JP2024037195A - Three-dimensional modeled object, and method of manufacturing the same - Google Patents
Three-dimensional modeled object, and method of manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024037195A JP2024037195A JP2022141815A JP2022141815A JP2024037195A JP 2024037195 A JP2024037195 A JP 2024037195A JP 2022141815 A JP2022141815 A JP 2022141815A JP 2022141815 A JP2022141815 A JP 2022141815A JP 2024037195 A JP2024037195 A JP 2024037195A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main body
- dimensional structure
- filling member
- gap filling
- dimensional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本開示は、本体および当該本体により保持されるインサート部品を含む三次元造形物およびその製造方法に関する。 The present disclosure relates to a three-dimensional structure including a main body and an insert component held by the main body, and a method for manufacturing the same.
従来、3次元プリンターを用いて、積層物の材料とは異なる材料の異種材料部材がインサートされた成形品を得る製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この製造方法は、第1積層工程と、切削加工工程と、異種材料部材嵌入工程と、加熱工程と、第2積層工程とを含む。第1積層工程は、3次元プリンターのノズルから吐出される材料を受け部材上に積層して積層物を得る。切削加工工程は、第1積層工程で得られた積層物に切削加工を施して当該積層物の所定位置に凹部を形成する。異種材料部材嵌入工程は、切削加工工程で形成された凹部に対し、吐出手段で吐出する材料とは異なる材料からなる異種材料部材を嵌入させる。加熱工程は、異種材料部材嵌入工程で異種材料部材が嵌入された積層物を加熱手段によって加熱する。第2積層工程は、加熱工程で加熱された積層物上に上記ノズルから吐出される材料を積層して異種材料部材がインサートされた成形品を得る。 BACKGROUND ART Conventionally, a manufacturing method is known in which a three-dimensional printer is used to obtain a molded product in which a member of a different material made of a material different from that of a laminate is inserted (see, for example, Patent Document 1). This manufacturing method includes a first lamination process, a cutting process, a dissimilar material member insertion process, a heating process, and a second lamination process. In the first lamination step, the material discharged from the nozzle of the three-dimensional printer is laminated on the receiving member to obtain a laminate. In the cutting step, the laminate obtained in the first lamination step is cut to form a recess at a predetermined position of the laminate. In the dissimilar material member insertion process, a dissimilar material member made of a material different from the material discharged by the discharging means is inserted into the recess formed in the cutting process. In the heating step, the laminate in which the different material members are inserted in the different material member insertion step is heated by the heating means. In the second lamination step, the material discharged from the nozzle is laminated on the laminate heated in the heating step to obtain a molded product in which a different material member is inserted.
しかしながら、上記従来の製造方法によっても、第1積層工程および切削加工工程を経て得られた積層物と、異種材料部材との間に隙間が形成されることがある。そして、積層物と異種材料部材との間に隙間が形成されてしまうと、第2積層工程で積層される材料により当該隙間を良好に充填し得なくなり、製品としての三次元造形物の品質や耐久性が低下してしまう。 However, even with the conventional manufacturing method described above, a gap may be formed between the laminate obtained through the first lamination step and the cutting step and the dissimilar material member. If a gap is formed between the laminate and the dissimilar material member, the material laminated in the second lamination step will not be able to satisfactorily fill the gap, which will affect the quality of the three-dimensional structure as a product. Durability will decrease.
そこで、本開示は、インサート部品を保持するように三次元造形装置により形成される三次元造形物の本体内の隙間を減らして当該三次元造形物の品質や耐久性を良好に確保することを主目的とする。 Therefore, the present disclosure provides a method for reducing the gap in the body of a three-dimensional structure formed by a three-dimensional printing apparatus to hold an insert component, thereby ensuring good quality and durability of the three-dimensional structure. Main purpose.
本開示の三次元造形物は、三次元造形装置により材料を積層して形成される本体と、少なくとも一部が前記本体により包囲されるように前記本体内に配置されるインサート部品とを含む三次元造形物において、前記本体内の前記インサート部品と、前記本体の前記材料の積層方向における上端と前記インサート部品の前記積層方向における上側の頂部との間で前記積層方向と直交するように定められた平面との前記積層方向における間に形成される隙間に充填された隙間充填部材を含むものである。 The three-dimensional structure of the present disclosure includes a main body formed by laminating materials using a three-dimensional printing apparatus, and an insert part disposed within the main body so that at least a portion thereof is surrounded by the main body. In the original model, the insert part in the main body, the upper end of the main body in the lamination direction of the materials, and the upper top of the insert part in the lamination direction are defined to be perpendicular to the lamination direction. The structure includes a gap filling member filled in a gap formed between the stacked plane and the stacked plane in the stacking direction.
本開示の三次元造形物では、インサート部品を保持するように三次元造形装置により形成される本体内の隙間を減らして品質や耐久性を良好に確保することが可能になる。 In the three-dimensional structure of the present disclosure, it is possible to reduce the gap in the main body formed by the three-dimensional printing device so as to hold the insert component, thereby ensuring good quality and durability.
また、本開示の三次元造形物の製造方法は、本体と、少なくとも一部が前記本体により包囲されるように前記本体内に配置されるインサート部品とを含む三次元造形物の製造方法において、三次元造形装置により材料を積層して、前記材料の積層方向と直交する平坦な上面と、前記上面で開口すると共に前記インサート部品の前記積層方向における高さよりも深い凹部とを有する前記本体の下側部分を形成し、前記凹部内に前記インサート部品を配置し、前記本体の前記下側部分の前記上面を含む平面と、前記凹部内の前記インサート部品との前記積層方向における間に形成された隙間に隙間充填部材を配置し、前記三次元造形装置により前記本体の下側部分および前記隙間充填部材の上に前記材料を積層して前記本体の上側部分を形成するものである。 Further, the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the present disclosure includes a main body and an insert part disposed within the main body so that at least a portion thereof is surrounded by the main body, A lower part of the main body is formed by laminating materials using a three-dimensional printing device, and has a flat upper surface perpendicular to the laminating direction of the materials, and a recess that is open at the upper surface and deeper than the height of the insert component in the laminating direction. forming a side part, arranging the insert part in the recess, and forming a space between a plane including the upper surface of the lower part of the main body and the insert part in the recess in the stacking direction. A gap filling member is arranged in the gap, and the material is laminated on the lower part of the main body and the gap filling member by the three-dimensional modeling apparatus to form the upper part of the main body.
かかる方法によれば、インサート部品を保持するように三次元造形装置により形成される三次元造形物の本体内の隙間を減らして当該三次元造形物の品質や耐久性を良好に確保することが可能になる。 According to this method, it is possible to reduce the gap in the main body of the three-dimensional structure formed by the three-dimensional printing device so as to hold the insert part, and to ensure good quality and durability of the three-dimensional structure. It becomes possible.
次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。 Next, embodiments for carrying out the invention of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、本開示の三次元造形物1を示す正面図であり、図2は、三次元造形物1を示す平面図である。これらの図面に示す三次元造形物1は、例えば図示しない車両の所定箇所に複数のボルトを介して固定される部品であって、熱可塑性樹脂により形成された本体2と、それぞれ当該本体2により保持される複数(本実施形態では、2つ)のインサート部品3とを含む。三次元造形物1の本体2は、三次元造形装置100(図5参照)により熱可塑性樹脂(材料)を予め定められた積層方向(図1および図2におけるZ軸方向)に積層して形成される。
FIG. 1 is a front view showing the three-
インサート部品3は、上記ボルトが挿通される円環状のカラーであり、図1および図2に示すように軸方向における両端部が本体2から突出し、かつ当該両端部の間の部分が当該本体2により包囲されるように本体2内に配置されている。本実施形態において、本体2内における2つのインサート部品3の積層方向における高さは、同一である。また、インサート部品3の外周面には、図1および図3に示すように、環状の凸部30が形成されている。これにより、インサート部品3の上記積層方向における上側の表面は、複数の凸面(円柱面)を含む。かかるインサート部品3は、三次元造形装置100による本体2の形成中に当該三次元造形装置100の作動を一時的に停止させて、形成途中の本体2に対して組み付けられる。
The
また、三次元造形物1では、図1に示すように、設計段階で、本体2の積層方向における上端面(上端)2uとインサート部品3の積層方向における上側の頂部3tとの間に、三次元造形装置100における熱可塑性樹脂の積層方向と直交する平面P(図1における一点鎖線参照)が定められる。そして、三次元造形物1は、三次元造形装置100による本体2の形成中に、当該平面Pと、形成途中の本体2に組み付けられたインサート部品3との積層方向における間に形成される隙間に充填された複数(本実施形態では、2つ)の隙間充填部材4を含む。隙間充填部材4は、本体2を形成するものと同一の熱可塑性樹脂により形成され、複数のインサート部品3ごとに1つずつ設けられる。図3に示すように、各隙間充填部材4は、三次元造形物1の完成時に上記平面Pに含まれることになる平坦な上面41と、本体2の一部とインサート部品3の表面とに密接する下面42と、それぞれ積層方向に延在して本体2の一部に密接する一対の側面44とを含む。
In addition, in the three-
各隙間充填部材4の上面41、下面42および一対の側面44のうち、上面41は、本体2の上記平面Pの上側に位置する部分に接合される。また、下面42は、対応する本体2の一部およびインサート部品3に密接するが、当該インサート部品3等には接合されない。更に、一対の側面44は、当該本体2の一部に密接するが、基本的に本体2には接合されない。かかる隙間充填部材4の寸法は、予め定められる本体2におけるインサート部品3の位置と、上記平面Pの高さ(本体2の下端面(下端)2bからの高さ)とから正確に決定することができる。また、平面Pとインサート部品3の頂部3tとの積層方向における間隔d(図1参照)は、隙間充填部材4の強度を十分に確保し得る範囲内で、できるだけ小さくすると好ましい。なお、一対の側面44は、それぞれ積層方向に沿って延在するものであれば、当該積層方向における下側から上側に向かうにつれて互いに(図4におけるX方向に)離間するものであってもよい。
Among the
図5は、三次元造形物1の本体2の形成に使用される三次元造形装置100を示す概略構成図である。三次元造形装置100は、いわゆるAPF(Arburg Plastic Freeforming)方式の3Dプリンターであり、タンク110、樹脂供給部120、吐出ユニット130および造形テーブル140を含む。タンク110は、一般的な射出成形や押出成形等に使用される標準ペレット材といった熱可塑性樹脂のペレットRPを貯留する。樹脂供給部120は、タンク110からのペレットRPを溶融させて吐出ユニット130に供給する。吐出ユニット130は、図示しないピエゾ素子や吐出ノズル135等を含み、ピエゾ素子の体積変化を利用して樹脂供給部120からの溶融樹脂に圧力を印加して微細な溶滴Dを吐出ノズル135から造形テーブル140に向けて吐出する。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a three-
また、造形テーブル140は、三次元造形装置100による熱可塑性樹脂の積層体の形成に際して、図示しない駆動装置により図5におけるX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向のそれぞれに進退移動させられる。すなわち、造形テーブル140は、積層体の最終形状に応じて、吐出ノズル135と積層体の上面との間隔を一定(例えば、0.2mm程度)に維持するようにZ軸方向における下側に移動すると共に、X軸方向およびY軸方向に移動する。これにより、所望形状の積層体を高精度に成形することが可能になる。
Furthermore, when the three-
続いて、図6から図10を参照しながら、上述の三次元造形物1の製造手順について説明する。
Next, the manufacturing procedure of the above three-
三次元造形物1の製造に際しては、まず、図6に示すように、造形テーブル140を下降させると共にX軸方向およびY軸方向に移動させながら吐出ユニット130の吐出ノズル135から溶滴Dを吐出して、当該造形テーブル140上に熱可塑性樹脂を積層していく。そして、三次元造形装置100により上記平面Pの高さまで熱可塑性樹脂を積層して、図7に示すように、当該平面Pの下側に位置すると共にインサート部品3を保持する本体2の下側部分20を形成する。また、本実施形態では、三次元造形装置100により本体2の下側部分20が形成される間に、当該三次元造形装置100により造形テーブル140上に熱可塑性樹脂を積層することにより、複数(2つ)の隙間充填部材4が併せて形成される。
When manufacturing the three-
本体2の下側部分20は、熱可塑性樹脂の積層方向(図7におけるZ軸方向)と直交する平坦な上面21と、当該上面21で開口する複数の凹部22とを含むものである。造形テーブル140の表面から下側部分20の上面21までの高さは、本体2の下端面2bから上記平面Pまでの高さに一致する。従って、下側部分20の上面21は、当該平面Pに含まれる。また、各凹部22は、インサート部品3の積層方向における下面に密接する底面22bを有し、図7に示すように、当該インサート部品3の積層方向における高さよりも深く形成される。
The
図7に示す本体2の下側部分20ができあがると、その段階で三次元造形装置100の作動を一時的に停止させ、図8に示すように、下側部分20の各凹部22にインサート部品3を配置する。この際、造形テーブル140は、必要に応じて下降させられる。下側部分20の各凹部22にインサート部品3が配置されると、下側部分20の上面21を含む平面Pと、下側部分20(形成途中の本体2)に組み付けられた各インサート部品3との積層方向における間に隙間(空間)Gが形成される。
When the
更に、図9に示すように、下側部分20の各凹部22内のインサート部品3上、すなわち隙間G内に、当該下側部分20と共に造形テーブル140上に形成されている隙間充填部材4を配置する。各隙間充填部材4の下面42は、下側部分20(本体2)の一部とインサート部品3の表面とに密接する。また、各隙間充填部材4の各側面44は、凹部22を画成する下側部分20の積層方向に延在する部分(本体2の一部)に密接する。更に、各隙間充填部材4の上面41は、下側部分20の上面21と面一に延在し、上記平面Pに含まれる。これにより、各インサート部品3の上方に形成された隙間Gが隙間充填部材4により埋められる。
Furthermore, as shown in FIG. 9, a
各インサート部品3の上方に隙間充填部材4を配置した後、必要に応じて造形テーブル140を三次元造形装置100を一時的に停止させたときの位置まで戻し、図10に示すように、三次元造形装置100により下側部分20および各隙間充填部材4の上に熱可塑性樹脂を積層して本体2の上側部分25を形成する。これにより、上側部分25が下側部分20の上面21および各隙間充填部材4の上面41に接合され、三次元造形物1が完成する。なお、各インサート部品3の上方に隙間充填部材4を配置した後、三次元造形装置100による本体2の上側部分25の形成開始(成形再開)前に、図示しない加熱装置により下側部分20および各隙間充填部材4を加熱してもよい。
After placing the
上述のように、三次元造形物1では、設計段階で、本体2の積層方向における上端面2uとインサート部品3の積層方向における上側の頂部3tとの間に、三次元造形装置100における材料(溶滴D)の積層方向と直交する平面Pが定められる。かかる三次元造形物1を製造する際には、三次元造形装置100により当該平面Pの高さまで材料が積層され、上記平面Pの下側に位置すると共にインサート部品3を保持する本体2の下側部分20が形成される。また、当該本体2の下側部分20は、上記平面P(下側部分20の上面21)とインサート部品3との積層方向における間に隙間Gをつくり出すように形成され、当該隙間Gには、隙間充填部材4が配置される。そして、三次元造形装置100により本体2の下側部分20および隙間充填部材4の上に材料が積層され、本体2の上記平面Pの積層方向における上側に位置する上側部分25が形成される。これにより、インサート部品3を保持するように三次元造形装置100により形成される三次元造形物1の本体2内の隙間を減らして当該三次元造形物1の品質や耐久性を良好に確保することが可能になる。
As described above, in the three-
また、三次元造形物1において、隙間充填部材4は、平面Pに含まれる平坦な上面41を有し、当該上面41が本体2の平面Pの積層方向における上側に位置する上側部分25に接合される。これにより、隙間充填部材4の本体2からの脱落を防止すると共に、隙間充填部材4を介して本体2によりインサート部品3をしっかりと保持することが可能になる。
In addition, in the three-
更に、三次元造形物1の各隙間充填部材4は、少なくともインサート部品3の表面に密接する下面42と、積層方向に延在して本体2に密接する側面44とを有する。これにより、インサート部品3を含む三次元造形物1の本体2内の隙間を実質的に無くすことが可能になる。
Further, each
また、三次元造形物1の本体2および隙間充填部材4は、互いに同一の熱可塑性樹脂(材料)により形成される。これにより、本体2の上側部分25と隙間充填部材4との接合性をより向上させて、三次元造形物1の品質や耐久性を極めて良好に確保することが可能になる。
Further, the
更に、三次元造形物1において、本体2は、複数のインサート部品3を保持し、隙間充填部材4は、複数のインサート部品3ごとに設けられる。これにより、複数のインサート部品間で1つの隙間充填部材が共用される場合に比べて、隙間充填部材4の本体2に接合されない部分の面積を減らして、三次元造形物1の品質や耐久性を極めて良好に確保することが可能になる。
Furthermore, in the three-
また、三次元造形物1の隙間充填部材4は、三次元造形装置100により本体2の下側部分20を形成する間に、当該三次元造形装置100によって形成される。すなわち、隙間充填部材4の寸法は、本体2におけるインサート部品3の位置と、本体2の下側部分20の上面21を含む平面Pの高さとから正確に決定することができる。従って、三次元造形装置100により本体2の下側部分20を形成する間に当該三次元造形装置100により隙間充填部材4を形成することで、当該隙間充填部材4の成形精度および三次元造形物1の製造効率を向上させることが可能になる。ただし、隙間充填部材4は、本体2の下側部分20ができあがるまでに、三次元造形装置100とは異なる加工装置(他の三次元造形装置あるいは切削加工装置等)によって形成されてもよい。
Further, the
更に、三次元造形物1は、APF方式の3Dプリンターである三次元造形装置100を用いて形成される。これにより、本体2の下側部分20の凹部22をインサート部品3の形状に合わせて精度よく形成すると共に、本体2の全体の成形精度を向上させることが可能になる。
Furthermore, the three-
なお、上記インサート部品3の積層方向における上側の表面は、凸面を含むものであるが、三次元造形物1におけるインサート部品3は、これに限られるものではない。すなわち、インサート部品3は、積層方向における上側の表面に凹面(凹部)が含まれるものであってもよく、積層方向における上側の表面に凸面および凹面の双方が含まれるものであってもよい。また、三次元造形物1のインサート部品3は、本体2内に完全に埋設されるものであってもよい。
Although the upper surface of the
以上説明したように、本開示の三次元造形物は、三次元造形装置(100)により材料を積層して形成される本体(2)と、少なくとも一部が前記本体(2)により包囲されるように前記本体(2)内に配置されるインサート部品(3)とを含む三次元造形物(1)において、前記本体(2)内の前記インサート部品(3)と、前記本体(2)の前記材料の積層方向(Z)における上端(2u)と前記インサート部品(3)の前記積層方向における上側の頂部(3t)との間で前記積層方向と直交するように定められた平面(P)との前記積層方向における間に形成される隙間(G)に充填された隙間充填部材(4)を含むものである。 As described above, the three-dimensional structure of the present disclosure includes a main body (2) formed by laminating materials using a three-dimensional printing apparatus (100), and at least a portion of which is surrounded by the main body (2). In a three-dimensional structure (1) including an insert part (3) arranged in the main body (2) as shown in FIG. A plane (P) defined perpendicularly to the lamination direction between the upper end (2u) of the material in the lamination direction (Z) and the upper top (3t) of the insert component (3) in the lamination direction. It includes a gap filling member (4) filled in a gap (G) formed between the stacking direction and the stacking direction.
本開示の三次元造形物では、設計段階で、本体の積層方向における上端とインサート部品の積層方向における上側の頂部との間に、三次元造形装置における材料の積層方向と直交する平面が定められる。かかる三次元造形物を製造する際には、三次元造形装置により当該平面の高さまで材料が積層され、上記平面の下側に位置すると共にインサート部品を保持する本体の下側部分が形成される。また、当該本体の下側部分は、上記平面(下側部分の上面)とインサート部品との積層方向における間に隙間をつくり出すように形成され、当該隙間には、隙間充填部材が配置される。そして、三次元造形装置により本体の下側部分および隙間充填部材の上に材料が積層され、本体の上記平面の積層方向における上側に位置する部分が形成される。これにより、インサート部品を保持するように三次元造形装置により形成される三次元造形物の本体内の隙間を減らして当該三次元造形物の品質や耐久性を良好に確保することが可能になる。 In the three-dimensional structure of the present disclosure, at the design stage, a plane perpendicular to the material stacking direction in the three-dimensional printing device is determined between the upper end of the main body in the stacking direction and the upper top of the insert component in the stacking direction. . When manufacturing such a three-dimensional object, materials are layered up to the height of the plane using a three-dimensional printing device, and a lower part of the main body that is located below the plane and holds the insert part is formed. . Further, the lower part of the main body is formed to create a gap between the plane (upper surface of the lower part) and the insert component in the stacking direction, and a gap filling member is disposed in the gap. Then, the material is laminated on the lower part of the main body and the gap filling member by the three-dimensional modeling apparatus, thereby forming a part located above the plane of the main body in the stacking direction. This makes it possible to reduce the gap within the body of the 3D model formed by the 3D printer to hold the insert part, thereby ensuring good quality and durability of the 3D model. .
また、前記隙間充填部材(4)は、前記平面(P)に含まれる平坦な上面(41)を有するものであってもよく、前記隙間充填部材(4)の前記上面(41)が前記本体(2)の前記平面(P)の前記積層方向における上側に位置する部分(25)に接合されてもよい。 Further, the gap filling member (4) may have a flat upper surface (41) included in the plane (P), and the upper surface (41) of the gap filling member (4) is the main body. (2) It may be joined to the portion (25) located above the plane (P) in the stacking direction.
これにより、隙間充填部材の本体からの脱落を防止すると共に、隙間充填部材を介して本体によりインサート部品をしっかりと保持することが可能になる。 This prevents the gap filling member from falling off from the main body, and allows the insert component to be firmly held by the main body via the gap filling member.
更に、前記隙間充填部材(4)は、少なくとも前記インサート部品(3)の表面に密接する下面(41)と、前記積層方向に沿って延在して前記本体(2)に密接する側面(44)とを有するものであってもよい。 Furthermore, the gap filling member (4) has at least a lower surface (41) that is in close contact with the surface of the insert component (3), and a side surface (44) that extends along the lamination direction and is in close contact with the main body (2). ).
これにより、インサート部品を含む三次元造形物の本体内の隙間を実質的に無くすことが可能になる。 This makes it possible to substantially eliminate gaps within the main body of the three-dimensional structure including the insert component.
また、前記インサート部品(3)の前記積層方向における上側の表面は、凹面および凸面の少なくとも何れか一方を含むものであってもよい。 Further, the upper surface of the insert component (3) in the stacking direction may include at least one of a concave surface and a convex surface.
更に、前記本体(2)および前記隙間充填部材(4)は、同一の熱可塑性樹脂により形成されてもよい。 Furthermore, the main body (2) and the gap filling member (4) may be formed of the same thermoplastic resin.
これにより、本体と隙間充填部材との接合性をより向上させて、三次元造形物の品質や耐久性を極めて良好に確保することが可能になる。 Thereby, it becomes possible to further improve the bondability between the main body and the gap filling member, and to ensure extremely good quality and durability of the three-dimensional structure.
また、前記三次元造形物(1)の前記本体(2)は、複数のインサート部品(3)を保持するものであってもよく、前記隙間充填部材(4)は、前記複数のインサート部品(3)ごとに設けられてもよい。 Further, the main body (2) of the three-dimensional structure (1) may hold a plurality of insert parts (3), and the gap filling member (4) may hold a plurality of insert parts (3). 3) may be provided for each.
これにより、複数のインサート部品間で1つの隙間充填部材が共用される場合に比べて、隙間充填部材の本体に接合されない部分の面積を減らして、三次元造形物の品質や耐久性を極めて良好に確保することが可能になる。 As a result, compared to the case where one gap filling member is shared between multiple insert parts, the area of the part of the gap filling member that is not joined to the main body is reduced, and the quality and durability of the three-dimensional model are extremely improved. It becomes possible to secure the
本開示の三次元造形物の製造方法は、本体(2)と、少なくとも一部が前記本体(2)により包囲されるように前記本体(2)内に配置されるインサート部品(3)とを含む三次元造形物(1)の製造方法において、三次元造形装置(100)により材料を積層して、前記材料の積層方向と直交する平坦な上面(21)と、前記上面(21)で開口すると共に前記インサート部品(3)の前記積層方向における高さよりも深い凹部(22)とを有する前記本体(2)の下側部分(20)を形成し、前記凹部(22)内に前記インサート部品(3)を配置し、前記本体(2)の前記下側部分(20)の前記上面(21)を含む平面(P)と、前記凹部(22)内の前記インサート部品(3)との前記積層方向における間に形成された隙間(G)に隙間充填部材(4)を配置し、前記三次元造形装置(100)により前記本体(2)の下側部分(20)および前記隙間充填部材(4)の上に前記材料を積層して前記本体(20)の上側部分(25)を形成するものである。 The method for manufacturing a three-dimensional structure of the present disclosure includes a main body (2) and an insert part (3) disposed within the main body (2) so that at least a portion thereof is surrounded by the main body (2). In the method for manufacturing a three-dimensional structure (1), materials are laminated by a three-dimensional printing apparatus (100), and a flat upper surface (21) perpendicular to the lamination direction of the materials and an opening at the upper surface (21) are formed. and a recess (22) deeper than the height of the insert part (3) in the stacking direction. (3) and the plane (P) including the upper surface (21) of the lower part (20) of the body (2) and the insert part (3) in the recess (22). A gap filling member (4) is arranged in the gap (G) formed between the layers in the stacking direction, and the lower part (20) of the main body (2) and the gap filling member ( The above material is laminated on top of 4) to form the upper part (25) of the main body (20).
かかる方法によれば、インサート部品を保持するように三次元造形装置により形成される三次元造形物の本体内の隙間を減らして当該三次元造形物の品質や耐久性を良好に確保することが可能になる。 According to this method, it is possible to reduce the gap in the main body of the three-dimensional structure formed by the three-dimensional printing device so as to hold the insert part, and to ensure good quality and durability of the three-dimensional structure. It becomes possible.
また、前記隙間充填部材(4)を、前記本体(2)の前記下側部分(20)の前記上面(21)と面一に延在する上面(41)と、少なくとも前記インサート部品(3)の表面に密接する下面(42)と、前記積層方向に沿って延在して前記本体(2)の前記下側部分(20)に密接する側面(44)とを有するように形成してもよく、前記下側部分(20)の前記凹部(22)の底面(22b)を前記インサート部品(3)に密接するように形成してもよい。 In addition, the gap filling member (4) has an upper surface (41) extending flush with the upper surface (21) of the lower portion (20) of the main body (2), and at least the insert part (3). and a side surface (44) extending along the lamination direction and coming into close contact with the lower portion (20) of the main body (2). The bottom surface (22b) of the recess (22) of the lower part (20) may be formed in close contact with the insert part (3).
これにより、インサート部品を含む三次元造形物の本体内の隙間を実質的に無くすことが可能になる。 This makes it possible to substantially eliminate gaps within the main body of the three-dimensional structure including the insert component.
更に、前記三次元造形装置(100)により前記本体(2)の前記下側部分(20)を形成する間に、前記三次元造形装置(100)により前記隙間充填部材(4)を形成してもよい。 Furthermore, while forming the lower portion (20) of the main body (2) with the three-dimensional printing apparatus (100), forming the gap filling member (4) with the three-dimensional printing apparatus (100). Good too.
すなわち、隙間充填部材の寸法は、本体におけるインサート部品の位置と、本体の下側部分の上面の高さとから正確に決定することができる。従って、三次元造形装置により本体の下側部分を形成する間に当該三次元造形装置により隙間充填部材を形成することで、当該隙間充填部材の成形精度および三次元造形物の製造効率を向上させることが可能になる。ただし、隙間充填部材は、本体の下側部分ができあがるまでに、当該三次元造形装置とは異なる加工装置によって形成されてもよい。 That is, the dimensions of the gap filling member can be accurately determined from the position of the insert part in the main body and the height of the upper surface of the lower part of the main body. Therefore, by forming the gap filling member with the 3D printing device while forming the lower part of the main body with the 3D printing device, the molding accuracy of the gap filling member and the manufacturing efficiency of the 3D model can be improved. becomes possible. However, the gap filling member may be formed by a processing device different from the three-dimensional modeling device before the lower portion of the main body is completed.
また、前記本体(2)および前記隙間充填部材(4)を同一の熱可塑性樹脂により形成してもよい。 Further, the main body (2) and the gap filling member (4) may be formed of the same thermoplastic resin.
これにより、本体の上側部分と隙間充填部材との接合性をより向上させて、三次元造形物の品質や耐久性を極めて良好に確保することが可能になる。 Thereby, it is possible to further improve the bondability between the upper part of the main body and the gap filling member, and to ensure extremely good quality and durability of the three-dimensional structure.
更に、前記三次元造形装置(100)として、APF方式の3Dプリンターを用いてもよい。 Furthermore, an APF type 3D printer may be used as the three-dimensional printing apparatus (100).
これにより、本体の下側部分の凹部をインサート部品の形状に合わせて精度よく形成すると共に、本体の全体の成形精度を向上させることが可能になる。 This makes it possible to accurately form the recessed portion of the lower portion of the main body in accordance with the shape of the insert component, and to improve the overall molding accuracy of the main body.
そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。 It goes without saying that the invention of the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and that various changes can be made within the scope of the present disclosure. Further, the above-described embodiment is merely one specific form of the invention described in the Summary of the Invention column, and does not limit the elements of the invention described in the Summary of the Invention column.
本開示の発明は、三次元造形装置を用いて製造される三次元造形物の製造産業において利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICATION The invention of this indication can be utilized in the manufacturing industry of a three-dimensional structure manufactured using a three-dimensional printing apparatus.
1 三次元造形物、2 本体、2u 上端面、20 下側部分、21 上面、22 凹部、22b 底面、25 上側部分、3 インサート部品、3t 頂部、4 隙間充填部材、41 上面、42 下面、44 側面、100 三次元造形装置、D 溶滴、P 平面、RP ペレット。 1 three-dimensional structure, 2 main body, 2u upper end surface, 20 lower part, 21 upper surface, 22 recess, 22b bottom surface, 25 upper part, 3 insert part, 3t top, 4 gap filling member, 41 upper surface, 42 lower surface, 44 Side, 100 3D modeling device, D droplet, P plane, RP pellet.
Claims (11)
前記本体内の前記インサート部品と、前記本体の前記材料の積層方向における上端と前記インサート部品の前記積層方向における上側の頂部との間で前記積層方向と直交するように定められた平面との前記積層方向における間に形成される隙間に充填された隙間充填部材を備える三次元造形物。 A three-dimensionally formed article including a main body formed by laminating materials using a three-dimensional printing device, and an insert part disposed within the main body so as to be at least partially surrounded by the main body,
the insert part in the main body, and a plane defined perpendicularly to the lamination direction between the upper end of the main body in the lamination direction of the materials and the upper top of the insert part in the lamination direction; A three-dimensional structure including a gap filling member filled in a gap formed between layers in the stacking direction.
前記隙間充填部材は、前記平面に含まれる平坦な上面を有し、前記隙間充填部材の前記上面が前記本体の前記平面の前記積層方向における上側に位置する部分に接合される三次元造形物。 The three-dimensional structure according to claim 1,
The gap filling member has a flat upper surface included in the plane, and the upper surface of the gap filling member is joined to a portion of the main body located above the plane in the stacking direction.
前記隙間充填部材は、少なくとも前記インサート部品の表面に密接する下面と、前記積層方向に沿って延在して前記本体に密接する側面とを有する三次元造形物。 In the three-dimensional structure according to claim 2,
The gap filling member is a three-dimensional structure having at least a lower surface that is in close contact with the surface of the insert component, and a side surface that extends along the lamination direction and is in close contact with the main body.
前記インサート部品の前記積層方向における上側の表面は、凹面および凸面の少なくとも何れか一方を含む三次元造形物。 The three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 3,
An upper surface of the insert component in the stacking direction includes at least one of a concave surface and a convex surface.
前記本体および前記隙間充填部材は、同一の熱可塑性樹脂により形成されている三次元造形物。 The three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 3,
The main body and the gap filling member are three-dimensional structures made of the same thermoplastic resin.
前記三次元造形物の前記本体は、複数の前記インサート部品を保持し、前記隙間充填部材は、前記複数の前記インサート部品ごとに設けられる三次元造形物。 The three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 3,
The main body of the three-dimensional structure holds a plurality of the insert components, and the gap filling member is provided for each of the plurality of insert components.
三次元造形装置により材料を積層して、前記材料の積層方向と直交する平坦な上面と、前記上面で開口すると共に前記インサート部品の前記積層方向における高さよりも深い凹部とを有する前記本体の下側部分を形成し、
前記凹部内に前記インサート部品を配置し、
前記本体の前記下側部分の前記上面を含む平面と、前記凹部内の前記インサート部品との前記積層方向における間に形成された隙間に隙間充填部材を配置し、
前記三次元造形装置により前記本体の前記下側部分および前記隙間充填部材の上に前記材料を積層して前記本体の上側部分を形成する、
三次元造形物の製造方法。 A method for manufacturing a three-dimensional structure, including a main body and an insert part disposed within the main body so as to be at least partially surrounded by the main body,
A lower part of the main body is formed by laminating materials using a three-dimensional printing device, and has a flat upper surface perpendicular to the laminating direction of the materials, and a recess that is open at the upper surface and deeper than the height of the insert component in the laminating direction. forming the side parts;
placing the insert part within the recess;
disposing a gap filling member in a gap formed between a plane including the upper surface of the lower portion of the main body and the insert component in the recess in the stacking direction;
laminating the material on the lower part of the main body and the gap filling member by the three-dimensional modeling apparatus to form an upper part of the main body;
A method for manufacturing three-dimensional objects.
前記隙間充填部材を、前記本体の前記下側部分の前記上面と面一に延在する上面と、少なくとも前記インサート部品の表面に密接する下面と、前記積層方向に沿って延在して前記本体の前記下側部分に密接する側面とを有するように形成し、
前記下側部分の前記凹部の底面を前記インサート部品に密接するように形成する三次元造形物の製造方法。 In the method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 7,
The gap filling member has an upper surface that extends flush with the upper surface of the lower portion of the main body, a lower surface that is in close contact with at least a surface of the insert component, and a lower surface that extends along the lamination direction and is attached to the main body. and a side surface in close contact with the lower portion of the
A method for manufacturing a three-dimensional structure, wherein the bottom surface of the recess in the lower portion is formed in close contact with the insert component.
前記三次元造形装置により前記本体の前記下側部分を形成する間に、前記三次元造形装置により前記隙間充填部材を形成する三次元造形物の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 7 or 8,
A method for manufacturing a three-dimensional structure, wherein the gap filling member is formed by the three-dimensional printing device while the lower portion of the main body is formed by the three-dimensional printing device.
前記本体および前記隙間充填部材を同一の熱可塑性樹脂により形成する三次元造形物の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 7 or 8,
A method for manufacturing a three-dimensional structure, wherein the main body and the gap filling member are formed of the same thermoplastic resin.
前記三次元造形装置として、APF方式の3Dプリンターを用いる三次元造形物の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 10,
A method for manufacturing a three-dimensional object using an APF type 3D printer as the three-dimensional modeling device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022141815A JP2024037195A (en) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | Three-dimensional modeled object, and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022141815A JP2024037195A (en) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | Three-dimensional modeled object, and method of manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024037195A true JP2024037195A (en) | 2024-03-19 |
Family
ID=90300304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022141815A Pending JP2024037195A (en) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | Three-dimensional modeled object, and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024037195A (en) |
-
2022
- 2022-09-07 JP JP2022141815A patent/JP2024037195A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11203065B2 (en) | Method for manufacturing three-dimensional shaped object | |
JP6798269B2 (en) | Resin molding equipment and resin molding method | |
EP3427870B1 (en) | Three-dimensional molded object production method | |
US20180200795A1 (en) | Method for manufacturing three-dimensional shaped object and three-dimensional shaped object | |
KR101722979B1 (en) | An Manufacturing Method of 3 Dimensional Shape | |
KR20190053479A (en) | Hybrid 3D printer for heterogeneous material process | |
JP2002249805A (en) | Method for manufacturing molding of three-dimensional product | |
JP2024037195A (en) | Three-dimensional modeled object, and method of manufacturing the same | |
JP6812811B2 (en) | Resin molding equipment and resin molding method | |
US20180243987A1 (en) | System and method for additively manufacturing an article incorporating materials with a low tear strength | |
KR20170103283A (en) | Method control of the 3D printing | |
US20210354369A1 (en) | Shell and fill fabrication for three-dimensional (3d) printing | |
JP6004269B2 (en) | 3D modeling method and 3D modeling apparatus | |
JP6820529B2 (en) | Mold equipment, manufacturing method of molded products using mold equipment, and manufacturing method of mold equipment | |
JP4740656B2 (en) | Porous plate and method for producing the same | |
TWI574828B (en) | Multi-function printing device | |
KR101990307B1 (en) | Three-dimensional object | |
JP2018001483A (en) | Method for manufacturing three-dimensional molded object and apparatus for manufacturing three-dimensional molded object | |
TWI574829B (en) | Multi-function printing device | |
CN106346772A (en) | Three-dimensional full-color composite printing device | |
JP4639133B2 (en) | 3D modeling method | |
JP2020111801A (en) | Method for manufacturing three-dimensional molded article and apparatus for manufacturing three-dimensional molded article | |
JP2020026549A (en) | Manufacturing method of metal shaped article | |
KR102114754B1 (en) | Three dimensional printing apparatus | |
TWI574830B (en) | Multi-function printing device |