(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）粉末層の所定箇所に光ビームを照射して該所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程、および
（ｉｉ）得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、該新たな粉末層の所定箇所に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程
によって粉末層形成および固化層形成を交互に繰り返して行う三次元形状造形物の製造方法であって、
前記固化層が形成される領域の一部を前記光ビームを照射しない非照射部とすることによって、積層方向において前記三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝を最終的に得られる該三次元形状造形物の上面に少なくとも１つ設け、
前記スリット溝が前記三次元形状造形物の前記上面にて局所的に窪んだ形態を有しており、
前記スリット溝が成すスリット開口の長手方向が少なくとも２つの向きを含む形態となるように該スリット溝を設け、ならびに
前記三次元形状造形物が金型であることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
【請求項２】
前記上面にて複数の前記スリット溝が規則的に配列するように該スリット溝を設けることを特徴とする、請求項１に記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項３】
前記スリット溝が成すスリット開口の短手寸法を０．０５ｍｍ〜１ｍｍとすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項４】
前記スリット溝の深さ寸法を前記三次元形状造形物の厚さ寸法の１０％〜５０％とすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項５】
前記スリット溝が成すスリット開口の短手寸法が該スリット溝の底部から前記上面に向かって漸次大きくなるように該スリット溝を設けることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項６】
前記スリット開口の形状をクロス形状とすることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項７】
前記三次元形状造形物として樹脂成形用金型を製造し、該樹脂成形用金型のパーティング面に前記スリット溝を設けることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項８】
前記スリット溝を充填材料で埋めることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項９】
三次元形状造形物であって、
前記三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝が該三次元形状造形物の上面に少なくとも１つ設けられており、
前記スリット溝が成すスリット開口の長手方向が少なくとも２つの向きを含む形態となっており、
前記スリット溝が前記三次元形状造形物の前記上面にて局所的に窪んだ形態を有しており、および
前記三次元形状造形物が金型であることを特徴とする、三次元形状造形物。
【請求項１０】
複数の前記スリット溝が前記上面において規則的に配列していることを特徴とする、請求項９に記載の三次元形状造形物。
【請求項１１】
前記三次元形状造形物が樹脂成形用金型であって、該樹脂成形用金型のパーティング面に前記スリット溝が設けられていることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の三次元形状造形物。
【請求項１２】
前記スリット溝は樹脂成形時にガスベントとして機能することを特徴とする、請求項１１に記載の三次元形状造形物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、三次元形状造形物の製造方法および三次元形状造形物に関する。より詳細には、本開示は、粉末層への光ビーム照射によって固化層を形成する三次元形状造形物の製造方法、およびそれによって得られる三次元形状造形物に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビームを粉末材料に照射することを通じて三次元形状造形物を製造する方法（一般的には「粉末焼結積層法」と称される）は、従来より知られている。かかる方法は、以下の工程（ｉ）および（ｉｉ）に基づいて粉末層形成と固体層形成とを交互に繰り返し実施して三次元形状造形物を製造する（特許文献１または特許文献２参照）。
（ｉ）粉末層の所定箇所に光ビームを照射し、かかる所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程。
（ｉｉ）得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、同様に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程。【０００３】
このような製造技術に従えば、複雑な三次元形状造形物を短時間で製造することが可能となる。粉末材料として無機質の金属粉末を用いる場合、得られる三次元形状造形物を金型として使用することができる。一方、粉末材料として有機質の樹脂粉末を用いる場合、得られる三次元形状造形物を各種モデルとして使用することができる。【０００４】
粉末材料として金属粉末を用い、それによって得られる三次元形状造形物を金型として使用する場合を例にとる。図１１に示すように、まず、スキージング・ブレード２３を動かして造形プレート２１上に所定厚みの粉末層２２を形成する（図１１（ａ）参照）。次いで、粉末層の所定箇所に光ビームＬを照射して粉末層から固化層２４を形成する（図１１（ｂ）参照）。引き続いて、得られた固化層の上に新たな粉末層を形成して再度光ビームを照射して新たな固化層を形成する。このようにして粉末層形成と固化層形成とを交互に繰り返し実施すると固化層２４が積層することになり（図１１（ｃ）参照）、最終的には積層化した固化層から成る三次元形状造形物を得ることができる。最下層として形成される固化層２４は造形プレート２１と結合した状態になるので、三次元形状造形物と造形プレートとは一体化物を成すことになる。三次元形状造形物と造形プレートとの一体化物は金型として使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平１−５０２８９０号公報
【特許文献２】特開２０００−７３１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような粉末焼結積層法において、本願発明者らは、三次元形状造形物に不所望の応力が発生し、その応力の大きさによっては三次元形状造形物が反ってしまうことを見出した。三次元形状造形物が製造される際、光ビームが照射される粉末層の照射箇所は一旦溶けて溶融状態となり、その後に冷却されると固化して固化層が形成される。このように粉末層から固化層が形成されるに際しては、粉末層内に存在する空隙が減じられることになり、収縮現象が生じ得る。従って、かかる収縮現象に起因して、固化層、即ち、それから構成される三次元形状造形物に応力（特に“反り応力”）が発生し得ると考えられる。【０００７】
特に、最終的に得られる三次元形状造形物において、そのような応力は三次元形状造形物の上面近傍（固化層が積層する方向を“上方向”とした場合における三次元形状造形物の上側表面およびその近傍）に残留し得ることを本願発明者らは見出した（図１５参照）。特定の理論に拘束されるわけではないが、三次元形状造形物の製造時に固化層が積層されるに伴って、既に形成された固化層は、後刻の光ビーム照射による固化層形成時に熱的影響を受け、一旦生じた応力が緩和され得ることが要因として考えられる。換言すれば、最上およびその近くに位置する固化層は応力緩和がなされることはなく（また仮に応力緩和がなされたとしてもその程度は小さく）、かかる固化層において、即ち、三次元形状造形物の上面近傍において応力が残留し易い。【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みて為されたものである。即ち、本発明の主たる課題は、三次元形状造形物の上面近傍の応力に起因して生じ得る三次元形状造形物の反りを減じることができる粉末焼結積層法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様では、
（ｉ）粉末層の所定箇所に光ビームを照射して当該所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程、および
（ｉｉ）得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、その新たな粉末層の所定箇所に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程
によって粉末層形成および固化層形成を交互に繰り返して行い、
固化層が形成される領域の一部を光ビームを照射しない非照射部とすることによって、三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝を三次元形状造形物の上面に少なくとも１つ設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法が提供される。【００１０】
本発明は、上述の製造方法で得られる三次元形状造形物も提供される。本発明の一態様に係る三次元形状造形物は、粉末層に対する光ビーム照射で形成される固化層が積層して構成された三次元形状造形物であって、その三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝が三次元形状造形物の上面に少なくとも１つ設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様では、三次元形状造形物の上面近傍に発生し得る応力を減じることができる。よって、粉末焼結積層法において得られる三次元形状造形物の反りが減じられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一態様に係る製造方法に従って得られる三次元形状造形物の形態を模式的に表した斜視図および断面図
【図２】本発明の一態様に係る製造方法に従って得られる三次元形状造形物の形態を模式的に表した斜視図および断面図
【図３】スリット開口の種々の形態を説明するための模式図
【図４】スリット開口の形状がクロス形状となる形態を説明するための模式図
【図５】樹脂成形用金型として用いる三次元形状造形物の形態を模式的に表した斜視図および断面図
【図６】スリット溝を充填材料で埋める態様を模式的に表した斜視図
【図７】スリット溝を深く設ける態様を模式的に表した斜視図および断面図
【図８】テーパ状にスリット溝を深く設ける態様を模式的に表した斜視図および断面図
【図９】スリット溝の種々の配列態様を模式的に表した斜視図。
【図１０】樹脂成形用金型として用いる三次元形状造形物の具体的な形態を模式的に表した斜視図
【図１１】粉末焼結積層法が実施される光造形複合加工のプロセス態様を模式的に示した断面図
【図１２】光造形複合加工機の構成を模式的に示した斜視図
【図１３】光造形複合加工機の一般的な動作を示すフローチャート
【図１４】従来技術に相当する樹脂成形用金型およびそれから得られる樹脂成形品を模式的に表した斜視図
【図１５】本願発明者らが見出した事項を説明するためのグラフ図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、図面を参照して本発明の一実施形態をより詳細に説明する。図面における各種要素の形態および寸法は、あくまでも例示にすぎず、実際の形態および寸法を反映するものではない。
【００１４】
本明細書において「粉末層」とは、例えば「金属粉末から成る金属粉末層」または「樹脂粉末から成る樹脂粉末層」を意味している。また「粉末層の所定箇所」とは、製造される三次元形状造形物の領域を実質的に指している。従って、かかる所定箇所に存在する粉末に対して光ビームを照射することによって、その粉末が焼結又は溶融固化して三次元形状造形物を構成することになる。更に「固化層」とは、粉末層が金属粉末層である場合には「焼結層」を意味し、粉末層が樹脂粉末層である場合には「硬化層」を意味している。
【００１５】
また、本明細書で直接的または間接的に説明される“上下”の方向は、例えば造形プレートと三次元形状造形物との位置関係に基づく方向であって、造形プレートを基準にして三次元形状造形物が製造される側を「上方向」とし、その反対側を「下方向」とする。
【００１６】
［粉末焼結積層法］
まず、本発明の製造方法の前提となる粉末焼結積層法について説明する。特に粉末焼結積層法において三次元形状造形物の切削処理を付加的に行う光造形複合加工を例として挙げる。図１１は、光造形複合加工のプロセス態様を模式的に示しており、図１２および図１３は、粉末焼結積層法と切削処理とを実施できる光造形複合加工機の主たる構成および動作のフローチャートをそれぞれ示している。
【００１７】
光造形複合加工機１は、図１１および図１２に示すように、粉末層形成手段２、光ビーム照射手段３および切削手段４を備えている。
【００１８】
粉末層形成手段２は、図１１に示すように金属粉末または樹脂粉末などの粉末を所定厚みで敷くことによって粉末層を形成するための手段である。光ビーム照射手段３は、粉末層の所定箇所に光ビームＬを照射するための手段である。切削手段４は、積層化した固化層の側面、即ち、三次元形状造形物の表面を削るための手段である。
【００１９】
粉末層形成手段２は、図１１に示すように、粉末テーブル２５、スキージング・ブレード２３、造形テーブル２０および造形プレート２１を主に有して成る。粉末テーブル２５は、外周が壁２６で囲まれた粉末材料タンク２８内にて上下に昇降できるテーブルである。スキージング・ブレード２３は、粉末テーブル２５上の粉末１９を造形テーブル２０上へと供して粉末層２２を得るべく水平方向に移動できるブレードである。造形テーブル２０は、外周が壁２７で囲まれた造形タンク２９内にて上下に昇降できるテーブルである。そして、造形プレート２１は、造形テーブル２０上に配され、三次元形状造形物の土台となるプレートである。
【００２０】
光ビーム照射手段３は、図１２に示すように、光ビーム発振器３０およびガルバノミラー３１を主に有して成る。光ビーム発振器３０は、光ビームＬを発する機器である。ガルバノミラー３１は、発せられた光ビームＬを粉末層にスキャニングする手段、即ち、光ビームＬの走査手段である。
【００２１】
切削手段４は、図１２に示すように、ミーリングヘッド４０および駆動機構４１を主に有して成る。ミーリングヘッド４０は、積層化した固化層の側面、即ち、三次元形状造形物の表面を削るための切削工具である。駆動機構４１は、ミーリングヘッド４０を所望の切削すべき箇所へと移動させる手段である。
【００２２】
光造形複合加工機１の動作について詳述する。光造形複合加工機の動作は、図１３のフローチャートに示すように、粉末層形成ステップ（Ｓ１）、固化層形成ステップ（Ｓ２）および切削ステップ（Ｓ３）から構成されている。粉末層形成ステップ（Ｓ１）は、粉末層２２を形成するためのステップである。かかる粉末層形成ステップ（Ｓ１）では、まず造形テーブル２０をΔｔ下げ（Ｓ１１）、造形プレート２１の上面と造形タンク２９の上端面とのレベル差がΔｔとなるようにする。次いで、粉末テーブル２５をΔｔ上げた後、図１１（ａ）に示すようにスキージング・ブレード２３を粉末材料タンク２８から造形タンク２９に向かって水平方向に移動させる。これによって、粉末テーブル２５に配されていた粉末１９を造形プレート２１上へと移送させることができ（Ｓ１２）、粉末層２２の形成が行われる（Ｓ１３）。粉末層を形成するための粉末材料としては、例えば「平均粒径５μｍ〜１００μｍ程度の金属粉末」および「平均粒径３０μｍ〜１００μｍ程度のナイロン、ポリプロピレンまたはＡＢＳ等の樹脂粉末」を挙げることができる。粉末層が形成されたら、固化層形成ステップ（Ｓ２）へと移行する。固化層形成ステップ（Ｓ２）は、光ビーム照射によって固化層２４を形成するステップである。かかる固化層形成ステップ（Ｓ２）においては、光ビーム発振器３０から光ビームＬを発し（Ｓ２１）、ガルバノミラー３１によって粉末層２２上の所定箇所へと光ビームＬをスキャニングする（Ｓ２２）。これによって、粉末層の所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させ、図１１（ｂ）に示すように固化層２４を形成する（Ｓ２３）。光ビームＬとしては、炭酸ガスレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ファイバレーザまたは紫外線などを用いてよい。
【００２３】
粉末層形成ステップ（Ｓ１）および固化層形成ステップ（Ｓ２）は、交互に繰り返して実施する。これにより、図１１（ｃ）に示すように複数の固化層２４が積層化する。
【００２４】
積層化した固化層２４が所定厚みに達すると（Ｓ２４）、切削ステップ（Ｓ３）へと移行する。切削ステップ（Ｓ３）は、積層化した固化層２４の側面、即ち、三次元形状造形物の表面を削るためのステップである。ミーリングヘッド４０（図１１（ｃ）および図１２参照）を駆動させることによって切削ステップが開始される（Ｓ３１）。例えば、ミーリングヘッド４０が３ｍｍの有効刃長さを有する場合、三次元形状造形物の高さ方向に沿って３ｍｍの切削処理を行うことができるので、Δｔが０．０５ｍｍであれば６０層分の固化層２４が積層した時点でミーリングヘッド４０を駆動させる。具体的には駆動機構４１によってミーリングヘッド４０を移動させながら、積層化した固化層２４の側面に対して切削処理を施すことになる（Ｓ３２）。このような切削ステップ（Ｓ３）が終了すると、所望の三次元形状造形物が得られているか否かを判断する（Ｓ３３）。所望の三次元形状造形物が依然得られていない場合では、粉末層形成ステップ（Ｓ１）へと戻る。以降、粉末層形成ステップ（Ｓ１）〜切削ステップ（Ｓ３）を繰り返し実施して更なる固化層の積層化および切削処理を実施することによって、最終的に所望の三次元形状造形物が得られる。
【００２５】
［本発明の製造方法］
本発明の一態様に係る製造方法は、上述した粉末焼結積層法につき、固化層の形成態様に特徴を有している。
【００２６】
具体的には、固化層が形成される領域の一部を光ビームを照射しない非照射部とすることによってスリット溝を三次元形状造形物の上面に少なくとも１つ設ける。つまり、“光ビームを照射せず固化させない非照射部”を固化層形成領域内（即ち、三次元形状造形物が形成される領域）に局所的に設けることによって、最終的に得られる三次元形状造形物の上面にスリット溝を形成する。
【００２７】
図１に「上面１３０にスリット溝１５０が形成された三次元形状造形物１００」を示す。図示する態様から分かるように、スリット溝１５０は、全体として細長い開口（即ち“スリット開口”）を有しており、三次元形状造形物１００の内部へと延在している。
【００２８】
本発明の一態様において「スリット溝」とは、全体として細長い形態を有した溝を意味している。つまり、「スリット溝」は“スリット”ゆえに細長く、“溝”ゆえに三次元形状造形物の上面にて局所的に窪んだ形態を有している。尚、本明細書で“細長い”ことに関連して用いる「スリット」といった用語は、アスペクト比（短手寸法に対する長手寸法の比）が３〜１００程度の範囲内に入るものを指している。
【００２９】
本発明の一態様に係る製造方法に従ってスリット溝を三次元形状造形物に設けると、三次元形状造形物の上面近傍に発生し得る応力（特に“反り応力”）が減じられる。よって、本発明の一態様によれば、粉末焼結積層法で製造される三次元形状造形物の反りを減じることができる。
【００３０】
特定の理論に拘束されないが、スリット溝が存在することによって三次元形状造形物の応力発生箇所が分断され、結果として三次元形状造形物に残留する応力が全体として減じられることが反り低減の要因として推測される。この点、上述したように粉末焼結積層法の実施に際しては三次元形状造形物の上面近傍に応力が大きく発生し得るところ（図１５参照）、本発明の一態様ではその上面近傍にスリット溝を設けるので、効果的な応力低減が達成され得る。
【００３１】
このようなスリット溝の特徴的な作用に鑑みて、本発明の一態様におけるスリット溝は「三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝」と称することができる。
【００３２】
本発明の一態様に係る製造方法では、スリット溝は三次元形状造形物の上面に設けられる。ここでいう「上面」は、固化層が積層する方向を“上方向”、その逆方向を“下方向”と規定した場合において“上側”に位置する三次元形状造形物の表面に相当する。よって、最上層およびその下側に位置する少なくとも１つの固化層の形成に際して、一部の局所的領域を非照射部として固化させないことによってスリット溝を設けることができる。尚、「非照射部」は、粉末層に規定される「三次元形状造形物が形成される領域」において光ビームが照射されない箇所に相当するので、かかる非照射部では“固化層を構成しなかった粉末”が光ビーム照射後に残る。スリット溝は、かかる残った粉末を三次元形状造形物から最終的に除去することによって得られる。
【００３３】
本発明の一態様においてスリット溝は１つに限定されない。つまり、三次元形状造形物の上面にてスリット溝を複数設けてよい。かかる場合、複数のスリット溝を規則的に配列することが好ましい。例えば、図１に示すように三次元形状造形物１００の上面１３０において複数のスリット溝１５０を全体として整列させて設けてよい。複数のスリット溝１５０がこのように規則的に配列されると、製造時に発生し得る応力がより均一に減じられ得る。尚、規則的に配列される複数のスリット溝は、最上層およびその下側に位置する少なくとも１つの固化層の形成に際して設ける“非照射部”を同様に規則的に配列した状態とすることによって得ることができる。
【００３４】
本明細書において「規則的に配列する」とは、三次元形状造形物の上面にて複数のスリット溝が二次元的にある周期性をもって整列または分布している態様を意味している。１つの例示にすぎないが、規則的に配列された複数のスリット溝では、ある方向において隣接するスリット溝間の距離（即ち、隣接する２つのスリット溝の“離隔寸法”）が略一定となり得る。
【００３５】
スリット溝の形態は、製造時に発生し得る応力を効果的に減じる観点のみならず、三次元形状造形物の構造強度を適度に保持する観点などから特有なものとなり得る。具体的には、スリット溝１５０が成すスリット開口の短手寸法（図１における「Ｄｘ」）は０．０５ｍｍ〜１ｍｍとすることが好ましい。スリット開口の短手寸法が０．０５ｍｍよりも小さくなると、三次元形状造形物の反り防止に資するほどの応力低減効果を得にくくなる一方、スリット開口の短手寸法が１ｍｍよりも大きくなると三次元形状造形物の構造強度が必要以上に低下し得る。スリット開口の短手寸法は、より好ましくは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍである。
【００３６】
同様にして、スリット溝１５０が成すスリット開口の長手寸法（図１における「Ｄｙ」）は１ｍｍ〜３０ｍｍとすることが好ましい。スリット開口の長手寸法が１ｍｍよりも小さくなると、三次元形状造形物の反り防止に資するほどの応力低減効果を得にくくなる一方、スリット開口の長手寸法が３０ｍｍよりも大きくなると三次元形状造形物の構造強度が必要以上に低下し得る。スリット開口の長手寸法は、より好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍである。
【００３７】
このような形態を有するスリット溝は、最上層およびその下側に位置する少なくとも１つの固化層の形成に際して、“非照射部”の短手寸法および／または長手寸法を上記寸法に合わせることによって得ることができる。
【００３８】
ここで、本明細書にいう「スリット開口」とは、固化層の積層方向を法線方向とする平面を横断平面とした場合のスリット溝の横断面（即ち、スリット溝の矩形状の横断面、以下「矩形横断面」と称す）を実質的に意味している。よって、「スリット開口の短手寸法」は、そのようなスリット溝の矩形横断面の短手寸法を実質的に指している一方、「スリット開口の長手寸法」は、かかるスリット溝の矩形横断面の長手寸法を実施的に指している。尚、便宜上、本発明の一態様において「スリット開口の“短手寸法”および“長手寸法”」は、それぞれ三次元形状造形物の上面レベルにおける矩形横断面の“短手寸法”および“長手寸法”（即ち、図１に示される「Ｄｘ」および「Ｄｙ」）としてよい。
【００３９】
また、本発明の一態様に係る製造方法において、スリット溝１５０の深さ寸法（図１における「Ｄｚ」）は三次元形状造形物１００の厚さ寸法の１０％〜５０％とすることが好ましい。スリット溝の深さ寸法が三次元形状造形物の厚さ寸法の１０％よりも小さくなると、三次元形状造形物の反り防止に資するほどの応力低減効果を得にくくなる。その一方、スリット溝の深さ寸法が三次元形状造形物の厚さ寸法の５０％よりも大きくなると、応力低減効果の点であまり有意差が出てこないにもかかわらず、三次元形状造形物の構造強度が必要以上に低下し得る。それゆえ、スリット溝の深さ寸法は、より好ましくは三次元形状造形物の厚さ寸法の１０％〜４０％であり、更に好ましくは三次元形状造形物の厚さ寸法の１０％〜３０％である。図示する態様から分かるように、ここでいう「三次元形状造形物の厚さ寸法」とは、対象となるスリット溝の設置箇所における三次元形状造形物の厚さ寸法のことを意味している。
【００４０】
尚、スリット溝の深さ寸法の調整は、“非照射部”が設けられる固化層の数（具体的には、“非照射部”が設けられることになる「最上層およびその下側に位置する固化層」の数）を調整することによって行うことができる。つまり、非照射部”が設けられる固化層の数を多くすればスリット溝の深さ寸法を相対的に大きくできる一方、非照射部”が設けられる固化層の数を少なくすればスリット溝の深さ寸法を相対的に小さくできる。
【００４１】
このようにスリット溝の形態は製造時に発生し得る応力を減じる観点および三次元形状造形物の構造強度を適度に保持する観点から規定され得る。ここで、特にスリット開口の短手寸法についていえば、上方向に向かって漸次大きくなっていてよい。つまり、図２に示すように、スリット溝１５０が成すスリット開口の短手寸法がスリット溝の底部から三次元形状造形物の上面１３０に向かって漸次大きくなるようにスリット溝１５０をテーパ状に設けてよい。これは、三次元形状造形物において必要な構造強度をできるだけ確保しつつも応力発生箇所をより多く排除する思想に基づいている。かかる態様では、スリット開口の短手寸法は三次元形状造形物の上面レベルで最も大きくなる一方、スリット溝の底部レベルで最も小さくなる。応力は三次元形状造形物の上面近傍で大きく発生し得るところ、そのような応力発生箇所の上面近傍の造形物体積を比較的多く排除しつつ、かかる上面から遠位となる造形物体積の減少をなるたけ抑えて必要な構造強度を確保できる。かかるテーパ状のスリット溝１５０について、図２に示すようなテーパ角度αは好ましくは１００°〜１５０°、より好ましくは１１０°〜１４０°である。
【００４２】
テーパ状のスリット溝は、最上層およびその下側に位置する少なくとも１つの固化層の形成に際して、より上方側となる形成へと移行するに従って“非照射部”の短手寸法を漸次大きくしていくと得ることができる。
【００４３】
本発明の一態様に係る製造方法において、スリット開口の長手方向は単一の向きに限定されず少なくとも２つの向きを含む形態となることが好ましい。つまり、図３（ｉ）〜（ｖｉ）に示されるように、スリット開口１５０’が細長く延びる向きが１つに限定されず少なくとも２つ含むようにスリット溝１５０を設けることが好ましい。例えば図３（ｉ）に示される態様では、スリット開口１５０’の長手方向は「ａ−ａ’の向き」だけでなく、「ｂ−ｂ’の向き」を含んでいる。同様にして、図３（ｉｉ）に示される態様では、スリット開口１５０’の長手方向は「ａ−ａ’の向き」だけでなく、「ｂ−ｂ’の向き」および「ｃ−ｃ’の向き」を含んでいる。ここでいう「×−×’の向き」とは、スリット開口の長手方向が「×方向またはそれと正反対の×’方向」に相当すること、即ち、「×方向およびそれと正反対の×’方向」に沿ってスリット溝の開口が細長く延びていることを意味している。
【００４４】
「スリット開口の長手方向が少なくとも２つの向きを含む形態」では、三次元形状造形物に発生し得る応力をより効果的に減じることができる。より具体的には、三次元形状造形物の上面近傍で反り応力が働く向きには種々のものが想定され得るところ、そのような場合であっても効果的に反り応力を減じることが可能となる。
【００４５】
図３（ｉ）では『「ａ−ａ’の向き」に長手方向を有するスリット開口１５０’』から枝分かれるように『「ｂ−ｂ’の向き」に長手方向を有するスリット開口１５０’』が設けられた形態となっている。図３（ｉｉ）においては、更に枝分かれて『「ｃ−ｃ’の向き」に長手方向を有するスリット開口１５０’』も設けられた形態となっている。本発明はこのような“枝別れ”の形態に限定されるものでなく、図３（ｉｉｉ）に示すような形態であってもよい。つまり、『ある向き（例えば図示するように「ａ−ａ’の向き」）に長手方向を有するスリット開口１５０’』の端部から連続的に『別の向き（例えば図示するように「ｄ−ｄ’の向き」）に長手方向を有するスリット開口１５０’」が延在する形態であってもよい。
【００４６】
図３（ｉ）〜図３（ｉｉｉ）では相互に異なる長手方向を有するスリット開口同士が互いに連結された形態を有しているものの、本発明は必ずしもそれに限定されない。図３（ｉｖ）〜図３（ｖｉ）に示すように、スリット開口同士が互いに離隔した形態であってもよい。より具体的には、図３（ｉｖ）に示すように、『「ａ−ａ’の向き」に長手方向を有するスリット開口１５０’』と『「ｂ−ｂ’の向き」に長手方向を有するスリット開口１５０’』とが互いに離隔していてよい。図３（ｖ）では更に『「ｃ−ｃ’の向き」に長手方向を有するスリット開口１５０’』がそれらと離隔している。図３（ｖｉ）も同様であって、『「ａ−ａ’の向き」に長手方向を有するスリット開口１５０’』と『「ｄ−ｄ’の向き」に長手方向を有するスリット開口１５０’』とが互いに離隔していてよい。ここで、図３（ｉｖ）〜図３（ｖｉ）の形態については、それぞれ異なるスリット溝が設けられ、それらのスリット開口１５０’の長手方向が相互に異なっていると捉えることもできる。従って、本明細書において用いる『スリット開口の長手方向が少なくとも２つの向きを含んだ形態』とは、互いに連結されたスリット溝について当てはまるのみならず、互いに離隔したスリット溝について、即ち、別個に設けられたスリット溝についても当てはまる事項である。
【００４７】
『スリット開口の長手方向が少なくとも２つの向きを含む形態』の好ましい例を１つ挙げると、図４に示すようにスリット開口１５０’の形状がクロス形状となっている例である。具体的には、特に図４の平面図における左下側に示すように、『「ａ−ａ’の向き」に長手方向を有するスリット開口』と『「ｅ−ｅ’の向き」に長手方向を有するスリット開口』とが相互に交わったスリット開口１５０’の形態となっている。かかる“クロス形状”では、応力がどのような方向に生じたとしても、そのような応力をより効果的に減じることができる点で有利な効果が奏され得る。尚、かかる形態は『「ａ−ａ’の向き」に長手方向を有するスリット開口』から枝分かれるように更なるスリット開口が設けられた形態と捉えることもできる。つまり、図４の平面図における右上側に示すように、そのような枝別れによって『「ｆ−ｆ’の向き」に長手方向を有するスリット開口』および『「ｇ−ｇ’の向き」に長手方向を有するスリット開口』が更に設けられた形態と捉えることができる。
【００４８】
図４に示す態様から分かるように、本明細書で用いる「クロス形状」とは、同一平面上にて２つのスリット開口が互いに交差した形状のことを指している。図４において『「ａ−ａ’の向き」に長手方向を有するスリット開口』と『「ｅ−ｅ’の向き」に長手方向を有するスリット開口』とが相互に交差した形態となっているが、そのような交差角度は特に制限されるものではない。つまり、交差角度（図４に示す「β」）は例えば９０°であってよいものの、それに特に限定されず、４５°≦β＜９０°または９０°＜β≦１３５°であってもよい。
【００４９】
尚、『スリット開口の長手方向が少なくとも２つの向きを含む形態』となるスリット溝は、製造時における“非照射部”の形態自体を、そのような形態にすることによって得ることができる。つまり、最上層およびその下側に位置する少なくとも１つの固化層の形成に際して設ける“非照射部”の形態自体を「長手方向が少なくとも２つの向きを含む形態』とする。
【００５０】
本発明の一態様に係る製造方法では、三次元形状造形物１００として例えば樹脂成形用金型を製造することができる。かかる場合、図５に示すように樹脂成形用金型のパーティング面１７０にスリット溝１５０を設けることが好ましい（図５の樹脂成形用金型は、いわゆる“コア側”の金型を例示的に示している）。本明細書において「パーティング面」とは、樹脂成形用金型を実際の成形に供した際に他方の樹脂成形用金型と合わせられる面、即ち、“型合わせ面”のことを実質的に意味している。
【００５１】
図５に示すように、パーティング面１７０にはスリット溝１５０を設けるのに対して、キャビティ形成面１８０にはスリット溝１５０を設けない。換言すれば、コア側および／またはキャビティ側の樹脂成形用金型の“型合わせ面”に相当するパーティング面１７０に対してスリット溝１５０を設けるものの、“樹脂成形品を形作る面”に相当するキャビティ形成面１８０にはスリット溝１５０を設けない。このような態様では、キャビティ形成面１８０にスリット溝１５０が存在しないのでキャビティ形成面の形状を損なうことなく、樹脂成形用金型に発生し得る応力を減じること、即ち、樹脂成形用金型の反りを減じることが可能となる。また、“パーティング面１７０”といった樹脂成形用金型の一部にスリット溝を設けるにすぎないので、樹脂成形用金型の構造強度を大きく損なうことなく、樹脂成形用金型の反りを減じることができる。
【００５２】
上述した如く「最上層およびその下側に位置する少なくとも１つの固化層」の形成に際して非照射部を残すことによってスリット溝は得られる。ここで、スリット溝を特にパーティング面に設ける場合、かかるパーティング面レベルに位置する固化層を上記の“最上層”とみなしてよい。つまり、パーティング面レベルに位置する固化層およびその下側に位置する少なくとも１つの固化層の形成に際して非照射部を残すことによってスリット溝をパーティング面に設けることができる。
【００５３】
図５に示すように、パーティング面１７０においては複数のスリット溝１５０が規則的に配列していることが好ましい。これにより、樹脂成形用金型の製造に際しそれに発生し得る応力をより均一に減じることができる。
【００５４】
本発明の一態様に係る製造方法では、図６に示されるように、スリット溝を充填材料１９０で埋める処理を行ってもよい。充填材料１９０で埋めることによって、三次元形状造形物の構造強度を向上させることができる。また、充填材料１９０で埋めることは、構造強度の観点のみならず、三次元形状造形物（特に三次元形状造形物を“樹脂成形用金型”として用いる場合）の熱伝導特性の点でも好ましい。この点、充填材料１９０として金属材料を用いた場合では三次元形状造形物１００の熱伝導度を上げることができる。それに対して、充填材料１９０として樹脂材料を用いた場合では三次元形状造形物１００の熱伝導度を下げることができる。金属材料を充填するスリット溝と樹脂材料を充填するスリット溝とを混在させてよい。かかる場合、「金属材料が充填されるスリット溝」および「樹脂材料が充填されるスリット溝」のそれぞれの個数を調整することによって、所望の熱伝導特性が得られやすくなる。
【００５５】
充填材料１９０として用いる“金属材料”は、好ましくは低融点金属であり、例えばハンダおよび／または亜鉛であってよい。一方、充填材料１９０として用いる“樹脂材料”は、好ましくは熱硬化性樹脂であり、例えばフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂から成る群から選択される少なくとも１種であってよい。
【００５６】
特に制限されるわけではないが、流動状態の充填材料をスリット溝に供給した後で固化または硬化させることによってスリット溝を充填材料で埋めることができる。例えば、低融点金属などの金属材料は加熱などによって溶融状態としてからスリット溝に供給し、次いで、冷却に付して金属材料を固化させることによってスリット溝を埋めることができる。また、熱硬化性樹脂などの樹脂材料を用いる場合では、未硬化状態または半硬化状態の樹脂材料をスリット溝に供給し、次いで、熱処理または光処理などに付して硬化させることによってスリット溝を埋めることができる。充填材料をスリット溝へと好適に供給するために、三次元形状造形物の上面に「スリット溝のみを局所的に露出させるマスク」を用いてもよく、そのようなマスクを介してスリット溝への供給を行ってもよい。
【００５７】
上記においては本発明の理解のために典型的な実施形態を説明したが、本発明の一態様に係る製造方法としては、種々の具体的な実施形態が考えられる。
【００５８】
例えば、高密度領域と低密度領域とから成る固化層を形成する場合では、特に高密度領域に相当する部分にスリット溝を設けることが好ましい。三次元形状造形物の製造時の応力は高密度領域においてより大きく発生し得ると考えられるところ、そのような領域にスリット溝を設けて応力を効果的に減じることが可能となるからである。例えば「固化密度９５〜１００％の高密度領域」と「固化密度０〜９５％（９５％を含まず）の低密度領域」とから成る固化層を形成する場合、固化密度９５〜１００％の高密度領域に少なくともスリット溝を設けることが好ましい。つまり、スリット溝は三次元形状造形物の上面に設けるところ、かかるスリット溝の少なくとも一部を高密度領域（固化密度９５〜１００％）に延在させることが好ましい。尚、ここでいう「固化密度（％）」とは、三次元形状造形物の断面写真を画像処理することによって求めた固化断面密度（固化材料の占有率）を実質的に意味している。使用する画像処理ソフトはScion Image ver. 4.0.2（Scion社製のフリーウェア）であって、断面画像を固化部（白）と空孔部（黒）とに二値化した後、画像の全画素数Pxallおよび固化部（白）の画素数Pxwhiteをカウントすることで、以下の式１により固化断面密度ρＳを求めることができる。
［式１］
0006531954.tif 000002
【００５９】
また、本発明の一態様に係る製造方法において、スリット溝の深さ寸法は三次元形状造形物の厚さ寸法の５０％よりも大きいものであってもよい。例えば、図７に示すようにスリット溝１５０が三次元形状造形物１００と造形プレート２１との界面１４０にまで至るようにスリット溝１５０を深く設けてよい。この点、三次元形状造形物１００と造形プレート２１との界面近傍においても応力が発生し得ると考えられるところ、かかる界面近傍の応力をスリット溝１５０で減じることが可能となる。三次元形状造形物１００と一体化する造形プレート２１は、鋼材などから成る剛体であり、三次元形状造形物１００の製造時にて固化層と同様には収縮し得ないので、三次元形状造形物１００と造形プレート２１との界面近傍にも応力が発生し得るものと考えられる。かかる界面近傍の応力は、造形プレートとの兼ね合いで発生する比較的大きな応力であって、上述の“応力緩和”がなされたとしてもある程度の大きさの応力が残留し得るものと考えられる。
【００６０】
三次元形状造形物と造形プレートとの界面にまで深くスリット溝１５０を設ける場合、図７に示すように、スリット溝１５０が成すスリット開口の短手寸法が深さ方向に一定となっていてよい。別法にて、図２を参照して説明したようにテーパ状にスリット溝を深く設けてもよい。具体的には、図８（ａ）に示すように、三次元形状造形物１００と造形プレート２１との界面１４０から三次元形状造形物１００の上面１３０に向かってスリット開口の短手寸法が漸次大きくなるようにスリット溝１５０を設けてよい。更に、三次元形状造形物１００と造形プレート２１との界面近傍に発生し得る応力をより効果的に減じる点を特に重視するならば、図８（ｂ）に示すように、上方向および下方向の双方に向かってスリット開口の短手寸法が漸次大きくなるようにスリット溝１５０を設けてよい。つまり、三次元形状造形物１００の内部から上面１３０に向かってスリット開口の短手寸法が漸次大きくなると共に、かかる内部から逆方向に三次元形状造形物１００と造形プレート２１との界面１４０に向かっても同様に漸次大きくなっていてよい。
【００６１】
また、三次元形状造形物に設ける複数のスリット溝の配置形態としては種々のものが考えられる。特に三次元形状造形物１００を樹脂成形用金型として用いる場合においてパーティング面１７０に設ける複数のスリット溝１５０は、図５に示す態様に限定されない。例えば、パーティング面１７０に設ける複数のスリット溝１５０は、図９（ａ）〜（ｄ）に示す態様であってもよい。図９（ａ）は、パーティング面１７０の外周縁に向かって一様に複数のスリット溝１５０が延在する態様である。パーティング面１７０を全体としてみた場合、「Ａ領域１７０Ａに位置するスリット溝１５０のスリット開口の長手方向の向き」と「Ｂ領域１７０Ｂに位置するスリット溝１５０のスリット開口の長手方向の向き」とは９０°の角度を成す関係にある。図９（ｂ）は、スリット開口１５０’が全体として格子形態を有するように複数のスリット溝１５０が相互に交わる態様である。スリット開口１５０’の各々は長手方向の向きが９０°異なる別のスリット開口１５０’と複数交差している。図９（ｃ）は、パーティング面１７０にてスリット溝１５０が環状に設けられた態様である。より具体的には、連続的な形態を有する複数の環状のスリット開口１５０’が互いに離隔するようにスリット溝１５０が設けられている。図９（ｄ）は、複数のクロス形状のスリット開口１５０’が一様に分布する態様である。スリット開口１５０’の形状が“クロス形状”となっている点で図５の態様と共通するものの、スリット溝１５０の配列形態に相違がある。具体的には、図９（ｄ）の態様では、スリット開口列ＭにおけるピッチＰＭと、それと並列的に設けられた別のスリット開口列ＮにおけるピッチＰＮとが互いに整合した関係を有している。これに対して、図５の態様では、スリット開口列ＭにおけるピッチＰＭとスリット開口列ＮにおけるピッチＰＮとが互いに斜めにずれた関係を有している。より具体的には図５の態様では、互いに隣接するスリット開口列間においてスリット開口の配置が開口列軸の方向に“半ピッチ分”ずれている。
【００６２】
図９（ａ）〜（ｄ）に示すいずれの態様であっても、スリット開口１５０’の長手方向が単一の向きに限定されず少なくとも２つの向きを含んだ形態となっており、三次元形状造形物１００に発生し得る応力をより効果的に減じることができる。
【００６３】
［本発明の三次元形状造形物］
本発明の一態様に係る三次元形状造形物は上述の製造方法で得られるものである。従って、本発明の一態様に係る三次元形状造形物は、粉末層に対する光ビーム照射で形成される固化層が積層して構成され、三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝が三次元形状造形物の上面に少なくとも１つ設けられている。このようにスリット溝が設けられていることに起因して三次元形状造形物に残留する応力（以下「残留応力」とも称する）は減じられており、三次元形状造形物の反りは防止されている。
【００６４】
本発明の一態様に係る三次元形状造形物は、上述の製造方法に起因して造形プレート上においてそれと一体的に得られるものである。従って、図１に示すように三次元形状造形物１００は、その下面に造形プレート２１が接合している。
【００６５】
本発明の一態様に係る三次元形状造形物に関して「応力を減じるためのスリット溝」とは、三次元形状造形物の製造時においてその上面近傍に発生し得る応力を減じるためのスリット溝のことを指している。上述した如く「スリット溝」は“スリット”ゆえに細長く、また、“溝”ゆえに三次元形状造形物の上面にて局所的に窪んだ形態を有している（例えばアスペクト比が３〜１００の範囲内になる“スリット”を指している）。
【００６６】
スリット溝１５０は複数設けられていることが好ましく、複数のスリット溝１５０が三次元形状造形物１００の上面１３０において規則的に配列していることがより好ましい。つまり、例えば図１および図４で示されるように、三次元形状造形物１００の上面１３０では複数のスリット溝１５０が二次元的にある周期性をもって整列または分布していることが好ましい。複数のスリット溝１５０がこのように規則的に配列されることに起因して、三次元形状造形物１００における残留応力がより均一に減じられ、三次元形状造形物の反りがより効果的に防止される。
【００６７】
三次元形状造形物１００は樹脂成形用金型として用いることができる（図５および図９参照）。ここでいう「樹脂成形」とは、樹脂成形品を得るための一般的な成形を意味しており、例えば射出成型、押出成形、圧縮成形、トランスファー成形またはブロー成形などを指している。また、図５および図９に示される樹脂成形用金型は、いわゆる“コア側”であるものの、本発明の一態様に係る三次元形状造形物１００は“キャビティ側”の樹脂成形用金型としても用いることができる。三次元形状造形物を樹脂成形用金型として用いる場合、樹脂成形用金型のパーティング面にスリット溝が設けられていることが好ましい。つまり、図５に示すように、樹脂成形用金型のパーティング面１７０（即ち“型合わせ面”）に対してスリット溝１５０が設けられているのに対して、キャビティ形成面１８０にはスリット溝１５０が設けられていないことが好ましい。
【００６８】
三次元形状造形物１００では、図６に示されるように構造強度および／または熱伝導特性の観点からスリット溝が充填材料１９０で埋められていてよい。つまり、上述したように、充填材料１９０として金属材料および／または樹脂材料がスリット溝に詰められた形態となっていてもよい。この場合、スリット溝に詰められた充填材料が成す上面と三次元形状造形物の上面とは実質的に面一状態となっていてよい。
【００６９】
その他、三次元形状造形物の種々の具体的な特徴および関連する効果などは、上述の［本発明の製造方法］で触れているので、重複を避けるためにここでの説明は省略する。
【００７０】
本発明の一態様に係る三次元形状造形物におけるスリット溝は、“反り防止”の点で好ましいだけでなく、別の点でも好ましい効果を奏し得るので、それについて説明しておく。
【００７１】
具体的には、三次元形状造形物を樹脂成形用金型として用いた場合、パーティング面に設けられたスリット溝は樹脂成形時にてガスベントとして機能させることができる（ここでいう“ガスベント”は当業者によっては“ガス抜き回路”とも称される）。射出成形などの成形時において樹脂成形用金型のキャビティ空間に原料樹脂が注入されると、キャビティ空間ではそれまでに存在していた空気が原料樹脂と入れ替わることになり、キャビティ空間から空気が排出される。そのように排出される空気を受け入れるための空間としてスリット溝を用いることができる。これにつき詳述する。樹脂成形用金型を用いて成形を行う際には、樹脂成形用金型のいわゆる“コア側”と“キャビティ側”とが互いに型締めされ、それらのパーティング面同士が接触することになる。このように接触するものの、微視的には空気が通れる隙間が生じている。それゆえ、型締めされた樹脂成形用金型のキャビティ空間に対して原料樹脂が注入されると、そのキャビティ空間の空気がその微視的な隙間を介してスリット溝へと流入することができ、かかるスリット溝がガスベントとしての役割を果たせることになる。尚、スリット溝には当初より空気が存在しているものの、原料樹脂の注入に際して、キャビティ空間の空気が加圧された状態となり、その加圧された状態であるがゆえにキャビティ空間の空気がスリット溝へと入っていくことができる。
【００７２】
三次元形状造形物を樹脂成形用金型として用いる場合、キャビティ形成面に低密度領域から成る通気経路を形成し、それをガスベントとして利用することが一般的に考えられる。しかしながら、その場合では低密度領域、即ち、“疎の領域”に起因して、得られる樹脂成形品の表面が荒れてしまう虞がある。この点、本発明の一態様に係る三次元形状造形物では、スリット溝がキャビティ形成面ではなくパーティング面に設けられているので、樹脂成形品の表面が不所望に荒れるといったことはない。
【００７３】
スリット溝を樹脂成形時にガスベントとして機能させる場合につき更に具体的な態様を図１０および図１４を参照して説明する。図１４（ａ）は、従来技術に相当する樹脂成形用金型１００’（特にコア側の金型）を示しており、図１４（ｂ）は、かかる金型によって得られる樹脂成形品２００を示している。図示する態様から分かるように、図１４（ａ）の樹脂成形用金型１００’において「１７０」で示される部分はパーティング面（より正確には“パーティング面の一部”）に相当する。
【００７４】
一方、図１０は、樹脂成形用金型として用いられる本発明の一態様に係る三次元形状造形物１００を示している。図１０に示される樹脂成形用金型では、上記のパーティング面１７０に相当する部分にスリット溝１５０が設けられている。このような樹脂成形用金型であっても、図１４（ｂ）に示される樹脂成形品２００を得ることができるが、樹脂成形時にスリット溝１５０がガスベントとして機能し得るので、その点でより好ましい樹脂成形用金型となっている。尚、図１０に示す樹脂成形用金型では、型締め後にてスリット溝１５０との連通を可能にする「ガス流路溝１６０」が設けられており、原料樹脂の注入に際してキャビティ空間の空気がスリット溝１５０へと排出されやすくなっている。かかるガス流路溝１６０は、パーティング面１７０に対して僅かに窪んだ形態を有しており、図１０に示される如くキャビティ空間１６５とスリット溝１５０との間にてそれらと連続的につながっていることが好ましい。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、それは本発明の適用範囲のうちの典型例を示したに過ぎない。従って、本発明は、上記にて説明した実施形態に限定されず、種々の変更がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。
【００７６】
例えば、本発明の製造方法は、切削処理を付加的に行う粉末焼結積層法（図１１および図１２参照）に対してのみならず、切削処理を行わない粉末焼結積層法に対しても同様に実施することができる。
【００７７】
また、スリット溝が成すスリット開口の矩形状は図１などに示されるように“角張った形態”を有することを前提としてきたが、必ずしもそれに限定されない。スリット開口が角張っていない形態または全体として丸みを帯びた形態などを有していてもよい。
【００７８】
更に、上記においてはスリット開口の短手寸法が上方向に向かって漸次大きくなるテーパ態様について言及したが、スリット開口の長手寸法が同様の態様を有していてもよい。つまり、スリット溝が成すスリット開口の長手寸法がスリット溝の底部から三次元形状造形物の上面に向かって漸次大きくなるようにスリット溝を設けてもよい。
【００７９】
尚、上述のような本発明は、次の好適な態様を包含している。
第１態様：（ｉ）粉末層の所定箇所に光ビームを照射して該所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程、および
（ｉｉ）得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、該新たな粉末層の所定箇所に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程
によって粉末層形成および固化層形成を交互に繰り返して行う三次元形状造形物の製造方法であって、
前記固化層が形成される領域の一部を前記光ビームを照射しない非照射部とすることによって、前記三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝を該三次元形状造形物の上面に少なくとも１つ設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第２態様：上記第１態様において、前記上面にて複数の前記スリット溝が規則的に配列するように該スリット溝を設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第３態様：上記第１態様または第２態様において、前記スリット溝が成すスリット開口の短手寸法を０．０５ｍｍ〜１ｍｍとすることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第４態様：上記第１態様〜第３態様のいずれかにおいて、前記スリット溝の深さ寸法を前記三次元形状造形物の厚さ寸法の１０％〜５０％とすることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第５態様：上記第１態様〜第４態様のいずれかにおいて、前記スリット溝が成すスリット開口の短手寸法が該スリット溝の底部から前記上面に向かって漸次大きくなるように該スリット溝を設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第６態様：上記第１態様〜第５態様のいずれかにおいて、前記スリット溝が成すスリット開口の長手方向が少なくとも２つの向きを含む形態となるように該スリット溝を設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第７態様：上記第６態様において、前記スリット開口の形状をクロス形状とすることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第８態様：上記第１態様〜第７態様のいずれかにおいて、前記三次元形状造形物として樹脂成形用金型を製造し、該樹脂成形用金型のパーティング面に前記スリット溝を設けることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第９態様：上記第１態様〜第８態様のいずれかにおいて、前記スリット溝を充填材料で埋めることを特徴とする、三次元形状造形物の製造方法。
第１０態様：粉末層に対する光ビーム照射で形成される固化層が積層して構成された三次元形状造形物であって、
前記三次元形状造形物の応力を減じるためのスリット溝が該三次元形状造形物の上面に少なくとも１つ設けられていることを特徴とする、三次元形状造形物。
第１１態様：上記第１０態様において、複数の前記スリット溝が前記上面において規則的に配列していることを特徴とする、三次元形状造形物。
第１２態様：上記第１０態様または第１１態様において、前記三次元形状造形物が樹脂成形用金型であって、該該樹脂成形用金型のパーティング面に前記スリット溝が設けられていることを特徴とする、三次元形状造形物。
第１３態様：上記第１２態様において、前記スリット溝は樹脂成形時にガスベントとして機能することを特徴とする、三次元形状造形物。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の一態様に係る三次元形状造形物の製造方法を実施することによって、種々の物品を製造することができる。例えば、『粉末層が無機質の金属粉末層であって、固化層が焼結層となる場合』では、得られる三次元形状造形物をプラスチック射出成形用金型、プレス金型、ダイカスト金型、鋳造金型、鍛造金型などの金型として用いることができる。一方、『粉末層が有機質の樹脂粉末層であって、固化層が硬化層となる場合』では、得られる三次元形状造形物を樹脂成形品として用いることができる。
【関連出願の相互参照】
【００８１】
本出願は、日本国特許出願第２０１４−１５５２９２号（出願日：２０１４年７月３０日、発明の名称：「三次元形状造形物の製造方法および三次元形状造形物」）に基づくパリ条約上の優先権を主張する。当該出願に開示された内容は全て、この引用により、本明細書に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００８２】
２２      粉末層
２４      固化層
１００    三次元形状造形物
１３０    三次元形状造形物の上面
１５０    スリット溝
１５０’  スリット開口
１７０    パーティング面
１９０    充填材料
Ｄｘ      スリット開口の短手寸法
Ｄｚ      スリット溝の深さ
Ｌ        光ビーム
【図１】
0006531954.tif 000003
【図２】
0006531954.tif 000004
【図３】
0006531954.tif 000005
【図４】
0006531954.tif 000006
【図５】
0006531954.tif 000007
【図６】
0006531954.tif 000008
【図７】
0006531954.tif 000009
【図８】
0006531954.tif 000010
【図９】
0006531954.tif 000011
【図１０】
0006531954.tif 000012
【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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