立体造型物及其制造方法、含钛中间立体造型物、含钛立体造型物

技术领域

本发明涉及立体造型物及其制造方法、含钛中间立体造型物、以及含钛立体造型物。

背景技术

近年来，粘合剂喷射(Binder Jetting)方式作为立体造型物的造型方法而受到关注。在粘合剂喷射方式中，例如，通过在对整个平面区域供给粉末之后利用复涂器(recoater)平整该粉末，从而形成粉末层。之后，基于期望的立体造型物的二维图像数据(切片数据)，对与切片数据相对应的该粉末层的一部分区域施加液体(粘合剂)而使粉末固化。然后，通过反复进行上述粉末层的形成和基于施加液体的部分固化，从而设置立体造型物(例如，参见专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-196968号公报

发明内容

技术问题

目前，几乎不进行使用包含钛的金属粉末通过上述粘合剂喷射方式来制造立体造型物的制造方法。

本发明鉴于上述实际情况，提供一种能够使用包含钛的金属粉末来造型立体造型物的制造方法、其立体造型物、含钛中间立体造型物、以及含钛立体造型物。

技术方案

本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的立体造型物的制造方法的特征在于，包括：造型工序，对作为包含钛的金属粉末的含钛金属粉末施加结合流体而造型出中间造型物；以及烧结工序，对所述中间造型物进行烧结而生成立体造型物，所述造型工序在真空下或惰性气体的气氛下进行。

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述造型工序在造型区域进行，所述立体造型物的制造方法包括固化工序，所述固化工序在所述造型工序之后且所述烧结工序之前，在与所述造型区域不同的固化区域使所述中间造型物所包含的所述结合流体固化，所述固化工序在真空下或惰性气体的气氛下进行。

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，使经过所述造型工序的所述中间造型物从所述造型区域移动到所述固化区域的移动路径处于真空下或惰性气体的气氛下。

本发明的立体造型物的制造方法的特征在于，还包括金属粉末去除工序，所述金属粉末去除工序在所述固化工序之后且所述烧结工序之前，去除附着于所述中间造型物的周围的所述含钛金属粉末，所述金属粉末去除工序在真空下或惰性气体的气氛下进行。

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述金属粉末去除工序在与所述固化区域不同的粉末去除区域进行，使经过所述固化工序的所述中间造型物从所述固化区域移动到所述粉末去除区域的移动路径处于真空下或惰性气体的气氛下。

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，在所述造型工序中，测定气氛中的氧浓度。

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述含钛金属粉末的平均粒径D

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述含钛金属粉末的平均粒径D

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述含钛金属粉末的平均粒径D

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述含钛金属粉末的平均粒径D

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述固化工序后且所述烧结工序之前的所述中间造型物的密度为2.0g/cm

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述固化工序后且所述烧结工序之前的所述中间造型物的密度为2.2g/cm

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述固化工序后且所述烧结工序之前的所述中间造型物的密度为2.5g/cm

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述烧结工序后的所述立体造型物的密度为3.5g/cm

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述烧结工序后的所述立体造型物的密度为3.75g/cm

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述烧结工序后的所述立体造型物的密度为4.0g/cm

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述含钛金属粉末的平均粒径D

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述含钛金属粉末的平均粒径D

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，在以所述立体造型物的重量为基准时，所述烧结工序后的所述立体造型物含有0.06重量％以下的碳。

在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，所述造型工序包括：金属粉末层形成工序，向成为平面状的区域供给所述含钛金属粉末而设置金属粉末层；以及结合流体施加工序，基于将所述立体造型物沿着预定的方向分为多个层时的该层的平面形状，对所述金属粉末层的一部分区域施加所述结合流体，使所述一部分区域的所述含钛金属粉末结合而设置所述中间造型物中的所述层，通过依次反复进行所述金属粉末层形成工序和所述结合流体施加工序，从而依次层叠所述层而设置所述中间造型物。

另外，在本发明的立体造型物的制造方法中，其特征在于，在惰性气体中包括氮以及稀有气体中的至少一者。

另外，本发明的立体造型物的特征在于，所述立体造型物是通过上述的立体造型物的制造方法而制造出。

另外，本发明的立体造型物的特征在于，该立体造型物是通过上述的立体造型物的制造方法而制造出，在所述造型工序中层叠的所述立体造型物的包括最上层的表层附近区域的空孔率大于所述立体造型物的内部侧的芯部区域的空孔率。

另外，本发明的立体造型物的特征在于，该立体造型物是通过上述的立体造型物的制造方法而制造出，所述立体造型物在表面具有相对于所述立体造型物的层叠方向而倾斜的倾斜面，所述倾斜面的相邻的所述层的彼此之间的台阶沿着倾斜方向连续地形成为阶梯状，所述台阶是呈现相邻的所述层的边界的层叠痕。

另外，本发明的含钛中间立体造型物的特征在于，是对作为包含钛的金属粉末的含钛金属粉末施加结合流体而进行立体造型且固化，并且成为被烧结前的状态的含钛中间立体造型物，所述含钛中间立体造型物的密度为2.0g/cm

另外，本发明的含钛立体造型物的特征在于，是对作为包含钛的金属粉末的含钛金属粉末施加结合流体而进行立体造型且固化，并且被烧结后的含钛立体造型物，所述含钛立体造型物的密度为3.5g/cm

另外，本发明的含钛立体造型物的特征在于，是对作为包含钛的金属粉末的含钛金属粉末施加结合流体而进行立体造型且固化，并且被烧结后的含钛立体造型物，在以所述立体造型物的重量为基准时，所述含钛立体造型物含有0.06重量％以下的碳。

另外，本发明的含钛立体造型物的特征在于，是对作为包含钛的金属粉末的含钛金属粉末施加结合流体而进行立体造型且固化，并且被烧结后的含钛立体造型物，所述立体造型物的表层附近区域的空孔率大于所述立体造型物的内部侧的芯部区域的空孔率。

技术效果

根据本发明的立体造型物的制造方法，可以达到能够使用包含钛的金属粉末来造型立体造型物这样优异的效果。

附图说明

图1是本发明的立体造型物制造方法的流程图。

图2的(A)是通过本发明的立体造型物的制造方法制造出的中间造型物的照片。图2的(B)是通过本发明的立体造型物制造方法制造出的立体造型物的照片。

图3的(A)～图3的(D)是将用于说明本发明的立体造型物制造方法的一例的示意图按时间序列排列而成的图。

图4的(A)～图4的(D)是将用于说明本发明的立体造型物制造方法的一例的示意图按时间序列排列而成的图。

图5的(A)是示出进行本发明的立体造型物的制造方法的装置的配置的俯视示意图。图5的(B)是示出本发明的固化工序中使用的固化装置的俯视示意图。

图6的(A)是通过本发明的立体造型物的制造方法制造出的立体造型物的立体图。图6的(B)是将图6的(A)的E-E向视截面的虚线区域F放大而得的示意图。

图7的(A)是通过本发明的立体造型物的制造方法制造出的立体造型物的立体图。图7的(B)是将图7的(A)的J-J向视截面的虚线区域N放大而得的示意图。

符号说明

1 造型装置

10 造型槽

11 凹部

12 收容部

13 辊

14 结合流体排出部

15 加热部

17 工作台

20 含钛金属粉末

21金属粉末层(第一金属粉末层)

22A 填充粉末区域

22B 余量粉末区域

23平坦金属粉末层(第二金属粉末层)

24结合流体(粘合剂)

25 固化装置

30 粉末去除装置

100 中间造型物

101 中间造型物的第一层

102 中间造型物的第二层

112 收容区域

200 立体造型物

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1～图7是实施发明的方式的一例，在图中，标注了与图3相同的附图标记的部分表示相同的部件。

＜立体造型物的制造方法的构成＞

在本发明的实施方式的立体造型物的制造方法中，首先，使用包含钛的金属粉末(以下，称为含钛金属粉末)来设置中间造型物100(参照图2的(A))，根据中间造型物100来设置最终的立体造型物200(参照图2的(B))。应予说明，在本说明书中，中间造型物100是含有钛的完成前的立体造型物，在该意义的基础上，也可以适当地称为含钛中间立体造型物100。另外，在含有钛的立体造型物的意义的基础上，立体造型物200也可以适当地称为含钛立体造型物200。以下，对本实施方式中的立体造型物的制造方法进行详细说明。如图1所示，本实施方式的立体造型物的制造方法包括造型工序(S100)、固化工序(S110)、金属粉末去除工序(S120)、以及烧结工序(S130)。

＜造型工序＞

在造型工序中，在造型区域，使用含钛金属粉末来造型中间造型物100。含钛金属粉末可以是仅由纯钛的粒子(纯钛粒子)构成的粉末。另外，也可以是由虽然包含了除钛以外的金属但是主要成分成为钛的金属粒子(主含钛金属粒子)构成的粉末。此外，也可以是由虽然包含了钛但是主要成分成为除钛以外的金属的金属粒子(副含钛的金属粒子)构成的金属粉末。另外，含钛金属粉末除上述纯钛粒子、主含钛金属粒子、副含钛金属粒子以外，还可以混合有不包含钛的金属粒子(非钛金属粒子)。此外，也可以混合有除金属以外的粒子(非金属粒子)。在混合有非钛金属粒子的情况下，粉末整体也可以以该非钛金属为主要成分。在混合有非金属粒子的情况下，粉末整体也可以以非金属成分为主要成分。

此外，含钛金属粉末的平均粒径D

图2的(A)所示的中间造型物100是在造型工序中生成的立体物。另一方面，图2的(B)所示的立体造型物200是对中间造型物100进行了烧结处理而得的立体物。如图2的(A)和图2的(B)所示，在本实施方式中，立体造型物200成为中间造型物100缩小后的样态。

含钛金属粉末存在例如因在周围带电的静电而导致着火的危险。而且，若在造型工序的气氛中含钛金属粉末飞散的状态下，该含钛金属粉末存在于氧的气氛下，则促进在气氛中着火后的含钛金属粉末的燃烧，有可能导致粉尘爆炸。另一方面，若造型工序中的气氛被作为惰性气体的氮气充满，则即使含钛金属粉末在该气氛中飞散、浮游，也将抑制燃烧，因此不会产生粉尘爆炸。因此，在本实施方式中，造型工序优选在氮气的气氛下进行。具体而言，优选通过利用罩体包围被供给含钛金属粉末的造型区域，从而使其处于氮气的气氛下。

应予说明，充满造型工序的气氛的惰性气体也可以是除氮气以外的气体。作为除氮气以外的惰性气体，作为一例可列举出例如氩等稀有气体。而且，所谓“充满惰性气体的气氛”，换言之，例如，该气氛的氧浓度的比例优选为1.0％以下，进一步优选为0.5％以下，更优选为0.1％以下。在造型工序(S100)中进行中间造型物100的造型的处理的期间，该气氛的氧浓度优选通过氧浓度测定部(省略图示)持续地或每隔一定时间地测定。优选在固化工序(S110)和金属粉末去除工序(S120)中也同样采用造型工序(S100)中的氧浓度的测定。

接下来，对造型工序的详细情况进行说明。在此，虽然例示出通过粘合剂喷射方式来实现造型工序的情况，但是并不限于此，造型工序也可以通过其他的立体造型物的造型方式来实现。如图1所示，在本实施方式中，造型工序包括金属粉末层形成工序(S101)、结合流体施加工序(S102)、以及暂时固化工序(S103)。而且，在本实施方式中，利用图3的(A)所示的造型装置1来进行造型工序。

应予说明，如图3的(A)所示，造型装置1具有：造型槽10，其具有自身的开口111朝向上方侧的凹部11；收容部12，其收容金属粉末且向下方侧供给金属粉末；辊13；结合流体排出部14，其具有排出结合流体的喷嘴140；加热部15；振动部16；相对移动部(省略图示)；以及升降部(省略图示)。构成造型槽10的凹部11的底部的工作台17通过升降部沿凹部11的深度方向升降。结果是，通过工作台17的升降动作，在维持凹部11的宽度和进深的同时改变凹部11的深度，能够使凹部11内的工作台17上的空间沿上下方向扩张或缩小。而且，凹部11内的空间构成设置中间造型物100的造型区域V。应予说明，在造型装置1存在有造型空间K，该造型空间K包括造型区域V，并且包围更上方的收容部12、辊13、结合流体排出部14。

另外，在本实施方式中，为了消除造型装置1中的含钛金属粉末发生粉尘爆炸的危险性，至少使造型区域V被惰性气体充满。期望造型空间K被惰性气体充满。优选通过设置覆盖造型区域V或造型空间K的覆盖物，从而使造型区域V或造型空间K处于惰性气体的气氛下。通过该覆盖，造型区域V或造型空间K与外部空间分离。

收容部12在下方侧具有网状部120。应予说明，在本实施方式中，网状部120的网眼优选在100～200μm的范围内，更优选在130～160μm的范围内。振动部16对网状部120或收容部12施加振动。由此，能够使收容于收容部12的金属粉末通过网状部120而向下方侧落下。虽然设想振动部16由例如对网状部120施加超声波振动的超声波振荡器构成，但是并不限于此，也可以由其他设备构成。另外，收容部12也可以构成为具有用于将金属粉末向外部供给的开口(省略图示)、以及对开口进行开闭的开闭阀(省略图示)。另外，也可以在网状部120设置开闭阀(省略图示)。

相对移动部使收容部12、辊13、结合流体排出部14以及加热部15分别相对于造型槽10而沿水平方向相对移动。如图3的(A)所示，在本实施方式中，收容部12、辊13以及振动部16彼此连结。在本说明书中，将它们的集合体适当地称为复涂器。另外，在复涂器还连结有加热部15。因此，复涂器(收容部12、辊13、振动部16)和加热部15通过相对移动部而成为一体地移动。应予说明，虽然在此例示出在成为图3和图4的左右方向的移动方向A、B或与移动方向A、B正交的方向的单一轴向上相对移动的情况，但是也可以在构成平面的双轴方向上相对移动。应予说明，在图3的(B)～(D)和图4的(A)～(D)中，仅描绘出造型装置1中的必要的部分，省略了其他部分。应予说明，如复涂器和加热部15彼此独立地相对移动、或收容部12、辊13以及加热部15彼此独立地相对移动那样的结构也包含在本发明的范围内。

＜金属粉末层形成工序＞

在金属粉末层形成工序S101中，向造型装置1的造型槽10的凹部11内的造型区域V供给含钛金属粉末，而设置表面成为平坦的第二金属粉末层23。在图3的(A)中，通过之前的造型工序而在造型槽10的凹部11且在第一金属粉末层21中已经设置有中间造型物100的第一层101。应予说明，包含第一层101的中间造型物100的各层也被称为中间造型层。而且，成为以第一层101的上表面比凹部11的开口111更靠凹部11的深度方向D的下方侧的方式使工作台17下降的状态。结果是，成为在凹部11的造型区域V，在第一层101的上表面与凹部11的开口111之间设置有能够收容新的含钛金属粉末的收容区域112的状态。应予说明，收容区域112是沿着造型区域V(凹部11)的深度方向D而将造型区域V分割为层状时的一层量的单位区域。而且，收容区域112的厚度为例如30～200μm的范围左右。因此，可视为收容区域112成为平面状的区域。另外，该造型槽10和工作台17是可移动的，还兼作向下一步骤的传送容器。

接下来，如图3的(B)所示，利用相对移动部，使复涂器沿着与凹部11的开口111平行的移动方向A位于凹部11的上方侧(正上方)，并且从移动方向A上的凹部11的一端朝向另一端移动。此时，辊13位于比网状部120更靠复涂器的行进方向(移动方向A)的后方侧且在造型区域V(凹部11)的深度方向D上，辊13的周面的下端与凹部11的上端(开口111)相同的位置。应予说明，移动方向A是与凹部11的深度方向D正交的方向，例如是指与俯视凹部11时的凹部11的预定的一边平行的方向(图3的(B)的左右方向)。而且，在收容部12位于凹部11的上方侧(正上方)，并且从凹部11的一端朝向另一端移动的期间，通过振动部16对网状部120施加振动。结果是，如图3的(B)所示，含钛金属粉末20通过网状部120，以沿图3的(B)中的前后方向(图3的(B)的纸面进深方向)延伸的线状(帘状)向收容区域112落下，从而使含钛金属粉末20积存在收容区域112。此时，含钛金属粉末20积存至超过开口111而在凹部11(收容区域112)的上方隆起的程度。应予说明，将含钛金属粉末20被填充至开口111为止的区域适当地称为填充粉末区域22A，将含钛金属粉末20超过开口111而在凹部11(填充粉末区域)的上方隆起的区域适当地称为余量粉末区域22B。

若网状部120通过凹部11的另一端，则通过使基于振动部16的振动停止，从而使含钛金属粉末20从网状部120的落下停止。由此，对来自收容部12的收容区域112的含钛金属粉末20的供给处理结束。若上述供给处理结束，则如图3的(C)所示，辊13通过辊驱动部(省略图示)绕顺时针旋转，一边平整余量粉末区域22B，一边与收容部12一起沿着移动方向A移动。如图3的(C)所示，辊13所通过的余量粉末区域22B被辊13平整而消除，仅留有填充粉末区域22A。如图3的(D)所示，通过在辊13到达凹部11的另一端为止的期间进行以上的平整处理，从而仅留有填充粉末区域22A，在收容区域112设置第二金属粉末层23。应予说明，若辊13通过凹部11的另一端，则辊13的旋转停止。之后，复涂器在移动方向A上进一步行进而在造型槽10的左侧待机。另外，在本实施方式中，虽然在上述供给处理结束后开始上述平整处理，但是并不限于此，复涂器和复涂器的控制也可以构成为在上述供给处理执行过程中且结束之前开始上述平整处理。

＜结合流体施加工序＞

在结合流体施加工序S102中，对在金属粉末层形成工序S101中设置的第二金属粉末层23的一部分区域(施加区域)施加(涂覆、填充)使含钛金属粉末20结合的结合流体(粘合剂)24。结合流体24基于将所期望的立体造型物200沿着预定的方向分成了多个层时的任意的层的平面形状，被施加到第二金属粉末层23的对应的区域。具体而言，结合流体24的施加区域由二维图像数据(切片数据)来决定，该二维图像数据是通过将预先放大了由后述的烧结工序引起的缩小量的立体造型物(在此与中间造型物100一致)的三维数据沿预定的方向(在此为深度方向D)分成多个层而得的数据。

如图4的(A)所示，在本实施方式中，结合流体排出部14使结合流体24通过喷嘴140从上方侧朝向下方而向第二金属粉末层23排出。结合流体排出部14通过相对移动部从初始位置向第二金属粉末层23的上方侧(正上方)相对移动，在与第二金属粉末层23的表面平行且与移动方向A正交的正交方向C(图4的(A)的纸面进深方向)上的从凹部11的一端到另一端之间相对于第二金属粉末层23而进行相对往返移动。此时，结合流体排出部14通过喷嘴140对上述施加区域排出结合流体24。结合流体排出部14的相对往返移动可以仅进行一次，也可以进行多次。另外，相对往返移动的方向也可以是与移动方向A平行的方向。若结合流体排出部14进行的结合流体24的排出处理结束，则结合流体排出部14通过相对移动部而返回到初始位置。施加有结合流体24的区域成为中间造型物100的第二层102。之后，如图4的(B)所示，利用升降部使工作台17向凹部11的深度方向D的下方侧下降，从而在凹部11设置新的收容区域112。

＜暂时固化工序＞

在暂时固化工序S103中，使施加到第二金属粉末层23的结合流体24在该位置暂时固化。通过使被施加的结合流体24暂时固化，从而使第二层102所包含的含钛金属粉末20结合。在本实施方式中，结合流体24成为通过加热而被促进固化的热固化性的粘合剂。加热温度与结合流体24(粘合剂)的与热固化相关的特性相对应，例如，作为一例可列举出50℃。利用该特性，在本实施方式中，通过加热部15对第二层102进行加热而使结合流体24(粘合剂)暂时固化。如上所述，加热部15与复涂器一起处于在造型槽10的左侧待机的状态。在暂时固化工序S103中，如图4的(B)、图4的(C)所示，该状态的加热部15与复涂器一起相对于第二金属粉末层23通过相对移动部在第二金属粉末层23的上方侧(正上方)向与移动方向A相反方向的移动方向B从凹部11的另一端朝向一端进行相对移动，恢复到初始位置。结果是，第二金属粉末层23被加热而使结合流体24暂时固化，如图4的(D)所示，中间造型物100的第二层102完成。应予说明，在结合流体24具有即使不加热也立即暂时固化的性质的情况下，或者在优选自然干燥的情况下，也可以不存在基于加热部15的暂时固化工序。

若中间造型物100的第二层102完成，则进入判定步骤S104，判定是否完成了所有的层，在需要第三层的情况下进入否，再次依次进行金属粉末层形成工序S101(参照图3的(A)～图3的(D))、结合流体施加工序S102(参照图4的(A))、暂时固化工序S103(参照图4的(B)、图4的(C))，从而设置成为第二层102的相邻上层的第三层(省略图示)。应予说明，在此，虽然如图4的(B)所示，例示出在暂时固化工序S103之前利用升降部使工作台17向凹部11的深度方向D的下方侧下降而在凹部11设置收容区域112的情况，但是也可以在暂时固化工序S103之后使工作台17下降。

通过反复进行以上的操作，从而依次层叠中间造型物100的层，若在判定步骤S104中判定为完成了所有的层(是)，则进入固化工序S110。

＜固化工序＞

在固化工序S110中，使中间造型物100所包含的结合流体完全固化。在与造型区域V(造型空间K)不同的固化区域W(固化空间L)(参照图5的(A))实施固化工序。应予说明，固化区域W是收容中间造型物100并实施固化处理的区域。固化空间L是指作为固化装置25而发挥功能的固化炉(干燥炉)内的炉内空间，包括固化区域W。在本实施方式的固化处理中，以预定温度(例如200℃)对中间造型物100加热预定时间。应予说明，固化处理中的预定温度优选为100℃以上。由此，中间造型物100所包含的结合流体24干燥而完全固化。应予说明，固化处理也可以根据结合流体的特性而利用其他方法进行。另外，固化工序S110后且烧结工序S130前的中间造型物100所包含的结合流体的残留成分在以中间造型物100为基准的重量比方面优选在1～6％的范围内，更优选在1～4％的范围内。

如图5的(A)、图5的(B)所示，通过使造型装置1中使用的造型槽10和工作台17与其内部的中间造型物100和残留于周围的未固化的含钛金属粉末20一起从造型装置1向固化装置25移动来实现从造型工序S100向固化工序S110的转移。应予说明，如图5的(A)所示，在本实施方式中，造型槽10具有收容中间造型物100和含钛金属粉末20的凹部11，以可移动的方式构成。

另外，如图5的(B)所示，固化装置25具有温度调整部27，该温度调整部27能够将炉内的温度(固化空间L的温度)调整为能够使中间造型物100所包含的水溶性的结合流体干燥而使结合流体固化的温度。作为固化装置25，可列举出例如恒温炉，但是并不限于此，也可以是其他装置。

另外，本实施方式中，由于在固化区域W(固化空间L)中也存在有未固化的含钛金属粉末20，所以为了消除该含钛金属粉末20飞散而粉尘爆炸的危险性，优选以惰性气体充满该固化区域W(固化空间L)。另外，由于在使收容于造型槽10的中间造型物100和含钛金属粉末20从造型装置1向固化装置25移动的过程中，含钛金属粉末20容易飞散，所以有因静电等而着火从而导致含钛金属粉末20粉尘爆炸的危险性。因此，如图5的(A)所示，优选通过设置覆盖造型槽10的移动路径31的覆盖物，从而使从造型装置1起到固化装置25(固化区域W)为止的造型槽10的移动路径31(由图5的(A)的虚线包围的区域)处于惰性气体的气氛下。通过该覆盖，移动路径31与外部空间分离。

＜金属粉末去除工序＞

在金属粉末去除工序S120中，去除残留在中间造型物100的周围的未固化的含钛金属粉末20。如图5的(A)所示，金属粉末去除工序在粉末去除区域X中执行。应予说明，粉末去除区域X是收容中间造型物100并实施金属粉末去除处理的区域。粉末去除区域X是与造型区域V和固化区域W不同的区域。粉末去除空间M是指粉末去除装置30的内部的处理空间，包括粉末去除区域X。如图5的(A)所示，通过使在固化装置25中使用的造型槽10和工作台17与其内部的中间造型物100和残留于周围的未固化的含钛金属粉末20一起从固化装置25向粉末去除装置30移动来实现从固化工序S110向金属粉末去除工序S120的转移。在粉末去除区域X中，取出中间造型物100，利用喷射喷嘴对中间造型物100喷射惰性气体，或使用刷子，来去除附着于中间造型物100的未固化的含钛金属粉末20。

应予说明，在从中间造型物100去除含钛金属粉末20时，含钛金属粉末20飞散，存在因静电等着火而粉尘爆炸的危险性。因此，金属粉末去除工序S120优选在惰性气体气氛下进行。在本实施方式中，特别优选进行粉末去除处理的粉末去除区域X处于惰性气体的气氛下。优选使整个粉末去除空间M处于惰性气体的气氛下。应予说明，在金属粉末去除工序S120中去除的含钛金属粉末20为了设置立体造型物200而被回收和再利用。

另外，在使造型槽10和工作台17从固化装置25(固化区域W)向进行金属粉末去除工序的粉末去除区域X移动的过程中，含钛金属粉末20容易飞散，因此有因静电等着火从而导致含钛金属粉末20粉尘爆炸的危险性。因此，优选通过设置覆盖造型槽10等的移动路径32的覆盖物，从而使从固化装置25到粉末去除装置30为止的造型槽10等的移动路径32(由图5的(A)的单点划线包围的区域)处于惰性气体的气氛下。通过该覆盖，移动路径32与外部空间分离。

如以上的各工序中说明的那样，在存在未固化的含钛金属粉末20的期间，为了始终消除粉尘爆炸的危险性，优选使上述各工序(造型工序、固化工序、金属粉末去除工序)、以及它们之间的移动路径31、32尽可能地处于惰性气体的气氛下。另外，也可以使包含造型装置1、固化装置25以及粉末去除装置30的整体区域33(参照图5的(A))统一处于惰性气体的气氛下。另外，各工序中使用的惰性气体可以为相同种类，也可以为不同种类。

应予说明，以上例示出处于惰性气体的气氛下的情况，但是也可以使其全部或一部分处于真空环境下(真空气氛下)。作为本发明中的真空环境(真空气氛)，氧浓度优选为1.0％以下，进一步优选为0.5％以下，更优选为0.1％以下。为了构建真空环境，在各空间(各区域)设置真空腔室，利用真空泵来吸引即可。

＜烧结工序＞

在烧结工序S130中，对经过金属粉末去除工序S120的中间造型物100进行烧结而生成立体造型物200。在本实施方式中，例如，向真空烧结炉投入中间造型物100而进行烧结。烧结温度例如优选在1000℃～1400℃的范围内，更优选为1200℃～1400℃。应予说明，该烧结工序包括脱脂工序而进行处理，该脱脂工序为将在中间造型物100内成为固化完毕的结合流体24(粘合剂)进行气化、去除的工序。

若对中间造型物100进行烧结，则构成中间造型物100的粒子彼此结合，中间造型物100的整体收缩，从而成为立体造型物200。由于通过提高烧结温度，从而能够增加立体造型物200的密度，所以考虑这一点来确定烧结温度。

＜立体造型物＞

参照图6和图7，对立体造型物200进行说明。图6和图7中的立体造型物200沿着层叠方向P而形成。在图6的(B)中示出将沿着层叠方向P剖切立体造型物200而成的图6的(A)的E-E向视截面的虚线区域F放大而得的示意图。存在于图6的(B)中所示的示意图的多个微小的区域是形成在立体造型物200内部的空孔210。

从图6的(B)可知，在造型工序S100中层叠的立体造型物200的包括最上层G(比虚线更靠上方的区域)的立体造型物200的整个表面的附近的表层附近区域H(参照图6的(A)的外侧的斜线区域)的每单位体积的空孔数量多于比表层附近区域H更靠立体造型物200的内部侧的芯部区域I(参见图6的(A)的内侧斜线区域)的每单位体积的空孔数量。另外，表层附近区域H的空孔率大于芯部区域I的空孔率。应予说明，空孔率是指立体造型物200所包括的成为基准的区域(表层附近区域H或芯部区域I)中的空孔的体积比率，并且能够以(空孔的体积/立体造型物200所包括的成为基准的区域(表层附近区域H或芯部区域I)的体积)来表示。因此，表层附近区域H中的空孔率能够以(表层附近区域H的空孔的体积/表层附近区域H的体积)来表示，芯部区域I中的空孔率能够以(芯部区域I的空孔的体积/芯部区域I的体积)来表示。在烧结工序S130中烧结中间造型物100的过程中，中间造型物100的各区域的结合流体24(粘合剂)通过立体造型物200的表面而向外部移动。而且，由于中间造型物100的各区域的结合流体24(粘合剂)通过中间造型物100的表层附近区域H，所以在烧结工序的过程中，中间造型物100的表层附近区域H中的结合流体24(粘合剂)的每单位体积的密度变得比其他区域的结合流体24(粘合剂)的每单位体积的密度大。结果是，在中间造型物100的表层附近区域H中，构成中间造型物100的粒子以在彼此之间有间隙的状态接合的粒子变多。结果是，空孔210在立体造型物200的表层附近区域H比在其他区域形成得多。另外，在立体造型物200的表面也形成有多个凹凸220。

应予说明，立体造型物200的表层附近区域H不仅包括在本实施方式的造型工序S100中最后层叠的中间造型物100的最上层，还包括其他所有的在立体造型物200的表层附近的区域。立体造型物200的表层附近区域H的深度(厚度)可以与立体造型物200的最上层G的深度(厚度)T相同，也可以不同。另外，在图6中，立体造型物200的表层附近区域H的深度(厚度)与立体造型物200的最上层G的深度(厚度)T相同。

另外，在本实施方式的经过造型工序S100的立体造型物200的倾斜面230示出呈现相邻的各层的边界的层叠痕。为了说明，在图7的(B)中示出将沿着层叠方向P剖切立体造型物200而成的图7的(A)的J-J向视截面中的包括倾斜面230的虚线区域N放大而得的示意图。如图7的(B)所示，立体造型物200的倾斜面230相对于层叠方向P而倾斜。而且，立体造型物200的倾斜面230不呈平滑的倾斜面，而是设置为在本实施方式的造型工序S100中层叠，并且相邻的各层240之间的各个台阶沿着倾斜面230的倾斜方向连续地形成为阶梯状。即，在立体造型物200中，各层240形成为位于相邻的层240的端面241偏移的位置，结果是，在相邻的层240彼此之间设置有台阶。该台阶成为立体造型物200的层叠痕。

【实施例1】

本申请发明人使用采用了粘合剂喷射方式的3D打印装置，通过含钛金属粉末而制作出立体造型物。此时，制作出使用由钛构成的纯钛粉末作为含钛金属粉末的第一立体造型物、以及使用由Ti64(Ti-6Al-4V)构成的64钛粉末作为含钛金属粉末的第二立体造型物。应予说明，第一立体造型物与第二立体造型物具有相同的形状和尺寸。而且，作为粒度范围，纯钛粉末、64钛粉末使用粒径为45μm以下且平均粒径D

然后，本申请发明人测定了对应于经过了烧结工序的第一立体造型物、第二立体造型物各自的密度以及对应于第一立体造型物并经过了固化工序的第一中间造型物、对应于第二立体造型物并经过了固化工序的第二中间造型物各自的密度。其结果是，第一中间造型物的密度为2.55g/cm

若考虑以上的结果，则固化工序后且烧结工序之前的中间造型物100的密度优选为2.0g/cm

另外，以第二立体造型物的重量为基准的第二立体造型物中的含碳量浓度为0.0573重量％。若考虑该结果，则立体造型物200中的含碳量浓度优选为0.06重量％以下。

应予说明，本发明的立体造型物的制造方法并不限于上述的实施方式，当然可以在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种改变。