JP2001212921A - 多重層で構成された三次元物体からの残留物の除去を容易にする方法 - Google Patents

多重層で構成された三次元物体からの残留物の除去を容易にする方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多重層のシート材の接着から形成された三次
元物体の隣接部から残留物の除去を容易にする方法を提
供する。 【解決手段】 可撓性材料の複数のシートを選択的に接
着することによって三次元物体を構築するためのシステ
ムであって、物体の対応する輪郭に界接される物体の１
層の形状に対応する少なくとも１つの物体形成領域と、
構築後の物体に必要とされない少なくとも１つの残留領
域とにシートを細分するように、各シートが少なくとも
１本の輪郭線に沿って切断され、各物体形成領域の少な
くとも一部が隣接する層の物体形成領域に接着されるシ
ステムにおいて、複数のシートの残留領域の少なくとも
一部から、各々の残留要素の手作業除去が次の１つの残
留要素の除去を引き起こすように柔軟に相互接続された
複数の残留要素を形成するような仕方で、複数の残留領
域の少なくとも一部を隣接シートの残留領域に選択的に
接着することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多重層のシート材
からの三次元物体の構築に関し、特に、そのような物体
の隣接部から残留物を容易に除去するための方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】各層が物体の薄い切片の断面形に各々切
り出されたシート材の層をひとつに貼り合わせることに
よって、三次元構造物を構築することは知られている。
この技術は、広範囲の適用分野で使用することができ、
ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）技術を使用して少数の
個別プロトタイプやモデルを高速で構築したり、ＣＡＭ
（コンピュータ支援製造）技術を使用して三次元物体の
製造を容易にするのに有利である。この技術の一例は、
ＤｉＭａｔｔｅｏの米国特許第３，９３２，９２３号に
記載されている。この技術のほとんどの実現において、
最初に個々の層が輪郭切削され、次いで輪郭切削された
層が積み重ねられ、ひとつに接合されて三次元物体を形
成する。これは、事前に輪郭切削された層の位置合せに
おける整合問題のため、低精度につながる傾向がある。
Ｂｅｒｍａｎの米国特許第５，０７１，５０３号は、接
着剤の選択的塗布によって部分的に構成された三次元物
体に各層を接合し、次いでそれを要求された形状に輪郭
切削する、代替的方法を提示している。層を接合した後
で輪郭切削すると、整合問題が回避されることにより、
精度が高くなる。ＰＣＴ特許公開公報第ＷＯ９９／３４
９７６号は、積層用途および類似物に一般的に使用され
るような接着剤を片面に被覆したシート状のポリマー材
を使用して、この種の三次元構造物を形成する技術を提
示している。層の選択的接着は、剥離材を塗布して、形
成しようとする物体の輪郭より外側に位置する領域の接
着を防止することによって達成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】三次元物体の構築は、
シート材の選択的接着および所要形状への切断によって
非常に効果的に達成されるが、物体の周囲の不必要な残
留物の除去は問題を含む場合がある。残留物を相互に接
着させた場合、大きい塊が形成され、物体の形状によっ
ては、それを除去することは非常に困難または不可能に
なる。そのような問題を回避するために、この技術に基
づく商用装置は一般的に、層がもっぱら物体の輪郭の内
側でだけ接着されるように、選択的接着を実行する。そ
の結果、物体は一般的に、非常に多数の分離されたシー
ト状の残留物質で包囲および／または充満され、次いで
それを手作業で除去しなければならない。これは非常に
手間と時間のかかる作業である。代替的な方法がＦｅｙ
ｇｉｎらの米国特許第５，６３７，１７５号によって提
示されており、そこでは残留領域は隣接するシートに接
着されるが、それを弱めるためにクロスハッチ状の切込
みが入れられる。この結果得られるマトリクス構造は、
物体に接着されるが、その強度は比較的弱いので機械的
手段によって除去することができると言われる。これ
が、些細でない追加的製造工程を加えることは明らかで
ある。したがって、多重層のシート材の接着から形成さ
れた三次元物体の隣接部から残留物の除去を容易にする
方法が必要である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、多重層のシー
ト材の接着から形成された三次元物体の隣接部から残留
物の除去を容易にする方法である。本発明の教示によれ
ば、可撓性材料の複数のシートを選択的に接着すること
によって三次元物体を構築するためのシステムであっ
て、物体の対応する輪郭に界接される物体の１層の形状
に対応する少なくとも１つの物体形成領域と、構築後の
物体に必要とされない少なくとも１つの残留領域とにシ
ートを細分するように、各シートが少なくとも１本の輪
郭線に沿って切断され、各物体形成領域の少なくとも一
部が隣接する層の物体形成領域に接着される前記システ
ムにおいて、複数のシートの残留領域の少なくとも一部
から、各々の残留要素の手作業除去が次の１つの残留要
素の除去を引き起こすように柔軟に相互接続された複数
の残留要素を形成するような仕方で、複数の残留領域の
少なくとも一部を隣接シートの残留領域に選択的に接着
することを含む、残留領域の除去を容易にするための方
法を提供する。本発明のさらなる特徴によれば、少なく
とも幾つかのシートの複数の残留領域は、少なくとも１
本の分離線に沿って選択的に切断される。本発明のさら
なる特徴によれば、分離線および選択的接着は、残留要
素の除去後に残留ブロックが容易に除去できるように、
残留要素が残留ブロックを取り囲むように構成される。
【０００５】本発明のさらなる特徴によれば、少なくと
も第１群の残留要素の各々が、シートに実質的に平行に
伸長する一般的に平坦な形状を取る。本発明のさらなる
特徴によれば、選択的接着は、第１群の残留要素の各々
が、面積の大部分にわたって相互に接着された複数の残
留領域から形成されるように構成される。本発明のさら
なる特徴によれば、選択的接着は、第１群の残留要素が
一般的にＺ字状の折畳み構造に相互接続されるように構
成される。本発明のさらなる特徴によれば、選択的接着
は、第１群の残留要素のうち隣接する要素がそれらの重
なり合う面積の３分の１以下を相互接続されるように構
成される。本発明のさらなる特徴によれば、少なくとも
幾つかのシートの複数の残留領域は少なくとも１本の分
離線に沿って選択的に切断され、第１群の残留要素の１
つはシートに平行に測定したときに最大寸法Ｌを有し、
残留要素は分離線によって少なくとも１つの条片に細分
され、条片は最大寸法Ｌの３分の１以下の最大横方向寸
法Ｗを有する。本発明のさらなる特徴によれば、条片は
一般的に渦巻き状のパターンをたどる。本発明の代替的
特徴によれば、条片は往復走査パターンをたどる。本発
明のさらなる特徴によれば、少なくとも幾つかのシート
の複数の残留領域は少なくとも１本の分離線に沿って選
択的に切断され、少なくとも第２群の残留要素の各々
が、シートに実質的に直角に伸長する一般的に平坦な形
状を取る。
【０００６】本発明のさらなる特徴によれば、残留領域
の少なくとも一部が物体の側部開口内にある場合、その
方法はさらに、少なくとも幾つかのシートの複数の残留
領域を少なくとも１本の分離線に沿って選択的に切断す
ることを含み、ここで分離線および選択的接着は、側部
開口に隣接する複数のシートの残留領域の少なくとも一
部から、側部開口内に位置する複数の残留部分に取り付
けられたハンドルを形成するような仕方で構成され、側
部開口内から残留部分の除去を容易にするために、ハン
ドルは側部開口に隣接する残留領域の他の部分の除去に
よって露出して容易にアクセスすることができる。本発
明の教示によれば、可撓性材料の複数のシートを選択的
に接着することによって三次元物体を構築するためのシ
ステムであって、物体の対応する輪郭に界接される物体
の１層の形状に対応する少なくとも１つの物体形成領域
と、構築後の物体に必要とされない少なくとも１つの残
留領域とにシートを細分するように、各シートが少なく
とも１本の輪郭線に沿って切断され、各物体形成領域の
少なくとも一部が隣接する層の物体形成領域に接着され
るシステムにおいて、（ａ）少なくとも幾つかのシート
の複数の残留領域を少なくとも１本の分離線に沿って選
択的に切断すること、および（ｂ）複数の残留領域の少
なくとも一部を隣接シートの残留領域に選択的に接着す
ることを含む残留領域の除去を容易にするための方法で
あって、分離線および選択的接着が、複数のシートの残
留領域の少なくとも一部から、各々の残留要素の手作業
除去が次の１つの残留要素の除去を引き起こすように柔
軟に相互接続された複数の残留要素を形成するような仕
方で構成される、方法をも提供する。
【０００７】本発明のさらなる特徴によれば、分離線お
よび選択的接着は、残留要素の除去後に残留ブロックが
容易に除去できるように、残留要素が残留ブロックを取
り囲むように構成される。本発明の教示によれば、可撓
性材料の複数のシートを選択的に接着することによって
三次元物体を構築するためのシステムであって、物体の
対応する輪郭に界接される物体の１層の形状に対応する
少なくとも１つの物体形成領域と、構築後の物体に必要
とされない少なくとも１つの残留領域とにシートを細分
するように、各シートが少なくとも１本の輪郭線に沿っ
て切断され、各物体形成領域の少なくとも一部が隣接す
る層の物体形成領域に接着されるシステムにおいて、
（ａ）少なくとも幾つかのシートの複数の残留領域を少
なくとも１本の分離線に沿って選択的に切断すること、
および（ｂ）複数の残留領域の少なくとも一部を隣接シ
ートの残留領域に選択的に接着することを含む、物体の
側部開口から残留領域の除去を容易にするための方法で
あって、分離線および選択的接着が、側部開口に隣接す
る複数のシートの残留領域の少なくとも一部から、側部
開口内に位置する複数の残留部分に取り付けられたハン
ドルを形成するような仕方で構成され、側部開口内から
残留部分の除去を容易にするために、ハンドルが側部開
口に隣接する残留領域の他の部分の除去によって露出し
て容易にアクセスすることができるようにした、方法を
も提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明をここで、単なる例とし
て、添付の図面に関連して説明する。本発明は、多重層
のシート材の接着により形成された三次元物体の隣接部
から残留物の除去を容易にするための方法である。本発
明による方法の原理および操作は、図面および付随する
説明を参考にすることにより、いっそうよく理解するこ
とができる。ここで図面を参照すると、図１から図１３
は、本発明の多数の態様を例示する、少なくとも部分的
に残留物によって取り囲まれる三次元物体を含む多数の
構造物を示す。上述の通り、本発明は、可撓性材料の複
数のシート１２の選択的接着によって三次元物体１０を
構築するためのシステムに関する。そのようなシステム
では、各シート１２は、シートが、物体の対応する輪郭
に界接される物体の１層の形状に対応する少なくとも１
つの物体形成領域Ａと、構築後の物体に必要でない少な
くとも１つの残留領域Ｂとに細分されるように、少なく
とも１本の輪郭線１４に沿って切断される。各物体形成
領域Ａの少なくとも一部は、隣接層の物体形成領域Ａに
接着される。接着剤の選択および希望する領域に接着を
局限するための方法を含め、この選択的接着を達成する
ための技術は一般的に、本発明の残留物除去の態様には
重要ではない。
【０００９】一般的に、本発明の方法は、複数の残留領
域Ｂの少なくとも一部を隣接シート１２の残留領域Ｂに
選択的に接着することによって、そのようなシステムに
おける残留領域Ｂの除去を容易にする。選択的接着は、
複数のシートの残留領域の少なくとも一部から、各々の
残留要素の手作業除去が次の１つの残留要素の除去を引
き起こすように柔軟に相互接続された複数の残留要素１
６を形成するように構成される。本発明の方法が、残留
物の除去に関連する上述の問題に対する特に簡単で効果
的な解決法を提供することは、容易に理解されるであろ
う。残留要素１６がその面積の大部分にわたって分離し
ているので、それらは物体の周囲から容易に除去され
る。同時に、残留領域の相互接続は、まるで連続した鎖
の連結または連続した長い条片またはひものように次々
に繰り出され、それらの迅速かつ効率的な連続除去を容
易にする。本発明のこの特徴およびその他の特徴は、以
下の詳細な説明からいっそう明らかになるであろう。本
発明の特徴をより詳しく取り扱う前に、本書の説明およ
び請求の範囲で使用する特定の用語法を定義することが
役に立つであろう。最初に、シート１２に平行または直
角な平面および方向について言及する。どのシート材も
有限の厚さを有し、その結果本当には平面を定義しない
ことが理解されるが、厚さがその長さまたは幅より少な
くとも２桁小さいシートは、平坦に置かれているとき、
大抵の実用的な目的で平面を定義することは明らかであ
る。より高い精度が要求される場合、問題の平面は、シ
ートの上向きの表面と一致する平面と定義される。説明
の便宜上、物体１０は水平方向に配置されたシート１２
から形成されており、したがってシートに対して直角の
方向は垂直であると想定する。しかし、本発明は、それ
が実行される方向付けには全く依存しないことが明らか
である。今、本発明の特徴を最も簡単な実現でより詳し
く見ていくと、本発明の方法の有利な特徴の幾つかは、
連続する重なり合った残留領域間に１つまたはそれ以上
の無作為に配置された接着点を生成することによって得
ることができる。しかし、好適な実現では、１つまたは
それ以上の選択された接着パターンは、任意の物体構造
の連続残留要素の除去を容易にするような仕方で選択さ
れる。
【００１０】第１例として、図１は、残留要素１６が、
シートに実質的に平行に伸長する一般的に平坦な形状を
取り、一般的にＺ字状の折畳み構造に相互接続された、
本発明の第１好適態様を示す。この状況における用語Ｚ
字状の折畳みとは、第１領域が第１要素の後端部兼第２
要素の先端部として働き、第２領域が第２要素の後端部
兼第３要素の先端部として働くように、連続する要素間
の接続領域が相互に除去される２つの異なる領域の間で
交互に起こるいかなる構造を参照（ｒｅｆｅｒ）するの
に使用される。交互の端が接着されたほぼ矩形の要素の
場合、これは、交互にそれ自体の上に折り畳まれた外見
を示す構造を生み出し、ゆえに名称「Ｚ字状の折畳み」
を生み出す。しかし、本発明のＺ字状の折畳みは一般的
に左右対称ではなく、構築される物体の形状に依存し、
連続する要素間でしばしば形状および寸法が変化するこ
とを理解されたい。さらに、接続領域は必ずしも、どん
な決められた方法でも要素の極端部にあるわけではな
い。ここで示す特定の例では、要素は、残留領域の長さ
の交互の端で接続される。接着面積の大きさは、シート
材の強度と重量および使用される接着技術によって決定
される。接着の面積は、残留要素間の接着に要求される
柔軟性を提供するために、重なり合いの面積の３分の１
以下であることが好ましい。一般的に、重なり合いの面
積の数パーセント以上を接着する必要はない。
【００１１】接着の必要な形を生成する方法の詳細は、
使用する技術により異なる。しかし、一般的に言えば、
それは、物体の輪郭内に選択的接着を生成するために使
用される技術に匹敵する。したがって、接着剤の選択的
塗布が使用される場合、接着剤は残留要素の表面として
作用する隣接するシートの対向端部に塗布される。好適
な例では、上述のＰＣＴ特許公開公報第ＷＯ９９／３４
９７６号に記載された剥離剤による方法を使用する。こ
の場合、剥離剤は、接着を希望しない残留要素の全ての
領域に塗布する。残留要素１６は必ずしも単一シート１
２である必要はないことを理解されたい。実際、残留領
域の選択的接着は、各残留要素１６がそれらの面積の大
部分にわたって相互に接着された複数の残留領域から形
成されるように構成されるのが一般的には好まれる。こ
のようにして、複数の層が同時に除去され、除去手順が
いっそう効率的になる。多重層の接着も、剥離剤を塗布
するためにかかる時間および必要な剥離剤の量の用法の
節約のため、好適な剥離剤による実現の状況で特に有利
である。各残留要素を形成するためにひとつに貼り合わ
せる層の数は、層の厚さおよび残留物の除去中に要求さ
れる柔軟度（後でさらに詳述する）によって選択され
る。大抵の場合、各残留要素１６は、ひとつに貼り合わ
された２〜５層から形成すると有利である。符号１４は
物体形成領域と残留領域を分ける輪郭線である。
【００１２】今、図２に転じると、これは、残留要素間
の接続が要素の隅部分に隣接して選択的に生成された、
図１のＺ字状の折畳み構成の変形を示している。この隅
の接続は、前に除去された要素によって引っ張られるの
で、各残留要素に幅方向に追加的な傾斜を生じる傾向が
ある。これは、Ｚ字状の折畳み残留物を三次元物体の周
囲を取り囲む材料内から除去する場合に、特に有用であ
る。これまで述べたＺ字状の折畳みは、多くの場合、シ
ート１２を追加切断せずに効果的に実現することができ
るが、本発明はまた、層の選択的接着を、残留領域の少
なくとも幾つかを少なくとも１本の分離線１８に沿って
選択的に切断することとともに組み合わせて有利に使用
する、ある範囲の方法をも提供する。そのような方法の
第１組の例を図３から図５に示す。
【００１３】最初に図３Ａおよび図３Ｂに目を転じる
と、水平残留要素１６が分離線に沿って、一般的に渦巻
き状のパターンをたどる矩形条片２０に各々細分化され
る１組のシート１２が示されている。この状況では、用
語「渦巻き」とは、残留領域の外周部から内部の終点ま
で、またはその逆に一般的に漸進する任意の形状を指す
のに使用される。しかし、渦巻きは必ずしも円形または
左右対称である必要はなく、概してそうである必要さえ
ないことは、明らかである。さらに、多くの場合、渦巻
きを使用して可変幅の条片２０を定義することができる
ことが好ましい。例えば、残留物の除去に対する抵抗が
増加するような仕方で渦巻きの外側が物体の壁に隣接し
ている場合、より容易に除去される細い条片を使用する
ことが有利である。一方、中心部分では、より広い条片
幅を使用することによって、効率を高めることができ
る。広義では、上述の通り、この形状は、連続残留要素
間の接着が２つの領域間で、つまり、渦巻き（螺旋）の
外端と内端との間で交互に繰り返すという意味で、Ｚ字
状の折畳みとも又見られる。
【００１４】図４Ａおよび図４Ｂは、条片２０が往復走
査パターンをたどる代替的形態を示す。語句「往復走査
パターン」とは、ここでは、領域が直交方向に横切って
前進するような仕方で面積全体にわたって第１方向に前
方および後方に通過する条片によってカバーされるパタ
ーンを指すために使用される。言い換えると、条片はラ
スター型走査運動に類似した経路をたどる。ここでもま
た、パターンの形状は非矩形、非対称とすることがで
き、全て任意の適用分野の特定の考慮事項によって決定
されるように、可変幅の条片を使用することができる。
図３および図４の構成は、従来の技術ではほとんど克服
しがたい問題を生じる様々な事例に対する効果的な解決
法を提供する。特に、図３および図４の解決法は、実質
的に無制限の寸法の大量の残留物を、任意の幅の切れず
に長く続く条片またはひもとして便利に除去できるよう
に作成することができる。これにより、比較的小さい開
口から物体の内部体積を除去することが可能になる。特
定の例として、図５は、残留物の内部容積が除去される
瓶の形状の物体１０を示す。図示した事例では、条片２
０の最大幅Ｗは、水平残留要素の最大横方向寸法Ｌの約
３分の１を超えないことが好ましい。幅は、必要な場合
には、Ｌの１０分の１未満にすることが有利である。こ
こでもまた、効率は、多数のシート１２をひとつに貼り
合わせて残留要素１６を形成することによって、従って
また条片２０の厚さを増加することによって、任意に改
善することができる。使用できる残留要素１６の最大厚
さは、条片２０を便利に開口Ｏから引き出すことを可能
にするために要求される柔軟度と同様に利用可能な開口
Ｏの寸法に依存する。
【００１５】今、図６に目を転じると、残留要素１６の
除去後に残留ブロック２２を容易に除去できるように、
残留要素１６が残留ブロック２２を取り囲むように分離
線１８および選択的接着が構成されている。本発明のさ
らなる態様が示されている。この構成は、再び、細長い
条片として引き出さなければ成らない体積を最小化する
ことによって、残留物の除去にかかわる労力を減少す
る。さらに、剥離剤に基づくシステムを使用する好適な
実現の場合、この構成は、剥離剤の塗布にかかる時間お
よび必要な剥離剤の量の両方における節約のため、さら
なる利点をもたらす。残留ブロックがそれ自体、２つま
たはそれ以上の隣接するまたは分離したブロックに細分
化できることは明らかである。ここで示す例では、残留
要素１６は、単一の矩形ブロックを取り囲む一般的に渦
巻き状（螺旋状）パターンのループとして相互接続され
る。この状況における用語「渦巻き」とは、円形または
対称性の含意はなく、重なり合う関係で閉じた形を周期
的に繰り返す任意の形を参照するために使用される。こ
れまで説明した本発明の様々な態様は、相互に排他的で
はないことに注意されたい。それどころか、多くの場
合、多数の様々な形状を組み合わせて、任意の三次元物
体のための残留物の除去手順を最適化することが好まし
い。例えば、単純なＺ字状の折畳みは、初期層数のため
の実質的に大きいシート全体に好適である。次いで１つ
またはそれ以上の内部空洞に達したら、パターンを渦巻
きまたは往復型条片に切り換えることができる。多くの
場合、非隣接残留領域の数は、連続する層間で変化する
ことが明らかである。その数が減少する場合、残留要素
の１つの連鎖が一般的に終了する。他方、非隣接残留領
域の数が増加する場合、残留要素の任意の１つの手作業
除去がそれに続く２つまたはそれ以上の残留要素の除去
を引き起こすように、分離線および選択的接着を構成す
ることが好ましい。そのような構成の一例を、図７に示
す。
【００１６】今、図７に目を転じると、第１残留要素１
６それ自体の後に２連の別個の残留要素１６ａおよび１
６ｂを引き出すように接続された、第１残留要素１６が
示されている。ここに示す特定の例では、別個の２連は
図６に関連して上述した種類のものであるが、上述した
構成のうち他のものも同等に使用することができた。図
８Ａおよび図８Ｂについて手短に述べると、残留除去構
成の選択の最適化はどきどき計算量が大きくなる場合が
あることに気付かれるかもしれない。そのような場合、
ブロックを本発明の方法に関連して各々独立に処理でき
る多数の切片に細分化することによって、計算を単純化
することができる。その結果、多数の可変長の細長い平
行なＺ字状の折畳み構造物が形成される。これまで説明
した本発明の方法の様々な事例は全て、水平方向に配置
した、つまりシート自体の面に配置した１つまたはそれ
以上のシートで構成される残留要素１６に基づいてい
る。これらの技術は、物体の頂部および底部の両方から
容易に残留物を除去するために使用する場合、広範囲の
様々な形状の物体から残留物を除去するのに充分である
ことに注意されたい。これらの技術だけでは一般的に充
分ではない主要な種類の構造物は、側部開口を持つ物
体、すなわち残留領域が物体の層形成部間に垂直方向に
挿入される場合である。そのような場合、選択的接着と
分離線の切込みの組合せを使用して、完全な範囲の非水
平角度に位置する残留要素、または各適用分野の特定の
要求事項によってそれらが進行するにつれて角度が徐々
に変化する残留要素を組み立てることができる。例とし
て、垂直方向に伸長する残留要素１６を使用する側部開
口のための多数の解決法を、図９から図１２に関連して
提示する。
【００１７】ここで図９から図１２に目を転じると、こ
れらの構造は、図１から図８の構造と概念的には相似し
ているが、これまでの図の水平方向の残留領域が、シー
トに対して実質的に直角に伸長する残留要素に置き換え
られている。したがって、図９Ａから図９Ｃの例では、
側部開口空洞は、各々分離線１８に沿って水平方向のジ
グザグ・パターンに切断されて隣接層に垂直方向に接着
された複数の残留領域１６を含む。その結果、図９Ｂお
よび図９Ｃに明瞭に示す通り、側方開口しているＺ字状
の折畳み構造が得られ、そこで各残留要素１６は、相互
に上に積み重ねられた比較的多数の隣接層の各々から、
重ね合わされた条片から形成される垂直壁である。図１
０は、図２に相似する残留要素の隅部分に隣接する位置
のみで接続が行われる、同様の構成を示す。この場合、
分離線１８は、中間層の多くを分離した条片に完全に区
分化しながら、最上層および最下層はＵ字型の条片を有
して隣接要素１６の間に隅部相互接続を画定する。
【００１８】図１１および図１２は、垂直残留要素がそ
れぞれ往復走査構成および渦巻き状構成の条片に細分化
される実現を示す。垂直細分化は、多数の連続層の各々
に切り込まれた、重ね合わされた分離線１８によって達
成される。水平細分化は、１つの条片の必要な部分に沿
って、隣接層間の接着を選択的に防止することによって
達成される。残留要素１６の方向性以外の全ての側面
で、これらの実現は、上述の実現と完全に同じである。
特に側部開口に関連する本発明の好適な実現の１つのさ
らなる態様は、第１垂直残留要素の除去を容易にするた
めのハンドル構造２４を設けることである。特に、図９
Ａを参照すると、分離線１８および層の選択的接着が、
側部開口内に位置する残留部分に取り付けられたハンド
ル２４を形成するような仕方で、構成されていることが
明瞭である。ハンドル２４は、ここでは、側部開口に隣
接する残留領域のその他の部分の除去によってすでに露
出している状態が示されている。その結果、側部開口内
から残留部分の除去を容易にするために、ハンドル２４
に容易にアクセスすることができる。
【００１９】図１３Ａおよび図１３Ｂについて手短かに
述べると、側部開口が適切に浅く、かつ／またはくさび
形である特定の適用例の場合、図９から図１２のより複
雑な残留要素構成を必要とせず、ハンドル２４を設ける
だけで、開口部内から残留領域の除去を容易にするのに
充分であることに気付かれるであろう。本発明の原理は
シート１２の選択的接着を達成するための特定の技術に
限定されないことを、先に示した。それにもかかわら
ず、上述のＰＣＴ特許公開公報第ＷＯ９９／３４９７６
号に記載されているような剥離剤に基づいた技術を使用
すると、他の既知の方法より多くの利点が得られると考
えられている。この理由から、そのような実現に特定的
な本発明の多数の追加的特徴を、ここで提示する。これ
らの特徴は、必ずしも、上述の残留物除去を容易にする
方法の状況内での使用に限定されないことに注意された
い。
【００２０】最初に図１４および図１５に目を転じる
と、これらは、剥離剤の性質をシート材自体の機械的研
磨によって生じるかもしれない簡単で費用効果的な技術
に関連する。したがって、図１４は、領域５１内の表面
を選択的に研削するように、シート１２の表面上を誘導
される研磨ツール５０を概略的に示す。このプロセス
は、粉末物質の生成とシートの表面の荒削りとの複合効
果を持つ。シート材および接着剤の性質によって、要求
される剥離剤の性質は、２つの機構のうちの１つまたは
その複合によって生じることができる。第一に、研削動
作から得られる粉末物質の存在は、シート間の効果的な
接着を防止するのに効果的である。追加的に、または代
替的に、高粘度の接着剤を使用する場合、荒削りされた
シート材の表面構造は、接着剤のための接触表面を大幅
に低減し、それにより生成される接着力を大幅に低下す
る。この後者の効果を図１５に概略的に示す。ここで図
１６に目を転じると、液体剥離剤のための代替的な高速
塗布技術（ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉ
ｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）が示されている。この場
合、好ましくはインクジェット印刷ヘッド技術に基づく
幅の広い印刷ヘッド５４を使用して、剥離剤をシート表
面上に必要なパターン５６に供給する。この状況では、
剥離剤の使用により、接着剤の選択的塗布に基づく技術
よりめざましい利点が得られることを理解することが重
要である。特に、インクジェット構造は、細孔からの液
滴の制御された噴射に基づく。そのような構造は、高粘
度の接着剤組成には使用できない。局所的に接着を防止
するために選択的に使用される剥離剤の使用に切り換え
ることによってのみ、インクジェット型液体アプリケー
タの高効率でよく開発された技術を使用することが可能
になる。
【００２１】最後に図１７から図１９に目を転じると、
層から三次元物体を構築するための従来の方法が、隣接
層の物体の輪郭の重なり合う面積全体にわたって完全な
接着を達成しようと試みるものであることに気付くであ
ろう。この方法とは対照的に、本発明の一態様は、接着
領域と非接着領域のパターンを物体の輪郭内に画定する
ことによって、最終的物体の制御された柔軟性を達成す
るための技術、および対応する構造を提供するものであ
る。したがって、例として、本発明のこの態様を、本発
明の好適な剥離剤に基づく実現の状況で説明する。ここ
で、剥離剤は、三次元物体の輪郭内で選択的に塗布し
て、特定の機械的特性をもたらすことができる。特に図
１７は、柔軟な部分５２を持つように意図された物体１
０を示す。図１８および図１９は、部分５２の柔軟性を
選択的に高めるために使用できる剥離剤の２通りの可能
な配付を示す。
【００２２】特に、図１８では、部分５２の面積は、点
の配列を除く面積全体にわたって剥離剤が塗布されてい
る。その結果、物体の隣接層が接着されると、部分５２
は、その面積全体にわたって接着された同様の多数の層
と比較して、高い柔軟性を示す。図１９は、剥離剤が線
状に塗布されている同様の概念を示す。後者の構成はよ
り方向性のある柔軟性を呈し、図１８の構成よりねじり
に対して比較的高い抵抗を示しながら、片持ち曲げを容
易にする傾向がある。明らかに、本発明のこの態様は、
物体の輪郭内で要求されるパターンで接着を選択的に行
なうことによって、接着剤の選択的塗布または活性化に
基づくシステムで実現することができる。上述の説明は
単なる例として使用するように意図されたものであっ
て、本発明の精神および範囲内で多くの他の実施形態が
可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の第１態様に従って形成された三
次元物体および残留要素を含むブロックからの残留物の
除去を示す略等角図である。
【図２】本発明の方法の第２態様に従って形成された三
次元物体および残留要素を含むブロックからの残留物の
除去を示す略等角図である。
【図３】ＡおよびＢはそれぞれ本発明の方法の第３態様
に従って形成された三次元物体および残留要素を含むブ
ロックの残留要素の除去前および除去中を示す略等角図
である。
【図４】ＡおよびＢはそれぞれ本発明の方法の第４態様
に従って形成された三次元物体および残留要素を含むブ
ロックの残留要素の除去前および除去中を示す略等角図
である。
【図５】本発明の方法を使用して比較的小さい開口を通
して内部容積から残留物を除去することを示す三次元物
体の略等角図である。
【図６】本発明の方法の第５態様に従って形成された三
次元物体および残留要素を含むブロックからの残留物の
除去を示す略等角図である。
【図７】本発明の方法の第６態様に従って形成された三
次元物体および残留要素を含むブロックからの残留物の
除去を示す略等角図である。
【図８】ＡおよびＢはそれぞれ本発明の方法の第７態様
に従って形成された三次元物体および残留要素を含むブ
ロックの残留要素の除去前および除去中を示す略等角図
である。
【図９】ＡおよびＢはそれぞれ本発明の方法の第８態様
に従って形成された三次元物体および残留要素を含むブ
ロックの残留要素の除去前および除去中を示す略等角図
であり、ＣはＢのブロックから取った水平切片の略等角
図である。
【図１０】本発明の方法の第９態様に従って形成された
三次元物体および残留要素を含むブロックからの残留物
の除去を示す等角図である。
【図１１】本発明の方法の第１０態様に従って形成され
た三次元物体および残留要素を含むブロックからの残留
物の除去を示す等角図である。
【図１２】本発明の方法の第１１態様に従って形成され
た三次元物体および残留要素を含むブロックからの残留
物の除去を示す等角図である。
【図１３】ＡおよびＢはそれぞれ本発明の方法の第１２
態様に従って形成された三次元物体および残留要素を含
むブロックの残留要素の除去前および除去中を示す略等
角図である。
【図１４】２層のシート材の間の低接着力の領域を画定
するための装置および方法を示す略等角図である。
【図１５】図１４の教示に従って低接着力を生成する１
機構を示す、２つの隣接するシートで取った略断面図で
ある。
【図１６】シート材の表面に流体剥離材を選択的に塗布
するための装置および方法の略等角図である。
【図１７】本発明の教示に従って構築され機能する、可
撓性部分を有する三次元物体の略等角図である。
【図１８】可撓性部分の可撓性を増強するために本発明
による剥離材の第１分布を示した、図１７の物体を構築
するために使用するシートの平面図である。
【図１９】可撓性部分の可撓性を増強するために本発明
による剥離材の第２分布を示した、図１７の物体を構築
するために使用するシートの平面図である。
【符号の説明】
Ａ 物体形成領域、Ｂ 残留領域、１０ 三次元物体
（物体）、１２ シート（隣接シート、単一シート）、
１４ 輪郭線、１６ 残留要素、水平残留要素、第１残
留要素、隣接要素、１６ａ、１６ｂ 残留要素、１８
分離線、２０ 矩形条片（条片）、２２ 残留ブロッ
ク、２４ ハンドル構造（ハンドル）、５０研磨ツー
ル、５１ 領域、５２ 柔軟な部分（部分）、５４ 幅
の広い印刷ヘッド、５６ パターン。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可撓性材料の複数のシートを選択的に接
    着することによって三次元物体を構築するためのシステ
    ムであって、物体の対応する輪郭に界接される物体の１
    層の形状に対応する少なくとも１つの物体形成領域と、
    構築後の物体に必要とされない少なくとも１つの残留領
    域とにシートを細分するように、各シートが少なくとも
    １本の輪郭線に沿って切断され、各物体形成領域の少な
    くとも一部が隣接する層の物体形成領域に接着される前
    記システムにおいて、複数のシートの残留領域の少なく
    とも一部から、各々の前記残留要素の手作業除去が次の
    １つの前記残留要素の除去を引き起こすように柔軟に相
    互接続された複数の残留要素を形成するような仕方で、
    複数の残留領域の少なくとも一部を隣接シートの残留領
    域に選択的に接着することを含む、残留領域の除去を容
    易にするための方法。
  2. 【請求項２】 少なくとも幾つかのシートの複数の残留
    領域を少なくとも１本の分離線に沿って選択的に切断す
    ることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記残留要素が残留ブロックを取り囲
    み、前記残留要素の除去後に前記残留ブロックを容易に
    除去できるように前記分離線および前記選択的接着を構
    成する、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 少なくとも第１群の前記残留要素の各々
    が、シートに実質的に平行に伸長する一般的に平坦な形
    状を取る、請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記第１群の残留要素の各々が面積の大
    部分にわたって相互に接着された複数の残留領域から形
    成されるように、前記選択的接着を構成する、請求項４
    に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記第１群の残留要素が一般的にＺ字状
    の折畳み構造に相互接続されるように、前記選択的接着
    を構成する、請求項４に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記第１群の残留要素のうち隣接する要
    素がそれらの重なり合う面積の３分の１以下を相互接続
    するように、前記選択的接着を構成する、請求項４に記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 少なくとも幾つかのシートの複数の残留
    領域を少なくとも１本の分離線に沿って選択的に切断す
    ることをさらに含み、前記第１群の残留要素の１つがシ
    ートに平行に測定したときに最大寸法Ｌを有し、前記残
    留要素が前記分離線によって少なくとも１つの条片に細
    分され、前記条片が前記最大寸法Ｌの３分の１以下の最
    大横方向寸法Ｗを有する、請求項４に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記条片が一般的に渦巻き状のパターン
    をたどる、請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記条片が往復走査パターンをたど
    る、請求項８に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 少なくとも幾つかのシートの複数の残
    留領域を少なくとも１本の分離線に沿って選択的に切断
    することをさらに含み、少なくとも第２群の前記残留要
    素の各々が、シートに実質的に直角に伸長する一般的に
    平坦な形状を取る、請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記第２群の残留要素が一般的にＺ字
    状の折畳み構造に相互接続されるように、前記選択的接
    着を構成する、請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記第２群の残留要素のうち隣接する
    要素がそれらの重なり合う面積の３分の１以下を相互接
    続するように、前記選択的接着を構成する、請求項１１
    に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記第２群の残留要素の１つが前記残
    留要素に平行に測定したときに最大寸法Ｌを有し、前記
    残留要素が少なくとも１つの条片に細分され、前記条片
    が前記最大寸法Ｌの３分の１以下の最大横方向寸法Ｗを
    有する、請求項１１に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記条片が一般的に渦巻き状のパター
    ンをたどる、請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記条片が矩形走査パターンをたど
    る、請求項１４に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 残留領域の少なくとも一部が物体の側
    部開口内にあり、前記方法がさらに少なくとも幾つかの
    シートの複数の残留領域を少なくとも１本の分離線に沿
    って選択的に切断することを含み、前記分離線および前
    記選択的接着が、側部開口に隣接する複数のシートの残
    留領域の少なくとも一部から、側部開口内に位置する複
    数の前記残留部分に取り付けられたハンドルを形成する
    ような仕方で構成され、側部開口内から残留部分の除去
    を容易にするために、前記ハンドルが側部開口に隣接す
    る残留領域の他の部分の除去によって露出して容易にア
    クセスすることができるようにした、請求項１に記載の
    方法。
  18. 【請求項１８】 可撓性材料の複数のシートを選択的に
    接着することによって三次元物体を構築するためのシス
    テムであって、物体の対応する輪郭に界接される物体の
    １層の形状に対応する少なくとも１つの物体形成領域
    と、構築後の物体に必要とされない少なくとも１つの残
    留領域とにシートを細分するように、各シートが少なく
    とも１本の輪郭線に沿って切断され、各物体形成領域の
    少なくとも一部が隣接する層の物体形成領域に接着され
    る前記システムにおいて、（ａ）少なくとも幾つかのシ
    ートの複数の残留領域を少なくとも１本の分離線に沿っ
    て選択的に切断すること、および（ｂ）複数の残留領域
    の少なくとも一部を隣接シートの残留領域に選択的に接
    着することを含み、前記分離線および前記選択的接着
    が、複数のシートの残留領域の少なくとも一部から、各
    々の前記残留要素の手作業除去が次の１つの前記残留要
    素の除去を引き起こすように柔軟に相互接続された複数
    の残留要素を形成するような仕方で構成される、残留領
    域の除去を容易にするための方法。
  19. 【請求項１９】 前記残留要素が残留ブロックを取り囲
    み、前記残留要素の除去後に残留ブロックを容易に除去
    できるように前記分離線および前記選択的接着を構成す
    る、請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 可撓性材料の複数のシートを選択的に
    接着することによって三次元物体を構築するためのシス
    テムであって、物体の対応する輪郭に界接される物体の
    １層の形状に対応する少なくとも１つの物体形成領域
    と、構築後の物体に必要とされない少なくとも１つの残
    留領域とにシートを細分するように、各シートが少なく
    とも１本の輪郭線に沿って切断され、各物体形成領域の
    少なくとも一部が隣接する層の物体形成領域に接着され
    る前記システムにおいて、（ａ）少なくとも幾つかのシ
    ートの複数の残留領域を少なくとも１本の分離線に沿っ
    て選択的に切断すること、および（ｂ）複数の残留領域
    の少なくとも一部を隣接シートの残留領域に選択的に接
    着することを含み、前記分離線および前記選択的接着
    が、側部開口に隣接する複数のシートの残留領域の少な
    くとも一部から、側部開口内に位置する複数の前記残留
    部分に取り付けられたハンドルを形成するような仕方で
    構成され、側部開口内から残留部分の除去を容易にする
    ために、前記ハンドルが側部開口に隣接する残留領域の
    他の部分の除去によって露出して容易にアクセスするこ
    とができるようにした、物体の側部開口から残留領域の
    除去を容易にするための方法。
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