(57)【要約】  ３次元印刷方法の一つの例では、ポリマー構築材料が適用される。溶融剤が、ポリマー構築材料の少なくとも一部の上に選択的に適用される。溶融剤は、酸化セシウムタングステンナノ粒子、両性イオン安定化剤、および水性ビヒクルを含む。ポリマー構築材料は電磁放射線に曝露され、溶融剤と接触しているポリマー構築材料の部分が溶融して層が形成される。
2019511393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元(３Ｄ)印刷に際して部品に色を付与するための方法であって：
コア溶融剤を構築材料の少なくとも一部の上に選択的に適用し；
構築材料を電磁放射線に曝露し、それによってコア溶融剤と接触している構築材料の部分を溶融してコア層を形成し；
コア層上に構築材料の層を適用し；
プライマー溶融剤を構築材料層の少なくとも一部の上に適用し、プライマー溶融剤が８００ｎｍから４０００ｎｍの範囲の波長で吸収性を有し４００ｎｍから７８０ｎｍの範囲の波長で透明性を有するプラズモン共振吸収剤を含み；そして
構築材料層を電磁放射線に曝露し、それによってプライマー溶融剤と接触している構築材料層の部分を溶融して層を形成することを含む、方法。
【請求項２】
層上に他の構築材料層を適用し；
着色インクジェットインクおよびｉ)コア溶融剤またはｉｉ)プライマー溶融剤を他の構築材料層の少なくとも一部上に適用し；そして
他の構築材料層を電磁放射線に曝露し、それによってｉ)コア溶融剤またはｉｉ)プライマー溶融剤と接触している他の構築材料層の部分を溶融し、埋め込まれたインクジェットインクの着色剤を有する着色層を形成することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項３】
着色層上に着色インクジェットインクを適用することをさらに含む、請求項２の方法。
【請求項４】
着色インクジェットインクと共にディテール化剤を適用することをさらに含む、請求項３の方法。
【請求項５】
コア層、層、および着色層を形成する前に：
着色インクジェットインクを犠牲構築材料層上に適用し；
犠牲構築材料層上に第一の構築材料層を適用し；
着色インクジェットインクおよびｉ)コア溶融剤またはｉｉ)プライマー溶融剤を第一の構築材料層の少なくとも一部の上に適用し；
第一の構築材料層を電磁放射線に曝露し、それによってｉ)コア溶融剤またはｉｉ)プライマー溶融剤と接触している第一の構築材料層の部分を溶融して埋め込まれたインクジェットインクの着色剤を有する第一の着色層を形成し；
第一の構築材料層上に第二の構築材料層を適用し；
プライマー溶融剤を第二の構築材料層の少なくとも一部に適用し；そして
第二の構築材料層を電磁放射線に曝露し、それによってプライマー溶融剤と接触している第二の構築材料層の部分を溶融して最初の層を形成することをさらに含み；
コア層が最初の層の上に形成される、請求項２の方法。
【請求項６】
構築材料を電磁放射線に曝露してコア層を形成する前に、コア溶融剤によって画定された周縁に隣接する構築材料の第二の部分の上にプライマー溶融剤を適用することをさらに含み、構築材料を電磁放射線に曝露してコア層を形成することが、部分層をも形成する、請求項１の方法。
【請求項７】
プライマー溶融剤によって画定された周縁に隣接する第三の部分の上に着色インクジェットインクおよびｉ)コア溶融剤またはｉｉ)プライマー溶融剤を適用することをさらに含み、構築材料を電磁放射線に曝露してコア層を形成することが、部分層の周縁に隣接する着色部分層をも形成する、請求項６の方法。
【請求項８】
コア溶融剤がブラック溶融剤であり、層を形成する前に、ブラック溶融剤で複数のコア層を形成することによって部品コアを構築することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項９】
プライマー溶融剤が：
酸化セシウムタングステンナノ粒子；
両性イオン安定化剤；および
水性ビヒクルを含む、請求項１の方法。
【請求項１０】
両性イオン安定化剤が、Ｃ２からＣ８のベタイン、１００ｇの水に少なくとも１０ｇの溶解度を有するＣ２からＣ８のアミノカルボン酸、タウリン、およびこれらの組み合わせからなる群より選択され；そして
水性ビヒクルが水、共溶媒、および界面活性剤を含む、請求項９の方法。
【請求項１１】
３Ｄ印刷方法であって：
ポリマー構築材料を適用し；
ポリマー構築材料の少なくとも一部の上に溶融剤を選択的に適用し、溶融剤が：
酸化セシウムタングステンナノ粒子；
両性イオン安定化剤；および
水性ビヒクルを含み；そして
ポリマー構築材料を電磁放射線に曝露し、それによって溶融剤と接触しているポリマー構築材料の部分を溶融して層を形成することを含む、３Ｄ印刷方法。
【請求項１２】
層上に追加のポリマー構築材料を適用し；
追加のポリマー構築材料の少なくとも一部の上に溶融剤を適用し；そして
追加のポリマー構築材料を電磁放射線に曝露し、それによって追加のポリマー構築材料の少なくとも一部を溶融して他の層を形成することをさらに含む、請求項１１の３Ｄ印刷方法。
【請求項１３】
追加のポリマー構築材料の適用、溶融剤の適用、および曝露を所定数のサイクル繰り返して部品を形成することをさらに含む、請求項１２の３Ｄ印刷方法。
【請求項１４】
構築材料の最後の層を部品上に適用し；
最後の層の少なくとも一部の上に着色インクジェットインクおよび溶融剤を適用し；
最後の層を電磁放射線に曝露し、それによって溶融剤と接触している最後の層の部分を溶融して、埋め込まれたインクジェットインクの着色剤を有する着色層を形成し；そして
着色層上に着色インクジェットインクを適用することをさらに含む、請求項１３の３Ｄ印刷方法。
【請求項１５】
両性イオン安定化剤が、Ｃ２からＣ８のベタイン、１００ｇの水に少なくとも１０ｇの溶解度を有するＣ２からＣ８のアミノカルボン酸、タウリン、およびこれらの組み合わせからなる群より選択され；そして
水性ビヒクルが水および界面活性剤を含む、請求項１１の３Ｄ印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
３次元(３Ｄ)印刷は、付加的印刷プロセスであってよく、デジタルモデルから３次元の固体部品を作成するために使用される。３Ｄ印刷はしばしば、製品のラピッドプロトタイピング、金型の作成、および金型マスターの作成に用いられている。幾つかの３Ｄ印刷技術は付加的プロセスであると考えられるが、それはそれらが、連続する材料層の適用を伴うためである。これは、多くの場合に材料の除去に依拠して最終的な部品を作成する、伝統的な機械加工プロセスとは異なっている。３Ｄ印刷で用いられる材料はしばしば、硬化または溶融を必要とするが、これは一部の材料については、熱補助式の押し出しまたは焼成を使用して達成されてよく、また他の材料については、デジタル光投影技術を使用して達成されてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
本開示の例の特徴は、以下の詳細な説明および図面を参照することによって明らかとなるが、そこでは同様の参照番号は、同一ではないとしても類似している部品に対応している。簡潔にするために、先に説明された機能を有する参照番号または特徴は、それらが現れる他の図面に関しては、記載される場合も記載されない場合もある。
【０００３】
図１は例示的な３Ｄ印刷システムの単純化された斜視図である。
【０００４】
図２は３Ｄ印刷方法の例を説明する流れ図である。
【０００５】
図３は本願で開示する３Ｄ印刷方法の例を使用して形成した部品の例の断面図である。
【０００６】
図４Ａから図４Ｈは本願で開示する３Ｄ印刷方法の例を使用した部品の形成を表現した概略図である。
【０００７】
図５は３Ｄ印刷方法の別の例を説明する流れ図である。
【０００８】
図６Ａから図６Ｄは本願で開示する３Ｄ印刷方法の別の例を使用した部品の形成を表現した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本願で開示される３次元(３Ｄ)印刷方法および３Ｄ印刷システムの例は、マルチジェットフュージョン(Ｍｕｌｔｉ  Ｊｅｔ  Ｆｕｓｉｏｎ(ＭＪＰ))を使用する。マルチジェットフュージョンに際しては、構築材料(構築材料粒子とも称される)の層全体が放射線に曝露されるが、構築材料の選択領域(幾つかの場合には層全体より小さい)が溶融され硬化されて、３Ｄ部品の層となる。溶融剤が選択的に配置されて、構築材料の選択領域と接触される。溶融剤(単数または複数)は、構築材料の層内へと貫通し、また構築材料の外側表面上に拡がることができる。この溶融剤は放射線を吸収し、吸収した放射線を熱エネルギーに変換することが可能であり、次いで熱エネルギーは、コア溶融剤と接触している構築材料を溶融または焼結させる。これは構築材料の溶融、結合、硬化などを生じさせ、３Ｄ部品の層が形成される。
【００１０】
マルチジェットフュージョンで使用される溶融剤は、可視領域(４００ｎｍ〜７８０ｎｍ)において著しい吸収(例えば８０％)を示す傾向がある。本願で開示する例においては、この溶融剤はコア溶融剤、または場合によってはブラック溶融剤と呼ばれる。この吸収は３Ｄ印刷に際して溶融に適した熱を発生し、機械的一体性を有すると共に比較的均一な機械的特性(例えば強度、破断伸び、その他)を有する３Ｄ部品をもたらす。しかしながらこの吸収はまた、強く着色された、例えばブラックの３Ｄ部品に帰着する。
【００１１】
本願で開示する方法およびシステムの幾つかの例は、３Ｄ部品の全体を構築するために、コア溶融剤に代えて、低彩色の溶融剤の例を使用する(本願では「溶融剤」および「プライマー溶融剤」とも呼ぶ)。この低彩色の溶融剤の例には、安定化された酸化セシウムタングステン(ＣＴＯ)ナノ粒子が含まれる。このＣＴＯナノ粒子はプラズモン共振吸収剤であり、８００ｎｍから４０００ｎｍの範囲の波長において吸収を有し、４００ｎｍから７８０ｎｍの範囲の波長においては透明性を有する。本願で使用するところでは、「吸収」とは、８００ｎｍから４０００ｎｍの範囲の波長を有する放射線の少なくとも８０％が吸収されることを意味する。本願で使用するところでは、「透明性」とは、４００ｎｍから７８０ｎｍの範囲の波長を有する放射線の２０％またはそれ未満が吸収されることを意味する。この吸収および透明性は、低彩色の溶融剤がそれと接触している構築材料を溶融させるのに十分な放射線を吸収する一方で、３Ｄ部品が白色または僅かに着色されたものとなることを許容する。
【００１２】
本願で開示する方法およびシステムの他の例は、異なる溶融剤の組み合わせ(例えばコア溶融剤および上記した低彩色溶融剤または別の低彩色溶融剤)を使用して、機械的一体性を備えたコア(最も内側の層または領域)を有し、色(すなわち白色またはブラック以外の何らかの色)を有する外側(最も外側の層または領域)を有する部品を構築する。適用される剤(単数または複数)は、層または層の部分が機械的特性を向上させるものか、または色に焦点を当てたものかに依存する。
【００１３】
さて図１を参照すると、３Ｄ印刷システム１０の例が表現されている。この３Ｄ印刷システム１０は付加的な部品を含んでよいこと、また本願で記述される部品の幾つかは除去しおよび／または修正してよいことが理解されよう。さらにまた、図１に表現された３Ｄ印刷システム１０の部品は縮尺通りでなくてよく、したがってこの３Ｄ印刷システム１０はここに示されたものと異なる寸法および／または構成を有してよい。
【００１４】
印刷システム１０は、構築領域プラットフォーム１２、構築材料粒子１６を収容している構築材料供給部１４、および構築材料分配器１８を含んでいる。
【００１５】
構築領域プラットフォーム１２は、構築材料供給部１４から構築材料粒子１６を受け取る。構築領域プラットフォーム１２は印刷システム１０と一体であってもよく、または印刷システム１０へと別個に挿入可能な部品であってもよい。例えば、構築領域プラットフォーム１２は、印刷システム１０と別に利用可能なモジュールであってよい。図示されている構築材料プラットフォーム１２はまた一例であり、プラテン、製造／印刷ベッド、ガラスプレート、または他の構築表面といった、別の指示部材で置き換えてもよい。
【００１６】
構築領域プラットフォーム１２は、矢印２０によって示された方向、例えばｚ軸に沿って移動されてよく、それによって構築材料粒子１６はプラットフォーム１２へと、または先に形成された部品の層へと(例えば図４Ｄ参照)分配されてよい。一つの例では、構築材料粒子１６が分配される場合、構築材料分配器１８が構築材料粒子１６をプラットフォーム１２上に押し付けて、プラットフォーム１２上に構築材料粒子１６の実質的に均一な層を形成するように(例えば図４Ａおよび図６Ａ参照)、構築領域プラットフォーム１２は十分に前進(例えば下方へ)するようにプログラムされてよい。構築領域プラットフォーム１２はまた、例えば新しい部品を構築する場合には、元の位置に戻ってよい。
【００１７】
構築材料供給部１４は、容器、ベッド、または構築材料粒子１６を構築材料分配器１８と構築領域プラットフォーム１２の間に配置させる他の表面であってよい。幾つかの例では、構築材料供給部１４は表面を含んでよく、その上には例えば、構築材料供給部１４の上方に位置する構築材料源(図示せず)から構築材料粒子１６が供給されてよい。この構築材料源の例には、ホッパー、オーガーコンベア、またはその他が含まれてよい。付加的にまたは代替的に、構築材料供給部１４は、格納位置から構築領域プラットフォーム１２上または先に形成された部品の層上へと展開(拡げる)する位置へと、構築材料粒子１６を提供、例えば移送するための機構(例えば分配ピストン)を含んでよい。
【００１８】
構築材料分配器１８は、矢印２２で示された方向、例えばｙ軸に沿って、構築材料供給部１４上および構築領域プラットフォーム１２を横切って移動されてよく、構築材料粒子１６の層を構築領域プラットフォーム１２上に展開する。構築材料分配器１８はまた、構築材料粒子１６の展開に続いて、構築材料供給部１４に隣接する位置へと戻ってよい。構築材料分配器１８はブレード(例えばドクターブレード)、ローラー、ローラーとブレードの組み合わせ、および／または構築材料粒子１６を構築領域プラットフォーム１２上に展開することのできる任意の他の装置であってよい。例えば、構築材料分配器１８は逆回転するローラーであってよい。
【００１９】
構築材料粒子１６は、ポリマー構築材料であってよい。本願で使用するとき、「ポリマー構築材料」という用語は、結晶性または半結晶性のポリマー粒子、またはポリマーとセラミックスからなる複合粒子を参照してよい。粒子１６のいずれのものも、パウダー状であってよい。半結晶性ポリマーの例には、５℃を超える幅広い処理ウィンドウ(すなわち融点と再結晶温度の間の温度範囲)を有する半結晶性熱可塑性材料が含まれる。半結晶性熱可塑性材料の幾つかの特定的な例には、ポリアミド(ＰＡ)(例えばＰＡ１１／ナイロン１１、ＰＡ１２／ナイロン１２、ＰＡ６／ナイロン６、ＰＡ８／ナイロン８、ＰＡ９／ナイロン９、ＰＡ６６／ナイロン６６、ＰＡ６１２／ナイロン６１２、ＰＡ８１２／ナイロン８１２、ＰＡ９１２／ナイロン９１２その他)が含まれる。構築材料粒子１６として使用するのに適した結晶性または半結晶性ポリマーの他の例には、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリオキシメチレン(すなわちポリアセタール)が含まれる。適切な構築材料粒子１６のさらに他の例には、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレタン、他のエンジニアリングプラスチック、および本願で挙げた任意に二つまたはより多くのポリマーのブレンドが含まれる。
【００２０】
先に列挙した任意の結晶性または半結晶性ポリマー粒子はセラミックス粒子と組み合わせて、複合粒子を形成してよい。適切なセラミックス粒子の例には、金属酸化物、無機ガラス、炭化物、窒化物、およびホウ化物が含まれる。幾つかの特定的な例には、アルミナ(Ａｌ２Ｏ３)、ガラス、窒化ケイ素(ＳｉＮ)、二酸化ケイ素(ＳｉＯ２)、ジルコニア(ＺｒＯ２)、二酸化チタン(ＴｉＯ２)、またはこれらの組み合わせが含まれる。結晶性または半結晶性ポリマー粒子と組み合わせてよいセラミックス粒子の量は、使用される材料、および形成される３Ｄ部品に依存してよい。一つの例では、セラミックス粒子は構築材料粒子１６の合計の重量％に基づいて、約１重量％から約２０重量％の範囲の量で存在してよい。
【００２１】
構築材料粒子１６は、５０℃から約４００℃の範囲の融点または軟化点を有するものであってよい。例を挙げると、構築材料粒子１６は１８０℃の融点を有するポリアミドであってよい。
【００２２】
構築材料粒子１６は、同様の粒径の粒子または異なる粒径の粒子から構成されてよい。「粒径」という用語は、構築材料粒子１６に関して本願で使用するところでは、球形粒子の直径、非球形粒子の平均径(すなわち粒子の多数の径の平均)、または粒子分布の容積加重平均粒径を参照している。一例では、構築材料粒子１６の平均粒径は５μｍから約２００μｍの範囲にある。
【００２３】
図１に示すように、印刷システム１０はまた、インクジェットアプリケータ２４Ａを含み、これは溶融剤２６または２６’の例(すなわち低彩色またはプライマー溶融剤)を含んでよい。
【００２４】
溶融剤２６および２６’は一般に、水性または非水性のビヒクルと、その中に分散したプラズモン共振吸収剤を含んでいる。溶融剤２６’は、低彩色またはプライマー溶融剤の一つの特定的な例であり、プラズモン共振吸収剤としてのＣＴＯナノ粒子と、両性イオン安定化剤と、水性ビヒクルとを含んでいる。
【００２５】
上述したように、溶融剤２６はプラズモン共振吸収剤を含んでいる。プラズモン共振吸収剤は、溶融剤２６が８００ｎｍから４０００ｎｍの範囲の波長で放射線を吸収することを許容し、構築材料粒子１６が溶融するように溶融剤２６が十分な放射線を熱エネルギーに変換することを可能にする。プラズモン共振吸収剤はまた、溶融剤２６が４００ｎｍから７８０ｎｍの範囲の波長において透明性を有することを許容し、これにより３Ｄ部品３８が白色または薄く着色されることを可能にする。
【００２６】
プラズモン共振吸収剤の吸収は、プラズモン共振効果の結果として生ずる。プラズモン共振吸収剤の原子に関連する電子は、電磁放射線によって集団で励起されうるものであり、その結果、電子は集団で振動する。これらの電子を集団で励起し振動させるのに必要な波長は、プラズモン共振吸収剤粒子中に存在する電子の数に依存しており、電子数はプラズモン共振吸収剤粒子の大きさに依存している。粒子の電子を集団で振動させるのに必要なエネルギーの量は十分に低く、非常に小さな粒子(例えば１〜１００ｎｍ)が粒子の大きさの数倍(例えば８から８００倍またはそれ以上)の波長の電磁放射線を吸収しうる。これらの粒子を使用すると、溶融剤２６をインクジェット可能とすることができると同時に、電磁的に選択性を有する(例えば８００ｎｍから４０００ｎｍの範囲の波長において吸収性を有し、４００ｎｍから７８０ｎｍの範囲の波長において透明性を有する)ようにすることができる。
【００２７】
一つの例において、プラズモン共振吸収剤は、０ｎｍより大きく２２０ｎｍ未満の範囲の平均粒径(例えば容積加重平均粒径)を有する。別の例において、プラズモン共振吸収剤は、０ｎｍより大きく１２０ｎｍまでの範囲の平均粒径を有する。さらに別の例において、プラズモン共振吸収剤は、約１０ｎｍから約２００ｎｍの範囲の平均粒径を有する。
【００２８】
一つの例において、プラズモン共振吸収剤は無機顔料である。適切な無機顔料の例には、六ホウ化ランタン(ＬａＢ６)、タングステンブロンズ(ＡｘＷＯ３)、酸化インジウムスズ(Ｉｎ２Ｏ３：ＳｎＯ２,ＩＴＯ)、アルミニウム酸化亜鉛(ＡＺＯ)、酸化ルテニウム(ＲｕＯ２)、銀(Ａｇ)、金(Ａｕ)、白金(Ｐｔ)、鉄輝石(ＡｘＦｅｙＳｉ２Ｏ６ここでＡはＣａまたはＭｇ、ｘ＝１.５〜１.９、そしてｙ＝０.１〜０.５)、変性リン酸鉄(ＡｘＦｅｙＰＯ４)、および変性ピロリン酸銅(ＡｘＣｕｙＰ２Ｏ７)が含まれる。タングステンブロンズは、アルカリドープした酸化タングステンであってよい。適切なアルカリドーパントの例(すなわちＡｘＷＯ３におけるＡ)は、セシウム、ナトリウム、カリウム、またはルビジウムでありうる。一つの例において、アルカリドープした酸化タングステンは、アルカリドープした酸化タングステンの全モル％に基づいて、０モル％を超える量から約０.３３モル％の量でドープしてよい。適切な変性リン酸鉄(ＡｘＦｅｙＰＯ４)には、銅リン酸鉄(Ａ＝Ｃｕ,ｘ＝０.１〜０.５およびｙ＝０.５〜０.９)、マグネシウムリン酸鉄(Ａ＝Ｍｇ,ｘ＝０.１〜０.５およびｙ＝０.５〜０.９)、および亜鉛リン酸鉄(Ａ＝Ｚｎ,ｘ＝０.１〜０.５およびｙ＝０.５〜０.９)を含んでよい。変性リン酸鉄については、理解されるように、リン酸の数は陽イオンとの電荷のバランスに基づいて変化してよい。適切な変性ピロリン酸銅(ＡｘＣｕｙＰ２Ｏ７)には、鉄ピロリン酸銅(Ａ＝Ｆｅ,  ｘ＝０〜２およびｙ＝０〜２)、マグネシウムピロリン酸銅(Ａ＝Ｍｇ,ｘ＝０〜２およびｙ＝０〜２)、および亜鉛ピロリン酸銅(Ａ＝Ｚｎ,ｘ＝０〜２およびｙ＝０〜２)が含まれる。これらの無機顔料の組み合わせもまた使用してよい。
【００２９】
溶融剤２６中に存在するプラズモン共振吸収剤の量は、溶融剤２６の合計重量％に基づいて、約１.０重量％から約２０.０重量％の範囲にある。幾つかの例では、溶融剤２６中に存在するプラズモン共振吸収剤の量は、約１.０重量％から約１０.０重量％までである。他の例では、溶融剤２６中に存在するプラズモン共振吸収剤の量は、４.０重量％を超える量から約１５.０重量％までの範囲にある。プラズモン共振吸収剤のこれらの充填量は、溶融剤２６の噴射安定性と電磁放射線吸収効率の間にバランスをもたらすものと考えられる。
【００３０】
本願で使用するところでは、「ＦＡビヒクル」とは液状流体を指してよく、その中にプラズモン共振吸収剤が入れられて溶融剤２６を形成する。水性ビヒクルおよび非水性ビヒクルを含む、多種多様なＦＡビヒクルを、プラズモン共振吸収剤と共に使用してよい。幾つかの場合にはＦＡビヒクルは水だけ、または非水性溶媒(例えばジメチルスルホキシド(ＤＭＳＯ)、エタノールなど)だけを含む。他の場合には、ＦＡビヒクルはさらに、分散用添加剤、界面活性剤、共溶媒、殺生物剤(すなわち抗微生物剤)、抗コゲーション剤、シランカップリング剤、キレート剤、およびこれらの組み合わせを含んでよい。
【００３１】
ＦＡビヒクルが水系である場合、溶融剤２６の水性の性質により溶融剤２６は少なくとも部分的に、構築材料粒子１６の層内へと浸透することが可能になる。構築材料粒子１６は疎水性であってよく、溶融剤２６が水性または非水性である場合に溶融剤２６中に存在する共溶媒、界面活性剤、および／または分散用添加剤により、特定の湿潤挙動を得ることを支援してよい。
【００３２】
溶融剤２６中のプラズモン共振吸収剤は、幾つかの場合においては、分散用添加剤で分散させてよい。こうして分散用添加剤は、プラズモン共振吸収剤を融合剤２６全体に一様に分散させるのを助ける。上記したように、分散用添加剤はまた、構築材料粒子１６上への溶融剤２６の濡れを補助してよい。分散用添加剤の幾つかの例には、水溶性アクリル酸ポリマー(例えばＬｕｂｒｉｚｏｌ社から入手可能なＣＡＲＢＯＳＰＥＲＳＥ登録商標Ｋ７０２８)、スチレン−アクリル顔料分散樹脂(例えばＢＡＳＦ社から入手可能なＪＯＮＣＲＹＬ登録商標６７１)、顔料親和性基を有する高分子量ブロックコポリマー(例えばＢＹＫ Additives and Instruments社から入手可能なＤＩＳＰＥＲＢＹＫ登録商標１９０)、およびこれらの組み合わせが含まれる。単独の分散用添加剤を使用するか、分散用添加剤の組み合わせを使用するかを問わず、溶融剤２６中の分散用添加剤(単数または複数)の合計量は、溶融剤２６中のプラズモン共振吸収剤の重量％に基づいて、約１０重量％から約２００重量％の範囲であってよい。
【００３３】
ＦＡビヒクル中ではまた界面活性剤(単数または複数)を使用して、溶融剤２６の湿潤特性を改善してよい。適切な界面活性剤の例には、ノニオン性界面活性剤が含まれる。幾つかの特定の例には、アセチレンジオールの化学的性質に基づいた自己乳化性のノニオン湿潤剤(例えばAir Products and Chemicals社からのＳＵＲＦＹＮＯＬ登録商標ＳＥＦ)、ノニオン性フルオロ界面活性剤(例えばＤｕＰｏｎｔ社からのＣＡＰＳＴＯＮＥ登録商標フルオロ界面活性剤、これは以前はＺＯＮＹＬ  ＦＳＯとして知られていた)、およびこれらの組み合わせが含まれる。他の例においては、界面活性剤はエトキシル化された低発泡性湿潤剤(例えばAir Products and Chemicals社からのＳＵＲＦＹＮＯＬ登録商標４４０またはＳＵＲＦＹＮＯＬ登録商標ＣＴ−１１１)またはエトキシル化湿潤剤および分子消泡剤(例えばAir Products and Chemicals社からのＳＵＲＦＹＮＯＬ登録商標４２０)である。さらに他の適切な界面活性剤には、ノニオン性湿潤剤および分子消泡剤(例えばAir Products and Chemicals社からのＳＵＲＦＹＮＯＬ登録商標１０４Ｅ)または水溶性ノニオン性界面活性剤(例えばThe Dow Chemical社のＴＥＲＧＩＴＯＬＴＭＴＭＮ−６、ＴＥＲＧＩＴＯＬＴＭ１５Ｓ７、およびＴＥＲＧＩＴＯＬＴＭ１５Ｓ９)が含まれる。幾つかの例では、アニオン性界面活性剤をノニオン性界面活性剤と組み合わせて使用してよい。一つの適切なアニオン性界面活性剤は、アルキルジフェニルオキシドジスルホネート(例えばThe Dow Chemical社からのＤＯＷＦＡＸＴＭ８３９０およびＤＯＷＦＡＸＴＭ２Ａ１)である。幾つかの例では、親水性親油性バランス(ＨＬＢ)が１０未満の界面活性剤を用いることが望ましいであろう。
【００３４】
単独の界面活性剤を使用するか、界面活性剤の組み合わせを使用するかを問わず、溶融剤２６中の界面活性剤(単数または複数)の合計量は、溶融剤２６の合計重量％に基づいて、約０.１重量％から約４重量％の範囲にあってよい。
【００３５】
ＦＡビヒクルに添加してよい共溶媒の幾つかの例には、１−(２−ヒドロキシエチル)−２−ピロリジノン、２−ピロリジノン、１,５−ペンタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、２−メチル−１,３−プロパンジオール、１,６−ヘキサンジオール、トリプロピレングリコールメチルエーテル、およびこれらの組み合わせが含まれる。単独の共溶媒を使用するか、共溶媒の組み合わせを使用するかを問わず、溶融剤２６中の共溶媒(単数または複数)の合計量は、溶融剤２６の合計重量％に関して、約２重量％から約８０重量％の範囲にあってよい。
【００３６】
殺生物剤または抗微生物剤を溶融剤２６に添加してよい。適切な殺生物剤の例には、１,２−ベンゾイソチアゾリン−３−オンの水溶液、四級アンモニウム塩化合物(例えば、すべてＬｏｎｚａ社からのＢＡＲＤＡＣ登録商標２２５０および２２８０、ＢＡＲＱＵＡＴ登録商標５０−６５ＢおよびＣＡＲＢＯＱＵＡＴ登録商標２５０−Ｔ)、およびメチルイソチアゾリンの水溶液、ＮＵＯＳＥＰＴ登録商標(Ａｓｈｌａｎｄ社)、ＶＡＮＣＩＤＥ登録商標(Ｒ.Ｔ.  Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ社)、ＡＣＴＩＣＩＤＥ登録商標Ｂ２０およびＡＣＴＩＣＩＤＥ登録商標Ｍ２０(Ｔｈｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社)が含まれる。単独の殺生物剤を使用するか、殺生物剤の組み合わせを使用するかを問わず、溶融剤２６中の殺生物剤(単数または複数)の合計量は、溶融剤２６の合計重量％に基づいて、約０.１重量％から約１重量％の範囲にあってよい。
【００３７】
抗コゲーション剤を溶融剤２６に含めてよい。コゲーションとは、サーマルインクジェットプリントヘッドの加熱素子上への、乾燥したインク(例えば溶融剤２６)の堆積を参照したものである。抗コゲーション剤(単数または複数)は、コゲーションの蓄積を防止するのを補助するために含有される。適切な抗コゲーション剤の例には、オレス−３−リン酸(例えばＣｒｏｄａ社から商業的に入手可能なＣＲＯＤＡＦＯＳＴＭＯ３ＡまたはＣＲＯＤＡＦＯＳＴＭＮ−３酸)、またはオレス−３−リン酸と低分子量(例えば＜５,０００)のポリアクリル酸ポリマー(例えばＬｕｂｒｉｚｏｌ社からＣＡＲＢＯＳＰＥＲＳＥＴＭＫ−７０２８ポリアクリレートとして商業的に入手可能)の組み合わせが含まれる。単独の抗コゲーション剤を使用するか、抗コゲーション剤の組み合わせを使用するかを問わず、溶融剤２６中の抗コゲーション剤(単数または複数)の合計量は、溶融剤２６の合計重量％に基づいて、約０.１重量％から約０.２重量％の範囲にあってよい。
【００３８】
シランカップリング剤を溶融剤２６に添加して、有機材料と無機材料が結合するのを助けてよい。適切なシランカップリング剤の例には、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社により製造されているＳＩＬＱＵＥＳＴ登録商標Ａシリーズが含まれる。
【００３９】
単独のシランカップリング剤を使用するか、シランカップリング剤の組み合わせを使用するかを問わず、溶融剤２６中におけるシランカップリング剤(単数または複数)の合計量は、溶融剤２６中のプラズモン共振吸収剤の重量％に基づいて、約０.１重量％から約５０重量％の範囲にあってよい。一つの例においては、溶融剤２６中におけるシランカップリング剤(単数または複数)の合計量は、プラズモン共振吸収剤の重量％に基づいて、約１重量％から約３０重量％の範囲にある。別の例においては、溶融剤２６中におけるシランカップリング剤(単数または複数)の合計量は、プラズモン共振吸収剤の重量％に基づいて、約２.５重量％から約２５重量％の範囲にある。
【００４０】
溶融剤２６はまた、キレート剤のような他の添加剤を含んでよい。キレート剤は、重金属不純物の有害な影響を排除するために含有させてよい。適切なキレート剤の例には、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(ＥＤＴＡ−Ｎａ)、エチレンジアミン四酢酸(ＥＤＴＡ)、およびメチルグリシン二酢酸(例えばＢＡＳＦ社からのＴＲＩＬＯＮ登録商標Ｍ)が含まれる。単独のキレート剤を使用するか、キレート剤の組み合わせを使用するかを問わず、溶融剤２６中のキレート剤(単数または複数)の合計量は、溶融剤２６の合計重量％に基づいて、０重量％から約２重量％の範囲にあってよい。溶融剤２６に適切なさらに別の添加剤は、湿潤剤および潤滑剤(例えばＬｉｐｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社からのＬＩＰＯＮＩＣ登録商標ＥＧ−１(ＬＥＧ−１))である。
【００４１】
溶融剤２６の残部は、水または非水性溶媒である。
【００４２】
上述したように、溶融剤２６’は低彩色またはプライマー溶融剤の特定的な例である。溶融剤２６’はプラズモン共振吸収剤としてのＣＴＯナノ粒子、両性イオン安定化剤、および水性ビヒクルを含んでいる。
【００４３】
溶融剤２６’中のＣＴＯナノ粒子は一般式ＣｓｘＷＯ３を有し、ここで０＜ｘ＜１である。酸化セシウムタングステンナノ粒子は溶融剤２６’に対し、薄青色を付与する。この色の濃さは、少なくとも部分的には、溶融剤２６’中のＣＴＯナノ粒子の量に依存している。３Ｄ部品の外側に白色層を形成することが望ましい場合には、白色を得るために溶融剤２６’中でより少量のＣＴＯナノ粒子を使用してよい。一つの例では、ＣＴＯナノ粒子は溶融剤２６’中において、約１重量％から約２０重量％(溶融剤２６’の合計重量％に基づいて)の範囲の量で存在してよい。
【００４４】
ＣＴＯナノ粒子の平均粒径(例えば容積加重平均粒径)は約１ｎｍから約４０ｎｍの範囲にあってよい。幾つかの例では、ＣＴＯナノ粒子の平均粒径は約１ｎｍから約１５ｎｍまたは約１ｎｍから約１０ｎｍの範囲にあってよい。粒径の範囲の上限(例えば約３０ｎｍから約４０ｎｍ)では、これらの粒子を安定化するのがより困難になるため、望ましさはより小さい。
【００４５】
溶融剤２６’はまた、両性イオン安定化剤を含む。両性イオン安定化剤は、溶融剤２６’の安定性を改善してよい。両性イオン安定化剤は全体としては中性の電荷を有しているが、分子の少なくとも一つの領域は正電荷を有し(例えばアミノ基)、そして分子の少なくとも一つの他の領域は負電荷を有する。ＣＴＯナノ粒子は、僅かな負電荷を有してよい。両性イオン安定化剤分子は、両性イオン安定化剤分子の正の領域がＣＴＯナノ粒子に最も近く、そして両性イオン安定化剤分子の負の領域がＣＴＯナノ粒子から最も遠いようにして、僅かに負のＣＴＯナノ粒子の周囲に配向してよい。このとき、両性イオン安定化剤分子の負の領域の負電荷は、ＣＴＯナノ粒子と相互に反発してよい。両性イオン安定化剤分子は、ＣＴＯナノ粒子の周囲に保護層を形成してよく、粒子が相互に直接接触するのを防止し、および／または粒子表面相互間の距離を増大させる(例えば約１ｎｍから約２ｎｍの距離だけ)。かくして両性イオン安定化剤は、ＣＴＯナノ粒子が溶融剤２６’中で凝集および／または沈降するのを防止してよい。
【００４６】
適切な両性イオン安定化剤の例には、Ｃ２からＣ８のベタイン、１００ｇの水に少なくとも１０ｇの溶解度を有するＣ２からＣ８のアミノカルボン酸、タウリン、およびこれらの組み合わせが含まれる。Ｃ２からＣ８のアミノカルボン酸の例には、ベータ−アラニン、ガンマ−アミノ酪酸、グリシン、およびこれらの組み合わせが含まれる。
【００４７】
両性イオン安定化剤は溶融剤２６’中に、約２重量％から約３５重量％(溶融剤２６’の合計重量％に基づく)の範囲の量で存在してよい。両性イオン安定化剤がＣ２からＣ８のベタインである場合、Ｃ２からＣ８のベタインは溶融剤２６’の合計重量％の約８重量％から約３５重量％の範囲の量で存在してよい。両性イオン安定化剤がＣ２からＣ８のアミノカルボン酸である場合、Ｃ２からＣ８のアミノカルボン酸は溶融剤２６’の合計重量％の約２重量％から約２０重量％の範囲の量で存在してよい。両性イオン安定化剤がタウリンである場合、タウリンは溶融剤２６’の合計重量％の約２重量％から約３５重量％の範囲の量で存在してよい。
【００４８】
一つの例では、ＣＴＯナノ粒子の両性イオン安定化剤に対する重量比は１：１０から１０：１の範囲にある。別の例では、ＣＴＯナノ粒子の両性イオン安定化剤に対する重量比は１：１である。
【００４９】
一例では、溶融剤２６’はまた水性ビヒクルを含み、これは界面活性剤と残部の水を含む。別の例では、溶融剤２６’の水性ビヒクルは共溶媒、界面活性剤、および残部の水を含む。溶融剤２６に関して前述した任意の共溶媒および／または界面活性剤を、重量％が溶融剤２６’の合計重量％に関するものである点を除き、前述した量のそれぞれでもって溶融剤２６’に使用してよい。溶融剤２６’はまた、湿潤剤および潤滑剤を含んでよい。
【００５０】
幾つかの例では、溶融剤２６’はまた、抗コゲーション剤、キレート剤、殺生物剤、またはこれらの組み合わせからなる群より選択される添加剤を含んでよい。溶融剤２６に関して前述した任意の抗コゲーション剤、キレート剤、および／または殺生物剤を溶融剤２６’に使用してよい。添加剤の量は添加剤の種類に応じて異なってよいが、一般には添加剤は溶融剤２６’中に、約０.０１重量％から約２０重量％(溶融剤２６’の合計重量％に基づく)の範囲の量で存在してよい。特定的な例として、溶融剤２６に関して前述した抗コゲーション剤、キレート剤、および／または殺生物剤のそれぞれの量を、重量％が溶融剤２６’の合計重量％に関するものである点を除き、溶融剤２６’についても使用してよい。
【００５１】
本願に開示の幾つかの例では、溶融剤２６’はまた、追加の分散剤(単数または複数)(例えばＬｕｂｒｉｚｏｌ社からのＣＡＲＢＯＳＰＥＲＳＥＴＭＫ−７０２８ポリアクリレートのような、低分子量(例えば＜５,０００)のポリアクリル酸ポリマー)、保存剤(単数または複数)、噴射性添加剤(単数または複数)、その他を含んでよい。
【００５２】
ＣＴＯナノ粒子は、溶融剤２６’を形成する他の成分(両性イオン安定化剤を含む)に添加してもよいことが理解されよう。別の例では、ＣＴＯナノ粒子は酸化セシウムタングステンナノ粒子分散物(両性イオン安定化剤を含む)中に存在してよく、これは溶融剤２６’を形成する他の成分に対して添加される別個の分散物である。
【００５３】
図１に示すように、印刷システム１０の幾つかの例は、少なくとも一つの追加のインクジェットアプリケータ２４Ｂおよび／または２４Ｃを含んでよい。一例では、印刷システム１０はインクジェットアプリケータ２４Ａに加えて、コア溶融剤２８を含有してよいインクジェットアプリケータ２４Ｂを含んでよい。別の例では、印刷システム１０はインクジェットアプリケータ２４Ａに加えて、着色インクジェットインク３０を含有してよいインクジェットアプリケータ２４Ｃを含んでよい。さらに別の例では、印刷システム１０はインクジェットアプリケータ２４Ａに加えて、インクジェットアプリケータ２４Ｂおよび２４Ｃの両者を含んでよい。
【００５４】
コア溶融剤２８の例は、放射線吸収剤(すなわち活性物質)を含む水性分散物である。コア溶融剤２８中の活性物質の量は、その活性物質がどのくらい吸収性であるかに依存してよい。一つの例では、コア溶融剤２８は活性物質を含んでよく、そしてコア溶融剤２８で形成される３Ｄ部品層において、少なくとも０.０１重量％の活性物質を含有させるのに十分な量で適用してよい。このような少量であっても、ブラックに着色された部品層を生じうる。
【００５５】
コア溶融剤２８中の活性物質は、ブラックであれば任意の赤外線吸収性着色剤であってよい。そこで本願ではコア溶融剤２８は、ブラック溶融剤２８とも称される。一つの例では、活性物質は近赤外線吸収剤である。Ｆａｂｒｉｃｏｌｏｒ社、Ｅａｓｔｍａｎ  Ｋｏｄａｋ社、またはＹａｍａｍｏｔｏ社によって製造されている任意の近赤外ブラック着色剤を、コア溶融剤２８中で使用してよい。
【００５６】
一例として、コア溶融剤２８は、カーボンブラックを活性物質として含むインク配合物であってよい。このインク配合物の例は、商業的にはＣＭ９９７Ａ、５１６４５８、Ｃ１８９２８、Ｃ９３８４８、Ｃ９３８０８、またはその他として知られており、これらはすべてＨＰ  Ｉｎｃ.から入手可能である。別の例として、コア溶融剤２８は近赤外吸収性染料を活性物質として含むインク配合物であってよい。
【００５７】
コア溶融剤２８は水性配合物であり(すなわち残部の水を含んでいる)、先に挙げた任意の共溶媒(単数または複数)、ノニオン性界面活性剤(単数または複数)、殺生物剤(単数または複数)、および／または抗コゲーション剤(単数または複数)を含んでもよい。コア溶融剤２８の一つの例では、共溶媒(単数または複数)は剤２８の合計重量％の約１重量％から約６０重量％の範囲の量で存在し、ノニオン性界面活性剤(単数または複数)は剤２８の合計重量％の約０.５重量％から約１.５重量％の範囲の量で存在し、殺生物剤(単数または複数)は剤２８の合計重量％の約０.１重量％から約５重量％の範囲の量で存在し、および／または抗コゲーション剤(単数または複数)は剤２８の合計重量％の約０.１重量％から約５重量％の範囲の量で存在する。
【００５８】
コア溶融剤２８の幾つかの例はまた、剤２８のｐＨを調節するために使用されるｐＨ調節剤を含んでよい。例えば、(コア溶融剤２８の合計重量％の)０重量％から約２重量％のｐＨ調節剤を使用することができる。
【００５９】
着色インクジェットインク３０は、着色剤、分散剤／分散用添加剤、共溶媒、および水を含む。幾つかの場合には、着色インクジェットインク３０はこれらの成分を含み、そして他の成分を含まない。他の場合には、着色インクジェットインク３０はさらに、抗コゲーション剤、殺生物剤、バインダー、およびこれらの組み合わせを含んでよい。
【００６０】
着色インクジェットインク３０の着色剤は、白色以外の色を有する顔料および／または染料である。他の色の例には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、その他が含まれる。幾つかの場合には、着色インク３０の着色剤は赤外波長に対して透明であってもよい。ＩＲ透過性着色剤の例には、アシッドイエロー２３(ＡＹ２３)、ＡＹ１７、アシッドレッド５２(ＡＲ５２)、ＡＲ２８９およびリアクティブレッド１８０(ＲＲ１８０)が含まれる。他の場合には、着色インクジェットインク３０の着色剤は、赤外波長に対して完全に透明でなくてよいが、それが接触する構築材料粒子を加熱するのに十分な放射線は吸収しない。例えば、着色インクジェットインク３０の着色剤は、可視波長の幾らかとＩＲ波長の幾らかを吸収してよい。こうした着色剤の幾つかの例には、ダイレクトブルー１９９(ＤＢ１９９)およびピグメントブルー１５：３(ＰＢ１５：３)のようなシアン着色剤が含まれる。
【００６１】
着色インクジェットインク３０はまた分散用添加剤を含み、これは着色剤を着色インクジェットインク３０全体に均一に分散するのを助け、また構築材料粒子１６上でのインク３０の濡れを助ける。溶融剤２６について本願で記載した任意の分散用添加剤を、着色インクジェットインク３０で使用してよい。分散用添加剤は、着色剤と同様の量において、着色インクジェットインク３０中に存在してよい。
【００６２】
非白色の着色剤および分散用添加剤に加えて、着色インクジェットインク３０は溶融剤２６と同様の成分(例えば共溶媒(単数または複数)、抗コゲーション剤(単数または複数)、殺生物剤(単数または複数)、水、その他)を含んでよい。着色インクジェットインク３０はまた、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、およびブチルメタクリレートの任意の二またはより多くのコポリマーであってよい、アクリルラテックスバインダーのようなバインダーを含んでよい。着色インクジェットインク３０の幾つかの例はまた、湿潤剤および潤滑剤(例えばＬｉｐｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社からのＬＩＰＯＮＩＣ登録商標ＥＧ−１(ＬＥＧ−１))、キレート剤(例えばエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(ＥＤＴＡ−Ｎａ))、および／または緩衝剤のような他の添加剤を含んでよい。
【００６３】
顔料系の着色インクジェットインク３０の例は、約１重量％から約１０重量％の顔料(単数または複数)、約１０重量％から約３０重量％の共溶媒(単数または複数)、約１重量％から約１０重量％の分散用添加剤(単数または複数)、０.０１重量％から約１重量％の抗コゲーション剤(単数または複数)、約０.１重量％から約５重量％のバインダー(単数または複数)、約０.０５重量％から約０.１重量％の殺生物剤(単数または複数)、および残部の水を含んでよい。染料系の着色インクジェットインク３０の例は、約１重量％から約７重量％の染料(単数または複数)、約１０重量％から約３０重量％の共溶媒(単数または複数)、約１重量％から約７重量％の分散用添加剤(単数または複数)、０.０５重量％から約０.１重量％のキレート剤(単数または複数)、約０.００５重量％から約０.２重量％の緩衝剤(単数または複数)、約０.０５重量％から約０.１重量％の殺生物剤(単数または複数)、および残部の水を含んでよい。
【００６４】
着色インクジェットインク３０の幾つかの例は、Ｃ１８９３Ａ(シアン)、Ｃ１９８４Ａ(マゼンタ)、およびＣ１９８５Ａ(イエロー)；またはＣ４８０１Ａ(シアン)、Ｃ４８０２Ａ(マゼンタ)、およびＣ４８０３Ａ(イエロー)のような、シアンインク、マゼンタインク、およびイエローインクのセットを含んでいる；これらはすべてＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ社から入手可能である。他の商業的に入手可能なカラーインクには、Ｃ９３８４Ａ(プリントヘッドはＨＰ７２)、Ｃ９３８３Ａ(プリントヘッドはＨＰ７２)、Ｃ４９０１Ａ(プリントヘッドはＨＰ９４０)、およびＣ４９００Ａ(プリントヘッドはＨＰ９４０)が含まれる。
【００６５】
インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、矢印３２によって示された方向、例えばｙ軸に沿って、構築領域プラットフォーム１２を横断して走査してよい。インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、例えばサーマルインクジェットプリントヘッド、圧電式(ピエゾ)プリントヘッド、その他であってよく、また構築領域プラットフォーム１２の幅方向に延在してよい。インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃの各々は、図１では単一のアプリケータとして示されているが、インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃはそれぞれ、構築領域プラットフォーム１２の幅方向に広がる複数のインクジェットアプリケータを含んでよいことが理解されよう。加えて、インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、複数のプリントバーに配置されてよい。インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃはまた、インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃが構築領域プラットフォーム１２の幅にわたって広がっていない構成の場合には、インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃのそれぞれが溶融剤２６または２６’、コア溶融剤２８、および着色インクジェットインク３０を構築材料粒子１６の層上の大きな領域にわたって堆積することを可能にするように、例えばｘ軸に沿って走査されてもよい。インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃはかくして、本願に開示された方法(単数または複数)にしたがって構築領域プラットフォーム１２上に形成された構築材料粒子１６の層の所定領域において、それぞれの流体２６または２６’、２８、および３０を堆積させるために、インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃを構築領域プラットフォーム１２に隣接して移動させる、可動のＸＹステージまたは平行移動キャリッジ(いずれも示されていない)に取り付けられてよい。インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは複数のノズル(図示せず)を含むことができ、それらを介して流体２６または２６’、２８、および３０がそれぞれ放出される。
【００６６】
図１には示されていないが、印刷システム１０はまた、別のインクジェットアプリケータ(図示せず)を含むことができ、それはディテール化剤(４２、図４Ｈ参照)を含んでよい。この別のインクジェットアプリケータははインクジェットアプリケータ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃと類似しており、インクジェットアプリケータ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃに関して本願に記載した任意の仕方で構成してよい。
【００６７】
ディテール化剤４２は、溶融されない構築材料粒子１６の熱管理のために使用されてよい。ディテール化剤４２は水だけであってよい。ディテール化剤４２はまた、界面活性剤および／または共溶媒を含んでよい。幾つかの例では、ディテール化剤４２はこれらの成分からなり、他の成分を有しない。他の例では、ディテール化剤４２はさらに、抗コゲーション剤、殺生物剤、またはこれらの組み合わせを含む。ディテール化剤４２の成分は、溶融剤２６、２６’および／またはコア溶融剤２８に関して本願で記載した界面活性剤、共溶媒、抗コゲーション剤、および殺生物剤に類似していてよい。
【００６８】
インクジェットアプリケータ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃはそれぞれ、溶融剤２６または２６’、コア溶融剤２８、および着色インクジェットインク３０(またはディテール化剤４２)を、インチ当たり約３００ドット(ＤＰＩ)から約１２００ＤＰＩの範囲にある解像度で分配してよい。他の例では、アプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃはそれぞれの流体２６または２６’、２８、および３０の液滴を、より高いまたはより低い解像度で分配してよい。液滴の速度は約５ｍ／ｓから約２４ｍ／ｓの範囲であってよく、また噴射周波数は約１ｋＨｚから約１００ｋＨｚの範囲であってよい。一例では、各々の液滴は一滴当たり約１０ピコリットル(ｐｌ)程度であってよいが、より大きなまたはより小さな液滴寸法も使用してよいことが考慮されている。幾つかの例では、インクジェットアプリケータ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、流体２６または２６’、２８、および３０のそれぞれを可変寸法の液滴で分配することができる。
【００６９】
前述した物理的な要素の各々を、印刷システム１０のコントローラ３４と関連して動作するように接続してよい。コントローラ３４は、構築領域プラットフォーム１２、構築材料供給部１４、構築材料分配器１８、およびインクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃの動作を制御してよい。一例として、コントローラ３４はアクチュエータ(図示せず)を制御して、３Ｄ印刷システム１０の部品の種々の動作を制御してよい。コントローラ３４はコンピューティング装置、半導体ベースのマイクロプロセッサ、中央処理装置(ＣＰＵ)、特定用途向け集積回路(ＡＳＩＣ)、および／または別のハードウェア装置であってよい。図示していないが、コントローラ３４は３Ｄ印刷システム１０の部品に対して通信ラインを介して接続されてよい。
【００７０】
コントローラ３４はデータを操作し変換するが、データは３Ｄ部品を生成するための物理的要素を制御するために、プリンタのレジスタやメモリ内において、物理(電子)量として表されていてよい。そこで、コントローラ３４はデータ格納装置３６と通信しているものとして示されている。データ格納装置３６は、３Ｄ印刷システム１０によって印刷される３Ｄ部品に関連するデータを含んでよい。構築材料粒子１６、溶融剤２６または２６’、コア溶融剤２８、着色インクジェットインク３０、その他を選択的に分配するためのデータは、形成する３Ｄ部品のモデルから導いてよい。例えばデータは、インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃが溶融剤２６または２６’、コア溶融剤２８、着色インクジェットインク３０、および／またはディテール化剤４２を堆積する、構築材料粒子１６の各層上での位置を含んでいてよい。一例では、コントローラ３４はデータを使用してインクジェットアプリケータ２４Ａを制御し、溶融剤２６または２６’を選択的に適用する。データ格納装置３６はまた、機械読み取り可能な命令(非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に格納れさている)を含んでいてよく、それらの命令はコントローラ３４が、構築材料供給部１４によって供給される構築材料粒子１６の量、構築領域プラットフォーム１２の動き、構築材料分配器１８の動き、インクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃの動き、その他を制御するようにさせる。
【００７１】
図１に示すように、印刷システム１０はまた、放射源３８および３８’を含んでよい。幾つかの例では、放射源３８は構築材料プラットフォーム１２に関して固定された位置にあってよい。他の例では、放射源３８’は溶融剤２６、２６’および／またはコア溶融剤２８が適用されたすぐ後に、構築材料粒子１６の層を放射線に曝露するように配置されていてよい。図１に示す例においては、放射源３８’はインクジェットアプリケータ(単数または複数)２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃの側部に取り付けられており、これはパターン化と加熱を単一のパスで行うことを許容する。
【００７２】
放射源３８、３８’は、約８００ｎｍから約１ｍｍの範囲の波長を有する電磁放射線を発してよい。一例として、電磁放射線は約８００ｎｍから約２μｍの範囲にあってよい。別の例として、電磁放射線は約１１００ｎｍの波長で強度が最大の黒体放射であってよい。放射源３８、３８’は、赤外(ＩＲ)または近赤外光源であってよく、ＩＲまたは近ＩＲ硬化ランプ、ＩＲまたは近ＩＲ発光ダイオード(ＬＥＤ)、または所望のＩＲまたは近ＩＲ電磁波長のレーザーの如きである。
【００７３】
放射源３８、３８’は、ランプ／レーザー駆動装置、入力／出力温度コントローラ、および温度センサーに関連して動作するよう接続されていてよく、これらは集合的に、放射システム部品４０として示されている。放射システム部品４０は協働して、放射源３８、３８’を制御してよい。温度の処方(例えば放射線曝露速度)は、入力／出力温度コントローラに提示されてよい。加熱に際して、温度センサーは構築材料粒子１６の温度を検知してよく、温度測定値は入力／出力温度コントローラに転送されてよい。例えば、加熱領域に関連する温度計は、温度のフィードバックをもたらすことができる。入力／出力温度コントローラは放射源３８、３８’の電力設定値を、処方と実時間測定値の間の相違に基づいて調節してよい。こうした電力設定値はランプ／レーザー駆動装置に送られ、これらは適切なランプ／レーザー電圧を放射源３８、３８’へと伝達する。これは放射システム部品４０の一例であり、他の放射源制御システムも使用してよいことが理解されよう。例えば、コントローラ３４は放射源３８、３８’を制御するように構成されてよい。
【００７４】
さて図２を参照すると、３Ｄ印刷方法１００の例が表現されている。方法のこの例は、コア溶融剤２８および溶融剤２６または２６’(すなわち低彩色溶融剤またはプライマー溶融剤)を使用する。この方法１００は、機械的一体性を有するコア層(単数または複数)を形成し、そして外側白色層またはプライマー層および外側着色層をコア層(単数または複数)上に形成するように使用されてよい。
【００７５】
この方法１００の一例は、構築材料(すなわち構築材料粒子１６)の少なくとも一部の上にコア溶融剤１８を選択的に適用し(参照番号１０２)；構築材料１６を電磁放射線に曝露し、コア溶融剤２８と接触している構築材料１６の部分を溶融してコア層を形成し(参照番号１０４)；構築材料１６の層をコア層上に適用し(参照番号１０６)；プライマー溶融剤２６、２６’を構築材料層の少なくとも一部の上に適用し(参照番号１０８)；そして構築材料層を電磁放射線に曝露し、それによってプライマー溶融剤２６、２６’と接触している構築材料層の部分を溶融して層を形成する(参照番号１１０)ことを含んでいる。プライマー溶融剤２６、２６’で形成される層はプライマー層(その上に他の層(単数または複数)が形成される)であってよく、または形成される部品の外側層(または外側領域を形成する幾つかの層(単数または複数)の一つ)であってよい。
【００７６】
方法１００は、図３に示すような部品４４を形成するために使用してよく、この部品は幾つかのコア層４６、４６’、４６”および外側白色層４８を含んでいる。コア層４６、４６’、４６”は、それぞれの構築材料層をコア溶融剤２８で選択的にパターン化し、パターン化された層の各々を電磁放射線に曝露することにより、順次形成される。外側白色層４８は、最も外側のコア層４６”上に構築材料層を適用し、それを溶融剤２６、２６’でパターン化し、そしてそれを電磁放射線に曝露することによって形成される。外側白色層４８は、白色(または僅かに彩色された)外側表面を備えた部品４４をもたらす。よって外側白色層４８は、それが被覆するブラックのコア層(単数または複数)４６、４６’、４６”を光学的に分離する。
【００７７】
図３に示された部品４４の例では、外側白色層４８は部品４４を完全に取り囲む訳ではなく、視認可能なコア層４６”の外側表面(単数または複数)上に形成されてよい。例えば図３において、部品４４の表面５０は、部品４４の使用時には見えないところであってよく、したがってその表面５０上に外側白色層４８を形成することは望ましくなくてよい。
【００７８】
この方法１００は、追加的な処理を含んで、外側着色層(図３には示されていない)を外側白色層４８の少なくとも一部上に備えた部品４４を形成してよく、またはプライマー層(ここでそれぞれをプライマー層４８、４８’、４８”と呼ぶプライマー層部分４８’、４８”、４８”’を含む)および外側着色層(ここでそれぞれをカラー層５２、５２’、５２”と呼ぶカラー層部分５２、５２’、５２”を含む)によって完全に被包されたコア層(単数または複数)４６を有する別の部品４４’(図４Ｈに示す)を形成してよいことが理解されよう。この部品４４’を形成するための方法１００’を、以下で図４Ａから４Ｈを参照して記述する。方法全体を通じて、単一のインクジェットアプリケータに多重の参照番号を付するが(２４Ａ、２４Ｂおよび／または２４Ｃ)、これらのアプリケータは別々のアプリケータであってよく、またはそれぞれの流体を分配するための独立した別個のカートリッジを備えた単一のアプリケータであってよいことが理解されよう。
【００７９】
図４Ａおよび４Ｂにおいて、構築材料粒子１６の層５４が構築領域プラットフォーム１２上に適用される。図４Ａでは、構築材料供給部１４は構築材料粒子１６を、構築領域プラットフォーム１２上へと展開される準備のできた位置へと供給してよい。図４Ｂにおいて、構築材料分配器１８は、供給された構築材料粒子１６を構築領域プラットフォーム１２上へと展開してよい。コントローラ３４は構築材料供給制御命令を実行して構築材料供給部１４を制御してよく、構築材料粒子１６を適切に位置決めすると共に、展開制御命令を実行して構築材料分配器１８を制御し、供給された構築材料粒子１６を構築領域プラットフォーム１２上に展開して、その上に構築材料粒子１６の層５４を形成してよい。図４Ｂに示されるように、一層の構築材料粒子１６の層５４が適用されている。
【００８０】
層５４は、構築領域プラットフォーム１２にわたって実質的に均一な厚さを有する。一つの例では、層５４の厚さは約５０μｍから約３００μｍの範囲にあるが、より薄いまたはより厚い層もまた使用してよい。例えば、層５４の厚さは約２０μｍから約５００μｍ、または約３０μｍから約３００μｍの範囲にあってよい。層の厚さは、部品をより精細に定義するためには、最小で粒径の約２×であってよい。
【００８１】
図３に示す部品４４を形成するために、構築材料のこの層５４は、コア溶融剤２８でパターン化され(すなわちコア溶融剤２８がコア層４６についての断面のパターンにしたがって層５４上に選択的に分配される)、次いで電磁放射線に曝露されてコア層４６を形成する。本願で使用するところでは、形成される部品の層の断面とは、構築領域プラットフォーム１２の接触面に平行な断面を指している。一例として、コア層４６が立方体または円筒形のように形成される場合、コア溶融剤２８は構築材料粒子１６の層５４の少なくとも一部上に、それぞれ正方形のパターンまたは円形のパターン(上面から見て)で分配される。
【００８２】
図４Ｂに示す例では、構築材料粒子１６の層５４は犠牲層であり、形成中の部品４４’の第一の層(例えば着色層５２)の色を増強するために使用されている。図４Ｂに示すように、着色インクジェットインク３０が選択的に、層５４の少なくとも一部５６に適用される。こうして、層５４のこの部分５６にある構築材料粒子１６は着色される。この例では、この犠牲層は溶融されない(溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８がその上に何も適用されないため)。むしろ、犠牲層５４にある着色された構築材料粒子１６の幾らかは、その上に形成される部品層(例えば着色層５２)の溶融構築材料粒子中に埋め込まれてよい。換言すれば、部分５６にある着色された構築材料１６の幾らかは、それに隣接して形成される部品層の表面に埋め込まれるようになってよい。この未溶融の、しかし埋め込まれた着色構築材料粒子１６は、着色層５２と周囲の未溶融構築材料粒子１６の間に着色された界面をもたらすことにより、(最終的に形成される着色層５２の)表面において彩度を維持するのを助けてよい。
【００８３】
一つの犠牲層５４が示されているが、複数の犠牲層５４を相互に接触させて順次形成してよいことが理解されよう。
【００８４】
犠牲層５４の部分(単数または複数)５６に適用される着色インクジェットインク３０の色は、部品４４’、または少なくともこれに隣接して形成される着色層５２の一部に所望とされる色に依存する。例として、シアンインク、マゼンタインク、およびイエローインクを単独で、または組み合わせて適用して種々の色を達成してよく、またブラックインク(すなわち非溶融ブラックインク)を何らかの他のインクと共に印刷して色を変化させ、または得られる色のＬ＊値を低下させてよい。
【００８５】
図４Ｂには示されていないが、ディテール化剤４２を着色インクジェットインク３０と共に、部分５６上に選択的に適用してよい。ディテール化剤４２は、それと接触する構築材料粒子１６の温度を、構築材料粒子１６の融点または軟化点未満に維持するために使用してよい。犠牲層５４は溶融されないから、ディテール化剤４２はこの層５４に対して、着色インクジェットインク３０と共に適用されてよい。
【００８６】
着色インクジェットインク３０は、犠牲層５４中へと少なくとも部分的に浸透する。着色インクジェットインク３０中の着色剤の粒径と、構築材料粒子１６相互間の空所の大きさに応じて、着色インクジェットインク３０は犠牲層５４の厚さ全体にわたって浸透してよい。これにより、構築材料粒子１６の次の層５８を適用してよい表面が生成される。
【００８７】
構築材料粒子１６の層５８は、層５４と同様にして適用されてよい。この層５８は図４Ｃに示されている。この層５８は最初の構築材料層と見なされるが、それはこの層５８の少なくとも一部が溶融されて、３Ｄ部品４４’の第一の層が形成されるからである(犠牲層５４は溶融されないため)。
【００８８】
さらに処理を行う前に、構築材料粒子１６の層５８は加熱に曝露されてよい。加熱は構築材料粒子１６を予備加熱するために行われてよく、したがって加熱温度は構築材料粒子１６の融点または軟化点未満であってよい。よって、選択される温度は使用される構築材料粒子１６に依存することになる。例として、予備加熱温度は構築材料粒子１６の融点または軟化点より約５℃から約５０℃下であってよい。一つの例では、予備加熱温度は約５０℃から約３５０℃の範囲にある。別の例では、予備加熱温度は約１５０℃から約１７０℃の範囲にある。
【００８９】
構築材料粒子１６の層５８の予備加熱は、構築材料表面１２上のすべての構築材料粒子１６を熱に曝露する、任意の熱源を使用して達成してよい。熱源の例には、加熱熱源(例えば粒子１６のヒーター(図示せず))または電磁放射線源３８、３８’が含まれる。
【００９０】
層５８が形成された後、そして場合によっては予備加熱された後、溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０が選択的に、層５８にある構築材料粒子１６の同じ部分(単数または複数)に対して適用される。図４Ｃにおいては、溶融剤２６、２６’および着色インクジェットインク３０は、層５８の部分６０に対して適用されるものとして示されている。溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０は選択的に、形成すべき着色層５２の断面のバターンで適用される(図４Ｄに示す)。
【００９１】
図４Ｃに示す例では、部分６０は、着色インクジェットインク３０が適用された層５４の部分５６に隣接している。
【００９２】
部品４４’について所望とされる色または部品４４’の特定の着色層５２が、着色インクジェットインク３０の色である場合、溶融剤２６、２６’は着色インクジェットインク３０と共に適用される。溶融剤２６、２６’は透明または僅かに彩色されているが、着色インクジェットインク３０の着色剤は着色層５２の溶融された構築材料粒子全体にわたって埋め込まれるようになるから、着色インクジェットインク３０の色が得られる着色層５２の色になる。溶融剤２６、２６’は、より薄い色または白色を得る場合に特に適したものであってよい。着色層５２に望ましい色がより暗い色またはブラックである場合、コア溶融剤２８を着色インクジェットインク３０と共に適用してよい。
【００９３】
溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０が層５８の特定の部分(単数または複数)６０に対して選択的に適用された後、構築材料１６の層５８の全体が電磁放射線に曝露される(図４Ｃと図４Ｄの間にＥＭＲ曝露として示されている)。
【００９４】
電磁放射線は放射源３８、３８’から発せられる。電磁放射線が適用される時間の長さ、すなわちエネルギー曝露時間は、例えば：放射源３８、３８’の特性；構築材料粒子１６の特性；および／または溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８の特性の一つまたはより多くに依存してよい。
【００９５】
溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８は、放射線の吸収を増大させ、吸収された放射線を熱エネルギーに変換し、それが接触している構築材料粒子１６に対する熱の伝達を促進する。一つの例では、溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８は、層５８にある構築材料粒子１６の温度を、粒子１６の融点または軟化点を超えて十分に昇温させ、構築材料粒子の溶融(例えば焼結、結合、硬化その他)が行われるようにする。電磁放射線に対して曝露することにより、図４Ｄに示すように着色層５２が形成される。
【００９６】
さらにまた、適用された溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８を有しない構築材料１６の部分は、溶融に十分なエネルギーを吸収しないことが理解されよう。しかしながら、発生された熱エネルギーは、適用された溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８を有しない周囲の構築材料１６へと伝搬されてよい。熱エネルギーの伝搬は、、例えば溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８に曝露されていない層５８中の構築材料粒子１６に対してディテール化剤４２が適用されている場合、パターン化されていない層５８中の構築材料粒子１６が溶融するのを妨げてよい。さらにまた、熱エネルギーの伝搬は、ディテール化剤４２が層５４中に着色インクジェットインク３０と共に適用されている場合、層５４にある構築材料粒子１６が溶融するのを妨げてよい。しかしながら、上述したように、層５４中の着色された構築材料粒子１６の幾らかは、隣接する溶融された着色層５２の構築材料粒子中に埋め込まれるようになってよい。
【００９７】
示されているのは単一の着色層５２であるが、最終の部品４４’においてはコア層(単数または複数)４６の周囲にカラー領域(ボクセル一つ分よりも厚い)が構築されるように、複数の着色層５２が相互に接触した状態で順次形成されてよいことが理解されよう。最も外側の着色層５２は、ボクセル一つ分の厚さ(深さ)のシェルを形成してよく、他の着色層はより厚いカラー領域を生成してよい。形成される部品４４’の外側における色の彩度を増すために、溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０の流体量は、コア層(単数または複数)４６の近くに位置している他の着色層と比較して、最も外側の着色層５２においてより高くあってよい。
【００９８】
図４Ｄはまた、構築材料粒子１６のさらに別の層６２を示しているが、この場合の層６２は、着色層５２と、層５８にある未溶融の構築材料粒子１６に対して適用されている。層６２は、層５４および５８と同様の仕方で適用されてよい。
【００９９】
さらに処理を進める前に、構築材料粒子１６の層６２は、前述したような仕方で予備加熱に曝露してよい。
【０１００】
層６２が形成された後、そして場合によっては予備加熱された後に、溶融剤２６、２６’が選択的に、層６２にある構築材料粒子１６の部分(単数または複数)６４上に適用される。層６２の部分(単数または複数)６４は、プライマー層４８’を形成するものであり、これは溶融剤２６、２６’により白色、透明、または僅かに彩色されている。このプライマー層４８’は、着色層５２と、続いて形成される部品４４’中のブラックのコア層(単数または複数)４６(図４Ｈ参照)との間に配置されている。このプライマー層４８’は、最初の層または第一プライマー層と称されてよい。このプライマー層４８’は、ブラックコア層(単数または複数)４６の少なくとも一部を光学的に分離する。
【０１０１】
図４Ｄに示された例においては、溶融剤２６、２６’が選択的に適用された部分６４は、すでに形成された着色層５２の一部(だが全部ではない)に隣接している。このような溶融剤２６、２６’の選択的な適用は、形成中の部品４４’の側部に沿って着色層(単数または複数)５２’(図４Ｅに示す)を形成することが望ましい場合に行われてよい。着色層(単数または複数)５２’を部品４４’の側部に沿って形成するために、溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０は、層６２にある構築材料粒子１６の他の部分(単数または複数)６６上へと選択的に適用される。例として、この部分(単数または複数)６６は、形成中の部品４４’の特定の層の周縁を画定してよく、そして部分６４の周縁または縁部境界Ｅ(すなわち溶融剤２６、２６’だけが構築材料層中に選択的に堆積されている最も外側の部分)の外側にあってよい。
【０１０２】
形成中の部品４４’の側部に沿って着色層５２’(図４Ｅに示す)を形成することが望ましい場合は、部分(単数または複数)６６(溶融された場合に部品４４’の側部に沿って着色層５２’を形成する部分)に隣接しまたはこれを取り囲む、パターン化されていない構築材料粒子１６の部分(単数または複数)６８に、着色インクジェットインク３０(ディテール化剤４２を伴いまたは伴わずに)を選択的に堆積することもまた望ましい。この部分(単数または複数)６８にある着色された構築材料粒子１６は、溶融された着色層５２’の構築材料粒子中に埋め込まれてよい。この未溶融の、しかし埋め込まれている着色構築材料１６は、着色層５２’と周囲の未溶融構築材料粒子１６の間に色の界面をもたらすことにより、(着色層５２’の)表面における彩度を維持するのを助けてよい。
【０１０３】
部品４４’の側部を着色することが望ましくない場合には、溶融剤２６、２６’が選択的に適用された部分６４はすでに形成された着色層５２の幾らかまたは全部に隣接してよいが、しかし溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０は、層６２にある構築材料粒子１６の部分(単数または複数)６６に対して選択的に適用されない。
【０１０４】
溶融剤２６、２６’が部分(単数または複数)６４上に適用された後、また場合によっては溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０が部分(単数または複数)６６上に選択的に適用された後、構築材料粒子１６の層６２の全体が、前述したような仕方で電磁放射線に対して曝露される(図４Ｄと図４Ｅの間にＥＭＲ曝露として示されている)。
【０１０５】
この例では、溶融剤２６、２６’は部分６４における放射線の吸収を増大させ、吸収した放射線を熱エネルギーに変換し、そして接触している構築材料粒子１６に対する熱の伝達を促進する。一つの例では、溶融剤２６、２６’は部分６４において、粒子１６の融点または軟化点を超えて構築材料粒子１６の温度を十分に昇温させ、構築材料粒子の溶融(例えば焼結、結合、硬化など)が行われるようにする。電磁放射線に対する曝露は、図４Ｅに示されているようにプライマー層４８’を形成する。
【０１０６】
溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０が部分(単数または複数)６６上に選択的に適用されている場合、ＥＭＲ曝露は外側縁部(単数または複数)において着色層(単数または複数)５２’を形成する。これらの部分(単数または複数)６６において、溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８は放射線の吸収を増大させ、吸収した放射線を熱エネルギーに変換し、そしてそれと接触している構築材料粒子１６に対する熱の伝達を促進して、それらの溶融を生じさせる。電磁放射線に対するこの曝露は、図４Ｅに示すように着色層(単数または複数)５２’を形成する。
【０１０７】
着色層(単数または複数)５２’の幅は、部品４４’のこの部分に着色領域を形成するのに十分な大きさのものであってよい。溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０の流体量は、形成された部品４４’の外側における色の彩度を増大させるため、着色層(単数または複数)５２’の最も内側の縁部(単数または複数)と比較して、着色層(単数または複数)５２’の最も外側の縁部において、より高くあってよい。
【０１０８】
図４Ｅはまた、構築材料粒子１６のさらに別の層７０を示しており、この場合には層７０はプライマー層４８’、着色層(単数または複数)５２’、そして層６２の未溶融の構築材料粒子１６に対して適用されている。この層７０は、層５４、５８、６２と同様の仕方で適用されてよい。
【０１０９】
更に処理を進める前に、構築材料粒子１６の層７０は、前述した仕方で予備加熱に曝露してよい。
【０１１０】
層７０が形成された後、そして場合によっては予備加熱された後、コア溶融剤２８が、層７０にある構築材料粒子１６の部分(単数または複数)７２上へと選択的に適用される。層７０のこの部分(単数または複数)７２はコア層４６(図４Ｆ)を形成するが、これはコア溶融剤２８によってブラックであってよい。示されているのは単一のコア層４６であるが、部品４４’の大部分を構成するコア領域(または部品コア)をが構築されるように、複数のコア層４６を相互に接触させて順次形成してよいことが理解されよう。複数のコア層４６は、部品４４’の機械的特性を向上させてよい。
【０１１１】
図４Ｅに示された例においては、コア溶融剤２８が選択的に適用された部分７２は、すでに形成されたプライマー層４８’の一部(だが全部ではない)に隣接している。このようなコア溶融剤２８の選択的な適用は、形成中の部品４４’の側部に沿って着色層(単数または複数)５２’(図４Ｆに示す)を形成することが望ましい場合に行われてよい。形成中のコア層４６はブラックであってよいから、プライマー層４８”をコア層４６と隣接する着色層(単数または複数)５２’との間に形成することもまた望ましい。
【０１１２】
プライマー層４８”をコア層４６の周縁に沿って形成するために、溶融剤２６、２６’が、部分７２の周縁または縁部境界Ｅ’(すなわちコア溶融剤２８だけが構築材料層に選択的に適用された最も外側の部分)に直ちに隣接する、層７０中の構築材料粒子１６の他の(または第二の)部分(単数または複数)７４上に選択的に適用される。この周縁／縁部境界Ｅ’はかくして、コア溶融剤２８によって画定される。着色層(単数または複数)５２’をプライマー層４８”の周縁に沿って／隣接して形成するために、溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０が、部分７４(プライマー溶融剤２６、２６’によって画定されている)の周縁または縁部境界Ｅに直ちに隣接する、層７０中の構築材料粒子１６のさらに他の(または第三の)部分(単数または複数)７６に対して選択的に適用される。
【０１１３】
形成中の部品４４’の側部に沿って着色層(単数または複数)５２’(図４Ｆに示す)を形成することが望ましい場合には、部分(単数または複数)７６(溶融された場合に部品４４’の側部に沿って着色層５２’を形成する)に隣接しまたはこれを取り囲む、パターン化されていない構築材料粒子１６の部分(単数または複数)７８に、着色インクジェットインク３０(ディテール化剤４２を伴いまたは伴わずに)を選択的に堆積することもまた望ましくてよい。この部分(単数または複数)７８にある着色された構築材料粒子１６は、着色層５２’の溶融された構築材料粒子に埋め込まれるようになってよい。この未溶融の、しかし埋め込まれた着色構築材料粒子１６は、着色層(単数または複数)５２’と周囲の未溶融構築材料粒子１６の間に着色された界面をもたらすことにより、(着色層５２’の)表面における彩度を維持することを助けてよい。
【０１１４】
部品４４’の側部を着色することが望ましくない場合(例えばコア層４６の幾らかが露出／視認可能とされる場合)、溶融剤２８が選択的に適用される部分７２はすでに形成された層４８’および５２’の一部または全部に隣接してよいが、しかし溶融剤２６、２６’は部分(単数または複数)７４上に選択的に適用されず、また溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０は層７０中の構築材料粒子１６の部分(単数または複数)７６上に選択的に適用されない。
【０１１５】
層７０が少なくともコア溶融剤２８で所望の仕方においてパターン化された後、構築材料粒子１６の層７０の全体が、前述した仕方において電磁放射線に曝露される(図４Ｅと図４Ｆの間にＥＭＲ曝露として示されている)。
【０１１６】
この例では、溶融剤２８は部分７２における放射線の吸収を増大させ、吸収した放射線を熱エネルギーに変換し、そしてそれと接触している構築材料粒子１６に対する熱の伝達を促進する。一つの例では、溶融剤２８は部分７２において構築材料粒子１６の温度を、粒子１６の融点または軟化点を超えて十分に昇温させ、構築材料粒子１６の溶融(例えば焼結、結合、硬化など)が行われるようにする。電磁放射線に対する曝露は、図４Ｆに示すようにコア層４６を形成する。
【０１１７】
溶融剤２６、２６’が部分(単数または複数)７４上に選択的に適用され、そして溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０が部分(単数または複数)７６上に選択的に適用される場合には、ＥＭＲ曝露はまたプライマー層(単数または複数)４８”および着色層(単数または複数)５２’を、コア層４６の外側縁部(単数または複数)において形成する。これらの部分(単数または複数)７４および７６において、剤(単数または複数)２６、２６’および／または２８は、部分(単数または複数)７４および７６における放射線の吸収を増大させ、吸収した放射線を熱エネルギーに変換し、そしてそれと接触している構築材料粒子１６に対する熱の伝達を促進し、それらの溶融を生じさせる。この電磁放射線に対する曝露は、図４Ｆに示すように、プライマー層(単数または複数)４８”および着色層(単数または複数)５２’を形成する。
【０１１８】
プライマー層(単数または複数)４８”の幅は、ブラックコア層４６を光学的に分離するのに十分な大きさであってよい。着色層(単数または複数)５２’の幅は、部品４４’のこの部分に着色領域を形成するのに十分な大きさであってよい。溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０の流体量は、形成された部品４４’の外側における色の彩度を増大させるため、着色層(単数または複数)５２’の最も内側の縁部(単数または複数)と比較して、着色層(単数または複数)５２’の最も外側の縁部において、より高くあってよい。
【０１１９】
図４Ｆはまた、構築材料粒子１６のさらに別の層８０を示しており、この場合に層８０は、コア層４６、プライマー層(単数または複数)４８”、着色層(単数または複数)５２’、および層７０の未溶融の構築材料粒子１６に対して適用されている。層８０は、層５４、５８、６２および７０と同様にして適用されてよい。
【０１２０】
さらに処理進める前に、構築材料粒子１６の層８０は、前述した仕方において予備加熱に曝露してよい。
【０１２１】
層８０が形成された後、そして場合によっては予備加熱された後、溶融剤２６、２６’が層８０中の構築材料粒子１６の部分(単数または複数)８２上に選択的に適用される。層８２のこの部分(単数または複数)８２は別のプライマー層４８”’を形成し、これは溶融剤２６、２６’によって白色または僅かに彩色されている。このプライマー層４８”’は部品４４’(図４Ｈ参照)において、ブラックコア層(単数または複数)４６と、続いて形成される着色層(単数または複数)５２”との間に配置される。かくしてプライマー層４８”’は、形成された部品４４’の別の端部において、ブラックコア層(単数または複数)４６を光学的に分離する。
【０１２２】
図４Ｆに示された例においては、溶融剤２６、２６’が選択的に適用された部分８２は、すでに形成されたコア層(単数または複数)４６およびプライマー層(単数または複数)４８”に隣接している。このような溶融剤２６、２６’の選択的な適用は、形成中の部品４４’の側部に沿って着色層(単数または複数)５２’(図４Ｇに示す)を形成することが望ましい場合に行ってよい。部品４４’の側部に沿って着色層(単数または複数)５２’を形成するために、溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０が、層８２の構築材料粒子１６の部分(単数または複数)８４上に選択的に適用される。例として、この部分(単数または複数)８４は形成中の部品４４’の特定の層の周縁を画定してよく、また部分８２の縁部境界Ｅの外側にあってよい。
【０１２３】
形成中の部品４４’の側部に沿って着色層５２’(図４Ｇに示す)を形成することが望ましい場合は、部分(単数または複数)８４(溶融された場合に部品４４’の側部に沿って着色層５２’を形成する)に隣接しまたはこれを取り囲む、パターン化されていない構築材料粒子１６の部分(単数または複数)８６に、着色インクジェットインク３０(ディテール化剤４２を伴いまたは伴わずに)を選択的に堆積することが望ましくてよい。この部分(単数または複数)８６にある着色された構築材料粒子１６は、着色層５２’の溶融された構築材料粒子に埋め込まれるようになってよい。この未溶融の、しかし埋め込まれた着色構築材料粒子１６は、着色層５２’と周囲の未溶融構築材料粒子１６の間に着色された界面をもたらすことにより、(着色層５２’の)表面における彩度を維持することを助けてよい。
【０１２４】
部品４４’の側部を着色することが望ましくない場合は、溶融剤２６、２６’が選択的に適用された部分８２はすでに形成された着色層５２’の一部または全部に隣接してよいが、しかし溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０は、層８０の構築材料粒子１６の部分(単数または複数)８４上に選択的に適用されない。
【０１２５】
溶融剤２６、２６’が部分(単数または複数)８２上に適用された後、そして場合によっては溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０が部分(単数または複数)８４上に選択的に適用された後、構築材料粒子１６の層８０の全体が、前述したような仕方で電磁放射線に曝露される(図４Ｆと図４Ｇの間にＥＭＲ曝露として示されている)。
【０１２６】
この例では、溶融剤２６、２６’は部分８２における放射線の吸収を増大させ、吸収した放射線を熱エネルギーに変換し、そしてそれと接触している構築材料粒子１６に対する熱の伝達を促進する。一つの例では、溶融剤２６、２６’は部分８２において構築材料粒子１６の温度を、粒子１６の融点または軟化点を超えて十分に昇温させ、構築材料粒子の溶融(例えば焼結、結合、硬化など)が行われるようにする。電磁放射線に対する曝露は、図４Ｇに示すようにプライマー層４８”’を形成する。
【０１２７】
溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０が部分(単数または複数)８４上に選択的に適用された後、ＥＭＲ曝露により、プライマー層  ４８”’の外側縁部(単数または複数)において、着色層(単数または複数)５２’が形成される。これらの部分(単数または複数)８４において、溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８は放射線の吸収を増大させ、吸収した放射線を熱エネルギーに変換し、そしてそれと接触している構築材料粒子１６に対する熱の伝達を促進して、それらの溶融を生じさせる。電磁放射線に対するこの曝露は、図４Ｇに示すように着色層(単数または複数)５２’を形成する。
【０１２８】
着色層(単数または複数)５２’の幅は、部品４４’のこの部分において着色領域を形成するのに十分な大きさであってよい。溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０の流体量は、形成された部品４４’の外側における色の彩度を増大させるため、着色層(単数または複数)５２’の最も内側の縁部(単数または複数)と比較して、着色層(単数または複数)５２’の最も外側の縁部において、より高くあってよい。
【０１２９】
図４Ｇはまた、構築材料粒子１６のさらに別の層８８を示しており、この場合に層８８は、プライマー層(単数または複数)４８”’および隣接する着色層(単数または複数)５２’、および層８０の未溶融構築材料粒子１６に対して適用されている。この層８８は、５４、５８、６２、７０および８０と同様の仕方で適用されてよい。
【０１３０】
更に処理を進める前に、構築材料粒子１６の層８８は、前述の仕方において予備加熱に曝露してよい。
【０１３１】
層８８が形成された後、そして場合によっては予備加熱された後、溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０が、層８８の構築材料粒子１６の同じ部分(単数または複数)上に選択的に適用される。図４Ｇにおいては、溶融剤２６、２６’および着色インクジェットインク３０が、層８８の部分９０に適用されているものとして示されている。溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０は、形成される着色層５２”(図４Ｈに示す)の断面パターンにおいて、選択的に適用される。
【０１３２】
図４Ｇに示された例では、部分９０はプライマー層４８”’と、プライマー層４８”’に隣接する着色層(単数または複数)５２’に隣接している。
【０１３３】
部品４４’または部品４４’の特定の着色層５２”に望ましい色が、着色インクジェットインク３０の色である場合、溶融剤２６、２６’は着色インクジェットインク３０と共に適用される。溶融剤２６、２６’は透明かまたは僅かに彩色されているが、着色インクジェットインク３０の着色剤は着色層５２”の溶融構築材料粒子全体に埋め込まれるようになるから、着色インクジェットインク３０の色が得られる着色層５２”の色になる。溶融剤２６、２６’は、薄い色または白色を得るのに特に適していてよい。着色層５２”に望ましい色がより暗い色またはブラックである場合、コア溶融剤２８を着色インクジェットインク３０と共に適用してよい。
【０１３４】
また、部分(単数または複数)９０(溶融された場合に部品４４’の上部表面に沿って着色層５２”を形成する)に隣接しまたはこれを取り囲む、パターン化されていない未溶融の構築材料粒子１６の部分(単数または複数)９２に、着色インクジェットインク３０(ディテール化剤４２を伴いまたは伴わずに)を選択的に適用することも望ましくてよい。この部分(単数または複数)９２にある着色構築材料粒子１６は、着色層５２”の側部または縁部に沿って、溶融された構築材料粒子に埋め込まれるようになる。この未溶融の、しかし埋め込まれた着色構築材料粒子１６は、着色層５２”と周囲の未溶融構築材料粒子１６の間に着色された界面をもたらすことにより、(着色層５２”の)表面において彩度を維持するのを助けてよい。
【０１３５】
溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０が、層８８の特定の部分(単数または複数)９０に選択的に適用された後、構築材料１６の層８８の全体が、電磁放射線に曝露される(図４Ｇと図４Ｈの間にＥＭＲ曝露として示されている)。電磁放射線は前述した仕方において、放射源３８、３８’から発生される。
【０１３６】
溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８は、放射線の吸収を増大させ、吸収した放射線を熱エネルギーに変換し、そしてそれと接触している構築材料粒子１６に対する熱の伝達を促進する。一つの例では、溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８は、層８８の部分９０における構築材料粒子１６の温度を粒子１６の融点または軟化点を超えて十分に昇温させ、(剤２６、２６’または２８と接触している)構築材料粒子の溶融(例えば焼結、結合、硬化など)が行われるようにする。電磁放射線に対する曝露は、図４Ｈに示すように、埋め込まれたインクジェットインク３０の着色剤を有する着色層５２”を形成する。
【０１３７】
示されているのは単一の着色層５２”であるが、最終の部品４４’においてはコア層(単数または複数)４６の周囲にカラー領域(ボクセル一つ分よりも厚い)が構築されるように、複数の着色層５２”が相互に接触した状態で順次形成されてよいことが理解されよう。最も外側の着色層５２”は、ボクセル一つ分の厚さ(深さ)のシェルを形成してよく、他の着色層はより厚いカラー領域を生成してよい。形成される部品４４’の外側における色の彩度を増すために、溶融剤２６、２６’またはコア溶融剤２８および着色インクジェットインク３０の流体量は、コア層(単数または複数)４６の近くに位置している他の着色層と比較して、最も外側の着色層５２”においてより高くあってよい。
【０１３８】
図示されていないが、着色インクジェットインク３０は着色層５２”に対して選択的に適用されてよい。着色層５２”に適用された着色インクジェットインク３０は、表面における構築材料粒子を着色することにより、それらの粒子が溶融されているか未溶融であるか、溶融粒子に埋め込まれているかに関わらず、着色層５２”の表面における彩度を維持するのを助けてよい。
【０１３９】
着色層５２”に対して適用される着色インクジェットインク３０の色は、部品４４’に望ましい色、または少なくともインク３０が適用される着色層５２”に望ましい色に依存する。例として、シアンインク、マゼンタインク、およびイエローインクを単独で、または組み合わせて適用して種々の色を達成してよく、またブラックインク(すなわち非溶融ブラックインク)を何らかの他のインクと共に印刷して色を変化させ、または得られる色のＬ＊値を低下させてよい。
【０１４０】
やはり図示されていないが、ディテール化剤４２を選択的に着色層５２”上へと、着色インクジェットインク３０と共に適用してよいことが理解されよう。
【０１４１】
方法１００’は、犠牲層５４(その上のインクジェットインク３０と共に)および外側着色層５２、５２’、５２”が形成されないように修正してよいことが、さらに理解されよう。方法１００’のこの修正形態においては、プライマー層４８’が最初に形成される。得られる部品においては、プライマー層４８’、４８”および４８”’のすべてが露出／視認可能であり、したがって部品の外側を形成する。この例において、プライマー層４８’、４８”および４８”’はコア層(単数または複数)４６を被包する外側白色層を形成する。方法１００’がこのように修正されると、形成される部品は白色または僅かに彩色されたものとなる(溶融剤２６、２６’の色に応じて)。
【０１４２】
次いで図５を参照すると、３Ｄ印刷方法の別の例２００が示されている。この例の方法は溶融剤２６’を使用し、これはＣＴＯナノ粒子、両性イオン安定化剤、および水性ビヒクルを含んでいる。この方法２００は、白色または僅かに彩色された部品４４”(図６Ｃに示す)を形成するために使用されてよい。
【０１４３】
この方法２００の一例は、ポリマー構築材料(すなわち構築材料粒子１６)(参照番号２０２)を適用し；溶融剤２６’をポリマー構築材料の少なくとも一部上に選択的に適用し、そこでは上記したように溶融剤２６’がＣＴＯナノ粒子、両性イオン安定化剤、および水性ビヒクルを含み(参照番号２０４)；そしてポリマー構築材料を電磁放射線に曝露し、それによって溶融剤２６’と接触しているポリマー構築材料の部分を溶融して層とする(参照番号２０６)ことを含む。図６Ａから図６Ｄは、この方法２００の例を示している。
【０１４４】
図６Ａにおいて、構築材料粒子１６の層９４が構築領域プラットフォーム１２上に適用される。前述したように、構築材料供給部１４は構築材料粒子１６を構築領域プラットフォーム１２上に展開する準備が整った位置へと供給してよく、そして構築材料分配器１８は、構築材料粒子１６を構築領域プラットフォーム１２上へと展開してよい。コントローラ３４は構築材料供給制御命令を実行して構築材料供給部１４を制御してよく、構築材料粒子１６を適切に位置決めすると共に、展開制御命令を実行して構築材料分配器１８を制御し、供給された構築材料粒子１６を構築領域プラットフォーム１２上に展開して、その上に構築材料粒子１６の層９４を形成してよい。
【０１４５】
構築材料粒子１６の層９４は、本願で記載した仕方で予備加熱に曝露してよい。
【０１４６】
層９４が適用された後、そして場合によっては予備加熱された後、溶融剤２６’が層９４にある構築材料粒子１６の部分(単数または複数)９６上へと選択的に適用される。層９４のこの部分(単数または複数)９６は、形成中の３Ｄ部品４４”(図６Ｃ)または４４”’(図６Ｄ)の第一の層９８を形成する。かくして、溶融剤２６’は、層９８の断面パターンにしたがって層９４上に選択的に分配される。
【０１４７】
溶融剤２６’が部分(単数または複数)９６の上に適用された後、構築材料粒子１６の層９４の全体が、前述した仕方で電磁放射線に曝露される(図６Ａと図６Ｂの間にＥＭＲ曝露として示されている)。
【０１４８】
この例では、溶融剤２６’は部分(単数または複数)９６において放射線の吸収を増大させ、吸収した放射線を熱エネルギーに変換し、そしてそれと接触している構築材料粒子１６に対する熱の伝達を促進する。一つの例では、溶融剤２６’は部分９６における構築材料粒子１６の温度を粒子１６の融点または軟化点を超えて十分に昇温させ、構築材料粒子の溶融(例えば焼結、結合、硬化など)が行われるようにする。電磁放射線に対する曝露は、図６Ｂに示すように、層９８を形成する。
【０１４９】
適用された溶融剤２６’を有しない構築材料１６の部分は、溶融に十分なエネルギーを吸収しないことが理解されよう。
【０１５０】
層９８が形成された後、その上に追加の層(単数または複数)(例えば図６Ｃに示す９８’、９８”および９８”’)を形成して、３Ｄ部品４４”(図６Ｃに示す)の例を生成してよい。例えば、他の層９８’を形成するためには、追加のポリマー構築材料(すなわち粒子１６)を層９８の上に適用してよい。次いで溶融剤２６’が、形成中の層(例えば９８’)の断面パターンにしたがって、追加の構築材料粒子１６の少なくとも一部の上に選択的に適用される。溶融剤２６’が適用された後、追加のポリマー構築材料(すなわち粒子１６)の層の全体が、前述した仕方において電磁放射線に曝露される。追加のポリマー構築材料粒子１６の適用、溶融剤２６’の選択的な適用、および電磁放射線の曝露は、部品４４”を形成する所定数のサイクルだけ繰り返してよい。
【０１５１】
図６Ａおよび６Ｂに示された例では、層９８、９８’、９８”および９８”’を形成するそれぞれの構築材料層の各々の部分に、溶融剤２６’と共に着色インクジェットインク３０を適用することにより、部品４４”全体に色が付与されてよい。
【０１５２】
方法２００は部品４４”の形成で終了してもよく、または色を部品４４”の上部表面に付与してもよい。これは図６Ｃおよび６Ｄに示されている。
【０１５３】
部品４４”’(図６Ｄに示す)に色を付与し形成するために、ポリマー構築材料粒子１６の最終層１１２が部品４４”に適用される。図６Ｃに示すように、この層１１２は部品４４”の最も外側の層９８”’に適用される。更に処理を進める前に、層１１２は前述した仕方で予備加熱に曝露してよい。
【０１５４】
層１１２が形成された後に、そして場合によっては予備加熱された後に、溶融剤２６’および着色インクジェットインク３０が、層１１２の構築材料粒子１６の同じ部分(単数または複数)１１４上に選択的に適用される。溶融剤２６’および着色インクジェットインク３０は、形成される着色層５２”(図６Ｄに示す)の断面パターンにおいて、選択的に適用される。適用される着色インクジェットインク３０の色は、部品４４”’に所望とされる色に依存する。
【０１５５】
溶融剤２６’および着色インクジェットインク３０が適用された後、ポリマー構築材料(すなわち粒子１６)の層１１２の全体が、前述した仕方において電磁放射線に曝露される。溶融剤２６’は放射線の吸収を増大させ、吸収した放射線を熱エネルギーに変換し、そしてそれと接触している構築材料粒子１６に対する熱の伝達を促進する。一つの例では、溶融剤２６’は層１１２の部分１１４にある構築材料粒子１６の温度を、粒子の融点または軟化点を超えて十分に昇温させ、構築材料粒子(剤２６’と接触している)の溶融(例えば焼結、結合、硬化など)が行われるようにする。図６Ｄに示すように、電磁放射線に対する曝露は、埋め込まれたインクジェットインク３０の着色剤を有する着色層５２”を形成する。
【０１５６】
示されているのは単一の着色層５２”であるが、最終の部品４４”’において層９８、９８’、９８”および９８”’上にカラー領域(ボクセル一つ分よりも厚い)が構築されるように、複数の着色層５２”が相互に接触した状態で順次形成されてよいことが理解されよう。最も外側の着色層５２”は、ボクセル一つ分の厚さ(深さ)のシェルを形成してよく、他の着色層はより厚いカラー領域を生成してよい。形成される部品４４”’の外側における色の彩度を増すために、溶融剤２６’および着色インクジェットインク３０の流体量は、層９８”’の近くに位置している他の着色層と比較して、最も外側の着色層５２”においてより高くあってよい。
【０１５７】
図示されていないが、着色インクジェットインク３０は着色層５２”に対して選択的に適用されてよい。着色層５２”に適用された着色インクジェットインク３０は、表面における構築材料粒子を着色することにより、それらの粒子が溶融されているか未溶融であるか、溶融粒子に埋め込まれているかに関わらず、着色層５２”の表面における彩度を維持するのを助けてよい。
【０１５８】
着色層(例えば５２および５２’)を形成して部品４４”’が着色層によって完全に被包されるように、この方法２００はまた、方法１００’と同様にして修正されてよいことが理解されよう。
【０１５９】
本願に開示した例のいずれにおいても、３Ｄ部品４４、４４’、４４”および４４”’は完成した場合、構築材料プラットフォーム１２から取り出されてよく、また未溶融の構築材料１６が３Ｄ部品４４、４４’、４４”および４４”’から除去されてよい。
【０１６０】
本願で提示された範囲は、明示された範囲、および明示された範囲内の任意の値または部分範囲を含むことが理解されよう。例えば、約２重量％から約３５重量％という範囲は、明確に画定された約２重量％から約３５重量％を含むだけでなく、３.３５重量％、５.５重量％、１７.７５重量％、２８.８５重量％などといった個別の値、および約３.３５重量％から約１６.５重量％、約２.５重量％から約２７.７重量％などといった部分範囲をも含むように解釈されるべきである。さらにまた、値を記述するのに「約」が用いられる場合、それは明示された値からの僅かな変動(＋／−１０％まで)を包含することを意味している。
【０１６１】
明細書全体を通じて、「一つの例」「別の例」「一例」等々に対する参照は、その例に関して記載された特定の要素(例えば特徴、構造、および／または特性)が、本願に記載した少なくとも一つの例に含まれており、また他の例には存在してもしなくてもよいことを意味している。加えて、特に明記されない限り、任意の例について記載された要素は、種々の例において任意の適切な仕方で組み合わせてよいことが理解されよう。
【０１６２】
本願に開示された例を記述し特許請求するについて、単数形「一つの」「ある」および「その」は、特に明記されない限り複数への参照を含んでいる。
【０１６３】
幾つかの例について詳細に記載してきたが、開示の例は修正されてよいことが理解されよう。したがって、以上の記載は非限定的なものと見なされる。
【図１】
2019511393.tif 000003
【図２】
2019511393.tif 000004
【図３】
2019511393.tif 000005
【図４Ａ】
2019511393.tif 000006
【図４Ｂ】
2019511393.tif 000007
【図４Ｃ】
2019511393.tif 000008
【図４Ｄ】
2019511393.tif 000009
【図４Ｅ】
2019511393.tif 000010
【図４Ｆ】
2019511393.tif 000011
【図４Ｇ】
2019511393.tif 000012
【図４Ｈ】
2019511393.tif 000013
【図５】
2019511393.tif 000014
【図６Ａ−６Ｂ】
2019511393.tif 000015
【図６Ｃ】
2019511393.tif 000016
【図６Ｄ】
2019511393.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月6日(2018.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元(３Ｄ)印刷に際して部品に色を付与するための方法であって：
コア溶融剤を構築材料の少なくとも一部の上に選択的に適用し；
構築材料を電磁放射線に曝露し、それによってコア溶融剤と接触している構築材料の部分を溶融してコア層を形成し；
コア層上に構築材料の層を適用し；
プライマー溶融剤を構築材料層の少なくとも一部の上に適用し、プライマー溶融剤が：
酸化セシウムタングステンナノ粒子；
両性イオン安定化剤であって、Ｃ２からＣ８のベタイン、１００ｇの水に少なくとも１０ｇの溶解度を有するＣ２からＣ８のアミノカルボン酸、タウリン、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される両性イオン安定化剤；および
水性ビヒクルであって、水、共溶媒、および界面活性剤を含む水性ビヒクルを含み；そして
構築材料層を電磁放射線に曝露し、それによってプライマー溶融剤と接触している構築材料層の部分を溶融して層を形成することを含む、方法。
【請求項２】
層上に他の構築材料層を適用し；
着色インクジェットインクおよびｉ)コア溶融剤またはｉｉ)プライマー溶融剤を他の構築材料層の少なくとも一部上に適用し；そして
他の構築材料層を電磁放射線に曝露し、それによってｉ)コア溶融剤またはｉｉ)プライマー溶融剤と接触している他の構築材料層の部分を溶融し、埋め込まれたインクジェットインクの着色剤を有する着色層を形成することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項３】
着色層上に着色インクジェットインクを適用することをさらに含む、請求項２の方法。
【請求項４】
着色インクジェットインクと共にディテール化剤を適用することをさらに含む、請求項３の方法。
【請求項５】
コア層、層、および着色層を形成する前に：
着色インクジェットインクを犠牲構築材料層上に適用し；
犠牲構築材料層上に第一の構築材料層を適用し；
着色インクジェットインクおよびｉ)コア溶融剤またはｉｉ)プライマー溶融剤を第一の構築材料層の少なくとも一部の上に適用し；
第一の構築材料層を電磁放射線に曝露し、それによってｉ)コア溶融剤またはｉｉ)プライマー溶融剤と接触している第一の構築材料層の部分を溶融して埋め込まれたインクジェットインクの着色剤を有する第一の着色層を形成し；
第一の構築材料層上に第二の構築材料層を適用し；
プライマー溶融剤を第二の構築材料層の少なくとも一部に適用し；そして
第二の構築材料層を電磁放射線に曝露し、それによってプライマー溶融剤と接触している第二の構築材料層の部分を溶融して最初の層を形成することをさらに含み；
コア層が最初の層の上に形成される、請求項２の方法。
【請求項６】
構築材料を電磁放射線に曝露してコア層を形成する前に、コア溶融剤によって画定された周縁に隣接する構築材料の第二の部分の上にプライマー溶融剤を適用することをさらに含み、構築材料を電磁放射線に曝露してコア層を形成することが、部分層をも形成する、請求項１の方法。
【請求項７】
プライマー溶融剤によって画定された周縁に隣接する第三の部分の上に着色インクジェットインクおよびｉ)コア溶融剤またはｉｉ)プライマー溶融剤を適用することをさらに含み、構築材料を電磁放射線に曝露してコア層を形成することが、部分層の周縁に隣接する着色部分層をも形成する、請求項６の方法。
【請求項８】
コア溶融剤がブラック溶融剤であり、層を形成する前に、ブラック溶融剤で複数のコア層を形成することによって部品コアを構築することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項９】
３Ｄ印刷方法であって：
ポリマー構築材料を適用し；
ポリマー構築材料の少なくとも一部の上に溶融剤を選択的に適用し、溶融剤が：
酸化セシウムタングステンナノ粒子；
両性イオン安定化剤であって、Ｃ２からＣ８のベタイン、１００ｇの水に少なくとも１０ｇの溶解度を有するＣ２からＣ８のアミノカルボン酸、タウリン、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される両性イオン安定化剤；および
水性ビヒクルであって、水および界面活性剤を含む水性ビヒクルを含み；そして
ポリマー構築材料を電磁放射線に曝露し、それによって溶融剤と接触しているポリマー構築材料の部分を溶融して層を形成することを含む、３Ｄ印刷方法。
【請求項１０】
層上に追加のポリマー構築材料を適用し；
追加のポリマー構築材料の少なくとも一部の上に溶融剤を適用し；そして
追加のポリマー構築材料を電磁放射線に曝露し、それによって追加のポリマー構築材料の少なくとも一部を溶融して他の層を形成することをさらに含む、請求項９の３Ｄ印刷方法。
【請求項１１】
追加のポリマー構築材料の適用、溶融剤の適用、および曝露を所定数のサイクル繰り返して部品を形成することをさらに含む、請求項１０の３Ｄ印刷方法。
【請求項１２】
構築材料の最後の層を部品上に適用し；
最後の層の少なくとも一部の上に着色インクジェットインクおよび溶融剤を適用し；
最後の層を電磁放射線に曝露し、それによって溶融剤と接触している最後の層の部分を溶融して、埋め込まれたインクジェットインクの着色剤を有する着色層を形成し；そして
着色層上に着色インクジェットインクを適用することをさらに含む、請求項１１の３Ｄ印刷方法。
【国際調査報告】
2019511393.tif 000018
2019511393.tif 000019