(57)【要約】  本発明は、熱溶解積層法によって３Ｄ物品１を製造するための方法を提供するものであり、本方法は、３Ｄ印刷可能材料２０１を含む押出物３２１を層ごとに堆積させるステップを含む、３Ｄ印刷段階であって、３Ｄ印刷段階の少なくとも一部の間に、３Ｄ印刷された材料２０２を含む３Ｄ物品１を提供するために、押出物３２１が、コア材料２０１１を含むコア２３２１と、シェル材料２０１２を含むシェル２３２２とを有する、コア−シェル押出物１３２１を含み、３Ｄ物品１が、３Ｄ印刷された材料２０２の複数の層３２２を備え、層３２２のうちの１つ以上が、１つ以上のコア−シェル層部３３２２を含み、コア−シェル層部３３２２のそれぞれが、コア材料２０１１を含む層コア３３２１と、シェル材料２０１２を含む層シェル３３２２とを有し、３Ｄ物品１が、３Ｄ印刷された材料２０２の少なくとも一部によって画定されている物品表面２５２を有する、３Ｄ印刷段階と、−物品表面２５２の少なくとも一部を液体４０２に曝露するステップを含む、曝露段階であって、コア材料２０１１が、液体４０２に対してコア材料溶解度ＳＣ１を有し、シェル材料２０１２が、液体４０２に対してシェル材料溶解度ＳＳ１を有し、ＳＣ１＜ＳＳ２である、曝露段階とを含む。
2021528294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱溶解積層法によって３Ｄ物品を製造するための方法であって、
３Ｄ印刷可能材料を含む押出物を層ごとに堆積させるステップを含む、３Ｄ印刷段階であって、前記３Ｄ印刷段階の少なくとも一部の間、３Ｄ印刷された材料を含む前記３Ｄ物品を提供するために、前記押出物が、コア材料を含むコアと、シェル材料を含むシェルとを有する、コア−シェル押出物を含み、前記３Ｄ物品が、３Ｄ印刷された材料の複数の層を備え、層のうちの１つ以上が、１つ以上のコア−シェル層部を含み、前記コア−シェル層部のそれぞれが、前記コア材料を含む層コアと、前記シェル材料を含む層シェルとを有し、前記３Ｄ物品が、前記３Ｄ印刷された材料の少なくとも一部によって画定されている物品表面を有する、３Ｄ印刷段階と、
前記物品表面の少なくとも一部を液体に曝露するステップを含む、曝露段階であって、前記コア材料が、前記液体に対してコア材料溶解度ＳＣ１を有し、前記シェル材料が、前記液体に対してシェル材料溶解度ＳＳ１を有し、ＳＣ１＜ＳＳ２である、曝露段階と、を含み、
前記コア材料が、ポリカーボネート、ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオキシメチレン、ポリエチレンナフタレート、スチレン−アクリロニトリル樹脂、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、及び半結晶性ポリエチレンテレフタレートのうちの１つ以上を含み、
前記シェル材料が、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン、及びスチレンアクリルコポリマーのうちの１つ以上を含む、方法。
【請求項２】
前記液体が、アセトン及びメチルエチルケトンのうちの１つ以上を含み、前記液体が、前記物品表面の少なくとも一部の上に前記液体を流すこと、前記物品表面の少なくとも一部に前記液体を噴霧すること、前記液体を含む蒸気に前記物品表面の少なくとも一部を曝露すること、及び前記物品表面の少なくとも一部を前記液体中に浸漬することのうちの、１つ以上によって適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記暴露段階の間の前記物品表面又は前記液体のうちの１つ以上が、最大４０℃の温度を有し、ＳＣ１／ＳＳ２≦０．５である、請求項１乃至２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記層が、層高さ及び層幅を有し、前記層高さが、前記層幅よりも小さく、前記方法は、前記印刷段階の間に、前記層のうちの１つ以上を提供するステップであって、前記層シェルが、前記層コアの外周にわたって変化する厚さを有し、１つ以上の前記層のうちの各層の高さにおける前記層シェルの前記厚さが、前記各層の前記幅における前記層シェルの前記厚さよりも小さい、ステップを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記コア材料が、前記コア材料及び前記シェル材料の双方が流動性である温度において、前記シェル材料よりも高い粘度を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記層が、層高さ及び層幅を有し、前記印刷段階の間、前記層幅よりも小さい層高さを有する、基材上の３Ｄ印刷された材料の前記層を提供するために、前記基材上の前記コア−シェル押出物に圧力が印加される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
プリンタノズルを使用するステップであって、前記プリンタノズルが、前記コア−シェル押出物を提供するように構成されている、コア供給ノズルとシェル供給ノズルとを含み、前記コア供給ノズルが、最大コアノズル幅ｗ１１及び最小コアノズル幅ｗ１２を有し、前記シェル供給ノズルが、最大シェルノズル幅ｗ２１及び最小コアノズル幅ｗ２２を有し、ｗ２１＞ｗ２２、ｗ２１＞ｗ１１、ｗ２１＞ｗ１２、及びｗ１２≧ｗ１１である、ステップを更に含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、前記プリンタノズルと基材とを備える、熱溶解積層法３Ｄプリンタの適用を含み、前記熱溶解積層法３Ｄプリンタが、前記３Ｄ印刷可能材料を前記基材に提供するように構成されており、前記ノズル及び基材が、互いに対して回転可能に構成されており、前記方法は、前記印刷段階の少なくとも一部の間、前記最大コアノズル幅が３Ｄ印刷方向に対して垂直に構成されるような構成に、前記ノズル及び前記基材を維持するステップを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記３Ｄ物品の表面の所定の平均表面粗さが得られるまで、前記物品表面の少なくとも一部を前記液体に曝露するステップを更に含み、前記所定の平均表面粗さが、少なくとも２５ｍｍ２の面積に関して、５μｍ以下である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
３Ｄ印刷された材料を含む３Ｄ物品であって、前記３Ｄ物品は、３Ｄ印刷された材料の複数の層を備え、層のうちの１つ以上が、１つ以上のコア−シェル層部を含み、前記コア−シェル層部のそれぞれが、コア材料を含む層コアと、シェル材料を含む層シェルとを有し、前記３Ｄ物品は、前記３Ｄ印刷された材料の少なくとも一部によって画定されている物品表面を有し、前記層シェルが、前記物品表面における層厚さを有し、前記層シェルが、隣接する層間における中間層厚さを有し、平均層厚さが、前記中間層厚さよりも大きく、
前記コア材料が、ポリカーボネート、ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオキシメチレン、ポリエチレンナフタレート、スチレン−アクリロニトリル樹脂、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、及び半結晶性ポリエチレンテレフタレートのうちの１つ以上を含み、
前記シェル材料が、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン、及びスチレンアクリルコポリマーのうちの１つ以上を含み、
前記コア材料が、液体に対してコア材料溶解度ＳＣ１を有し、前記シェル材料が、前記液体に対してシェル材料溶解度ＳＳ１を有し、ＳＣ１＜ＳＳ２であり、
３Ｄ物品表面が、平均表面粗さを有し、前記平均表面粗さが、少なくとも２５ｍｍ２の面積に関して、５μｍ以下である、３Ｄ物品。
【請求項１１】
請求項１０に記載の３Ｄ物品を備える照明デバイスであって、前記３Ｄ物品が、照明デバイスハウジングの少なくとも一部、照明チャンバの壁部、及び光学要素のうちの１つ以上として構成されている、照明デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄ（印刷された）物品を製造するための方法、及び、そのような方法を実行するためのソフトウェア製品に関する。本発明はまた、そのような方法で得ることが可能な、３Ｄ（印刷された）物品にも関する。更には、本発明は、そのような３Ｄ（印刷された）物品を含む照明デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
層を含む押出３Ｄプリンタ投入材料の使用は、当該技術分野において既知である。国際公開第２０１５／０７７２６２号は、例えば、分離された層又はセクションを有するフィラメントを含む、３Ｄプリンタ投入材料を説明している。特にフィラメントを含む、これらの投入材料は、共押出、マイクロ層共押出、又は多成分／フラクタル共押出によって調製され得る。これらの投入材料、特にフィラメントは、いわゆる３Ｄ印刷プロセスの間に、１つ以上のノズルを介して異なる材料を同時に積層すること、又は組み合わせることを可能にする。これらの技術は、より小さい層サイズ（ミリ、マイクロ、及びナノ）の種々の層構成を容易にすると共に、通常であれば標準的な３Ｄプリンタ法において使用不可能であろう材料を組み込む可能性を容易にする。
【０００３】
国際公開第２０１８／１０６７０５号は、間にバリア層を有して外側シェルによって放射状に取り囲まれている細長形コアを有する、３Ｄ印刷されるコア−シェルフィラメントを開示している。細長形コアは、延性ポリマーを含み、外側シェルは、延性ポリマーよりも高いヤング率を有する剛性ポリマーを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
今後１０〜２０年以内に、デジタルファブリケーションは、グローバル製造業の性質を、ますます変貌させていくであろう。デジタルファブリケーションの諸態様のうちの１つは、３Ｄ印刷である。現在、セラミックス、金属、及びポリマーなどの様々な材料を使用して、３Ｄ印刷された様々な物体を製造するために、多種多様な技術が開発されている。３Ｄ印刷はまた、金型を製造する際にも使用されることができ、金型は、その後、物体を複製するために使用されることができる。
【０００５】
金型を作製する目的のために、ポリジェット技術の使用が提案されてきた。この技術は光重合性材料の層ごとの堆積を利用しており、光重合性材料は各堆積の後に硬化されて、固体構造体を形成する。この技術は、平滑な表面を作り出すが、光硬化性材料は、さほど安定したものではなく、それらはまた、射出成形用途に関して有用となる熱伝導率も、比較的低い。
【０００６】
最も広く使用される付加製造技術は、熱溶解積層法（Fused Deposition Modeling；ＦＤＭ）として知られているプロセスである。熱溶解積層法（ＦＤＭ）は、モデリング、プロトタイピング、及び生産の用途で一般に使用される付加製造技術である。ＦＤＭは、材料を層状に配置することによる「付加」原理に基づいて機能するものであり、プラスチックフィラメント又は金属ワイヤが、コイルから巻き出され、部品を製造するための材料を供給する。場合により、（例えば、熱可塑性樹脂に関しては）フィラメントは、配置される前に、融解されて押し出される。ＦＤＭは、高速プロトタイピング技術である。ＦＤＭの他の表現は「融合フィラメント加工」（Fused Filament Fabrication；ＦＦＦ）又は「フィラメント３Ｄ印刷」（Filament 3D Printing；ＦＤＰ）であり、これらはＦＤＭと等しいものと見なされる。一般に、ＦＤＭプリンタは、熱可塑性フィラメントを使用するものであり、熱可塑性フィラメントは、融点まで加熱され、次いで、一層ずつ（又は、実際には、フィラメントが次々に）押し出されて、三次元の物体を作り出す。ＦＤＭプリンタは、比較的高速であり、複雑な物体を印刷するために使用されることができる。
【０００７】
ＦＤＭプリンタは、比較的高速で、低コストであり、複雑な３Ｄ物体を印刷するために使用されることができる。そのようなプリンタは、様々なポリマーを使用して様々な形状を印刷する際に使用される。当該技術はまた、ＬＥＤ照明器具及び照明ソリューションの製造において、更に開発されつつある。
【０００８】
熱溶解積層法（ＦＤＭ）は、付加製造（３Ｄ印刷）に基づいて物体を製造する際に使用される、最も頻繁に使用される技術のうちの１つである。ＦＤＭは、プラスチック材料を層状に配置することによる「付加」原理に基づいて機能する。プロセスの性質上、このことは一般に、粗いリブ状の表面仕上げをもたらす。このことは、例えば装飾的な理由から、また、表面の反射性、表面の処理性などの機能的な理由からも、必ずしも望ましくはない場合がある。それゆえ、いくつかの用途では、平滑な表面が要求される。この目的のために、機械的研磨及び溶剤処理などの、様々な表面後処理方法が使用されることができる。
【０００９】
３Ｄ印刷された製品全体の熱処理は、製品の脆弱化、またそれゆえ、形状及び／又は機能の喪失をもたらし得る。溶剤処理又は溶剤蒸気処理もまた、平滑な表面を得るために使用されてもよい。これらの処理において、物体は、例えば、溶剤中に浸漬されるか、又は溶剤蒸気に曝されてもよい。しかしながら、そのような技術の使用は、本質的には、塊状物が使用される場合に主に成功し得る。処理の間に、溶剤分子が、ポリマー（「３Ｄ印刷された材料」）に浸透し、ポリマーを部分的に溶解する。薄い層が使用されている場合、亀裂形性及び／又は層間剥離、並びに物体の変形をもたらす。
【００１０】
それゆえ、本発明の一態様は、好ましくは上述の欠点のうちの１つ以上を更に少なくとも部分的に取り除く、代替的な３Ｄ印刷方法及び／又は３Ｄ（印刷された）物品を提供することである。本発明は、従来技術の欠点のうちの少なくとも１つを克服若しくは改善すること、又は有用な代替物を提供することを、目的として有してもよい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
とりわけ、本明細書では、本質的に同心の層を有するフィラメントを使用すること、あるいは、２種類の材料がノズルから出て来て、互いに隣り合って又は互いの上に積み重ねられているコア−シェル層を形成するように、プリンタノズル及びフィラメント供給器を使用することが提案される。材料は、外側表面が、溶剤処理において使用されることになる溶剤中で可溶性であるポリマーで作製される一方で、コア材料が、このポリマー中で膨張又は溶解されないように、選択されることができる。このようにして印刷された物体は、溶剤によって少なくとも部分的に溶解されることが可能な外側表面を有する一方で、内側材料が溶剤によって影響を受けない、層を有し得る。物体を溶剤中に配置するか、又は物体を溶剤蒸気に曝すことにより、平滑な表面構造をもたらす外側ポリマー流を作り出す一方で、内側ポリマーは、機械的完全性を本質的に維持してもよく、亀裂及び崩壊から構造体を防ぐ。
【００１２】
それゆえ、第１の態様では、本発明は、熱溶解積層法によって３Ｄ物品を製造するための方法であって、３Ｄ印刷段階と（特に、３Ｄ印刷段階において得られた３Ｄ印刷された物品の）曝露段階とを含む方法を提供する。３Ｄ印刷段階は、３Ｄ印刷可能材料を含む押出物を層ごとに堆積させるステップを含み、３Ｄ印刷段階の少なくとも一部の間に、押出物は、（ｉ）コア材料を含むコアと、（ｉｉ）シェル材料を含むシェル（又は、「ジャケット」）とを有する、コア−シェル押出物を含む。それにより、３Ｄ印刷された材料を含む３Ｄ物品が提供されてもよく、３Ｄ物品は特に、３Ｄ印刷された材料の複数の層を備え、層のうちの１つ以上は、１つ以上のコア−シェル層部を含み、コア−シェル層部のそれぞれは、コア材料を含む層コアと、シェル材料を含む層シェルとを有し、３Ｄ物品は、３Ｄ印刷された材料の少なくとも一部によって画定されている物品表面を有する。更には、曝露段階は、物品表面の少なくとも一部を液体に曝露するステップを特に含んでもよく、シェル材料が溶解し得る。それゆえ、特に、コア材料は、液体に対してコア材料溶解度ＳＣ１を有し、シェル材料は、液体に対してシェル材料溶解度ＳＳ１を有し、ＳＣ１＜ＳＳ２である。特定の実施形態では、コア材料は、ポリカーボネート（polycarbonate；ＰＣ）、ポリエチレン（polyethylene；ＰＥ）、高密度ポリエチレン（high-density polyethylene；ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（polypropylene；ＰＰ）、ポリオキシメチレン（polyoxymethylene；ＰＯＭ）、ポリエチレンナフタレート（polyethylene naphthalate；ＰＥＮ）、スチレン−アクリロニトリル樹脂（styrene-acrylonitrile resin；ＳＡＮ）、ポリスルホン（polysulfone；ＰＳＵ）、ポリフェニレンスルフィド（polyphenylene sulfide；ＰＰＳ）、及び（半結晶性）ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate；ＰＥＴ）のうちの１つ以上を含む。また更に特定の実施形態では、シェル材料は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（acrylonitrile butadiene styrene；ＡＢＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（poly(methyl methacrylate)；ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（polystyrene；ＰＳ）、及びスチレンアクリルコポリマー（styrene acrylic copolymer；ＳＭＭＡ）のうちの１つ以上を含む。
【００１３】
それゆえ、本発明は特に、熱溶解積層法によって３Ｄ物品を製造するための方法であって、
−３Ｄ印刷可能材料を含む押出物を層ごとに堆積させるステップを含む、３Ｄ印刷段階であって、３Ｄ印刷段階の少なくとも一部の間に、３Ｄ印刷された材料を含む３Ｄ物品を提供するために、押出物が、コア材料を含むコアと、シェル材料を含むシェルとを有する、コア−シェル押出物を含み、３Ｄ物品が、３Ｄ印刷された材料の複数の層を備え、層のうちの１つ以上が、１つ以上のコア−シェル層部を含み、コア−シェル層部のそれぞれが、コア材料を含む層コアと、シェル材料を含む層シェルとを有し、３Ｄ物品が、３Ｄ印刷された材料の少なくとも一部によって画定されている物品表面を有する、３Ｄ印刷段階と、
−物品表面の少なくとも一部を液体に曝露するステップを含む、曝露段階であって、コア材料が、液体に対してコア材料溶解度ＳＣ１を有し、シェル材料が、液体に対してシェル材料溶解度ＳＳ１を有し、ＳＣ１＜ＳＳ２である、曝露段階とを含み、
−コア材料が、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、スチレン−アクリロニトリル樹脂（ＳＡＮ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、及び（半結晶性）ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のうちの１つ以上を含み、
−シェル材料が、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、及びスチレンアクリルコポリマー（ＳＭＭＡ）のうちの１つ以上を含む、方法を提供する。
【００１４】
そのような方法により、３Ｄ印刷された物品が提供されてもよく、物品表面の少なくとも一部は、表面が液体に曝露されなかった場合よりも、遥かに平滑であり得る。更には、亀裂形成及び／又は層間剥離が改善され得る。液体に曝露されない場合、物品表面は、ＦＤＭ印刷された３Ｄ物品に提供されるような、特徴的なリブ状構造を有し得る。しかしながら、曝露により、液体に曝露されている物品表面の一部は、より粗さが小さい、より平滑な表面を得る。特に、シェル材料の一部が溶解されてもよく、それにより、物品表面の少なくとも一部の平滑化効果が作り出されてもよい。更には、本発明では、コア材料が液体中で本質的に溶解し得ないため、特にコア材料に付与され得る機械的特性は、影響を受けることが少ないか、又は全く影響を受けない場合がある。溶解の態様はまた、時間要素を有してもよい。それゆえ、シェル材料及びコア材料は、所定の期間内に、液体に曝露されている物品表面の一部が、より平滑になり、所望の平滑度に達し得る一方で、その期間中にコア材料が本質的に溶解されないように、選択されてもよい。それゆえ、そのような方法により、表面粗さは、例えばフィラメントのμｍ寸法から、加熱後のｎｍ寸法まで減少され得る。更には、そのような方法により、比較的容易に平滑化が実行され得る。所望される場合には、物品全体が、形状及び／又は機能の喪失を本質的に伴わずに、液体に曝露されることができる。更には、そのような方法により、各フィラメント内の、コア材料から本質的に成り得る骨格材料は、本質的に変更されずに留まり得る一方で、表面が平滑化される。それゆえ、比較的平滑な表面を有する、強固なデバイスが提供され得る。
【００１５】
上述のように、本方法は特に、熱溶解積層法（ＦＤＭ）によって３Ｄ物品を製造するために使用される。本方法は、３Ｄ印刷段階及び曝露段階の、２つの段階を含み、後者は、一般に前者よりも後であるが、他の実施形態では、ある程度の時間的な重複が存在してもよい（以下もまた参照）。本方法はまた、同様に表面を平滑化するための、加熱段階のような、１つ以上の更なる段階を含んでもよい。それゆえ、液体への曝露段階と、オプションとして加熱段階とを含む、仕上げ段階が存在してもよい。用語「仕上げ段階」の代わりに、用語「後処理」又は同様の用語もまた適用されてもよい。他の段階もまた利用可能であってもよい。
【００１６】
更には、用語「段階」はまた、例えば一連の印刷段階などの、一連の段階を指す場合もあり、それらの段階の合間に、１つ以上の機能構成要素又は他の構成要素が、そのようにして得られる３Ｄ印刷された材料内に組み込まれるか、又は材料上に配置される。
【００１７】
３Ｄ印刷段階は、３Ｄ印刷可能材料を含む押出物を層ごとに堆積させるステップを含み、３Ｄ印刷段階の少なくとも一部の間に、３Ｄ印刷された材料を含む３Ｄ物品を提供するために、押出物は、コア材料を含むコアと、シェル材料を含むシェルとを有する、コア−シェル押出物を含む。それゆえ、３Ｄ印刷プロセスは、特に、３Ｄ印刷された材料の複数の層を備える３Ｄ物品を提供し、これらは特に、層ごとの堆積により形成される。
【００１８】
上述のように、３Ｄ印刷段階の少なくとも一部の間に、押出物は、コア−シェル押出物を含む。この語句は、印刷段階の間にはまた、コア−シェル押出物が提供されず、押出物の断面全体にわたって本質的な組成の差異を有さない、単一材料の押出物が提供される、３Ｄ印刷（すなわち、単一のノズルによる「通常の」３Ｄ印刷）が実行されてもよい点を示している。このことを達成するための方法は、プリンタヘッドのコア部又はシェル部への材料の供給を停止することであってもよく、それにより、ノズルからは、押出物として、単一の材料のみが抜け出て堆積され得る（以下もまた更に参照）。
【００１９】
コア−シェル押出物は、いくつかの実施形態では、プリンタヘッドに供給されて、プリンタヘッドのノズルから（少なくとも部分的に融解されて）出る、コア−シェルフィラメントを使用することによって得られてもよい。他の実施形態では、コアシェル押出物は、コア−シェルノズル、すなわち２つの開口部を含むノズルであって、３Ｄ印刷可能材料がノズルを通して押し出されると、コア−シェル押出物を提供する、コア−シェルノズルを使用することによって得られる。
【００２０】
用語「コア−シェル」は、特定の実施形態ではまた、複数の異なるシェルを有するコア−シェルも示し得る点に留意されたい。しかしながら、本発明の更なる説明に関しては、以降では本質的に、コア及び（単一の）シェルから成るコア−シェル押出物若しくはコア−シェル層部のみが論じられる。実施形態では、コアは、一体となってコアを形成する、コア及び１つ以上のシェルから成るものであってもよい。このコアは、少なくとも部分的にシェルで取り囲まれている。それゆえ、本明細書では、用語「シェル」は特に、外側層又は（例えば、シェルが複数のシェルを含み得る場合の実施形態では）外側層のセットを指す。
【００２１】
コア−シェル材料を提供するために、当該技術分野において既知であるような、コア−シェルノズル（を有するプリンタヘッド）が適用されてもよい（上記もまた参照）。
【００２２】
それゆえ、３Ｄ印刷段階の少なくとも一部の間に、押出物は、コア−シェル押出物を含む。コア−シェル押出物は、コア材料を含むコアと、シェル材料を含むシェルとを有する。
【００２３】
層のうちの１つ以上は、１つ以上のコア−シェル層部を含み、コア−シェル層部のそれぞれは、コア材料を含む層コアと、シェル材料を含む層シェルとを有する。層全体がコア−シェル層として印刷される場合、層全体が、コア−シェル層部として、又はコア−シェル層として示されることができる。しかしながら、層の印刷の間に、ノズルへのコア材料又はシェル材料の供給が（一時的に）打ち切られる場合、層の一部はコア−シェル型のものとはならず、コア−シェル層部（及び、非コア−シェル部）を含む層をもたらす。
【００２４】
本明細書では、用語「コア−シェル層部」が使用される。このことは、実施形態では全ての層がコア−シェル層であってもよく、実施形態では層の総数のうちの一部がコア−シェル層であってもよく、実施形態では層の一部分（又は、層の諸部分）がコア−シェル型であってもよいという事実を反映している。それゆえ、実施形態では、全ての層がコア−シェル型のものとは限らない場合もあり、他の実施形態では、全ての層がコア−シェル型のものであってもよい。
【００２５】
コア−シェル層部は、１ｍｍ未満〜数ｍｍの長さ、又は、遥かに長い長さを有してもよい。厚さ及び高さは、本質的に、（実施形態では）コア−シェル層（部）及び非コア−シェル層部を提供するために同じノズルが使用されてもよいため、想定される隣接非コア−シェル層（部）と同じであってもよい。
【００２６】
そのようにして得られる３Ｄ物品は、３Ｄ印刷された材料の少なくとも一部によって画定されている物品表面を有する。特に、この物品表面は、（それゆえ）シェル材料によって画定されている。
【００２７】
上述のように、本方法は、印刷段階の間に、３Ｄ印刷可能材料を堆積させるステップを含む。本明細書では、用語「３Ｄ印刷可能材料」とは、堆積又は印刷されることになる材料を指し、用語「３Ｄ印刷された材料」は、堆積後に得られる材料を指す。これらの材料は、本質的に同じであってもよいが、これは、３Ｄ印刷可能材料が、高温のプリンタヘッド又は押出機内の材料を特に指す場合があり、３Ｄ印刷された材料が、同じ材料ではあるが、後の堆積された段階の材料を指すためである。３Ｄ印刷可能材料は、フィラメントとして印刷され、フィラメントとして堆積される。３Ｄ印刷可能材料は、フィラメントとして供給されてもよく、又はフィラメントに形成されてもよい。それゆえ、いかなる出発材料が適用されるとしても、３Ｄ印刷可能材料を含むフィラメントが、プリンタヘッドによって供給されて、３Ｄ印刷される。用語「押出物」は、プリンタヘッドの下流ではあるが、未だ堆積されていない３Ｄ印刷可能材料を定義するために使用されてもよい。この最後の用語は、「３Ｄ印刷された材料」として示される。実際には、押出物は、材料が未だ堆積されていないため、３Ｄ印刷可能材料を含む。３Ｄ印刷可能材料又は押出物が堆積されると、材料は、それゆえ３Ｄ印刷された材料として示される。本質的に、これらの材料は、プリンタヘッドの上流、プリンタヘッドの下流、及び堆積された場合の熱可塑性材料が、本質的に同じ材料であるため、同じ材料である。
【００２８】
本明細書では、用語「３Ｄ印刷可能材料」はまた、「印刷可能材料」として示されてもよい。用語「ポリマー材料」とは、実施形態では、異なるポリマーのブレンドを指す場合もあるが、実施形態ではまた、本質的に、異なるポリマー鎖長を有する単一のポリマーのタイプを指す場合もある。それゆえ、用語「ポリマー材料」又は「ポリマー」は、単一のタイプのポリマーを指す場合もあるが、また、複数の異なるポリマーを指す場合もある。用語「印刷可能材料」は、単一のタイプの印刷可能材料を指す場合もあるが、また、複数の異なる印刷可能材料を指す場合もある。用語「印刷された材料」は、単一のタイプの印刷された材料を指す場合もあるが、また、複数の異なる印刷された材料を指す場合もある。
【００２９】
それゆえ、用語「３Ｄ印刷可能材料」はまた、２種以上の材料の組み合わせを指す場合もある。一般に、これらの（ポリマー）材料は、ガラス転移温度Ｔｇ及び／又は融解温度Ｔｍを有する。３Ｄ印刷可能材料は、ノズルから出る前に、３Ｄプリンタによって、少なくともガラス転移温度、及び一般には、少なくとも融解温度の温度まで加熱されることになる。それゆえ、特定の実施形態では、３Ｄ印刷可能材料は、ガラス転移温度（Ｔｇ）及び／又は融点（Ｔｍ）を有する熱可塑性ポリマーを含み、プリンタヘッドの動作は、３Ｄ印刷可能材料を、ガラス転移を超えて加熱し、材料が半結晶性ポリマーである場合には、融解温度を超えて加熱することを含む。更に別の実施形態では、３Ｄ印刷可能材料は、融点（Ｔｍ）を有する（熱可塑性）ポリマーを含み、プリンタヘッドの動作は、受け物品上に堆積されることになる３Ｄ印刷可能材料を、少なくとも融点の温度まで加熱することを含む。ガラス転移温度は、一般に融解温度と同じものではない。融解は、結晶性ポリマーにおいて生じる転移である。融解は、ポリマー鎖が、当該ポリマー鎖の結晶構造から脱落して、無秩序な液体となる際に発生する。ガラス転移は、非晶質ポリマーに発生する転移であり、すなわち、固体状態である場合であっても、鎖が規則的な結晶として配列されておらず、いずれかの方式で単に分散されているポリマーである。ポリマーは、本質的にガラス転移温度を有するが融解温度を有さない、非晶質とすることができ、又は、一般にガラス転移温度及び融解温度の双方を有し、一般に後者が前者よりも高い、（半）結晶質とすることもできる。ガラス温度は、例えば、示差走査熱量測定を使用して決定されてもよい。融点又は融解温度もまた、示差走査熱量測定を使用して決定されることができる。
【００３０】
上述のように、本発明は、それゆえ、３Ｄ印刷可能材料のフィラメントを供給するステップと、３Ｄ物品を提供するために、印刷段階の間に、３Ｄ印刷可能材料を基材上に印刷するステップとを含む、方法を提供する。
【００３１】
３Ｄ印刷可能材料として特に適格であり得る材料は、金属、ガラス、熱可塑性ポリマー、シリコーンなどから成る群から選択されてもよい。特に、３Ｄ印刷可能材料は、コポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマーなどに基づく熱可塑性エラストマーなどの、ＡＢＳ（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  ｓｔｙｒｅｎｅ；アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ナイロン（又は、ポリアミド）、アセテート（又は、セルロース）、ＰＬＡ（ｐｏｌｙ  ｌａｃｔｉｃ  ａｃｉｄ；ポリ乳酸）、テレフタレート（ＰＥＴポリエチレンテレフタレートなど）、アクリル（ポリメチルアクリレート、Ｐｅｒｓｐｅｘ（登録商標）、ポリメチルメタクリレート、ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（又は、ポリプロペン）、ポリカーボネート（Polycarbonate；ＰＣ）、ポリスチレン（Polystyrene；ＰＳ）、ＰＥ（膨張性高衝撃ポリテン（又は、ポリエテン）、低密度（ＬＤＰＥ）高密度（ＨＤＰＥ）など）、ＰＶＣ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ；ポリ塩化ビニル）、ポリクロロエテンなどから成る群から選択される、（熱可塑性）ポリマーを含む。オプションとして、３Ｄ印刷可能材料は、尿素ホルムアルデヒド、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミンホルムアルデヒド、熱可塑性エラストマーなどから成る群から選択される、３Ｄ印刷可能材料を含む。オプションとして、３Ｄ印刷可能材料は、ポリスルホンから成る群から選択される３Ｄ印刷可能材料を含む。エラストマー、特に熱可塑性エラストマーは、それらが可撓性であり、熱伝導材料を含む相対的により可撓性のフィラメントを得るために役立ち得るため、特に興味深い。熱可塑性エラストマーは、スチレンブロックコポリマー（ＴＰＳ（ＴＰＥ−ｓ））、熱可塑性ポリオレフィンエラストマー（ＴＰＯ（ＴＰＥ−ｏ））、熱可塑性加硫物（ＴＰＶ（ＴＰＥ−ｖ又はＴＰＶ））、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ（ＴＰＵ））、熱可塑性コポリエステル（ＴＰＣ（ＴＰＥ−Ｅ））、及び熱可塑性ポリアミド（ＴＰＡ（ＴＰＥ−Ａ））のうちの１種以上を含んでもよい。
【００３２】
国際公開第２０１７／０４０８９３号にも言及されているものなどの、好適な熱可塑性材料としては、ポリアセタール（例えば、ポリオキシエチレン及びポリオキシメチレン）、ポリ（Ｃ１〜６アルキル）アクリレート、ポリアクリルアミド、ポリアミド（例えば、脂肪族ポリアミド、ポリフタルアミド、及びポリアラミド）、ポリアミドイミド、ポリ無水物、ポリアリレート、ポリアリーレンエーテル（例えば、ポリフェニレンエーテル）、ポリアリーレンスルフィド（例えば、ポリフェニレンスルフィド）、ポリアリールスルホン（例えば、ポリフェニレンスルホン）、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリカーボネート（ポリカーボネート−シロキサン、ポリカーボネート−エステル、及びポリカーボネート−エステル−シロキサンなどのポリカーボネートコポリマーを含む）、ポリエステル（例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフトレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート）、及びポリエステルエーテルなどのポリエステルコポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド（ポリエーテルイミド−シロキサンコポリマーなどのコポリマーを含む）、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド（ポリイミド−シロキサンコポリマーなどのコポリマーを含む）、ポリ（Ｃ１〜６アルキル）メタクリレート、ポリメタクリルアミド、ポリノルボルネン（ノルボルネニル単位を含有するコポリマーを含む）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、及びそれらのコポリマー、例えば、エチレン−α−オレフィンコポリマー）、ポリオキサジアゾール、ポリオキシメチレン、ポリフタリド、ポリシラザン、ポリシロキサン、ポリスチレン（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）及びメチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン（ＭＢＳ）などのコポリマーを含む）、ポリスルフィド、ポリスルホンアミド、ポリスルホネート、ポリスルホン、ポリチオエステル、ポリトリアジン、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエステル、ポリビニルエーテル、ポリビニルハロゲン化物、ポリビニルケトン、ポリビニルチオエーテル、ポリフッ化ビニリデンなどのうちの１つ以上、又は前述の熱可塑性ポリマーのうちの少なくとも１つを含む組み合わせを挙げることができる。ポリアミドの実施形態としては、限定するものではないが、合成直鎖ポリアミド、例えば、ナイロン−６，６、ナイロン−６，９、ナイロン−６，１０、ナイロン−６，１２、ナイロン−１１、ナイロン−１２及びナイロン−４，６、好ましくはナイロン６及びナイロン６，６、又は前述のうちの少なくとも１つを含む組み合わせを挙げることができる。使用されることが可能なポリウレタンとしては、上述のものを含めた、脂肪族、脂環式、芳香族、及び多環式ポリウレタンが挙げられる。また、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、アクリルアミド、メタクリル酸、メチルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、及びエチルアクリレートなどのポリマーを含む、ポリ（Ｃ１〜６アルキル）アクリレート及びポリ（Ｃ１〜６���ルキル）メタクリレートも有用である。実施形態では、ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン（及び、それらのコポリマー）、ポリノルボルネン（及び、そのコポリマー）、ポリ１−ブテン、ポリ（３−メチルブテン）、ポリ（４−メチルペンテン）、並びに、エチレンとプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、４−メチル−１−ペンテン、及び１−オクタデセンとのコポリマーのうちの１種以上を含んでもよい。
【００３３】
３Ｄ印刷可能材料という用語は、更に以下でもまた解明されるが、オプションとして添加剤を、最大約６０％、特に、最大約２０体積％などの、最大約３０体積％の体積百分率まで（の、熱可塑性材料と添加剤との総体積に対する添加剤を）含む、熱可塑性材料を特に指す。
【００３４】
印刷可能材料は、それゆえ実施形態では、２つの相を含んでもよい。印刷可能材料は、印刷可能ポリマー材料、特に熱可塑性材料の相（以下もまた参照）を含んでもよく、当該相は特に、本質的に連続相である。熱可塑性材料ポリマーの、この連続相中には、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線安定剤、紫外線吸収添加剤、近赤外線吸収添加剤、赤外線吸収添加剤、可塑剤、潤滑剤、離型剤、帯電防止剤、防曇剤、抗菌剤、着色剤、レーザマーキング添加剤、表面効果添加剤、放射線安定剤、難燃剤、防滴剤のうちの１つ以上などの、添加剤が存在してもよい。添加剤は、光学特性、機械的特性、電気特性、熱特性、及び機械的特性から選択される、有用な特性を有し得る（上記もまた参照）。
【００３５】
印刷可能材料は、実施形態では、微粒子状材料、すなわち、印刷可能ポリマー材料中に埋め込まれている粒子を含んでもよく、当該粒子は、実質的に不連続な相を形成する。全混合物中の粒子の数は、特に熱膨張係数を低減するための用途では、（（異方性伝導）粒子を含めた）印刷可能材料の総体積に対して、特に６０体積％以下である。光学効果及び表面関連効果に関しては、全混合物中の粒子の数は、（粒子を含めた）印刷可能材料の総体積に対して、最大１０体積％などの、２０体積％以下である。それゆえ、３Ｄ印刷可能材料とは特に、粒子などの他の材料が埋め込まれていてもよい、本質的に熱可塑性の材料の連続相を指す。同様に、３Ｄ印刷された材料とは特に、粒子などの他の材料が埋め込まれている、本質的に熱可塑性の材料の連続相を指す。粒子は、上記で定義されたような１種以上の添加剤を含んでもよい。それゆえ、実施形態では、３Ｄ印刷可能材料は、微粒子状添加剤を含んでもよい。
【００３６】
上述のように、シェルの３Ｄ印刷可能材料は、コアの３Ｄ印刷可能材料と異なっていてもよい。それゆえ、実施形態では、コア材料は、シェル材料とは異なる組成を有する。特に、コア材料及びシェル材料は、それぞれ、熱可塑性ポリマーを含む。特に、熱可塑性ポリマーの組成は異なっている。このことは、良好なコア−シェル押出物（又は、フィラメント）を形成するために有用な場合があり、このことにより、シェルは比較的速く溶解することが可能となり得る一方で、コアは、本質的に溶解されない。
【００３７】
特定の実施形態では、ポリマーは、非相溶性である。非相溶性であるポリマーは、分子レベルで混合されることができない。それらは、一体に混合されると相分離することになる。それゆえ、コア材料は、第１のポリマーを含んでもよく、シェル材料は、第２のポリマーを含んでもよく、第１のポリマーと第２のポリマーとは相溶性ではない。それゆえ、特定の実施形態では、コア材料とシェル材料とは、異なる熱可塑性材料を含む。実施形態では、コア材料は、第１の熱可塑性材料を含んでもよく、シェル材料は、第１の熱可塑性材料とは異なる第２の熱可塑性材料を含んでもよい。
【００３８】
上述のように、表面の少なくとも一部を平滑化するための、液体曝露段階の間に使用される液体中での（コア材料とシェル材料との）溶解度の間には、差が存在し得る。特に、コア材料は、液体に対してコア材料溶解度ＳＣ１を有し、シェル材料は、液体に対してシェル材料溶解度ＳＳ１を有し、ＳＣ１＜ＳＳ２、特に（（一般に２０℃と見なされる）室温などにおいて）ＳＣ１／ＳＳ２≦０．５であり、例えば、実施形態では０．１〜０．８の範囲である。
【００３９】
特定の実施形態では、コア材料は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、スチレン−アクリロニトリル樹脂（ＳＡＮ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、及び（半結晶性）ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のうちの１つ以上を含む。それゆえ、コア材料は、１種以上の異なる熱可塑性材料を含んでもよい。上述のように、更には、コア材料中に埋め込まれている微粒子状材料のような、他の材料もまた利用可能であってもよい。
【００４０】
更には、特定の実施形態では、シェル材料は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、及びスチレンアクリルコポリマー（ＳＭＭＡ）のうちの１つ以上を含む。それゆえ、シェル材料は、１種以上の異なる熱可塑性材料を含んでもよい。上述のように、更には、コア材料中に埋め込まれている微粒子状材料のような、他の材料もまた利用可能であってもよい。
【００４１】
更には、材料は、いくつかの（他の）点において異なっていることが望ましい場合がある。特定の実施形態では、コア材料は、コア材料粘度を有し、シェル材料は、シェル材料粘度を有し、コアガラス温度（Ｔｇ１）又はコア融解温度Ｔｍを超える温度では、コア材料粘度が、特により高い。このことは、印刷段階の間の良好な処理を可能にし得る。好ましくは、より短い鎖長を有する分子が、シェルに関して使用される。このことは、平滑な表面を得るための、より速い材料の流れを可能にする。特に、条件（３００℃；１．２ｋｇ）下での、ＩＳＯ−１１３によって指定されるようなメルトフローレートは、特に２０ｃｍ３／１０分よりも高く、より特定的には５０ｃｍ３／１０分よりも高く、最も特定的には１００ｃｍ３／１０分よりも高い。特定の実施形態では、コアのポリマー材料とシェルのポリマー材料とは、非相溶性であってもよい。このことは特に、（コアとシェルとの）２つの層の境界面において、本質的に混合が存在しないことを意味し得る。フィラメント間の結合は、特にシェルによってもたらされてもよい。
【００４２】
シェル材料が、より低い粘度を有する場合もまた有用であり得る。このことは、物品の表面におけるシェル層の塗抹を容易にし得る。それゆえ、実施形態では、コア材料は、コア材料及びシェル材料の双方が流動性である温度において、シェル材料よりも高い粘度を有する。例えば、特定の実施形態では、コア材料は、コア動的粘度μ１を有し、シェル材料は、シェル動的粘度μ２を有し、μ２／μ１＜０．８であり、例えば、０．１〜０．８の範囲である。
【００４３】
印刷可能材料は、受け物品上に印刷される。特に、受け物品は、構築プラットフォームとすることができ、又は、構築プラットフォームによって含まれることができる。受け物品もまた、３Ｄ印刷の間に加熱されてもよい。しかしながら、受け物品はまた、３Ｄ印刷の間に冷却されてもよい。
【００４４】
語句「受け物品上に印刷する」及び同様の語句は、とりわけ、受け物品上に直接印刷すること、又は、受け物品上のコーティング上に印刷すること、又は、受け物品上に先に印刷されている、３Ｄ印刷された材料上に印刷することを含む。用語「受け物品」とは、印刷プラットフォーム、プリントベッド、基材、支持体、ビルドプレート、又は構築プラットフォームなどを指す場合がある。用語「受け物品」の代わりに、用語「基材」もまた使用されてもよい。語句「受け物品上に印刷する」及び同様の語句は、とりわけ、印刷プラットフォーム、プリントベッド、支持体、ビルドプレート、又は構築プラットフォームなどの上の、あるいは、それらによって含まれている、別個の基材上に印刷することもまた含む。それゆえ、語句「基材上に印刷する」及び同様の語句は、とりわけ、基材上に直接印刷すること、又は、基材上のコーティング上に印刷すること、又は、基材上に先に印刷されている、３Ｄ印刷された材料上に印刷することを含む。以降では、基材という用語が更に使用され、当該用語は、印刷プラットフォーム、プリントベッド、基材、支持体、ビルドプレート、又は構築プラットフォームなど、あるいは、当該基材上の、又は当該基材によって含まれている、別個の基材を指す場合がある。
【００４５】
印刷可能材料が一層ずつ堆積され、それにより、３Ｄ印刷された物品が（印刷段階の間に）生成される。３Ｄ印刷された物品は、（堆積されたフィラメントに由来する）特徴的なリブ状構造を示し得る。しかしながら、印刷段階の後に、最終処理段階などの、更なる段階が実行されることもまた可能であってもよい。この段階は、印刷された物品を受け物品から取り出すこと、及び／又は、１つ以上の後処理動作を含んでもよい。１つ以上の後処理動作は、印刷された物品を受け物品から取り出す前に実行されてもよく、及び／又は、１つ以上の後処理動作は、印刷された物品を受け物品から取り出した後に実行されてもよい。後処理は、例えば、研磨、コーティング、機能構成要素の追加などのうちの、１つ以上を含んでもよい。後処理は、リブ状構造を平滑化することを含んでもよく、このことは、本質的に平滑な表面をもたらし得る。
【００４６】
液体曝露は、種々の方法で行われることができる。実施形態では、曝露段階は、液体を含む高温ガスを、３Ｄ印刷された材料に供給すること、液体を含む液滴の噴霧を、３Ｄ印刷された材料に供給すること、３Ｄ印刷された材料を液体で洗浄すること、及び３Ｄ印刷された材料を液体中に浸漬することのうちの、１つ以上を含んでもよい。オプションとして、表面の一部を液体に曝露する際に、その部分はまた、ある程度の圧力及び／又は剪断に曝されてもよい。
【００４７】
それゆえ、実施形態では、液体は、物品表面の少なくとも一部の上に液体を流すこと、物品表面の少なくとも一部に液体を噴霧すること、液体を含む蒸気に物品表面の少なくとも一部を曝露すること、及び物品表面の少なくとも一部を液体中に浸漬することのうちの、１つ以上によって適用されてもよい。実施形態では、用語「噴霧」は、霧化を含み得る。
【００４８】
液体への曝露は、３Ｄ物品が提供された後、又は、物品の一部が３Ｄ印刷された後に実行されることができる。それゆえ、曝露段階は、印刷の間に、又は印刷の後に、あるいは双方において実施されてもよい。液体曝露は、局所的に行われてもよく、例えば、印刷されたばかりの部分の局所的曝露が行われてもよく、又は、液体曝露は、３Ｄ印刷された物品全体に対して行われてもよい。３Ｄ物品全体が曝露段階に供される場合、曝露段階は、当然ながら３Ｄ印刷段階の後である。液体曝露方法の組み合わせもまた、適用されてもよい。それゆえ、印刷段階と曝露段階とは、時間的に組み合わされてもよく、又は、順次に実行されてもよい。
【００４９】
それゆえ、実施形態では、曝露段階の間の物品表面又は液体のうちの１つ以上は、最大４０℃のような、最大５０℃などの、最大で８０℃の温度を有する。特に、液体は、示された最大温度のうちの１つを超えない温度を有し得る。
【００５０】
好適な液体は、ＳＣ１＜ＳＳ２、特にＳＣ１／ＳＳ２≦０．５などの、シェル材料に関する溶解度がコア材料に関する溶解度よりも大きいものである。実施形態では、液体は、アセトン及びメチルエチルケトンのうちの１つ以上を含む。これらの液体は、ＡＢＳ、ＰＭＭＡ、ＰＳ、又はＳＭＭＡのうちの１つ以上に関する溶剤として、特に有用である。用語「液体」はまた、複数の異なる液体を指す場合もある。用語「液体」は、複数の異なる溶剤を指す場合がある。これらのうちの１つ以上は、シェル材料に関する（及び、本質的にコア材料に関するものではない）溶剤であってもよい。
【００５１】
特に、曝露段階は、物品表面の少なくとも一部における、シェル材料の一部の除去をもたらし得る。しかしながら、一般に、物品表面の少なくとも一部における全てのシェル材料が除去されるわけではなく、層厚さ（すなわち、特に各層の幅における層シェル）の低減が生じる。
【００５２】
上述のように、液体曝露は、比較的平滑な表面をもたらし得る。特定の実施形態では、１０μｍ未満、又は更に５μｍ未満、又は更に１μｍ未満の表面粗さが得られてもよい。それゆえ、加熱が、粗さの低減のために供されてもよい。このことは、例えば、レーザ散乱によって測定されてもよい。それゆえ、実施形態では、本方法は、３Ｄ物品の表面の所定の平均表面粗さ（Ｒａ）が得られるまで、３Ｄ印刷された材料を加熱するステップを更に含んでもよく、特に、所定の平均表面粗さ（Ｒａ）は、少なくとも１００ｍｍ２などの、少なくとも２５ｍｍ２の面積に関して、５μｍ以下である。実施形態では、３Ｄ印刷された物品の外表面全体が、そのような平均表面粗さを有してもよい。
【００５３】
特定の実施形態では、コア−シェル押出物は、１００〜３０００μｍの範囲から選択されるコア直径（ｄ１）を有し、シェル厚さ（ｄ２）は、１００〜２０００μｍの範囲、特に最大約１０００μｍ、１００〜５００μｍの範囲などから選択される。コア−シェル押出物は、それ自体として供給されて印刷されてもよく、又は、共押出プリンタヘッドを使用するなど、プリンタヘッド内で生成されてもよい。押出物のコアが、本質的に円形の断面を有さない場合、コア直径の代わりに、最大幅が選択されてもよい。この最大幅もまた、約１００〜３０００μｍの範囲であってもよい。シェル厚さは、その場合、最大シェル厚さとして定義されてもよく、約１００〜２０００μｍなどの、約１００〜３０００μｍの範囲であってもよい。
【００５４】
シェルの利用度により、フィラメント間の接着が影響を受ける場合がある。それゆえ、３Ｄ印刷された材料中のフィラメント間におけるシェルの厚さを、比較的薄くすること、特に、３Ｄ印刷可能材料（すなわち、未だ印刷されていない材料）のものよりも薄くすることが望ましい場合がある。
【００５５】
それゆえ、特定の実施形態では、支持体又は受け物品上に堆積されている間の（すなわち、受け物品上の３Ｄ印刷された材料上を含む）印刷可能材料上に、圧力が印加される。この圧力は特に、プリンタヘッドにより印加されてもよい。このようにして、本質的に丸い断面形状ではなく、軸線に沿って延伸されたような、圧縮された管状の形状を有する、（コア−シェル）押出物が印刷されてもよい。それゆえ、特定の実施形態では、印刷の間に、堆積された（コア−シェル）層部を提供するために、（コア−シェル）押出物に圧力が印加され、堆積された（コア−シェル）層部は、コア−シェル層の場合に、実施形態では、互いに垂直かつコア−シェル押出物の長手方向軸線（Ａ）に垂直な、第１の寸法（ｈ１）と第２の寸法（ｗ１）とを有し、特に、０．２〜０．６の範囲などの、０．８未満のような、０．９未満などの、１未満の比率（ｈ１／ｗ１）を有し得る、変形されたコアを有してもよい。上述のように、圧力は、３Ｄ印刷可能材料の堆積の間に、プリンタヘッドにより印加されてもよい。
【００５６】
それゆえ、特に本方法は、層高さ（Ｈ）及び層幅（Ｗ）を有し、層高さ（Ｈ）が層幅（Ｗ）よりも小さい、層を提供する。このことは、本質的に全ての３Ｄ印刷された層に（コア−シェル型のものであるか否かに関わりなく）適用されてもよい。特に、コア−シェル押出物を印刷する場合、本方法は、印刷段階の間に、層のうちの１つ以上を提供するステップであって、層シェルが、層コアの外周にわたって変化する厚さを有し、１つ以上の層のうちの各層の高さにおける層シェルの厚さ（ｄ４）が、各層の幅における層シェルの厚さ（ｄ２２）よりも小さい、ステップを含む。各層の高さにおける層シェルの厚さ（ｄ４）は更に、隣接する層間のいくつかの位置において、ゼロμｍであってもよい。それゆえ、特定の実施形態では、隣接する層は、互いに物理的に接触していてもよい（及び、コア−コア距離は、本質的にゼロμｍである）。曝露段階の間に、層厚さｄ２２が低減されてもよい。層厚さｄ２２は、各層の幅における、シェルの最大層厚さと見なされてもよい。厚さｄ４は、層の高さにおける、シェルの最大層厚さと見なされてもよい。一般に、ｄ２２＞ｄ４、又は更にｄ２２＞＞ｄ４である。
【００５７】
それゆえ、実施形態では（層は、層高さ（Ｈ）及び層幅（Ｗ）を有し）、印刷段階の間に、層幅（Ｗ）よりも小さい層高さ（Ｈ）を有する、基材上の３Ｄ印刷された材料の層を提供するために、基材上のコア−シェル押出物に圧力が印加される。それゆえ、フィラメント又は押出物のシェル厚さ（ｄ２）は、押出物が堆積される際に、（実質的に）低減され得る。当該圧力により、ｄ４は、より小さい圧力が印加されるか又は圧力が全く印加されない状況と比較して、低減される。更には、当該圧力により、ｄ２２は、より小さい圧力が印加されるか又は圧力が全く印加されない状況と比較して、増大される場合もあるが、このことが必ずしも当てはまるとは限らない。
【００５８】
圧力を印加することの代替として、又は追加的に、層間におけるシェルの厚さが小さく、隣接する層と接触していない層の部分（すなわち、層の側面）においてシェルの厚さが相対的に（遥かに）大きくなることを容易にするように、特定のノズル形状が選択されてもよい。
【００５９】
それゆえ、また更なる実施形態では、本方法は、プリンタノズルを使用するステップであって、プリンタノズルが、コア−シェル押出物を提供するように構成されている、コア供給ノズルとシェル供給ノズルとを含み、特に、コア供給ノズルが、最大コアノズル幅（ｗ１１）及び最小コアノズル幅（ｗ１２）を有し、シェル供給ノズルが、最大シェルノズル幅（ｗ２１）及び最小コアノズル幅（ｗ２２）を有し、ｗ２１＞ｗ２２、ｗ２１＞ｗ１１、ｗ２１＞ｗ１２、及びｗ１２≧ｗ１１である、ステップを更に含んでもよい。特に、ノズルは、互いに同一直線上に構成されており、すなわち、シェル供給ノズルの中心とコア供給ノズルの中心とが、互いに一致しているか、又は互いに上方に構成されている。後者の実施形態では、中心を結ぶ仮想線は、ノズルに対して垂直であってもよい。それゆえ、ｗ２１＞ｗ２２の条件は、追加的又は代替的に、圧縮された層と、層間における比較的薄いシェルとの形成を容易にし得る。それゆえ、ｗ２１はまた、ｗ２２と本質的に同一であってもよいが、特定の実施形態では、ｗ２１＞ｗ２２である。ｗ２１＝ｗ２２である場合、シェルノズルは、丸形又は正方形である。ｗ１１＝ｗ１２である場合、コアノズルは、丸形又は正方形である。特に、コアノズルは、丸形（「円形」）であってもよく、シェルノズルは、楕円形又は矩形である。そのような実施形態では、ノズルの下流の押出物のシェル厚さｄ２は、コアにわたって変化する点に留意されたい。
【００６０】
用語「ノズル」の代わりに、用語「開口部」又は「ノズル開口部」もまた適用されてもよい。
【００６１】
実施形態では、最大コアノズル幅（ｗ１１）は、１００〜３０００μｍの範囲から選択される。更には、実施形態では、最大シェルノズル幅（ｗ２１）は、１００〜２０００μｍの範囲などの、１００〜３０００μｍの範囲から選択される。また更なる実施形態では、最大コアノズル幅（ｗ１１）は、（楕円形又は矩形などの）最大シェルノズル幅（ｗ２１）よりも大きい。
【００６２】
非円形シェルノズルを使用して印刷する場合、基材上のコア−シェル押出物に圧力を印加することが、依然として望ましい場合がある。
【００６３】
非円形シェルノズルを使用して印刷する場合、基材に対してノズルを回転させることが望ましい場合があるが、これは、他の方式では、以前の方向に対して垂直な方向で印刷する場合に、コア−シェル構造体の一部又は本質的に全てがもたらされるためである。回転は、プリンタヘッドを回転させることによって、又は基材を回転させることによって、又は双方の回転によって行われることができる。本明細書では、全てのオプションは、語句「〜に対して回転可能に構成される」、及び同様の語句に包含される。
【００６４】
それゆえ、特定の実施形態では、本方法は、（ａ）プリンタノズルと、（ｂ）基材とを備える、熱溶解積層法３Ｄプリンタの適用を更に含んでもよく、熱溶解積層法３Ｄプリンタは、３Ｄ印刷可能材料を基材に提供するように構成されており、ノズル及び基材は、互いに対して回転可能に構成されており、本方法は、印刷段階の少なくとも一部の間に、最大コアノズル幅（ｗ１１）が３Ｄ印刷方向に対して垂直に構成されるような構成に、ノズル及び基材を維持するステップを更に含む。この目的のために、３Ｄプリンタソフトウェアは、印刷方向及びノズル−基材構成の制御を可能にするように適合されてもよい。
【００６５】
ソフトウェア製品は、コンピュータ上で実行されると、本明細書で説明されるような方法を引き起こすことが可能であり得る。コンピュータは、熱溶解積層法３Ｄプリンタに機能的に結合されてもよく、又は、そのような熱溶解積層法３Ｄプリンタによって含まれてもよい。特に、そのようなソフトウェア製品は、印刷段階の少なくとも一部の間に、最大コアノズル幅（ｗ１１）が３Ｄ印刷方向に対して垂直に構成されるような構成に、ノズル及び基材を維持するために使用されてもよい。
【００６６】
本明細書で説明される方法は、３Ｄ印刷された物品を提供する。それゆえ、本発明はまた、更なる態様では、本明細書で説明される方法で得ることが可能な、３Ｄ印刷された物品も提供する。特に、本発明は、３Ｄ印刷された材料を含む３Ｄ物品を提供し、３Ｄ物品は、３Ｄ印刷された材料の複数の層を備え、層のうちの１つ以上は、１つ以上のコア−シェル層部を含み、コア−シェル層部のそれぞれは、コア材料を含む層コアと、シェル材料を含む層シェルとを有し、３Ｄ物品は、３Ｄ印刷された材料の少なくとも一部によって画定されている物品表面を有する。特に、層シェルは、物品表面における層厚さ（ｄ２２）を有し、層シェルは、隣接する層間における中間層厚さ（ｄ４）を有し、層厚さ（ｄ２２）は、中間層厚さ（ｄ４）よりも大きい。上述のように、中間厚さは、いくつかの実施形態では、本質的にゼロμｍであることにより、隣接する層の物理的接触、又はオプションとして更に混和をもたらし得る。
【００６７】
コア材料は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、スチレン−アクリロニトリル樹脂（ＳＡＮ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、及び（半結晶性）ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のうちの１つ以上を含む。シェル材料は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、及びスチレンアクリルコポリマー（ＳＭＭＡ）のうちの１つ以上を含む。
【００６８】
上述の３Ｄ印刷方法に関連する、いくつかの特定の実施形態は、方法だけではなく、３Ｄ印刷された物品にも関する。以下では、３Ｄ印刷された物品に関連する、いくつかの特定の実施形態が、より詳細に論じられる。
【００６９】
３Ｄ物品の表面の少なくとも一部は、少なくとも１００ｍｍ２の面積などの、少なくとも２５ｍｍ２の面積に関して、５μｍ以下の平均表面粗さ（Ｒａ）を有する。更には、実施形態では、コア材料は、液体に対してコア材料溶解度ＳＣ１を有し、シェル材料は、液体に対してシェル材料溶解度ＳＳ１を有し、ＳＣ１／ＳＳ２≦０．５などの、ＳＣ１＜ＳＳ２である。
【００７０】
上述のように、実施形態では、基材上の３Ｄ印刷された材料の層は、層幅（Ｗ）よりも小さい層高さ（Ｈ）を有し得る。特に、実施形態では、層シェルは、層コアの外周にわたって変化する厚さを有し、１つ以上の層のうちの各層の高さにおける層シェルの厚さ（ｄ４）は、各層の幅における層シェルの厚さ（ｄ２２）よりも小さい。また更なる実施形態では、コア材料は、コア材料及びシェル材料の双方が流動性である温度において、シェル材料よりも高い粘度を有し得る。例えば、実施形態では、コア材料は、コア動的粘度μ１を有し、シェル材料は、シェル動的粘度μ２を有し、μ２／μ１＜０．８である。
【００７１】
上述のように、（３Ｄ印刷された材料の）コア−シェル層部のうちの１つ以上は、互いに垂直かつ（３Ｄ印刷された材料の）コア−シェル層部の長手方向軸線（Ａ）に垂直な、第１の寸法（ｈ１）と第２の寸法（ｗ１）とを有し、１未満の比率（ｈ１／ｗ１）を有する、変形されたコアを有する。特に、このことは、全ての層のうちの少なくとも７０％などの、少なくとも５０％に適用されてもよい。それゆえ、層の合計長さにわたる少なくとも５０％が、変形されたコアを有する。更には、隣接するコアは、最大５０μｍのような、最大１００μｍなどの、最大２００μｍ、又は、最大２０μｍなどの、更により小さい範囲から選択される、コア−コア距離（ｄ２３）を有してもよい。いくつかの実施形態では、コア−コア距離は、ゼロであってもよい。コア−コア距離は、特に、隣接する層のコア間の最短距離として定義される。
【００７２】
本明細書で説明され、かつ本明細書で説明されるような方法で得ることが可能な３Ｄ物品は、実質的に任意の種類の物品であってもよい。本明細書における３Ｄ物品は、特に、部分的に中空であってもよく、又は塊状体であってもよい、物体である。３Ｄ物品は、平板、成形物品などであってもよい。本発明によって作り出され得ると共に、本明細書で説明される方法の結果であり得る物品の具体的な例は、例えば、光学（半透明）フィルタ、反射器、光混合チャンバ、コリメータ、複合放物面集光器などである。
【００７３】
そのようにして得られる３Ｄ印刷された物品は、それ自体が機能的であってもよい。例えば、３Ｄ印刷された物品は、レンズ、コリメータ、反射器などであってもよい。そのようにして得られる３Ｄ物品は、（代替的に）、装飾目的又は芸術目的のために使用されてもよい。３Ｄ印刷された物品は、機能構成要素を含んでもよく、又は機能構成要素を備えてもよい。機能構成要素は、特に、光学構成要素、電気構成要素、及び磁気構成要素から成る群から選択されてもよい。用語「光学構成要素」とは、レンズ、ミラー、（ＬＥＤのような）光源などの、光学的機能を有する構成要素を特に指す。用語「電気構成要素」とは、例えば、集積回路、ＰＣＢ、バッテリ、ドライバを指す場合があるが、また、光源を指す場合などもある（光源は、光学構成要素及び電気構成要素と見なされ得るため）。磁気構成要素という用語は、例えば、磁気コネクタ、コイルなどを指す場合がある。代替的又は追加的に、機能構成要素は、（例えば、電気構成要素を冷却又は加熱するように構成されている）熱構成要素を含んでもよい。それゆえ、機能構成要素は、熱を発生させるか、又は熱を除去するなどのように構成されてもよい。
【００７４】
上述のように、３Ｄ印刷された物品は、種々の目的のために使用されてもよい。とりわけ、３Ｄ印刷された物品は、照明に使用されてもよい。それゆえ、また更なる態様では、本発明はまた、本明細書で定義されるような３Ｄ物品を備える、照明デバイスも提供する。特に、３Ｄ物品は、照明デバイスハウジングの少なくとも一部、照明チャンバの壁部、及び光学要素のうちの１つ以上として構成されてもよい。比較的平滑な表面が提供され得るため、３Ｄ印刷された物品は、ミラー又はレンズなどとして使用されてもよい。
【００７５】
３Ｄ印刷プロセスに戻ると、（ａ）プリンタノズルを含むプリンタヘッドと、（ｂ）３Ｄ印刷可能材料をプリンタヘッドに供給するように構成されている、３Ｄ印刷可能材料供給デバイスとを備える、熱溶解積層法３Ｄプリンタなどの、特定の３Ｄプリンタが、本明細書で説明される３Ｄ印刷された物品を提供するために使用されてもよく、熱溶解積層法３Ｄプリンタは、３Ｄ印刷可能材料を基材に提供するように構成されており、プリンタノズルは、コア−シェル押出物を提供するように構成されている、コア供給ノズルとシェル供給ノズルとを含み、コア供給ノズルは、最大コアノズル幅（ｗ１１）及び最小コアノズル幅（ｗ１２）を有し、シェル供給ノズルは、最大シェルノズル幅（ｗ２１）及び最小コアノズル幅（ｗ２２）を有し、熱溶解積層法３Ｄプリンタは、制御システム（Ｃ）を更に備えてもよく、制御システム（Ｃ）は、上記で定義されたような方法を実行するように構成されている。
【００７６】
制御システム（Ｃ）は、印刷段階の少なくとも一部の間に、最大コアノズル幅（ｗ１１）が３Ｄ印刷方向に対して垂直に構成されるような構成に、ノズル及び基材を維持する方法を実行するように構成されてもよい。
【００７７】
３Ｄ印刷可能材料供給デバイスは、３Ｄ印刷可能材料を含むフィラメントを、プリンタヘッドに供給してもよく、又は、３Ｄ印刷可能材料それ自体を供給して、プリンタヘッドが、３Ｄ印刷可能材料を含むフィラメントを作り出してもよい。それゆえ、実施形態では、本発明は、（ａ）プリンタノズルを含むプリンタヘッドと、（ｂ）３Ｄ印刷可能材料を含むフィラメントをプリンタヘッドに供給するように構成されている、フィラメント供給デバイスとを備える、熱溶解積層法３Ｄプリンタを提供するものであり、熱溶解積層法３Ｄプリンタは、３Ｄ印刷可能材料を基材に提供するように構成されており、プリンタノズルは、コア−シェル押出物を提供するように構成されている、コア供給ノズルとシェル供給ノズルとを含み、コア供給ノズルは、最大コアノズル幅（ｗ１１）及び最小コアノズル幅（ｗ１２）を有し、シェル供給ノズルは、最大シェルノズル幅（ｗ２１）及び最小コアノズル幅（ｗ２２）を有し、実施形態では、熱溶解積層法３Ｄプリンタは、制御システム（Ｃ）を更に備え、制御システム（Ｃ）は、上記で定義されたような方法を実行するように構成されている。
【００７８】
制御システム（Ｃ）は、印刷段階の少なくとも一部の間に、最大コアノズル幅（ｗ１１）が３Ｄ印刷方向に対して垂直に構成されるような構成に、ノズル及び基材を維持する方法を実行するように構成されてもよい。
【００７９】
用語「熱溶解積層法（ＦＤＭ）３Ｄプリンタ」の代わりに、簡潔に、用語「３Ｄプリンタ」、「ＦＤＭプリンタ」、又は「プリンタ」が使用されてもよい。プリンタノズルはまた、「ノズル」として、又は場合により「押出機ノズル」として示されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
ここで、本発明の実施形態が、添付の概略図面を参照して例としてのみ説明され、図面中、対応する参照記号は、対応する部分を示す。
【図１ａ】３Ｄプリンタ及び３Ｄ印刷された材料の、いくつかの一般的態様を概略的に示す。
【図１ｂ】３Ｄプリンタ及び３Ｄ印刷された材料の、いくつかの一般的態様を概略的に示す。
【図１ｃ】３Ｄプリンタ及び３Ｄ印刷された材料の、いくつかの一般的態様を概略的に示す。
【図２ａ】本発明のいくつかの態様を概略的に示す。
【図２ｂ】本発明のいくつかの態様を概略的に示す。
【図２ｃ】本発明のいくつかの態様を概略的に示す。
【図２ｄ】本発明のいくつかの態様を概略的に示す。
【図２ｅ】本発明のいくつかの態様を概略的に示す。
【図２ｆ】本発明のいくつかの態様を概略的に示す。
【図３ａ】堆積された押出物に関連する、いくつかの態様を概略的に示す。
【図３ｂ】堆積された押出物に関連する、いくつかの態様を概略的に示す。
【図３ｃ】堆積された押出物に関連する、いくつかの態様を概略的に示す。
【図４】シェルにＡＢＳ及びコアにＰＰを有し８００μｍの層厚さを有する、コアシェルノズルを使用して作製された未処理の物体（Ｕ１及びＵ２）とアセトン処理された物体（Ａ）との、２つの断面のＤＥＫＴＡＫを使用した粗さ測定を示す。
【図５】本発明の一態様を概略的に示す。
【００８１】
これらの概略図面は、必ずしも正しい縮尺ではない。
【発明を実施するための形態】
【００８２】
図１ａは、３Ｄプリンタのいくつかの態様を概略的に示す。参照符号５００は、３Ｄプリンタを示す。参照符号５３０は、３Ｄ印刷、特にＦＤＭ３Ｄ印刷を行うように構成されている、機能ユニットを示し、この参照符号はまた、３Ｄ印刷段階ユニットを示してもよい。ここでは、ＦＤＭ３Ｄプリンタヘッドなどの、３Ｄ印刷される材料を供給するためのプリンタヘッドのみが、概略的に示されている。参照符号５０１は、プリンタヘッドを示す。本発明の３Ｄプリンタは、特に、複数のプリンタヘッドを含んでもよいが、他の実施形態もまた可能である。参照符号５０２は、プリンタノズルを示す。本発明の３Ｄプリンタは、特に、複数のプリンタノズルを含んでもよいが、他の実施形態もまた可能である。参照符号３２１は、印刷可能な（上述のものなどの）３Ｄ印刷可能材料のフィラメントを示す。明瞭性のために、３Ｄプリンタの全ての特徴部が示されているわけではなく、本発明に特に関連する特徴部（以下もまた更に参照）のみが示されている。
【００８３】
３Ｄプリンタ５００は、実施形態では少なくとも一時的に冷却されてもよい受け物品５５０上に、複数のフィラメント３２１を層ごとに堆積させることによって、３Ｄ物品１を生成するように構成されており、各フィラメント３１０は、融点Ｔｍを有するような３Ｄ印刷可能材料２０１を含む。３Ｄ印刷可能材料２０１は、（印刷段階の間に）基材１５５０上に堆積されてもよい。
【００８４】
３Ｄプリンタ５００は、プリンタノズル５０２の上流でフィラメント材料を加熱するように構成されている。このことは、例えば、押出機能及び／又は加熱機能のうちの１つ以上を有するデバイスで行われてもよい。そのようなデバイスは、参照符号５７３で示されており、プリンタノズル５０２より上流に（すなわち、フィラメント材料がプリンタノズル５０２から出る前の時点に）配置されている。プリンタヘッド５０１は、（それゆえ）液化器又は加熱器を含み得る。参照符号２０１は、印刷可能材料を示す。堆積されると、この材料は、（３Ｄ）印刷された材料として示され、これは、参照符号２０２で示されている。
【００８５】
参照符号５７２は、特に、フィラメント３２０として示されてもよいワイヤの形態の材料を有する、スプール又はローラを示す。３Ｄプリンタ５００は、この材料を、プリンタノズルの下流でフィラメント３２１に変換し、フィラメント３２１は、受け物品上で、又は既に堆積されている印刷された材料上で、層３２２となる。一般に、ノズルの下流のフィラメント３２１の直径は、プリンタヘッドの上流のフィラメント３２２の直径に対して低減されている。それゆえ、プリンタノズルは（また）、押出機ノズルとして示される場合がある。層３２２の脇に層３２２を、及び／又は、層３２２上に層３２２ｔを配置することで、３Ｄ物品１が形成されてもよい。参照符号５７５は、フィラメント供給デバイスを示し、当該デバイスは、この場合とりわけ、参照符号５７６で示される、スプール若しくはローラ及び駆動輪を含む。
【００８６】
参照符号Ａは、長手方向軸線、すなわちフィラメント軸線を示す。
【００８７】
参照符号Ｃは、特に、受け物品５５０の温度を制御するように構成されている温度制御システムなどの、制御システムを概略的に示す。制御システムＣは、加熱器を含んでもよく、加熱器は、受け物品５５０を、少なくとも５０℃の温度まで加熱することが可能であるが、特に、少なくとも２００℃などの、最大約３５０℃の範囲まで加熱することが可能である。
【００８８】
代替的又は追加的に、実施形態では、受けプレートはまた、ｘ−ｙ平面（水平面）内で、１つ又は２つの方向に移動可能であってもよい。更には、代替的又は追加的に、実施形態では、受けプレートはまた、ｚ軸（垂直）を中心として回転可能であってもよい。それゆえ、制御システムは、受けプレートを、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向のうちの１つ以上に移動させてもよい。
【００８９】
あるいは、プリンタは、印刷の間に回転することもまた可能な、ヘッドを有し得る。そのようなプリンタは、印刷される材料が印刷の間に回転し得ないという利点を有する。
【００９０】
層は、参照符号３２２で示されており、層高さＨ及び層幅Ｗを有する。
【００９１】
３Ｄ印刷可能材料は、必ずしもフィラメント３２０としてプリンタヘッドに供給されるものではない点に留意されたい。更には、フィラメント３２０はまた、３Ｄプリンタ５００内で、３Ｄ印刷可能材料片から製造されてもよい。
【００９２】
参照符号Ｄは、（３Ｄ印刷可能材料２０１が通って押し出される）ノズルの直径を示す。
【００９３】
図１ｂは、構築中の３Ｄ物品１の印刷を、より詳細な３Ｄで概略的に示す。この場合、この概略図面では、単一平面内のフィラメント３２１の端部は、相互接続されていないが、現実には、実施形態において、このことが当てはまる場合もある。
【００９４】
参照符号Ｈは、層の高さを示す。層は、参照符号２０３で示されている。ここでは、層は、本質的に円形の断面を有する。しかしながら、多くの場合、層は、扁平な楕円形チューブ又は扁平な楕円形ダクトに類似する（すなわち、幅よりも小さい高さを有するように圧縮された直径を有する、円形状のバーであり、（幅を画定する）側面が（依然として）丸みを帯びている）外形を有するように、平坦化されてもよい。
【００９５】
それゆえ、図１ａ、図１ｂは、（ａ）プリンタノズル５０２を含む第１のプリンタヘッド５０１と、（ｂ）３Ｄ印刷可能材料２０１を含むフィラメント３２１を、第１のプリンタヘッド５０１に供給するように構成されているフィラメント供給デバイス５７５と、オプションとして（ｃ）受け物品５５０とを備える、熱溶解積層法３Ｄプリンタ５００のいくつかの態様を概略的に示す。図１ａ、図１ｂでは、第１の印刷可能材料若しくは第２の印刷可能材料、又は第１の印刷された材料若しくは第２の印刷された材料は、全般的表示の、印刷可能材料２０１及び印刷された材料２０２で示されている。ノズル５０２の直接下流で、３Ｄ印刷可能材料を有するフィラメント３２１は、堆積されると、３Ｄ印刷された材料２０２を有する層３２２となる。
【００９６】
図１ｃは、層高さＨ及び層幅Ｗをそれぞれが有する、３Ｄ印刷された層３２２の積み重ね体を概略的に示す。実施形態では、２つ以上の層３２２に関して、層幅及び／又は層高さが異なっていてもよい点に留意されたい。
【００９７】
図１ａ〜図１ｃを参照すると、堆積されている３Ｄ印刷可能材料のフィラメントは、高さＨ（及び、幅Ｗ）を有する層をもたらす。層３２２の後に層３２２を堆積させることで、３Ｄ物品１が生成される。
【００９８】
図１ａ〜図１ｃは、一般に本方法の中での実施形態を示す。図２ａ〜図２ｆは、より詳細ないくつかの態様を概略的に示し、コア−シェル３Ｄ印刷が更に概略的に解明されている。
【００９９】
コア−シェルノズル５０２が適用されてもよく（図２ａ、図２ｃ、及び図２ｆを参照）、３Ｄ印刷された材料２０２を含む３Ｄ物品１（図２ｄを参照）を提供するために、種々の３Ｄ印刷可能材料２０１が導入されてもよい。
【０１００】
図２ａは、プリンタノズル５０２の一実施形態を概略的に示しており、プリンタノズル５０２は、コア−シェル押出物を提供するように構成されている、コア供給ノズル５０２１とシェル供給ノズル５０２２とを含み、コア供給ノズル５０２１は、最大コアノズル幅ｗ１１及び最小コアノズル幅ｗ１２を有し、シェル供給ノズル５０２２は、最大シェルノズル幅ｗ２１及び最小コアノズル幅ｗ２２を有する。ここでは、ｗ２１＝ｗ２２、ｗ２１＞ｗ１１、ｗ２１＞ｗ１２であり、ｗ１２＝ｗ１１である。
【０１０１】
図２ｂは、コア−シェル型フィラメント２０１の一実施形態を概略的に示しているが、この概略図面はまた、コア−シェル型押出物３２１の一実施形態を示すために使用されてもよい。押出物３２１は、コア−シェル型のものであり、本明細書ではまた、コア−シェル押出物１３２１としても示される。フィラメントと押出物とでは、寸法が異なっていてもよい。
【０１０２】
コアは、参照符号３２１で示され、コア材料１３２１を含む。シェルは、参照符号３２２で示され、シェル材料１３２２を含む。図示のフィラメント３２０は、印刷可能３Ｄ材料２０１、すなわち堆積前であってもよく、又は、ノズルから抜け出ている押出物３２１を指す場合もある。それゆえ、参照符号２０１及び参照符号３２１の双方が適用される。コア−シェルフィラメント３２０又は押出物３２１は、実施形態では、１００〜３０００μｍの範囲から選択されるコア直径ｄ１を有し得る。シェル厚さ（ｄ２）は、１００〜２０００μｍの範囲から選択されてもよい。一般に、シェル厚さは、コア直径よりも小さい。
【０１０３】
図２ｃで概略的に示されるように、３Ｄ印刷段階の少なくとも一部の間に、押出物３２１は、コア材料２０１１を含むコア２３２１と、シェル材料２０１２を含むシェル２３２２とを有する、コア−シェル押出物１３２１を含み、コア材料２０１１とシェル材料２０１２とは、異なる熱可塑性材料を含む。
【０１０４】
図２ｃ、図２ｄは、本方法が、実施形態では、３Ｄ印刷段階の間に、第１の熱可塑性材料１１１と第２の熱可塑性材料１１２との相対量を制御するステップを更に含み得ることを、極めて概略的に示している。図２ｃでは、ノズルから下流のコア材料２０１１は、第１の熱可塑性材料１１１を含む。右から左に、第１の熱可塑性材料のみで３Ｄ印刷が開始されたものと思われる。その後、第２の熱可塑性材料のみが堆積された。それ以降は、コア−シェル押出物１３２１が提供され、３Ｄ印刷されたコア−シェル材料２０２として堆積された。それゆえ、本方法は、３Ｄ印刷段階の１つ以上の期間中に、コア−シェル押出物１３２１を提供するステップと、３Ｄ印刷段階の１つ以上の他の期間中に、第１の熱可塑性材料１１１及び第２の熱可塑性材料１１２のうちの一方を含む押出物を提供するステップとを更に含んでもよい。図２ｄは、第２の熱可塑性材料１１２のいくつかの層２０２と、一方がコアによって含まれ他方がシェルによって含まれている、第１の熱可塑性材料１１１及び第２の熱可塑性材料の双方を有する、いくつかのコア−シェル層３３２２と、再び第２の熱可塑性材料１１２のいくつかの層２０２とを概略的に示す。図２ｅは、第２の熱可塑性材料１１２の最下層２０２と、一方がコアによって含まれ他方がシェルによって含まれている、第１の熱可塑性材料１１１及び第２の熱可塑性材料の双方を有する、２つのコア−シェル層３３２２とを概略的に示す。
【０１０５】
上部コア−シェル層３３２２では、第１の熱可塑性材料１１１は、コア２３２１によって含まれており、第２の熱可塑性材料は、シェル２３２２によって含まれている。
【０１０６】
それゆえ、３Ｄ印刷段階の１つ以上の期間中に、コア材料２０１１は、最大０℃の第１のガラス転移温度Ｔｇ１を有する第１の熱可塑性材料１１１を含み、シェル材料２０１２は、最低６０℃の第２のガラス転移温度Ｔｇ２を有する第２の熱可塑性材料を含み、及び／又は、３Ｄ印刷段階の１つ以上の期間中に、コア材料２０１１は、最低６０℃の第２のガラス転移温度Ｔｇ２を有する第２の熱可塑性材料を含み、シェル材料２０１２は、最大０℃の第１のガラス転移温度Ｔｇ１を有する第１の熱可塑性材料１１１を含む。
【０１０７】
図２ｄ及び図２ｅはまた、３Ｄ印刷された材料２０２を含む３Ｄ物品１の実施形態も概略的に示しており、３Ｄ物品１は、３Ｄ印刷された材料２０２の複数の層３２２を備え、複数の層３２２は、１つ以上のコア−シェル層部３３２２を含み、コア−シェル層部３３２２のそれぞれは、コア材料３０２１を含むコア３３２１と、シェル材料３０２２を含むシェル３３２２とを有し、コア材料３０２１とシェル材料３０２２とは、（最大０℃の第１のガラス転移温度Ｔｇ１を有する）エラストマー材料である第１の熱可塑性材料１１１と、（最低６０℃の第２のガラス転移温度Ｔｇ２を有する）第２の熱可塑性材料１１２とから成る群から選択される、異なる熱可塑性材料を含む。
【０１０８】
図２ｃに示されるように、第１の熱可塑性材料１１１と第２の熱可塑性材料１１２との相対量は、１つ以上のコア−シェル層部３３２２のうちの１つ以上の長さＬ３にわたって変化する。この長さＬ３は、層の一部分であってもよく、又は層全体であってもよい。更には、（図２ｃ）、図２ｄ、及び図２ｅに示されるように、複数の層３２２は、第１の熱可塑性材料１１１及び第２の熱可塑性材料１１２のうちの一方を含む、１つ以上の層部３３２０を含む。
【０１０９】
シェル材料に関する溶剤である液体を使用する曝露の間に、厚さｄ２２が低減されてもよく、平滑化効果が生じてもよい（図３ａ〜図３ｃもまた参照）。
【０１１０】
図２ｆは、プリンタノズル５０２が、コア−シェル押出物１３２１を提供するように構成されている、コア供給ノズル５０２１とシェル供給ノズル５０２２とを含み、コア供給ノズル５０２１が、最大コアノズル幅ｗ１１及び最小コアノズル幅ｗ１２を有し、シェル供給ノズル５０２２が、最大シェルノズル幅ｗ２１及び最小コアノズル幅ｗ２２を有し、ｗ２１＞ｗ２２、ｗ２１＞ｗ１１、ｗ２１＞ｗ１２、及びｗ１２≧ｗ１１（ここでは、ｗ１２＝ｗ１１）である、一実施形態を概略的に示す。図２ｂで概略的に示された押出物とは異なり、このことは、変形又は圧搾された形状を有する押出物をもたらす。ノズル間の距離は、最小でｗ５２、及び最大でｗ５１であってもよい。そのような実施形態では、ノズルの下流の押出物のシェル厚さｄ２は、図２ｂの実施例とは異なり（図２ｂが押出物の一実施形態を示すものと想定すると）、コアにわたって変化する点に留意されたい。
【０１１１】
図３ａでは、コアシェル層で作製された構造体の断面が、概略的に示されている。コア材料及びジャケット材料は、本明細書で説明されるように選択されることができる。表面が、参照符号２０５で示されている。３Ｄ印刷された材料、又は、その表面２０５の少なくとも一部を、液体を含む溶剤に曝露することにより、図３ｂに概略的に示されるような、（より）平滑な表面構造がもたらされる。処理された表面の一実施例が図３ｃに示されており、また図４にも示される。
【０１１２】
典型的には、製品は一度に印刷され、これは、コア材料が、シェルマトリックス中に埋め込まれている１本の長繊維であることを意味する。
【０１１３】
ｄ２３は、隣接する層コア３３２１間のいくつかの部分において、本質的にゼロμｍであってもよい点に留意されたい。それゆえ、いくつかの部分において、隣接する層コア３３２１は、互いに物理的に接触していてもよい（又は、コア材料は同じであり得るため、更に単相を形成してもよい）。距離ｄ２３は、隣接する層コア３３２１のうちの一方のシェル層厚さｄ４と、隣接する層コア３３２１のうちの他方のｄ４とによって形成されてもよい。
【０１１４】
図４では、アセトンによる処理前及び処理後の、ＤＥＫＴＡＫ  ６Ｍ表面プロファイラを使用して測定された、８００μｍの層厚さ（すなわち、図２ｅの参照符号Ｗ）を有する物体の表面粗さが示されている。この図では、未処理の物体（異なる表面部分に関連する、Ｕ１及びＵ２）の表面粗さは、約２００μｍである。処理の後の、線Ａによって示される表面粗さ、すなわちアセトンによる処理後は、粗さが約３０μｍまで低減されていることを示している。アセトン液に曝された物品は、亀裂形成を示すことがより少ないか又は全く示さず、本質的に層間剥離を示さず、物品の変形も示さなかった。物体を得るために、ポリプロピレンがコア材料として、及びＡＢＳがジャケット材料として使用され、物体として円筒を印刷した。表面平滑化に関する溶剤として、アセトンが使用された。アセトンは、ＡＢＳに関する溶剤であるが、しかしながら、アセトンはＰＰを溶解しない。処理の間に、外側表面（ＡＢＳ）は、部分的に溶解され、図４に示されるように（及び、図３ｂ及び図３ｃに概略的に示されるように）平滑化される。その一方で、内側部分のＰＰは、アセトンがＰＰに関しては非溶剤であるため、影響を受けない。結果として、骨格（ＰＰ）は、平滑化の間に影響を受けずに維持され、層間剥離又は亀裂は観察されなかった。
【０１１５】
図５は、光１１を生成するための光源１０を備える、参照符号２で示されるランプ又は照明器具の一実施形態を概略的に示す。ランプは、ハウジング若しくはシェード又は他の要素を備えてもよく、それらは、３Ｄ印刷された物品１を含んでもよく、又は３Ｄ印刷された物品１であってもよい。
【０１１６】
それゆえ、本発明は、リボン状の内部構造体を有するが、リボン状の内部構造体よりも遥かに小さい粗さを少なくとも有する、比較的平滑な表面を有する、３Ｄ構造体を製造し得る。
【０１１７】
「実質的に成る」などの、本明細書の用語「実質的に（substantially）」は、当業者によって理解されるであろう。用語「実質的に」はまた、「全体的に（entirely）」、「完全に（completely）」、「全て（all）」などを伴う実施形態も含み得る。それゆえ、実施形態では、当該形容詞はまた、実質的に削除される場合もある。適用可能な場合、用語「実質的に」はまた、９５％以上、特に９９％以上、更に特に９９．５％以上などの、１００％を含めた９０％以上にも関連し得る。用語「備える（comprise）」は、用語「備える（comprises）」が「から成る（consists of）」を意味する実施形態もまた含む。用語「及び／又は」は、特に、その「及び／又は」の前後で言及された項目のうちの１つ以上に関連する。例えば、語句「項目１及び／又は項目２」、及び同様の語句は、項目１及び項目２のうちの１つ以上に関連し得る。用語「含む（comprising）」は、一実施形態では、「から成る（consisting of）」を指す場合もあるが、別の実施形態ではまた、「少なくとも定義されている種、及びオプションとして１つ以上の他の種を包含する」も指す場合がある。
【０１１８】
更には、明細書本文及び請求項での、第１、第２、第３などの用語は、類似の要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも、連続的又は時系列的な順序を説明するために使用されるものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書で説明される本発明の実施形態は、本明細書で説明又は図示されるもの以外の、他の順序での動作が可能である点を理解されたい。
【０１１９】
本明細書のデバイスは、とりわけ、動作中について説明されている。当業者には明らかとなるように、本発明は、動作の方法又は動作中のデバイスに限定されるものではない。
【０１２０】
上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく、むしろ例示するものであり、当業者は、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、多くの代替的実施形態を設計することが可能となる点に留意されたい。請求項では、括弧内のいかなる参照符号も、その請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「備える、含む（to comprise）」及びその活用形の使用は、請求項に記述されたもの以外の要素又はステップが存在することを排除するものではない。要素に先行する冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数のそのような要素が存在することを排除するものではない。本発明は、いくつかの個別要素を含むハードウェアによって、及び、好適にプログラムされたコンピュータによって実施されてもよい。いくつかの手段を列挙するデバイスの請求項では、これらの手段のうちのいくつかは、１つの同一のハードウェア物品によって具現化されてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。
【０１２１】
本発明はまた、装置若しくはデバイス若しくはシステムを制御し得るか、又は本明細書で説明される方法若しくはプロセスを実行し得る、制御システムを提供する。また更には、本発明はまた、装置若しくはデバイス若しくはシステムに機能的に結合されているコンピュータ、又は装置若しくはデバイス若しくはシステムによって含まれているコンピュータ上で実行されると、そのような装置若しくはデバイス若しくはシステムの１つ以上の制御可能な要素を制御する、コンピュータプログラム製品も提供する。
【０１２２】
本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、デバイスに適用される。本発明は更に、明細書本文で説明される特徴及び／又は添付図面に示される特徴のうちの１つ以上を含む、方法又はプロセスに関する。
【０１２３】
本特許で論じられている様々な態様は、更なる利点をもたらすために組み合わされることも可能である。更には、当業者は、実施形態が組み合わされることが可能であり、また、３つ以上の実施形態が組み合わされることも可能である点を理解するであろう。更には、特徴のうちのいくつかは、１つ以上の分割出願のための基礎を形成し得るものである。
【０１２４】
第１の（印刷可能又は印刷された）材料及び第２の（印刷可能又は印刷された）材料のうちの１つ以上が、当該材料のＴｇ又はＴｍに影響を及ぼさない（及ぼす）ガラス及び繊維などの充填剤を含んでもよい点は言うまでもない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ−３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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