(57)【要約】【課題】研磨等がしにくい箇所を滑らかに仕上げることのできる造形物の製造方法を得ること。【解決手段】本発明は、樹脂成形品である中子１１の周囲に、金属またはセラミックスと樹脂とを堆積させる堆積工程と、中子１１を溶融させて除去し、堆積工程において中子１１の周囲に堆積された堆積物からなるグリーン体を得る除去工程と、堆積物に含まれる金属を焼結させる焼結工程と、を備える。【選択図】図１
2020176312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形品である中子の周囲に、金属またはセラミックスと樹脂とを堆積させる堆積工程と、
前記中子を溶融させて除去し、前記堆積工程において前記中子の周囲に堆積された堆積物からなるグリーン体を得る除去工程と、
前記堆積物に含まれる金属を焼結させる焼結工程と、
を備えることを特徴とする造形物の製造方法。
【請求項２】
前記堆積工程は、前記金属または前記セラミックスと前記樹脂とを混合させた混合物を前記中子の周囲に向けて吐出する工程であることを特徴とする請求項１に記載の造形物の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂は、熱硬化性樹脂であり、
前記堆積工程は、前記熱硬化性樹脂を加熱して硬化させる工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の造形物の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂は、光硬化性樹脂であり、
前記堆積工程は、前記光硬化性樹脂に紫外線を照射して硬化させる工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の造形物の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂は、前記金属または前記セラミックスを結合させる結合剤であり、
前記堆積工程は、前記金属または前記セラミックスを前記中子に向けて吐出する工程と、前記中子に向けて前記樹脂を吐出する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の造形物の製造方法。
【請求項６】
造形物の形状の３次元データが記憶された記憶部と、
樹脂成形品である中子を回転させる回転部と、
金属またはセラミックスと樹脂とを前記中子に向けて吐出する吐出部と、
前記回転部および前記吐出部を制御して、前記３次元データに基づいて前記中子の周囲に前記金属または前記セラミックスと前記樹脂とを堆積させる形状解析部と、を備えることを特徴とする造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形物の製造方法および造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属と樹脂を一定の割合で混合し、金型内に射出することで賦形したうえで、金型から取り出したのちに、脱脂焼結工程によって樹脂分を焼き飛ばし、焼結することで金属部品である造形物を製造する粉末射出成形法が一般的に知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された粉末射出成形法では、予め制作しておいた中子を金型に固定し、中子の表面と金型のキャビティ表面とで囲われた空間に金属樹脂混合物を射出し、しかる後に脱脂焼結工程を経ることで、中子が存在した領域が中空形状となった金属の造形物を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−３４７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された粉末射出成形法では、正確な位置および姿勢で中子を保持できる高精度な金型を製作する必要がある。また、金型内に金属樹脂混合物を射出して充填する際に発生するせん断流動による発熱に伴い、ガスの巻き込み等の成形不良が発生する場合がある。このような成形不良は、クラックおよび破裂の原因となるため、造形物の製品歩留まりが低下してしまう。
【０００６】
一方、３ＤＣＡＤ（３Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）をはじめとするデジタルデータで表現された造形物の３次元モデルをＳＴＬ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）と呼ばれる形式のスライスデータに変換し、スライスの層毎に、レーザ、電子ビーム等の熱源を用いて金属粉末または金属線を溶融せしめ凝固させることで、造形物の３次元モデルを金属で得る金属三次元造形法が知られている。しかしながら、このような金属三次元造形法では、積層方向に積層痕と呼ばれる段差が発生して表面粗さが低下するという問題がある。特に、中空形状の内壁面は研磨を行うことが難しい場合もあり、中空形状の内壁面を滑らかに仕上げることが難しい。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、研磨等がしにくい箇所を滑らかに仕上げることのできる造形物の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、樹脂成形品である中子の周囲に、金属またはセラミックスと樹脂とを堆積させる堆積工程と、中子を溶融させて除去し、堆積工程において中子の周囲に堆積された堆積物からなるグリーン体を得る除去工程と、堆積物に含まれる金属を焼結させる焼結工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、研磨等がしにくい箇所を滑らかに仕上げることのできる造形物の製造方法を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる造形装置の概略構成を示す図
【図２】実施の形態１における制御部の機能構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１における制御部のハードウェア構成を示すブロック図
【図４】実施の形態１における中子の平面図
【図５】図４に示すＶ−Ｖ線で切断した中子の断面図
【図６】図５に示すＶＩ−ＶＩ線で切断した中子の断面図
【図７】実施の形態１にかかる造形物の製造方法の手順を示すフローチャート
【図８】実施の形態１における中子の周囲にグリーン体が形成された状態を示す図であって、図５に示す断面に相当する図
【図９】図８に示す矢印Ａに沿って中子およびグリーン体を見た図
【図１０】実施の形態１における中子の周囲にグリーン体が形成された状態を示す図であって、図６に示す断面に相当する図
【図１１】実施の形態１において脱脂工程を経たグリーン体を示す断面図であって、図８に相当する図
【図１２】図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿って切断したグリーン体の断面図
【図１３】実施の形態１にかかる造形装置の第１の変形例を示す図
【図１４】実施の形態１にかかる造形装置の第２の変形例を示す図
【図１５】実施の形態１にかかる造形装置の第３の変形例を示す図
【図１６】実施の形態１にかかる造形装置によって造形される造形物の一例を示す図であって、造形物の正面図
【図１７】図１６に示す造形物の右側面図
【図１８】図１６に示す造形物の左側面図
【図１９】図１６に示す造形物の平面図
【図２０】図１６に示す造形物の斜視図
【図２１】実施の形態１にかかる造形装置によって造形される造形物の他の例を示す図であって、造形物の正面図
【図２２】図２１に示す造形物の平面図
【図２３】図２１に示す造形物の斜視図
【図２４】実施の形態１にかかる造形装置によって造形される造形物のさらに他の例を示す図であって、造形物の平面図
【図２５】図２４に示すＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿って切断した造形物の断面図
【図２６】実施の形態１にかかる造形装置によって造形される造形物のさらに他の例を示す図であって、造形物の平面図
【図２７】図２６に示すＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線に沿って切断した造形物の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかる造形物の製造方法および造形装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる造形装置の概略構成を示す図である。造形装置は、回転部２０と、吐出部であるノズル２１と、制御部２５と、を備える。回転部２０は、中子１１を保持する。アクチュエータ２２は、保持した中子１１を、回転軸Ｃを中心に回転させる。回転部２０は、例えばモータである。なお、中子１１は、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ：Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）またはパラフィンワックスに代表される４００℃程度の大気中で熱分解してガス化する合成樹脂で形成されており、その形状等については後に詳説する。
【００１３】
ノズル２１は、アクチュエータ２２に保持された中子１１に向けて金属またはセラミックスと樹脂とを吐出する。ここで示す例では、ノズル２１は、加熱して溶融させた線状材料であるフィラメント２３を中子１１に向けて吐出する。フィラメント２３は、最終製品である造形物に使用する金属またはセラミックスの粉末と、樹脂、可塑剤、または分散剤を含む複数の材料とで形成されている。金属またはセラミックスの粉末は、数１０μｍ〜数１００μｍ程度の粒度分布である。樹脂、可塑剤、または分散剤には、中子１１に用いられている合成樹脂の融点よりも十分に融点の低いパラフィンワックス、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ：Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  Ｂｕｔｙｒａｌ）、またはポリビニルアルコール（ＰＶＡ：Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  Ａｌｃｏｈｏｌ）が例示される。
【００１４】
フィラメント２３は、ノズル２１で溶融されることで、金属またはセラミックスと樹脂とが混合された流動性を持った混合物として、中子１１に向けて吐出される。フィラメント２３は、フィーダー２４からノズル２１に供給される。
【００１５】
ノズル２１は、数値制御によって駆動されるアクチュエータ２２によって、回転軸Ｃに対して三軸の並進運動軸に沿って移動される。アクチュエータ２２は、例えばモータである。
【００１６】
制御部２５は、回転部２０、ノズル２１、およびアクチュエータ２２を制御して、中子１１の周囲に金属またはセラミックスと樹脂とを所望の形状で堆積させる。中子１１の周囲には、金属またはセラミックスと樹脂とが堆積した堆積物が形成される。図２は、実施の形態１における制御部の機能構成を示すブロック図である。
【００１７】
制御部２５は、記憶部２６、形状解析部２７、および駆動部２８を備える。記憶部２６には、最終製品である造形物の形状の３次元データが記憶されている。形状解析部２７は、記憶部２６に記憶された３次元データに基づいて、造形物の形成に必要な堆積物の形状および大きさを算出する。形状解析部２７は、その堆積物を形成するのに必要なノズル２１の移動経路および移動速度、中子１１の姿勢を算出する。駆動部２８は、形状解析部２７によって算出された移動経路および移動速度でノズル２１を移動させ、形状解析部２７によって算出された姿勢を中子１１にとらせるように、アクチュエータ２２および回転部２０を駆動させる。
【００１８】
図３は、実施の形態１における制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。制御部２５は、プロセッサ２９およびメモリ３０を備える。プロセッサ２９およびメモリ３０は、例えば、バスによって互いにデータの送受信が可能である。記憶部２６は、メモリ３０によって実現される。プロセッサ２９は、メモリ３０に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、形状解析部２７および駆動部２８の機能を実行する。プロセッサ２９は、処理回路の一例であり、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）、およびシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）のうち１つ以上を含む。
【００１９】
メモリ３０は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）のうち１つ以上を含む。また、メモリ３０は、コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録された記録媒体を含む。かかる記録媒体は、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルメモリ、光ディスク、コンパクトディスク、およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）のうち１つ以上を含む。
【００２０】
次に、中子１１の詳細な構成について説明する。図４は、実施の形態１における中子の平面図である。図５は、図４に示すＶ−Ｖ線で切断した中子の断面図である。図６は、図５に示すＶＩ−ＶＩ線で切断した中子の断面図である。中子１１は、本体部１２と保持部１３とを備える。
【００２１】
本体部１２は、最終製品である造形物の中空形状に形成されている。保持部１３は、本体部１２から回転軸Ｃに沿って突出しており、回転部２０に保持される部位となる。本体部１２は、例えば図４に示すように回転軸Ｃに沿った一方側から他方側に向けて幅が異なる形状となっている。したがって、本体部１２によって造形物に形成される中空形状も、回転軸Ｃに沿って寸法が異なる。
【００２２】
次に、最終製品である造形物の製造方法について説明する。図７は、実施の形態１にかかる造形物の製造方法の手順を示すフローチャートである。ここでは、中子１１を用いて異形断面の金属配管部品を製造する方法について説明する。
【００２３】
まず、中子１１を形成する（ステップＳ１）。中子１１は、上述したように、４００℃程度の大気中で熱分解してガス化する合成樹脂で形成される。中子１１は、射出成形または切削加工等の工法で製作される。中子１１の本体部１２の表面は、最終製品の造形物の中空形状の内壁面の表面粗さと同等以上の表面粗さとなるように仕上げられている。例えば、本体部１２の表面を研磨して、所望の表面粗さとする。造形物の中空形状の内壁面の表面粗度を算術平均粗さＲａ＝２とするのであれば、本体部１２の表面の表面粗さはＲａ＝２以下とする必要がある。
【００２４】
次に、保持部１３を回転部２０に支持させて、中子１１を回転部２０に固定する（ステップＳ２）。次に、ノズル２１から溶融させたフィラメント２３を中子１１の本体部１２に向けて吐出する（ステップＳ３）。フィラメント２３を溶融させた混合物は、中子１１の表面に付着することで冷却されて固化する。所望の形状になるまでノズル２１と回転部２０は相互に駆動されて、混合物の積層が繰り返される。なお、フィラメント２３を溶融させた混合物において、溶融しているのは樹脂、可塑剤、および分散剤であって、金属粉末またはセラミック粉末は溶融温度以下のままで混合物内において均一に分散した状態となっている。混合物の積層が繰り返されることで、本体部１２の周囲に金属またはセラミックスと樹脂とを含む混合物を堆積させた堆積物であるグリーン体が形成される。
【００２５】
図８は、実施の形態１における中子の周囲にグリーン体が形成された状態を示す図であって、図５に示す断面に相当する図である。図９は、図８に示す矢印Ａに沿って中子およびグリーン体を見た図である。図１０は、実施の形態１における中子の周囲にグリーン体が形成された状態を示す図であって、図６に示す断面に相当する図である。ここで、グリーン体４０とは、造形工程で賦形された金属またはセラミックスと樹脂とが混合された混合物である。また、グリーン体４０は、中子１１の本体部１２を囲む管路部４１と、管路部４１の端部に設けられたフランジ４２とを有する。
【００２６】
次に、中子１１を熱分解させて焼き飛ばす（ステップＳ４）。ステップＳ４の工程を脱脂工程とも呼ぶ。図１１は、実施の形態１において脱脂工程を経たグリーン体を示す断面図であって、図８に相当する図である。図１２は、図１１に示すＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿って切断したグリーン体の断面図である。脱脂工程では、中子１１とグリーン体４０とが、耐熱性、潤滑性、高温での化学的な安定性を有したセラミックプレート上に配置される。セラミックプレートに配置された中子１１およびグリーン体４０は、内部が大気雰囲気の電気炉などで４００〜５００℃程度で４０時間程度かけて加熱される。これにより、中子１１が酸化または熱分解されて焼き飛ばされる。また、グリーン体４０に含まれる樹脂成分、可塑剤、分散剤等が酸化または熱分解されて焼き飛ばされる。
【００２７】
この際、室温から４００〜５００℃までの昇温が急であると可塑剤、分散材等の樹脂成分が急激な酸化により発火したり、グリーン体４０の内部の樹脂のガス化に伴う体積膨張が急激になることでグリーン体４０に亀裂が入ったりといった不良を発生する。したがって、この昇温速度は１０℃／時間以下であることが望ましい。このように極めてゆっくりと昇温しグリーン体４０表面から内部にかけて順番に樹脂成分、可塑剤、分散剤等を酸化または熱分解することで、空隙が形成され内部の樹脂成分、可塑剤、分散剤等がガス化してもグリーン体４０が破壊されずに空隙を通ってガスが排気される。
【００２８】
脱脂工程においては、緩やかな酸化反応で樹脂成分、可塑剤、分散剤等をガス化させるための昇温を行うため基本的には酸素のある大気雰囲気で加熱するが、グリーン体４０の形状が複雑で箇所によって肉厚が異なる形状である場合などには、より酸化反応を緩やかにするために窒素ガスやアルゴンガスを炉内に導入し酸素分圧を下げるなどしてもよい。
【００２９】
本実施の形態における脱脂工程の説明では特に、加熱による樹脂成分を始めとする可塑剤、分散剤等の脱脂について記述したが、他の方法として溶解能力の高いアセトンをはじめとする溶媒成分中に長時間浸漬することによって樹脂成分、可塑剤、分散剤等を溶出させて脱脂を行う方法もある。これらの脱脂工程で樹脂成分、可塑剤、分散剤と共に、中子１１もガス化して消失する。これによって、混合物のみで積層造形された部分のうち、中子１１と接触していた表面が中空形状の内壁面４０ａとなる。この内壁面４０ａ部分は中子１１の表面が転写されている。中子１１の表面は、上述した通り、所望の表面粗さに仕上げられているので、滑らかな内壁面４０ａを備え、追加工を要しない中空の異形断面の造形物を製作することが可能となる。
【００３０】
次に、グリーン体４０に含まれる金属またはセラミックスを焼結させる（ステップＳ５）。この焼結工程では、混合物に含まれる金属またはセラミックスの組成によって焼結温度が異なる。ここでは一例として銅粉末を焼結した場合を説明する。純銅の融点は１０８５℃であり、純銅の融点以下である９００℃程度で焼結させる。この際も１０〜２０時間近くかけて極めて緩やかな昇温過程を経る。これは、焼結過程における焼結温度付近での焼結体内部の温度分布が焼結体の収縮に影響を与えているため、温度分布がつかない程度にゆっくりとした昇温である必要があるためである。
【００３１】
本件の例においては２００℃／時間程度の昇温速度である。これらの脱脂および焼結工程を経ることで、グリーン体４０に対して最終製品である造形物の体積は平均２０％程度収縮する。この収縮は、樹脂成分、可塑剤、分散剤等が脱脂工程で揮発することと、その後の焼結工程で焼結反応に伴って金属粉末同士が接合されて収縮することに起因して発生する。この焼結工程を経た後の造形物は、焼結反応が進むにつれて金属粉末同士が接合するため、造形物の密度をアルキメデス法等で測定するとおよそ９９．０％〜９９．５％程度の焼結密度を示し、粉末床溶融積層（Ｐｏｗｄｅｒ  Ｂｅｄ  Ｆｕｓｉｏｎ  ：ＰＢＦ）法や指向性エネルギ堆積（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ：ＤＥＤ）法など他の金属三次元造形プロセスと比較しても遜色ない程度の密度となる。焼結温度と焼結時間を変化させることで焼結密度を意図的に下げて、焼結体を多孔質な状態で焼き上げることもできる。
【００３２】
上述した工程によって得られた造形物は、内径が変化する異径配管である。造形物における内壁面４０ａは、中子１１の表面粗さと同等の表面粗さを呈している。このため、中子１１の表面を予め研磨するなどして滑らかに仕上げておくことで、内壁面４０ａは仕上げ加工が不要となる。これによって、配管の断面形状が矩形であった場合に研磨が困難な内壁面４０ａを加工せずに済む。特に角部の研磨は難しいため、研磨によって内壁面を滑らかにする場合に比べて、製造時間を大幅に削減することができる。なお、中子１１の表面粗さが転写される内壁面４０ａ以外の領域では、造形精度がおおむね０．１ｍｍ程度である場合がある。そのため、内壁面４０ａ以外に領域である造形物の外周部分、フランジ４２などは切削加工、研削加工、サンドブラスト、ウェットブラスト、ケミカルエッチング加工、バレル研磨加工、ワイヤ放電加工、型彫り放電加工、メッキ処理等で仕上げ加工を行う場合がある。
【００３３】
また、金型を用いずにグリーン体４０を形成するので、金型の製造が不要となり、製造コストの抑制を図ることができる。また、金型内に混合物を射出して充填する際に発生するせん断流動等に起因した成形不良の発生を抑制することができる。
【００３４】
なお、混合物にセラミックスを混合させていた場合には、セラミックスの焼結体を造形物として得ることができる。
【００３５】
また、上述したようなフィラメント２３を送給しつつ溶融させてノズル２１から吐出させる造形方法はフィラメントエクストルージョンと呼ばれている。また、これらの機構に代替し、一般に粉末射出成形に使用される混合物のペレットを混練、溶融させてノズル先端から吐出させるスクリューシリンダと加熱ヒータの組み合わせであってもよい。ペレットは、フィードストック、コンパウンド等と呼ばれる。
【００３６】
また、金属またはセラミックスを含む混合物が、上述した例よりも低粘度で構成し、低粘度で構成された混合物を、ノズル２１から中子１１に向けて噴射させて堆積させてもよい。この場合には、混合物を低粘度化させるため、樹脂分に代わって揮発性の高い溶媒成分とセルロースと分散剤を混合したものを混合させる。これにより低粘度の塗料に近い混合物となる。低粘度の混合物を噴射させた場合は、比較的に一層あたりの堆積厚さが薄く上述した例と比較して緻密な積層が可能となる。
【００３７】
図１３は、実施の形態１にかかる造形装置の第１の変形例を示す図である。第１の変形例にかかる造形装置では、金属の粉末またはセラミックスの粉末を吐出するノズル５２と、結合剤を吐出するノズル５３とを備えている。
【００３８】
変形例にかかる造形装置では、ノズル５２から吐出した金属の粉末またはセラミックスの粉末のみを中子１１に均一にまぶした後にノズル５３から結合剤を吐出して中子１１に塗着する。結合剤は金属粉末の粒子間に染み込み、金属粉末の粒子同士が結合され、金属粉末と中子１１とが結合される。一層分結合剤を塗着させた後に、粉末を吐出するノズル５２と結合剤を吐出するノズル５３とを中子１１から離間し、代わって赤外線ヒータを中子１１に接近させる。赤外線ヒータで粉末と結合剤の堆積面を加熱して結合剤中の揮発成分を乾燥させる。次に、赤外線ヒータが中子１１から離れ、再びノズル５２とノズル５３が中子１１に接近して次の層の金属粉末を前層の上に均一にまぶし結合剤が吐出される。ノズル５３に、いわゆるインクジェットプリンターに用いられるようなピエゾ素子で駆動するノズルを用いれば、より細かい造形精度およびより薄い一層当たりの堆積厚さを得ることができる。使用する金属粉末の粒径を１０〜２０μｍ程度として、かつピエゾ素子で駆動するインクジェットノズルを用いて数ｐｌ程度の液滴量の結合剤を吐出すれば一層当たりの積層厚さを２０〜３０μｍとすることができる。このような堆積方法は、バインダジェッティングとも呼ばれる。
【００３９】
図１４は、実施の形態１にかかる造形装置の第２の変形例を示す図である。図１５は、実施の形態１にかかる造形装置の第３の変形例を示す図である。第２の変形例および第３の変形例にかかる造形装置では、ノズル５４，５５から吐出される金属またはセラミックスと紫外線硬化型の結合剤との混合物が吐出される。この構成では、一層分の混合物が堆積した後に、ノズル５４，５５が中子１１の周囲から離れ、その後に紫外線ランプが近接し点灯して、紫外線硬化型の結合剤が硬化される。この混合物の堆積と紫外線ランプによる硬化プロセスを繰り返すことで、所望の形状のグリーン体が得られる。図１４に示す第２の変形例では、混合物を吐出させている。図１５に示す第３の変形例では、混合物を液滴にして断続的に吐出させている。
【００４０】
図１６は、実施の形態１にかかる造形装置によって造形される造形物の一例を示す図であって、造形物の正面図である。図１７は、図１６に示す造形物の右側面図である。図１８は、図１６に示す造形物の左側面図である。図１９は、図１６に示す造形物の平面図である。図２０は、図１６に示す造形物の斜視図である。
【００４１】
図１６〜図２０に示す造形物は、管路６１ａが矩形かつねじりが加えられたねじり矩形管６１である。ねじり矩形管６１では、管路６１ａが矩形かつねじられているため、管路６１ａ内に工具をアプローチさせることが難しい。このようなねじり矩形管６１であっても、研磨等の仕上げ加工を行わずに、アプローチしにくい管路６１ａの内壁面を滑らかに仕上げることができる。
【００４２】
図２１は、実施の形態１にかかる造形装置によって造形される造形物の他の例を示す図であって、造形物の正面図である。図２２は、図２１に示す造形物の平面図である。図２３は、図２１に示す造形物の斜視図である。
【００４３】
図２１〜図２３に示す造形物は、管路６２ａがＳ字状に屈曲しているＳ字管６２である。Ｓ字管６２では、管路６２ａがＳ字状に屈曲しているため、管路６２ａ内に工具をアプローチさせることが難しい。このようなＳ字管６２であっても、研磨等の仕上げ加工を行わずに、アプローチしにくい管路６２ａの内壁面を滑らかに仕上げることができる。
【００４４】
図２４は、実施の形態１にかかる造形装置によって造形される造形物のさらに他の例を示す図であって、造形物の平面図である。図２５は、図２４に示すＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿って切断した造形物の断面図である。図２４，２５に示すように、造形物６３は、管路は有していないものの、四角錘状の内壁面６３ａを有している。内壁面６３ａのうち四角錘の頂点は、工具をアプローチさせることが難しい。このような造形物６３であっても、研磨等の仕上げ加工を行わずに、アプローチしにくい四角錐の頂点の周囲の内壁面６３ａを滑らかに仕上げることができる。
【００４５】
図２６は、実施の形態１にかかる造形装置によって造形される造形物のさらに他の例を示す図であって、造形物の平面図である。図２７は、図２６に示すＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線に沿って切断した造形物の断面図である。図２６，２７に示すように、造形物６４は、管路６４ａの途中に、管路６４ａの貫通方向と直角方向に袋小路６４ｂを有している。袋小路６４ｂ部分には、工具をアプローチさせることが難しい。このような造形物６４であっても、研磨等の仕上げ加工を行わずに、アプローチしにくい袋小路６４ｂ部分の内壁面を滑らかに仕上げることができる。
【００４６】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１１  中子、１２  本体部、１３  保持部、２０  回転部、２１，５２，５３，５４，５５  ノズル、２２  アクチュエータ、２３  フィラメント、２４  フィーダー、２５  制御部、２６  記憶部、２７  形状解析部、２８  駆動部、４０  グリーン体、４０ａ，６３ａ  内壁面、４１  管路部、４２  フランジ、６１  ねじり矩形管、６１ａ，６２ａ，６４ａ  管路、６２  Ｓ字管、６３，６４  造形物、６４ｂ  袋小路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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