVA solution F is discharged over the entire area. In other words, the overhanging portion 32a is formed so as to overlap the low solubility support portion 23 to which the PVA solution F is applied.

こうした構成であれば、PVA溶液Fが浸透した部位にはUVインクIが浸透しにくいことから、図4(a)に示されるように、張り出し部32aを形成するためにスラリー層31の全域にわたってUVインクIが吐出されたとしても、該UVインクIがスラリー層21に浸透してくることを抑えることができる。これにより、UVインクIのスラリー層21への浸透によって張り出し部32aの形状精度が低下することを抑えることができる。またUVインクIがスラリー層21にまで浸透してしまうと、スラリー層31におけるUVインクIの密度が低下してしまうことで張り出し部32aの機械的強度が低下する。
しかしながら、上述した構成であれば、スラリー層21へのUVインクIの浸透が抑えられることから、張り出し部32aの機械的強度の低下を抑えることもできる。
With such a configuration, since the UV ink I hardly permeates into the portion into which the PVA solution F has permeated, as shown in FIG. 4A, the entire slurry layer 31 is formed to form the overhanging portion 32a. Even if the UV ink I is ejected, the penetration of the UV ink I into the slurry layer 21 can be suppressed. Thereby, it can suppress that the shape accuracy of the overhang | projection part 32a falls by penetration | infiltration to the slurry layer 21 of UV ink I. FIG. Further, when the UV ink I penetrates into the slurry layer 21, the density of the UV ink I in the slurry layer 31 is lowered, so that the mechanical strength of the overhanging portion 32a is lowered.
However, with the configuration described above, since the penetration of the UV ink I into the slurry layer 21 is suppressed, it is possible to suppress a decrease in the mechanical strength of the overhanging portion 32a.

また、4層目のスラリー層41に関わるPVA溶液滴下工程(ステップS23)においても、図4(b)に示されるように、スラリー層31の張り出し部32aに重なる部位にPVA溶液Fが吐出される。こうした構成であれば、張り出し部32aは、スラリー層21における低溶解性サポート部23とスラリー層41における低溶解性サポート部43とに挟まれることになる。すなわち、積層方向において、張り出し部32aを低溶解性サポート部で覆うことが可能になる。   Also in the PVA solution dropping step (step S23) related to the fourth slurry layer 41, as shown in FIG. 4B, the PVA solution F is discharged to a portion overlapping the projecting portion 32a of the slurry layer 31. The With such a configuration, the overhanging portion 32 a is sandwiched between the low solubility support portion 23 in the slurry layer 21 and the low solubility support portion 43 in the slurry layer 41. That is, in the stacking direction, the overhanging portion 32a can be covered with the low solubility support portion.

そして、図4(c)に示されるように、第5層目の造形部52を形成するために、再び上記スラリー層形成工程(ステップS21)から上記紫外線照射工程(ステップS24)までが実施されることによって、犠牲層2の上に積層体60が形成される。   And as shown in FIG.4 (c), in order to form the modeling part 52 of the 5th layer, from the said slurry layer formation process (step S21) to the said ultraviolet irradiation process (step S24) is implemented again. Thus, the stacked body 60 is formed on the sacrificial layer 2.

こうして犠牲層2の上に積層体60が形成されると、次にサポート部除去工程(ステップS30)が実施される。本実施形態のサポート部除去工程(ステップS30)は、水系液体として水を用い、主に高溶解性サポート部14,54を溶解させるための第1除去工程(ステップS31)と、低溶解性サポート部13,23,43,53を溶解させるための第2除去工程(ステップS32)とで構成される。   When the stacked body 60 is thus formed on the sacrificial layer 2, a support portion removing step (step S30) is then performed. The support part removing step (step S30) of the present embodiment uses water as the aqueous liquid, and the first removing step (step S31) mainly for dissolving the high solubility support parts 14 and 54, and the low solubility support. And a second removal step (step S32) for dissolving the parts 13, 23, 43, 53.

第1除去工程(ステップS31)は、低溶解性サポート部13,23,43,53が溶解しにくい温度の水である第1の液体に積層体60を浸漬すること、第1の液体を積層体60に対して所定の圧力で吹き付けること等によって行われる。これにより、図4(d)に示されるように、犠牲層2が溶解して基板1が離脱するとともに、高溶解性サポート部14,54が溶解し、低溶解性サポート部13,23,43,53で構成された低溶解性サポート部63が造形物70に付着した状態の積層体61が形成される。   In the first removal step (step S31), the laminated body 60 is immersed in a first liquid which is water having a temperature at which the low solubility support portions 13, 23, 43, 53 are difficult to dissolve, and the first liquid is laminated. This is performed by spraying the body 60 with a predetermined pressure. As a result, as shown in FIG. 4D, the sacrificial layer 2 is dissolved and the substrate 1 is detached, and the high-solubility support portions 14 and 54 are dissolved, and the low-solubility support portions 13, 23, and 43 are dissolved. , 53 to form a laminate 61 in a state in which the low-solubility support portion 63 is attached to the model 70.

続く第2除去工程(ステップS32)は、第1の液体よりも温度が高く低溶解性サポート部63が溶解しやすい水である第2の液体に積層体61を浸漬すること、第2の液体を積層体61に対して所定の圧力で吹き付けること等によって行われる。これにより、図5に示されるように、低溶解性サポート部63が溶解して造形物70が出現する。   In the subsequent second removal step (step S32), the laminate 61 is immersed in a second liquid that is water having a temperature higher than that of the first liquid and in which the low-solubility support part 63 is easy to dissolve, the second liquid For example, by spraying the laminated body 61 with a predetermined pressure. Thereby, as FIG. 5 shows, the low solubility support part 63 melt | dissolves and the molded article 70 appears.

ここで、第1の液体を用いて低溶解性サポート部63を溶解させることも可能である。しかしながら、低溶解性サポート部63の溶解に多大な時間を要してしまい、造形物70の生産性が大幅に低下する。これに対して、本実施形態の第2除去工程では、第1の液体よりも温度が高い水である第2の液体を用いて低溶解性サポート部63を溶解させている。こうした構成であれば、サポート部を段階的に除去しつつ、低溶解性サポート部63の溶解時間を短縮することができる。   Here, it is also possible to dissolve the low-solubility support part 63 using the first liquid. However, it takes a long time to dissolve the low-solubility support part 63, and the productivity of the shaped article 70 is greatly reduced. On the other hand, in the second removal step of the present embodiment, the low solubility support portion 63 is dissolved using the second liquid that is water having a temperature higher than that of the first liquid. With such a configuration, the dissolution time of the low solubility support part 63 can be shortened while removing the support part in stages.

このようにサポート部を高溶解性サポート部14,54と低溶解性サポート部63とで構成することによって、互いに条件の異なる第1除去工程(ステップS31)と第2除去工程(ステップS32)とでサポート部除去工程(ステップS30)を構成することも可能になる。   Thus, by comprising a support part by the high solubility support parts 14 and 54 and the low solubility support part 63, the 1st removal process (step S31) and the 2nd removal process (step S32) from which conditions differ mutually. Thus, the support part removing step (step S30) can be configured.

例えば、第1除去工程(ステップS31)においては、低溶解性サポート部63によって造形物70が支持され続けることになることから、高溶解性サポート部14,54の除去にともなう造形物70への機械的負荷が低溶解性サポート部63に分散されることになる。このことから、例えば積層体61に吹き付ける水系液体の圧力を上げる等、造形物70に対する機械的負荷が大きい条件のもとで第1除去工程を実施したとしても、造形物70の変形を抑えることができる。   For example, in the first removal step (step S31), the molded article 70 is continuously supported by the low solubility support portion 63, so that the molded article 70 is removed along with the removal of the high solubility support portions 14 and 54. The mechanical load is distributed to the low solubility support part 63. For this reason, even if the first removal step is performed under a condition in which the mechanical load on the modeled object 70 is large, such as increasing the pressure of the aqueous liquid sprayed on the laminate 61, the deformation of the modeled object 70 is suppressed. Can do.

また例えば、第2除去工程(ステップS32)においては、第1の液体よりも低溶解性サポート部63が溶解しにくい条件の水系液体を用い、第1の液体よりもさらに時間をかけて低溶解性サポート部63を除去することも可能である。こうした構成であれば、サポート部の除去にともなう造形物70の変形、特に微細構造の部分における変形を確実に抑えることができる。   Further, for example, in the second removal step (step S32), an aqueous liquid having a condition in which the low-solubility support part 63 is more difficult to dissolve than the first liquid is used, and it takes less time than the first liquid to dissolve less. It is also possible to remove the sex support part 63. With such a configuration, it is possible to reliably suppress the deformation of the shaped article 70 accompanying the removal of the support portion, particularly the deformation in the fine structure portion.

なお、造形用スラリーの構成材料であるポリビニルアルコールの重合度を300以上1000以下とするとともに、鹸化度を85以上90以下とすれば、高溶解性サポート部14,54の水系液体に対する溶解度の低下を抑制することができる。そのため、上述した重合度と鹸化度とを有したポリビニルアルコールからなる構成の造形用スラリーでは、サポート部除去工程(ステップS30)に際して、上記積層体60から高溶解性サポート部14,54のみを容易に取り除くことができるという点で好ましい。   If the polymerization degree of polyvinyl alcohol, which is a constituent material of the molding slurry, is 300 or more and 1000 or less and the saponification degree is 85 or more and 90 or less, the solubility of the high solubility support parts 14 and 54 in the aqueous liquid is reduced. Can be suppressed. Therefore, in the molding slurry composed of polyvinyl alcohol having the above-described polymerization degree and saponification degree, only the highly soluble support parts 14 and 54 are easily removed from the laminate 60 in the support part removing step (step S30). It is preferable in that it can be removed.

また、サポート部除去工程に用いられた水には各サポート部を構成していた疎水性粒体が含まれている。上述のように、サポート部を構成する疎水性粒体は水に溶解し難いため、上記水を濾過する等によって疎水性粒体を抽出することができる。つまり、上記サポート部除去工程に続いて、疎水性粒体の抽出工程を行うようにしてもよい。こうして抽出された疎水性粒体は、スラリーの構成材料として再利用することができる。
・造形用スラリー
(A)疎水性粒体 シャリーヌR−170S(粒径30μm)(日信化学工業(株)製)(シャリーヌ:登録商標)
(B)水系溶媒 水
(C)両親媒性ポリマー ポバールJP−03(日本酢ビ・ポバール(株)製、重合度300、鹸化度86.0〜90.0(88))
・組成比 (A):(B):(C)=7:3.1:0.22(単位g)
・各スラリー層の厚さ 100μm
・UVインク アクリル系のUVインク
・PVA溶液
(D)水系溶媒 水
(E)両親媒性ポリマー ポバールJT−05(日本酢ビ・ポバール(株)製、重合度500、鹸化度93.5〜95.5(94.5))
・組成比 (D):(E)=3.1:0.22(単位g)
以上説明したように、本実施の形態に係る造形方法によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
In addition, the water used in the support portion removing step includes hydrophobic particles that constitute each support portion. As described above, since the hydrophobic particles constituting the support portion are difficult to dissolve in water, the hydrophobic particles can be extracted by filtering the water. That is, you may make it perform the extraction process of a hydrophobic particle following the said support part removal process. The hydrophobic particles extracted in this way can be reused as a constituent material of the slurry.
-Slurry for modeling (A) Hydrophobic granules Charine R-170S (particle size 30 μm) (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) (Charine: registered trademark)
(B) Aqueous solvent Water (C) Amphiphilic polymer Poval JP-03 (manufactured by Nippon Vinegar Poval Co., Ltd., polymerization degree 300, saponification degree 86.0-90.0 (88))
Composition ratio (A) :( B) :( C) = 7: 3.1: 0.22 (unit: g)
・ Thickness of each slurry layer 100μm
UV ink Acrylic UV ink PVA solution (D) Aqueous solvent Water (E) Amphiphilic polymer Poval JT-05 (Nippon Vinegar-Poval Co., Ltd., polymerization degree 500, saponification degree 93.5 to 95) .5 (94.5))
Composition ratio (D) :( E) = 3.1: 0.22 (unit: g)
As described above, according to the modeling method according to the present embodiment, the effects listed below can be obtained.

(1)積層体形成工程(ステップS20)は、スラリー層にPVA溶液Fを吐出して、吐出されたPVA溶液Fが造形部に連なるように浸透させるPVA溶液滴下工程(ステップS23)を含む構成とした。こうした構成によってサポート部は、水系液体に対する溶解性が相対的に高い高溶解性サポート部14,54と相対的に低い低溶解性サポート部13,23,43,53とによって構成される。こうした構成によれば、サポート部が段階的に除去されることから、サポート部が一気に除去される場合に比べて、サポート部の除去にともなう機械的負荷が造形物70の特定の部位に対して集中的に作用することを抑えることができる。それゆえ、サポート部除去工程(ステップS30)における造形物70の変形を抑えることができる。   (1) The laminated body forming step (step S20) includes a PVA solution dropping step (step S23) in which the PVA solution F is discharged to the slurry layer and penetrated so that the discharged PVA solution F is continuous with the modeling portion. It was. With such a configuration, the support portion is composed of the high solubility support portions 14 and 54 having a relatively high solubility in the aqueous liquid and the low solubility support portions 13, 23, 43, and 53 having a relatively low solubility. According to such a configuration, since the support portion is removed step by step, the mechanical load accompanying the removal of the support portion is applied to a specific part of the shaped article 70 as compared with the case where the support portion is removed at a stretch. It can suppress acting intensively. Therefore, it is possible to suppress deformation of the modeled object 70 in the support part removing step (step S30).

(2)PVA溶液滴下工程(ステップS23)において、PVA溶液Fを各スラリー層の造形部を囲むように吐出した。こうした構成であれば、造形部を低溶解性サポート部で囲むことが可能である。そのため、微細構造のような機械的強度が低い部位を構成する造形部を、積層方向と直交する方向において、低溶解性サポート部で覆うことが可能になる
。その結果、サポート部除去工程(ステップS30)における造形物70の変形をさらに抑えることができる。
(2) In the PVA solution dropping step (step S23), the PVA solution F was discharged so as to surround the shaped portion of each slurry layer. With such a configuration, it is possible to surround the modeling part with the low solubility support part. Therefore, it becomes possible to cover the modeling part which comprises a site | part with low mechanical strength like a fine structure with a low solubility support part in the direction orthogonal to the lamination direction. As a result, it is possible to further suppress deformation of the modeled object 70 in the support part removing step (step S30).

(3)スラリー層21におけるPVA溶液滴下工程(ステップS23)では、次の層であるスラリー層31の造形部32が有する張り出し部32aと重なる部位にもPVA溶液Fを吐出した。こうした構成であれば、スラリー層31に吐出されたUVインクIがスラリー層21に浸透してくることを抑えることができる。これにより、張り出し部32aに関する形状精度及び機械的強度の低下を抑えることができる。   (3) In the PVA solution dropping step (step S23) in the slurry layer 21, the PVA solution F was also discharged to a portion overlapping the overhanging portion 32a of the modeling portion 32 of the slurry layer 31 that is the next layer. With such a configuration, it is possible to suppress the UV ink I discharged to the slurry layer 31 from penetrating into the slurry layer 21. Thereby, the fall of the shape precision regarding the overhang | projection part 32a and mechanical strength can be suppressed.

(4)スラリー層41におけるPVA溶液滴下工程(ステップS23)では、前の層であるスラリー層31の造形部32が有する張り出し部32aと重なる部位にもPVA溶液Fを吐出した。これにより、積層方向において、張り出し部32aを低溶解性サポート部23,43で覆うことができる。その結果、サポート部除去工程(ステップS30)において、張り出し部32aの変形を確実に抑えることができる。   (4) In the PVA solution dropping step (step S23) in the slurry layer 41, the PVA solution F was also discharged to a portion overlapping with the overhanging portion 32a of the modeling portion 32 of the slurry layer 31 as the previous layer. Thereby, the overhang | projection part 32a can be covered with the low solubility support parts 23 and 43 in the lamination direction. As a result, in the support part removing step (step S30), the deformation of the projecting part 32a can be reliably suppressed.

(5)紫外線硬化樹脂滴下工程(ステップS22)のあとでPVA溶液滴下工程(ステップS23)を実施した。こうした構成であれば、UVインクIが造形部に浸透してからPVA溶液Fが吐出される。これにより造形部の形状精度、ひいては造形物70の形状精度が低下することを抑えることができる。   (5) The PVA solution dropping step (step S23) was performed after the ultraviolet curable resin dropping step (step S22). With such a configuration, the PVA solution F is discharged after the UV ink I has permeated the modeling portion. Thereby, it can suppress that the shape accuracy of a modeling part and by extension, the shape accuracy of the molded article 70 fall.

(6)しかも、造形部の端に沿う位置でPVA溶液Fの浸透が抑えられることから、低溶解性サポート部による造形部の支持がより確実なものとなる。
(7)水系液体に対する溶解性が相対的に高い高溶解性サポート部14,54と相対的に低い低溶解性サポート部13,23,43,53とでサポート部を構成した。こうした構成によれば、高溶解性サポート部14,54を除去するための第1除去工程(ステップS31)と低溶解性サポート部13,23,43,53を除去するための第2除去工程(ステップS32)とを異なる条件の下で実施することができる。このようにサポート部の除去方法に関わる自由度が高められることから、サポート部の除去にともなう造形物の変形を抑えつつ、造形物の形状や生産性など、造形物に関わる要求に対して柔軟に対応することも可能となる。
(6) Moreover, since the penetration of the PVA solution F is suppressed at a position along the end of the modeling part, the support of the modeling part by the low-solubility support part becomes more reliable.
(7) The support part was comprised by the high solubility support part 14 and 54 with relatively high solubility with respect to an aqueous liquid, and the low solubility support part 13, 23, 43, and 53 with comparatively low solubility. According to such a configuration, the first removal step (step S31) for removing the high solubility support portions 14, 54 and the second removal step (step S31) for removing the low solubility support portions 13, 23, 43, 53 (step S31). Step S32) can be carried out under different conditions. Since the degree of freedom related to the removal method of the support part is increased in this way, it is possible to flexibly meet the demands related to the shaped object, such as the shape and productivity of the shaped object, while suppressing the deformation of the shaped object due to the removal of the support part. It is also possible to correspond to.

(8)水系溶媒である水と、疎水性粒体である樹脂の粒体と、両親媒性ポリマーであるポリビニルアルコールとからスラリーを構成するようにした。これにより、造形物70を形成する樹脂粒体が、水及びポリビニルアルコールとともに混合されることによって、懸濁液であるスラリー中に存在する。また、当該スラリーにおいては、ポリビニルアルコールにおける炭化水素鎖が樹脂粒体と親和性を有するため、粒体同士がポリビニルアルコールを介して繋がれた状態にある。つまり、樹脂粒体同士は、互いに独立した状態にあるのではなく、ポリビニルアルコールの介在によって互いに架橋された状態にある。そのため、造形物70の形成に際して、スラリーに振動等が与えられたとしても、樹脂粒体は、粒体間の架橋によって形成された構造中に保持されることから、粒体の飛散が抑制されるようになる。   (8) A slurry was formed from water as an aqueous solvent, resin particles as hydrophobic particles, and polyvinyl alcohol as an amphiphilic polymer. Thereby, the resin granule which forms the molded article 70 is mixed with water and polyvinyl alcohol, and exists in the slurry which is a suspension. Moreover, in the said slurry, since the hydrocarbon chain | strand in polyvinyl alcohol has affinity with a resin particle, it exists in the state with which the particle | grains were connected via polyvinyl alcohol. That is, the resin particles are not in an independent state, but are in a state of being cross-linked with each other through the intervention of polyvinyl alcohol. Therefore, even when vibration or the like is given to the slurry during formation of the shaped object 70, the resin particles are held in the structure formed by the cross-linking between the particles, so that the scattering of the particles is suppressed. Become so.

(9)インクジェット法を用いてPVA溶液Fを塗布した。インクジェット法は、吐出する位置や吐出量に関して液滴の単位で変更することが可能である。そのため、PVA溶液Fの塗布に関し、塗布する位置や塗布量に関して液滴の単位で変更することが可能である。それゆえ、低溶解性サポート部の形成位置及び機械的強度に関する自由度を向上させることができる。   (9) The PVA solution F was applied using an inkjet method. In the ink jet method, the discharge position and the discharge amount can be changed in units of droplets. Therefore, regarding the application of the PVA solution F, the position and amount of application can be changed in units of droplets. Therefore, the freedom degree regarding the formation position and mechanical strength of a low solubility support part can be improved.

なお、上記実施の形態は、以下のように適宜変更して実施することも可能である。
・両親媒性ポリマーはポリビニルアルコールに限らず、疎水性粒体の間に介在してこれ
らを繋ぐとともに、該疎水性粒体を水系溶媒中に均一に分散可能な両親媒性ポリマーであればよい。
It should be noted that the above embodiment can be implemented with appropriate modifications as follows.
-The amphiphilic polymer is not limited to polyvinyl alcohol, and may be any amphiphilic polymer that intervenes between the hydrophobic particles and connects them, and can uniformly disperse the hydrophobic particles in the aqueous solvent. .

・両親媒性ポリマーは、主鎖として炭化水素鎖を有するとともに、側鎖として親水性の官能基を有するものに限らず、疎水性の部位と親水性の部位を有するものであって、疎水性の部位によって疎水性粒体間に介在するとともに、親水性の部位によって水系溶媒中に分散可能なものであればよい。   ・ Amphiphilic polymers are not limited to those having a hydrocarbon chain as a main chain and a hydrophilic functional group as a side chain, and have a hydrophobic part and a hydrophilic part, and are hydrophobic. As long as it is intervened between the hydrophobic particles by the part, and can be dispersed in the aqueous solvent by the hydrophilic part.

・紫外線硬化樹脂滴下工程(ステップS22)と紫外線照射工程(ステップS24)との間にPVA溶液滴下工程(ステップS23)を設けた。これに限らず、上述したように紫外線硬化樹脂滴下工程の前にPVA溶液滴下工程を設けてもよいし、紫外線照射工程の後にPVA溶液滴下工程を設けてもよい。   A PVA solution dropping step (Step S23) was provided between the ultraviolet curable resin dropping step (Step S22) and the ultraviolet irradiation step (Step S24). Not only this but a PVA solution dropping process may be provided before an ultraviolet curable resin dropping process as mentioned above, and a PVA solution dropping process may be provided after an ultraviolet irradiation process.

・スラリー層21,41においては、スラリー層31の造形部32における張り出し部32aと重なる部位にもPVA溶液Fを塗布した。これに限らず、スラリー層21,41においては、造形部22,42を囲むようにだけPVA溶液Fを塗布するようにしてもよい。   In the slurry layers 21 and 41, the PVA solution F was also applied to a portion of the slurry layer 31 that overlaps the overhang portion 32 a in the modeling portion 32. Not only this but in the slurry layers 21 and 41, you may make it apply | coat the PVA solution F only so that the modeling parts 22 and 42 may be enclosed.

・上記実施形態では、造形物70の外形の一部が露出するかたちに積層体60を形成した。これを変更して図6に示すように積層体を形成してもよい。図6は、変形例において形成される積層体を模式的に示す図であって、(a)は積層体80の正面図及び背面図、(b)は積層体80の側面図を示している。すなわち、図6に示されるように、造形物70が低溶解性サポート部83によって完全に覆われるように積層体80を形成してもよい。こうした構成によれば、サポート部除去工程(ステップS30)において、造形部、ひいては造形物の変形を確実に抑えることが可能である。なお、こうした態様は、微細構造を有する造形物に対して非常に有効である。   In the above embodiment, the laminate 60 is formed so that a part of the outer shape of the shaped object 70 is exposed. By changing this, a laminate may be formed as shown in FIG. 6A and 6B are diagrams schematically illustrating a laminate formed in the modification, in which FIG. 6A is a front view and a rear view of the laminate 80, and FIG. 6B is a side view of the laminate 80. FIG. . That is, as shown in FIG. 6, the laminate 80 may be formed so that the modeled product 70 is completely covered by the low solubility support portion 83. According to such a configuration, in the support part removing step (step S30), it is possible to surely suppress the deformation of the modeling part and consequently the modeled object. In addition, such an aspect is very effective with respect to the molded article which has a fine structure.

・各スラリー層において造形部の周囲を囲むように低溶解性サポート部を形成した。これを変更して、図7に示すように低溶解性サポート部を形成してもよい。図7は、変形例におけるPVA溶液の塗布態様で形成された積層体を模式的に示す図である。低溶解性サポート部は、未結着部分における結着部分側の端に形成されていればよく、例えば、図7に示される積層体84のように、互いに対向する張り出し部85,86を有する造形物87に対して、該張り出し部85,86に挟まれる柱のように低溶解性サポート部88が形成されるようにPVA溶液Fを塗布してもよい。   -The low solubility support part was formed so that the circumference | surroundings of the modeling part might be enclosed in each slurry layer. By changing this, a low-solubility support part may be formed as shown in FIG. FIG. 7 is a diagram schematically showing a laminate formed by a PVA solution application mode in a modified example. The low-solubility support portion only needs to be formed at the end of the unbound portion on the binding portion side. For example, the low-solubility support portion has overhang portions 85 and 86 that face each other like a laminate 84 shown in FIG. You may apply | coat PVA solution F with respect to the molded article 87 so that the low solubility support part 88 may be formed like the pillar pinched | interposed into this overhang | projection part 85,86.

・積層体形成工程(ステップS20)においてPVA溶液滴下工程(ステップS23)は、例えば造形物の形状等に合わせて、適宜導入される工程であってもよい。つまり、積層体形成工程(ステップS20)において、例えば、微細構造や張り出し部等、機械的強度が小さい部位に関わる積層過程において導入される構成であってもよい。   -In a laminated body formation process (step S20), the process introduced suitably according to the shape etc. of a molded article may be sufficient as a PVA solution dripping process (step S23), for example. That is, in the laminated body forming step (step S20), for example, a configuration introduced in a laminating process related to a portion having a low mechanical strength such as a fine structure or an overhang portion may be used.

・疎水性粒体は樹脂からなる粒体に限らず、他の疎水性粒体、例えば表面に疎水性を有したシリコーン酸化物等の粒体であってもよい。
・疎水性粒体には、その表面に親水基を有するものを用いてもよい。
The hydrophobic particles are not limited to particles made of resin, but may be other hydrophobic particles, for example, particles of silicone oxide having hydrophobicity on the surface.
-As the hydrophobic particles, those having a hydrophilic group on the surface thereof may be used.

・造形用スラリーならびにPVA溶液Fの水系溶媒は水に限らず、無機塩の水溶液等、他の非有機系の水系溶媒であってもよい。
・造形用スラリーならびにPVA溶液Fの水系溶媒は、水に水溶性の有機溶媒を添加したものであってもよい。
The aqueous slurry of the modeling slurry and the PVA solution F is not limited to water, and may be other non-organic aqueous solvents such as an aqueous solution of an inorganic salt.
The water-based solvent of the modeling slurry and the PVA solution F may be a water-soluble organic solvent added to water.

・造形用スラリーならびにPVA溶液Fの水系溶媒は非有機系の溶媒に限らず、造形物
70の形状制御が可能であれば、エタノール、n−プロパノール等のアルコール類、ジエチレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類、ピロリドン系溶媒等の有機溶媒を主成分とする溶媒を用いるようにしてもよい。なおこの場合、造形物70を構成する疎水性流体としては、上記シリコーン酸化物等の有機溶媒に対する溶解性が低いものを用いることが好ましい。
-The aqueous slurry of the slurry for modeling and the PVA solution F is not limited to a non-organic solvent, and if the shape of the model 70 can be controlled, alcohols such as ethanol and n-propanol, polyvalents such as diethylene glycol and glycerin You may make it use the solvent which has organic solvents, such as alcohols and a pyrrolidone-type solvent, as a main component. In this case, it is preferable to use a fluid having low solubility in an organic solvent such as the above-mentioned silicone oxide as the hydrophobic fluid constituting the modeled object 70.

・上記実施形態では、高溶解性サポート部と低溶解性サポート部とによって未結着領域を構成した。つまり、未結着領域が二段階で除去される構成とした。これに限らず、未結着領域を段階的に除去するうえでは、例えば、調整液に溶解させた両親媒性ポリマーが異なる2以上の調整液を用いることにより、未結着領域が三段階以上で除去される構成であってもよい。   In the above embodiment, the unbound region is configured by the high solubility support portion and the low solubility support portion. That is, the unbound region is removed in two steps. In addition to this, in removing the unbound region stepwise, for example, by using two or more adjustment liquids having different amphiphilic polymers dissolved in the adjustment liquid, the unbound region has three or more stages. It may be a configuration that is removed by.

・UVインクI及びPVA溶液Fは、液滴吐出装置3を用いたインクジェット法によってスラリー層11,21,31,41,51に塗布した。これに限らず、例えばUVインクIあるいはPVA溶液Fの塗布位置が規定されたマスクを用いる方法等、他の方法を用いて、スラリー層11,21,31,41,51にUVインクI及びPVA溶液Fを塗布してもよい。   UV ink I and PVA solution F were applied to the slurry layers 11, 21, 31, 41, 51 by an ink jet method using the droplet discharge device 3. Not limited to this, for example, the UV ink I and the PVA are applied to the slurry layers 11, 21, 31, 41, 51 using other methods such as a method using a mask in which the application position of the UV ink I or the PVA solution F is defined. Solution F may be applied.

F…PVA溶液、I…UVインク、L…紫外線、1…基板、2…犠牲層、3…液滴吐出装置、11,21,31,41,51…スラリー層、12,22,32,42,52…造形部、13,23,43,53,63…低溶解性サポート部、14,54…高溶解性サポート部、32a…張り出し部、60,61…積層体、70…造形物、80…積層体、83…低溶解性サポート部、84…積層体、85,86…張り出し部、87…造形物、88…低溶解性サポート部。   F ... PVA solution, I ... UV ink, L ... UV, 1 ... substrate, 2 ... sacrificial layer, 3 ... droplet ejection device, 11,21,31,41,51 ... slurry layer, 12,22,32,42 , 52 ... modeling part, 13, 23, 43, 53, 63 ... low solubility support part, 14, 54 ... high solubility support part, 32a ... overhang part, 60, 61 ... laminate, 70 ... modeled object, 80 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Laminated body, 83 ... Low solubility support part, 84 ... Laminate body, 85, 86 ... Overhang | projection part, 87 ... Modeling thing, 88 ... Low solubility support part.

Claims (8)

疎水性の粒体を結着液で結着することにより造形物を造形する造形方法であって、
前記粒体を含む複数の層を積み重ねつつ各層の一部に前記結着液を塗布し、前記粒体同士が前記結着液を介して結着した結着部分と該結着部分以外の未結着部分とに区画された前記層の積層体を形成する積層体形成工程と、
前記積層体から前記未結着部分を液体を用いて取り除く除去工程とを有し、
前記積層体形成工程では、
前記粒体と水系溶媒と該水系溶媒に溶解された両親媒性ポリマーとを含むスラリーによって前記各層を形成するとともに、
前記未結着部分における前記結着部分側の端で前記液体に対する溶解性が他の部位よりも低くなるように、両親媒性ポリマーを水系溶媒に溶解させた調整液を前記端となる部位に塗布する
ことを特徴とする造形方法。
A modeling method for modeling a molded article by binding hydrophobic particles with a binding liquid,
The binding liquid is applied to a part of each layer while stacking a plurality of layers including the particles, and the particles are bonded to each other via the binding liquid and the remaining portions other than the binding parts. A laminate forming step of forming a laminate of the layers partitioned into a binding portion;
Removing the unbound portion from the laminate using a liquid,
In the laminate forming step,
Forming each layer with a slurry containing the granules, an aqueous solvent and an amphiphilic polymer dissolved in the aqueous solvent;
An adjustment liquid in which an amphiphilic polymer is dissolved in an aqueous solvent is used as the end portion so that the solubility in the liquid at the end of the unbound portion on the binding portion side is lower than other portions. A modeling method characterized by applying.
前記積層体形成工程では、
前記層内において、前記結着部分が前記調整液で囲まれるように前記調整液を前記未結着部分に塗布する
請求項1に記載の造形方法。
In the laminate forming step,
The modeling method according to claim 1, wherein the adjustment liquid is applied to the unbound portion so that the binding portion is surrounded by the adjustment liquid in the layer.
前記積層体形成工程は、
前記層間において、前記調整液が塗布された部分上に前記結着部分を形成する
請求項1または2に記載の造形方法。
The laminate forming step includes
The modeling method according to claim 1, wherein the binding portion is formed on a portion where the adjustment liquid is applied between the layers.
前記積層体形成工程では、
前記層間において、前記結着部分上の前記未結着部分に前記調整液を塗布する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の造形方法。
In the laminate forming step,
The modeling method according to any one of claims 1 to 3, wherein the adjustment liquid is applied to the unbound portion on the bound portion in the interlayer.
前記結着液が塗布されたあとに前記調整液を塗布する
請求項1〜4のいずれか一項に記載の造形方法。
The modeling method according to claim 1, wherein the adjustment liquid is applied after the binding liquid is applied.
前記両親媒性ポリマーは、ポリビニルアルコールである
請求項1〜5のいずれか一項に記載の造形方法。
The modeling method according to any one of claims 1 to 5, wherein the amphiphilic polymer is polyvinyl alcohol.
前記調整液に含まれるポリビニルアルコールの重合度が、前記スラリーに含まれるポリビニルアルコールの重合度よりも大きい
請求項6に記載の造形方法。
The modeling method according to claim 6, wherein a polymerization degree of polyvinyl alcohol contained in the adjustment liquid is larger than a polymerization degree of polyvinyl alcohol contained in the slurry.
前記調整液及び前記スラリーに含まれるポリビニルアルコールの鹸化度が86以上であり、かつ、前記調整液に含まれるポリビニルアルコールの鹸化度が、前記スラリーに含まれるポリビニルアルコールの鹸化度よりも大きい
請求項6または7に記載の造形方法。
The saponification degree of polyvinyl alcohol contained in the adjustment liquid and the slurry is 86 or more, and the saponification degree of polyvinyl alcohol contained in the adjustment liquid is larger than the saponification degree of polyvinyl alcohol contained in the slurry. The modeling method according to 6 or 7.
JP2010182509A 2010-08-17 2010-08-17 Modeling method Expired - Fee Related JP5527098B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010182509A JP5527098B2 (en) 2010-08-17 2010-08-17 Modeling method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010182509A JP5527098B2 (en) 2010-08-17 2010-08-17 Modeling method

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014084497A Division JP5708863B2 (en) 2014-04-16 2014-04-16 Modeling method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012040726A JP2012040726A (en) 2012-03-01
JP5527098B2 true JP5527098B2 (en) 2014-06-18

Family

ID=45897576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010182509A Expired - Fee Related JP5527098B2 (en) 2010-08-17 2010-08-17 Modeling method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5527098B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101769692B1 (en) * 2012-12-13 2017-08-18 캐논 가부시끼가이샤 Method for manufacturing structural body and manufacturing apparatus therefor
JP6273849B2 (en) * 2014-01-15 2018-02-07 セイコーエプソン株式会社 Three-dimensional structure manufacturing method, three-dimensional structure manufacturing apparatus, and ink set
JP2015171782A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 セイコーエプソン株式会社 Apparatus for manufacturing three-dimensional molded article and three-dimensional molded article
JP2015171780A (en) * 2014-03-12 2015-10-01 セイコーエプソン株式会社 Method for manufacturing three-dimensional molded article, apparatus for manufacturing three-dimensional molded article, and three-dimensional molded article
JP2015174361A (en) * 2014-03-17 2015-10-05 セイコーエプソン株式会社 Three-dimensional shaped object production method, and three-dimensional shaped object
CN106457688B (en) 2014-05-29 2020-03-06 三菱化学株式会社 Support material for laminated molding, laminated molded article using same, and method for producing laminated molded article
JP6584101B2 (en) * 2015-03-12 2019-10-02 キヤノン株式会社 Method for manufacturing three-dimensional object and apparatus for manufacturing the same
JP2018051877A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 株式会社Screenホールディングス Method for producing three-dimensional shaped article

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012040726A (en) 2012-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5527098B2 (en) Modeling method
JP5668328B2 (en) Slurry for modeling and modeling method
JP5471939B2 (en) Modeling method
US9770867B2 (en) Method and material system for building models in layers
JP6000342B2 (en) Method and apparatus for producing molded body
JP6921207B2 (en) Manufacture and use of porous bead polymers in 3D printing by binder jetting
JP6658773B2 (en) Three-dimensional object, method for manufacturing three-dimensional object, apparatus for manufacturing three-dimensional object, material set for three-dimensional object, and hydrogel precursor liquid
JP6775760B2 (en) Liquid set for 3D modeling, manufacturing method of 3D model, manufacturing device of 3D model, and hydrogel model
US20110223437A1 (en) Method for the layered construction of plastic models
JP2011245712A (en) Shaping slurry, and shaping method
WO2014056482A1 (en) 3d multi-stage method
JP5708863B2 (en) Modeling method
CN105936129A (en) Three-dimensionally shaped article production apparatus and three-dimensionally shaped article
JP6957159B2 (en) Systems and methods for producing 3D printed matter from different materials with different properties
JP5621400B2 (en) Modeling method
JP5488406B2 (en) Slurry for modeling and modeling method
JP5920498B2 (en) Modeling method
JP5621389B2 (en) Modeling method
WO2019083515A1 (en) Build material slurry
JP5692430B2 (en) Modeling method
JP5725220B2 (en) Modeling method
JP5527097B2 (en) Modeling method
JP5904231B2 (en) Modeling method
JP5831610B2 (en) Modeling method
JP7441413B2 (en) Three-dimensional object, method for manufacturing three-dimensional object, liquid set for three-dimensional object, manufacturing device for three-dimensional object

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130801

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140311

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140318

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140331

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5527098

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees