(57)【要約】      （修正有）【課題】強度のある立体物を簡易かつ高速に製造可能な立体物製造方法を提供する。【解決手段】第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間に中間シート２６を挟んで積層して、中間シート２６を、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の周縁２９、３０よりも内側の主領域、及びその主領域に連続する周縁間２９、３０の領域の一部の入口領域に配置するステップと、加熱により、周縁２９、３０同士を一部の領域を除いて接合させて、周縁２９、３０の入口領域を気体入口４とするステップと、気体入口４から第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間に気体を導入して、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間に間隙部３を設けるステップと、間隙部３を設けた状態で冷却して、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を固化するステップと、を含む、立体物の製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１樹脂シート、前記第１樹脂シートと対をなす形状及び大きさの第２樹脂シート、前記第１樹脂シートと前記第２樹脂シートとが熱溶着する熱溶着温度において、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートとは熱溶着しない中間シートを用意するステップと、
前記第１樹脂シートと前記第２樹脂シートとの間に前記中間シートを挟んで積層して、前記中間シートを、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの周縁よりも内側の主領域、及び該主領域に連続する前記周縁間の領域の一部の入口領域に配置するステップと、
加熱により、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートを軟化させ、前記周縁同士を一部の領域を除いて接合させて、前記周縁の前記入口領域を気体入口とするステップと、
前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートが軟化している状態で、前記気体入口から前記第１樹脂シートと前記第２樹脂シートとの間に気体を導入して、前記第１樹脂シートと前記第２樹脂シートとの間に間隙部を設けるステップと、
前記間隙部を設けた状態で冷却して、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートを固化するステップと、
を含むことを特徴とする立体物製造方法。
【請求項２】
前記中間シートは、切り欠き及び穴の少なくともいずれかを有していることを特徴とする請求項１に記載の立体物製造方法。
【請求項３】
前記用意するステップにおいて、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの軟化点よりも耐熱温度が高い凸部形成用シートを更に用意し、
前記積層するステップにおいて、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの少なくとも一方の外面に、切り欠き及び穴の少なくともいずれかを有する前記凸部形成用シートを貼り付けられた状態とすることを特徴とする請求項１または２に記載の立体物製造方法。
【請求項４】
前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの少なくとも一方の外面には、穴が形成されており、
前記用意するステップにおいて、前記穴を塞ぐ形状及び大きさの穴塞ぎ用シートを更に用意し、
前記積層するステップにおいて、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの前記穴が形成されている外面に、前記穴を塞ぐように前記穴塞ぎ用シートを貼り付け、
前記固化させるステップの後に、前記穴塞ぎ用シートを剥がすステップを更に含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の立体物製造方法。
【請求項５】
前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの少なくとも一部は、一方向に延びており、延び方向に沿った２つの側辺の一方にのみ複数の切り欠きを有する櫛状部を形成していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の立体物製造方法。
【請求項６】
前記用意するステップにおいて、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの軟化点よりも軟化点が高い剛性部材を更に用意し、
前記積層するステップにおいて、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの一方の外面のうちの、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの間の前記間隙部を形成する部分と、前記周縁を形成する部分との両方にまたがって前記剛性部材を更に積層し、
前記加熱するステップにおいて、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの一方と前記剛性部材とを接合させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の立体物製造方法。
【請求項７】
前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートは、熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の立体物製造方法。
【請求項８】
前記積層するステップの後、前記加熱するステップの前に、前記第１樹脂シートの外面に導電性インクにより面状発熱体を形成するステップを更に含み、
前記加熱するステップは、前記面状発熱体で加熱することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の立体物製造方法。
【請求項９】
互いの間に間隙部と気体入口とを有するように、それぞれの周縁同士を一部の領域を除いて互いに接合した第１樹脂部材及び第２樹脂部材と、
前記第１樹脂部材と前記第２樹脂部材との間の前記間隙部であって、前記第１樹脂部材及び前記第２樹脂部材の周縁よりも内側の前記間隙部の一部に定義される主領域及び前記気体入口側の前記間隙部の一部に定義される入口領域に配置された中間部材とを備え、
前記第１樹脂部材及び前記第２樹脂部材は、熱可塑性樹脂を含み、
前記中間部材は、前記第１樹脂部材と前記第２樹脂部材とが熱溶着する熱溶着温度において、前記第１樹脂部材及び前記第２樹脂部材とは熱溶着しないことを特徴とする立体物。
【請求項１０】
第１樹脂シートと第２樹脂シートとの周縁同士を一部の領域を除いて接合し、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの間に気体を導入して立体物を製造する際に、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの側辺の少なくとも一部に設けられる櫛状部を構成する複数の切り欠きのパターンを生成する立体物製造支援装置であって、
前記櫛状部間において、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの間に配置される中間シートの最小幅と最大幅との比率、及び前記切り欠きの数に基づいて、前記パターンを生成するパターン生成部を備えることを特徴とする立体物製造支援装置。
【請求項１１】
前記比率、前記切り欠きの数、及び前記立体物の曲げ角度のいずれか２つに基づいて、残りの１つを算出する算出部と、
前記算出部による算出結果の情報を提供する情報提供部とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の立体物製造支援装置。
【請求項１２】
第１樹脂シートと第２樹脂シートとの周縁同士を一部の領域を除いて接合し、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの間に気体を導入して、間隙部を有する風船状の立体物を製造する際に、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの外面のうちの、前記間隙部を形成する部分と、前記周縁を形成する部分との両方にまたがって設けられる一対の剛性部材のパターンを生成する立体物製造支援装置であって、
前記一対の剛性部材間の距離に基づいて、前記パターンを生成するパターン生成部を備えることを特徴とする立体物製造支援装置。
【請求項１３】
前記一対の剛性部材間の距離、及び前記立体物の曲げ角度のいずれか一方に基づいて、他方を算出する算出部と、
前記算出部による算出結果の情報を提供する情報提供部と、
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の立体物製造支援装置。
【請求項１４】
第１樹脂シートと第２樹脂シートとの周縁同士を一部の領域を除いて接合し、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの間に気体を導入して立体物を製造する際に、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの側辺の少なくとも一部に設けられる櫛状部を構成する複数の切り欠きのパターンを生成する立体物製造支援装置が備えたプロセッサに実行させる立体物製造支援プログラムであって、
前記プロセッサのパターン生成部に、櫛状部に配置する中間シートの最小幅と最大幅との比率、及び前記切り欠きの数に基づいて、前記パターンを生成させる命令
を含む一連の処理を前記プロセッサに実行させることを特徴とする立体物製造支援プログラム。
【請求項１５】
第１樹脂シートと第２樹脂シートとの周縁同士を一部の領域を除いて接合し、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの間に気体を導入して、間隙部を有する風船状の立体物を製造する際に、前記第１樹脂シート及び前記第２樹脂シートの外面のうちの、前記間隙部を形成する部分と、前記周縁を形成する部分との両方にまたがって設けられる一対の剛性部材のパターンを生成する立体物製造支援装置が備えたプロセッサに実行させる立体物製造支援プログラムであって、
前記プロセッサのパターン生成部に、前記一対の剛性部材間の距離、及び前記立体物の曲げ角度に基づいて、前記パターンを生成させる命令
を含む一連の処理を前記プロセッサに実行させることを特徴とする立体物製造支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体物製造方法、立体物、立体物製造支援装置及び立体物製造支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を溶かして円筒状のパリソンを形成するとともに、パリソン内部に空気を導入してパリソンを膨らませ、パリソンの外面を金型の内面に密着させて、立体物を製造するブロー成形が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載のブロー成形では強度のある立体物を製造可能となっている。
しかしながら、特許文献１に記載のブロー成形では、立体物を製造するためには、立体物の金型を作成することが必要となるため、立体物を簡易かつ高速に製造できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７―１３６７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記のような課題に着目したもので、強度のある立体物を簡易かつ高速に製造可能な立体物製造方法、立体物、立体物製造支援装置及び立体物製造支援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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、（ａ）第１樹脂シート、第１樹脂シートと対をなす形状及び大きさの第２樹脂シート、第１樹脂シートと第２樹脂シートとが熱溶着する熱溶着温度において、第１樹脂シート及び第２樹脂シートとは熱溶着しない中間シートを用意するステップと、（ｂ）第１樹脂シートと第２樹脂シートとの間に中間シートを挟んで積層して、中間シートを、第１樹脂シート及び第２樹脂シートの周縁よりも内側の主領域、及び主領域に連続する周縁間の領域の一部の入口領域に配置するステップと、（ｃ）加熱により、第１樹脂シート及び第２樹脂シートを軟化させ、周縁同士を一部の領域を除いて接合させて、周縁の入口領域を気体入口とするステップと、（ｄ）第１樹脂シート及び第２樹脂シートが軟化している状態で、気体入口から第１樹脂シートと第２樹脂シートとの間に気体を導入して、第１樹脂シートと第２樹脂シートとの間に間隙部を設けるステップと、（ｅ）間隙部を設けた状態で冷却して、第１樹脂シート及び第２樹脂シートを固化するステップと、を含む立体物製造方法であることを要旨とする。
【０００６】
また、本発明の他の態様は、（ａ）互いの間に間隙部と気体入口とを有するように、それぞれの周縁同士を一部の領域を除いて互いに接合した第１樹脂部材及び第２樹脂部材と、（ｂ）第１樹脂部材と第２樹脂部材との間の間隙部であって、第１樹脂部材及び第２樹脂部材の周縁よりも内側の間隙部の一部に定義される主領域及び気体入口側の間隙部の一部に定義される入口領域に配置された中間部材とを備え、（ｃ）第１樹脂部材及び第２樹脂部材は、熱可塑性樹脂を含み、（ｄ）中間部材は、第１樹脂部材と第２樹脂部材とが熱溶着する熱溶着温度において、第１樹脂部材及び第２樹脂部材とは熱溶着しない立体物であることを要旨とする。
【０００７】
さらに、本発明の他の態様は、（ａ）第１樹脂シートと第２樹脂シートとの周縁同士を一部の領域を除いて接合し、第１樹脂シート及び第２樹脂シートの間に気体を導入して立体物を製造する際に、第１樹脂シート及び第２樹脂シートの側辺の少なくとも一部に設けられる櫛状部を構成する複数の切り欠きのパターンを生成する立体物製造支援装置であって、（ｂ）櫛状部間において、第１樹脂シート及び第２樹脂シートの間に配置される中間シートの最小幅と最大幅との比率、及び切り欠きの数に基づいて、パターンを生成するパターン生成部を備える立体物製造支援装置であることを要旨とする。
【０００８】
また、本発明の他の態様は、（ａ）第１樹脂シートと第２樹脂シートとの周縁同士を一部の領域を除いて接合し、第１樹脂シート及び第２樹脂シートの間に気体を導入して、間隙部を有する風船状の立体物を製造する際に、第１樹脂シート及び第２樹脂シートの外面のうちの、間隙部を形成する部分と、周縁を形成する部分との両方にまたがって設けられる一対の剛性部材のパターンを生成する立体物製造支援装置であって、（ｂ）一対の剛性部材間の距離に基づいて、パターンを生成するパターン生成部を備える立体物製造支援装置であることを要旨とする。
【０００９】
さらに、本発明の他の態様は、（ａ）第１樹脂シートと第２樹脂シートとの周縁同士を一部の領域を除いて接合し、第１樹脂シート及び第２樹脂シートの間に気体を導入して立体物を製造する際に、第１樹脂シート及び第２樹脂シートの側辺の少なくとも一部に設けられる櫛状部を構成する複数の切り欠きのパターンを生成する立体物製造支援装置が備えたプロセッサに実行させる立体物製造支援プログラムであって、（ｂ）プロセッサのパターン生成部に、櫛状部に配置する中間シートの最小幅と最大幅との比率、及び切り欠きの数に基づいて、パターンを生成させる命令を含む一連の処理をプロセッサに実行させる立体物製造支援プログラムであることを要旨とする。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、（ａ）第１樹脂シートと第２樹脂シートとの周縁同士を一部の領域を除いて接合し、第１樹脂シート及び第２樹脂シートの間に気体を導入して、間隙部を有する風船状の立体物を製造する際に、第１樹脂シート及び第２樹脂シートの外面のうちの、間隙部を形成する部分と、周縁を形成する部分との両方にまたがって設けられる一対の剛性部材のパターンを生成する立体物製造支援装置が備えたプロセッサに実行させる立体物製造支援プログラムであって、（ｂ）プロセッサのパターン生成部に、一対の剛性部材間の距離及び立体物の曲げ角度に基づいて、パターンを生成させる命令を含む一連の処理をプロセッサに実行させる立体物製造支援プログラムであることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１樹脂シート、第２樹脂シート及び中間シートを積層してなる積層シートの形成、積層シートの加熱、積層シート内部への気体導入、積層シートの冷却を行うことで、積層シートが膨らんだ状態で固化されてなる立体物を形成できる。そのため、強度のある立体物を簡易かつ迅速に形成可能な立体物製造方法、立体物、立体物製造支援装置及び立体物製造支援プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る立体物を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ断面における断面図である。
【図２】立体物製造方法を示す図であって、（ａ）は多層シートを形成する工程を示す斜視図であり、（ｂ）はデザインパターンを示す平面図であり、（ｃ）は多層シートから第１樹脂シート等を切り出す工程を示す平面図である。
【図３】立体物製造方法を示す図であって、（ａ）は積層シートを形成する工程を示す斜視図であり、（ｂ）は積層シートを加熱して軟化させる工程を示す斜視図であり、（ｃ）は軟化した積層シートを膨らませる工程を示す斜視図である。
【図４】立体物の圧縮方法を示す図であって、（ａ）は立体物を加熱して軟化させる工程を示す斜視図であり、（ｂ）は圧縮された立体物を示す斜視図であり、（ｃ）は（ｂ）のＢ断面における断面図である。
【図５】立体物の展開方法を示す図であって、（ａ）は立体物を加熱して軟化させる工程を示す斜視図であり、（ｂ）は軟化した立体物を膨らませる工程を示す斜視図であり、（ｃ）は（ｂ）のＣ断面における断面図である。
【図６】立体物製造方法の変形例を示す斜視図である。
【図７】立体物製造方法の変形例を示す斜視図である。
【図８】立体物製造方法の変形例を示す斜視図である。
【図９】立体物製造方法の変形例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る立体物を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ断面における断面図である。
【図１１】立体物製造方法を示す図であって、（ａ）は多層シートから第１樹脂シート等を切り出す工程を示す平面図であり、（ｂ）は積層シートを加熱して軟化させる工程を示す斜視図であり、（ｃ）は（ｂ）のＥ断面における断面図である。
【図１２】立体物製造方法の変形例を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る立体物を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ断面における断面図である。
【図１４】立体物製造方法を示す図であって、（ａ）は多層シートを形成する工程を示す斜視図であり、（ｂ）は多層シートから第１樹脂シート等を切り出す工程を示す平面図であり、（ｃ）は積層シートを形成する工程を示す斜視図である。
【図１５】立体物製造方法を示す図であって、（ａ）は軟化した積層シートを膨らませる工程を示す斜視図であり、（ｂ）は第１樹脂シートから凸部形成用シートを剥がす工程を示す斜視図である。
【図１６】立体物製造方法の変形例を示す斜視図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る立体物を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＧ断面における断面図である。
【図１８】立体物製造方法を示す図であって、（ａ）は多層シートから第１樹脂シート等を切り出す工程を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＨ断面における断面図であり、（ｃ）は積層シートを形成する工程を示す斜視図である。
【図１９】立体物製造方法を示す図であって、（ａ）は軟化した積層シートを膨らませる工程を示す斜視図であり、（ｂ）は第１樹脂シートから穴塞ぎ用シートを剥がす工程を示す斜視図である。
【図２０】立体物の圧縮方法を示す図であって、（ａ）は立体物を加熱して軟化させる工程を示す斜視図であり、（ｂ）は圧縮された立体物を示す斜視図であり、（ｃ）は（ｂ）のＩ断面における断面図である。
【図２１】立体物の展開方法を示す図であって、（ａ）は立体物を加熱して軟化させる工程を示す斜視図であり、（ｂ）は軟化した立体物を膨らませる工程を示す斜視図であり、（ｃ）は（ｂ）のＪ断面における断面図である。
【図２２】立体物の使用例を示す斜視図である。
【図２３】立体物の使用例を示す図であり、（ａ）は立体物を積み重ねる前を示す斜視図であり、（ｂ）は積み重ねた後を示す斜視図である。
【図２４】本発明の第５実施形態に係る立体物を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ線での断面図である。
【図２５】立体物製造支援装置の内部構成を示す構成図である。
【図２６】立体物製造支援プログラムを示すフローチャートである。
【図２７】画像データを説明するための説明図である。
【図２８】実験結果を示す画像である。
【図２９】立体物製造方法を示す図であり、（ａ）は多層シートから第１樹脂シート等を切り出す工程を示す平面図であり、（ｂ）は積層シートを形成する工程を示す平面図であり、（ｃ）は軟化した積層シートを膨らませる工程を示す平面図である。
【図３０】立体物の使用例を示す図及び画像であり、（ａ）は積層シートを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の積層シートを膨らませた立体物の画像である。
【図３１】本発明の第６実施形態に係る立体物を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＬ−Ｌ線での断面図である。
【図３２】立体物製造支援プログラムを示すフローチャートである。
【図３３】画像データを説明するための説明図である。
【図３４】実験結果を示す画像である。
【図３５】立体物製造方法を示す図であり、（ａ）は多層シートから第１樹脂シート等を切り出す工程を示す平面図であり、（ｂ）は積層シートを形成する工程を示す平面図であり、（ｃ）は軟化した積層シートを膨らませる工程を示す平面図である。
【図３６】立体物の使用例を示す図及び画像であり、（ａ）は積層シートを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の積層シートを膨らませた立体物の画像である。
【図３７】立体物の使用例を示す図及び画像であり、（ａ）は積層シートを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の積層シートを膨らませた立体物の画像である。
【図３８】立体物の使用例を示す図及び画像であり、（ａ）は積層シートを示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の積層シートを膨らませた立体物の画像である。
【図３９】立体物の使用例を示す画像であり、（ａ）はトカゲのオブジェ全体の画像であり、（ｂ）は目を拡大して示す画像であり、（ｃ）は足を拡大して示す画像であり、（ｄ）は尻尾を拡大して示す画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の第１〜第６実施形態に係る立体物製造方法、立体物、立体物製造支援装置、及び立体物製造支援プログラムについて、図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に示す第１〜第６実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための方法や装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１４】
（第１実施形態）
（立体物）
本発明の第１実施形態に係る立体物１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、内部に間隙部３を有する扁球状の本体部２と、間隙部３の内部に本体部２に沿って配置された中間部材６とを備えている。本体部２には、本体部２の内部の間隙部３を外部と連結する管状の気体入口４が設けられている。気体入口４は、本体部２の外面から扁球状の本体部２の長径方向に突出している。中間部材６は、間隙部３の内部及び気体入口４内に配置されるように、扁球状の本体部２の短径方向から見た場合に一部が突出した円形状をなしている。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、本体部２及び気体入口４は、互いの間に間隙部３を有するように、互いに対向した椀状の第１樹脂部材（上部部材）９と第２樹脂部材（下部部材）１０とが、周縁７、８で互いに接合されることにより形成されている。第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０との接合方法としては、例えば、分子レベルで接合される熱溶着を用いることができる。また、気体入口４も、第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０とが周縁７、８で互いに接合されることにより形成されている。第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の周縁７、８うちの、気体入口４に対応する部分は開口されている。第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の原料としては、例えば、ＰＥＴ、塩化ビニル等の熱可塑性樹脂を採用できる。さらに、熱可塑性樹脂には、着色剤等の各種添加剤を添加することもできる。
【００１６】
第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の厚さは、例えば、立体物１の強度を考慮して決定してもよい。第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の厚さと、立体物１の強度との関係について実験した結果、例えば、原料がＰＥＴ、直径が８０［mm］、厚さが１［mm］の第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０を用いた場合には、立体物１の破断点は１２６１［Ｎ］となった。また、例えば、原料がＰＥＴ、直径が８０［mm］、厚さが２［mm］の第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０を用いた場合には、立体物１の破断点は２５２６［Ｎ］となった。第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の厚さは、例えば、０．５［mm］とする。
【００１７】
中間部材６は、第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０との間の間隙部３であって、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の周縁７、８よりも内側の間隙部３の一部に定義される主領域及び気体入口４側の間隙部３の一部に定義される入口領域に配置されている。また、中間部材６としては、第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０とが熱溶着する熱溶着温度において、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０と熱溶着しない部材を用いることができる。例えば、紙基材に粘着剤層を設けたマスキングシート、樹脂塗料を塗装して作成した樹脂塗膜、紙を用いることができる。マスキングシートとしては、例えば、複数のマスキングテープを貼り合わせてシート状としたものを用いることができる。マスキングシートを用いる場合、接着剤層を介して、マスキングシートを間隙部３の内の第２樹脂部材１０側の内面に貼り付ける。また、中間部材６の厚さは、例えば、０．０８３［mm］とする。
【００１８】
（立体物製造方法）
・第１樹脂シート１６、第２樹脂シート１８、中間シート２６等を用意するステップ
まず、図２（ａ）に示すように、第１材料シート１３と第２材料シート１４とを用意する。第１材料シート１３は、図１（ａ）（ｂ）に示した第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の材料となるシートである。第１材料シート１３の原料や厚さは、製造対象となる図１（ａ）（ｂ）に示した立体物１の第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の原料や厚さと同一とする。すなわち、第１材料シート１３の原料としては、ＰＥＴ等の熱可塑性樹脂を用いることができる。第１材料シート１３の厚さは、例えば製造対象となる図１（ａ）（ｂ）に示した立体物１の強度を考慮した厚さとしてもよい。例えば０．５［mm］とする。
【００１９】
また、第２材料シート１４は、中間部材６の材料となるシートである。第２材料シート１４の原料や厚さ等は、製造対象となる図１（ａ）（ｂ）に示した立体物１の中間部材６の原料や厚さ等と同一とする。すなわち、第２材料シート１４としては、例えば、図２（ｃ）に対をなすように示した第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とが熱溶着する熱溶着温度において、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８とは熱溶着しないシート状の部材を用いることができる。例えば、マスキングシート、樹脂塗膜、紙等を用いることができる。また、第２材料シート１４の厚さは、例えば、０．０８３［mm］とする。
そして、図２（ａ）に示すように、第１材料シート１３の一方の面に第２材料シート１４の一方の面を貼り付け、互いに異なるシートを積層した多層シート１５を形成する。
【００２０】
続いて、図２（ａ）に示した第２材料シート１４を図２（ｃ）に示したレーザ光２５が発射されてくる方向に向けた状態で、図２（ａ）に示した多層シート１５をレーザーカッター（不図示）の被加工材載置位置にセットする。そして、図２（ｃ）に示したレーザ光２５の照射位置等を制御するためのデザインパターンのデータをレーザーカッターの制御装置の記憶部に入力する。デザインパターンとしては、例えば、図２（ｂ）に示すように、図２（ａ）に示した多層シート１５から図２（ｃ）に示した第１樹脂シート１６を切り出すための切断線（以下、「第１切断線１７」とも呼ぶ）と、図２（ｃ）に示した第２樹脂シート１８を切り出すための切断線（以下、「第２切断線１９」とも呼ぶ）とを表すパターンを用いることができる。第２切断線１９は、第１切断線１７と同一形状とする。
【００２１】
図２（ｃ）に示した第１樹脂シート１６は、図１（ａ）（ｂ）に示した第１樹脂部材９となる樹脂シートである。また、図２（ｃ）に示した第２樹脂シート１８は、図１（ａ）（ｂ）に示した第２樹脂部材１０となる樹脂シートである。図２（ｃ）に示した第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８のそれぞれは、図１（ａ）に示した本体部２を形成する円板状の主部２０、２１と、図２（ｃ）に示した主部２０、２１の外周に設けられ図１（ａ）に示した気体入口４を形成する方形板状の入口部２２、２３とを有している。
【００２２】
また、デザインパターンは、図２（ｂ）に示すように、図２（ａ）に示した多層シート１５から図２（ａ）に示した第２材料シート１４を除去する除去領域２４を表すパターンも含んでいる。除去領域２４としては、例えば、図２（ｃ）に示した第１樹脂シート１６上の領域のうち、製造対象となる図１（ａ）（ｂ）に示した立体物１の中間部材６が配置される領域以外の領域を用いることができる。除去領域２４の輪郭線は、第２切断線１９を半径方向に沿ってオフセットした位置に設けられる。オフセット量としては、例えば、図１（ａ）（ｂ）に対をなして示した第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０との周縁７、８の接合部に穴が開かない程度の距離を用いることができる。例えば３．５［mm］とする。
【００２３】
続いて、レーザーカッターを操作し、図２（ｃ）に示すように、第１切断線１７及び第２切断線１９に従ってレーザ光２５を照射させ、多層シート１５から第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを切り出す。第２樹脂シート１８は、第１樹脂シート１６と対をなす形状及び大きさに形成される。また、除去領域２４に従ってレーザ光２５を照射させ、多層シート１５から第２材料シート１４の一部を除去して中間シート２６を形成する。
【００２４】
そして、図２（ｃ）に示すように、第１樹脂シート１６と、第２樹脂シート１８と、中間シート２６とを形成する。図２（ｃ）に示した中間シート２６は、第２樹脂シート１８の輪郭線から内側に半径方向に沿ってオフセットした領域に形成され、円板状の主部２７と、主部２７の外周に設けられた方形板状の入口部２８とを有している。また、図２（ｃ）に示した中間シート２６は、第２樹脂シート１８に貼り付けられた状態となっている。
【００２５】
・第１樹脂シート１６、第２樹脂シート１８、中間シート２６等を積層するステップ
続いて、図３（ａ）に示すように、第１樹脂シート１６の一方の面と、第２樹脂シート１８の中間シート２６側の面とを対向させて、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを重ねる。その際、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間に中間シート２６を挟んで積層することにより、積層シート３３を形成する。その際、第１樹脂シート１６の主部２０と第２樹脂シート１８の主部２１とが一致するとともに、第１樹脂シート１６の入口部２２と第２樹脂シート１８の入口部２３とが一致するように、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを位置決めする。そして、中間シート２６を、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間の領域であって、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の周縁２９、３０よりも内側の領域に定義される主領域３１、及びその主領域３１に連続する周縁２９、３０間の領域の一部に定義される入口領域３２に配置する。
【００２６】
・第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを接合するステップ
続いて、図３（ｂ）に示すように、積層シート３３全体を加熱し、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を軟化させる。積層シート３３の加熱方法としては、例えば、ヒーター、ヒートガンを用いることができる。例えば、ヒーターで加熱する場合、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８としてＰＥＴ製の樹脂シート（軟化点６８［℃］）を用い、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８のそれぞれの厚さを１［mm］として実験した結果、ヒーター（As ONE社製、NP-3L HOT PLATE）の加熱温度を１２０［℃］、加熱時間を約３［分］とすることで、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を軟化できた。また、例えば、ヒートガンで加熱する場合、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８としてＰＥＴ製の樹脂シート（軟化点６８［℃］）を用い、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８のそれぞれの厚さを１［mm］として実験した結果、ヒートガン（ICHINEN MITSITOMO社製、MHG-1500）の加熱温度を４００［℃］、加熱時間を１［分］とすることで、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を軟化できた。そして、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を軟化させることで、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを互いに接触させて接合させる。第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との接合方法としては、例えば、分子レベルで接合される熱溶着を用いることができる。
【００２７】
その際、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８間の主領域３１及び入口領域３２では、主領域３１及び入口領域３２に配置された中間シート２６により、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の接合（熱溶着）が防止される。それゆえ、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の周縁２９、３０同士が入口領域３２を除いて接合（熱溶着）され、周縁２９、３０の入口領域３２を図１（ａ）（ｂ）に示した気体入口４とする。
【００２８】
・第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間に気体を導入するステップ
続いて、図３（ｃ）に示すように、積層シート３３の第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８が軟化している状態で、気体入口４から積層シート３３の第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間に気体を導入する。そして、積層シート３３の第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間に間隙部３を設ける。気体としては、例えば、空気を用いることができる。また、気体の導入方法としては、例えば、気体入口４にストロー３４で息を吹き入れる方法、空気圧縮機で圧縮空気を導入する方法を用いることができる。
【００２９】
・第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを固化するステップ
続いて、間隙部３を設けた状態で、積層シート３３を冷却して、積層シート３３の第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を固化させる。積層シート３３の冷却方法としては、例えば、気体入口４から導入した気体で冷却する方法、室内に放置して室温で冷却する方法を用いることができる。そして、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を固化させることで、図３（ｃ）に示した第１樹脂シート１６を図１（ａ）（ｂ）に示した第１樹脂部材９とし、図３（ｃ）に示した第２樹脂シート１８を図１（ａ）（ｂ）に示した第２樹脂部材１０とし、図３（ｃ）に示した中間シート２６を図１（ａ）（ｂ）に示した中間部材６として、製造対象となる図１（ａ）（ｂ）に示した立体物１が製造される。
【００３０】
（立体物の圧縮・展開方法）
まず、本発明の第１実施形態に係る立体物１を圧縮する場合には、図４（ａ）に示すように、第２樹脂部材１０を下側に向けた状態で、立体物１全体を加熱し、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０を軟化させる。立体物１の加熱には、例えば、ヒーター、ヒートガンを用いることができる。そして、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０を軟化させることで、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０間の間隙部３が潰れ、気体入口４から空気が排出され、立体物１が圧縮される。その際、中間部材６は、第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０との間の間隙部３であって、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の周縁７、８よりも内側の間隙部３の一部に定義される主領域及び気体入口４側の間隙部３の一部に定義される入口領域に配置されているため、主領域や入口領域における、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の熱圧着を防止することができる。
【００３１】
また、本発明の第１実施形態に係る立体物１を展開する場合には、図５（ａ）に示すように、第２樹脂部材１０を下側に向けた状態で、圧縮されている立体物１全体を加熱し、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０を軟化させる。そして、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０が軟化している状態で、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、気体入口４から第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０との間に気体を導入することで、第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０との間の間隙部３を膨らませて、立体物１を圧縮前の形状に復元させる。気体の導入方法としては、例えば、気体入口４にストロー３４で息を吹き入れる方法、気体入口４に空気圧縮機で圧縮空気を導入する方法を用いることができる。その際、中間部材６は、第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０との間の間隙部３であって、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の周縁７、８よりも内側の間隙部３の一部に定義される主領域及び気体入口４側の間隙部３の一部に定義される入口領域に配置されているため、主領域や入口領域における、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の熱圧着を防止することができる。
【００３２】
したがって、本発明の第１実施形態に係る立体物１は、運搬時にはコンパクトに圧縮可能であり、また、使用時には圧縮前の形状に展開可能なインフレータブル性を有している。なお、立体物１を圧縮・展開可能な回数について実験した結果、立体物１の直径を８０［mm］、加熱温度を１２０［℃］、加熱時間を５［分］とした場合、２０回となった。
【００３３】
以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る立体物製造方法によれば、第１樹脂シート１６、第２樹脂シート１５、中間シート２６を積層してなる積層シート３３の形成、積層シート３３の加熱、積層シート３３の内部への気体導入、積層シート３３の冷却を行うことで、積層シート３３が膨らんだ状態で固化されてなる立体物１を形成できる。そのため、強度のある立体物１を簡易かつ迅速に形成可能な立体物製造方法を提供することができる。したがって、例えば、製品開発時におけるプロトタイプの製造に好適である。
【００３４】
また、本発明の第１実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８は、熱可塑性樹脂を含む。それゆえ、製造される立体物１は、加熱することで軟化されて圧縮され、また、加熱して軟化させるとともに内部に気体を導入することで、圧縮前の形状に展開できる。そのため、運搬時にはコンパクトに圧縮可能であり、また、使用時には圧縮前の形状に展開可能なインフレータブル性を持たせることができる。インフレータブル性を持たせることで、立体物１の輸送にかかる費用を低減できる。
【００３５】
また、本発明の第１実施形態に係る立体物１は、互いの間に間隙部３を有するように、それぞれの周縁７、８を互いに接合した第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０と、第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０との間であって、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の周縁７、８よりも内側の間隙部３の一部に定義される主領域、及び気体入口４側の間隙部３の一部に定義される入口領域に配置された中間部材６とを備えるようにした。そして、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０は、熱可塑性樹脂を含むようにした。また、中間部材６は、第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０とが熱溶着する熱溶着温度において、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０とは熱溶着しないものとした。それゆえ、加熱することで軟化されて圧縮され、また、加熱して軟化させるとともに内部に気体を導入することで、圧縮前の形状に展開できる。そのため、運搬時にはコンパクトに圧縮可能であり、また、使用時には圧縮前の形状に展開可能なインフレータブル性を有する立体物１を提供できる。
【００３６】
（変形例）
（１）なお、本発明の第１実施形態に係る立体物製造方法では、第２材料シート１４、つまり、中間部材６の材料として、マスキングシート、樹脂塗膜、紙を用いる例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、第１材料シート１３、つまり、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の材料として透明な樹脂が用いられ、立体物１の外部から中間部材６が透視される場合には、第２材料シート１４として、水溶紙等の水溶性のシートを用いてもよい。水溶性のシートを用いた場合、立体物１にインフレータブル性が必要なくなったときに、気体入口４から水を入れ、中間部材６を水に溶かして、図６に示すように、中間部材６を除去することができる。中間部材６を除去することで、中間部材６の透視を防止でき、立体物１の見栄えを向上できる。その際、気体入口４は閉止してもよい。
【００３７】
（２）また、本発明の第１実施形態に係る立体物製造方法では、第１材料シート１３、つまり、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の材料として、熱可塑性樹脂を用いる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、インフレータブル性が必要とされない場合には、熱固化性樹脂を用いてもよい。熱固化性樹脂を用いた場合、熱可塑性樹脂を用いた場合よりも、機械的強度や絶縁性、耐電圧性等に優れた立体物１を形成できる。
（３）また、本発明の第１実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを別体のものとする例を示したが他の構成を採用することもできる。例えば、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを一体の樹脂シートとしてもよい。
【００３８】
（４）また、本発明の第１実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の周縁２９、３０同士を熱溶着、つまり、熱溶融させて接合する例を示したが、他の構成を採用することができる。例えば、プラズマを照射して化学結合を切って他の分子と吸着しやすくする表面改質を行ったシリコーンフィルムを第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８として用い、積層シート３３の加熱時に、熱溶融させずに第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の周縁２９、３０を接合するようにしてもよい。また、積層シート３３の形成時に、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の周縁２９、３０間に粘着シートを挟んでおき、積層シート３３の加熱時に、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の周縁２９、３０を粘着シートで接合するようにしてもよい。
【００３９】
（５）また、本発明の第１実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間に単に気体を導入して、積層シート３３を膨らませる例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、積層シート３３を膨らませる工程において、製造対象となる立体物１の型を用いてもよい。型を用いることで、立体物１の精度を向上できる。型としては、例えば、既成の製品を用いるようにしてもよい。例えば、軟化した積層シート３３を膨らませる工程において、積層シート３３の外面にスマートフォンを押し込むことで、立体物１として、スマートフォンケースを成形することができる。
【００４０】
（６）また、本発明の第１実施形態に係る立体物製造方法では、加熱するステップにおいて、積層シート３３をヒーターやヒートガンで加熱する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、積層するステップの後、加熱するステップの前に、図７に示すように、第１樹脂シート１６の外面に導電性インクを塗布して面状発熱体１１６を形成するステップを更に含むようにし、加熱するステップにおいて、面状発熱体１１６で積層シート３３を加熱するようにしてもよい。導電性インクとしては、例えば、CEMEDINE社製のLA-3等、延びに強いインクが好適である。面状発熱体１１６で加熱するようにした場合、ヒーターやヒートガンを用意する必要がなく、積層シート３３を容易に加熱できる。
【００４１】
（７）また、例えば、積層シート３３を固化させるステップの後、つまり、立体物１の形成後に、図８に示すように、導電性テープ１１７で立体物１の表面に電気回路１１８を取り付け、立体物１をタッチセンサ等のセンサ素子として機能させるようにしてもよい。
（８）また、例えば、多層シート１５の形成後、多層シート１５から第１樹脂シート１６等を切り出す工程の前に、多層シート１５の表面に艶消しスプレー等で下地塗装を行い、下地塗装された多層シート１５の表面にインクジェットプリンタやＵＶプリンタで絵柄を印刷することで、図９に示すように、立体物１の表面に絵柄を描くようにしてもよい。
【００４２】
（９）また、例えば、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間に、中間シート２６が配置された面を第１樹脂シート１６側に向けた第２樹脂シート１８を１枚以上積層することで、隣接する第２樹脂シート１８の間にも、間隙部３を設けるようにしてもよい。
（１０）また、例えば、積層シート３３の内部への気体の導入速度や導入量、積層シート３３の温度等、積層シート３３の膨らみ方に影響を与える物理量を制御するようにしてもよい。気体の導入速度や導入量、積層シート３３の温度等の物理量を制御する場合、これらの物理量を大きくすることで、積層シート３３の厚さを大きくすることができる。
【００４３】
（１１）また、本発明の第１実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６等をレーザーカッターで切り出す例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、レーザーカッターに代えて、ドリル等を有する切削機を用いるようにしてもよい。切削機を用いるようにした場合、レーザーカッターで切り出す場合と異なり、第１樹脂シート１６等の材料となる第１材料シート１３が燃焼しない。そのため、例えば、第１材料シート１３として塩化ビニルを用いても、有毒なダイオキシンのガスが発生しないで済む。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る立体物製造方法及び立体物１について説明する。本発明の第２実施形態に係る立体物製造方法及び立体物１は、立体物１の表面に凹状のテクスチャを設けるようにした点が、本発明の第１実施形態に係る立体物１と異なる。
【００４５】
（立体物）
本発明の第２実施形態に係る立体物１では、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０のそれぞれの外面の中央には、凹部３５、３６が設けられている。凹部３５の底部３７と凹部３６の底部３８とは、互いに接合されている。底部３７と底部３８との接合方法としては、例えば、熱溶着を用いることができる。また、中間部材６の本体部２中央には、凹部３５、３６が貫通している穴３９が形成されている。
【００４６】
（立体物製造方法）
本発明の第２実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６等を用意するステップで行われる、中間シート２６を形成する工程において、図１１（ａ）に示すように、中間シート２６の主部２７の中央に穴４０を形成する。図１１（ａ）に示した穴４０は、製造対象となる図１０（ａ）（ｂ）の立体物１の中間部材６の穴３９となる穴である。また、積層シート３３を加熱するステップにおいて、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を軟化させることで、図１１（ｂ）（ｃ）に示すように、中間シート２６の穴４０を通じ、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の中央同士を互いに接触させて接合（例えば、熱溶着）させる。そして、その他のステップを、本発明の第１実施形態に係る立体物製造方法と同様に行うことで、図１０（ａ）（ｂ）に示した、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０のそれぞれの中央に凹部３５、３６を有する立体物１が製造される。
以上説明したように、本発明の第２実施形態に係る立体物製造方法によれば、積層シート３３を加熱することで、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを穴４０を通して熱溶着できるため、立体物１の表面に凹状のテクスチャを形成することができる。
【００４７】
（変形例）
（１）なお、本発明の第２実施形態に係る立体物製造方法では、中間シート２６に１つの穴４０を設ける例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、穴４０は２以上でもよい。また、例えば、図１２に示すように中間シート２６に切り欠き４１を設けてもよい。すなわち、切り欠き４１及び穴４０の少なくともいずれかを有する構成としてもよい。
【００４８】
（２）また、本発明の第２実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０のそれぞれに凹部３５、３６を設ける例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の一方にのみ凹部３５または凹部３６を設けるようにしてもよい。第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の一方にのみ凹部３５または凹部３６を設ける方法としては、例えば、積層シート３３を固化させるステップにおいて、凹部３５または凹部３６の底面を押し下げる方法を採用することができる。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る立体物製造方法及び立体物１について説明する。本発明の第３実施形態に係る立体物製造方法及び立体物１は、立体物１の表面に凸状のテクスチャを設けるようにした点が、本発明の第１実施形態に係る立体物１と異なる。
（立体物）
本発明の第３実施形態に係る立体物１では、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、第１樹脂部材９の外面の中央には、中空断面の半球状の凸部４２が設けられている。
【００５０】
（立体物製造方法）
本発明の第３実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６等を用意するステップにおいて、図１４（ａ）に示すように、第３材料シート４３を更に用意する。第３材料シート４３としては、例えば、第１材料シート１３の軟化点よりも耐熱温度が高いシート状の部材を用いることができる。すなわち、第３材料シート４３は、第１樹脂シート１６の軟化点以上で、かつ第３材料シート４３の耐熱温度以下の温度範囲で、第１樹脂シート１６よりも変形し難いシート状の部材とする。耐熱温度としては、例えば、外力のない状態で変形・変質しないでその機能を保てる温度を用いることができる。第３材料シート４３としては、例えば、第１樹脂シート１６としてＰＥＴ（軟化点６８［℃］）を用いた場合、ポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、カプトン（登録商標）、耐熱温度２６０［℃］）を用いることができる。第３材料シート４３の厚さは、例えば、０．０２５［mm］とする。そして、第１材料シート１３の一方の面全体に第２材料シート１４を貼り付け、他方の面全体に第３材料シート４３を貼り付けて、多層シート１５を形成する。
【００５１】
また、第１樹脂シート１６等を用意するステップで行われる、多層シート１５から第１樹脂シート１６等を切り出す工程において、図１４（ｂ）に示すように、レーザーカッターにレーザ光２５を照射させ、第１樹脂シート１６から第３材料シート４３の一部を除去して円環状の凸部形成用シート４４を形成する。円環状の凸部形成用シート４４の外形は、第１樹脂シート１６の主部２０よりも小さくし、中央の穴４５は、製造対象となる図１３（ａ）（ｂ）に示した立体物１の凸部４２の直径と同一とする。図１４（ｂ）に示した凸部形成用シート４４は、第１樹脂シート１６の輪郭線から内側に半径方向に沿ってオフセットした領域に形成され、第１樹脂シート１６に貼り付けられた状態となっている。
【００５２】
また、第１樹脂シート１６等を積層するステップにおいて、図１４（ｃ）に示すように、第１樹脂シート１６の凸部形成用シート４４側の面と反対側の面と、第２樹脂シート１８の中間シート２６側の面とを対向させて、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを重ねて積層シート３３を形成する。そして、第１樹脂シート１６の一方の外面に、穴４５を有する凸部形成用シート４４が貼り付けられた状態とする。ここで、凸部形成用シート４４が貼り付けられている第１樹脂シート１６の部分の伸張が抑制され、凸部形成用シート４４の穴４５と対向する第１樹脂シート１６の部分（以下、「穴対向部４６」とも呼ぶ）のみ伸張が可能となっている。それゆえ、積層シート３３を加熱するステップにおいて、図１５（ａ）に示すように、気体入口４から気体を導入することで、穴対向部４６を他の部分よりも盛り上げることができる。また、積層シート３３を固化させるステップの後に、図１５（ｂ）に示すように、第１樹脂シート１６から凸部形成用シート４４を剥がす。凸部形成用シート４４を剥がすことで、盛り上がった穴対向部４６を図１３（ａ）（ｂ）に示した凸部４２として、図１３（ａ）（ｂ）に示した立体物１が製造される。
【００５３】
以上説明したように、本発明の第３実施形態に係る立体物製造方法によれば、積層シート３３を加熱して軟化させるとともに、積層シート３３に気体を導入することで、穴４５と対向する樹脂シート１６、１８の部分を他の部分よりも盛り上げることができる。そのため、立体物１の表面に凹状のテクスチャを形成することができる。
【００５４】
（変形例）
（１）なお、本発明の第３実施形態に係る立体物製造方法では、凸部形成用シート４４の穴４５を１つとする例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、穴４５を２以上とし、凸部４２を２以上設けるようにしてもよい。また、例えば、図１６に示すように凸部形成用シート４４に切り欠き４７を設けるようにしてもよい。すなわち、凸部形成用シート４４は、切り欠き４７及び穴４５の少なくともいずれかを有する構成としてもよい。
【００５５】
（２）また、本発明の第３実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６にのみ凸部形成用シート４４を貼り付ける例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、第１樹脂シート及び第２樹脂シート１８の両方または一方のみに凸部形成用シート４４を貼り付けるようにしてもよい。すなわち、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の少なくとも一方の外面に凸部形成用シート４４を貼り付けるようにしてもよい。
【００５６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る立体物製造方法及び立体物１について説明する。本発明の第４実施形態に係る立体物製造方法及び立体物１は、立体物１の表面に穴状のテクスチャを設けるようにした点が、本発明の第１実施形態に係る立体物１と異なる。
（立体物）
本発明の第４実施形態に係る立体物１では、図１７（ａ）（ｂ）に示すように、第１樹脂部材９の外面の中央には、第１樹脂部材９を貫通する穴４８が設けられている。
【００５７】
（立体物製造方法）
本発明の第４実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６等を用意するステップにおいて、図１８（ａ）（ｂ）に示すように、穴塞ぎ用シート４９を更に用意する。穴塞ぎ用シート４９としては、例えば、マスキングシートを用いることができる。また、第１樹脂シート１６等を用意するステップで行われる、多層シート１５をレーザーカッターにセットする工程において、第１材料シート１３の第２材料シート１４側と反対側の面の一部であって、第１樹脂シート１６が切り出される領域及びその周辺の領域を含む部分に穴塞ぎ用シート４９を貼り付ける。また、第１樹脂シート１６等を用意するステップで行われる、多層シート１５から第１樹脂シート１６等を切り出す工程において、レーザーカッターにレーザ光２５を照射させ、第１樹脂シート１６の主部２０の中央に、製造対象となる図１７（ａ）（ｂ）に示した立体物１の第１樹脂部材９の穴４８となる穴５０を形成させる。なお、第１樹脂シート１６や穴５０を形成する際、穴塞ぎ用シート４９までは切断されないようにする。それゆえ、穴５０が穴塞ぎ用シート４９で覆われ、穴５０を形成したときに切り出された円板５１が穴５０内に配置された状態となる。
【００５８】
また、第１樹脂シート１６等を積層するステップにおいて、図１８（ｃ）に示すように、第１樹脂シート１６の穴塞ぎ用シート４９側の面と反対側の面と、第２樹脂シート１８の中間シート２６側の面とを対向させて、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを重ねて積層シート３３を形成する。そして、第１樹脂シート１６の穴５０が形成された外面に、穴５０を塞ぐように穴塞ぎ用シート４９が貼り付けられた状態とする。そのため、積層シート３３を加熱するステップにおいて、図１９（ａ）に示すように、気体入口４から気体を導入することで、穴５０が形成されていない場合と同様に積層シート３３を膨らませることができる。また、積層シート３３を固化させるステップの後に、図１９（ｂ）（ｃ）に示すように第１樹脂シート１６から穴塞ぎ用シート４９を剥がすステップを更に含む。穴塞ぎ用シート４９を剥がすことで、円板５１も外れ、穴５０を図１７（ａ）（ｂ）に示した穴４８として、図１７（ａ）（ｂ）に示した立体物１が製造される。
【００５９】
（立体物の圧縮・展開方法）
まず、本発明の第１実施形態に係る立体物１を圧縮する場合には、図２０（ａ）に示すように、立体物１の製造時に剥がした穴塞ぎ用シート４９を、立体物１に貼り付けて穴４８を塞ぐ。その際、穴４８内に円板５１を配置する。そして、立体物１全体を加熱し、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０を軟化させる。第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０を軟化させることで、図２０（ｂ）（ｃ）に示すように、立体物１が圧縮される。
【００６０】
また、本発明の第１実施形態に係る立体物１を展開する場合には、図２１（ａ）に示すように、圧縮された立体物１全体を加熱し、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０を軟化させるとともに、気体入口４から第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０との間の間隙部３に気体を導入することで、図２１（ｂ）（ｃ）に示すように第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０との間の間隙部３を膨らませる。その後、第１樹脂部材９と第２樹脂部材１０とを固化させ、穴塞ぎ用シート４９を剥がすことで、立体物１が圧縮前の形状に復元される。
【００６１】
以上説明したように、本発明の第４実施形態に係る立体物製造方法によれば、穴塞ぎ用シート４９を剥がすことで、立体物１の表面に穴状のテクスチャを設けることができる。
また、穴状のテクスチャを設けることで、図２２に示すように間隙部３の内に植物５２を収容可能な花瓶等、間隙部３の内に何かを収容可能な容器状の形態を形成することができる。さらに、図２３（ａ）（ｂ）に示すように、穴４８を有する立体物１Ａに、凸部４２を有する立体物１Ｂを挿入して積み重ねて、より大きな立体物を製造できる。
【００６２】
（変形例）
なお、本発明の第４実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６に形成する穴５０を１つとする例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、穴５０を２以上形成するようにし、第１樹脂部材９の穴４８を２以上設けるようにしてもよい。
また、第１樹脂シート１６に穴５０を設ける例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の両方または一方に穴５０を設けるようにしてもよい。すなわち、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の少なくとも一方に穴５０を設けるようにしてもよく、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の穴５０が形成されている外面に穴塞ぎ用シート４９を貼り付けるようにしてもよい。
【００６３】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る立体物製造方法、立体物１、立体物製造支援装置５７及び立体物製造支援プログラムについて説明する。本発明の第５実施形態に係る立体物１は、第１樹脂部材９側から見た場合に、立体物１が円弧状に曲がっている点が、本発明の第１実施形態に係る立体物１と異なる。
【００６４】
（立体物）
本発明の第５実施形態に係る立体物１では、図２４（ａ）（ｂ）に示すように、第１樹脂部材９側から見た場合に、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０が、一方の側辺５３を曲げの内側、他方の側辺５４を曲げの外側にして長方形を曲げた円弧状となっている。すなわち、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０全体が、一方向に延びており、延び方向に沿った２つの側辺５３、５４の一方５３を曲げの内側にし他方５４を曲げの外側にして曲がっている。また、一方の側辺５３には、複数の切り欠き５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅが等間隔に形成されている。切り欠き５５ａ〜５５ｅはＵ字形状となっている。また切り欠き５５ａ〜５５ｅ間の第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０によって、複数の櫛歯部５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｅ、５６ｆが形成されている。第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の短辺側の周縁７、８には、気体入口４が形成されている。
なお、本発明の第５実施形態に係る立体物１では、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０全体を円弧状とする例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図３０（ａ）（ｂ）に示すように、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の一部のみを円弧状とする構成としてもよい。
【００６５】
（立体物製造支援装置）
本発明の第５実施形態に係る立体物製造支援装置５７は、図２５に示すように、入力装置５８、表示装置５９、記憶装置６０及びプロセッサ６１等のハードウェア資源を備えている。立体物製造支援装置５７としては、例えば、パーソナルコンピューターを用いることができる。パーソナルコンピューターを用いる場合、入力装置５８としてマウスやキーボード等を採用し、表示装置５９として液晶ディスプレイ等を採用し、記憶装置６０としてハードディスク等を採用する。プロセッサ６１は、情報提供部６２、算出部６３、操作判定部６４及びパターン生成部６５等のハードウェア資源を物理的に備えている。図２５では、情報提供部６２、算出部６３、操作判定部６４及びパターン生成部６５等は、論理的な機能に着目したハードウェア資源を形式的に表現している。よって、図２５の表現は、必ずしも半導体チップ上に物理的な領域として独立して存在する機能ブロックを意味するものではない。そして、プロセッサ６１は、さまざまな命令を含む一連の処理をプロセッサ６１に実行させる立体物製造支援プログラムを実行する。
【００６６】
（立体物製造支援プログラム）
本発明の第５実施形態に係る立体物製造支援プログラムでは、図２９（ｂ）に示すように、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の櫛状部６６、６７を構成する複数の切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅのパターンを生成する。櫛状部６６、６７とは、製造対象となる図２４（ａ）に示した立体物１の第１樹脂部材１６及び第２樹脂部材１８の切り欠き５５ａ〜５５ｅが形成される部分である。櫛状部６６、６７は、図２９（ｂ）（ｃ）に示すように、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の少なくとも一部に形成され、一方向に延びており、延び方向に沿った２つの側辺７５、７９、及び７６、８０の一方７５、７９にのみ複数の切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅを有する部分である。なお、図２９（ｂ）（ｃ）では、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の全部を櫛状部６６、６７とする例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の一部のみを櫛状部６６、６７とする構成としてもよい。
【００６７】
本発明の第５実施形態に係る立体物製造支援プログラムでは、図２６に示すように、まずそのステップＳ１０１で、図２５に示した情報提供部６２は、予め定められた設計値Ｂ/Ａ、ｉの初期値に基づいて、表示装置５９に表示させる画像データ６８を作成する。設計値Ｂ/Ａは、図２９（ｂ）（ｃ）に示すように、第１樹脂シート１６等を積層するステップにおいて、櫛状部６６、６７間に配置される中間シート２６の最小幅Ｂと最大幅Ａとの比率である。また、設計値ｉは、第１樹脂シート１６等を用意するステップで行われる、第１樹脂シート１６等を切り出す工程において、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８のそれぞれに設けられる切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅの数である。
【００６８】
また、画像データ６８は、図２７に示すように、左上側に、設計値Ｂ/Ａを数値及びバー長さで表す第１スライドバー６９と、設計値ｉを数値及びバー長さで表す第２スライドバー７０とが配置されている。また、第１スライドバー６９及び第２スライドバー７０では、作業者が入力装置５８を操作し、バー長さを設定することで、設計値Ｂ/Ａ、ｉを設定可能となっている。さらに、画像データ６８は、左下側に、第１スライドバー６９及び第２スライドバー７０が表している設計値Ｂ/Ａ、ｉを実現した場合に得られる、製造対象となる図２４（ａ）に示した立体物１の曲げ角度θ1を数値及び図形で表す略図７１が配置されている。曲げ角度θ1は、予め定められた設計値Ｂ/Ａ、ｉの初期値に基づき後述する下記（１）式に従って算出される。さらに、画像データ６８は、右側に、第１スライドバー６９及び第２スライドバー７０が表している設計値Ｂ/Ａ、ｉを実現した場合の、第１樹脂シート１６の櫛状部６６の形状を表す略図７２が配置されている。そして、図２５に示した情報提供部６２は、作成した画像データ６８を表示装置５９に表示させる。
【００６９】
続いてステップＳ１０２に移行して、図２５に示した算出部６３は、図２７に示した第１スライドバー６９及び第２スライドバー７０が表す設計値Ｂ/Ａ、ｉに基づき、下記（１）式に従って、設計値Ｂ/Ａ、ｉを実現した場合に得られる、製造対象となる図２４（ａ）に示した立体物１の曲げ角度θ1を算出する。すなわち、ステップＳ１０２では、Ｂ/Ａ、ｉ、θ1のうちの２つである設定値Ｂ/Ａ、ｉに基づき、残りの１つである立体物１の曲げ角度θ1を算出させる命令を、図２５に示した算出部６３に実行させる。
θ1＝(((Ａ/Ｂ)−０．７５１)/−０．０１７)＋８．０８ｉ  …（１）
【００７０】
なお、上記（１）式は、実験から導出した数式である。すなわち、Ａ＝４１［mm］、Ｃ＝１０［mm］、Ｄ＝１４［mm］で固定し、図２８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、Ｂを４〜２９．５［mm］の範囲の数値、ｉを６または１２とする４つのサンプルを作成した。図２８（ａ）に示した第１サンプルはＢ＝４［mm］、ｉ＝６、図２８（ｂ）に示した第２サンプルはＢ＝１４［mm］、ｉ＝６、図２８（ｃ）に示した第３サンプルはＢ＝２９．５［mm］、ｉ＝６、図２８（ｄ）に示した第４サンプルはＢ＝１４［mm］、ｉ＝１２とした。そして、第１〜第４サンプルを５回ずつ膨らませて曲げ角度θ1の平均値を測定した。
【００７１】
その結果、図２８（ａ）に示した第１サンプルでは、曲げ角度θ1の平均値は５．４［°］、標準偏差は０．８となった。また、図２８（ｂ）に示した第２サンプルでは、曲げ角度θ1の平均値は２２．１［°］、標準偏差は、０．８となった。さらに、図２８（ｃ）に示した第３サンプルでは、曲げ角度θ1の平均値は４０．２［°］、標準偏差は０．９となった。また、図２８（ｄ）に示した第４サンプルでは、曲げ角度θ1の平均は７０．６［°］、標準偏差は１．６となった。したがって、これら第１〜第４サンプルによる実験の結果からＢ/Ａ、ｉとθ1との間に相関があることが確認された。それゆえ、これら第１〜第４サンプルのＢ/Ａ、ｉとθ1との関係に基づいて上記（１）式を導出した。
【００７２】
また、本発明の第５実施形態に係る立体物製造支援プログラムでは、算出部６３が、設計値Ｂ/Ａ、ｉに基づいて、立体物１の曲げ角度θ1を算出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、Ｂ/Ａ、θ1に基づいてｉを算出する構成としてもよく、ｉ、θ1に基づいてＢ/Ａを算出する構成としてもよい。すなわち、算出部６３が、第２樹脂シート１８の櫛状部６７上に配置する中間シート２６の最小幅Ｂと最大幅Ａとの比率Ｂ/Ａ、切り欠き７３ａ〜７３ｅの数ｉ、立体物１の曲げ角度θ1のいずれか２つに基づいて、残りの１つを算出する構成としてもよい。また、例えば、積層シート３３の内部への気体の導入速度や積層シート３３の温度等、積層シート３３の膨らみ方に影響を与える他の物理量も考慮して、立体物１の曲げ角度θ1を算出する構成としてもよい。
【００７３】
続いてステップＳ１０３に移行して、図２５に示した情報提供部６２は、図２７に示した第１スライドバー６９及び第２スライドバー７０が表す設計値Ｂ/Ａ、ｉと、ステップＳ１０２で算出した製造対象となる図２４（ａ）に示した立体物１の曲げ角度θ1に基づいて、図２７に示した画像データ６８を作成する。そして、作成した画像データを表示装置５９に表示させて、表示装置５９に表示されていた画像データを更新させる。画像データを更新させることで、算出部６３による算出結果（立体物１の曲げ角度θ1）の情報を提供する。すなわち、ステップＳ１０３では、算出部６３による算出結果（立体物１の曲げ角度θ1）の情報を提供させる命令を、図２５に示した情報提供部６２に実行させる。
【００７４】
続いてステップＳ１０４に移行して、図２５に示した操作判定部６４は、利用者が入力装置５８を操作し、パターン生成操作を行ったかを判定する。パターン生成操作とは、櫛状部６６、６７を構成する切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅのパターンの生成を指示するための操作である。そして、図２５に示した操作判定部６４は、パターン生成操作を行ったと判定した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５に移行する。一方、パターン生成操作を行っていないと判定した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻る。
【００７５】
ステップＳ１０５では、図２５に示したパターン生成部６５は、図２７に示した第１スライドバー６９及び第２スライドバー７０が表す設計値Ｂ/Ａ、ｉに基づいて、設計値Ｂ/Ａ、ｉを実現した場合の、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の櫛状部６６、６７を構成する切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅのパターンを生成する。すなわち、ステップＳ１０５では、櫛状部６６、６７を構成する切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅのパターンを生成させる命令を、図２５に示したパターン生成部６５に実行させる。そして、図２５に示したパターン生成部６５は、生成したパターンを示すベクトルデータのファイルを生成し、生成したファイルを記憶装置６０に記憶させた後、ステップＳ１０２に戻る。ファイルの形式としては、例えば、ＰＤＦ形式を用いることができる。
【００７６】
（立体物製造方法）
本発明の第５実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６等を用意するステップで行われる、レーザーカッターに入力するデザインパターンを生成する工程において、図２５に示した立体物製造支援装置５７を操作して、所望の曲げ角度θ1を実現可能なＢ/Ａ、ｉを有する櫛状部６６、６７を構成する複数の切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅのパターンを生成し、生成したパターンのベクトルデータを含むファイルを記憶装置６０に記憶させる。そして、記憶装置６０からファイルを読み出し、図２９（ａ）に示すように、読み出したファイルが含むベクトルデータを、図２９（ｂ）に示した第１樹脂シート１６の櫛状部６６の第１切断線１７のベクトルデータ、及び図２９（ｂ）に示した第２樹脂シート１８の櫛状部６７の第２切断線１９のベクトルデータとして用いる。
【００７７】
図２９（ｂ）に示した第１樹脂シート１６は、図２４（ａ）に示した切り欠き５５ａ〜５５ｅ及び櫛歯部５６ａ〜５６ｆを形成する図２９（ｂ）に示した切り欠き７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅ及び櫛歯部７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅ、７４ｆを有する一方の側辺７５と、一方の側辺７５と対向する他方の側辺７６とを有している。また、図２９（ｂ）に示した第２樹脂シート１８は、図２４（ａ）に示した切り欠き５５ａ〜５５ｅ及び櫛歯部５６ａ〜５６ｆを形成する図２９（ｂ）に示した切り欠き７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄ、７７ｅ及び櫛歯部７８ａ、７８ｂ、７８ｃ、７８ｄ、７８ｅ、７８ｆを有する一方の側辺７９と、一方の側辺７９と対向する他方の側辺８０とを有している。
【００７８】
また、第１樹脂シート１６等を積層するステップにおいて、図２９（ｂ）に示すように、第１樹脂シート１６の一方の面と第２樹脂シート１８の中間シート２６側の面とを対向させて、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを重ねて積層シート３３を形成する。その際、第１樹脂シート１６の切り欠き７３ａ〜７３ｅと第２樹脂シート１８の切り欠き７７ａ〜７７ｅとが一致するように、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを位置決めする。そして、積層シート３３を加熱するステップにおいて、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の周縁２９、３０同士を接合するとともに、周縁２９、３０に、図２９（ｃ）に示すように気体入口４を設け、気体入口４から気体を導入する。すると、気体入口４から導入された気体によって、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の一方の側辺７５、７９に皺を生じるため、一方の側辺７５、７９を曲げの内側、他方の側辺７６、８０を曲げの外側にして、積層シート３３を曲げることができる。そして、積層シート３３を固化させるステップを行うことで、図２４（ａ）に示した、一方の側辺５３を曲げの内側にし、他方の側辺５４を曲げの外側にして曲がった立体物１を製造できる。
【００７９】
以上説明したように、本発明の第５実施形態に係る立体物製造方法によれば、一方の側辺７５、７９を曲げの内側にし、他方の側辺７６、８０を曲げの外側にして、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を曲げることができ、立体物１を曲げることができる。
また、図３０（ａ）（ｂ）に示すように、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の各辺を櫛状部６６、６７とし、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の各辺を曲げることで、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８よりも長い立体物１を製造でき、レーザーカッターで加工可能な大きさよりも大きい立体物１を製造することができる。
【００８０】
また、本発明の第５実施形態に係る立体物製造支援装置５７は、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間に配置する中間シート２６の最小幅Ｂと最大幅Ａとの比率Ｂ/Ａ、第１樹脂シート１６、及び第２樹脂シート１８のそれぞれの切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅの数ｉに基づいて、櫛状部６６、６７を構成する複数の切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅのパターンを生成するパターン生成部６５を備えるようにした。それゆえ、所望の比率Ｂ/Ａ、数ｉを有するデザインパターンを容易に作成できる。
【００８１】
また、本発明の第５実施形態に係る立体物製造支援装置５７は、比率Ｂ/Ａ、切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅの数ｉ、製造対象となる立体物１の曲げ角度θ1のいずれか２つに基づいて、残りの１つを算出する算出部６３と、算出結果の情報を提供する情報提供部６２と、を備えるようにした。それゆえ、提供された情報を参照することで、所望の曲げ角度θ1を実現可能な比率Ｂ/Ａ、数ｉを容易に設定することができる。
【００８２】
さらに、本発明の第５実施形態に係る立体物製造補助用プログラムは、プロセッサ６１のパターン生成部６５に、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８との間に配置する中間シート２６の最小幅Ｂと最大幅Ａとの比率Ｂ/Ａ、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８のそれぞれの切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅの数ｉに基づいて、櫛状部６６、６７を構成する複数の切り欠き７３ａ〜７３ｅ、７７ａ〜７７ｅのパターンを生成させる命令、を含む一連の処理をプロセッサ６１に実行させるようにした。それゆえ、所望の比率Ｂ/Ａ、数ｉを有するデザインパターンを容易に作成することができる。
【００８３】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に係る立体物製造方法、立体物１、立体物製造支援装置５７及び立体物製造支援プログラムについて説明する。本発明の第６実施形態に係る立体物１は、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の側部側から見た場合に、立体物１が円弧状に曲がっている点が、本発明の第１実施形態に係る立体物１と異なる。
【００８４】
（立体物）
本発明の第６実施形態に係る立体物１では、図３１（ｂ）に示すように、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の側部側から見た場合に、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０全体が、第２樹脂部材１０を曲げの内側、第１樹脂部材９を曲げの外側にした円弧状となっている。すなわち、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０全体が、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の一方１０を曲げの内側にし他方９を曲げの外側にして曲がっている。
【００８５】
また、円弧状の第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０は、図３１（ａ）（ｂ）に示すように、第１樹脂部材９側から見た場合に、円弧の両端に対応する位置それぞれに短辺８１、８２を有する長方形状となっている。また、円弧状の第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の周縁７、８の幅は、短辺８１、８２側が長辺８３、８４側よりも広くなっている。
【００８６】
また、第１樹脂部材９の外面には、第１樹脂部材９の長手方向に沿って一列に並び、第１樹脂部材９の長手方向に互いに離間された一対の剛性部材８５、８６が配置されている。剛性部材８５、８６の原料としては、例えば、第１樹脂シート１６の軟化点よりも軟化点が高い部材を用いることができる。すなわち、剛性部材８５、８６は、第１樹脂シート１６の軟化点以上で、かつ剛性部材８５、８６の軟化点よりも低い温度範囲で、第１樹脂シート１６よりも剛性が高い部材とする。剛性部材８５、８６としては、例えば、第１樹脂シート１６の原料をＰＥＴ（軟化点６８［℃］）とした場合、剛性に優れたポリカーボネート（軟化点１２０［℃］〜１４０［℃］）を用いることができる。また、剛性部材８５、８６のそれぞれは、第１樹脂部材９のうちの、間隙部３を形成している部分と、周縁７、８を形成している部分との両方にまたがって接合されている。また、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の長辺８３側の周縁７、８には、気体入口４が形成されている。
【００８７】
なお、本発明の第６実施形態に係る立体物１では、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０全体を円弧状とする例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、第１樹脂部材９及び第２樹脂部材１０の一部のみを円弧状とする構成としてもよい。
【００８８】
（立体物製造支援装置）
本発明の第６実施形態に係る立体物製造支援装置５７は、本発明の第５実施形態に係る立体物製造支援装置５７と同様に、図２５に示すように、入力装置５８、表示装置５９、記憶装置６０及びプロセッサ６１等のハードウェア資源を備えている。プロセッサ６１は、情報提供部６２、算出部６３、操作判定部６４及びパターン生成部６５等のハードウェア資源を物理的に備えている。そして、プロセッサ６１は、さまざまな命令を含む一連の処理をプロセッサ６１に実行させる立体物製造支援プログラムを実行する。
【００８９】
（立体物製造支援プログラム）
本発明の第６実施形態に係る立体物製造支援プログラムでは、剛性部材８５、８６のパターンを生成する。具体的には、図３５（ｂ）に示すように、剛性部材８５、８６が接合される第１樹脂シート１６の外面の部分（以下、「剛性部材接合部９６」とも呼ぶ）のパターンを生成する。図３５（ｂ）に示したパターンでは、剛性部材８５、８６は、第１樹脂シート１６の外面のうちの、間隙部３を形成する部分と周縁７、８を形成する部分との両方にまたがって接合される。なお、図３５（ｂ）では、第１樹脂シート１６の外面の全部を剛性部材接合部９６とする例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、第１樹脂シート１６の外面の一部のみを剛性部材接合部９６とする構成としてもよい。
【００９０】
本発明の第６実施形態に係る立体物製造支援プログラムでは、図３２に示すように、まずそのステップＳ２０１で、図２５に示した情報提供部６２が、予め定められた設計値Ｄの初期値に基づいて、表示装置５９に表示される画像データ９８を作成する。設計値Ｄは、図３５（ｂ）に示すように、第１樹脂シート１６等を積層するステップにおいて、第１樹脂シート１６の外面に配置される２つの剛性部材８５、８６間の距離である。
【００９１】
また、画像データ９８は、図３３に示すように、左上側に、設計値Ｄを数値及びバー長さで表すスライドバー９９が配置されている。また、スライドバー９９では、利用者が入力装置５８を操作して、バー長さを設定することで、設計値Ｄを設定可能となっている。さらに、画像データ９８は、左下側に、スライドバー９９が表している設計値Ｄを実現した場合に得られる、製造対象となる図３１（ａ）（ｂ）に示した立体物１の曲げ角度θ2を数値及び図形で表す略図１００が配置されている。曲げ角度θ2は、予め定められた設計値Ｄの初期値に基づき、後述する下記（２）式に従って算出される。さらに、画像データ９８は、右側に、スライドバー９９が表している設計値Ｄを実現した場合の、第１樹脂シート１６の剛性部材接合部９６の形状を表す略図１０１が配置されている。そして、図２５に示した情報提供部６２は、作成した画像データ９８を表示装置５９に表示させる。
【００９２】
続いてステップＳ２０２に移行して、図２５に示した算出部６３は、図３３に示したスライドバー９９が表す設計値Ｄに基づき、下記（２）式に従って、設計値Ｄを実現した場合に得られる、製造対象となる図３１（ａ）（ｂ）に示した立体物１の曲げ角度θ2を算出する。すなわち、ステップＳ１０２では、Ｄ、θ2の一方である設定値Ｄに基づき他方である曲げ角度θ2を算出させる命令を、図２５に示した算出部６３に実行させる。
θ2＝(Ｄ−１０５．０２)/−０．９４８  …（２）
【００９３】
なお、上記（２）式は、実験から導出した数式である。すなわち、第１樹脂シート１６の大きさを１００×４０［mm］、間隙部３の大きさを４５×２８［mm］、剛性部材８５、８６の幅を８［mm］で固定し、図３４（ａ）（ｂ）に示すように、Ｄを０〜３０［mm］の範囲の数値とする２つのサンプルを作成した。図３４（ａ）に示した第１サンプルはＤ＝０、図３４（ｂ）に示した第２サンプルはＤ＝３０［mm］とした。そして、第１、第２サンプルを５回ずつ膨らませて曲げ角度θ2の平均値を測定した。その結果、図３４（ａ）に示した第１サンプルでは、曲げ角度θ2の平均値は１００．３［°］、標準偏差は１．０７となった。また、図３４（ｂ）に示した第２サンプルでは、曲げ角度θ2の平均値は１４０．４［°］、標準偏差は、１．０１となった。したがって、これら第１、第２サンプルによる実験の結果からＤとθ2との間に相関があることが確認された。それゆえ、これら第１、第２サンプルのＤとθ2との関係に基づいて、上記（２）式を導出した。
【００９４】
また、本発明の第６実施形態に係る立体物製造支援プログラムでは、算出部６３が、設計値Ｄに基づいて、立体物１の曲げ角度θ2を算出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、θ2に基づいてＤを算出する構成としてもよい。すなわち、算出部６３が、一対の剛性部材８５、８６間の距離Ｄ及び立体物１の曲げ角度θ2のいずれか一方に基づいて、他方を算出する構成としてもよい。また、例えば、積層シート３３の内部への気体の導入速度や積層シート３３の温度等、積層シート３３の膨らみ方に影響を与える他の物理量も考慮して、立体物１の曲げ角度θ2を算出する構成としてもよい。  
【００９５】
続いてステップＳ２０３に移行して、図２５に示した情報提供部６２は、図３３に示したスライドバー９９が表す設計値Ｄと、ステップＳ２０２で算出した製造対象となる図３１（ａ）（ｂ）に示した立体物１の曲げ角度θ2に基づいて、図３３に示した画像データ９８を作成する。そして、作成した画像データを表示装置５９に表示させて、表示装置５９に表示されていた画像データを更新させる。画像データを更新させることで、算出部６３による算出結果（立体物１の曲げ角度θ2）の情報を提供する。すなわち、ステップＳ２０３では、図２５に示した算出部６３による算出結果（立体物１の曲げ角度θ2）の情報を提供させる命令を、図２５に示した情報提供部６２に実行させる。
【００９６】
続いてステップＳ２０４に移行して、図２５に示した操作判定部６４は、利用者が入力装置５８を操作し、パターン生成操作を行ったかを判定する。パターン生成操作とは、剛性部材８５、８６のパターンの生成を指示するための操作である。そして、パターン生成操作を行ったと判定した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５に移行する。一方、パターン生成操作を行っていないと判定した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ２０２に戻る。
【００９７】
ステップＳ２０５では、図２５に示したパターン生成部６５は、図３３に示したスライドバー９９が表す設計値Ｄに基づいて、設計値Ｄを実現した場合の、剛性部材８５、８６のパターン（剛性部材接合部９６のパターン）を生成する。すなわち、ステップＳ２０５では、剛性部材８５、８６のパターン（剛性部材接合部９６のパターン）を生成させる命令を、図２５に示したパターン生成部６５に実行させる。そして、図２５に示したパターン生成部６５は、生成したパターンを示すベクトルデータのファイルを生成し、生成したファイルを記憶装置６０に記憶させた後、ステップＳ２０２に戻る。
【００９８】
（立体物製造方法）
本発明の第６実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６等を用意するステップにおいて、剛性部材８５、８６を更に用意する。また、第１樹脂シート１６等を用意するステップで行われる、レーザーカッターに入力するデザインパターンを生成する工程において、図２５に示した立体物製造支援装置５７を操作して、所望の曲げ角度θ2を実現可能なＤを有する第１樹脂シート１６の剛性部材接合部９６のパターンを生成し、生成したパターンのベクトルデータを含むファイルを記憶装置６０に記憶させる。そして、記憶装置６０からファイルを読み出し、図３５（ａ）に示すように読み出したファイルが含むベクトルデータを、図３５（ｂ）に示した第１樹脂シート１６の剛性部材接合部９６の第１切断線１７と、剛性部材８５、８６の配置領域のマーキング線１０２、１０３とを含むベクトルデータとして用いる。第２切断線１９は、第１切断線１７と同一形状とする。
【００９９】
そして、多層シート１５から第１樹脂シート１６等を切り出す工程において、レーザーカッターにレーザ光２５を照射させ、第１樹脂シート１６の一方の面に剛性部材８５、８６の配置領域を示す図３５（ｂ）に示したマーキング１０４、１０５を形成する。また、剛性部材８５、８６の一方の面に図３５（ｂ）に示した凹部１０６、１０７を形成する。
【０１００】
また、第１樹脂シート１６を積層するステップにおいて、図３５（ｂ）に示すように、第１樹脂シート１６のマーキング１０４、１０５側と反対の面と、第２樹脂シート１８の中間シート２６側の面とを対向させて、第１樹脂シート１６と第２樹脂シート１８とを重ねる。また、第１樹脂シート１６のマーキング１０４、１０５側の面と、剛性部材８５、８６の凹部１０６、１０７側の面とを対向させて、第１樹脂シート１６に剛性部材８５、８６を載せて積層シート３３を形成する。その際、第１樹脂シート１６のマーキング１０４と剛性部材８５とが一致し、第１樹脂シート１６のマーキング１０５と剛性部材８６とが一致するように剛性部材８５、８６を位置決めする。そして、第１樹脂シート１６の外面のうちの、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の間の間隙部３を形成する部分と、周縁７、８を形成する部分との両方に剛性部材８５、８６がまたがった状態とする。
【０１０１】
また、積層シート３３を加熱するステップにおいて、積層シート３３全体を加熱し、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を軟化させることで、剛性部材８５、８６の凹部１０６、１０７に第１樹脂シート１６を入り込ませ、剛性部材８５、８６と第１樹脂シート１６とを機械的に接合させる。さらに、積層シート３３を加熱するステップで行われる、積層シート３３を膨らませる工程において、図３５（ｃ）に示すように、気体入口４から気体を導入し、積層シート３３を膨らませることで、積層シート３３の厚さ方向に剛性部材８５、８６の間隙部３側端部を動かし、間隙部３側端部と反対方向に周縁７、８側端部を動かすことができる。それゆえ、第２樹脂シート１８を曲げの内側にし、第１樹脂シート１６を曲げの外側にして、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を曲げることができる。そのため、図３１（ａ）（ｂ）に示した、第２樹脂部材１０を曲げの内側にし、第１樹脂部材９を曲げの外側にして曲がった立体物１を製造することができる。
【０１０２】
以上説明したように、本発明の第６実施形態に係る立体物製造方法によれば、第２樹脂シート１８を曲げの内側にし、第１樹脂シート１６を曲げの外側にして、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を曲げることができ、立体物１を曲げることができる。
また、図３６（ａ）（ｂ）に示すように、第１樹脂シート１６の各辺を剛性部材接合部９６とし、第１樹脂シート１６側を曲げの内側にし、第２樹脂シート１８側を曲げの外側にして第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８を曲げることで、花の形をしたオブジェ１０８を形成することもできる。さらに、図３７（ａ）（ｂ）に示すように、剛性部材接合部９６を並列に設けて広い面積を曲げることで、椅子１０９を形成できる。
【０１０３】
また、図３８（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の第６実施形態に係る立体物１の曲げ機構（以下、「垂直曲げ機構」とも呼ぶ）に加え、本発明の第５実施形態に係る立体物１の曲げ機構（以下、「水平曲げ機構」とも呼ぶ）を用いることで、テーブル１１０を形成することもできる。さらに、図３９（ａ）（ｃ）に示すように、垂直曲げ機構を用いて足１１１a、１１１b、１１１c、１１１dを形成し、図３９（ａ）（ｄ）に示すように、水平曲げ機構を用いて尻尾１１２を形成し、図３９（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の第３実施形態に係る凸状のテクスチャを用いて目１１３a、１１３ｂと鱗１１４とを形成することで、トカゲのような複雑な形状のオブジェ１１５を形成することもできる。
【０１０４】
また、本発明の第６実施形態に係る立体物製造支援装置５７は、一対の剛性部材８５、８６間の距離Ｄに基づいて剛性部材８５、８６のパターンを生成するパターン生成部６５を備えるようにしたため、所望の距離Ｄを有するデザインパターンを容易に作成できる。
また、本発明の第５実施形態に係る立体物製造支援装置５７は、距離Ｄ、製造対象となる立体物１の曲げ角度θ2のいずれか一方に基づいて、他方を算出する算出部６３と、算出結果の情報を提供する情報提供部６２と、を備えるようにした。それゆえ、提供された情報を参照することで、所望の曲げ角度θ1を実現可能な距離Ｄを容易に設定できる。
【０１０５】
さらに、本発明の第６実施形態に係る立体物製造補助用プログラムは、プロセッサ６１のパターン生成部６５に、一対の剛性部材８５、８６間の距離Ｄに基づいて、剛性部材８５、８６のパターンを生成させる命令を含む一連の処理をプロセッサ６１に実行させるようにした。それゆえ、所望の距離Ｄを有するデザインパターンを容易に作成できる。
【０１０６】
（変形例）
（１）なお、本発明の第６実施形態に係る立体物製造方法では、第１樹脂シート１６の外面に剛性部材８５、８６を配置する例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、第２樹脂シート１８の外面に剛性部材８５、８６を配置する構成としてもよい。すなわち、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の一方の外面のうちの、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の間の間隙部３を形成する部分と、周縁７、８を形成する部分との両方にまたがって剛性部材８５、８６を更に積層するようにし、第１樹脂シート１６及び第２樹脂シート１８の一方と剛性部材８５、８６とを接合させるようにしてもよい。
【０１０７】
（２）また、本発明の第１実施形態に係る立体物製造方法では、立体物１に剛性部材８５、８６が配置されている例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、立体物１にインフレータブル性が必要なくなったときに、立体物１から剛性部材８５、８６を外してもよい。剛性部材８５、８６を外すことで、立体物１の見栄えを向上できる。
【符号の説明】
【０１０８】
１、１Ａ、１Ｂ…立体物、２…本体部、３…間隙部、４…気体入口、６…中間部材、７、８…周縁、９…第１樹脂部材、１０…第２樹脂部材、１３…第１材料シート、１４…第２材料シート、１５…多層シート、１６…第１樹脂シート、１７…第１切断線、１８…第２樹脂シート、１９…第２切断線、２０、２１…主部、２２、２３…入口部、２４…除去領域、２５…レーザ光、２６…中間シート、２７…主部、２８…入口部、２９、３０…周縁、３１…主領域、３２…入口領域、３３…積層シート、３４…ストロー、３５、３６…凹部、３７、３８…底部、３９、４０…穴、４１…切り欠き、４２…凸部、４３…第３材料シート、４４…凸部形成用シート、４５…穴、４６…穴対向部、４７…切り欠き、４８…穴、４９…穴塞ぎ用シート、５０…穴、５１…円板、５２…植物、５３、５４…側辺、５５ａ〜５５ｅ…切り欠き、５６ａ〜５６ｆ…櫛歯部、５７…立体物製造支援装置、５８…入力装置、５９…表示装置、６０…記憶装置、６１…プロセッサ、６２…情報提供部、６３…算出部、６４…操作判定部、６５…パターン生成部、６６、６７…櫛状部、６８…画像データ、６９…第１スライドバー、７０…第２スライドバー、７３ａ〜７３ｅ…切り欠き、７４ａ〜７４ｆ…櫛歯部、７５、７６…側辺、７７ａ〜７７ｅ…切り欠き、７８ａ〜７８ｆ…櫛歯部、７９、８０…側辺、８１、８２…短辺、８３、８４…長辺、８５、８６…剛性部材、９６…剛性部材接合部、９８…画像データ、９９…スライドバー、１０２、１０３…マーキング線、１０４、１０５…マーキング、１０６、１０７…凹部、１０８…オブジェ、１０９…椅子、１１０…テーブル、１１１a〜１１１d…足、１１２…尻尾、１１３a、１１３ｂ…目、１１４…鱗、１１５…オブジェ、１１６…面状発熱体、１１７…導電性テープ、１１８…電気回路
【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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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