JP2019015768A - 立体模型の製造方法、及び立体模型 - Google Patents

Abstract

【課題】明るい環境下においても励起光照射時に発される蛍光がユーザに認識されやすい立体模型の製造方法、及び該立体模型を提供する。
【解決手段】熱溶解積層法を用いる３Ｄプリンタ１０を使用した、立体模型の製造方法であって、３Ｄプリンタ１０に立体模型の製造を開始させるステップと、立体模型の製造途中において、立体模型の内部に形成される空間内に蛍光樹脂の欠片を入れるステップとを含む。これにより、明るい環境下においても励起光照射時に発される蛍光がユーザに認識されやすい立体模型を製造することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体模型の製造方法、及び立体模型に関する。

特開２０１７−９４７０３号公報（特許文献１）は、３Ｄプリンタ（熱溶解積層法）を使用した三次元造形物の製造方法を開示する。この三次元造形物の製造方法において、３Ｄプリンタには、蛍光材料が含まれた樹脂フィラメントが装着される。したがって、この三次元造形物の製造方法によれば、紫外線照射時に蛍光を発する三次元造形物を製造することができる。

特開２０１７−９４７０３号公報

しかしながら、上記特許文献１のような、３Ｄプリンタに蛍光樹脂フィラメントが装着された状態で製造された立体模型（三次元造形物）が、励起光（たとえば、紫外線）照射時に発する蛍光は、必ずしもユーザに認識されやすくない。すなわち、励起光照射時にこの立体模型が発する蛍光は、暗い環境下においてはユーザに比較的認識されやすいが、明るい環境下においてはユーザに認識されにくい。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、明るい環境下においても励起光照射時に発される蛍光がユーザに認識されやすい立体模型の製造方法、及び立体模型を提供することである。

本発明のある局面に従う立体模型の製造方法は、熱溶解積層法を用いる３Ｄプリンタを使用した、立体模型の製造方法である。この製造方法は、３Ｄプリンタに立体模型の製造を開始させるステップと、立体模型の製造途中において、立体模型の内部に形成される空間内に蛍光樹脂の欠片を入れるステップとを含む。

この製造方法においては、立体模型の内部の空間内に蛍光樹脂の欠片が入れられる。この製造方法によって製造された立体模型に励起光を照射すると、空間内の蛍光樹脂が蛍光を発し、その蛍光が立体模型の表面を構成する材料を透過してユーザの目に届く。立体模型を構成する材料に対する蛍光の入射方向によって、蛍光が透過する材料の長さが変わってくる。その結果、外側から立体模型を見た場合に、立体模型の部位ごとに蛍光の強さにムラができる。蛍光の強さにムラがあることによって、立体模型の表面が一様に蛍光を発している場合と比較して、明るい環境下においても立体模型の発光の有無がユーザにとって認識しやすくなる。すなわち、この製造方法によれば、明るい環境下においても励起光照射時に発される蛍光がユーザに認識されやすい立体模型を製造することができる。

好ましくは、上記立体模型の製造方法において、３Ｄプリンタは、３Ｄプリンタに装着された樹脂フィラメントを用いて立体模型を製造するように構成されている。立体模型の製造方法は、立体模型の製造開始前に、透明のＡＢＳ樹脂フィラメントを３Ｄプリンタに装着するステップをさらに含む。

この製造方法においては、透明のＡＢＳ樹脂フィラメントを用いて立体模型が製造される。したがって、この製造方法によって製造された立体模型に励起光を照射した場合に、蛍光樹脂が発する蛍光が、立体模型の表面を透過しやすい。その結果、ユーザは、立体模型の蛍光をより明確に認識することができる。すなわち、この製造方法によれば、明るい環境下においても励起光照射時に発される蛍光がユーザにさらに認識されやすい立体模型を製造することができる。

さらに好ましくは、上記立体模型の製造方法において、３Ｄプリンタは、溶解された樹脂を押し出すように構成されたヘッドを備えている。３Ｄプリンタにおいて、ヘッドの温度は設定可能である。立体模型の製造方法は、立体模型の製造開始前に、透明のＡＢＳ樹脂フィラメントの推奨温度の下限値にヘッドの温度を設定するステップをさらに含む。

透明のＡＢＳ樹脂フィラメントは、高温に熱されると気泡が生じ、透明度が低下する。この製造方法においては、ヘッドの温度が、透明のＡＢＳ樹脂フィラメントの推奨温度の下限値に設定される。したがって、この製造方法によれば、透明のＡＢＳ樹脂フィラメントの温度上昇が抑制され、透明度の低下を抑制することができる。

好ましくは、上記立体模型の製造方法は、３Ｄプリンタによる立体模型の製造が終了した後に、立体模型を３Ｄプリンタから取り外すステップと、取り外された立体模型をアセトン蒸気に晒すステップとをさらに含む。

この製造方法においては、３Ｄプリンタによって立体模型が製造された後に、立体模型がアセトン蒸気に晒され、立体模型の表面の透明度が向上する。したがって、この製造方法によれば、表面の透明度が向上した立体模型を製造することができる。特に、透明のＡＢＳ樹脂フィラメントの推奨温度の下限値にヘッドの温度が設定されている場合には、立体模型の表面に樹脂の層がはっきりと表われてしまうときがあり、その立体模型をアセトン蒸気に晒すことによって、樹脂の層をならし、樹脂の透明度を向上することができる。

好ましくは、上記立体模型の製造方法において、３Ｄプリンタは、３Ｄデータに従って立体模型の製造を行なうように構成されている。立体模型内の空間は、既存の３Ｄデータにブーリアン演算処理を施すことによって形成される。

この製造方法においては、立体模型内部の空間がブーリアン演算処理によって形成される。したがって、この製造方法によれば、立体模型内の所望の位置に所望の形状の空間を形成することができる。

好ましくは、上記立体模型の製造方法において、立体模型は、タンパク質の立体模型である。

この製造方法によれば、明るい環境下においても励起光照射時に発される蛍光がユーザに認識されやすいタンパク質の立体模型を製造することができる。

好ましくは、上記立体模型の製造方法において、蛍光樹脂の欠片は、複数色の蛍光樹脂の欠片を含む。

この製造方法によれば、複数色の蛍光を発する立体模型を製造することができる。

本発明の他の局面に従う立体模型は、立体模型本体と、蛍光樹脂の欠片とを備える。立体模型本体は、内部に空間が形成されており、樹脂製である。蛍光樹脂の欠片は、立体模型本体内の空間内に配置されている。

この立体模型においては、蛍光樹脂の欠片が、立体模型本体の内部の空間内に配置されている。この立体模型に励起光を照射すると、空間内の蛍光樹脂が蛍光を発し、その蛍光が立体模型本体を構成する樹脂を透過してユーザの目に届く。立体模型を構成する樹脂に対する蛍光の入射方向によって、蛍光が透過する樹脂の長さが変わってくる。その結果、外側から立体模型を見た場合に、立体模型の部位ごとに蛍光の強さにムラができる。蛍光の強さにムラがあることによって、立体模型の表面が一様に蛍光を発している場合と比較して、明るい環境下においても立体模型の発光の有無がユーザにとって認識しやすくなる。すなわち、この立体模型によれば、明るい環境下においても励起光照射時に発される蛍光がユーザに認識されやすくなる。

好ましくは、上記立体模型は、タンパク質の立体模型である。

この立体模型によれば、明るい環境下においても励起光照射時のタンパク質の発光を適切に表現することができる。

本発明によれば、明るい環境下においても励起光照射時に発される蛍光がユーザに認識されやすい立体模型の製造方法、及び立体模型を提供することができる。

本出願と同日付けで、図１１に示した写真をカラーで示した図を物件提出書により提出した。
立体模型の製造方法に用いられるシステムの構成を示す図である。 立体模型に蛍光樹脂片を入れるステップを説明するための図である。 立体模型の製造方法の手順の概略を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１００（印刷準備）の詳細な手順を示すフローチャートである。 ３Ｄデータにおいて、立体模型内の所望の位置に空間を形成する際の考え方を説明するための図である。 蛍光樹脂片が準備された状態を示す図である。 図３のステップＳ１１０（印刷処理）の詳細な手順を示すフローチャートである。 印刷処理が終了した時点の立体模型を示す図である。 図３のステップＳ１２０（後処理）の詳細な手順を示すフローチャートである。 立体模型をアセトン蒸気に晒す様子を示す図である。 完成した立体模型に励起光が照射された状態の写真を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［１．システム構成］
図１は、本実施の形態に従う立体模型の製造方法に用いられるシステム１００の構成を示す図である。本実施の形態においては、一例としてタンパク質の立体模型が製造される。本実施の形態において製造されるタンパク質の立体模型は、たとえば、生物学の研究者の間で、タンパク質に関する理解をより深めるために用いられる。たとえば、蛍光タンパク質を立体模型で表現する場合には、立体模型に励起光（たとえば、紫外線）を照射したときに、より実物をイメージしやすい蛍光を立体模型が発することが望ましい。さらに、暗い環境下だけでなく、明るい環境下においても、立体模型が発する蛍光がユーザに認識されやすいことが望ましい。

図１に示されるように、システム１００は、３Ｄプリンタ１０と、ＰＣ（Personal Computer）２０とを含んでいる。３Ｄプリンタ１０は、いわゆる熱溶融積層法を用いる３Ｄプリンタである。３Ｄプリンタ１０と、ＰＣ２０とは通信可能に接続されている。

このシステム１００においては、ＰＣ２０から受信される３Ｄデータに従って、３Ｄプリンタ１０が立体模型を印刷する。ここで、３Ｄデータは、たとえば、ＳＴＬ（Stereolithography）データに基づいて生成されたデータであり、複数の層から形成される立体模型の各層の２次元データを含んでいる。各層の２次元データは、各層における３Ｄプリンタ１０のノズルの動きを示している。なお、各層の２次元データは、一括してＰＣ２０から３Ｄプリンタ１０に送信されてもよいし、一層分ずつ順次送信されてもよい。

３Ｄプリンタ１０は、筐体１２と、ステージ１４と、リール状の樹脂フィラメント１６と、ヘッド１８とを含んでいる。ステージ１４は、可動な状態で筐体１２に取り付けられており、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能である。リール状の樹脂フィラメント１６は、筐体１２に取り付けられており、ヘッド１８に樹脂を供給可能である。樹脂フィラメント１６は、たとえば、透明のＡＢＳ樹脂フィラメントである。

ヘッド１８は、可動な状態で筐体１２に取り付けられており、Ｘ軸方向に移動可能である。ヘッド１８は、樹脂フィラメント１６から供給される樹脂を加熱することによって溶融し、溶融された樹脂をステージ１４上に押し出す。３Ｄプリンタ１０においては、ヘッド１８の温度及び移動速度が設定可能となっている。なお、３Ｄプリンタ１０においては、ヘッド１８が１つだけ設けられている（シングルヘッド）。

３Ｄプリンタ１０においては、ＰＣ２０から受信された３Ｄデータに従って、ステージ１４がＹ軸方向に移動するとともに、ヘッド１８がＸ軸方向に移動しつつ樹脂をステージ１４上に押し出す。そして、立体模型の下方の層の製造が完了すると、ステージ１４がＺ軸方向における下方に移動し、一段上方の層の製造が開始される。３Ｄプリンタ１０においては、このような工程が繰り返されることによって、立体模型が製造される。なお、３Ｄプリンタ１０においては、ステージ１４がＺ軸方向において下方に移動する長さ（積層ピッチ）が設定可能となっている。

［２．発光可能な立体模型の製造方法］
仮に、樹脂フィラメント１６の代わりに、蛍光樹脂フィラメントを用いるとする。これにより製造された立体模型は、表面全体が蛍光樹脂で構成されているため、励起光が照射されると蛍光を発する。

しかしながら、この立体模型が励起光照射時に発する蛍光は、必ずしもユーザに認識されやすくない。すなわち、励起光照射時にこの立体模型が発する蛍光は、暗い環境下においてはユーザに比較的認識されやすいが、明るい環境下においてはユーザに認識されにくい。これは、立体模型の表面が蛍光樹脂で構成されている場合には表面が一様に蛍光を発するため、明るい環境下においては、発光しているのではなく、立体模型の色が元からそのような色であるとの印象をユーザに与えてしまうためである。

また、３Ｄプリンタ１０はシングルヘッドであるため、複数色の立体模型を製造する場合には、樹脂フィラメントを都度交換する必要がある。しかも、樹脂フィラメントを都度交換したとしても、たとえば、Ｚ軸方向における下方と上方とで色を分ける程度であれば比較的容易に実現できるが、Ｘ軸方向又はＹ軸方向における色分けは困難である。さらに、Ｚ軸方向において色分けを行なう場合であっても、色の境界が明確であるため、境界が不明確な対象を表現することは難しい。

本実施の形態に従う立体模型の製造方法においては、樹脂フィラメント１６が透明のＡＢＳ樹脂フィラメントであり、立体模型の製造途中において、立体模型の内部に形成される格子構造内に蛍光樹脂の欠片（以下、「蛍光樹脂片」とも称する。）が入れられる。蛍光樹脂片は、たとえば、蛍光樹脂フィラメントを短く切ることによって作成されたものである。

図２は、本実施の形態に従う立体模型の製造方法において、立体模型に蛍光樹脂片を入れるステップを説明するための図である。図２を参照して、ステージ１４上には、製造途中の立体模型６０が配置されている。この段階では、３Ｄプリンタ１０による印刷が一時停止されている。３Ｄプリンタ１０によって立体模型６０を製造する場合、立体模型６０内には、樹脂が充填されるわけではなく、格子構造６２が形成される。作業者は、たとえば、ピンセット７０で蛍光樹脂片５５を摘まみ、蛍光樹脂片５５を格子構造６２内に入れる。そして、作業者は、３Ｄプリンタ１０に印刷を再開させる。

この製造方法によって製造された立体模型６０に励起光を照射すると、格子構造６２内の蛍光樹脂片５５が蛍光を発し、その蛍光が立体模型６０の表面を構成する樹脂（透明）を透過してユーザの目に届く。立体模型６０を構成する樹脂に対する蛍光の入射方向によって蛍光が透過する樹脂の長さが変わってくる。その結果、外側から立体模型６０を見た場合に、立体模型６０の部位ごとに蛍光の強さにムラができる。蛍光の強さにムラがあることによって、立体模型の表面が一様に蛍光を発している場合と比較して、明るい環境下においても立体模型６０の発光の有無がユーザにとって認識しやすくなる。すなわち、この製造方法によれば、明るい環境下においても励起光照射時に発される蛍光がユーザに認識されやすい立体模型６０を製造することができる。

また、立体模型６０内には複数の格子構造６２が形成されている。作業者は、複数の格子構造６２の各々に所望の色の蛍光樹脂片５５を入れることによって、部位ごとに異なる色の蛍光を発する立体模型６０を製造することができる。このように製造された立体模型６０が発する光は、色の境界が明確ではない。したがって、このような製造方法によって製造された立体模型６０によれば、タンパク質の境界の曖昧さを的確に表現することができる。

［３．立体模型の具体的な製造手順］
以下、本実施の形態における、立体模型の具体的な製造手順について説明する。

（３−１．概要）
図３は、本実施の形態における立体模型の製造方法の手順の概略を示すフローチャートである。図３を参照して、作業者は、まず立体模型を印刷するための準備を行なう（ステップＳ１００）。印刷準備には、たとえば、３Ｄプリンタ１０の準備や、蛍光樹脂片５５の準備が含まれる。

印刷準備が完了すると、作業者は、印刷処理のための作業を行なう（ステップＳ１１０）。ここでの作業には、たとえば、印刷を一時停止するための作業や、製造途中の立体模型６０に蛍光樹脂片５５を入れる作業が含まれる。

印刷処理が完了すると、作業者は、後処理を行なう（ステップＳ１２０）。後処理には、たとえば、立体模型６０を３Ｄプリンタ１０から取り外す処理や、立体模型６０の表面に加工を施す処理が含まれる。以下、各ステップについて詳細に説明する。

（３−２．印刷準備）
図４は、図３のステップＳ１００（印刷準備）の詳細な手順を示すフローチャートである。図４を参照して、作業者は、製造する立体模型６０（タンパク質）の３Ｄデータを準備する（ステップＳ２００）。

作業者は、３Ｄデータを自ら作成してもよいし、たとえば、インターネット上にアップロードされている３Ｄデータをダウンロードしてもよい。さらに、作業者は、たとえば、ダウンロードした３Ｄデータを加工することによって、所望の３Ｄデータを作成してもよい。

たとえば、立体模型６０の内部に形成される格子構造６２内に蛍光樹脂片５５（図２）を入れるのではなく、立体模型６０内の所望の位置に蛍光樹脂片５５を入れる場合には、立体模型６０内の所望の位置に所望の大きさの空間（以下、「所望の空間」とも称する。）を設ける必要がある。

たとえば、作業者が、立体模型６０内に所望の空間が設けられていない３Ｄデータを入手したとする。この場合には、作業者は、この３Ｄデータを加工することによって、内部に所望の空間が形成された立体模型６０の３Ｄデータを作成することができる。たとえば、この加工には、３次元コンピュータグラフィックスソフトウェアのＢｌｅｎｄｅｒ等が用いられる。

図５は、３Ｄデータにおいて、立体模型内に所望の空間を形成する際の考え方を説明するための図である。図５を参照して、作業者は、内部に所望の空間が設けられていない物体３０の３Ｄデータを入手し、たとえば上記のＢｌｅｎｄｅｒで３Ｄデータを開く（ＳＴＥＰ１）。

そして、作業者は、たとえばＢｌｅｎｄｅｒを用いることによって、所望の空間と同等の大きさの物体４０の３Ｄデータを作成し、物体３０において所望の空間を形成したい位置に物体４０を配置する（ＳＴＥＰ２）。そして、作業者は、物体３０から物体４０をブーリアン演算により削り取るための操作を行なう。これにより、作業者は、内部に所望の空間３７が形成された物体３５の３Ｄデータを作成することができる。作業者は、同様の手法を用いることによって、立体模型６０の内部に所望の空間を形成することができる。

再び図４を参照して、３Ｄデータの準備が完了すると、作業者は、蛍光樹脂片５５を準備する（ステップＳ２１０）。蛍光樹脂片５５は、たとえば、リール状の蛍光樹脂フィラメントをハサミ等で短く切ることによって作成される。

図６は、蛍光樹脂片５５が準備された状態を示す図である。図６に示されるように、蛍光樹脂片５５は、たとえば、予め大量に作成され、トレイ５０上に収容される。

再び図４を参照して、蛍光樹脂片５５の準備が完了すると、作業者は、３Ｄプリンタ１０を準備する（ステップＳ２２０）。そして、作業者は、リール状の透明のＡＢＳ樹脂フィラメント（樹脂フィラメント１６）を３Ｄプリンタ１０に装着する（ステップＳ２３０）。

その後、作業者は、たとえばＰＣ２０を介して、３Ｄプリンタ１０に関する各種設定を行なう。作業者は、たとえば、樹脂充填率を設定する（ステップＳ２４０）。樹脂充填率を下げると、立体模型６０の内部に形成される格子構造の大きさが大きくなる。作業者は、所望の格子構造が得られるように、樹脂充填率を設定する。

そして、作業者は、ヘッド１８の温度を設定する（ステップＳ２５０）。３Ｄプリンタ１０においては、樹脂フィラメント１６を使用する場合の推奨温度が、たとえば、２３０℃−２５０℃のように定められている。ステップＳ２５０において、作業者は、樹脂フィラメント１６の推奨温度の下限値（たとえば、２３０℃）にヘッド１８の温度を設定する。樹脂フィラメント１６（透明のＡＢＳ樹脂フィラメント）は、高温に熱されると気泡が生じて透明度が低下するためである。

その後、作業者は、ヘッド１８の速度を設定するとともに、ステージ１４がＺ軸方向の下方に移動する長さ（積層ピッチ）を設定する。ヘッド１８の温度が低く設定されると、立体模型６０の強度が低下する傾向にある。したがって、作業者は、たとえば、ヘッド１８の速度を最も遅い速度に設定し、積層ピッチを最小値に設定する。これにより、立体模型６０の強度を維持することができる。たとえば、３Ｄプリンタ１０において設定可能な積層ピッチの最小値が０．２ｍｍである場合には、作業者は、積層ピッチを０．２ｍｍに設定する。

そして、作業者は、ＰＣ２０を操作することによって、ステップＳ２００において準備された３Ｄデータを３Ｄプリンタ１０に送信し、３Ｄプリンタ１０に立体模型６０の印刷を開始させる（ステップＳ２７０）。これにより、印刷準備が完了し、印刷処理に移行する。

（３−３．印刷処理）
図７は、図３のステップＳ１１０（印刷処理）の詳細な手順を示すフローチャートである。図７を参照して、３Ｄプリンタ１０による印刷の実行中に、作業者は、所望のタイミングが到来したか否かを判断する（ステップＳ３００）。所望のタイミングとは、立体模型６０内に蛍光樹脂片５５を入れるタイミングである。

所望のタイミングが到来していないと判断されると（ステップＳ３００においてＮＯ）、作業者は、所望のタイミングが到来するまで待機する。一方、所望のタイミングが到来したと判断されると（ステップＳ３００においてＹＥＳ）、作業者は、たとえばＰＣ２０を操作することによって、３Ｄプリンタ１０に立体模型６０の印刷を一時停止させる（ステップＳ３１０）。

そして、作業者は、立体模型６０内に形成された格子構造６２内に蛍光樹脂片５５を充填する（ステップＳ３２０）。本実施の形態においては、たとえば、複数の格子構造６２の各々に異なる色の蛍光樹脂片５５が充填される。格子構造６２内への蛍光樹脂片５５の充填方法は、たとえば、上述された通りである（図２）。

その後、作業者は、たとえばＰＣ２０を操作することによって、３Ｄプリンタ１０に立体模型６０の印刷を再開させる（ステップＳ３３０）。そして、立体模型６０の造形が終了したか否かが３Ｄプリンタ１０によって判定される（ステップＳ３４０）。立体模型６０の造形が終了するまで（ステップＳ３４０においてＮＯ）、ステップＳ３００−Ｓ３３０の処理が繰り返され、立体模型６０の造形が終了すると（ステップＳ３４０においてＹＥＳ）、３Ｄプリンタ１０が停止し、印刷処理が終了する。

図８は、印刷処理が終了した時点の立体模型６０を示す図である。たとえば、立体模型６０の周囲にはブレークアウェイ式の支持材が形成されている。図８に示されるように、立体模型６０は、立体模型本体５９と、蛍光樹脂片５５とを含んでいる。立体模型本体５９内（立体模型６０内）には、複数の格子構造６２（６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ）が形成されており、各格子構造６２には、異なる色の蛍光樹脂片５５が包埋されている。

たとえば、格子構造６２Ａには蛍光樹脂片５５Ａ（黄色）が包埋されており、格子構造６２Ｂには蛍光樹脂片５５Ｂ（赤色）が包埋されている。格子構造６２Ｃには蛍光樹脂片５５Ｃ（緑色）が包埋されており、格子構造６２Ｄには蛍光樹脂片５５Ｄ（青色）が包埋されている。

なお、図８において、立体模型６０の形状、及び、複数の格子構造６２の位置は簡略化されているが、これは説明の容易のためである。

（３−４．後処理）
図９は、図３のステップＳ１２０（後処理）の詳細な手順を示すフローチャートである。図９を参照して、作業者は、アセトン蒸気を準備する（ステップＳ４００）。たとえば、作業者は、ガラス容器にアセトン（液体）を注ぎ、アセトンが注がれたガラス容器を、９０℃−１００℃に設定されたブロックヒータ上で加熱する。数分経過すると、ガラス容器内がアセトン蒸気で満たされる。これによって、アセトン蒸気の準備が完了する。

そして、作業者は、３Ｄプリンタ１０から立体模型６０を取り外し、必要に応じて立体模型６０の周囲の支持材を取り外す（ステップＳ４１０）。作業者は、立体模型６０をアセトン蒸気に晒す（ステップＳ４２０）。

図１０は、立体模型６０をアセトン蒸気に晒す様子を示す図である。図１０に示されるように、容器８０内にはアセトン蒸気８５が満たされている。たとえば、作業者は、ピンセット７０によって立体模型６０を摘まみ、立体模型６０をアセトン蒸気に晒す。立体模型６０の表面には、層境界６１（樹脂の層の境界）が表れている。立体模型６０をアセトン蒸気に晒すことによって、この層境界６１をならし、樹脂の透明度を向上させることができる。

再び図９を参照して、作業者は、立体模型６０をアセトン蒸気に晒し始めてから所定時間（たとえば、数秒間）が経過したか否かを判断する（ステップＳ４３０）。所定時間が経過したと判断されると（ステップＳ４３０においてＹＥＳ）、作業者は、立体模型６０の表面を確認し（ステップＳ４４０）、表面が滑らかになっているか否かを判断する（ステップＳ４５０）。

表面が滑らかになっていないと判断されると（ステップＳ４５０においてＮＯ）、作業者は、ステップＳ４２０−ステップＳ４４０の作業を繰り返す。一方、表面が滑らかになっていると判断されると（ステップＳ４５０においてＹＥＳ）、立体模型６０が完成したため（ステップＳ４６０）、作業者は作業を終了する。

図１１は、完成した立体模型６０に励起光が照射された状態の写真を示す図である。図１１を参照して、立体模型６０は、４つのドメインを有するアクチンの立体模型である。

立体模型６０において、領域Ｙ１は黄色に発光しており、領域Ｒ１は赤色に発光している。そして、領域Ｇ１は緑色に発光しており、領域Ｂ１は青色に発光している。各領域内において、発光の強さにはムラがある。このムラによって、ユーザは、明るい環境下においても励起光照射時に立体模型６０が発光していることを容易に認識することができる。

また、立体模型６０においては、Ｚ軸方向（図１）の色分けだけでなく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にも色分けが行なわれている。また、各領域の境界は、互いの領域の色が混ざった色となっている。すなわち、上述の製造方法によれば、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にも色分けされた立体模型６０を製造することができる。さらに、上述の製造方法によれば、各領域の境界が明確化されないため、境界が不明確な対象（たとえば、タンパク質）を的確に表現することができる。

［４．特徴］
以上のように、本実施の形態に従う立体模型の製造方法においては、立体模型６０の製造途中において、立体模型６０の内部に形成される格子構造６２（空間）内に蛍光樹脂片５５が入れられる。したがって、この製造方法によれば、明るい環境下においても励起光照射時に発せられる蛍光がユーザに容易に認識可能な立体模型６０を製造することができる。

また、本実施の形態に従う立体模型６０は、内部に格子構造６２（空間）が形成された樹脂製の立体模型本体５９と、格子構造６２内に配置された蛍光樹脂片５５とを備える。したがって、この立体模型６０によれば、明るい環境下においても励起光照射時に発せられる蛍光をユーザに容易に認識させることができる。

［５．変形例］
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。但し、以下の変形例は適宜組合せ可能である。

（５−１）
上記実施の形態においては、立体模型６０がタンパク質の立体模型であるとしたが、立体模型６０は必ずしもタンパク質の立体模型である必要はない。立体模型６０は、たとえば、いわゆる玩具の模型であってもよい。この場合には、この玩具に励起光が照射されることになる。

（５−２）
また、上記実施の形態においては、樹脂フィラメント１６は、透明のＡＢＳ樹脂フィラメントであるとされた。しかしながら、樹脂フィラメント１６は、必ずしも透明である必要はなく、たとえば、白色であってもよい。ただし、透明の方が白色よりも内部からの蛍光を透過しやすい。したがって、樹脂フィラメント１６が透明のＡＢＳ樹脂フィラメントである場合の方が、樹脂フィラメント１６が白色のＡＢＳ樹脂フィラメントである場合よりも、ユーザにとって蛍光の認識がより容易である。

（５−３）
また、上記実施の形態においては、立体模型６０に４色の蛍光樹脂片５５が充填されたが、立体模型６０に充填される蛍光樹脂片５５の色のバリエーションは４色である必要はない。立体模型６０に充填される蛍光樹脂片５５の色のバリエーションは３色以下であってもよいし、５色以上であってもよい。

（５−４）
また、図４，９示されるフローチャートにおける各処理の順番はこれに限定されない。たとえば、図４におけるステップＳ２００，Ｓ２１０，Ｓ２２０は、実行する順番を入れ替えてもよい。また、ステップＳ２４０，Ｓ２５０，Ｓ２６０も同様に、実行する順番を入れ替えてもよい。また、たとえば、図９におけるステップＳ４００，Ｓ４１０は、実行する順番を入れ替えてもよい。

（５−５）
また、上記実施の形態においては、立体模型６０の内部に蛍光樹脂片５５を充填したが、たとえば、立体模型６０が非常に小さい場合には、次のような方法も採用可能である。すなわち、蛍光樹脂片５５をアセトンで溶かし、溶けた蛍光樹脂を立体模型の表面に塗布する方法である。立体模型６０が非常に小さい場合には、このような方法も採用し得る。

１０ ３Ｄプリンタ、１２ 筐体、１４ ステージ、１６ 樹脂フィラメント、１８ ヘッド、２０ ＰＣ、３０，３５，４０ 物体、５０ トレイ、５５ 蛍光樹脂片、５９ 立体模型本体、６０ 立体模型、６１ 層境界、６２ 格子構造、７０ ピンセット、８０ 容器、８５ アセトン蒸気、１００ システム、Ｙ１，Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１ 領域。

Claims (9)

1. 熱溶解積層法を用いる３Ｄプリンタを使用した、立体模型の製造方法であって、
   前記３Ｄプリンタに前記立体模型の製造を開始させるステップと、
   前記立体模型の製造途中において、前記立体模型の内部に形成される空間内に蛍光樹脂の欠片を入れるステップとを含む、立体模型の製造方法。
2. 前記３Ｄプリンタは、前記３Ｄプリンタに装着された樹脂フィラメントを用いて前記立体模型を製造するように構成されており、
   前記立体模型の製造方法は、前記立体模型の製造開始前に、透明のＡＢＳ樹脂フィラメントを前記３Ｄプリンタに装着するステップをさらに含む、請求項１に記載の立体模型の製造方法。
3. 前記３Ｄプリンタは、溶解された樹脂を押し出すように構成されたヘッドを備え、
   前記３Ｄプリンタにおいて、前記ヘッドの温度は設定可能であり、
   前記立体模型の製造方法は、前記立体模型の製造開始前に、前記透明のＡＢＳ樹脂フィラメントの推奨温度の下限値に前記ヘッドの温度を設定するステップをさらに含む、請求項２に記載の立体模型の製造方法。
4. 前記３Ｄプリンタによる前記立体模型の製造が終了した後に、前記立体模型を前記３Ｄプリンタから取り外すステップと、
   取り外された前記立体模型をアセトン蒸気に晒すステップとをさらに含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の立体模型の製造方法。
5. 前記３Ｄプリンタは、３Ｄデータに従って前記立体模型の製造を行なうように構成されており、
   前記空間は、既存の前記３Ｄデータにブーリアン演算処理を施すことによって形成される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の立体模型の製造方法。
6. 前記立体模型は、タンパク質の立体模型である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の立体模型の製造方法。
7. 前記蛍光樹脂の欠片は、複数色の蛍光樹脂の欠片を含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の立体模型の製造方法。
8. 内部に空間が形成された樹脂製の立体模型本体と、
   前記空間内に配置された蛍光樹脂の欠片とを備える、立体模型。
9. 前記立体模型は、タンパク質の立体模型である、請求項７に記載の立体模型。