[发明专利]成形装置和生产成形体的方法

说明书

提供了能够生产具有改善的品质的含无机材料的成形体的成形装置。提供了用于三维成形的成形装置，所述成形装置包括：供应单元，所述供应单元配置成朝向工作台间歇地或连续地供应包含无机材料的组合物；加热单元，所述加热单元包括热固结热源，所述热固结热源配置成关于从供应单元供应的组合物在工作台上进行至少热固结；信息获取单元，所述信息获取单元配置成获取关于经热固结的组合物的几何状态、物理状态和化学状态中的至少一者的信息；以及控制单元，所述控制单元配置成控制供应单元和加热单元以便重复包括组合物的供应和热固结的成形循环，并配置成基于所述信息控制供应单元和加热单元中的至少一者。

技术领域

本申请要求于2018年12月25日向日本专利局提交的日本专利申请第2018-240882号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本公开涉及成形装置和生产成形体的方法。

背景技术

近年来，已开发出不使用模具的三维原型(prototyping)技术以进行无机材料如金属或金属氧化物的成形使得具有任何三维形状。

在日本专利第4800074号(专利文献1)等中公开了作为用于无机材料的典型三维原型技术的立体光刻。在立体光刻中，成形装置包括：用于容纳无机颗粒分散在液体可光固化组合物中的液体前体的液体槽；可升降地设置在液体槽中的工作台；以及从液体槽的上侧照射光以使可光固化组合物固化的光源。

将工作台设置在略微低于液体前体的液面的位置，并且通过以预定的第一层图案向位于工作台上的液体前体照射光来使第一层固化。在根据预定的图案使第一层的前体固化之后，将第一层的未固化的液体前体洗掉(洗涤过程)。接着，使工作台略微下降，并且通过以预定的第二层图案照射光来使紧接在第一层上方的第二层固化。随着重复这样的操作，使从第一层到最上层的各个层的前体固化，从而形成由复数个层构成的具有预定的三维形状的成形体。

所获得的成形体由经固化的可光固化组合物和分散在其中的无机颗粒构成。在该成形体上进行溶剂萃取或热处理，并因此使可光固化组合物脱脂并除去成形体中的有机材料组分(脱脂过程)。此外，在脱脂之后，在高温下烘烤由无机颗粒构成的成形体，使得烧结成形体中的无机颗粒(烧结过程)，从而获得具有预定的三维形状的无机材料成形体。

然而，在这种立体光刻中，当三维形状变得复杂时，洗涤过程变得难以进行，洗涤过程所需的时间也增加，并且在一些情况下，根据形状可能无法充分洗涤，因此，可能发生成形体的品质劣化。在脱脂过程中，特别是当三维形状复杂时，有机材料组分或其分解的组分不能充分除去并且可能残留在成形体中，因此可能由于这样的不充分的除去而发生成形体的品质劣化。此外，由于通过脱脂除去有机材料组分，因此在成形体中形成与除去的有机材料组分的体积相对应的间隙，并且整个成形体通过烧结可能因该间隙的尺寸而被压缩，使得成品成形体的尺寸变得小于预期的尺寸。因此，成形体的尺寸精度不能满足要求的品质。此外，在烧结过程中，可能由于成形体的部分之间的热膨胀系数的差异而在烧结后的成形体中出现诸如裂纹或损害的缺陷，因此不能确保成形体的品质。因此，需要改善通过成形装置生产的成形体的品质。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)：日本专利第4800074号

发明内容

技术问题

本公开的一个目的是提供能够生产具有改善的品质的含无机材料的成形体的成形装置。

技术方案