(57)【要約】 【課題】サポート材使用の煩雑さから解放されることが出来る三次元形状造形物の製造方法を提供しようとするもの。 【解決手段】材料粒状体を面状に供給する工程と、前記材料粒状体を部分的に固化する工程とを繰り返すことにより材料粒状体を層状に積層・固化した後、固化していない材料粒状体を除去するようにした。材料粒状体を層状に積層・固化した後、固化していない材料粒状体を除去するようにしたので、層状に積層・固化された材料粒状体自体が空間支持体になってサポート材が不要となる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料粒状体を面状に供給する工程と、前記材料粒状体を部分的に固化する工程とを繰り返すことにより材料粒状体を層状に積層・固化した後、固化していない材料粒状体を除去するようにしたことを特徴とする三次元形状造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、サポート材不要の三次元形状造形物の製造方法に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
従来、立体造形物を作製する三次元造形装置及び造形方法に係る提案があった（特許文献１）。 
すなわち、三次元造形する方法として、インクジェット方式で固体インクを用いて三次元造形する方法が知られている。また、サポート材に固体インクを使用し、モデル材（造形材）にＵＶインクを用いて製品化するといった報告がなされている。  これまで、モデル材及びサポート材を用いて造形する三次元造形方法においては、製品となるモデル材を取り出すため、モデル材の周囲に存在する全サポート材を、有機溶媒を用いて溶解させるか、もしくは加熱して融解させなければならなかった。  例えば、まず、サポート材用ノズルから固体インクを吐出させ、次いでモデル用ノズルからモデル材を吐出させる。そして、再度、サポート材用ノズルから固体インクを吐出させる。この工程を走査して、平面内に厚み数１０μｍの２．５次元の図形を描写させる。これを垂直軸方向に積層させて立体モデルを作製する。その後、モデル材と不用となるサポート材とを分離する。通常、サポート材は溶融させるか、薬液によって除去されるが、除去できなかった分は手作業で掻き取らなければならない。  しかしながら、昨今の環境負荷低減が叫ばれている状況下では、溶剤の使用を極力押さえこまなければならず、かつ省エネルギにも最大限注意を払わねばならなくなってきている。更に、手で掻き取るという効率の悪さを解消しない限り、三次元造形装置の普及は見込めない。  以上より、従来提案は、三次元造形を行なった後、容易にモデル材とサポート材を分離させ得るアイディアの創生を課題とする。  市販のインクジェットプリンタに見られるように当プリンタは４色から７色まで自由に吐出できる。このようにインクジェットは、特性の異なる液体を容易に吐出できる。この特徴を利用して、サポート材とモデル材の間に、離型性の特性を持った第２のサポート材を吐出、積層させた積層サポート材を考案し、従来のサポート材を全部融解又は溶解することなく、モデル材とサポート材の分離を容易にするものであり、三次元造形法の最終工程であるモデル材とサポート材との分離を簡易化できる、というものである。
しかし、前記従来提案ではサポート材使用の煩雑さから解放されていないという問題があった。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2004-255839公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこでこの発明は、サポート材使用の煩雑さから解放されることが出来る三次元形状造形物の製造方法を提供しようとするものである。 
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。 
この発明の三次元形状造形物の製造方法は、材料粒状体を面状に供給する工程と、前記材料粒状体を部分的に固化する工程とを繰り返すことにより材料粒状体を層状に積層・固化した後、固化していない材料粒状体を除去するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
ここで、前記三次元形状造形物として、建築物、家屋、机、キャビネット、電極ユニットなどを例示できる。
前記材料粒状体の材質として、廃プラスチック、発泡スチロール、パルプ、のこ屑、炭、活性炭、火山灰（シラスなど）、シリカ、アルミナ、石灰、セメント、玄武岩、金属パウダー（鉄粉、アルミ粉、チタン粉）、海砂、川砂などを例示できる。
前記材料粒状体の形状として、球状、ビーズ状、金平糖状などを例示できる。
前記材料粒状体を部分的に固化する方法として、三次元形状造形物の立体構造の断面データに沿って接着剤を吐出して固化していくことを例示できる。前記接着剤として、速乾性のものを例示できる。
また、材料粒状体を部分的に固化する方法として、UV硬化型の材料粒状体に対して紫外線を照射することを例示できる。さらに、レーザーを照射して材料粒状体を溶融固化することが出来る。また、熱線を照射して材料粒状体を溶解固化することが出来る。
固化していない材料粒状体を除去する方法として、バキュームで吸い込んだり、高圧エアーで飛ばすことを例示できる。このようにして回収した材料粒状体は、再度利用することが出来る。
【０００７】
この三次元形状造形物の製造方法は、材料粒状体を面状に供給する工程と、前記材料粒状体を部分的に固化する工程とを繰り返すようにしたので、これにより三次元形状造形物の立体構造を製造していくことが出来る。
また、材料粒状体を層状に積層・固化した後、固化していない材料粒状体を除去するようにしたので、層状に積層された材料粒状体自体が固化していない部分も含めて空間支持体になってサポート材が不要となる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。 
層状に積層された材料粒状体自体が固化していない部分も含めて空間支持体になってサポート材が不要となるので、サポート材使用の煩雑さから解放されることが出来る三次元形状造形物の製造方法を提供することが出来る。 
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１０】
この実施形態の三次元形状造形物の製造方法は、材料粒状体を面状に供給する工程と、前記材料粒状体を部分的に固化する工程とを繰り返すことにより材料粒状体を層状に積層・固化した後、固化していない材料粒状体を除去した。
【００１１】
ここで、前記三次元形状造形物として、建築物、家屋、机、キャビネット、電極ユニットを製造した。
前記材料粒状体の材質として、廃プラスチック、発泡スチロール、パルプ、のこ屑、炭、活性炭、火山灰（シラスなど）、シリカ、アルミナ、石灰、セメント、玄武岩、金属パウダー（鉄粉、アルミ粉、チタン粉）、海砂、川砂を使用した。
具体的には、140μmの材料粒状体2層（280μm）を1分で面状にし、この材料粒状体を三次元形状造形物の立体構造の断面データに沿って接着剤を吐出して部分的に固化する工程とを繰り返すことにより、電極ユニットを製造した。
前記材料粒状体の形状として、球状、ビーズ状、金平糖状などを使用した。
前記材料粒状体を部分的に固化する方法として、三次元形状造形物の立体構造の断面データに沿って接着剤を吐出して固化していった。前記接着剤として、速乾性のものを使用した。
固化していない材料粒状体を除去する方法として、バキュームで吸い込んだ。このようにして回収した材料粒状体は、再度利用した。
【００１２】
次に、この実施形態の三次元造形方法使用状態を説明する。 
この三次元形状造形物の製造方法は、材料粒状体を面状に供給する工程と、前記材料粒状体を部分的に固化する工程とを繰り返すようにしたので、これにより三次元形状造形物の立体構造を製造していくことが出来る。
また、材料粒状体を層状に積層・固化した後、最後に固化していない材料粒状体を除去するようにしたので、層状に積層された材料粒状体自体が固化していない部分も含めて空間支持体になってサポート材が不要となり、サポート材使用の煩雑さから解放されることが出来るという利点を有する。
以下、上記実施例と異なる点を説明する。
【実施例２】
【００１３】
材料粒状体を部分的に固化する方法として、UV硬化型の材料粒状体に対して紫外線を照射した。
【実施例３】
【００１４】
レーザーを照射して材料粒状体を溶融固化した。
【実施例４】
【００１５】
熱線を照射して材料粒状体を溶解固化した。
【実施例５】
【００１６】
固化していない材料粒状体を除去する方法として、高圧エアーで飛ばした。このようにして回収した材料粒状体は、再度利用した。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
サポート材使用の煩雑さから解放されることが出来ることによって、製造、建築その他の種々の三次元形状造形物の製造方法の用途に適用することができる。