(57)【要約】【課題】切削に伴う金属造形物の変形を抑制する。【解決手段】造形データの入力工程と、構成材料を用いて構成材料層を形成する構成材料層形成工程と、支持材料を用いて支持材料層を形成する支持材料層形成工程と、構成材料層形成工程と支持材料層形成工程とを実行することにより形成された積層体の構成材料層における切削面を切削する切削面切削工程と、切削面切削工程が実行された積層体に含まれる熱可塑性樹脂を脱脂する脱脂工程と、積層体を加熱することにより金属粒子を焼結する焼結工程と、を有し、支持材料層形成工程は、造形データに基づいて、構成材料層の位置における切削面とは反対側の被支持面に、支持面が接触するよう支持材料層を形成する金属造形物の製造方法。【選択図】図５
2020026549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形データに基づいて金属造形物を製造する金属造形物の製造方法であって、
前記造形データの入力工程と、
前記金属造形物を構成する金属粒子と熱可塑性樹脂とを含む構成材料を用いて、構成材料層を形成する構成材料層形成工程と、
セラミックス粒子と熱可塑性樹脂とを含む支持材料を用いて、前記構成材料層を支持する支持材料層を形成する支持材料層形成工程と、
前記構成材料層形成工程と前記支持材料層形成工程とを実行することにより形成された積層体の前記構成材料層における切削面を切削する切削面切削工程と、
前記切削面切削工程が実行された前記積層体に含まれる熱可塑性樹脂を脱脂する脱脂工程と、
前記積層体を加熱することにより前記金属粒子を焼結する焼結工程と、
を有し、
前記支持材料層形成工程は、前記造形データに基づいて、前記構成材料層の位置における前記切削面とは反対側の被支持面に、支持面が接触するよう前記支持材料層を形成することを特徴とする金属造形物の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された金属造形物の製造方法において、
前記支持材料層形成工程を実行した後に前記構成材料層形成工程を実行し、
前記支持材料層形成工程の実行後、前記構成材料層形成工程の実行前に、前記被支持面を支持する前記支持面を切削する支持材料切削工程を実行することを特徴とする金属造形物の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載された金属造形物の製造方法において、
前記切削面及び前記被支持面は、前記積層体の積層方向と交差する方向に面し、
前記支持材料層形成工程は、前記被支持面を支持する位置に加えて、前記構成材料層における前記積層方向に面する積層方向面を支持する位置にも、前記支持材料層を形成することを特徴とする金属造形物の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載された金属造形物の製造方法において、
前記切削面切削工程が実行された前記積層体における前記積層方向面を支持する前記支持材料層を除去する除去工程と、
前記除去工程が実行された前記積層体における前記積層方向面を切削する積層方向面切削工程と、
を有し、
前記脱脂工程は、前記積層方向面切削工程を実行した後に実行されることを特徴とする金属造形物の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載された金属造形物の製造方法において、
前記脱脂工程の実行前に、前記支持材料層を切削することで前記支持面と交差する方向における前記支持材料層の厚みを調整する厚み調整工程を実行することを特徴とする金属造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な三次元造形物の製造方法が使用されている。このうち、三次元造形物を構成する構成材料と、該構成材料を支持する支持材料と、を用い、製造中の三次元造形物を切削して、三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法がある。  
例えば、特許文献１には、三次元造形物を構成する光硬化樹脂と、該光硬化樹脂を支持する補助材料と、を用い、製造中の三次元造形物を切削して、三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されるような、構成材料と補助材料とを用いて三次元造形物を製造する従来の三次元造形物の製造方法においては、三次元造形物の形状を整えるために、該三次元造形物や補助材を切削することが一般的に行われている。しかし、用いられる材料が金属である場合、硬く、切削の加工が困難である。そこで、金属粒子とバインダー樹脂を含む混合材料から造形した造形体を、脱脂及び焼結工程を経て金属造形物を製造する場合に、混合材料から製造した造形体を金属化する前に切削することで、切削に伴う負荷が軽減される。しかしながら、脱脂及び焼結する前の金属造形物を切削すると、該切削に伴って切削中の金属造形物が変形する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の金属造形物の製造方法は、造形データに基づいて金属造形物を製造する金属造形物の製造方法であって、前記造形データの入力工程と、前記金属造形物を構成する金属粒子と熱可塑性樹脂とを含む構成材料を用いて、構成材料層を形成する構成材料層形成工程と、セラミックス粒子と熱可塑性樹脂とを含む支持材料を用いて、前記構成材料層を支持する支持材料層を形成する支持材料層形成工程と、前記構成材料層形成工程と前記支持材料層形成工程とを実行することにより形成された積層体の前記構成材料層における切削面を切削する切削面切削工程と、前記切削面切削工程が実行された前記積層体に含まれる熱可塑性樹脂を脱脂する脱脂工程と、前記積層体を加熱することにより前記金属粒子を焼結する焼結工程と、を有し、前記支持材料層形成工程は、前記造形データに基づいて、前記構成材料層の位置における前記切削面とは反対側の被支持面に、支持面が接触するよう前記支持材料層を形成することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一の実施形態に係る金属造形物の製造装置の構成を表す概略構成図。
【図２】本発明の一の実施形態に係る金属造形物の製造装置のフラットスクリューを表す概略図。
【図３】本発明の一の実施形態に係る金属造形物の製造装置のフラットスクリューに第１材料が充填されている状態を表す概略図。
【図４】本発明の一の実施形態に係る金属造形物の製造装置のバレルを表す概略図。
【図５】本発明の実施例１に係る金属造形物の製造方法のフローチャート。
【図６】本発明の実施例１に係る金属造形物の製造方法における金属造形物の製造過程を説明するための概略図。
【図７】本発明の実施例２に係る金属造形物の製造方法のフローチャート。
【図８】本発明の実施例２に係る金属造形物の製造方法における金属造形物の製造過程を説明するための概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
最初に、本発明について概略的に説明する。  
上記課題を解決するための本発明の第１の態様の金属造形物の製造方法は、造形データに基づいて金属造形物を製造する金属造形物の製造方法であって、前記造形データの入力工程と、前記金属造形物を構成する金属粒子と熱可塑性樹脂とを含む構成材料を用いて、構成材料層を形成する構成材料層形成工程と、セラミックス粒子と熱可塑性樹脂とを含む支持材料を用いて、前記構成材料層を支持する支持材料層を形成する支持材料層形成工程と、前記構成材料層形成工程と前記支持材料層形成工程とを実行することにより形成された積層体の前記構成材料層における切削面を切削する切削面切削工程と、前記切削面切削工程が実行された前記積層体に含まれる熱可塑性樹脂を脱脂する脱脂工程と、前記積層体を加熱することにより前記金属粒子を焼結する焼結工程と、を有し、前記支持材料層形成工程は、前記造形データに基づいて、前記構成材料層の位置における前記切削面とは反対側の被支持面に、支持面が接触するよう前記支持材料層を形成することを特徴とする。
【０００８】
本態様によれば、切削面の切削を脱脂及び焼結の前に実行するが、造形データに基づく、例えば支持材料層による支持が無い場合には切削面の切削に伴って変形が想定される構成材料層の位置は、支持材料層により支持された状態であるので、切削面を切削することに伴う金属造形物の変形を抑制することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様の金属造形物の製造方法は、前記第１の態様において、前記支持材料層形成工程を実行した後に前記構成材料層形成工程を実行し、前記支持材料層形成工程の実行後、前記構成材料層形成工程の実行前に、前記被支持面を支持する前記支持面を切削する支持材料切削工程を実行することを特徴とする。
【００１０】
本態様によれば、支持材料層を形成した後であって構成材料層を形成する前に、支持材料層の支持面を切削することにより形状を整えることで、該支持面に支持される構成材料層の被支持面を高精度に形成することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様の金属造形物の製造方法は、前記第１又は第２の態様において、前記切削面及び前記被支持面は、前記積層体の積層方向と交差する方向に面し、前記支持材料層形成工程は、前記被支持面を支持する位置に加えて、前記構成材料層における前記積層方向に面する積層方向面を支持する位置にも、前記支持材料層を形成することを特徴とする。
【００１２】
本態様によれば、被支持面を支持する位置に加えて積層方向面を支持する位置にも支持材料層を形成する。このため、切削面を切削することに伴い、構成材料層が被支持面側に変形することを抑制できるだけでなく、構成材料層が積層方向面側に変形することも抑制できる。
【００１３】
本発明の第４の態様の金属造形物の製造方法は、前記第３の態様において、前記切削面切削工程が実行された前記積層体における前記積層方向面を支持する前記支持材料層を除去する除去工程と、前記除去工程が実行された前記積層体における前記積層方向面を切削する積層方向面切削工程と、を有し、前記脱脂工程は、前記積層方向面切削工程を実行した後に実行されることを特徴とする。
【００１４】
本態様によれば、構成材料層の切削面だけでなく積層方向面も切削するので、切削面だけでなく積層方向面も高精度に形成することができる。
【００１５】
本発明の第５の態様の金属造形物の製造方法は、前記第１から第４のいずれか１項の態様において、前記脱脂工程の実行前に、前記支持材料層を切削することで前記支持面と交差する方向における前記支持材料層の厚みを調整する厚み調整工程を実行することを特徴とする。
【００１６】
構成材料層に対して厚く支持材料層が接触していると脱脂にかかる時間は長くなるが、本態様によれば、脱脂を実行する前に、支持材料層を切削することで支持面と交差する方向における支持材料層の厚みを調整するので、脱脂時間を短縮することができる。
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。  
最初に、本発明の一の実施形態に係る金属造形物の製造装置１の概要について図１から図４を参照して説明する。  
ここで、図中のＸ方向は水平方向であり、Ｙ方向は水平方向であるとともにＸ方向と直交する方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。
【００１８】
なお、本明細書における「金属造形物」とは、金属製の三次元造形物を意味する。また、本明細書における「三次元造形」とは、いわゆる立体造形物を形成することを示すものであって、例えば、平板状、例えば１層分の層で構成される形状のように、いわゆる二次元形状の形状であっても厚さを有する形状を形成することも含まれる。また、「支持する」とは、下側から支持する場合の他、横側から支持する場合や、場合によっては上側から支持する場合も含む意味である。
【００１９】
図１で表されるように、本実施形態の金属造形物の製造装置１は、金属造形物を構成する金属粒子と熱可塑性樹脂とを含む構成材料としてのペレット１９を収容するホッパー２を備えている。ホッパー２に収容されたペレット１９は、供給管３を介して、略円柱状のフラットスクリュー４の円周面４ａに供給される。
【００２０】
図２で表されるように、フラットスクリュー４の底面には、円周面４ａから中央部分４ｃまで至る螺旋状の切欠き４ｂが形成されている。このため、フラットスクリュー４を図１で表されるモーター６でＺ方向に沿う方向を回転軸として回転させることにより、図３で表されるように、ペレット１９が円周面４ａから中央部分４ｃまで送られる。
【００２１】
図１で表されるように、フラットスクリュー４の底面と対向する位置には、バレル５が設けられている。そして、バレル５の上面近傍には、ヒーター７及びヒーター８が設けられている。フラットスクリュー４とバレル５とがこのような構成をしていることにより、フラットスクリュー４を回転させることで、フラットスクリュー４の底面とバレル５の上面との間に形成される切欠き４ｂによる空間部分２０にペレット１９は供給されつつ円周面４ａから中央部分４ｃまで移動する。なお、ペレット１９が切欠き４ｂによる空間部分２０を移動する際、ペレット１９は、ヒーター７及びヒーター８の熱により溶解しつつ、また、狭い空間部分２０を移動することに伴う圧力で加圧される。
【００２２】
図１及び図４で表されるように、平面視でバレル５の中央部分には、溶融したペレット１９である構成材料の移動経路５ａが形成されている。図１で表されるように、移動経路５ａは、構成材料を射出する射出部１０のノズル１０ａと繋がっている。なお、図４で表されるように、バレル５の上面には移動経路５ａに繋がる溝５ｂが複数形成されており、第１材料が移動経路５ａに向かって集まり易くなっている。
【００２３】
射出部１０は、流体状態の構成材料をノズル１０ａから連続的に射出することが可能な構成になっている。なお、図１で表されるように、射出部１０には、構成材料を所望の粘度にするためのヒーター９が設けられている。射出部１０から射出される構成材料は、線形の形状で射出される。そして、射出部１０から線状に構成材料を射出することで構成材料層を形成する。
【００２４】
本実施形態の金属造形物の製造装置１では、ホッパー２、供給管３、フラットスクリュー４、バレル５、モーター６及び射出部１０などで射出ユニット２１を形成している。なお、本実施形態の金属造形物の製造装置１は、構成材料を射出する射出ユニット２１の他に、図１では省略されているが、支持材料を射出する射出ユニット２１も備えている。支持材料は構成材料層を支持するための支持材料層を形成するための材料であり、セラミックス粒子と熱可塑性樹脂とを含むペレットである。ただし、支持材料を射出する射出ユニット２１は、構成材料を射出する射出ユニット２１と同様の構成であるため、説明は省略する。
【００２５】
また、図１で表されるように、本実施形態の金属造形物の製造装置１は、射出ユニット２１から射出されることで形成される構成材料層及び支持材料層を載置するためのステージユニット２２を備えている。ステージユニット２２は、実際に構成材料層及び支持材料層が載置されるプレート１１を備えている。また、ステージユニット２２は、プレート１１が載置され、第１駆動部１５を駆動することによりＹ方向に沿って位置を変更可能な第１ステージ１２を備えている。また、ステージユニット２２は、第１ステージ１２が載置され、第２駆動部１６を駆動することによりＸ方向に沿って位置を変更可能な第２ステージ１３を備えている。そして、ステージユニット２２は、第３駆動部１７を駆動することによりＺ方向に沿って第２ステージ１３の位置を変更可能な基体部１４を備えている。
【００２６】
また、図１で表されるように、本実施形態の金属造形物の製造装置１は、射出ユニット２１及びステージユニット２２と電気的に接続され、射出ユニット２１の各種駆動及びステージユニット２２の各種駆動を制御する制御部１８を備えている。なお、図１では不図示であるが、図６で表されるように、制御部１８の制御により駆動する切削部２７を備えている。
【００２７】
次に、本実施形態の金属造形物の製造装置１を用いて行う金属造形物の製造方法について説明する。  
［実施例１］
最初に、図５のフローチャート及び図６を用いて、実施例１の金属造形物の製造方法について説明する。本実施例の金属造形物の製造方法は、金属造形物の製造装置１及び不図示の恒温槽を用いて行った。なお、本実施例の金属造形物の製造方法を実行することにより、図６の一番下の図で表される焼結体２６を作成した。
【００２８】
本実施例の金属造形物の製造方法においては、最初に、図５のフローチャートで表されるように、ステップＳ１１０で、製造する金属造形物の造形データを入力する。金属造形物の造形データの入力元に特に限定はないが、ＰＣなどを用いて造形データを金属造形物の製造装置１に入力できる。
【００２９】
次に、ステップＳ１２０で、ステップＳ１１０で入力した造形データに基づいて、製造される金属造形物の構造計算をする。該構造計算により、支持材料層２５による支持が無い場合には構成材料層２４を切削することにより変形が想定される位置を求める。
【００３０】
次に、ステップＳ１３０で、ステップＳ１２０での構造計算に基づいて、支持材料層２５による支持が無い場合には構成材料層２４を切削することにより変形が想定される位置に支持材料層２５を形成するように造形データを修正する。すなわち、ステップＳ１３０を実行することにより、例えばオーバーハング部分など構成材料層２４の形状を維持するための位置だけでなく、構成材料層２４を切削することにより変形が想定される位置にも、支持材料層２５が形成されるように造形データが修正される。
【００３１】
次に、ステップＳ２１０で、ステップＳ１３０で修正した造形データに基づいて、図６の一番上の図で表されるように、射出部１０から構成材料を射出して１層目の構成材料層２４を形成する。なお、本実施例においては、図６の一番下の図で表される焼結体２６を作成するので、支持材料層２５の形成に先立って本ステップにより構成材料層２４を形成したが、造形する焼結体２６の形状等によっては、構成材料層２４の形成に先立って支持材料層２５を形成してもよい。
【００３２】
次に、ステップＳ２２０で、ステップＳ１３０で修正した造形データに基づいて、図６の上から２番目の図で表されるように、射出部１０から支持材料を射出して２層目から４層目の支持材料層２５を形成する。
【００３３】
次に、ステップＳ２３０で、図６の上から３番目の図で表されるように、切削部２７を用いて２層目から４層目の支持材料層２５の側面２５ａを切削する。
【００３４】
次に、ステップＳ２４０で、図６の上から４番目の図で表されるように、射出部１０から構成材料を射出して２層目から４層目の構成材料層２４を形成する。なお、本ステップの実行前に、ステップＳ２３０で支持材料層２５の側面２５ａを切削することで、該側面２５ａに隣接して形成される構成材料層２４の側面２４ｂの形状を、整えることが可能になる。構成材料層２４が支持材料層２５に倣ように配置されることで、構成材料層２４の側面２４ｂの形状が支持材料層２５の側面２５ａの形状に倣うためである。これによって、優れた表面品質を得ることができる。
【００３５】
次に、ステップＳ２５０で、図６の上から５番目の図で表されるように、切削部２７を用いて２層目から４層目の構成材料層２４の側面２４ａを切削する。
【００３６】
そして、ステップＳ２５０で構成材料層２４の側面２４ａが切削された積層体を恒温槽に移し、ステップＳ４１０で脱脂し、その後ステップＳ４２０で恒温槽において焼結する。そして、恒温槽から該積層体を取り出し、さらに、ステップＳ４３０で該積層体の支持材料層２５を除去することで、図６の一番下で表されるような金属造形物の完成体である焼結体２６とし、本実施例の金属造形物の製造方法を終了する。
【００３７】
上記のように、本実施例の金属造形物の製造方法は、造形データに基づいて金属造形物を製造する金属造形物の製造方法である。そして、ステップＳ１１０に対応する造形データの入力工程を有する。また、ステップＳ２１０及びステップＳ２４０に対応し、金属造形物を構成する金属粒子と熱可塑性樹脂とを含む構成材料を用いて、構成材料層２４を形成する構成材料層形成工程を有する。また、ステップＳ２２０に対応し、セラミックス粒子と熱可塑性樹脂とを含む支持材料を用いて、構成材料層２４を支持する支持材料層２５を形成する支持材料層形成工程を有する。また、ステップＳ２５０に対応し、構成材料層形成工程と支持材料層形成工程とを実行することにより形成された積層体の構成材料層２４における切削面である側面２４ａを切削する切削面切削工程を有する。また、ステップＳ４１０に対応し、切削面切削工程が実行された積層体に含まれる熱可塑性樹脂を脱脂する脱脂工程を有する。また、ステップＳ４２０に対応し、積層体を加熱することにより金属粒子を焼結する焼結工程を有する。ここで、上記のように、支持材料層形成工程では、ステップＳ１１０で入力した造形データであってステップＳ１３０で修正した造形データに基づいて、支持材料層２５による支持が無い場合には切削面切削工程を実行することにより変形が想定される構成材料層２４の位置である側面２４ａとは反対側の被支持面である側面２４ｂに、支持面である側面２５ａが接触するよう支持材料層２５を形成する。
【００３８】
このように、本実施例の金属造形物の製造方法では、切削面である側面２４ａの切削を脱脂及び焼結の前に実行するが、支持材料層２５による支持が無い場合には切削面の切削に伴って変形が想定される構成材料層２４の位置は支持材料層２５により支持された状態である。このため、本実施例の金属造形物の製造方法は、切削面の切削に伴う金属造形物の変形を抑制することができる。なお、製造する金属造形物の形状や切削する位置などにより、構成材料層形成工程と支持材料層形成工程との実行順序は特に限定なく変更してもよい。
【００３９】
また、本実施例の金属造形物の製造方法は、ステップＳ２２０の支持材料層形成工程を実行した後にステップＳ２４０の構成材料層形成工程を実行し、ステップＳ２２０の支持材料層形成工程の実行後、ステップＳ２４０の構成材料層形成工程の実行前に、構成材料層２４における被支持面である側面２４ｂを支持する支持材料層２５の支持面である側面２５ａを切削するステップＳ２３０の支持材料切削工程を実行する。
【００４０】
このように、本実施例の金属造形物の製造方法では、支持材料層２５を形成した後であって構成材料層２４を形成する前に、支持材料層２５の支持面である側面２５ａを切削することにより形状を整える。このため、本実施例の金属造形物の製造方法は、該側面２５ａに支持される構成材料層２４の被支持面である側面２４ｂを高精度に形成することができる。
【００４１】
［実施例２］
次に、図７のフローチャート及び図８を用いて、実施例２の金属造形物の製造方法について説明する。本実施例の金属造形物の製造方法は、実施例１の金属造形物の製造方法と同様、上記の金属造形物の製造装置１及び不図示の恒温槽を用いて行った。なお、本実施例の金属造形物の製造方法を実行することにより、図８の一番下の図で表される焼結体２６を作成した。
【００４２】
本実施例の金属造形物の製造方法においては、図７のフローチャートで表されるように、実施例１の金属造形物の製造方法と同様、ステップＳ１１０からステップＳ２１０を実行する。なお、ステップＳ１１０からステップＳ２１０は、実施例１の金属造形物の製造方法と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００４３】
ステップＳ２１０の終了後、ステップＳ３１０で、ステップＳ１３０で修正した造形データに基づいて、射出部１０から支持材料を射出して２層目から４層目の支持材料層２５を形成する。そして、ステップＳ３２０で、ステップＳ１３０で修正した造形データに基づいて、射出部１０から構成材料を射出して２層目から４層目の構成材料層２４を形成する。図８の上から２番目の図は、ステップＳ３１０とステップＳ３２０とを実行した直後の状態を表している。
【００４４】
次に、ステップＳ３３０で、図８の上から３番目の図で表されるように、射出部１０から支持材料を射出して５層目の支持材料層２５を形成する。５層目の支持材料層２５は、４層目の構成材料層２４の上面２４ｃの上部に亘り形成される。
【００４５】
次に、ステップＳ３４０で、図８の上から４番目の図で表されるように、切削部２７を用いて２層目から４層目の構成材料層２４の側面２４ａを切削する。なお、一般的に、側面２４ａを切削する際、該側面２４ａと近接する位置の上面２４ｃは変形する場合があるが、本実施例の金属造形物の製造方法においては、上面２４ｃは５層目の支持材料層２５で支持されているので、該上面２４ｃが側面２４ａの切削に伴って変形することは抑制される。
【００４６】
次に、ステップＳ３５０で、図８の上から５番目の図で表されるように、切削部２７を用いて、５層目の支持材料層２５を切削して除去するとともに、２層目から４層目の支持材料層２５の側面２５ａとは反対側を切削して２層目から４層目の支持材料層２５を薄くする。５層目の支持材料層２５を切削して除去するとともに、２層目から４層目の支持材料層２５を薄くすることで、後に実行する脱脂工程で支持材料層２５により構成材料層２４の熱可塑性樹脂などの除去が阻害されることや脱脂に多くの時間を要することが抑制される。なお、ステップＳ３５０では、５層目の支持材料層２５を切削することに伴い、切削により構成材料層２４の上面２４ｃの形状も整える。
【００４７】
次に、ステップＳ４１０に進み、図７のフローチャートで表されるように、実施例１の金属造形物の製造方法と同様、ステップＳ４１０からステップＳ４３０を実行する。なお、ステップＳ４１０からステップＳ４３０は、実施例１の金属造形物の製造方法と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００４８】
上記のように、本実施例の金属造形物の製造方法も、実施例１の金属造形物の製造方法と同様、造形データに基づいて金属造形物を製造する金属造形物の製造方法である。そして、ステップＳ１１０に対応する造形データの入力工程を有する。また、ステップＳ２１０及びステップＳ３２０に対応し、金属造形物を構成する金属粒子と熱可塑性樹脂とを含む構成材料を用いて、構成材料層２４を形成する構成材料層形成工程を有する。また、ステップＳ３１０及びステップＳ３３０に対応し、セラミックス粒子と熱可塑性樹脂とを含む支持材料を用いて、構成材料層２４を支持する支持材料層２５を形成する支持材料層形成工程を有する。また、ステップＳ３４０に対応し、構成材料層形成工程と支持材料層形成工程とを実行することにより形成された積層体の構成材料層２４における切削面である側面２４ａを切削する切削面切削工程を有する。また、ステップＳ４１０に対応し、切削面切削工程が実行された積層体に含まれる熱可塑性樹脂を脱脂する脱脂工程を有する。また、ステップＳ４２０に対応し、積層体を加熱することにより金属粒子を焼結する焼結工程を有する。ここで、本実施例の金属造形物の製造方法も、実施例１の金属造形物の製造方法と同様、支持材料層形成工程では、ステップＳ１１０で入力した造形データであってステップＳ１３０で修正した造形データに基づいて、支持材料層２５による支持が無い場合には切削面切削工程を実行することにより変形が想定される構成材料層２４の位置である側面２４ａとは反対側の被支持面である側面２４ｂに、支持面である側面２５ａが接触するよう支持材料層２５を形成する。
【００４９】
このように、本実施例の金属造形物の製造方法も、実施例１の金属造形物の製造方法と同様、切削面である側面２４ａの切削を脱脂及び焼結の前に実行するが、支持材料層２５による支持が無い場合には切削面の切削に伴って変形が想定される構成材料層２４の位置は支持材料層２５により支持された状態である。このため、本実施例の金属造形物の製造方法も、実施例１の金属造形物の製造方法と同様、切削面の切削に伴う金属造形物の変形を抑制することができる。なお、製造する金属造形物の形状や切削する位置などにより、構成材料層形成工程と支持材料層形成工程との実行順序は特に限定なく変更してもよい。
【００５０】
また、切削面である側面２４ａ及び被支持面である側面２４ｂは、図８で表されるように、積層体の積層方向であるＺ方向と交差するＸ方向に面している。そして、本実施例の金属造形物の製造方法においては、支持材料層形成工程は、被支持面である側面２４ｂを支持する位置に加えて、構成材料層２４における積層方向に面する積層方向面である上面２４ｃを支持する位置にも、支持材料層２５を形成する。
【００５１】
このように、本実施例の金属造形物の製造方法では、被支持面である側面２４ｂを支持する位置に加えて積層方向面である上面２４ｃを支持する位置にも支持材料層２５を形成する。このため、上記のように、切削面である側面２４ａを切削することに伴い、構成材料層２４が被支持面側に変形することを抑制できるだけでなく、構成材料層２４が積層方向面側に変形することも抑制できる。
【００５２】
また、本実施例の金属造形物の製造方法におけるステップＳ３５０は、ステップＳ３４０の切削面切削工程が実行された積層体における上面２４ｃを支持する支持材料層２５を除去する除去工程を有している。さらに、上記のように、該除去工程が実行された積層体における上面２４ｃを切削することにより形状を整える積層方向面切削工程を有している。そして、ステップＳ４１０の脱脂工程は、積層方向面切削工程を実行した後に実行される。
【００５３】
このように、本実施例の金属造形物の製造方法では、構成材料層２４の切削面である側面２４ａだけでなく積層方向面である上面２４ｃも切削するので、切削面だけでなく積層方向面も高精度に形成することができる。
【００５４】
また、上記のように、本実施例の金属造形物の製造方法は、ステップＳ３５０において、ステップＳ４１０の脱脂工程の実行前に、支持材料層２５を切削することで支持面である側面２４ａと交差するＸ方向における支持材料層２５の厚みを調整する厚み調整工程を実行する。
【００５５】
構成材料層２４に対して厚く支持材料層２５が接触していると脱脂にかかる時間は長くなるが、本実施例の金属造形物の製造方法では、脱脂を実行する前に、支持材料層２５を切削することで支持面と交差するＸ方向における支持材料層２５の厚みを調整するので、脱脂時間を短縮することができる。
【００５６】
本発明は、上述の実施例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１…金属造形物の製造装置、２…ホッパー、３…供給管、４…フラットスクリュー、
４ａ…円周面、４ｂ…切欠き、４ｃ…中央部分、５…バレル、５ａ…移動経路、
５ｂ…溝、６…モーター、７…ヒーター、８…ヒーター、９…ヒーター、
１０…射出部、１０ａ…ノズル、１１…プレート、１２…第１ステージ、
１３…第２ステージ、１４…基体部、１５…第１駆動部、１６…第２駆動部、
１７…第３駆動部、１８…制御部、１９…ペレット（構成材料）、２０…空間部分、
２１…射出ユニット、２２…ステージユニット、２４…構成材料層、
２４ａ…構成材料層２４の側面（切削面）、
２４ｂ…構成材料層２４の側面（被支持面）、
２４ｃ…構成材料層２４の上面（積層方向面）、
２５…支持材料層、２５ａ…支持材料層２５の側面（支持面）、２６…焼結体、
２７…切削部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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