(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５３７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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９】比較例となる３次元造形方法を示す概略工程図である。
【図１０】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１１】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。
【図１２】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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
（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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
（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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
＜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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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）。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
（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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【符号の説明】
【００８６】
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
【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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