JP7591806B2 - 粉体製造装置および粉体製造方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の一実施の形態に係る粉体製造装置、粉体製造方法および粉体について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る粉体製造装置の模式的側面図である。図1において、矢印で示すように、水平面内で互いに直交する方向をX方向およびY方向と呼び、鉛直方向をZ方向と呼ぶ。図1に示すように、粉体製造装置100は、造形テーブル10、供給部20、引き延ばし部材30、露光装置40、記憶装置50、制御装置60および洗浄装置70を備える。
図2および図3は、洗浄工程を示す図である。図2に示すように、洗浄装置70には、貯留容器71が設けられる。貯留容器71には、粉体3を含む組成物層2が溶剤4とともに貯留される。ここで、未硬化の組成物層2の部分はスラリー状を有する。溶剤4は、アルコール等の有機溶剤であってもよいし、水系溶剤であってもよい。
粉体製造装置100においては、任意の図面データを使用することにより、形成される粉体3の平均粒径、粒度分布および形状を任意に調整することができる。粉体3の平均粒径は、10μm以上であってもよい。また、粉体3の平均粒径は、1000μm以下であってもよい。粉体3の用途に応じて、平均粒径100μm未満、あるいは平均粒径50μm未満の粉体3が形成される。本例では、粉体3の平均粒径は、顕微鏡法により測定される円相当径である。例えば、平均粒子径は、顕微鏡写真に含まれる少なくとも300個の粒子画像のそれぞれの円相当径を測定し、これらの平均を算出することにより求めることができる。
図12は、図1の制御装置60により実行される粉体製造処理を示すフローチャートである。図12に示すように、まず、記憶装置50に記憶された図形データに基づいてn個の断面データ(nは1以上の整数)が取得される(ステップS1)。各断面データは、粉体3の各組成物層2の平面形状を表す。取得されたn個の断面データには、下から順に1~nの固有の番号がそれぞれ付与される。1段目の断面データは1番下の組成物層2に対応し、n段目の断面データは最も上の組成物層2に対応する。
本実施の形態に係る粉体製造装置100においては、セラミック粉末または金属粉末と光硬化性組成物を含むバインダとが混合された混合物1が供給部20により供給される。混合物1が引き延ばし部材30により造形テーブル10の造形面11上に引き延ばされることにより、1または複数の組成物層2が形成される。形成された各組成物層2が露光装置40により露光されることにより、硬化された1または複数の組成物層2からなる粉体3が形成される。洗浄装置70による洗浄により粉体3が1または複数の組成物層2の未硬化部分から分離される。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
(7)参考形態
(7-1)第1の参考形態に係る粉体製造装置は、造形面を有する造形テーブルと、セラミック粉末または金属粉末と光硬化性組成物を含むバインダとが混合された混合物を供給する供給手段と、供給手段により供給された混合物を造形テーブルの造形面上に引き延ばすことにより1または複数の組成物層を形成する引き延ばし部材と、引き延ばし部材により形成された各組成物層を露光することにより、硬化された1または複数の組成物層からなる複数の粒子を含む粉体を形成する露光装置とを備える。
この粉体製造装置においては、露光装置による露光パターンが制御されることにより、粉体を構成する各組成物層が任意の形状および寸法で硬化される。これにより、任意の形状を有する微小な粉体を高精度で製造することができる。
(7-2)露光装置による露光は、直径600μm以下のスポットサイズを有する露光光を用いて行われてもよい。この場合、微小な粉体をより容易に製造することができる。
(7-3)粉体製造装置は、所定の粒度分布形状で粉体が形成されるように、所定値以下の粒径間隔で複数の目標粒径を設定する制御部をさらに備えてもよい。この場合、任意の粒度分布形状を有する粉体を高精度で製造することができる。
(7-4)粉体製造装置は、粉体を含む1または複数の組成物層と溶剤とを混合することにより混合溶液を生成する混合手段と、混合溶液から粉体を抽出するフィルタ部材とをさらに備えてもよい。この場合、微小な粉体を容易に抽出することができる。
(7-5)粉体の平均粒径は、1000μm以下であってもよい。この場合、粉体をより微小にすることができる。
(7-6)第2の参考形態に係る粉体製造方法は、セラミック粉末または金属粉末と光硬化性組成物を含むバインダとが混合された混合物を供給するステップと、混合物を引き延ばし部材により造形テーブルの造形面上に引き延ばすことにより、1または複数の組成物層を形成するステップと、形成された各組成物層を露光装置により露光することにより、硬化された1または複数の組成物層からなる複数の粒子を含む粉体を形成するステップと、洗浄により粉体を1または複数の組成物層の未硬化部分から分離するステップとを含む。
この粉体製造方法によれば、露光装置による露光パターンが制御されることにより、粉体を構成する各組成物層が任意の形状および寸法で硬化される。これにより、任意の形状を有する微小な粉体を高精度で製造することができる。
(7-7)第3の参考形態に係る粉体は、1000μm以下の平均粒径を有し、環状、多角形状、十字形状、C字形状、少なくとも1もしくは複数の開口を有する形状、円盤状または繊維状である。この場合、粉体を用いて種々の製品を製造することができる。
Claims (5)
- 造形面を有する造形テーブルと、
セラミック粉末または金属粉末と光硬化性組成物を含むバインダとが混合された混合物を供給する供給手段と、
前記供給手段により供給された前記混合物を前記造形テーブルの前記造形面上に引き延ばすことにより1または複数の組成物層を形成する引き延ばし部材と、
前記引き延ばし部材により形成された各組成物層を露光することにより、硬化された前記1または複数の組成物層からなる複数の粒子を含む粉体を形成する露光装置と、
所定の粒度分布形状で前記粉体が形成されるように、所定値以下の粒径間隔で複数の目標粒径を設定する制御部とを備える、粉体製造装置。 - 前記露光装置による露光は、直径600μm以下のスポットサイズを有する露光光を用いて行われる、請求項1記載の粉体製造装置。
- 前記粉体を含む前記1または複数の組成物層と溶剤とを混合することにより混合溶液を生成する混合手段と、
前記混合溶液から前記粉体を抽出するフィルタ部材とをさらに備える、請求項1または2記載の粉体製造装置。 - 前記粉体の平均粒径は、1000μm以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の粉体製造装置。
- 所定の粒度分布形状で粉体が形成されるように、所定値以下の粒径間隔で複数の目標粒径を設定するステップと、
セラミック粉末または金属粉末と光硬化性組成物を含むバインダとが混合された混合物を供給するステップと、
前記混合物を引き延ばし部材により造形テーブルの造形面上に引き延ばすことにより、1または複数の組成物層を形成するステップと、
形成された各組成物層を露光装置により露光することにより、硬化された1または複数の組成物層からなる複数の粒子を含む前記粉体を形成するステップと、
洗浄により前記粉体を前記1または複数の組成物層の未硬化部分から分離するステップとを含む、粉体製造方法。
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