JP2018114750A - 立体造形物を造形する方法、立体造形物を造形する装置、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】材料噴射造形を行うときにモデル材のサポート材との境界部分における混色、形状精度を防止する。【解決手段】造形層３０を４層積層する毎に平坦化ローラ１６をＸ１方向に移動させて最表面の造形層３０の表面を平坦化する動作を行うとき、造形層３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、モデル材３０１とサポート材３０２とが接触した状態で造形し、平坦化ローラ１６による平坦化を行う造形層３０Ｄを形成するときには、モデル材３０１とサポート材３０２との境界に１滴（或いは複数滴）分の隙間４０１を設ける。【選択図】図４

Description

本発明は立体造形物を造形する方法、立体造形物を造形する装置、プログラムに関する。

立体造形物（三次元造形物）を造形する装置として、立体造形物を形成する造形材（モデル材）を造形領域に吐出し、造形領域以外の領域に形状支持用のサポート材を吐出して、モデル材及びサポート材を硬化させて、モデル材が硬化したモデル材造形物とサポート材が硬化したサポート造形物とを含む層状造形物（造形層）を造形し、造形層を順次積層し、サポート材造形物を除去してモデル材からなる立体造形物を造形する材料噴射造形方式（マテリアルジェット方式）のものが知られている。

従来、造形層を形成するときに、造形された層の上面を平滑にするために余分なモデル材ならびにサポート材を除去するためのローラを設けることが知られている（特許文献１）。

特開２０１２−１１１２２６号公報

しかしながら、上述した平滑化工程を設けた場合、ローラの移動、回転によりサポート材が引き伸ばされて、サポート材の一部がモデル材の造形されている領域に入り込み、完全にサポート材を除去することができなくなり、サポート材除去後のモデル材で造形された立体造形物の表面性が悪くなるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、立体造形物の表面性の低下を抑えて造形品質を向上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物を造形する方法は、
モデル材とサポート材とを吐出させ、前記モデル材及び前記サポート材を硬化させて層状造形物を形成し、
前記層状造形物を順次積層し、前記モデル材からなる立体造形物を造形する方法であって、
前記層状造形物を平坦化手段で平坦化する工程を含み、
前記平坦化手段で平坦化する前記層状造形物を形成するときには、前記モデル材と前記サポート材との境界に隙間を設ける
構成とした。

本発明によれば、立体造形物の表面性の低下を抑えて造形品質を向上することができる。

本発明に係る立体造形物を造形する装置の一例の模式的説明図である。 同じく造形の流れの説明に供する模式的断面説明図である。 同装置の制御部の概要の説明に供するブロック図である。 本発明の第１実施形態の説明に供する４層分の造形層のＸ方向に沿う模式的断面説明図である。 同じく模式的平面説明図である。 本発明の第２実施形態の説明に供する４層分の造形層のＸ方向に沿う模式的断面説明図である。 同じく模式的平面説明図である。 本発明の第３実施形態の説明に供する４層分の造形層のＹ方向に沿う模式的断面説明図である。 同じく模式的平面説明図である。 本発明の第４実施形態の説明に供する模式的平面説明図である。 本発明の第５実施形態の説明に供する模式的平面説明図である。 本発明の第６実施形態の説明に供する４層分の造形層のＸ方向に沿う模式的断面説明図である。 同じくＹ方向に沿う模式的断面説明図である。

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物を造形する装置の一例の概要について図１を参照して説明する。図１は同装置の模式的説明図である。

この立体造形物を造形する装置（立体造形装置という。）１０は、材料噴射造形装置であり、造形層３０が積層されて立体造形物が造形される造形ステージ１４と、造形ステージ１４上に造形層３０を順次積層しながら造形する造形ユニット２０とを備えている。

造形ユニット２０は、モデル材を吐出する第１ヘッド１１と、サポート材を吐出する第２ヘッド１２と、活性エネルギー線としての紫外線を照射するＵＶ照射ユニット１３と、造形層３０を平坦化する平坦化手段である平坦化ローラ１６を備えている。

ここでは、Ｘ方向において、第１ヘッド１１を挟んで２つの第２ヘッド１２を配置し、２つの第２ヘッド１２の外側にそれぞれＵＶ照射ユニット１３を配置し、更に、ＵＶ照射ユニット１３の外側にそれぞれ平坦化ローラ１６を配置している。

造形ユニット２０はＸ方向に往復移動されるとともに、造形ステージ１４に対してＹ方向にも相対的に移動可能とされている。

造形ステージ１４は、昇降手段１５によってＺ方向に昇降される。

次に、この立体造形装置１０による造形動作の概要について図２も参照して説明する。図２は同説明に供する模式的断面説明図であり、便宜上液滴形状を矩形状で示している。

造形ユニット２０をＸ方向に移動させながら、第１ヘッド１１からモデル材３０１を造形領域（立体造形物を構成する領域）に吐出させ、第２ヘッド１２からサポート材３０２を造形領域以外のサポート領域（造形後除去する領域）に吐出させる。

そして、ＵＶ照射ユニット１３によって、モデル材３０１及びサポート材３０２上に紫外線を照射して硬化させ、モデル材造形物１７とサポート材造形物１８を含む１層分の造形層３０が形成する。

この造形層３０を繰り返し造形して順次積層し、モデル材３０１からなる目的とする立体造形物を造形する。

例えば、図１の例では、造形層３０Ａ〜３０Ｅの５層を積層した状態を示している。また、図２の例では、造形層３０Ａ〜３０Ｃの３層を積層した状態を示している。

ここで、造形層３０を複数層（固定値である必要はない。）積層する毎に、例えば１０層積層する毎に、平坦化ローラ１６を最表面の造形層３０に押し付けて平滑化することで、造形層３０の厚み精度や平坦性を確保することができる。

なお、平坦化手段として、平坦化ローラ１６のようなローラ形状の部材を使用する場合、Ｘ方向における移動方向に対して、平坦化ローラ１６を逆転させる方向（図４の矢印方向）で回転させることで、平坦化（平滑化）の効果がより有効に発揮される。

また、造形ユニット２０と最表面の造形層３０とのギャップを一定に保つために、ここでは、１層の造形層３０を形成する毎に造形ステージ１４を昇降手段１５によって下降させている。なお、造形ユニット２０を上昇させる構成でもよい。

また、立体造形装置１０としては、モデル材３０１やサポート材３０２の回収、リサイクル機構などを備えることもできる。また、第１ヘッド１１、第２ヘッド１２のノズル面を清浄化する清浄化手段や不吐出ノズルを検知する吐出状態検出手段を備えることができる。また、造形時の装置内の環境温度を制御することも好ましい。

次に、上記立体造形装置の制御部の概要について図３を参照して説明する。図３は同制御部のブロック図である。

制御部５００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１に本発明に係わる制御を含む立体造形動作の制御を実行させるための本発明に係るプログラムを含むプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、造形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、外部の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（立体造形物）を各造形層毎にスライスしたスライスデータである造形データ（断面データ）を作成する装置であり、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、造形ユニット２０の第１ヘッド１１を駆動制御するヘッド駆動制御部５０８と、第２ヘッド１２を駆動制御するヘッド駆動制御部５０９を備えている。

制御部５００は、造形ユニット２０をＸ方向（主走査方向）に移動させるＸ方向走査機構５５０を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１０と、造形ユニット２０をＹ方向（副走査方向）に移動させるＹ方向走査機構５５２を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１１を備えている。

制御部５００は、造形ステージ１４をＺ方向に昇降させる昇降手段１５を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１２を備えている。なお、Ｚ方向への昇降は造形ユニット２０を昇降させる構成とすることもできる。

制御部５００は、平坦化ローラ１６を回転駆動するモータ２６を駆動するモータ駆動部５１６、第１ヘッド１１、第２ヘッド１２のメンテナンス機構６１を駆動するメンテナンス駆動部５１８を備えている。

制御部５００は、ＵＶ照射ユニット１３による紫外線照射を制御する硬化制御部５１９を備えている。

制御部５００のＩ／Ｏ５０７には、装置の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などの検知信号やその他のセンサ類の検知信号が入力される。

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。

制御部５００は、上述したように、造形データ作成装置６００から造形データを受領する。造形データは、目的とする立体造形物の形状をスライスしたスライスデータとしての各造形層３０の内のモデル材造形物１７を形成するデータ（造形領域のデータ）である。

そして、主制御部５００Ａは、造形データ（造形領域データ）にサポート材を付与するサポート領域のデータを付加したデータを作成し、ヘッド駆動制御部５０８、５０９に与える。ヘッド駆動制御部５０８、５０９は、それぞれ、第１ヘッド１１から液状のモデル材３０１の液滴を造形領域に吐出させ、第２ヘッド１２から液状のサポート材３０２の液滴をサポート領域に吐出させる。

なお、造形データ作成装置６００と立体造形装置１０によって造形装置が構成される。

次に、本発明の第１実施形態について図４及び図５を参照して説明する。図４は同実施形態の説明に供する４層分の造形層のＸ方向に沿う模式的断面説明図、図５は同じく模式的平面説明図である。なお、以下の実施形態においても便宜上液滴形状を矩形状で表している。

本実施形態では、造形層３０を４層積層する毎に平坦化ローラ１６によって最表面の造形層３０の表面を平坦化する動作を行う。また、ここでは、平坦化ローラ１６の移動方向はＸ１方向とする。

そこで、造形層３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを順次積層する。造形層３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、モデル材３０１とサポート材３０２とが接触した状態で造形している。その後、平坦化ローラ１６による平坦化を行う造形層３０Ｄを形成するときには、モデル材３０１とサポート材３０２との境界に１滴（或いは複数滴）分の隙間４０１を設ける。

本実施形態では、平坦化ローラ１６の移動方向において、モデル材３０１がサポート材３０２の下流側になる境界に隙間４０１を設けている。

これにより、平坦化ローラ１６が造形層３０Ｄの表面に接触しながらＸ１方向に移動して平坦化するとき、サポート材３０２がモデル材３０１の領域まで入り込み、モデル材３０１とサポート材３０２が混ざり合うこと（混色という。）が防止される。

つまり、平坦化ローラ１６で平坦化する造形層３０において、モデル材３０１とサポート材３０２が接触して配置されていると、平坦化ローラ１６が表面に接触しながら移動することで、サポート材３０２がモデル材３０１の領域まで押し込まれて（引き延ばされて）混色が生じる。

混色が生じると、サポート材３０２を除去するときに完全にサポート材３０１を除去することができなくなり、サポート材除去後のモデル材表面の表面性が悪くなる（表面粗さＲａが大きくなる。）、或いは、透明性（もしくは光沢）が目標とおりにならないなど、造形品質が低下する。

そこで、本実施形態では、平坦化ローラ１６による平坦化を行う造形層３０Ｄを形成するときに隙間４０１を設けている。したがって、次層の造形層３０を形成するときに、モデル材３０１が造形層３０Ｄの隙間４０１に入り込むことがあっても、入り込みの程度は少なく、モデル材造形物１７の形状精度の大きな影響を与えない。これにより、最終の立体造形物の造形品質が向上する。

この場合、平坦化ローラ１６による平坦化を行う造形層と例えばその下層の造形層の２層に隙間４０１を設けることもできる。ただし、隙間４０１を設ける造形層３０（層状造形物）は、平坦化手段で平坦化するまでに積層された造形層３０の内の平坦化手段で平坦化する造形層３０Ｄを含む一部の造形層とする。

さらに、サポート材３０２として水溶性サポート材を使用すると、水溶性サポート材の親水性によってモデル材と混色が起きやすくなる場合がある。これに対し、ワックスなどなど疎水性のサポート材を用いた場合には、モデル材とサポート材が接触してもはじくため混色しにくい。したがって、特にサポート材３０２として水溶性サポート材を使用する場合に、隙間を設けることが有用である。

次に、本発明の第２実施形態について図６及び図７を参照して説明する。図６は同実施形態の説明に供する４層分の造形層のＸ方向に沿う模式的断面説明図、図７は同じく模式的平面説明図である。

本実施形態では、前記第１実施形態に加えて、平坦化ローラ１６の移動方向において、モデル材３０１がサポート材３０２の下流側になる境界に隙間４０１を設け、サポート材３０２がモデル材３０１の下流側になる境界にも隙間４０１を設けている。

平坦化ローラ１６の移動方向はＸ１方向であるが、平坦化ローラ１６が造形層３０の表面に接触するときの圧力や振動などで、サポート材３０２が平坦化ローラ１６の移動方向と逆方向にも引き伸ばされる可能性がある。

そこで、サポート材３０２がモデル材３０１の下流側になる境界にも隙間４０１を設けることで、モデル材３０１とサポート材３０２の混色を防止することができる。

次に、本発明の第３実施形態について図８及び図９を参照して説明する。図８は同実施形態の説明に供する４層分の造形層のＹ方向に沿う模式的断面説明図、図９は同じく模式的平面説明図である。

本実施形態では、平坦化ローラ１６の移動方向と直交する方向において、モデル材３０１とサポート材３０２との境界にも隙間４０１を設けている。

平坦化ローラ１６の移動方向はＸ１方向であるが、平坦化ローラ１６が造形層３０の表面に接触するときの圧力や振動などで、サポート材３０２が平坦化ローラ１６の軸方向（移動方向と直交する方向）でモデル材３０１側に引き伸ばされる可能性がある。

そこで、平坦化ローラ１６の移動方向と直交する方向において、モデル材３０１とサポート材３０２との境界に隙間４０１を設けることで、モデル材３０１とサポート材３０２の混色を防止することができる。

なお、前記第１実施形態と前記第３実施形態、前記第２実施形態と前記第３実施形態を組み合わせることもできる。

次に、本発明の第４実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態の説明に供する模式的平面説明図である。

本実施形態は、例えばリング状の造形層３０を形成する場合の例である。平坦化ローラ１６の移動方向において、モデル材３０１がサポート材３０２の下流側になる外周部分とサポート材３０２との間に隙間４０１を、同じくモデル材３０１がサポート材３０２の下流側になる内周部分とサポート材３０２との間に隙間４０１をそれぞれ設けている。

このようにして、造形層を構成するモデル材造形物の形状精度の低下を抑えて造形品質を向上することができる。

なお、上述した各実施形態及び後述する実施形態のように、平坦化手段で平坦化される造形層を形成するときに隙間を設ける制御は、ＲＯＭ５０２に格納保持した立体造形動作を制御するプログラムをＣＰＵ５０１が実行することで実施される。プログラム自体はダウンロードされるものであってもよい。

次に、サポート材について説明する。なお、液状のサポート材を形状支持用液体、硬化後のサポート材を硬化物とも称している。また、サポート材は、ディティール材や反り防止のように、モデル材に接して所定形状を保持する。オーバーハング形状を支えるだけでなく、モデル材の側面に接したり、造形物の形状を保ったりしてもよい。

サポート材（形状支持用液体）は、水素結合能を有するモノマー（Ａ）と、水素結合能を有する溶媒（Ｂ）と、重合開始剤（Ｃ）と、を含み、前記水素結合能を有する溶媒（Ｂ）が、炭素数３以上６以下のジオール、カルボン酸化合物、アミン化合物、エステル化合物、ケトン化合物、及びウレア化合物から選択される少なくとも１種であり、更に必要に応じてその他の成分を含む。

サポート材は、サポート材の溶解性を高めると、除去は容易になる一方でサポート性能が不足し、また、造形装置を大型化して造形体積を大きくする場合、形状支持能力が不足するという問題がある。

サポート材は、水崩壊性を有することが好ましい。なお、前記水崩壊性とは、水に浸漬したときに、硬化物が細かく分解され、当初有していた形状や性質を維持できなくなることを意味する。

サポート材は、次の条件１を満たすことが好ましい。
＜条件１＞
紫外線照射装置により紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ^２照射して得た、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×高さ５ｍｍの硬化物を、２０ｍＬの水に入れ、２５℃にて１時間静置すると、少なくとも一方向が１ｍｍ以下の大きさの固体であるか、完全に溶解している。

なお、前記縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×高さ５ｍｍの硬化物としては、以下のようにして作製することができる。

縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×高さ５ｍｍのシリコーンゴム型に形状支持用液体を流し込み、紫外線照射装置（装置名：ＳｕｂＺｅｒｏ−ＬＥＤ、インテグレーション・テクノロジー株式会社製）により、紫外線を照射量５００ｍＪ／ｃｍ^２（照度：１００ｍＷ／ｃｍ^２、照射時間：５秒間）にて照射して縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×高さ５ｍｍの硬化物であるサポート材（２ｇ）を得ることができる。

また、サポート材は、次の条件２を満たすことが好ましい。
＜条件２＞
紫外線照射装置により紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ^２照射して得た硬化物が、２５℃環境下にて１％圧縮時の圧縮応力が、２．０ｋＰａ以上の固体であり、前記固体２ｇを２０ｍＬの水に入れ、２５℃にて１時間静置したときの残存固体の体積が５０体積％以下である。なお、残存固体の体積は、アルキメデス法により測定することができる。

紫外線照射装置により紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ^２照射して得た硬化物が、前記各条件を満たすことにより、形状支持用サポート材の機能を向上することができる。

また、紫外線照射装置により紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ^２照射して得た硬化物の、２５℃環境下における１％圧縮時の圧縮応力としては、０．５ｋＰａ以上であることが好ましい。前記１％圧縮時の圧縮応力が、０．５ｋＰａ以上であると、形状支持用サポート材の機能を向上することができる。

なお、前記１％圧縮時の圧縮応力としては、形状を支持するモデル材の大きさ等にも影響され、前記モデル材の大きさが大きい場合は、形状支持の点から、２．０ｋＰａ以上が好ましい。

また、前記１％圧縮時の圧縮応力は、万能試験機（装置名：ＡＧ−Ｉ、株式会社島津製作所製、ロードセル１ｋＮ、１ｋＮ用圧縮ジグ）を用いて測定することができる。
前記紫外線照射装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、装置名：ＡＧ−Ｉ（株式会社島津製作所製）を用いて測定することができる。
前記照射量５００ｍＪ／ｃｍ^２においては、照度が１００ｍＷ／ｃｍ^２、照射時間が５秒間であることが好ましい。

＜水素結合能を有するモノマー（Ａ）＞
前記水素結合能を有するモノマー（Ａ）は、水素結合能を有す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、例えば、単官能モノマー、多官能モノマーなどが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、硬化物の水崩壊性を向上する点から、単官能モノマーが好ましい。

前記水素結合能を有するモノマー（Ａ）としては、例えば、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基、スルホ基等を有するモノマーなどが挙げられる。

前記水素結合能を有するモノマー（Ａ）の重合反応としては、例えば、ラジカル重合、イオン重合、配位重合、開環重合などが挙げられる。これらの中でも、重合反応の制御の点から、ラジカル重合が好ましい。そのため、前記水素結合能を有するモノマー（Ａ）としては、エチレン性不飽和モノマーが好ましく、水溶性単官能エチレン性不飽和モノマー、水溶性多官能エチレン性不飽和モノマーがより好ましく、硬化物の水崩壊性を向上する点から、水溶性単官能エチレン性不飽和モノマーが特に好ましい。

＜＜水素結合能を有する水溶性単官能エチレン性不飽和モノマー＞＞
前記水素結合能を有する水溶性単官能エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、単官能ビニルアミド基含有モノマー［Ｎ−ビニル−ε−カプロラクタム、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルピロリドン等］；単官能水酸基含有（メタ）アクリレート［ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート等］；水酸基含有（メタ）アクリレート［ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、モノアルコキシ（Ｃ１〜４）ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、モノアルコキシ（Ｃ１〜４）ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ＰＥＧ−ＰＰＧブロックポリマーのモノ（メタ）アクリレート等］；（メタ）アクリルアミド誘導体［（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシブチル（メタ）アクリルアミド等］、（メタ）アクリロイルモルホリンなどが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、光反応性の点から、（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド誘導体が好ましく、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、アクリルアミド、アクリロイルモルホリン、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−ブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシプロピルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシブチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミドがより好ましく、人体への皮膚低刺激性の点から、アクリロイルモルホリン（分子量：１４１．１７）、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド（分子量：１１５．１５）が特に好ましい。

＜＜水素結合能を有する水溶性多官能エチレン性不飽和モノマー＞＞
前記水素結合能を有する水溶性多官能エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、二官能基のモノマーとして、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルジ（メタ）アクリレート（ＭＡＮＤＡ）、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ（メタ）アクリレート（ＨＰＮＤＡ）、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート（ＢＧＤＡ）、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート（ＢＵＤＡ）、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート（ＨＤＤＡ）、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート（ＤＥＧＤＡ）、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート（ＮＰＧＤＡ）、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート（ＴＰＧＤＡ）、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化オペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール２００ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール４００ジ（メタ）アクリレート；三官能以上のモノマーとして、トリアリルイソシアネート、トリス（２ーヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらは、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。

前記水素結合能を有するモノマー（Ａ）の分子量としては、７０以上２，０００以下が好ましく、１００以上５００以下がより好ましい。前記分子量が、７０以上２，０００以下であると、液体吐出方式に最適な粘度に調整することができる。

前記水素結合能を有するモノマー（Ａ）の含有量としては、形状支持用液体全量に対して、３０質量％以上６０質量％以下が好ましい。前記含有量が、３０質量％以上６０質量％以下であると、形状支持用サポート材として十分な圧縮応力と、水崩壊性とを両立することができる。

＜水素結合能を有する溶媒（Ｂ）＞
前記水素結合能を有する溶媒（Ｂ）は、水素結合能を有するモノマー（Ａ）と水素結合能を有し、水素結合能を有するモノマー（Ａ）と水素結合を形成することにより、形状支持用サポート材の機能を発揮することができる。

前記水素結合能を有する溶媒（Ｂ）は、炭素数３以上６以下のジオール、カルボン酸化合物、アミン化合物、エステル化合物、ケトン化合物、及びウレア化合物から選択される少なくとも１種である。これらの中でも、炭素数３以上６以下のジオールが好ましい。

＜＜炭素数３以上６以下のジオール＞＞
前記炭素数３以上６以下のジオールとしては、水溶性アクリルモノマーと反応性がないこと、光硬化時のラジカル重合反応を阻害しないこと、常温にて流動性があり、水に可溶な材料であることが好ましい。

また、前記炭素数３以上６以下のジオールとしては、単官能性、多官能性のいずれも使用することができる。

前記炭素数３以上６以下のジオールとしては、例えば、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールなどが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオールが好ましい。

前記炭素数としては、３以上６以下であり、３以上５以下が好ましい。前記炭素数が、３以上であると、１％圧縮時の圧縮応力を向上でき、６以下であると、形状支持用液体の粘度を低くすることができる。

なお、前記炭素数３以上６以下のジオールの炭素鎖としては、直鎖でもよく、枝分かれしていてもよい。

＜＜カルボン酸化合物＞＞
前記カルボン酸化合物としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキシル酸等の直鎖脂肪族酸；イソブチル酸、ｔ−ブチル酸、イソペンチル酸、イソオクチル酸、２−エチルヘキシル酸等の各種分岐型脂肪族カルボン酸；安息香酸、ベンゼンスルホン酸等の芳香族系カルボン酸；グリコール酸、乳酸等のヒドロキシカルボン酸などが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、水への溶解性の点から、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、乳酸が好ましく、ブタン酸、乳酸がより好ましい。

＜＜アミン化合物＞＞
前記アミン化合物としては、例えば、モノアルキルアミン、ジアルキルアミン、トリアルキルアミン等の１〜３級アミン；エチレンジアミン等の２価アミン；トリエチレンジアミン等の３価アミン；ピリジン、アニリン等の脂肪族系アミンなどが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、水素結合による架橋強度、及び水への溶解性の点から、２価又は３価の１級アミンが好ましく、エチレンジアミンがより好ましい。

＜＜エステル化合物＞＞
前記エステル化合物としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル等の単官能エステル；コハク酸ジメチル、アジピン酸ジメチル等の多官能脂肪族エステル；テレフテル酸ジメチル等の多官能芳香族エステルなどが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、水への溶解度、造形中の蒸発や臭気、及び安全性の点から、アジピン酸ジメチルが好ましい。

＜＜ケトン化合物＞＞
前記ケトン化合物としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等の単官能ケトン、アセチルアセトン、２，４，６−ヘプタトリオン等の多官能ケトンなどが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、揮発性や水への溶解度の点から、アセチルアセトンが好ましい。

前記水素結合能を有する溶媒（Ｂ）の含有量としては、形状支持用液体全量に対して、１０質量％以上５０質量％以下が好ましい。前記含有量が、１０質量％以上５０質量％以下であると、形状支持用サポート材として十分な圧縮応力と、水崩壊性とを両立することができる。

［質量比（Ａ／Ｂ）］
前記（Ａ）の含有量（質量％）と、前記（Ｂ）の含有量（質量％）との質量比（Ａ／Ｂ）が、０．３以上２．５以下が好ましく、０．５以上２．５以下がより好ましい。前記質量比（Ａ／Ｂ）が、０．３以上２．５以下であると、１％圧縮時の圧縮応力を向上できる。

＜重合開始剤（Ｃ）＞
前記重合開始剤（Ｃ）としては、光（特に、波長２２０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線）の照射によりラジカルを生成する任意の物質を用いることができる。

前記重合開始剤（Ｃ）としては、例えば、アセトフェノン、２、２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ’−ジクロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、メチルベンゾイルフォーメート、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシドなどが挙げられる。これらは、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。また、紫外線照射装置の紫外線波長に合わせた重合開始剤を選択することが好ましい。

前記重合開始剤（Ｃ）の含有量としては、液状のサポート材（形状支持用液体）全量に対して、０．５質量％以上１０質量％以下が好ましい。

−紫外線照射装置−
前記紫外線（ＵＶ）照射装置としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドなどが挙げられる。

前記高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたＤｅｅｐＵＶタイプは、短波長領域の照射が可能である。

前記メタルハライドは、波長領域が広いため着色物に有効であり、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｆｅなどの金属のハロゲン化物が用いられ、重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。硬化用いられるランプとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＦｕｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、又はＶランプ等のような市販されているものも使用することができる。

前記液状のサポート材（形状支持用液体）の表面張力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、２０ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下が好ましく、２５ｍＮ／ｍ以上３４ｍＮ／ｍ以下がより好ましい。前記表面張力が、２０ｍＮ／ｍ以上であると、造形の際に吐出が不安定（吐出方向が曲がる、吐出しない）になることを防止でき、４５ｍＮ／ｍ以下であると、造形用の吐出ノズル等に液体を充填する際に、容易に充填することができる。

なお、前記表面張力は、例えば、表面張力計（自動接触角計ＤＭ−７０１、協和界面科学株式会社製）などを用いて測定することができる。

−粘度−
前記液状のサポート材（形状支持用液体）の粘度としては、２５℃にて１００ｍＰａ・ｓ以下であり、２５℃にて、３ｍＰａ・ｓ以上７０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、６ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。前記粘度が、１００ｍＰａ・ｓ以下であると、吐出安定性を向上できる。

なお、前記粘度は、例えば、回転粘度計（ＶＩＳＣＯＭＡＴＥ ＶＭ−１５０ＩＩＩ、東機産業株式会社製）を用いて２５℃の環境下にて測定することができる。

−粘度変化率−
前記液状のサポート材（形状支持用液体）としては、５０℃にて２週間放置した前後の粘度変化率が±２０％以下であることが好ましく、±１０％以下がより好ましい。前記粘度変化率が、±２０％以下であると、保存安定性が適正であり、吐出安定性が良好となる。

前記５０℃にて２週間放置した前後の粘度変化率としては、以下のようにして測定することができる。

前記形状支持用液体をポリプロピレン製広口瓶（５０ｍＬ）に入れて、５０℃の恒温槽中に２週間放置した後、恒温槽から取り出して室温（２５℃）になるまで放置して、粘度測定を行う。恒温槽に入れる前の形状支持用液体の粘度を保存前粘度、恒温槽から取り出した後の形状支持用液体の粘度を保存後粘度とし、下記式により粘度変化率を算出することができる。なお、前記保存前粘度及び前記保存後粘度は、例えば、Ｒ型粘度計（東機産業株式会社製）を用いて、２５℃で測定することができる。

粘度変化率（％）＝［（保存後粘度）−（保存前粘度）］／（保存前粘度）×１００

＜その他の成分＞
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、溶媒、重合禁止剤、形状支持用液体に分散可能な鉱物、前記（Ａ）成分とは別に重合性モノマー、熱重合開始剤、着色剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤などが挙げられる。

−溶媒−
前記溶媒としては、例えば、アルコール、エーテル化合物、トリオール、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどが挙げられる。これらは、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。

前記溶媒のＳＰ値としては、水崩壊性の点から、１８ＭＰa１／２以上が好ましく、２３ＭＰa１／２以上がより好ましい。

前記溶媒の含有量としては、５０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましい。

−−重合禁止剤−−
前記重合禁止剤としては、例えば、フェノール化合物［ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、２，２−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン等］、硫黄化合物［ジラウリルチオジプロピオネート等］、リン化合物［トリフェニルフォスファイト等］、アミン化合物［フェノチアジン等］などが挙げられる。これらは、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。

前記重合禁止剤の含有量としては、形状支持用液体全量に対して、圧縮応力の点から、通常３０質量％以下が好ましく、２０質量％以下が好ましい。

−−形状支持用液体に分散可能な鉱物−−
前記形状支持用液体に分散可能な鉱物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、層状粘土鉱物などが挙げられる。

前記層状粘土鉱物としては、例えば、モンモリロナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、ノントロナイト、スチーブンサイト等のスメクタイト；バーミキュライト；ベントナイト；カネマイト、ケニアナイト、マカナイト等の層状ケイ酸ナトリウムなどが挙げられる。これらは、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。
前記層状粘土鉱物としては、天然の鉱物として産するものであってもよいし、化学合成法によって製造されたものであってもよい。

前記層状粘土鉱物としては、表面を有機処理してもよい。

前記層状粘土鉱物等の層状無機物は、有機カチオン性化合物により処理されて、層間の陽イオンが４級塩等のカチオン性基とイオン交換され得る。

前記層状粘土鉱物の陽イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、カルシウムイオン等の金属カチオンなどが挙げられる。

有機カチオン性化合物により処理された層状粘土鉱物は、上記ポリマーや上記重合性モノマーに膨潤、分散しやすくなる。

前記有機カチオン性化合物により処理された層状粘土鉱物としては、例えば、ルーセンタイトシリーズ（コープケミカル株式会社製）などが挙げられる。前記ルーセンタイトシリーズ（コープケミカル株式会社製）としては、例えば、ルーセンタイトＳＰＮ、ルーセンタイトＳＡＮ、ルーセンタイトＳＥＮ、ルーセンタイトＳＴＮなどが挙げられる。これらは、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。

−−重合性モノマー−−
前記重合性モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（メタ）アクリレートなどが挙げられる。

前記（メタ）アクリレートとしては、例えば、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート（ＥＨＡ）、イソボルニル（メタ）アクリレート、３−メトキシブチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、２−フェノキシエチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、カプロラクトン（メタ）アクリレート、エトキシ化ノニルフェノール（メタ）アクリレートなどを挙げられる。これらは、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。

−−熱重合開始剤−−
前記熱重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤、過硫酸塩開始剤、レドックス（酸化還元）開始剤などが挙げられる。ただし、保存安定性の点から熱熱重合開始剤より光重合開始剤が好ましい。

前記アゾ系開始剤としては、例えば、ＶＡ−０４４、ＶＡ−４６Ｂ、Ｖ−５０、ＶＡ−０５７、ＶＡ−０６１、ＶＡ−０６７、ＶＡ−０８６、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）（ＶＡＺＯ ３３）、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩（ＶＡＺＯ ５０）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（ＶＡＺＯ ５２）、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＶＡＺＯ６４）、２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリル（ＶＡＺＯ ６７）、１，１−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボニトリル）（ＶＡＺＯ ８８）（いずれもＤｕＰｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から入手可能）、２，２’−アゾビス（２−シクロプロピルプロピオニトリル）、２，２’−アゾビス（メチルイソブチレ−ト）（Ｖ−６０１）（和光純薬工業株式会社より入手可能）などが挙げられる。

前記過酸化物開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酸化デカノイル、ジセチルパーオキシジカーボネート、ジ（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート（Ｐｅｒｋａｄｏｘ １６Ｓ）（Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ社から入手可能）、ジ（２−エチルヘキシル）パーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート（Ｌｕｐｅｒｓｏｌ １１）（Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ社から入手可能）、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（Ｔｒｉｇｏｎｏｘ ２１−Ｃ５０）（Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ社から入手可能）、過酸化ジクミルなどが挙げられる。

前記過硫酸塩開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。

前記レドックス（酸化還元）開始剤としては、例えば、前記過硫酸塩開始剤とメタ亜硫酸水素ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムのような還元剤との組み合わせ、前記有機過酸化物と第３級アミンに基づく系（例えば、過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンに基づく系）、有機ヒドロパーオキシドと遷移金属に基づく系（例えば、クメンヒドロパーオキシドとコバルトナフテートに基づく系）などが挙げられる。

−−着色剤−−
前記着色剤としては、例えば、顔料、染料などが挙げられる、

前記顔料としては、例えば、有機顔料、無機顔料などが挙げられる。

前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、アジン顔料、昼光蛍光顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、天然顔料などが挙げられる。

前記無機顔料としては、例えば、金属酸化物（酸化鉄、酸化クロム、酸化チタン等）、カーボンブラックなどが挙げられる。

−−酸化防止剤−−
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール化合物〔単環フェノール（２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等）、ビスフェノール［２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等］、多環フェノール［１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン等］等〕、硫黄化合物（ジラウリル３，３’−チオジプロピオネート等）、リン化合物（トリフェニルホスファイト等）、アミン化合物（オクチル化ジフェニルアミン等）などが挙げられる。

−−連鎖移動剤−−
前記連鎖移動剤としては、例えば、炭化水素［炭素数６以上２４以下の化合物、例えば、芳香族炭化水素（トルエン、キシレン等）、不飽和脂肪族炭化水素（１−ブテン、１−ノネン等）］；ハロゲン化炭化水素（炭素数１以上２４以下の化合物、例えば、ジクロロメタン、四塩化炭素等）；アルコール（炭素数１以上２４以下の化合物、例えば、メタノール、１−ブタノール等）；チオール（炭素数１以上２４以下の化合物、例えば、エチルチオール、１−オクチルチオール等）；ケトン（炭素数３以上２４以下の化合物、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等）；アルデヒド（炭素数２以上１８以下の化合物、例えば、２−メチル−２−プロピルアルデヒド、１−ペンチルアルデヒド）；フェノール（炭素数６以上３６以下の化合物、例えば、フェノール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ｏ−クレゾール等）；キノン（炭素数６以上２４以下の化合物、例えば、ヒドロキノン等）；アミン（炭素数３以上２４以下の化合物、例えば、ジエチルメチルアミン、ジフェニルアミン）；ジスルフィド（炭素数２以上２４以下の化合物、例えば、ジエチルジスルフィド、ジ−１−オクチルジスルフィド等）などが挙げられる。

［サポート材の硬化後の支持力］
液状のサポート材（形状支持用液体）の硬化後の支持力（単に「サポート材の支持力」という。）としては、サポート材がモデル材を支える性能であり、１％圧縮時の圧縮応力で表すことができる。

前記サポート材の支持力としては、光造形品の造形精度、サポート材の溶解性の点から、２５℃環境下で１％圧縮時の圧縮応力が０．５ｋＰａ以上が好ましく、２ｋＰａ以上がより好ましい。

前記サポート材の支持力としては、サポート材を構成する（Ａ）、（Ｂ）の成分について、それらの種類および含有量を選択することにより、上記範囲に調整することができる。なお、１％圧縮時の圧縮応力は、万能試験機（株式会社島津製作所製、ＡＧ−Ｉ）を用いて測定することができる。

サポート材の支持力としては、前記（Ａ）成分が重合したポリマーに対して、前記（Ｂ）成分が水素結合することにより高い支持力を担保していると考えられる。

［サポート材の除去性］
前述のとおり、サポート材の支持力は、水素結合に由来する。前記サポート材の支持力は、水に浸漬させることにより弱まり、崩壊して除去することが可能になる。また、前記（Ｂ）が低分子量であると、拡散が早く、短い時間にて除去することが可能となる。

−−溶解液−−
前記溶解液は、例えば、水素結合能を有するものが挙げられる。
前記溶解液としては、例えば、水、アルコールであるブタノールやヘキサノール、アミンであるヘキシルアミンやペンチルアミン、芳香族化合物であるベンゼンやトルエンなどが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、安全性の点から、水、アルコールが好ましい。

また、前記溶解液に添加物を加えてもよい。
前記添加物としては、例えば、界面活性剤などが挙げられる。前記界面活性剤の種類や量を調整することにより直鎖アルキル鎖に対する親和性を上げることができる。
前記溶解液は、サポート材を軟化させ、内部に浸透しやすくする点から、４０℃以上が好ましいが、立体造形物の反りを予防する点から、４０℃より低い温度を選択することもできる。

前記立体造形物の製造装置としては、ヒーターレスであることが好ましく、常温にて造形可能であることが好ましい。

次に、本発明の第５実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は同実施形態の説明に供する模式的平面説明図である。

本実施形態は、造形解像度、造形方向（主走査方向及び副走査方向）に応じてモデル材３０１とサポート材３０２の境界に設ける隙間４０１の隙間量を変更する構成としている。

すなわち、例えば、本実施形態では、立体造形物の生産性の観点から、造形時の解像度は、主走査方向（X方向）で１２００ｄｐｉ、副走査方向（Ｙ方向）３００ｄｐｉとしている。

また、モデル材３０１及びサポート材３０２の液滴サイズを２０〜１００ｐｌとすると、この液滴サイズでは、着弾時のぬれ広がりが１ｄｏｔよりも大きくなり、隣同士の滴が合一する。その結果、モデル材３０１とサポート材３０２が混色し、造形品質が低下する。

そこで、前述したように、モデル材３０１とサポート材３０２の境界に隙間４０１を設けて評価試験を行った。

評価試験としては、造形物をモデル材３０１とサポート材３０２の境界の隙間量を変化させて作製し、サポート材３０２を除去した後の造形物の造形品質を比較した。その結果を表４及び表５に示している。

なお、表４は、主走査方向（Ｘ方向）において、モデル材３０１とサポート材３０２の境界に隙間４０１を設け、その隙間量を変化させたときの結果を示している。表５は、副走査方向（Ｙ方向）において、モデル材３０１とサポート材３０２の境界に隙間４０１を設け、その隙間量を変化させた結果を示している。

表４、表５において、モデル材３０１とサポート材３０２が混色していないものは「○」、混色しているものは「×」で示している。また、いずれの評価においても、隙間量の変化はサポート材３０２について実施した。

これらの結果から、モデル材３０１とサポート材３０２の境界に隙間を設ける場合、主走査方向及び副走査方向で造形物の混色は異なっており、造形解像度、造形方向（主走査方向及び副走査方向）に応じて、モデル材３０１とサポート材３０２の境界の隙間量を変化（変更）することで、造形品質を向上することができることが分かる。

そこで、図１１を参照して具体的に説明すると、図１１（ａ）に示すように、円柱状の造形物を形成するとき、モデル材３０１とサポート材３０２との間に隙間を設けないと、前述したように混色が生じることになる。

そこで、図１１（ｂ）に示すように、モデル材３０１とサポート材３０２との間に隙間４０１を設けることで混色を防止するが、このとき、Ｘ方向（主走査方向）では［８ｐｉｘｅｌ］以上の隙間量とし、Ｙ方向（副主走査方向）では２［ｐｉｘｅｌ］以上の隙間量とする。

なお、上記の隙間量は、前述したように、主走査方向（X方向）で１２００ｄｐｉ、副走査方向（Ｙ方向）３００ｄｐｉとし、液滴サイズを２０〜１００ｐｌとしたときの例であり、これに限定されるものではない。

次に、モデル材とサポート材との境界に設ける隙間と最小の造形サイズとの関係について説明する。

例えば、貫通穴形状の場合、モデル材とサポート材との間に隙間を設けるため、小さい穴（直径０．１ｍｍ以下）を造形しようとすると、穴内にサポート材が吐出されず、造形ができないという造形不良が発生する。

同様に、四角穴、スリット形状において、四角穴の場合は１辺が０．１ｍｍ以下、スリット形状の場合はスリットの幅が０．１ｍｍ以下で造形できないという造形不良が発生する。

そこで、モデル材とサポート材との境界に隙間を設ける処理を行う場合でも、直径０．１ｍｍ以下の穴形状、１辺０．１ｍｍ以下の四角穴、幅０．１ｍｍ以下のスリット形状の造形を行う場合は、隙間を設けないようにすることが好ましい。これにより、造形不良を防ぎ、小さな造形物も造形することができるようになる。

次に、本発明の第６実施形態について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は同実施形態の説明に供する４層分の造形層のＸ方向に沿う模式的断面説明図、図１３は同じくＹ方向に沿う模式的断面説明図である。

本実施形態では、平坦化ローラ１６によって平坦化する造形層３０Ｄ以外の造形層３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを造形するときにも、モデル材３０１とサポート材３０２との境界に１滴（或いは複数滴）分の隙間４０１を設けている。

なお、ここでは、平坦化ローラ１６の移動方向（Ｘ方向）においてモデル材３０１がサポート材３０２の下流側になる境界及び上流側になる境界と、移動方向と直交する方向（Ｙ方向）の両側の境界にそれぞれ隙間４０１を設けている例で説明しているが、これに限定されるものではない。前記各実施形態においても、同様に、平坦化ローラ１６によって平坦化する造形層以外の造形層を造形するときにも、モデル材３０１とサポート材３０２との境界に隙間を設けることができる。

１０ 立体造形装置
２０ 造形ユニット
１１ 第１ヘッド
１２ 第２ヘッド
１３ ＵＶ照射ユニット
１４ 造形ステージ
１５ 昇降手段
１６ 平坦化手段
１７ モデル材造形物
１８ サポート材造形物
３０ 造形層

Claims (10)

1. モデル材とサポート材とを吐出させ、前記モデル材及び前記サポート材を硬化させて層状造形物を形成し、
   前記層状造形物を順次積層し、前記モデル材からなる立体造形物を造形する方法であって、
   前記層状造形物を平坦化手段で平坦化する工程を含み、
   前記平坦化手段で平坦化する前記層状造形物を形成するときには、前記モデル材と前記サポート材との境界に隙間を設ける
   ことを特徴とする立体造形物を造形する方法。
2. 前記平坦化手段の移動方向において、前記モデル材が前記サポート材の下流側になる境界に前記隙間を設ける
   ことを特徴とする請求項１に記載の立体造形物を造形する方法。
3. 前記平坦化手段の移動方向と直交する方向の前記モデル材と前記サポート材との境界に前記隙間を設ける
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の立体造形物を造形する方法。
4. 前記平坦化手段の移動方向に沿う方向の前記モデル材と前記サポート材との境界に前記隙間を設ける
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の立体造形物を造形する方法。
5. 前記隙間を設ける層状造形物は、前記平坦化手段で平坦化する前記層状造形物のみである
   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物を造形する方法。
6. 前記隙間を設ける層状造形物は、前記平坦化手段で平坦化するまでに積層された前記層状造形物の内の前記平坦化手段で平坦化する前記層状造形物を含む連続する複数層の前記層状造形物である
   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物を造形する方法。
7. 前記モデル材と前記サポート材との境界に設ける前記隙間の隙間量は、解像度に応じて変更する
   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物を造形する方法。
8. 前記モデル材と前記サポート材との境界に設ける前記隙間の隙間量は、主走査方向及び副走査方向に応じて変更する
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の立体造形物を造形する方法。
9. モデル材とサポート材とを吐出させ、前記モデル材及び前記サポート材を硬化させて層状造形物を形成し、
   前記層状造形物を順次積層し、前記モデル材からなる立体造形物を造形する装置であって、
   前記層状造形物を平坦化する平坦化手段と、
   前記平坦化手段で平坦化する前記層状造形物を形成するときには、前記モデル材と前記サポート材との境界に隙間を設ける手段を備えている
   ことを特徴とする立体造形物を造形する装置。
10. モデル材とサポート材とを吐出させ、前記モデル材及び前記サポート材を硬化させて層状造形物を形成し、
    前記層状造形物を順次積層し、前記モデル材からなる立体造形物を造形する動作の制御をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
    前記層状造形物を平坦化手段で平坦化する制御と、
    前記平坦化手段で平坦化する前記層状造形物を形成するときには、前記モデル材と前記サポート材との境界に隙間を設ける制御とを前記コンピュータに行わせるプログラム。

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