(57)【要約】【課題】未固化の粉体材料の中から造形物を容易に発見することができる三次元造形装置を提供する。【解決手段】本発明に係る三次元造形装置１は、水系溶媒と粉体材料とは異なる色の着色剤とを含む硬化液が貯留される硬化液タンク３１と、粉体材料が載せられる造形テーブル２２と、硬化液タンク３１に連通し上記粉体材料に対して上記硬化液を吐出する吐出ヘッド３０と、造形テーブル２２を移動させる造形テーブル昇降装置２３と、吐出ヘッド３０を移動させる第２キャリッジ３２のモータと、吐出ヘッド３０と電気的に接続され吐出ヘッド３０から上記硬化液を吐出するように構成されている吐出制御部５２と、を備え、上記硬化液に含まれる上記着色剤によって単一色に着色された上記断面層を形成するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体材料を硬化液で固めて断面層を形成し、前記断面層を順次積層することによって三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、
水系溶媒と、前記粉体材料とは異なる色の着色剤と、を含む硬化液が貯留される硬化液供給源と、
前記粉体材料が載せられる造形テーブルと、
前記硬化液供給源に連通し、前記粉体材料に対して前記硬化液を吐出する吐出ヘッドと、
前記造形テーブルおよび前記吐出ヘッドの少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させる移動機構と、
前記吐出ヘッドと電気的に接続され、前記吐出ヘッドから前記硬化液を吐出するように構成されている吐出制御部と、
を備え、
前記硬化液に含まれる前記着色剤によって、単一色に着色された前記断面層を形成するように構成されている、三次元造形装置。
【請求項２】
前記断面層は、ＪＩＳ  Ｚ８７２１に規定されるマンセル表色系の明度が前記粉体材料と異なるように構成されており、
前記粉体材料が、明度７以上の淡色または白色の場合に、前記断面層が、明度７未満の濃色となるように形成されるように構成されている、
請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項３】
前記断面層の色相が、前記粉体材料の色相と補色関係になるように構成されている、
請求項１又は２に記載の三次元造形装置。
【請求項４】
ＪＩＳ  Ｚ８７２１に規定されるマンセル色相環において、前記粉体材料の色相が５ＹＢ〜１０Ｙの範囲にある場合、前記断面層の色相が５Ｂ〜１０ＰＢの範囲になるように構成されている、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項５】
前記粉体材料が、バインダ樹脂を含み、
前記硬化液が、バインダ樹脂を含まない、
請求項１〜４のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項６】
前記粉体材料が、
無機粒子と、
ポリビニルアルコール系樹脂、ポルトランドセメント、アルミナセメント、マグネシアセメント、リン酸セメント、高炉セメント、シリカセメントおよびフライアッシュセメントのうちの少なくとも１種と、
を含む、
請求項１〜５のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項７】
前記硬化液の全体を１００質量％としたときに、前記着色剤が、１質量％以下である、
請求項１〜６のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項８】
酸化雰囲気中において、前記着色剤の燃え抜け温度が前記粉体材料の焼結温度よりも低い、
請求項１〜７のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項９】
前記着色剤が有機化合物である、
請求項１〜８のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項１０】
前記吐出ヘッドは、１つであり、かつ、前記造形テーブルの予め定められた方向に沿って１列に配置された複数のノズルを有するラインヘッドである、
請求項１〜９のいずれか一つに記載の三次元造形装置。
【請求項１１】
三次元造形装置に用いられる三次元造形物の形成用キットであって、
粉体材料と、
水系溶媒と前記粉体材料とは異なる色の着色剤とを含む硬化液と、
を備え、
前記粉体材料と前記硬化液とは、ＪＩＳ  Ｚ８７２１に規定されるマンセル表色系の明度が異なり、前記粉体材料は、明度７以上の淡色または白色であり、前記硬化液は、明度７未満の濃色である、三次元造形物の形成用キット。
【請求項１２】
三次元造形装置に用いられる三次元造形物の形成用キットであって、
粉体材料と、
水系溶媒と前記粉体材料とは異なる色の着色剤とを含む硬化液と、
を備え、
ＪＩＳ  Ｚ８７２１に規定されるマンセル色相環において、前記粉体材料の色相が５ＹＢ〜１０Ｙの範囲にあり、前記硬化液の色相が５Ｂ〜１０ＰＢの範囲にある、三次元造形物の形成用キット。
【請求項１３】
粉体材料に対して着色剤を含んだ硬化液を吐出して、前記粉体材料を固着させ、三次元造形物を造形すること；
前記三次元造形物を、前記着色剤の燃え抜け温度以上であって前記粉体材料の融点よりも低い温度で焼成して、前記着色剤を燃え抜けさせると共に前記粉体材料を焼結させること；
を包含する、焼結物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形装置および三次元造形物の形成用キット、並びに焼結物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄層状に敷き詰められた粉体材料を硬化液で固めて断面層を形成し、これを順次積層することによって立体的な造形物を造形する粉体積層方式の三次元造形装置が知られている。例えば特許文献１には、粉体材料が所定の断面厚みで敷き詰められた造形テーブルと、造形テーブル上の粉体材料に対して硬化液を吐出する吐出ヘッドと、を備えた三次元造形装置が開示されている。特許文献１の三次元造形装置では、吐出ヘッドが造形テーブルに対して相対移動しながら硬化液を吐出する。硬化液の吐出された箇所では粉体材料が選択的に固化され、これによって粉体材料の層が形成される。１の粉体材料層が形成されると、所定の断面厚みの分だけ造形テーブルが下降する。造形テーブルの下降によって生じた空間には、粉体材料が敷き詰められる。このような作業を繰り返して、造形テーブルの高さ方向に対して粉体材料の層が積層され、所望の形状の造形物が造形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３７１７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような三次元造形装置では、造形が終了した際、未固化の粉体材料の中に造形物が埋もれている。このため、ユーザは、未固化の粉体材料の中から造形物を掘り出す必要がある。しかし、従来の硬化液は透明かあるいは粉体材料と同系色である。そのため、ユーザには未固化の粉体材料と造形物との区別がつきにくく、造形物の埋まっている位置を見極めることが難しかった。したがって、造形物の発見に時間がかかり、取り出しに手間取ることがあった。また、造形物の発見を急ぐあまり、未固化の粉体材料の中を闇雲に探して誤って造形物を破損してしまうこともあった。さらには、未固化の粉体材料の中から造形物を取り出し忘れたまま、次の造形を開始してしまうこともあった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、未固化の粉体材料の中から造形物を容易に発見することができる三次元造形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明により、粉体材料を硬化液で固めて断面層を形成し、上記断面層を順次積層することによって三次元造形物を造形する三次元造形装置が提供される。この三次元造形装置は、水系溶媒と上記粉体材料とは異なる色の着色剤とを含む硬化液が貯留される硬化液供給源と、上記粉体材料が載せられる造形テーブルと、上記硬化液供給源に連通し、上記粉体材料に対して上記硬化液を吐出する吐出ヘッドと、上記造形テーブルおよび上記吐出ヘッドの少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させる移動機構と、上記吐出ヘッドと電気的に接続され、上記吐出ヘッドから上記硬化液を吐出するように構成されている吐出制御部と、を備え、上記硬化液に含まれる上記着色剤によって単一色に着色された上記断面層を形成するように構成されている。
【０００７】
上記構成の三次元造形装置では、粉体材料と異なる色の着色剤を硬化液に含んでおり、上記着色剤によって単一色に着色された断面層が形成される。このため、未固化の粉体材料と造形物との境界が明確になる。したがって、ユーザは、未固化の粉体材料の中に埋もれている造形物を容易に発見することができる。その結果、ユーザは未固化の粉体材料の中で造形物を探しまわる必要がなく、造形物を誤って破損するリスクが軽減される。また、造形物の取り出し忘れも抑制することができる。
【０００８】
また、本発明により、三次元造形装置に用いられる三次元造形物の形成用キットであって、粉体材料と、水系溶媒と上記粉体材料とは異なる色の着色剤とを含む硬化液とを備え、上記粉体材料と上記硬化液とは、ＪＩＳ  Ｚ８７２１に規定されるマンセル表色系の明度が異なり、上記粉体材料は、明度７以上の淡色または白色であり、上記硬化液は、明度７未満の濃色である、三次元造形物の形成用キットが提供される。
【０００９】
また、本発明により、三次元造形装置に用いられる三次元造形物の形成用キットであって、粉体材料と、水系溶媒と上記粉体材料とは異なる色の着色剤とを含む硬化液とを備え、ＪＩＳ  Ｚ８７２１に規定されるマンセル色相環において、上記粉体材料の色相が５ＹＢ〜１０Ｙの範囲にあり、上記硬化液の色相が５Ｂ〜１０ＰＢの範囲にある、三次元造形物の形成用キットが提供される。
【００１０】
また、本発明により、粉体材料に対して着色剤を含んだ硬化液を吐出して、上記粉体材料同士を固着させ、三次元造形物を造形すること；上記三次元造形物を、上記着色剤の燃え抜け温度以上であって上記粉体材料の融点よりも低い温度で焼成して、上記着色剤を燃え抜けさせると共に上記粉体材料を焼結させること；を包含する、焼結物の製造方法が提供される。これにより、粉体材料本来の色味に戻すことができる。加えて、三次元造形物の用途等によっては、着色剤が残存していると溶解やコンタミ等の不具合を生じ得、好ましくない場合もあるが、着色剤を燃え抜けさせることで、このような不具合を未然防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、未固化の粉体材料の中から造形物を容易に発見することができる三次元造形装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る三次元造形装置を模式的に示した断面図である。
【図２】一実施形態に係る制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。また、本明細書において範囲を示す「Ａ〜Ｂ」の表記は、Ａ以上Ｂ以下を意味する。
【００１４】
＜三次元造形装置＞
図１は、三次元造形装置１の断面図である。なお、以下の説明では、左、右、上、下とは、三次元造形装置１の正面にいるユーザから見た左、右、上、下をそれぞれ意味することし、三次元造形装置１からユーザに近づく方を前方、遠ざかる方を後方とする。また、図１の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を示している。また、図１の符号Ｘ，Ｙ，Ｚは、それぞれ前後方向、左右方向、上下方向（断面層の積層方向）を示している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、三次元造形装置１の設置態様を何ら限定するものではない。
【００１５】
三次元造形装置１は、粉体材料を硬化液で固めて断面層を形成し、これをＺ方向に順次積層することによって三次元造形物を造形する装置である。本実施形態の三次元造形装置１は、供給部１０と、造形部２０と、吐出ヘッド３０と、ヒータ４０と、制御部５０（図２参照）と、を備えている。以下、三次元造形装置１の各部の構成について説明する。
【００１６】
供給部１０は、造形部２０に対して粉体材料を供給するためのものである。供給部１０は、供給槽１１と、供給テーブル１２と、供給テーブル昇降装置１３と、粉体回収槽１４と、ローラ１５と、を備えている。
【００１７】
供給槽１１には、図示しない粉体材料が収容されている。粉体材料は、吐出ヘッド３０から吐出される硬化液によって断面層の形状に固着される。なお、粉体材料の詳細については後ほど詳述する。
【００１８】
供給テーブル１２は、供給槽１１の内部に配置され、供給槽１１の底面を構成している。供給テーブル１２は、供給テーブル昇降装置１３と電気的に接続されている。供給テーブル１２は、供給テーブル昇降装置１３によって供給槽１１の内部をＺ方向に昇降移動可能なように構成されている。供給テーブル昇降装置１３は、供給テーブル１２をＺ方向に移動させるためのものである。供給テーブル昇降装置１３としては特に限定されないが、ここではシリンダ機構を採用している。供給テーブル昇降装置１３は、制御部５０と電気的に接続されている。
【００１９】
粉体回収槽１４は、造形部２０に対して過剰に供給された粉体材料を回収するためのものである。Ｙ方向において、粉体回収槽１４は、造形部２０を挟んで供給槽１１の反対側に設けられている。粉体回収槽１４は、余剰の粉体材料を収容するための空間を有している。粉体回収槽１４の下方には、回収された粉体材料を取り出すための取り出し口（図示せず）が設けられている。
【００２０】
ローラ１５は、供給槽１１に収容されている粉体材料を、造形部２０に供給するための部材である。ローラ１５は、長尺な円筒形状を有し、円筒軸がＸ方向に沿うように配置されている。ローラ１５のＸ方向の長さは、後述する造形部２０の造形槽２１のＸ方向の長さよりも長い。ローラ１５は、第１キャリッジ１６に搭載されている。第１キャリッジ１６は、ガイドレール１７に係合されている。ガイドレール１７は、三次元造形装置１の上面に固定され、Ｙ方向に延びている。第１キャリッジ１６は、モータ１６Ｍ（図１では図示せず、図２参照）に接続され、ガイドレール１７に沿ってＹ方向に摺動自在に構成されている。これにより、ローラ１５は、独立して、供給槽１１と造形槽２１と粉体回収槽１４との上面を、Ｙ方向に移動可能なように構成されている。三次元造形装置１の未使用時に、ローラ１５は、供給槽１１の右側にあるローラ載置部１５ａに載置されている。第１キャリッジ１６のモータ１６Ｍは、制御部５０と電気的に接続されている。
【００２１】
造形部２０は、所望の三次元造形物を造形するための造形エリアを構成している。造形部２０は、造形槽２１と、造形テーブル２２と、造形テーブル昇降装置２３と、を備えている。三次元造形物の造形時には、造形槽２１に粉体材料が収容される。粉体材料は、１層分の断面層の厚み（例えば、０．１ｍｍ）で造形槽２１の内部に敷き詰められる。
【００２２】
造形テーブル２２は、造形槽２１の内部に配置され、造形槽２１の底面を構成している。造形テーブル２２は、造形テーブル昇降装置２３と電気的に接続されている。造形テーブル２２は、造形テーブル昇降装置２３によって造形槽２１の内部をＺ方向に昇降移動可能なように構成されている。造形テーブル昇降装置２３は、造形テーブル２２をＺ方向に移動させるためのものである。造形テーブル昇降装置２３としては特に限定されないが、ここではシリンダ機構を採用している。造形テーブル昇降装置２３は、制御部５０と電気的に接続されている。造形テーブル昇降装置２３は、造形テーブル２２を吐出ヘッド３０に対してＺ方向に相対的に移動させる移動機構の一例である。
【００２３】
吐出ヘッド３０は、造形槽２１内の粉体材料に対して断面層の形状のとおりに硬化液を吐出するためのものである。吐出ヘッド３０は、造形部２０の上方に配置されている。本実施形態において、吐出ヘッド３０は１つである。吐出ヘッド３０は、その下面に、硬化液を吐出するノズル（図示せず）を複数有している。複数のノズルは、造形槽２１（造形エリア）の全幅と同じ長さで、Ｘ方向に沿ってライン状に並べられている。すなわち、吐出ヘッド３０は、所謂、ラインタイプである。複数のノズルは、吐出ヘッド３０の下方に配置された硬化液タンク３１に連通されている。硬化液タンク３１の数は、典型的には吐出ヘッド３０の数と同数である。硬化液タンク３１の数は、ここでは１つである。硬化液タンク３１は、硬化液供給源の一例である。硬化液タンク３１には、硬化液が貯留されている。硬化液は、粉体材料を構成する粒子同士を結着させる液体（粘性体を含む）である。なお、硬化液の詳細については後ほど詳述する。
【００２４】
吐出ヘッド３０は、第２キャリッジ３２に搭載されている。第２キャリッジ３２は、ガイドレール１７に係合されている。第２キャリッジ３２は、モータ３２Ｍ（図１では図示せず、図２参照）に接続され、ガイドレール１７に沿ってＹ方向に摺動自在に構成されている。これにより、吐出ヘッド３０は、独立して、造形槽２１の上面をＹ方向に移動可能なように構成されている。第２キャリッジ３２のモータ３２Ｍは、制御部５０に接続されている。第２キャリッジ３２のモータ３２Ｍは、吐出ヘッド３０を造形テーブル２２に対してＹ方向に相対的に移動させる移動機構の一例である。また、吐出ヘッド３０は、制御部５０に接続され、複数のノズルから硬化液を吐出可能なように構成されている。
【００２５】
ヒータ４０は、造形槽２１内の粉体材料を温めて、硬化液の加熱乾燥を促進するためのものである。ヒータ４０は、造形テーブル２２の内部、すなわち造形槽２１の底面に配置されている。ヒータ４０は、造形槽２１内の粉体材料を下方側から加熱する。ヒータ４０は、造形槽２１内の粉体材料を、例えば３０℃以上、好ましくは４０℃以上であって、例えば水溶性樹脂のガラス転移点Ｔｇ以下の温度まで加熱可能な構成であるとよい。ヒータ４０は、例えば、シリコンラバーヒータやアルミ箔ヒータ等である。ヒータ４０は、制御部５０と電気的に接続されている。
【００２６】
制御部５０は、三次元造形装置１の全体の動作を制御する。制御部５０の構成は特に限定されない。制御部５０は、例えばマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータのハードウェア構成は特に限定されないが、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器から印刷データ等を受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（random access memory）と、上記制御プログラム等の各種データを格納する記憶部と、を備えている。制御部５０は、ソフトウェア（例えば、回路）により構成されていてもよい。
【００２７】
図２は、制御部５０のブロック図である。制御部５０は、移動制御部５１と、吐出制御部５２と、加熱制御部５３と、を有している。移動制御部５１は、供給部１０の供給テーブル昇降装置１３と、第１キャリッジ１６のモータ１６Ｍと、造形部２０の造形テーブル昇降装置２３と、第２キャリッジ３２のモータ３２Ｍとに、それぞれ電気的に接続され、これらを制御可能に構成されている。移動制御部５１は、供給部１０の供給テーブル昇降装置１３を駆動することによって、供給テーブル１２を上方または下方（Ｚ方向）に移動させる。移動制御部５１は、第１キャリッジ１６のモータ１６Ｍを駆動することによって、ローラ１５をＹ方向に移動させる。移動制御部５１は、造形部２０の造形テーブル昇降装置２３を駆動することによって、造形テーブル２２を上方または下方（Ｚ方向）に移動させる。移動制御部５１は、第２キャリッジ３２のモータ３２Ｍを駆動することによって、吐出ヘッド３０をＹ方向に移動させる。吐出制御部５２は、吐出ヘッド３０と電気的に接続されており、これを制御可能に構成されている。吐出制御部５２は、吐出ヘッド３０を駆動することによって、吐出ヘッド３０から硬化液を吐出させる。加熱制御部５３は、ヒータ４０と電気的に接続されており、電源のオンオフや加熱の強さを調整するように構成されている。
【００２８】
＜粉体材料＞
供給槽１１に収容される粉体材料の種類や形態等は特に限定されない。粉体材料としては、例えば、砂、砂利、セメント、モルタル、コンクリート、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ、ムライト、石膏、ガラス等の無機材料や、金属材料、樹脂材料等が挙げられる。なお、上記「砂」は、天然鋳造砂、珪砂、ジルコンサンド、クロマイトサンド等の天然砂の他に、人工鋳造砂、アルミナを主成分とするアルミナ系人工砂、ムライトを主成分とするムライト系人工砂、Ｍｇ系人工砂（スラグサンド）等の人工砂を包含する。また、上記「セメント」は、ポルトランドセメント、アルミナセメント、マグネシアセメント、リン酸セメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等を包含する。粉体材料は、典型的には、概ね５００℃以上、典型的には７００〜２０００℃、例えば１０００〜１５００℃での焼成によって、相対密度９０％以上の緻密な焼結体へと変化する焼結性の材料である。
【００２９】
粉体材料の平均粒子径（電子顕微鏡観察に基づく個数基準の粒度分布において、粒子径の小さい方から累積５０％に相当する粒子径。以下同じ。）は特に限定されないが、典型的には１〜１００μｍ、例えば１０〜９０μｍである。平均粒子径を所定値以上とすることで、造形物の一体性や強度を向上することができる。また、平均粒子径を所定値以下とすることで、造形物の造形精度を向上することができる。
【００３０】
粉体材料は、上記した材料のみで構成されていてもよいし、上記した材料に加えて他の材料を含んでいてもよい。例えば、上記した材料を主材として、主材を構成する粒子間の同士の結着を促進あるいは補助するような材料を副材として含んでいてもよい。好適な一態様では、粉体材料が、第１副材として、水溶性のバインダ樹脂（以下、単に「水溶性樹脂」という。）を含んでいる。水溶性樹脂は、水に対する溶解性を有し、水分を含んだときに結着性や粘着性を示す高分子化合物である。水溶性樹脂としては、例えば、繰返し単位にビニルアルコールを含む水溶性ポリビニルアルコール系樹脂、繰返し単位にＮ−ビニル−２−ピロリドンを含む水溶性ポリビニルピロリドン系樹脂、（メタ）アクリレート骨格を有する水溶性アクリル系樹脂、ウレタン骨格を有する水溶性ウレタン系樹脂、繰返し単位にアミド基を含む水溶性ポリアミド、澱粉、セルロース、セルロースの水酸基の一部または全部がアシル基で置換されたセルロース誘導体、ワックス等が挙げられる。
【００３１】
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリビニルアルコール（−ＣＨ２＝ＣＨ（ＯＨ）−）の単独重合体であってもよいし、ポリビニルアルコールとそれ以外の繰り返し単位とを含む共重合体であってもよいし、それらの変性物であってもよい。ポリビニルアルコール系樹脂において、ポリビニルアルコール以外の繰返し単位については特に限定されない。例えば、酢酸ビニル単位、プロピオン酸ビニル単位、ヘキサン酸ビニル単位等であってもよい。ポリビニルアルコール系樹脂の具体例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルアルコールと酢酸ビニルの共重合体、アニオン変性ポリビニルアルコール、カチオン変性ポリビニルアルコール、アセタール変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。なかでも、水溶性に優れる観点等から、ＰＶＡが好適である。
【００３２】
ポリビニルピロリドン系樹脂は、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンの単独重合体であってもよいし、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンとそれ以外の繰り返し単位とを含む共重合体であってもよいし、それらの変性物であってもよい。ポリビニルピロリドン系樹脂の具体例としては、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルピロリドンと酢酸ビニルの共重合体等が挙げられる。
【００３３】
水溶性アクリル系樹脂は、（メタ）アクリレートの単独重合体であってもよいし、（メタ）アクリレートとそれ以外の繰り返し単位とを含む共重合体であってもよいし、それらの変性物であってもよい。なお、本明細書において「（メタ）アクリレート」とは、アクリレートとメタクリレートとを包含する。水溶性アクリル系樹脂の具体例としては、ポリアクリロニトリル等が挙げられる。
【００３４】
第１副材としての水溶性樹脂は、乾燥容易性や生産性向上等の観点から、ガラス転移点（示差走査熱量分析（Differential Scanning Calorimetry：ＤＳＣ）に基づくＴｇ値。）が概ね１００℃以下、典型的には８０℃以下、好ましくは７０℃以下、例えば６０℃以下であって、典型的には２５℃以上、好ましくは３５℃以上、例えば４０℃以上であるとよい。また、粉体材料が第１副材を含む場合、主材と第１副材との割合は特に限定されないが、一例では、質量比で９５：５〜８０：２０程度、体積比で３０：７０〜７０：３０程度とするとよい。
【００３５】
他の好適な一態様では、粉体材料が、鋳造砂等の無機材料を主材とし、第２副材として、止水セメント等の速硬性に優れたセメント（速乾セメント）をさらに含んだ複合材料である。第２副材は、水分を含んだときにバインダとして機能する、バインダの前駆体である。第２副材は、典型的には平均粒子径が主材よりも小さく、典型的には主材の１／１００００〜１／２、例えば主材の１／１０００〜１／１００程度の大きさである。第２副材は、例えば、第１副材として上述したような水溶性樹脂、具体的にはポリビニルアルコール系樹脂であってもよい。第２副材は、例えば、粉体材料として上述したようなセメント成分、具体的には、ポルトランドセメント、アルミナセメント、マグネシアセメント、リン酸セメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントのうちの少なくとも１種を主成分として（５０質量％以上の割合で）含むものであってもよい。第２副材は、例えば、ケイ酸カルシウム等のケイ酸塩、および／または、アルミン酸カルシウム等のカルシウム塩を、主成分として（５０質量％以上の割合で）含むものであってもよい。
【００３６】
第２副材の具体例において、止水セメントは、ポルトランドセメント（３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）と、カルシウムアルミネートとが、６０〜９０：２０〜５０の質量比で混合された混合物である。第２副材の他の具体例において、止水セメントは、ケイ酸カルシウム成分（３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２）と、アルミン酸カルシウム成分（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）と、硫酸カルシウム成分（ＣａＳＯ４、ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）と、酸化カルシウム（ＣａＯ）とが、５０〜６０：３０〜４０：６〜１２：０〜２の質量比で混合された混合物である。
【００３７】
この複合材料において、無機材料（例えば鋳造砂）と速乾セメントとの含有比率は特に限定されないが、例えば、質量基準で、無機材料（例えば鋳造砂）：速乾セメント＝７０〜７５：２５〜３０程度であるとよい。
【００３８】
主材は、典型的には無色透明、あるいは白色や淡色である。副材（第１副材および第２副材）は、典型的には無色透明、あるいは白色や淡色である。粉体材料の色は、典型的には主材または副材の色と同様である。粉体材料は、典型的には無色あるいは白色や淡色である。例えば主材が、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ、ムライト、石膏等の場合、粉体材料は、典型的には白色である。また、例えば主材が、砂、砂利、セメント、モルタル、コンクリート等の場合、粉体材料は、典型的にはベージュやライトグレーのような淡色である。
【００３９】
なお、本明細書において「白色」とは、ＪＩＳ  Ｚ８７２１に規定されるマンセル表色系の明度（マンセル明度）が９以上１０以下の色をいう。また、本明細書において「淡色」とは、マンセル明度が７以上であって白色には分類されない色、言い換えれば、明度が７以上９未満の色をいう。すなわち、本明細書において「淡色」とは、色相には限定されず、白色を除く白色系の色全般をいい、例えば、アイボリー色、クリーム色、ベージュ色、黄白色、緑白色、青白色、ライトグレー色、灰色等を包含し得る。また、本明細書において「濃色」とは、マンセル明度が７未満の色をいう。
【００４０】
＜硬化液＞
硬化液タンク３１に貯留され、吐出ヘッド３０から吐出される硬化液は、少なくとも水系溶媒と着色剤とを含んでいる。水系溶媒は、水を主体とする。言い換えれば、水系溶媒は、水を５０質量％以上の割合で含む。水系溶媒は、水のみで構成されていてもよいし、水に加えて、５０質量％未満、典型的には２０質量％以下、例えば１０質量％以下、更には５質量％以下の割合で、水と均一に混合可能な水溶性有機溶剤を含んで構成されていてもよい。水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、１−エトキシ−２−プロパノール、１，３−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等の炭素数が５以下（例えば３〜５）の低級アルコール類、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等の直鎖状のグリコールエーテル類、アセトン等の炭素数が５以下の低級ケトン類、プロピレンカーボネート等が挙げられる。なかでも、水との親和性が高いこと等から、ジオール類やトリオール類等の多価アルコール類が好ましい。これらの水溶性有機溶剤は、ノズルの目詰まりを防止する、所謂、乾燥防止剤として、および／または、粉体材料への浸透性を高めるための、所謂、浸透剤として、機能し得る。
【００４１】
着色剤は、断面層を着色して、未固化の粉体材料との識別性を向上するためのものである。着色剤は、粉体材料とは異なる色を有している。なお、本明細書において、「異なる色」とは、目視にて色の違いを認識できる色をいう。すなわち、「異なる色」には、色相が異なる色のみでなく、明度が異なる色や、彩度が異なる色も含まれる。なかでも、着色剤は、粉体材料と色相が異なることが好ましく、例えば吸収スペクトルにおける最大ピークが、粉体材料の最大ピークと少なくとも３０ｎｍ離れていることが好ましい。
【００４２】
着色剤としては、水系溶媒に均一に溶解または分散可能な限りにおいて特に限定されない。着色剤としては、例えば粉体材料の明度や色相等に応じて、従来インクジェットプリンタのインクや陶磁器の釉薬等として使用されている染料、無機顔料、有機顔料のなかから、水溶性または水分散性のものを１種または２種以上を用いることができる。着色剤は、着色成分が無機物質であってもよいし有機化合物であってもよい。粉体材料の焼成時に好適に燃え抜けさせる観点からは、有機化合物が好ましい。
【００４３】
染料は、可視光を吸収することで色相を示す。染料は、典型的には水系溶媒に溶解可能な水溶性である。染料は、植物性染料や動物性染料等の天然染料と、合成染料とを包含する。合成染料としては、例えば、分子中にアゾ基を有するアゾ系染料、アントラキノン骨格を有するアントラキノン系染料、アントラピリドン系染料、ペリノン系染料、ペリレン系染料、フタロシアニン系染料、カルボニウムイオンを有するカルボニウムイオン系染料、インジゴ、チオインジゴおよびこれらの誘導体であるインジゴイド系染料等が挙げられる。
【００４４】
無機顔料は、無機物質を着色成分とする鉱物性の顔料である。無機顔料は、典型的には水に難溶な水分散性の粉末である。無機顔料は、酸化物系、硫化物系、クロム酸塩系、珪酸塩系の無機顔料や、金属粉、カーボンブラックを包含する。無機顔料の具体例としては、例えば、ベンガラ（酸化鉄）、酸化銅、鉛丹、アンチモン朱、モリブデンレッド、カドミウムレッド等の赤色系顔料、酸化クロム、ピリジアン、コバルトグリーン、チタンコバルトグリーン、コバルトクロムグリーン等の緑色系顔料、群青、ウルトラマリンブルー、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー等の青色系顔料、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット、マースバイオレット等の紫色系顔料、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック、鉄黒、クロム黒等の黒色系顔料が挙げられる。
【００４５】
有機顔料は、有機化合物を着色成分とする顔料である。有機顔料は、典型的には水に難溶な水分散性の粉末である。有機顔料は、アゾ系、フタロシアニン系、縮合多環系、ニトロ系、ニトロソ系、アジン系、染料キレートの有機顔料を包含する。アゾ系の有機顔料の具体例としては、例えば、レーキレッド、パーマネントレッド、ボルドー、ナフトールＡＳレッド等の溶性アゾ（アゾレーキ）、パラレッド、トルイジンレッド、パーマネントレッド、ナフトールレッド等の不溶性アゾ、縮合アゾレッド、縮合アゾスカーレット等の縮合アゾ等が挙げられる。フタロシアニン系の有機顔料の具体例としては、例えば、無金属銅フタロシアニンブルー、銅ピグメントブルー、銅ピグメントグリーン、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーン、臭素化銅フタロシアニングリーン等が挙げられる。縮合多環系の有機顔料の具体例としては、例えば、インダンスロンブルー、ジアンスラキノニルレッド等のアントラキノン系、チオインジゴマゼンタ、チオインジゴボルドー等のチオインジゴ系、ペリノンオレンジ、ペリノンレッド等のペリノン系、ペリレンレッド等のペリレン系、ピグメントバイオレット、ジオキサジンバイオレット等のジオキサジン系、ピグメントレッド、ピグメントバイオレット、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタ等のキナクリドン系、ジケトピロロピロール等のピロロピロール系等が挙げられる。ニトロソ系の有機顔料の具体例としては、例えば、ピグメントグリーンが挙げられる。アジン系の有機顔料の具体例としては、例えば、アニリンブラックが挙げられる。
【００４６】
上記したなかで、青色系の有機顔料の好適例としては、フタロシアニン系の有機顔料、例えば銅フタロシアニンブルーが挙げられる。銅フタロシアニンブルーは、無置換体のα型、β型、γ型、ε型であってもよく、１つまたは複数の塩素や臭素で置換されたハロゲン置換体であってもよい。また、着色剤が、水に不溶な粉末状である場合、ノズルからの吐出安定性を高める観点から、平均粒子径は概ね１００ｎｍ以下、例えば５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４７】
着色剤は、酸化雰囲気中において、熱重量分析（Thermo Gravimetry：ＴＧ）に基づく燃え抜け温度が、粉体材料の焼結温度よりも低いことが好ましい。具体的には、概ね５００℃以下、典型的には７００℃以下、例えば１０００℃以下であることが好ましい。三次元造形装置１で造形された造形物は、強度の向上等を目的として、粉体材料の融点よりも低い温度で焼成されることがある。着色剤が上記燃え抜け温度であると、粉体材料の焼成時に着色剤を好適に燃え抜けさせることができる。その結果、未固化の粉体材料との区別のために、所謂、目印として付した色を脱色させて、粉体材料本来の色味に戻すことができる。なお、本明細書において、「燃え抜け温度」とは、熱重量分析で得られるＴＧ曲線において、重量減少率が９８％以上となる熱分解終了温度をいう。
【００４８】
好適な一態様では、上記粉体材料が淡色または白色の場合に、着色剤が、マンセル明度７未満の濃色である。他の好適な一態様では、着色剤の色相が、粉体材料の色相と補色関係にある。一具体例では、粉体材料の色相が５ＹＢ〜１０Ｙの範囲にある場合に、着色剤の色相が５Ｂ〜１０ＰＢの範囲ある。上記のいずれかを満たすことにより、未固化の粉体材料と造形物とのコントラストをより良く高めて、未固化の粉体材料のなかで造形物を際立たせることができる。また、色覚異常を持つ人の中では、青色を判別しにくい人の割合に比べて、赤色あるいは緑色を判別しにくい人の割合が多いことが知られている。このため、カラーバリアフリーの観点から、特には着色剤が青色系（Ｂ）であるとよい。
【００４９】
なお、本明細書において、「補色」とは、ＪＩＳ  Ｚ８７２１に規定されるマンセル色相環において、着色剤の色相角度が、上記粉体材料の色相角度に対して１８０°±４５°（好ましくは±３０°）の範囲にあることをいう。言い換えれば、ここでいう「補色」とは、未固化の粉体材料と造形物とのコントラストが際立つ範囲であればよく、厳密な補色関係、すなわち、マンセル色相環において、着色剤の色相と粉体材料の色相角度とが正反対の位置（１８０°の位置）にある場合に限定されるものではない。
【００５０】
硬化液は、水系溶媒と着色剤とで構成されていても良く、水系溶媒と着色剤以外の第３の成分を含んでいても良い。第３の成分としては、例えば、従来インクジェットプリンタのインクや硬化液に使用されているもののなかから１種または２種以上を用いることができる。具体例として、バインダ樹脂、界面活性剤（浸透剤、分散剤、安定化剤を含む）、酸化防止剤、防腐防かび剤、防錆剤、ｐＨ調整剤、消泡剤等が挙げられる。バインダ樹脂としては、例えば、粉体材料の第１副材として上記したような水溶性樹脂が挙げられる。界面活性剤は、アニオン系界面活性剤と、カチオン系界面活性剤と、ノニオン系界面活性剤とを包含する。界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルやその酢酸塩、硫酸塩、リン酸塩が挙げられる。
【００５１】
好適な一態様では、硬化液がバインダ樹脂、例えば上記したような水溶性樹脂を含んでいない。本発明者らの検討によれば、これによって、粉体材料の粒子間をより良く結着して造形物の一体性や強度を向上することができる。また、硬化液の保存安定性を高めることができる。さらに、吐出ヘッド３０のノズルの目詰まりが生じ難くなり、吐出安定性をより良く高めることができる。
【００５２】
硬化液の全体を１００質量％としたときに、水系溶媒の割合は特に限定されないが、概ね７０質量％以上、典型的には８０質量％以上、例えば９０質量％以上であって、概ね９９質量％以下、典型的には９８質量％以下であるとよい。硬化液の全体を１００質量％としたときに、着色剤の割合は特に限定されないが、概ね０．０１質量％以上、典型的には０．０５質量％以上、例えば０．１質量％以上であって、概ね１０質量％以下、典型的には５質量％以下であり、１質量％以下であることが好ましい。着色剤の割合を所定値以下とすることで、造形物の一体性や強度をより良く向上することができる。硬化液が第３成分を含む場合、硬化液の全体を１００質量％としたときに、第３の成分（例えば、界面活性剤や防腐防かび剤）の合計割合は特に限定されないが、概ね０．１質量％以上、典型的には０．５質量％以上、例えば１質量％以上であって、概ね１０質量％以下、典型的には５質量％以下、例えば３質量％以下であるとよい。
【００５３】
好適な一態様では、上記粉体材料が淡色または白色の場合に、硬化液が、マンセル明度７未満の濃色である。他の好適な一態様では、硬化液の色相が、粉体材料の色相と補色関係にある。一具体例では、粉体材料の色相が５ＹＢ〜１０Ｙの範囲にある場合に、硬化液の色相が５Ｂ〜１０ＰＢの範囲ある。上記のいずれかを満たすことにより、未固化の粉体材料と造形物とのコントラストをより良く高めて、未固化の粉体材料のなかで造形物を際立たせることができる。また、色覚異常を持つ人の中では、赤や緑色を判別しにくい人の割合が多いことが知られている。このため、カラーバリアフリーの観点からは、硬化液が青色系（Ｂ）であるとよい。
【００５４】
硬化液の性質については、吐出ヘッド３０から安定的に吐出可能な限りにおいて、特に限定されない。好適な一態様では、粘度が、概ね０．１〜５０ｍＰａ・ｓ、典型的には０．５〜２０ｍＰａ・ｓ、例えば０．５〜１０ｍＰａ・ｓに調整されている。これにより、吐出安定性をより良く向上することができる。なお、本明細書において「粘度」とは、コーンプレート型回転式粘度計（例えば、東機産業株式会社製のＴＶＥ−２５Ｌ）を使用して、ＪＩＳ  Ｚ８８０３（２０１１）の「１０．円すい−平板形回転粘度計による粘度測定方法」に準拠し、温度：２５℃、回転速度：４０ｒｐｍで測定した値をいう。
【００５５】
他の好適な一態様では、表面張力が、概ね１０〜５０ｍＮ／ｍ、典型的には２０〜４０ｍＮ／ｍ、好ましくは２５〜３５ｍＮ／ｍに調整されている。これにより、粉体材料への浸透性を高めると共に、乾燥容易性を向上することができる。また、吐出ヘッド３０からの吐出安定性をより良く高めて、硬化液を精度よく吐出することができる。なお、本明細書において「表面張力」とは、プレート法（Ｗｉｌｈｅｌｍｙ法）を利用した表面張力計（例えば、協和界面科学株式会社製のＤＹ−３００）を用いて、温度：２５℃、測定子：白金プレートで測定した値をいう。
【００５６】
＜三次元造形物の製造方法＞
三次元造形装置１は、例えば下記のようなプロセスで三次元造形物を造形する。例えば、まず、得んとする造形物の三次元データを所定の厚みでスライスした断面層のスライスデータを用意する。次に、これを三次元造形装置１の制御部５０に入力する。すると、制御部５０は、スライスデータに基づいて、１層分の断面層の厚みで造形槽２１に粉体材料を敷き詰める。
【００５７】
具体的には、制御部５０は、供給テーブル昇降装置１３を駆動させて、供給テーブル１２を上方に移動（上昇）させる。供給テーブル１２が上方に移動されると、供給槽１１に収容されていた粉体材料の一部が、供給槽１１の上面よりも上方に盛り上がって積まれた状態になる。この状態で制御部５０が第１キャリッジ１６のモータ１６Ｍを駆動させると、ローラ１５がローラ載置部１５ａから左方向に水平移動する。すると、盛り上がって積まれている粉体材料がローラ１５によって左方向に押されて、造形槽２１に供給される。同時に、ローラ１５が造形槽２１の上を水平移動することで、造形槽２１の表面が均される。これにより、造形槽２１内に粉体材料が収容され、所定の１層分の厚みで造形テーブル２２上に均一に敷き詰められる。
【００５８】
粉体材料は、通常、造形槽２１に収容される量よりも多めに供給される。造形槽２１内に収容しきれなかった余分な粉体材料は、そのままローラ１５で左方向に押されて、粉体回収槽１４に回収される。ローラ１５は、粉体回収槽１４の左側１５ｂまで移動すると、そのまま粉体回収槽１４の左側１５ｂの位置に仮置きされるか、あるいは、逆方向に回転して、元のローラ載置部１５ａまで戻される。
【００５９】
次に、制御部５０は、スライスデータに基づき、造形槽２１内の粉体材料に対して、着色剤を含んだ硬化液を吐出する。具体的には、第２キャリッジ３２のモータ３２Ｍを制御して、吐出ヘッド３０をＹ方向に移動させると同時に、吐出ヘッド３０を制御して、所定のタイミングと吐出条件で、造形エリアの所定の位置に吐出ヘッド３０から硬化液を吐出させる。造形エリアの硬化液が噴霧された部分では、粉体材料に硬化液が浸透される。これにより、粉体材料同士が固着されて、造形テーブル２２上に第１層目の断面層が形成される。
【００６０】
第１層目の断面層が形成されると、次に、制御部５０は、造形槽２１内に粉体材料を１層分の断面層の厚みで再び敷き詰める。具体的には、制御部５０は、造形テーブル昇降装置２３を駆動させて、造形テーブル２２を下方に移動（下降）させる。造形テーブル２２の下降幅は、断面層の１層分の厚みと同じである。造形テーブル２２の下降によって生じた空間には、上記と同様にして供給槽１１から粉体材料が供給され、均一に敷き詰められる。
【００６１】
次に、制御部５０は、スライスデータに基づいて、造形槽２１内の粉体材料に対して、再び着色剤を含んだ硬化液を吐出する。具体的には、第２キャリッジ３２のモータ３２Ｍを制御して、吐出ヘッド３０をＹ方向に移動させると同時に、吐出ヘッド３０を制御して、吐出ヘッド３０から硬化液を吐出させる。これにより、上記で形成した第１層目の断面層の上に、第２層目の断面層が形成される。そして、このような造形槽２１内に粉体材料を敷き詰める操作と、造形槽２１内の粉体材料に対して硬化液を吐出する操作とを、スライスデータの数だけ繰り返す。これにより、第１〜第ｍの断面層（ｍは２以上の整数）がＺ方向に積み上げられた所望の三次元造形物（未焼成物）が造形される。
【００６２】
好適な一態様では、造形された三次元造形物（未焼成物）を、着色剤の燃え抜け温度以上であって粉体材料の融点よりも低い温度で焼成する。焼成温度は、着色剤の燃え抜け温度以上、概ね５００℃以上、典型的には７００℃以上、例えば１０００℃以上であって、粉体材料の融点よりも低い温度、典型的には２０００℃以下、例えば１５００℃以下とする。焼成により、粉体材料を焼結させて、強度等が向上した三次元造形物（焼結物）を得ることができる。また、焼成により、未固化の粉体材料との区別のために、所謂、目印として付した着色剤を燃え抜けさせて、除去することができる。その結果、三次元造形物を粉体材料本来の色味に戻すことができる。さらに、例えば、得られた三次元造形物を流体経路中のフィルターとして使用する場合等のように、用途によっては、着色剤が残存していると溶解やコンタミ等の不具合を生じ得、好ましくない場合がある。焼成によって着色剤を燃え抜けさせることで、このような不具合を未然防止することができる。
【００６３】
本実施形態の三次元造形装置１では、硬化液に粉体材料とは異なる色の着色剤が含まれており、当該着色剤によって単一色に着色された断面層が形成される。これによって未固化の粉体材料と造形物との境界が明確になる。したがって、ユーザは、未固化の粉体材料の中に埋もれている造形物を容易に発見することができる。その結果、ユーザは粉体材料の中を探しまわる必要がなく、造形物を誤って破損するリスクが軽減される。また、造形物の取り出し忘れも抑制することができる。
【００６４】
本実施形態では、上記断面層は、ＪＩＳ  Ｚ８７２１に規定されるマンセル表色系の明度が上記粉体材料と異なるように構成されており、上記粉体材料が、明度７以上の淡色または白色の場合に、上記断面層が、明度７未満の濃色となるように形成されるように構成されている。これにより、誘目性を高めることができ、ユーザの目を無意識のうちに造形物に引きつけることができる。したがって、例えば造形槽２１の端に造形物が造形される場合等にも、ユーザの視覚に強く存在を訴えかけて、造形物の取り出し忘れをより良く抑制することができる。
【００６５】
本実施形態では、上記断面層の色相が、上記粉体材料の色相と補色関係になるように構成されている。これにより、未固化の粉体材料と造形物とのコントラスト（色彩の対照性）をより良く高めて、未固化の粉体材料のなかで造形物を一層際立たせることができる。したがって、ユーザの視覚に与えられる刺激が強くなり、造形物の視認性や誘目性をより良く向上することができる。
【００６６】
本実施形態では、ＪＩＳ  Ｚ８７２１に規定されるマンセル色相環において、上記粉体材料の色相が５ＹＢ〜１０Ｙの範囲にある場合、上記断面層の色相が５Ｂ〜１０ＰＢの範囲になるように構成されている。断面層の色相を上記範囲とすることで、優れたカラーバリアフリーを実現することができる。
【００６７】
本実施形態の一態様では、上記粉体材料が、バインダ樹脂を含み、上記硬化液が、バインダ樹脂を含まない。これにより、粉体材料の粒子間をより良く結着して造形物の一体性や強度をより良く向上することができる。また、吐出ヘッド３０のノズルの目詰まりが生じ難くなり、吐出安定性をより良く高めることができる。
【００６８】
本実施形態の一態様では、上記粉体材料が、無機材料と、ポリビニルアルコール系樹脂、ポルトランドセメント、アルミナセメント、マグネシアセメント、リン酸セメント、高炉セメント、シリカセメントおよびフライアッシュセメントのうちの少なくとも１種と、を含む。これにより、耐熱性や耐久性に優れた造形物を好適に実現することができる。
【００６９】
本実施形態では、上記硬化液の全体を１００質量％としたときに、上記着色剤が、１質量％以下である。これにより、造形物の一体性や強度をより良く向上することができる。
【００７０】
本実施形態では、酸化雰囲気中において、上記着色剤の燃え抜け温度が上記粉体材料の焼結温度よりも低い。これにより、粉体材料の焼成時に着色剤を好適に燃え抜けさせることができ、粉体材料本来の色味に戻すことができる。
【００７１】
本実施形態では、上記着色剤が有機化合物である。これにより、粉体材料の焼成時に着色剤を好適に燃え抜けさせることができる。
【００７２】
本実施形態では、吐出ヘッド３０は、１つであり、かつ、造形テーブル２２のＸ方向に沿って１列に配置された複数のノズルを有するラインヘッドである。
【００７３】
三次元造形装置１は、例えば製造分野における開発段階の試作品の作製等といった用途に加えて、鋳造用の砂鋳型（砂型）の造形にも好適に活用することができる。すなわち、鋳物は、高温の溶融した金属を鋳型に注入して、注入した金属を固化することで製造される。そのため、鋳物の製造には、その反転型である鋳型が必要となる。三次元造形装置１を用いて砂型を造形することで、比較的安価に、かつ複雑な形状の鋳物を製造することができる。また、砂中子とよばれる内部形状作成用の型を併用することによって、内部形状を持つ鋳物も製造することができる。この場合、三次元造形装置１は、鋳造用の砂型や砂中子を作成するための砂型造形用の三次元造形装置として把握され得る。
【００７４】
＜三次元造形物の形成用キット＞
本実施形態の三次元造形装置１では、上記したような粉体材料と、上記したような水系溶媒と粉体材料とは異なる色の着色剤とを含む硬化液と、備える三次元造形物の形成用キットを好適に用いることができる。すなわち、ここに開示される三次元造形物の形成用キットは、例えば、以下の（１）〜（６）のうちの少なくとも１つの特徴を有する。これにより、三次元造形装置１において、未固化の粉体材料と区別容易な造形物をより良く作製することができる。
（１）上記粉体材料と上記硬化液とは、マンセル明度が異なり、上記粉体材料は、明度７以上の淡色または白色であり、上記硬化液は、明度７未満の濃色である。
（２）上記硬化液の色相が、上記粉体材料の色相と補色関係にある。
（３）ＪＩＳ  Ｚ８７２１に規定されるマンセル色相環において、上記粉体材料の色相が５ＹＢ〜１０Ｙの範囲にあり、上記硬化液の色相が５Ｂ〜１０ＰＢの範囲にある。
（４）上記粉体材料がバインダ樹脂を含み、上記硬化液がバインダ樹脂を含まない。
（５）上記硬化液の全体を１００質量％としたときに、上記着色剤が１質量％以下である。
（６）：酸化雰囲気中において、上記着色剤の燃え抜け温度が上記粉体材料の焼結温度よりも低い。
【００７５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。
【００７６】
上記した実施形態では、吐出ヘッド３０が造形槽２１と同じ幅のラインヘッドを備え、吐出ヘッド３０がＹ方向のみに移動可能なように構成されている、所謂、ラインタイプであった。しかしながら、これには限定されない。例えば吐出ヘッド３０は、造形槽２１のＸ方向に往復移動（シャトル移動）しながら造形を行うように構成されている、所謂、スキャンタイプ（シリアルタイプ）であってもよい。
【００７７】
上記した実施形態では、造形テーブル２２が、吐出ヘッド３０に対してＺ方向に相対的に移動され、吐出ヘッド３０が造形テーブル２２に対してＹ方向に相対的に移動可能なように構成されていた。しかしながら、これらの動きは相対的なものであればよく、これには限定されない。例えば、造形テーブル２２はＺ方向およびＹ方向の両方に移動可能なように構成される一方、吐出ヘッド３０は固定されて移動不能なように構成されていてもよい。
【００７８】
上記した実施形態では、供給部１０が、Ｙ方向において造形部２０と隣り合う位置に設けられていた。しかしながら、これには限定されない。供給部１０は、例えば、造形部２０よりも高い位置に設けられ、Ｙ方向において造形部２０と並んでいなくてもよい。この場合、供給槽１１は、典型的には、造形槽２１の直上を避けて造形槽２１よりも右側に配置される。造形槽２１は、例えば下方に向かうにつれて平面積が狭くなる形状で、下端にスリット状の開口を有する。造形槽２１内の粉体材料は、下端の開口から排出され、例えば造形槽２１とローラ載置部１５ａとの間に、Ｘ方向に沿ったライン状に積み上げられる。そして、この粉体材料は、上記した実施形態と同様、ローラ１５によって造形部２０に供給される。
【符号の説明】
【００７９】
１    三次元造形装置
１０  供給部
２０  造形部
３０  吐出ヘッド
４０  ヒータ
５０  制御部
【図１】
2019084693.tif 000003
【図２】
2019084693.tif 000004