JP2016060197A - 立体造形方法、立体造形装置、立体造形のデータ作成方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】粉体積層造形で液滴を吐出して造形層を形成する場合、造形後の立体造形物の強度が低い状態になり、薄肉部分が破損し易くなる。
【解決手段】粉体が結合された造形層を順次積層して形成する立体造形物１００の各造形層３０のデータを作成するとき、立体造形物１００の各造形層３０のデータとは別に、立体造形物１００の下方に、プレート状又はトレイ状の支持造形物１０１を形成する造形データを作成し、立体造形物１００を粉体槽２２から取り出すとき及び取り出した後に立体造形物１００を支える支持造形物１０１を造形した後、粉体２０を介して、立体造形物１００を造形する。
【選択図】図６

Description

本発明は立体造形方法、立体造形装置、立体造形のデータ作成方法、プログラムに関する。

立体造形物（三次元造形物）を造形する立体造形装置（三次元造形装置）として、例えば粉体（粉末ともいう）積層造形法で造形するものが知られている。これは、例えば、造形ステージに平坦化された金属又は非金属の粉体層を形成し、形成された粉体層に対して造形液の液滴をヘッドから吐出して、粉体が結合された薄層の造形層を形成し、この造形層上に粉体層を形成して再度造形層を形成する工程を繰り返して、造形層を積層することで立体造形物を造形する。

従来、粉体材料の無駄な消費を低減するために、目的とする立体造形物（三次元造形物）の本体だけでなく、枠体も三次元造形物の一部として造形ボックス内に形成するものが知られている（特許文献１）。

特開２０１１−１５６７８３号公報

ところで、粉体の薄層である粉体層に造形液の液滴を吐出して固化させて造形層を形成して造形するとき、立体造形物から水分がある程度蒸発するまでは、立体造形物の強度が低い状態になり、薄肉部分が破損し易くなる。

そのため、立体造形物の形状を保持したまま造形装置から取出すためには、立体造形物の水分が蒸発して所要の強度が得られるまで待たなければならないという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、造形完了後立体造形物を速やかに取り出しせるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る立体造形方法は、
粉体が結合された造形層を順次積層して立体造形物を形成する立体造形方法であって、
前記立体造形物の下方に、プレート状又はトレイ状の造形物を造形する
構成とした。

本発明によれば、造形完了後立体造形物を速やかに取り出せるようになる。

本発明に係る立体造形装置を構成する粉体積層造形装置の一例の要部斜視説明図である。 同じく造形部の断面説明図である。 同立体造形装置を構成する造形データ作成装置とともに粉体積層造形装置の制御部を示すブロック図である。 造形の流れの説明に供する造形部の断面説明図である。 本発明の第１実施形態の説明に供する立体造形物の一例の斜視説明図である。 同じく造形完了後の造形槽の断面説明図である。 同じく立体造形物及び支持造形物を上方から見た状態の平面説明図である。 同実施形態の作用説明に供する造形槽を造形物取り出し状態にした断面説明図である。 同じく造形物を取り出した状態の正面図及び側面図である。 本発明の第２実施形態の説明に供する造形完了後の造形槽の断面説明図である。 同じく立体造形物及び支持造形物を上方から見た状態の平面説明図である。 同実施形態の作用説明に供する造形槽を造形物取り出し状態にした断面説明図である。 同じく造形物を取り出した状態の正面図及び側面図である。 本発明の第３実施形態の説明に供する造形完了後の造形槽の断面説明図である。 同じく造形物を取り出した状態の正面図である。 本発明の第４実施形態の説明に供する造形完了後の造形槽の断面説明図である。 本発明の第５実施形態の説明に供する造形槽の断面説明図である。 本発明の第６実施形態の説明に供する支持造形物の斜視説明図である。 同じく造形完了後の造形槽の断面説明図である。 同じく造形物を取り出した状態の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る立体造形装置を構成する粉体積層造形装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。図１は同粉体積層造形装置の要部斜視説明図、図２は同じく造形部の断面説明図である。なお、図２は１層の造形層が形成された上に１層の粉体層が形成された状態で示している。

この粉体積層造形装置は、粉体が結合された造形層が形成される造形部１と、造形部１に造形液の液滴を吐出して立体造形物を造形する造形ユニット５とを備えている。

造形部１は、粉体槽１１と、平坦化手段としての回転体である平坦化ローラ（リコータローラとも称される）１２などを備えている。

粉体槽１１は、粉体２０が供給されて、造形物が造形される造形槽２２を有している。造形槽２２の底部は造形ステージ２４として鉛直方向（高さ方向）に昇降自在となっている。造形ステージ２４上に造形物が造形される。

なお、粉体槽１１は、造形槽２２とともに、造形層に粉体２０を供給する供給槽を有する二槽構成とすることもでき、この場合には粉体供給装置から供給槽に粉体が供給される。

平坦化ローラ１２は、造形ステージ２４のステージ面（粉体２０が積載される面）に沿う方向にステージ面に対して相対的に往復移動可能であり、造形槽２２に供給された粉体２０を平坦化して粉体層３１を形成する。

造形ユニット５は、造形ステージ２４上の粉体層に造形液を吐出する液体吐出ヘッドで構成される吐出ヘッドユニット５１を備えている。なお、造形ユニット５には、吐出ヘッドユニット５１をクリーニングするヘッドクリーニング機構なども備えている。

なお、ヘッドクリーニング機構（装置）は、主にキャップとワイパで構成される。キャップをヘッド下方のノズル面に密着させ、ノズルから造形液を吸引する。ノズルに詰まった粉体の排出や高粘度化した造形液を排出するためである。その後、ノズルのメニスカス形成（ノズル内は負圧状態である）のため、ノズル面をワイピング（払拭）する。また、ヘッドクリーニング機構は、造形液の吐出が行われない場合に、ヘッドのノズル面を覆い、粉体がノズルに混入することや造形液が乾燥することを防止する。

造形ユニット５は、矢印Ｙ方向に往復移動可能である。

吐出ヘッドユニット５１は、ガイド部材５４、５５で矢印Ｘ方向に往復移動可能に支持される。

吐出ヘッドユニット５１は、矢印Ｚ方向に昇降可能に支持されている。

この吐出ヘッドユニット５１には、シアン造形液を吐出するヘッド、マゼンタ造形液を吐出するヘッド、イエロー造形液を吐出するヘッド、ブラック造形液を吐出するヘッド、及びクリア造形液を吐出するヘッドを備える。

次に、立体造形装置について図３を参照して説明する。図３は造形データ作成装置とともに粉体積層造形装置の制御部を示すブロック図である。

立体造形装置は、造形データ作成装置６００と、上述した粉体積層造形装置６０１で構成される。

粉体積層造形装置６０１の制御部５００は、この粉体積層造形装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ（印刷データ）等を一時格納するＲＡＭ５０３とを含む主制御部５００Ａを備えている。

制御部５００は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）５０４を備えている。また、制御部５００は、画像データに対する各種信号処理等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５を備えている。

制御部５００は、造形データ作成装置６００から造形データを受信するときに使用するデータ及び信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を備えている。なお、造形データ作成装置６００は、最終形態の造形物を各造形層にスライスした造形データを作成する装置であり、本発明に係るプログラムを含むパーソナルコンピュータ等の情報処理装置で構成されている。

制御部５００は、各種センサの検知信号を取り込むためのＩ／Ｏ５０７を備えている。

制御部５００は、吐出ヘッドユニット５１の各ヘッドを駆動制御するヘッド駆動制御部５０８を備えている。

制御部５００は、吐出ヘッドユニット５１を矢印Ｘ方向に移動させるＸ方向走査モータ５５０を駆動するモータ駆動部５１０と、造形ユニット５を矢印Ｙ方向に移動させるＹ方向走査モータ５５１を駆動するモータ駆動部５１１を備えている。

制御部５００は、吐出ヘッドユニット５１を矢印Ｚ方向に移動（昇降）させるＺ方向昇降モータ５５２を駆動するモータ駆動部５１２を備えている。なお、矢印Ｚ方向への昇降は造形ユニット５全体を昇降させる構成とすることもできる。

制御部５００は、造形ステージ２４を昇降させるモータ５５３を駆動するモータ駆動部５１４を備えている。

制御部５００は、平坦化ローラ１２を移動させるモータ５５４を駆動するモータ駆動部５１５と、平坦化ローラ１２を回転駆動するモータ５５５を駆動する５１６を備えている。

制御部５００は、造形槽２２に粉体２０を供給する粉体供給装置５５６を駆動する供給系駆動部５１７と、吐出ヘッドユニット５１をクリーニング（メンテナンス、維持回復）するクリーニング装置５５７を駆動するクリーニング駆動部５１８を備えている。

制御部５００のＩ／Ｏ５０７には、環境条件としての温度及び湿度を検出する温湿度センサ５６０からの検知信号などが入力される。

制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５２２が接続されている。

次に、造形の流れについて図４も参照して説明する。図４は造形の流れの説明に供する造形部の模式的断面説明図である。

図４（ａ）に示すように、造形槽２２の造形ステージ２４上に供給された粉体２０に吐出ヘッドユニット５１のヘッド５１ａから造形液１０の液滴を吐出して造形層３０を形成する。

その後、この造形層３０上に次の造形層３０を形成するために造形槽２２の造形ステージ２４を１層分の厚み分だけ矢印Ｚ２方向に下降させる。

次いで、図４（ｂ）に示すように、造形槽２２に粉体供給装置５５６から粉体２０を供給する。そして、平坦化ローラ１２を回転しながら造形槽２２の造形ステージ２４のステージ面に沿って移動させ、造形ステージ２４の造形層３０上で所定の厚さになる粉体層３１を形成する（平坦化）。

そして、吐出ヘッドユニット５１のヘッド５１ａから造形液１０の液滴を吐出して次の造形層３０を形成する。なお、吐出ヘッドユニット５１を矢印Ｘ方向に移動走査して１スキャン分の滴吐出を行い、次いで吐出ヘッドユニット５１を矢印Ｙ１方向に１スキャン分移動させて、矢印Ｘ方向に移動走査して１スキャン分の滴吐出を行う。

このように、粉体層３１の形成と造形液１０の吐出による粉体２０の固化とを繰り返して造形層３０を順次積層して立体造形物を造形する。

次に、本発明で使用している立体造形用粉末材料（粉体）及び造形液について説明する。

立体造形用粉末材料は、基材と、この基材を平均厚み５ｎｍ〜５００ｎｍで被覆し、造形液としての架橋剤含有水の作用により溶解し架橋可能な水溶性有機材料とを有してなる。

この立体造形用粉末材料においては、基材を被覆する水溶性有機材料が、架橋剤含有水の作用により溶解し架橋可能であるため、水溶性有機材料に架橋剤含有水が付与されると、水溶性有機材料は、溶解すると共に、架橋剤含有水に含まれる架橋剤の作用により架橋する。

これにより、上記立体造形用粉末材料を用いて薄層（粉体層）を形成し、粉体層に架橋剤含有水を造形液１０として吐出することで、粉体層においては、溶解した水溶性有機材料が架橋する結果、粉体層が結合硬化して造形層３０が形成される。

このとき、基材を被覆する水溶性有機材料の被覆量が平均厚みで５ｎｍ〜５００ｎｍであるため、水溶性有機材料が溶解したときに基材の周囲に必要最小量だけ存在し、これが架橋して三次元ネットワークを形成するため、粉体層の硬化は寸法精度良く、かつ、良好な強度をもって行われる。

この操作を繰り返すことにより、簡便かつ効率的に、焼結等の前に型崩れが生ずることなく、寸法精度良く複雑な立体造形物を形成することができる。

このようにして得られた立体造形物は、良好な硬度を有するため、手で持ったり、エアーブロー処理をして余分な立体造形用粉末材料の除去等を行っても、型崩れが生ずることがなく、その後に焼結等を簡便に行うことができる。

そして、上記のようにして形成された立体造形物においては、基材が密に（高充填率で）存在し、水溶性有機材料は基材どうしの周囲に極僅かだけ存在するため、その後に焼結等して成形体（立体造形物）を得たとき、得られた成形体に不要な空隙等は存在せず、外観の美麗な成形体（立体造形物）が得られる。

−基材−
基材としては、粉末ないし粒子の形態を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その材質としては、例えば、金属、セラミックス、カーボン、ポリマー、木材、生体親和材料、などが挙げられるが、高強度な立体造形物を得る観点からは、最終的に焼結処理が可能な金属、セラミックスなどが好ましい。

金属としては、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）鋼、鉄、銅、チタン、銀などが好適に挙げられ、該ステンレス（ＳＵＳ）鋼としては、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌなどが挙げられる。

セラミックスとしては、例えば、金属酸化物などが挙げられ、具体的には、シリカ（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、チタニア（ＴｉＯ_２）などが挙げられる。

カーボンとしては、例えば、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、フラーレンなどが挙げられる。

ポリマーとしては、例えば、水に不溶な公知の樹脂などが挙げられる。

木材としては、例えば、ウッドチップ、セルロースなどが挙げられる。

生体親和材料としては、例えば、ポリ乳酸、リン酸カルシウムなどが挙げられる。

これらの材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

なお、本発明においては、基材として、これらの材料で形成された市販品の粒子ないし粉末を使用することができる。市販品としては、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ（山陽特殊鋼製、ＰＳＳ３１６Ｌ）、ＳｉＯ_２（トクヤマ製、エクセリカＳＥ−１５）、ＡｌＯ_２（大明化学工業製、タイミクロンＴＭ−５Ｄ）、ＺｒＯ_２（東ソー製、ＴＺ−Ｂ５３）などが挙げられる。

また、基材としては、水溶性有機材料との親和性を高める目的等で、公知の表面（改質）処理がされていてもよい。

−水溶性有機材料−
水溶性有機材料としては、水に溶解し、架橋剤の作用により架橋可能な性質を有するものであれば、換言すれば、水溶性であって架橋剤によって架橋可能である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

ここでは、水溶性有機材料の水溶性は、例えば、３０℃の水１００ｇに水溶性有機材料を１ｇ混合して撹拌したとき、その９０質量％以上が溶解するものを意味する。

また、水溶性有機材料としては、その４質量％（ｗ／ｗ％）水溶液の２０℃における粘度が、４０ｍＰａ・ｓ以下であるものが好ましく、１〜３５Ｐａ・ｓであるものがより好ましく、５〜３０ｍＰａ・ｓであるものが特に好ましい。

水溶性有機材料の粘度が、４０ｍＰａ・ｓを超えると、立体造形用粉末材料に架橋剤含有水を付与して形成した立体造形物用粉末材料（粉体層）による硬化物（立体造形物、焼結用硬化物）の強度が充分でないことがあり、その後の焼結等の処理ないし取扱い時に型崩れ等の問題が生ずることがある。また、立体造形用粉末材料に架橋剤含有水を付与して形成した立体造形物用粉末材料（粉体層）による硬化物（立体造形物、焼結用硬化物）の寸法精度が充分でないことがある。

水溶性有機材料の粘度は、例えば、ＪＩＳＫ７１１７に準拠して測定することができる。

−架橋剤含有水−
造形液である架橋剤含有水としては、水性媒体中に架橋剤を含有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、架橋剤含有水は、水性媒体、架橋剤のほか、必要に応じて適宜選択したその他の成分を含有していてもよい。

その他の成分としては、架橋剤含有水を付与する手段の種類、使用頻度や量などの諸条件を考慮して適宜選択することができる。例えば、液体吐出法によって架橋剤含有水を付与する場合には、液体吐出ヘッドのノズルへの目詰り等の影響を考慮して選択することができる。

水性媒体としては、例えば、水、エタノール等のアルコール、エーテル、ケトン、などが挙げられるが、水が好ましい。なお、水性媒体は、水がアルコール等の水以外の成分を若干量含有するものであってもよい。

上述した立体造形物用粉末材料及び造形液としての架橋剤含有水を使用することで、粉体（基材）を接着させるためのバインダーを液体吐出ヘッドから吐出する構成に比べて、ノズルの目詰まりが少なく、ヘッドの耐久性が向上する。

ただし、上述したように架橋剤含有水を使用することで、立体造形物が所要の強度を持つまでには造形後の水分蒸発が必要になることで、本発明を適用しなければ、造形後取り出し可能状態になるまで待機する必要がある。

次に、本発明の第１実施形態について図５ないし図７を参照して説明する。図５は同実施形態の説明に供する立体造形物の一例の斜視説明図、図６は造形完了後の造形槽の断面説明図、図７は同じく立体造形物及び支持造形物を上方から見た状態の平面説明図である。

本実施形態では、立体造形物１００を造形する前に、立体造形物１００の下方に、プレート状の造形物（以下、「支持造形物」という。）１０１を造形する。支持造形物１０１は、立体造形物１００とともに取り出すことが可能で、立体造形物１００と分離可能である。なお、支持造形物１０１の形状は、トレイ状とすることもできる。

このとき、立体造形物１００と支持造形物１０１との間には未固化の粉体２０（粉体層３１）を介在させる。

これにより、支持造形物１０１を立体造形物１００とともに取り出した後、支持造形物１０１は立体造形物１００と容易に分離することができる。

このとき、支持造形物１０１は、図７に示すように、立体造形物１００を支持造形物１０１上に投影したときに、立体造形物１００の最外形状と同じ形状としている。

これにより、立体造形物１００の最外形状の造形層のデータと同じデータを支持造形物１０１の造形データとして使用することができるようになる。

このような造形を行う場合、造形データ作成装置６００側において、粉体が結合された造形層を順次積層して形成する立体造形物１００の各造形層３０のデータを作成するとき、立体造形物１００の各造形層３０のデータとは別に、立体造形物１００の下方に、立体造形物１００とともに取り出され、立体造形物１００と分離されるプレート状又はトレイ状の支持造形物１０１を形成する造形データを作成する。

このような造形データの作成は、例えば、粉体が結合された造形層を順次積層して形成する立体造形物の各造形層のデータを作成する立体造形のデータ作成処理をコンピュータに行わせるプログラムによって、立体造形物の各造形層のデータとは別に、立体造形物の下方に、立体造形物とともに取り出され、立体造形物と分離されるプレート状又はトレイ状の支持造形物を形成する造形データを作成する処理をコンピュータに行わせることで実現できる。

そして、造形データ作成装置６００側で作成した支持造形物を形成するデータを含む造形データを粉体積層造形装置６０１側に送ることで、図６に示すように、造形槽２２の造形ステージ２４上に、立体造形物１００が造形される前に支持造形物１０１が造形され、その後、未固化の粉体２０（粉体層３１）を介して、立体造形物１００が造形される。

次に、本実施形態の作用について図８及び図９も参照して説明する。図８は造形槽を造形物取り出し状態にした断面説明図、図９は造形物を取り出した状態の正面図及び側面図である。

造形終了後、立体造形物１００を取り出すときには、図８に示すように、支持造形物１０１の下部から取り出し可能になる位置まで、造形ステージ２４を上昇させ、余剰部分の粉体２０を除去する。

その後、造形槽２２から支持造形物１０１より上方部分を取出すことで、図９に示すように、立体造形物１００が粉体２０を介して支持造形物１０１で支えられた形態のもの（これを「取り出し造形物１０３」という。）を取出すことができる。

このとき、支持造形物１０１によって未固化の粉体２０を介して立体造形物１００全体がＺ方向で支えられている。したがって、立体造形物１００の薄肉部１００ａ、１００ｂの部分が粉体２０を介して支持造形物１０１によって支えられることになる。

したがって、立体造形物１００の造形後の水分蒸発が不十分であっても、取り出し造形物１０３としては損壊しない状態となる。

これにより、立体造形物１００を、造形完了後、造形槽２２から速やかに取り出せるようになる。

そこで、取り出し造形物１０３の状態で形状を保持したまま、乾燥炉に投入して、乾燥等の後処理を施すことができる。

このように、立体造形物１００が支持造形物１０１で粉体２０を介して支えられた形態の取り出し造形物１０３として取り出して乾燥を行うことで、粉体の無駄な消費も低減できる。

つまり、立体造形物１００の水分蒸発が不十分なまま乾燥工程を行うために造形槽２２ごと乾燥炉に投入する場合、立体造形物１００以外の箇所の粉体２０を大量に同時に乾燥させることになり、再利用が困難となって粉体の廃棄量が増大する。

これに対して、本実施形態の取り出し造形物１０３の形態で取り出して乾燥できることで、立体造形物１００以外の箇所の粉体２０の量が少なく、廃棄量が低減する。

また、取り出し造形物１０３は、立体造形物１００と支持造形物１０１との間に未固化の粉体２０が介在することで、乾燥終了後の離形性（分離性）が向上する。

次に、本発明の第２実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は同実施形態の説明に供する造形完了後の造形槽の断面説明図、図１１は同じく立体造形物及び支持造形物を上方から見た状態の平面説明図である。

本実施形態では、立体造形物１００を造形する前に、立体造形物１００の下方に、未固化の粉体２０（粉体層３１）を介在して、プレート状の造形物である支持造形物１０１を造形する。支持造形物１０１は、立体造形物１００とともに取り出すことが可能で、立体造形物１００と分離可能である。

このとき、支持造形物１０１は、図１１に示すように、立体造形物１００を支持造形物１０１上に投影したときに、立体造形物１００の最外形状よりも大きな形状としている。

このような造形を行う場合、造形データ作成装置６００側において、立体造形物１００と別に、支持造形物１０１を形成する造形データを作成すること、この造形データの作成処理はプログラムによってコンピュータに行わせることで実現できることは、前記第１実施形態と同様である。

次に、本実施形態の作用について図１２及び図１３も参照して説明する。図１２は造形槽を造形物取り出し状態にした断面説明図、図１３は造形物を取り出した状態の正面図及び側面図である。

本実施形態においても、造形終了後、立体造形物１００を取り出すときには、図１２に示すように、支持造形物１０１の下部から取り出し可能になる位置まで、造形ステージ２４を上昇させ、余剰部分の粉体２０を除去する。

その後、造形槽２２から支持造形物１０１より上方部分を取出すことで、図１３に示すように、立体造形物１００が粉体２０を介して支持造形物１０１で支えられた形態の取り出し造形物１０３を取出すことができる。

このとき、支持造形物１０１は、立体造形物１００の最外形状よりも大きな形状であるので、より確実に立体造形物１００を支持造形物１０１で支えることができる。

なお、その他の作用効果は前記第１実施形態と同様である。

次に、本発明の第３実施形態について図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は同実施形態の説明に供する造形完了後の造形槽の断面説明図、図１５は同じく造形物を取り出した状態の正面図である。

前記第１、第２実施形態においては、立体造形物１００はＸ−Ｙ方向の断面積がＺ方向で上方に向かって縮小する配置としているのに対し、本実施形態では、立体造形物１００はＸ−Ｙ方向の断面積がＺ方向で上方に向かって拡大する配置としている。

このようにしても前記第１、第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の第４実施形態について図１６を参照して説明する。図１６は同実施形態の説明に供する造形完了後の造形槽の断面説明図である。

本実施形態では、支持造形物１０１を造形するときの造形条件ａを、立体造形物１００を造形するときの造形条件ｂと異ならせている。

例えば、支持造形物１０１は高精度な造形を必要としないため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の解像度（造形条件ａ）を、立体造形物１００を造形するときの解像度（造形条件ｂ）よりも低くしている。

これにより、トータルの造形時間を短縮することができる。

また、例えば、粉体に水溶性有機材料を被覆し、造形液に架橋剤含有水を用いて造形する場合、支持造形物１０１の造形時には液滴として接着剤を使用し（造形条件ａ）、立体造形物１００の造形にのみ架橋剤含有水を使用する（造形条件ｂ）。つまり、液滴の種類を異ならせる。

これにより、最終的に破棄する支持造形物１０１は液滴吐出後すぐに強度を発生させることができ、取り出し造形物１０３の安定性を向上させることができ、立体造形物１００は乾燥後に次工程（脱脂・焼結等）に移ることが可能となる。

次に、本発明の第５実施形態について図１７を参照して説明する。図１７は同実施形態の説明に供する造形槽の断面説明図である。

本実施形態では、粉体に水溶性有機材料を被覆し、造形液に架橋剤含有水を用いて支持造形物１０１を造形後、乾燥手段１１０によって、支持造形物１０１の水分を蒸発させる。その後、立体造形物１００の造形を行う。なお、乾燥手段１１０としては例えばヒータを使用できる。

すなわち、支持造形物１０１は薄板形状であることから、短時間の加熱で水分蒸発させて強度を高めることが可能である。

このようにすれば、複数種類の液滴を用いることなく、トータルの造形時間に大きな影響を与えずに、取り出し造形物１０３の安定性を向上させることができる。

次に、本発明の第６実施形態について図１８ないし図２０を参照して説明する。図１８は同実施形態の説明に供する支持造形物の斜視説明図、図１９は同じく造形完了後の造形槽の断面説明図、図２０は同じく造形物を取り出した状態の説明図である。

本実施形態では、図１９に示すように、立体造形物１００を造形する前に、立体造形物１００の下方に、トレイ状の造形物である支持造形物１０１を造形する。支持造形物１０１は、立体造形物１００とともに取り出すことが可能で、立体造形物１００と分離可能である。

この支持造形物１０１は、図１８に示すように、プレート部１０１ａの外縁部から立上るリブないし立ち壁部１０１ｂが形成されている。

この支持造形物１０１にあっては、図２０に示すように、造形槽２２から立体造形物１００を取り出すとき及び取り出した後の状態では、立ち壁部１０１ｂも粉体２０を介して立体造形物１００を支持することになる。

１ 造形部
５ 造形ユニット
１０ 造形液
１１ 粉体層
１２ 平坦化ローラ（平坦化手段、回転体）
２０ 粉体
２２ 造形槽
２４ 造形ステージ
３０ 造形層
３１ 粉体層
５１ 吐出ヘッドユニット
１００ 立体造形物
１０１ 支持造形物
６００ 造形データ作成装置
６０１ 粉体積層造形装置

Claims (10)

1. 粉体が結合された造形層を順次積層して立体造形物を形成する立体造形方法であって、
   前記立体造形物の下方に、プレート状又はトレイ状の造形物を造形する
   ことを立体造形方法。
2. 前記立体造形物と前記プレート状又はトレイ状の造形物との間に未固化の粉体を介在させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の立体造形方法。
3. 前記プレート状又はトレイ状の造形物は、前記立体造形物を前記プレート状又はトレイ状の造形物上に投影したときに、前記立体造形物の最外形状と同じ形状である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の立体造形方法。
4. 前記プレート状又はトレイ状の造形物は、前記立体造形物を前記プレート状又はトレイ状の造形物上に投影したときに、前記立体造形物の最外形状よりも大きな形状である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の立体造形方法。
5. 前記プレート状又はトレイ状の造形物の造形条件を前記立体造形物の造形条件と異ならせる
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の立体造形方法。
6. 前記粉体に対して造形液の液滴を吐出して前記粉体を結合した前記造形層を形成し、
   前記プレート状又はトレイ状の造形物の造形に使用する前記液滴の種類を前記立体造形物の造形に使用する前記液滴の種類と異ならせる
   ことを特徴とする請求項５に記載の立体造形方法。
7. 前記プレート状又はトレイ状の造形物を造形後、前記立体造形物の前記造形層を形成する前に、前記プレート状又はトレイ状の造形物を乾燥させる
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の立体造形方法。
8. 粉体が結合された造形層を順次積層して立体造形物を形成する粉体積層造形装置と、
   前記積層造形装置で積層する前記立体造形物の各造形層のデータを作成するデータ作成装置と、を備える立体造形装置であって、
   前記立体造形物の下方に、プレート状又はトレイ状の造形物を形成する
   ことを立体造形装置。
9. 粉体が結合された造形層を順次積層して形成する立体造形物の前記各造形層の造形データを作成する立体造形のデータ作成方法であって、
   前記立体造形物の前記各造形層の造形データとは別に、前記立体造形物の下方に、プレート状又はトレイ状の造形物を造形する造形データを作成する
   ことを特徴とする立体造形のデータ作成方法。
10. 粉体が結合された造形層を順次積層して形成する立体造形物の前記各造形層の造形データを作成するデータ作成処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
    前記立体造形物の前記各造形層の造形データとは別に、前記立体造形物の下方に、プレート状又はトレイ状の造形物を造形する造形データを作成する処理をコンピュータに行わせる
    ことを特徴とするプログラム。

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