用于立体造型产品的制造方法和制造设备技术

一种由液体材料制成的三维造型物。在通过液体排出组件的喷嘴喷出液滴的三维造型物中，液体材料至少含有水以及水溶性或水分散性的着色剂，该液体排出组件用于将液体材料排出到目标上。液滴具有通过被近似为理想真实球形的飞行的单个液滴的体积而估计出的在从0.2m3/g到0.5m3/g的范围内的比表面积。具有上述比表面积的液滴被以从1Hz到100Hz的频率连续地排出到目标上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过使用含有水和着色剂的液体来制造立体造型产品的制造方法和制造设备。
技术介绍
喷墨记录方法通过形成墨滴并且使得墨滴的一部分或全部粘附到记录材料上来执行记录。最近，喷墨记录方法已经被用在各种领域并且用来制造具有厚度或三维造型物的结构。总的来说，通过直接排出用于制造的材料来制造三维造型物的直接制造方法可以消除或减小对于制造没有贡献的额外材料。 在专利文献(PTL) I到4中公开了这种直接制造方法的示例。PTL I提出了这样的方法，其通过从喷墨头朝向附着到绝缘体板的表面的导体(例如，铜箔)表面排出抗蚀剂墨水并且通过画出与电极布线图案相对应的抗蚀剂图案来省略了布线板的制造。PTL 2提出了通过使用含有泡沫材料和热塑树脂的墨水来形成立体图像的技术。PTL 3和PTL 4提出了通过使用喷墨打印头来喷射光硬化树脂的制造方法。在PTL I到3中描述的三维造型物不能溶解或重新分散在水中，无论该材料是溶于水或不溶于水。该原因是因为喷墨方法是用于排出液体的方法，所以需要硬化处理以获得固态的造型产品。迄今为止在PTL I到PTL 3中描述的直接制造方法中采用的硬化处理是具有不溶解或不分散到水中的特性的处理。因此，在硬化处理之后的造型产品不溶剂或不分散到水中。因此，造型产品不会返回到原始状态，并且它们在许多情况下是不可逆的。同时，作为喷墨记录方法的一个一般问题，已知在废墨水吸收体中产生具有石笋/钟乳石的形式的墨滴。关于避免这种浪费的方法，PTL 5和PTL 6提出了对于废墨水水槽和废墨水吸收体的改善。关于产生墨滴的原因，PTL 5陈述了沉积倾向于在使用着色材料和墨水成分的情况下产生，这趋向于结块。PTL 6陈述了在两种类型的墨水彼此混合时产生沉积。此外，关于使用静电力的喷墨记录技术的一个示例，非专利文献(NPL)I陈述了通过在IkHz下向相同的位置处连续地排出液滴从而在墨滴降落的位置处生长着色材料的柱。通过PTL 5,PTL 6和NPL I的描述，可以说在满足具体要求时，获得了由着色材料制造并且从实际强度特性的观点来看具有足够强度水平的结构。 如在采用静电力的喷墨头中能够遇到的，仅在墨水在废液状态下浓缩的情况下或者在墨水在被从喷嘴尖端排出之前浓缩在该喷嘴尖端处的情况下、着色材料的浓度充分增加的条件下，获得由着色材料制造的结构。然而，一般来说，当含有具有如此高浓度水平的着色材料的墨水被用在喷墨打印头中时，墨水因为墨水的粘性太闻而不能被排出。PTL 7提出了一种制造方法，当在排出墨水时在不使得墨水浓缩的状态下将墨水排出之后，使得墨水在基体材料上胶化并且堆叠胶化的墨水，由此获得柱结构。所提出的制造方法是趋向于通过在不采用硬化方法(诸如UV硬化)的状态下向墨水增加胶化剂，来避免归因于粘性增加的排出故障的立体制造方法。上述多个PTL和NPL提出了通过使用上述喷墨方法形成三维立体结构的技术，但是它们具有下文所解释的各自的问题。具体地，利用在PTLl到4中公开的方法获得的立体结构是不可溶于水的。此外，因为在PTLl到4中公开的方法包括利用热或光使得墨水硬化的步骤，所以这些方法中的任何一者都存在制造花费时间并且设备的尺寸必须增加的问题。因此，通过使用过去已知的喷墨方法来制造立体结构的方法伴随着难以通过具有能够商用的稳定性的喷墨方法形成立体结构的困难。具体地，不可以获得可溶于水的立体结构。NPL I陈述了可以通过连续地降落下浓缩的墨滴来形成着色材料的柱。然而，NPL I根本没有提到用于控制墨滴的排出的控制方法，并且利用NPL I获得的结构仅为变形的圆柱形柱。换言之，在NPL I中描述的方法仅讨论了着色材料的柱可以形成为与基体材料垂直。在PTL 7中，胶化剂被增加到层叠的液滴。在PTL 7中描述的制造方法要求胶化剂被增加到液滴，使得在排出期间或者在降落之后，液滴被干燥以引起胶化。此外，PTL 7陈述了通过增加胶化剂和树脂来给予液滴粘性。然而，PTL 7不包括关于比表面积和液滴的排出频率的描述。此外，PTL 7陈述了所排出的液体混合物被以柱形排出而不是以液滴状态排出。此外，关于利用一般的喷墨技术排出液滴的方法，PTL 8陈述了降落的液滴的比表面积为O. 6以上。然而，比表面积的单位没有提到。即使假定单位是m3/g，液滴也非常小。因此难以精确地对准降落的位置并制造立体结构。引文列表专利文献PTL I :日本专利 No. 3353928PTL 2 :日本专利 No. 3385854PTL 3 :日本专利 No. 2697136PTL 4 :日本专利 No. 2738017PTL 5 :日本未审查专利申请公报No. 2009-12457PTL 6 :日本专利 No. 4121705PTL 7 :日本未审查专利申请公报No. 2004-324755PTL 8 :日本未审查专利申请公报No. 2005-59301非专利文献NPL I :Journal of the Imaging Society of Japan, Vol. 40, No. I (2001),pp. 40-47,Murakami 等人"Development of Ultra-High Precision Ink Jet RecordingTechnique Using Electrostatic Force"
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供用于立体造型产品的制造方法以及用于这种制造方法的制造设备，其可以通过将液滴状态的液体排出到目标上而稳定地在目标上以高的速率制造立体造型广品。为了实现上述目的，根据本专利技术的立体造型产品制造方法涉及将来自液体排出单元的喷嘴的液滴排出到目标上并且制造立体造型产品的立体造型产品制造方法，该液体排出单元用于排出液体，其中，该液体含有水以及溶解或分散到水中的着色剂，液滴被以IHz以上且IOOHz以下的频率连续地排出到目标，在使得液体作为单独的液滴飞行时，液滴在液滴近似理想真实球形的条件下具有在O. 2m3/g以上且O. 5m3/g以下的单位质量比表面积，并且液滴在目标上层叠，由此制造沿着与液滴的排出轴的方向相同的方向延伸的立体造型女口 广口口考虑到上述目的，根据本专利技术的制造设备涉及这样一种制造设备，包括液体排出单元，其具有排出液体的液滴的喷嘴，制造台，目标被放置在制造台上，液滴降落在目标上，以及Z轴移动单元，其用于将液体排出单元和/或制造台沿着Z轴方向移动，Z轴方向被定位为与液滴的排出轴的方向相同的方向，其中，液滴被以IHz以上且IOOHz以下的频率连续地排出到目标，在使得具有水以及溶解或分散到水中的着色剂的液体作为单独的液滴飞行时，液滴在液滴近似理想真实球形的条件下具有在O. 2m3/g以上且O. 5m3/g以下的单位质量比表面积，并且Z轴移动单元在液滴层叠的同时沿着Z轴方向移动液体排出单元和/或制造台，由此制造沿着Z轴方向延伸的立体造型产品。根据本专利技术，液体中至少包括水和溶解或分散到水中的着色剂。根据本专利技术，液滴被以IHz以上且IOOHz以下的频率连续地排出，使得液体作为单独的液滴飞行时，在液滴近似为理想真实球形的条件下液滴具有在O. 2m3/g以上且O. 5m3/g以下的单位质量比表面积。液滴沿着液体排出轴的方向层叠，由此可以制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中康大，鹤井郁子，松井健，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：