真空3Dプリンタおよびガス充填3Dプリンタ

2024年3月16日、夜の買い物に行く途中閃いた。
真空成型3Dプリンタだ！と。
3Dプリンタは、フィラメントを溶かして固める熱溶解積層方式(FDM）、紫外線硬化樹脂に紫外線を当てて固める光造形方式、粉末をレーザーで焼き固める粉末造形方式がある。

この成型機内を真空にして中空構造のもの、例えばボールを作ると、中が真空のものが出来る。

粉末造形は中空部分に粉が残るから使えない。
光造形は紫外線硬化しながら液面を下げていく方式なら液が抜けて実現可能かもしれない。

そうすると真空成型、ガス充填成型はFDMが適していることになる。FDMの密着レベルが十分なガスバリア性を持っていれば、真空をキープ出来る。

真空ではなく、例えば水素ガス、ヘリウムガス充填なら空中に浮かぶ模型も作れる。

密閉した3Dプリンタに真空引き装置およびガス充填装置を取り付けて、真空引きしたのちに任意のガスを充填して成型する装置で特許取れないかと思ったけど、特許取れたとしても自分で作って商売する意欲が湧かないので、妄想にとどめておくことにした。

なお、粉末造形であっても、粉抜き用の穴を2箇所開けておいて、高圧空気で吹き出して、その後に真空環境で溶接するなどすれば真空中空成型出来る。この場合装置は別になるけど、作りたいものは作れるかも。
そして、粉末造形は金属も使えるので、どちらかというと熱伝導率を上げる複雑形状が向いてそうだけど、魔法瓶的な使い方もありだと思うけど、どうだろうか。

Claude3 Opusによる請求書。

【請求項1】
3Dプリンタの密閉可能な成形室と、
前記成形室を真空引きするための真空引き装置と、
前記成形室に任意のガスを充填するためのガス充填装置と、
を備えることを特徴とする3Dプリンタ。
【請求項2】
請求項1に記載の3Dプリンタにおいて、
前記成形室内で成形物を造形するための造形手段をさらに備えることを特徴とする3Dプリンタ。