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JP2002542080A - モデル物体の製造方法と材料 - Google Patents

モデル物体の製造方法と材料

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Publication number
JP2002542080A
JP2002542080A JP2000613629A JP2000613629A JP2002542080A JP 2002542080 A JP2002542080 A JP 2002542080A JP 2000613629 A JP2000613629 A JP 2000613629A JP 2000613629 A JP2000613629 A JP 2000613629A JP 2002542080 A JP2002542080 A JP 2002542080A
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JP
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laser
plastic powder
plastic
dye
powder
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Application number
JP2000613629A
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ポズツン，ボルフガング
ハリソン，デイビツド・ブライアン
デワンケレ，ジヤン−マリー
ルーエト，フランク
アルシユナー，ガブリーレ
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Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 いかなる形または形状のモデル物体も赤外レーザー光を用いる選択的燒結の助けをかりて特殊なプラスチック粉末から製造することができる。また、ＩＲ吸収剤を含有し、そしてレーザー援用のモデル作製に好適である、特殊なプラスチック粉末も記述されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、選ばれたプラスチック粉末の形のプラスチックを用いて、ＩＲ範囲
のレーザー光を用いる選択的燒結の助けをかりて任意の３次元構造を作り上げる
ことができる、モデル物体の作製方法に関する。また、本発明は、ＩＲ吸収剤を
含有し、そしてＩＲレーザー光による燒結に特に好適である、特殊なプラスチッ
ク粉末にも関する。
【０００２】 本発明は、特に、記憶された、幾何学的データにより、原型とモデルを直接作
製するのにＩＲレーザービームを用いて動作するコンピューター援用の設備（迅
速原型作製設備）の助けをかりてプラスチックから３次元モデルを作製する方法
に関する。
【０００３】 「迅速原型作製」という用語は、現在知られている、コンピューター援用の、
添加の、自動化されたモデル作製方法を要約する。「レーザー燒結」という用語
は、規定された粉末材料の密でない積み上げた層を、好ましくはプログラムによ
り制御したレーザービームの作用の下で面上の規定された点で加熱して、燒結す
ることができる、迅速原型作製プロセスを表す。
【０００４】 ＣＯ2レーザーによるレーザー燒結へのプラスチック粉末の使用は既知である
（Ａ．Ｇｅｂｈａｒｄｔ，Ｒａｐｉｄ Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ，Ｃａｒｌ Ｈａ
ｎｓｅｒ Ｖｅｒｌａｇ，Ｍｕｎｉｃｈ，Ｖｉｅｎｎａ １９９６，１１５−１１
６頁）。そこでは、ＣＯ2レーザーの光の助けでプラスチックを用いる選択的燒
結により任意の３次元構造体を作り上げることができる、モデル物体を作製する
プロセスが記述されている。
【０００５】 これ迄公知であるプロセスの一つの難点は、得られる成形品の正確さに限界が
あることである。
【０００６】 この正確さの欠如により、この方法で現在製造される成形品は、多くの場合コ
ストのかかる人手による再加工にかけなければならない。正確さの度合いが低い
のは、一部は、１０．６μｍの波長を持ち、劣った結像性しか得られない、ＣＯ 2 レーザーを使用する結果である。波長１０６４ｎｍのＮｄ−ＹＡＧレーザー等
の改善された結像性を持つレーザーは、慣用のプラスチックがこの波長で吸収し
ないので、これ迄レーザー燒結に使用されていなかった。
【０００７】 本発明は、記憶された幾何学的データによって、これらのデータによりコント
ロールされ、そして５００から１５００ｎｍ、好ましくは８００から１２００ｎ
ｍの波長を持つ、レーザービームの助けをかりてプラスチックから３次元モデル
を製造する方法であって、データに対応して、微細な粒子状プラスチック粉末の
撒布床の規定された３次元の区域の上にレーザービームをあて、そしてこの材料
を溶融し、燒結する方法であって、このプラスチック粉末が２から２００μｍの
平均粒子サイズを持ち、ＩＲ吸収剤を含有することを特徴とする方法に関する。
【０００８】 本発明の一つの特別な態様においては、このプラスチック粉末は、実質的に球
状である。
【０００９】 また、本発明は、モデルをレーザー援用で作製するための出発材料として使用
する、プラスチック粉末であって、この粉末粒子が２から２００μｍの平均粒子
サイズ（すなわち、これらの直径の重量平均）を持ち、そしてＩＲ吸収剤を含有
するプラスチック粉末にも関する。
【００１０】 異なるタイプのレーザーは、本発明のプロセスに好適である。固体レーザーと
半導体ダイオードレーザーが特に好適である。固体レーザーの例は、波長１０６
４ｎｍのＮｄ−ＹＡＧレーザーと波長１０５３ｎｍのＮｄ−ＹＬＦレーザーを含
む。好適なダイオードレーザーは、８２３ｎｍまたは９８５ｍｍで発光するもの
である。
【００１１】 照射時、粉末の撒布積み上げ層の表面に照射されるエネルギーは、好ましくは
０．０１から１００ｍＪ／ｍｍ2、最も好ましくは１から５０ｍＪ／ｍｍ2の範囲
である。
【００１２】 用途に依って、このレーザービームの有効直径は、好ましくは０．００１から
０．０５ｍｍ、最も好ましくは０．０１から０．０５ｍｍの範囲である。
【００１３】 好ましくはパルスレーザーが使用され、高パルス周波数、特に１から１００ｋ
Ｈｚが特に好適であることが判明した。
【００１４】 好ましい方法を次のように記述することができる。このレーザービームは、本
発明により使用される材料の撒布床の最上層に当り、その過程でこの材料を規定
された層の厚さ迄溶融し、あるいは燒結する。この層の厚さは、０．００５ｍｍ
から１ｍｍ、好ましくは０．０１ｍｍから０．５ｍｍの範囲であることができる
。
【００１５】 このようにして、所望の成分の第１の層が作製される。引続き、この作用体積
は、燒結層の厚さ以下の量だけ低減する。この作用体積は、元の高さ迄追加のポ
リマー材料により充填される。この成分の第２の層は、レーザーによる反復する
照射によって燒結され、先行する層に結合する。このコンポーネントを仕上げる
のに必要とされる更なる層は、この方法を繰り返すことにより作製される。
【００１６】 このレーザービームは、１から１０００ｍｍ／秒、好ましくは１０から１００
ｍｍ／秒の速度で使用される。
【００１７】 本発明に好適であるプラスチック粉末は、異なる類のポリマーに属することが
できる。これらの例は、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、
ポリアミド−６及びポリアミド−６，６等のポリアミド、ポリエチレンテレフタ
レート等のポリエステル、ポリカーボネート、溶融形ポリウレタン、ポリスチレ
ン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー及びポリアクリレートを含む。部分
結晶性ポリマーをベースとするプラスチック粉末は、無孔のモデル物体の作製に
特に好適である。
【００１８】 この粉末粒子の粒子サイズは、本発明のプロセスに特に重要である。概ね、こ
の平均粒子直径は、２から２００μｍ、好ましくは５から１００μｍ、最も好ま
しくは５から５０μｍの範囲である。ここで引用する平均粒子直径（粒子サイズ
）は、重量平均の直径を意味する。
【００１９】 このプロセスに必須である粒子サイズを製造するために、通常粗い顆粒として
存在するプラスチックを磨砕することができる。しかしながら、ある場合におい
ては、この方法は、エッジのある、あるいは角のある形状のプラスチック粒子を
生じる。これらの粒子は、不規則な、あるいはでこぼこした表面によって、時に
は劣った流動特性を示し、レーザー燒結設備中でのこれらのプロセッシングに不
利な影響を及ぼす。それゆえ、細かく砕いたプラスチックの流動性を改善し、そ
れにより自動化設備を運転し得ることを確保するために、このプラスチックに流
動促進剤を通常添加しなければならない。
【００２０】 形状が実質的に球状であるポリマー（パールポリマー）は、本発明のプロセス
に特に好適である。
【００２１】 また、パールポリマーは、本発明のレーザー燒結プロセスにも好適であること
が示された。更に、これらは、他の磨砕したプラスチックのそれよりもはるかに
好ましく、それゆえ流動特性を改善するために、流動促進剤の添加も必要としな
い、流動特性を示す。
【００２２】 パールポリマーの更なる顕著な利点は、焼却時に、例えば中空のセラミック鋳
型物の核として、これらがいかなる厄介な残渣も後に残さないということである
。流動促進剤を添加した磨砕したプラスチック粒子の場合には、残渣を残さずに
焼却することができないことが認められている。
【００２３】 これは、レーザー燒結により主に生成するプラスチックからできたモデルが以
降のプロセスステップにおいて更に加工されて、微細なキャスト品を生じる場合
には、特に重要である。この目的のためには、モデルの表面を更に改善するため
に、例えば本発明のプロセスに作製されたモデルをワックスによりコートした後
、このモデルをスラリー化したセラミック材料中に浸漬し、セラミック材料によ
りコートされたこのモデルを炉中で仮焼する。このモデルは、焼成時に完全に焼
き飛ばさなければならず、セラミックでできた曝露された中空の鋳型物を残す。
慣用の磨砕したプラスチックは添加した流動促進剤により燃焼時に完全に分解し
ないので、このセラミック鋳型中で引続いてキャストされる金属質モデルは、し
ばしば表面の不正確さを示す。
【００２４】 パールポリマーの使用の更なる利点は、本発明のプロセスにより作製されるモ
デルの表面の正確さと表面粗さに関して生じる。丸い形状と良好な流動特性のた
めに、好ましいパールポリマーを用いて作製されるモデルは、より平滑であり、
またそのために更に高精度である。
【００２５】 このパールポリマーは、好ましくはモノ−エチレン型不飽和化合物（モノマー
）のホモ−あるいはコポリマーからなる。本発明の意味でのコポリマーは、２つ
あるいはそれ以上の異なるモノマーから合成されるポリマーであると理解される
べきである。好適なモノマーの例は、スチレン、アルファ−メチルスチレン、ク
ロロスチレン、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシル
アクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート等のアクリル酸のエ
ステル、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、イソプロピルメタ
アクリレート、ｎ−ブチルメタアクリレート、イソブチルメタアクリレート、ヘ
キシルメタアクリレート、２−エチルヘキシルメタアクリレート、デシルメタア
クリレート、ドデシルメタアクリレート及びステアリルメタアクリレート等のメ
タアクリル酸のエステル、並びにアクリロニトリル、メタアクリロニトリル、メ
タアクリルアミド及びビニルアセテートを含む。
【００２６】 このパールポリマーの分子量は、本発明のプロセスへの適合性に関して重要で
あることが示された。特に、この分子量（重量平均、Ｍw）は、好ましくは１０
，０００から５００，０００、最も好ましくは２０，０００から２５０，０００
ダルトンの範囲であるべきである。所望の分子量を得るために、パールポリマー
の製造時に分子量調節剤を使用することができる。特に好適である分子量調節剤
は、イオウ化合物、例えばｎ−ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、エ
チルチオグリコーレート及びジイソプロピルキサントゲンジサルファイドを含む
。ＤＥ ３ ０１０ ３７３に述べられている調節剤、例えば式Ｉ
【００２７】
【化１】
【００２８】 に対応するエノールエーテルも分子量調節に極めて好適である。特に好適なパー
ルポリマーを既知の方法により製造することができる。このように、約１０から
２００μｍの粒子サイズのパールポリマーを懸濁重合またはパール重合により得
ることができる。「懸濁重合」という用語は、モノマー中に可溶である開始剤を
含有するモノマーまたはモノマー含有混合物を、場合によっては、小さな、固体
粒子と混合物で、分散剤を含有する実質的に非混和性の相中で液滴の形で細かく
砕き、そして温度を上昇し、攪拌することにより硬化させる、プロセスを意味す
ると理解されるべきである。懸濁重合の更なる詳細は、例えば、Ｕｌｌｍａｎｎ
ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
，Ａ２１巻，第５版，ＶＣＨ．Ｗｅｉｎｈｅｉｍ １９９２，３６３から３７３
頁に記述されている。
【００２９】 分散重合と命名されるプロセスにより、２から１０μｍの粒子サイズのパール
ポリマーを製造することができる。分散重合においては、使用するモノマーは可
溶であるが、生成するポリマーは不溶である、溶媒を使用する。分散重合は、概
ね狭い粒子サイズ分布のパールポリマーを生成する。
【００３０】 原理的には、５００から１５００ｎｍ、好ましくは８００から１２００ｎｍの
波長を光を吸収するすべての化合物は、ＩＲ吸収剤として好適である。ＩＲ顔料
とＩＲ染料の双方は、相互に独立であることができる。
【００３１】 カーボンブラック、特に合成により製造したカーボンブラックは、好ましくは
ＩＲ顔料として使用される。使用するカーボンブラックは、好ましくはＢＥＴ方
法により測定して、１０から５００ｍ2／ｇの比表面を有する。好適なタイプの
カーボンブラックは、チャンネルブラック、ファーネスブラック及び火炎により
生成したランプブラックを含む。
【００３２】 更には、ルチルあるいはスピネルタイプの混合金属酸化物顔料が好適である。
好適な金属酸化物顔料の例は、市販の製品のＨＥＵＣＯＤＵＲR−Ｂｒｏｗｎ８
５９及びＨＥＵＣＯＤＵＲR−Ｂｌａｃｋ９５３を含む。
【００３３】 ＩＲ染料（赤外線吸収染料、ＩＲＤ）が当該技術で既知である。種々の類の物
質のＩＲ染料、例えばインドアニリン染料、オキソノール染料、ポルフィン誘導
体、アントラキノン染料、メソスチリル染料、ピリリウム化合物及びスクアルリ
ウム誘導体が好適である。
【００３４】 ＤＥ−ＯＳ ４ ３３１ ６２によるＩＲ染料も、可視域に狭い吸収を持ち、そ
のために本発明のプロセスにより着色していないか、あるいは僅かしか着色して
いない３Ｄモデルを作製することを可能とするので、特に好適である。
【００３５】 式ＩＩ
【００３６】
【化２】
【００３７】 に対応するＩＲ染料を例として挙げることができる。
【００３８】 本発明によれば、ＩＲ吸収剤の量は、プラスチック粉末に対して、０．０１か
ら１０重量％、好ましくは０．０５から５重量％の範囲である。
【００３９】 ＩＲ吸収剤を含有するプラスチック粉末の製造は、種々の方法で行なわれ得る
。このように、プラスチック材料をＩＲ吸収剤と溶融物中で押し出し機の助けに
より混合し、得られる押し出し物をミル中で所望の粒子サイズ迄細かく砕くこと
が可能である。また、プラスチック材料の製造時にＩＲ吸収剤を添加して、生成
するプラスチック材料にＩＲ吸収剤を入れることも可能である。懸濁重合による
パールポリマーの製造時、ＩＲ吸収剤をモノマーに添加することができる。
【００４０】 プラスチック粒子を極めて簡単な方法で可溶性ＩＲ染料によりドーピングでき
ることが判明した。このプロセスにおいては、このプラスチック粒子をプラスチ
ック材料を溶解しない液体相、好ましくは水中に分散し、そして湿潤剤または界
面活性剤も使用することができる。この用途に好適な界面活性剤の例は、ナトリ
ウムアルキルスルホネート、スルホコハク酸ナトリウムイソオクチルエステル及
びエトキシル化ノニルフェノールを含む。得られる分散物にＩＲ染料の溶液を添
加し、そこで、好ましくは水と非混和性である溶媒、例えば酢酸エチル、トルエ
ン、ブタノン、クロロホルム、ジクロロエタンまたはメチルイソブチルエーテル
を添加することができる。この処理時、このＩＲ染料を含む溶媒は、プラスチッ
ク粒子を膨潤して中に入る。引続き、この水を濾過またはデカンテーションによ
り除去することができ、そしてこの溶媒を蒸発により、例えば減圧下で除去する
ことができ、そこでＩＲ染料はプラスチック粒子中に残留する。
【００４１】 ＩＲ吸収剤を含有する本発明のプラスチック粉末は、ＩＲレーザー、特にＮｄ
−ＹＡＧレーザーを用いるレーザー燒結プロセスに特に好適であり、モデルまた
はコンポーネントにディテールの特に良好な正確さを付与する。
【００４２】 次の実施例は、微粉砕したプラスチック材料の製造を例示し、ＩＲレーザーの
助けによるこれらの材料の燒結についての実験を述べる。実施例１ カーボンブラックを含有する本発明のパールポリマーの製造 ａ）カーボンブラック分散物 ６ｇのカーボンブラック（ＰｒｉｎｔｅｘＧ（Ｄｅｇｕｓｓａ社により供給）
，ＢＥＴ比表面３０ｍ2／ｇ），２４ｇのポリメチルメタアクリレート及び２１
６ｇのメチルメタアクリレートを２時間ボールミル中で処理し、そこで、沈降し
ない均一な分散物を得た。 ｂ）パールポリマー ２００ｇのａ）の分散物と２．０ｇの２，２'−アゾビス（イソブチロニトリ
ル）を強力に混合した。５０重量％のメタアクリル酸と５０重量％のメチルメタ
アクリレートのコポリマーの１．０リットルの１重量％のアルカリ性水溶液を前
もって充填した、攪拌した反応器にこの混合物を移し、この溶液のｐＨを水酸化
ナトリウム溶液によりｐＨ８に調整した。攪拌器速度を１分間当り７００回転に
設定し、温度を６０℃で３時間、次に７８℃で１０時間、そして次に８５℃で２
時間維持し、続いて室温迄冷却した。生成したパールポリマーをデカンテーショ
ンにより単離し、水で繰り返し洗浄し、５０℃真空下で乾燥した。１８μｍの平
均粒子サイズと２３０，０００の分子量Ｍwを持つ、１６８ｇの強い黒の着色の
パールポリマーを得た。実施例２ カーボンブラックを含有する本発明のパールポリマーの製造 ａ）カーボンブラック分散物 １２ｇのカーボンブラック（ＰｒｉｎｔｅｘＧ（Ｄｅｇｕｓｓａにより供給）
、ＢＥＴ比表面３０ｍ2／ｇ）、２８．８ｇのポリメチルメタアクリレート、２
１６ｇのメチルメタアクリレート及び４３．２ｇのｎ−ブチルメタアクリレート
を２時間ボールミル中で処理し、そこで、沈降しない均一な分散物を得た。 ｂ）パールポリマー ２５０ｇのａ）の分散物と２．５ｇの２，２'−アゾビス（イソブチロニトリ
ル）を強力に混合した。５０重量％のメタアクリル酸と５０重量％のメチルメタ
アクリレートのコポリマーの１．２５リットルの１重量％のアルカリ性水溶液を
前もって充填した、攪拌した反応器にこの混合物を移し、この溶液のｐＨを水酸
化ナトリウム溶液によりｐＨ８に調整した。攪拌器速度を１分間当り６００回転
に設定し、温度を７８℃で１０時間、そして次に８５℃で２時間維持し、続いて
２時間かけて室温迄冷却した。生成したパールポリマーをデカンテーションによ
り単離し、水で繰り返し洗浄し、５０℃真空下で乾燥した。２５μｍの平均粒子
サイズと２２０，０００の分子量Ｍwを持つ、２０５ｇの強い黒の着色のパール
ポリマーを得た。実施例３ ＩＲ染料を含有する本発明のパールポリマーの製造 ａ）パールポリマーの製造 ２３４０ｇのメタノール、１８０ｇのポリビニルピロリドン、２１０ｇのメチ
ルメタアクリレート及び９０ｇのエチルメタアクリレートをグリッド攪拌器をは
めた４リットル反応器中で混合して、均一な溶液を形成した。この溶液を窒素下
で１００ｒｐｍの攪拌器速度で１時間かけて５５℃迄加熱した。次に、６ｇの２
，２−アゾビス（イソブチロニトリル）の１６５ｇのメタノール中の溶液を反応
器に添加した。この重合混合物を５５℃、１００ｒｐｍで更に２０時間攪拌した
。最終のポリマー分散物を引続き室温迄冷却し、パールポリマーを沈降により単
離した。７５，０００の分子量Ｍw、１２μｍの平均粒子サイズ及び１．１８の
Φ（９０）／Φ（１０）値を持つ、１９３ｇのパールポリマーを得た。体積での
分布の１０％値（Φ（１０））に対する９０％値（Φ（９０））の比、すなわち
Φ（９０）／Φ（１０）値は、分布の幅のよい目安である。２．０未満のΦ（９
０）／Φ（１０）の分布は、狭い粒子サイズ分布を示唆する。 ｂ）パールポリマーのＩＲ染料によるドーピング １００ｇのａ）からのパールポリマーを９００ｇの水と２００ｍｇのスルホコ
ハク酸ナトリウムイソオクチルエステルの溶液中に分散した。攪拌しながら２８
４ｍｇの式ＩＩのＩＲ染料と１００ｇの酢酸エチルの溶液をこの溶液に滴加した
。この混合物を室温で４時間攪拌し、引続き超音波により１０分間処理した。こ
のパールポリマーを濾別し、水で繰り返し洗浄し、酢酸エチルを完全に除去する
ために、５０℃真空下で一定重量迄乾燥した。実施例４ ＩＲ染料を含有する本発明のパールポリマーの製造 ａ）パールポリマーの製造 ２５００ｇのメタノール、６４ｇのポリビニルピロリドン、２４０ｇのスチレ
ン及び６０ｇのエチルメタアクリレートをグリッド攪拌器をはめた４リットル反
応器中で混合して、均一な溶液を形成した。この溶液を窒素下で１００ｒｐｍの
攪拌器速度で１時間かけて７０℃迄加熱した。次に、３．７５ｇの２，２−アゾ
ビス（イソブチロニトリル）の７５ｇのスチレン中の溶液を反応器に添加した。
この重合混合物を７０℃と１００ｒｐｍで更に１５時間攪拌した。最終のポリマ
ー分散物を引続き室温迄冷却し、パールポリマーを沈降により単離した。１４μ
ｍの平均粒子サイズ、１．６のΦ（９０）／Φ（１０）値及び６０，０００の分
子量Ｍw、を持つ、２４７ｇのパールポリマーを得た。 ｂ）パールポリマーのＩＲ染料によるドーピング １０ｇのａ）からのパールポリマーを９０ｇの水と２０ｍｇのスルホコハク酸
ナトリウムイソオクチルエステルの溶液中に分散した。２８．４ｍｇの式ＩＩの
ＩＲ染料と１０ｇの酢酸エチルの溶液を攪拌しながらこの溶液に滴加した。この
混合物を室温で４時間攪拌した。このパールポリマーを濾別し、水で繰り返し洗
浄し、酢酸エチルを完全に除去するために、５０℃真空下で一定重量迄乾燥した
。実施例５ 実施例１から４のパールポリマーについての燒結試験 ２０ｇの実施例１から４のパールポリマーを図１に図示するような実験設備の
供給容器に導入した。
【００４３】 Ｎｄ−ＹＡＧレーザー１のビーム（有効断面積５ｍｍ2，パルス周波数１０Ｈ
ｚ）を偏向ミラー２により１０ｍｍ／秒の速度でこのパールポリマーの撒布床３
の表面に当て、２０ｘ２０ｍｍの面積をレーザービームにより走査した。照射エ
ネルギーは４０ｍＪ／ｍｍ2に相当した。実施例１ｂ）、２ｂ）、３ｂ）及び４
ｂ）のパールポリマーからこのようにして剛体の成形品を得た。これらの試験試
料を液体窒素中で機械的に破壊し、破壊表面を走査電子顕微鏡により調べた。実
施例３ａ）（ＩＲ吸収剤なしの比較試験）のパールポリマーの場合には、生成物
は粉末として未変化のままであった。
【００４４】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】 迅速原型製作設備の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 デワンケレ，ジヤン−マリー ベルギー・ビー−9031ドロンゲン・ワレメ ールス４ (72)発明者 ルーエト，フランク ベルギー・ビー−3590デイーペンベーク・ プランテンラーン５アー (72)発明者 アルシユナー，ガブリーレ ドイツ・デー−47058ドウイスブルク・ブ ラウアーシユトラーセ６ Ｆターム(参考） 4F070 AA18 AA29 AA32 AB11 AC04 AC45 AE04 CA03 CA05 CB02 CB05 DA31 DB01 DC01 DC11 4F213 AC04 WA22 WB01 4J002 BB031 BB121 BC031 BC061 BG031 CF061 CG001 CK021 CL011 CL031 DA036 EE056 EQ016 FA081 FD096

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 記憶された幾何学的データによって、上記のデータによりコ
    ントロールされた、５００から１５００ｎｍ、好ましくは８００から１２００ｎ
    ｍの波長のレーザービームの助けをかりてプラスチックから３次元モデルを製造
    する方法であって、微細な粒子状プラスチック粉末の撒布床の規定された３次元
    の領域の上にこの幾何学的データに対応したレーザービームをあて、そしてこの
    材料を溶融し、又は燒結する方法であって、このプラスチック粉末が２から２０
    ０μｍの平均粒子直径を持ち、ＩＲ吸収剤を含有することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 該プラスチック粉末がパールポリマーであることを特徴とす
    る、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 固体レーザー、特に波長１０６４ｎｍのＮｄ−ＹＡＧレーザ
    ーまたは波長１０５３ｎｍのＮｄ−ＹＬＦレーザーがレーザーとして使用される
    か、あるいは半導体ダイオードレーザー、特に８２３ｎｍまたは９８５ｎｍで発
    光するものがレーザーとして使用されることを特徴とする、請求項１または２に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 照射時に粉末の撒布床の表面でのエネルギー密度が０．０１
    から１００ｍＪ／ｍｍ2、好ましくは１から５０ｍＪ／ｍｍ2の範囲であることを
    特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載の方法。
  5. 【請求項５】 該レーザービームの有効直径が０．００１から０．０５ｍｍ
    、好ましくは０．０１から０．０５ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項
    １から４のいずれか一つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 パルスレーザーが使用され、そこで該レーザーが１から１０
    ０ｋＨｚのパルス周波数を持つことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一
    つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 該粉末粒子が２から２００μｍの平均粒子直径を持ち、ＩＲ
    吸収剤を含有するモデルをレーザー援用で作製するための出発材料として使用す
    るプラスチック粉末。
  8. 【請求項８】 該プラスチック粉末がパールポリマーからなることを特徴と
    する、請求項７に記載のプラスチック粉末。
  9. 【請求項９】 ５００から１５００ｎｍ、好ましくは８００から１２００ｎ
    ｍの波長で光を吸収する化合物、特にＩＲ顔料及び／またはＩＲ染料をＩＲ吸収
    剤として含有することを特徴とする、請求項７または８に記載のプラスチック粉
    末。
  10. 【請求項１０】 カーボンブラックをＩＲ顔料として含有するか、あるいは
    インドアニリン染料、オキソノール染料、ポルフィン誘導体、アントラキノン染
    料、メソスチリル染料、ピリリウム化合物及びスクアルリウム誘導体を含んでな
    るシリーズからの染料をＩＲ染料として含有することを特徴とする、請求項９に
    記載のプラスチック粉末。
  11. 【請求項１１】 プラスチック粉末に対して、ＩＲ吸収剤を０．０１から１
    ０重量％の、好ましくは０．０５から５重量％の量で含有することを特徴とする
    、請求項７から１０のいずれか一つに記載のプラスチック粉末。
  12. 【請求項１２】 プラスチック粉末の水性分散物が水と非混和性である溶媒
    中でＩＲ染料の溶液と接触させられ、引続きこの水と溶媒が除去されることを特
    徴とする、ＩＲ染料を含有するプラスチック粉末を製造する方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007039631A (ja) * 2004-12-21 2007-02-15 Degussa Ag 三次元の粉末をベースとする型を使用しない製造方法におけるポリアリーレンエーテルケトン粉末の使用およびこれから製造される成形体
JP2007529340A (ja) * 2004-03-16 2007-10-25 デグサ ゲーエムベーハー レーザ技術およびインキジェット法による吸収体の塗布によって３次元の対象物を製造するための方法および装置
JP2010184412A (ja) * 2009-02-12 2010-08-26 Aspect Inc 積層造形用樹脂粉末
US9643359B2 (en) 2004-04-27 2017-05-09 Evonik Degussa Gmbh Method and device for production of three-dimensional objects by means of electromagnetic radiation and application of an absorber by means of an ink-jet method

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004009234A1 (de) * 2004-02-26 2005-09-15 Degussa Ag Polymerpulver mit Rußpartikeln, Verfahren zu dessen Herstellung und Formkörper, hergestellt aus diesem Polymerpulver
DE102004012683A1 (de) * 2004-03-16 2005-10-06 Degussa Ag Lasersintern mit Lasern mit einer Wellenlänge von 100 bis 3000 nm
GB2422344B (en) * 2005-01-24 2008-08-20 Univ Montfort Rapid prototyping method using infrared sintering
DE102006009095A1 (de) * 2006-02-28 2007-08-30 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Formkörpers
WO2014158106A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 Nihat Aydin The system of forming layer from direct molten metal
CN103772870B (zh) * 2014-01-07 2018-04-27 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种丙烯酸酯类微球改性材料及其制备方法与其在3d打印中的应用
CN103772838B (zh) * 2014-01-08 2018-09-28 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种水滑石改性聚苯乙烯微球材料与制备方法及其在3d打印中的应用
CN103772877B (zh) * 2014-01-08 2018-09-28 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种用于3d打印的聚苯乙烯微球改性光敏树脂及其制备方法
CN103772837A (zh) * 2014-01-08 2014-05-07 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种用于3d打印的聚苯乙烯微球材料及其制备方法
PL412719A1 (pl) * 2015-06-17 2016-12-19 Sinterit Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Kompozycja proszku i sposób wytwarzania trójwymiarowych obiektów metodą selektywnego spiekania lub/i topienia
JP6867376B2 (ja) 2015-10-22 2021-04-28 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 選択的焼結付加製造方法及びそれに使用される粉体
JP6735833B2 (ja) * 2016-04-05 2020-08-05 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． 感光性材料セット
JP6689390B2 (ja) * 2016-04-11 2020-04-28 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． 粒状構築材料
WO2018080537A1 (en) 2016-10-31 2018-05-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. 3d printer with a uv light absorbing agent
US10974498B2 (en) 2016-12-28 2021-04-13 Covestro Deutschland Ag Additive fabrication process with a structural material comprising an IR absorber
EP3495155A1 (en) * 2017-12-08 2019-06-12 Agfa Nv Near infrared (nir) laser processing of resin based articles
EP3594008A1 (en) * 2018-07-10 2020-01-15 Agfa-Gevaert Nv Near infrared (nir) laser processing of resin based articles
DE102018213675A1 (de) * 2018-08-14 2020-02-20 Eos Gmbh Electro Optical Systems Additive Herstellvorrichtung und zugeordnetes additives Herstellverfahren
DE102018219302A1 (de) 2018-11-12 2020-05-14 Eos Gmbh Electro Optical Systems Selektives Sintern von polymerbasiertem Aufbaumaterial

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HUT56018A (en) * 1986-10-17 1991-07-29 Univ Texas Method and apparatus for producing workpieces by selective sintering
US5648450A (en) * 1992-11-23 1997-07-15 Dtm Corporation Sinterable semi-crystalline powder and near-fully dense article formed therein
US5817206A (en) * 1996-02-07 1998-10-06 Dtm Corporation Selective laser sintering of polymer powder of controlled particle size distribution

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007529340A (ja) * 2004-03-16 2007-10-25 デグサ ゲーエムベーハー レーザ技術およびインキジェット法による吸収体の塗布によって３次元の対象物を製造するための方法および装置
JP4914341B2 (ja) * 2004-03-16 2012-04-11 エボニック デグサ ゲーエムベーハー レーザ技術およびインキジェット法による吸収体の塗布によって３次元の対象物を製造するための方法および装置
US9643359B2 (en) 2004-04-27 2017-05-09 Evonik Degussa Gmbh Method and device for production of three-dimensional objects by means of electromagnetic radiation and application of an absorber by means of an ink-jet method
JP2007039631A (ja) * 2004-12-21 2007-02-15 Degussa Ag 三次元の粉末をベースとする型を使用しない製造方法におけるポリアリーレンエーテルケトン粉末の使用およびこれから製造される成形体
JP2010184412A (ja) * 2009-02-12 2010-08-26 Aspect Inc 積層造形用樹脂粉末

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