特許 7487038 治具の製造方法、治具、３次元造形物製造装置、及び３次元造形物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-10

(45)【発行日】2024-05-20

(54)【発明の名称】治具の製造方法、治具、３次元造形物製造装置、及び３次元造形物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/386 20170101AFI20240513BHJP

   B29C 64/112 20170101ALI20240513BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240513BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240513BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20240513BHJP

   B33Y 80/00 20150101ALI20240513BHJP

【ＦＩ】

B29C64/386

B29C64/112

B33Y10/00

B33Y30/00

B33Y50/00

B33Y80/00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020132115

(22)【出願日】2020-08-04

(65)【公開番号】P2022029021

(43)【公開日】2022-02-17

【審査請求日】2023-04-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000992

【氏名又は名称】弁理士法人ネクスト

(74)【代理人】

【識別番号】100162237

【弁理士】

【氏名又は名称】深津 泰隆

(74)【代理人】

【識別番号】100191433

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 友希

(72)【発明者】

【氏名】富永 亮二郎

【審査官】瀧口 博史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０８４２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２４１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０９４９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１１１０５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６４／００

Ｂ３３Ｙ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３次元積層造形により第１基板の上に積層造形される凹凸形状の表面を有する第一３次元造形物に対して近接する方向へプレスして、前記第一３次元造形物の反りを矯正する際に使用される治具の製造方法であって、
第２基板と、前記第２基板の上に設けられる凹凸形状の表面を有する第二３次元造形物とにより構成されるものを前記治具として製造し、
前記治具は、
前記第一３次元造形物の凹凸形状の表面と前記第二３次元造形物の凹凸形状の表面とを嵌め合わせた状態で加熱すると共に、前記第１基板と前記第２基板とを互いに近接する方向へプレスして、前記第一３次元造形物の反りを矯正するものであり、
前記第一３次元造形物の凹凸形状の表面と前記第二３次元造形物の凹凸形状の表面とを嵌め合わせた状態での前記第一３次元造形物の凹凸形状の表面のうち少なくとも天面から前記第２基板までの距離を有する３Ｄデータを作成するデータ作成工程と、
前記３Ｄデータに基づいて前記第二３次元造形物を前記第２基板の上に樹脂材で３次元積層造形により積層造形することによって前記治具を製造する製造工程と、を備える治具の製造方法。

【請求項2】

３次元積層造形により第１基板の上に積層造形される凹凸形状の表面を有する第一３次元造形物に対して近接する方向へプレスして、前記第一３次元造形物の反りを矯正する際に使用される治具であって、
前記治具は、
第２基板と、前記第２基板の上に設けられる凹凸形状の表面を有する第二３次元造形物とにより構成され、前記第一３次元造形物の凹凸形状の表面と前記第二３次元造形物の凹凸形状の表面とを嵌め合わせた状態で加熱すると共に、前記第１基板と前記第２基板とを互いに近接する方向へプレスして、前記第一３次元造形物の反りを矯正するものであり、
前記第二３次元造形物が前記第２基板の上に樹脂材で３次元積層造形により積層造形された治具。

【請求項3】

請求項１に記載する治具の製造方法で前記治具を製造すると共に、前記第一３次元造形物を３次元積層造形により前記第１基板の上に積層造形する３次元造形物製造装置であって、
前記第１基板の上に積層造形される前記第一３次元造形物の前記凹凸形状の表面に対して、前記第２基板の上に積層造形される前記第二３次元造形物の前記凹凸形状の表面を嵌め合わせた状態で加熱すると共に、前記第１基板と前記第２基板とを互いに近接する方向へプレスすることによって、前記第一３次元造形物の反りを前記治具を使用して矯正する矯正装置を備える３次元造形物製造装置。

【請求項4】

請求項１に記載する治具の製造方法が備える前記データ作成工程及び前記製造工程と、
前記第一３次元造形物を３次元積層造形により前記第１基板の上に感温性粘着シートを介して積層造形する造形工程と、
前記第１基板の上に積層造形される前記第一３次元造形物の前記凹凸形状の表面に対して、前記第２基板の上に積層造形される前記第二３次元造形物の前記凹凸形状の表面を嵌め合わせた状態で加熱すると共に、前記第１基板と前記第２基板とを互いに近接する方向へプレスすることによって、前記第一３次元造形物の反りを前記治具を使用して矯正すると同時に、前記第一３次元造形物を前記感温性粘着シートで前記第１基板から剥離させる加熱プレス工程と、を備える３次元造形物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、３次元造形物の反りを矯正する際に使用される治具の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、３次元造形物の反りを抑制する技術に関し、種々の技術が提案されている。

【0003】

例えば、下記特許文献１に記載の技術は、三次元モデルの形状データから生成されるスライスデータに基づいて、前記三次元モデルを構成する構造材料と、前記構造体の造形をサポートするためのサポート体を構成するサポート材料と、を配置した材料層を、ステージの上で順次積層して造形物を製造する造形方法であって、前記ステージの上に製造された造形物に変形が生じる荷重より小さい荷重を加えながら前記材料層を前記ステージの上に製造された造形物の上に積層することを特徴とする。

【0004】

下記特許文献１の記載によれば、この造形方法では、積層時に、造形物に過剰な荷重が加わり造形物の変形が生じるのを抑制し、安定的に立体物を製造することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－０９４７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、この造形方法では、積層時に、造形物に変形が生じる荷重より小さい荷重を加えることから、これまでの造形方法を変更する必要がある。

【0007】

本開示は、上述した点を鑑みてなされたものであり、３次元造形物の反りを矯正する際に使用される治具の製造方法を、３次元積層造形技術を変更することなく利用して提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書は、３次元積層造形により第１基板の上に積層造形される凹凸形状の表面を有する第一３次元造形物に対して近接する方向へプレスして、第一３次元造形物の反りを矯正する際に使用される治具の製造方法であって、第２基板と、第２基板の上に設けられる凹凸形状の表面を有する第二３次元造形物とにより構成されるものを治具として製造し、治具は、第一３次元造形物の凹凸形状の表面と第二３次元造形物の凹凸形状の表面とを嵌め合わせた状態で加熱すると共に、第１基板と第２基板とを互いに近接する方向へプレスして、第一３次元造形物の反りを矯正するものであり、第一３次元造形物の凹凸形状の表面と第二３次元造形物の凹凸形状の表面とを嵌め合わせた状態での第一３次元造形物の凹凸形状の表面のうち少なくとも天面から第２基板までの距離を有する３Ｄデータを作成するデータ作成工程と、３Ｄデータに基づいて第二３次元造形物を第２基板の上に樹脂材で３次元積層造形により積層造形することによって治具を製造する製造工程と、を備える治具の製造方法を、開示する。

【発明の効果】

【0009】

本開示は、３次元造形物の反りを矯正する際に使用される治具の製造方法を、３次元積層造形技術を変更することなく利用して提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】３次元造形物製造装置を示す図である。

【図2】制御装置を示すブロック図である。

【図3】制御装置を示すブロック図である。

【図4】第１基板の上に積層造形された２個の３次元造形物と、治具とを示す断面図である。

【図5】第１基板の上に積層造形された各３次元造形物と、治具とを示す断面図である。

【図6】３次元造形物と治具の製造方法の流れを示すフローチャートである。

【図7】治具の製造方法のデータ作成工程を説明するための図である。

【図8】治具の製造方法のデータ作成工程を説明するための図である。

【図9】治具の製造方法のデータ作成工程を説明するための図である。

【図10】治具を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の好適な実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0012】

図１に３次元造形物製造装置１０を示す。３次元造形物製造装置１０は、搬送装置２０と、第１造形ユニット２２と、第２造形ユニット２４と、装着ユニット２６と、制御装置（図２，図３参照）２７を備える。さらに、３次元造形物製造装置１０は、転写ユニット２００と、加熱部２１４と、加熱プレス部１３０を備える。それら搬送装置２０と第１造形ユニット２２と第２造形ユニット２４と装着ユニット２６と転写ユニット２００と加熱部２１４と加熱プレス部１３０とは、３次元造形物製造装置１０のベース２８の上に配置されている。ベース２８は、概して長方形状をなしており、以下の説明では、ベース２８の長手方向をＸ軸方向、ベース２８の短手方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直交する方向をＺ軸方向と称して説明する。なお、Ｚ軸方向は、上下方向である。

【0013】

搬送装置２０は、Ｘ軸スライド機構３０と、Ｙ軸スライド機構３２とを備えている。そのＸ軸スライド機構３０は、Ｘ軸スライドレール３４とＸ軸スライダ３６とを有している。Ｘ軸スライドレール３４は、Ｘ軸方向に延びるように、ベース２８の上に配設されている。Ｘ軸スライダ３６は、Ｘ軸スライドレール３４によって、Ｘ軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Ｘ軸スライド機構３０は、電磁モータ（図２参照）３８を有しており、電磁モータ３８の駆動により、Ｘ軸スライダ３６がＸ軸方向の任意の位置に移動する。また、Ｙ軸スライド機構３２は、Ｙ軸スライドレール５０とステージ５２とを有している。Ｙ軸スライドレール５０は、Ｙ軸方向に延びるように、ベース２８の上に配設されている。Ｙ軸スライドレール５０の一端部が、Ｘ軸スライダ３６に連結されている。そのため、Ｙ軸スライドレール５０は、Ｘ軸方向に移動可能とされている。そして、そのＹ軸スライドレール５０には、ステージ５２が、Ｙ軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Ｙ軸スライド機構３２は、電磁モータ（図２参照）５６を有しており、電磁モータ５６の駆動により、ステージ５２がＹ軸方向の任意の位置に移動する。これにより、ステージ５２は、Ｘ軸スライド機構３０及びＹ軸スライド機構３２の駆動により、ベース２８上の任意の位置に移動する。

【0014】

ステージ５２は、基台６０と、保持装置６２と、昇降装置６４とを有している。基台６０は、平板状に形成され、上面に第１基板（図４参照）３００が載置される。保持装置６２は、基台６０のＸ軸方向の両側部に設けられている。そして、基台６０に載置された第１基板３００のＸ軸方向の両縁部が、保持装置６２によって挟まれることで、第１基板３００が固定的に保持される。また、昇降装置６４は、基台６０の下方に配設されており、基台６０をＺ軸方向で昇降させる。

【0015】

なお、第１基板３００には、鉄やステンレス等の金属で作られたものが使用される。

【0016】

第１造形ユニット２２は、ステージ５２の基台６０に載置された第１基板３００の上に回路配線３０８（図４参照）を造形するユニットであり、第１印刷部７２と、焼成部７４とを有している。第１印刷部７２は、インクジェットヘッド（図２参照）７６を有しており、基台６０に載置された第１基板３００の上に、金属インクを線状に吐出する。金属インクは、金属の微粒子が溶剤中に分散されたものである。なお、インクジェットヘッド７６は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから金属インクを吐出する。

【0017】

焼成部７４は、レーザ照射装置（図２参照）７８を有している。レーザ照射装置７８は、第１基板３００の上に吐出された金属インクにレーザを照射する装置であり、レーザが照射された金属インクは焼成し、回路配線３０８が形成される。なお、金属インクの焼成とは、エネルギーを付与することによって、溶媒の気化や金属微粒子保護膜の分解等が行われ、金属微粒子が接触または融着をすることで、導電率が高くなる現象である。そして、金属インクが焼成することで、金属製の回路配線３０８が形成される。

【0018】

また、第２造形ユニット２４は、ステージ５２の基台６０に載置された第１基板３００の上に樹脂層３０６（図４参照）を造形するユニットであり、第２印刷部８４と、硬化部８６とを有している。第２印刷部８４は、インクジェットヘッド（図２参照）８８を有しており、基台６０に載置された第１基板３００の上に紫外線硬化樹脂を吐出する。紫外線硬化樹脂は、紫外線の照射により硬化する樹脂である。なお、インクジェットヘッド８８は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式でもよく、樹脂を加熱して気泡を発生させ複数のノズルから吐出するサーマル方式でもよい。

【0019】

硬化部８６は、平坦化装置（図２参照）９０と照射装置（図２参照）９２とを有している。平坦化装置９０は、インクジェットヘッド８８によって第１基板３００の上に吐出された紫外線硬化樹脂の上面を平坦化するものであり、例えば、紫外線硬化樹脂の表面を均しながら余剰分の樹脂を、ローラもしくはブレードによって掻き取ることで、紫外線硬化樹脂の厚みを均一にさせる。また、照射装置９２は、光源として水銀ランプもしくはＬＥＤを備えており、第１基板３００の上に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、第１基板３００の上に吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層３０６が形成される。

【0020】

また、装着ユニット２６は、ステージ５２の基台６０に載置された第１基板３００の上に、第１電子部品（図４参照）３１０と、第２電子部品（図４参照）３１２を装着するユニットであり、供給部１００と、装着部１０２とを有している。供給部１００は、テーピング化された第１電子部品３１０を１つずつ送り出す第１テープフィーダ（図２参照）１１０と、テーピング化された第２電子部品３１２を１つずつ送り出す第２テープフィーダ（図２参照）１１１を複数有しており、各供給位置において、第１電子部品３１０と第２電子部品３１２を供給する。なお、第１電子部品３１０と第２電子部品３１２の供給は、第１テープフィーダ１１０と第２テープフィーダ１１１による供給に限らず、トレイによる供給でもよい。また、第１電子部品３１０と第２電子部品３１２の供給は、テープフィーダによる供給とトレイによる供給との両方、あるいはそれ以外の供給でもよい。

【0021】

装着部１０２は、装着ヘッド（図２参照）１１２と、移動装置（図２参照）１１４とを有している。装着ヘッド１１２は、第１電子部品３１０又は第２電子部品３１２（以下、第１電子部品３１０等という。）を吸着保持するための吸着ノズル（図示省略）を有している。吸着ノズルは、正負圧供給装置（図示省略）から負圧が供給されることで、エアの吸引により第１電子部品３１０等を吸着保持する。そして、正負圧供給装置から僅かな正圧が供給されることで、第１電子部品３１０等を離脱する。また、移動装置１１４は、第
１テープフィーダ１１０と第２テープフィーダ１１１の各供給位置と、基台６０に載置された第１基板３００との間で、装着ヘッド１１２を移動させる。これにより、装着部１０２では、第１電子部品３１０等が、吸着ノズルにより保持され、その吸着ノズルによって保持された第１電子部品３１０等が、第１基板３００の上に装着される。

【0022】

転写ユニット２００は、ステージ５２の基台６０に載置された第１基板３００の上に、導電性接着剤（図示省略）を転写するユニットである。導電性接着剤は、加熱により硬化する導電性ペーストである。

【0023】

さらに、転写ユニット２００は、供給部２０２と、転写部２０４とを有している。供給部２０２は、接着剤供給装置２０８（図３参照）を有している。接着剤供給装置２０８は、導電性接着剤が吐出されたディップ皿（図示省略）を有し、そのディップ皿において、スキージ（図示省略）で押し広げられることによって厚みが均一にされた状態の導電性接着剤を供給する。

【0024】

転写部２０４は、転写ヘッド２１０（図３参照）と、移動装置（図３参照）２１２とを有している。転写ヘッド２１０は、導電性接着剤を転写するためのディップ針（図示省略）を複数有している。ディップ針は、接着剤供給装置２０８のディップ皿において、導電性接着剤にディップされる。これにより、ディップ針の先端には、導電性接着剤が付着する。なお、移動装置２１２は、接着剤供給装置２０８のディップ皿と、基台６０に載置された第１基板３００との間で、転写ヘッド２１０を移動させる。これにより、転写部２０４では、ディップ針の先端に付着された導電性接着剤が、第１基板３００の上に転写される。

【0025】

加熱部２１４は、照射装置（図３参照）２１６を有している。照射装置２１６は、赤外線ランプまたは赤外線ヒータを備えており、第１基板３００の上に赤外線を照射する。これにより、第１基板３００の上に転写された導電性接着剤が、加熱により硬化する。なお、加熱部２１４は、照射装置２１６に代えて、電気炉を備えてもよい。

【0026】

加熱プレス部１３０は、熱風乾燥炉である。その詳細な説明は後述する。

【0027】

また、制御装置２７は、図２及び図３に示すように、コントローラ１２０と、複数の駆動回路１２２とを備えている。複数の駆動回路１２２は、図２に示すように、上記電磁モータ３８，５６、保持装置６２、昇降装置６４、インクジェットヘッド７６、レーザ照射装置７８、インクジェットヘッド８８、平坦化装置９０、照射装置９２、第１テープフィーダ１１０、第２テープフィーダ１１１、装着ヘッド１１２、移動装置１１４に接続されている。さらに、複数の駆動回路１２２は、図３に示すように、上記接着剤供給装置２０８、転写ヘッド２１０、移動装置２１２、照射装置２１６に接続されている。コントローラ１２０は、ＣＰＵ１２４、ＲＯＭ１２６、ＲＡＭ１２８等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１２２に接続されている。これにより、搬送装置２０、第１造形ユニット２２、第２造形ユニット２４、装着ユニット２６、転写ユニット２００、加熱部２１４の作動が、コントローラ１２０によって制御される。

【0028】

なお、上記加熱プレス部１３０は、単独で作動する熱風乾燥炉であるが、制御装置２７に接続されることによって、コントローラ１２０で制御されてもよい。

【0029】

また、ＲＡＭ１２８には、第１データＤ１と、第２データＤ２とが記憶されている。第１データＤ１と第２データＤ２の詳細な説明は後述する。

【0030】

３次元造形物製造装置１０では、上述した構成によって、図４に示すように、基台６０
に載置された第１基板３００の上において、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂが積層造形され、続いて、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの反りが矯正される。そのために、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂには、その樹脂層３０６、第１電子部品３１０、及び第２電子部品３１２によって形成される凹凸形状の表面３１４に対して、その上方から治具４００が下方向Ｚ１へ移動して重ねられる。

【0031】

治具４００は、第２基板４０２及び凹凸反転造形物４０４を有している。第２基板４０２は、第１基板３００と同様にして、鉄やステンレス等の金属で作られたものが使用される。凹凸反転造形物４０４は、第２基板４０２の上において、樹脂層３０６と同様にして、積層造形によって紫外線硬化樹脂が硬化した樹脂層４０６で形成されている。さらに、治具４００には、その凹凸反転造形物４０４の樹脂層４０６によって、凹凸形状の表面４０８が形成されている。凹凸反転造形物４０４の表面４０８の凹凸形状は、第１基板３００の上に積層造形された状態にある、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの表面３１４の凹凸形状と凹凸反転の関係にある。

【0032】

従って、図５に示すように、第１基板３００の上において３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂに治具４００が重ねられる場合には、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの凹凸形状の表面３１４と、治具４００の凹凸反転造形物４０４の凹凸形状の表面４０８とが嵌め合わされた状態にすることが可能である。そのような嵌合状態で３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂに治具４００が重ねられると、第１基板３００が上方向Ｚ２へ加圧され、第２基板４０２が下方向Ｚ１へ加圧されることによって、第１基板３００と第２基板４０２とが互いに近接する方向へプレスされる。これにより、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂは、平坦な状態にされる。さらに、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂは、第１基板３００及び治具４００と一緒に加熱される。これにより、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂは、その反りが矯正される。

【0033】

その後、図４に示すように、治具４００が、上方向Ｚ２へ移動して、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの凹凸形状の表面３１４から離された状態にされると、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂが、第１基板３００から剥がされる。このようにして、３次元造形物製造装置１０では、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂが製造される。

【0034】

以下では、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂを製造する方法と、治具４００を製造する方法とについて、図６に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。図６に示すように、３次元造形物の製造方法１４０は、造形工程Ｓ１０、データ作成工程Ｓ１２、製造工程Ｓ１４、及び加熱プレス工程Ｓ１６で構成されている。なお、造形工程Ｓ１０は、図６に示すフローチャートとは異なり、データ作成工程Ｓ１２と製造工程Ｓ１４との間に行われてもよいし、製造工程Ｓ１４と加熱プレス工程Ｓ１６との間に行われてもよい。

【0035】

これに対して、治具の製造方法１５０は、上記データ作成工程Ｓ１２及び製造工程Ｓ１４で構成されている。つまり、図６に示すフローチャートでは、治具の製造方法１５０は、３次元造形物の製造方法１４０に含まれている。

【0036】

しかしながら、治具の製造方法１５０は、上記造形工程Ｓ１０及び加熱プレス工程Ｓ１６が行われる３次元造形物製造装置１０とは異なる３次元造形物製造装置で行われる場合、３次元造形物の製造方法１４０から切り離され、３次元造形物の製造方法１４０とは別個の方法となる。この点は、既存の治具４００が使用される場合も、同様である。つまり、これらの場合、治具の製造方法１５０が３次元造形物の製造方法１４０から除外されるため、３次元造形物の製造方法１４０は、造形工程Ｓ１０及び加熱プレス工程Ｓ１６で構成される。

【0037】

造形工程Ｓ１０では、３次元積層造形が行われる。これにより、図４に示すように、基台６０に載置された第１基板３００の上において、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂが積層造形される。具体的には、ステージ５２の基台６０に第１基板３００が載置され、その第１基板３００の上面に、感温性粘着シート３０４が貼り付けられる。その後、ステージ５２が、第２造形ユニット２４の下方に移動される。第２造形ユニット２４では、第１基板３００の感温性粘着シート３０４の上面に対して、紫外線硬化樹脂がインクジェットヘッド８８から薄膜状に吐出される。次に、紫外線硬化樹脂の膜厚が均一となるように、紫外線硬化樹脂が平坦化装置９０によって平坦化される。続いて、照射装置９２によって、紫外線硬化樹脂に紫外線が照射される。これにより、紫外線硬化樹脂が硬化し、第１基板３００の上に薄膜状の樹脂層３０６が形成される。

【0038】

さらに、その薄膜状の樹脂層３０６の上面に対して、紫外線硬化樹脂がインクジェットヘッド８８から薄膜状に吐出される。次に、紫外線硬化樹脂が平坦化装置９０によって平坦化され、続いて、紫外線硬化樹脂に照射装置９２から紫外線が照射されることで、薄膜状の樹脂層３０６の上面に薄膜状の樹脂層３０６が積層される。このようにして、薄膜状の樹脂層３０６の上面への紫外線硬化樹脂の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の樹脂層３０６が積層されることで、積層体状の樹脂層３０６が形成される。なお、樹脂層３０６と第１基板３００は、その間に介在する感温性粘着シート３０４の粘着力によって貼り付いている。

【0039】

上述した手順により樹脂層３０６が形成されると、ステージ５２が、第１造形ユニット２２の下方に移動される。第１造形ユニット２２では、樹脂層３０６の上面に対して、金属インクが、回路パターンに応じて、インクジェットヘッド７６から線状に吐出される。続いて、レーザ照射装置７８によって、金属インクにレーザが照射される。これにより、金属インクが焼成され、樹脂層３０６の上面に金属製の回路配線３０８が形成される。

【0040】

このようにして、樹脂層３０６の層と回路配線３０８の層とが複数段形成される。さらに、その際には、樹脂層３０６の上面において、凹部３１３が形成される。凹部３１３内では、回路配線３０８の一部が露出し、その露出する回路配線３０８の上面に対して、第１電子部品３１０又は第２電子部品３１２が装着される。

【0041】

そのために、ステージ５２が、転写ユニット２００の下方に移動される。転写ユニット２００では、接着剤供給装置２０８において供給された導電性接着剤が、転写ヘッド２１０のディップ針の先端に付着される。その付着された導電性接着剤は、転写ヘッド２１０が移動装置２１２で移動するに伴い、樹脂層３０６の凹部３１３内の回路配線３０８の上面における、複数の所定箇所に転写される。

【0042】

続いて、ステージ５２が、装着ユニット２６の下方に移動される。装着ユニット２６では、第１テープフィーダ１１０又は第２テープフィーダ１１１により供給された第１電子部品３１０又は第２電子部品３１２が、装着ヘッド１１２の吸着ノズルに保持される。その保持された第１電子部品３１０又は第２電子部品３１２は、装着ヘッド１１２が移動装置１１４で移動するに伴い、樹脂層３０６の凹部３１３内の回路配線３０８の上面に対して、導電性接着剤を介して装着される。その後、ステージ５２が、加熱部２１４の下方に移動される。加熱部２１４では、照射装置２１６が、第１基板３００の上に赤外線を照射する。これにより、導電性接着剤が硬化し、第１電子部品３１０又は第２電子部品３１２が固定される。

【0043】

なお、上記造形工程Ｓ１０は、コントローラ１２０が、そのＲＡＭ１２８に記憶されている第１データＤ１に基づいて、３次元造形物製造装置１０を制御することによって行われる。その第１データＤ１には、樹脂層３０６と回路配線３０８の各層をスライスした３
Ｄプリンター用のデータに加えて、感温性粘着シート３０４、樹脂層３０６、回路配線３０８、第１電子部品３１０、及び第２電子部品３１２の各三次元データ等が含まれている。

【0044】

データ作成工程Ｓ１２では、３次元積層造形で治具４００を製造するためのデータが作成される。具体的には、先ず、感温性粘着シート３０４、樹脂層３０６、回路配線３０８、第１電子部品３１０、及び第２電子部品３１２の各三次元データが、複合した状態でソリッド化される。これにより、図７に示すように、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂのソリッドモデルが、第１基板３００の上に積層造形された状態で作成される。

【0045】

次は、凹凸反転造形物４０４のソリッドモデルが作成される。そのためには、図８に示すように、凹凸反転造形物４０４の基となる直方体のソリッドモデルが第１基板３００の上に載置された状態で用意され、その直方体のソリッドモデルから、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂのソリッドモデルが除去される。

【0046】

このようにして作成される凹凸反転造形物４０４のソリッドモデルには、凹凸反転造形物４０４の基となる直方体のソリッドモデルの高さＬ１から、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの凹凸形状の表面３１４の各天面３１６の高さＬ２を減ずることによって算出される各値が、凹凸反転造形物４０４の凹凸形状の表面４０８の高さＬ３として含まれている。

【0047】

なお、凹凸反転造形物４０４の凹凸形状の表面４０８の高さＬ３は、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂが積層造形された第１基板３００と、治具４００の第２基板４０２とが互いに近接する方向へプレスされる際（つまり、後述する加熱プレス工程Ｓ１６）において、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの凹凸形状の表面３１４の各天面３１６から、治具４００の第２基板４０２までの距離に等しい。

【0048】

さらに、図９に示すように、凹凸反転造形物４０４のソリッドモデルは、例えば、凹凸反転造形物４０４のＸ軸方向中央を中心にして、Ｙ軸まわりに１８０°回転した状態にされる。このような状態にされた凹凸反転造形物４０４のソリッドモデルの三次元データは、凹凸反転造形物４０４（つまり、樹脂層４０６）の各層をスライスした３Ｄプリンター用のデータに変換され、第２データＤ２として、コントローラ１２０のＲＡＭ１２８に記憶される。

【0049】

製造工程Ｓ１４では、コントローラ１２０が、そのＲＡＭ１２８に記憶されている第２データＤ２に基づいて、３次元造形物製造装置１０を制御することによって、治具４００の製造が行われる。その際、図１０に示すように、治具４００では、第２基板４０２の上面において、凹凸形状の表面４０８を有する凹凸反転造形物４０４（つまり、樹脂層４０６）が形成される。その形成手順は、上述した３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの樹脂層３０６の形成手順（つまり、３次元積層造形）と同様なため、その詳細な説明は省略する。但し、凹凸反転造形物４０４の形成では、感温性粘着シート３０４は使用されない。

【0050】

加熱プレス工程Ｓ１６では、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの反り矯正等が行われる。そのためには、先ず、図４から図５に示すように、第１基板３００の上に積層造形された３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂに治具４００が重ねられる。その際、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの凹凸形状の表面３１４に対して、治具４００の第２基板４０２の上に積層造形された凹凸反転造形物４０４の凹凸形状の表面４０８が嵌め合わされる。さらに、第１基板３００と第２基板４０２とが、クランプ等の工具によって締め付けられることによって、互いに近接する方向へプレスされる。つまり、第１基板３００は上方向Ｚ２へプレスされ、第２基板４０２は下方向Ｚ１へプレスされる。このようなプレスによって、
３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂは、平坦な状態にされる。なお、このような締め付け等の作業は、ステージ５２の基台６０において行われてもよいし、ベース２８の外部に設けられた台座において行われてもよい。

【0051】

次に、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂは、第１基板３００と第２基板４０２を介したプレスで平坦にされた状態のままで、加熱プレス部１３０内にセットされて熱風乾燥される。これにより、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの反りが矯正される。さらに、熱風乾燥による温度上昇によって、感温性粘着シート３０４は、その粘着力を失い、第１基板３００及び３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂから剥がれやすい状態に変化する。

【0052】

その熱風乾燥が終了すると、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂは、第１基板３００と第２基板４０２を介したプレスで平坦にされた状態のままで、加熱プレス部１３０内から取り出される。その後、第１基板３００と第２基板４０２を締め付けていたクランプ等の工具が取り外され、さらに、図５から図４に示すように、治具４００が３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂから取り外される。このような状態において、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂは、第１基板３００の上の感温性粘着シート３０４から剥がされる。なお、このような熱風乾燥後の作業は、ステージ５２の基台６０において行われてもよいし、ベース２８の外部に設けられた台座において行われてもよい。

【0053】

以上詳細に説明したように、本実施形態では、治具の製造方法１５０が３次元造形物製造装置１０で実行されることによって、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの反りを矯正する際に使用される治具４００の製造方法を、３次元積層造形技術を変更することなく利用して提供することが可能である。

【0054】

ちなみに、本実施形態において、加熱プレス部１３０は、「矯正装置」の一例である。３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂは、「第一３次元造形物」の一例である。凹凸反転造形物４０４は、「第二３次元造形物」の一例である。樹脂層４０６の紫外線硬化樹脂は、「樹脂材」の一例である。第２データＤ２は、「３Ｄデータ」の一例である。高さＬ３は、「第１基板と第２基板とをプレスする際に、第一３次元造形物の凹凸形状の表面の…天面から第２基板までの距離」の一例である。下方向Ｚ１又は上方向Ｚ２は、「近接方向」の一例である。

【0055】

尚、本開示は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、データ作成工程Ｓ１２では、感温性粘着シート３０４の薄さに鑑みて、感温性粘着シート３０４が存在しないものとして、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂのソリッドモデルが作成されてもよい。

【0056】

また、第１基板３００の上に積層造形された３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂに治具４００が重ねられる際において、図５とは異なり、第１基板３００の上面に治具４００の凹凸反転造形物４０４が接しない場合でも、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂの反り矯正は可能である。そのような場合、データ作成工程Ｓ１２では、凹凸反転造形物４０４のソリッドモデルにおいて、第１基板３００の上面に接触している領域から上方に存在する部分が除去される。

【0057】

また、加熱プレス部１３０は、プレス機能を有するものであってもよい。そのような場合、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂは、その第１基板３００と治具４００の第２基板４０２を介したプレスが行われることなく、治具４００が重ねられた態で、加熱プレス部１３０内にセットされる。つまり、３次元造形物３０２Ａ，３０２Ｂは、加熱プレス部１３０内において、加熱プレス部１３０のプレス機能により、第１基板３００と第２基板４０２を介してプレスされる。

【符号の説明】

【0058】

１０：３次元造形物製造装置、１３０：加熱プレス部、１４０：３次元造形物の製造方法、１５０：治具の製造方法、３００：第１基板、３０２Ａ：３次元造形物、３０２Ｂ：３次元造形物、３０４：感温性粘着シート、３１４：凹凸形状の表面、３１６：天面、４００：治具、４０２：第２基板、４０４：凹凸反転造形物、４０６：樹脂層、４０８：凹凸形状の表面、Ｄ２：第２データ、Ｌ３：凹凸反転造形物の凹凸形状の表面の高さ、Ｓ１０：造形工程、Ｓ１２：データ作成工程、Ｓ１４：製造工程、Ｓ１６：加熱プレス工程、Ｚ１：下方向、Ｚ２：上方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】