(57)【要約】【課題】  構造体の形成において、形成途中の構造体の層と支持材の層との表面のずれによる構造物の形状精度への影響を軽減する。【解決手段】  用意された支持材および造形層の少なくとも一方で形成される既成面に造形層を形成するための形成材料を液体状態で提供し、形成材料から造形層を形成する工程と、形成された造形層の既成面と反対側の上面を規制するための規制部材の規制面を造形層の上面に当接させ、当接が行われ状態で造形層の周囲の既成面と規制面との間を満たすように支持材となるための支持材用材料を注入し、支持材用材料を固化させることにより支持材を形成し、支持材と造形層とで構成される層を設ける工程と、支持材と造形層とで構成される層から規制部材を除去する工程と、規制部材を除去することにより露出した造形層と支持材との層の表面に、造形層と支持材との層を設ける工程と、を有することを特徴とする構造体の製造方法。【選択図】  図１
2015024652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形台上で、形成中の構造体をサポート材にて支持しながら、前記構造体となるための造形層を重ねることにより前記構造体を形成する構造体の製造方法において、
前記造形層、前記サポート材および前記造形台の少なくとも一つで形成される既成面に前記造形層を形成するための造形材料を液体状態で提供し、前記造形材料から造形層を形成する工程と、
形成された前記造形層の前記既成面と反対側の上面を規制するための規制部材の規制面と前記造形層の上面とが当接している状態で前記造形層の周囲の前記既成面と前記規制面との間を満たすように前記サポート材となるためのサポート材料を注入し、前記サポート材料を固化させることによりサポート材を形成し、前記サポート材と前記造形層とで構成される層を設ける工程と、
前記サポート材と前記造形層とで構成される層から前記規制部材を除去する工程と、
を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項２】
前記規制部材を除去する工程の後に、前記規制部材を除去することにより露出した前記造形層と前記サポート材との層の表面に、次に積層する造形層とサポート材との層を設ける工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の構造体の製造方法。
【請求項３】
前記造形層を形成する工程において、液体を吐出するための液体吐出ヘッドから前記造形材料を吐出することにより前記既成面に前記造形材料を提供することを特徴とする請求項１または２に記載の構造体の製造方法。
【請求項４】
前記造形材料は紫外線の照射を受けることにより硬化し、前記造形層を形成する工程において、前記規制面と前記造形層の前記既成面と反対側の面とが当接している状態で前記造形材料に紫外線を照射することによって、前記造形層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１項に記載の構造体の製造方法。
【請求項５】
前記紫外線を、前記規制部材の規制面を透過させて前記造形材料に照射することを特徴とする請求項４に記載の構造体の製造方法。
【請求項６】
先に積層した前記造形層を次に積層した造形層がオーバーハングしない場合には、前記サポート材料を提供せず、前記次に積層した造形層以降に積層する造形層がそれ以前の造形層をオーバーハングする場合に、複数の造形層に対応する前記サポート材料をまとめて提供することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の構造体の製造方法。
【請求項７】
形成中の構造体をサポート材にて支持しながら、前記構造体となるための造形層を重ねることにより前記構造体を形成する構造体の製造装置において、
前記造形層を重ねるための台である造形台と、
前記造形台、前記造形台上の前記造形層および前記造形台上の前記サポート材の少なくとも一つで形成される既成面に液体状の前記造形層を形成するための造形材料を提供し、前記造形材料から造形層を形成する第１の形成手段と、
前記造形層を形成する手段により形成された前記造形層の前記既成面と反対側の上面を規制するための規制部材と、前記造形台と、を相対的に移動させる移動手段と、
前記サポート材となるためのサポート材料を提供し、前記サポート材料を固化させることによりサポート材を形成する第２の形成手段と、
を有し、
前記第２の形成手段は、前記規制部材の規制面と前記造形層の上面とが当接がしている状態で前記造形層の周囲の前記既成面と前記規制面との間を満たすようにサポート材となるためのサポート材料を注入し、
前記移動手段は、前記サポート材形成段により形成された前記サポート材と前記第１の形成手段により形成された前記造形層とで構成される層から前記規制部材を除去する、ことを特徴とする構造体の製造装置。
【請求項８】
前記第１の形成手段と前記第２の形成手段とは、前記移動手段が前記規制部材を除去したことにより露出した前記造形層と前記サポート材との層の表面に、それぞれ、次に積層する造形層と、サポート材との層を設けることを特徴とする請求項７に記載の構造体の製造装置。
【請求項９】
前記第１の形成手段は、液体を吐出するための液体吐出ヘッドを含み、前記液体吐出ヘッドから前記造形材料を吐出することにより前記既成面に前記造形材料を提供することを特徴とする請求項７または８に記載の構造体の製造装置。
【請求項１０】
前記第１の形成手段は、前記造形材料に紫外線を照射する手段をさらに備えることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の構造体の製造装置。
【請求項１１】
前記規制部材は紫外線を透過する材料で形成され、前記紫外線を照射する手段は前記規制部材の内部に設けられていることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の構造体の製造装置。
【請求項１２】
前記第１の形成手段が次に積層した造形層が、先に積層された前記造形層をオーバーハングしない場合には、前記第２の形成手段は前記サポート材料を提供せず、前記次に積層した造形層以降に前記第１の形成手段が積層する造形層がそれ以前の造形層をオーバーハングする場合に、前記第２の形成手段は、複数の造形層に対応する前記サポート材料をまとめて提供することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の構造体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光造形に代表されるような積層方式の立体物造形方法が活躍している。これらの方法は、立体物の断面パターンを積層して順次積み上げてゆくことで任意の立体物を作成する方式である。これらの方式は型などを使用せず、立体物の３次元（設計）データから直接造形できる。よって、少量の立体物を短時間で作る必要性が高い製品の試作等に多く使われている。
【０００３】
積層造形法における特徴的な制約として、サポートを必要とすることが挙げられる。積層造形法では、層状に形成したパターンを積み上げて行くため、たとえば、垂れ下がった木の枝先のように、製造途中で孤立部が存在する造形物は原理的に製造出来ないことになる。このような部分を積層造形法で作るためには、孤立部となりうる下部に、最終状態では不要となる“支え”＝サポートを作りこみ、造形終了後に何らかの手段で除去することが必要となる。
【０００４】
サポートの除去は、基本的に人間が手作業で除去している。積層造形法では、同じ造形物を大量生産するというよりは、ユーザーの要求に応じて形状の異なる造形物が製造されることが多い。このような形状の異なる造形物に対してサポートを自動で除去することは、きわめて困難であった。
【０００５】
サポート除去の負担を軽減させるために、造形物をつくるための造形材料とは別材料でサポートを形成する方式が知られている。これによれば、サポート材が溶けて造型材が溶けないような溶解剤を用いれば、サポートが容易に除去できる。また、溶解しないまでも外し易い材料を用いれば作業負荷を大きく軽減することが出来る。
【０００６】
積層造形法においては、精度が良い造形を実現するには積層される層の厚さにも十分な精度が求められる。サポートの除去を容易にすることを優先して、造形材料と異なる材料でサポートを形成する場合、両材料によるパターン同士の高精度な位置合わせが必要となる。位置がずれると隙間が出来てオーバーハング部を支えられない。また、造形材料とサポート部とが重なってしまうと突起になってしまったり、造形材料表面の接着性を低下させ、結果、立体物の強度が脆弱にってしまったりする懸念がある。また、異なる材料で均一な厚さの層を形成することは、材料を供給する際に要求される精度的にも、環境の影響を受けた体積変化の観点からも、難しい制御が必要とされる。
【０００７】
特許文献１では、最終的な立体物の一部の形状の層を形成した後に、この層を囲むようにサポートとなる材料を設け、その後設計厚さまでサポートの上面を削る方法が記載されている。その後、サポートと形成途中の立体物の層の上にさらに立体物となる材料を積層する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３０５４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながらこの方法では、削り取った除去物が造形物に再付着することで、製造される立体物の品質が十分なものとならない恐れがある。また、切削時にかかる熱や力学的ストレスで、微細な造形個所が所望の形に造形できないケースが想定される。しかも、切削を高精度に行うためには、多大な加工時間が必要となる。
【００１０】
本発明は上記を鑑みなされたものであり、形状精度よく形成された構造体を得ることが可能な製造方法および製造装置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】
【００１１】
本発明は、造形台上で、形成中の構造体をサポート材にて支持しながら、前記構造体となるための造形層を重ねることにより前記構造体を形成する構造体の製造方法において、前記造形層、前記サポート材および、前記造形台の少なくとも一つで形成される既成面に前記造形層を形成するための造形材料を液体状態で提供し、前記造形材料から造形層を形成する工程と、形成された前記造形層の前記既成面と反対側の上面を規制するための規制部材の規制面を前記造形層の上面に当接させ、前記当接が行われている状態で前記造形層の周囲の前記既成面と前記規制面との間を満たすように前記サポート材となるためのサポート材料を注入し、前記サポート材料を固化させることによりサポート材を形成し、前記サポート材と前記造形層とで構成される層を設ける工程と、前記サポート材と前記造形層とで構成される層から前記規制部材を除去する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、積層過程で構造物となる層の面と支持材の層の面の位置を従来技術に比して精度一致させることでき、形状精度よく形成された構造物を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る積層造形装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る構造物の製造方法の一例と比較形態の構造物の製造方法とのそれぞれについて各工程の様子を模式的に示す断面図である。示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る構造物の製造方法の一例と比較形態の構造物の製造方法とのそれぞれについて各工程の様子を模式的に示す断面図である。示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る積層造形装置の機能を示す概念図である。
【図５】実施形態と比較形態とを対比して説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
（実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る立体構造物である造形物の製造方法を実施する製造装置である積層造形装置の一例を示す模式図である。積層造形装置１のガイドシャフト１０００には昇降機構２０００と接続された液体吐出ヘッド３と、昇降機構３０００に接続されＵＶランプ１３を内部に備える規制部材６００と、が設けられている。液体吐出ヘッド３と規制部材６００とは、昇降機構により高さを制御できる。液体吐出ヘッド３は造形容器７内に構造体を形成するための液体の材料を吐出することができる。造形台８上にはすでに形成中の構造体として造形層５００が積層された状態で、かつ、構造体を支持する支持材としてのサポート材６に支持された状態で配置されている。造形台８は、周囲を造形容器７に囲まれる構成であり、昇降機構９により高さの制御を行う。サポート材６は造形容器７の側面上部に設けられたサポート充填機構１０により造形容器７内にサポート材料が注入されて形成される。また排出された余剰のサポート材料を受けるためのサポート受け１１が造形容器７に接合されている。また、造形パターンの層の積層が終了したらば、サポート材６をサポート除去機構（不図示）を利用して除去することができる。
【００１６】
次いで、図２、３を参照して、造形の工程について説明する。図２、３は本発明の実施形態に係る構造体を製造する過程における各工程の様子を模式的に示す断面図である。
【００１７】
まず、図２（ａ）に示すように、ガイドシャフト１０００に沿って昇降機構２０００によりサポート材６の上面と対面するように液体吐出ヘッド３を移動させる。ここで、造形台８上位には直接造形パターンを設けず、最初の層としてサポート材６のみの層（剥離層）を作り、その上から造形層を積層していく。このようにすることで、構造体完成後にサポート材を除去すれば構造体と造形台８とを分離でき、構造体を簡単に取り出せる。この最初のサポート材６の層は、規制部材６００の表面と造形台８の上面とを１層分のギャップとなる状態とし、そのギャップにサポート材を形成するためのサポート材料を注入してギャップを埋めることにより形成する。そして造形台を１層分下げると最初の層（剥離層）が完成する。剥離層を設けずに、後述する造形層を形成するためのインクパターン４とサポート材料５を造形台８の表面に直接付与して１層目を形成することも可能である。
【００１８】
次いで、図２（ｂ）に示すように、液体吐出ヘッド３を矢印の方向に移動させながら液体吐出ヘッド３から構造体の一部となる造形層形成用の造形材料としてインクを吐出することによりインクパターン４をサポート材６の上面に設ける。ここで、造形層５００となるための材料を提供する手段として液体を吐出する吐出口を有する吐出ヘッドによりインクを所望の位置に吐出することによる方法を例示しているが、これに限られる物ではない。他の手段の例としては電子写真プリンター、ディスペンサなどのデジタル記録装置や、オフセット印刷やスクリーン印刷などの有版方式のアナログ式パターニング手法を用いて、使用する版を代えながら使用することも出来る。中でも、非接触でパターニングが行えるインクジェットは好適なパターニング手段である。また、本実施形態ではインクとしてＵＶインクを用いている。液体状態で付与されたＵＶインクは紫外線を照射することで固体化してプラスチックとなるので、軽量で比較的丈夫である点が好ましい。ＵＶインクのほかにも、ホットメルトインクや熱硬化インクなども好適に使用することが出来る。また、複数のインクパターン形成手段を用いて材料を複合化したり、所望の色にしたりすることも可能である。さらにパターニングと同時に着色させることも可能である。また、２層以上の厚みで剥離層を設けることももちろん可能である。
【００１９】
次いで、積層ユニット上部から液体吐出ヘッドを退避させ、図２（ｃ）に示すように、昇降機構３０００により矢印の方向に規制部材６００を下降移動させる。規制部材６００と剥離層とのギャップが設計ギャップとなるように、規制部材６００を下降移動させ、インクパターン４の上面に規制部材６００の規制面を当接させる。このとき造形材料であるＵＶインクを適正な量に管理しておくことがこのましい。造形材料が多すぎる場合には、パターンの歪みが懸念され、また、造形材料が少なすぎる場合には、造形材料と規制面との接触が不十分になることが懸念されるが、ＵＶインクを適正な量に管理しておくことでこれらを抑制できる。このとき、規制部材６００にＵＶランプを設けておいて、紫外線を照射することによりＵＶインクを硬化させる。規制部材６００が紫外線を透過させる材料によって形成し、ＵＶランプを規制部材と別体として設け、ＵＶランプから、規制部材６００を透過させて紫外線をインクパターン４に照射するようにしてもよい。
【００２０】
次いで図２（ｄ）に示すように、以上のようにして形成された造形層５００の上面を規制部材６００により規制しながら、ザポート材６を形成するためのサポート材料５を造形容器７内に流動状態で注入する。サポート材６に用いられる材料としては、外部からの刺激により液体が固体化する材料が好ましい。さらに、造形物からの除去が容易な材料が好ましい。外部からの刺激としては、熱、光、電力、磁力、振動などがあり、とりわけ熱は材料の可逆性を生かし易い刺激である。サポート材料５として、たとえばパラフィンワックスを用いた場合、パラフィンワックスの温度をその融点以上として注入を行い、融点以下に温度を下げることにより固化させることが出来る。さらに、サポート材の融点を造形材料の融点より低く設定すれば、造形終了後、全体をサポート材の融点以上、造形材料の融点以下に一定時間保つことで容易にサポートの除去を行うことが出来る。
造形容器７は造形台８の周囲を取り囲む形状となっており、サポート材料の充填範囲を規制する。容器の容積は設計値に固定されているので、空間がサポート材料５で満たされて、オーバーフローした段階で注入を止めればよい。サポート材料５は造形層５００の存在しない空間に自動的に流れ込むのでアライメントや層厚規制などの必要は無い。以上のようにして造形層と同じ厚さとなるように精度よく形成されたサポート材を、サポート材料の消費を抑制しながら形成することができる。また、造形層５００の上面は、規制部材によって保護されているので、後から注入されるサポート材料の付着を免れる。これによって次に形成される層との接着が良好なものとなる。
【００２１】
サポート材料の注入には、加圧注入、減圧吸引など、通常の液体移動手段を用いることが出来る。充填不良を防止するためには温調機構としてのヒータ（不図示）で加熱し流動性を高めることや、超音波振動子などによる微小な高周波振動を与えたり、減圧したりして充填を補助することも有効である。
【００２２】
サポート材料５の注入のタイミングは、積層時毎回であることが望ましいが、積層時毎回行わなくてよい場合もある。それ以前に積層された層をオーバーハングする部分が存在しない形状を造形する場合は、造形の途中段階の強度が十分であれば、サポートを使わなくてもよい。また、オーバーハングが存在する造形物を造形する場合でも、オーバーハングのない造形層を積層するときはサポート材料の注入無しで積層ていくことができる。そして、それらの積層された造形層以降にオーバーハング部がある造形層を積層するタイミングで、複数層分に対応するサポート材料をまとめて一度に注入することも可能である。特に、層厚が薄く、サポート材の充填が困難な場合は、間隔を空けて注入する方が好ましい場合もある。
【００２３】
次いで、サポート材料５が、例えば自然冷却によって固化してサポート材６が形成されたらば、図２（ｅ）に示すように規制部材６００を造形層５００とサポート材６とから除去する。これにより、サポート材６と造形層５００とで形成される層が形成されその上面が露出する。この上面は規制部材６００の規制面で規制され、規制面にならって平坦に整って形成され、造形層５００とサポート材６との間では実質的に段差のない面となっている。
【００２４】
ここで、サポート材料５が冷却により固化する材料である場合には規制部材６００内や造形容器７に冷却を促進するような機構として、たとえばウォータージャケットなどを配置することも有効である。
【００２５】
次いで、造形台８を１層分下降させると次層の積層の準備となる。以降の工程は次層の積層過程であり、図２を用いて説明した先の工程と同様材料、方法を用いる点については説明を省略する。
【００２６】
次いで、図３（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド３を矢印の方向に移動させながら液体吐出ヘッド３からインクを吐出することにより、先の工程により用意されたサポート材６と新しい造形層５００とで形成される既成面にインクパターン４を設ける。新に造形層を形成するためのインクパターン４はサポート材６の表面と造形層５００の表面との両方で形成される既成面に設けられ、すでに形成された造形層５００に対してオーバーハングするように設けられる。しかし、必ずしもオーバーハング形状となる必要はなく、インクパターンの形状によっては造形層で形成される既成面の一部のみに設けられることもある。
【００２７】
次いで、図３（ｂ）に示すように、昇降機構３０００により矢印の方向に規制部材６００を下降移動させて、インクパターン４の上面（既成面と反対側の面）を押圧し、造形層５００を形成する。
【００２８】
次いで図３（ｃ）に示すように、規制部材６００により造形層５００の上面を規制しながら、サポート材料５を造形容器７内に流動状態で注入する。造形容器７は造形台８の周囲を取り囲む形状となっており、サポート材料の充填範囲を規制する。
【００２９】
次いで、図３（ｄ）に示すように規制部材６００を上昇させることで、規制部材６００を造形層５００とサポート材６とから除去する。これにより、新たなサポート材６と造形層５００とで形成される層の上面が露出する。それとともに造形台８を一層分下降させると次層の形成準備となる。
【００３０】
所定回数分の層形成を繰り返すとサポート材に内包された状態で構造体が得られる。最後にサポート材を構造体から除去することで構造体の完成となる。サポート材料が図１の装置とともに例示したパラフィンワックスである場合には、パラフィンワックスの融点以上にパラフィンワックスを加熱すれば、自動的にサポート材６の除去ができる。サポート材料が可逆性の相変化を行う材料であれば、除去したサポート材料５を再利用することもできる。
【００３１】
図５は本発明の実施形態に係る構造物の製造方法の一例と比較形態の構造物の製造方法とのそれぞれについて各工程の様子を模式的に示す断面図であり、層状パターンの厚み精度が造形物に与える影響を説明するための断面図である。図５中、（ａ１）〜（ｈ１）は比較形態であり、（ａ２）〜（ｈ２）は本発明の実施形態に係る積層法を示す。
【００３２】
図５（ａ１）で示されるのは基材５１上に造形材料からなる造形パターン５４を形成した状態である。
【００３３】
次に、造形パターン５４の周囲にサポート材料５５を配置する（図５（ｂ１））。このとき、造形パターン５４に対してサポート材料５５を精度よく位置合わせし、厳密に分量管理してサポート材料を付与する必要がある。
【００３４】
次いで、切削ローラー５２で造形パターン５４の表面を設計膜厚まで削り、平坦化する（図５（ｄ１））。この時切削カスが造形パターンに付着させないような機構が要求される。
【００３５】
次いで、（ｅ１）で示すのは、造形材料、サポート材料の硬化が進み、体積変化が起こった状態を示す。サポート材料と造形材料とは別材料であるため体積変化率が異なり変形の度合いが異なる。造形材料５４、サポート材料５５の上面が開放されているため、膜厚方向に収縮が起こり、造形材料からなる造形層５６とサポート材５３との間に段差が生じてしまう。
【００３６】
次いで、（ｆ１）に示す工程においては次の層を形成するための材料を配置するが、厚さが薄くなったサポート材５３の上に造形材料が付与されるため、形成される造形物にひずみが生じてしまう。さらに工程が（ｇ１）、（ｈ１）と進むにつれて歪みが増大していく傾向にある。
【００３７】
一方、（ａ２）〜（ｈ２）は本発明の実施形態に係る積層法である。
【００３８】
図５（ａ２）で示されるのは基材６１上に造形材料からなる造形パターン６４を形成した状態である。
【００３９】
次に、造形パターン６４の上面に規制板６２を当てて、造形パターンを設計値の厚さに整える（ｂ２）。
【００４０】
次に、造形パターン６４の周囲にサポート材料６５を配置する（図５（ｃ２））。このとき、造形パターン６４に対してサポート材料６５を特に位置合わせする必要なく、サポート材料を基材と規制板の間に充填するだけで簡単に設けることができる。
【００４１】
次いで、（ｅ２）で示すのは、造形材料、サポート材料の硬化が進み、体積変化が起こった状態を示す。サポート材料と造形材料とは別材料であるため体積変化率が異なるが、造形パターン６４、サポート材料６５の上面が規制され、収縮は側面方向（図中の左右方向）で生じるだけで、膜厚の精度を保つことができる。
【００４２】
次いで、（ｆ２）に示す工程においては次の層を形成するための材料を配置するが、厚さ方向（図中の上下方向）の精度が保たれているので、造形物が歪まないように積層をおこなっていくことが可能である。さらに工程が（ｇ２）、（ｈ２）と進んでも、歪みが生じることなく、最後まで積層することが出来るのである。
【００４３】
図４は図１の造形装置の制御系の一例である。全体を符号１で示す造形装置において、２は系全体の主制御部をなすＣＰＵであり、各部を制御する。１０２はメモリであり、ＣＰＵ２の基本プログラムを格納したＲＯＭや、インターフェイス１２から取り込まれる造形物データ１０３の保存やデータ処理を行うためのワークに使用されるＲＡＭ等により構成される。ＣＰＵ２が造形開始の信号を受理すると、造形物データを設定条件に伴い出力するスライスデータに変換する処理が開始されるとともに、昇降機構２０００、昇降機構３０００、液体吐出ヘッド３、昇降機構９、サポート充填機構１０、の状態を確認する通信を行う。造形が開始可能な状態であれば、位置検出１０１の情報から昇降機構２０００、昇降機構９が所定位置に移動し、液体吐出ヘッド３に吐出信号が送られ造形が開始する。ＣＰＵ２はＵＶランプ１３の制御も行う。
【００４４】
（実施例１）
図１、図２を参照し、本発明の実施例を説明する。
【００４５】
図１の装置を用いて積層造形を行う。
造形物のデータはあらかじめＣＡＤデータ等で作成しておき、所定の間隔でスライスデータとしておく。本実施例では２５μｍ間隔のスライスデータを使用した。
【００４６】
先ず、造形台８の上に剥離層を作り、次いで造形台８を上昇させて固定し、その上に規制部材６００を２５μｍギャップで保持した。次いで、サポート充填機構１０からサポート材料（パラフィンワックス１１５Ｆ（融点４７℃）：市販品）を溶融させた状態で注入し、造形台８と規制部材６００との間の空間にサポート材料５を充填した。温度が降下し、サポート材料が固化したら規制部材６００を上昇させ、造形台を１層分（２５μｍ）降下させた。以上により図２（ａ）で示す状態を得た。
【００４７】
次いで、第１層上に液体吐出ヘッド３を用いて構造体を形成するための第一層スライスデータに従って、造形材料としてＵＶインクによるインクパターン４を付与した（図２（ｂ））このとき、着色インクだけではインク付与量の均一化が出来ないので、クリアインクを用いてインク体積を一定化する調節を行った。
インク付与条件
液滴のサイズ＝３０ｐｌ
液滴の付与間隔＝６００ｄｐｉ
アドレス当たりのインク付与量＝１５０ｐｌ
インク処方
・顔料：１部
ブラック：カーボンブラック
シアン：ピグメントブルー１５
マゼンタ：ピグメントレッド７
イエロー：：ピグメントイエロー７４
ホワイト：酸化チタン
クリア：微粒子シリカ
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体：１０部
（酸化度１８０、重量平均分子量４０００）
・光硬化性樹脂：２０部
（水溶性３官能アクリレート）
・光反応開始剤：２部
（水溶性アシルホスフィン）
・ジエチレングリコール：６部
・エチレングリコール：３部
・界面活性剤：１部
（アセチレノールＥＨ：川研ファインケミカル製）
・イオン交換水：残部
【００４８】
インクの付与が終了したら規制部材６００を造形台上に移動させ、規制部材６００と造形台８の位置合せを行い、規制部材６００を下降させた。そして、規制部材６００の表面（ＵＶインクに接触する面）は、離型処理が施されたガラスであり、内部にＵＶランプが配置されている。下層表面から２５μｍのギャップの位置で降下を停止し、ＵＶ露光を行うことでＵＶインクを硬化させて造形層５００を形成した（図２（ｃ））。
【００４９】
次いで、サポート充填機構１０から溶融させたサポート材料５を注入した（図２（ｄ））。
【００５０】
サポート材料５の充填が完了したら注入を止め、冷却させてサポート材料５を固体化させてサポート材６を形成し、規制部材６００を引き上げた（図２（ｅ））。
【００５１】
この作業プロセスを設計回数繰り返し、構造体となる断面層の全ての断面層を積層した後、温度を６０℃まで昇温させるとサポート材が溶融し、着色された構造体を取り出すことが出来た。
【００５２】
出来上がった構造体は非常に高精度に形成されており、層間での剥離などは見られなかった。
【図１】
2015024652.tif 000003
【図２】
2015024652.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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