(57)【要約】【課題】高い精度の造形物を得ることができるポストキュア方法を提供する。【解決手段】作業用模型に合わせて作成された造形データに基づく半硬化状態の造形物を２次硬化させる方法であって、前記半硬化状態の造形物を前記作業用模型に対してフィットさせた状態で光を照射し、当該半硬化状態の造形物を２次硬化させる硬化工程を有するポストキュア方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業用模型に合わせて作成された造形データに基づく半硬化状態の造形物を２次硬化させる方法であって、
前記半硬化状態の造形物を前記作業用模型に対してフィットさせた状態で光を照射し、当該半硬化状態の造形物を２次硬化させる硬化工程を有するポストキュア方法。
【請求項２】
前記半硬化状態の造形物を前記作業用模型に対してフィットさせた後、固定部材を用いて、前記半硬化状態の造形物を前記作業用模型に対して固定することを特徴とする請求項１記載のポストキュア方法。
【請求項３】
前記固定部材は、前記光を透過する部材であることを特徴とする請求項２記載のポストキュア方法。
【請求項４】
前記硬化工程は、
前記半硬化状態の造形物を前記作業用模型に対してフィットさせた状態で前記光を照射する第１の硬化工程と、
前記第１の硬化工程の後、前記造形物を前記作業用模型から外し、前記第１の硬化工程において前記光が直接照射されていない部分に対して前記光を照射する第２の硬化工程と、
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のポストキュア方法。
【請求項５】
作業用模型に合わせて作成された造形データに基づき、光硬化性の樹脂材料に対して光を照射し、半硬化状態の造形物を作成する第１の造形工程と、
前記半硬化状態の造形物を前記作業用模型に対してフィットさせた状態で光を照射し、当該半硬化状態の造形物を２次硬化させる第２の造形工程と、
を有する光造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポストキュア方法、及び光造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄプリンタは、コンピュータで予め設計した３次元の造形データを元に、樹脂を積層していくことで３次元の造形物を作成することができる。３次元の造形物を作成する具体的な方法としては、液状の光硬化樹脂に光（紫外線等）を照射することで、樹脂を少しずつ硬化させて造形物を形成する光造形法がある。
【０００３】
ここで、光造形法により作成された造形物の中には、光硬化性樹脂が完全に硬化していない状態（以下、「半硬化状態」という場合がある）のものがある。このような半硬化状態の造形物は、目的とする形状は保たれているが、変形し易く、十分な強度が得られていないため、実使用に耐えうるものではない。
【０００４】
そこで、半硬化状態の造形物に対しては、ポストキュア（２次硬化）の処理を行う必要がある。ポストキュアは、半硬化状態の造形物に対して光（紫外線等）を照射し、造形物を完全に硬化させる処理である（たとえば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３４７１２４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】“もっと光造形を学ぶ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、株式会社ＪＭＣ、［平成２８年１１月７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://www.3d-printout.com/study3d/study#sla2/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、半硬化状態の造形物に対して光を照射した場合、光硬化性樹脂が収縮するため、ポストキュア後の造形物には変形や反りが生じる。すなわち、ポストキュア後の造形物は、造形データに対するズレが生じ、造形の精度が低下するという問題がある。このような精度の低下による影響は、たとえば、歯科用の技工物（補綴物、デンチャー等）といった、高い精度が要求される造形物において顕著となる。
【０００８】
本発明の目的は、高い精度の造形物を得ることが可能なポストキュア方法及び光造形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための主たる発明は、作業用模型に合わせて作成された造形データに基づく半硬化状態の造形物を２次硬化させる方法であって、前記半硬化状態の造形物を前記作業用模型に対してフィットさせた状態で光を照射し、当該半硬化状態の造形物を２次硬化させる硬化工程を有するポストキュア方法である。
本発明の他の特徴については、本明細書の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い精度の造形物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る作業用模型を示す図である。
【図２】実施形態に係る光造形方法のフローチャートである。
【図３】実施形態に係る造形物を示す図である。
【図４】実施形態に係る作業用模型及び造形物を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＝＝開示の概要＝＝
明細書及び図面の記載から、上記の主たる発明の他、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１３】
すなわち、前記半硬化状態の造形物を前記作業用模型に対してフィットさせた後、固定部材を用いて、前記作業用模型に対して前記半硬化状態の造形物を固定するポストキュア方法が明らかとなる。このようなポストキュア方法によれば、半硬化状態の造形物の変形や反りを矯正した上で二次硬化を行うことができる。
【００１４】
また、前記固定部材が、前記光を透過する部材であるポストキュア方法が明らかとなる。光を透過する部材を使用することにより、固定部材を用いた箇所も二次硬化を行うことが可能となる。
【００１５】
また、前記硬化工程が、前記半硬化状態の造形物を前記作業用模型に対してフィットさせた状態で前記光を照射する第１の硬化工程と、前記第１の硬化工程の後、前記造形物を前記作業用模型から外し、前記第１の硬化工程において前記光が直接照射されていない部分に対して前記光を照射する第２の硬化工程とを有するポストキュア方法が明らかとなる。このようなポストキュア方法によれば、造形物をより完全に硬化することができる。
【００１６】
更に、作業用模型に合わせて作成された造形データに基づき、光硬化性の樹脂材料に対して光を照射し、半硬化状態の造形物を作成する第１の造形工程と、前記半硬化状態の造形物を前記作業用模型に対してフィットさせた状態で光を照射し、当該半硬化状態の造形物を２次硬化させる第２の造形工程とを有する光造形方法が明らかとなる。このような光造形方法によれば、高い精度の造形物を得ることができる。
【００１７】
＝＝実施形態＝＝
［光硬化性の樹脂材料］
光硬化性の樹脂材料は、特定波長の光を照射することにより硬化する材料である。一般的に、光硬化性の樹脂材料は常温で液状である。樹脂材料は、たとえば紫外線により硬化する紫外線硬化樹脂を用いることができる。紫外線硬化樹脂は、たとえば、ＰＲＨ３５−ＳＴ（アクリル系樹脂。ローランド．ディー．ジー株式会社製）である。
【００１８】
［光造形装置］
光造形装置は、造形物の形状を示す造形データに基づいて光を照射し、樹脂材料を硬化させることで目的とする造形物を作成する。本実施形態に係る光造形装置は、半硬化状態の造形物を作成できるものであれば、特に限定されない。たとえば、公知の光造形装置（ＡＲＭ−１０。ローランド．ディー．ジー株式会社製）を用いることができる。照射される光の強度や照射時間は、造形物の構造や要求される精度等に合わせて適宜調整することができる。
【００１９】
［ポストキュア装置］
ポストキュア装置は、半硬化状態の造形物に対して光を照射し、造形物を完全に硬化させる。本実施形態に係るポストキュア装置は、半硬化状態の造形物を完全に硬化できるものであれば特に限定されない。たとえば、ポストキュア装置は、装置内部に造形物を載せ置くためのテーブルを有し、テーブルに置かれた造形物に対し、上下左右方向から光を照射することができる。また、ポストキュア装置は、造形物の表面を硬化させるための短波長の光と、造形物の内側を硬化させるための長波長の光とを切り替える機能を有していてもよい。
【００２０】
一般に、ポストキュア（２次硬化）は光造形装置におけるプレキュア（光造形）よりも高温の環境下で長時間行われる。但し、具体的な条件（照射される光の強度や照射時間）は、光造形装置同様、造形物の構造や要求される精度等に合わせて適宜調整することができる。
【００２１】
なお、光造形装置とポストキュア装置は別々の構成であってもよいし、一体の装置であってもよい。また、ポストキュアの処理は、専用のポストキュア装置を使用しなくともよい。たとえば、半硬化状態の造形物に日光を当てることにより２次硬化を促してもよい。
【００２２】
［作業用模型］
作業用模型は、作業者が造形物を作成する際の基準となるものである。本実施形態に係る作業用模型は、造形データの作成や光造形方法等で使用される（詳細は後述）。以下、作業用模型として支台歯Ｔを例に説明を行う。図１は、支台歯Ｔの斜視図である。
【００２３】
支台歯Ｔは、歯科技工士が義歯を制作する際に使用するものである。支台歯Ｔの作成は、たとえば以下の手順で行う。
【００２４】
まず、義歯を使用する患者の口腔内の型取りを行い、印象（患者の口腔内の型）を作成する。印象の作成は、従来から行われている方法で行うことができる。具体的には、印象材を盛った個人用トレー（個々の患者専用のトレー）を患者の口腔内に押し当て、印象の採得を行う。印象材はシリコン等が用いられる。また、印象の採得の方法としては、たとえば筋圧形成が用いられる。
【００２５】
次に、作成された印象に対し、専用の石膏を流し込んで硬化させる。そして、硬化物の形を整えることにより、支台歯Ｔが完成する（図１参照）。なお、支台歯Ｔの材料は石膏に限定されるものではない。但し、支台歯Ｔは、造形データの作成や光造形に際して使用されるものであるため、変形し難い材料で形成されることが好ましい。
【００２６】
［造形データ］
造形データは、造形物の形状を示すデータである。本実施形態において、造形データは支台歯Ｔに合わせて作成される。
【００２７】
具体的には、まず支台歯Ｔをスキャナー装置で三次元スキャンし、支台歯Ｔの三次元データを得る。
【００２８】
次に、３次元ＣＡＤシステム等を使用し、支台歯Ｔの三次元データ上に目的とする造形物の形状を作成していく。上述の通り、支台歯Ｔは、義歯を使用する患者自身の口腔内の形状を再現したものである。従って、支台歯Ｔに合わせて造形物の形状を作成することにより、患者に適した造形物のデータ（造形データ）を得ることができる。このように、支台歯Ｔ（支台歯Ｔの３次元データ）は、造形物の基準となる。
【００２９】
なお、造形データには、造形物の形状の他、光造形装置やポストキュア装置の制御情報、及び光の照射条件（光の強度や照射時間等）が含まれていてもよい。
【００３０】
［光造形方法］
本実施形態に係る光造形方法は、第１の造形工程及び第２の造形工程を含む。第１の造形工程は、作業用模型に合わせて作成された造形データに基づき、光硬化性の樹脂材料に対して光を照射し、半硬化状態の造形物を作成する。第２の造形工程は、半硬化状態の造形物を作業用模型に対してフィットさせた状態で光を照射し、半硬化状態の造形物を２次硬化させる。なお、第２の造形工程（硬化工程）は、本実施形態に係るポストキュア方法に相当する。
【００３１】
ここで、図２〜図４を参照して、本実施形態に係る光造形方法の詳細について、具体例を参照しながら説明を行う。この例では、フレームワークＦを造形する例について述べる。フレームワークＦは、部分義歯で使用するブリッジ用の金属フレーム（歯科用の技工物の一例）を作成する際に使用する部材である。図２は、光造形方法のフローチャートである。図３は、フレームワークＦの斜視図である。図４は、支台歯Ｔに対してフレームワークＦをフィットさせた状態の斜視図である。支台歯Ｔ及びフレームワークＦの造形データは予め作成されているものとする。
【００３２】
まず、光造形装置は、３次元ＣＡＤシステムで作成された造形データを読み出す（造形データの読み出し。Ｓ１０）。
【００３３】
光造形装置は、Ｓ１０で読み出した造形データに基づいて、樹脂材料に対して光を照射し、半硬化状態のフレームワークＦを作成する（半硬化状態のフレームワークを作成。Ｓ１１）。Ｓ１１は、「第１の造形工程」の一例である。
【００３４】
次に、Ｓ１１で得られたフレームワークＦを支台歯Ｔにフィットさせる（フレームワークを支台歯にフィッティング。Ｓ１２。図４参照）。フレームワークＦを支台歯Ｔにフィットさせることにより、仮に光造形装置によって作成されたフレームワークＦと造形データとの間にズレが生じている場合であっても、フレームワークＦの形を矯正することができる。
【００３５】
その後、支台歯Ｔ及びフレームワークＦをポストキュア装置内に配置し、ポストキュアの処理を行う。すなわち、ポストキュア装置は、支台歯Ｔに合わさったフレームワークＦに対して光を照射し、半硬化状態のフレームワークＦを２次硬化させる（ポストキュア。Ｓ１３）。その結果、完全に硬化したフレームワークＦを得ることができる（フレームワークの完成。Ｓ１４）。Ｓ１３は、「第２の造形工程」の一例である。
【００３６】
完成したフレームワークＦに基づいて金型を作成し、その金型に金属を流し込んで固めることにより、ブリッジ用の金属フレームを得ることができる。
【００３７】
なお、Ｓ１４で完成したフレームワークＦに対しては、一般的な光造形装置で作成された造形物と同様、洗浄等の後処理が行われてもよい。
【００３８】
このように、本実施形態に係る光造形方法及びポストキュア方法によれば、半硬化状態の造形物を作業用模型に合わせることで、形状を矯正することができる。そして、その状態でポストキュアの処理を行うことにより造形時の変形等を調整しつつ、ポストキュア時に生じる変形や反りを抑制することができる。従って、ポストキュア後の造形物は、造形データに適合した、精度の高いものとなる。
【００３９】
また、本実施形態に係る光造形方法及びポストキュア方法は、従来の装置で実施することが可能であるため、新たな装置を購入する必要がない。また、光造形装置による造形段階（プレキュア）段階で精度が十分でなくとも、ポストキュアの処理で精度を高めることが可能となる。従って、高性能の光造形装置を使用する必要がない。このように、本実施形態に係る光造形方法及びポストキュア方法は、簡便であり、且つ低コストで実施することができる。
【００４０】
＝＝その他＝＝
たとえば、図４の例において、支台歯Ｔが石膏のように光を透過しない材料で形成されている場合、ポストキュアの処理では、フレームワークＦの裏面（支台歯Ｔと接する側の面）には光が当たらない。よって、フレームワークＦの裏面は、半硬化状態のままである可能性もあり得る。
【００４１】
そこで、第２の造形工程（硬化工程）を２段階に分けて実施することも可能である。すなわち、第１の硬化工程として、半硬化状態の造形物を作業用模型に対してフィットさせた状態で光を照射する。その後、第２の効果工程として、造形物を作業用模型から外し、第１の硬化工程において光が直接照射されていない部分に対して前記光を照射する。第１の造形工程後の造形物は、少なくとも半分以上の部分で完全に硬化している。従って、作業用模型から外したとしても変形や反りの影響は極めて少ない。このような方法により、造形物全体をより確実に完全硬化することができる。なお、第１の硬化工程と第２の硬化工程において、照射する光の強度や照射時間を変えることでもよい。たとえば、第１の硬化工程によって概ね完全に硬化している。よって、第２の硬化工程では、第１の硬化工程に比べ、光の強度を弱くしたり、照射時間を短くすることができる。
【００４２】
また、図４の例において、フレームワークＦと造形データとの間にズレが生じている場合、フィッティングの際に支台歯ＴからフレームワークＦが浮き上がる可能性がある。このようにフレームワークＦが支台歯Ｔに合っていない状態で２次硬化を行った場合には、ポストキュア後に得られる造形物の精度が低下する恐れがある。そこで、支台歯Ｔに対して半硬化状態のフレームワークＦを合わせた後、固定部材を用いて、支台歯Ｔに対して半硬化状態のフレームワークＦを固定することが好ましい。また、この際に使用する固定部材は、ポストキュアの処理で使用する光を透過する部材であることが好ましい。具体的には、ＵＶ透過性のテープ材（一般的なセロハンテープ（登録商標））を用いることができる。
【００４３】
また、上記実施形態では、フレームワークＦを造形する例について述べたが、造形物は作業用模型に相当するものが得られるものであれば特に限定されない。たとえば、造形物は、総義歯用に用いるベースプレート（歯肉に相当するワックスを取り付ける基台）であってもよい。或いは、ポストキュア方法については、爪に塗布したジュエルネイル等、歯科用の技工物に限らず応用することが可能である（この場合、爪自体が作業用模型に相当する）。
【００４４】
上記実施形態及び実施例は、発明の例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。上記の構成は、適宜組み合わせて実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
Ｆ  フレームワーク
Ｔ  支台歯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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