(57)【要約】【課題】  大型であっても取り扱いを従来より容易化することができる三次元造形物、三次元造形物製造方法および３Ｄデータ生成プログラムを提供する。【解決手段】  三次元造形物１０は、内部に空洞１１ａが形成された殻部１１と、殻部１１より比重が小さく空洞１１ａに充填される充填材１２とを備え、殻部１１は、複数のパーツによって構成され、殻部１１は、充填材１２を空洞１１ａに充填する際に充填材１２を空洞１１ａ内に導入するための充填材導入口と、充填材１２を空洞１１ａに充填する際に空洞１１ａ内の気体を空洞１１ａ外に排出するための気体排出口とが形成されることを特徴とする。【選択図】  図２
2018034410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空洞が形成された殻部と、
前記殻部より比重が小さく前記空洞に充填される充填材と
を備えることを特徴とする三次元造形物。
【請求項２】
前記殻部は、複数のパーツによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の三次元造形物。
【請求項３】
前記殻部は、
前記充填材を前記空洞に充填する際に前記充填材を前記空洞内に導入するための充填材導入口と、
前記充填材を前記空洞に充填する際に前記空洞内の気体を前記空洞外に排出するための気体排出口と
が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の三次元造形物。
【請求項４】
前記殻部は、前記殻部が造形される際に前記殻部の少なくとも一部を支持するサポート材を前記空洞内から排出するためのサポート材排出口が形成され、
前記サポート材排出口は、前記充填材導入口および前記気体排出口の少なくとも一方であることを特徴とする請求項３に記載の三次元造形物。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の三次元造形物を製造する三次元造形物製造方法であって、
前記空洞に前記充填材が充填されていない状態で前記殻部が運搬されて、前記殻部の運搬後に前記充填材導入口から前記空洞内に前記充填材が導入されることを特徴とする三次元造形物製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項４までの何れかに記載の三次元造形物の前記殻部の３Ｄデータを生成するための３Ｄデータ生成プログラムであって、
前記殻部の３Ｄデータを生成する３Ｄデータ生成手段と、
前記充填材の必要量を通知する充填材必要量通知手段と
をコンピューターに実現させ、
前記充填材必要量通知手段は、前記空洞の体積に基づいて前記充填材の必要量を算出することを特徴とする３Ｄデータ生成プログラム。
【請求項７】
請求項３または請求項４に記載の三次元造形物の前記殻部の３Ｄデータを生成するための３Ｄデータ生成プログラムであって、
前記３Ｄデータを生成する３Ｄデータ生成手段をコンピューターに実現させ、
前記３Ｄデータ生成手段は、前記充填材導入口から前記空洞内に前記充填材が導入される場合に前記空洞において前記充填材が行き渡らない箇所を特定し、特定した箇所を前記殻部の一部として前記３Ｄデータを変更することを特徴とする３Ｄデータ生成プログラム。
【請求項８】
請求項３または請求項４に記載の三次元造形物の前記殻部の３Ｄデータを生成するための３Ｄデータ生成プログラムであって、
前記３Ｄデータを生成する３Ｄデータ生成手段をコンピューターに実現させ、
前記３Ｄデータ生成手段は、前記充填材導入口から前記空洞内に前記充填材が導入される場合に前記空洞において前記充填材が行き渡らない箇所を特定し、特定した箇所に前記充填材を行き渡らせる前記充填材導入口の構成に前記３Ｄデータを変更することを特徴とする３Ｄデータ生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体的に造形された造形物である三次元造形物、三次元造形物製造方法および３Ｄデータ生成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の三次元造形物として、実物大の胸像などが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９６４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、三次元造形物は、人間や人間以上のサイズの物の実物大の模型など、大型の物である場合、重くなるため、運搬時や設置時に取り扱い難いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、大型であっても取り扱いを従来より容易化することができる三次元造形物、三次元造形物製造方法および３Ｄデータ生成プログラム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】
本発明の三次元造形物は、内部に空洞が形成された殻部と、前記殻部より比重が小さく前記空洞に充填される充填材とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成により、本発明の三次元造形物は、殻部の空洞に殻部より比重が小さい充填材が充填されることによって軽量化されるので、大型であっても運搬時や設置時の取り扱いを従来より容易化することができる。
【０００８】
本発明の三次元造形物において、前記殻部は、複数のパーツによって構成されても良い。
【０００９】
この構成により、本発明の三次元造形物は、複数のパーツに分割されることによって小分けされることが可能であるので、大型であっても運搬時や設置時の取り扱いを容易化することができる。
【００１０】
本発明の三次元造形物において、前記殻部は、前記充填材を前記空洞に充填する際に前記充填材を前記空洞内に導入するための充填材導入口と、前記充填材を前記空洞に充填する際に前記空洞内の気体を前記空洞外に排出するための気体排出口とが形成されても良い。
【００１１】
この構成により、本発明の三次元造形物は、殻部の空洞に充填材が充填されていない状態で殻部が運搬されて、殻部の運搬後に殻部の充填材導入口から殻部の空洞内に充填材が導入されることが可能であるので、大型であっても運搬時や設置時の取り扱いを容易化することができる。
【００１２】
本発明の三次元造形物において、前記殻部は、前記殻部が造形される際に前記殻部の少なくとも一部を支持するサポート材を前記空洞内から排出するためのサポート材排出口が形成され、前記サポート材排出口は、前記充填材導入口および前記気体排出口の少なくとも一方であっても良い。
【００１３】
この構成により、本発明の三次元造形物は、サポート材排出口が充填材導入口および気体排出口の少なくとも一方を兼ねるので、構成を簡略化することができる。
【００１４】
本発明の三次元造形物製造方法は、上述の三次元造形物を製造する三次元造形物製造方法であって、前記空洞に前記充填材が充填されていない状態で前記殻部が運搬されて、前記殻部の運搬後に前記充填材導入口から前記空洞内に前記充填材が導入されることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、本発明の三次元造形物製造方法は、殻部の空洞に充填材が充填されていない状態で殻部が運搬されて、殻部の運搬後に殻部の充填材導入口から殻部の空洞内に充填材が導入されるので、三次元造形物が大型であっても三次元造形物の運搬時や設置時の取り扱いを容易化することができる。
【００１６】
本発明の３Ｄデータ生成プログラムは、上述の三次元造形物の前記殻部の３Ｄデータを生成するための３Ｄデータ生成プログラムであって、前記殻部の３Ｄデータを生成する３Ｄデータ生成手段と、前記充填材の必要量を通知する充填材必要量通知手段とをコンピューターに実現させ、前記充填材必要量通知手段は、前記空洞の体積に基づいて前記充填材の必要量を算出することを特徴とする。
【００１７】
この構成により、本発明の３Ｄデータ生成プログラムを実行するコンピューターは、充填材の必要量を通知するので、殻部の充填材導入口から殻部の空洞内に充填材を導入する者に適切な量の充填材を用意させることができ、利便性を向上することができる。
【００１８】
本発明の３Ｄデータ生成プログラムは、上述の三次元造形物の前記殻部の３Ｄデータを生成するための３Ｄデータ生成プログラムであって、前記３Ｄデータを生成する３Ｄデータ生成手段をコンピューターに実現させ、前記３Ｄデータ生成手段は、前記充填材導入口から前記空洞内に前記充填材が導入される場合に前記空洞において前記充填材が行き渡らない箇所を特定し、特定した箇所を前記殻部の一部として前記３Ｄデータを変更することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、本発明の３Ｄデータ生成プログラムを実行するコンピューターは、充填材導入口から殻部の空洞内に充填材が導入される場合に殻部の空洞において充填材が行き渡るように殻部の３Ｄデータを生成するので、製造される三次元造形物の品質を向上することができる。
【００２０】
本発明の３Ｄデータ生成プログラムは、上述の三次元造形物の前記殻部の３Ｄデータを生成するための３Ｄデータ生成プログラムであって、前記３Ｄデータを生成する３Ｄデータ生成手段をコンピューターに実現させ、前記３Ｄデータ生成手段は、前記充填材導入口から前記空洞内に前記充填材が導入される場合に前記空洞において前記充填材が行き渡らない箇所を特定し、特定した箇所に前記充填材を行き渡らせる前記充填材導入口の構成に前記３Ｄデータを変更することを特徴とする。
【００２１】
この構成により、本発明の３Ｄデータ生成プログラムを実行するコンピューターは、充填材導入口から殻部の空洞内に充填材が導入される場合に殻部の空洞において充填材が行き渡るように殻部の３Ｄデータを生成するので、製造される三次元造形物の品質を向上することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の三次元造形物、三次元造形物製造方法および３Ｄデータ生成プログラムは、大型であっても取り扱いを従来より容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る三次元造形物の正面図である。
【図２】図１に示す三次元造形物の正面断面図である。
【図３】（ａ）図１に示す三次元造形物における各パーツ同士の接合部分の嵌合部の正面断面図である。  （ｂ）図１に示す三次元造形物における各パーツ同士の接合部分のピンの正面断面図である。
【図４】図１に示す右脚部分の殻部の正面断面図である。
【図５】図１に示す三次元造形物の殻部の３Ｄデータを生成するための３Ｄデータ生成システムのブロック図である。
【図６】図５に示すコンピューターのブロック図である。
【図７】図１に示す三次元造形物の殻部を製造する３Ｄプリンターの正面図である。
【図８】図７に示す３Ｄプリンターのブロック図である。
【図９】図４に示す右脚部分の殻部の各パーツの正面断面図である。
【図１０】パーツ同士が組み合わせられた状態での図９に示す右脚部分の殻部の正面断面図である。
【図１１】空洞内に充填材が導入された状態での図１０に示す右脚部分の殻部の正面断面図である。
【図１２】蓋が取り付けられる前の図２に示す右脚部分の正面断面図である。
【図１３】図２に示す右脚部分の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２５】
まず、本実施の形態に係る三次元造形物の構成について説明する。
【００２６】
図１は、本実施の形態に係る三次元造形物１０の正面図である。
【００２７】
図１に示すように、三次元造形物１０は、実物大の人の模型である。
【００２８】
図２は、三次元造形物１０の正面断面図である。
【００２９】
図２に示すように、三次元造形物１０は、内部に空洞１１ａが形成された殻部１１と、殻部１１より比重が小さく空洞１１ａに充填される充填材１２とを備えている。
【００３０】
充填材１２は、ウレタン樹脂に発泡剤を加えて発泡させる発泡ウレタンによって構成される。なお、充填材１２は、本実施の形態においては発泡ウレタンが使用されるが、発泡ウレタン以外の発泡タイプの充填材が使用されても良いし、非発泡タイプの充填材が使用されても良い。
【００３１】
三次元造形物１０は、胴体部分２０、頭部分３０、右腕部分４０、左腕部分５０、右脚部分６０および左脚部分７０を含んでいる。胴体部分２０、頭部分３０、右腕部分４０、左腕部分５０、右脚部分６０および左脚部分７０のそれぞれには、殻部１１の一部と、充填材１２の一部とが含まれている。
【００３２】
胴体部分２０の殻部１１は、パーツ２１、２２、２３、２４および２５によって構成されている。
【００３３】
頭部分３０の殻部１１は、パーツ３１および３２によって構成されている。
【００３４】
右腕部分４０の殻部１１は、パーツ４１、４２および４３によって構成されている。
【００３５】
左腕部分５０の殻部１１は、パーツ５１、５２および５３によって構成されている。
【００３６】
右脚部分６０の殻部１１は、パーツ６１、６２、６３および６４によって構成されている。
【００３７】
左脚部分７０の殻部１１は、パーツ７１、７２、７３および７４によって構成されている。
【００３８】
胴体部分２０、頭部分３０、右腕部分４０、左腕部分５０、右脚部分６０および左脚部分７０同士の接合部分など、各パーツ同士の接合部分は、三次元造形物１０においてデザイン的に目立ち難い箇所に形成されることが好ましい。
【００３９】
なお、各パーツ同士の接合は、接着剤が使用されても良い。
【００４０】
図３（ａ）は、各パーツ同士の接合部分の嵌合部８１および嵌合部８２の正面断面図である。図３（ｂ）は、各パーツ同士の接合部分のピン９１の正面断面図である。
【００４１】
各パーツ同士の接合部分は、平面によって形成されていても良いが、図３（ａ）に示すように各パーツに凹凸の嵌合部８１および嵌合部８２が形成されていても良いし、各パーツとは別部材であるピン９１が挿入される凹部８３が各パーツに形成されていても良い。
【００４２】
各パーツにおいて、他のパーツとの接合部分は、他のパーツとの接合作業の容易性や、他のパーツとの接合の強度を向上するために、接合部分以外の部分と比較して、厚みが厚くされていると好ましい。
【００４３】
図４は、右脚部分６０の殻部１１の正面断面図である。
【００４４】
図４に示すように、右脚部分６０の殻部１１は、複数の穴６０ａが形成されていて、各穴６０ａを塞ぐ蓋６０ｂを備えている。穴６０ａは、充填材１２（図２参照。）を空洞１１ａに充填する際に充填材１２を空洞１１ａ内に導入するための充填材導入口や、充填材１２を空洞１１ａに充填する際に空洞１１ａ内の気体を空洞１１ａ外に排出するための気体排出口として使用される。
【００４５】
穴６０ａは、三次元造形物１０においてデザイン的に目立ち難い箇所に形成されることが好ましい。
【００４６】
なお、胴体部分２０、頭部分３０、右腕部分４０、左腕部分５０および左脚部分７０の構成も、右脚部分６０の構成と同様である。
【００４７】
次に、三次元造形物１０の殻部１１の３Ｄデータを生成するための３Ｄデータ生成システムについて説明する。
【００４８】
図５は、三次元造形物１０の殻部１１の３Ｄデータを生成するための３Ｄデータ生成システム１１０のブロック図である。
【００４９】
図５に示すように、３Ｄデータ生成システム１１０は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などのコンピューター１２０と、現物の３Ｄデータを取得する３Ｄスキャナー１３０とを備えている。
【００５０】
コンピューター１２０と、３Ｄスキャナー１３０とは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなどのネットワーク１１１を介さずに有線または無線によって直接に、または、ネットワーク１１１経由で、互いに通信可能である。
【００５１】
図６は、コンピューター１２０のブロック図である。
【００５２】
図６に示すように、コンピューター１２０は、種々の操作が入力されるマウス、キーボードなどの入力デバイスである操作部１２１と、種々の情報を表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示デバイスである表示部１２２と、ネットワーク１１１（図５参照。）を介さずに有線または無線によって直接に、または、ネットワーク１１１経由で、外部の装置と通信を行う通信デバイスである通信部１２３と、各種の情報を記憶する半導体メモリー、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性の記憶デバイスである記憶部１２４と、コンピューター１２０全体を制御する制御部１２５とを備えている。
【００５３】
記憶部１２４は、三次元造形物の殻部の３Ｄデータを生成するための３Ｄデータ生成プログラムとしてのモデリングソフトウェア１２４ａを記憶している。モデリングソフトウェア１２４ａは、コンピューター１２０の製造段階でコンピューター１２０にインストールされていても良いし、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）メモリー、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの外部の記憶媒体からコンピューター１２０に追加でインストールされても良いし、ネットワーク１１１上からコンピューター１２０に追加でインストールされても良い。
【００５４】
制御部１２５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、プログラムおよび各種のデータを記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）とを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭまたは記憶部１２４に記憶されているプログラムを実行する。
【００５５】
制御部１２５は、モデリングソフトウェア１２４ａを実行することによって、殻部の３Ｄデータを生成する３Ｄデータ生成手段１２５ａと、充填材の必要量を通知する充填材必要量通知手段１２５ｂとを実現する。
【００５６】
次に、本実施の形態に係る３Ｄデータ生成方法について説明する。
【００５７】
３Ｄデータ生成手段１２５ａは、操作部１２１を介した操作に応じて三次元造形物の殻部の３Ｄデータを生成する。三次元造形物の殻部の３Ｄデータは、３Ｄスキャナー１３０によって現物が３Ｄスキャンされることによって取得された３Ｄデータから加工されても良い。
【００５８】
３Ｄデータ生成手段１２５ａは、操作部１２１を介した操作に応じて、三次元造形物の殻部を複数のパーツに分割可能である。
【００５９】
３Ｄデータ生成手段１２５ａは、操作部１２１を介した操作に応じて、三次元造形物の空洞の位置、形状および大きさを変更可能である。
【００６０】
３Ｄデータ生成手段１２５ａは、操作部１２１を介した操作に応じて、三次元造形物の穴の位置、形状および大きさを変更可能である。
【００６１】
３Ｄデータ生成手段１２５ａは、充填材導入口としての穴から空洞内に充填材が導入される場合に空洞において充填材が行き渡らない箇所を特定することができる。例えば、充填材の流路が特定の面積以下に狭くなっている箇所は、充填材が通過し難い。また、充填材導入口としての穴から遠い箇所は、この穴から空洞内に導入された充填材が届き難い。
【００６２】
３Ｄデータ生成手段１２５ａは、充填材が行き渡らない箇所を特定した場合、特定した箇所を殻部の一部として３Ｄデータを変更しても良い。すなわち、３Ｄデータ生成手段１２５ａは、充填材が行き渡らない箇所が殻部の一部となるように、三次元造形物の空洞の位置、形状および大きさを変更しても良い。
【００６３】
また、３Ｄデータ生成手段１２５ａは、充填材が行き渡らない箇所を特定した場合、特定した箇所に充填材を行き渡らせる充填材導入口の構成に３Ｄデータを変更しても良い。すなわち、３Ｄデータ生成手段１２５ａは、充填材が行き渡らない箇所に充填材が行き渡るように、三次元造形物の穴の位置、形状および大きさを変更したり、三次元造形物の穴の数を変更したりしても良い。
【００６４】
また、３Ｄデータ生成手段１２５ａは、充填材が行き渡らない箇所を特定した場合、特定した箇所を表示部１２２を介して通知しても良い。３Ｄデータを生成する作業者（以下「データ生成者」という。）は、表示部１２２を介して通知された箇所を考慮して、操作部１２１に特定の操作を入力することによって、三次元造形物の空洞の位置、形状および大きさを変更することができる。また、データ生成者は、３Ｄデータ生成手段１２５ａから通知された箇所を考慮して、操作部１２１に特定の操作を入力することによって、三次元造形物の穴の位置、形状および大きさを変更したり、三次元造形物の穴の数を変更したりすることができる。
【００６５】
充填材必要量通知手段１２５ｂは、３Ｄデータにおける三次元造形物の空洞の体積に基づいて充填材の必要量を算出し、算出した必要量を表示部１２２を介して通知する。したがって、殻部の穴から殻部の空洞内に充填材を導入する作業者（以下「充填作業者」という。）は、充填材必要量通知手段１２５ｂから通知された必要量を考慮して充填材を用意することができる。
【００６６】
次に、三次元造形物１０の殻部１１の製造方法について説明する。
【００６７】
図７は、三次元造形物１０の殻部１１を製造する３Ｄプリンター２００の正面図である。
【００６８】
図７に示すように、３Ｄプリンター２００は、矢印２００ａで示す鉛直方向における下側に紫外線硬化型インク（以下「ＵＶインク」と言う。）２１０ａを吐出する複数のインクジェットヘッド２１０と、インクジェットヘッド２１０によって吐出されたＵＶインク２１０ａに紫外線２２０ａを照射するための紫外線照射装置２２０とを搭載しているキャリッジ２３０を備えている。
【００６９】
なお、図７においては、インクジェットヘッド２１０が１つしか描かれていない。しかしながら、実際には、３Ｄプリンター２００は、例えば、ＵＶインク２１０ａの種類毎にインクジェットヘッド２１０を備えていても良い。
【００７０】
ＵＶインク２１０ａとしては、例えば、三次元造形物の殻部の材料になる造形インクと、造形インクによって任意の形状の殻部を形成するために殻部を支持するサポート部の材料になるサポートインクとが存在する。造形インクとしては、殻部の表面部分を形成するカラーインクと、カラーインクによる発色のために殻部の内部を形成する白インクとが存在しても良い。サポートインクは、例えば、水などの特定の液体によって容易に除去されることが可能なインクである。３Ｄプリンター２００において、サポート部は、殻部に対して鉛直方向における下側や水平方向に形成される。例えば、サポート部は、殻部がオーバーハング部を備える場合に、オーバーハング部に対して鉛直方向における下側に形成されてオーバーハング部を支持する。
【００７１】
３Ｄプリンター２００は、インクジェットヘッド２１０によって吐出されて紫外線照射装置２２０による紫外線２２０ａによって硬化されたＵＶインク２１０ａによって形成される殻部やサポート部を支持する支持面２４０ａが形成されている台２４０を備えている。
【００７２】
支持面２４０ａは、矢印２００ｂで示す水平方向に延在している。
【００７３】
キャリッジ２３０および台２４０の一方は、他方に対して水平方向に相対移動可能である。
【００７４】
例えば、キャリッジ２３０は、水平方向のうち主走査方向に移動可能に図示していない機構によって支持されていることによって、台２４０に対して主走査方向に相対移動可能である。なお、以下においては、キャリッジ２３０が主走査方向に移動することによって台２４０に対して主走査方向に相対移動する例について説明するが、台２４０が主走査方向に移動することによってキャリッジ２３０に対して主走査方向に相対移動しても良いし、キャリッジ２３０および台２４０がそれぞれ主走査方向に移動することによってキャリッジ２３０および台２４０の一方が他方に対して主走査方向に相対移動しても良い。
【００７５】
また、キャリッジ２３０は、水平方向のうち主走査方向に直交する副走査方向に移動可能に図示していない機構によって支持されていることによって、台２４０に対して副走査方向に相対移動可能である。なお、以下においては、キャリッジ２３０が副走査方向に移動することによって台２４０に対して副走査方向に相対移動する例について説明するが、台２４０が副走査方向に移動することによってキャリッジ２３０に対して副走査方向に相対移動しても良いし、キャリッジ２３０および台２４０がそれぞれ副走査方向に移動することによってキャリッジ２３０および台２４０の一方が他方に対して副走査方向に相対移動しても良い。
【００７６】
キャリッジ２３０および台２４０の一方は、他方に対して鉛直方向に相対移動可能である。例えば、台２４０は、鉛直方向に移動可能に図示していない機構によって支持されていることによって、キャリッジ２３０に対して鉛直方向に相対移動可能である。なお、以下においては、台２４０が鉛直方向に移動することによってキャリッジ２３０に対して鉛直方向に相対移動する例について説明するが、キャリッジ２３０が鉛直方向に移動することによって台２４０に対して鉛直方向に相対移動しても良いし、キャリッジ２３０および台２４０がそれぞれ鉛直方向に移動することによってキャリッジ２３０および台２４０の一方が他方に対して鉛直方向に相対移動しても良い。
【００７７】
図８は、３Ｄプリンター２００のブロック図である。
【００７８】
図８に示すように、３Ｄプリンター２００は、キャリッジ２３０を主走査方向に移動させる主走査方向移動装置２５１と、キャリッジ２３０を副走査方向に移動させる副走査方向移動装置２５２と、台２４０を鉛直方向に移動させる鉛直方向移動装置２５３と、ＬＡＮなどのネットワークを介さずに有線または無線で直接に、または、ネットワークを介して、外部の装置と通信を行う通信デバイスである通信部２５４と、３Ｄプリンター２００全体を制御する制御部２５５とを備えている。
【００７９】
制御部２５５は、例えば、ＣＰＵと、プログラムおよび各種のデータを予め記憶しているＲＯＭと、ＣＰＵの作業領域として用いられるＲＡＭとを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行するようになっている。
【００８０】
制御部２５５は、通信部２５４を介して入力された３Ｄデータに基づいて、インクジェットヘッド２１０、紫外線照射装置２２０、主走査方向移動装置２５１、副走査方向移動装置２５２および鉛直方向移動装置２５３を制御する。具体的には、制御部２５５は、副走査方向移動装置２５２によって台２４０に対する副走査方向におけるキャリッジ２３０の位置を変更する度に、主走査方向移動装置２５１によって主走査方向にキャリッジ２３０を移動させながら、インクジェットヘッド２１０および紫外線照射装置２２０によって造形インクやサポートインクによる水平方向に延在する層を形成する。そして、制御部２５５は、鉛直方向移動装置２５３によってキャリッジ２３０に対する鉛直方向における台２４０の位置を変更する度に、上述した動作を繰り返すことによって、造形インクやサポートインクによる水平方向に延在する層を鉛直方向に積層して、台２４０上に殻部やサポート部を形成する。
【００８１】
殻部を製造する作業者（以下「殻部製造者」という。）は、サポート部が付された殻部が形成された場合、殻部からサポート部を除去することによって、殻部を得ることができる。なお、充填材導入口や気体排出口として利用される穴の少なくとも一部は、サポート材を殻部の空洞内から排出するためのサポート材排出口として利用されても良い。
【００８２】
図９は、右脚部分６０の殻部１１の各パーツの正面断面図である。
【００８３】
殻部製造者は、以上のような３Ｄプリンター２００による三次元印刷によって、例えば、図９に示すような殻部１１のパーツを製造する。
【００８４】
なお、図９においては、右脚部分６０の殻部１１のパーツを示しているが、胴体部分２０、頭部分３０、右腕部分４０、左腕部分５０および左脚部分７０の殻部１１のパーツについても同様である。
【００８５】
次に、三次元造形物の製造方法について説明する。
【００８６】
以上のようにして３Ｄプリンター２００による三次元印刷によって得た殻部１１のパーツは、三次元造形物の設置場所に運搬される。
【００８７】
図１０は、パーツ同士が組み合わせられた状態での右脚部分６０の殻部１１の正面断面図である。
【００８８】
三次元造形物を製造する作業者（以下「造形物製造者」という。）は、以上のようにして３Ｄプリンター２００による三次元印刷によって得た殻部１１のパーツ同士を組み合わせることによって、図１０に示すように右脚部分６０の殻部１１を組み立てる。なお、造形物製造者は、胴体部分２０、頭部分３０、右腕部分４０、左腕部分５０および左脚部分７０の殻部１１についても、右脚部分６０の殻部１１と同様に組み立てる。
【００８９】
図１１は、空洞１１ａ内に充填材１２が導入された状態での右脚部分６０の殻部１１の正面断面図である。
【００９０】
充填作業者（造形物製造者）は、右脚部分６０の殻部１１が組み立てられた後、図１１に示すように、右脚部分６０の殻部１１の穴６０ａから殻部１１の空洞１１ａ内に充填材１２を導入する。なお、造形物製造者は、胴体部分２０、頭部分３０、右腕部分４０、左腕部分５０および左脚部分７０の殻部１１についても、右脚部分６０の殻部１１と同様に、殻部１１の穴から殻部１１の空洞１１ａ内に充填材１２を導入する。充填材１２は、殻部１１の穴から殻部１１の空洞１１ａ内に導入されると、発泡して空洞１１ａ内で体積が増える。
【００９１】
図１２は、蓋６０ｂが取り付けられる前の右脚部分６０の正面断面図である。
【００９２】
造形物製造者は、殻部１１の穴６０ａから殻部１１の空洞１１ａ内に充填材１２を導入した後、穴６０ａから殻部１１の外部に出ている充填材１２を切り取るなどして図１２に示すように除去する。なお、造形物製造者は、胴体部分２０、頭部分３０、右腕部分４０、左腕部分５０および左脚部分７０についても、右脚部分６０と同様に、穴から殻部１１の外部に出ている充填材１２を除去する。
【００９３】
図１３は、右脚部分６０の正面断面図である。
【００９４】
造形物製造者は、穴６０ａから殻部１１の外部に出ている充填材１２を除去した後、図１３に示すように穴６０ａ内に蓋６０ｂを取り付けて右脚部分６０を完成させる。なお、造形物製造者は、胴体部分２０、頭部分３０、右腕部分４０、左腕部分５０および左脚部分７０についても、右脚部分６０と同様に、穴内に蓋を取り付けて完成させる。
【００９５】
最後に、造形物製造者は、図２に示すように、胴体部分２０、頭部分３０、右腕部分４０、左腕部分５０、右脚部分６０および左脚部分７０を組み合わせて三次元造形物１０を完成させる。
【００９６】
なお、造形物製造者は、三次元造形物１０を設置した後、各パーツに分離することができる。造形物製造者は、分離した状態の各パーツを保管場所に運搬して保管しても良いし、分離した状態の各パーツを新たな設置場所に運搬して再び組み合わせることによって三次元造形物１０を新たな設置場所に設置しても良い。
【００９７】
以上に説明したように、三次元造形物１０は、殻部１１の空洞１１ａに殻部１１より比重が小さい充填材１２が充填されることによって軽量化されるので、大型であっても運搬時や設置時の取り扱いを従来より容易化することができる。
【００９８】
三次元造形物１０は、複数のパーツに分割されることによって小分けされることが可能であるので、大型であっても運搬時や設置時の取り扱いを容易化することができる。
【００９９】
なお、三次元造形物１０は、複数のパーツに分割されない構成であっても良い。
【０１００】
三次元造形物１０は、殻部１１の空洞１１ａに充填材１２が充填されていない状態で殻部１１が運搬されて、殻部１１の運搬後に殻部１１の充填材導入口から殻部１１の空洞１１ａ内に充填材１２が導入されることが可能であるので、大型であっても運搬時や設置時の取り扱いを容易化することができる。
【０１０１】
なお、三次元造形物１０は、充填材１２を空洞１１ａに充填する際に空洞１１ａ内の気体を空洞１１ａ外に排出するための気体排出口が形成されているので、殻部１１の充填材導入口から殻部１１の空洞１１ａ内に充填材１２が導入されても、空洞１１ａ内の気体の圧力が向上することを抑えることができる。したがって、三次元造形物１０は、空洞１１ａ内の気体の圧力の向上によって殻部１１に変形や破損が生じることを抑えることができる。なお、空洞１１ａ内の気体の圧力の向上を抑える効果は、充填材１２が発泡タイプである場合に顕著である。
【０１０２】
三次元造形物１０は、サポート材排出口が充填材導入口および気体排出口の少なくとも一方を兼ねる場合、サポート材排出口を充填材導入口および気体排出口とは別に設ける構成と比較して、構成を簡略化することができる。
【０１０３】
モデリングソフトウェア１２４ａを実行するコンピューター１２０は、充填材１２の必要量を表示部１２２を介して通知するので、適切な量の充填材１２を充填作業者に用意させることができ、利便性を向上することができる。
【０１０４】
モデリングソフトウェア１２４ａを実行するコンピューター１２０は、充填材導入口から空洞１１ａ内に充填材１２が導入される場合に空洞１１ａにおいて充填材１２が行き渡らない箇所を特定し、特定した箇所を殻部の一部として３Ｄデータを変更したり、特定した箇所に充填材を行き渡らせる充填材導入口の構成に３Ｄデータを変更したりすることによって、充填材導入口から空洞１１ａ内に充填材１２が導入される場合に空洞１１ａにおいて充填材１２が行き渡るようにすることができる。すなわち、コンピューター１２０は、充填材導入口から殻部１１の空洞１１ａ内に充填材１２が導入される場合に殻部１１の空洞１１ａにおいて充填材１２が行き渡るように殻部１１の３Ｄデータを生成することができる。したがって、コンピューター１２０は、製造される三次元造形物１０の品質を向上することができる。
【０１０５】
なお、三次元造形物１０は、以上において３Ｄプリンター２００による三次元印刷によって製造されるが、例えば、ＦＤＭ（Ｆｕｓｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）方式、粉体方式、光造形（液体の充填された容器にレーザ光をスポット照射して造形）など、３Ｄプリンター２００による三次元印刷以外の方法で製造されても良い。
【０１０６】
また、人の模型は、三次元造形物１０の一例である。本実施の形態に係る三次元造形物は、人の模型以外の様々な物であっても良い。
【符号の説明】
【０１０７】
１０  三次元造形物
１１  殻部
１１ａ  空洞
１２  充填材
２０  胴体部分（パーツ）
２１、２２、２３、２４、２５  パーツ
３０  頭部分（パーツ）
３１、３２  パーツ
４０  右腕部分（パーツ）
４１、４２、４３  パーツ
５０  左腕部分（パーツ）
５１、５２、５３  パーツ
６０  右脚部分（パーツ）
６０ａ  穴（充填材導入口、気体排出口、サポート材排出口）
６１、６２、６３、６４  パーツ
７０  左脚部分（パーツ）
７１、７２、７３、７４  パーツ
１２０  コンピューター
１２４ａ  モデリングソフトウェア（３Ｄデータ生成プログラム）
１２５ａ  ３Ｄデータ生成手段
１２５ｂ  充填材必要量通知手段
【図１】
2018034410.tif 000003
【図２】
2018034410.tif 000004
【図３】
2018034410.tif 000005
【図４】
2018034410.tif 000006
【図５】
2018034410.tif 000007
【図６】
2018034410.tif 000008
【図７】
2018034410.tif 000009
【図８】
2018034410.tif 000010
【図９】
2018034410.tif 000011
【図１０】
2018034410.tif 000012
【図１１】
2018034410.tif 000013
【図１２】
2018034410.tif 000014
【図１３】
2018034410.tif 000015