(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モデル材を吐出するモデル材吐出手段と、
サポート材を吐出するサポート材吐出手段と、
前記モデル材により造形される三次元造形物を支持又は保護するサポート部に、前記モデル材及び前記サポート材を含む配置パターンで前記モデル材及び前記サポート材が配置されるように、前記モデル材吐出手段及び前記サポート材吐出手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記三次元造形物の造形データから生成したスライスデータの数が、前記三次元造形物を高さ方向に投影した投影領域に含まれる画素の画素数未満の場合、隣接する上下の前記スライスデータに基づいて、前記三次元造形物の支持が必要なサポート部を判定する
三次元造形装置。
【請求項２】
前記配置パターンは、前記モデル材及び前記サポート材が交互に配置された格子状のパターンである
請求項１記載の三次元造形装置。
【請求項３】
前記配置パターンは、前記三次元造形物に近くなるに従って、前記サポート部における前記サポート材の割合が高くなり、前記三次元造形物から離れるに従って前記サポート部における前記モデル材の割合が高くなるグラデーション状のパターンである
請求項１記載の三次元造形装置。
【請求項４】
前記配置パターンは、前記モデル材及び前記サポート材がランダム状に配置されたパターンである
請求項１記載の三次元造形装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記モデル材及び前記サポート材が各々前記三次元造形物の高さ方向に連続しないように前記モデル材吐出手段及び前記サポート材吐出手段を制御する
請求項１〜４の何れか１項に記載の三次元造形装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記三次元造形物の造形データから、前記三次元造形物を高さ方向に投影した投影領域を分割した複数の分割領域毎に前記サポート部が必要となる高さを求め、求めた高さの前記サポート部に前記配置パターンで前記モデル材及び前記サポート材が配置されるように、前記モデル材吐出手段及び前記サポート材吐出手段を制御する
請求項１〜５の何れか１項に記載の三次元造形装置。
【請求項７】
前記サポート材は、水溶性又は熱溶解性である
請求項１〜６の何れか１項に記載の三次元造形装置。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１〜７の何れか１項に記載の三次元造形装置の制御手段として機能させるための三次元造形プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形装置及び三次元造形プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、三次元造形物を造形する技術として様々な技術が知られている。例えば、ラピッドプロトタイピング（Rapid Prototyping）と呼ばれる技術では、三次元造形物の表面を三角形のポリゴンの集合として記述したＳＴＬ（Standard Triangulated Language）フォーマットのデータに基づいて、三次元造形物の積層方向にスライスした断面形状を計算し、その断面形状に従って各層を形成して三次元造形物を造形する。
【０００３】
また、三次元造形物の造形方式には、インクジェット方式、インクジェットバインダ方式、光造形方式（ＳＬ：Stereo Lithography）、溶融物堆積方式（ＦＤＭ：Fused Deposition Molding）、粉末焼結方式（ＳＬＳ：Selective Laser Sintering）等がある。
【０００４】
インクジェット方式では、造形台にインクジェットヘッドから選択的に光硬化性樹脂等のモデル材を吐出して硬化させることでモデル材層を形成する処理を繰り返すことにより、モデル材層を複数積層して三次元造形物を造形する。また、インクジェット方式では、造形台に対して、三次元造形物の造形中にモデル材を支持するためのサポート材を供給する。サポート材は、主に、例えば三次元造形物にオーバーハングする部分、すなわち張り出し部分が有る場合等に、三次元造形物の造形が完了するまでオーバーハング部分を支持するためのものであり、三次元造形物の造形完了後に除去される。また、サポート材は、オーバーハング部分を支持する用途だけでなく、例えば三次元造形物が立方体のように垂直に近い面を有する形状の場合に、その面の液だれを防止して保護する用途で用いられる場合もある。また、サポート材は、造形方式がモデル材をＵＶ硬化させる方式の場合に、造形完了部分に必要以上にＵＶ光が照射されて劣化してしまうのを避けるために、モデル材を覆って保護する用途で用いられる場合もある。
【０００５】
三次元造形物を造形する技術として、特許文献１には、造形物となるモデル材及び当該モデル材の支持体となるサポート材を吐出する吐出工程を含み、上記吐出工程では、吐出対象物の上に着弾したモデル材の密度が、当該吐出対象物の上に着弾したサポート材の密度より大きくなるように上記モデル材及び上記サポート材を吐出することを特徴とする造形物の製造方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、造形プレート上に、造形材として、最終的な造形物となるモデル材と、前記モデル材が張り出した張り出し部分を支え、最終的に除去されるサポート材と、を少なくとも一方向に走査しながら吐出させ、かつこれを硬化させる動作を繰り返すことで、高さ方向に所定の厚みを有するスライスを生成し、該スライスを高さ方向に積層していくことにより造形を行う三次元造形装置であって、造形物を載置するための前記造形プレートと、前記モデル材を吐出するためのモデル材吐出ノズル、及び前記サポート材を吐出するためのサポート材吐出ノズルを、それぞれ一方向に複数個配列させた造形材吐出手段と、前記モデル材及びサポート材を硬化させるための硬化手段と、前記造形材吐出手段及び硬化手段を備えるヘッド部と、前記ヘッド部を水平方向に往復走査させるための水平駆動手段と、前記ヘッド部と造形プレートとの高さ方向の相対位置を移動させるための垂直駆動手段と、前記水平駆動手段及び垂直駆動手段の駆動を制御し、かつ前記造形材吐出手段による前記造形材による吐出及び硬化手段による硬化を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記水平駆動手段で前記ヘッド部を一方向に往復走査させて、前記造形材吐出手段により前記モデル材及びサポート材を前記造形プレート上に吐出させ、該往復走査の往路又は復路の少なくともいずれか一方で、前記硬化手段で前記モデル材及び／又はサポート材を硬化させることにより、前記スライスを生成し、高さ方向に前記造形プレートとヘッド部の相対位置を移動させて、前記スライスの積層を繰り返すことにより造形を実行するよう制御し、かつ前記サポート材の吐出量を、前記モデル材の吐出量よりも多くし、前記サポート材で造形される分解能を、前記モデル材の分解能よりも低くさせたことを特徴とする三次元造形装置が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、エネルギー硬化性の第１造形材からなる第１造形材領域と、造形中は当該第１造形材に接しており造形完了後に取り除かれる、エネルギー硬化性の第２造形材からなる第２造形材領域とを有する造形材層を含む複数の造形材層が積層される造形ステージと、前記第１造形材を吐出して前記第１造形材領域を形成する第１造形材領域形成部と、前記第２造形材を吐出して前記第２造形材領域を形成する第２造形材領域形成部と、前記第１造形材領域および前記第２造形材領域のうち少なくとも一方の領域に対して、当該一方の領域を硬化させるためのエネルギーを付与するエネルギー付与装置と、少なくとも前記エネルギー付与装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記一方の領域が形成された後、かつ、前記第１造形材領域および前記第２造形材領域のうち他方の領域が形成される前に、前記一方の領域に対して付与するエネルギー量を変化させることにより、前記他方の領域が形成される際に形成される、前記第１造形材領域と前記第２造形材領域との界面部における前記第１造形材と前記第２造形材との混合度合いを調整する、ことを特徴とする三次元造形装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−１２３６８７号公報
【特許文献２】特開２０１２−９６４３０号公報
【特許文献３】特開２０１５−１３９９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、三次元造形物をサポートするサポート部にサポート材のみを用いる場合と比較して、サポート部の強度の低下の抑制及びサポート部の除去の容易さを両立することができる三次元造形装置及び三次元造形プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明の三次元造形装置は、モデル材を吐出するモデル材吐出手段と、サポート材を吐出するサポート材吐出手段と、前記モデル材により造形される三次元造形物を支持又は保護するサポート部に、前記モデル材及び前記サポート材を含む配置パターンで前記モデル材及び前記サポート材が配置されるように、前記モデル材吐出手段及び前記サポート材吐出手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、三次元造形物の造形データから生成したスライスデータの数が、三次元造形物を高さ方向に投影した投影領域に含まれる画素の画素数未満の場合、隣接する上下のスライスデータに基づいて、三次元造形物の支持が必要なサポート部を判定する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記配置パターンは、前記モデル材及び前記サポート材が交互に配置された格子状のパターンである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記配置パターンは、前記三次元造形物に近くなるに従って、前記サポート部における前記サポート材の割合が高くなり、前記三次元造形物から離れるに従って前記サポート部における前記モデル材の割合が高くなるグラデーション状のパターンである。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記配置パターンは、前記モデル材及び前記サポート材がランダム状に配置されたパターンである。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記制御手段は、前記モデル材及び前記サポート材が各々前記三次元造形物の高さ方向に連続しないように前記モデル材吐出手段及び前記サポート材吐出手段を制御する。
【００１５】
請求項６記載の発明は、前記制御手段は、前記三次元造形物の造形データから、前記三次元造形物を高さ方向に投影した投影領域を分割した複数の分割領域毎に前記サポート部が必要となる高さを求め、求めた高さの前記サポート部に前記配置パターンで前記モデル材及び前記サポート材が配置されるように、前記モデル材吐出手段及び前記サポート材吐出手段を制御する。
【００１６】
請求項７記載の発明は、前記サポート材は、水溶性又は熱溶解性である。
【００１７】
請求項８記載の発明の三次元造形プログラムは、請求項１〜７の何れか１項に記載の三次元造形装置の制御手段として機能させるための三次元造形プログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１、８記載の発明によれば、三次元造形物をサポートするサポート部にサポート材のみを用いる場合と比較して、サポート部の強度の低下の抑制及びサポート部の除去の容易さを両立することができる、という効果を有する。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、モデル材及びサポート材の配置パターンが格子状のパターンでない場合と比較して、容易にモデル材及びサポート材が連続して配置されないようにすることができる、という効果を有する。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、モデル材及びサポート材の配置パターンがグラデーション状のパターンでない場合と比較して、三次元造形物までの距離に応じてサポート材の割合を容易に変えることができる、という効果を有する。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、モデル材及びサポート材の配置パターンがランダム状のパターンでない場合と比較して、サポート部の強度が偏らないようにすることができる、という効果を有する。
【００２２】
請求項５記載の発明によれば、サポート部におけるモデル材及びサポート材の配置について高さ方向を考慮しない場合と比較して、モデル材及びサポート材が高さ方向に連続するのを抑制することができる、という効果を有する。
【００２３】
請求項６記載の発明によれば、三次元造形物を高さ方向に投影した投影領域を分割した複数の分割領域毎にサポート部が必要となる高さを求めずにサポート部を特定する場合と比較して、モデル材及びサポート材を積層するのに必要なデータを生成しながら三次元造形物を造形することができる、という効果を有する。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、サポート材は、水溶性及び熱溶解性の何れでもない場合と比較して、サポート部を除去しやすくすることができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】三次元造形装置のブロック図である。
【図２】三次元造形装置の側面図である。
【図３】第１実施形態に係るコントローラで実行される処理のフローチャートである。
【図４】三次元造形物の側面図である。
【図５】三次元造形物の断面について説明するための図である。
【図６】断面画像の一例を示す図である。
【図７】三次元造形物の断面について説明するための図である。
【図８】断面画像の一例を示す図である。
【図９】三次元造形物の断面について説明するための図である。
【図１０】断面画像の一例を示す図である。
【図１１】サポート部が必要な領域について説明するための図である。
【図１２】サポート部が必要な領域について説明するための図である。
【図１３】モデル材及びサポート材の配置パターンの一例を示す図である。
【図１４】高さ方向におけるモデル材及びサポート材の配置パターンの一例を示す図である。
【図１５】高さ方向におけるモデル材及びサポート材の配置パターンの一例を示す図である。
【図１６】第２実施形態に係るコントローラで実行される処理のフローチャートである。
【図１７】サポート部の予測について説明するための図である。
【図１８】三次元造形物の投影領域について説明するための図である。
【図１９】投影領域の分割の一例を示す図である。
【図２０】ブロック毎のサポート部の一例を示す図である。
【図２１】ブロック毎のサポート部の一例を示す図である。
【図２２】実施例において三次元造形装置により走査するための正方形の凸部形状が格子状に配置された造形パターンを有する解像度パターンを示す図である。
【図２３】サポート材の粘度調整について実験した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１実施形態）
以下、本実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２７】
図１には、本実施形態に係る三次元造形装置１０のブロック図を示した。図１に示すように、三次元造形装置１０は、コントローラ１２を含んで構成されている。
【００２８】
コントローラ１２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２Ｃ、不揮発性メモリ１２Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１２Ｅがバス１２Ｆを介して各々接続された構成となっている。
【００２９】
Ｉ／Ｏ１２Ｅには、モデル材収容部１４、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材収容部１８、サポート材吐出ヘッド２０、ＵＶ光源２２、ＸＹ走査部２４、造形台昇降部２６、クリーニング部２８、記憶部３０、及び通信部３２等の各機能部が接続されている。
【００３０】
モデル材収容部１４は、三次元造形物を造形するためのモデル材を収容する。モデル材は、ＵＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）光、すなわち紫外線が照射されると硬化する性質を有するＵＶ硬化型樹脂等で構成されるが、詳細については後述する。
【００３１】
モデル材吐出ヘッド１６は、ＣＰＵ１２Ａからの指示に従って、モデル材収容部１４から供給されたモデル材をインクジェット方式により吐出する。
【００３２】
サポート材収容部１８は、三次元造形物を支持又は保護するためのサポート材を収容する。サポート材は、三次元造形物のオーバーハングする部分（張り出し部分）を、三次元造形物の造形が完了するまで支持する用途で用いられ、三次元造形物の造形完了後に除去される。また、サポート材は、例えば三次元造形物が立方体のように垂直に近い面を有する形状の場合に、その面の液だれを防止して保護する用途にも用いられる。また、サポート材は、ＵＶ光の照射により三次元造形物が劣化してしまうのを避けるために、モデル材を覆って保護する用途にも用いられる。サポート材は、モデル材と同様に、ＵＶ光が照射されると硬化する性質を有するＵＶ硬化型樹脂等で構成されるが、詳細は後述する。
【００３３】
サポート材吐出ヘッド２０は、ＣＰＵ１２Ａからの指示に従って、サポート材収容部１８から供給されたモデル材をインクジェット方式により吐出する。
【００３４】
モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０は、各々、各材の液滴を圧力により吐出するピエゾ方式（圧電方式）の吐出ヘッドが適用される。各吐出ヘッドは、インクジェット方式であればこれに限られず、ポンプによる圧力により、各材を吐出する方式の吐出ヘッドであってもよい。
【００３５】
なお、サポート材吐出ヘッド２０からサポート材を吐出する際、サポート材は４０℃以上９０℃以下（好ましくは４５℃以上８０℃以下、より好ましくは５０℃以上７５℃以下）に加熱される。
【００３６】
また、モデル材吐出ヘッド１６からモデル材を吐出する際においても、モデル材が加熱される温度は、上記と同じ範囲であることが好ましい。
【００３７】
ＵＶ光源２２は、モデル材吐出ヘッド１６から吐出されたモデル材及びサポート材吐出ヘッド２０から吐出されたサポート材に対してＵＶ光を照射し、硬化させる。ＵＶ光源２２は、モデル材及びサポート材の種類に応じて選択される。ＵＶ光源２２としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、デイープ紫外線ランプ、マイクロ波を用い外部から無電極で水銀灯を励起するランプ、紫外線レーザー、キセノンランプ、ＵＶ−ＬＥＤ等の光源を有する装置が適用される。
【００３８】
また、ＵＶ光源２２に代えて電子線照射装置を用いてもよい。電子線照射装置としては、例えば、走査型、カーテン型、プラズマ放電型等の電子照射装置が挙げられる。
【００３９】
図２に示すように、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材吐出ヘッド２０、及びＵＶ光源２２は、ＸＹ走査部２４が備える走査軸２４Ａに取り付けられている。モデル材吐出ヘッド１６とＵＶ光源２２とは、予め定めた距離Ｗを隔てて走査軸２４Ａに取り付けられている。また、サポート材吐出ヘッド２０は、モデル材吐出ヘッド１６に隣接して走査軸２４Ａに取り付けられている。なお、モデル材吐出ヘッド１６とサポート材吐出ヘッド２０との位置が逆でもよい。すなわち、図２では、モデル材吐出ヘッド１６がＵＶ光源２２側に取り付けられているが、サポート材吐出ヘッド２０がＵＶ光源２２側に取り付けられていても良い。
【００４０】
ＸＹ走査部２４は、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材吐出ヘッド２０、及びＵＶ光源２２がＸ方向及びＹ方向に移動するように、すなわちＸＹ平面上を走査するように走査軸２４Ａを駆動する。
【００４１】
造形台昇降部２６は、図２に示す造形台３４をＺ軸方向に昇降させる。ＣＰＵ１２Ａは、三次元造形物を作製する際には、モデル材及びサポート材が造形台３４上に吐出され、吐出されたモデル材及びサポート材にＵＶ光が照射されるように、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材吐出ヘッド２０、及びＵＶ光源２２を制御する。また、ＣＰＵ１２Ａは、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材吐出ヘッド２０、及びＵＶ光源がＸＹ平面上を走査するようにＸＹ走査部２４を制御すると共に、造形台３４がＺ軸方向に徐々に下がるように造形台昇降部２６を制御する。
【００４２】
なお、ＣＰＵ１２Ａは、三次元造形物を造形する際には、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材吐出ヘッド２０、及びＵＶ光源２２と造形台３４上の三次元造形物４０とが接触しないように、モデル材吐出ヘッド１６、サポート材吐出ヘッド２０、及びＵＶ光源２２から造形台３４上の三次元造形物４０までのＺ軸方向における距離が予め定めた距離ｈ０以上となるように造形台昇降部２６を制御する。
【００４３】
クリーニング部２８は、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０のノズルに付着した材料を吸引する等してクリーニングする機能を有する。例えば、クリーニング部２８は、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０の走査範囲外の退避領域に設けられ、クリーニングを実行する際には、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０を前記退避領域に退避させてからクリーニングを実行する。
【００４４】
記憶部３０は、後述する三次元造形プログラム３０Ａ、造形データ３０Ｂ、サポート材データ３０Ｃを記憶する。
【００４５】
ＣＰＵ１２Ａは、記憶部３０に記憶された三次元造形プログラム３０Ａを読み込んで実行する。また、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に三次元造形プログラム３０Ａを記録し、これをＣＤ−ＲＯＭドライブ等で読み込むことにより実行するようにしてもよい。
【００４６】
通信部３２は、三次元造形物の造形データ３０Ｂを出力する外部装置とデータ通信を行うためのインターフェースである。
【００４７】
ＣＰＵ１２Ａは、外部装置から送信された造形データ３０Ｂに従って各機能部を制御することにより、三次元造形物を作製する。
【００４８】
次に、本実施形態の作用について説明する。図３には、ＣＰＵ１２Ａで実行される三次元造形プログラム３０Ａのフローチャートを示した。なお、図３に示す処理は、外部装置から三次元造形物の作製を指示されると実行される。
【００４９】
また、以下では、一例として図４に示すような三次元造形物４０を作製する場合について説明する。図４に示すように、三次元造形物４０は、うさぎの形状となっている。
【００５０】
ステップＳ１００では、三次元造形物４０の造形データ３０Ｂを外部装置から受信し、記憶部３０に記憶させる。三次元造形物４０の造形データ３０Ｂのフォーマットとしては、例えば三次元形状を表現するデータのフォーマットであるＳＴＬ（Standard Triangulated Language）フォーマットが用いられる。従って、図４に示す三次元造形物４０は、三角形のポリゴンの集合として表現される。なお、三次元形状を表現するデータのフォーマットは、ＳＴＬに限らず、他のフォーマットを用いても良い。
【００５１】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１００で受信した造形データ３０Ｂに従って、三次元造形物４０の積層データ（スライスデータ）を生成する。具体的には、三次元造形物４０が造形台３４に接地される接地面（ＸＹ平面）と平行なスライス平面を予め定めた積層ピッチ毎に高さ方向（Ｚ軸方向）にシフトさせながら、スライス平面と交わるポリゴンとの交点を求めることにより、三次元造形物４０のスライス平面における断面画像を表すスライスデータを生成する。このようなスライスデータを、三次元造形物４０の高さまで予め定めた積層ピッチ毎にスライスした断面画像毎に作成する。
【００５２】
例えば図５に示すように接地面５０と平行なスライス平面５２における断面画像は、図６に示すような断面画像５４となる。また、例えば図７に示すように、接地面５０と平行なスライス平面５６における断面画像は、図８に示すような断面画像５８となる。また、例えば図９に示すように、接地面５０と平行なスライス平面６０における断面画像は、図１０に示すような断面画像６２となる。
【００５３】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で生成した、三次元造形物４０の各層のスライスデータに基づいて、三次元造形物４０の支持が必要なサポート部を判定する。
【００５４】
三次元造形物４０は、モデル材を造形台３４上に順次積層することで作製されるが、図４に示す例えばうさぎの耳の下等のように、三次元造形物４０の下方が空間となる部分、いわゆるオーバーハングしている部分がある場合、このオーバーハング部分を下方より支持する必要がある。このため、各層のスライスデータに基づいて、オーバーハング部分の下方の空間であるサポート部４２を特定する。
【００５５】
具体的には、例えば最上層から順に、隣接する２つの層のスライスデータを参照する。そして、隣接する２つの層のうち上の層において三次元造形物４０が存在する領域又はサポート材６８が必要と判定された領域を第１の領域として、隣接する２つの層のうち下の層において三次元造形物４０が存在しない領域のうち、前記第１の領域に相当する領域である第２の領域（ＸＹ平面で第１の領域と同じ領域）については、上の層の第１の領域を支えるために、サポート材６８が必要な領域と判定する。この判定を最上層から順に最下層まで順次判定する。
【００５６】
例えば、図１１に示すように、図７に示すスライス平面５６（以下、下層５６ともいう）と図９に示すスライス平面６０（以下、上層６０ともいう）とが隣接する層であったと仮定した場合、各層の断面画像をＺ軸方向に重ね合わせると図１１に示すような画像となる。このとき、上層６０の断面画像６２Ｂ（第１の領域）の真下の領域、すなわち下層５６の断面画像６２Ｂに相当する領域（第２の領域）は、三次元造形物４０が存在しない領域となっている。このため、図１２に示すように、下層５６の断面画像６２Ｂに相当する領域６４を、サポート材６８が必要な領域と判定する。ちなみに、下層５６の断面画像６２Ａに相当する領域については、下層５６の断面画像５８と重なる領域、すなわち上層にモデル材が存在する領域であるため、サポート材６８は必要ない領域と判定される。このような判定を最上層から順に最下層まで順次判定する。これにより、図４に示すようにサポート材６８が必要なサポート部４２が特定される。
【００５７】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で特定したサポート部４２のサポート材データ３０Ｃを生成する。サポート部４２は、サポート部４２を含む全体の造形が終了した後に除去する必要があるため、モデル材と比較して破砕、水溶、熱溶解等がしやすい材料で構成される。このため、サポート材はモデル材に比較して密度や強度が低いため、上部の重い本体部分を支えられない可能性がある。また、サポート材は体積収縮率が高いため、サポート部４２の形状が経時的に変形してしまう場合がある。
【００５８】
そこで、本実施形態では、サポート部４２をＸＹ平面と平行な断面で見た場合に、モデル材及びサポート材を含む配置パターンでモデル材及びサポート材が配置されるように、サポート材データ３０Ｃを生成する。具体的には、例えば図１３（Ａ）に示すように、配置パターンを、モデル材６６及びサポート材６８が交互に配置された格子状のパターンとする。この場合、モデル材６６及びサポート材６８を均等に配置することが好ましい。また、格子１つ分のモデル材６６の大きさは、モデル材吐出ヘッド１６で吐出可能な最小単位の大きさとしてもよいし、ある程度の大きさを持っていてもよい。また、モデル材６６の全ての形状が同一でなくてもよい。また、サポート材６８についてもモデル材６６と同様である。
【００５９】
このように、サポート部４２にサポート材６８だけでなくモデル材６６も配置されるようにすることにより、サポート部４２にサポート材６８のみを配置する場合と比較して、サポート部の強度の低下の抑制及びサポート部４２の除去の容易さの両立が実現される。また、体積収縮率を抑え、サポート部４２の形状が経時的に変形してしまうのが抑制される。
【００６０】
また、配置パターンを、図１３（Ｂ）に示すようにグラデーション状の配置パターンとしてもよい。この場合、三次元造形物４０に近くなるに従って、サポート部４２におけるサポート材６８の割合（単位面積当たりのサポート材６８の量）が高くなり、三次元造形物４０から離れるに従ってサポート部４２におけるモデル材６６の割合（単位面積当たりのモデル材６６の量）が高くなるようにする。これにより、三次元造形物４０に近くなるに従って、サポート部４２の強度が弱くなり、三次元造形物４０からの剥離が容易となる。また、三次元造形物４０から離れるに従ってサポート部４２の強度が高くなり、高さ方向に離れた上部に造形される三次元造形物４０を支えることが容易になると共に、体積収縮などによる経時的な形状変形を抑制することができる。従って、サポート部４２の強度の低下の抑制及びサポート部４２の除去の容易さの両立が更に効果的に実現される。また、サポート部４２の形状が経時的に変形してしまうのが抑制される。
【００６１】
なお、サポート材６８の割合の変化量（単位面積当たりのサポート材６８の量の変化量は任意に設定してよい。例えば、変化量を一定としてもよいし、三次元造形物４０に近くなるに従って変化量が大きくなり、三次元造形物４０から離れるに従って変化量が小さくなるようにしてもよい。
【００６２】
また、配置パターンを、図１３（Ｃ）に示すように、ランダム状の配置パターンとしてもよい。この場合、サポート部４２におけるモデル材６６及びサポート材６８の配置をランダムに決定する。なお、サポート部４２の領域毎にランダム性の密度を変更してもよい。
【００６３】
このように、サポート部４２に、モデル材６６及びサポート材６８を含む配置パターンでモデル材６６及びサポート材６８が配置されるように、サポート材データ３０Ｃを生成し、記憶部３０に記憶する。
【００６４】
なお、モデル材６６及びサポート材６８の配置パターンを図１３（Ａ）に示すような格子状の配置パターンとする場合、図１４に示すように、モデル材６６及びサポート材６８が高さ方向（積層方向）においても交互に配置されるように、サポート部４２における各層の配置パターンを設定することが好ましい。
【００６５】
このように、モデル材６６及びサポート材６８の配置が明確な配置パターンの場合、高さ方向においてモデル材６６及びサポート材６８が各々連続して配置されないように配置パターンを設定することが好ましい。
【００６６】
また、モデル材６６及びサポート材６８の配置パターンを図１３（Ｂ）に示すようなグラデーション状の配置パターンとする場合又は図１３（Ｃ）に示すようなランダム状の配置パターンとする場合においても、モデル材６６及びサポート材６８が各々高さ方向に極力連続しないようにサポート部４２における各層の配置パターンを設定することが好ましい。例えば、図１５に示すように異なる配置パターン７０、７２が隣接するように各層の配置パターンを設定する。この場合、例えばグラデーション状の配置パターン又はランダム状の配置パターンを設定する際に用いるランダムシード又はランダムアルゴリズムを高さ方向において変更したり、３次元の誤差拡散又はマスク処理等を行うことにより、モデル材６６及びサポート材６８が各々高さ方向に極力連続しないようにすればよい。
【００６７】
また、モデル材６６及びサポート材６８の配置パターンをユーザーが任意に設定できるようにしてもよい。この場合、ユーザーは、例えばサポート材６８の中に、柱状、梯子状、螺旋状等の任意の形状でモデル材６６が配置された配置パターンを指定する。
【００６８】
なお、サポート材データ３０Ｃの生成は、スライスデータを生成しながら行うようにしてもよい。
【００６９】
また、図４の例では、モデル材の真下にサポート部４２が存在する場合を示したが、モデル材の真下だけでなく、下方に向かうに従って末広がりの形状のサポート部となるようにサポート材データ３０Ｃを生成してもよい。
【００７０】
また、例えば積層方式として熱溶解積層法（FDM:Fused Deposition Modeling）を用いた場合や、材料の強度によっては、真下にサポート部が無くても自立できる場合がある。このような場合は、サポート部がある程度省略されるようにサポート材データ３０Ｃを生成してもよい。
【００７１】
また、例えば立方体のように形状的にはサポート部を必要としない場合であっても、モデル材の液だれ等が発生した場合、三次元造形物の表面の精度が劣化する場合がある。そこで、形状的にはサポート部を必要としない場合であっても、三次元造形物の周囲にサポート部が形成されるように、サポート材データ３０Ｃを生成してもよい。
【００７２】
ステップＳ１０８では、ＵＶ光の照射を開始するようＵＶ光源２２に指示する。これにより、ＵＶ光源２２はＵＶ光の照射を開始する。
【００７３】
ステップＳ１１０では、造形処理を実行する。すなわち、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０がＸＹ平面を走査するようにＸＹ走査部２４を制御し、かつ造形台３４がＺ軸方向へ徐々に下がるように造形台昇降部２６を制御すると共に、ステップＳ１０２で生成したスライスデータに従ってモデル材が吐出されるようにモデル材吐出ヘッド１６を制御し、かつ、ステップＳ１０６で生成したサポート材データ３０Ｃに従ってサポート材が吐出されるようにサポート材吐出ヘッド２０を制御する。
【００７４】
ステップＳ１１２では、三次元造形物４０及びサポート部４２の造形が終了したか否かを判断し、終了していなければステップＳ１１４へ移行し、造形を終了していればステップＳ１１８へ移行する。
【００７５】
ステップＳ１１４では、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０のクリーニングを実行するタイミングが到来したか否かを判断する。そして、クリーニングを実行するタイミングが到来した場合はステップＳ１１６へ移行する。一方、クリーニングを実行するタイミングが到来していない場合はステップＳ１１０へ移行し、造形処理を続行する。
【００７６】
クリーニングを実行するタイミングとしては、例えば予め定めた期間が経過する毎、モデル材及びサポート材の少なくとも一方が予め定めた量を消費する毎等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００７７】
クリーニングを実行するタイミングとして予め定めた期間が経過する毎とする場合、例えば前記期間を様々に変えてヘッドの詰まりの状態を測定し、ヘッドの詰まりが発生しない期間のうち最も長い期間に設定することが好ましい。前記期間が短いほどクリーニングの回数が増加して、造形処理が終了するまでの時間が長くなるためである。これにより、クリーニングの無駄な実行が抑制される。
【００７８】
ステップＳ１１６では、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０が退避領域に移動するようにＸＹ走査部２４に指示すると共に、クリーニング部２８にモデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０のクリーニングを実行するよう指示する。これにより、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０が退避領域に移動し、クリーニング部２８が、モデル材吐出ヘッド１６及びサポート材吐出ヘッド２０をクリーニングする。なお、クリーニングを実行するタイミングとして、モデル材及びサポート材の少なくとも一方が予め定めた量を消費する毎としていた場合は、予め定めた量を消費した材料を吐出するヘッドのみをクリーニングするようにしてもよい。
【００７９】
ステップＳ１１８では、ＵＶ光の照射を停止するようＵＶ光源２２に指示する。これにより、ＵＶ光源２２はＵＶ光の照射を停止する。
【００８０】
このように、本実施形態では、三次元造形物を支持するサポート部に、サポート材だけでなくモデル材も配置されるので、サポート部にサポート材のみを用いる場合と比較して、サポート部の強度の維持及びサポート材の除去の容易さの両立が実現される。また、サポート部の強度の維持により、時間経過による形状変化が抑制される。
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、スライスデータ及びサポート材データ３０Ｃを生成しながら造形する場合について説明する。なお、装置構成は第１実施形態と同一であるので、説明は省略する。
【００８１】
次に、本実施形態の作用について説明する。図１６には、ＣＰＵ１２Ａで実行される三次元造形プログラム３０Ａのフローチャートを示した。なお、図１６に示す処理は、外部装置から三次元造形物の作製を指示されると実行される。
【００８２】
まず、ステップＳ２００では、図３のステップＳ１００と同様に、三次元造形物４０の造形データ３０Ｂを外部装置から受信し、記憶部３０に記憶させる。
【００８３】
ステップＳ２０２では、サポート部が必要な領域を予測する。図１７に示すように、三次元造形物４０の造形は、接地面から順に高さ方向へモデル材を積層していくことにより進んでいくが、造形時点の高さまではサポート部が必要ない場合でも、造形が進んだ段階でモデル部分を支持するためにサポート部が必要となる場合がある。例えば図１７に示すように、ＸＹ平面における領域７４、７６は、その高さまで造形した時点ではサポート部は必要ないが、造形が進むとモデル部分が現れるため、モデル部分が現れる高さまでサポート部を設ける必要がある。そこで、本実施形態では、造形を開始する前に、サポート部が必要な領域を予測する。
【００８４】
具体的には、造形データ３０Ｂに基づいて、三次元造形物４０を高さ方向に投影したときのＸＹ平面における投影領域を求める。図４に示す三次元造形物４０を真上から高さ方向に見下ろした場合は、三次元造形物４０は図１８（Ａ）のように見える。従って、ＸＹ平面における投影領域は図１８（Ｂ）に示すような投影領域７８となる。従って、投影領域７８内をサポート部が必要な領域とする。
【００８５】
次に、図１９に示すように、投影領域７８を複数のブロック８０に分割する。そして、ブロック毎に高さ方向の最大値を求め、求めた最大値までをサポート部と定める。これにより、不必要にサポート部が形成されてしまうのが抑制される。図２０には、ブロック毎に高さ方向の最大値までをサポート部４２として定めた場合の一例を示した。また、図２１には、図２０の場合と比較してブロック８０の数を多くした場合における例を示した。
【００８６】
図２１に示すように、ブロック８０の数が多くなるに従って、不必要なサポート部４２の削減効果が大きくなる。例えば、サポート部４２を必要最小限にする、すなわち不必要なサポート部を零にしたい場合は、投影領域７８に含まれる全ての画素をブロックと見なして処理する必要があるが、処理時間が長くなる。一方、ブロック８０の数が少なすぎると、処理時間は短くなるものの、不必要なサポート部４２が多くなってしまう。従って、ブロック８０の数は、処理時間と不必要なサポート部４２の削減とのバランスを考慮して設定される。
【００８７】
例えば、投影領域７８に含まれる画素の画素数と、三次元造形物４０の高さを積層ピッチで除算して得られる積層数（スライスデータの数）のうち、少ない方をブロック８０の数として設定してもよい。
【００８８】
ステップＳ２０４では、図３のステップＳ１０８と同様に、ＵＶ光の照射を開始するようＵＶ光源２２に指示する。
【００８９】
ステップＳ２０６は、図３のステップＳ１０２と同様に、三次元造形物４０の積層データ（スライスデータ）を生成する。
【００９０】
ステップＳ２０８では、図３のステップＳ１０６と同様に、ステップＳ２０２で予測したサポート部４２のサポート材データ３０Ｃを生成する。
【００９１】
ステップＳ２１０〜Ｓ２１８は、図１のステップＳ１１０〜Ｓ１１８と同様であるので、説明は省略する。
【００９２】
このように、本実施形態では、スライスデータ及びサポート材データ３０Ｃを生成しながら造形処理も行うので、三次元造形物４０の造形時間が短縮される。また、第１実施形態と同様に、三次元造形物を支持するサポート部に、サポート材だけでなくモデル材も配置されるので、サポート部にサポート材のみを用いる場合と比較して、サポート部の強度の維持及びサポート材の除去の容易さの両立が実現される。また、サポート部の強度の維持により、時間経過による形状変化が抑制される。
【００９３】
なお、積層数が投影領域７８に含まれる画素の画素数以上の場合、すなわち三次元造形物４０の高さが比較的高い形状の場合は、本実施形態のような造形処理を実行し、積層数が投影領域７８に含まれる画素の画素数未満の場合、すなわち三次元造形物４０の高さが比較的低い形状の場合は、第１実施形態で説明した造形処理を実行するようにしてもよい。
（サポート材）
以下、サポート材の詳細について説明する。
【００９４】
サポート材は、インクジェット方式用のサポート材である。そして、サポート材は、温水溶解性の放射線硬化型化合物と、ポリグリセリンの脂肪酸エステル、ポリグリセリンのエチレンオキサイド付加物、及びポリグリセリンのプロピレンオキサイド付加物からなる群より選択される少なくとも１種のポリグリセリン系化合物と、を含有する。
【００９５】
ここで「温水溶解性」とは、放射線の照射によって硬化した後の化合物が少なくとも４０℃以上９０℃以下の温水に対して溶解性を示すことを指す。なお、溶解性とは前記温度範囲の温水中に前記硬化した後の化合物を浸漬したときに、溶解して流動性が発現され、硬化された際の形状が維持し得ない状態となることを意味する。
【００９６】
また、本明細書において温水とは、温度が上記範囲である水を指す。
【００９７】
本実施形態によれば、サポート材が前記の構成を満たすことにより、形状精度に優れた三次元造形物を形成し得るサポート材が提供される。
【００９８】
この効果が奏される推定メカニズムは、以下のように推察される。
【００９９】
従来から、放射線硬化型のモデル材とサポート材とを用いて、インクジェット方式の吐出ヘッドにより三次元造形物を形成することが行われている。例えば、モデル材をインクジェットにより吐出し放射線照射により硬化して造形物を形成し、またサポート材をインクジェットにより吐出し放射線照射により硬化してサポート部を形成し、目的とする形状の造形物を形成した後に、サポート部を除去することで三次元造形物が得られる。
【０１００】
ここで、インクジェット用のサポート材には、吐出ヘッドによる吐出のときの温度（一般的には４５℃以上８５℃以下の温度）において、吐出ヘッドから吐出し得る程度の粘度であることが求められる。ただし、その一方では、サポート材により形成されるサポート部を求められる形状に精度よく形成する観点で、吐出ヘッドから吐出された後であって放射線照射によって硬化するまで、吐出された位置からの移動が抑制されることが求められる。
【０１０１】
これに対して本実施形態に係るインクジェット用のサポート材は、前記群より選択されるポリグリセリン系化合物を含む。そのため、吐出の際の温度において吐出ヘッドから吐出し得る程度に低い粘度の流動性を有していても、吐出後においては、サポート材の温度が低下することで粘度が上昇し、その流動性が低下する。これにより、吐出された位置から流動することが低減され、放射線照射によって硬化するまでの間におけるサポート材の移動が抑制されて、形状精度に優れたサポート部が形成される。その結果、サポート部が形状精度に優れるため、モデル材と共に本実施形態に係るサポート材を用いて形成される三次元造形物は、優れた形状精度が実現される。
【０１０２】
また、放射線硬化型化合物と前記群より選択されるポリグリセリン系化合物とを含む本実施形態に係るサポート材は、放射線照射による優れた硬化性を示す。なお、放射線照射によって硬化される前よりも硬化後の方が溶融温度が上昇するため、硬化後のサポート部の上にさらに積層して次のサポート部を形成するため、硬化後にさらにサポート材が吐出されて着弾した場合でも、後から吐出された前記サポート材による熱での変形が生じにくくなる。この点によっても、形状精度に優れたサポート部が形成される。
【０１０３】
さらにサポート材には、サポート部とした後、つまり硬化した後において除去し得る除去性が求められる。これに対し本実施形態では、温水溶解性の放射線硬化型化合物と前記群より選択されるポリグリセリン系化合物とを含む。この放射線硬化型化合物は前記の通り温水に対する溶解性を示し、またポリグリセリン系化合物も温水に対して溶解し得る化合物であるため、サポート部の除去の際に温水を用いることでサポート部が溶解し、容易に除去し得る。
【０１０４】
以下、本実施形態に係るサポート材の成分の詳細について説明する。
【０１０５】
本実施形態に係るサポート材は、温水溶解性の放射線硬化型化合物と、ポリグリセリン系化合物と、を含有する。サポート材は、上記成分以外に、可塑剤、放射線重合開始剤、重合禁止剤、界面活性剤、色材等のその他添加剤を含んでもよい。
（温水溶解性の放射線硬化型化合物）
放射線硬化型化合物は、放射線（例えば紫外線、電子線）により、硬化（重合）する化合物である。放射線硬化型化合物は、モノマーであっても、オリゴマーであってもよい。
【０１０６】
また、温水溶解性とは、放射線の照射によって硬化した後の化合物が前述の温度範囲内の温水に対して溶解性を示すことを指す。
【０１０７】
放射線硬化型化合物は、放射線硬化性官能基（放射線重合性官能基）を有する化合物が挙げられる。放射線硬化性官能基としては、エチレン性不飽和二重結合（例えば、Ｎ−ビニル基、ビニルエーテル基、（メタ）アクリロイル基等）、エポキシ基、オキセタニル基等が挙げられ、中でもエチレン性不飽和結合基（好ましくはアクリロイル基）を有する化合物がよい。
【０１０８】
温水溶解性の放射線硬化型化合物としては、例えば、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート（ＣＨ２＝Ｃ（−Ｒ）−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ／Ｒ：水素又はメチル基）、（メタ）アクリルアミド（ＣＨ２＝Ｃ（−Ｒ）−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ２／Ｒ：水素又はメチル基）、ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド（ＣＨ２＝Ｃ（−Ｒ）−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ／Ｒ：水素又はメチル基）、（メタ）アクリロイルモルホリン、アクリル酸（ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ（＝Ｏ）−ＯＨ）、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリオキシエチレングリコールアクリレート等が挙げられる。
【０１０９】
これらの中でも、吐出する時の温度において低粘度化しインクジェット方式での吐出性を向上させる観点、放射線照射により良好に硬化させる観点、及び硬化後に温水を用いた除去の際の除去性を向上させる観点から、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリン、アクリル酸、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレートが好ましく、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートがより好ましい。
【０１１０】
なお、本明細書において、（メタ）アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの双方を意味する。また、（メタ）アクリロイルとは、アクリロイル基及びメタクリロイル基の双方を意味する。
【０１１１】
・放射線硬化型化合物の粘度
放射線硬化型化合物の粘度（２３℃）は、５ｍＰａ・ｓ以上８０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、８ｍＰａ・ｓ以上６０ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、１０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下がさらに好ましい。
【０１１２】
なお、粘度の測定は、後述のレオマット１１５（Ｃｏｎｔｒａｖｅｓ製）を用いた測定方法に準じて測定し得る。
【０１１３】
・放射線硬化型化合物の含有量
放射線硬化型化合物の含有量は、サポート材全体に対して、４０質量％以上８０質量％以下が好ましく、４５質量％以上６５質量％以下がより好ましい。
（ポリグリセリン系化合物）
本実施形態に係るサポート材は、ポリグリセリンの脂肪酸エステル、ポリグリセリンのエチレンオキサイド付加物、及びポリグリセリンのプロピレンオキサイド付加物からなる群より選択される少なくとも１種のポリグリセリン系化合物を含有する。
【０１１４】
ポリグリセリンの脂肪酸エステルにおけるポリグリセリンとしては、グリセリンが２分子乃至２０分子の範囲で重合したものが好ましく、例えばジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン、ペンタグリセリン、ヘキサグリセリン、ヘプタグリセリン、オクタグリセリン、ノナグリセリン、デカグリセリン、ウンデカグリセリン、及びドデカグリセリン等が挙げられ、テトラグリセリン、ヘキサグリセリン、又はデカグリセリンが好ましい。
【０１１５】
脂肪酸としては、炭素数１６以上２０以下の脂肪酸が好ましく、例えばパルミチン酸、ステアリン酸、及びアラキジン酸等の飽和脂肪酸が好ましい。
【０１１６】
ポリグリセリンのエチレンオキシド付加物、及びポリグリセリンのプロピレンオキシド付加物におけるポリグリセリンには、前記においてポリグリセリンの脂肪酸エステルにおけるポリグリセリンとして列挙したものが好ましい。
【０１１７】
エチレンオキシド又はプロピレンオキシドは６０モル以上１２０モル以下付加されたものが好ましく、さらには８０モル以上１００モル以下付加されたものがより好ましい。
【０１１８】
ポリグリセリン系化合物は、１種を単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【０１１９】
２種以上を併用する例としては、例えばポリグリセリンの脂肪酸エステルとポリグリセリンのエチレンオキシド付加物又はポリグリセリンのプロピレンオキシド付加物との混合物が挙げられる。具体的には、ポリグリセリンのステアリン酸エステル（例えばデカグリセリンのステアリン酸エステル）とポリグリセリンのエチレンオキシド付加物（例えばジグリセリンのエチレンオキシド付加物）との混合物が挙げられる。
【０１２０】
ポリグリセリンの脂肪酸エステル（ａ）とポリグリセリンのエチレンオキシド付加物又はプロピレンオキシド付加物（ｂ）とを併用する場合、その質量比（ａ：ｂ）としては７０：３０乃至９０：１０の範囲が好ましく、７５：２５乃至８５：１５の範囲がより好ましい。
【０１２１】
ポリグリセリン系化合物のＨＬＢ値（Hydrophile Lipophile Balance／ポリグリセリン系化合物を２種以上併用する場合にはその混合物のＨＬＢ値）は、７以上１３以下であることが好ましく、８以上１２以下であることがより好ましい。ＨＬＢ値が７以上であることで、温水に対する溶解性がより向上される。一方ＨＬＢ値が１３以下であることで、サポート材の吐出ヘッドからの吐出後における粘度の上昇性能がより高められ、その結果サポート部の形状精度により優れる。
【０１２２】
・ポリグリセリン系化合物の粘度
ポリグリセリン系化合物は、常温（２３℃）では固体であることが好ましい。
【０１２３】
また、インクジェット方式の吐出ヘッドでサポート材を吐出する際の温度は例えば７０℃であり、この温度でのポリグリセリン系化合物の粘度は、例えば２００ｍＰａ・ｓ以上１５００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、４００ｍＰａ・ｓ以上１２００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、６００ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下がさらに好ましい。
【０１２４】
なお、粘度の測定は、後述のレオマット１１５（Ｃｏｎｔｒａｖｅｓ製）を用いた測定方法に準じて測定し得る。
【０１２５】
・ポリグリセリン系化合物の含有量
ポリグリセリン系化合物の含有量（ポリグリセリン系化合物を２種以上併用する場合にはその合計量）は、サポート材全体に対して、５質量％以上４５質量％以下が好ましく、１０質量％以上３５質量％以下がより好ましく、１５質量％以上３０質量％以下がさらに好ましい。
（可塑剤）
本実施形態に係るサポート材は、さらに可塑剤を含んでもよい。
【０１２６】
可塑剤としては、非放射線硬化型ポリマー等が挙げられる。非放射線硬化型ポリマーとは、放射線（例えば、紫外線、電子線）により硬化（重合）反応が生じないポリマーを指す。
【０１２７】
非放射線硬化型ポリマーとしては、ポリエーテルポリオール、ひまし油ポリオール、及びポリエステルポリオールよりなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。
【０１２８】
・ポリエーテルポリオール
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、多価アルコールの多量体、多価アルコールとアルキレンオキサイドとの付加物、アルキレンオキサイドの開環重合体等が挙げられる。
【０１２９】
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、２−メチル−１，８−オクタンジオール、１，８−デカンジオール、オクタデカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ヘキサントリオール等が挙げられる。
【０１３０】
アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロルヒドリン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
【０１３１】
・ひまし油ポリオール
ひまし油ポリオールとしては、ひまし油を多価アルコールで変性した変性ひまし油、ひまし油脂肪酸（ひまし油から得られる脂肪酸）を多価アルコールで変性した変性ひまし脂肪酸等が挙げられる。
【０１３２】
多価アルコールとしては、例えば、ポリエーテルポリオールの説明で例示した多価アルコール等が挙げられる。
【０１３３】
なお、ひまし油ポリオールにおける水酸基価としては、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、１３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましい。
【０１３４】
・ポリエステルポリオール
ポリエステルポリオールとしては、例えば、多価アルコールと二塩基酸との反応生成物、環状エステル化合物の開環重合体等が挙げられる。
【０１３５】
多価アルコールとしては、例えば、ポリエーテルポリオールの説明で例示した多価アルコール等が挙げられる。
【０１３６】
二塩基酸としては、例えば、カルボン酸（例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等）、カルボン酸の無水物等が挙げられる。
【０１３７】
環状エステル化合物としては、例えば、ε−カプロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等が挙げられる。
【０１３８】
ここで、非放射線硬化型ポリマーは、上記各種ポリオールと共に、多価アルコールを併用してもよい。特に、多価アルコールは、ポリエステルポリオールと併用することがよい。つまり、非放射線硬化型ポリマーとしては、ポリエステルポリオールと多価アルコールとの混合物も挙げられる。
【０１３９】
上記各種ポリオールと併用する多価アルコールの含有量は、全放射線硬化型ポリマーに対して、３０質量％以上６０質量％以下（好ましくは３５質量％以上５０質量％以下）がよい。特に、ポリエステルポリオールと多価アルコールとの混合物を使用する場合、その質量比（ポリエステルポリオール／多価アルコール）は３０／７０以上１０／９０以下（好ましくは２５／７５以上２０／８０以下）がよい。
【０１４０】
なお、多価アルコールは、ポリエーテルポリオールの説明で例示した多価アルコール等が挙げられる。
【０１４１】
・非放射線硬化型ポリマーの重量平均分子量
非放射線硬化型ポリマーの重量平均分子量としては、２００以上１０００以下が好ましく、２５０以上８５０以下がより好ましい。
【０１４２】
非放射線硬化型ポリマーの重量平均分子量は、ポリスチレンを標準物質としたゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定される値である。
【０１４３】
・非放射線硬化型ポリマーの粘度
非放射線硬化型ポリマーの粘度（２５℃）は、２００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、１００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、７０ｍＰａ・ｓ以下がさらに好ましい。
【０１４４】
なお、粘度の測定は、後述のレオマット１１５（Ｃｏｎｔｒａｖｅｓ製）を用いた測定方法に準じて測定し得る。
【０１４５】
・可塑剤の含有量
可塑剤の含有量は、例えば、サポート材全体に対して、２５質量％以上６０質量％以下が好ましく、３０質量％以上５５質量％以下がより好ましく、３５質量％以上５０質量％以下がより好ましい。
【０１４６】
なお、可塑剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
（放射線重合開始剤）
放射線重合開始剤としては、放射線ラジカル重合開始剤、放射線カチオン重合開始剤等の周知の重合開始剤が挙げられる。
【０１４７】
放射線ラジカル重合開始剤としては、例えば、芳香族ケトン類、アシルフォスフィンオキサイド化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物（チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物等）、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、アルキルアミン化合物等が挙げられる。
【０１４８】
放射線ラジカル重合開始剤として具体例には、例えば、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、べンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、３−メチルアセトフェノン、４−クロロベンゾフェノン、４，４'−ジメトキシベンゾフェノン、４，４'−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−プロパン−１−オン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、２，４−ジエチルチオキサントン、及びビス−（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等の周知の放射線重合開始剤が挙げられる。
【０１４９】
・放射線重合開始剤の含有量
放射線重合開始剤の含有量は、例えば、放射線硬化型化合物に対して、１質量％以上１０質量％以下が好ましく、３質量％以上５質量％以下がより好ましい。
【０１５０】
なお、放射線重合開始剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
（重合禁止剤）
重合禁止剤としては、例えば、フェノール系重合禁止剤（例えば、ｐ−メトキシフェノール、クレゾール、ｔ−ブチルカテコール、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン、２，２'−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２'−メチレンビス（４−エチル−６−ブチルフェノール）、４，４'−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等）、ヒンダードアミン、ヒドロキノンモノメチルエーテル（ＭＥＨＱ）、ヒドロキノン等の周知の重合禁止剤が挙げられる。
【０１５１】
・重合禁止剤の含有量
重合禁止剤の含有量は、例えば、放射線硬化型化合物に対して、０．１質量％以上１質量％以下が好ましく、０．３質量％以上０．５質量％以下がより好ましい。
【０１５２】
なお、重合禁止剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
（界面活性剤）
界面活性剤としては、例えば、シリコーン系界面活性剤、アクリル系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤等の周知の界面活性剤が挙げられる。
【０１５３】
・界面活性剤の含有量
界面活性剤の含有量は、例えば、放射線硬化型化合物に対して、０．０５質量％以上０．５質量％以下が好ましく、０．１質量％以上０．３質量％以下がより好ましい。
【０１５４】
なお、界面活性剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
（その他の添加剤）
上記以外で、その他の添加剤としては、例えば、色材、溶剤、増感剤、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、キレート剤、増粘剤、分散剤、重合促進剤、浸透促進剤、湿潤剤（保湿剤）等の周知の添加剤が挙げられる。
（サポート材の特性）
サポート材の表面張力は、例えば２０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下の範囲が挙げられる。
【０１５５】
ここで、表面張力は、ウイルヘルミー型表面張力計（協和界面科学株式会社製）を用い、２３℃、５５％ＲＨの環境において測定した値である。
【０１５６】
サポート材の粘度（２３℃）は、例えば３０ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下の範囲が挙げられる。
【０１５７】
また、インクジェット方式の吐出ヘッドでサポート材を吐出する際の温度は例えば７０℃であり、この温度でのサポート材の粘度は、例えば５ｍＰａ・ｓ以上２０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、８ｍＰａ・ｓ以上１８ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、１０ｍＰａ・ｓ以上１５ｍＰａ・ｓ以下がさらに好ましい。
【０１５８】
ここで、粘度は、レオマット１１５（Ｃｏｎｔｒａｖｅｓ製）を測定装置として用いて、測定温度はそれぞれ前記温度に設定し、せん断速度は１４００ｓ−１の条件で測定した値である。
（モデル材）
以下、モデル材について説明する。
【０１５９】
モデル材は、放射線硬化型化合物（モデル材用放射線硬化型化合物）を含有する。モデル材は、上記成分以外に、放射線重合開始剤、重合禁止剤、界面活性剤、色材等のその他添加剤を含んでもよい。
【０１６０】
モデル材に用いられる放射線硬化型化合物（モデル材用放射線硬化型化合物）としては、放射線硬化性官能基（放射線重合性官能基）を有する化合物が挙げられる。放射線硬化性官能基としては、エチレン性不飽和二重結合（例えば、Ｎ−ビニル基、ビニルエーテル基、（メタ）アクリロイル基等）、エポキシ基、オキセタニル基等が挙げられる。放射線硬化型化合物としては、エチレン性不飽和結合基（好ましくは（メタ）アクリロイル基）を有する化合物がよい。
【０１６１】
具体的には、モデル材用放射線硬化型化合物としては、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート等が好適に挙げられる。これらの中でも、モデル材用放射線硬化型化合物としては、ウレタン（メタ）アクリレートがよい。
【０１６２】
モデル材用放射線硬化型化合物の含有量は、モデル材全体に対して、９０質量％以上９９質量％以下が好ましく、９３質量％以上９７質量％以下が好ましい。
【０１６３】
特に、モデル材用放射線硬化型化合物は、ウレタン（メタ）アクリレートと他の放射線硬化型化合物（例えば、単官能又は多官能の（メタ）アクリレート）とを併用することが好ましい。この場合、ウレタン（メタ）アクリレートの含有量は、モデル材全体に対して、１０質量％以上６０質量％以下が好ましく、２０質量％以上５０質量％以下がより好ましい。一方、上記他の放射線硬化性化合物の含有量は、サポート材全体に対して、４０質量％以上７５質量％以下が好ましく、５０質量％以上６５質量％以下がより好ましい。
【０１６４】
なお、モデル材用放射線硬化型化合物は、１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【０１６５】
また、モデル材に用いられる放射線重合開始剤、重合禁止剤、界面活性剤、色材としては、サポート材で例示した成分を使用できる。また、モデル材の特性も、サポート材の特性と同様の範囲が挙げられる。
＜三次元造形物の製造方法＞
上記実施形態に係る三次元造形装置１０では、放射線硬化型のモデル材をインクジェット方式により吐出し、放射線照射により硬化して、三次元造形物を形成し、サポート材をインクジェット方式により吐出し、放射線照射により硬化して、三次元造形物の少なくとも一部を支持するサポート部を形成する三次元造形物の製造方法が実施される。そして、上記実施形態に係る三次元造形物の製造方法では、三次元造形物の形成後、サポート部を４０℃以上９０℃以下（好ましくは６０℃以上９０℃以下、より好ましくは６０℃以上８０℃以下）の温水に溶解させて除去して、三次元造形物を形成する。
【０１６６】
具体的には、サポート部を有する状態の三次元造形物を温水中に浸漬してサポート部を溶解させて除去する方法（浸漬法）、サポート部を有する状態の三次元造形物に温水を噴射しサポート部を溶解させつつ水圧で除去する方法（噴射法）等が採用される。なお、簡易な除去方法という観点で、浸漬法による除去がより好ましい。前記浸漬法では、超音波の照射も好適に併用される。
【０１６７】
また、得られた造形物は、研磨処理等の後処理を施してもよい。
【０１６８】
また、三次元造形装置１０には、モデル材を収容し、三次元造形装置１０に着脱されるようカートリッジ化されたモデル材カートリッジを備えていてもよい。また、同様に、三次元造形装置１０には、サポート材を収容し、三次元造形装置に着脱されるようカートリッジ化されたサポート材カートリッジを備えていてもよい。
【実施例】
【０１６９】
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。なお、特に断りがない限り「部」は「質量部」を意味する。
＜実施例１＞
［サポート材ＳＡ１］
−ポリグリセリン系化合物１の調製−
デカグリセリン−トリステアリン酸エステル８０部と、ジグリセリン−エチレンオキシド１００モル付加物２０部と、を１００℃から２００℃の範囲で溶融するまで加熱攪拌し、これを室温（２５℃）まで冷却することで、ＨＬＢ値１０のポリグリセリン系化合物１を得た。
【０１７０】
−サポート材ＳＡ１の調製−
・ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）：  １００部
（温水溶解性のＵＶ硬化型化合物）
・ひまし油ポリオール：  ５０部
（可塑剤、「ＵＲＩＣ  Ｈ−３１」伊藤製油(株)製、水酸基価１５７から１７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、粘度（２５℃）４０ｍＰａ・ｓ以下）
・ポリグリセリン系化合物１：  ５０部
・重合開始剤：  ５．０部
（「Ｄａｒｏｃｕｒ  １１７３」ＢＡＳＦ社製、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン）
・重合禁止剤：  ０．５部
（「Ｇｅｎｏｒａｄ  １６」Ｒａｈｎ  ＡＧ社製）
上記成分を混合し、サポート材ＳＡ１を調製した。
＜実施例２＞
実施例１で用いたポリグリセリン系化合物１を、以下により調製されたポリグリセリン系化合物２に変更した以外は、実施例１と同様にしてサポート材を得た。
【０１７１】
−ポリグリセリン系化合物２の調製−
デカグリセリン−トリステアリン酸エステル２０部と、ジグリセリン−エチレンオキシド１００モル付加物８０部と、を１００℃から２００℃の範囲で溶融するまで加熱攪拌し、これを室温（２５℃）まで冷却することで、ＨＬＢ値９．５のポリグリセリン系化合物２を得た。
＜実施例３＞
実施例１で用いたヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）を、アクリロイルモルホリンに変更した以外は、実施例１と同様にしてサポート材を得た。
＜実施例４＞
実施例１で用いた可塑剤（ひまし油ポリオール、ＵＲＩＣ  Ｈ−３１）を、ポリエステルポリオール（Ｐ−４００、(株)アデカ製）に変更した以外は、実施例１と同様にしてサポート材を得た。
＜比較例１＞
実施例１において、ヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）、重合開始剤（Ｄａｒｏｃｕｒ  １１７３）、重合禁止剤（Ｇｅｎｏｒａｄ  １６）を含有しないこと以外は、実施例１と同様にしてサポート材を得た。
＜比較例２＞
実施例１において、ポリグリセリン系化合物１を含有しないこと以外は、実施例１と同様にしてサポート材を得た。
＜比較例３＞
実施例３において、ポリグリセリン系化合物１を含有しないこと以外は、実施例３と同様にしてサポート材を得た。
＜比較例４＞
実施例４において、ポリグリセリン系化合物１を含有しないこと以外は、実施例４と同様にしてサポート材を得た。
＜比較例５＞
実施例１において、ポリグリセリン系化合物１をエチレン酢酸ビニル共重合体、森部商店社製、製品名：７０１Ｄ）に変更した以外は、実施例１と同様にしてサポート材を得た。
［評価］
（インクジェット吐出適性の評価）
サポート材のインクジェット吐出適性について、粘度を測定することにより評価した。
【０１７２】
７０℃での粘度を、レオマット１１５（Ｃｏｎｔｒａｖｅｓ製）を用い、せん断速度は１４００ｓ−１の条件で測定した。
【０１７３】
評価基準は、次の通りである。
【０１７４】
−評価基準−
Ａ（○）：１５ｍＰａ・ｓ以下
Ｂ（△）：１５ｍＰａ・ｓ超え３０ｍＰａ・ｓ以下
Ｃ（×）：３０ｍＰａ・ｓ超え
（形状精度（解像度）の評価）
４ｍｍ、３ｍｍ、２．５ｍｍ、２ｍｍ、１．８ｍｍ、１．５ｍｍ、１．４ｍｍ、１．２ｍｍ、１．０ｍｍ、０．８ｍｍ、０．６ｍｍ、０．５ｍｍ、０．４５ｍｍ、０．４ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．３ｍｍ、及び０．２５ｍｍの正方形の凸部形状（凸部の高さ０．５ｍｍ）が、それぞれ格子状に配置された造形パターンを有する解像度パターン（図２２参照）を準備した。
【０１７５】
インクジェットヘッドとして富士フィルムダイマティックス社製  Ｐｏｌａｒｉｓヘッド（型番：ＰＱ５１２／８５）を、紫外線照射光源としてＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＬＴＤ社製  Ｓｕｂｚｅｒｏ−０５５（１００ｗ／ｃｍの強度）を選択し、これらを駆動部と制御部からなる造形装置に設置し、これを試験用の造形装置とした。なお、造形装置は、インクジェットヘッドと光源が共に往復運動する方式であり、一度の走査（スキャン）毎に厚み２０μｍのサポート材層の積層と紫外線照射による硬化処理を行い、サポート材によるサポート部の形成を行う装置とした。また、造形装置では、サポート材は、遮光条件下、保存タンクから送液ポンプによりサンゴバン社製Ｔｙｇｏｎ  ２３７５耐薬チューブを経由し、日本ポール製  プロファイル・スター  Ａ０５０フィルター（ろ過精度５μｍ）を通過させ、異物を除去した後にインクジェットヘッドへ送液する仕組みとした。
【０１７６】
上記造形装置を用い、前記解像度パターンを走査（スキャン）してサポート部パターンを形成し、どの大きさの造形パターンまで解像できたかにより評価した。
（温水除去性の評価）
前記形状精度（解像度）の評価で形成したサポート部パターンを、６０℃の温水に浸漬し、パターンが溶解したか否かによって評価した。
【０１７７】
−評価基準−
Ａ（○）：５分以内に溶解し固形物が消失した
Ｂ（△）：溶解したが、固形物が消失するまでに３０分を超える時間を要した
Ｃ（×）：溶解し切らず、固形物が残った
【０１７８】
【表１】
0006728828.tif 000002
【０１７９】
表１の結果から、温水溶解性の放射線硬化型化合物と特定のポリグリセリン系化合物とを含有するサポート材を用いる各実施例では、ポリグリセリン系化合物を含有しない比較例２、３、４に比べて、形成されるサポート部の形状精度に優れることが分かる。
（サポート材の粘度調整）
以下、サポート材の粘度調整について実験した結果について説明する。図２３に、複数パターンの組成について吐出ヘッドの温度５５℃における粘度及びＵＶ硬化後の溶解性を評価した結果を示した。評価基準は次の通りである。
−評価基準−
○：溶解（超音波で１分以内）
○−：溶解するが時間がかかる（超音波で３〜５分）
△＋＋：溶解直後に不溶分があるが、しばらく置くと溶解
△＋：溶解直後に不溶分があるが、一晩おくと溶解
△：バラバラになるが不溶分あり
ＨＥＡ（ヒドロキシエチルアクリレート）、ＭＥＨＱ（ヒドロキノンモノメチルエーテル）、ＢＡＰＯ（ビスアシルフォスフィンオキサイド）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ３７９（ＢＡＳＦ社製、２−ジメチルアミノ−２−（４−メチルベンジル）−１−（４−モルフォリン−４−イル−フェニル）−ブタン−１−オン））、ＩＴＸ（２−イソプロピルチオキサントン）、ＴＥＧＯ  Ｗｅｔ２７０（エボニック・ジャパン株式会社、ポリエーテル変性シロキサンコポリマ−）、Ｐ−４００（ポリエステルポリオール）を含む組成ＦＸＳ４９の組成を参考にしてＨＥＡをＨＥＡＡ（ヒドロキシエチルアクリルアミド）に置き換えた組成ＦＸＳ５２について粘度及び溶解性を評価したところ、ＵＶ硬化後、超音波印加で短時間に溶解する事を確認した。
【０１８０】
ＨＥＡＡは内部アミド基の水素結合により粘度がかなり高く、硬化後の形状保持性は高い。一方、吐出ヘッドの温度５５℃における粘度は４３．２ｍＰａ・ｓと高く、非ＵＶ硬化成分であるＰ−４００を増やしても充分下がらない。Ｐ−４００の５５℃粘度が元々１７ｍＰａ・ｓあるためである。そこで低粘性の単官能モノマーＨＥＡ、あるいは低粘性の非ＵＶ硬化成分であるＯＨ変性のひまし油（Ｈ３１）用いてインクジェット方式で使える粘度まで低減を試みた。
【０１８１】
図２３に示すように、ＨＥＡとＨ３１による粘度調整では、水への溶解性と粘度がトレードオフの関係となっており、組成ＦＸＳ６３がぎりぎり許容レベルの組成であった。
【０１８２】
このように、ＵＶ硬化後に水溶性となり、インクジェット方式で吐出可能な粘度を有する水溶性のサポート材の組成が分かった。水溶性のサポート材に必要な要件としては、以下の４点が挙げられる。
（１）非ＵＶ硬化成分は５０ｗｔ％以上必要。
（２）２官能以上の反応成分は使用しない。
（３）単官能モノマーは感度の高いものを選択し、副反応による架橋反応を抑制する。
（４）ＵＶ硬化後に生成ポリマーと非ＵＶ硬化成分が相分離する組み合わせとする。
【０１８３】
なお、水溶性のサポート材ではなく、熱溶解性のサポート材を用いてもよい。熱溶解性のサポート材としては、例えば、加熱することにより液化し自然冷却により固化する粉体の水溶性ワックス、尿素粉末等が挙げられる。
【０１８４】
また、上記各実施形態では、モデル材吐出ヘッド１６等がＸＹ平面上を走査しながら造形台３４がＺ軸方向に徐々に下降する場合について説明したが、造形台３４を固定とし、モデル材吐出ヘッド１６等がＸＹ平面上を走査しながらＺ軸方向に徐々に上昇するようにしてもよい。また、両者がＺ軸方向に離間するように移動してもよい。
【０１８５】
また、上記各実施形態で説明した三次元造形装置１０の構成（図１参照）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりしてもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１８６】
１０   三次元造形装置
１２   コントローラ
１４   モデル材収容部
１６   モデル材吐出ヘッド
１８   サポート材収容部
２０   サポート材吐出ヘッド
２２   ＵＶ光源
２４   ＸＹ走査部
２６   造形台昇降部
２８   クリーニング部
３０   記憶部
３０Ａ 三次元造形プログラム
３０Ｂ 造形データ
３０Ｃ サポート材データ
３２   通信部
３４   造形台
４０   三次元造形物
【図１】
0006728828.tif 000003
【図２】
0006728828.tif 000004
【図３】
0006728828.tif 000005
【図４】
0006728828.tif 000006
【図５】
0006728828.tif 000007
【図６】
0006728828.tif 000008
【図７】
0006728828.tif 000009
【図８】
0006728828.tif 000010
【図９】
0006728828.tif 000011
【図１０】
0006728828.tif 000012
【図１１】
0006728828.tif 000013
【図１２】
0006728828.tif 000014
【図１３】
0006728828.tif 000015
【図１４】
0006728828.tif 000016
【図１５】
0006728828.tif 000017
【図１６】
0006728828.tif 000018
【図１７】
0006728828.tif 000019
【図１８】
0006728828.tif 000020
【図１９】
0006728828.tif 000021
【図２０】
0006728828.tif 000022
【図２１】
0006728828.tif 000023
【図２２】
0006728828.tif 000024
【図２３】
0006728828.tif 000025