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公開番号2025125819
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024022024
出願日2024-02-16
発明の名称積層造形体の製造方法
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B22F 10/34 20210101AFI20250821BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】粉末層の充填性を高めるとともに、粉末層に対する水系バインダー溶液の浸透性を高めることにより、形状精度の高い積層造形体を効率よく製造可能な積層造形体の製造方法を提供すること。
【解決手段】金属粒子、および、前記金属粒子の表面に設けられ、疎水性官能基を持つカップリング剤に由来する化合物を含む被膜、を有する造形用粒子を、層状に敷いて粉末層を形成する粉末層形成工程と、前記造形用粒子の水の接触角が3°以上45°以下になるように、前記粉末層にエネルギーを付与するエネルギー付与工程と、前記エネルギー付与工程を経た前記粉末層に水系バインダー溶液を供給するバインダー溶液供給工程と、を有することを特徴とする積層造形体の製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
金属粒子、および、前記金属粒子の表面に設けられ、疎水性官能基を持つカップリング剤に由来する化合物を含む被膜、を有する造形用粒子を、層状に敷いて粉末層を形成する粉末層形成工程と、
前記造形用粒子の水の接触角が３°以上４５°以下になるように、前記粉末層にエネルギーを付与するエネルギー付与工程と、
前記エネルギー付与工程を経た前記粉末層に水系バインダー溶液を供給するバインダー溶液供給工程と、
を有することを特徴とする積層造形体の製造方法。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
前記バインダー溶液供給工程は、前記水系バインダー溶液が供給された前記粉末層を乾燥させる乾燥処理を含む請求項１に記載の積層造形体の製造方法。
【請求項３】
前記粉末層形成工程、前記エネルギー付与工程および前記バインダー溶液供給工程を、複数回繰り返す請求項１または２に記載の積層造形体の製造方法。
【請求項４】
前記疎水性官能基は、環状構造含有基である請求項１または２に記載の積層造形体の製造方法。
【請求項５】
前記環状構造含有基は、フェニル基である請求項４に記載の積層造形体の製造方法。
【請求項６】
前記エネルギー付与工程は、波長２５３ｎｍ以下の紫外線を３０秒以上照射する処理を含む請求項１または２に記載の積層造形体の製造方法。
【請求項７】
前記バインダー溶液供給工程は、前記粉末層に対して移動するインクジェットヘッドから前記水系バインダー溶液をインクとして吐出する処理を含む請求項１または２に記載の積層造形体の製造方法。
【請求項８】
前記金属粒子の平均粒径は、１．０μｍ以上１５．０μｍ以下である請求項１または２に記載の積層造形体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層造形体の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
三次元の立体物を造形する技術として、近年、金属粉末を用いた積層造形法が普及しつつある。このような積層造形法の１つとして、バインダージェット法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、インクジェット印刷技術を用い、粉末層に対してバインダーの液滴として体積の異なる液滴を射出することにより、粉末を固化させ、物体を作製する固体自由形状製造システムが開示されている。このようなシステムを用いた物体の製造方法は、バインダーの液滴を射出する工程を含んでいるため、バインダージェット法の一種であるとみなせる。このようなシステムによれば、体積の異なる液滴を射出することにより、滑らかな表面に仕上げられた物体を製造することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、バインダージェット法に用いる積層造形用粉末として、金属粉末の粒子表面に、環状構造含有基、フルオロアルキル基またはフルオロアリール基が導入されてなる粉末を用いることが開示されている。このような官能基を導入することにより、流動性の高い積層造形用粉末を実現できるため、充填率が高い粉末層が得られる。粉末層の充填率を高めることで、最終的に形状精度の高い積層造形体が得られる。
【０００５】
さらに、特許文献３には、金属粉末およびバインダーを含む高密度供給原料を表面上に堆積させること、パターンに従って焼結選択性材料を堆積させること、供給原料をプライミングするためにレーザーを照射すること、および、バインダーを除去することを含む三次元オブジェクトの形成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２００６－５１５８１３号公報
特開２０２２－１２２５０３号公報
特開２０２２－０６８８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バインダージェット法では、バインダーの液滴として水系の液体（水系バインダー溶液）を使用する場合が多い。水系バインダー溶液が粉末層に浸透することで、その部位を固化させることができる。
【０００８】
ところが、特許文献２に記載の積層造形用粉末は、粒子表面の疎水性が高いため、粉末層に対して水系バインダー溶液が速やかに浸透しない場合がある。この場合、浸透に時間がかかるため、水系バインダー溶液の供給速度が低下したり、浸透範囲にムラができたりする。そうすると、物体（造形体）の製造速度が低下するとともに、製造される物体の形状精度が低下する。
【０００９】
また、特許文献３に記載の方法は、金属粉末およびバインダーを含む供給原料を堆積させる工程を含む。このような供給原料では、バインダーが吸湿して流動性が低下し、粉末層における金属粉末の充填性が低下することが懸念される。
【００１０】
そこで、粉末層の充填性を高めるとともに、粉末層に対する水系バインダー溶液の浸透性を高めることにより、形状精度の高い積層造形体を効率よく製造可能な方法の実現が課題となっている。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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