(57)【要約】【課題】めっき処理によって光造形品が変形することなく、さらに、滑らかなめっき表面が得られる光造形品のめっき下地処理方法を提供すること。【解決手段】本発明のめっき下地処理方法は、光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く第１工程と、前記光造形品を加熱する第２工程と、前記表面への着色により前記第１工程で生成された傷を目立たせる第３工程と、前記第１工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第４工程と、を含んでいることを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く第１工程と、
前記光造形品を加熱する第２工程と、
前記表面への着色により前記第１工程で生成された傷を目立たせる第３工程と、
前記第１工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第４工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項２】
光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く第１工程と、
前記光造形品を加熱する第２工程と、
前記表面への着色により前記第１工程で生成された傷を目立たせる第３工程と、
前記第１工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第４工程と、
前記光造形品を加熱する第５工程と、
前記表面への着色により前記第４工程で生成された傷を目立たせる第６工程と、
前記第４工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第７工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項３】
光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く磨き工程と、前記表面への着色により前記磨き工程で生成された傷を目立たせる工程と、前記磨き工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第２の磨き工程と、を備えた光造形品のめっき下地処理方法であって、さらに、前記光造形品を加熱する加熱工程を備えている、
ことを特徴とする光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項４】
光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く磨き工程を備えた光造形品のめっき下地処理方法であって、さらに、前記磨き工程に先立って光造形品を加熱する加熱工程を備えている、
ことを特徴とする光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項５】
前記光造形品の加熱温度が、めっき工程における光造形品の加熱温度より高く設定されている、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項６】
前記光造形品の加熱温度が、前記光造形品の残留応力を発散できる温度に設定されている、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項７】
前記光造形品の加熱が、前記光造形品の残留応力を発散できる時間、継続される、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項８】
前記光造形品がエポキシ系樹脂である、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光造形品のめっき下地処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光造形品のめっき下地処理方法に関し、より詳細には、光造形によって製造された製品の表面にめっきを施すための下地を形成する下地処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
三次元形状データに基づいて、エポキシ系の紫外線硬化性樹脂に紫外線を照射して順次、硬化させ、これを積層させていくことにより、三次元構造の製品（光造形品）を製造する光造形システムが知られている。
【０００３】
このような光造形システムで製造された光造形品は、最終製品のマスターモデルとして利用されることが多かったが、近年では、最終製品としても使用されている。このため、光造形品の表面にめっきを施すことが求められている。また、光造形品をマスターモデルとして利用する場合であっても、最終製品に近いリアリティを出すため、表面にめっきを施すことが求められることが多くなってきている。光造形品の表面にめっきを施す技術としては、例えば、特許文献１ないし３に記載されている技術が知られている。
【０００４】
光造形品にめっきを施す場合には、光造形品を構成する層の間に形成される微小な段差を消すための前処理が行われていた。この前処理は、まず、＃２００程度の粗いのペーパヤスリでめっきを施す表面を磨き、次いで、色つき合成樹脂塗料による着色して表面の細かい傷を目立たせ、次いで、＃４００程度のペーパヤスリで光造形品の表面を磨いて＃２００のペーパヤスリの磨き傷を消し、再び、色つき合成樹脂塗料による着色して表面の細かい傷を目立たせ、さらに、＃６００程度細かいペーパヤスリで表面を磨いて前の磨きの傷を消すという作業を繰り返し、最終的には、＃１０００番程度の細かいペーパヤスリで磨くという下地処理であった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１２９９５号公報
【特許文献２】特開平１０−３２９１４５号公報
【特許文献３】特開平１１−８２３７７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような前処理を施しても、光造形品では、めっき表面に段差が現れる「浮き現象」が起こり、滑らかな表面が得られないという問題があった。この問題は、緩やかに傾斜した滑らかな曲面において、特に顕著であった。さらに、光造形品の形状が薄かったり、細長い場合には、めっき処理中に製品自身が変形してしまうことがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、めっき処理によって光造形品が変形することなく、さらに、滑らかなめっき表面が得られる光造形品のめっき下地処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明の発明者は、上記問題は、めっき処理中の乾燥工程で、めっきされた光造形品が６０℃前後の温度の乾燥炉で乾燥されるとき、光造形品内部の残留応力が、光造形品の表面の各層の境界から発散させることによって生じることを見出し、これに基づいて、本願発明を構成したものである。
【０００９】
本発明によれば、光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く第１工程と、前記光造形品を加熱する第２工程と、前記表面への着色により前記第１工程で生成された傷を目立たせる第３工程と、前記第１工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第４工程と、を含んでいることを特徴とする光造形品のめっき下地処理方法が提供される。
【００１０】
このような構成によれば、加熱により光造形品の残留応力が発散されてしまうので、後に行われるめっき処理中の加熱によって光造形品の残留応力が発散されてめっき表面に段差が現れることがなくなる。また、本発明の下地処理では、加熱により段差等が生じても、その後に表面の研磨が行われるので、加熱により生じた段差が研磨により消滅させられる。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く第１工程と、前記光造形品を加熱する第２工程と、前記表面への着色により前記第１工程で生成された傷を目立たせる第３工程と、前記第１工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第４工程と、前記光造形品を加熱する第５工程と、前記表面への着色により前記第４工程で生成された傷を目立たせる第６工程と、前記第４工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第７工程と、を含んでいることを特徴とする光造形品のめっき下地処理方法が提供される。
このような態様によれば、加熱が２回に分けて行われるので、残留応力が発散がより良く行われる。
【００１２】
本発明のもう一つの態様によれば、光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く磨き工程と、前記表面への着色により前記磨き工程で生成された傷を目立たせる工程と、前記磨き工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第２の磨き工程と、を備えた光造形品のめっき下地処理方法であって、さらに、前記光造形品を加熱する加熱工程を備えていることを特徴とする光造形品のめっき下地処理方法が提供される。
【００１３】
このような構成によれば、加熱により光造形品の残留応力が発散されてしまうので、後に行われるめっき処理中の加熱によって光造形品の残留応力が発散されてめっき表面に段差が現れることがなくなる。
【００１４】
本発明のもう一つの態様によれば、光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く磨き工程を備えた光造形品のめっき下地処理方法であって、さらに、前記磨き工程に先立って光造形品を加熱する加熱工程を備えていることを特徴とする光造形品のめっき下地処理方法が提供される。
【００１５】
このような構成によれば、加熱により光造形品の残留応力が発散されてしまうので、後に行われるめっき処理中の加熱によって光造形品の残留応力が発散されてめっき表面に段差が現れることがなくなる。また、加熱による残留応力の発散によって生じた段差が、磨きによって確実に消される。
【００１６】
本発明の好ましい態様によれば、前記光造形品の加熱温度が、めっき工程における光造形品の加熱温度より高く設定されている。このような構成によれば、残留応力の発散が確実に行われ、めっき工程で残留応力が発散されることが防止される。
【００１７】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記光造形品の加熱温度が、前記光造形品の残留応力を発散できる温度に設定されている。また、本発明の他の好ましい態様によれば、前記光造形品の加熱が、前記光造形品の残留応力を発散できる時間、継続される。このような構成によれば、めっき作業に先立って、光造形品の残留応力を確実に除去しておくことができる。
本発明の他の好ましい態様によれば、光造形品がエポキシ系樹脂である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態の光造形品のめっき下地処理方法について説明する。
まず、光造形品を準備する。本実施形態の光造形品は、紫外線硬化性のエポキシ樹脂に、光造形品の三次元形状データに基づいて紫外線を照射して、積層構造に形成された公知の光造形品である。光造型機としては、例えば、米国の３D  SYSTEMS社の光造型機が用いられ、エポキシ樹脂としては、例えばバンティコ社から入手可能な、光造形システム用のエポキシ樹脂が用いられる。また、光造形品の各層の厚さは、例えば、０．０２５ｍｍ乃至０．２５ｍｍの範囲で、適宜選択される。このようにして製造された光造形品に対してめっきを施すのに先立って、本実施形態のめっき下地処理が行われる。
【００１９】
本実施形態のめっき下地処理では、まず、光造形品のデサインラインと寸法をコントロールしながら、光造形品のめっきが施される表面を粗さ＃１００〜＃２４０のペーパやすりで磨き、光造形による積層間の段差を落とす。磨き作業では、電動の研磨機による磨きと、手作業による磨きとが併用されるが、何れか一方によってもよい。
【００２０】
次いで、磨きが完了した光造形品の表面にグレーの合成樹脂塗料を吹き付け、光造形品の表面の細かい傷（例えば、前工程の＃１００〜＃２４０のペーパやすりによる磨きの傷）を目立たせる。
【００２１】
さらに、光造形品のデサインラインと寸法をコントロールしながら、合成樹脂塗料が吹き付けられた光造形品の表面を粗さ＃３２０〜＃４００のペーパやすりで磨き、前の工程での磨きによる傷を消す。
【００２２】
次いで、磨きが完了した光造形品の表面にグレーの合成樹脂塗料を吹き付け、光造形品の表面の細かい傷（例えば、前工程の＃３２０〜＃４００のペーパやすりによる磨きの傷）を目立たせる。
【００２３】
さらに、光造形品のデサインラインと寸法をコントロールしながら、合成樹脂塗料が吹き付けられた光造形品の表面を粗さ＃５００〜＃６００のペーパやすりで磨き、前の工程での磨きによる傷を消す。
【００２４】
次いで、光造形品を加熱して、内部の残留応力を発散させる。本実施形態では、光造形品を工業用のオーブンに入れて、強制送風循環方式による８０℃の熱風の循環の雰囲気で、３０分間、光造形品を加熱する。オーブン内の湿度は、５０％以下に設定される。本実施形態では、この加熱温度及び時間は、光造形品の内部残留応力を発散させるのに十分な温度および時間に設定されている。また、加熱温度は、後に行われるめっき処理における光造形品の加熱温度６０℃より高く設定されている。
【００２５】
この加熱処理による残留応力の発散によって、各層間の段差が浮き出てくる。
次いで、磨きが完了した光造形品の表面にグレーの合成樹脂塗料を吹き付け、光造形品の表面の細かい傷（例えば、前工程の＃５００〜＃６００ペーパやすりによる磨きの傷）、内部残留応力の発散による段差を目立たせる。
【００２６】
さらに、光造形品のデサインラインと寸法をコントロールしながら、合成樹脂塗料が吹き付けられた光造形品の表面を粗さ＃７００〜＃８００のペーパやすりで磨き、前の工程での磨きによる傷を消す。
【００２７】
次いで、光造形品を加熱して、内部の残留応力を発散させる。本実施形態では、光造形品を工業用のオーブンに入れて、強制送風循環方式による８０℃の熱風の循環の雰囲気で、３０分間、光造形品を加熱する。オーブン内の湿度は、５０％以下に設定される。本実施形態では、この加熱温度及び時間は、光造形品の内部残留応力を発散させるのに十分な温度および時間に設定されている。また、加熱温度は、後に行われるめっき処理における光造形品の加熱温度６０℃より高く設定されている。
この加熱処理によって、前回の加熱処理では発散しきれなかった残留応力が発散され、各層間の段差が浮き出てくる。
【００２８】
次いで、磨きが完了した光造形品の表面にグレーの合成樹脂塗料を吹き付け、光造形品の表面の細かい傷（例えば、前工程の＃７００〜＃８００のペーパやすりによる磨きの傷）、内部残留応力の発散による段差を目立たせる。
【００２９】
最後に、光造形品のデサインラインと寸法をコントロールしながら、合成樹脂塗料が吹き付けられた光造形品の表面を粗さ＃９００〜＃１０００のペーパやすりで磨き、前の工程での磨きによる傷を消し下地処理を完了する。
【００３０】
下地処理が行われた光造形品には、めっきが施される。めっき作業では、例えば、浸漬脱脂、水洗、エッチング、水洗、触媒化、水洗を行った後に、無電解めっきが施される。次いで、水洗の後、電気銅めっき、水洗ニッケルめっきが施される。さらに、水洗を行い、クロムまたは合金めっきが施される。尚、めっき作業は、この作業に限定されるものではない。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
【００３１】
上記実施形態では、加熱処理が２回行われる構成であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、加熱処理が少なくとも１回おこなわれればよい。この場合、加熱温度及び時間は、一回の加熱処理で、光造形品の内部残留応力を発散させるのに十分な温度および時間に設定されるのが好ましい。
また、着色工程は、必ずしも必要ではなく、この着色工程を省略したものであってもよい。
【００３２】
上記実施形態では、エポキシ系樹脂を使用したが、本発明は、他の樹脂にも適用可能である。
更に、上記実施形態では、ペーパヤスリで研磨を行っているが、他の研磨材、例えば、スポンジヤスリを使用してもよい。また、本件において、研磨材とは、ペーパヤスリ、スポンジヤスリ等の他に、粉末、あるいは、粒子状の研磨剤（研磨材料）等、光造形品の表面を研磨することができる全てのものを含む。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、めっき処理によって光造形品が変形することなく、さらに、滑らかなめっき表面が得られる光造形品のめっき下地処理方法が提供される。
【手続補正書】
【提出日】平成15年4月17日(2003.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く第１工程と、
前記光造形品を加熱する第２工程と、
前記表面への着色により前記第１工程で生成された傷を目立たせる第３工程と、
前記第１工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第４工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項２】
光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く第１工程と、
前記光造形品を加熱する第２工程と、
前記表面への着色により前記第１工程で生成された傷を目立たせる第３工程と、
前記第１工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第４工程と、
前記光造形品を加熱する第５工程と、
前記表面への着色により前記第４工程で生成された傷を目立たせる第６工程と、
前記第４工程より細かい研磨材を用いて前記表面を磨く第７工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項３】
光造形品のめっきが施される表面を研磨材を用いて磨く磨き工程を備えた光造形品のめっき下地処理方法であって、さらに、前記磨き工程に先立って光造形品を加熱する加熱工程を備えている、
ことを特徴とする光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項４】
前記光造形品の加熱温度が、めっき工程における光造形品の加熱温度より高く設定されている、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項５】
前記光造形品の加熱温度が、前記光造形品の残留応力を発散できる温度に設定されている、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項６】
前記光造形品の加熱が、前記光造形品の残留応力を発散できる時間、継続される、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光造形品のめっき下地処理方法。
【請求項７】
前記光造形品がエポキシ系樹脂である、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光造形品のめっき下地処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】