JP5910869B2 - 3D modeling method - Google Patents

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本発明は、3次元造形方法に関し、特に、積層造形法を用いて3次元の造形物(立体物)を形成する3次元造形方法に関する。 The present invention relates to a three-dimensional modeling method , and more particularly to a three-dimensional modeling method for forming a three-dimensional modeled object (three-dimensional object) using a layered modeling method.

3次元の造形物を形成(造形)する方法として、3次元積層造形法(以下、単に「積層造形法」と記す)が知られている。積層造形法は、概略、造形の対象となる3次元造形物の3次元データに基づいて、当該3次元造形物を特定方向に層状に輪切りにした場合の各階層形状を示す階層データを生成し、各階層データに対応する材料層を順次積み重ねていくことにより、3次元造形物を形成するものである。ここで、積層造形方法としては、例えば、光硬化性樹脂を用いる光造形法や、金属や樹脂の粉末を用いる粉末積層法、溶融させた樹脂を堆積させる溶融樹脂堆積法、紙やプラスチックシート又は金属薄板を積層する薄板積層法等が知られている。   As a method for forming (modeling) a three-dimensional modeled object, a three-dimensional layered modeling method (hereinafter simply referred to as “layered modeling method”) is known. The layered modeling method generates hierarchical data indicating each hierarchical shape when the three-dimensional structure is cut into layers in a specific direction on the basis of the three-dimensional data of the three-dimensional structure to be modeled. A three-dimensional structure is formed by sequentially stacking material layers corresponding to each hierarchical data. Here, as the layered modeling method, for example, an optical modeling method using a photocurable resin, a powder layering method using a metal or resin powder, a molten resin deposition method for depositing a molten resin, paper or plastic sheet or A thin plate lamination method for laminating metal thin plates is known.

これらの積層造形法は、3次元のCAD(computer aided design;コンピュータ支援設計)データから直接3次元造形物を製造することができるので、設計や製造現場における3次元CADの普及や活用に伴って急速に普及してきた技術である。このような積層造形法により形成された3次元造形物は、展示や陳列等を目的として、例えば水平な台や床面上に配置されたり、或いは壁面に額装される。   These additive manufacturing methods can manufacture 3D objects directly from 3D CAD (computer aided design) data, so that 3D CAD is widely used and used in design and manufacturing sites. This is a technology that has been rapidly spreading. The three-dimensional structure formed by such an additive manufacturing method is arranged on a horizontal table or floor, for example, or framed on a wall surface for the purpose of display or display.

上述した種々の積層造形法のうち、粉末積層法は、粉末材料をステージ上面に薄く拡げ、上述した階層データに対応する領域の粉末材料を、バインダ(結合剤)や熱、光硬化物質等により硬化(結合)させて1層分の材料層からなる結合体を形成する工程を、上方に積層しながら繰り返すことにより3次元造形物を形成するものである。この粉末積層法においては、積層された粉末材料の中に造形物が積層されながら形成されていく。したがって、例えば重心の偏った造形物やオーバーハング部分は周辺の未硬化(未結合)の粉末材料により支えられるので、造形物の転倒や損傷を防止するための支持部材を必要とせず、造形物の形成後に未硬化の粉末材料を除去することにより、簡易かつ良好に3次元造形物を形成することができる、という特長を有している。特に、各層の結合体を形成し、当該結合体相互を各層間で接合(固着)させるための手法として、インクジェットプリンタに用いられるプリンタヘッドから上記のバインダを吐出するインクジェット方式を適用することにより、既に確立されたインクジェットプリンタ技術を用いて、簡易かつ良好に3次元造形物を形成することができる。このような粉末積層法を用いた3次元造形技術については、例えば特許文献1に詳しく記載されている。   Among the various additive manufacturing methods described above, the powder lamination method is a method in which a powder material is thinly spread on the upper surface of the stage, and the powder material in the region corresponding to the hierarchical data described above is bonded with a binder (binder), heat, a photocuring substance, or the like. A three-dimensional structure is formed by repeating the process of curing (bonding) and forming a combined body composed of one material layer while being laminated upward. In this powder laminating method, a shaped object is formed while being laminated in the laminated powder material. Therefore, for example, a modeled object with a biased center of gravity or an overhang part is supported by the surrounding uncured (unbonded) powder material, so a supporting member for preventing the modeled object from being overturned or damaged is not required. By removing the uncured powder material after forming, a three-dimensional structure can be easily and satisfactorily formed. In particular, by applying an inkjet method in which the binder is discharged from a printer head used in an inkjet printer, as a technique for forming a bonded body of each layer and bonding (fixing) the bonded bodies together between the layers, A three-dimensional structure can be easily and satisfactorily formed using the already established inkjet printer technology. The three-dimensional modeling technique using such a powder lamination method is described in detail in Patent Document 1, for example.

特開2001−353787号公報JP 2001-353787 A

しかしながら、上述したような積層造形法により3次元造形物を形成する際には、次のような問題を有している。すなわち、積層造形法においては、上述したように、3次元造形物の階層データに対応する形状の各層の結合体を、ステージ上に順次積層して3次元造形物を形成する。そのため、一般に、ステージ上で形成される3次元造形物の高さが高いほど、積層数が増加して、造形に要する時間(造形時間)が長くなるという問題を有している。また、上述した粉末積層法のように、積層された材料層中に3次元造形物が形成される手法の場合には、3次元造形物の形成領域以外(すなわち、3次元造形物の周囲)の粉末材料は、実質的に3次元造形物には使用されず、材料の利用効率が低いという問題も有している。そのため、所望の3次元造形物を形成(生産)する際の、生産効率が低いという問題を有していた。   However, when forming a three-dimensional structure by the layered manufacturing method as described above, there are the following problems. That is, in the additive manufacturing method, as described above, a combined body of layers having a shape corresponding to the hierarchical data of the three-dimensional object is sequentially stacked on the stage to form a three-dimensional object. Therefore, in general, the higher the height of the three-dimensional structure formed on the stage, the more the number of layers increases, and the longer the time required for modeling (modeling time) is. In addition, in the case of a method in which a three-dimensional structure is formed in the laminated material layer as in the powder lamination method described above, other than the formation region of the three-dimensional structure (that is, around the three-dimensional structure) However, the powder material is substantially not used for a three-dimensional structure and has a problem that the utilization efficiency of the material is low. Therefore, there is a problem that the production efficiency is low when a desired three-dimensional structure is formed (produced).

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、積層造形法を用いて3次元造形物を形成する際に、生産効率を向上させることができる3次元造形方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a three-dimensional modeling method that can improve production efficiency when forming a three-dimensional modeled object using a layered modeling method.

本発明に係る3次元造形方法は、
未硬化の基底部用積層材料層の基底部形成領域を硬化して基底部を造形し、
前記基底部用積層材料層上に、未硬化の立体造形部用積層材料層を積層後、硬化することを繰り返すことによって、前記基底部の一面側の立体造形部形成領域に立体造形部を造形して前記基底部及び前記立体造形部を有する3次元造形物を一体的に形成するとともに前記立体造形部形成領域以外に前記基底部の底面に固定される固定突起を形成することを特徴とする。
The three-dimensional modeling method according to the present invention is:
Curing the base forming region of the uncured base layer material layer to form the base,
A three-dimensional modeled part is formed in the three-dimensional modeled part forming region on the one surface side of the base by repeatedly laminating an uncured three-dimensional modeled part layered material layer on the base layered material layer. And forming a three-dimensional modeled object having the base part and the three-dimensional modeled part integrally, and forming a fixed projection fixed to the bottom surface of the base part in addition to the three-dimensional modeled part forming region. .

本発明によれば、積層造形法を用いて3次元造形物を形成する際に、生産効率を向上させることができる。   According to the present invention, production efficiency can be improved when a three-dimensional structure is formed using an additive manufacturing method.

本発明に係る3次元造形方法が適用される3次元造形物の第1の実施形態を示す概略構成図である。 It is a schematic block diagram which shows 1st Embodiment of the three-dimensional structure to which the three- dimensional modeling method which concerns on this invention is applied . 第1の実施形態に係る3次元造形物本体のベースプレートへの組み付け方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the assembly | attachment method to the baseplate of the three-dimensional structure main body which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る3次元造形物本体の額縁への組み付け方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the assembly | attachment method to the frame of the three-dimensional structure main body which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る3次元造形物の造形方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the modeling method of the three-dimensional structure based on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る3次元造形方法における造形物本体・固定突起積層造形工程の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the molded object main body and fixed protrusion lamination | stacking modeling process in the three-dimensional modeling method which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る造形物本体・固定突起積層造形工程における3次元造形物本体及び固定突起の形成状態を示す概略工程図(その1)である。It is a schematic process figure (the 1) which shows the formation state of the three-dimensional modeling object main part and fixed projection in the modeling object main part and fixed projection layered modeling process concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態に係る造形物本体・固定突起積層造形工程における3次元造形物本体及び固定突起の形成状態を示す概略工程図(その2)である。It is a schematic process figure (the 2) which shows the formation state of the three-dimensional structure main body and fixed protrusion in the molded object main body and fixed protrusion lamination | stacking modeling process which concern on 1st Embodiment. 比較例となる3次元造形物の構成及び組み付け方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure and assembly | attachment method of the three-dimensional molded item used as a comparative example. 比較例となる3次元造形方法を示す概略工程図である。It is a schematic process figure which shows the three-dimensional modeling method used as a comparative example. 第2の実施形態に係る3次元造形物本体のベースプレートへの組み付け方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the assembly | attachment method to the baseplate of the three-dimensional structure main body which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る3次元造形物本体及び固定突起の形成状態を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows the formation state of the three-dimensional structure main body and fixed protrusion which concern on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る3次元造形物の作用効果を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the effect of the three-dimensional structure based on 2nd Embodiment.

以下、本発明に係る3次元造形方法について、実施形態を示して詳しく説明する。
<第1の実施形態>
(3次元造形物)
まず、本発明に係る3次元造形方法が適用される3次元造形物について説明する。
Hereinafter, the three-dimensional modeling method according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments.
<First Embodiment>
(3D objects)
First, a three-dimensional structure to which the three- dimensional modeling method according to the present invention is applied will be described.

図1は、本発明に係る3次元造形方法が適用される3次元造形物の第1の実施形態を示す概略構成図である。図1(a)は、本実施形態に係る3次元造形物の表面側を示す概略斜視図であり、図1(b)は、本実施形態に係る3次元造形物の裏面側を示す概略斜視図であり、図1(c)は、図1(a)に示す3次元造形物におけるIC−IC線(本明細書においては図1(a)中に示したローマ数字の「1」に対応する記号として便宜的に「I」を用いる。)に沿った断面構造を示す概略断面図である。図2は、本実施形態に係る3次元造形物本体のベースプレートへの組み付け方法を示す概略図である。図2(a)は、本実施形態に係る3次元造形物本体のベースプレートへの組み付け方法を示す概略斜視図であり、図2(b)は、3次元造形物本体のベースプレートへの組み付け状態を示す概略斜視図であり、図2(c)は、図2(b)に示す組み付け状態におけるIIC−IIC線(本明細書においては図2(b)中に示したローマ数字の「2」に対応する記号として便宜的に「II」を用いる。)に沿った断面構造を示す概略断面図である。図3は、本実施形態に係る3次元造形物本体の額縁への組み付け方法を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a first embodiment of a three-dimensional structure to which the three- dimensional modeling method according to the present invention is applied . Fig.1 (a) is a schematic perspective view which shows the surface side of the three-dimensional structure which concerns on this embodiment, FIG.1 (b) is a schematic perspective view which shows the back surface side of the three-dimensional structure which concerns on this embodiment. FIG. 1 (c) corresponds to the IC-IC line in the three-dimensional structure shown in FIG. 1 (a) (in this specification, corresponds to the Roman numeral “1” shown in FIG. 1 (a)). For the sake of convenience, “I” is used as a symbol for the reference symbol.). FIG. 2 is a schematic view showing a method for assembling the three-dimensional structure main body to the base plate according to the present embodiment. Fig.2 (a) is a schematic perspective view which shows the assembly method to the baseplate of the three-dimensional structure main body which concerns on this embodiment, FIG.2 (b) shows the assembly state to the baseplate of a three-dimensional structure main body. 2C is a schematic perspective view of the IIC-IIC line in the assembled state shown in FIG. 2B (in this specification, the Roman numeral “2” shown in FIG. 2B). It is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line “II” for convenience. FIG. 3 is a schematic view showing a method of assembling the three-dimensional structure main body to the frame according to the present embodiment.

本発明に係る3次元造形方法が適用される3次元造形物の一実施形態は、図1(a)、(b)に示すように、3次元造形物本体1が、例えば額縁50やフレームに組み込まれた(額装された)状態で、壁面等の垂直面に展示又は掲示される。3次元造形物は、図1(a)〜(c)に示すように、3次元造形物本体1と、固定突起(位置決め部材)30と、ベースプレート(基材)40と、額縁50と、を有している。 One embodiment of the three- dimensional structure to which the three-dimensional structure method according to the present invention is applied , as shown in FIGS. 1A and 1B, the three-dimensional structure main body 1 is attached to, for example, a frame 50 or a frame. Displayed or displayed on a vertical surface such as a wall surface in the assembled (framed) state. As shown in FIGS. 1A to 1C, the three-dimensional structure includes a three-dimensional structure main body 1, a fixed protrusion (positioning member) 30, a base plate (base material) 40, and a frame 50. Have.

3次元造形物本体1は、例えば図1(a)、(c)及び図2(a)に示すように、矩形状の平板構造を有する基底部20と、当該基底部20の表面側(図1(c)及び図2(a)の上面側;一面側)に設けられ、レリーフ(浮き彫り)状の突出形状を有する立体造形部10と、を有している。ここで、立体造形部10及び基底部20は、上述した積層造形法を用いて同一の積層材料により一体的に形成されている。   For example, as shown in FIGS. 1A, 1C, and 2A, the three-dimensional structure body 1 includes a base portion 20 having a rectangular flat plate structure, and a surface side of the base portion 20 (see FIG. 1 (c) and FIG. 2 (a) on the upper surface side; one surface side), and a three-dimensional structure 10 having a relief (relief) -like protruding shape. Here, the three-dimensional model | molding part 10 and the base part 20 are integrally formed with the same laminated material using the layered modeling method mentioned above.

具体的には、図2(a)に示すように、立体造形部10は、例えば基底部20の表面側の任意の領域に、任意の突出量(突出寸法や形状)を有して突出するように設けられている。ここでは、説明の都合上、立体造形部10が基底部20の表面の形状(矩形状)に対して、均一に配置されておらず、重量バランスが不均一な(図面右方側が重く偏った)形状を有している場合を示す。   Specifically, as illustrated in FIG. 2A, the three-dimensional modeling unit 10 protrudes, for example, in an arbitrary region on the surface side of the base portion 20 with an arbitrary protrusion amount (protrusion size or shape). It is provided as follows. Here, for convenience of explanation, the three-dimensional modeling part 10 is not uniformly arranged with respect to the shape (rectangular shape) of the surface of the base part 20, and the weight balance is uneven (the right side of the drawing is heavily biased). ) Indicates a case having a shape.

また、基底部20は、所定の平面的な広がりを有する平板状の構造を有し、上記の一体的に形成された立体造形部10を含む表面側の略全域でレリーフ(浮き彫り)を構成している。また、基底部20の裏面側(図1(c)及び図2(a)の下面側;他面側)は、ベースプレート40の図面上面に直接接する平坦面を有するとともに、図1(c)及び図2(a)、(c)に示すように、当該裏面側の任意の位置に複数の嵌合穴(第1の嵌合穴)21が設けられている。この嵌合穴21は、基底部20の厚み(表面と裏面間の寸法)よりも浅い円柱状のザグリ形状を有し、嵌合穴21が基底部20の表面側に達して、レリーフの外観に影響を与えないように、裏面からの深さが設定されている。   Further, the base portion 20 has a flat plate-like structure having a predetermined planar spread, and constitutes a relief (relief) over substantially the entire surface side including the integrally formed three-dimensional structure portion 10. ing. Further, the back surface side of the base portion 20 (the lower surface side in FIG. 1C and FIG. 2A; the other surface side) has a flat surface that is in direct contact with the upper surface of the base plate 40 in FIG. As shown in FIGS. 2A and 2C, a plurality of fitting holes (first fitting holes) 21 are provided at arbitrary positions on the back surface side. The fitting hole 21 has a cylindrical counterbore shape that is shallower than the thickness of the base portion 20 (the dimension between the front surface and the back surface), and the fitting hole 21 reaches the surface side of the base portion 20 so that the appearance of the relief The depth from the back surface is set so as not to affect.

ベースプレート40は、例えば図1(c)及び図2(a)〜(c)に示すように、矩形状の平板構造を有する基底部20よりも平面的な広がりが大きい(すなわち、縦横寸法が大きい)矩形状の平板構造を有している。ベースプレート40の図面上面側(一面側)には、上記の基底部20の裏面側に設けられた嵌合穴21に対応する位置に複数の嵌合穴(第2の嵌合穴)41が設けられている。この嵌合穴41は、例えば図1(c)及び図2(c)に示すように、ベースプレート40を厚み方向(上面と下面が対向する方向;図面上下方向)に貫通する円柱状の貫通孔であってもよいし、当該ベースプレート40の厚み(上面と下面間の寸法)よりも浅い円柱状のザグリ形状を有するものであってもよい。ベースプレート40は、3次元造形物本体1とは異なる製法において形成されたものであり、例えば木材等の材料で形成される。石膏が重く、脆いのに対してベースプレート40に用いられる木材は、石膏に比べて柔軟性に富んでいるので、固定突起30に嵌合しやすい点や、軽いために、3次元造形物本体1とともにベースプレート(基材)40が額縁50に収容された状態の3次元造形物が重くならない点、嵌合穴41を形成しやすい点を利点としている。   For example, as shown in FIGS. 1C and 2A to 2C, the base plate 40 has a larger planar spread than the base portion 20 having a rectangular flat plate structure (that is, the vertical and horizontal dimensions are large). ) It has a rectangular flat plate structure. A plurality of fitting holes (second fitting holes) 41 are provided on the upper surface side (one surface side) of the base plate 40 at positions corresponding to the fitting holes 21 provided on the back surface side of the base portion 20. It has been. For example, as shown in FIGS. 1 (c) and 2 (c), the fitting hole 41 is a cylindrical through hole that penetrates the base plate 40 in the thickness direction (the direction in which the upper surface and the lower surface face each other; the vertical direction in the drawing). Alternatively, it may have a cylindrical counterbore shape that is shallower than the thickness of the base plate 40 (the dimension between the upper surface and the lower surface). The base plate 40 is formed by a manufacturing method different from that of the three-dimensional structure main body 1 and is formed of a material such as wood. Since the plaster is heavy and brittle, the wood used for the base plate 40 is more flexible than the plaster, so that the three-dimensional structure main body 1 is easy to fit into the fixed protrusion 30 and is light. In addition, the advantage is that the three-dimensional structure in a state where the base plate (base material) 40 is accommodated in the frame 50 does not become heavy and the fitting hole 41 can be easily formed.

固定突起30は、図1(c)及び図2(a)〜(c)に示すように、上記の3次元造形物本体1の基底部20の裏面側に設けられた嵌合穴21と、ベースプレート40の上面側に設けられた嵌合穴41の双方に嵌合する円柱形状を有している。ここで、固定突起30の形状や寸法については詳しく後述するが、本実施形態においては、少なくとも、図2(a)、(c)に示す固定突起30の直径D0又は長さL0の少なくともいずれか一方が、3次元造形物本体1の基底部20の表面(図面上面)から突出する立体造形部10の突出高さ(最高点までの高さ)H1以下に設定されている。   As shown in FIG. 1C and FIGS. 2A to 2C, the fixing protrusion 30 includes a fitting hole 21 provided on the back surface side of the base portion 20 of the three-dimensional structure body 1, and The base plate 40 has a cylindrical shape that fits in both of the fitting holes 41 provided on the upper surface side. Here, the shape and dimensions of the fixed protrusion 30 will be described in detail later. In the present embodiment, at least one of the diameter D0 and the length L0 of the fixed protrusion 30 shown in FIGS. 2A and 2C is used. One side is set to be the projection height (height up to the highest point) H1 or less of the three-dimensional structure 10 that protrudes from the surface (upper surface of the drawing) of the base portion 20 of the three-dimensional structure body 1.

すなわち、この固定突起30を、基底部20の下面側の嵌合穴21、及び、ベースプレート40の上面側の嵌合穴41の双方に対応付けて嵌合させることにより、3次元造形物本体1は、ベースプレート40の上面の所定の位置に位置決め固定されて組み付けられる。このような固定方法により、3次元造形物本体1の重量バランスが不均一な場合であっても、ベースプレート40の上面の所定の位置に、3次元造形物本体1がずれを生じることなく固定される。ここで、3次元造形物本体1は、ベースプレート40に位置決め固定された状態で、図2(b)、(c)に示すように、図面上方側から平面視した場合に、3次元造形物本体1の基底部20の周囲に、ベースプレート40の周縁部が露出するように、固定位置が設定されている。   That is, the fixed projection 30 is fitted in association with both the fitting hole 21 on the lower surface side of the base portion 20 and the fitting hole 41 on the upper surface side of the base plate 40 to thereby fit the three-dimensional structure body 1. Are positioned and fixed at a predetermined position on the upper surface of the base plate 40 and assembled. By such a fixing method, even if the weight balance of the three-dimensional structure main body 1 is not uniform, the three-dimensional structure main body 1 is fixed to a predetermined position on the upper surface of the base plate 40 without causing a shift. The Here, when the three-dimensional structure main body 1 is positioned and fixed to the base plate 40, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), the three-dimensional structure main body 1 is a plan view from the upper side of the drawing. The fixed position is set so that the peripheral edge of the base plate 40 is exposed around the base portion 20 of one.

額縁50は、例えば図1(a)〜(c)及び図3に示すように、枠形状を有する画枠51と、裏板52と、固定爪53と、吊下部54と、を有している。具体的には、画枠51は、図1(a)〜(c)及び図3に示すように、収納部51hと、開口部51wと、を有している。収納部51hは、図1(c)及び図3に示すように、画枠51の裏面側(図面下面側)の周縁部を除く略全域に、ザグリ形状を有して設けられ、上述したベースプレート40に組み付けられた3次元造形物本体1を収納する。開口部51wは、図1(c)及び図3に示すように、画枠51の表面側(図面上面側)と上記収納部51hとを連通し、図1(a)、(c)に示すように、収納部51hに収納された3次元造形物本体1の表面側が露出するように設けられている。   The frame 50 includes, for example, an image frame 51 having a frame shape, a back plate 52, a fixing claw 53, and a hanging portion 54 as shown in FIGS. Yes. Specifically, the image frame 51 includes a storage part 51h and an opening part 51w, as shown in FIGS. As shown in FIGS. 1C and 3, the storage portion 51 h is provided with a counterbore shape in a substantially entire region except the peripheral portion on the back side (the lower surface side of the drawing) of the image frame 51, and the base plate described above. The three-dimensional structure main body 1 assembled in 40 is stored. As shown in FIGS. 1C and 3, the opening 51w communicates the surface side (upper surface of the drawing) of the image frame 51 and the storage portion 51h, and is shown in FIGS. 1A and 1C. Thus, it is provided so that the surface side of the three-dimensional structure main body 1 accommodated in the accommodating part 51h may be exposed.

ここで、画枠51は、3次元造形物本体1及びベースプレート40を収納部51h内に収納した状態で、図1(c)に示すように、当該3次元造形物本体1の表面(立体造形部10が形成されている面)側が開口部51wを介して露出するとともに、3次元造形物本体1が組み付けられたベースプレート40の周縁部が画枠51の内面に当接することにより、当該ベースプレート40と3次元造形物本体1が開口部51w(又は、画枠51)に対して位置決め固定されるように枠形状が設定されている。これにより、開口部51wから露出する3次元造形物本体1のレリーフ部分(表面側)の領域が規定される。   Here, the image frame 51 is a state in which the three-dimensional structure main body 1 and the base plate 40 are stored in the storage portion 51h, as shown in FIG. The surface on which the portion 10 is formed) is exposed through the opening 51w, and the peripheral portion of the base plate 40 to which the three-dimensional structure main body 1 is assembled comes into contact with the inner surface of the image frame 51. The frame shape is set so that the three-dimensional structure main body 1 is positioned and fixed with respect to the opening 51w (or the image frame 51). Thereby, the area | region of the relief part (surface side) of the three-dimensional structure main body 1 exposed from the opening part 51w is prescribed | regulated.

裏板52は、図1(b)、(c)及び図3に示すように、画枠51の収納部51hに収納された3次元造形物本体1及びベースプレート40の裏面側(図1(c)及び図3の下面側)に接し、収納部51hを閉止するとともに、固定爪53による押圧力を均一にベースプレート40に印加する。   As shown in FIGS. 1B, 1C, and 3, the back plate 52 is provided on the back side of the three-dimensional structure main body 1 and the base plate 40 stored in the storage portion 51h of the image frame 51 (FIG. 1C ) And the lower surface side of FIG. 3, the housing 51 h is closed, and the pressing force by the fixing claw 53 is uniformly applied to the base plate 40.

固定爪53は、図1(b)、(c)に示すように、画枠51の裏面側(図1(c)の下面側)の各辺の周縁部に、複数箇所(図では各辺に1箇所ずつ計4箇所)設けられている。固定爪(トンボ)53は、固定軸53aを軸に例えば画枠51の裏面側に沿って回動しつつ、回動端(先端部分)が収納部51hの内部方向に傾斜する構成を有し、収納部51hに収納された3次元造形物本体1及びベースプレート40を、裏板52を介して押圧固定する。   As shown in FIGS. 1B and 1C, the fixing claw 53 is provided at a plurality of locations (each side in the figure) on the peripheral edge of each side on the back side of the image frame 51 (the lower surface side in FIG. 1C). (4 locations in total). The fixing claw (register mark) 53 has a configuration in which a rotating end (front end portion) is inclined in the inner direction of the storage portion 51h while rotating along, for example, the back side of the image frame 51 about the fixed shaft 53a. The three-dimensional structure main body 1 and the base plate 40 stored in the storage unit 51 h are pressed and fixed via the back plate 52.

吊下部54は、例えば図1(b)に示すように、画枠51の裏面側(図1(c)の下面側)の周縁部の、例えば上辺の中点に設けられ、3次元造形物本体1が組み込まれた額縁50を、壁面等の垂直面に吊り下げる際に用いられる。   For example, as shown in FIG. 1B, the hanging portion 54 is provided at, for example, the midpoint of the upper side of the peripheral portion of the back side of the image frame 51 (the lower surface side of FIG. 1C). It is used when the frame 50 in which the main body 1 is incorporated is suspended from a vertical surface such as a wall surface.

このような構成を有する3次元造形物は、まず、図2(a)〜(c)に示すように、3次元造形物本体1を、固定突起30を介してベースプレート40に位置決め固定して組み付けた後、図3に示すように、画枠51の収納部51hに収納して、画枠51の裏面側から裏板52を閉止し、固定爪53を回動させて押圧固定することにより、図1(a)〜(c)に示すような、3次元造形物本体1が額縁50に組み込まれた(額装された)構成が得られる。この額縁50は、裏面側に設けられた吊下部54を、例えば壁面等から突出する懸下部材に係合するように吊り下げることにより展示又は掲示される。   The three-dimensional structure having such a configuration is first assembled by positioning and fixing the three-dimensional structure body 1 to the base plate 40 via the fixing protrusions 30 as shown in FIGS. After that, as shown in FIG. 3, it is stored in the storage portion 51 h of the image frame 51, the back plate 52 is closed from the back side of the image frame 51, and the fixing claw 53 is rotated and fixed by pressing. A structure in which the three-dimensional structure main body 1 is incorporated into the frame 50 (framed) as shown in FIGS. The frame 50 is displayed or posted by suspending a suspending portion 54 provided on the back side so as to engage with a suspending member protruding from, for example, a wall surface.

なお、本実施形態においては、3次元造形物本体1とベースプレート40とを円柱形状を有する固定突起30により位置決め固定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、3次元造形物本体1の基底部20の裏面側に設けられる嵌合穴21、及び、ベースプレート40上面に設けられる嵌合穴41のそれぞれに嵌合する形状を有するものであればよく、例えば角柱形状を有するものであってもよいし、球形状を有するものであってもよい。また、柱状部材の一方側が円柱形状を有し、他方側が角柱形状を有するものであってもよい。   In the present embodiment, the case where the three-dimensional structure main body 1 and the base plate 40 are positioned and fixed by the fixing protrusion 30 having a columnar shape has been described, but the present invention is not limited to this. That is, it is sufficient if the fitting hole 21 provided on the back surface side of the base portion 20 of the three-dimensional structure body 1 and the fitting hole 41 provided on the upper surface of the base plate 40 have a shape to be fitted. For example, it may have a prismatic shape or a spherical shape. Moreover, one side of the columnar member may have a columnar shape, and the other side may have a prismatic shape.

また、本実施形態においては、3次元造形物本体1とベースプレート40とを位置決め固定する構成として、3本の固定突起30を用いた構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、3次元造形物本体1とベースプレート40とを位置決め固定することができる構成であれば、固定突起30を1本又は2本以上の複数本用いるものであってもよい。例えば、固定突起30を1本のみ用いる場合においては、固定突起30の断面形状として、本実施形態に示した円形状のような点対称ではない形状或いは左右非対称形状、例えば3角形や5角形、あるいは、不等辺多角形等を用いることにより、ベースプレート40に3次元造形物本体1が誤って固定突起30を軸に回転(上下反転)された状態で位置決め固定される不具合(組み付けミス)を防止することができる。また、例えば、固定突起30を2本用いる場合においても、固定突起30を嵌合する嵌合穴21、41の配置を、ベースプレート40の平面形状の中心点に対して点対称とならない位置に配置することにより、あるいは、固定突起30の断面形状や寸法を相互に異ならせることにより、上述した組み付けミスを防止することができる。なお、固定突起30を4本以上用いることも可能であるが、この場合には製造時の嵌合穴の配置及び穴寸法、並びに、ピンの外形寸法に高い精度が求められる。よって、本実施形態に示したように、固定突起30を3本、もしくは、それ以下の本数用いることにより、組み付けミスを簡易に防止することができ、実用上好ましい。   Moreover, in this embodiment, although the structure using the three fixed protrusion 30 was shown as a structure which positions and fixes the three-dimensional structure main body 1 and the base plate 40, this invention is not limited to this. Absent. In other words, as long as the three-dimensional structure main body 1 and the base plate 40 can be positioned and fixed, one or a plurality of fixing protrusions 30 may be used. For example, when only one fixed protrusion 30 is used, the cross-sectional shape of the fixed protrusion 30 is not a point-symmetrical shape such as the circular shape shown in the present embodiment or a left-right asymmetric shape, such as a triangle or pentagon. Alternatively, by using an unequal side polygon or the like, it is possible to prevent a malfunction (assembly error) in which the three-dimensional structure body 1 is mistakenly positioned and fixed on the base plate 40 while being rotated (vertically inverted) around the fixing protrusion 30. can do. Further, for example, even when two fixed protrusions 30 are used, the arrangement of the fitting holes 21 and 41 into which the fixed protrusions 30 are fitted is arranged at a position that is not point-symmetric with respect to the center point of the planar shape of the base plate 40. By doing so, or by making the cross-sectional shapes and dimensions of the fixing protrusions 30 different from each other, the above-described assembly errors can be prevented. It is possible to use four or more fixing protrusions 30. In this case, high accuracy is required for the arrangement and hole dimensions of the fitting holes and the outer dimensions of the pins at the time of manufacture. Therefore, as shown in the present embodiment, the use of three or fewer fixing protrusions 30 can easily prevent an assembly error, which is practically preferable.

また、本実施形態においては、3次元造形物本体1が組み付けられたベースプレート40を額縁50の収納部51hに収納した後、裏板52により収納部51hを閉止し、当該裏板52を固定爪53により押圧してベースプレート40を画枠51に押し付けて固定する構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、ベースプレート40と裏板52を一体化した構成を用いて(すなわち、裏板52を用いることなく)、3次元造形物本体1が組み付けられたベースプレート40を収納部51hに収納することにより収納部51hを閉止し、当該ベースプレート40の裏面側を固定爪53により直接押圧してベースプレート40を画枠51に押し付けて固定する構成を有するものであってもよい。   Further, in the present embodiment, after the base plate 40 to which the three-dimensional structure main body 1 is assembled is stored in the storage portion 51 h of the frame 50, the storage portion 51 h is closed by the back plate 52, and the back plate 52 is fixed to the nail. Although the configuration in which the base plate 40 is pressed by 53 and pressed against the image frame 51 is shown, the present invention is not limited to this. That is, using the configuration in which the base plate 40 and the back plate 52 are integrated (that is, without using the back plate 52), the base plate 40 on which the three-dimensional structure main body 1 is assembled is stored in the storage unit 51h. The part 51h may be closed, and the back surface side of the base plate 40 may be directly pressed by the fixing claw 53 to press the base plate 40 against the image frame 51 and fix it.

また、3次元造形物本体1は、図2(a)〜(c)において、ベースプレート40を用いることなく、嵌合穴21に嵌合された固定突起30をテーブル等の台の平坦な面に接触させることで載置されてもよい。この場合、固定突起30は台と接触する底面が平坦であり、嵌合穴21は、3次元造形物本体1が傾いて不安定にならないよう、3箇所以上配置され、かつ嵌合穴21の各位置を頂点とした多角形の重心の位置が、立体造形部10及び基底部20の重心の位置に一致するか近似することが好ましい。このように配置された立体造形部10及び基底部20は、それらの底面が台の平坦な面より高い位置にあるので、3次元造形物本体1が、より立体的な印象を与えることができる。   2A to 2C, the three-dimensional structure main body 1 has the fixed protrusion 30 fitted in the fitting hole 21 on the flat surface of a table or the like without using the base plate 40. You may mount by making it contact. In this case, the fixed protrusion 30 has a flat bottom surface in contact with the base, and the fitting holes 21 are arranged at three or more locations so that the three-dimensional structure main body 1 is not inclined and unstable. It is preferable that the position of the center of gravity of the polygon having each position as a vertex matches or approximates the position of the center of gravity of the three-dimensional structure 10 and the base 20. Since the bottom surface of the three-dimensional structure 10 and the base portion 20 arranged in this manner is higher than the flat surface of the table, the three-dimensional structure main body 1 can give a more three-dimensional impression. .

(3次元造形方法)
次に、上述した3次元造形物を形成する方法(3次元造形方法)について説明する。
図4は、本実施形態に係る3次元造形物の造形方法の一例を示すフローチャートである。図5は、本実施形態に係る3次元造形方法における造形物本体・固定突起積層造形工程の一例を示すフローチャートである。図6、図7は、本実施形態に係る造形物本体・固定突起積層造形工程における3次元造形物本体及び固定突起の形成状態を示す概略工程図である。なお、ここでは、積層造形工程において、上述した粉末積層法を適用して、3次元造形物本体及び固定突起を形成する場合について説明する。
(Three-dimensional modeling method)
Next, a method (three-dimensional modeling method) for forming the above-described three-dimensional model will be described.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a modeling method for a three-dimensional structure according to the present embodiment. FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a modeled object main body / fixed protrusion layered modeling process in the three-dimensional modeling method according to the present embodiment. FIG. 6 and FIG. 7 are schematic process diagrams illustrating the formation state of the three-dimensional structure main body and the fixed protrusions in the three-dimensional object main body / fixed protrusion layered manufacturing process according to the present embodiment. Here, a case will be described in which the above-described powder lamination method is applied to form the three-dimensional structure main body and the fixed protrusion in the additive manufacturing process.

本実施形態に係る3次元造形方法は、例えば図4に示すように、概略、3次元データ準備工程(S101)と、階層データ生成工程(S102)と、造形物本体・固定突起積層造形工程(S103)と、粉末除去・取出工程(S104)と、を有している。本実施形態においては、造形物本体・固定突起積層造形工程において、上述した3次元造形物本体1の基底部20の表面に立体造形部10を形成する際に、当該3次元造形物本体1が形成される領域内に固定突起30を同時に形成する。   For example, as shown in FIG. 4, the three-dimensional modeling method according to the present embodiment is roughly a three-dimensional data preparation step (S101), a hierarchical data generation step (S102), and a three-dimensional object main body / fixed protrusion layered modeling step ( S103) and a powder removal / removal step (S104). In the present embodiment, when the three-dimensional structure 10 is formed on the surface of the base portion 20 of the three-dimensional structure main body 1 described above in the three-dimensional structure main body / fixed protrusion laminate modeling step, the three-dimensional structure main body 1 is formed. The fixing protrusion 30 is simultaneously formed in the region to be formed.

まず、3次元データ準備工程(S101)においては、造形物本体・固定突起積層造形工程(S103)において造形の対象となる3次元造形物本体1(立体造形部10、基底部20)及び固定突起30の3次元CADデータを準備する。この3次元データ準備工程(S101)においては、準備した3次元CADデータに基づいて、3次元造形装置の造形ステージ上での、3次元造形物本体1と固定突起30との配置(形成位置)を決定する。具体的には、立体造形部10及び基底部20からなる3次元造形物本体1の、基底部20が形成される領域上であって、かつ、当該基底部20の表面(上面)に一体的に設けられる立体造形部10が形成される領域以外の空間に、固定突起30の形成領域が設定される(図7(c)参照)。このとき、固定突起30の形成領域は、立体造形部10の突出高さ以下の空間に設定される。したがって、図2(a)、(c)に示したように、固定突起30は、少なくとも、その直径D0又は長さL0のいずれか一方が、基底部20の表面からの立体造形部10の突出高さH1以下に設定されている。これは、換言すると、基底部20の形成領域上の、立体造形部10の突出高さH1以下の空間であって、かつ、立体造形部10が形成されていない(立体造形部10の形成領域以外の)空間に、複数(全て)の固定突起30が収まるように、固定突起30の直径D0及び長さL0、並びに、配置が設定されていることを意味する。   First, in the three-dimensional data preparation step (S101), the three-dimensional structure main body 1 (the three-dimensional structure portion 10, the base portion 20) and the fixed protrusions to be formed in the three-dimensional object body / fixed protrusion layered formation step (S103). 30 three-dimensional CAD data are prepared. In the three-dimensional data preparation step (S101), the arrangement (formation position) of the three-dimensional structure main body 1 and the fixed protrusion 30 on the modeling stage of the three-dimensional modeling apparatus based on the prepared three-dimensional CAD data. To decide. Specifically, the three-dimensional structure main body 1 including the three-dimensional structure 10 and the base 20 is on an area where the base 20 is formed and integrated with the surface (upper surface) of the base 20. The formation area of the fixed protrusion 30 is set in a space other than the area where the three-dimensional structure 10 provided in the area is formed (see FIG. 7C). At this time, the formation area of the fixed protrusion 30 is set to a space equal to or less than the protruding height of the three-dimensional structure 10. Therefore, as shown in FIGS. 2A and 2C, the fixed protrusion 30 has at least one of the diameter D0 or the length L0 protruding from the surface of the base portion 20. The height is set to H1 or less. In other words, this is a space on the formation region of the base portion 20 that is not higher than the protrusion height H1 of the three-dimensional structure 10 and the three-dimensional structure 10 is not formed (the formation region of the three-dimensional structure 10). This means that the diameter D0 and the length L0 and the arrangement of the fixed protrusions 30 are set so that a plurality (all) of the fixed protrusions 30 are accommodated in the space.

また、この3次元データ準備工程(S101)においては、3次元造形物本体1及び固定突起30からなる3次元造形物を構成する粉末材料、及び、当該粉末材料を結合して硬化させるためのバインダ(結合剤)を準備する。本実施形態に係る粉末積層法を用いた3次元造形方法においては、粉末材料として例えばα石膏等の石膏やデンプン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン等の樹脂の粉末を適用することができ、バインダは、粉末材料自体が硬化反応するための触媒が含まれていてもよく、この場合、粉末材料が石膏であると硫酸塩が好適である。またバインダは、樹脂系の接着剤を適用してもよい。ここで、結合とは化学的な結合或いは物理的な接着の少なくともいずれかを含む。   In the three-dimensional data preparation step (S101), the powder material constituting the three-dimensional structure composed of the three-dimensional structure main body 1 and the fixed protrusion 30 and the binder for bonding and curing the powder material. (Binder) is prepared. In the three-dimensional modeling method using the powder laminating method according to the present embodiment, it is possible to apply gypsum such as α gypsum and resin powder such as starch, polypropylene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, nylon as the powder material, The binder may contain a catalyst for allowing the powder material itself to undergo a curing reaction. In this case, a sulfate is preferable when the powder material is gypsum. The binder may be a resin adhesive. Here, the bond includes at least one of chemical bond and physical adhesion.

次いで、階層データ生成工程(S102)においては、準備された3次元CADデータに基づいて、3次元造形装置により3次元造形物を形成する際の造形ステージの上面を基準面として、当該基準面に平行な平面で3次元造形物本体1を複数層に輪切りにした(分割した)場合の、輪切りにされた各階層の階層データを生成する。ここで、本実施形態においては、上述したように、3次元造形物本体1の基底部20が形成される領域上の、基底部20及び立体造形部10が形成されることのない空間に固定突起30が形成される構造である。そして、効率的に製造するために、固定突起30を形成するための粉末材料の複数の階層の少なくとも一部は、立体造形部10を形成するための粉末材料の複数の階層の少なくとも一部と同一であるように、立体造形部10の場合と同一の、上記基準面に平行な平面で固定突起30を複数層に輪切りにした(分割した)場合の、各層の階層データを生成する。   Next, in the hierarchical data generation step (S102), based on the prepared three-dimensional CAD data, the upper surface of the modeling stage when the three-dimensional modeling apparatus is used to form a three-dimensional modeled object is used as the reference plane. Hierarchical data is generated for each layer that has been cut into pieces when the three-dimensional structure main body 1 is cut into a plurality of layers in a parallel plane. Here, in this embodiment, as mentioned above, it fixes to the space where the base part 20 and the three-dimensional model | molding part 10 are not formed on the area | region in which the base part 20 of the three-dimensional structure main body 1 is formed. In this structure, the protrusion 30 is formed. And in order to manufacture efficiently, at least one part of the several hierarchy of the powder material for forming the fixed protrusion 30 is with at least one part of the several hierarchy of the powder material for forming the three-dimensional model | molding part 10. Hierarchical data of each layer is generated when the fixing protrusion 30 is cut into a plurality of layers (divided) in a plane parallel to the reference surface, which is the same as the case of the three-dimensional modeling unit 10 so as to be the same.

次いで、造形物本体・固定突起積層造形工程(S103)は、例えば図5に示すように、粉末材料層形成ステップ(S111)と、造形物本体・固定突起結合体形成ステップ(S112)と、結合体積層ステップ(S113)と、を有している。   Next, the model body / fixed projection layered molding process (S103) includes, for example, as shown in FIG. 5, a powder material layer forming step (S111), a model body / fixed projection combined body forming step (S112), A body stacking step (S113).

まず、粉末材料層形成ステップ(S111)においては、図6(a)に示すように、3次元造形装置(図示を省略)の造形ステージ110の上面に未硬化の粉末材料を所定の厚さになるように平坦に堆積させて、1層分(すなわち、第1階層)の粉末材料層11−1を形成する。この1層分の粉末材料層11−1の厚みは、例えば0.1mm程度又はそれ以上に設定される。   First, in the powder material layer forming step (S111), as shown in FIG. 6A, an uncured powder material is formed to a predetermined thickness on the upper surface of the modeling stage 110 of the three-dimensional modeling apparatus (not shown). As a result, the powder material layer 11-1 of one layer (that is, the first layer) is formed. The thickness of the powder material layer 11-1 for one layer is set to about 0.1 mm or more, for example.

次いで、造形物本体・固定突起結合体形成ステップ(S112)においては、3次元CADデータから生成された3次元造形物本体1の各層の階層データに基づいて、粉末材料層11−1を選択的に硬化させて、当該層に3次元造形物本体の階層形状に対応する結合体を形成する。具体的には、図6(b)に示すように、3次元造形物本体1の階層データのうち、造形ステージ110の上面を基準面として、当該基準面側から1層目となる第1階層の階層データに基づいて、バインダ吐出部120を走査させつつ、当該バインダ吐出部120から第1階層の粉末材料層11−1の、当該階層データに対応する領域にバインダ121を吐出して浸透させる。すなわち、粉末材料層11−1に3次元造形物本体1の基底部20の第1階層の階層形状が、滴下されたバインダ121で描画される。そして、このバインダ121が硬化することにより、図6(c)に示すように、バインダ121が浸透した領域の粉末材料層11−1の粉末材料が結合して硬化し、基底部20の第1階層の階層形状に対応する結合体20−1が形成される。また、このとき、当該結合体20−1の形成領域において、基底部20の裏面側(図面下面側)に設けられる嵌合穴21に対応する領域21−1には、バインダが滴下されず、粉末材料が未硬化の状態で残留する。ここで、上述したバインダ吐出部120は、インクジェットプリンタに用いられるプリンタヘッド若しくはインクジェットプリンタに用いられるプリンタヘッドと同等の吐出機構を備えている。   Next, in the formed article main body / fixed protrusion combined body formation step (S112), the powder material layer 11-1 is selectively selected based on the hierarchical data of each layer of the three-dimensional molded article main body 1 generated from the three-dimensional CAD data. And a combined body corresponding to the hierarchical shape of the three-dimensional structure main body is formed on the layer. Specifically, as shown in FIG. 6B, in the hierarchical data of the three-dimensional structure main body 1, the upper surface of the modeling stage 110 is used as a reference surface, and the first layer is the first layer from the reference surface side. Based on the hierarchical data, the binder discharge unit 120 is scanned, and the binder 121 is discharged from the binder discharge unit 120 into the region corresponding to the hierarchical data in the first layer of the powder material layer 11-1. . That is, the layer shape of the first layer of the base portion 20 of the three-dimensional structure main body 1 is drawn with the dropped binder 121 on the powder material layer 11-1. Then, as the binder 121 is cured, the powder material of the powder material layer 11-1 in the region in which the binder 121 has penetrated is bonded and cured as shown in FIG. A combined body 20-1 corresponding to the hierarchical shape of the hierarchy is formed. At this time, in the formation region of the combined body 20-1, the binder is not dropped in the region 21-1 corresponding to the fitting hole 21 provided on the back surface side (the lower surface side of the drawing) of the base portion 20, The powder material remains in an uncured state. Here, the binder discharge unit 120 described above includes a discharge head equivalent to a printer head used in an inkjet printer or a printer head used in an inkjet printer.

次いで、結合体積層ステップ(S113)においては、上記の粉末材料層形成ステップ(S111)及び造形物本体・固定突起結合体形成ステップ(S112)を繰り返すことにより、各層の粉末材料層に形成された結合体を積層して基底部20を形成する。具体的には、図6(d)に示すように、造形ステージ110上の第1階層の粉末材料層11−1の上面に、粉末材料を所定の厚さになるように平坦に堆積させて、第2階層の粉末材料層11−2を形成する。ここで、造形ステージ110が第1階層の粉末材料層11−1とともに槽109内で第2階層の粉末材料層11−2の層の厚さ分だけ下降し、次いで、第2階層の粉末材料層11−2を第1階層の粉末材料層11−1上に堆積する。   Next, in the bonded body stacking step (S113), the above-described powder material layer forming step (S111) and the molded article main body / fixed protrusion combined body forming step (S112) are repeated to form the powder material layer of each layer. The base 20 is formed by stacking the combined bodies. Specifically, as shown in FIG. 6D, the powder material is deposited flat on the upper surface of the first level powder material layer 11-1 on the modeling stage 110 so as to have a predetermined thickness. Then, the powder material layer 11-2 of the second layer is formed. Here, the modeling stage 110 moves down by the thickness of the powder material layer 11-2 of the second layer in the tank 109 together with the powder material layer 11-1 of the first layer, and then the powder material of the second layer The layer 11-2 is deposited on the first level powder material layer 11-1.

次いで、図6(d)に示すように、3次元造形物本体1の階層データのうち、上記基準面側から2層目となる第2階層の階層データに基づいて、バインダ吐出部120を走査させつつ、第2階層の粉末材料層11−2の、当該階層データに対応する領域にバインダ121を吐出して浸透させる。このバインダ121が硬化することにより、図7(a)に示すように、バインダ121が浸透した領域の粉末材料層11−2の粉末材料が結合して硬化し、基底部20の第2階層の階層形状に対応する結合体20−2が形成される。   Next, as shown in FIG. 6 (d), the binder ejection unit 120 is scanned based on the hierarchical data of the second layer that is the second layer from the reference plane side among the hierarchical data of the three-dimensional structure body 1. Then, the binder 121 is discharged and penetrated into the area corresponding to the hierarchical data of the powder material layer 11-2 of the second hierarchical level. When the binder 121 is cured, as shown in FIG. 7A, the powder material of the powder material layer 11-2 in the region where the binder 121 has penetrated is bonded and cured, and the second layer of the base portion 20 is cured. A combined body 20-2 corresponding to the hierarchical shape is formed.

このとき、図面上方から造形ステージ110を平面視して、第1階層の粉末材料層11−1に形成された結合体20−1に平面的に重なる領域に形成された第2階層の粉末材料層11−2の結合体20−2は、滴下されたバインダ121が第1階層の結合体20−1にも到達するので、第1階層の結合体12−1と第2階層の結合体12−2とが結合されるように硬化する。すなわち、下層の結合体とその上層の結合体が平面的に重なるように形成された領域では、上層及び下層の結合体は結果的に一体の結合体として形成される。このように、積層形成された結合体20−1、20−2により、基底部20が形成されるとともに、当該基底部20の裏面側に形成された、粉末材料が未硬化の状態の領域が嵌合穴21として形成される。   At this time, when the modeling stage 110 is viewed from above in the plan view, the powder material in the second layer formed in a region that overlaps the combination 20-1 formed in the powder material layer 11-1 in the first layer. In the combined body 20-2 of the layer 11-2, since the dropped binder 121 reaches the combined body 20-1 in the first layer, the combined body 12-1 in the first layer and the combined body 12 in the second layer. -2 is cured. That is, in the region where the lower layer conjugate and the upper layer conjugate are formed so as to overlap in a planar manner, the upper layer and the lower layer conjugate are formed as a unitary conjugate. As described above, the base 20 is formed by the combined bodies 20-1 and 20-2 formed in a stacked manner, and a region in which the powder material is uncured is formed on the back side of the base 20. It is formed as a fitting hole 21.

次いで、このような結合体積層ステップ(S213)を繰り返して、上記基底部20が形成された粉末材料層上に立体造形部10及び固定突起30を形成する。具体的には、図7(b)に示すように、造形ステージ110が粉末材料層11−1、11−2とともに槽109内で第3階層の粉末材料層11−3の層の厚さ分だけ下降し、次いで第3階層の粉末材料層11−3を第2階層の粉末材料層11−2上に堆積する。3次元造形物本体1の階層データのうち、上記基準面側から3層目となる第3階層の階層データに基づいて、粉末材料層11−3を選択的に硬化させることにより、当該粉末材料層11−3中に、立体造形部10の第1階層の階層形状に対応する結合体10−1が形成される。また、このとき同時に、図7(b)に示すように、固定突起30の階層データに基づいて、当該粉末材料層11−3の、基底部20の形成領域の上方に位置する領域内に、固定突起30の第1階層の階層形状に対応する結合体30−1が形成される。   Next, the combined body stacking step (S213) is repeated to form the three-dimensional structure 10 and the fixed protrusion 30 on the powder material layer on which the base portion 20 is formed. Specifically, as shown in FIG. 7B, the modeling stage 110 has the thickness of the powder material layer 11-3 of the third layer in the tank 109 together with the powder material layers 11-1 and 11-2. Then, a third level powder material layer 11-3 is deposited on the second level powder material layer 11-2. Of the hierarchical data of the three-dimensional structure 1, the powder material layer 11-3 is selectively hardened based on the third layer hierarchical data that is the third layer from the reference plane side. In the layer 11-3, the combined body 10-1 corresponding to the hierarchical shape of the first layer of the three-dimensional structure 10 is formed. At the same time, as shown in FIG. 7B, based on the hierarchical data of the fixing protrusion 30, in the region of the powder material layer 11-3 located above the formation region of the base portion 20, A combined body 30-1 corresponding to the hierarchical shape of the first layer of the fixing protrusion 30 is formed.

このような3次元造形物本体1(立体造形部10)の階層データに基づく結合体、及び、固定突起30の階層データに基づく結合体を、各層の粉末材料層に形成する処理を繰り返すことにより、例えば図7(c)に示すように、粉末材料層11−3〜11−E中の、基底部20の形成領域の上方の空間に、立体造形部10を構成する結合体10−1〜10−E、及び、固定突起30を構成する結合体30−1〜30−Eが同時に積層形成される。このとき、立体造形部10は、基底部20と一体的に形成され、一方、固定突起30は、基底部20や立体造形部10とは離間して、あるいは、粉末除去・取出工程S104において、基底部20や立体造形部10から容易に分離可能なように形成される。また、固定突起30は、上述したように、少なくとも、その直径D0又は長さL0のいずれか一方が、基底部20上に形成される粉末材料層11−3〜11−Eの合計の厚み以下になるように設定されている。ここで、粉末材料層11−3〜11−Eの合計の厚みは、図7(c)に示すように、立体造形部10の突出高さH1に相当する。   By repeating such a process of forming a combined body based on the hierarchical data of the three-dimensional structure main body 1 (three-dimensional modeling portion 10) and a combined body based on the hierarchical data of the fixed protrusion 30 on each powder material layer. For example, as illustrated in FIG. 7C, in the powder material layers 11-3 to 11 -E, in the space above the formation region of the base portion 20, the combined bodies 10-1 to 10-1 constituting the three-dimensional structure 10. 10-E and the combined bodies 30-1 to 30-E constituting the fixed protrusion 30 are simultaneously laminated. At this time, the three-dimensional modeling part 10 is formed integrally with the base part 20, while the fixed protrusion 30 is separated from the base part 20 and the three-dimensional modeling part 10 or in the powder removal / removal step S104. It is formed so that it can be easily separated from the base part 20 and the three-dimensional modeling part 10. Further, as described above, the fixed protrusion 30 has at least one of the diameter D0 and the length L0 equal to or less than the total thickness of the powder material layers 11-3 to 11-E formed on the base portion 20. It is set to be. Here, the total thickness of the powder material layers 11-3 to 11-E corresponds to the protruding height H1 of the three-dimensional structure 10 as shown in FIG.

このように、造形物本体・固定突起積層造形工程(S103)の各ステップにより、図7(c)に示すように、造形ステージ110上に積層された粉末材料101中に、硬化された粉末材料101により、立体造形部10及び基底部20からなる3次元造形物本体1が一体的に形成されるとともに、3次元造形物本体1とは実質的に独立して、固定突起30が形成される。ここで、形成された3次元造形物本体1及び固定突起30は、造形ステージ110上に積層された粉末材料層11−1〜11−Eからなる粉末材料101中に埋め込まれた状態で形成され、周囲に未硬化の粉末材料101が充填されて支えられているので、例えば3次元造形物本体1の重心が偏っている場合やオーバーハング部分が存在する場合であっても、転倒や損傷が防止される。   In this way, the powder material cured in the powder material 101 laminated on the modeling stage 110 as shown in FIG. 7C by each step of the molded article main body / fixed protrusion laminated modeling step (S103). 101, the three-dimensional structure main body 1 including the three-dimensional structure 10 and the base 20 is integrally formed, and the fixed protrusion 30 is formed substantially independently of the three-dimensional structure main body 1. . Here, the formed three-dimensional structure main body 1 and the fixed protrusion 30 are formed in a state of being embedded in the powder material 101 including the powder material layers 11-1 to 11-E stacked on the modeling stage 110. Since the surrounding is filled with the uncured powder material 101 and supported, for example, even if the center of gravity of the three-dimensional structure body 1 is biased or there is an overhang portion, there is no fall or damage. Is prevented.

次いで、粉末除去・取出工程(S104)においては、造形ステージ110上に積層された未硬化の粉末材料101を除去して、露出した3次元造形物本体1及び固定突起30を取り出す。具体的には、図7(d)に示すように、例えば造形ステージ110に設けられた粉末排出口(図示を省略)から、粉末材料101を吸引して排出し、造形ステージ110上から粉末材料101がすべて除去された後、あるいは、造形ステージ110上から粉末材料101を除去しつつ、露出した3次元造形物本体1又は固定突起30を造形ステージ110上から順次取り出す。   Next, in the powder removal / removal step (S104), the uncured powder material 101 laminated on the modeling stage 110 is removed, and the exposed three-dimensional structure main body 1 and the fixed protrusion 30 are taken out. Specifically, as illustrated in FIG. 7D, for example, the powder material 101 is sucked and discharged from a powder discharge port (not shown) provided in the modeling stage 110, and the powder material is discharged from the modeling stage 110. After all 101 is removed, or while removing the powder material 101 from the modeling stage 110, the exposed three-dimensional modeled body 1 or fixed protrusion 30 is sequentially taken out from the modeling stage 110.

ここで、本実施形態においては、造形ステージ110上の粉末材料101を除去する方法として、造形ステージ110に設けられた粉末排出口を介して排出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば粉末材料101を風圧で吹き飛ばしたり、音波振動により除去するものであってもよい。   Here, in the present embodiment, as a method of removing the powder material 101 on the modeling stage 110, the case of discharging through the powder discharge port provided in the modeling stage 110 has been described, but the present invention is limited to this. Instead, for example, the powder material 101 may be blown off by wind pressure or removed by sound wave vibration.

なお、図7(c)、(d)においては、図示の都合上、各粉末材料層に11−3〜11−4の2階層に形成される、固定突起30を構成する結合体30−1〜30−Eの各階層の断面形状が円弧と弦とで囲まれた半円状となるよう示した。しかしながら、実際には、各階層の結合体30−1〜30−Eの断面形状は、対向する二辺が粉末材料層の厚み方向(図面上下方向)に沿った矩形である。そして、例えば粉末材料層が0.1mm、固定突起30の直径が10mmとした場合、固定突起30は100層からなる粉末材料層により形成されることになる。このとき、各結合体の断面幅を順次増加又は減少させることにより、複数の矩形の階層で構成された円弧状(又は、曲線状)の断面の固定突起30が形成される。   7C and 7D, for convenience of illustration, a combined body 30-1 constituting the fixed protrusion 30 is formed on each powder material layer in two layers 11-3 to 11-4. The cross-sectional shape of each layer of ˜30-E is shown to be a semicircular shape surrounded by arcs and strings. However, in actuality, the cross-sectional shapes of the combined bodies 30-1 to 30-E in each layer are rectangles whose two opposite sides are along the thickness direction (up and down direction in the drawing) of the powder material layer. For example, when the powder material layer is 0.1 mm and the diameter of the fixed protrusion 30 is 10 mm, the fixed protrusion 30 is formed of 100 powder material layers. At this time, by sequentially increasing or decreasing the cross-sectional width of each combined body, the arc-shaped (or curved) cross-section fixing protrusion 30 formed of a plurality of rectangular layers is formed.

また、図7(c)においては、基底部20の形成領域の上方の、立体造形部10が形成されない空間に、固定突起30の長さ方向が基底部20表面(図面上面)に平行となるように、固定突起30を横にした状態で形成する場合について示した。ここで、固定突起30と、粉末材料層11−2で形成された基底部20との間には、結合されていない一階層分の粉末材料層が介在することが好ましい。また、固定突起30の直径D0が立体造形部10の突出高さH1以下に設定されている場合(H1≧D0)に対応した図を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。固定突起30の長さL0が立体造形部10の突出高さH1以下に設定されている場合(H1≧L0)には、基底部20の形成領域の上方の、立体造形部10が形成されない空間に、固定突起30の長さ方向が基底部20表面(図面上面)に対して垂直となるように、固定突起30を立てた状態で形成するものであってもよい。   In FIG. 7C, the length direction of the fixing protrusion 30 is parallel to the surface of the base portion 20 (upper surface in the drawing) in the space above the formation region of the base portion 20 where the three-dimensional structure 10 is not formed. As described above, the case where the fixing protrusion 30 is formed in a horizontal state is shown. Here, it is preferable that a powder material layer for one layer which is not bonded is interposed between the fixing protrusion 30 and the base portion 20 formed of the powder material layer 11-2. Moreover, although the figure corresponding to the case where the diameter D0 of the fixed protrusion 30 is set to the protrusion height H1 or less of the three-dimensional model | molding part 10 (H1> = D0) was shown, this invention is not limited to this. . When the length L0 of the fixed protrusion 30 is set to be equal to or less than the protrusion height H1 of the three-dimensional structure 10 (H1 ≧ L0), the space above the formation region of the base portion 20 where the three-dimensional structure 10 is not formed In addition, the fixing protrusion 30 may be formed in an upright state so that the length direction of the fixing protrusion 30 is perpendicular to the surface of the base portion 20 (upper surface in the drawing).

(作用効果の検証)
次に、上述した3次元造形物及び3次元造形方法の作用効果について、比較例を示して検証する。ここでは、まず、比較例となる3次元造形方法を示して、その問題点を検証した後、本実施形態に係る3次元造形方法の特徴と作用効果について説明する。
(Verification of effects)
Next, the effects of the above-described three-dimensional structure and the three-dimensional structure method will be verified by showing a comparative example. Here, first, a three-dimensional modeling method as a comparative example is shown, and after verifying the problem, the features and effects of the three-dimensional modeling method according to the present embodiment will be described.

図8は、比較例となる3次元造形物の構成及び組み付け方法を示す概略図である。図8(a)は、比較例となる3次元造形物の組み付け方法を示す概略斜視図であり、図8(b)は、比較例となる3次元造形物の組み付け状態を示す概略斜視図であり、図8(c)は、図8(b)に示す組み付け状態におけるVIIIC−VIIIC線(本明細書においては図8(b)中に示したローマ数字の「8」に対応する記号として便宜的に「VIII」を用いる。)に沿った断面構造を示す概略断面図である。図9は、比較例となる3次元造形方法を示す概略工程図である。ここでは、説明を簡便にするために、本実施形態と同等の構成については、同一の符号を付して説明する。   FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration and an assembling method of a three-dimensional structure that is a comparative example. FIG. 8A is a schematic perspective view illustrating a method for assembling a three-dimensional structure to be a comparative example, and FIG. 8B is a schematic perspective view illustrating an assembled state of the three-dimensional structure to be a comparative example. FIG. 8C shows the VIIIC-VIIIC line in the assembled state shown in FIG. 8B (in this specification, as a symbol corresponding to the Roman numeral “8” shown in FIG. 8B). 3 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along line “VIII”. FIG. 9 is a schematic process diagram showing a three-dimensional modeling method as a comparative example. Here, in order to simplify the description, the same components as those in the present embodiment will be described with the same reference numerals.

比較例となる3次元造形物は、上述した本実施形態(図1(a)、(b)参照)と同様に、3次元造形物本体が額装された状態で、壁面等の垂直面に展示又は掲示される構成を有している。ここで、比較例においては、図8(a)〜(c)に示すように、3次元造形物本体1pは、本実施形態と同等の形状を有する立体造形部10及び基底部20に加え、基底部20の裏面側の任意の位置に、複数の位置決めピンとなる固定突起30が突出するように設けられた構成を有している。また、ベースプレート40は、上述した本実施形態と同様に、矩形状の平板構造を有し、その上面側に基底部20の裏面側に設けられた固定突起30に対応する位置に複数の嵌合穴41が設けられている。そして、この固定突起30をベースプレート40の上面側の嵌合穴41に対応付けて嵌合させることにより、図8(b)、(c)に示すように、3次元造形物本体1pは、ベースプレート40の上面の所定の位置に位置決め固定して組み付けられる。   The three-dimensional structure as a comparative example is displayed on a vertical surface such as a wall surface in the state where the three-dimensional structure body is framed, as in the above-described embodiment (see FIGS. 1A and 1B). Or it has the structure posted. Here, in the comparative example, as shown in FIGS. 8A to 8C, the three-dimensional structure main body 1p is added to the three-dimensional structure 10 and the base 20 having the same shape as the present embodiment, A fixed projection 30 serving as a plurality of positioning pins is provided at an arbitrary position on the back side of the base portion 20 so as to protrude. The base plate 40 has a rectangular flat plate structure as in the above-described embodiment, and a plurality of fittings are provided at positions corresponding to the fixed protrusions 30 provided on the back surface side of the base portion 20 on the upper surface side. A hole 41 is provided. Then, as shown in FIGS. 8 (b) and 8 (c), the fixed projection 30 is fitted in association with the fitting hole 41 on the upper surface side of the base plate 40. It is positioned and fixed at a predetermined position on the upper surface of 40 and assembled.

このような構成を有する比較例に用いられる3次元造形物本体1pの形成方法(3次元造形方法)は、上述した本実施形態と同等の粉末積層法を適用する場合、例えば図9(a)に示すように、まず、造形ステージ110の上面に1階層分の粉末材料層11−1を形成した後、3次元CADデータに基づいて生成された3次元造形物本体1pの階層データに基づいて、粉末材料層11−1を選択的に硬化させて、固定突起30の第1階層の階層形状に対応した結合体30−1を形成する。   When the powder lamination method equivalent to this embodiment mentioned above is applied to the formation method (three-dimensional modeling method) of the three-dimensional structure main body 1p used in the comparative example having such a configuration, for example, FIG. First, after forming the powder material layer 11-1 for one layer on the upper surface of the modeling stage 110, based on the hierarchical data of the three-dimensional structure main body 1p generated based on the three-dimensional CAD data. Then, the powder material layer 11-1 is selectively cured to form a combined body 30-1 corresponding to the hierarchical shape of the first layer of the fixing protrusion 30.

そして、このような1層分の粉末材料層に結合体を形成するステップを繰り返すことにより、図9(a)に示すように、粉末材料層11−1〜11−3中に、固定突起30の第1階層から最上層(図では第3階層)までの結合体30−1〜30−Eからなる固定突起30が一体的に積層形成される。   Then, by repeating the step of forming a bonded body in such a powder material layer for one layer, as shown in FIG. 9 (a), the fixing protrusion 30 is formed in the powder material layers 11-1 to 11-3. The fixed protrusions 30 composed of the combined bodies 30-1 to 30-E from the first layer to the uppermost layer (the third layer in the figure) are integrally laminated.

次いで、上述した本実施形態と同様に、固定突起30が形成された粉末材料層11−3の上面に、1層分の粉末材料層を形成した後、基底部20の階層データに基づく結合体を形成するステップを繰り返すことにより、図9(b)に示すように、粉末材料層11−4〜11−5中に、固定突起30に接合された基底部20が一体的に積層形成される。さらに、基底部20が形成された粉末材料層の上面に、1層分の粉末材料層を形成した後、立体造形部10の階層データに基づく結合体を形成するステップを繰り返すことにより、図9(c)に示すように、粉末材料層11−6〜11−Ep(最上層)中に、基底部20に接合された立体造形部10が一体的に積層形成される。   Next, in the same manner as in the above-described embodiment, a powder material layer for one layer is formed on the upper surface of the powder material layer 11-3 on which the fixing protrusion 30 is formed, and then a combined body based on the hierarchical data of the base portion 20 9B is repeated, the base portion 20 joined to the fixing protrusion 30 is integrally laminated in the powder material layers 11-4 to 11-5, as shown in FIG. 9B. . Further, after forming a powder material layer for one layer on the upper surface of the powder material layer on which the base portion 20 is formed, by repeating the step of forming a combined body based on the hierarchical data of the three-dimensional structure 10, FIG. As shown in (c), in the powder material layers 11-6 to 11-Ep (uppermost layer), the three-dimensional structure 10 joined to the base portion 20 is integrally laminated.

すなわち、このような一連の造形方法により、図9(c)に示すように、造形ステージ上に積層された粉末材料層11−1〜11−Ep中に、基底部20の表面側に立体造形部10が一体的に設けられ、また、裏面側に固定突起30が一体的に設けられた構成を有する3次元造形物本体1pが形成される。   That is, by such a series of modeling methods, as shown in FIG. 9C, three-dimensional modeling is performed on the surface side of the base portion 20 in the powder material layers 11-1 to 11-Ep laminated on the modeling stage. The three-dimensional structure main body 1p having a configuration in which the portion 10 is integrally provided and the fixed protrusion 30 is integrally provided on the back surface side is formed.

このような比較例となる3次元造形物及び3次元造形方法においては、3次元造形物本体1pが、基底部20の表面側に立体造形部10が一体的に設けられ、また、裏面側に固定突起30が一体的に設けられた構成を有している。そのため、造形ステージ110上に積層される粉末材料層が、立体造形部10、基底部20及び固定突起30をそれぞれ形成する数だけ必要になる。ここで、上述した粉末積層法を含む積層造形法においては、一般に、造形ステージ上に積層される材料層の数が多いほど、すなわち、造形高さが高いほど、造形に要する時間が長くなるため、生産効率が悪い(低い)という問題を有していた。   In such a three-dimensional structure and a three-dimensional structure method as a comparative example, the three-dimensional structure body 1p is integrally provided with the three-dimensional structure 10 on the front surface side of the base portion 20, and on the back surface side. The fixing protrusion 30 is integrally provided. Therefore, as many powder material layers as are laminated on the modeling stage 110 are required to form the three-dimensional modeling part 10, the base part 20, and the fixed protrusions 30, respectively. Here, in the additive manufacturing method including the powder lamination method described above, generally, the more material layers are stacked on the modeling stage, that is, the higher the modeling height, the longer the time required for modeling. The production efficiency was poor (low).

また、上述した粉末積層法のように、積層された材料層中に3次元造形物本体1pが形成される手法の場合には、3次元造形物本体1pが形成される領域や空間以外の粉末材料は、実質的に3次元造形物本体1pの造形には使用されず、材料の利用効率が低いため、生産効率が悪い(低い)という問題も有していた。   Further, in the case of a method in which the three-dimensional structure main body 1p is formed in the laminated material layer as in the powder lamination method described above, powder other than the region or space in which the three-dimensional structure main body 1p is formed. The material is not substantially used for modeling the three-dimensional structure main body 1p, and the utilization efficiency of the material is low, so that the production efficiency is poor (low).

これに対して、本実施形態においては、図2、図6、図7に示したように、立体造形部10及び基底部20からなる3次元造形物本体1と、固定突起30とが、別部品として構成されている。これにより、3次元造形物本体1を造形する際に、固定突起30を任意の領域や空間に配置して、同時に積層形成することができるので、3次元造形物本体1の造形ステージ110上面からの造形高さ(H11)を、比較例の場合(H0;図9(c)参照)に比較して、固定突起30の造形高さ分だけ低く設定することができる(H0>H11)。したがって、積層数を削減して造形時間を短縮することができ、生産効率を向上させることができる。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIGS. 2, 6, and 7, the three-dimensional structure main body 1 including the three-dimensional structure 10 and the base 20 and the fixed protrusion 30 are separated. It is configured as a part. As a result, when the three-dimensional structure main body 1 is formed, the fixed protrusions 30 can be arranged in an arbitrary region or space, and can be laminated at the same time. The modeling height (H11) can be set lower by the modeling height of the fixed protrusion 30 (H0> H11) than in the comparative example (H0; see FIG. 9C). Therefore, the number of stacks can be reduced to shorten the modeling time, and the production efficiency can be improved.

また、この場合、別部品として構成された固定突起30が、造形ステージ110上に積層された材料層中の基底部20の上方の領域や空間のうち、立体造形部10が形成されない領域や空間(いわゆるデッドスペース)に積層形成される。これにより、一連の3次元造形方法を実行する際に使用される粉末材料(積層材料)の利用効率を高めることができ、生産効率を向上させることができる。   Further, in this case, the fixed protrusion 30 configured as a separate part is a region or space in which the three-dimensional structure 10 is not formed in the region or space above the base portion 20 in the material layer laminated on the modeling stage 110. They are stacked in a so-called dead space. Thereby, the utilization efficiency of the powder material (laminated material) used when performing a series of three-dimensional modeling methods can be improved, and production efficiency can be improved.

<第2の実施形態>
次に、本発明に係る3次元造形方法の第2の実施形態について説明する。
上述した第1の実施形態においては、3次元造形物本体1をベースプレート40の上面に位置決め固定するための構成として、同一寸法の円柱形状を有する複数の固定突起30を適用した場合について説明した。第2の実施形態においては、3次元造形物本体1における重量バランスに応じて、寸法の異なる複数の固定突起を適用した構成を有している。
<Second Embodiment>
Next, a description will be given of a second embodiment of a three-dimensional modeling method according to the present invention.
In 1st Embodiment mentioned above, the case where the several fixed protrusion 30 which has the column shape of the same dimension was applied as a structure for positioning and fixing the three-dimensional structure main body 1 to the upper surface of the baseplate 40 was demonstrated. In 2nd Embodiment, according to the weight balance in the three-dimensional structure main body 1, it has the structure which applied the some fixed protrusion from which a dimension differs.

図10は、第2の実施形態に係る3次元造形物本体のベースプレートへの組み付け方法を示す概略図である。図10(a)は、本実施形態に係る3次元造形物本体のベースプレートへの組み付け方法を示す概略斜視図であり、図10(b)は、3次元造形物本体のベースプレートへの組み付け状態を示す概略斜視図であり、図10(c)は、図10(b)に示す組み付け状態におけるXC−XC線(本明細書においては図10(b)中に示したローマ数字の「10」に対応する記号として便宜的に「X」を用いる。)に沿った断面構造を示す概略断面図である。図11は、本実施形態に係る3次元造形物本体及び固定突起の形成状態を示す概略工程図である。図12は、本実施形態に係る3次元造形物の作用効果を説明するための概念図である。ここで、上述した第1の実施形態と同等の構成については、同一の符号を付して説明する。   FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a method of assembling the three-dimensional structure main body according to the second embodiment to the base plate. FIG. 10A is a schematic perspective view showing a method of assembling the three-dimensional structure main body to the base plate according to the present embodiment, and FIG. 10B shows the state of assembling the three-dimensional structure main body to the base plate. FIG. 10C is a schematic perspective view showing the XC-XC line in the assembled state shown in FIG. 10B (in this specification, the Roman numeral “10” shown in FIG. 10B). It is a schematic sectional view showing a sectional structure along “X” as a corresponding symbol for convenience. FIG. 11 is a schematic process diagram illustrating a formation state of the three-dimensional structure main body and the fixed protrusion according to the present embodiment. FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining the operational effects of the three-dimensional structure according to the present embodiment. Here, components equivalent to those in the first embodiment described above will be described with the same reference numerals.

本実施形態に係る3次元造形物は、図10(a)〜(c)に示すように、上述した第1の実施形態と同様に、3次元造形物本体1と、固定突起30と、ベースプレート40と、額縁50と、を有している。なお、額縁50については、上述した第1の実施形態と同一であるので説明を省略する。   As shown in FIGS. 10A to 10C, the three-dimensional structure according to the present embodiment is similar to the first embodiment described above, the three-dimensional structure main body 1, the fixed protrusion 30, and the base plate. 40 and a frame 50. Since the frame 50 is the same as that of the first embodiment described above, the description thereof is omitted.

3次元造形物本体1は、基底部20の表面側(図面上面側)に立体造形部10が突出して設けられ、上述した第1の実施形態と同等の外観を有している。本実施形態においては、基底部20の裏面側に、図10(a)、(c)に示すように、複数の嵌合穴21a、21bが設けられている。この嵌合穴21a、21bは、上述した第1の実施形態と同様に、例えば円柱状のザグリ形状を有し、嵌合穴21aの開口径Daと嵌合穴21bの開口径Dbが異なるように設定されている。本実施形態においては、嵌合穴21aの開口径Daが嵌合穴21bの開口径Dbよりも大きくなるように設定されている(Da>Db)。   The three-dimensional structure main body 1 is provided with the three-dimensional structure 10 protruding from the surface side (upper surface side of the drawing) of the base portion 20, and has the same appearance as that of the first embodiment described above. In the present embodiment, as shown in FIGS. 10A and 10C, a plurality of fitting holes 21 a and 21 b are provided on the back surface side of the base portion 20. The fitting holes 21a and 21b have, for example, a columnar counterbore shape like the first embodiment described above, and the opening diameter Da of the fitting hole 21a and the opening diameter Db of the fitting hole 21b are different. Is set to In the present embodiment, the opening diameter Da of the fitting hole 21a is set to be larger than the opening diameter Db of the fitting hole 21b (Da> Db).

ベースプレート40は、例えば図10(a)〜(c)に示すように、上面側の、上記の基底部20の裏面側に設けられた嵌合穴21a、21bに対応する位置に、各々嵌合穴41a、41bが設けられている。   For example, as shown in FIGS. 10 (a) to 10 (c), the base plate 40 is fitted at positions corresponding to the fitting holes 21a and 21b provided on the back surface side of the base portion 20 on the upper surface side. Holes 41a and 41b are provided.

固定突起30aは、図10(a)〜(c)に示すように、基底部20の裏面側に設けられた嵌合穴21aと、ベースプレート40の上面側に設けられた嵌合穴41aの双方に嵌合する円柱形状を有している。また、固定突起30bは、基底部20の裏面側に設けられた嵌合穴21bと、ベースプレート40の上面側に設けられた嵌合穴41bの双方に嵌合する円柱形状を有している。すなわち、固定突起30aは、嵌合穴21aの開口径Daに対応する直径D0aに設定され、固定突起30bは、嵌合穴21bの開口径Dbに対応する直径D0bに設定されており、固定突起30aの直径D0aは、嵌合穴21aの開口径Daよりわずかに短く且つ固定突起30bの直径D0bよりも長く設定され、固定突起30bの直径D0bは、嵌合穴21bの開口径Dbよりわずかに短い。また、これらの固定突起30a、30bの容積(換言すると、重量)が異なるように設定されている。ここで、本実施形態においても、図10(a)、(c)に示すように、少なくとも、固定突起30a、30bの各直径D0a、D0b又は長さL0の少なくともいずれか一方が、3次元造形物本体1の基底部20の表面(図面上面)からの立体造形部10の突出高さ(最高点までの高さ)H1以下に設定されている。すなわち、基底部20の形成領域上の、立体造形部10の突出高さH1以下の空間であって、かつ、立体造形部10が形成されていない空間に、複数(全て)の固定突起30a、30bが収まるように、固定突起30a、30bの直径D0a、D0b及び長さL0、並びに、配置が設定されている。   As shown in FIGS. 10A to 10C, the fixing protrusion 30 a includes both a fitting hole 21 a provided on the back surface side of the base portion 20 and a fitting hole 41 a provided on the upper surface side of the base plate 40. It has a cylindrical shape that fits into The fixed protrusion 30 b has a cylindrical shape that fits into both the fitting hole 21 b provided on the back surface side of the base portion 20 and the fitting hole 41 b provided on the upper surface side of the base plate 40. That is, the fixed protrusion 30a is set to a diameter D0a corresponding to the opening diameter Da of the fitting hole 21a, and the fixed protrusion 30b is set to a diameter D0b corresponding to the opening diameter Db of the fitting hole 21b. The diameter D0a of 30a is set slightly shorter than the opening diameter Da of the fitting hole 21a and longer than the diameter D0b of the fixing protrusion 30b, and the diameter D0b of the fixing protrusion 30b is slightly smaller than the opening diameter Db of the fitting hole 21b. short. Further, the volumes (in other words, weight) of the fixing protrusions 30a and 30b are set to be different. Here, also in the present embodiment, as shown in FIGS. 10A and 10C, at least one of the diameters D0a and D0b or the length L0 of the fixed protrusions 30a and 30b is at least three-dimensionally shaped. The protrusion height (height up to the highest point) of the three-dimensional structure 10 from the surface (upper surface in the drawing) of the base portion 20 of the object body 1 is set to be equal to or lower than H1. That is, a plurality of (all) fixing protrusions 30a in a space on the formation region of the base portion 20 that is not more than the protruding height H1 of the three-dimensional structure 10 and in which the three-dimensional structure 10 is not formed. The diameters D0a and D0b and the length L0 of the fixing protrusions 30a and 30b and the arrangement are set so that 30b can be accommodated.

そして、これらの固定突起30a、30bを、各々、基底部20の下面側の嵌合穴21a、21b、及び、ベースプレート40の上面側の嵌合穴41a、41bの双方に対応付けて嵌合させることにより、3次元造形物本体1は、ベースプレート40の上面の所定の位置に位置決め固定して組み付けられる。   Then, these fixing protrusions 30a and 30b are fitted in association with both the fitting holes 21a and 21b on the lower surface side of the base portion 20 and the fitting holes 41a and 41b on the upper surface side of the base plate 40, respectively. Thereby, the three-dimensional structure main body 1 is positioned and fixed at a predetermined position on the upper surface of the base plate 40 and assembled.

上述した構成を有する3次元造形物は、上述した第1の実施形態と同等の製造工程及び処理ステップを実行することにより形成される。特に、本実施形態においては、上述した造形物本体・固定突起積層造形工程(S103)において、次のようにして、立体造形部10及び固定突起30a、30bが同時に積層形成される。   The three-dimensional structure having the above-described configuration is formed by executing manufacturing steps and processing steps equivalent to those of the above-described first embodiment. In particular, in the present embodiment, the three-dimensional structure 10 and the fixed protrusions 30a and 30b are simultaneously stacked and formed in the following manner in the molded article main body / fixed protrusion stacked modeling step (S103) described above.

すなわち、例えば図11に示すように、造形ステージ110上に基底部20を形成した後、当該基底部20が形成された粉末材料層11−2上の、各粉末材料層11−3〜11−E中に、立体造形部10の階層データに基づく結合体、及び、固定突起30a、30bの階層データに基づく結合体を形成する処理を繰り返す。これにより、立体造形部10を構成する結合体10−1〜10−E、及び、各固定突起30a、30bを構成する結合体30−1〜30−Eが順次積層形成されて、造形ステージ110上に積層された粉末材料101中に、立体造形部10及び基底部20からなる3次元造形物本体1が一体的に形成されるとともに、3次元造形物本体1とは実質的に独立して、固定突起30a、30bが同時に形成される。ここで、固定突起30a、30bは、少なくとも、その直径D0a、D0b又は長さL0のいずれか一方が、基底部20上に形成される粉末材料層11−3〜11−Eの合計の厚み、すなわち、立体造形部10の突出高さH1以下になるように設定されているので、固定突起30a、30bは、基底部20の形成領域の上方の空間に配置された状態で積層形成される。   That is, for example, as shown in FIG. 11, after the base portion 20 is formed on the modeling stage 110, the powder material layers 11-3 to 11-on the powder material layer 11-2 on which the base portion 20 is formed. During E, the process of forming a combined body based on the hierarchical data of the three-dimensional modeling unit 10 and a combined body based on the hierarchical data of the fixed protrusions 30a and 30b is repeated. Thereby, the combined bodies 10-1 to 10-E configuring the three-dimensional modeling unit 10 and the combined bodies 30-1 to 30-E configuring the fixed protrusions 30a and 30b are sequentially stacked to form the modeling stage 110. A three-dimensional structure main body 1 composed of the three-dimensional structure 10 and the base 20 is integrally formed in the powder material 101 laminated thereon, and is substantially independent of the three-dimensional structure main body 1. The fixing protrusions 30a and 30b are formed at the same time. Here, the fixed protrusions 30a and 30b have at least one of the diameters D0a and D0b or the length L0 of the total thickness of the powder material layers 11-3 to 11-E formed on the base portion 20, That is, since the height is set to be equal to or less than the protrusion height H1 of the three-dimensional modeled portion 10, the fixed protrusions 30a and 30b are stacked and formed in a state of being disposed in a space above the formation region of the base portion 20.

このような本実施形態に係る3次元造形物及び3次元造形方法によれば、上述した第1の実施形態に示した、造形時間の短縮及び積層材料の有効利用に基づく生産効率の向上という作用効果に加え、次のような効果を有している。   According to such a three-dimensional structure and a three-dimensional structure method according to this embodiment, the effects of shortening the modeling time and improving the production efficiency based on the effective use of the laminated material shown in the first embodiment described above. In addition to the effects, it has the following effects.

すなわち、例えば図8に比較例として示したように、基底部20の表面側に立体造形部10が突出して設けられた3次元造形物本体1において、基底部20の表面に対する立体造形部10の突出量や配置が均一ではなく、重量バランスが不均一な場合、図1に示したように、額縁50に組み込んで(額装して)、壁面等の垂直面に展示すると、重心の偏りにより図12(a)に示すように、額縁50の上辺又は下辺が水平(図面水平方向)を保持することができず、吊下点Pfを支点にして傾きを生じる可能性がある。ここで、吊下点Pfは、図1に示した額縁50の裏面に設けられた吊下部54に相当する。   That is, for example, as shown as a comparative example in FIG. 8, in the three-dimensional structure main body 1 provided with the three-dimensional structure 10 protruding from the surface side of the base portion 20, the three-dimensional structure portion 10 with respect to the surface of the base portion 20. When the amount of protrusion and the arrangement are not uniform and the weight balance is not uniform, as shown in FIG. 1, when it is incorporated into a frame 50 (framed) and displayed on a vertical surface such as a wall surface, the figure is offset due to the deviation of the center of gravity. As shown in FIG. 12 (a), the upper side or the lower side of the frame 50 cannot be kept horizontal (the horizontal direction in the drawing), and there is a possibility that an inclination is caused with the suspension point Pf as a fulcrum. Here, the suspension point Pf corresponds to the suspension portion 54 provided on the back surface of the frame 50 shown in FIG.

そこで、本実施形態においては、3次元造形物本体1の重量バランスが均一になるように、基底部20の表面に対する立体造形部10の突出量や配置に応じて、基底部20の裏面側の嵌合穴21aに嵌合する固定突起30aの直径D0a(換言すると、重量)が、固定突起30bの直径D0bよりも大きく設定される(図12(a)では、D0a>D0b)。あるいは、固定突起30aの本数(換言すると、総重量)が、固定突起30bよりも多くなるように設定される。さらには、固定突起30bに対する固定突起30aの配置位置が決定される。   Therefore, in the present embodiment, the back surface side of the base portion 20 is changed according to the protrusion amount and arrangement of the three-dimensional structure 10 with respect to the surface of the base portion 20 so that the weight balance of the three-dimensional structure main body 1 is uniform. The diameter D0a (in other words, the weight) of the fixed protrusion 30a that fits into the fitting hole 21a is set larger than the diameter D0b of the fixed protrusion 30b (D0a> D0b in FIG. 12A). Alternatively, the number of fixed protrusions 30a (in other words, the total weight) is set to be larger than that of the fixed protrusions 30b. Furthermore, the arrangement position of the fixed protrusion 30a with respect to the fixed protrusion 30b is determined.

すなわち、図12(b)に示すように、3次元造形物本体1を額装して垂直面に吊下した場合に、額縁50の上辺に直交し、吊下点Pfを通過する基準線CLの、右方側の領域に設けられた立体造形部10による重心の偏りを相殺又は軽減する(基準線CL上又はその近傍に移動させる)ように、基準線CLの左方側及び右方側の領域に設けられる固定突起30a、30bのそれぞれの直径D0a、D0bや長さL0、本数、並びに、それらの配置位置が適宜設定される。なお、このとき、固定突起30a、30bの直径D0a、D0bや長さL0、本数は、上述したように、3次元造形物本体1の積層造形工程において、基底部20の形成領域上の、立体造形部10の突出高さH1以下の空間であって、かつ、立体造形部10が形成されていない空間に、全ての固定突起30a、30bが収まるように設定される。これにより、図12(b)に示すように、3次元造形物本体1を額装して垂直面に吊下した際に、吊下点Pfを通過する基準線CLの左右両側において、重量バランスが均一化され、額縁50の上辺又は下辺が略水平を保持し、傾くことなく展示又は掲示することができる。   That is, as shown in FIG. 12B, when the three-dimensional structure main body 1 is framed and suspended on a vertical surface, the reference line CL is perpendicular to the upper side of the frame 50 and passes through the suspension point Pf. , The left side and the right side of the reference line CL so as to cancel or reduce the deviation of the center of gravity by the three-dimensional modeling unit 10 provided in the right side area (move to or near the reference line CL). The diameters D0a and D0b, the length L0, the number of the fixing protrusions 30a and 30b provided in the region, and the arrangement positions thereof are appropriately set. At this time, the diameters D0a and D0b, the length L0, and the number of the fixing protrusions 30a and 30b are the three-dimensional shapes on the formation region of the base portion 20 in the layered modeling process of the three-dimensional modeled body 1 as described above. It is set so that all the fixed protrusions 30a and 30b are accommodated in a space that is the projection height H1 or less of the modeling unit 10 and in which the three-dimensional modeling unit 10 is not formed. Accordingly, as shown in FIG. 12B, when the three-dimensional structure main body 1 is framed and suspended on the vertical surface, the weight balance is maintained on the left and right sides of the reference line CL passing through the suspension point Pf. It is made uniform and the upper side or the lower side of the frame 50 is kept substantially horizontal, and can be displayed or displayed without tilting.

なお、上述した各実施形態においては、レリーフ状の3次元造形物本体1を固定突起30によりベースプレート40に位置決め固定して組み付けた後、額縁50に組み込んで(額装して)、壁面等の垂直面に吊下して展示又は掲示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば水平な台や床面等の水平な設置面に、自立型の3次元造形物(ベースプレート40に組み付けられた3次元造形物本体1)を独立して展示や陳列する場合であっても、本実施形態と同等の構成及び造形方法を用いることができる。この場合においても、3次元造形物本体と固定突起を、造形時間を短縮し、かつ、積層材料を有効利用しつつ、同時に形成することができ、生産効率を向上させることができる。   In each of the above-described embodiments, the relief-shaped three-dimensional structure body 1 is positioned and fixed to the base plate 40 by the fixing protrusions 30 and then assembled into the frame 50 (framed), and the vertical surface of the wall surface or the like. Although the case where it hung on the surface and displayed or displayed was demonstrated, this invention is not limited to this. That is, for example, a self-supporting three-dimensional structure (the three-dimensional structure body 1 assembled to the base plate 40) is independently displayed or displayed on a horizontal installation surface such as a horizontal base or a floor surface. Moreover, the structure and modeling method equivalent to this embodiment can be used. Even in this case, the three-dimensional structure main body and the fixed protrusion can be simultaneously formed while shortening the modeling time and effectively using the laminated material, and the production efficiency can be improved.

また、上述した各実施形態においては、3次元造形物の階層データに基づいて、各層の粉末材料に対してバインダを吐出して硬化させる工程を繰り返すことにより、3次元造形物本体1及び固定突起30、30a、30bを同時に形成する粉末積層法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば粉末材料として、光硬化性樹脂粉末を用いて、3次元造形物の階層データに対応する領域に、所定の波長のレーザー光を照射することにより光硬化性樹脂粉末を選択的に硬化させる工程を繰り返して、3次元造形物本体1及び固定突起30、30a、30bを積層形成するものであってもよい。   Moreover, in each embodiment mentioned above, by repeating the process of discharging and hardening a binder with respect to the powder material of each layer based on the hierarchical data of the three-dimensional structure, the three-dimensional structure body 1 and the fixed protrusion Although the powder lamination method which forms 30, 30a, and 30b simultaneously was demonstrated, this invention is not limited to this. That is, for example, using a photocurable resin powder as a powder material, selectively curing the photocurable resin powder by irradiating a laser beam having a predetermined wavelength to a region corresponding to the hierarchical data of the three-dimensional structure. The process of making it repeat may be carried out, and the three-dimensional structure main body 1 and the fixed protrusions 30, 30a, 30b may be laminated and formed.

さらに、上述した実施形態においては、積層造形法として粉末積層法を用いて、3次元造形物本体1及び固定突起30、30a、30bを同時に形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述した光造形法や薄板積層法等、各種の積層造形法を適用するものであってもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the three-dimensional structure main body 1 and the fixed protrusions 30, 30a, and 30b are simultaneously formed by using the powder lamination method as the additive manufacturing method has been described, but the present invention is limited to this. However, various types of layered modeling methods such as the optical modeling method and the thin plate lamination method described above may be applied.

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It includes the invention described in the claim, and its equivalent range.
Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.

(付記)
請求項1に記載の発明は、
未硬化の基底部用積層材料層の基底部形成領域を硬化して基底部を造形し、
前記基底部用積層材料層上に、未硬化の立体造形部用積層材料層を積層後、硬化することを繰り返すことによって、前記基底部の一面側の立体造形部形成領域に立体造形部を造形して前記基底部及び前記立体造形部を有する3次元造形物を一体的に形成するとともに前記立体造形部形成領域以外に前記基底部の底面に固定される固定突起を形成することを特徴とする3次元造形方法である。
(Appendix)
The invention described in claim 1
Curing the base forming region of the uncured base layer material layer to form the base,
A three-dimensional modeled part is formed in the three-dimensional modeled part forming region on the one surface side of the base by repeatedly laminating an uncured three-dimensional modeled part layered material layer on the base layered material layer. And forming a three-dimensional modeled object having the base part and the three-dimensional modeled part integrally, and forming a fixed projection fixed to the bottom surface of the base part in addition to the three-dimensional modeled part forming region. This is a three-dimensional modeling method.

請求項2に記載の発明は、
前記3次元造形物の形成前に、前記3次元造形物の3次元データに基づいて、前記3次元造形物に対する前記固定突起の形成位置を設定し、
前記3次元造形物本体及び前記固定突起を、所定の基準面に平行な平面で複数の階層に分割した場合の、各階層の階層データを生成することを特徴とする請求項1記載の3次元造形方法である。
The invention described in claim 2
Before the formation of the three-dimensional structure, based on the three-dimensional data of the three-dimensional structure, the formation position of the fixed protrusion with respect to the three-dimensional structure is set.
The three-dimensional data according to claim 1, wherein the three-dimensional structure main body and the fixed projection are generated in a plurality of layers in a plane parallel to a predetermined reference plane, and hierarchical data of each layer is generated. It is a modeling method.

請求項3に記載の発明は、
前記固定突起は、複数本設けられ、前記立体造形部用積層材料層における立体造形部形成領域以外に前記複数本の前記固定突起が収まるように、前記固定突起の形状、寸法及び前記形成位置が設定されることを特徴とする請求項1又は2記載の3次元造形方法である。
The invention according to claim 3
A plurality of the fixing protrusions are provided, and the shape, size, and formation position of the fixing protrusions are set such that the plurality of the fixing protrusions are accommodated in a region other than the three-dimensional modeling portion forming region in the three-dimensional modeling portion laminated material layer. It is set, It is the three-dimensional modeling method of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

請求項4に記載の発明は、
前記固定突起の一端と嵌合される第1の嵌合穴が前記底面に設けられるよう前記基底部を造形し、
他端が、第2の嵌合穴が設けられた基材に嵌合するよう前記固定突起を形成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の3次元造形方法である。
The invention according to claim 4
Modeling the base so that a first fitting hole fitted to one end of the fixed protrusion is provided on the bottom surface;
4. The three-dimensional modeling method according to claim 1, wherein the fixing protrusion is formed so that the other end is fitted to a base material provided with a second fitting hole. 5.

請求項5に記載の発明は、
前記複数の前記固定突起は、少なくとも前記寸法が異なるように設定されていることを特徴とする請求項3記載の3次元造形方法である。
The invention described in claim 5
The three-dimensional modeling method according to claim 3, wherein the plurality of fixing protrusions are set so that at least the dimensions are different.

請求項6に記載の発明は、
立体造形部と、
一面側に前記立体造形部が設けられ、他面側に第1の嵌合穴が設けられた基底部と、
一面側に第2の嵌合穴が設けられた基材と、
前記第1の嵌合穴及び前記第2の嵌合穴の双方に嵌合し、前記基材の前記一面側に、前記立体造形部及び前記基底部を有する3次元造形物本体を位置決め固定する固定突起と、
を有することを特徴とする3次元造形物である。
The invention described in claim 6
3D modeling part,
The base part provided with the three-dimensional modeled part on one side and the first fitting hole on the other side;
A base material provided with a second fitting hole on one side;
It fits in both the first fitting hole and the second fitting hole, and positions and fixes the three-dimensional structure main body having the three-dimensional structure and the base on the one surface side of the base material. A fixing protrusion,
It is a three-dimensional structure characterized by having.

請求項7に記載の発明は、
前記固定突起は、複数本設けられていることを特徴とする請求項6記載の3次元造形物である。
The invention described in claim 7
The three-dimensional structure according to claim 6, wherein a plurality of the fixing protrusions are provided.

請求項8に記載の発明は、
前記複数の前記固定突起は、少なくとも前記寸法が異なるように設定されていることを特徴とする請求項7記載の3次元造形物である。
The invention according to claim 8 provides:
The three-dimensional structure according to claim 7, wherein the plurality of fixing protrusions are set so that at least the dimensions are different.

請求項9に記載の発明は、
前記前記固定突起により位置決め固定された前記3次元造形物本体及び前記基材は、額装された状態で垂直面に吊り下げられていることを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の3次元造形物である。
The invention according to claim 9 is:
9. The three-dimensional structure main body and the base material, which are positioned and fixed by the fixing protrusions, are suspended from a vertical surface in a framed state. It is a three-dimensional structure.

1 3次元造形物本体
10 立体造形部
20 基底部
21 嵌合穴(第1の嵌合穴)
30 固定突起
40 ベースプレート(基材)
41 嵌合穴(第2の嵌合穴)
50 額縁
51 画枠
51w 開口部
51h 収納部
52 裏板
101 粉末材料
110 造形ステージ
120 バインダ吐出部
121 バインダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3D modeling main body 10 Three-dimensional modeling part 20 Base part 21 Fitting hole (1st fitting hole)
30 Fixed projection 40 Base plate (base material)
41 Fitting hole (second fitting hole)
50 Frame 51 Image frame 51 w Opening 51 h Storage 52 Back plate 101 Powder material 110 Modeling stage 120 Binder discharge part 121 Binder

Claims (5)

未硬化の基底部用積層材料層の基底部形成領域を硬化して基底部を造形し、
前記基底部用積層材料層上に、未硬化の立体造形部用積層材料層を積層後、硬化することを繰り返すことによって、前記基底部の一面側の立体造形部形成領域に立体造形部を造形して前記基底部及び前記立体造形部を有する3次元造形物を一体的に形成するとともに前記立体造形部形成領域以外に前記基底部の底面に固定される固定突起を形成することを特徴とする3次元造形方法。
Curing the base forming region of the uncured base layer material layer to form the base,
A three-dimensional modeled part is formed in the three-dimensional modeled part forming region on the one surface side of the base by repeatedly laminating an uncured three-dimensional modeled part layered material layer on the base layered material layer. And forming a three-dimensional modeled object having the base part and the three-dimensional modeled part integrally, and forming a fixed projection fixed to the bottom surface of the base part in addition to the three-dimensional modeled part forming region. 3D modeling method.
前記3次元造形物の形成前に、前記3次元造形物の3次元データに基づいて、前記3次元造形物に対する前記固定突起の形成位置を設定し、
前記3次元造形物本体及び前記固定突起を、所定の基準面に平行な平面で複数の階層に分割した場合の、各階層の階層データを生成することを特徴とする請求項1記載の3次元造形方法。
Before the formation of the three-dimensional structure, based on the three-dimensional data of the three-dimensional structure, the formation position of the fixed protrusion with respect to the three-dimensional structure is set.
The three-dimensional data according to claim 1, wherein the three-dimensional structure main body and the fixed projection are generated in a plurality of layers in a plane parallel to a predetermined reference plane, and hierarchical data of each layer is generated. Modeling method.
前記固定突起は、複数本設けられ、前記立体造形部用積層材料層における立体造形部形成領域以外に前記複数本の前記固定突起が収まるように、前記固定突起の形状、寸法及び前記形成位置が設定されることを特徴とする請求項1又は2記載の3次元造形方法。   A plurality of the fixing protrusions are provided, and the shape, size, and formation position of the fixing protrusions are set such that the plurality of the fixing protrusions are accommodated in a region other than the three-dimensional modeling portion forming region in the three-dimensional modeling portion laminated material layer. The three-dimensional modeling method according to claim 1, wherein the three-dimensional modeling method is set. 前記固定突起の一端と嵌合される第1の嵌合穴が前記底面に設けられるよう前記基底部を造形し、
他端が、第2の嵌合穴が設けられた基材に嵌合するよう前記固定突起を形成することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の3次元造形方法。
Modeling the base so that a first fitting hole fitted to one end of the fixed protrusion is provided on the bottom surface;
The three-dimensional modeling method according to any one of claims 1 to 3, wherein the fixing protrusion is formed so that the other end is fitted to a base material provided with a second fitting hole.
前記複数の前記固定突起は、少なくとも前記寸法が異なるように設定されていることを特徴とする請求項3記載の3次元造形方法。   The three-dimensional modeling method according to claim 3, wherein the plurality of fixing protrusions are set so that at least the dimensions are different.
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