JP2001047188A - Resin-coated powder for additive manufacturing - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光または熱に対する吸収性を一層高めたレジン
コーティドサンド等の積層造形用レジン被覆粉粒体を提
供する。
【解決手段】積層造形用レジン被覆粉粒体は、散布層に
光または熱を与えて硬化層を形成し、硬化層を多数積層
して三次元的造形物を造形する積層造形方法において散
布層の形成のために使用されるものである。レジン被覆
粉粒体には、レジンの他に、光または熱の吸収性が良好
な吸収物質(例えば黒鉛粉末)が配合されている。
(57) Abstract: Provided is a resin-coated powder for lamination molding, such as a resin-coated sand, which has further improved light or heat absorption. A resin-coated powder for layered molding is formed by applying light or heat to a spray layer to form a hardened layer, and by laminating a large number of hardened layers to form a three-dimensional model, a spray layer. Is used for the formation of In addition to the resin, the resin-coated powder contains an absorbing material (eg, graphite powder) having good light or heat absorbability.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は積層造形用レジン被
覆粉粒体に関する。The present invention relates to a resin-coated powder for additive manufacturing.
【0002】[0002]
【従来の技術】特開平9−136139号公報等には積
層造形方法が開示されている。この方法は、砂粒子にレ
ジンを被覆して形成したレジンコーティドサンドを用
い、レジンコーティドサンドを散布して薄い散布層を形
成する散布工程と、散布層に光または熱を照射すること
により熱硬化させて硬化層を形成する照射工程と、散布
工程及び照射工程を繰り返して複数の硬化層を厚み方向
に順次積層し、これにより三次元的造形物を造形する技
術である。2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 9-136139 discloses a lamination molding method. This method uses a resin-coated sand formed by coating a resin on sand particles, by spraying the resin-coated sand to form a thin scatter layer, and by irradiating the scatter layer with light or heat. This is a technique in which a plurality of cured layers are sequentially laminated in the thickness direction by repeating an irradiation step of forming a cured layer by thermal curing, a spraying step, and an irradiation step, thereby forming a three-dimensional model.
【0003】このレジンコーティドサンドは、熱硬化性
樹脂を砂粒子に被覆して形成されている。積層造形方法
では、散布層のうち、光または熱が与えられた部分は、
硬化層を形成するものの、光または熱が与えられなかっ
た部分は、未硬化層のままである。造形後には、未硬化
層を崩壊させて硬化層から取り除く。[0003] This resin-coated sand is formed by coating a thermosetting resin with sand particles. In the additive manufacturing method, the portion of the scattered layer to which light or heat is applied,
Portions that form a cured layer but are not exposed to light or heat remain uncured layers. After modeling, the uncured layer is disintegrated and removed from the cured layer.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記したレジンコーテ
ィドサンドは、光または熱に対する吸収性が高い方が好
ましい。The above-mentioned resin-coated sand preferably has a high light or heat absorbability.
【0005】本発明は上記した実情に鑑みてなされたも
のであり、光または熱に対する吸収性を一層高めたレジ
ンコーティドサンド等の積層造形用レジン被覆粉粒体を
提供することを解決すべき課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a resin-coated powder such as resin-coated sand and the like, which further enhances light or heat absorption. Make it an issue.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の積層造形用レジ
ン被覆粉粒体は、散布層に光または熱を与えて硬化層を
形成し、硬化層を多数積層して三次元的造形物を造形す
る積層造形方法において散布層の形成のために使用され
るレジン被覆粉粒体であって、レジン被覆粉粒体には、
レジンの他に、光または熱の吸収性が良好な吸収物質が
配合されていることを特徴とするものである。Means for Solving the Problems The resin-coated granules for additive manufacturing according to the present invention form a hardened layer by applying light or heat to a spray layer, and form a three-dimensional shaped object by stacking a number of hardened layers. A resin-coated powder used for forming a scatter layer in a layered molding method for modeling, the resin-coated powder,
In addition to the resin, a light- or heat-absorbing material having good absorbability is compounded.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】積層造形法では、散布層を硬化さ
せる光としては、可視光、非可視光のいずれでも採用す
ることができる。殊に、赤外線領域の波長をもつ光を採
用することができる。なお、赤外線領域は、近赤外線領
域(波長領域:0.83μm〜2μm)、遠赤外線と近
赤外線との波長をもつ中赤外線領域(波長領域:2μm
〜4μm)を含む。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the additive manufacturing method, any of visible light and invisible light can be adopted as light for curing a scatter layer. In particular, light having a wavelength in the infrared region can be employed. The infrared region is a near-infrared region (wavelength region: 0.83 μm to 2 μm), a mid-infrared region having wavelengths of far infrared light and near infrared light (wavelength region: 2 μm).
44 μm).
【0008】従って、散布層を硬化させる光としては、
赤外線ランプの光、レーザビームを採用できる。レーザ
ビームとしては、近赤外線領域の波長をもつNd−YA
G(イットリウムアルミニウムガーネット)レーザビー
ム(波長:1.06μm)を採用することができる。Accordingly, the light for curing the spray layer is
Infrared lamp light and laser beam can be adopted. As a laser beam, Nd-YA having a wavelength in the near infrared region
A G (yttrium aluminum garnet) laser beam (wavelength: 1.06 μm) can be employed.
【0009】熱としては、照射された赤外線を吸収させ
ることにより生成する熱を採用することができる。As the heat, heat generated by absorbing the irradiated infrared rays can be employed.
【0010】代表的な粉粒体としては耐火物粒子があげ
られる。耐火物粒子の材質としては酸化物系、炭化物系
等があげられ、例えば、シリカ、ジルコニア、ムライ
ト、アルミナ等の耐火物粒子を採用することができる。
具体的には珪砂、ジルコンサンド、オリビンサンド等を
採用することができる。場合によっては、粉粒体の材質
は金属でも良い。[0010] A typical powdery material is refractory particles. Examples of the material of the refractory particles include oxides and carbides, and for example, refractory particles such as silica, zirconia, mullite, and alumina can be employed.
Specifically, silica sand, zircon sand, olivine sand and the like can be employed. In some cases, the material of the granular material may be metal.
【0011】粉粒体の平均粒径は、三次元造形物に要請
される精度、コスト等によって相違するものの、レジン
が被覆されていない形態で5〜300μm、20〜20
0μm、50〜120μmを採用することができ、殊に
粉粒体の平均粒径としては100μm前後が好ましい。
但しこれらに限定されるものではない。The average particle size of the granular material varies depending on the accuracy, cost and the like required for the three-dimensional molded article, but is 5 to 300 μm in the form of no resin coating, and 20 to 20 μm.
0 μm and 50 to 120 μm can be employed. In particular, the average particle size of the powder is preferably about 100 μm.
However, it is not limited to these.
【0012】例えば、粉粒体の平均粒径の下限値として
は6μm、10μm、30μm等を採用することがで
き、上限値としては250μm、200μm、150μ
m等を採用することができる。For example, the lower limit of the average particle size of the powder can be 6 μm, 10 μm, 30 μm or the like, and the upper limit may be 250 μm, 200 μm, 150 μm.
m etc. can be adopted.
【0013】粉粒体の形状としては丸み型、多角型、尖
角型等を採用することができ、殊に球状、真球状が好ま
しい。但し、これらに限定されるものではない。The shape of the granular material may be a round shape, a polygonal shape, a horn shape, etc., and a spherical shape and a true spherical shape are particularly preferable. However, it is not limited to these.
【0014】レジン被覆粉粒体を構成しているレジン
は、光または熱が与えられると、硬化する性質をもつも
のである。代表的なレジンとしては熱硬化性樹脂があげ
られる。代表的な熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂
またはこれの変性樹脂等があげられる。The resin constituting the resin-coated powder has a property of curing when light or heat is applied. A typical resin is a thermosetting resin. Typical thermosetting resins include phenolic resins and modified resins thereof.
【0015】レジン被覆粉粒体には、レジンの他に、光
または熱の吸収性が良好な吸収物質が配合されている。
吸収物質は一般的にはレジンよりも光または熱の吸収性
が良好である。吸収物質の偏在を抑制する意味では、吸
収物質はレジンの中に均一に配合されていることが好ま
しい。前記吸収物質としては炭素系粉末を採用すること
ができる。代表的な炭素系粉末としては、黒鉛粉末、無
定形炭素粉末を採用することができる。The resin-coated powder contains, in addition to the resin, an absorbing material having good light or heat absorbability.
Absorbing materials generally have better light or heat absorption than resins. In order to suppress uneven distribution of the absorbing substance, it is preferable that the absorbing substance is uniformly mixed in the resin. As the absorbing material, a carbon-based powder can be used. As typical carbon-based powders, graphite powder and amorphous carbon powder can be employed.
【0016】更に前記吸収物質としては、レジン被覆粉
粒体に配合されると、レジン被覆粉粒体の流動性を向上
させるものが好ましく、また、硬化させた後に崩壊処理
するとき、容易に崩壊できる性質をもつものも好まし
い。上記した黒鉛粉末、無定形炭素粉末等の炭素系粉末
は、一般的に、流動性や崩壊性の向上にも寄与し易い。Further, as the above-mentioned absorbing substance, a substance which improves the fluidity of the resin-coated powder when it is blended with the resin-coated powder, is preferable. Those having properties that can be used are also preferable. In general, carbon-based powders such as the above-mentioned graphite powder and amorphous carbon powder easily contribute to improvement in fluidity and disintegration.
【0017】黒鉛粉末等の前記吸収物質は、単独で粉粒
体(砂粒子)に直接混ぜると、偏在するおそれがある。
そのため、黒鉛粉末等の前記吸収物質とレジンとを予め
混合した混合物を用い、この混合物と粉粒体とをミキサ
ー等で混練する方式が好ましい。あるいは、ヘキサミン
を溶解した水溶液に吸収物質を分散させた分散水を用
い、粉粒体とレジンとをミキサー等で混練する際に、そ
の分散水を添加する方式を採用しても良い。The above-mentioned absorbing substance such as graphite powder may be unevenly distributed when directly mixed with a powder (sand particle) alone.
Therefore, it is preferable to use a mixture in which the absorbing material such as graphite powder and the resin are preliminarily mixed, and knead the mixture with the granules using a mixer or the like. Alternatively, a method may be employed in which a dispersion water in which an absorbing substance is dispersed in an aqueous solution in which hexamine is dissolved is used, and the powder and the resin are kneaded with a mixer or the like, and the dispersion water is added.
【0018】前記吸収物質の配合量としては、吸収物質
の種類、コスト、レジン被覆粉粒体に要請される吸収
性、レジン被覆粉粒体に要請される流動性、硬化層の崩
壊性等の要因に応じて適宜選択することができる。吸収
物質の配合量としては、例えば、レジンに対して0.0
5〜2.0重量部、殊に0.1〜1.0重量部、更に
0.2〜0.8重量部配合することができる。また上記
した事情を考慮し、吸収物質の配合量の下限値としては
0.07重量部、0.1重量部、0.3重量部等を採用
することができ、吸収物質の配合量の上限値としては
2.0重量部、1.5重量部、1.3重量部等を採用す
ることができる。The compounding amount of the absorbing material includes the type and cost of the absorbing material, the absorption required for the resin-coated powder, the fluidity required for the resin-coated powder, the disintegration of the cured layer, and the like. It can be appropriately selected according to the factors. As the compounding amount of the absorbing substance, for example, 0.0
5 to 2.0 parts by weight, particularly 0.1 to 1.0 part by weight, further 0.2 to 0.8 part by weight can be blended. In consideration of the above circumstances, the lower limit of the amount of the absorbing substance may be 0.07 parts by weight, 0.1 parts by weight, 0.3 parts by weight, or the like. As the value, 2.0 parts by weight, 1.5 parts by weight, 1.3 parts by weight and the like can be adopted.
【0019】ここで、前記吸収物質が1重量部であると
は、レジン全体を重量で仮に100gとしたとき、レジ
ンに対して黒鉛粉末を1.0g配合したという意味であ
り、全体としては101gとなる。Here, "1 part by weight of the absorbing material" means that 1.0 g of graphite powder was blended with the resin, assuming that the total weight of the resin was 100 g, and 101 g as a whole. Becomes
【0020】上記した粉粒体の代表例であるシリカ、ム
ライト、ジルコンサンド、オリビンサンドは、赤外線透
過性が高いため、赤外線ランプからの赤外線、赤外線領
域の波長をもつレーザビームを照射しても、満足できる
加熱効率が得られにくい。しかし黒鉛粉末等の吸収物質
をレジンと共に配合すれば、これらは吸収性が良好であ
るため、加熱効率が向上する。更にはレジン被覆粉粒体
の流動性も向上でき、崩壊処理時における硬化層の崩壊
性も向上する。Since silica, mullite, zircon sand, and olivine sand, which are typical examples of the above-mentioned powders and granules, have high infrared transmittance, they can be irradiated with a laser beam having a wavelength in the infrared or infrared region from an infrared lamp. It is difficult to obtain satisfactory heating efficiency. However, if an absorbing substance such as graphite powder is blended together with the resin, they have good absorbency, so that the heating efficiency is improved. Further, the flowability of the resin-coated powder can be improved, and the disintegration of the cured layer during the disintegration treatment is also improved.
【0021】[0021]
【実施例】以下、本発明の実施例を試験例と共に図面を
参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings together with test examples.
【0022】積層造形方法は、前述したように、散布層
に光または熱を与えて硬化層を形成し、硬化層を多数積
層して三次元的造形物を造形する方法である。As described above, the layered molding method is a method in which light or heat is applied to the scatter layer to form a cured layer, and a number of cured layers are laminated to form a three-dimensional molded article.
【0023】本実施例に係るレジン被覆粉粒体であるレ
ジンコーティドサンドは、散布層の形成のために使用さ
れるものである。このレジンコーティドサンドは、粉粒
体である砂粒子と、砂粒子に被覆されたレジンと、レジ
ンに配合された炭素系粉末である黒鉛粉末とで構成され
ている。砂粒子はシリカであり、球状をなしており、真
球度が高い。レジンが被覆されていない状態で、砂粒子
の平均粒径は100μm前後である。The resin-coated sand, which is the resin-coated powder according to the present embodiment, is used for forming a scatter layer. The resin-coated sand is composed of sand particles as powder, resin coated with the sand particles, and graphite powder as a carbon-based powder mixed in the resin. The sand particles are silica, are spherical, and have high sphericity. In the state where the resin is not coated, the average particle size of the sand particles is around 100 μm.
【0024】レジンは熱硬化性樹脂であるフェノール樹
脂である。これの融着温度は70〜120℃である。The resin is a phenol resin which is a thermosetting resin. The fusion temperature is 70-120 ° C.
【0025】レジンコーティドサンドを製造するにあた
り、炭素系粉末である黒鉛粉末とレジンとを予め混合し
た混合物を用い、この混合物と粉粒体とを混練する方式
を採用している。In producing the resin-coated sand, a method is used in which a mixture of graphite powder, which is a carbon-based powder, and a resin is previously mixed, and the mixture is kneaded with a granular material.
【0026】散布工程において、上記したレジンコーテ
ィドサンドを用い、レジンコーティドサンドを水平2次
元的に散布して薄い散布層(厚み:200μm前後)を
形成する。その後、散布層に赤外線を照射してレジンコ
ーティドサンドのレジンを熱硬化させ、隣接するレジン
コーティドサンド同士を結合し、これにより硬化層を形
成する。以下、上記した散布工程及び照射工程とを順に
繰り返して実行することにより硬化層を厚み方向に多数
積層し、三次元的な造形物を造形する。この造形物は鋳
造用砂型として使用することを意図しており、高温の溶
湯が鋳込まれる。In the spraying step, using the above-mentioned resin-coated sand, the resin-coated sand is horizontally and two-dimensionally sprayed to form a thin spraying layer (thickness: about 200 μm). Thereafter, the scattered layer is irradiated with infrared rays to thermally cure the resin of the resin-coated sand, and the adjacent resin-coated sands are bonded to each other, thereby forming a cured layer. Hereinafter, by repeatedly performing the above-described spraying step and the irradiation step in order, a large number of cured layers are stacked in the thickness direction to form a three-dimensional modeled object. This shaped article is intended to be used as a sand mold for casting, in which a high-temperature molten metal is cast.
【0027】本発明者は、レジンに対して黒鉛粉末の割
合を適宜変化させ、赤外線吸収性、硬化層の積層体であ
る造形物の強度、硬化層の積層体である鋳込み後の造形
物の崩壊性について試験を行った。The inventor of the present invention appropriately changed the ratio of the graphite powder to the resin to obtain infrared absorbing properties, the strength of the molded product as a laminate of the cured layer, and the strength of the molded product as a laminate of the cured layer after casting. A test was conducted for disintegration.
【0028】赤外線吸収性は、(実昇温エネルギ)/
(実加熱エネルギ)の比率%とする。硬化層である造形
物の強度は、JIS式常温曲げ強度法により測定した。
造形物の崩壊性は、アルミニウム中子を有する試験片を
用いて試験した。The infrared absorption is expressed by (actual heating energy) /
(Actual heating energy) ratio%. The strength of the molded article as the hardened layer was measured by the JIS normal temperature bending strength method.
The disintegration of the shaped article was tested using a test piece having an aluminum core.
【0029】試験結果を図1に示す。図1の横軸は黒鉛
粉末の添加量を示す。図1の左の縦軸は赤外線吸収性を
示し、右の縦軸は造形物の強度及び鋳込み後の造形物の
崩壊性を示す。図1において、特性線Aは赤外線の吸収
性を示し、特性線Bは造形物の強度を示し、特性線Cは
鋳込み後の造形物の崩壊性を示す。FIG. 1 shows the test results. The horizontal axis in FIG. 1 shows the amount of graphite powder added. The left vertical axis in FIG. 1 shows the infrared absorptivity, and the right vertical axis shows the strength of the molded article and the disintegration of the molded article after casting. In FIG. 1, a characteristic line A indicates the infrared absorptivity, a characteristic line B indicates the strength of the molded article, and a characteristic line C indicates the disintegration of the molded article after casting.
【0030】特性線Aに示すように、黒鉛粉末の割合が
増加すれば、赤外線の吸収性が次第に増加する。特性線
Bに示すように、黒鉛粉末の割合が増加すれば、造形物
の焼成強度が次第に増加するが、ある領域(0.4〜
0.7重量部)を越えると焼成強度は次第に低下する。
特性線Cに示すように、黒鉛粉末の割合が増加すれば、
鋳込み後の造形物の崩壊性は次第に増加する。As shown by the characteristic line A, as the proportion of the graphite powder increases, the absorptivity of infrared rays gradually increases. As shown by the characteristic line B, as the proportion of the graphite powder increases, the sintering strength of the molded article gradually increases.
(0.7 parts by weight), the firing strength gradually decreases.
As shown by the characteristic line C, if the ratio of the graphite powder increases,
The disintegration of the molded article after casting gradually increases.
【0031】赤外線吸収性の向上や崩壊性の向上を意図
する用途の場合には、上記した試験結果に基づけば、黒
鉛粉末の割合を増加すれば良い。また赤外線吸収性の向
上や崩壊性の向上ばかりか、造形物の強度の確保をも意
図する用途の場合には、黒鉛粉末の過剰配合は好ましく
ない。In the case of an application intended to improve infrared absorption and disintegration, the proportion of the graphite powder may be increased based on the above test results. In addition, in the case of an application that is intended not only to improve the infrared absorption property and the disintegration property, but also to secure the strength of the molded article, excessive blending of the graphite powder is not preferable.
【0032】即ち、造形物の実際の用途によって、造形
物に要請される強度は異なる。造形物の種類によって
は、約2[kgf/cm2]以上であれば良い場合もあ
る。造形物の用途が、溶湯金属が鋳込まれる鋳造用の砂
型である場合には、強度は4[kgf/cm2]以上で
あることが好ましく、殊に6[kgf/cm2]以上で
あることが好ましい。従って造形物の強度を確保するこ
とを考慮すると、図1に示す試験結果に基づけば、黒鉛
粉末の添加量としては、0.2〜0.9重量部程度が好
ましく、特に0.4〜0.7重量部程度が好ましい。That is, the strength required for the shaped article differs depending on the actual use of the shaped article. Depending on the type of the modeled object, it may be sufficient if it is about 2 [kgf / cm 2 ] or more. When the molded article is used as a casting sand mold into which molten metal is cast, the strength is preferably 4 [kgf / cm 2 ] or more, particularly 6 [kgf / cm 2 ] or more. Is preferred. Therefore, in consideration of ensuring the strength of the molded article, the amount of graphite powder to be added is preferably about 0.2 to 0.9 parts by weight, particularly 0.4 to 0 parts by weight based on the test results shown in FIG. About 0.7 parts by weight is preferred.
【0033】(適用例)適用例を説明する。この適用例
は鋳造用の砂型を造形する場合である。(Application Example) An application example will be described. This application example is for forming a sand mold for casting.
【0034】図2に示すように、本例の造形装置5は、
内部を造形空間6aとした枠体6と、枠体6内に矢印Y
1,Y2方向に昇降可能に設けられた昇降盤7aをもつ
昇降体7と、昇降体7を昇降駆動させる駆動源8と、昇
降盤7aに沿って水平方向につまり矢印X1,X2方向
に移動可能に設けられた散布手段9と、枠体6の上方に
移動可能に設けられた照射源装置10を備えている。As shown in FIG. 2, the molding apparatus 5 of the present embodiment
A frame 6 having a molding space 6a inside, and an arrow Y inside the frame 6
An elevating body 7 having an elevating board 7a provided to be able to elevate in the Y1, Y2 directions, a drive source 8 for driving the elevating body 7 to elevate and lower, and moving in the horizontal direction, that is, the directions of arrows X1 and X2 along the elevating board 7a. There is provided a dispersing means 9 movably provided, and an irradiation source device 10 movably provided above the frame 6.
【0035】駆動源8はモータ機構や油圧シリンダ機構
で形成することができる。散布手段9は、レジンコーテ
ィドサンドを収容した容器90と、容器90の先端開口
の吐出口91に回転可能に設けられた切り出しローラ9
2とをもつ。切り出しローラ92の回転に伴い、容器9
0内のレジンコーティドサンドが定量づつ切り出されて
吐出口91から吐出される。通常時には、散布手段9
は、造形用の枠体6から退避しているが、散布のときに
は造形用の枠体6に沿ってその上方を移動する。The drive source 8 can be formed by a motor mechanism or a hydraulic cylinder mechanism. The dispersing means 9 includes a container 90 containing the resin-coated sand, and a cut-out roller 9 rotatably provided at a discharge port 91 at the front end opening of the container 90.
With 2. With the rotation of the cut-out roller 92, the container 9
The resin-coated sand in 0 is cut out by a fixed amount and discharged from the discharge port 91. Normally, spraying means 9
Is retracted from the modeling frame 6, but moves upward along the modeling frame 6 during spraying.
【0036】照射源装置10は赤外線で散布層100を
加熱するものであり、赤外線を照射する複数個の赤外線
ランプ10aと、赤外線ランプ10aの上方に配置され
た凹面10bを備えた反射体10cとを備えている。The irradiation source device 10 heats the scattering layer 100 with infrared rays, and includes a plurality of infrared lamps 10a for irradiating infrared rays, and a reflector 10c having a concave surface 10b disposed above the infrared lamp 10a. It has.
【0037】反射体10cは、赤外線ランプ10aから
上方に照射された赤外線を下方に向けてつまり散布層1
00に向けて反射するものであり、反射率が高いアルミ
系で形成することができる。赤外線は黒鉛を含むレジン
に吸収され易いため、レジンを効果的に熱硬化させ得
る。通常の状態では照射源装置10は造形用の枠体6か
ら退避しているが、照射のときには、図2に示すように
照射源装置10は散布層100の上方に移動する。The reflector 10c directs the infrared light emitted upward from the infrared lamp 10a downward, that is, the scattering layer 1
It reflects toward 00 and can be formed of an aluminum-based material having a high reflectance. Since infrared rays are easily absorbed by the resin containing graphite, the resin can be thermoset effectively. In a normal state, the irradiation source device 10 is retracted from the modeling frame 6, but at the time of irradiation, the irradiation source device 10 moves above the scatter layer 100 as shown in FIG.
【0038】散布工程では、照射源装置10及びマスク
200を枠体6の上方から退避させた状態で、切り出し
ローラ92を回転させつつ散布手段9を矢印X1方向に
移動させ、これにより容器90の吐出口91からレジン
コーティドサンドを吐出し、均一厚みの散布層100を
形成する。レジンコーティドサンドは潤滑性をもつ黒鉛
粉末を含むため、容器90の吐出口91からの吐出性は
改善される。In the spraying step, while the irradiation source device 10 and the mask 200 are retracted from above the frame 6, the spraying means 9 is moved in the direction of arrow X 1 while rotating the cutting roller 92, whereby the container 90 is rotated. The resin-coated sand is discharged from the discharge port 91 to form a scatter layer 100 having a uniform thickness. Since the resin-coated sand contains graphite powder having lubricity, the dischargeability from the discharge port 91 of the container 90 is improved.
【0039】照射工程では、散布手段9を枠体6の上方
から退避させた状態で、所定のパターン形状をもつマス
ク200を枠体6の上方に配置する。照射精度を確保す
るには、マスク200は散布層100に接近させること
が好ましい。更に照射工程では、マスク200の上方に
照射源装置10を移動させて配置し、照射源装置10か
らの赤外線を散布層100をマスク越しに照射し、散布
層100を加熱する。In the irradiation step, a mask 200 having a predetermined pattern is arranged above the frame 6 with the spraying means 9 retracted from above the frame 6. In order to ensure irradiation accuracy, it is preferable that the mask 200 be close to the scatter layer 100. Furthermore, in the irradiation step, the irradiation source device 10 is moved and arranged above the mask 200, and the infrared rays from the irradiation source device 10 are irradiated on the scatter layer 100 through the mask to heat the scatter layer 100.
【0040】散布層100のうち、マスク200の遮光
性により照射されなった部分におけるレジンコーティド
サンドは未硬化のままであり、未硬化層120を形成す
る。しかしながら、赤外線が照射された部分におけるコ
ーティドサンドのレジンは熱硬化するため、隣接するレ
ジンコーティドサンド同士は結合し、硬化層110を形
成する。The resin-coated sand in the portion of the scatter layer 100 which has been irradiated due to the light-shielding property of the mask 200 remains uncured, forming an uncured layer 120. However, since the resin of the coated sand in the portion irradiated with the infrared rays is thermally cured, the adjacent resin coated sands are bonded to each other to form the cured layer 110.
【0041】以下、上記した散布層及び照射工程とを順
に繰り返し、硬化層110を多数枚積層して積層体を構
成する。枠体6から取り出した積層体において、余分な
未硬化層120を取り除き、三次元的造形物である鋳造
用砂型を取り出す。Hereinafter, the above-mentioned spraying layer and irradiation step are repeated in order, and a large number of cured layers 110 are laminated to form a laminate. In the laminate taken out of the frame 6, the surplus uncured layer 120 is removed, and a sand mold for casting, which is a three-dimensional object, is taken out.
【0042】硬化層110を形成しているレジンコーテ
ィドサンドに含まれている黒鉛粉末は適量(対レジン
0.1〜1.0%)である。そのため、三次元的造形物
である砂型は焼結強度が高目に確保され、搬送時やハン
ドリング時等における砂型の損傷を抑制することができ
る。The graphite powder contained in the resin-coated sand forming the cured layer 110 is in an appropriate amount (0.1 to 1.0% with respect to the resin). Therefore, the sand mold, which is a three-dimensional molded object, has a high sintering strength and can suppress damage to the sand mold during transportation, handling, and the like.
【0043】余分な未硬化層120を取り除く際には、
未硬化層120を構成するレジンコーテッドサンドは黒
鉛粉末を含んでおり、黒鉛粉末は固体潤滑剤としても機
能できるため、流動性が良好であり、硬化層110から
未硬化層120を取り除く作業が容易となる。When removing the extra uncured layer 120,
The resin-coated sand constituting the uncured layer 120 contains graphite powder, and the graphite powder can also function as a solid lubricant, so that the fluidity is good and the work of removing the uncured layer 120 from the cured layer 110 is easy. Becomes
【0044】上記したように砂型が造形されたら、鋳造
用砂型の成形キャビティに高温の金属溶湯を鋳込み、凝
固させ、鋳物を形成する。その後、鋳造砂型の全体を機
械的に崩壊させて鋳物を取り出す。鋳込まれた金属溶湯
の高熱によりレジンコーティドサンドの黒鉛粉末が燃焼
するため、鋳込み後の砂型の崩壊性は良好となり、鋳物
を取り出し易い。After the sand mold is formed as described above, a high-temperature molten metal is poured into the molding cavity of the casting sand mold and solidified to form a casting. Thereafter, the entire casting sand mold is mechanically collapsed and the casting is taken out. Since the graphite powder of the resin-coated sand burns due to the high heat of the cast metal melt, the collapse of the sand mold after casting is improved, and the casting is easily taken out.
【0045】その他、本発明は上記し且つ図面に示した
実施例のみに限定されるものではなく、必要に応じて適
宜変更して実施できるものである。In addition, the present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, but can be implemented with appropriate modifications as needed.
【0046】(付記)上記した記載から次の技術的思想
も把握できる。 黒鉛粉末等の吸収物質とレジンとを予め混合した混合
物を用い、この混合物と粉粒体(砂粒子)とを混練する
ことを特徴とする積層造形用レジン被覆粉粒体の製造方
法。黒鉛粉末等の吸収物質の偏在を抑制するのに有利と
なる。 黒鉛粉末等の吸収物質及びヘキサミンを含む水を用
い、粉粒体(砂粒子)とレジンとを混練する際に、この
水を添加することを特徴とする積層造形用レジン被覆粉
粒体の製造方法。黒鉛粉末等の吸収物質の偏在を抑制す
るのに有利となる。 各請求項に記載の積層造形用レジン被覆粉粒体を用
い、この積層造形用レジン被覆粉粒体を散布することに
より散布層を形成する散布工程と、散布層に光または熱
を与えて硬化層を形成する照射工程と、散布工程及び照
射工程をこの順で複数回繰り返すことにより、前記硬化
層を多数積層して三次元的造形物(鋳造用砂型等)を造
形する積層造形方法。 各請求項において、光または熱に対する吸収性、造形
物の強度、鋳込み後の造形物の崩壊性に優れている積層
造形用レジン被覆粉粒体。 各請求項において、粉粒体を覆うレジンに前記吸収物
質は含まれていることを特徴とする積層造形用レジン被
覆粉粒体。(Supplementary Note) The following technical idea can be understood from the above description. A method for producing a resin-coated powder for additive manufacturing, comprising: using a mixture in which an absorbent such as graphite powder and a resin are mixed in advance, and kneading the mixture with a powder (sand particles). This is advantageous for suppressing uneven distribution of an absorbing substance such as graphite powder. Production of a resin-coated powder for additive manufacturing, characterized in that water is added when a powder (sand particle) and a resin are kneaded using an absorbent such as graphite powder and water containing hexamine. Method. This is advantageous for suppressing uneven distribution of an absorbing substance such as graphite powder. A spraying step of forming a spraying layer by spraying the resin-coated powder-coated granules according to the claims, and curing by applying light or heat to the sprayed layer. A lamination molding method in which a plurality of cured layers are laminated to form a three-dimensional molded product (eg, a sand mold for casting) by repeating the irradiation step of forming a layer, the spraying step, and the irradiation step a plurality of times in this order. The resin-coated granular material for lamination molding according to any one of claims, which is excellent in light or heat absorption, strength of the molded article, and disintegration property of the molded article after casting. In each of the claims, the resin-coated powder for additive manufacturing is characterized in that the resin covering the powder contains the absorbent material.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明によれば、光または熱に対する吸
収性を一層高めたレジンコーティドサンド等の積層造形
用レジン被覆粉粒体を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a resin-coated granular material for lamination molding such as a resin-coated sand and the like, which has further enhanced light or heat absorption.
【0048】更に、吸収物質が黒鉛粉末等の炭素系粉末
である場合には、炭素系粉末を量を調整すれば、光また
は熱に対する吸収性を調整できる。更に、三次元造形物
の強度を調整したり、使用後の三次元造形物の崩壊性を
調整したりすることもできる。Further, when the absorbing substance is a carbon-based powder such as graphite powder, the absorption of light or heat can be adjusted by adjusting the amount of the carbon-based powder. Further, the strength of the three-dimensional structure can be adjusted, and the disintegration of the three-dimensional structure after use can be adjusted.
【図1】試験結果を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing test results.
【図2】適用例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an application example.
図中、5は造形装置、6は枠体、7は昇降体、100は
散布層を示す。In the figure, 5 is a shaping device, 6 is a frame, 7 is an elevating body, and 100 is a scatter layer.
Claims (3)
し、前記硬化層を多数積層して三次元的造形物を造形す
る積層造形方法において散布層の形成のためにに使用さ
れるレジン被覆粉粒体であって、 前記レジン被覆粉粒体には、レジンの他に、光または熱
の吸収性が良好な吸収物質が配合されていることを特徴
とする積層造形用レジン被覆粉粒体。The present invention is used for forming a scattered layer in a lamination molding method in which a hardened layer is formed by applying light or heat to a scatter layer, and a plurality of the hardened layers are laminated to form a three-dimensional molded article. Characterized in that, in addition to the resin, the resin-coated powder and granules are mixed with an absorbing material having good light or heat absorption properties. Granules.
粉末であることを特徴とする積層造形用レジン被覆粉粒
体。2. The resin-coated powder for additive manufacturing according to claim 1, wherein the absorbing substance is a carbon-based powder.
はレジンに対して0.1〜1.0重量部配合されている
ことを特徴とする積層造形用レジン被覆粉粒体。3. The resin-coated granular material for lamination molding according to claim 1, wherein the absorbent is added in an amount of 0.1 to 1.0 part by weight based on the resin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11220215A JP2001047188A (en) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | Resin-coated powder for additive manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11220215A JP2001047188A (en) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | Resin-coated powder for additive manufacturing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001047188A true JP2001047188A (en) | 2001-02-20 |
Family
ID=16747697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11220215A Pending JP2001047188A (en) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | Resin-coated powder for additive manufacturing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001047188A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020046257A (en) * | 2002-05-09 | 2002-06-20 | 이효진 | Manufacturing Method of Solid Metal Foam Composite Bodies by Enhancing the absorption of Incident Radiation |
CN108296412A (en) * | 2017-08-25 | 2018-07-20 | 柳州市柳晶科技股份有限公司 | A kind of inorganic precoated sand and its preparation process |
-
1999
- 1999-08-03 JP JP11220215A patent/JP2001047188A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20020046257A (en) * | 2002-05-09 | 2002-06-20 | 이효진 | Manufacturing Method of Solid Metal Foam Composite Bodies by Enhancing the absorption of Incident Radiation |
CN108296412A (en) * | 2017-08-25 | 2018-07-20 | 柳州市柳晶科技股份有限公司 | A kind of inorganic precoated sand and its preparation process |
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