CN110475634B - 三维造型物的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种三维造型物的制造方法，能够制造可靠性良好的三维造型物。本发明的三维造型物的制造方法是将多个层进行层叠而制造三维造型物的方法，其特征在于，该制造方法反复进行包括层形成工序和接合工序的一系列的工序，在所述层形成工序中，使用包括多个粒子的组成物形成所述层，在所述接合工序中，向所述层照射激光光束，使所述层中所包含的所述粒子彼此接合，在将所述粒子的平均粒径设为D50[μm]且将在所述层形成工序中所形成的所述层的厚度设为DS[μm]时，满足DS/D50<5.0的关系，通过所述接合工序使所述粒子彼此接合而成的状态的所述层的表面的算术平均高度Sa为15μm以下。

Description

三维造型物的制造方法
技术领域
本发明涉及三维造型物的制造方法。
背景技术
一直以来，使用包括多个粒子的组成物来进行三维造型物的制造。近年来，尤其是下述的层叠法(三维造型法)受到关注，将三维物体的模型数据分割成多个二维截面层数据(切片数据)，然后依次进行与各二维截面层数据对应的截面部件(层)的造型，并且依次将截面部件进行层叠，由此形成三维造型物。
层叠法只要具有想要造型的三维造型物的模型数据就能够马上形成，不需要在造型之前形成模具等，因此，能够迅速且以低价形成三维造型物。并且，由于是通过一层一层地层叠较薄的板状的截面部件而形成，因此，例如即使是具有内部构造的复杂的物体，也能够在不切分成多个部件的情况下形成为一体的造型物。
作为三维造型物的制造方法，已存在用刮板使粉末形成为层，并向该层照射激光光束使粒子彼此接合的方法，或使用包含粒子和使粒子分散的溶剂的组成物来形成层，然后向该层照射激光光束使粒子彼此接合的方法(例如，参照专利文献1)。
在这种方法中存在下述问题，在照射激光光束时，由于粒子和其熔融物飞散、或在三维造型物的内部形成空隙(空孔、空心洞)，使最终得到的三维造型物的尺寸精度降低，或使三维造型物的强度降低等，从而导致三维造型物的可靠性降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-184623号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种三维造型物的制造方法，通过该制造方法能够制造可靠性良好的三维造型物。
可以通过下述的本发明来达成这种目的。
本发明的三维造型物的制造方法是将多个层进行层叠而制造三维造型物的方法，其特征在于，
反复进行包括层形成工序和接合工序的一系列的工序，在所述层形成工序中，使用包括多个粒子的组成物来形成所述层，在所述接合工序中，向所述层照射激光光束，使所述层中所包含的所述粒子彼此接合，
在将所述粒子的平均粒径设为D50[μm]且将在所述层形成工序中所形成的所述层的厚度设为DS[μm]时，满足DS/D50<5.0的关系，
通过所述接合工序使所述粒子彼此接合而成的状态的所述层的表面的算术平均高度Sa为15μm以下。
由此，能够提供一种三维造型物的制造方法，该制造方法能够制造可靠性良好的三维造型物。
在本发明的三维造型物的制造方法中，优选的是，通过所述接合工序使所述粒子彼此接合而成的状态的所述层的表面的最大高度Sz为250μm以下。
由此，能够进一步提高三维造型物的尺寸精度。
在本发明的三维造型物的制造方法中，优选的是，喷出所述组成物而形成所述层。
由此，能够按照与应制造的三维造型物的截面形状等对应的图案赋予三维造型物形成用组成物，能够良好地制造具有更微细的构造的三维造型物。并且，能够抑制三维造型物形成用组成物的浪费，还能够省略或者简化在三维造型物的制造中未被利用的三维造型物形成用组成物等的回收。
在本发明的三维造型物的制造方法中，优选的是，通过平坦化单元使所述组成物平坦化，从而形成所述层。
由此，能够减少用于形成设有接合部的层的扫描处理的次数，能够进一步提高三维造型物的生产性。并且，即使是在使用了一种组成物(三维造型物制造用组成物)的情况下，也能够良好地制造复杂形状的三维造型物。并且，通过使用一种三维造型物制造用组成物，能够容易地回收在接合部的形成中未被利用的三维造型物制造用组成物(粒子)，以备再次利用。
在本发明的三维造型物的制造方法中，优选的是，在所述层形成工序中所形成的所述层的厚度DS为5μm以上且300μm以下。
由此，能够提高三维造型物的生产性，并进一步提高三维造型物的可靠性(特别是尺寸精度、强度等)。
在本发明的三维造型物的制造方法中，优选的是，所述粒子的平均粒径D50为0.1μm以上且小于50μm。
由此，能够进一步提高三维造型物的生产性，并进一步提高三维造型物的可靠性。
附图说明
图1是示意地表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的工序(第一图案形成工序(层形成工序))的纵剖视图。
图2是示意地表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的工序(第二图案形成工序(层形成工序))的纵剖视图。
图3是示意地表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的工序(接合工序(第一接合工序))的纵剖视图。
图4是示意地表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的工序(接合工序(第二接合工序))的纵剖视图。
图5是示意地表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的工序(第一图案形成工序(层形成工序))的纵剖视图。
图6是示意地表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的工序(第二图案形成工序(层形成工序))的纵剖视图。
图7是示意地表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的工序(接合工序(第一接合工序))的纵剖视图。
图8是示意地表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的工序(接合工序(第二接合工序))的纵剖视图。
图9是示意地表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的工序的纵剖视图。
图10是示意地表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的工序(支承部去除工序)的纵剖视图。
图11是表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的流程图。
图12是示意地表示本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法的工序(层形成工序)的纵剖视图。
图13是示意地表示本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法的工序(层形成工序)的纵剖视图。
图14是示意地表示本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法的工序(接合工序)的纵剖视图。
图15是示意地表示本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法的工序(层形成工序)的纵剖视图。
图16是示意地表示本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法的工序(层形成工序)的纵剖视图。
图17是示意地表示本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法的工序(接合工序)的纵剖视图。
图18是示意地表示本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法的工序的纵剖视图。
图19是示意地表示本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法的工序(不需要部分去除工序)的纵剖视图。
图20是表示本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法的流程图。
图21是示意地表示三维造型物制造装置的第一实施方式的侧视图。
图22是示意地表示三维造型物制造装置的第二实施方式的侧视图。
具体实施方式
下面，参照附图对优选的实施方式进行详细的说明。
《三维造型物的制造方法》
首先，对本发明的三维造型物的制造方法进行说明。
<第一实施方式>
图1～图10是示意地表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的工序的纵剖视图。图11是表示本发明的第一实施方式的三维造型物的制造方法的流程图。
本实施方式的三维造型物10的制造方法是将多个层1进行层叠而制造三维造型物10的方法，反复进行包括层形成工序(参照图1、图2、图5、图6)和接合工序(参照图3、图4、图7、图8)的一系列的工序(参照图9)，在层形成工序中，使用包括多个粒子21的三维造型物制造用组成物(组成物)2’来形成层1，在接合工序中，向层1照射激光光束L，使层1中所包含的粒子21彼此接合。
并且，在将粒子21的平均粒径设为D50[μm]、且将在层形成工序中所形成的层1的厚度设为DS[μm]时，满足DS/D50<5.0的关系，通过接合工序使粒子21彼此接合而成的状态的层1的表面的算术平均高度Sa(ISO25178)为15μm以下。
由此，能够提供一种三维造型物10的制造方法，该制造方法能够有效地防止由于粒子21和其熔融物(下面，也简称为“粒子21等”)飞散、或在三维造型物10的内部形成空隙(空孔、空心洞)而导致的三维造型物10的尺寸精度降低，且三维造型物10的强度降低等，并且能够制造可靠性良好的三维造型物10。
更具体地，以往存在下述问题，在向包含多个粒子的层照射激光光束时，根据其能量，存在该粒子从层的最初的位置被弹出，或该粒子的熔融物的集液槽(熔融池)产生波纹，随着激光光束的扫描等该熔融物被弹出的情况，由此，在激光光束照射后，在层的表面产生非意图的凹凸，且最终得到的三维造型物的尺寸精度降低。并且，由于被弹出的粒子等附着于层的其他部位等，因此在三维造型物的内部形成空隙(空孔、空心洞)，存在三维造型物的强度降低的问题。基于如上所述的情况，三维造型物的可靠性较低。与此相对，在本发明中具有以下特征，通过使粒子的平均粒径D50和在层形成工序中所形成的层的厚度DS满足预定的关系(DS/D50<5.0)，并且使通过接合工序而形成的层(通过接合工序使粒子彼此接合而成的状态的层)的表面的算术平均高度Sa为预定值以下(15μm以下)，能够防止产生上述的问题。另外，有关上述的通过接合工序而形成的层的表面的算术平均高度Sa的条件，只要至少在与应制造的三维造型物的实体部对应的区域中满足即可。例如，如本实施方式，在形成支承部5的情况下，虽然在与支承部5对应的区域中可以不满足有关上述的算术平均高度Sa的条件，但优选的是，在与实体部4对应的区域和与支承部5对应的区域中均满足有关上述的算术平均高度Sa的条件。由此，如前面所述的效果发挥得更显著。
在本发明中，所谓平均粒径是指体积基准的平均粒径，例如可通过以下方式求出，利用库尔特计数法粒度分布测量仪(COULTER ELECTRONICS INS制TA-II型)，使用50μm的孔测量将试样添加在甲醇中并通过超声波分散器使其分散了3分钟的分散液。
与此相对，在不满足前述的条件的情况下，不能得到如上所述的良好效果。
例如，在层的厚度DS相对于粒子的平均粒径D50的比例(DS/D50)过大时，容易产生下述问题，即，在照射激光光束时，粒子等飞散、或在三维造型物的内部产生空隙(空孔、空心洞)。特别是在DS是较大的值、从而使DS/D50的值较大的情况下，在厚度方向(高度方向)上，难以制造层的厚度更精细的三维造型物，其结果是，三维造型物的尺寸精度降低。并且，在D50是较小的值、从而使DS/D50的值较大的情况下，产生下述问题的情况更为显著，如上所述在照射激光光束时，粒子等飞散、或在三维造型物的内部产生空隙(空孔、空心洞)。并且，在三维造型物制造用组成物的流动性降低、且三维造型物制造用组成物的操作容易度降低的同时，三维造型物的生产性降低。并且，在D50的值特别小的情况下，容易产生三维造型物制造用组成物中的粒子凝聚的情况，在激光光束照射前的阶段，容易产生下述问题，即在层的表面产生非意图的凹凸。其结果是，再加上照射激光光束时粒子等飞散等的影响，三维造型物的尺寸精度特别低。
并且，在通过接合工序使粒子彼此接合而成的状态的层的表面的算术平均高度Sa过大时，存在于层的表面的凹凸对形成在该层的上表面的层的形状产生较大的影响，从而最终得到的三维造型物的尺寸精度降低。
如前面所述，在将粒子21的平均粒径设为D50[μm]、且将在层形成工序中所形成的层1的厚度设为DS[μm]时，只要满足DS/D50<5.0的关系即可，优选满足1.0<DS/D50<4.0的关系，更优选满足1.2<DS/D50<3.5的关系，特别优选满足1.4<DS/D50<3.0的关系。由此，如前面所述的效果发挥得更显著。
并且，通过接合工序使粒子21彼此接合而成的状态的层1的表面的算术平均高度Sa只要是15μm以下即可，优选11μm以下，更优选8.0μm以下，特别优选超过0μm且在5.0μm以下。由此，如前面所述的效果发挥得更显著。
作为决定被实施了接合工序的层1的表面状态(算术平均高度Sa等)的因素，可以举出各种因素，可以举出三维造型物制造用组成物2’的构成(更具体地，例如粒子21的构成材料、粒径、粒度分布等)、在层形成工序中所形成的层1的厚度、以及激光光束L的照射条件(例如激光光束L的种类、激光光束L的光束直径、扫描速度、激光输出等)。
并且，在本实施方式中，作为三维造型物制造用组成物2’，使用除粒子21外还包括作为使粒子21分散的分散介质而发挥作用的溶剂的组成物，而且在包括层形成工序及接合工序的一系列的工序中，在层形成工序及接合工序之间具有溶剂去除工序。由此，能够使三维造型物制造用组成物2’的流动性变得良好，提高三维造型物制造用组成物2’的操作容易度、以及形成层1的容易性。并且，能够使所形成的层1的平坦性变得更加良好。
另外，在本说明书中，所谓溶剂是能够使粒子分散的液体(分散介质)，是指挥发性的液体。
下面，对各工序进行详细说明。
[层形成工序]
在本实施方式中，喷出三维造型物制造用组成物2’，从而形成层1。换言之，在本实施方式中，通过喷出法来形成层1。
由此，能够按照与应制造的三维造型物10的截面形状等对应的图案赋予三维造型物制造用组成物2’，能够良好地制造具有更微细的构造的三维造型物10。并且，能够按照应制造的三维造型物10的截面积良好地调整各层1中的三维造型物制造用组成物2’的赋予量，能够抑制三维造型物制造用组成物2’的使用量。其结果是，能够抑制三维造型物制造用组成物2’的浪费，还能够省略或者简化在三维造型物10的制造中未被利用的三维造型物制造用组成物2’等的回收。在应制造的三维造型物10的截面积与载物台M41的面积相比特别小的情况下(例如，在应制造的三维造型物10的截面积是载物台M41的面积的十分之一以下的情况下等)，这种效果发挥得更显著。
另外，在本说明书中，所谓喷出法是指按照预定的图案喷出组成物(三维造型物制造用组成物)，从而形成与层对应的图案的方法，区别于通过刮板、辊子等使所供给的组成物更平坦化而形成层的方法(后述的第二实施方式的方法)等。
并且，在本实施方式的制造方法中，作为三维造型物制造用组成物2’，使用在形成三维造型物10的实体部4时所使用的实体部形成用组成物2B’(包含粒子(分散介质)21B)的组成物)、以及在形成支承应成为实体部4的部位的支承部(支持部、支承部件)5时所使用的支承部形成用组成物2A’(包含粒子(分散介质)21A)的组成物)而进行层形成工序。并且，包括喷出支承部形成用组成物(组成物)2A’形成第一图案(支承部用图案)2A的第一图案形成工序(支承部用图案形成工序)、以及喷出实体部形成用组成物(组成物)2B’形成第二图案(实体部用图案)2B的第二图案形成工序(实体部用图案形成工序)。
这样，通过不仅形成与三维造型物10的实体部4对应的部位，而且还形成支承部5，能够更有效地防止与实体部4对应的部位的非意图的变形，并且能够进一步提高三维造型物10的尺寸精度。另外，即使为更复杂形状的三维造型物10，也能够良好地进行制造。
并且，作为三维造型物制造用组成物2’的实体部形成用组成物2B’、以及支承部形成用组成物2A’中的至少一方，在与通过层形成工序而形成的层1之间满足前述的条件(DS/D50<5.0的关系)。
由此，能够进一步提高三维造型物10的可靠性。
虽然只要作为三维造型物制造用组成物2’的实体部形成用组成物2B’、以及支承部形成用组成物2A’中的至少一方满足前述的条件即可，但在下面的说明中，以实体部形成用组成物2B’及支承部形成用组成物2A’双方均满足前述的条件的情况为中心进行说明。
《第一图案形成工序》
在第一图案形成工序中，例如将支承部形成用组成物2A’喷出至载物台M41的平面M410上，从而形成第一图案2A。
这样，通过喷出支承部形成用组成物2A’来形成第一图案2A，还能够良好地形成具有微细的形状、复杂的形状的图案。
支承部形成用组成物2A’的喷出方法不受特定限制，例如能够使用喷墨装置等进行，但优选通过分配器喷出。
这样，由于使用分配器进行支承部形成用组成物2A’的喷出，因此，即使是高粘度的支承部形成用组成物2A’，也能够良好地供给(喷出)，从而能够更有效地防止支承部形成用组成物2A’接触到目标部位后该支承部形成用组成物2A’凹陷等。其结果是，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。并且，通过使用高粘度的支承部形成用组成物2A’，能够容易地形成厚度比较厚的层1，且能够进一步提高三维造型物10的生产性。
支承部形成用组成物2A’例如可以呈膏状。
本工序中的支承部形成用组成物2A’的粘度优选100mPa·s以上且1000000mPa·s以下，更优选500mPa·s以上且100000mPa·s以下，特别优选1000mPa·s以上且20000mPa·s以下。
由此，例如能够进一步提高支承部形成用组成物2A’的喷出稳定性，并且适合于形成具有适当厚度的层1，能够进一步提高三维造型物10的生产性。另外，能够更有效地防止接触到被粘物的支承部形成用组成物2A’过度地润湿扩散，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
另外，在本说明书中，只要没有特别指定条件，所谓粘度是指在剪断速度：10[s-1]的条件下使用流变仪测量的值。
在本工序中，可以将支承部形成用组成物2A’呈连续体状喷出，也可以作为多个液滴而喷出，优选作为多个液滴而喷出。
由此，例如还能够更良好地应对具有微细构造的三维造型物10的制造，能够进一步提高三维造型物10的尺寸精度。
在本工序中，在将支承部形成用组成物2A’作为多个液滴而喷出的情况下，所喷出的液滴的每一滴的体积优选1pL以上且100000pL(100nL)以下，更优选10pL以上且50000pL(50nL)以下。
由此，例如还能够更良好地应对具有微细构造的三维造型物10的制造，能够进一步提高三维造型物10的尺寸精度，并且能够进一步提高三维造型物10的生产性。
在三维造型物10的制造中，也可以使用多种组成物作为支承部形成用组成物2A’。
另外，关于支承部形成用组成物2A’在后面进行详细说明。
《第二图案形成工序》
在第二图案形成工序中，喷出实体部形成用组成物2B’，从而形成第二图案2B。
这样，通过喷出实体部形成用组成物2B’来形成第二图案2B，还能够良好地形成具有微细的形状、复杂的形状的图案。
特别是在本实施方式中，在由第一图案2A包围的区域中喷出实体部形成用组成物2B’，使第二图案2B的周围整体与第一图案2A接触。
由此，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
实体部形成用组成物2B’的喷出方法不受特定限制，例如能够使用喷墨装置等进行，但优选通过分配器进行喷出。
这样，由于使用分配器进行实体部形成用组成物2B’的喷出，因此，即使是高粘度的实体部形成用组成物2B’，也能够良好地供给(喷出)，从而能够更有效地防止实体部形成用组成物2B’接触到目标部位后该实体部形成用组成物2B’凹陷等。其结果是，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。并且，通过使用高粘度的实体部形成用组成物2B’，能够容易地形成厚度比较厚的层1，且能够进一步提高三维造型物10的生产性。
实体部形成用组成物2B’例如可以呈膏状。
本工序中的实体部形成用组成物2B’的粘度优选100mPa·s以上且1000000mPa·s以下，更优选500mPa·s以上且100000mPa·s以下，特别优选1000mPa·s以上且20000mPa·s以下。
由此，例如能够进一步提高实体部形成用组成物2B’的喷出稳定性，并且适合于形成具有适当厚度的层1，能够进一步提高三维造型物10的生产性。另外，能够更有效地防止接触到被粘物的实体部形成用组成物2B’过度地润湿扩散，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
在本工序中，可以将实体部形成用组成物2B’呈连续体状喷出，也可以作为多个液滴而喷出，优选作为多个液滴而喷出。
由此，例如还能够更良好地应对具有微细构造的三维造型物10的制造，能够进一步提高三维造型物10的尺寸精度。
在本工序中，在将实体部形成用组成物2B’作为多个液滴而喷出的情况下，所喷出的液滴的每一滴的体积优选1pL以上且100000pL(100nL)以下，更优选10pL以上且50000pL(50nL)以下。
由此，例如还能够更良好地应对具有微细构造的三维造型物10的制造，能够进一步提高三维造型物10的尺寸精度，并且能够进一步提高三维造型物10的生产性。
在三维造型物10的制造中，也可以使用多种组成物作为实体部形成用组成物2B’。
由此，例如能够根据对三维造型物10的各部位所要求的特性来组合材料，能够进一步提高作为三维造型物10整体的特性(包括外观、功能性(例如弹性、韧性、耐热性、耐腐蚀性等)等)。
另外，关于实体部形成用组成物2B’在后面进行详细说明。
通过进行如上所述的第一图案形成工序和第二图案形成工序，形成具有第一图案2A和第二图案2B的层1。换言之，层形成工序包括第一图案形成工序及第二图案形成工序。
在层形成工序中所形成的层1的厚度DS不受特定限制，但优选5μm以上且300μm以下，更优选10μm以上且200μm以下，特别优选20μm以上且100μm以下。
由此，能够提高三维造型物10的生产性，并且进一步提高三维造型物10的可靠性(特别是尺寸精度、强度等)。
《溶剂去除工序》
在溶剂去除工序中，将层1中所包含的溶剂去除。
由此，层1的流动性降低，层1的形状的稳定性提高。并且，通过进行本工序，能够有效地防止随着在后面的接合工序中的溶剂的急剧挥发(突然沸腾)等所形成的非意图的变形。基于如上所述的情况，能够更可靠地得到可靠性(例如尺寸精度、强度等)良好的三维造型物10，并且能够进一步提高三维造型物10的生产性。
作为溶剂的去除方法，例如可以举出对层1进行加热、或向层1照射红外线、将层1置于减压状态下、或供给如干燥空气等的液体成分的含有率较低的气体(例如相对湿度30％以下的气体等)等。并且，还可以将从这些处理中选择的两种以上的处理进行组合。
另外，本工序例如也可以通过与前述的层形成工序同时进行的方式进行。更具体地，例如也可以是，在喷出三维造型物制造用组成物2’并完成预定的图案(层1)之前，进行从所喷出的三维造型物制造用组成物2’中去除溶剂的处理。另外，也可以是，对在第一图案形成工序中完成的第一图案2A进行溶剂去除工序(第一溶剂去除工序)，然后对在第二图案形成工序中完成的第二图案2B进行溶剂去除工序(第二溶剂去除工序)。
并且，在本工序中，不需要将层1中所包含的溶剂完全去除。
本工序后的层1中的溶剂的含有率优选0.1质量％以上且25质量％以下，更优选0.5质量％以上且20质量％以下。
由此，能够有效地防止随着在后面的工序中的溶剂的急剧挥发(突然沸腾)等所形成的非意图的变形，能够更有效地防止在三维造型物10的内部形成空隙(空孔、空心洞)，能够更可靠地得到可靠性(例如尺寸精度、强度等)良好的三维造型物10，并且能够进一步提高三维造型物10的生产性。
《接合工序》
在接合工序中，向层1照射(扫描)激光光束L(参照图3、图4、图7、图8)。
由此，使三维造型物制造用组成物2’中所包含的粒子21彼此接合，从而形成接合部3。通过这样形成接合部3，能够防止之后的粒子21的非意图的移动，并提高三维造型物10的尺寸精度、强度。并且，这样形成的接合部3通常为粒子21彼此以足够的接合强度接合。并且，在本工序中，当在比被照射激光光束L的层1靠下侧具有形成有接合部3的层1的情况下，通常使该下侧的层1的接合部3和新形成的接合部3接合。由此，能够提高最终得到的三维造型物10的机械强度。
并且，通过使用激光光束L，能够在所期望的部位以较高的选择性赋予能量，因此，对提高三维造型物10的尺寸精度比较有利，并且也对提高三维造型物10的生产性比较有利。另外，能够提高能量效率，在节省能量方面也是有利的。
并且，在本工序中，通过激光光束L的照射进行粒子21的接合，并且能够去除粒子21以外的不需要的成分。例如，能够去除粘合剂、溶剂等，能够有效地防止这些成分残留在所形成的接合部3中。
特别是在本实施方式中，以使通过本工序(接合工序)使粒子21彼此接合而成的状态的层1的表面的算术平均高度Sa成为15μm以下的方式进行接合工序，因此，能够使形成有接合部3的层1的表面的平坦性成为良好的平坦性。并且，通过使用在与通过层形成工序而形成的层1之间满足前述的条件(DS/D50<5.0的关系)的三维造型物制造用组成物2’，能够有效地防止因照射的激光光束L的能量而引起的粒子21等的非意图的飞散。由此，能够得到可靠性(尺寸精度、强度等)良好的三维造型物10。
接合的方式根据粒子21的构成材料等而不同，例如可以举出熔覆、烧结、熔融固化等。
并且，在本实施方式的制造方法中，接合工序包括：第一接合工序，对使用支承部形成用组成物2A’而形成的第一图案2A照射激光光束L，使粒子21A彼此接合，从而形成接合部(第一接合部)3A；以及第二接合工序，对使用实体部形成用组成物2B’而形成的第二图案2B照射激光光束L，使粒子21B彼此接合，从而形成接合部(第二接合部)3B。换言之，在本实施方式中，在三维造型物10的成为实体部4的部位形成接合部(第二接合部)3B，并且在三维造型物10的制造过程中形成作为支承部5而发挥作用的接合部(第一接合部)3A。这样，通过不仅对三维造型物10的成为实体部4的第二图案2B进行接合处理，而且还对第一图案2A进行接合处理，能够进一步提高支承成为实体部4的部位的支承部5的形状的稳定性，能够更有效地防止在三维造型物10的制造过程中发生非意图的变形，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
作为可以在本工序中使用的激光器，例如可以举出红宝石激光器、YAG激光器、Nd：YAG激光器、钛蓝宝石激光器、半导体激光器等固体激光器；染料激光器等液体激光器；中性原子激光器(氦氖激光器等)、离子激光器(氩离子激光器等)、分子激光器(二氧化碳气体激光器、氮气体激光器等)、准分子激光器、金属蒸气激光器(氦镉激光器等)等气体激光器；自由电子激光器；氧-碘化学激光器、氟化氢激光器等化学激光器；光纤激光器等。
具有接合部3的层1的厚度不受特定限制，优选5μm以上且300μm以下，更优选10μm以上且200μm以下，特别优选20μm以上且100μm以下。
由此，能够提高三维造型物10的生产性，且进一步提高三维造型物10的可靠性(尺寸精度、强度等)。
另外，例如也可以在层1的各部位以使得激光光束L的照射条件(激光光束L的种类、照射强度等)为不同的方式来进行调整。
更具体地，例如也可以是，调整激光光束L的照射条件(照射能量等)，使得在接合部3A(支承部件5)中的粒子21A的接合强度小于在接合部3B(实体部4)中的粒子21B的接合强度。由此，能够更加效率良好地进行在支承部件去除工序中去除支承部件5，能够进一步提高三维造型物10的生产性，并且能够更有效地防止在支承部件去除工序中产生三维造型物10的缺陷，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的可靠性(尺寸精度等)。
如前面所述，通过接合工序使粒子21彼此接合而成的状态的层1的表面(接合工序后的层1的表面)只要满足有关前面所述的算术平均高度Sa(ISO 25178)的条件即可，但优选还满足以下的条件。
即，通过接合工序使粒子21彼此接合而成的状态的层1的表面的最大高度Sz(ISO25178)优选250μm以下，更优选200μm以下，特别优选超过0μm且150μm以下。
由此，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
并且，通过接合工序使粒子21彼此接合而成的状态的层1的表面的均方根高度Sq(ISO 25178)优选30μm以下，更优选20μm以下，特别优选超过0μm且15μm以下。
由此，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
并且，通过接合工序使粒子21彼此接合而成的状态的层1的表面的偏度(Skewness)Ssk(ISO 25178)优选-1.0以上且2.0以下，更优选-0.5以上且1.5以下，特别优选-0.3以上且1.0以下。
由此，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
并且，通过接合工序使粒子21彼此接合而成的状态的层1的表面的峰度(Kurtosis)Sku(ISO 25178)优选15以下，更优选10以下，特别优选超过0且7.0以下。
由此，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
并且，通过接合工序使粒子21彼此接合而成的状态的层1的表面的最大峰高度Sp(ISO 25178)优选200μm以下，更优选150μm以下，特别优选超过0μm且70μm以下。
由此，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
并且，通过接合工序使粒子21彼此接合而成的状态的层1的表面的最大谷深度Sv(ISO 25178)优选150μm以下，更优选100μm以下，特别优选超过0μm且50μm以下。
由此，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
优选在与应制造的三维造型物的实体部4对应的区域中满足有关如上所述的接合工序后的层1的表面的条件(最大高度Sz、偏度Ssk、峰度Sku、最大峰高度Sp、最大谷深度Sv)，更优选在与实体部4对应的区域以及与支承部5对应的区域双方中满足该条件。由此，如前面所述的效果发挥得更显著。
《支承部去除工序》
在本实施方式中，在反复进行了包括层形成工序(第一图案形成工序及第二图案形成工序)、溶剂去除工序及接合工序的一系列的工序后(参照图9)，作为后处理工序，将支承部件5去除(参照图10)。由此，取出三维造型物10。
作为本工序的具体方法，例如可以举出使支承部件5的至少一部分溶解的方法、将支承部件5割开等进行破坏的方法等。
将如前面所述的三维造型物10的制造方法汇总成流程图，如图11所示。
在三维造型物10的制造中，反复进行预定次数的包括层形成工序(第一图案形成工序及第二图案形成工序)、溶剂去除工序及接合工序的一系列的工序，得到将多个层1进行层叠而成的层叠体。
即，判定是否应该在已经形成的层1上形成新的层1，在具有应该形成的层1时形成新的层1，在不具有应该形成的层1时，对该层叠体进行支承部去除工序作为后处理，从而得到作为目标的三维造型物10。
另外，在图示的结构中，为了容易理解，说明了依次进行前述的各工序的情况，但也可以在造型区域(载物台上的空间)的各部位以同时进行的方式实施不同的工序。
并且，在图示的结构中，说明了通过进行一次上述的一系列的工序来形成一个层1的情况，但也可以反复进行上述的一系列的工序来形成一个层。例如，也可以是，通过在有关支承部形成用组成物2A’的层形成工序(第一图案形成工序)至接合工序之后，进行有关实体部形成用组成物2B’的层形成工序(第二图案形成工序)至接合工序，由此形成一个层。
根据如前面所述的制造方法，能够有效地防止在三维造型物10的制造过程中，粒子21等飞散、以及在三维造型物10的内部形成空隙(空孔、空心洞)，且能够效率良好地制造可靠性(尺寸精度、强度等)良好的三维造型物10。
《三维造型物制造用组成物》
下面，对在前述的实施方式的制造方法中所使用的三维造型物制造用组成物进行说明。
当在三维造型物10的制造中使用多种三维造型物制造用组成物2’的情况下，只要至少一种三维造型物制造用组成物2’在与通过层形成工序而形成的层1之间满足前述的条件(DS/D50<5.0的关系)即可。特别优选至少实体部形成用组成物2B’在与通过层形成工序而形成的层1之间满足前述的条件(DS/D50<5.0的关系)，更优选实体部形成用组成物2B’及支承部形成用组成物2A’在与通过层形成工序而形成的层1之间满足前述的条件(DS/D50<5.0的关系)。
由此，能够制造可靠性(尺寸精度、强度等)良好的三维造型物10。
在本实施方式中，使用实体部形成用组成物2B’和支承部形成用组成物2A’作为三维造型物制造用组成物。
《实体部形成用组成物》
首先，对作为在三维造型物10的制造中所使用的三维造型物制造用组成物的实体部形成用组成物2B’进行说明。
实体部形成用组成物2B’只要能够用于实体部4的形成(第二图案2B的形成)即可，其构成成分等不受特定限制，但优选包括多个粒子21B(主要材料粒子)，而且在与通过层形成工序而形成的层1之间满足前述的条件(DS/D50<5.0的关系)。
在下面的说明中，代表性地说明实体部形成用组成物2B’包括多个粒子21B，而且在与通过层形成工序而形成的层1之间满足前述的条件(DS/D50<5.0的关系)的情况。
(粒子)
实体部形成用组成物2B’通过包括多个粒子21B，能够扩大三维造型物10的构成材料的选择的范围，能够良好地获得具有所期望的物性、质感等的三维造型物10。例如，在使用溶解于溶媒中的材料来制造三维造型物的情况下，对可以使用的材料具有限制，但通过使用包括粒子21B的实体部形成用组成物2B’，能够消除这种限制。
作为实体部形成用组成物2B’中所包含的粒子21B的构成材料，例如可以举出金属材料、金属化合物(陶瓷等)、树脂材料、颜料等。
优选的是，实体部形成用组成物2B’包括由含有金属材料的材料构成的金属粒子。
由此，例如能够进一步提高三维造型物10的质感(高级感、重量感)、机械强度、韧性、耐久性等。并且，由于有效地进行赋予使粒子21B接合用的能量时的热传导，因此，能够提高三维造型物10的生产性，且更有效地防止在各部位产生非意图的温度偏差，能够进一步提高三维造型物10的可靠性。
作为构成粒子21B的金属材料，例如可以举出镁、铁、铜、钴、钛、铬、镍、铝或含有其中至少一种金属的合金(例如马氏体钢、不锈钢、钴铬钼、钛合金、镍基合金、铝合金等)等。
作为构成粒子21B的金属化合物，例如可以举出二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化锡、氧化镁、钛酸钾等各种金属氧化物；氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙等各种金属氢氧化物；氮化硅、氮化钛、氮化铝等各种金属氮化物；碳化硅、碳化钛等各种金属碳化物；硫化锌等各种金属硫化物；碳酸钙、碳酸镁等各种金属的碳酸盐；硫酸钙、硫酸镁等各种金属的硫酸盐；硅酸钙、硅酸镁等各种金属的硅酸盐；磷酸钙等各种金属的磷酸盐；硼酸铝、硼酸镁等各种金属的硼酸盐；或这些物质的复合化合物等。
作为构成粒子21B的树脂材料，例如可以举出聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯乙烯、间规聚苯乙烯、聚缩醛、改性苯醚、聚醚醚酮、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、聚芳醚腈、聚酰胺(尼龙等)、聚芳酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、液晶聚合物、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、氟树脂等。
粒子21B的形状不受特定限制，可以是球状、纺锤形状、针状、筒状、鳞片状等任何形状，并且也可以是不规则的，但是优选球状。
粒子21B的平均粒径不受特定限制，优选0.1μm以上且小于50μm，更优选0.2μm以上且20μm以下，特别优选0.3μm以上且10μm以下。
由此，如前面所述的效果发挥得更显著，能够进一步提高三维造型物10的生产性，且进一步提高所制造的三维造型物10的可靠性(尺寸精度、强度等)。
与此相对，在粒子21B的平均粒径小于所述下限值时，实体部形成用组成物2B’的流动性降低，实体部形成用组成物2B’的操作容易度降低，并且三维造型物10的生产性降低。另外，容易产生在照射激光光束L时粒子等飞散的情况、三维造型物10的尺寸精度容易降低，或在三维造型物10的内部容易产生空隙(空孔、空心洞)。并且，在粒子21B的平均粒径特别小时，容易产生实体部形成用组成物2B’中的粒子21B凝聚的情况，在激光光束L照射前的阶段，在层1的表面容易产生非意图的凹凸。其结果是，再加上照射激光光束L时粒子等飞散的影响，三维造型物10的尺寸精度特别容易降低。
并且，在粒子21B的平均粒径为所述上限值以上时，由于因粒子21B自身的尺寸而在层1的表面容易产生凹凸等的影响，三维造型物10的尺寸精度容易降低。并且，难以使粒子21B充分熔融，在三维造型物10的内部容易产生空隙(空孔、空心洞)。
特别是在实体部形成用组成物2B’包括由SUS316构成的金属粒子作为粒子21B的情况下，粒子21B的体积基准的平均粒径优选0.1μm以上且10μm以下，更优选0.2μm以上且7.0μm以下，特别优选0.3μm以上且4.0μm以下。
由此，能够进一步提高三维造型物10的生产性，且进一步提高所制造的三维造型物10的可靠性(尺寸精度、强度等)。
粒子21B的Dmax优选0.2μm以上且80μm以下，更优选0.4μm以上且40μm以下，特别优选0.5μm以上且20μm以下。
由此，实体部形成用组成物2B’的流动性变得更加良好，能够更顺畅地进行第二图案形成工序，并且能够更良好地进行接合工序中的粒子21B的接合。其结果是，能够进一步提高三维造型物10的生产性，且进一步提高所制造的三维造型物10的强度，更有效地防止在所制造的三维造型物10中产生非意图的凹凸等，从而进一步提高三维造型物10的尺寸精度。
实体部形成用组成物2B’中的粒子21B的含有率优选30质量％以上且95质量％以下，更优选35质量％以上且92质量％以下。
由此，能够进一步提高实体部形成用组成物2B’的操作容易度，进一步减少在三维造型物10的制造过程中被去除的成分的量，在三维造型物10的生产性、生产成本、节省资源的方面等特别有利。并且，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
另外，粒子21B是由在三维造型物10的制造过程(例如接合工序等)中进行化学反应(例如氧化反应等)的材料构成的，实体部形成用组成物2B’中所包含的粒子21B的组分和最终的三维造型物10的构成材料中的组分可以不同。
并且，实体部形成用组成物2B’可以包括两种以上的粒子21B。
(溶剂)
实体部形成用组成物2B’包括溶剂(分散介质)，由此能够使粒子21B在实体部形成用组成物2B’中良好地分散，能够通过分配器等稳定地进行实体部形成用组成物2B’的喷出。
溶剂只要具有使粒子21B在实体部形成用组成物2B’中分散的功能(作为分散介质的功能)即可，则不受特定限制，例如可以举出水；乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二乙基二甘醇、二乙二醇单丁醚乙酸酯等醚类；乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等乙酸酯类；卡必醇或其酯化合物(例如卡必醇醋酸酯等)卡必醇类；溶纤剂或其酯化合物(例如乙酸溶纤剂等)溶纤剂类；苯、甲苯、二甲苯等芳烃类；甲乙酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙基正丁基酮、二异丙基酮、乙酰丙酮等酮类；乙醇、丙醇、丁醇等一元醇、或乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油等多元醇等的醇类；二甲基亚砜、二乙基亚砜等亚砜类溶剂；吡啶、甲基吡啶(α-甲基吡啶、β-甲基吡啶、γ-甲基吡啶)、2,6-二甲基吡啶等吡啶类溶剂；四烷基乙酸铵(例如四丁基乙酸铵等)离子液体等，能够将从这些物质中选择的一种或者两种以上进行组合而使用。
实体部形成用组成物2B’中的溶剂的含量优选5质量％以上且70质量％以下，更优选8质量％以上且65质量％以下。
由此，能够进一步提高实体部形成用组成物2B’的操作容易度，且进一步提高三维造型物10的生产性，并且在生产成本、节省资源的方面等也特别有利。另外，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
(粘合剂)
实体部形成用组成物2B’也可以包含粘合剂，该粘合剂发挥下述作用，在溶剂被去除的状态下使粒子21B彼此临时结合。
实体部形成用组成物2B’包含粘合剂，由此例如能够更有效地防止使用实体部形成用组成物2B’而形成的第二图案2B的非意图的变形。并且，能够更有效地防止当在接合工序中被照射激光光束L时的粒子21B和其熔融物的非意图的飞散。由此，能够更有效地防止形成有接合部3的层1的表面中发生非意图的凹凸。基于如上所述的情况，能够进一步提高三维造型物10的尺寸精度。
作为粘合剂，只要具有在供给到接合工序前的实体部形成用组成物2B’(第二图案2B)中使粒子21B临时固定的功能即可，例如能够使用热塑性树脂、固化性树脂等各种树脂材料等。
在包括固化性树脂的情况下，也可以在喷出实体部形成用组成物2B’后、且在比接合工序靠前的时间进行该固化性树脂的固化反应。
由此，能够更有效地防止使用实体部形成用组成物2B’而形成的第二图案2B的非意图的变形，能够进一步提高三维造型物10的尺寸精度。
用于进行固化性树脂的固化反应的固化处理，例如能够通过加热或紫外线等能量线的照射来进行。
作为固化性树脂，例如能够良好地使用各种热固化性树脂、光固化性树脂等。
作为粘合剂的具体例，例如可以举出丙烯类树脂、环氧树脂、硅树脂、聚乙烯醇、PLA(聚乳酸)、PA(聚酰胺)、PPS(聚苯硫醚)等。
在实体部形成用组成物2B’中可以以任何形式包含粘合剂，但优选实体部形成用组成物2B’包含液状(例如熔融状态、溶解状态等)的成分作为粘合剂。即，粘合剂优选其至少一部分是作为分散介质的构成成分而被包含在内。
由此，该粘合剂能够作为使粒子21B分散的分散介质而发挥作用，能够进一步提高实体部形成用组成物2B’的保存性。
并且，实体部形成用组成物2B’还可以包含纳米纤维素作为粘合剂。
纳米纤维素由纤维素或者纤维素的衍生物构成，是其宽度及厚度为100nm以下的纤维状物质，是指所谓包括纤维素纳米纤维或纤维素纳米晶体的概念。
通过包括这样的纳米纤维素，能够以较低的含有率将实体部形成用组成物2B’整体的粘度调整为合适的范围。其结果是，例如即使不提高实体部形成用组成物2B’中的粒子21B的含有率或纳米纤维素以外的粘合剂的含有率，也能够充分提高实体部形成用组成物2B’的粘度。因此，能够有效地防止实体部形成用组成物2B’中的粒子21B的非意图的凝聚、或实体部形成用组成物2B’中和三维造型物10中的非意图的组成的偏差等，并且能够防止层1的非意图的变形。另一方面，含有纳米纤维素的实体部形成用组成物2B’具有触变性，在如喷出时施加剪切应力的状态下，实体部形成用组成物2B’的粘度降低，能够进行稳定的喷出。并且，能够减少实体部形成用组成物2B’中所包含的粘合剂量，因此，能够更有效地防止在最终得到的三维造型物10中非意图地残留有粘合剂或其分解物。并且，基于以上的情况，能够进一步提高三维造型物10的可靠性。
由此，如前面所述的效果发挥得更显著，能够进一步提高三维造型物10的生产性，且进一步提高所制造的三维造型物10的可靠性。
另外，在实体部形成用组成物2B’中的粘合剂的含有率超过所述上限值时，在实体部形成用组成物2B’中的固体含量中所占的粒子21B的比例相对容易降低，在三维造型物10的制造过程中因激光照射时的突然沸腾而引起的体积的减小率增大，最终得到的三维造型物10的尺寸精度容易降低。并且，在最终得到的三维造型物10中，存在源自于粘合剂的不纯物(例如碳等)的含有率变高的情况。
(其他成分)
并且，实体部形成用组成物2B’也可以包含前述的成分以外的成分。作为这样的成分，例如可以举出聚合引发剂、分散剂、表面活性剂、增稠剂、絮凝抑制剂、消泡剂、增滑剂(整平剂)、染料、聚合抑制剂、聚合促进剂、渗透促进剂、润湿剂(保湿剂)、定影剂、防霉剂、防腐剂、防氧化剂、紫外线吸收剂、螯合剂、pH调节剂等。
《支承部形成用组成物》
下面，对作为在三维造型物10的制造中所使用的三维造型物制造用组成物的支承部形成用组成物2A’进行说明。
支承部形成用组成物2A’只要能用于支承部5的形成(第一图案2A的形成)即可，其构成成分等不受特定限制，但优选包括多个粒子21A(主要材料粒子)，而且在与通过层形成工序而形成的层1之间满足前述的条件(DS/D50<5.0的关系)。
在下面的说明中，代表性地说明支承部形成用组成物2A’包括多个粒子21A，而且在与通过层形成工序而形成的层1之间满足前述的条件(DS/D50<5.0的关系)的情况。
(粒子)
支承部形成用组成物2A’通过包括多个粒子21A，即使是在应该形成的支承部5(第一图案2A)具有微细形状的情况下等，也能够以较高的尺寸精度、效率良好地形成支承部5。并且，能够从构成支承部5的多个粒子21A的间隙中效率良好地去除溶剂和粘合剂(包括分解物)，能够进一步提高三维造型物10的生产性，并且能够进一步提高三维造型物10的可靠性。
作为支承部形成用组成物2A’中所包含的粒子21A的构成材料，例如可以举出与作为实体部形成用组成物2B’的粒子21B的构成材料而说明的材料相同的材料。由此，能够得到与前述的效果相同的效果。
但是，构成支承部形成用组成物2A’的粒子21A优选由比构成实体部形成用组成物2B’的粒子21B高熔点的材料构成。
粒子21A的形状不受特定限制，可以是球状、纺锤形状、针状、筒状、鳞片状等任何形状，并且也可以是不规则的，但是优选球状。
粒子21A的平均粒径不受特定限制，优选0.1μm以上且小于50μm，更优选0.2μm以上且20μm以下，特别优选0.3μm以上且10μm以下。
由此，如前面所述的效果发挥得更显著，能够进一步提高三维造型物10的生产性，且进一步提高所制造的三维造型物10的可靠性。
与此相对，在粒子21A的平均粒径小于所述下限值时，支承部形成用组成物2A’的流动性降低，支承部形成用组成物2A’的操作容易度降低，并且三维造型物10的生产性降低。另外，容易产生在照射激光光束L时粒子等飞散的情况，且三维造型物10的尺寸精度容易降低。并且，在粒子21A的平均粒径特别小时，容易产生支承部形成用组成物2A’中的粒子21A凝聚的情况，在激光光束L照射前的阶段，在层1的表面容易产生非意图的凹凸。其结果是，再加上照射激光光束L时粒子等飞散的影响，三维造型物10的尺寸精度特别容易降低。
并且，在粒子21A的平均粒径为所述上限值以上时，由于因粒子21A自身的尺寸而在层1的表面容易产生凹凸等的影响，三维造型物10的尺寸精度容易降低。
粒子21A的Dmax优选0.2μm以上且80μm以下，更优选0.4μm以上且40μm以下，特别优选0.5μm以上且20μm以下。
由此，支承部形成用组成物2A’的流动性变得更加良好，能够更顺畅地进行支承部形成用组成物2A’的供给。并且，能够从构成支承部5(第一图案2A)的多个粒子21A的间隙中效率良好地去除溶剂和粘合剂(包括分解物)，能够进一步提高三维造型物10的生产性。
支承部形成用组成物2A’中的粒子21A的含有率优选30质量％以上且95质量％以下，更优选35质量％以上且92质量％以下。
由此，能够进一步提高支承部形成用组成物2A’的操作容易度，进一步减少在三维造型物10的制造过程中被去除的成分的量，在三维造型物10的生产性、生产成本、节省资源的方面等特别有利。并且，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
另外，粒子21A是由在三维造型物10的制造过程(例如接合工序等)中进行化学反应(例如氧化反应等)的材料构成的，支承部形成用组成物2A’中所包含的粒子21A的组分和最终的三维造型物10的构成材料中的组分可以不同。
并且，支承部形成用组成物2A’可以包括两种以上的粒子21A。
(溶剂)
由于支承部形成用组成物2A’包括溶剂，由此能够使粒子在支承部形成用组成物2A’中良好地分散，能够通过分配器等稳定地进行支承部形成用组成物2A’的喷出。
作为支承部形成用组成物2A’中所包含的溶剂，例如可以举出与作为实体部形成用组成物2B’的构成材料而说明的溶剂相同的溶剂。由此，能够得到与前述的效果相同的效果。
另外，支承部形成用组成物2A’中所包含的溶剂的组分可以与实体部形成用组成物2B’中所包含的溶剂的组分相同，也可以不同。
支承部形成用组成物2A’中的溶剂的含量优选5质量％以上且70质量％以下，更优选8质量％以上且65质量％以下。
由此，能够进一步提高支承部形成用组成物2A’的操作容易度，进一步减少在三维造型物10的制造过程中被去除的成分的量，在三维造型物10的生产性、生产成本、节省资源的方面等也特别有利。并且，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。
(粘合剂)
支承部形成用组成物2A’也可以包含粘合剂，该粘合剂发挥下述作用，在溶剂被去除的状态下使粒子21A彼此临时结合。
由于支承部形成用组成物2A’包含粘合剂，因此，例如能够更有效地防止使用支承部形成用组成物2A’而形成的第一图案2A的非意图的变形。并且，能够更有效地防止当在接合工序中被照射激光光束L时的粒子21A和其熔融物的非意图的飞散。由此，能够更有效地防止在形成有接合部3的层1的表面发生非意图的凹凸。基于如上所述的情况，能够提高三维造型物10的尺寸精度。
作为粘合剂，例如可以举出与作为实体部形成用组成物2B’的构成材料而说明的粘合剂相同的粘合剂。由此，能够得到与前述的效果相同的效果。
支承部形成用组成物2A’中所包含的粘合剂的组分或含有率等条件，例如优选与关于实体部形成用组成物2B’中所包含的粘合剂而说明的条件为相同的条件。由此，能够得到与前述的效果相同的效果。
另外，支承部形成用组成物2A’中所包含的粘合剂可以满足与实体部形成用组成物2B’中所包含的粘合剂相同的条件(例如组分和含有率等)，也可以是不同的条件。
(其他成分)
并且，支承部形成用组成物2A’也可以包含前述的成分以外的成分。作为这样的成分，例如可以举出聚合引发剂、分散剂、表面活性剂、增稠剂、絮凝抑制剂、消泡剂、增滑剂(整平剂)、染料、聚合抑制剂、聚合促进剂、渗透促进剂、润湿剂(保湿剂)、定影剂、防霉剂、防腐剂、防氧化剂、紫外线吸收剂、螯合剂、pH调节剂等。
《三维造型物制造用组成物群》
下面，对本实施方式所涉及的三维造型物制造用组成物群进行说明。
本实施方式所涉及的三维造型物制造用组成物群具备在三维造型物的制造中所使用的多种组成物，具备下述组成物作为所述组成物中的至少一种，该组成物包括多个粒子21，而且在与通过层形成工序而形成的层1之间满足前述的条件(DS/D50<5.0的关系)。
由此，能够提供一种三维造型物制造用组成物群，能够有效地防止在三维造型物10的制造过程中，粒子21等飞散、或在三维造型物10的内部形成空隙(空孔、空心洞)，能够效率良好地制造可靠性(尺寸精度、强度等)良好的三维造型物10。
三维造型物制造用组成物群只要具有至少一种满足前述的条件的三维造型物制造用组成物即可，但优选具有两种以上的满足前述的条件的三维造型物制造用组成物。
由此，能够进一步提高三维造型物10的可靠性。
并且，优选三维造型物制造用组成物群具有至少一种用于形成三维造型物10的实体部4的实体部形成用组成物2B’，并且具有至少一种用于形成支承部5的支承部形成用组成物2A’，作为满足前述的条件的三维造型物制造用组成物2’。
由此，能够进一步提高三维造型物10的可靠性。
<第二实施方式>
图12～图19是示意地表示本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法的工序的纵剖视图。图20是表示本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法的流程图。
下面，参照这些附图对本发明的第二实施方式的三维造型物的制造方法进行说明，但以与前述的实施方式的不同之处为中心进行说明，对相同的事项省略其说明。
本实施方式的三维造型物10的制造方法是将多个层1进行层叠而制造三维造型物10的方法，反复进行包括层形成工序(参照图12、图13、图15、图16)和接合工序(参照图14、图17)的一系列的工序(参照图18)，在层形成工序中，通过平坦化单元M8使包括多个粒子21的三维造型物制造用组成物(组成物)2’平坦化并形成层1，在接合工序中，按照预定的图案向层1照射激光光束L，使层1中所包含的粒子21彼此接合。即，在前述的实施方式中，喷出三维造型物制造用组成物2’来形成层1(利用喷出法形成层1)，而在本实施方式中，通过平坦化单元M8使临时被供给到组成物承载部(组成物临时放置部)M7上的三维造型物制造用组成物2’(参照图12、图15)平坦化(参照图13、图16)并形成层1。
这样，通过使用平坦化单元M8，能够减少用于形成设有接合部3的层1的扫描处理的次数，能够进一步提高三维造型物10的生产性。更具体地，在前述的实施方式中进行赋予三维造型物制造用组成物2’(支承部形成用组成物2A’、实体部形成用组成物2B’)时的扫描、以及对支承部形成用组成物2A’及实体部形成用组成物2B’分别照射激光光束L时的扫描，而在本实施方式中，仅仅通过照射用于接合粒子21的激光光束L时的扫描即可完成。
并且，在前述的实施方式中使用了支承部形成用组成物2A’及实体部形成用组成物2B’作为三维造型物制造用组成物2’，而在本实施方式中，即使是在使用了一种三维造型物制造用组成物2’的情况下，也能够良好地制造复杂形状的三维造型物10。并且，通过使用一种三维造型物制造用组成物2’，能够容易地回收在接合部3的形成中未被利用的三维造型物制造用组成物2’(粒子21)，以备再次利用。更具体地，能够省略或者简化三维造型物制造用组成物2’(粒子21)的回收后的分离精制的处理。
《层形成工序》
在本实施方式中，将三维造型物制造用组成物2’临时供给(临时放置)到组成物承载部(组成物临时放置部)M7上(参照图12、图15)，然后通过平坦化单元M8使该三维造型物制造用组成物2’平坦化(参照图13、图16)，由此进行层形成工序。
关于将三维造型物制造用组成物2’向组成物承载部(组成物临时放置部)M7上供给的方式，例如能够通过料斗等进行。
在图示的结构中，平坦化单元M8是刮板，只要平坦化单元M8能够使三维造型物制造用组成物2’平坦化并形成层1，则可以是任何单元，例如也可以是辊子等。
特别是在本实施方式中，向载物台(升降载物台)M41上的且由框体45包围的区域整体供给三维造型物制造用组成物2’，从而形成平滑的层1。
由此，层1的形状的稳定性提高，在对层1进行层叠时，能够有效地防止层1非意图地损坏。其结果是，能够更可靠地提高三维造型物10的尺寸精度。
《接合工序》
接合工序虽然与前述的实施方式一样地通过向层1照射(扫描)激光光束L来进行，但在本实施方式中，与前述的实施方式不同，向三维造型物10的与实体部4对应的部位有选择性地照射激光光束L。由此，在三维造型物10的与实体部4对应的部位有选择性地形成接合部3，除此以外的部位被保持成粒子21未接合的状态。
这样，即使在三维造型物10的与实体部4对应的部位以外的部位不形成接合部3，在本实施方式中，由于在载物台(升降载物台)M41上的且由框体45包围的区域整体形成有层1，因此，也能够防止层1的非意图的变形。因此，即使是在三维造型物10的与实体部4对应的部位以外的部位不形成接合部3，也能够更加可靠地使三维造型物10的尺寸精度变得良好。并且，通过在三维造型物10的与实体部4对应的部位以外的部位不形成接合部3，能够容易地回收在接合部3的形成中未被利用的三维造型物制造用组成物2’(粒子21)，以备再次利用。更具体地，能够省略或者简化三维造型物制造用组成物2’(粒子21)的回收后的分离精制的处理。
《不需要部分去除工序》
在本实施方式中，在反复进行包括层形成工序、溶剂去除工序及接合工序的一系列的工序后(参照图18)，作为后处理工序，将三维造型物10的与实体部4相对的部位以外的三维造型物制造用组成物2’(不需要部分)去除(参照图19)。由此，取出三维造型物10。
作为本工序的具体方法，例如可以是与在前述实施方式的支承部去除工序中所说明的方法相同的方法(将不需要部分的至少一部分溶解的方法、将不需要部分割开等进行破坏的方法等)等，但优选作为粉末而回收。
由此，能够容易地回收不需要部分，并且将所回收的不需要部分(特别是不需要部分中所包含的粒子21)良好地供于再次利用。
作为将不需要部分作为粉末而回收的方法，例如可以举出用毛刷等扫除不需要部分的方法、通过吸引将不需要部分去除的方法、吹出空气等气体的方法、赋予水等液体的方法以及赋予超声波振动等振动的方法等。并且，还可以将从这些方法中选择的两种以上的方法进行组合。
将如前面所述的本实施方式的三维造型物10的制造方法汇总成流程图，如图20所示。
在本实施方式的三维造型物10的制造中，反复进行预定次数的包括层形成工序、溶剂去除工序及接合工序的一系列的工序，得到将多个层1进行层叠而成的层叠体。
即，判定是否应该在已经形成的层1上形成新的层1，在具有应该形成的层1时形成新的层1，在没有应该形成的层1时，对该层叠体进行作为后处理的不需要部分去除工序，从而得到作为目标的三维造型物10。
《三维造型物制造用组成物》
下面，对在第二实施方式的制造方法中所使用的三维造型物制造用组成物2’进行说明。
在第二实施方式的制造方法中，作为三维造型物制造用组成物2’，可以使用与在前述的第一实施方式中所说明的实体部形成用组成物2B’相同的组成物。由此，能够得到与前述的效果相同的效果。
但是，在本实施方式中，与第一实施方式不同，对三维造型物制造用组成物2’不要求良好的喷出性。因此，三维造型物制造用组成物2’即使不包含溶剂，也能良好地用于形成层1。
在三维造型物制造用组成物2’包含溶剂的情况下，该三维造型物制造用组成物2’中的溶剂的含有率优选1质量％以上且70质量％以下，更优选2质量％以上且65质量％以下。
并且，在第二实施方式的制造方法中，向载物台(升降载物台)M41上的且由框体45包围的区域整体供给三维造型物制造用组成物2’，从而形成平滑的层1，因此，即使是三维造型物制造用组成物2’不包含粘合剂，也能够充分确保层1的形状的稳定性。
在三维造型物制造用组成物2’包含粘合剂的情况下，该三维造型物制造用组成物2’中的粘合剂的含有率优选0.1体积％以上且7.5体积％以下，更优选0.2体积％以上且7.0体积％以下，特别优选0.3体积％以上且6.5体积％以下。
三维造型物制造用组成物2’中的粒子21的含有率优选35质量％以上且100质量％以下，更优选40质量％以上且95质量％以下。
《三维造型物制造装置》
下面，对三维造型物制造装置进行说明。
《第一实施方式》
图21是示意地表示三维造型物制造装置的第一实施方式的侧视图。
本实施方式的三维造型物制造装置M100具备喷嘴和激光光束照射单元M6，将层1进行层叠来制造三维造型物10，所述喷嘴喷出三维造型物制造用组成物2’，激光光束照射单元M6对通过所述喷嘴喷出三维造型物制造用组成物2’而形成的层1照射激光光束L。
更具体地，本实施方式的三维造型物制造装置M100具备：控制部M2；组成物供给单元(喷出单元)M3，具有按照预定的图案喷出包括粒子21的三维造型物制造用组成物(组成物)2’的喷嘴；以及激光光束照射单元M6，向按照预定的图案供给的组成物2’照射用于接合粒子21的激光光束L。
由此，能够良好地执行如前面所述的本发明的三维造型物的制造方法(特别是第一实施方式所涉及的三维造型物的制造方法)。
控制部M2具有计算机M21和驱动控制部M22。
计算机M21是在内部具备CPU和存储器等而构成的普通的台式电脑等。计算机M21将三维造型物10的形状数据化作为模型数据，将其切割成平行的数层较薄的截面体，将所得到的截面数据(切片数据)输出给驱动控制部M22。
控制部M2所具有的驱动控制部M22作为控制单元而发挥作用，该控制单元对组成物供给单元(喷出单元)M3、层形成部M4、激光光束照射单元M6等分别进行驱动。具体地，例如控制组成物供给单元(喷出单元)M3的驱动(在XY平面上的移动等)、基于组成物供给单元(喷出单元)M3的组成物2’的喷出、可以沿图12中的Z方向移动的载物台(升降载物台)M41的下降及其下降量、以及激光光束照射单元M6进行的激光光束L的照射图案和照射、扫描速度等。
组成物供给单元(喷出单元)M3与来自未图示的材料贮存部(材料供给部)的配管连接。在该材料供给部贮存有前述的组成物2’，通过驱动控制部M22的控制，从组成物供给单元(喷出单元)M3被喷出。
组成物供给单元(喷出单元)M3能够沿着引导件M5在图12中的X方向及Y方向分别单独移动。
层形成部M4具有载物台(升降载物台)M41和包围升降载物台M41的框体M45，升降载物台M41被供给组成物2’，并支承使用组成物2’而形成的层1。
升降载物台M41当在先前形成的层1上形成(层叠)新的层1时，按照来自驱动控制部M22的指令依次下降(向Z轴负方向移动)预定量。
载物台M41的上表面(更具体地，是指被赋予组成物2’的部位)形成为平坦的平面(受液面)M410。由此，能够容易且可靠地形成厚度的均匀性较高的层1。
载物台M41优选由高强度的材料构成。作为载物台M41的构成材料，例如可以举出不锈钢等各种金属材料等。
并且，也可以对载物台M41的平面M410实施表面处理或者剥离构造体。由此，例如能够更有效地防止组成物2’的构成材料等牢固地附着在载物台M41上，提高载物台M41的耐久性，实现三维造型物10的更长期的稳定生产。
组成物供给单元(喷出单元)M3构成为按照来自驱动控制部M22的指令进行移动，按照预定的图案向载物台M41上的所期望的部位喷出组成物2’。
组成物供给单元(喷出单元)M3构成为喷出组成物2’。
作为组成物供给单元(喷出单元)M3，例如可以举出喷墨头、各种分配器等，但优选分配器。
由此，即使是高粘度的组成物2’，也能够良好地进行供给(喷出)，能够更有效地防止组成物2’接触到目标部位后该组成物2’凹陷等。其结果是，能够进一步提高最终得到的三维造型物10的尺寸精度。并且，通过使用高粘度的组成物2’，能够容易地形成厚度比较厚的层1，能够进一步提高三维造型物10的生产性。
组成物供给单元(喷出单元)M3的喷出部的尺寸(喷嘴直径)不受特定限制，但优选10μm以上且100μm以下。
由此，能够进一步提高三维造型物10的尺寸精度，且进一步提高三维造型物10的生产性。
优选的是，组成物供给单元(喷出单元)M3将组成物2’作为液滴而喷出。由此，能够按照微细的图案赋予组成物2’，即使是具有微细的构造的三维造型物10，也能够以特别高的尺寸精度、且特别高的生产性进行制造。
三维造型物制造装置M100具备多个组成物供给单元(喷出单元)M3。
由此，能够将多种组成物2’进行组合而使用。更具体地，例如能够使用多种实体部形成用组成物，或将实体部形成用组成物和支承部件形成用组成物进行组合而使用。
特别是在图示的结构中，作为两个组成物供给单元(喷出单元)M3，具备第一组成物供给单元(第一喷出单元)M3A和第二组成物供给单元(第二喷出单元)M3B。
由此，例如能够使用两种实体部形成用组成物，或将一种实体部形成用组成物和一种支承部件形成用组成物进行组合而使用等。
并且，通过采取从不同的组成物供给单元(喷出单元)M3供给相同种类的组成物2’的结构，能够进一步提高三维造型物10的生产性。
在下面的说明中，以将一种实体部形成用组成物和一种支承部件形成用组成物进行组合而使用的情况为中心进行说明。
激光光束照射单元M6具有在组成物2’接触到目标部位后，照射(扫描)用于使该组成物2’中所包含的粒子21接合的激光光束L的功能。
由此，能够使组成物2’中所包含的粒子21接合，从而形成接合部3。特别是，通过对包括粒子21的组成物2’的图案扫描激光光束L，能够对组成物2’有选择性地赋予能量，能够进一步提高形成接合部3的能量效率。由此，能够更加效率良好地进行粒子21的接合、粘合剂等的去除，且能够进一步提高三维造型物10的生产性。并且，由于能够提高能量效率，因此，在节省能量的方面也是有利的。
在本发明中，还可以在对氛围气体的组分等进行管理的腔室内进行三维造型物10的制造。由此，例如能够在惰性气体中进行接合工序，能够更有效地防止粒子的非意图的改性等。并且，例如通过在含有反应性气体的氛围中进行接合工序，还能够良好地制造由与作为原料而使用的粒子的组分不同的组分的材料而构成的三维造型物10。
<第二实施方式>
图22是示意地表示三维造型物制造装置的第二实施方式的侧视图。
下面，参照该图对本实施方式的三维造型物制造装置进行说明，但以与前述的实施方式的不同之处为中心进行说明，对相同的事项省略其说明。
本实施方式的三维造型物制造装置M100具备组成物供给单元M9、平坦化单元M8和激光光束照射单元M6，将层1进行层叠来制造三维造型物10，组成物供给单元M9收纳三维造型物制造用组成物2’，平坦化单元M8使由组成物供给单元M9供给的三维造型物制造用组成物2’平坦化并形成层1，激光光束照射单元M6对层1照射激光光束L。
更具体地，本实施方式的三维造型物制造装置M100具备：控制部M2；组成物供给单元M9，收纳包括粒子21的组成物2’；组成物承载部(组成物临时放置部)M7，用于承载(临时放置)由组成物供给单元M9供给的组成物2’；平坦化单元M8，使被承载于组成物承载部M7上的组成物2’向载物台M41移动的同时使其平坦化，从而形成层1；以及激光光束照射单元M6，按照预定的图案对层1照射激光光束L，三维造型物制造装置M100将层1进行层叠来制造三维造型物10。
由此，能够良好地执行如前面所述的本发明的三维造型物的制造方法(特别是第二实施方式所涉及的三维造型物的制造方法)。
在本实施方式中，控制部M2所具有的驱动控制部M22作为控制单元而发挥作用，该控制单元对组成物供给单元M9、平坦化单元M8、层形成部M4及激光光束照射单元M6等分别进行驱动。
组成物供给单元M3构成为在内部收纳三维造型物制造用组成物(组成物)2’，按照来自驱动控制部M22的指令进行移动，将收纳于内部的组成物2’供给至组成物承载部(组成物临时放置部)M7。
平坦化单元M8是具有沿Y方向延伸的长尺寸形状的单元，是具备刮刀的刮板，该刮刀具有下部前端较尖的刃状的形状。
刮刀的Y方向的长度为载物台M41(造型区域)的宽度(Y方向的长度)以上的长度。
另外，三维造型物制造装置M100还可以具备振动机构(未图示)，该振动机构对刮刀赋予微小振动，以使基于平坦化单元(刮板)M8的组成物2’的扩散(层1的形成)能够顺畅地进行。
框体M45具有支承形成在载物台M41上的层1的侧面的功能。并且，还具有在形成层1时规定层1的面积的功能。
框体M45优选由高强度的材料构成。作为框体M45的构成材料，例如可以举出不锈钢等各种金属材料等。
《三维造型物》
本发明所涉及的三维造型物是使用如前面所述的本发明的三维造型物的制造方法而制造的。
由此，能够提供可靠性良好的三维造型物。
三维造型物的用途不受特定限制，例如可以举出人偶、人物等的鉴赏物品/展示物品、植入体等的医疗设备等。
并且，三维造型物还可以适用于原型、量产品、订制品中的任一种类型。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限于此。
例如，在本发明的三维造型物的制造方法中所使用的三维造型物制造装置，各部分的结构能够替换为发挥相同功能的任意的结构，并且还能够附加任意的结构。
例如，在本发明的三维造型物的制造方法中所使用的三维造型物制造装置，还可以具备将喷出的组成物进行加热的加热单元。由此，能够使组成物的粘度降低，进一步提高喷出性。并且，通过对喷出前的组成物进行加热，使得喷出后的组成物被冷却，能够增大喷出后的组成物的粘度，进一步提高由组成物所形成的图案的形状的稳定性。由此，能够以更高的水准一并实现三维造型物的生产性及尺寸精度。
并且，在本发明的三维造型物的制造方法中所使用的三维造型物制造装置，还可以具备未图示的冷却单元。由此，例如能够在粒子接合后快速将层冷却，能够良好地进行后面的工序。其结果是，能够进一步提高三维造型物的生产性、可靠性。并且，还可以具备红外线卤素灯、碳加热器等作为溶剂去除单元。
并且，在前述的实施方式中，代表性地说明了在载物台的表面直接形成层的情况，但也可以是，例如在载物台上配置造型板，在该造型板上将层进行层叠而制造三维造型物。在这种情况下，在三维造型物的制造过程中，也可以使造型板和构成最底层的粒子接合，然后在后处理中从作为目标的三维造型物中去除造型板。由此，例如能够在将多个层进行层叠的过程中更有效地防止层发生翘曲的情况，且进一步提高最终得到的三维造型物的尺寸精度。
并且，在前述的第一实施方式中，以在对一个层进行第一图案形成工序之后进行第二图案形成工序的情况为中心进行了说明，但也可以是，在至少形成一个层时，将第一图案形成工序和第二图案形成工序的顺序颠倒。并且，还可以在不同的区域同时赋予多种组成物。
并且，在前述的第一实施方式中，代表性地说明了在对一个层进行第一图案形成工序及第二图案形成工序之后进行溶剂去除工序的情况，但也可以是，例如分别在第一图案形成工序之后以及在第二图案形成工序之后单独进行溶剂去除工序。
并且，在前述的第一实施方式中，代表性地说明了对于所形成的所有的层形成第一图案及第二图案的情况，但也可以是，将多个层进行层叠而成的层叠体例如具备没有第一图案的层、或没有第二图案的层。并且，也可以是，在与载物台的接触面(载物台的正上方)形成如下所述的层，该层未形成有与实体部对应的部位(例如仅由支承部构成的层)，使该层作为牺牲层而发挥作用。
并且，在本发明的三维造型物的制造方法中，工序/处理的顺序不限于前述的方式，也可以将其中至少一部分进行调换。
例如，也可以调换第一接合工序和第二接合工序的顺序，还可以在层的不同部位以同时进行的方式进行第一接合工序和第二接合工序。
并且，在前述的第一实施方式中以如下情况为中心进行了说明，即，在接合工序中，在实体部形成用组成物中所包含的粒子进行接合时，支承部形成用组成物中所包含的粒子不进行接合，但也可以是，在接合工序中，在实体部形成用组成物中所包含的粒子进行接合时，支承部形成用组成物中所包含的粒子也进行接合。
并且，根据应制造的三维造型物的形状，也可以不形成支承部。
并且，在本发明的三维造型物的制造方法中，根据需要，还可以进行前处理工序、中间处理工序、后处理工序。
作为前处理工序，例如可以举出载物台的清扫工序等。
作为后处理工序，例如可以举出清洗工序、进行去毛刺等的形状调整工序、着色工序、覆盖层形成工序、用于提高粒子的接合强度的热处理工序等。
并且，本发明的三维造型物的制造方法不限于使用如前面所述的三维造型物制造装置来执行的方法。
实施例
下面，列举具体的实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明不限于这些实施例。另外，在下面的说明中，没有特别示出温度条件的处理是在室温(25℃)下进行的。并且，对于各种测量条件没有特别示出温度条件的，是指室温(25℃)时的数值。
(实施例A1)
[1]三维造型物制造用组成物的制造
通过将平均粒径为10μm的SUS316L粉末：30体积份、和作为溶剂的甘油：70体积份进行混合，由此得到作为三维造型物制造用组成物的实体部形成用组成物(参照表1)。
并且，将平均粒径为3μm的氧化铝粉末：30体积份、和作为溶剂的甘油：70体积份进行混合，由此得到作为三维造型物制造用组成物的支承部形成用组成物。
由此，得到由实体部形成用组成物和支承部形成用组成物构成的三维造型物制造用组成物群。
[2]三维造型物的制造
使用如前面所述而得到的三维造型物制造用组成物，按照以下所述的方式制造了设计尺寸为厚度：4mm×宽度：10mm×长度：80mm的长方体形状的三维造型物。
首先，准备如图21所示的三维造型物制造装置，由作为第一组成物供给单元的分配器的喷嘴，按照预定的图案向载物台上将支承部形成用组成物作为多个液滴而喷出，从而形成了第一图案(支承部用图案)(层形成工序(第一图案形成工序))。
然后，由作为第二组成物供给单元的分配器的喷嘴，按照预定的图案向载物台上将实体部形成用组成物作为多个液滴而喷出，形成了第二图案(实体部用图案)(层形成工序(第二图案形成工序))。
由此，形成了由第一图案及第二图案构成的层。层的厚度是26μm。
然后，对由第一图案及第二图案构成的层实施250℃的加热处理，去除层中所包含的溶剂(溶剂去除工序)。
然后，对层的第一图案、第二图案依次扫描(照射)激光光束(YAG激光器，最大峰值波长：1064nm，激光器输出：110W，光束直径：100μm)，进行了粒子的接合。由此，形成了第一接合部(支承部)及第二接合部(实体部)(接合工序)。另外，将激光光束的扫描速度设为400mm/秒。
通过反复进行具有如上所述的层形成工序(第一图案形成工序及第二图案形成工序)至接合工序的一系列的工序，获得了与应制造的三维造型物对应的形状的层叠体。
然后，吸引去除支承部，取出作为目标的三维造型物(支承部去除工序)。
(实施例A2～A4)
实体部形成用组成物的构成、以及在层形成工序中所形成的层的厚度如表1所示，除了调整了激光光束的照射条件以外，其他与前述实施例A1相同，从而制造了三维造型物制造用组成物(三维造型物制造用组成物群)、三维造型物。
(比较例A1～A7)
实体部形成用组成物的构成、以及在层形成工序中所形成的层的厚度如表1所示，除了调整了激光光束的照射条件以外，其他与前述实施例A1相同，从而制造了三维造型物制造用组成物(三维造型物制造用组成物群)、三维造型物。
将前述各实施例及各比较例的三维造型物制造用组成物(实体部形成用组成物)的构成汇总于表1并示出。另外，在表中，用“Gly”表示甘油。
并且，针对在与前述各实施例及各比较例中的三维造型物的制造条件相同的条件下，通过实施层形成工序、溶剂去除工序及接合工序而得到的层(未被层叠的一个层)的表面(相当于实体部的区域)，求出了在ISO25178中所规定的算术平均高度Sa、最大高度Sz、偏度Ssk、峰度Sku。将针对相当于实体部的区域而求出的这些值汇总于表1并示出。根据Ssk及Sku的值可知，在DS/D50>5.0时，具有下述倾向，即造型面的表面粗糙度分布变为具有急剧陡峭的偏度的分布。
并且，在前述各实施例中所使用的支承部形成用组成物、实体部形成用组成物的粘度均为1000mPa·s以上且20000mPa·s以下的范围内的值。并且，前述各实施例及各比较例中的支承部形成用组成物、实体部形成用组成物的每一滴液滴的体积均为1nL以上且50nL以下的范围内的值。并且，在前述各实施例及各比较例中，溶剂去除工序后的层中的溶剂的含有率均为0.5质量％以上且20质量％以下的范围内的值。并且，在前述各实施例中所使用的支承部形成用组成物、实体部形成用组成物中所包含的粒子的Dmax均为0.2μm以上且80μm以下的范围内的值。
Figure BDA0002218025060000441
[3]评价
[3.1]三维造型物的尺寸精度
针对前述各实施例及各比较例的三维造型物测量其厚度、宽度、长度，并求出相对于设计值的偏差量，按照以下的基准进行了评价。
A：厚度、宽度、长度中相对于设计值的偏差量最大的三维造型物，其相对于设计值的偏差量小于1.0％。
B：厚度、宽度、长度中相对于设计值的偏差量最大的三维造型物，其相对于设计值的偏差量为1.0％以上且小于2.0％。
C：厚度、宽度、长度中相对于设计值的偏差量最大的三维造型物，其相对于设计值的偏差量为2.0％以上且小于4.0％。
D：厚度、宽度、长度中相对于设计值的偏差量最大的三维造型物，其相对于设计值的偏差量为4.0％以上且小于7.0％。
E：厚度、宽度、长度中相对于设计值的偏差量最大的三维造型物，其相对于设计值的偏差量为7.0％以上。
[3.2]强度
针对前述各实施例及各比较例的三维造型物，依据JIS K 7171：1994(ISO 178：1993)，在支点间距离为64mm、试验速度：2mm/分钟的条件下进行测量，按照以下的基准对弯曲强度进行了评价。
A：弯曲强度为65MPa以上。
B：弯曲强度为60MPa以上且小于65MPa。
C：弯曲强度为45MPa以上且小于60MPa。
D：弯曲强度为30MPa以上且小于45MPa。
E：弯曲强度小于30MPa。
将这些结果汇总于表2并示出。
表2
Figure BDA0002218025060000461
根据表2可知，在本发明中，能够制造尺寸精度及强度良好的、且可靠性较高的三维造型物。与此相对，在比较例中不能得到满意的结果。
实施例B1
[4]三维造型物制造用组成物的准备
准备在前述实施例A1中制造的实体部形成用组成物，作为本实施例的三维造型物制造用组成物。
[5]三维造型物的制造
使用如前面所述而得到的三维造型物制造用组成物，按照下面所述的方式制造了设计尺寸为厚度：4mm×宽度：10mm×长度：80mm的长方体形状的三维造型物。
首先，准备如图22所示的三维造型物制造装置，由组成物供给单元向组成物承载部(组成物临时放置部)供给三维造型物制造用组成物。然后，使用作为平坦化单元的刮板，使被供给至组成物承载部(组成物临时放置部)的三维造型物制造用组成物向载物台M41移动的同时使其平坦化，从而形成了层(层形成工序)。所形成的层的厚度是26μm。
然后，对所形成的层实施250℃的加热处理，去除层中所包含的溶剂(溶剂去除工序)。
然后，按照与应形成的三维造型物的实体部对应的图案，对层扫描(照射)激光光束(YAG激光器，最大峰值波长：1064nm，激光器输出：110W，光束直径：100μm)，进行粒子的接合，从而形成了接合部(实体部)(接合工序)。另外，将激光光束的扫描速度设为400mm/秒。
通过反复进行具有如上所述的层形成工序至接合工序的一系列的工序，获得了与应制造的三维造型物对应的形状的层叠体。
然后，吸引去除支承部，取出作为目标的三维造型物(不需要部分去除工序)。
(实施例B2～B4)
准备在前述实施例A2～A4中制造的实体部形成用组成物，分别作为实施例B2～B4的三维造型物制造用组成物。
然后，在层形成工序中所形成的层的厚度分别如表3所示，除了调整了激光光束的照射条件以外，其他与前述实施例B1相同，从而制造了三维造型物。
(比较例B1～B7)
准备在前述比较例A1～A7中制造的实体部形成用组成物，分别作为比较例B1～B7的三维造型物制造用组成物。
然后，在层形成工序中所形成的层的厚度分别如表3所示，除了调整了激光光束的照射条件以外，其他与前述实施例B1相同，从而制造了三维造型物。
将前述各实施例及各比较例的三维造型物制造用组成物的构成汇总于表3并示出。另外，在表中，用“Gly”表示甘油。
并且，针对在与前述各实施例及各比较例中的三维造型物的制造条件相同的条件下，通过实施层形成工序、溶剂去除工序及接合工序而得到的层(未被层叠的一个层)的表面(相当于实体部的区域)，求出了在ISO25178中所规定的算术平均高度Sa、最大高度Sz、偏度(Skewnss)Ssk、峰度(Kurtosis)Sku。将这些值汇总于表3并示出。
并且，在前述各实施例及各比较例中，溶剂去除工序后的层中的溶剂的含有率均为0.5质量％以上且20质量％以下的范围内的值。并且，在前述各实施例中所使用的三维造型物制造用组成物中所包含的粒子的Dmax均为0.2μm以上且80μm以下的范围内的值。
Figure BDA0002218025060000491
[6]评价
[6.1]三维造型物的尺寸精度
针对前述各实施例及各比较例的三维造型物测量其厚度、宽度、长度，并求出相对于设计值的偏差量，按照以下的基准进行了评价。
A：厚度、宽度、长度中相对于设计值的偏差量最大的三维造型物，其相对于设计值的偏差量小于1.0％。
B：厚度、宽度、长度中相对于设计值的偏差量最大的三维造型物，其相对于设计值的偏差量为1.0％以上且小于2.0％。
C：厚度、宽度、长度中相对于设计值的偏差量最大的三维造型物，其相对于设计值的偏差量为2.0％以上且小于4.0％。
D：厚度、宽度、长度中相对于设计值的偏差量最大的三维造型物，其相对于设计值的偏差量为4.0％以上且小于7.0％。
E：厚度、宽度、长度中相对于设计值的偏差量最大的三维造型物，其相对于设计值的偏差量为7.0％以上。
[6.2]强度
针对前述各实施例及各比较例的三维造型物，依据JIS K 7171：1994(ISO 178：1993)，在支点间距离为64mm、试验速度：2mm/分钟的条件下进行测量，按照以下的基准对弯曲强度进行了评价。
A：弯曲强度为65MPa以上。
B：弯曲强度为60MPa以上且小于65MPa。
C：弯曲强度为45MPa以上且小于60MPa。
D：弯曲强度为30MPa以上且小于45MPa。
E：弯曲强度小于30MPa。
将这些结果汇总于表4并示出。
表4
Figure BDA0002218025060000511
根据表4可知，在本发明中，能够制造尺寸精度及强度良好的、且可靠性较高的三维造型物。与此相对，在比较例中不能得到满意的结果。
附图标记说明
10…三维造型物；1…层；2’…组成物(三维造型物制造用组成物)；2A’…组成物(支承部形成用组成物)；2B’…组成物(实体部形成用组成物)；21…粒子(分散介质)；21A粒子…(分散介质)；21B…粒子(分散介质)；2A…第一图案(支承部用图案)；2B…第二图案(实体部用图案)；3…接合部；3A…接合部(第一接合部)；3B…接合部(第二接合部)；4…实体部；5…支承部(支持部、支承部件)；M100…三维造型物制造装置；M2…控制部；M21…计算机；M22…驱动控制部；M3…组成物供给单元(喷出单元)；M3A…第一组成物供给单元(第一喷出单元)；M3B…第二组成物供给单元(第二喷出单元)；M4…层形成部；M41…载物台(升降载物台)；M410…平面(受液面)；M45…框体；M5…引导件；M6…激光光束照射单元；M7…组成物承载部(组成物临时放置部)；M8…平坦化单元；M9…组成物供给单元；L…激光光束。

Claims (4)

1.一种三维造型物的制造方法，将多个层进行层叠而制造三维造型物，其特征在于，
反复进行包括层形成工序和接合工序的一系列的工序，在所述层形成工序中，喷出包括多个粒子以及粘合剂的组成物形成所述层，在所述接合工序中，向所述层照射激光光束，使所述层中所包含的所述粒子彼此接合，
在所述层形成工序中，所述组成物的粘度为100mPa·s以上且1000000mPa·s以下，
在将所述粒子的平均粒径设为D50且将在所述层形成工序中所形成的所述层的厚度设为DS时，满足1.2<DS/D50<3的关系，D50的单位为μm，DS的单位为μm，
所述粒子的平均粒径D50为0.2μm以上且小于50μm，
通过所述接合工序使所述粒子彼此接合而成的状态的所述层的表面的算术平均高度Sa为超过0μm且在5.0μm以下。
2.根据权利要求1所述的三维造型物的制造方法，其中，
通过所述接合工序使所述粒子彼此接合而成的状态的所述层的表面的最大高度Sz为250μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的三维造型物的制造方法，其中，
通过平坦化单元使所述组成物平坦化，从而形成所述层。
4.根据权利要求1所述的三维造型物的制造方法，其中，
在所述层形成工序中所形成的所述层的厚度DS为5μm以上且300μm以下。
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