(57)【要約】【課題】優れた表面性及び除去性を有し、かつ反りの少ない立体造形物が得られる立体造形物の製造装置の提供。【解決手段】５０％累積体積粒径が５μｍ以上２００μｍ以下である樹脂粒子を用いて樹脂粒子層を形成する層形成手段と、前記樹脂粒子層におけるモデル領域を硬化してモデル部を形成するモデル部形成手段と、前記樹脂粒子層における前記モデル領域に隣接する非モデル領域を硬化して、曲げ強度が１．０ＭＰａ以上であってかつ２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であるサポート部を形成するサポート部形成手段と、を有する立体造形物の製造装置である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０％累積体積粒径が５μｍ以上２００μｍ以下である樹脂粒子を用いて樹脂粒子層を形成する層形成手段と、
前記樹脂粒子層におけるモデル領域を硬化してモデル部を形成するモデル部形成手段と、
前記樹脂粒子層における前記モデル領域に隣接する非モデル領域を硬化して、曲げ強度が１．０ＭＰａ以上であってかつ２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であるサポート部を形成するサポート部形成手段と、
を有することを特徴とする立体造形物の製造装置。
【請求項２】
前記サポート部形成手段が形成する前記サポート部の曲げ強度が５ＭＰａ以上である、請求項１に記載の立体造形物の製造装置。
【請求項３】
前記サポート部形成手段が形成する前記サポート部が、１５０℃で４時間加熱した後において、２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能である、請求項１から２のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項４】
前記サポート部形成手段が、
前記樹脂粒子層にサポート材を吐出して非モデル領域を形成するサポート材吐出手段と、
前記樹脂粒子層における非モデル領域にエネルギーを付与して前記樹脂粒子層における前記樹脂粒子どうしを融着させる加熱手段とを有する、
請求項１から３のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項５】
前記サポート材吐出手段が、
前記樹脂粒子層に前記サポート材の含有量が３０質量％以上８０質量％以下となるように前記サポート材を吐出して前記非モデル領域を形成する、請求項４に記載の立体造形物の製造装置。
【請求項６】
前記サポート材吐出手段が、
前記樹脂粒子層に前記サポート材の含有量が５０質量％以上７０質量％以下となるように前記サポート材を吐出して前記非モデル領域を形成する、請求項４に記載の立体造形物の製造装置。
【請求項７】
前記サポート材が、沸点が２５０℃以下の溶媒を含有する、請求項４から６のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項８】
前記サポート材が、沸点が１５０℃以下の溶媒を含有する、請求項４から７のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項９】
前記サポート材が、水、スペアミントオイル、フェンション、リモネン、ヘキサン、エタノール、及びテトラヒドロフランから選択される溶媒を含有する、請求項４から６のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項１０】
前記サポート材が、ポリアリレート系非結晶性樹脂、ポリアリールケトン系非結晶性樹脂、及びこれらを構成するモノマーの少なくともいずれかを含有する、請求項４から９のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項１１】
前記ポリアリールケトン系非結晶性樹脂が、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリアリールケトン（ＰＡＣ）、ポリエーテルエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）、及びポリエーテルケトンケトンケトン（ＰＥＫＫＫ）から選択され、かつビスフェノール骨格又はエポキシ骨格を有する、請求項１０に記載の立体造形物の製造装置。
【請求項１２】
前記サポート材が、ポリアリレート系非結晶性樹脂、ポリアリールケトン系非結晶性樹脂、及びこれらを構成するモノマーの少なくともいずれかを１質量％〜５０質量％含有する、請求項１０から１１のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項１３】
前記モデル部形成手段が、
前記樹脂粒子層にモデル材を吐出しておけるモデル領域を形成するモデル材吐出手段と、
前記樹脂粒子層におけるモデル領域にエネルギーを付与して前記樹脂粒子層における前記樹脂粒子どうしを融着させる加熱手段とを有する、請求項１から１２のいずれかに記載の立体造形物の製造装置。
【請求項１４】
５０％累積体積粒径が５μｍ以上２００μｍ以下である樹脂粒子を用いて樹脂粒子層を形成する層形成工程と、
前記樹脂粒子層におけるモデル領域を硬化してモデル部を形成するモデル部形成工程と、
前記樹脂粒子層における前記モデル領域に隣接する非モデル領域を硬化して、曲げ強度が１．０ＭＰａ以上であってかつ２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であるサポート部を形成するサポート部形成工程と、
を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体造形物の製造装置及び立体造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高性能な三次元（３Ｄ）プリンターが発売され、特に熱溶融積層法（Ｆｕｓｅｄ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ＦＤＭ）を利用した製造用途向けには、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）という融点が２００℃以上で高強度なスーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）と呼ばれるポリマーも使用できる。このような３Ｄプリンターは、３５０℃〜４００℃の高温でスーパーエンプラを溶融させ、加熱ヘッドの先のノズルから吐出させる。しかし、外部環境との温度差により樹脂の大きな反りが発生してしまう。そこで、造形時に外部環境を保温する機構を備えた３Ｄプリンターも市販されている。しかし、前記ＦＤＭ方式では積層方向の表面粗さや強度が出ないことが大きな課題である。
【０００３】
一方、ＰＢＦ（ｐｏｗｄｅｒ  ｂｅｄ  ｆｕｓｉｏｎ）方式としては、ＳＬＳ（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｌａｓｅｒ  ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）方式やＨＳＳ（ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）方式が３Ｄプリンターの中で最も強度がでる粉末を使った３Ｄプリンターとして使われている（例えば、特許文献１参照）。ただし、表面性が樹脂の種類で粒状感が残り後処理が必要であることや、スーパーエンプラでは、高温が必要なため、強度が出ないことや反りが多いといった課題がある。
【０００４】
また、結晶性樹脂等は「プロセスウィンドウ」と呼ばれる融解温度と再結晶温度の間で樹脂が焼結されることを維持させることで造形することができるが、非結晶性樹脂ではそもそも「プロセスウィンドウ」が存在しないため造形できない。そのような中、低温造形と呼ばれる「プロセスウィンドウ」以下の低温で加熱した状態で樹脂を焼結する方法が提唱されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、優れた表面性及び除去性を有し、かつ反りの少ない立体造形物が得られる立体造形物の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としての本発明の立体造形物の製造装置は、５０％累積体積粒径が５μｍ以上２００μｍ以下である樹脂粒子を用いて樹脂粒子層を形成する層形成手段と、前記樹脂粒子層におけるモデル領域を硬化してモデル部を形成するモデル部形成手段と、前記樹脂粒子層における前記モデル領域に隣接する非モデル領域を硬化して、曲げ強度が１．０ＭＰａ以上であってかつ２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であるサポート部を形成するサポート部形成手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、優れた表面性及び除去性を有し、かつ反りの少ない立体造形物が得られる立体造形物の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の立体造形物の製造装置の一例を示す概略平面図である。
【図２】図２は、本発明の立体造形物の製造装置の他の一例を示す概略側面図である。
【図３】図３は、本発明の立体造形物の製造装置における造形部の一例を示す概略側面図である。
【図４】図４は、本発明の立体造形物の製造装置における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図５Ａ】図５Ａは、サポート領域を形成する際の流れの一例を示す説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、サポート領域を形成する際の流れの他の一例を示す説明図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、サポート領域を形成する際の流れの他の一例を示す説明図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、モデル領域を形成する際の流れの一例を示す説明図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、モデル領域を形成する際の流れの他の一例を示す説明図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、モデル領域を形成する際の流れの他の一例を示す説明図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、モデル領域を形成する際の流れの他の一例を示す説明図である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、立体造形物からサポート部を除去する際の流れの一例を示す説明図である。
【図５Ｉ】図５Ｉは、立体造形物からサポート部を除去する際の流れの他の一例を示す説明図である。
【図５Ｊ】図５Ｊは、立体造形物からサポート部を除去する際の流れの他の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（立体造形物の製造装置及び立体造形物の製造方法）
本発明の立体造形物の製造装置は、５０％累積体積粒径が５μｍ以上２００μｍ以下である樹脂粒子を用いて樹脂粒子層を形成する層形成手段と、前記樹脂粒子層におけるモデル領域を硬化してモデル部を形成するモデル部形成手段と、前記樹脂粒子層における前記モデル領域に隣接する非モデル領域を硬化して、曲げ強度が１．０ＭＰａ以上であってかつ２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であるサポート部を形成するサポート部形成手段と、を有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
【００１０】
本発明の立体造形物の製造方法は、５０％累積体積粒径が５μｍ以上２００μｍ以下である樹脂粒子を用いて樹脂粒子層を形成する層形成工程と、前記樹脂粒子層におけるモデル領域を硬化してモデル部を形成するモデル部形成工程と、前記樹脂粒子層における前記モデル領域に隣接する非モデル領域を硬化して、曲げ強度が１．０ＭＰａ以上であってかつ２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であるサポート部を形成するサポート部形成工程と、を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
【００１１】
本発明の立体造形物の製造方法は、本発明の立体造形物の製造装置により好適に実施することができ、層形成工程は層形成手段により行うことができ、モデル部形成工程はモデル部形成手段により行うことができ、サポート部形成工程はサポート部形成手段により行うことができ、その他の工程はその他の手段により行うことができる。
【００１２】
従来の低温造形と呼ばれる「プロセスウィンドウ」以下の低温で加熱した状態で樹脂を焼結する方法では、低温化から造形するため反りが非常に大きく、反りが大きいため、下にアンカーと呼ばれる樹脂板を造形層の最下部に強く張り付ける必要がある。そこにサポート材を造形したい造形物で両者を結び付けなければならず、造形した造形物をきれいに剥がすことができないことや反りを抑制することが難しいという課題がある。
一方、サポート材としては、溶媒や水で溶解する材料が挙げられる。例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）がＦＤＭで使用されているが、上記インクジェットを用いる場合、吐出先で固まってしまい安定的に使用できない。
【００１３】
なお、成形性や造形時にモデル材をサポートする機能等を考慮すると、サポート材には、耐熱性を有することが要求される。また、造形後に造形物からサポート材を除去することを考慮すると、サポート材には、除去容易性も要求される。しかし、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を使用したサポート材は、耐熱性に劣るという問題がある。例えば、１００℃以上の環境でＰＶＡは徐々に着色し、１５０℃以上になると短時間で着色し、また２００℃以上になると急速に着色し熱分解が始まる。またＰＶＡは高温に曝露されると、分解反応の他にポリマー特有の架橋反応により３次元網目を形成するため、水への溶解性が著しく低下し最終的には水不溶性となってしまうという課題がある。
【００１４】
したがって、本発明においては、５０％累積体積粒径が５μｍ以上２００μｍ以下である樹脂粒子を用いて樹脂粒子層を形成する層形成手段と、前記樹脂粒子層におけるモデル領域を硬化してモデル部を形成するモデル部形成手段と、前記樹脂粒子層における前記モデル領域に隣接する非モデル領域を硬化して、曲げ強度が１．０ＭＰａ以上であってかつ２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であるサポート部を形成するサポート部形成手段と、を有することにより、優れた表面性を有し、かつ反りの少ない立体造形物が得られる立体造形物の製造装置が得られる。
【００１５】
＜層形成工程及び層形成手段＞
層形成工程は、５０％累積体積粒径が５μｍ以上２００μｍ以下である樹脂粒子を用いて樹脂粒子層を形成する工程であり、層形成手段により実施される。
層形成手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粒子を供給する機構と、供給された粒子を均しながら粒子層を形成する機構の組合せなどが挙げられる。
【００１６】
＜＜樹脂粒子＞＞
前記樹脂粒子の５０％累積体積粒径は、５μｍ以上２００μｍ以下であり、５μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上６０μｍ以下がより好ましい。
なお、前記５０％累積体積粒径は、例えば、粒度分布測定装置（装置名：ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００ＥＸＩＩ、マイクロトラック・ベル株式会社製）を用いて測定することができる。
【００１７】
ここで、樹脂粒子とは、樹脂成分を含む粒子を意味する。なお、以下では、樹脂粒子を「樹脂粉末」又は「樹脂粉体」と称することがある。樹脂粒子は、樹脂成分の他に、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。
樹脂成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、熱可塑性樹脂であることが好ましい。
【００１８】
−熱可塑性樹脂−
熱可塑性樹脂とは、熱を加えると可塑化し、溶融する樹脂を意味する。
熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、結晶性樹脂、非結晶性樹脂、液晶樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、結晶性樹脂が好ましい。また、熱可塑性樹脂としては、融解開始温度と、冷却時の再結晶温度の差が大きな樹脂が好ましい。
なお、結晶性樹脂とは、ＩＳＯ３１４６（プラスチック転移温度測定方法、ＪＩＳ  Ｋ７１２１）に準拠した測定において、融点ピークが検出される樹脂である。
【００１９】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアセタール（ＰＯＭ：Ｐｏｌｙｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリイミド、フッ素樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２０】
ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などが挙げられる。
【００２１】
ポリアミドとしては、例えば、ポリアミド４１０（ＰＡ４１０）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド６１０（ＰＡ６１０）、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）、ポリアミド１１（ＰＡ１１）、及びポリアミド１２（ＰＡ１２）；並びにポリアミド４Ｔ（ＰＡ４Ｔ）、ポリアミドＭＸＤ６（ＰＡＭＸＤ６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、及びポリアミド１０Ｔ（ＰＡ１０Ｔ）などの半芳香族性のポリアミドが挙げられる。
【００２２】
ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブタジエンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性を付与する点で、テレフタル酸やイソフタル酸を一部に含む芳香族を有するものが好ましい。
【００２３】
ポリエーテルとしては、例えば、ポリアリールケトン、ポリエーテルスルフォンなどが挙げられる。
ポリアリールケトンとしては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）などが挙げられる。
【００２４】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ＰＡ９Ｔのように２つの融点ピークを有するものでもよい。２つの融点ピークを有する熱可塑性樹脂は、高温側の融点ピーク以上の温度になると完全に溶融する。
【００２５】
また、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリテトラフルオロエチレンなどは、「スーパーエンジニアリングプラスチック」と称されている。
熱可塑性樹脂としては、スーパーエンジニアリングプラスチックから選択される少なくとも１種であることが好ましい。熱可塑性樹脂がスーパーエンジニアリングプラスチックであると、造形する立体造形物の引張強度、耐熱性、耐薬品性、及び難燃性を向上することができ、立体造形物を工業用途にも使用可能になる点で有利である。
【００２６】
樹脂粒子の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円柱体、多角柱体、球体などの形状が挙げられる。これらの中でも、円柱体が好ましい。
【００２７】
円柱体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、真円柱体、楕円柱体などが挙げられる。これらの中でも、真円柱体が好ましい。
なお、円柱体には、略円柱体が含まれる。ここで、略円とは、短径に対する長径の比（長径／短径）が、１以上１０以下であることを意味する。また、円柱体の円形部分は、一部が欠けていてもよい。
多角柱体としては、円柱体と同様に特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、多角柱体における多角形部分の一部が欠けていてもよい。
球体としては、円柱体と同様に特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、球体の一部が欠けていてもよい。
【００２８】
円柱体の円形部分の直径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。なお、円柱体の円形部分が楕円形である場合、直径とは長径を意味する。
多角柱体の多角形部分の一辺の長さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、多角形部分を全て含むような最小の円（最小包含円）の直径が５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。
球体の直径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
円柱体の高さ、即ち対向する２つの円形部分の距離（上面−底面間の距離）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。
多角柱体の高さ、即ち対向する２つの多角形部分の距離（上面−底面間の距離）としては、円柱体の高さと同様に特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。
【００３０】
円柱体における、対向する２つの円形部分（上面及び底面）の面積は、互いに異なっていてもよい。ただし、面積が小さいほうの円形部分の直径ｒ１に対する面積が大きいほうの円形部分の直径ｒ２の比（ｒ２／ｒ１）としては、２つの円形部分の面積に差がないほうが嵩密度を高めることができる点で、１．５以下が好ましく、１．１以下がより好ましい。
多角柱体における、対向する２つの多角形部分（上面及び底面）の面積は、互いに異なっていてもよい。ただし、多角形部分の小さいほうの面積（Ｓ１）に対する多角形部分の大きいほうの面積（Ｓ２）の比（Ｓ２／Ｓ１）としては、２つの多角形部分の面積に差がないほうが嵩密度を高めることができる点で、１に近いことが好ましい。
例えば、ＨＳＳ方式の立体造形物の製造装置を用いて立体造形物を造形する際には、樹脂粒子の嵩密度を高めることにより、造形物や成形物の精度を向上させることができる。
【００３１】
円柱体や多角柱体などの柱体の樹脂粒子においては、嵩密度を高めるため、頂点を持たないことが好ましい。なお、頂点とは、柱体の中に存在する角の部分をいう。
【００３２】
＜モデル部形成工程及びモデル部形成手段＞
モデル部形成工程は、樹脂粒子層におけるモデル領域を硬化してモデル部を形成する工程であり、モデル部形成手段により実施される。
モデル部形成手段としては、樹脂粒子層にエネルギーを吸収可能なモデル材を吐出してモデル領域を形成することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、インクジェット方式の吐出ヘッドなどが挙げられる。
【００３３】
モデル材としては、エネルギーを吸収可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック等の黒色顔料を含むインク、光熱変換材料ｃｒｏｃ染料、ＩＲ７８０（アルドリッチ社製）などが挙げられる。
これらの中でも、モデル材としては、加熱手段が光照射手段である場合には、光照射手段が照射した前記光を吸収することにより発熱可能なものが好ましく、例えば、上記のカーボンブラック等の黒色顔料を含むインク（黒色インク）が好ましい。モデル材が黒色インクであることにより、加熱手段が光照射手段である場合に、光照射手段が照射した光を効率的に吸収して発熱することができ、モデル領域における樹脂粒子同士の融着を容易に行うことができる。
【００３４】
＜サポート部形成工程及びサポート部形成手段＞
サポート部形成工程は、樹脂粒子層におけるモデル領域に隣接する非モデル領域を硬化して、曲げ強度が１．０ＭＰａ以上であってかつ２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であるサポート部を形成する工程であり、サポート部形成手段により実施される。
【００３５】
サポート部形成手段としては、樹脂粒子層にサポート材を吐出して非モデル領域（サポート領域）を形成することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、インクジェット方式の吐出ヘッドなどが挙げられる。
【００３６】
前記サポート部の曲げ強度は、１．０ＭＰａ以上であり、５ＭＰａ以上が好ましく、１０ＭＰａ以上がより好ましく、３０ＭＰａ以上が更に好ましい。曲げ強度の上限値は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１１０ＭＰａ以下が好ましい。
なお、サポート部の曲げ強度は、例えば、サポート材をＩＳＯ１７８に従う形状の金型に、サポート用インクと樹脂粒子を実施例の条件の比率で流し込み、その後、溶媒の沸点以上に加熱し、溶媒を揮発した後にＩＳＯ１７８にしたがって、曲げ試験強度試験を実施することにより求めることができる。
【００３７】
非モデル領域は、サポート材吐出手段が樹脂粒子同士を接着可能なサポート材を吐出して、モデル領域と接するように形成された領域であり、サポート領域とも称する。非モデル領域は、吐出されたサポート材が固化して樹脂粒子同士を接着することにより、モデル部の形状を維持するサポート部となる。
【００３８】
前記サポート材吐出手段は、前記樹脂粒子層に前記サポート材の含有量が３０質量％以上８０質量％以下となるように前記サポート材を吐出して前記非モデル領域を形成することが好ましく、前記樹脂粒子層に前記サポート材の含有量が５０質量％以上７０質量％以下となるように前記サポート材を吐出して前記非モデル領域を形成することがより好ましい。
前記樹脂粒子層にサポート材の含有量が３０質量％以上８０質量％以下となるようにサポート材を吐出して非モデル領域を形成することにより、粒子とインクが適切に結合することで目標値の強度を出せるという利点がある。
【００３９】
前記非モデル領域（サポート領域）はサポート材から形成される。
前記サポート材は、溶媒及び樹脂を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
溶媒としては、例えば、水、スペアミントオイル、フェンション、リモネン、ヘキサン、エタノール、テトラヒドロフランなどが好適に挙げられる。
【００４０】
前記樹脂としては、非結晶性熱可塑性樹脂が好適である。
非結晶性熱可塑性樹脂は、優れた耐熱性を有するとともに、有機溶媒に溶解し易い。非結晶性熱可塑性樹脂としては、例えば、スーパーエンプラと呼ばれる樹脂が更に好ましい。スーパーエンプラは、分解度温度が高く、加熱ヘッドを高い温度に設定することができ、またサポート材としての適切な溶融粘度及び有機溶媒溶解性を有するとともに、ノズルからの吐出性も良好である。このような非結晶性熱可塑性樹脂としては、本発明の効果の観点から、ポリアリレート系非結晶性樹脂、ポリアリールケトン系非結晶性樹脂が特に好ましい。
【００４１】
前記ポリアリレート系非結晶性樹脂は、二価フェノールと二塩基酸との重縮合物であり、例えば、下記の繰り返し単位を有する。
【００４２】
【化１】
2020151994.tif 000002
【００４３】
なお、本発明で使用するポリアリレート系樹脂は、本発明の効果を損ねない限り、柔軟性やＴｇの調整等を目的として、他の共重合モノマーとの共重合体であってもよい。更に耐熱性を高めるために公知の末端封止処理を行ってもよい。これらの形態も本発明で言う「ポリアリレート系樹脂」に属する。また下記で説明する結晶性熱可塑性樹脂と混合して用いてもよい。
【００４４】
前記ポリアリールケトン系非結晶性樹脂としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリアリールケトン（ＰＡＣ）、ポリエーテルエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）、及びポリエーテルケトンケトンケトン（ＰＥＫＫＫ）から選択され、かつビスフェノール骨格又はエポキシ骨格を有することが好ましい。
【００４５】
これとは別に、例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などを用いることもできる。
なお、ポリアリールケトンポリマーのような結晶性熱可塑性樹脂は、有機溶媒に容易に溶解しないものがあるので、下記のように耐熱性を悪化させずに結晶性を低下させるモノマーを導入するのが好ましい。
例えば、ＰＥＥＫを例にとり説明すると、１種類以上のジヒドロキシ芳香族化合物と１種類以上のジハロベンゾイド化合物あるいは１種類以上のハロフェノール等とを用い高温かつアルカリ触媒下、合成することができる。以下は、ジヒドロキシ芳香族化合物としてビスフェノールＡ（ＢＰＡ）を、ジハロベンゾイド化合物として４，４’−ジクロロベンズフェノン（ＤＣＢＰ）を用いた合成スキームである。
【００４６】
【化２】
2020151994.tif 000003
【００４７】
これとは別に、下記に示される化合物Ｆ及びジヒドロキシ芳香族化合物を用い、アルカリ触媒下合成されるポリマーＢ等が挙げられる。以下は、化合物Ｆ及びジヒドロキシ芳香族化合物としてビスフェノールＡ（ＢＰＡ）を用いた合成スキームである。
【００４８】
【化３】
2020151994.tif 000004
【００４９】
ジヒドロキシ芳香族化合物としては、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）以外にも、ヒドロキノン（ＨＱ）、ビスフェノールＳ（ＢＰＳ）、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＢＡ）、４−ターシャリー−ブチルカテコール等が挙げられる。
ジハロベンゾイド化合物としては、例えば、４，４’−ジクロロベンズフェノン（ＤＣＢＰ）以外にも、４，４’−ジフルオロベンズフェノン（ＤＦＢＰ）、４−クロロ−４’−フルオロベンゾフェノン、４−（４−クロロベンゾイル）フェノール、（４−フルオロベンゾイル）フェノールなどが挙げられる。
【００５０】
また、ポリケトンポリマーの結晶性を低下させる手段として、ポリケトンポリマーに含まれる１つ以上のカルボニルグループ（＞Ｃ＝Ｏ）をジエーテルに（＞Ｃ（ＯＲ）２）置換し、ケタールポリマーにする手段が挙げられる（式中Ｒは、アルキル、アルキレン、アルキニレン、アリル、アリール、アルケニレン等を示す）。なお、ケタールは、ヘミケタール、チオケタール、ジチオケタール等であってもよく、これらは、例えば、アルコールやチオールと、ジハロベンゾイド化合物とが反応することによって得られる。
【００５１】
ポリケトンポリマーは、２種類以上のポリマーの組み合わせでもよく、末端を反応させそれぞれのブロック共重合体にしてもよい。また、柔軟性を持たせる目的でゴム等との共重合体やポリマーアロイでもよい。また、ポリケトンポリマーに対し、クロロベンゼン、フェノール、ナフトール等で末端封止し、耐熱性を高めるのも好ましい形態である。
前記サポート材は、ポリアリレート系非結晶性樹脂、ポリアリールケトン系非結晶性樹脂、及びこれらを構成するモノマーの少なくともいずれかを１質量％以上７０質量％以下含有することが好ましく、５質量％以上５０質量％以下含有することがより好ましい。
【００５２】
前記サポート部は、２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であり、１５０℃で４時間加熱した後において、２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であることが好ましい。
従来技術におけるサポート材の中で前記のような高温に数時間曝露した後に有機溶媒に可溶なものは見出されていない。ここでいう成形体とは特に制限されないが本発明の立体造形用樹脂組成物を立体造形物のモデル部を支持するためのサポート材として利用した場合に、その除去性が高まり、優れた造形性を提供できる。
【００５３】
有機溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に可溶であることを要件とするが、この他に、酢酸エチル、トルエン、スチレン、キシレン、アセトン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジエチレングリコールモノエーテル、トリエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、エチレンアセテート、トリアセチン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、ピリジン、スペアミントオイル、カルボン（ｃａｒｖｏｎ）、リモネン、ジベンジルエーテル、クレゾール、フェノール、１，２−プロピレンカーボネート、ジメチルエーテル、ジメチルシロキサンなどが挙げられる。これらの中でも、ＴＨＦ、トルエン、アセトン、ＤＭＦ、ＤＭＳＯ、ＰＧＭＥＡ、ＰＧＭＥ、ＭＥＫ、ヘキサン、スペアミントオイル、カルボン（ｃａｒｖｏｎ）、リモネン、ジメチルエーテル等にも可溶であれば安全上の観点から好ましく、アセトン、シクロヘキサン、スペアミントオイルにも可溶であることが更に好ましい。本発明では、強アルカリ性の材料を使用せずとも、成形体を容易に除去することができるので、強アルカリ性の材料の使用に基づく危険性を回避することができる。また前記のような有機溶媒は、環境汚染の原因になりにくい。
【００５４】
吐出されたサポート材が固化して樹脂粒子同士を接着する際における、サポート材の固化方式としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、溶媒揮散方式、加熱硬化方式、紫外線硬化方式、硬化剤混合方式などが挙げられる。これらの中でも、溶媒揮散方式及び加熱硬化方式が好ましい。
【００５５】
〔溶媒揮散方式〕
溶媒揮散方式とは、樹脂粒子同士を接着する接着成分と溶媒とを少なくとも含むサポート材を用い、サポート材の一部（例えば、溶媒）が揮発させることにより、サポート材を固化する方式である。言い換えると、溶媒揮散方式においては、吐出手段が吐出したサポート材の一部が揮発して固化することで、サポート部が形成される。
サポート材の溶媒を揮発させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂粒子の予熱や加熱手段によるエネルギーの付与などにより、サポート材を加熱することが挙げられる。このように、溶媒揮散方式においては、サポート材を固化するための特別な手段を用いることなく、加熱手段などによりサポート材を固化できるため、立体造形物の製造装置の構造が複雑化することを防止できる。
【００５６】
溶媒揮散方式におけるサポート材は、樹脂粒子同士を接着する接着成分と、溶媒とを含み、エネルギー吸収剤を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含む。
接着成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、可溶性高分子、水系コロイド、無機溶質などが挙げられる。可溶性高分子としては、例えば、水溶性高分子（水溶性ポリマー）、油溶性高分子（油溶性ポリマー）などが挙げられる。
溶媒としては、接着成分を溶解又は分散できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、有機溶媒などが挙げられる。
【００５７】
エネルギー吸収剤としては、加熱手段が粒子層に付与するエネルギーを吸収可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック等の黒色顔料などが挙げられる。溶媒揮散方式におけるサポート材が黒色顔料を含むことにより、加熱手段が粒子層にエネルギーを付与する際に、サポート材がエネルギーを吸収して発熱するため、溶媒の揮発が促進され、より容易にサポート材が固化する。
なお、溶媒揮散方式におけるサポート材が含むエネルギー吸収剤の含有量としては、加熱手段が粒子層にエネルギーを付与する際における、サポート領域の樹脂粒子の温度が融点を超えないようにすることが好ましい。こうすることにより、サポート領域における樹脂粒子が融着してしまうことによる、サポート部の除去性の悪化を防止することができる。
【００５８】
溶媒揮散方式におけるサポート材のその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、着色剤、分散安定剤、界面活性剤、浸透促進剤、保湿剤、防カビ剤、防腐剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、フィラー、凝集防止剤、消泡剤などが挙げられる。
このように、溶媒揮散方式におけるサポート材は、反応性の化合物を含むことを必須としないため、保存性、及び吐出手段により吐出する際の吐出安定性に優れる。
【００５９】
また、溶媒揮散方式におけるサポート材の接着成分としては、融点及び軟化点の少なくともいずれかが、樹脂粒子の予熱温度よりも高いことが好ましい。こうすることにより、固化した後のサポート材が、樹脂粒子から付与される熱によって融解や軟化を生じることを防止できるため、サポート部の強度を向上させることができ、サポート部のモデル部に対する支持力を向上させることができる。
ここでは、軟化点とは、樹脂などの物質が温度の上昇によって軟化し，変形を始めるときの温度を意味する。通常、物質の温度を上げたとき、物質が完全に液体となる温度を融点と呼ぶが、樹脂などの物質は、明確な融点を示さないで漸次軟化して溶融状態に至り、はっきりした状態の変化を特定しにくいため、融点と区別して軟化点と呼ぶことがある。
サポート材における接着成分の軟化点は、例えば、ビカット軟化温度  Ａ５０法（ＪＩＳ  Ｋ  ７２０６：１９９９）によって測定された値をとすることができる。
【００６０】
加えて、溶媒揮散方式におけるサポート材の溶媒としては、沸点が樹脂粒子の予熱温度よりも低いことが好ましい。こうすることにより、樹脂粒子を予熱する場合、吐出手段により吐出されたサポート材の溶媒が、樹脂粒子から付与される熱により揮発可能であるため、より容易にサポート材を固化して樹脂粒子同士を接着し、サポート部を形成することができる。サポート部の形成が容易に短時間で可能であると、立体造形物の製造装置の生産性を向上させることができる。
【００６１】
更に、溶媒揮散方式におけるサポート材は、上記の２つの条件を満たすもの、即ち、接着成分の融点及び軟化点の少なくともいずれかが、樹脂粒子の予熱温度よりも高く、溶媒の沸点が、樹脂粒子の予熱温度よりも低いことがより好ましい。こうすることにより、サポート部のモデル部に対する支持力を向上できるとともに、サポート部の形成が容易に短時間で可能であり、立体造形物の製造装置の生産性を向上させることができる。
【００６２】
〔加熱硬化方式〕
加熱硬化方式とは、反応性化合物と硬化剤とを少なくとも含むサポート材を用い、サポート材を加熱することにより、硬化剤を活性化させて、反応性化合物に重合反応を生じさせることで、サポート材を固化する方式である。言い換えると、加熱硬化方式では、吐出手段が吐出したサポート材が、加熱されることにより重合反応を生じて硬化することで、サポート部が形成される。
サポート材を加熱して硬化反応を生じさせる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱手段によるエネルギーの付与などにより、サポート材を加熱することが挙げられる。このように、加熱硬化方式においては、サポート材を固化するための特別な手段を用いることなく、加熱手段などによりサポート材を固化できるため、立体造形物の製造装置の構造が複雑化することを防止できる。また、加熱硬化方式においては、サポート材が硬化する際の体積変化が小さく、サポート部の強度をより高くできるため、サポート部のモデル部に対する支持力をより向上させることができる。
【００６３】
加熱硬化方式におけるサポート材は、反応性化合物と、硬化剤とを少なくとも含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
反応性化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、重合性化合物などが挙げられる。重合性化合物としては、例えば、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物などが挙げられる。エチレン性不飽和重合性化合物は、単官能の重合性化合物や多官能の重合性化合物、又はそれらの混合物の化学形態を有する。
また、重合性化合物としては、単官能の重合性化合物が好ましく、単官能の重合性化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸と多価アルコール化合物とのエステル類、不飽和カルボン酸とアミン化合物とのアミド類、アクリロイルモルフォリンなどが挙げられる。つまり、加熱硬化方式におけるサポート材が単官能の重合性化合物を含むことが好ましい。こうすることにより、サポート材において架橋が生じないため、液体に対するサポート部の溶解性が高くなるため、サポート部の除去性を向上させることができる。
【００６４】
硬化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾ化合物、有機過酸化物などが挙げられる。
加熱硬化方式におけるサポート材のその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、希釈剤、重合禁止剤、連鎖移動剤、着色剤、分散安定剤、界面活性剤、浸透促進剤、保湿剤、防カビ剤、防腐剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤、増粘剤、フィラー、凝集防止剤、消泡剤などが挙げられる。
【００６５】
紫外線硬化方式とは、紫外線が照射されることにより硬化可能なサポート材を用い、紫外線照射手段によりサポート領域に紫外線を照射して、サポート材を硬化させて固化させる方式である。
硬化剤混合方式とは、サポート領域に対して、サポート材を硬化可能な硬化剤を吐出することにより、サポート材を硬化させて固化する方式である。
【００６６】
＜加熱工程及び加熱手段＞
加熱手段は、モデル領域及びサポート領域が形成された粒子層を、エネルギーを付与して加熱することにより、モデル領域における樹脂粒子同士を融着させると共に、モデル領域における樹脂粒子とサポート領域における樹脂粒子とを融着させる手段である。
加熱工程は、モデル領域及びサポート領域が形成された粒子層を、エネルギーを付与して加熱することにより、モデル領域における樹脂粒子同士を融着させると共に、モデル領域における樹脂粒子とサポート領域における樹脂粒子とを融着させる工程である。
加熱手段としては、粒子層にエネルギーを付与して加熱可能であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光を照射する光照射手段などが挙げられる。
【００６７】
加熱手段は、粒子層におけるモデル領域にエネルギーを付与して加熱することにより、モデル領域における樹脂粒子同士を融着させ、立体造形物の一部となるモデル部を形成する。また、加熱手段は、粒子層におけるモデル領域とサポート領域の境界近傍にエネルギーを付与して加熱することにより、モデル領域における樹脂粒子とサポート領域における樹脂粒子とを融着させる。
また、加熱手段は、粒子層におけるサポート領域にエネルギーを付与して加熱することが好ましい。こうすることにより、サポート領域におけるサポート材の固化を促進され、サポート部の形成を短時間で行うことができるため、立体造形物の製造装置の生産性を向上させることができる。
【００６８】
加熱手段としては、上記に挙げたものの中でも、光照射手段であることが好ましい。加熱手段が光照射手段であり、モデル材が光を吸収することにより発熱可能なものであると、効率よく短時間で立体造形物を造形することができるため、立体造形物の製造装置の生産性を向上させることができる。
光照射手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハロゲンランプ、レーザ照射手段、マイクロ波などが挙げられる。
【００６９】
ここで、光照射手段として用いることができるハロゲンランプの具体例な製品としては、例えば、ウシオ電機株式社製ラインタイプハロゲン光源  ３Ｗ／ｍｍ（色温度３,０００Ｋ、エネルギー密度０．０４Ｗ／ｍｍ２）、ウシオ電機株式社製ラインタイプハロゲン光源  ３Ｗ／ｍｍ（色温度３,３００Ｋ、エネルギー密度０．０４Ｗ／ｍｍ２）などが挙げられる。
【００７０】
また、加熱手段は、モデル領域における樹脂粒子同士の融着と、モデル領域における樹脂粒子とサポート領域における樹脂粒子との融着とを一括して行うことが好ましい。言い換えると、加熱手段は、モデル部の形成、及びモデル部とサポート部の融着とを、一度の走査で（まとめて）行うことが好ましい。こうすることにより、効率よく短時間で立体造形物を造形することができるため、立体造形物の製造装置の生産性を向上させることができる。
【００７１】
ここで、立体造形物の製造装置が有する加熱手段の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
立体造形物の製造装置が、加熱手段として複数の光照射手段を有する場合、モデル領域における樹脂粒子同士の融着と、モデル領域における樹脂粒子とサポート領域における樹脂粒子との融着とを、異なるエネルギーの光を照射して行うことが好ましい。こうすることにより、モデル領域における樹脂粒子同士の融着と、モデル領域における樹脂粒子とサポート領域における樹脂粒子との融着において、それぞれに合わせて適切なエネルギーを選択することができ、サポート部のモデル部に対する支持力をより向上させることができる。
【００７２】
更に、立体造形物の製造装置が、複数の光照射手段を有する場合、モデル領域における樹脂粒子とサポート領域における樹脂粒子との融着を、モデル領域における樹脂粒子同士の融着の際に照射する光の波長よりも、短い波長の光を照射して行うことが好ましい。
こうすることにより、例えば、モデル領域の下側（下面）と接するようにサポート領域を形成する場合などであっても、透過性の高い短波長の光によって、モデル領域とサポート領域の境界に位置する樹脂粒子を、より確実に加熱して融着することができる。このため、モデル領域における樹脂粒子とサポート領域における樹脂粒子との融着を、モデル領域における樹脂粒子同士の融着の際に照射する光の波長よりも、短い波長の光を照射して行うことにより、サポート部のモデル部に対する支持力をより向上させることができる。
【００７３】
この場合、モデル領域における樹脂粒子同士の融着に用いる光照射手段としては、例えば、ウシオ電機株式社製ラインタイプハロゲン光源  ３Ｗ／ｍｍ（色温度３,０００Ｋ、エネルギー密度０．０４Ｗ／ｍｍ２）を用いることができる。また、モデル領域における樹脂粒子とサポート領域における樹脂粒子との融着に用いる光照射手段としては、例えば、ウシオ電機株式社製ラインタイプハロゲン光源  ３Ｗ／ｍｍ（色温度３,３００Ｋ、エネルギー密度０．０４Ｗ／ｍｍ２）を用いることができる。
【００７４】
＜その他の工程及びその他の手段＞
その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、吐出手段における吐出不良の発生を抑制するメンテナンス手段、立体造形物の製造装置の制御を行う制御手段などが挙げられる。
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、吐出工程における吐出不良の発生を抑制するメンテナンス工程、立体造形物の製造装置の制御を行う制御工程などが挙げられる。
【００７５】
ここで、図１は、本発明の立体造形物の製造装置の一実施形態における概略平面図である。図２は、本発明の立体造形物の製造装置の一実施形態における概略側面図である。図３は、本発明の立体造形物の製造装置の一実施形態における造形部を示す概略側面図である。
【００７６】
図１から図３に示す、本発明の立体造形物の製造装置の一実施形態（以下では、単に「立体造形装置」と称することがある）は、樹脂粒子が融着して形成された層状造形物である造形層（モデル部）３０が形成される造形部１と、造形部１の層状に敷き詰められた粒子層３１に、モデル材及びサポート材を吐出する吐出手段としての吐出ユニット５と、粒子層３１に光８１を照射する加熱手段としての光照射ユニット８０を備えている。なお、モデル材及びサポート材をまとめて「造形液１０」と称することがある。
【００７７】
造形部１は、粒子槽１１と、層形成手段の一例（平坦化部材、リコータ）である回転体としての平坦化ローラ１２などを備えている。なお、平坦化部材は、回転体に代えて、例えば板状部材（ブレード）とすることもできる。
【００７８】
粒子槽１１は、樹脂粒子２０を供給する供給槽２１と、造形層３０が積層されて立体造形物が造形される造形槽２２とを有している。造形前に供給槽２１に樹脂粒子２０を供給する。供給槽２１の底部は供給ステージ２３として鉛直方向（高さ方向）に昇降自在となっている。同様に、造形槽２２の底部は造形ステージ２４として鉛直方向（高さ方向）に昇降自在となっている。造形ステージ２４上に造形層３０が積層された立体造形物が造形される。
【００７９】
供給ステージ２３と造形ステージ２４は、モータによって矢印Ｚ方向（高さ方向）に昇降される。
【００８０】
平坦化ローラ１２は、供給槽２１の供給ステージ２３上に供給された粒子２０を造形槽２２に供給し、平坦化部材である平坦化ローラ１２によって均して平坦化して、粒子層３１を形成する。
この平坦化ローラ１２は、造形ステージ２４のステージ面（樹脂粒子２０が積載される面）に沿って矢印Ｙ方向に、ステージ面に対して相対的に往復移動可能に配置され、往復移動機構によって移動される。また、平坦化ローラ１２は、モータ２６によって回転駆動される。
【００８１】
吐出ユニット５は、造形ステージ２４上の粒子層３１に造形液１０を吐出する液体吐出ユニット５０を備えている。
液体吐出ユニット５０は、キャリッジ５１と、キャリッジ５１に搭載された２つ（１又は３つ以上でもよい。）の液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」という。）５２ａ、５２ｂを備えている。
【００８２】
キャリッジ５１は、ガイド部材５４及び５５に移動可能に保持されている。ガイド部材５４及び５５は、両側の側板７０、７０に昇降可能に保持されている。
このキャリッジ５１は、後述するＸ方向走査モータ５５０によってプーリ及びベルトから構成される主走査移動機構を介して主走査方向である矢印Ｘ方向（以下、単に「Ｘ方向」という。他のＹ、Ｚについても同様とする。）に往復移動される。
【００８３】
２つのヘッド５２ａ、５２ｂ（以下、区別しないときは「ヘッド５２」を称する。）は、液体を吐出する複数のノズルを配列したノズル列が、それぞれ複数列配置されている。ヘッド５２ノズル列は、造形液１０を吐出する。例えば、ヘッド５２ａがモデル材を、ヘッド５２ｂがサポート材を吐出するようにしてもよい。また、ヘッド５２は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックなど色がついた造形液をそれぞれ吐出することもできる。なお、ヘッド５２としては、これに限るものではない。
【００８４】
これらの造形液の各々を収容した複数のタンク６０が、タンク装着部５６に装着され、供給チューブなどを介して造形液１０がヘッド５２ａ、５２ｂに供給される。
また、Ｘ方向の一方側には、液体吐出ユニット５０のヘッド５２の維持回復を行うメンテナンス機構６１が配置されている。
【００８５】
メンテナンス機構６１は、キャップ６２とワイパ６３を有する。メンテナンス機構６１は、キャップ６２をヘッド５２のノズル面（ノズルが形成された面）に密着させ、ノズルから造形液１０を吸引することにより、ノズルに詰まった粒子の排出や高粘度化した造形液を排出させる。また、ノズルのメニスカス形成（ノズル内は負圧状態である）のため、ノズル面をワイパ６３でワイピング（払拭）する。メンテナンス機構６１は、造形液１０の吐出が行われない場合に、ヘッドのノズル面をキャップ６２で覆い、樹脂粒子２０がノズルに混入することや造形液１０が乾燥することを防止する。
【００８６】
吐出ユニット５は、ベース部材７上に配置されたガイド部材７１に移動可能に保持されたスライダ部７２を有し、吐出ユニット５全体がＸ方向と直交するＹ方向（副走査方向）に往復移動可能である。この吐出ユニット５は、後述するモータ５５２を含む走査機構によって全体がＹ方向に往復移動される。
【００８７】
液体吐出ユニット５０は、ガイド部材５４、５５とともに矢印Ｚ方向に昇降可能に配置され、後述するモータ５５１を含む昇降機構によってＺ方向に昇降される。
【００８８】
光照射ユニット８０は、ヘッド５２から造形液１０が吐出された領域上に、光８１を照射しながら走査する。光照射ユニット８０をキャリッジ５１内に備えることで、ヘッド５２と駆動を共有することも可能だが、個別に駆動源を用意することで、光照射ユニット単体でのＸ方向間の駆動を行うことも可能である。
また、光照射ユニット８０は、ヘッド５２の左右にそれぞれ配置してもよいし、どちらか片方に配置してもよい。
【００８９】
ここで、造形部１の詳細について説明する。
粒子槽１１は、箱型形状であり、上面が開放された槽である、供給槽２１、造形槽２２、及び余剰粒子受け槽１２５を備えている。供給槽２１内部には供給ステージ２３が、造形槽２２内部には造形ステージ２４がそれぞれ昇降可能に配置される。
【００９０】
供給ステージ２３の側面は、供給槽２１の内側面に接するように配置されている。造形ステージ２４の側面は造形槽２２の内側面に接するように配置されている。これらの供給ステージ２３及び造形ステージ２４の上面は水平に保たれている。
【００９１】
平坦化ローラ１２は、供給槽２１から樹脂粒子２０を造形槽２２へと移送供給して、表面を均すことで平坦化して所定の厚みの層状の粒子である粒子層３１を形成する。
この平坦化ローラ１２は、造形槽２２及び供給槽２１の内寸（即ち、樹脂粒子２０が供される部分又は仕込まれている部分の幅）よりも長い棒状部材であり、往復移動機構によってステージ面に沿ってＹ方向（副走査方向）に往復移動される。
この平坦化ローラ１２は、モータ２６によって回転されながら、供給槽２１の外側から供給槽２１及び造形槽２２の上方を通過するようにして水平移動する。これにより、樹脂粒子２０が造形槽２２上へと移送供給され、平坦化ローラ１２が造形槽２２上を通過しながら粒子２０を平坦化することで粒子層３１が形成される。
【００９２】
また、図３にも示すように、平坦化ローラ１２の周面に接触して、平坦化ローラ１２に付着した樹脂粒子２０を除去するための粒子除去部材である粒子除去板１３が配置されている。
粒子除去板１３は、平坦化ローラ１２の周面に接触した状態で、平坦化ローラ１２とともに移動する。また、粒子除去板１３は、平坦化ローラ１２が平坦化を行うときの回転方向に回転するときにカウンタ方向でも、順方向での配置可能である。
【００９３】
本実施形態では、造形部１の粒子槽１１が、供給槽２１と、造形槽２２と、余剰粉体受け槽２５の３つの槽を有しているが、供給槽２１を設けずに、造形槽２２に粒子供給装置から粒子を供給して、平坦化手段で平坦化する形態であってもよい。
【００９４】
次に、立体造形物の製造装置６０１の制御部の概要について、図４を参照して説明する。
制御手段としての制御部５００は、この立体造形装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１に本発明に係わる制御を含む立体造形動作の制御を実行させるためのプログラムを含むプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、造形データ等を一時格納するＲＡＭ５０３とを含む主制御部５００Ａを備えている。
【００９５】
制御部５００は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）５０４を備えている。また、制御部５００は、画像データに対する各種信号処理等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５を備えている。
【００９６】
制御部５００は、外部の造形データ作成装置６００から造形データを受信するときに使用するデータ及び信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を備えている。なお、造形データ作成装置６００は、最終形態の造形物を各造形層にスライスした造形データを作成する装置であり、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置により実現可能である。
【００９７】
制御部５００は、各種センサの検知信号を取り込むためのＩ／Ｏ５０７を備えている。
制御部５００は、液体吐出ユニット５０の各ヘッド５２を駆動制御するヘッド駆動制御部５０８を備えている。
制御部５００は、液体吐出ユニット５０のキャリッジ５１をＸ方向（主走査方向）に移動させるＸ方向走査機構５５０を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１０と、吐出ユニット５をＹ方向（副走査方向）に移動させるＹ方向走査機構５５２を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１２を備えている。
制御部５００は、液体吐出ユニット５０のキャリッジ５１をＺ方向に移動（昇降）させるＺ方向昇降機構５５１を構成するモータを駆動するモータ駆動部５１１を備えている。なお、矢印Ｚ方向への昇降は吐出ユニット５全体を昇降させる構成とすることもできる。
制御部５００は、供給ステージ２３を昇降させるモータ２７を駆動するモータ駆動部５１３と、造形ステージ２４を昇降させるモータ２８を駆動するモータ駆動部５１４を備えている。
制御部５００は、平坦化ローラ１２を移動させる往復移動機構２５のモータ５５３を駆動するモータ駆動部５１５と、平坦化ローラ１２を回転駆動するモータ２６を駆動する５１６を備えている。
制御部５００は、供給槽２１に粒子２０を供給する粒子供給装置を駆動する供給系駆動部５１７と、液体吐出ユニット５０のメンテナンス機構６１を駆動するメンテナンス駆動部５１８を備えている。
制御部５００のＩ／Ｏ５０７には、装置の環境条件としての温度及び湿度を検出する温湿度センサ５６０などの検知信号やその他のセンサ類の検知信号が入力される。
制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５２２が接続されている。
【００９８】
ここで、図５Ａ〜図５Ｃは、サポート領域を形成する際の流れの一例を示す説明図である。
まず、図５Ａに示すように、平坦化ローラ１０２を回転させながら矢印Ｙの向きに移動させることで樹脂粒子１０１を含む粒子層１２０を形成する。
次に、図５Ｂに示すように、ヘッド１０３により、サポート材１０４を粒子層１２０に吐出して、サポート領域１０５を形成する。
次に、図５Ｃに示すように、形成されたサポート領域１０５におけるサポート材は、予熱された樹脂粒子１０１からの熱などにより固化し、固化したサポート材１０６となる。固化したサポート材１０６により、樹脂粒子１０１同士が接着されサポート領域となる。
【００９９】
図５Ｄ〜図５Ｇは、モデル領域を形成する際の流れの一例を示す説明図である。
まず、図５Ｄに示すように、形成したサポート部２００が存在する粒子層の上に、平坦化ローラ１０２を回転させながら矢印Ｙの向きに移動させることで、新たな粒子層を形成する。
次に、図５Ｅに示すように、ヘッド５２により、モデル材（モデルインク）１０７を粒子層に吐出して、モデル領域１０８を形成する。
次に、図５Ｆに示すように、形成されたモデル領域１０８における樹脂粒子は、光照射ユニット１１０が照射する光により加熱され、モデル材が光を吸収して発熱することなどにより、樹脂粒子１０１同士が融着してモデル部（造形層）１１１となる。このとき、モデル領域の一部における樹脂粒子と、サポート領域（サポート部）の一部における樹脂粒子も、光照射ユニット１１０が照射する光により加熱されて融着する。
図５Ｄから図５Ｆに示した工程を、所定の回数繰り返すことにより、モデル部１１１を積層して立体造形物を製造する。
【０１００】
図５Ｇ〜図５Ｊは、立体造形物からサポート部を除去する際の流れの一例を示す説明図である。
まず、図５Ｈに示すように、エアブロワー等で生じさせた風を吹き付けることで、モデル部が積層された立体造形物１１１の周辺に付着している樹脂粒子１０１を除去する。
次に、図５Ｉに示すように、モデル部１１１とサポート部１０６を、固化したサポート材を容器１１３中の溶解可能な液１１２に浸漬させ、サポート部１０６を立体造形物１１１から除去する。
最後に、図５Ｊに示すような、最終的な所望の形状を有するモデル部（立体造形物）１１１が得られる。
【０１０１】
本発明の立体造形物の製造装置によれば、少なくとも、層形成手段、モデル部形成手段、サポート部形成手段、及び加熱手段を繰り返して動作させることにより、立体造形物を製造（造形）することができる。同様に、本発明の立体造形物の製造方法によれば、少なくとも、層形成工程、モデル部形成工程、サポート部形成工程、及び加熱工程を繰り返して行うことにより、立体造形物を製造（造形）することができる。
本発明の立体造形物の製造装置及び本発明の立体造形物の製造方法により得られる立体造形物は、優れた表面性及び除去性を有し、かつ反りの少ない極めて高品質なものである。
【実施例】
【０１０２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【０１０３】
得られた樹脂粒子について、以下のようにして、５０％累積体積粒径を測定した。
＜５０％累積体積粒径＞
粒度分布測定装置（装置名：ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００ＥＸＩＩ、マイクロトラック・ベル株式会社製）を用いて、樹脂粒子ごとの粒子屈折率を使用し、溶媒は使用せず、乾式（大気）法にて、５０％累積体積粒径を測定した。
なお、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の屈折率は、１．３１、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂の屈折率は１．３０と設定した。
【０１０４】
（合成例１）
＜化合物１の合成＞
ＢＰＡ（アルドリッチ社製、試薬品グレード）３４５ｇ、ＤＦＢＰ（アルドリッチ社製、試薬品グレード）３３０ｇ、炭酸カリウム（東京化成株式会社製、試薬品グレード）２３０ｇ、及びジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を３，０００ｍＬ加え、１７０℃で２時間加熱後、更に３００℃で３時間加熱後に、ＤＣＢＰ（アルドリッチ社製、試薬品グレード）３ｇ加え、ゆっくりと冷却した。
得られた溶液を冷メタノールに撹拌しながら入れ、ポリマーを析出させた。その後、水で３回ほど洗い流した後に、ジクロロメタン１，０００ｍＬに溶解させ再度、冷メタノール中に溶解した液を加え、再沈殿させた。析出したポリマーを大気中で乾燥した後、真空乾燥機で終夜十分に乾燥させ、ポリマーである化合物１の６００ｇを得た。
【０１０５】
（合成例２）
＜化合物２の合成＞
ＢＰＡ（アルドリッチ社製、試薬品グレード）３４５ｇ、ＤＣＢＰ（アルドリッチ社製、試薬品グレード）３２０ｇ、炭酸カリウム（東京化成株式会社製、試薬品グレード）２３０ｇを５Ｌの４つ口フラスコに入れ、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を３，０００ｍＬ加え、１７０℃で２時間加熱後（溶媒は蒸留させ）、更に３００℃で３時間加熱（還流させた）後に、ＤＣＢＰ（アルドリッチ社製、試薬品グレード）３ｇ加え、ゆっくりと冷却した。
得られた溶液を冷メタノールに撹拌しながら入れ、ポリマーを析出させた。その後、水で３回ほど洗い流した後に、ジクロロメタン１，０００ｍＬに溶解させ再度、冷メタノール中に溶解した液を加え再沈殿させた。析出したポリマーを大気中で乾燥した後、真空乾燥機で終夜十分に乾燥させ、ポリマーである化合物２の６００ｇを得た。
【０１０６】
（合成例３）
＜化合物３の合成＞
ＰＥＥＫ（Ｖｉｃｔｒｅｘ社製、１５０ＸＦ）１１５ｇ、及びジクロロメタン１，０００ｍＬを２Ｌの４つ口フラスコに入れた。その後、テトラフルオロ酢酸（ＴＦＡ、アルドリッチ社製、試薬品グレード）４００ｍＬを加えた。その後、プロパンジチオール８０ｍＬを加え、室温で３日間撹拌した。その後、得られた溶液を冷メタノールに撹拌しながら入れ、ポリマーを析出させた。その後、水で３回ほど洗い流した後に、ジクロロメタン１，０００ｍＬに溶解させ、再度、冷メタノール中に溶解した液を加え再沈殿させた。析出したポリマーを大気中で乾燥した後、真空乾燥機で終夜十分に乾燥させ、ポリマーである化合物３の１００ｇを得た。
【０１０７】
（合成例４）
＜化合物４の合成＞
−化合物Ｆの合成−
フルオロベンゼン（和光純薬工業株式会社製、試薬品）２３１ｇに、塩化アルミニウム（ＩＩＩ）（キシダ化学株式会社製、試薬品）１．６ｇと１，２−シクロヘキサンジカルボニルジクロライド（Ｔａｉｚｈｏｕ  Ｔａｉｆｅｎｇ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）２５３ｇを加え、ジクロロメタン１，０００ｍＬ中、室温下２４時間攪拌し、カラムで分離し、下記構造式で表される化合物Ｆの３００ｇを得た（収率６５％）。
【化４】
2020151994.tif 000005
【０１０８】
−化合物４の合成−
ＢＰＡ（アルドリッチ社製、試薬品グレード）３４５ｇ、前記化合物Ｆ  ３００ｇ、炭酸カリウム（東京化成株式会社製、試薬品グレード）２３０ｇを５Ｌの４つ口フラスコに入れ、ＤＭＳＯを３，０００ｍＬ加え、１７０℃で２時間加熱後（溶媒は蒸留させ）、更に３００℃で３時間加熱（還流させた）後に、ＤＣＢＰ（アルドリッチ社製、試薬品グレード）を３ｇ加え、ゆっくりと冷却した。できたサンプル溶液を冷メタノールに攪拌しながら入れ、ポリマーを析出させた。その後、水で３回ほど洗い流した後に、ジクロロメタン１，０００ｍＬに溶解させ再度、冷メタノール中に溶解した液を加え再沈殿させた。析出したポリマーを大気中で乾燥した後、真空乾燥機で終夜十分に乾燥させ、ポリマーである化合物４の６００ｇを得た。
【０１０９】
（樹脂粒子の製造例１）
−樹脂粒子１の作製−
ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂（ＶＩＣＴＲＥＸ社製、１５１Ｇ）を用い、４０μｍのフィラメント繊維を作製後に延伸を行い、改造したカット装置を使用して、４５μｍ幅でカットし、樹脂粒子１を作製した。得られた樹脂粒子１の５０％累積体積粒径は６０μｍであった。
【０１１０】
（樹脂粒子の製造例２）
−樹脂粒子２の作製−
樹脂粒子の製造例１において、繊維フィラメントをカット幅１５μｍに調整した以外は、樹脂粒子の製造例１と同様にして、樹脂粒子２を作製した。
得られた樹脂粒子２の５０％累積体積粒径は２０μｍであった。
【０１１１】
（樹脂粒子の製造例３）
−樹脂粒子３の作製−
樹脂粒子の製造例１において、繊維径を７５μｍ、カット幅を７５μｍに調整した以外は、樹脂粒子の製造例１と同様にして、樹脂粒子３を作製した。
得られた樹脂粒子３の５０％累積体積粒径は１１０μｍであった。
【０１１２】
（樹脂粒子の製造例４）
−樹脂粒子４の作製−
ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂（三菱エンプラ株式会社製、ユーピロンＨ４０００）を用い、樹脂粒子の製造例１と同様にして、繊維化及びカットすることにより、樹脂粒子４を作製した。
得られた樹脂粒子４の５０％累積体積粒径は６０μｍであった。
【０１１３】
（実施例１）
ポリアリレート系樹脂（ＰＡＲ）（ユニチカ株式会社製、Ｍ２０４０）１０質量部、リモネン（ヤスハラケミカル株式会社製）９０質量部を混合してサポート材を調製した。
このサポート材を、５０％累積体積粒径が６０μｍのＰＥＥＫ樹脂粒子からなる樹脂粒子層に対して、５０質量％の含有量となるように、株式会社リコー製インクジェッヘッドで６０℃に加熱した後に吐出し、モデル領域の下層部分の＋１０％過剰にはみ出す分吐出し、その後、ＩＲヒーターを使用上部から加熱し溶剤を飛ばしサポート構造を形成した。
また、モデル造形領域は同インクジェットヘッドに、カーボンブラックを含んだモデルインクを吐出し、前記ＩＲヒーターで加熱し樹脂の融点以上まで上昇させ造形物を硬化させた。下部以外にも、側部、上部の周囲をサポートインクで覆うことで、反りを抑制した（ＨＳＳ方式造形）。
【０１１４】
（実施例２〜５）
実施例１において、ポリアリレート系樹脂（ユニチカ株式会社製、Ｍ２０４０）５質量部を合成例１で合成した化合物１  １０質量部に変更し、リモネンをスペアミントオイル（山本香料株式会社製）に変えてサポート材を調製した。
このサポート材を、表１に示す５０％累積体積粒径のＰＥＥＫ樹脂粒子からなる樹脂粒子層に対して、表１に示す含有量となるように、株式会社リコー製インクジェッヘッドで６０℃に加熱した後に吐出し、実施例１と同様に造形物を作成した。
【０１１５】
（実施例６）
実施例１において、ＨＳＳ方式でなく、５０％累積体積粒径が６０μｍのＰＥＥＫ樹脂粒子からなる樹脂粒子層に対してサポート材を実施例１と同様に吐出しサポート構造を形成した後に、供給層より樹脂粉末をリコートした後、ＣＯ２レーザを用いて１Ｗ〜３０Ｗの範囲で、十分に溶融するレーザー強度でモデル領域を造形した（ＳＬＳ＋ＩＪ方式）。
【０１１６】
（実施例７）
実施例１において、ポリアリレート系樹脂（ユニチカ株式会社製、Ｍ２０４０）を合成例２で合成された化合物２に変え、リモネンをスペアミントオイル（山本香料株式会社製）に変えてサポート材を調製した以外は、実施例１と同様にして、曲げ強度試験片を作製した。
【０１１７】
（実施例８）
実施例１において、ポリアリレート系樹脂（ユニチカ株式会社製、Ｍ２０４０）を合成例３で合成された化合物３に代え、リモネンをフェンション（和光純薬工業株式会社製）に変えてサポート材を調製した以外は、実施例１と同様にして、曲げ強度試験片を作製した。
【０１１８】
（実施例９）
実施例１において、ポリアリレート系樹脂（ユニチカ株式会社製、Ｍ２０４０）を合成例４で合成された化合物４に代え、リモネンをエタノール（和光純薬工業株式会社製）に変えてサポート材を調製した以外は、実施例１と同様にして、曲げ強度試験片を作製した。
【０１１９】
（比較例１）
実施例１において、サポート材を使用しなかった以外は、実施例１と同様にして、曲げ強度試験片を作製した。
【０１２０】
（比較例２）
実施例１において、ポリアリレート系樹脂（ユニチカ株式会社製、Ｍ２０４０）５質量部をポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（日本合成化学工業株式会社製、ゴーセノールＴ３３０）１０質量部に変え、リモネンを水に代えた以外は、実施例１と同様にして、曲げ強度試験片を作製した。
【０１２１】
（比較例３）
実施例２において、サポート材を５０％累積体積粒径が６０μｍのＰＥＥＫ樹脂粒子からなる樹脂粒子層に対して、８５質量％の含有量となるように、株式会社リコー製インクジェッヘッドで６０℃に加熱した後に吐出し、樹脂粒子層をＰＥＥＫのプロセスウィンドウ外である１５０℃に保温して、ＣＯ２レーザを照射した以外は、実施例２と同様にして、曲げ強度試験片を作製した。
なお、得られた造形層は反りが大きく発生し、次のリコートを含むステップに進むことができなかった。
【０１２２】
（比較例４）
実施例２において、サポート材を５０％累積体積粒径が６０μｍのＰＥＥＫ樹脂粒子からなる樹脂粒子層に対して、１５質量％の含有量となるように、株式会社リコー製インクジェッヘッドで６０℃に加熱した後に吐出した以外は、実施例２と同様にして、曲げ強度試験片を作製した。
【０１２３】
（比較例５）
実施例２において、化合物１をアクリルモノマー（ＢＡＳＦ社製、イソブチルアクリレート）に変えた以外は、実施例２と同様にして、サポート材を調製した。
このサポート材を用いて、５０％累積体積粒径が６０μｍのＰＥＥＫ樹脂粒子からなる樹脂粒子層に対して、５０質量％の含有量となるように、株式会社リコー製インクジェッヘッドで６０℃に加熱した後に吐出した以外は、実施例２と同様にして、曲げ強度試験片を作製した。
【０１２４】
（比較例６）
実施例２において、サポート材を使用せず、アンカー部として厚み１ｃｍのＰＥＥＫ板を、造形層の最下部に両面テープで張り付けた以外は、実施例２と同様にして、曲げ強度試験片を作製した。
【０１２５】
＜サポート部の曲げ強度試験＞
サポート材と樹脂粒子を表１に示す割合になるようにスラリーサンプルを調製した後、このスラリーサンプルをＩＳＯ１７８に従う形状の金型に流し込んだ。その後、溶媒の沸点以上に加熱し、溶媒を揮発した後にＩＳＯ１７８にしたがって、曲げ強度試験を実施した。結果を表２に示した。
【０１２６】
＜表面性＞
得られた各立体造形物について、積層方向の側面の表面性を、表面粗さ測定装置（ＫＳ−１１００、株式会社キーエンス製）を用いて、0.5ｃｍの正方形の範囲で算術平均高さＳａの値（μｍ）を測定した。結果を表２に示した。
【０１２７】
＜反り＞
反りは、水平な基台上で曲げ試験片の立体造形物の中心部を抑え、両端が浮いた高さの高い方を測定し、反りとした。結果を表２に示した。
【０１２８】
＜除去性の評価＞
サポート部で覆われた各立体造形物を得られた後に、サポート部の質量の３０質量倍のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）又はエタノール中に静置した。その後、１２時間後に超音波洗浄機（アズワン株式会社製、ＡＸＥＬ）で３分間振動後、立体造形物を取り出し、以下の基準で除去性を評価した。なお、〇及び△については、溶解した時間を測定し、記載した。
［評価基準］
○：サポート部が残っていない
△：表面にのりのようについているが、手で除去できる
×：サポート部が残っている
【０１２９】
【表１】
2020151994.tif 000006
【０１３０】
【表２】
2020151994.tif 000007
＊表２中「−」は造形できなかったために測定不能であることを意味する。
【０１３１】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  ５０％累積体積粒径が５μｍ以上２００μｍ以下である樹脂粒子を用いて樹脂粒子層を形成する層形成手段と、
前記樹脂粒子層におけるモデル領域を硬化してモデル部を形成するモデル部形成手段と、
前記樹脂粒子層における前記モデル領域に隣接する非モデル領域を硬化して、曲げ強度が１．０ＭＰａ以上であってかつ２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であるサポート部を形成するサポート部形成手段と、
を有することを特徴とする立体造形物の製造装置である。
＜２＞  前記サポート部形成手段が形成する前記サポート部の曲げ強度が５ＭＰａ以上である、前記＜１＞に記載の立体造形物の製造装置である。
＜３＞  前記サポート部形成手段が形成する前記サポート部が、１５０℃で４時間加熱した後において、２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能である、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜４＞  前記サポート部形成手段が、
前記樹脂粒子層にサポート材を吐出して非モデル領域を形成するサポート材吐出手段と、
前記樹脂粒子層における非モデル領域にエネルギーを付与して前記樹脂粒子層における前記樹脂粒子どうしを融着させる加熱手段とを有する、
前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜５＞  前記サポート材吐出手段が、
前記樹脂粒子層に前記サポート材の含有量が３０質量％以上８０質量％以下となるように前記サポート材を吐出して前記非モデル領域を形成する、前記＜４＞に記載の立体造形物の製造装置である。
＜６＞  前記サポート材吐出手段が、
前記樹脂粒子層に前記サポート材の含有量が５０質量％以上７０質量％以下となるように前記サポート材を吐出して前記非モデル領域を形成する、前記＜４＞に記載の立体造形物の製造装置である。
＜７＞  前記サポート材が、沸点が２５０℃以下の溶媒を含有する、前記＜４＞から＜６＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜８＞  前記サポート材が、沸点が１５０℃以下の溶媒を含有する、前記＜４＞から＜７＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜９＞  前記サポート材が、水、スペアミントオイル、フェンション、リモネン、ヘキサン、エタノール、及びテトラヒドロフランから選択される溶媒を含有する、前記＜４＞から＜６＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜１０＞  前記サポート材が、ポリアリレート系非結晶性樹脂、ポリアリールケトン系非結晶性樹脂、及びこれらを構成するモノマーの少なくともいずれかを含有する、前記＜４＞から＜９＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜１１＞  前記ポリアリールケトン系非結晶性樹脂が、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリアリールケトン（ＰＡＣ）、ポリエーテルエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）、及びポリエーテルケトンケトンケトン（ＰＥＫＫＫ）から選択され、かつビスフェノール骨格又はエポキシ骨格を有する、前記＜１０＞に記載の立体造形物の製造装置である。
＜１２＞  前記サポート材が、ポリアリレート系非結晶性樹脂、ポリアリールケトン系非結晶性樹脂、及びこれらを構成するモノマーの少なくともいずれかを１質量％以上５０質量％以下含有する、前記＜１０＞から＜１１＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜１３＞  前記モデル部形成手段が、
前記樹脂粒子層にモデル材を吐出しておけるモデル領域を形成するモデル材吐出手段と、
前記樹脂粒子層におけるモデル領域にエネルギーを付与して前記樹脂粒子層における前記樹脂粒子どうしを融着させる加熱手段とを有する、前記＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
＜１４＞  ５０％累積体積粒径が５μｍ以上２００μｍ以下である樹脂粒子を用いて樹脂粒子層を形成する層形成工程と、
前記樹脂粒子層におけるモデル領域を硬化してモデル部を形成するモデル部形成工程と、
前記樹脂粒子層における前記モデル領域に隣接する非モデル領域を硬化して、曲げ強度が１ＭＰａ以上であってかつ２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能であるサポート部を形成するサポート部形成工程と、
を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
＜１５＞  前記サポート部形成工程で形成する前記サポート部の曲げ強度が５ＭＰａ以上である、前記＜１４＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜１６＞  前記サポート部形成工程で形成する前記サポート部が、１５０℃で４時間加熱した後において、２５℃、３０質量倍のテトラヒドロフラン又はエタノールに全体を浸漬させると１２時間以内に溶解除去可能である、前記＜１４＞から＜１５＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜１７＞  前記サポート部形成工程が、
前記樹脂粒子層にサポート材を吐出して非モデル領域を形成するサポート材吐出工程と、
前記樹脂粒子層における非モデル領域にエネルギーを付与して前記樹脂粒子層における前記樹脂粒子どうしを融着させる加熱手段とを有する、
前記＜１４＞から＜１６＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜１８＞  前記サポート材吐出工程が、
前記樹脂粒子層に前記サポート材の含有量が３０質量％以上８０質量％以下となるように前記サポート材を吐出して前記非モデル領域を形成する、前記＜１７＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜１９＞  前記サポート材吐出工程が、
前記樹脂粒子層に前記サポート材の含有量が５０質量％以上７０質量％以下となるように前記サポート材を吐出して前記非モデル領域を形成する、前記＜１７＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜２０＞  前記サポート材が、沸点が２５０℃以下の溶媒を含有する、前記＜１７＞から＜１９＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜２１＞  前記サポート材が、沸点が１５０℃以下の溶媒を含有する、前記＜１７＞から＜２０＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜２２＞  前記サポート材が、水、スペアミントオイル、フェンション、リモネン、ヘキサン、エタノール、及びテトラヒドロフランから選択される溶媒を含有する、前記＜１７＞から＜１９＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜２３＞  前記サポート材が、ポリアリレート系非結晶性樹脂、ポリアリールケトン系非結晶性樹脂、及びこれらを構成するモノマーの少なくともいずれかを含有する、前記＜１７＞から＜２２＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜２４＞  前記ポリアリールケトン系非結晶性樹脂が、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリアリールケトン（ＰＡＣ）、ポリエーテルエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）、及びポリエーテルケトンケトンケトン（ＰＥＫＫＫ）から選択され、かつビスフェノール骨格又はエポキシ骨格を有する、前記＜２３＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜２５＞  前記サポート材が、ポリアリレート系非結晶性樹脂、ポリアリールケトン系非結晶性樹脂、及びこれらを構成するモノマーの少なくともいずれかを１質量％〜５０質量％含有する、前記＜２３＞から＜２４＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
＜２６＞  前記モデル部形成工程が、
前記樹脂粒子層にモデル材を吐出しておけるモデル領域を形成するモデル材吐出工程と、
前記樹脂粒子層におけるモデル領域にエネルギーを付与して前記樹脂粒子層における前記樹脂粒子どうしを融着させる加熱工程とを含む、前記＜１４＞から＜１２＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
【０１３２】
前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載の立体造形物の製造装置、及び前記＜１４＞から＜２６＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３３】
【特許文献１】米国特許第４，２４７，５０８号明細書
【図１】
2020151994.tif 000008
【図２】
2020151994.tif 000009
【図３】
2020151994.tif 000010
【図４】
2020151994.tif 000011
【図５Ａ】
2020151994.tif 000012
【図５Ｂ】
2020151994.tif 000013
【図５Ｃ】
2020151994.tif 000014
【図５Ｄ】
2020151994.tif 000015
【図５Ｅ】
2020151994.tif 000016
【図５Ｆ】
2020151994.tif 000017
【図５Ｇ】
2020151994.tif 000018
【図５Ｈ】
2020151994.tif 000019
【図５Ｉ】
2020151994.tif 000020
【図５Ｊ】
2020151994.tif 000021