(57)【要約】  三次元物体の付加製造の方法であって、前記方法が、複数の層を連続的に吐出及び凝固することを含み、複数の層が、（ｉ）物体の形状及び色定義に対応する構成パターンで配置された複数の異なる色の造形用材料、（ｉｉ）物体を少なくとも部分的に包含する犠牲構造を形成するような構成パターンで配置された可撓性材料、及び（ｉｉｉ）造形用材料と犠牲構造の間の分離をもたらすような構成パターンで配置された柔軟材料で形成される、方法。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元物体の付加製造の方法であって、前記方法が、複数の層を連続的に吐出及び凝固することを含み、複数の層が、（ｉ）物体の形状及び色定義に対応する構成パターンで配置された複数の異なる色の造形用材料、（ｉｉ）物体を少なくとも部分的に包含する犠牲構造を形成するような構成パターンで配置された可撓性材料、及び（ｉｉｉ）造形用材料と犠牲構造の間の分離をもたらすような構成パターンで配置された柔軟材料で形成される、方法。
【請求項２】
複数の異なる色の造形用材料が、黒色の造形用材料を含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
可撓性材料が、黒色である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
物体の黒色部分が、（ｉ）複数の異なる色の造形用材料をデジタル混合して黒色を作ること；（ｉｉ）ある量の黒色の可撓性材料；又は（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）の組み合わせに基づいて形成される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
可撓性材料が、黒色である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
プログラム指示が記憶されたコンピューター可読媒体を含むコンピューターソフトウェア製品であって、その指示が、付加製造システムのコンピューター化されたコントローラーによって読まれるとき、前記システムに対して、（ｉ）物体の形状及び色定義に対応する構成パターンで配置された複数の異なる色の造形用材料、（ｉｉ）物体を少なくとも部分的に包含する犠牲構造を形成するような構成パターンで配置された可撓性材料、及び（ｉｉｉ）造形用材料と犠牲構造の間の分離をもたらすような構成パターンで配置された柔軟材料で形成された複数の層を連続的に吐出及び凝固させるものである、コンピューターソフトウェア製品。
【請求項７】
複数の異なる色の造形用材料が、黒色の造形用材料を含まない、請求項６に記載のコンピューターソフトウェア製品。
【請求項８】
可撓性材料が、黒色である、請求項７に記載のコンピューターソフトウェア製品。
【請求項９】
指示が、（ｉ）複数の異なる色の造形用材料をデジタル混合すること；（ｉｉ）ある量の黒色の可撓性材料を印刷すること；又は（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）の組み合わせによって物体中に黒色を作る命令を含む、請求項８に記載のコンピューターソフトウェア製品。
【請求項１０】
三次元着色物体を製作するための付加製造（ＡＭ）システムであって、前記システムが、以下のものを含む、システム：
一群の供給カートリッジを保持するように構成された構築材料供給装置であって、前記一群の供給カートリッジが、異なる色の造形用材料を有する一組のカートリッジ、可撓性材料を含むカートリッジ、及び柔軟材料を含むカートリッジを含み、柔軟材料が、可撓性材料より小さい弾性率を有するもの；
構築材料供給装置から材料を受けるように構成された吐出ヘッドに装着されたノズルアレイ；
吐出ヘッドから吐出された材料を凝固するように構成された凝固システム；及び
吐出ヘッド及び凝固システムを操作して、（ｉ）物体の形状及び色定義に対応する構成パターンで配置された複数の異なる色の造形用材料、（ｉｉ）物体を少なくとも部分的に包含する犠牲構造を形成するような構成パターンで配置された可撓性材料、及び（ｉｉｉ）造形用材料と犠牲構造の間の分離をもたらすような構成パターンで配置された柔軟材料を含む複数の層を連続的に吐出及び凝固するように構成された回路を有するコンピューター化されたコントローラー。
【請求項１１】
複数の異なる色の造形用材料が、黒色の造形用材料を含まない、請求項１０に記載のＡＭシステム。
【請求項１２】
可撓性材料が、黒色である、請求項１１に記載のＡＭシステム。
【請求項１３】
吐出ヘッドが、（ｉ）複数の異なる色の造形用材料のデジタル混合物；（ｉｉ）ある量の黒色の可撓性材料；又は（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）の組み合わせを印刷することによって物体中に黒色を印刷するように操作されるように構成される、請求項１１に記載のＡＭシステム。
【請求項１４】
三次元物体を製作するためのＡＭシステムであって、前記システムが、
六個までの供給カートリッジを保持するように構成された構築材料供給装置であって、供給カートリッジが、異なる色の造形用材料を有するカートリッジ、可撓性材料を有するカートリッジ、及び柔軟材料を有するカートリッジを含む群から選択され、柔軟材料が、可撓性材料より小さい弾性率を有するもの；
構築材料供給装置から材料を受けるように構成された吐出ヘッドに装着された六個までのノズルアレイ；
吐出ヘッドから吐出された材料を凝固するように構成された凝固システム；及び
吐出ヘッド及び凝固システムを操作して、（ｉ）物体の形状及び色定義に対応する構成パターンで配置された複数の異なる色の造形用材料、（ｉｉ）物体を少なくとも部分的に包含する犠牲構造を形成するような構成パターンで配置された可撓性材料、及び（ｉｉｉ）造形用材料と犠牲構造の間の分離をもたらすような構成パターンで配置された柔軟材料を含む複数の層を連続的に吐出及び凝固するように構成された回路を有するコンピューター化されたコントローラー；
を含み、複数の異なる色の造形用材料が、黒色造形用材料を含まない、システム。
【請求項１５】
付加製造によって三次元物体を製作するためのシステムであって、前記システムが、
六個までの供給カートリッジを保持するように構成された構築材料供給装置であって、供給カートリッジが、異なる色の造形用材料を有するカートリッジ、可撓性材料を有するカートリッジ、及び柔軟材料を有するカートリッジを含む群から選択され、柔軟材料が、可撓性材料より小さい弾性率を有し、異なる色の造形用材料が、白、シアン、マゼンタ、及びイエローを含むもの；
構築材料供給装置から材料を受けるように構成された三個までの吐出ヘッド；
材料の各々を凝固するために構成された凝固システム；及び
吐出ヘッド及び凝固システムを操作して、（ｉ）物体の形状及び色定義に対応する構成パターンで配置された異なる色の造形用材料、（ｉｉ）物体を少なくとも部分的に包含する犠牲構造を形成するような構成パターンで配置された可撓性材料、及び（ｉｉｉ）造形用材料と犠牲構造の間の分離をもたらすような構成パターンで配置された柔軟材料を含む複数の層を連続的に吐出及び凝固するように構成された回路を有するコンピューター化されたコントローラー；
を含み、三個の吐出ヘッドの少なくとも一部が、シアン、マゼンタ、及びイエローをデジタル混合して物体中に黒色を作成するように操作されるように構成される、システム。
【請求項１６】
可撓性材料が、黒色であり、可撓性材料が、黒色であると定義される物体の少なくとも一部を形成するように付与される、請求項１〜１５のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項１７】
可撓性材料が、黒色であり、可撓性材料が、物体中に黒色を作るために異なる色の造形用材料のデジタル混合物に含められる、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項１８】
物体の黒色部分が、黒色部分の容積が定義されたしきい値より大きい限り、異なる色の造形用材料のデジタル混合に基づいて形成され、黒色部分の容積が定義されたしきい値より小さい限り、可撓性材料で形成される、請求項１６又は１７に記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項１９】
柔軟材料が、犠牲構造における仕切りを形成するような構成パターンで配置される、請求項１〜１８のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項２０】
仕切りが、物体に対する対称面上に形成される、請求項１９に記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項２１】
柔軟材料が、物体のジオメトリーによって定義される穴を満たすように構成される、請求項１〜２０のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項２２】
柔軟材料が、引張又は剥離力が近くで付与される場合に破壊を受けやすい脆い特徴を包含するように構成される、請求項１〜２１のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項２３】
柔軟材料が、水溶性のゲルから形成される、請求項１〜２２のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項２４】
柔軟材料によって与えられる造形用材料と犠牲構造の間の分離の厚さが、１００ミクロン〜３００ミクロンである、請求項１〜２３のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項２５】
犠牲構造の最小厚さが、約５００ミクロン〜約３ｍｍである、請求項１〜２４のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項２６】
造形用材料の少なくとも一部分の曲げ弾性率が、２０００ＭＰａ〜４０００ＭＰａである、請求項１〜２５のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項２７】
造形用材料が、少なくとも一種の追加の非硬化性材料を含み、非硬化性材料が、着色剤、開始剤、分散剤、界面活性剤、安定剤、及び抑制剤を含む群から選択される、請求項１〜２６のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項２８】
犠牲構造が、凝固後に、国際標準規格ＡＳＴＭ  Ｄ−６２４に従って測定すると、少なくとも４ｋＮ／ｍの引裂抵抗によって特徴づけられる、請求項１〜２７のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項２９】
犠牲構造が、凝固後に、国際標準規格ＡＳＴＭ  Ｄ−６２４に従って測定すると、約４ｋＮ／ｍ〜約８ｋＮ／ｍの引裂抵抗によって特徴づけられる、請求項１〜２８のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項３０】
犠牲層が、剥離されるように構成され、剥離力の大きさが、約１Ｎ〜約２０Ｎである、請求項１〜２９のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項３１】
犠牲層が、５Ｎの剥離力が少なくとも０．０２の曲げ歪をもたらすように構成される、請求項３０に記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項３２】
可撓性材料が、シリカ粒子を含む配合物である、請求項１〜３１のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項３３】
配合物が、硬化後に、同じ可撓性材料を有するがシリカ粒子を欠いた凝固配合物より少なくとも０．５ｋＮ／ｍ高い引裂抵抗によって特徴づけられる、請求項３２に記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項３４】
シリカ粒子が、１ミクロンより小さい平均粒子サイズを有する、請求項３２又は３３に記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項３５】
シリカ粒子の少なくとも一部が、親水性表面を含む、請求項３２〜３４のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項３６】
シリカ粒子の少なくとも一部が、疎水性表面を含む、請求項３２〜３５のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項３７】
シリカ粒子の少なくとも一部が、官能化されたシリカ粒子を含む、請求項３２〜３６のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項３８】
シリカ粒子の少なくとも一部が、硬化性官能基によって官能化されている、請求項３７に記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項３９】
硬化性官能基が、（メタ）アクリレート基を含む、請求項３８に記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項４０】
配合物中のシリカ粒子の量が、配合物の全重量の約１〜約２０重量％、又は約１〜約１５重量％、又は約１〜約１０重量％の範囲である、請求項３２〜３９のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項４１】
可撓性材料とシリカ粒子の重量比が、約３０：１〜約４：１の範囲である、請求項３２〜４０のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項４２】
可撓性材料の量が、配合物の全重量の少なくとも４０重量％、又は少なくとも５０重量％である、請求項３２〜４１のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項４３】
可撓性材料が、単官能エラストマーモノマー、単官能エラストマーオリゴマー、多官能エラストマーモノマー、及び多官能エラストマーオリゴマーのうちの一種以上を含む、請求項３２〜４２のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項４４】
配合物が、追加の硬化性材料を含む、請求項３２〜４３のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項４５】
配合物が、エラストマー単官能硬化性材料、エラストマー多官能硬化性材料、及び追加の単官能硬化性材料を含む、請求項３２〜４４のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項４６】
エラストマー単官能硬化性材料の濃度が、約１０重量％〜約３０重量％の範囲である、請求項４５に記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項４７】
エラストマー単官能硬化性材料の濃度が、約５０重量％〜約７０重量％の範囲である、請求項４５又は４６に記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項４８】
エラストマー多官能硬化性材料の濃度が、約１０重量％〜約２０重量％、又は約２０重量％〜約３０重量％、又は約３０重量％〜約５０重量％、又は約１０重量％〜約３０重量％の範囲である、請求項４５〜４７のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項４９】
可撓性材料が、ＵＶ硬化性エラストマー材料である、請求項１〜４８のいずれかに記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【請求項５０】
可撓性材料が、アクリルエラストマーである、請求項４９に記載の方法、コンピューターソフトウェア製品、又はシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１７年１２月２８日出願の米国仮特許出願Ｎｏ．６２／６１１０６４の優先権の利益を主張し、その内容は、参考としてその全体をここに組み入れる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、その一部の実施形態では、付加製造（ＡＭ）に関し、特に限定されないが、剥離可能な犠牲構造の付加製造のための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
付加製造（ＡＭ）は、付加形成工程によってコンピューターデータから直接任意の造形構造の製作を可能にする技術である。いずれのＡＭシステムの基本操作も三次元コンピューターモデルを薄い断面にスライスし、その結果を二次元位置データに変換し、そのデータを、層状に三次元構造を構築する制御装置に供給することからなる。
【０００４】
付加製造は、三次元（３Ｄ）印刷、例えば３Ｄインクジェット印刷、電子線溶融、ステレオリソグラフィー、選択的レーザー焼結、薄膜積層法、熱溶解積層法などを含む製造法に多くの異なるアプローチを伴なう。
【０００５】
３Ｄ印刷プロセス、例えば３Ｄインクジェット印刷は、構築材料の層ごとのインクジェット堆積によって実施される。従って、構築材料は、一組のノズルを有する吐出ヘッドから吐出され、支持体構造上に層を堆積する。構築材料に依存して、層は、次いで好適な装置を使用して硬化又は凝固されることができる。
【０００６】
様々な三次元印刷技術が存在し、例えば米国特許第６，２５９，９６２号、第６，５６９，３７３号、第６，６５８，３１４号、第６，８５０，３３４号、第６，８６３，８５９号、第７，１８３，３３５号、第７，２０９，７９７号、第７，２２５，０４５号、第７，３００，６１９号、第７，５００，８４６号及び公開番号第２０１３００７３０６８号を有する米国特許公開に開示される。それらは、出願人が全て同じであり、その内容は、参考としてここに組み入れられる。
【０００７】
一般的なＡＭプロセスの構築材料は、造形材料（「造形用材料」とも言及される）及び支持材料（「支持体材料」とも言及される）を含み、造形材料は、希望の物体を製造するために堆積され、支持材料は、続く物体層の適切な垂直方向の設置を確保するために及び構築中の物体の特定の領域に一時的な支持体を与える。例えば、物体が突き出ている特徴又は形状（例えば湾曲した幾何学形状、負角、間隙など）を含む場合、物体は、一般的に隣接する支持体構造を使用して構築され、それは、印刷中に使用され、次いで製作された物体の最終形状を表わすために除去される。
【０００８】
支持体材料の除去のための公知の方法は、ウォータージェット衝撃、化学的方法（例えば溶媒中の溶解、しばしば熱処理と組み合わされる）を含む。例えば、水溶性支持体材料については、製作された物体（その支持構造を含む）は、支持体材料を溶解できる水に浸漬される。
【０００９】
ＡＭのための支持体材料は、例えば米国特許第６，２２８，９２３号、第７，２５５，８２５号、第７，４７９，５１０号、第７，１８３，３３５号、及び第６，５６９，３７３号に記載され、それらは、出願人が全て同じであり、その内容は、参考としてここに組み入れられる。
【００１０】
米国特許第８，８６５，０４７号は、本願と出願人が同じであり、その内容は参考としてその全体をここに組み入れられるが、それは、支持体構造を構築する方法を開示し、そこでは支持体構造は、３Ｄ物体に空間があるように設計された体積中で層を交差するストリップを含む。支持体構造は、ストリップの上に持ち上げる力を付与することによって体積から除去される。
【発明の概要】
【００１１】
本発明の一部の実施形態の態様によれば、三次元物体の付加製造の方法が提供される。前記方法は、（ｉ）物体の形状に対応する構成パターンに配置された造形用材料を含む層のスタック、（ｉｉ）可撓性材料を含みかつ犠牲構造を形成する層のスタック、及び（ｉｉｉ）可撓性材料より小さい弾性率を有する柔軟材料を含み、かつ物体と犠牲構造の間の中間構造を形成する層のスタックを含む複数の層を連続的に吐出して凝固すること；及び（例えば乾燥環境で）犠牲構造に剥離力を付与して犠牲構造を物体から分離することを含む。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、付加製造によって三次元物体を製作するためのシステムが提供される。前記システムは、複数の吐出ヘッド（例えば造形用材料を吐出するために構成された第一吐出ヘッド、可撓性材料を吐出するために構成された第二吐出ヘッド、及び前記可撓性材料より小さい弾性率を有する柔軟材料を吐出するために構成された第三吐出ヘッド）；前記材料の各々を凝固するために構成された凝固システム；及び前記吐出ヘッド及び凝固システムを操作して、上で述べたような、そして任意選択的にかつ好ましくはさらに詳述し、以下に例示されるような複数の層を連続的に吐出して凝固するために構成された回路を持つコンピューター化されたコントローラを含む。
【００１３】
本発明のさらなる態様によれば、家庭及びオフィス環境のために好適な三次元インクジェットカラープリンターが提供される。一部の実施例の実施では、家庭及びオフィス用途に対する好適性は、例えば物体から犠牲構造を離すように手で剥離することによって、造形用構造から、即ち印刷された３Ｄ物体から容易に分離されることができる材料を使用して犠牲構造の少なくとも一部を形成するプリンターに基づく。任意選択的に、剥離可能な犠牲構造の少なくとも一部分を形成する可撓性材料は、エラストマー材料である。分離は、専用の装置又は溶剤を要求せずに印刷プロセスの終わりに実施されることができる。このようにして、犠牲構造は、素早く、整然とした方法で、かつ少ない廃棄物の生成で除去されることができる。一部の実施形態では、犠牲構造の追加の部分は、水又は溶剤に溶解可能な材料のような限定されない柔軟材料で形成されることができる。任意選択的に、柔軟材料は、物体を形成する造形用材料と犠牲構造、即ち中間構造の可撓性材料の間に付与され、剥離可能な可撓性材料に取り付けられ、それとともに剥離されることができる。任意選択的に、柔軟材料又は物体上の中間構造の柔軟材料の残留物は、いったん可撓性材料が除去されたら物体を摩擦又は水中に浸漬することによって容易に除去されることができる。
【００１４】
実施例の実施では、家庭及びオフィス用途に対する好適性はさらに、フルカラーの物体を印刷するための三次元インクジェットカラー印刷システムのコンパクトなサイズに基づき、コンパクトなシステムは、最大三つの印刷ヘッドを含み、例えば各ヘッドは、二つの直線状アレイのノズルを含む。各アレイのノズルは、異なる材料を印刷するように専念され、例えばシステムは、五つの異なる色の造形用材料及び支持体材料を堆積する。別の印刷ヘッドの追加を必要とせずに、従って印刷システムのコンパクトなサイズに妥協せずに本発明の犠牲構造を与えるために可撓性材料を使用するために、可撓性材料は、カラー造形用材料の一つの代わりに使用されることができ、例えばコンパクトなシステムは、四つの異なる色の造形用材料、可撓性材料、及び支持体材料を堆積する。任意選択的に、置き換わるカラー造形用材料の色と同様の色を有する可撓性材料としては、任意選択的にかつ好ましくは黒色造形用材料が選択される。一部の実施形態では、なくなっている造形用材料の色、例えば黒色が、プリンターで使用するために与えられる他のカラー造形用材料をデジタル的に組み合わせることによって（例えばシアン、マゼンタ、及びイエロー（ＣＭＹ）の組み合わせによって）代わりに製造される。
【００１５】
本発明者は、物体中の造形用材料の一つの代替物として可撓性材料を使用するとき（例えば微細なディテールが物体中に生成されるとき又は可撓性材料を使用して物体の相対的に小さい容積部分を生成するとき）、物体の機械的特性が有意に影響されないことを見出した。従って、黒色の可撓性材料が、例えば犠牲構造のための剥離可能な材料として使用されるのに加えて、形成される３Ｄ物体の微細なディテールを生成するために使用されることができる。
【００１６】
一部の実施形態の態様によれば、三次元物体の付加製造の方法であって、前記方法が、複数の層を連続的に吐出及び凝固することを含み、複数の層が、（ｉ）物体の形状及び色定義に対応する構成パターンで配置された複数の異なる色の造形用材料、（ｉｉ）物体を少なくとも部分的に包含する犠牲構造を形成するような構成パターンで配置された可撓性材料、及び（ｉｉｉ）造形用材料と犠牲構造の間の分離をもたらすような構成パターンで配置された柔軟材料で形成される、方法が提供される。
【００１７】
任意選択的に、柔軟材料は、可撓性材料より小さい弾性率を有する。
【００１８】
任意選択的に、複数の異なる色の造形用材料は、黒色の造形用材料を含まない。
【００１９】
任意選択的に、可撓性材料は、黒色である。
【００２０】
任意選択的に、物体の黒色部分は、（ｉ）複数の異なる色の造形用材料をデジタル混合して黒色を作ること；（ｉｉ）ある量の黒色の可撓性材料；又は（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）の組み合わせに基づいて形成される。
【００２１】
任意選択的に、可撓性材料は、黒色である。
【００２２】
本発明の一部の実施形態の態様によれば、プログラム指示が記憶されたコンピューター可読媒体を含むコンピューターソフトウェア製品であって、その指示が、付加製造システムのコンピューター化されたコントローラーによって読まれるとき、前記システムに対して、（ｉ）物体の形状及び色定義に対応する構成パターンで配置された複数の異なる色の造形用材料、（ｉｉ）物体を少なくとも部分的に包含する犠牲構造を形成するような構成パターンで配置された可撓性材料、及び（ｉｉｉ）造形用材料と犠牲構造の間の分離をもたらすような構成パターンで配置された柔軟材料で形成された複数の層を連続的に吐出及び凝固させるものである、コンピューターソフトウェア製品が提供される。
【００２３】
任意選択的に、複数の異なる色の造形用材料は、黒色の造形用材料を含まない。
【００２４】
任意選択的に、可撓性材料は、黒色である。
【００２５】
任意選択的に、指示は、（ｉ）複数の色の造形用材料をデジタル混合すること；（ｉｉ）ある量の黒色の可撓性材料を印刷すること；又は（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）の組み合わせによって物体中に黒色を作る命令を含む。
【００２６】
本発明の一部の実施形態の態様によれば、三次元着色物体（三次元カラー物体）を製作するための付加製造（ＡＭ）システムであって、前記システムが、以下のものを含む、システムが提供される：
一群の供給カートリッジを保持するように構成された構築材料供給装置であって、前記一群の供給カートリッジが、異なる色の造形用材料を有する一組のカートリッジ、可撓性材料を含むカートリッジ、及び柔軟材料を含むカートリッジを含み、柔軟材料が、可撓性材料より小さい弾性率を有するもの；
構築材料供給装置から材料を受けるように構成された吐出ヘッドに装着されたノズルアレイ；
吐出ヘッドから吐出された材料を凝固するように構成された凝固システム；及び
吐出ヘッド及び凝固システムを操作して、（ｉ）物体の形状及び色定義に対応する構成パターンで配置された複数の異なる色の造形用材料、（ｉｉ）物体を少なくとも部分的に包含する犠牲構造を形成するような構成パターンで配置された可撓性材料、及び（ｉｉｉ）造形用材料と犠牲構造の間の分離をもたらすような構成パターンで配置された柔軟材料を含む複数の層を連続的に吐出及び凝固するように構成された回路を有するコンピューター化されたコントローラー。
【００２７】
任意選択的に、複数の異なる色の造形用材料は、黒色の造形用材料を含まない。
【００２８】
任意選択的に、可撓性材料は、黒色である。
【００２９】
任意選択的に、吐出ヘッドは、（ｉ）複数の異なる色の造形用材料のデジタル混合物；（ｉｉ）ある量の黒色の可撓性材料；又は（ｉｉｉ）（ｉ）と（ｉｉ）の組み合わせを印刷することによって物体中に黒色を印刷するように操作されるように構成される。
【００３０】
本発明の一部の実施形態の態様によれば、三次元物体を製作するためのＡＭシステムであって、前記システムが、
六個までの供給カートリッジを保持するように構成された構築材料供給装置であって、供給カートリッジが、異なる色の造形用材料を有するカートリッジ、可撓性材料を有するカートリッジ、及び柔軟材料を有するカートリッジを含む群から選択され、柔軟材料が、可撓性材料より小さい弾性率を有するもの；
構築材料供給装置から材料を受けるように構成された吐出ヘッドに装着された六個までのノズルアレイ；
吐出ヘッドから吐出された材料を凝固するように構成された凝固システム；及び
吐出ヘッド及び凝固システムを操作して、（ｉ）物体の形状及び色定義に対応する構成パターンで配置された複数の異なる色の造形用材料、（ｉｉ）物体を少なくとも部分的に包含する犠牲構造を形成するような構成パターンで配置された可撓性材料、及び（ｉｉｉ）造形用材料と犠牲構造の間の分離をもたらすような構成パターンで配置された柔軟材料を含む複数の層を連続的に吐出及び凝固するように構成された回路を有するコンピューター化されたコントローラー；
を含み、複数の異なる色の造形用材料が、黒色造形用材料を含まない、システムが提供される。
【００３１】
本発明の一部の実施形態の態様によれば、付加製造によって三次元物体を製作するためのシステムであって、前記システムが、
六個までの供給カートリッジを保持するように構成された構築材料供給装置であって、供給カートリッジが、異なる色の造形用材料を有するカートリッジ、可撓性材料を有するカートリッジ、及び柔軟材料を有するカートリッジを含む群から選択され、柔軟材料が、可撓性材料より小さい弾性率を有し、異なる色の造形用材料が、白、シアン、マゼンタ、及びイエローを含むもの；
構築材料供給装置から材料を受けるように構成された三個までの吐出ヘッド；
材料の各々を凝固するために構成された凝固システム；及び
吐出ヘッド及び凝固システムを操作して、（ｉ）物体の形状及び色定義に対応する構成パターンで配置された異なる色の造形用材料、（ｉｉ）物体を少なくとも部分的に包含する犠牲構造を形成するような構成パターンで配置された可撓性材料、及び（ｉｉｉ）造形用材料と犠牲構造の間の分離をもたらすような構成パターンで配置された柔軟材料を含む複数の層を連続的に吐出及び凝固するように構成された回路を有するコンピューター化されたコントローラー；
を含み、三個の吐出ヘッドの少なくとも一部が、シアン、マゼンタ、及びイエローをデジタル混合して物体中に黒色を作成するように操作されるように構成される、システムが提供される。
【００３２】
任意選択的に、可撓性材料は、黒色であり、可撓性材料は、黒色であると定義される物体の少なくとも一部を形成するように付与される。
【００３３】
任意選択的に、可撓性材料は、黒色であり、可撓性材料は、物体中に黒色を作るために複数の異なる色の造形用材料のデジタル混合物に含められる。
【００３４】
任意選択的に、物体の黒色部分は、黒色部分の容積が定義されたしきい値より大きい限り、複数の異なる色の造形用材料のデジタル混合に基づいて形成される。
【００３５】
物体の黒色部分は、黒色部分の容積が定義されたしきい値より小さい限り、可撓性材料で形成される。
【００３６】
任意選択的に、柔軟材料は、犠牲構造における仕切りを形成するような構成パターンで配置される。
【００３７】
任意選択的に、仕切りは、物体に対する対称面上に形成される。
【００３８】
任意選択的に、柔軟材料は、物体のジオメトリーによって定義される穴を満たすように構成される。
【００３９】
任意選択的に、柔軟材料は、引張又は剥離力が近くで付与される場合に破壊を受けやすい脆い特徴を包含するように構成される。
【００４０】
任意選択的に、柔軟材料は、水溶性のゲルから形成される。
【００４１】
任意選択的に、柔軟材料によって与えられる造形用材料と犠牲構造の間の分離の厚さは、１００ミクロン〜３００ミクロンである。
【００４２】
任意選択的に、犠牲構造の最小厚さは、約５００ミクロン〜約３ｍｍである。
【００４３】
任意選択的に、造形用材料の少なくとも一部分の曲げ弾性率は、２０００ＭＰａ〜４０００ＭＰａである。
【００４４】
任意選択的に、造形用材料は、少なくとも一種の追加の非硬化性材料を含み、非硬化性材料が、着色剤、開始剤、分散剤、界面活性剤、安定剤、及び抑制剤を含む群から選択される。
【００４５】
任意選択的に、犠牲構造は、凝固後に、国際標準規格ＡＳＴＭ  Ｄ−６２４に従って測定すると、少なくとも４ｋＮ／ｍの引裂抵抗によって特徴づけられる。
【００４６】
任意選択的に、犠牲構造は、凝固後に、国際標準規格ＡＳＴＭ  Ｄ−６２４に従って測定すると、約４ｋＮ／ｍ〜約８ｋＮ／ｍの引裂抵抗によって特徴づけられる。
【００４７】
任意選択的に、犠牲層は、剥離されるように構成され、剥離力の大きさが、約１Ｎ〜約２０Ｎである。
【００４８】
任意選択的に、犠牲層は、５Ｎの剥離力が少なくとも０．０２の曲げ歪をもたらすように構成される。
【００４９】
任意選択的に、可撓性材料は、シリカ粒子を含む配合物である。
【００５０】
任意選択的に、配合物は、硬化後に、同じ可撓性材料を有するがシリカ粒子を欠いた凝固配合物より少なくとも０．５ｋＮ／ｍ高い引裂抵抗によって特徴づけられる。
【００５１】
任意選択的に、シリカ粒子は、１ミクロンより小さい平均粒子サイズを有する。
【００５２】
任意選択的に、シリカ粒子の少なくとも一部は、親水性表面を含む。
【００５３】
任意選択的に、シリカ粒子の少なくとも一部は、疎水性表面を含む。
【００５４】
任意選択的に、シリカ粒子の少なくとも一部は、官能化されたシリカ粒子を含む。
【００５５】
任意選択的に、シリカ粒子の少なくとも一部は、硬化性官能基によって官能化されている。
【００５６】
任意選択的に、硬化性官能基は、（メタ）アクリレート基を含む。
【００５７】
任意選択的に、配合物中のシリカ粒子の量は、配合物の全重量の約１〜約２０重量％、又は約１〜約１５重量％、又は約１〜約１０重量％の範囲である。
【００５８】
任意選択的に、可撓性材料とシリカ粒子の重量比は、約３０：１〜約４：１の範囲である。
【００５９】
任意選択的に、可撓性材料の量は、配合物の全重量の少なくとも４０重量％、又は少なくとも５０重量％である。
【００６０】
任意選択的に、可撓性材料は、単官能エラストマーモノマー、単官能エラストマーオリゴマー、多官能エラストマーモノマー、及び多官能エラストマーオリゴマーのうちの一種以上を含む。
【００６１】
任意選択的に、配合物は、追加の硬化性材料を含む。
【００６２】
任意選択的に、配合物は、エラストマー単官能硬化性材料、エラストマー多官能硬化性材料、及び追加の単官能硬化性材料を含む。
【００６３】
任意選択的に、エラストマー単官能硬化性材料の濃度は、約１０重量％〜約３０重量％の範囲である。
【００６４】
任意選択的に、エラストマー単官能硬化性材料の濃度は、約５０重量％〜約７０重量％の範囲である。
【００６５】
任意選択的に、エラストマー多官能硬化性材料の濃度は、約１０重量％〜約２０重量％の範囲である。
【００６６】
任意選択的に、単官能硬化性材料の濃度は、約２０重量％〜約３０重量％の範囲である。
【００６７】
任意選択的に、エラストマー単官能硬化性材料の濃度は、約３０重量％〜約５０重量％の範囲である。
【００６８】
任意選択的に、エラストマー多官能硬化性材料の濃度は、約１０重量％〜約３０重量％の範囲である。
【００６９】
任意選択的に、可撓性材料は、ＵＶ硬化性エラストマー材料である。
【００７０】
任意選択的に、可撓性材料は、アクリルエラストマーである。
【００７１】
別途定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術的用語および／または科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載される方法および材料と類似または同等である方法および材料を本発明の実施または試験において使用することができるが、例示的な方法および／または材料が下記に記載される。矛盾する場合には、定義を含めて、本特許明細書が優先する。加えて、材料、方法および実施例は例示にすぎず、限定であることは意図されない。
【００７２】
本発明の実施形態の方法および／またはシステムを実行することは、選択されたタスクを、手動操作で、自動的にまたはそれらを組み合わせて実行または完了することを含んでいる。さらに、本発明の方法および／またはシステムの実施形態の実際の機器や装置によって、いくつもの選択されたステップを、ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェア、あるいはオペレーティングシステムを用いるそれらの組合せによって実行できる。
【００７３】
例えば、本発明の実施形態による選択されたタスクを実行するためのハードウェアは、チップまたは回路として実施されることができる。ソフトウェアとして、本発明の実施形態により選択されたタスクは、コンピュータが適切なオペレーティングシステムを使って実行する複数のソフトウェアの命令のようなソフトウェアとして実施されることができる。本発明の例示的な実施形態において、本明細書に記載される方法および／またはシステムの例示的な実施形態による１つ以上のタスクは、データプロセッサ、例えば複数の命令を実行する計算プラットフォームで実行される。
【００７４】
任意選択的に、データプロセッサは、命令および／またはデータを格納するための揮発性メモリ、および／または、命令および／またはデータを格納するための不揮発性記憶装置（例えば、磁気ハードディスク、および／または取り外し可能な記録媒体）を含む。任意選択的に、ネットワーク接続もさらに提供される。ディスプレイおよび／またはユーザ入力装置（例えば、キーボードまたはマウス）も、任意選択的にさらに提供される。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
本明細書では本発明のいくつかの実施形態を単に例示し添付の図面及び画像を参照して説明する。特に詳細に図面を参照して、示されている詳細が例示として本発明の実施形態を例示考察することだけを目的としていることを強調するものである。この点について、図面について行う説明によって、本発明の実施形態を実施する方法は当業者には明らかになるであろう。
【００７６】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一部の実施形態による付加製造システムの概略図である。
【図１Ｂ−１Ｃ】図１Ｂ−１Ｃは、本発明の一部の実施形態による付加製造システムの概略図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の一部の実施形態による付加製造システムの概略図である。
【００７７】
【図２Ａ−２Ｃ】図２Ａ−２Ｃは、本発明の一部の実施形態による印刷ヘッドの概略図である。
【００７８】
【図３Ａ−３Ｂ】図３Ａ及び３Ｂは、本発明の一部の実施形態による座標変換を実証する概略図である。
【００７９】
【図４】図４は、本発明の一部の実施形態によるＡＭフルカラーシステムの概略図である。
【００８０】
【図５Ａ−５Ｂ】図５Ａ−５Ｂは、それぞれ本発明の一部の実施形態によるＡＭシステムの印刷ブロックの例示的な上面図及び透視図である。
【００８１】
【図６】図６は、本発明の様々な例示的な実施形態による方法のフローチャート図である。
【００８２】
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の一部の実施形態による、支持体材料の組み合わせを有する印刷された物体を支持するための例示的な方法の簡略化されたフローチャートである。
【００８３】
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の一部の実施形態による、ＡＭシステムでカラー印刷するための例示的な方法の簡略化されたフローチャートである。
【００８４】
【図８Ａ−８Ｂ】図８Ａ−８Ｂは、ともに本発明の一部の実施形態による、剥離可能な可撓性材料及び中間柔軟構造を有する物体を印刷するための二つの異なる構成の概略図である。
【００８５】
【図９Ａ−９Ｂ】図９Ａ−９Ｂは、全てが本発明の一部の実施形態による、剥離可能な可撓性材料及び中間柔軟構造で包囲された物体であって、大きい支持体容積を含む物体を印刷するための二つの異なる構成の概略図である。
【００８６】
【図１０Ａ−１０Ｂ】図１０Ａ−１０Ｂは、本発明の一部の実施形態による、剥離可能な可撓性材料及び中間柔軟構造とともに印刷された閉ループジオメトリーを有する物体の概略図である。
【００８７】
【図１１Ａ−１１Ｃ】図１１Ａ−１１Ｃは、全てが本発明の一部の実施形態による、剥離可能な可撓性材料及び中間柔軟構造で包囲された物体であって、穴を含む物体を印刷するための三つの異なる構成の概略図である。
【００８８】
【図１２Ａ−１２Ｃ】図１２Ａ−１２Ｃは、全てが本発明の一部の実施形態による、剥離可能な可撓性材料及び中間柔軟構造で包囲された物体であって、高いアスペクト比のソケットを含む物体を印刷するための三つの異なる構成の概略図である。
【００８９】
【図１３Ａ−１３Ｃ】図１３Ａ−１３Ｃは、全てが本発明の一部の実施形態による、犠牲構造を形成する周囲の可撓性材料を有する脆い特徴を含む物体を印刷するための三つの異なる構成の概略図である。
【００９０】
【図１４Ａ−１４Ｄ】図１４Ａ−１４Ｄは、本発明の一部の実施形態による、カラー造形物からの黒色エラストマー犠牲構造の例示的な剥離プロセスを示す。
【００９１】
【図１５】図１５は、本発明の一部の実施形態による、造形用材料／可撓性材料の異なる組み合わせで印刷された様々な黒色試料のショアＡ値を示すグラフである。
【００９２】
【図１６】図１６は、本発明の一部の実施形態による、造形用材料／可撓性材料の異なる組み合わせで印刷された様々な黒色試料のタック値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００９３】
本発明は、その一部の実施形態では、付加製造（ＡＭ）に関し、特に限定されないが、ＡＭ装置によって形成されたフルカラー３Ｄ物体についての剥離可能な犠牲構造の付加製造のための方法及びシステムに関する。
【００９４】
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳しく説明する前に、本発明は、その適用において、下記の説明に示されるか、および／または図面および／または実施例において例示される構成要素および／または方法の組み立ておよび構成の細部に必ずしも限定されないことを理解しなければならない。本発明は、他の実施形態が可能であり、または様々な方法で実施または実行されることが可能である。
【００９５】
本実施形態の方法およびシステムは、物体の形状に対応する構成パターン状に複数の層を形成することによって、三次元物体をコンピュータ物体データに基づいて１層ずつ製作する。コンピュータ物体データは、標準テッセレーション言語（ＳＴＬ）またはステレオリソグラフィ輪郭（ＳＬＣ）フォーマット、仮想現実モデリング言語（ＶＲＭＬ）、付加製造ファイル（ＡＭＦ）フォーマット、図面交換フォーマット（ＤＸＦ）、ポリゴン・ファイル・フォーマット（ＰＬＹ）、またはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）に適したいずれかの他のフォーマットを含め、それらに限らず、任意の公知のフォーマットにすることができる。
【００９６】
本明細書において使用される用語「物体」は、物品全体又は物品の一部を示す。用語「物体」は、付加製造の最終生成物を記載する。この用語は、支持体材料が構築材料の一部として使用されたなら、支持体材料の除去後に本明細書に記載されたような方法によって得られた生成物を示す。「物体」は、それゆえ固化された（例えば硬化された）造形用材料から本質的になる（少なくとも９５重量％からなる）。
【００９７】
各層は、二次元表面を走査してそれをパターン化する付加製造装置によって形成される。走査中に、装置は、二次元の層または表面上の複数の目標位置を訪れ、各目標位置または１群の目標位置について、目標位置または目標位置群が構築材料によって占有されるべきか否か、かつどのタイプの構築材料をそこに送達すべきかを決定する。決定は、表面のコンピュータ画像に従って行われる。
【００９８】
用語「デジタル混合」は、微視的なスケール又はボクセルレベルで、任意選択的にインターレースされた方法で異なる色又は特性を有する二種以上の材料を吐出することに関する。かかるデジタル混合は、巨視的に観察されるとき、個々の材料の色又は特性とは異なる新しい色又は特性を示すことができる。
【００９９】
各ボクセル又はボクセルブロックは、異なる造形材料をもたらし、例えばデジタル混合領域の新しい色は、複数の異なる造形材料のボクセルレベルでの空間的組み合わせの結果である。
【０１００】
本明細書において用語「ボクセルレベルで」が異なる材料及び／又は色の文脈において使用されるときは、ボクセルブロック間の差、並びに個々のボクセル又は２，３個の少数のボクセルのグループの間の差を包含する。
【０１０１】
本発明の一部の実施形態では、ＡＭは、三次元印刷、特に三次元インクジェット印刷を含む。これらの実施形態では、構築材料は、一組のノズルを有する吐出ヘッドから吐出され、支持構造の上に層状で構築材料を堆積する。従って、ＡＭ装置は、占有される目標位置に構築材料を吐出し、他の目標位置を空隙のままにする。
【０１０２】
本発明の一部の実施形態による装置は、複数の吐出ヘッドを含み、それらの各々は、一種以上の異なる構築材料を吐出するように構成される。従って、異なる目標位置は、異なる構築材料によって占有されることができる。構築材料のタイプは、二つの主要なカテゴリーに分類されることができる：造形用材料及び支持体材料。支持体材料は、製作プロセス中に物体又は物体の部分を支持するための支持マトリックス又は構成として、及び／又は他の目的（例えば中空又は多孔質物体を与えるため）として役立つ。支持体構成は、例えばさらなる支持体強度のために、造形用材料要素をさらに含んでもよい。
【０１０３】
造形用材料は、一般的に、付加製造に使用するために配合され、任意選択的にかつ好ましくは、それ自身で、即ちいかなる他の物質と混合したり又は組み合わせたりする必要なしで三次元物体を形成することができる組成物である。
【０１０４】
最終的な三次元物体は、造形用材料、又は二種以上の造形用材料の組み合わせ、又は造形用材料と支持体材料、又はそれらの変性物（凝固後、例えば硬化後であるが、それに限定されない）の組み合わせから作られる。全てのこれらの操作は、立体自由形状製作の熟練者に良く知られている。
【０１０５】
材料は、任意選択的にかつ好ましくはＡＭ装置の印刷ヘッドの同じ通過中に層状に堆積される。層内の材料及び材料の組み合わせは、印刷される物体の希望の特性に従って選択されることができる。
【０１０６】
本開示の一部の実施形態によれば、三次元インクジェットプリンターのようなＡＭ装置は、複数の異なる色で三次元物体を印刷することができ、家庭及びオフィス用途のために好適である方法で三次元物体から容易に分離されることができる犠牲構造も印刷することができる。実在するシステムは、一般に三次元物体から容易に分離可能でない材料を使用して犠牲構造を形成する。それらは、一般的に面倒であり、印刷物体から犠牲構造を除去するための専用装置が必要とされる。これらの公知の方法は、家庭又はオフィス環境に対して都合が良くない。本発明者は、クリーンで容易に除去可能な犠牲構造に対する必要性があることを見出し、かかる容易な除去を可能にする技術を考案した。犠牲構造を形成する材料は、物体を形成する造形用材料から剥離されるために好ましいエラストマー品質を持ちうる。
【０１０７】
家庭及びオフィス用途の三次元インクジェットプリンターは、任意選択的にかつ好ましくはコンパクトなデザインであり、使用が容易である。一部の実施形態では、一部の実施形態によるコンパクトなプリンター又は印刷システムは、最大三つのインクジェット印刷ヘッドを含み、例えば各ヘッドは、二つの直線状アレイのノズルを含み、各アレイのノズルは、異なる材料を印刷するための専用とされ、従って例えばシステムは、五つの異なる色の造形用材料及び支持体材料、一般的にシアン、マゼンタ、イエロー、黒色、白色及び支持体材料を吐出することができる。
【０１０８】
印刷システムのコンパクトさに妥協せずに、例えば追加の印刷ヘッドを加えずに、剥離可能な犠牲構造又はその少なくとも一部を形成するための可撓性材料を加えるために、カラー造形用材料の一つが、犠牲構造を形成するために、置き換わるカラー造形用材料の色と同様の色を有する可撓性材料で置き換えられることができる。従って、コンパクトなシステムは、四つの異なる色の造形用材料、可撓性材料、及び支持体材料を堆積する。
【０１０９】
カラー造形用材料のいずれか一つ又は複数が本発明の実施形態による可撓性材料で置き換えられることができるが、本発明者は、黒色造形用材料を黒色可撓性材料で置き換えることが以下の複数の理由のために有利であることを見出した：（１）黒色は、フルカラー物体を印刷するときに造形用材料として広範に使用されない；（２）３Ｄデジタルカラーは、希望の色効果を得るために黒色「ボクセル」の高い量を一般に要求しない；（３）黒色造形用材料を要求する物体の大きい黒色領域は、黒色可撓性材料単独、又は黒色をもたらすカラー造形用材料のデジタル組み合わせ（例えばシアン、マゼンタ及びイエロー（ＣＭＹ））、又はＣＭＹ造形用材料とともに黒色可撓性材料のデジタル組み合わせを堆積することによって作成されることができる；（４）微細なディテール及び小さい容量の黒色の物体（即ち、少量の黒色が必要とされるとき）は、物体の機械的特性に有意な影響を与えずに黒色可撓性材料で形成されることができる。
【０１１０】
本実施形態は、五つのベースカラーの造形用材料及び一つの支持体材料（ＣＭＹＫＷ−Ｓ）を印刷するために三つのデュアル線状チャネル印刷ヘッド（又は六つのシングル線状チャネル印刷ヘッド）を含むコンパクトなフルカラーシステムのために特に好適であることができるが、本発明はまた、利用可能なカラーパレットを生成するために三つのデュアルチャネル（又は六つのシングルチャネル）より多くの印刷ヘッドを必要とする、クリア、オレンジ、紫、ライトシアン、ライトマゼンタのような追加又は代替カラー造形用材料を含むフルカラーシステムに対しても好適であることを当業者は容易に理解するだろう。本発明の一部の特定の実施形態では、フルカラー印刷システムは、ベースカラー造形用材料を噴射するための少なくとも四つのチャネル（即ち、線状ノズルアレイのようなノズルアレイ）、柔軟材料を噴射するための少なくとも一つのチャネル、及び可撓性材料、好ましくは黒色可撓性材料を噴射するための少なくとも一つのチャネルを含む。
【０１１１】
本発明の一部の実施形態による、物体１１２のＡＭに適したシステム１１０の代表的かつ非限定的実施例を、図１Ａに示す。システム１１０は、複数の吐出ヘッドを含む吐出ユニット１６を有する付加製造装置１１４を含む。各ヘッドは、下述する図２Ａ〜図２Ｃに示すように、液状構築材料１２４が吐出される１つ以上のノズル１２２のアレイを含むことが好ましい。
【０１１２】
装置１１４は三次元印刷装置であることが好ましいが、必須ではない。その場合、吐出ヘッドは印刷ヘッドであり、構築材料はインクジェット技術によって吐出される。用途によっては、付加製造装置は三次元印刷技術を採用する必要がない場合があるので、これは必ずしも該当しない。本発明の様々な例示的実施形態に従って構想される付加製造装置の代表例は、熱溶解積層造形装置および熱溶解材料堆積装置を含むが、それらに限定されない。
【０１１３】
各吐出ヘッドは、任意選択的にかつ好ましくは構築材料リザーバを介して供給され、リザーバは、任意選択的に温度コントローラ（例えば温度センサーおよび／または加熱装置）および材料レベルセンサーを含んでもよい。構築材料を吐出するために、例えば圧電式インクジェット印刷技術の場合のように、吐出ヘッドノズルを介して材料の液滴が選択的に堆積されるように、電圧信号が吐出ヘッドに印加される。各ヘッドの吐出率は、ノズルの個数、ノズルの種類、および印加電圧の信号レート（周波数）に依存する。そのような吐出ヘッドは、立体自由形状製作の当業者には知られている。
【０１１４】
図１Ａの代表例には、４つの吐出ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、および１６ｄが示される。ヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、および１６ｄの各々がノズルアレイを有する。この例では、ヘッド１６ａおよび１６ｂは造形用材料用に設計することができ、ヘッド１６ｃおよび１６ｄは支持体材料用に設計することができる。こうして、ヘッド１６ａは、第１造形用材料を吐出することができ、ヘッド１６ｂは第２造形用材料を吐出することができ、ヘッド１６ｃおよび１６ｄは両方とも支持体材料を吐出することができる。代替実施形態では、ヘッド１６ａ、１６ｂおよび１６ｃの各々は、一つ以上の異なる造形用材料を吐出することができる。代替的実施形態では、例えばヘッド１６ｃおよび１６ｄは、支持体材料を吐出するための２つのノズルアレイを有する単一のヘッドに組み合わされてもよい。別の代替実施形態では、ヘッド１６ａおよび１６ｂはともに、同じ造形用材料を吐出することができ、又は１つ又は２つの異なる造形用材料を吐出するための２つのノズルアレイを有する単一のヘッドに組み合わせることができる。別の代替的実施形態では、吐出ユニット１６は、（造形用材料の吐出用）ヘッド１６ａ及び（支持体材料の吐出用）ヘッド１６ｃのみを含み、システム１１０は、ヘッド１６ａおよび１６ｃ以外の追加の吐出ヘッドを含まない。
【０１１５】
それにも関わらず、それは本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、造形用材料吐出ヘッド（造形用ヘッド）の個数、支持体材料吐出ヘッド（支持体用ヘッド）の個数、およびいずれか１つ又はそれより多くのヘッド中のノズルアレイの個数は異なってもよいことを理解されたい。
【０１１６】
好ましい実施形態では、ノズルｐ個のアレイｍ個を各々有する造形用ヘッドＭ個、およびノズルｑ個のアレイｓ個を各々有する支持体用ヘッドＳ個が存在するので、Ｍ×ｍ×ｐ＝Ｓ×ｓ×ｑとなる。Ｍ×ｍ個の造形用アレイおよびＳ×ｓ個の支持体用アレイの各々は、別個の物理ユニットとして製造されることができ、それをアレイ群に組み立てたり、そこから分解したりすることができる。この実施形態では、そのようなアレイの各々は、任意選択的にかつ好ましくは、それ自体の温度コントローラおよび材料レベルセンサーを含み、かつその動作のために個々に制御された電圧（単数又は複数）を受け取る。
【０１１７】
装置１１４は、凝固システム３２４（例えば硬化装置３２４）をさらに含むことができ、それは、堆積された材料を凝固、任意選択的にかつ好ましくは硬化させうる光、熱などを放出するように構成された任意の装置を含むことができる。例えば凝固システム３２４は、１つ以上の放射源を含むことができ、それは、使用される造形用材料に応じて、例えば紫外線もしくは可視光もしくは赤外線ランプ、または他の電磁放射源、または電子ビーム源とすることができる。本発明の一部の実施形態では、凝固システム３２４は、造形用材料を硬化または凝固させるように働く。本発明の一部の実施形態では、凝固システム３２４は、造形用材料及び支持体材料の両方を硬化または凝固させるように働く。
【０１１８】
吐出ヘッドおよび放射源は、作業面として働くトレイ３６０上を往復運動するように動作することが好ましいフレームまたはブロック１２８に取り付けられることが好ましい。本発明の一部の実施形態では、放射源は、吐出ヘッドによって吐出されたばかりの材料を少なくとも部分的に凝固（例えば硬化）するために、放射源が吐出ヘッドの後に追従するようにブロックに取り付けられる。トレイ３６０は水平に配置される。一般的な取決めに従って、Ｘ‐Ｙ‐Ｚデカルト座標系は、Ｘ‐Ｙ面がトレイ３６０と平行になるように選択される。トレイ３６０は、垂直方向に（Ｚ方向に沿って）、通常は下方に移動するように構成されることが好ましい。本発明の様々な例示的実施形態では、装置１１４は、１つ以上のレベリング装置１３２、例えばローラ３２６をさらに含む。レベリング装置３２６は、新たに形成された層の厚さを、その上に次の層が形成される前に矯正し、平準化し、かつ／または確立するように働く。レベリング装置３２６は、レベリング中に発生した余分な材料を回収するために、廃棄物回収装置１３６を含むことが好ましい。廃棄物回収装置１３６は、廃棄物タンクまたは廃棄物カートリッジに材料を送達する何らかの機構を含んでもよい。
【０１１９】
使用中に、ユニット１６の吐出ヘッドは、本書ではＸ方向と呼ぶ走査方向に移動し、それらがトレイ３６０上を通過する過程で所定の構成に構築材料を選択的に吐出する。構築材料は通常、１種類以上の支持体材料および１種類以上の造形用材料を含む。ユニット１６の吐出ヘッドの通過に続いて、放射源１２６による造形用材料の硬化が行われる。堆積されたばかりの層のためのヘッドの出発点に戻るヘッドの逆方向の通過中に、所定の構成に従って構築材料の追加吐出が実行されてもよい。吐出ヘッドの順方向または逆方向の通過中に、こうして形成された層は、レベリング装置の順方向および／または逆方向の移動中に好ましくは吐出ヘッドの経路に従うレベリング装置３２６によって矯正される。吐出ヘッドがＸ方向に沿ってそれらの出発点に戻ると、吐出ヘッドは、本書ではＹ方向と呼ぶ割出し方向に沿って別の位置に移動し、Ｘ方向に沿った往復運動によって同じ層を構築し続けてもよい。
【０１２０】
代替的に、吐出ヘッドは、順方向および逆方向の移動の間に、または２回以上の順方向‐逆方向移動の後に、Ｙ方向に移動してもよい。単一の層を完成させるために吐出ヘッドによって実行される一連の走査は、本書では単一走査サイクルと呼ばれる。
【０１２１】
層が完成すると、次に印刷される層の所望の厚さに応じて、トレイ３６０は、Ｚ方向に所定のＺレベルまで下降する。この手順は、三次元物体１１２が層毎に形成されるように繰り返される。
【０１２２】
別の実施形態では、トレイ３６０は、層内で、ユニット１６の吐出ヘッドの順方向および逆方向の通過の間に、Ｚ方向に変位されてもよい。そのようなＺ変位は、レベリング装置を１方向に表面と接触させるか又は接触を保証し、かつ他の方向の接触を防止するために実行される。
【０１２３】
システム１１０は、任意選択的にかつ好ましくは、構築材料容器またはカートリッジを含みかつ複数の構築材料を製造装置１１４の印刷ヘッドに供給する、構築材料供給システム又は装置３３０を含む。
【０１２４】
コンピュータ化されたコントローラ（例えば制御ユニット１５２）は、製造装置１１４および任意選択的にかつ好ましくは供給システム３３０をも制御する。コントローラ１５２は通常、制御動作を実行するように構成された電子回路を含む。コントローラ１５２は、コンピュータ物体データ、例えば上述のフォーマットのいずれか（例えばＳＴＬ）の形式でコンピュータ可読媒体に表されたＣＡＤ構成に基づいて、製作指示に関するデジタルデータを送信するデータプロセッサ１５４と通信することが好ましい。通常、コントローラ１５２は、各吐出ヘッドまたはノズルアレイに印加される電圧、およびそれぞれの印刷ヘッドの構築材料の温度を制御する。
【０１２５】
製造データがコントローラ１５２にロードされると、コントローラ１５２は、ユーザの介入なしに動作することができる。一部の実施形態では、コントローラ１５２は、例えばデータプロセッサ１５４を用いて、あるいはユニット１５２と通信するユーザインタフェース１１６を用いて、オペレータから追加の入力を受信する。ユーザインタフェース１１６は、例えばキーボード、タッチスクリーンなど、しかしそれらに限らず、当業界で公知の任意の種類とすることができる。例えばコントローラ１５２は、追加の入力として、１つ以上の構築材料の種類および／または属性、例えば色、特性歪み、および／または転移温度、粘度、電気特性、磁気特性などを受信することができるが、それらに限定されない。他の属性および属性群も考えられる。
【０１２６】
本発明の一部の実施形態による物体のＡＭに適したシステム１０の別の代表的かつ非限定的実施例を図１Ｂ〜図１Ｄに示す。図１Ｂ〜図１Ｄは、システム１０の上面図（図１Ｂ）、側面図（図１Ｃ）、および等角図（図１Ｄ）をそれぞれ示す。
【０１２７】
本実施形態では、システム１０は、トレイ１２と、各々が複数の分離したノズルを有する複数の吐出ヘッド１６、任意選択的にかつ好ましくはインクジェット印刷ヘッドとを備える。トレイ１２は、円板の形状を有することができ、あるいは環状とすることができる。垂直軸線を中心に回転することができることを前提として、非円形の形状も考えられる。
【０１２８】
トレイ１２およびヘッド１６は、任意選択的にかつ好ましくは、トレイ１２とヘッド１６との間の相対的回転運動ができるように取り付けられる。これは、（ｉ）トレイ１２がヘッド１６に対して垂直軸線１４を中心に回転するようにトレイを構成することによって、（ｉｉ）ヘッド１６がトレイ１２に対して垂直軸線１４を中心に回転するようにヘッドを構成することによって、または（ｉｉｉ）トレイ１２およびヘッド１６の両方が垂直軸線１４を中心に、しかし異なる回転速度で回転（例えば逆方向に回転）するように構成することによって、達成されることができる。以下の実施形態は、トレイが、ヘッド１６に対して垂直軸線１４を中心に回転するように構成された回転トレイである構成（ｉ）を特に重点的に記載するが、本願は構成（ｉｉ）および（ｉｉｉ）をも企図していることを理解されたい。本書に記載する実施形態はいずれも、構成（ｉｉ）および（ｉｉｉ）のいずれかに適用できるように調整することができ、本書に記載する詳細を前提として、そのような調整をどのように行うかが当業者には分かるであろう。
【０１２９】
以下の説明では、トレイ１２と平行で軸線１４から外向きの方向を半径方向ｒと呼び、トレイ１２と平行で半径方向ｒに垂直な方向をここでは方位角方向φと呼び、トレイ１２に直角な方向をここでは垂直方向ｚと呼ぶ。
【０１３０】
本書で使用する用語「半径方向位置」とは、軸線１４から特定の距離にあるトレイ１２上またはトレイ１２より上の位置を指す。この用語が印刷ヘッドに関連して使用される場合、この用語は、軸線１４から特定の距離にあるヘッドの位置を指す。この用語がトレイ１２上の点に関連して使用される場合、この用語は、半径が軸線１４から特定の距離にあってその中心が軸線１４にある円を描く点の軌跡に属する任意の点に対応する。
【０１３１】
本書で使用する用語「方位角位置」は、所定の基準点に対して特定の方位角にあるトレイ１２上またはトレイ１２より上の位置を指す。従って、半径方向位置は、基準点に対して特定の方位角を形成する直線を描く点の軌跡に属する任意の点を指す。
【０１３２】
本書で使用する用語「垂直位置」は、特定の点で垂直軸線１４と交差する面全体の位置を指す。
【０１３３】
トレイ１２は、三次元印刷のための水平面として働く。１つ以上の物体が印刷される作業領域は通常、トレイ１２の総面積より小さいが、必ずしもそうである必要はない。本発明の一部の実施形態では、作業領域は環状である。作業領域は符号２６で示される。本発明の一部の実施形態では、トレイ１２は、物体の形成中ずっと、同一方向に連続的に回転し、本発明の一部の実施形態では、トレイは、物体の形成中に少なくとも１回（例えば振動するように）回転方向を逆転する。トレイ１２は、任意選択的にかつ好ましくは取外し可能である。トレイ１２の取外しは、システム１０の保守のために、あるいは希望する場合には、新しい物体を印刷する前にトレイを交換するために、行うことができる。本発明の一部の実施形態では、システム１０には１つ以上の異なる交換トレイ（例えば交換トレイのキット）が提供され、２つ以上のトレイが異なる種類の物体（例えば異なる重量）、異なる動作モード（例えば異なる回転速度）等のために設計される。トレイ１２の交換は、希望に応じて手動または自動にすることができる。自動交換が採用される場合、システム１０は、トレイ１２をヘッド１６の下にあるその位置から取り外して、それを交換トレイ（図示せず）と交換するように構成されたトレイ交換装置３６を含む。図１Ｂの代表図では、トレイ交換装置３６は、トレイ１２を引っ張るように構成された可動アーム４０を持つドライブ３８として示されるが、他の種類のトレイ交換装置も考えられる。
【０１３４】
一部の実施形態では、システム１０は、トレイ１２がトレイ支持構造３０とヘッド１６との間にくるように、ヘッド１６の下に位置するトレイ支持構造３０を含む。トレイ支持構造３０は、ヘッド１６が作動している間に発生することのあるトレイ１２の振動を防止または低減するように働くことができる。印刷ヘッド１６が軸線１４を中心に回転する構成では、トレイ支持構造３０が常にヘッド１６の真下にくるように（トレイ１２と共にヘッド１６とトレイ１２の間で）トレイ支持構造３０も回転することが好ましい。
【０１３５】
トレイ１２および／または印刷ヘッド１６は、任意選択的にかつ好ましくは、トレイ１２と印刷ヘッド１６との間の垂直距離が変動するように垂直方向ｚに沿って垂直軸線１４と平行に移動するように構成される。トレイ１２を垂直方向に沿って移動させることによって垂直距離が変動する構成では、トレイ支持構造３０もトレイ１２と共に垂直方向に移動することが好ましい。トレイ１２の垂直位置は固定されたままで、垂直距離がヘッド１６によって垂直方向に沿って変動する構成では、トレイ支持構造３０もまた固定垂直位置に維持される。
【０１３６】
垂直移動は、垂直ドライブ２８によって確立することができる。ある層が完成すると、次に印刷される層の所望の厚さに応じて所定の垂直間隔だけ、トレイ１２とヘッド１６との間の垂直距離を増大させることができる（例えばヘッド１６に対してトレイ１２を下降させる）。この手順は、三次元物体が層毎に形成されるように繰り返される。
【０１３７】
ヘッド１６の動作、および任意選択的にかつ好ましくは、システム１０の１つ以上の他の構成部品の動作、例えばトレイ１２の移動は、コントローラ２０によって制御される。コントローラは、電子回路および電子回路によって読出し可能な不揮発性記憶媒体を有することができ、記憶媒体は、回路によって読み出されたときに、以下でさらに詳述するように制御動作を回路に実行させるプログラム指示を格納する。
【０１３８】
コントローラ２０はまた、上述のフォーマットのいずれかのコンピュータ物体データに基づいて、製作指示に関するデジタルデータを送信するホストコンピュータ２４と通信することもできる。物体データフォーマットは一般的に、デカルト座標系に従って構成される。このような場合、コンピュータ２４は、コンピュータ物体データにおける各スライスの座標をデカルト座標系から極座標系に変換するための手順を実行することが好ましい。コンピュータ２４は、任意選択的にかつ好ましくは、変換された座標系で製作指示を送信する。代替的に、コンピュータ２４は、コンピュータ物体データによって提供された元の座標系で、製作指示を送信することができ、その場合、座標の変換はコントローラ２０の回路によって実行される。
【０１３９】
座標の変換は、回転トレイ上の三次元印刷を可能にする。従来の三次元印刷では、印刷ヘッドは、静止トレイ上を直線に沿って往復運動する。そのような従来のシステムでは、ヘッドの吐出率が均一であることを前提として、印刷解像度はトレイ上のどの点でも同じである。従来の三次元印刷とは異なり、ヘッド点の全てのノズルが同時にトレイ１２全体で同一距離をカバーするわけではない。座標の変換は、任意選択的にかつ好ましくは、異なる半径方向位置における過剰な材料の均等な量が確保されるように実行される。本発明の一部の実施形態による座標変換の代表例が、物体の３つのスライスを示す図３Ａ〜図３Ｂに提示される（各スライスは物体の異なる層の製作指示に対応する）。図３Ａは、スライスをデカルト座標系で示し、図３Ｂは、座標変換手順がそれぞれのスライスに適用された後の同じスライスを示す。
【０１４０】
通常、コントローラ２０は、製作指示に基づき、かつ下述する格納されたプログラム指示に基づいて、システム１０のそれぞれの構成部品に印加される電圧を制御する。
【０１４１】
一般的に、コントローラ２０は、トレイ１２の回転中に、トレイ１２上で三次元物体を印刷するために構築材料の液滴を層状に吐出するように、印刷ヘッド１６を制御する。
【０１４２】
システム１０は、任意選択的にかつ好ましくは、凝固システム１８を含み、それは、任意選択的にかつ好ましくは、１つ以上の放射源１８を備え、それは、使用する造形用材料に応じて、例えば紫外線もしくは可視光もしくは赤外線ランプ、または他の電磁放射源、または電子ビーム源とすることができる。放射源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、デジタル・ライト・プロセシング（ＤＬＰ）システム、抵抗ランプ等をはじめ、それらに限らず、任意の種類の放射線放出装置を含むことができる。凝固システム１８は、造形用材料を凝固（例えば硬化）させるように働く。本発明の様々な例示的実施形態では、凝固システム１８の動作は、コントローラ２０によって制御され、それは、凝固システム１８を作動させたり停止させたりすることができ、かつ任意選択的に凝固システム１８によって発生する放射線の量も制御することができる。
【０１４３】
本発明の一部の実施形態では、システム１０は、ローラまたはブレードとして製造されることができる１つ以上のレベリング装置３２をさらに含む。レベリング装置３２は、新たに形成された層を、次の層がその上に形成される前に矯正するのに役立つ。一部の任意の実施形態では、レベリング装置３２は、円錐ローラの形状を有し、その対称軸線３４がトレイ１２の表面に対して傾斜し、かつその表面がトレイの表面と平行になるように配置される。この実施形態をシステム１０の側面図で示す（図１Ｃ）。
【０１４４】
円錐ローラは、円錐または円錐台の形状を有することができる。
【０１４５】
円錐ローラの開き角は、その軸線３４に沿った任意の位置における円錐の半径と、その位置と軸線１４との間の距離との比率が一定になるように選択されることが好ましい。ローラが回転する間、ローラの表面上の点ｐはどれも、点ｐの鉛直下方に位置する点のトレイの線速度に比例する（例えば同一の）線速度を有するので、この実施形態は、ローラ３２が層を効率的に平準化することを可能にする。一部の実施形態では、ローラは高さｈ、軸線１４から最も近い距離位置における半径Ｒ１、および軸線１４から最も遠い距離位置における半径Ｒ２を有する円錐台の形状を有する。ここでパラメータｈ、Ｒ１、およびＲ２は、Ｒ１／Ｒ２＝（Ｒ−ｈ）／ｈの関係を満たし、ここでＲは、軸線１４からのローラの最遠距離である（例えばＲは、トレイ１２の半径とすることができる）。
【０１４６】
レベリング装置３２の動作は、任意選択的にかつ好ましくは、コントローラ２０によって制御される。コントローラは、レベリング装置３２を作動させたり停止させたりすることができ、かつ任意選択的に、垂直方向（軸線１４と平行）に沿ったその位置、および／または放射方向（トレイ１２と平行に、軸線１４に近づくかまたはそれから離れる方向）に沿ったその位置をも制御することができる。
【０１４７】
本発明の一部の実施形態では、印刷ヘッド１６は、半径方向ｒに沿ってトレイに対して往復運動するように構成される。これらの実施形態は、ヘッド１６のノズルアレイ２２の長さがトレイ１２上の作業領域２６の半径方向に沿った幅より短いときに、有用である。半径方向に沿ったヘッド１６の運動は、任意選択的にかつ好ましくはコントローラ２０によって制御される。
【０１４８】
一部の任意選択的な実施形態は、異なる吐出ヘッドから異なる材料を吐出することによって物体を製作することを企図している。これらの実施形態は、とりわけ、所定数の材料から材料を選択し、かつ選択された材料およびそれらの特性の所望の組合せを画定する能力を提供する。本実施形態によれば、異なる材料による異なる三次元空間位置の占有を達成するか、あるいは２つ以上の異なる材料による略同一の三次元位置または隣接する三次元位置の占有を達成するように、層における各材料の堆積の空間位置が画定され、層内の材料の堆積後の空間的組合せ、例えば材料のデジタル組合せが可能になり、それによってそれぞれの位置（単数または複数）で第三材料を形成することが可能になる。
【０１４９】
造形用材料の任意の堆積後の組合せまたは混合が企図される。例えば、特定の材料が吐出された後、それはその元の特性を維持することができる。しかし、別の造形用材料または他の吐出材料と同時に、同じ位置あるいは近傍位置で吐出された場合、吐出された材料とは異なる特性を有する複合材料が形成される。
【０１５０】
こうして本実施形態は、広範囲の材料の組合せの堆積を可能にし、かつ物体の各部分を特徴付けるために望ましい特性に応じて、物体の異なる部分を複数の異なる材料の組合せから構成されることができる物体の製作を可能にする。
【０１５１】
印刷ヘッド１６の例示的実施形態を図２Ａ〜図２Ｃに示す。これらの実施形態は、システム１１０およびシステム１０を含め、それらに限らず、上述したＡＭシステムのいずれかに採用することができる。
【０１５２】
図２Ａ〜図２Ｂは、１つ（図２Ａ）および２つ（図２Ｂ）のノズルアレイ２２を持つ印刷ヘッド１６を示す。アレイにおけるノズルは、直線に沿って線状に並ぶことが好ましい。特定の印刷ヘッドが２つ以上の線状・ノズル・アレイを有する実施形態では、ノズルアレイは、任意選択的にかつ好ましくは、相互に平行にすることができる。
【０１５３】
システム１１０と同様のシステムが使用される場合、全ての印刷ヘッド１６は、任意選択的にかつ好ましくは、走査方向に沿ったそれらの位置が互いにずらされ、割出し方向に沿って向き付けられる。
【０１５４】
システム１０と同様のシステムが使用される場合、全ての印刷ヘッド１６は、任意選択的にかつ好ましくは、それらの方位角位置が互いにずらされ、放射状に（放射方向と平行に）向き付けられる。従って、これらの実施形態では、異なる印刷ヘッドのノズルアレイは、互いに平行ではなく、むしろ互いに角度を成しており、その角度はそれぞれのヘッド間の方位角のずれに略等しい。例えば、１つのヘッドは、放射状に向き付け、かつ方位角位置φ１に配置することができ、別のヘッドは、放射状に向き付け、かつ方位角位置φ２に配置することができる。この実施例では、２つのヘッド間の方位角のずれはφ１−φ２であり、２つのヘッドの線状・ノズル・アレイ間の角度もまたφ１−φ２である。一部の実施形態では、２つ以上の印刷ヘッドを組み立てて、１ブロックの印刷ヘッドにすることができる。その場合、そのブロックの印刷ヘッドは一般的に、互いに平行である。幾つかのヘッド１６ａ、１６ｂ、１６ｃを含むブロックが図２Ｃに示される。
【０１５５】
図４は、本発明の一部の実施形態によるＡＭフルカラーシステムの概略図である。一般的に、ＡＭシステム６００（即ち装置）は、構築材料供給システム又は装置６３０、及び構築表面又はトレイ６６０を走査する印刷ブロック又はフレーム６２０を含む、三次元インクジェット印刷装置である。本発明の一つの実施形態では、構築材料供給システム６３０は、材料リザーバ６２５を介してＡＭシステム６００に六つの異なる液体構築材料を供給するための六つの液体構築材料供給カートリッジを含む。物体６５０を印刷するために、カートリッジ「Ｃ」は、シアン色の造形用材料を供給し、カートリッジ「Ｍ」は、マゼンタ色の造形用材料を供給し、カートリッジ「Ｙ」は、イエロー色の造形用材料を供給し、カートリッジ「Ｗ」は、白色の造形用材料を供給し、カートリッジ「Ｋ」は、黒色の造形用材料を供給する。カートリッジ「Ｓ」は、中間構造６５１を形成するため及び／又は三次元物体６５０を印刷するために必要とされる支持体構造の一部を形成するために使用されることができる柔軟材料を供給する。本発明の一部の実施形態によれば、黒色造形用材料の代わりに、カートリッジ「Ｋ」は、剥離可能な犠牲構造６５２の少なくとも一部及び必要により物体自体の一部の領域を印刷するために黒色可撓性材料を供給する。中間構造６５１を形成するための柔軟材料は、ペースト状濃度を有するように選択されてもよく、任意選択的に洗浄可能であるように選択されてもよい。
【０１５６】
本発明の一部の実施形態では、印刷ブロック６２０は、トレイ６６０の上に構築材料を選択的に吐出するために最大三つのインクジェット印刷ヘッド６１６を含む。各印刷ヘッド６１６は、材料リザーバ６２５を介して供給装置６３０の六つのカートリッジの二つから構築材料を受ける。各印刷ヘッドは、例えば図２Ｂに描かれているように二つの線状アレイのノズル６２４を有し、各ノズルアレイは、供給装置６３０によって供給された異なる構築材料を吐出するように専念されている。任意選択的に、二つ以上のノズルアレイは、同じ材料を吐出するように専念されてもよい。
【０１５７】
一般的に、印刷ブロック６２０は、印刷層を平らにするためのレベリング装置６７０、及び印刷層を硬化するための一つ以上の硬化装置６８０をさらに含む。
【０１５８】
印刷ブロック６２０は、作業面として働くトレイ６６０上を往復運動するように動作することが好ましい。トレイ６６０は、水平に位置される。一般的な取決めに従って、Ｘ‐Ｙ‐Ｚデカルト座標系は、Ｘ‐Ｙ面がトレイ６６０と平行になるように選択される。使用中に、一部の例示的な実施形態では、印刷ブロック６２０は、本書ではＸ方向と呼ぶ走査方向に移動し、印刷ヘッド６１６は、トレイ６６０上を通過する過程で所定の構成に構築材料を選択的に吐出する。印刷ヘッド６１６の通過に続いて、硬化装置６８０の一つで構築材料の固化（例えば硬化）が行われる。堆積されたばかりの層のための印刷ブロック６２０の出発点に戻る印刷ブロック６２０の逆方向の通過中に、所定の構成に従って構築材料の追加吐出が実行されてもよく、硬化装置６８０の他方が操作される。任意選択的に、両硬化装置は、いずれか又は両方の方向で操作される。
【０１５９】
印刷ブロック６２０の順方向または逆方向の通過中に、こうして形成された層は、印刷ブロック６２０の順方向および／または逆方向の移動中に好ましくは印刷ヘッド６１６の経路に従うレベリング装置６７０によって矯正されることができる。印刷ブロック６２０がＸ方向に沿ってそれらの出発点に戻ると、印刷ブロック６２０は、本書ではＹ方向と呼ぶ割出し方向に沿って別の位置に移動し、Ｘ方向に沿った往復運動によって同じ層を構築し続けてもよい。代替的に、印刷ブロック６２０は、順方向および逆方向の移動の間に、または２回以上の順方向‐逆方向移動の後に、Ｙ方向に移動してもよい。単一の層を完成させるために吐出ヘッドによって実行される一連の走査は、本書では単一走査サイクルと呼ばれる。
【０１６０】
層が完成すると、次に印刷される層の所望の厚さに応じて、トレイ６６０は、Ｚ方向に所定のＺレベルまで下降する。この手順は、３Ｄ物体６５０が層毎に形成されるように繰り返される。
【０１６１】
制御ユニット６４０は、構築供給システム６３０並びに印刷ブロック６２０に含まれる要素の動作を制御する。制御ユニット６４０は通常、制御動作を実行するように構成された電子回路を含む。制御ユニット６４０は、コンピュータ物体データ、例えばＳｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ（ＳＴＬ）フォーマットなどの形式でコンピュータ可読媒体に表されたＣＡＤ構成に基づいて、製作指示に関するデジタルデータを送信するプロセッサ６４１と通信することが好ましい。通常、プロセッサ６４１は、コンピュータ物体データを記憶するため及びコンピュータ物体データに基づいて製作指示に関するデータを記憶するためのメモリーユニット及び／又はメモリー能力を含む。通常、制御ユニット６４０は、印刷ブロック６２０の要素、例えば各印刷ヘッド６１６又は各ノズルアレイ６２４、硬化ユニット６８０及びローラー６７０に付与される電圧、並びに構築材料供給装置６３０における六つのカートリッジ６３１の各々からの構築材料の供給を制御する。
【０１６２】
製造データが制御ユニット６４０にロードされると、ＡＭシステム６００は、ユーザの介入なしに動作することができる。一部の実施形態では、制御ユニット６４０は、例えばデータプロセッサ６４１を用いて、あるいはユニット６４０と通信するユーザインタフェース６４２を用いて、オペレータから追加の入力を受信する。
【０１６３】
図５Ａ及び５Ｂは、本発明の一部の実施形態によるＡＭシステムの材料リザーバの例示的な平面図及び透視図である。材料リザーバ６２５は、構築材料を供給システム６３０から印刷ヘッド６１６に向けるための複数の別個の区画６０８を含む（図４参照）。材料リザーバ６２５の各区画６０８は、一つ以上の出口を有する画定された通路として造形されることができ、それを通って材料が印刷ヘッド６１６中に導入される。任意選択的に、出口は、区画６０８の各端６０９に位置される。本発明の一部の実施形態によれば、区画６０８ａは、第一印刷ヘッド６１６において二つの異なる構築材料を二つの別個のアレイのノズルに供給するように設計され、区画６０８ｂは、第二印刷ヘッド６１６において二つの異なる構築材料を二つの別個のアレイのノズルに供給するように設計され、区画６０８ｃは、第三印刷ヘッド６１６において二つの異なる構築材料を二つの別個のアレイのノズルに供給するように設計される。一般的に、単一印刷ヘッド６１６の第一及び第二アレイは、重複せず、両アレイは、二つの異なる構築材料を印刷するために同時に使用されることができる。
【０１６４】
一つの例示的な実施形態では、リザーバ６２５は、四つの異なる色の造形用材料に加えて柔軟材料及び可撓性黒色材料のルートを決定する。六つの異なる構築材料は、それゆえ三つのデュアルノズルアレイ印刷ヘッド６１６を介して堆積され（即ち、吐出され）、フルカラー３Ｄ物体６５０は、剥離可能な可撓性犠牲構造とともに製造され、それは、例えば家庭又はオフィス環境では除去しやすい。
【０１６５】
図６は、本発明の様々な実施形態による方法のフローチャート図である。この方法は、剥離可能な犠牲構造を用いて、いかなる物体（人工的な医療構造（例えば歯科構造）、型、及び電子装置のためのハウジングが挙げられるが、これらに限定されない）も製作するために使用されることができる。
【０１６６】
この方法は、２００で開始し、任意選択的にかつ好ましくは、２０１に進み、そこで上述のフォーマットのいずれかのコンピュータ物体データを受けとる。方法は、２０２に進むことができ、そこで構築材料の層が吐出される。構築材料は、造形用材料、可撓性材料、及び／又は柔軟材料であることができる。本発明の一部の実施形態では、方法は、個々の層に対して造形用材料の一つ以上の領域、可撓性材料の一つ以上の領域、及び柔軟材料の一つ以上の領域を選択的に吐出する。造形用材料は、物体の形状に対応する構成パターンでかつコンピュータ物体データに従って吐出されることが好ましい。
【０１６７】
方法は、任意選択的にかつ好ましくは、２０３に進み、そこで吐出された構築材料が凝固される。凝固プロセスのタイプは、吐出された材料のタイプに依存する。例えば、構築材料がＵＶ硬化性であるとき、凝固は、ＵＶ放射線を付与することを含み、構築材料が他の放射線（例えば赤外又は可視光）によって硬化されるとき、凝固は、構築材料を硬化する波長の放射線を付与することを含む。
【０１６８】
動作２０２及び２０３、及び一部の実施形態では２０１も、複数の層が連続して吐出及び凝固され、層の物体データ又は画定されたブロックが完了２０４するように複数回連続して実施されることが好ましい。これは、動作２０４から動作２０１へのループバック矢印として図６に示されている。任意選択的に、動作２０４は、動作２０２にループバックされることができる。層は、主に固体の造形用材料（例えば５１〜１００％）を含む三次元物体、主に可撓性材料（例えば８０〜１００％）を含む犠牲構造、及び主に柔軟材料（例えば８０〜１００％）を含む中間構造を形成するように吐出される。本発明の一部の実施形態では、方法は、層の少なくとも一つに対してデジタル材料を吐出する。
【０１６９】
いったん全ての層が形成されると、方法は、好ましくは２０５に進み、そこで剥離力が犠牲構造に付与され、好ましくは全体で、中間構造として使用される柔軟材料の一部又は全てとともに、三次元物体から犠牲構造を分離する。好ましくは、剥離は、乾燥環境で実施される。本明細書に記載された発明の実施形態のいずれかの一部によれば、剥離力の大きさは、約１Ｎ〜約２０Ｎ、例えば約５Ｎ又は約１０Ｎ又は約１５Ｎである。任意選択的に、いったん犠牲構造が除去されると、３Ｄ物体が、好ましくは例えば環境に優しい液体（例えば水）で洗浄され、その表面の柔軟材料の残留物を除去する。
【０１７０】
方法は、２０６で終了する。
【０１７１】
本発明の一部の実施形態による剥離での犠牲構造の除去は、加熱あり又はなしで溶剤に溶解させるようなウォータージェット又は他の化学的方法が使用される従来技術とは似ていない。
【０１７２】
本発明者は、多くの場合において支持体の従来の除去が危険な材料、熟練者を必要とする手による仕事及び／又は特別な装置、保護衣服、及び費用のかかる廃棄物処理を伴いうることを見出した。本発明者は、溶解プロセスが拡散動態によって制限され、極めて長い時間を要求するかもしれないことを認識した。本発明者はまた、ある場合において、物体の表面から、支持体材料又は硬化された造形用材料と支持体材料の混合物のような残留物質の痕跡を除去するための後処理が必要であることを認識した。本発明者はさらに、高い温度を要求する除去がまた、不便で特別な装置を要求する点で問題になりうることを認識した。
【０１７３】
これらの問題に対する解決策に対する研究において、本発明者は、ウォータージェット、化学プロセス、及び／又は高い温度を必要とせずに、剥離によって犠牲構造の除去を容易にする製作技術を考えた。剥離による犠牲構造の効果的な除去は、二つ以上の方法で確実にされることができる。
【０１７４】
本発明の一部の実施形態では、犠牲構造は、可撓性材料から作られた犠牲層のスタックを含む。いかなる可撓性材料、例えばエラストマー材料も使用することができる。本発明の一部の実施形態によるエラストマー材料として使用するために好適なエラストマー材料の代表例は、以下に与えられ、さらに２０１６年５月２９日出願の米国仮特許出願第６２／３４２９７０に対して優先権を主張する「ゴム状材料の付加製造」という名称の国際特許出願に詳述され、その内容は、参考としてその全体をここに組み入れる。
【０１７５】
図７Ａは、本発明の一部の実施形態による、柔軟材料と可撓性材料の組み合わせで印刷物体を支持するための例示的な方法の簡略化されたフローチャートである。一部の実施形態によれば、三次元インクジェット付加製造システムによって印刷された物体のための支持体構造は、二つの異なる材料を含むことができる。一つの材料は、本明細書に記載されるような印刷プロセスの終わりに物体から剥離される剥離可能な構造を形成するように構成される可撓性材料（例えばエラストマー材料）であることができ、他の材料は、物体と剥離可能な材料の間に中間柔軟構造を与え、かつ到達することが難しい容積、例えば犠牲構造を剥離することができない部分的に包囲された容積を満たすために使用されることができる柔軟材料であることができる。
【０１７６】
任意選択的に、柔軟材料は、水溶性、例えばいかなる専用装置もなしで水に浸漬することによって除去されることができるゲル状フォトポリマーであることができる。任意選択的に、柔軟材料は、支持体材料ＳＵＰ７０５（商品名）、ＳＵＰ７０６（商品名）もしくはＳＵＰ７０７（商品名）、又はこれらの組み合わせであることができ、全てイスラエルのＳｔｒａｔａｓｙｓ（登録商標）Ｌｔｄ．によるものである。任意選択的に、柔軟材料は、ペースト状濃度を有することができ、任意選択的に洗浄可能であるように選択されることができる。
【０１７７】
一部の実施形態では、可撓性の剥離可能な材料は、例えばＴａｎｇｏＰｌｕｓ（商品名）ＦＬＸ  ９３０（ショア２７Ａ）、ＴａｎｇｏＢｌａｃｋＰｌｕｓ（商品名）ＦＬＸ  ９８０（ショア２７Ａ）、ＴａｎｇｏＧｒａｙ（商品名）ＦＬＸ９５０（ショア７０Ａ）、ＴａｎｇｏＢｌａｃｋ（商品名）ＦＬＸ９７３（ショア７０Ａ）、Ａｇｉｌｕｓ３０（商品名）Ｃｌｅａｒ  ＦＬＸ９３５（ショア３０Ａ）、又はＡｇｉｌｕｓ３０（商品名）Ｂｌａｃｋ  ＦＬＸ９８５（ショア３０Ａ）、又はそれらの組み合わせによって形成されることができ、全てイスラエルのＳｔｒａｔａｓｙｓ（登録商標）Ｌｔｄ．によるものである。代替的に又は追加的に、可撓性の剥離可能な材料は、専用処方、例えばＳＵＰ７０５（商品名）、ＳＵＰ７０６（商品名）及び／又はＶｅｒｏ（商品名）材料のデジタル組み合わせによって形成されることができ、全てイスラエルのＳｔｒａｔａｓｙｓ（登録商標）Ｌｔｄ．によるものである。
【０１７８】
一部の実施形態によれば、方法は、コンピュータ物体データを受けることで開始する（５０５）。コンピュータ物体データは、３Ｄ物体を形成するために造形用材料で優先的に印刷される領域、及び支持構造を形成するために他の構築材料（例えば可撓性材料及び／又は柔軟材料）で優先的に印刷される領域を含むことができる。支持構造として使用される領域は、特定され（５１０）、造形用材料で印刷される領域から区別されることができる。支持構造のある部分は、可撓性の剥離可能材料、例えばエラストマー材料で印刷されることができ（５１５）、支持構造の他の部分は、柔軟材料で印刷されるように選択されることができる（５２０）。選択に基づいて、印刷が実施される（５２５）。印刷後、ユーザーは、可撓性材料を剥離し、任意選択的に物体にまだ付いている柔軟材料のいずれかの残留物を洗い流すか又は水中に残留物の付いている物体を浸漬し、残りの柔軟材料を溶解し、完全にきれいな印刷された物体を与えることができる。
【０１７９】
一部の実施形態では、柔軟材料は、深くて狭い穴又は物体構造によって規定されうる他の到達困難である及び／又は隠れている容積（例えば部分的に包囲された容積）を満たすために印刷される。柔軟材料はまた、もし引張力又は剥離力が近くで付与されるなら破壊を受けやすい３Ｄ物体の脆い特徴を保護するために使用されることができる。一部の実施形態では、柔軟材料は、印刷物体と可撓性材料から作られた犠牲構造の間の中間構造を与え、物体からの犠牲構造の分離を容易にする。柔軟材料の厚さは、例えば１〜１０ボクセル、１〜２５ボクセル、１〜５０ボクセル、又は１０〜２００ミクロン、１０〜５００ミクロン、又は１０〜１０００ミクロンであることができる。任意選択的に、柔軟材料の厚さは、配向の関数であることができる。一部の実施形態では、柔軟材料の分離層は、水平方向の分離層と比較するとＺ方向（鉛直方向）に薄くなるように規定されることができる。分離層の厚さはまた、プリンターの属性、並びに物体を構築するために使用される一種以上の材料の物理的、化学的及び／又は他の特性の関数であることができる。
【０１８０】
剥離可能な可撓性材料の機械的特性は、その厚さ及びジオメトリーに依存する。任意選択的に、剥離可能な可撓性材料の厚さは、希望の機械的特性に基づいて規定されることができる。例えば、剥離可能な材料の薄い層は、可撓性であることができ、厚い層より剥離が容易であることができる。任意選択的に、剥離可能な可撓性材料から形成された犠牲構造の少なくとも一部の曲げ弾性率は、２０００ＭＰａ〜４０００ＭＰａである。任意選択的に、格子のようなパターンは、希望の機械的特性を達成するために剥離可能な可撓性材料と柔軟材料の組み合わせで規定されることができる。
【０１８１】
図７Ｂは、本発明の一部の実施形態による、ＡＭシステムでカラー印刷するための例示的な方法の簡略化されたフローチャートである。任意選択的に、ＡＭシステムは、黒色造形（即ち強い）材料を含まず、代わりに黒色可撓性材料を使用することができる。方法は、黒色で印刷される３Ｄ物体の領域に対応するコンピュータ物体データを特定することで開始する（５３０）。一部の実施形態によれば、印刷物体中の黒色の区域又は要素は、異なるカラー造形材料（例えばＣＭＹ）の組み合わせで、黒色可撓性材料のみで、又はカラー造形材料と黒色可撓性材料の組み合わせで印刷されることができる。一部の実施形態では、黒色可撓性材料のみで又は造形材料の組み合わせで黒色領域を印刷するかの決定がなされる。任意選択的に、もし黒色で印刷するためのデータが黒色で印刷されるように指定された物体内の大きな容積の一部であるなら（５３５）、その領域は、任意選択的にある量の黒色可撓性材料と組み合わせて（５５０）、黒色造形材料を作成するようにデジタル的に組み合わせられる異なる色の造形材料で印刷されることができる。そうでなければ、黒色で印刷するためのデータが小さい容積の部分であるとき、その領域は、黒色可撓性材料で印刷され、真の黒色を得、この目的のための造形材料の消費を減少することが好ましい（５４０）。物体表面における微細な外部ディテール又は構造に対して、表面特性（例えば薄い壁）を維持するために造形用材料の組み合わせが好ましい。
【０１８２】
図８Ａ及び８Ｂは、ともに本発明の一部の実施形態による、剥離可能な可撓性材料及び中間柔軟構造で物体を印刷するための二つの異なる構成の概略図である。剥離可能な可撓性材料は、例えば犠牲構造を形成するエラストマー材料である。物体７１５又は７１６は、層で印刷され、層構築プロセス中に柔軟材料７１０及び剥離可能な可撓性材料７０５によって形成された犠牲構造７０６内に包囲される。一部の実施形態では、剥離可能な可撓性材料７０５で印刷される部分は、分割されることができる。一部の例では、分割は、例えば剥離可能な材料７０５の区域間を柔軟材料７１０のストリップで分離することによって、剥離可能な材料７０５の除去を容易にするために犠牲構造を複数の区域に分割することによってなされてもよい。他の例では、分割は、除去をさらに容易にするために、例えば露出される（即ち、犠牲構造の表面で見える）柔軟材料７１０のストリップと剥離可能な可撓性材料７０５の表面を分離するように破壊することによって形成されてもよく、又は追加的に形成されてもよい。物体７１６の図８を参照すると、一部の実施形態では、タブ７５５が剥離可能な可撓性材料７０５で選択的に形成され、その除去を開始するために可撓性材料の容易な把持を可能にすることができる。任意選択的に、剥離可能な可撓性材料７０５は、例えば分割の表面に露出されることができる柔軟材料７１０によって、タブ７５５の近くで分割されることができる。
【０１８３】
図９Ａ及び９Ｂは、全て本発明の一部の実施形態による、大きい支持体容積を含む物体であって、剥離可能な可撓性材料７０５及び柔軟材料７１０の中間構造で包囲された物体を印刷するための二つの異なる構成の概略図である。大きい容積の支持体、即ち犠牲構造７０６が物体７１７を構築するために付与されるとき、犠牲構造７０６における剥離可能な可撓性材料７０５の塊は、印刷プロセスの終わりに除去することは難しいかもしれない。一部の実施形態では、柔軟材料７１０は、容積７０６の一部を満たすために付与されることができる。任意選択的に、柔軟材料７１０は、剥離可能な可撓性材料７０５で封入されることができる。柔軟材料７１０を加えることにより容積７０６を軟化し、従ってそれは、より容易に除去されることができる。さらに、剥離可能な可撓性材料７０５で柔軟材料７１０を封入することによって、容積７０６は、剥離可能な可撓性材料７０５に含まれる柔軟材料７１０を維持しながら除去されることができ、それによって柔軟材料７１０の除去で起こりうるいかなる潜在的な汚れ又は残留物も回避し、印刷物体７１７の機械的特性を改良する。
【０１８４】
図１０Ａ及び１０Ｂは、本発明の一部の実施形態による、剥離可能な可撓性材料及び中間柔軟構造を含む犠牲構造７０６とともに印刷され、かつ閉ループジオメトリーを有する物体７１８の概略図である。図１０Ａは、トレイ又は印刷面に対して垂直に印刷された例示的な閉ループ物体の断面であり、図１０Ｂは、トレイ又は印刷面に対して水平方向に印刷された閉ループ物体の概略３Ｄ画像である。両場合において、閉ループジオメトリー及び中空区域７０７を有する物体７１８を印刷するとき、前記物体を形成するために要求される犠牲構造７０６は、除去することが難しいかもしれない。即ち、印刷の完了で剥離することが難しいかもしれない。その場合において、剥離プロセスを容易にするために、剥離可能な可撓性材料７０５は、物体７１８の内周及び／又は外周の少なくとも一部に沿って柔軟材料の裂け目を有するように印刷されるように規定されることができ、物体７１８からの可撓性材料７０５の剥離は、印刷プロセス後に開始されることができる。柔軟材料７１０は、裂け目で露出されることができ、（例えば図１０Ｂに示すように）裂け目で剥離可能な可撓性材料７０５を分離するために与えることができる。裂け目は、閉ループジオメトリーを有する物体７１８から可撓性材料７０５を除去することを容易にする。
【０１８５】
図１１Ａ，１１Ｂ、及び１１Ｃは、全て本発明の一部の実施形態による、穴を含む物体であって、剥離可能な可撓性材料から形成された犠牲構造及び中間柔軟材料で包囲された物体を印刷するための三つの異なる構成の概略側面図である。一部の実施形態では、物体７１９のジオメトリーは、狭い開口を有するキャビティ７２９を規定することができる。図１１Ａに示された構築物体７１９は、キャビティ７２９内に剥離する可撓性材料７０５の塊を含むだろう。この構成では、キャビティ７２９から可撓性材料７０５を剥離することが難しいかもしれない。代替的に、物体７１９は、図１１Ｂに示されるようにキャビティ７２９を満たす柔軟な支持体材料７１０と共に、又は可撓性材料７０５が容易に除去されるように図１１Ｃに示されるようなテーパリングでキャビティ７２９中に部分的に侵入する可撓性材料７０５及びキャビティ７２９の実質的な部分を満たす柔軟な支持体材料７１０と共に印刷されるように規定されることができる。図１１Ｃに示されるような構成では、クリーニング時間は、図１１Ｂに示されるものと比べて柔軟な支持体材料７１０の容積の減少に基づいて減少されることができる。
【０１８６】
図１２Ａ，１２Ｂ、及び１２Ｃは、全て本発明の一部の実施形態による、高いアスペクト比のキャビティを含む物体であって、剥離可能な可撓性材料を含む犠牲構造及び中間柔軟構造で包囲された物体を印刷するための三つの異なる構成の概略図である。物体７２０は、高いアスペクト比のキャビティ７２１を含む。一つの構成では、キャビティ７２１は、図１２Ａに示されているように印刷プロセス中に可撓性材料７０５で満たされることができる。一部の実施形態では、図１２Ａに示される構成に基づいて印刷プロセスの終わりに可撓性材料７０５を除去することは、難しいかもしれない。キャビティ７２１のジオメトリーのため、可撓性材料７０５の上での引っ張りの間に付与される剪断力は、可撓性材料７０５を破壊することができ、犠牲構造から物体７２０を完全に分離することを困難にするかもしれない。代替的に、一部の実施形態では、キャビティ７２１は、図１２Ｂに示されるように柔軟材料７１０で完全に満たされるように、又は図１２Ｃに示されるように柔軟材料７１０で部分的に満たされるように規定されることができる。図１２Ｃに示された例では、物体７２０は、印刷プロセスの終わりに物体７２０からの容易な分離のためにテーパ付きのジオメトリーでキャビティ７２１中に侵入する可撓性材料７０５と共に印刷される。
【０１８７】
図１３Ａ，１３Ｂ、及び１３Ｃは、全て本発明の一部の実施形態による、犠牲構造を形成する周囲の可撓性材料を有する脆い特徴を含む物体を印刷するための三つの異なる構成の概略図である。物体７２２は、一つの脆い特徴７２３又は二つ以上の脆い特徴を含むことができる。一部の実施形態では、印刷プロセスの終わりに物体７２２を露出するために可撓性材料７０５の上での引っ張りの間に脆い特徴７２３を破壊することを避けるために柔軟な材料７１０の厚い層で物体７２２の脆い特徴７２３を詰めることが望ましい。
【０１８８】
一部の実施形態では、図１３Ａに示されるような物体７２２のまわりに実質的に同じ厚さである柔軟材料７１０の層は、脆い特徴７２３を保護するために十分でないかもしれない。代替的に、一部の実施形態では、脆い特徴７２３は、印刷前に特定されることができ、図１３Ｂ及び１３Ｃに示されるように脆い特徴７２３をカバーするために柔軟材料７１０のより厚い層が選択されることができる。脆い特徴７２３のまわりの柔軟材料７１０の層の厚さ及び形状は、保護を与えるために必要とされる材料の量を一定に保持し、かつ柔軟材料７１０の除去と関連したクリーニング時間を一定に保持しながら、適切な保護を与えるようにカスタマイズされることができる。少ない支持体材料（例えば剥離可能な可撓性材料及び／又は柔軟材料）を有する任意選択的な構成が、例えば図１３Ｃに示されている。
【０１８９】
以下は、本発明の一部の実施形態による可撓性材料として使用するために好適なエラストマー材料の記載である。
【０１９０】
本明細書に記載されるエラストマー配合物は、エラストマー材料を含む。任意選択的にかつ好ましくは、エラストマー配合物はまた、シリカ粒子を含む。
【０１９１】
表現「エラストマー材料」は、（例えば硬化エネルギー（これに限定されない）のようなエネルギーにさらすと）凝固後にエラストマー（ゴム、又はゴム状材料）の特性を獲得する、本明細書に規定されるような凝固性（硬化性）材料を記載する。
【０１９２】
エラストマー材料は、一般的に、重合された及び／又は架橋された材料に弾性を与える部分に連結された、好適な硬化エネルギーにさらすと重合を受ける一種以上の重合可能な（硬化可能な）基を含む。かかる部分は、一般的に本明細書に規定されるような、アルキル、アルキレン鎖、炭化水素、アルキレングリコール基又は鎖（例えばオリゴ又はポリ（アルキレングリコール））、本明細書に規定されるような、ウレタン、オリゴウレタン、又はポリウレタン部分、及び類似物、さらに前述のいずれかの組み合わせを含み、本明細書において「エラストマー部分」として言及される。
【０１９３】
本発明の一部の実施形態によるエラストマー単官能硬化性材料は、式Ｉによって表わされるビニル含有化合物であることができる：
2021509370.tif 000003
式中、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一つは、本明細書に規定されるようなエラストマー部分であるか、及び／又はそれを含む。
【０１９４】
式Ｉ中の＝ＣＨ２基は、重合可能な基を表わし、一部の実施形態によれば、ＵＶ硬化性基であり、従って可撓性材料は、ＵＶ硬化性材料である。
【０１９５】
例えば、Ｒ１は、本明細書に規定されるようなエラストマー部分であるか、又はそれを含み、Ｒ２は、例えば、それが硬化された材料のエラストマー特性を妨げない限り、水素、Ｃ（１−４）アルキル、Ｃ（１−４）アルコキシ、又はいずれかの他の置換基である。
【０１９６】
一部の実施形態では、Ｒ１は、カルボキシレートであり、化合物は、単官能アクリレートモノマーである。これらの実施形態の一部では、Ｒ２は、メチルであり、化合物は、単官能メタクリレートモノマーである。Ｒ１がカルボキシレートでありかつＲ２が水素又はメチルである硬化性材料は、本明細書において集合的に「（メタ）アクリレート」として言及される。
【０１９７】
これらの実施形態のいずれかの一部では、カルボキシレート基−Ｃ（＝Ｏ）−ＯＲａは、本明細書に記載されるようなエラストマー部分であるＲａを含む。
【０１９８】
一部の実施形態では、Ｒ１は、アミドであり、化合物は、単官能アクリルアミドモノマーである。これらの実施形態の一部では、Ｒ２は、メチルであり、化合物は、単官能メタクリルアミドモノマーである。Ｒ１がアミドでありかつＲ２が水素又はメチルである硬化性材料は、本明細書において集合的に「（メタ）アクリルアミド」として言及される。
【０１９９】
（メタ）アクリレート及び（メタ）アクリルアミドは、本明細書において集合的に（メタ）アクリル材料として言及される。
【０２００】
一部の実施形態では、Ｒ１は、環状アミドであり、一部の実施形態では、それは、ラクタムのような環状アミドであり、化合物は、ビニルラクタムである。一部の実施形態では、Ｒ１は、ラクトンのような環状カルボキシレートであり、化合物は、ビニルラクトンである。
【０２０１】
Ｒ１及びＲ２の一方又は両方がポリマー又はオリゴマー部分を含むとき、式Ｉの単官能硬化性化合物は、例示的なポリマー又はオリゴマー単官能硬化性材料である。そうでなければ、それは、例示的なモノマー単官能硬化性材料である。
【０２０２】
多官能エラストマー材料では、二つ又はそれより多い重合可能な基は、本明細書に記載されるようなエラストマー部分によって互いに連結される。
【０２０３】
一部の実施形態では、多官能エラストマー材料は、本明細書に記載されるような式Ｉによって表わされることができ、そこではＲ１は、本明細書に記載されるような重合可能な基によって終わるエラストマー材料を含む。
【０２０４】
例えば、二官能エラストマー材料は、以下の式Ｉ＊によって表わされることができる：
2021509370.tif 000004
式中、Ｅは、本明細書に記載されるようなエラストマー連結部分であり、Ｒ’２は、Ｒ２に対して本明細書に規定されたようなものである。
【０２０５】
別の例では、三官能エラストマー材料は、以下の式ＩＩによって表わされることができる：
2021509370.tif 000005
式中、Ｅは、本明細書に記載されるようなエラストマー連結部分であり、Ｒ’２及びＲ”２は、各々独立して、Ｒ２に対して本明細書に規定されたようなものである。
【０２０６】
一部の実施形態では、多官能（例えば二官能、三官能、又はそれより多い官能）エラストマー材料は、集合的に以下の式ＩＩＩによって表わされることができる：
2021509370.tif 000006
式中、Ｒ２及びＲ’２は、本明細書に規定されるようなものであり、
Ｂは、（Ｘ１の性質に依存して）本明細書に規定されるような二官能又は三官能枝分かれ単位であり、
Ｘ２及びＸ３は、各々独立して、存在しないか、本明細書に記載されるようなエラストマー部分であるか、又はアルキル、炭化水素、アルキレン鎖、シクロアルキル、アリール、アルキレングリコール、ウレタン部分、及びそれらのいずれかの組み合わせから選択され、
Ｘ１は、存在しないか、又はアルキル、炭化水素、アルキレン鎖、シクロアルキル、アリール、アルキレングリコール、ウレタン部分、及びエラストマー部分（各々は、任意選択的にメタ（アクリレート）部分（Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）ＣＲ”２＝ＣＨ２）によって置換（例えば終了）される）、及びそれらのいずれかの組み合わせから選択され、又はＸ１は、以下のものである：
2021509370.tif 000007
式中、曲線は、結合点を表わし、
Ｂ’は、枝分かれ単位であり、それは、Ｂと同じであるか又はＢとは異なり、
Ｘ’２及びＸ’３は、各々独立して、Ｘ２及びＸ３に対して本明細書に規定されるようなものであり、
Ｒ”２及びＲ”’２は、Ｒ２及びＲ’２に対して本明細書に規定されるようなものであり、
【０２０７】
但し、Ｘ１、Ｘ２、及びＸ３の少なくとも一つは、本明細書に記載されるようなエラストマー部分であるか、又はそれを含む。
【０２０８】
本明細書に使用される用語「枝分かれ単位（ユニット）」は、複数のラジカル、好ましくは脂肪族又は脂環族基を記載する。「複数のラジカル」によって、連結部分が二つ以上の結合点を持ち、従ってそれが二つ以上の原子及び／又は基もしくは部分の間で連結することが意味される。
【０２０９】
即ち、枝分かれ単位は、物質の単一の位置、基、又は原子に結合されるとき、この単一の位置、基、又は原子に連結される二つ以上の官能基を作り、従って単一の官能を二つ以上の官能に「枝分かれする」化学部分である。
【０２１０】
一部の実施形態では、枝分かれ単位は、二つ、三つ、又はそれより多い官能基を持つ化学部分から誘導される。一部の実施形態では、枝分かれ単位は、本明細書に記載されるような枝分かれされたアルキル又は枝分かれした連結部分である。
【０２１１】
４つ以上の重合可能な基を具備する多官能エラストマー材料もまた、考えられ、式ＩＩＩに与えられるものと同様の構造（但し、例えばより大きい枝分かれを有する枝分かれ単位Ｂを含むか、又は本明細書に規定されたような二つの（メタ）アクリレート部分を具備するＸ１部分を含む）、又は式ＩＩに与えられたものと同様の構造（但し、例えばエラストマー部分に結合される別の（メタ）アクリレート部分を含む）を具備することができる。
【０２１２】
一部の実施形態では、エラストマー部分（例えば、式Ｉ中のＲａ又は式Ｉ＊、ＩＩ及びＩＩＩ中のＥとして示される部分）は、アルキルであるか、又はそれを含み、それは、直線状であるか又は枝分かれされることができ、それは、好ましくは３つもしくはそれより多い又は４つもしくはそれより多い炭素原子；好ましくは３つもしくはそれより多い又は４つもしくはそれより多い長さの炭素原子のアルキレン鎖；本明細書に規定されるようなアルキレングリコール、オリゴ（アルキレングリコール）、又は好ましくは４つもしくはそれより多い原子の長さの本明細書に規定されるようなポリ（アルキレングリコール）、好ましくは４つもしくはそれより多い炭素原子の長さの本明細書に規定されるようなウレタン、オリゴウレタン、又はポリウレタン、及びそれらの組み合わせである。
【０２１３】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、エラストマー材料は、本明細書に記載されるような（メタ）アクリル硬化性材料であり、一部の実施形態では、それは、アクリレートである。
【０２１４】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、エラストマー材料は、単官能エラストマー硬化性材料であるか又はそれを含み、一部の実施形態では、単官能エラストマー材料は、式Ｉによって表わされ、式中、Ｒ１は、−Ｃ（＝Ｏ）−ＯＲａであり、Ｒａは、本明細書に規定されるように、アルキレン鎖（例えば４つもしくはそれより多い、好ましくは６つもしくはそれより多い、好ましくは８つもしくはそれより多い炭素原子の長さ）、又はポリ（アルキレングリコール）鎖である。
【０２１５】
一部の実施形態では、エラストマー材料は、多官能エラストマー材料であるか又はそれを含み、一部の実施形態では、多官能エラストマー材料は、式Ｉ＊によって表わされ、式中、Ｅは、本明細書に規定されるように、アルキレン鎖（例えば４つもしくはそれより多い、又は６つもしくはそれより多い炭素原子の長さ）、及び／又はポリ（アルキレングリコール）鎖である。
【０２１６】
一部の実施形態では、エラストマー材料は、多官能エラストマー材料であるか又はそれを含み、一部の実施形態では、多官能エラストマー材料は、式ＩＩによって表わされ、式中、Ｅは、枝分かれしたアルキル（例えば３つもしくはそれより多い、又は４つもしくはそれより多い、又は５つもしくはそれより多い炭素原子の長さ）である。
【０２１７】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、エラストマー材料は、例えば式Ｉ、Ｉ＊、ＩＩ又はＩＩＩのエラストマーアクリレート又はメタクリレート（アクリル又はメタクリルエラストマーとしても言及される）であり、一部の実施形態では、アクリレート又はメタクリレートは、硬化されたとき、ポリマー材料が０℃より低い又は−１０℃より低いＴｇを具備するように選択される。
【０２１８】
例示的なエラストマーアクリレート及びメタクリレート硬化性材料は、２−プロペン酸、２−［［（ブチルアミノ）カルボニル］オキシ］エチルエステル（例示的なウレタンアクリレート）、及び商品名ＳＲ３３５（ラウリルアクリレート）及びＳＲ３９５（イソデシルアクリレート）（Ｓａｒｔｏｍｅｒによる）の下で販売される化合物を含むが、それらに限定されない。他の例は、商品名ＳＲ３５０Ｄ（三官能トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ））、ＳＲ２５６（２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート）、ＳＲ２５２（ポリエチレングリコール（６００）ジメタクリレート）、ＳＲ５６１（アルコシキル化ヘキサンジオールジアクリレート）（Ｓａｒｔｏｍｅｒによる）の下で販売される化合物を含む。
【０２１９】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、エラストマー材料は、本明細書に記載されるような各実施形態のいずれかにおいて、一種以上の単官能エラストマー材料（例えば式Ｉで表わされるような単官能エラストマーアクリレート）及び一種以上の多官能（例えば二官能）エラストマー材料（例えば式Ｉ＊、ＩＩ、又はＩＩＩで表わされるような二官能エラストマーアクリレート）を含む。
【０２２０】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、エラストマー材料の全量は、それを含むエラストマー配合物の全量の少なくとも４０％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも６０％であり、最大７０％、又はさらに最大８０％であることができる。
【０２２１】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、エラストマー配合物は、シリカ粒子をさらに含む。
【０２２２】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、シリカ粒子は、１ミクロンより小さい平均粒子サイズを持ち、即ちシリカ粒子は、サブミクロン粒子である。一部の実施形態では、シリカ粒子は、０．１ｎｍ〜９００ｎｍ、又は０．１ｎｍ〜７００ｎｍ、又は１ｎｍ〜７００ｎｍ、又は１ｎｍ〜５００ｎｍ、又は１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の平均粒子サイズを持ち、それらの間のいずれの中間値及び下位範囲を含む、ナノ粒子である。
【０２２３】
一部の実施形態では、かかる粒子の少なくとも一部は、配合物に導入されると凝集することができる。これらの実施形態の一部では、凝集体は、３ミクロン以下、又は１．５ミクロン以下の平均サイズを持つ。
【０２２４】
サブミクロンシリカ粒子のいずれかの商業的に入手可能な配合物は、本実施形態の文脈において使用可能であり、それらは、ヒュームドシリカ、コロイドシリカ、沈降シリカ、層状シリカ（例えばモンモリロナイト）、及びシリカ粒子のエアロゾル支援自己集合を含む。
【０２２５】
シリカ粒子は、疎水性又は親水性表面を具備するようなものであることができる。粒子の表面の疎水性又は親水性は、粒子上の表面基の性質によって決定される。
【０２２６】
シリカが処理されないとき、即ち実質的にＳｉ及びＯ原子から構成されるとき、粒子は、一般的にシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）表面基を具備し、それゆえ親水性である。未処理（未被覆）コロイドシリカ、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、及び層状シリカは、全て親水性表面を具備し、親水性シリカと考えられる。
【０２２７】
層状シリカは、表面基として４級アンモニウム及び／又はアンモニウムによって終わる長鎖炭化水素を具備するように処理されることができ、その表面の性質は、炭化水素鎖の長さによって決定される。疎水性シリカは、疎水性基が粒子の表面に結合されるシリカの形であり、処理されたシリカ又は官能化シリカ（疎水性基で反応されたシリカ）としても言及される。
【０２２８】
本明細書に規定されるように、アルキル、好ましくは２つもしくはそれより多い炭素原子の長さ、好ましくは４つもしくはそれより多い、又は６つもしくはそれより多い炭素原子の長さの中程度から大きな程度のアルキル、シクロアルキル、アリール、及び他の炭化水素、又は疎水性ポリマー（例えばポリジメチルシロキサン）のような限定されない疎水性表面基を具備するシリカ粒子は、疎水性シリカの粒子である。
【０２２９】
本明細書に記載されるようなシリカ粒子は、それゆえ未処理（非官能）であることができ、従って親水性粒子である。
【０２３０】
あるいは、本明細書に記載されるようなシリカ粒子は、それらの表面上の部分と結合を形成するように反応させることによって処理（官能化）されることができる。
【０２３１】
前記部分が親水性部分であるとき、官能化シリカ粒子は、親水性である。
【０２３２】
ヒドロキシ、アミン、アンモニウム、カルボキシ、シラノール、オキソ、及び類似物のような限定されない親水性表面基を具備するシリカ粒子は、親水性シリカの粒子である。
【０２３３】
前記部分が本明細書に記載されるように疎水性部分であるとき、官能化シリカ粒子は、疎水性である。
【０２３４】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、シリカ粒子の少なくとも一部又は全ては、親水性表面を具備する（即ち、例えばコロイドシリカのような未処理シリカの親水性シリカ粒子である）。
【０２３５】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、シリカ粒子の少なくとも一部又は全ては、疎水性表面を具備する（即ち、疎水性シリカ粒子である）。
【０２３６】
一部の実施形態では、疎水性シリカ粒子は、官能化シリカ粒子、即ち一つ以上の疎水性部分で処理されたシリカの粒子である。
【０２３７】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、シリカ粒子の少なくとも一部又は全ては、硬化性官能基によって官能化された疎水性シリカ粒子（表面上に硬化性基を具備する粒子）である。
【０２３８】
硬化性官能基は、本明細書に記載されるようないずれかの重合可能な基であることができる。一部の実施形態では、硬化性官能基は、配合物中の硬化性モノマーと同じ重合反応によって及び／又は硬化性モノマーと同じ硬化条件にさらすとき、重合可能である。一部の実施形態では、硬化性基は、本明細書に規定されるように、（メタ）アクリル（アクリル又はメタクリル）基である。
【０２３９】
本明細書に記載されるような親水性及び疎水性、官能化及び未処理のシリカ粒子は、商業的に入手可能な材料であることができ、又は業界で良く知られた方法を使用して製造されることができる。
【０２４０】
これらの実施形態の文脈で使用される「少なくとも一部」は、粒子の少なくとも１０％、又は少なくとも２０％、又は少なくとも３０％、又は少なくとも４０％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも８０％、又は少なくとも９０％、又は少なくとも９５％、又は少なくとも９８％を意味する。
【０２４１】
シリカ粒子はまた、二種以上のシリカ粒子の混合物、例えば本明細書に記載されるシリカ粒子のいずれかの二種以上の混合物であることができる。
【０２４２】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、造形用材料配合物中のシリカ粒子の量は、エラストマー配合物の全重量の約１重量％〜約２０重量％、又は約１重量％〜約１５重量％、又は約１重量％〜約１０重量％の範囲である。
【０２４３】
シリカ粒子の量は、硬化された材料の機械的特性を制御するように希望の通りに操作されることができる。例えば、シリカ粒子の量を高めると、硬化された犠牲構造の弾性率を高めることができる。
【０２４４】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、シリカ粒子の量は、エラストマー配合物中のエラストマー材料とシリカ粒子の重量比が約５０：１〜約４：１、又は約３０：１〜約４：１、又は約２０：１〜約２：１の範囲（それらの間のいずれの中間値及び下位範囲も含む）であるようなものである。
【０２４５】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部によれば、エラストマー配合物は、一種以上の追加の硬化性材料をさらに含む。
【０２４６】
追加の硬化性材料は、単官能硬化性材料、多官能硬化性材料、又はそれらの混合物であることができ、各材料は、モノマー、オリゴマー、もしくはポリマー、又はそれらの組み合わせであることができる。
【０２４７】
好ましくは、必須ではないが、追加の硬化性材料は、例えば光照射（例えばＵＶ照射）にさらすと硬化性エラストマー材料が重合可能である同じ硬化エネルギーにさらすときに重合可能である。
【０２４８】
一部の実施形態では、追加の硬化性材料は、硬化されたとき、重合された材料がエラストマー材料のＴｇより高いＴｇを具備し、例えば０℃より高いＴｇ、又は５℃より高いＴｇ、又は１０℃より高いＴｇを具備するようなものである。
【０２４９】
本明細書において全体を通して、「Ｔｇ」は、Ｅ”曲線の極大値の位置として規定されるガラス転移温度を示し、Ｅ”は、温度の関数としての材料の損失弾性率である。
【０２５０】
大まかに言うと、温度がＴｇ温度を含む温度範囲内で上昇すると、材料、好ましくはポリマー材料の状態は、徐々にガラス状態からゴム状態に変化する。
【０２５１】
本明細書において「Ｔｇ範囲」は、Ｅ”値が上で規定されたようなＴｇ温度でその値の少なくとも半分である（例えばその値以下であることができる）温度範囲である。
【０２５２】
いかなる特定の理論にも拘束されたくないが、ポリマー材料の状態は、上で規定されたようなＴｇ範囲内でガラス状態からゴム状態に徐々に変化することが想定される。本明細書において、用語「Ｔｇ」は、本明細書に規定されたようなＴｇ範囲内のいかなる温度も示す。
【０２５３】
一部の実施形態では、追加の硬化性材料は、単官能アクリレート又はメタクリレート（（メタ）アクリレート）である。限定されない例としては、イソボルニルアクリレート（ＩＢＯＡ）、イソボルニルメタクリレート、アクリロイルモルフォリン（ＡＣＭＯ）、商品名ＳＲ−３３９の下でＳａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ（米国）によって販売されるフェノキシエチルアクリレート、商品名ＣＮ１３１Ｂの下で販売されるようなウレタンアクリレートオリゴマー、及びＡＭ方法論で使用可能ないずれかの他のアクリレート及びメタクリレートを含む。
【０２５４】
一部の実施形態では、追加の硬化性材料は、多官能アクリレート又はメタクリレート（（メタ）アクリレート）である。多官能（メタ）アクリレートの限定されない例としては、商品名ＳＲ−９００３の下でＳａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ（米国）によって販売される、プロポキシル化（２）ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（ＤｉＴＭＰＴＴＡ）、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（ＴＥＴＴＡ）、及びジペンタエリスリトールペンタアクリレート（ＤｉＰＥＰ）、及び例えばＥｂｅｃｒｙｌ  ２３０によって販売されるような脂肪族ウレタンジアクリレートを含む。多官能（メタ）アクリレートオリゴマーの限定されない例は、エトキシル化又はメトキシル化ポリエチレングリコールジアクリレート又はジメタクリレート、エトキシル化ビスフェノールＡジアクリレート、ポリエチレングリコール−ポリエチレングリコールウレタンジアクリレート、部分的にアクリル化されたポリオールオリゴマー、ＣＮＮ９１として販売されるようなポリエステルベースのウレタンジアクリレートを含む。
【０２５５】
硬化されたとき、本明細書に規定されるようなＴｇを具備するいずれかの他の硬化性材料、好ましくは硬化性材料が考えられる。
【０２５６】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、エラストマー配合物は、硬化性材料の重合を開始するための開始剤をさらに含む。
【０２５７】
全ての硬化性材料（エラストマー及び追加のもの（もし存在するなら））が重合可能であるとき、光開始剤がこれらの実施形態において使用可能である。
【０２５８】
好適な光開始剤の限定されない例は、ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、ミヒラーケトン、及びキサントンのようなベンゾフェノン類（芳香族ケトン）；２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド（ＴＭＰＯ）、２，４，６−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキサイド（ＴＥＰＯ）、及びビスアシルホスフィンオキサイド（ＢＡＰＯ）のようなアシルホスフィンオキサイドタイプの光開始剤；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、及びベンゾインイソプロピルエーテルのようなベンゾイン類及びベンゾインアルキルエーテル類などを含む。光開始剤の例は、アルファアミノケトン、ビスアシルホスフィンオキサイド（ＢＡＰＯ）、及びＩｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）の下で販売されるものである。
【０２５９】
光開始剤は、単独で、又は共開始剤と組み合わせて使用されることができる。ベンゾフェノンは、フリーラジカルを生成するためにアミンのような第二分子を要求する光開始剤の一例である。放射線を吸収した後、ベンゾフェノンは、アクリレートの重合を開始するアルファアミノラジカルを生成するために水素引き抜きによって第三アミンと反応する。共開始剤の種類の限定されない例は、トリエチルアミン、メチルジエタノールアミン、及びトリエタノールアミンのようなアルカノールアミンである。
【０２６０】
光開始剤の濃度は、それを含有する配合物において約０．１重量％〜約０．５重量％、又は約１重量％〜約５重量％の範囲であることができ、それらの間のいかなる中間値及び下位範囲も含む。
【０２６１】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部によれば、エラストマー配合物は、一種以上の追加の非硬化性材料、例えば一種以上の着色剤、分散剤、界面活性剤、安定剤、及び抑制剤をさらに含む。
【０２６２】
抑制剤は、硬化条件にさらす前に重合及び／又は硬化を防止するか又は遅くするために配合物中に含まれる。ラジカル抑制剤のような一般的に使用される抑制剤が考えられる。
【０２６３】
一般的に使用される界面活性剤、分散剤、着色剤、及び安定剤が考えられる。各成分（もし存在するなら）の例示的な濃度は、それを含む配合物の全重量の約０．０１重量％〜約１重量％、又は約０．０１重量％〜約０．５重量％、又は約０．０１重量％〜約０．１重量％の範囲である。
【０２６４】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、エラストマー材料は、ＵＶ硬化性材料であり、一部の実施形態では、それは、エラストマー（メタ）アクリレート、例えばエラストマーアクリレートである。
【０２６５】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、追加の硬化性成分は、エラストマー配合物に含められ、一部の実施形態では、この成分は、ＵＶ硬化性アクリレート又はメタクリレートである。
【０２６６】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、シリカ粒子は、（メタ）アクリレート官能化シリカ粒子である。
【０２６７】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、エラストマー配合物は、一種以上の単官能エラストマーアクリレート、一種以上の多官能エラストマーアクリレート、一種以上の単官能アクリレート又はメタクリレート、及び一種以上の多官能アクリレート又はメタクリレートを含む。
【０２６８】
これらの実施形態の一部では、エラストマー配合物は、例えばＩｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）ファミリーの一種以上の光開始剤をさらに含む。
【０２６９】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、全ての硬化性材料及びシリカ粒子は、単一の配合物に含められる。
【０２７０】
一部の実施形態では、シリカ粒子、一種以上の光開始剤、及び任意選択的に他の成分は、エラストマー配合物に含められる。
【０２７１】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部による例示的な配合物では、全ての硬化性材料は、（メタ）アクリレートである。
【０２７２】
本明細書に記載された例示的な配合物のいずれかでは、光開始剤の濃度は、それを含む配合物の全重量の約１重量％〜約５重量％、又は約２重量％〜約５重量％、又は約３重量％〜約５重量％、又は約３重量％〜約４重量％（例えば、３，３．１，３．２，３．２５，３．３，３．４，３．５，３．６，３．７，３．８，３．８５，３．９重量％であり、それらの間のいかなる中間値も含む）の範囲である。
【０２７３】
本明細書に記載された例示的な配合物のいずれかでは、抑制剤の濃度は、それを含む配合物の全重量％の０重量％〜約２重量％、又は０重量％〜約１重量％であり、例えば０，０．１，０．２，０．３，０．４，０．５，０．６，０．７，０．８，０．９又は約１重量％であり、それらの間のいかなる中間値も含む。
【０２７４】
本明細書に記載された例示的な配合物のいずれかでは、界面活性剤の濃度は、それを含む配合物の全重量％の０重量％〜約１重量％であり、例えば０，０．０１，０．０５，０．１，０．５又は約１重量％であり、それらの間のいかなる中間値も含む。
【０２７５】
本明細書に記載された例示的な配合物のいずれかでは、分散剤の濃度は、それを含む配合物の全重量％の０重量％〜約２重量％であり、例えば０，０．１，０．５，０．７，１，１．２，１．３，１．３５，１．４，１．５，１．７，１．８又は約２重量％であり、それらの間のいかなる中間値も含む。
【０２７６】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部による例示的な配合物では、エラストマー材料の濃度は、約３０重量％〜約９０重量％、又は約４０重量％〜約９０重量％、又は約４０重量％〜約８５重量％の範囲である。
【０２７７】
一部の実施形態では、エラストマー材料は、単官能エラストマー材料及び多官能エラストマー材料を含む。
【０２７８】
一部の実施形態では、単官能エラストマー材料の濃度は、約２０重量％〜約７０重量％、又は約３０重量％〜約５０重量％の範囲であり、それらの間のいかなる中間値及び下位範囲も含む。例示的な実施形態では、単官能エラストマー材料の濃度は、約５０重量％〜約７０重量％、又は約５５重量％〜約６５重量％、又は約５５重量％〜約６０重量％（例えば５８重量％）の範囲であり、それらの間のいかなる中間値及び下位範囲も含む。例示的な実施形態では、単官能エラストマー材料の濃度は、約３０重量％〜約５０重量％、又は約３５重量％〜約５０重量％、又は約４０重量％〜約４５重量％（例えば４２重量％）の範囲であり、それらの間のいかなる中間値及び下位範囲も含む。
【０２７９】
一部の実施形態では、多官能エラストマー材料の濃度は、約１０重量％〜約３０重量％の範囲である。例示的な実施形態では、多官能エラストマー材料の濃度は、約１０重量％〜約２０重量％、又は約１０重量％〜約１５重量％（例えば１２重量％）の範囲である。例示的な実施形態では、多官能エラストマー材料の濃度は、約１０重量％〜約３０重量％、又は約１０重量％〜約２０重量％、又は約１５重量％〜約２０重量％（例えば１６重量％）の範囲である。
【０２８０】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部による例示的な配合物では、追加の硬化性材料の全濃度は、約１０重量％〜約４０重量％、又は約１５重量％〜約３５重量％の範囲であり、それらの間のいかなる中間値及び下位範囲も含む。
【０２８１】
一部の実施形態では、追加の硬化性材料は、単官能硬化性材料を含む。
【０２８２】
一部の実施形態では、追加の単官能硬化性材料の濃度は、約１５重量％〜約２５重量％、又は約２０重量％〜約２５重量％（例えば２１重量％）の範囲であり、それらの間のいかなる中間値及び下位範囲も含む。例示的な実施形態では、単官能エラストマー材料の濃度は、約２０重量％〜約３０重量％、又は約２５重量％〜約３０重量％（例えば２８重量％）の範囲であり、それらの間のいかなる中間値及び下位範囲も含む。
【０２８３】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部による例示的な配合物では、エラストマー材料は、単官能エラストマー材料及び多官能エラストマー材料を含み、単官能エラストマー材料の濃度は、約３０重量％〜約５０重量％（例えば約４０重量％〜約４５重量％）、又は約５０重量％〜約７０重量％（例えば約５５重量％〜約６０重量％）の範囲であり、多官能エラストマー材料の濃度は、約１０重量％〜約２０重量％の範囲であり、一種以上の配合物は、約２０重量％〜約３０重量％の範囲の全濃度で追加の単官能硬化性材料をさらに含む。
【０２８４】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部によれば、エラストマー配合物は、少なくとも一種のエラストマー単官能硬化性材料、少なくとも一種のエラストマー多官能硬化性材料、及び少なくとも追加の単官能硬化性材料を含む。
【０２８５】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部によれば、硬化性単官能材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の１０重量％〜３０重量％の範囲である。
【０２８６】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部によれば、エラストマー単官能硬化性材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の５０重量％〜７０重量％の範囲である。
【０２８７】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部によれば、エラストマー多官能硬化性材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の１０重量％〜２０重量％の範囲である。
【０２８８】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部によれば、硬化性単官能材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の１０重量％〜３０重量％の範囲であり、エラストマー単官能硬化性材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の５０重量％〜７０重量％の範囲であり、エラストマー多官能硬化性材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の１０重量％〜２０重量％の範囲である。
【０２８９】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部によれば、硬化性単官能材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の２０重量％〜３０重量％の範囲である。
【０２９０】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部によれば、エラストマー単官能硬化性材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の３０重量％〜５０重量％の範囲である。
【０２９１】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部によれば、エラストマー単官能硬化性材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の１０重量％〜３０重量％の範囲である。
【０２９２】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部によれば、硬化性単官能材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の２０重量％〜３０重量％の範囲であり、エラストマー単官能硬化性材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の３０重量％〜５０重量％の範囲であり、エラストマー多官能硬化性材料の濃度は、エラストマー配合物の全重量の１０重量％〜３０重量％の範囲である。
【０２９３】
一部の実施形態では、本明細書に記載されたようなエラストマー配合物は、硬化されたとき、少なくとも４０００Ｎ／ｍ、又は少なくとも４５００Ｎ／ｍ、又は少なくとも５０００Ｎ／ｍの引裂き抵抗によって特徴づけられる。
【０２９４】
一部の実施形態では、本明細書に記載されたようなエラストマー配合物は、硬化されたとき、前記シリカ粒子のない硬化された同じエラストマー配合物の引裂き抵抗より少なくとも５００Ｎ／ｍ、又は少なくとも７００Ｎ／ｍ、又は少なくとも８００Ｎ／ｍの分だけ高い引裂き抵抗によって特徴づけられる。
【０２９５】
一部の実施形態では、本明細書に記載されたようなエラストマー配合物は、硬化されたときに、少なくとも２ＭＰａの引張強度によって特徴づけられる。
【０２９６】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部では、それぞれの実施形態のいずれか及びそれらのいずれかの組み合わせにおいて本明細書に記載されるように、エラストマー配合物を含むキットが提供される。
【０２９７】
本明細書中において全体を通して、用語「ゴム」、「ゴム材料」、「エラストマー材料」及び「エラストマー」は、エラストマーの特性を具備する材料を記載するために交換可能に使用される。用語「ゴム状材料」は、熱可塑性ポリマーの硫化を伴なう従来プロセスよりむしろ付加製造（例えば３Ｄインクジェット印刷）によって作られたゴムの特性を具備する材料を記載するために使用される。
【０２９８】
用語「ゴム状材料」はまた、本明細書では、「エラストマー材料」と交換可能に言及される。
【０２９９】
エラストマー又はゴムは、低Ｔｇ（例えば室温より低い、好ましくは１０℃より低い、さらに０℃より低い、さらに−１０℃より低い）によって特徴づけられる可撓性材料である。
【０３００】
以下のことは、本明細書及び業界において使用されるゴム（エラストマー）材料を特徴づける特性の一部を記載する。
【０３０１】
ショア硬度として、又は単に硬度としても言及されるショアＡ硬度は、Ａ型ジュロメータースケールによって規定される永久圧痕に対する材料の抵抗性を記載する。ショア硬度は、一般的にＡＳＴＭ  Ｄ２２４０に従って決定される。
【０３０２】
弾性率として、又はヤング率として、又は引張弾性率として、又は「Ｅ」としても言及される弾性率は、力が付与されるときの弾性変形に対する材料の抵抗性、又は換言すれば、対向する力が軸に沿って付与されるときに軸に沿って変形しようとする物体の傾向として記載する。弾性率は、一般的に引張試験（例えばＡＳＴＭ  Ｄ６２４に従う）によって測定され、弾性変形領域における応力−歪曲線の直線の傾きによって決定され、そこでは応力は、変形を起こす力を力が付与される面積によって割ったものであり、歪は、長さパラメーターの初期値に対する変形によって起こされる長さパラメーターの変化の比率である。応力は、材料に対する引張力に比例し、歪は、その長さに比例する。
【０３０３】
引張強度は、引張に対する材料の抵抗性、又は換言すれば、伸ばそうとする負荷に耐える能力を記載し、その破断前のエラストマー複合物の延伸時に付与される最大応力（Ｍｐａ）として規定される。引張強度は、一般的に引張試験（例えばＡＳＴＭ  Ｄ６２４に従う）によって測定され、本明細書及び業界で記載されるように応力−歪曲線の最高点として決定される。
【０３０４】
伸びは、初期長さの百分率割合として表わされる、材料の均一断面の伸張であり、一般的にＡＳＴＭ  Ｄ４１２に従って決定される。
【０３０５】
Ｚ引張伸びは、Ｚ方向に印刷するときの本明細書に記載されるように測定された伸びである。
【０３０６】
引裂き抵抗は、単位長さあたりの力の単位として表わされる、材料を引裂くために要求される最大力を記載し、この最大力は、試料の主軸と実質的に平行に作用する。引裂き抵抗は、ＡＳＴＭ  Ｄ４１２法によって測定されることができる。ＡＳＴＭ  Ｄ６２４は、引裂きの形成（引裂き開始）に対する抵抗性、及び引裂きの拡大に対する抵抗性（引裂き伝幡性）を測定するために使用されることができる。一般的に、試料は、二つのホルダーの間に保持され、均一な引張力が変形が起こるまで付与される。引裂き強度は、次いで付与された力を材料の厚さによって割ることによって計算される。
【０３０７】
一定の伸張下での引裂き抵抗は、一定の伸び（破断伸びより低い）を受けたときに標本が引裂かれるために要求される時間を記載する。
【０３０８】
本明細書において全体を通して、表現「構築材料配合物」、「未硬化構築材料」、「未硬化構築材料配合物」、「構築材料」、及び他の変形は、それゆえ集合して、本明細書に記載されるように、層を連続して形成するために吐出される材料を記載する。この表現は、物体、即ち一つ以上の未硬化造形用材料配合物を形成するように吐出された未硬化材料、及び支持体、即ち未硬化支持材料配合物を形成するように吐出された未硬化材料を包含する。
【０３０９】
本明細書中において全体を通して、表現「硬化（した）造形用材料」および表現「固化（した）造形用材料」は、吐出された構築材料を硬化にさらしたとき、本明細書中で規定されるように、物体を形成する構築材料の部分であって、任意選択的に、もし支持体材料が吐出されるなら、本明細書に記載されるように、硬化した支持体材料を除いた後の構築材料の部分を記載する。硬化（した）造形用材料は、本明細書中に記載されるように、当該方法で使用される造形用材料配合物に依存して、単一の種類の硬化した材料、または、二種以上の硬化した材料の混合物であることが可能である。
【０３１０】
表現「硬化（した）造形用材料」又は「硬化（した）造形用材料配合物」は、構築材料が（支持材料配合物ではなく）造形用材料配合物のみからなる硬化構築材料として見なすことができる。即ち、この表現は、構築材料の一部を示し、それは、最終物体を与えるために使用される。
【０３１１】
本明細書において全体を通して、表現「造形用材料配合物」（それはまた、交換可能に、「造形用配合物」、「造形配合物」、「造形材料配合物」、又は単に「配合物」として示される）は、本明細書に記載されるように、物体を形成するように吐出される構築材料の一部又は全てを記載する。造形用材料配合物は、（特に他で示さない限り）未硬化の造形用配合物であり、それは、硬化エネルギーにさらすと物体又はその一部を形成する。
【０３１２】
本発明の一部の実施形態では、造形用材料配合物は、三次元インクジェット印刷に使用するために配合され、それ自身で、即ちいかなる他の物質と混合したり又は組み合わせたりする必要なしで三次元物体を形成することができる。
【０３１３】
未硬化の構築材料は、一つ又はそれより多い種類の造形用配合物を含むことができ、硬化されると物体の異なる部分が異なる硬化された造形用配合物又はその異なる組み合わせから作られ、従って異なる硬化された造形用材料又は硬化された造形用材料の異なる混合物から作られるように吐出されることができる。
【０３１４】
構築材料を形成する配合物（造形用材料配合物及び支持体材料配合物）は、一種以上の硬化性材料を含み、それは、硬化エネルギーにさらされるとき、固化（硬化）材料を形成する。
【０３１５】
本明細書中全体を通して、「硬化性材料」は、本明細書に記載されるように硬化エネルギーにさらされるとき、凝固又は固化して硬化材料を形成する化合物（一般的にはモノマー又はオリゴマー化合物、しかし任意選択的にポリマー化合物）である。硬化性材料は、一般的に重合可能な材料であり、それは、好適なエネルギー源にさらされるときに重合及び／又は架橋を受ける。
【０３１６】
重合は、例えばフリーラジカル重合、カチオン重合、又はアニオン重合であることができ、各々は、本明細書に記載されるように、例えば放射線、熱などの硬化エネルギーにさらすと誘導されることができる。
【０３１７】
本明細書に記載された実施形態のいずれかの一部において、硬化性材料は、光重合可能な材料であり、それは、本明細書に記載されるように、放射線にさらされると重合するか、及び／又は架橋を受けるものであり、一部の実施形態では、硬化性材料は、ＵＶ硬化性材料であり、それは、本明細書に記載されるように、ＵＶ放射線にさらされると重合するか、及び／又は架橋を受けるものである。
【０３１８】
一部の実施形態では、本明細書に記載されるような硬化性材料は、光誘導性フリーラジカル重合を介して重合する光重合可能な材料である。あるいは、硬化性材料は、光誘導されたカチオン重合によって重合する光重合可能な材料である。
【０３１９】
本明細書に記載される実施形態のいずれかの一部において、硬化性材料は、モノマー、オリゴマー、又は短鎖ポリマーであることができ、各々は、本明細書に記載されるように重合可能及び／又は架橋可能である。
【０３２０】
本明細書に記載される実施形態のいずれかの一部において、硬化性材料が硬化エネルギー（例えば放射線）にさらされるとき、それは、鎖延長及び架橋のいずれか一つ又はそれらの組み合わせによって固化（硬化）する。
【０３２１】
本明細書に記載される実施形態のいずれかの一部において、硬化性材料は、重合反応が起こる硬化エネルギーにさらされるとき、重合反応で重合材料を形成することができるモノマー又はモノマーの混合物である。かかる硬化性材料はまた、本明細書においてモノマー硬化性材料として言及される。
【０３２２】
本明細書に記載される実施形態のいずれかの一部において、硬化性材料は、重合反応が起こる硬化エネルギーにさらされるとき、重合反応で重合材料を形成することができるオリゴマー又はオリゴマーの混合物である。かかる硬化性材料はまた、本明細書においてオリゴマー硬化性材料として言及される。
【０３２３】
本明細書に記載される実施形態のいずれかの一部において、硬化性材料は、モノマーであるか又はオリゴマーであるかにかかわらず、単官能硬化性材料又は多官能硬化性材料であることができる。
【０３２４】
本明細書では、単官能硬化性材料は、硬化エネルギー（例えば放射線）にさらされるときに重合を受けることができる一つの官能基を含む。
【０３２５】
多官能硬化性材料は、硬化エネルギーにさらされると重合を受けることができる、２つ又はそれより多い、例えば２つ、３つ、４つ又はそれより多い官能基を含む。多官能硬化性材料は、例えば二官能、三官能、又は四官能硬化性材料であることができ、それらは、それぞれ重合を受けることができる２つ、３つ又は４つの基を含む。多官能硬化性材料における２つ以上の官能基は、一般的に本明細書に規定されるように、連結部分によって互いに連結される。連結部分がオリゴマー又はポリマー部分であるとき、多官能基は、オリゴマー又はポリマー多官能硬化性材料である。多官能硬化性材料は、硬化エネルギーを受けるときに重合を受けることができ、及び／又は架橋剤として作用することができる。
【０３２６】
本発明の一部の実施形態によれば、中間構造の厚さは、約１００ミクロン〜約３００ミクロン、より好ましくは約２１０ミクロン〜約２９０ミクロン、より好ましくは約２２０ミクロン〜約２８０ミクロン、例えば約２５０ミクロンである。
【０３２７】
本発明の一部の実施形態によれば、犠牲構造は、いったん凝固されると、国際標準規格ＡＳＴＭ  Ｄ−６２４に従って測定するとき、少なくとも４ｋＮ／ｍの引裂抵抗によって特徴づけられる。
【０３２８】
本発明の一部の実施形態によれば、犠牲構造は、いったん凝固されると、国際標準規格ＡＳＴＭ  Ｄ−６２４に従って測定するとき、約４ｋＮ／ｍ〜約８ｋＮ／ｍ、より好ましくは約５ｋＮ／ｍ〜約７ｋＮ／ｍの引裂抵抗によって特徴づけられる。
【０３２９】
本発明の一部の実施形態によれば、剥離力は、約１Ｎ〜約２０Ｎ、例えば約１０Ｎである。
【０３３０】
本発明の一部の実施形態によれば、犠牲構造の厚さは、約５Ｎの剥離力が、少なくとも０．０２、より好ましくは少なくとも０．０２２、より好ましくは少なくとも０．０２４、より好ましくは少なくとも０．０２６の曲げ歪を生じるように選択される。
【０３３１】
本発明の一部の実施形態によれば、剥離力の大きさは、約１Ｎ〜約１０Ｎ、例えば約５Ｎである。
【０３３２】
本発明の一部の実施形態によれば、犠牲構造の最小厚さは、約５００ミクロン〜約３ｍｍ、より好ましくは約５００ミクロン〜約２．５ｍｍ、より好ましくは約５００ミクロン〜約２ｍｍである。
【０３３３】
本発明の一部の実施形態によれば、造形層のスタック及び層状犠牲構造のうちの少なくとも一つに対して、造形用材料の曲げ弾性率は、国際標準規格ＡＳＴＭ  Ｄ−７９０−０４に従って測定されるとき、約２０００ＭＰａ〜約４０００ＭＰａ、より好ましくは約２０００ＭＰａ〜約３５００ＭＰａ、より好ましくは約２２００ＭＰａ〜約３２００ＭＰａである。
【０３３４】
本発明の一部の実施形態によれば、可撓性材料は、単官能エラストマーモノマー、単官能エラストマーオリゴマー、多官能エラストマーモノマー、多官能エラストマーオリゴマー、及びそれらのいずれかの組み合わせから選択される。
【０３３５】
本発明の一部の実施形態によれば、配合物は、少なくとも一種の追加の硬化性材料をさらに含む。
【０３３６】
本発明の一部の実施形態によれば、追加の硬化性材料は、単官能硬化性モノマー、単官能硬化性オリゴマー、多官能硬化性モノマー、多官能硬化性オリゴマー、及びそれらのいずれかの組み合わせから選択される。
【０３３７】
本発明の一部の実施形態によれば、少なくとも一種の造形用材料配合物は、少なくとも一種の追加の非硬化性材料、例えば着色剤、開始剤、分散剤、界面活性剤、安定剤及び抑制剤のうちの一種以上をさらに含む。
【０３３８】
本発明の一部の実施形態によれば、可撓性材料は、ＵＶ硬化性エラストマー材料である。
【０３３９】
本発明の一部の実施形態によれば、可撓性材料は、アクリルエラストマーである。
【０３４０】
本発明の一部の実施形態によれば、配合物は、硬化されたとき、同じエラストマー材料を有するが前記シリカ粒子を欠く凝固された配合物より少なくとも０．５ｋＮ／ｍ高い引裂抵抗によって特徴づけられる。
【０３４１】
本発明の一部の実施形態によれば、配合物は、少なくとも一種のエラストマー単官能硬化性材料、少なくとも一種のエラストマー多官能硬化性材料及び少なくとも一種の追加の単官能硬化性材料を含む。
【０３４２】
本発明の一部の実施形態によれば、硬化性単官能材料の全濃度は、配合物の全重量の約１０重量％〜約３０重量％の範囲である。
【０３４３】
本発明の一部の実施形態によれば、エラストマー単官能硬化性材料の全濃度は、配合物の全重量の約５０重量％〜約７０重量％の範囲である。
【０３４４】
本発明の一部の実施形態によれば、エラストマー多官能硬化性材料の全濃度は、配合物の全重量の約１０重量％〜約２０重量％の範囲である。
【０３４５】
本発明の一部の実施形態によれば、硬化性単官能材料の全濃度は、配合物の全重量の１０重量％〜３０重量％であり、エラストマー単官能硬化性材料の全濃度は、配合物の全重量の５０重量％〜７０重量％であり、エラストマー多官能硬化性材料の全濃度は、配合物の全重量の１０重量％〜２０重量％である。
【０３４６】
本発明の一部の実施形態によれば、硬化性単官能材料の濃度は、配合物の全重量の約２０重量％〜約３０重量％の範囲である。
【０３４７】
本発明の一部の実施形態によれば、エラストマー単官能硬化性材料の濃度は、配合物の全重量の約３０重量％〜約５０重量％の範囲である。
【０３４８】
本発明の一部の実施形態によれば、エラストマー多官能硬化性材料の濃度は、配合物の全重量の約１０重量％〜約３０重量％の範囲である。
【０３４９】
本発明の一部の実施形態によれば、硬化性単官能材料の全濃度は、配合物の全重量の２０重量％〜３０重量％であり、エラストマー単官能硬化性材料の全濃度は、配合物の全重量の３０重量％〜５０重量％であり、エラストマー多官能硬化性材料の全濃度は、配合物の全重量の１０重量％〜３０重量％である。
【０３５０】
本出願から成熟する特許の存続期間の期間中には、ＡＭに対して多くの関連する構築材料が開発されることが予想され、「造形用材料」及び「支持体材料」の用語の範囲は、すべてのそのような新しい技術を先験的に包含することが意図される。
【０３５１】
本明細書において言及される異なる材料の色は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、白（Ｗ）、黒（Ｋ）として示される。支持体材料は（Ｓ）として示されることができ、クリア／透明材料は、（Ｔ）として示されることができる。複数の材料は、一連に、例えばＣＭＹ，ＣＭＹＷＫＳなどとして示されることができる。
【０３５２】
本明細書中で使用される用語「約」は、±１０％又は±５％を示す。
【０３５３】
用語「例示的」は、本明細書では「例（ｅｘａｍｐｌｅ，ｉｎｓｔａｎｃｅ又はｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ）として作用する」ことを意味するために使用される。「例示的」として記載されたいかなる実施形態も必ずしも他の実施形態に対して好ましいもしくは有利なものとして解釈されたりかつ／または他の実施形態からの特徴の組み入れを除外するものではない。
【０３５４】
用語「任意選択的」は、本明細書では、「一部の実施形態に与えられるが、他の実施形態には与えられない」ことを意味するために使用される。本発明のいかなる特定の実施形態も対立しない限り複数の「任意選択的」な特徴を含むことができる。
【０３５５】
用語「含む／備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、およびそれらの同根語は、「含むが、それらに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」ことを意味する。
【０３５６】
用語「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」は、「含み、それらに限定される（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」ことを意味する。
【０３５７】
表現「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」は、さらなる成分、工程および／または部分が、主張される組成物、方法または構造の基本的かつ新規な特徴を実質的に変化させない場合にだけ、組成物、方法または構造がさらなる成分、工程および／または部分を含み得ることを意味する。
【０３５８】
本明細書中で使用される場合、単数形態（「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」）は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数の参照物を包含する。例えば、用語「化合物（ａ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」または用語「少なくとも１つの化合物」は、その混合物を含めて、複数の化合物を包含し得る。
【０３５９】
本明細書中で使用される用語「約」は、±１０％又は±５％を示す。
【０３６０】
本開示を通して、本発明の様々な態様が範囲形式で提示され得る。範囲形式での記載は単に便宜上および簡潔化のためであり、本発明の範囲に対する柔軟性のない限定として解釈すべきでないことを理解しなければならない。従って、範囲の記載は、具体的に開示された可能なすべての部分範囲、ならびに、その範囲に含まれる個々の数値を有すると見なさなければならない。例えば、１〜６などの範囲の記載は、具体的に開示された部分範囲（例えば、１〜３、１〜４、１〜５、２〜４、２〜６、３〜６など）、ならびに、その範囲に含まれる個々の数値（例えば、１、２、３、４、５および６）を有すると見なさなければならない。このことは、範囲の広さにかかわらず、適用される。
【０３６１】
数値範囲が本明細書中で示される場合には常に、示された範囲に含まれる任意の言及された数字（分数または整数）を含むことが意味される。第１の示された数字および第２の示された数字「の範囲である／の間の範囲」という表現、および、第１の示された数字「から」第２の示された数「まで及ぶ／までの範囲」という表現は、交換可能に使用され、第１の示された数字と、第２の示された数字と、その間のすべての分数および整数とを含むことが意味される。
【０３６２】
明確にするため別個の実施形態の文脈で説明されている本発明の特定の特徴が、単一の実施形態に組み合わせて提供されることもできることは分かるであろう。逆に、簡潔にするため単一の実施形態で説明されている本発明の各種の特徴は別個にまたは適切なサブコンビネーションで、あるいは本発明の他の記載される実施形態において好適なように提供することもできる。種々の実施形態の文脈において記載される特定の特徴は、その実施形態がそれらの要素なしに動作不能である場合を除いては、それらの実施形態の不可欠な特徴であると見なされるべきではない。
【０３６３】
本明細書中上記に描かれるような、および、下記の請求項の節において特許請求されるような本発明の様々な実施形態および態様のそれぞれは、実験的裏付けが下記の実施例において見出される。
【実施例】
【０３６４】
次に下記の実施例が参照されるが、下記の実施例は、上記の説明と一緒に、本発明を非限定様式で例示する。
【０３６５】
実施例１
コンセプトのプルーフ
剥離による犠牲構造の除去を確実にするために好適なパラメーターを決定するために実験がなされた。
【０３６６】
一つの製造された物体は、フルカラーのフクロウ小像であった。
【０３６７】
図１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ、及び１４Ｄは、カラーのフクロウ小像から可撓性材料犠牲構造を剥離するプロセスを示す画像である。犠牲構造は、可撓性黒色材料から形成された。任意選択的に、可撓性犠牲構造は、それと形成された物体の間に柔軟材料の薄い分離層を有するように形成されることができる。
【０３６８】
実施例２
ショアＡ実験
本発明の一部の実施形態では、黒色造形用材料が、剥離可能な犠牲構造が形成されることができるように黒色可撓性材料で置き換えられるとき、多くの量の可撓性黒色材料を含む物体の領域は、それらのショアＡ値の有意な減少のような物理的特性を低下しているかもしれない。この問題を解決するために、二つの主要な選択肢が考えられる：（１）カラー造形用材料のデジタル組み合わせ（ＣＭＹ）で黒色領域を印刷して黒色を得て物理的特性の変化を回避する；又は（２）物理的特性の低下が全く観察されないように黒色可撓性材料をある割合のカラーＣＭＹ材料と組み合わせる。選択肢（１）がある場合において適切であるかもしれないが、それはまた、幾つかの欠点を与える。なぜなら「真の黒」色は、ＣＭＹ色の混合だけで得ることは難しく、しかもＣＭＹ造形用材料の消費が増加するからである。第二の選択肢に関して、ショアＡ値の減少を回避するために可撓性材料と組み合わせて必要とされる造形用材料の最小含有量を決定する実験がなされた。
【０３６９】
ショアＡ値は、Ｊ７５０  ＰｏｌｙＪｅｔ（商品名）プリンター（Ｓｔｒａｔａｓｙｓ（登録商標）Ｌｔｄ．，イスラエル）で印刷された２０×２０×７ｍｍ黒色試料に対して標準試験法ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０に従うショア硬度試験機Ｚｗｉｃｋ  ３１１０．．１３（Ｚｗｉｃｋ／Ｒｏｅｌｌ，ドイツ）で測定された。Ｖｅｒｏ（商品名）ファミリー（Ｓｔｒａｔａｓｙｓ（登録商標）Ｌｔｄ．，イスラエル）からの造形用材料、ＴａｎｇｏＢｌａｃｋＰｌｕｓ（商品名）ＦＬＸ  ９８０（Ｓｔｒａｔａｓｙｓ（登録商標）Ｌｔｄ．，イスラエル）及びＡｇｉｌｕｓ３０（商品名）黒色ＦＬＸ９８５（Ｓｔｒａｔａｓｙｓ（登録商標）Ｌｔｄ．，イスラエル）から選択された可撓性黒色材料を使用して、様々なデジタル組み合わせが試験された。可撓性材料の液滴が試料の印刷時にランダムに堆積され、均一な構造を得た。得られた結果は、図１５及び以下の表１に示される。
【０３７０】
2021509370.tif 000008
【０３７１】
上記実験は、もし試料が試料の構造の中でランダムに分布された可撓性材料（最大７０％）と組み合わせて少なくとも約３０％の造形用材料を含むなら、そのとき試料のショアＡ値は、１００％造形用材料を含む試料に対して測定されたショアＡ値と同様であり、物理的特性の変化が観察されなかったことを示す。
【０３７２】
実施例３
粘着性実験
本発明の一部の実施形態では、黒色造形用材料が黒色可撓性材料で置き換えられ、剥離可能な犠牲構造が形成されることができるとき、大きい割合の黒色を含む物体の領域は、可撓性材料の化学的組成のために粘着性である傾向を持つ。「粘着性」の問題を解決するために、二つの主要な選択肢が考えられる：（１）カラー造形用材料の組み合わせ（ＣＭＹ）で黒色領域を印刷して黒色をデジタル的に模倣し、粘着効果を回避する；又は（２）粘着性がほとんど観察されなくなるまで黒色可撓性材料をある割合のカラーＣＭＹ材料と組み合わせる。選択肢（１）がある場合において適切であるかもしれないが、それはまた、幾つかの欠点を与える。なぜなら「真の黒」色は、ＣＭＹ色の混合だけで作ることは難しく、しかもＣＭＹ造形用材料の消費が増加するからである。第二の選択肢に関して、粘着効果を無視できるものにするために可撓性材料と組み合わせて必要とされる造形用材料の最小含有量を決定する実験がなされた。
【０３７３】
粘着性の値は、ＬＲ３０Ｋ  Ｌｌｏｙｄ機器装置（Ａｍｅｔｅｋ，米国）で測定された。Ｊ７５０  ＰｏｌｙＪｅｔ（商品名）プリンター（Ｓｔｒａｔａｓｙｓ（登録商標）Ｌｔｄ．，イスラエル）の上に印刷された６０×６０×６ｍｍ黒色試料に丸いプローブを接触させ、約４００Ｎの力を付与した。プローブは、経時的に力の値を測定しながら試料から徐々に引き戻された。「粘着性」の値（Ｎ＊ｍｍ）を得るように曲線の下の領域が積分された。Ｖｅｒｏ（商品名）ファミリー（Ｓｔｒａｔａｓｙｓ（登録商標）Ｌｔｄ．，イスラエル）からの造形用材料、ＴａｎｇｏＢｌａｃｋＰｌｕｓ（商品名）ＦＬＸ  ９８０（Ｓｔｒａｔａｓｙｓ（登録商標）Ｌｔｄ．，イスラエル）及びＡｇｉｌｕｓ３０（商品名）黒色ＦＬＸ９８５（Ｓｔｒａｔａｓｙｓ（登録商標）Ｌｔｄ．，イスラエル）から選択された可撓性黒色材料を使用して、様々なデジタル組み合わせが試験された。可撓性材料の液滴が試料の印刷時にランダムに堆積され、均一な構造を得た。得られた結果は、図１６及び以下の表２に示される。
【０３７４】
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【０３７５】
上記実験は、もし試料が試料の構造の中でランダムに分布された可撓性材料（最大７０％）と組み合わせて少なくとも約３０％の造形用材料を含むなら、そのとき粘着性効果は、無視できることを示す。
【０３７６】
本発明はその特定の実施態様によって説明してきたが、多くの別法、変更および変形があることは当業者には明らかであることは明白である。従って、本発明は、本願の請求項の精神と広い範囲の中に入るこのような別法、変更および変形すべてを包含するものである。
【０３７７】
本明細書で挙げた刊行物、特許および特許出願はすべて、個々の刊行物、特許および特許出願が各々あたかも具体的にかつ個々に引用提示されているのと同程度に、全体を本明細書に援用するものである。さらに、本願で引用または確認したことは本発明の先行技術として利用できるという自白とみなすべきではない。節の見出しが使用されている程度まで、それらは必ずしも限定であると解釈されるべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ−１Ｃ】
2021509370.tif 000011
【図１Ｄ】
2021509370.tif 000012
【図２Ａ−２Ｃ】
2021509370.tif 000013
【図３Ａ−３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ−５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2021509370.tif 000019
【図８Ａ−８Ｂ】
2021509370.tif 000020
【図９Ａ−９Ｂ】
2021509370.tif 000021
【図１０Ａ−１０Ｂ】
2021509370.tif 000022
【図１１Ａ−１１Ｃ】
2021509370.tif 000023
【図１２Ａ−１２Ｃ】
2021509370.tif 000024
【図１３Ａ−１３Ｃ】
2021509370.tif 000025
【図１４Ａ−１４Ｄ】
2021509370.tif 000026
【図１５】
2021509370.tif 000027
【図１６】
2021509370.tif 000028
【国際調査報告】
2021509370.tif 000029
2021509370.tif 000030
2021509370.tif 000031
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