(57)【要約】【課題】三次元造形法により得られた立体物から、サポート材を効率よく除去できるサポート材除去方法およびサポート材除去装置を提供する。【解決手段】まず、第１処理液Ｌ１と、第１処理液Ｌ１に対して不溶であり、第１処理液Ｌ１よりも比重が重く、かつ、第１処理液Ｌ１よりも沸点が低い第２処理液Ｌ２とを、処理槽１０内に二層に貯留する。次に、処理槽１０内に、立体物９を浸漬させる。その後、処理槽１０内を、第２処理液Ｌ２の沸点以上かつ第１処理液Ｌ１の沸点未満の温度に加熱して、第２処理液Ｌ２を沸騰させる。そうすると、第２処理液Ｌ２から生じる気泡の衝撃によって、サポート材９２が第１処理液Ｌ１に分散する。これにより、立体物９からサポート材９２を効率よく除去できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元造形法により得られた、モデル材およびサポート材を有する立体物から、サポート材を除去するサポート材除去方法であって、
ａ）第１処理液と、前記第１処理液に対して不溶であり、前記第１処理液よりも比重が重く、かつ、前記第１処理液よりも沸点が低い第２処理液とを、処理槽内に二層に貯留する工程と、
ｂ）前記処理槽内に、前記立体物を浸漬させる工程と、
ｃ）前記処理槽内を、前記第２処理液の沸点以上かつ前記第１処理液の沸点未満の温度に加熱して、前記第２処理液を沸騰させる工程と、
を有し、
前記工程ｃ）において、前記サポート材が、前記第１処理液に分散する、サポート材除去方法。
【請求項２】
請求項１に記載のサポート材除去方法であって、
前記第１処理液の誘電率は、前記第２処理液の誘電率よりも高い、サポート材除去方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のサポート材除去方法であって、
前記工程ｃ）において、前記処理槽内の液体に超音波を付与する、サポート材除去方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のサポート材除去方法であって、
前記第２処理液の表面張力は、前記第１処理液の表面張力よりも小さい、サポート材除去方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のサポート材除去方法であって、
ｄ）前記第１処理液と前記第２処理液との間の界面の高さが、予め設定された基準高さ以上であるか否かを検出する工程と、
ｅ）前記工程ｄ）において、前記界面の高さが、前記基準高さ未満になると、前記処理槽内に前記第２処理液を補充する工程と、
をさらに有する、サポート材除去方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のサポート材除去方法であって、
前記工程ｃ）において、前記立体物を、前記第１処理液および前記第２処理液の双方に接触する位置に配置する、サポート材除去方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のサポート材除去方法であって、
前記工程ｃ）において、前記立体物を揺動させる、サポート材除去方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のサポート材除去方法であって、
前記第１処理液は、水またはアルコールであり、
前記第２処理液は、フロリナート（登録商標）である、サポート材除去方法。
【請求項９】
三次元造形法により得られた、モデル材およびサポート材を有する立体物から、サポート材を除去するサポート材除去装置であって、
前記立体物を収容可能な処理槽と、
前記処理槽内に、第１処理液を供給する第１処理液供給部と、
前記処理槽内に、前記第１処理液に対して不溶であり、前記第１処理液よりも比重が重く、かつ、前記第１処理液よりも沸点が低い第２処理液を供給する第２処理液供給部と、
前記処理槽内を加熱する加熱部と、
前記第１処理液供給部、前記第２処理液供給部、および前記加熱部を制御する制御部と、
を備え、
前記処理槽内に、前記第１処理液および前記第２処理液が二層に貯留され、前記立体物が浸漬された後に、前記制御部が、前記加熱部を制御することにより、前記処理槽内を、前記第２処理液の沸点以上かつ前記第１処理液の沸点未満の温度に加熱する、サポート材除去装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のサポート材除去装置であって、
前記第１処理液の誘電率は、前記第２処理液の誘電率よりも高い、サポート材除去装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載のサポート材除去装置であって、
前記処理槽内の液体に超音波を付与する超音波付与部をさらに備える、サポート材除去装置。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１までのいずれか１項に記載のサポート材除去装置であって、
前記第２処理液の表面張力は、前記第１処理液の表面張力よりも小さい、サポート材除去装置。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２までのいずれか１項に記載のサポート材除去装置であって、
前記第１処理液と前記第２処理液との間の界面の高さが、予め設定された基準高さ以上であるか否かを検出するセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づき、前記界面の高さが前記基準高さ未満になったと判断すると、前記第２処理液供給部を制御して、前記処理槽内に前記第２処理液を補充する、サポート材除去装置。
【請求項１４】
請求項９から請求項１３までのいずれか１項に記載のサポート材除去装置であって、
前記処理槽内において、前記立体物を、前記第１処理液および前記第２処理液の双方に接触する位置に保持する保持部をさらに備える、サポート材除去装置。
【請求項１５】
請求項９から請求項１４までのいずれか１項に記載のサポート材除去装置であって、
前記処理槽内において、前記立体物を揺動させる揺動機構をさらに備える、サポート材除去装置。
【請求項１６】
請求項９から請求項１５までのいずれか１項に記載のサポート材除去装置であって、
前記第１処理液は、水またはアルコールであり、
前記第２処理液は、フロリナート（登録商標）である、サポート材除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形法により得られた、モデル材およびサポート材を有する立体物から、サポート材を除去するサポート材除去方法およびサポート材除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３Ｄプリンティング等の三次元造形技術が急速に普及している。三次元造形法により得られる造形物は、工業製品の試作品、展示品、医療用模型などに利用される。従来の三次元造形技術としては、光造形法、粉末法、インクジェット積層造形法などが知られている。インクジェット積層造形法は、インクジェット方式によって吐出される樹脂を積層することで、任意の形状を造形することができる。
【０００３】
インクジェット積層造形法では、造形途中におけるモデル材の崩落や撓みを防止するために、サポート材が用いられる。インクジェット積層造形法で造形物を作製するときには、まず、モデル材およびサポート材を積層し、その後、サポート材を洗浄により除去する。
【０００４】
従来のサポート材の除去方法については、例えば、特開２０１１−５６５８号公報に記載されている。当該文献に記載の方法では、モデル材とサポート材とを含む立体物に、アルカリ水溶液を塗布することによって、不要なサポート材を除去している。アルカリ水溶液の例としては、珪酸塩、燐酸塩、水を含む混合物が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−５６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の方法では、モデル材からサポート材を綺麗に除去することが難しかった。特に、造形物の形状が複雑である場合に、造形物の細かい凹凸の表面に、サポート材が残ることがあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、三次元造形法により得られた立体物から、サポート材を効率よく除去できるサポート材除去方法およびサポート材除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、三次元造形法により得られた、モデル材およびサポート材を有する立体物から、サポート材を除去するサポート材除去方法であって、ａ）第１処理液と、前記第１処理液に対して不溶であり、前記第１処理液よりも比重が重く、かつ、前記第１処理液よりも沸点が低い第２処理液とを、処理槽内に二層に貯留する工程と、ｂ）前記処理槽内に、前記立体物を浸漬させる工程と、ｃ）前記処理槽内を、前記第２処理液の沸点以上かつ前記第１処理液の沸点未満の温度に加熱して、前記第２処理液を沸騰させる工程と、を有し、前記工程ｃ）において、前記サポート材が、前記第１処理液に分散する。
【０００９】
本願の第２発明は、第１発明のサポート材除去方法であって、前記第１処理液の誘電率は、前記第２処理液の誘電率よりも高い。
【００１０】
本願の第３発明は、第１発明または第２発明のサポート材除去方法であって、前記工程ｃ）において、前記処理槽内の液体に超音波を付与する。
【００１１】
本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれか１発明のサポート材除去方法であって、前記第２処理液の表面張力は、前記第１処理液の表面張力よりも小さい。
【００１２】
本願の第５発明は、第１発明から第４発明までのいずれか１発明のサポート材除去方法であって、ｄ）前記第１処理液と前記第２処理液との間の界面の高さが、予め設定された基準高さ以上であるか否かを検出する工程と、ｅ）前記工程ｄ）において、前記界面の高さが、前記基準高さ未満になると、前記処理槽内に前記第２処理液を補充する工程と、をさらに有する。
【００１３】
本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれか１発明のサポート材除去方法であって、前記工程ｃ）において、前記立体物を、前記第１処理液および前記第２処理液の双方に接触する位置に配置する。
【００１４】
本願の第７発明は、第１発明から第６発明までのいずれか１発明のサポート材除去方法であって、前記工程ｃ）において、前記立体物を揺動させる。
【００１５】
本願の第８発明は、第１発明から第７発明までのいずれか１発明のサポート材除去方法であって、前記第１処理液は、水またはアルコールであり、前記第２処理液は、フロリナート（登録商標）である。
【００１６】
本願の第９発明は、三次元造形法により得られた、モデル材およびサポート材を有する立体物から、サポート材を除去するサポート材除去装置であって、前記立体物を収容可能な処理槽と、前記処理槽内に、第１処理液を供給する第１処理液供給部と、前記処理槽内に、前記第１処理液に対して不溶であり、前記第１処理液よりも比重が重く、かつ、前記第１処理液よりも沸点が低い第２処理液を供給する第２処理液供給部と、前記処理槽内を加熱する加熱部と、前記第１処理液供給部、前記第２処理液供給部、および前記加熱部を制御する制御部と、を備え、前記処理槽内に、前記第１処理液および前記第２処理液が二層に貯留され、前記立体物が浸漬された後に、前記制御部が、前記加熱部を制御することにより、前記処理槽内を、前記第２処理液の沸点以上かつ前記第１処理液の沸点未満の温度に加熱する。
【００１７】
本願の第１０発明は、第９発明のサポート材除去装置であって、前記第１処理液の誘電率は、前記第２処理液の誘電率よりも高い。
【００１８】
本願の第１１発明は、第９発明または第１０発明のサポート材除去装置であって、前記処理槽内の液体に超音波を付与する超音波付与部をさらに備える。
【００１９】
本願の第１２発明は、第９発明から第１１発明までのいずれか１発明のサポート材除去装置であって、前記第２処理液の表面張力は、前記第１処理液の表面張力よりも小さい。
【００２０】
本願の第１３発明は、第９発明から第１２発明までのいずれか１発明のサポート材除去装置であって、前記第１処理液と前記第２処理液との間の界面の高さが、予め設定された基準高さ以上であるか否かを検出するセンサをさらに備え、前記制御部は、前記センサの検出結果に基づき、前記界面の高さが前記基準高さ未満になったと判断すると、前記第２処理液供給部を制御して、前記処理槽内に前記第２処理液を補充する。
【００２１】
本願の第１４発明は、第９発明から第１３発明までのいずれか１発明のサポート材除去装置であって、前記処理槽内において、前記立体物を、前記第１処理液および前記第２処理液の双方に接触する位置に保持する保持部をさらに備える。
【００２２】
本願の第１５発明は、第９発明から第１４発明までのいずれか１発明のサポート材除去装置であって、前記処理槽内において、前記立体物を揺動させる揺動機構をさらに備える。
【００２３】
本願の第１６発明は、第９発明から第１５発明までのいずれか１発明のサポート材除去装置であって、前記第１処理液は、水またはアルコールであり、前記第２処理液は、フロリナート（登録商標）である。
【発明の効果】
【００２４】
本願の第１発明〜第１６発明によれば、第２処理液を沸騰させることで気泡を発生させ、当該気泡の衝撃を利用して、サポート材を第１処理液に分散させる。これにより、立体物からサポート材を効率よく除去できる。
【００２５】
特に、本願の第２発明および第１０発明によれば、融解したサポート材を、主として第１処理液に分散させることができる。これにより、処理液の回収作業が容易となる。
【００２６】
特に、本願の第３発明および第１１発明によれば、融解したサポート材を、超音波の振動で、効率よく分散させることができる。これにより、サポート材の除去効率をより高めることができる。
【００２７】
特に、本願の第４発明および第１２発明によれば、立体物の細かい部分にも、第２処理液が接触しやすい。これにより、サポート材の除去効率をより高めることができる。
【００２８】
特に、本願の第５発明および第１３発明によれば、第２処理液の全量を交換するのではなく、必要な分だけ第２処理液を補充することで、第２処理液の消費量を低減できる。
【００２９】
特に、本願の第６発明および第１４発明によれば、立体物に対して、気泡の物理的衝撃を、より効率よく与えることができる。これにより、サポート材の除去効率をより高めることができる。
【００３０】
特に、本願の第７発明および第１５発明によれば、立体物からサポート材を、より効率よく除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】サポート材除去装置の構成を示した図である。
【図２】制御部と、サポート材除去装置内の各部との接続構成を示したブロック図である。
【図３】サポート材除去処理の流れを示したフローチャートである。
【図４】サポート材除去処理の様子を示した図である。
【図５】サポート材除去処理の様子を示した図である。
【図６】変形例に係るサポート材除去装置の構成を示した図である。
【図７】変形例に係るサポート材除去装置の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
＜１．サポート材除去装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るサポート材除去装置１の構成を示した図である。このサポート材除去装置１は、三次元造形法により得られた立体物９から、サポート材９２を除去する装置である。立体物９は、三次元データを高さ位置毎に分解した複数の二次元データに基づいて、モデル材９１およびサポート材９２を順次に積層することにより、造形される。モデル材９１およびサポート材９２は、例えば、インクジェット方式により、各層に吐出される。したがって、造形後の立体物９は、モデル材９１により構成される部分と、サポート材９２により構成される部分とを有する。
【００３４】
モデル材９１は、目的とする造形物を構成する材料である。モデル材９１には、例えば、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが用いられる。サポート材９２は、造形中にモデル材９１が崩れたり撓んだりすることを防止するために、モデル材９１を支持するための材料である。サポート材９２は、例えば、造形物が中空構造を有する場合に、その中空部分に充填される。サポート材９２には、例えば、炭化水素等のワックス系材料が用いられる。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態のサポート材除去装置１は、処理槽１０、第１処理液供給部２０、第２処理液供給部３０、第１処理液排出部４０、加熱部５０、超音波付与部６０、界面センサ７０、および制御部８０を備えている。
【００３６】
処理槽１０は、筒状の側壁１１と平板状の底部１２とを有する有底筒状の容器である。処理槽１０は、その内部に立体物９を収容可能な大きさを有する。処理槽１０の内部には、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２が貯留される。そして、貯留された第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２の中に、立体物９が浸漬される。
【００３７】
第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２には、互いに不溶な液体が用いられる。また、第２処理液Ｌ２には、第１処理液Ｌ１よりも比重が重く、かつ、第１処理液Ｌ１よりも沸点が低い液体が用いられる。第１処理液Ｌ１と第２処理液Ｌ２とは、処理槽１０内において、互いに分離した状態で二層に貯留される。その際、第２処理液Ｌ２が下層液、第１処理液Ｌ１が上層液となる。第２処理液Ｌ２は、直接外気と接触しないため、自然蒸発による第２処理液Ｌ２の減少が抑えられる。第１処理液Ｌ１の例としては、水、アルコール、またはこれらの混合液を挙げることができる。第２処理液Ｌ２の例としては、フッ素系溶剤であるフロリナート（登録商標）を挙げることができる。
【００３８】
第１処理液供給部２０は、処理槽１０内に第１処理液Ｌ１を供給する配管系である。図１に示すように、第１処理液供給部２０は、第１吐出部２１と、第１吐出部２１に接続された第１配管２２とを有する。第１配管２２の経路上には、第１開閉弁２３が設けられている。また、第１配管２２の上流側の端部は、第１処理液供給源２４に接続されている。このため、第１開閉弁２３を開放すると、第１処理液供給源２４から第１配管２２を通って第１吐出部２１へ、第１処理液Ｌ１が供給される。そして、第１吐出部２１から処理槽１０の内部に、第１処理液Ｌ１が吐出される。
【００３９】
第２処理液供給部３０は、処理槽１０内に第２処理液Ｌ２を供給する配管系である。図１に示すように、第２処理液供給部３０は、第２吐出部３１と、第２吐出部３１に接続された第２配管３２とを有する。第２配管３２の経路上には、第２開閉弁３３が設けられている。また、第２配管３２の上流側の端部は、第２処理液供給源３４に接続されている。このため、第２開閉弁３３を開放すると、第２処理液供給源３４から第２配管３２を通って第２吐出部３１へ、第２処理液Ｌ２が供給される。そして、第２吐出部３１から処理槽１０の内部に、第２処理液Ｌ２が吐出される。
【００４０】
なお、第１処理液供給部２０および第２処理液供給部３０は、共通の配管および吐出部を用いて、処理槽１０内に第１処理液Ｌ１と第２処理液Ｌ２とを選択的に供給するものであってもよい。
【００４１】
第１処理液排出部４０は、処理槽１０に貯留された第１処理液Ｌ１を外部へ排出するための配管系である。図１に示すように、第１処理液排出部４０は、排液配管４１と、排液配管４１の経路上に設けられたポンプ４２とを有する。排液配管４１の吸引口４１０は、処理槽１０内の第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２の界面Ｓよりも上側に位置する。このため、ポンプ４２を動作させると、処理槽１０に貯留された第１処理液Ｌ１が、排液配管４１を通って外部へ排出される。
【００４２】
加熱部５０は、処理槽１０内に貯留された第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２を加熱するヒータである。後述する制御部８０は、図示を省略した温度センサの計測値に基づいて、加熱部５０の発熱量を調節することができる。これにより、処理槽１０内に貯留された第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２が、一定の温度に加熱される。上述の通り、第２処理液Ｌ２の沸点は、第１処理液Ｌ１の沸点よりも低い。このため、加熱部５０により、処理槽１０内を、第２処理液Ｌ２の沸点以上かつ第１処理液Ｌ１の沸点未満の温度に加熱すると、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２のうち、第２処理液Ｌ２のみが沸騰する。
【００４３】
超音波付与部６０は、処理槽１０内の第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２に、超音波振動を付与する機構である。超音波付与部６０は、制御部８０から供給される駆動電流に基づいて振動することにより、微細な疎密波である超音波を発生させる。なお、本実施形態の超音波付与部６０は、処理槽１０の底部１２の下方に配置されているが、超音波付与部６０は、処理槽１０の側壁１１の外側に配置されていてもよく、あるいは、処理槽１０の内部に配置されていてもよい。
【００４４】
界面センサ７０は、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２の界面Ｓの高さを検出するためのセンサである。界面センサ７０は、界面Ｓの高さが、予め設定された基準高さ以上であるか否かを検出し、検出結果を示す信号を制御部８０へ送信する。界面センサ７０には、例えば、光学式センサ、超音波式センサ、あるいは静電容量式のセンサが用いられる。なお、本実施形態の界面センサ７０は、処理槽１０の側壁１１の外周面に配置されているが、界面センサ７０は、処理槽１０の内部に配置されていてもよい。
【００４５】
制御部８０は、サポート材除去装置１内の各部を動作制御するための手段である。図２は、制御部８０と、サポート材除去装置１内の各部との接続構成を示したブロック図である。図２中に概念的に示したように、制御部８０は、ＣＰＵ等の演算処理部８１、ＲＡＭ等のメモリ８２、およびハードディスクドライブ等の記憶部８３を有するコンピュータにより構成される。記憶部８３内には、サポート材９２の除去処理を実行するためのコンピュータプログラムＰが、インストールされている。
【００４６】
また、図２に示すように、制御部８０は、上述した第１開閉弁２３、第２開閉弁３３、ポンプ４２、加熱部５０、超音波付与部６０、および界面センサ７０と、それぞれ電気的に接続されている。制御部８０は、記憶部８３に記憶されたコンピュータプログラムＰやデータをメモリ８２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムＰに基づいて、演算処理部８１が演算処理を行うことにより、上記の各部を動作制御する。これにより、サポート材９２の除去処理が進行する。
【００４７】
＜２．サポート材の除去処理について＞
続いて、上記のサポート材除去装置１を用いて、立体物９からサポート材９２を除去する処理について、説明する。図３は、当該処理の流れを示したフローチャートである。図４および図５は、当該処理中におけるサポート材除去装置１の様子を示した図である。
【００４８】
サポート材９２を除去するときには、まず、第１処理液供給部２０の第１開閉弁２３と、第２処理液供給部３０の第２開閉弁３３とを、開放する。これにより、処理槽１０の内部に、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２を供給する（ステップＳ１）。第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２は、互いに不溶であるため、処理槽１０内において、互いに分離した状態で二層に貯留される。このとき、第２処理液Ｌ２が下層液となり、第２処理液Ｌ２よりも比重の軽い第１処理液Ｌ１が上層液となる。
【００４９】
処理槽１０内に、予め設定された量の第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２が供給されると、制御部８０は、第１開閉弁２３および第２開閉弁３３を閉じて、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２の供給を停止する。
【００５０】
次に、処理槽１０内に貯留された第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２に、立体物９を浸漬させる（ステップＳ２）。そして、超音波付与部６０を動作させて、処理槽１０内の第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２に、超音波振動を付与する（ステップＳ３）。そうすると、立体物９に含まれるサポート材９２が融解し、融解したサポート材９２が、超音波振動の物理的衝撃によって液中に分散する。
【００５１】
続いて、加熱部５０に通電することによって、処理槽１０内に貯留された第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２を加熱する（ステップＳ４）。このとき、制御部８０は、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２の温度が、第２処理液Ｌ２の沸点以上かつ第１処理液Ｌ１の沸点未満となるように、加熱部５０の発熱量を制御する。その結果、図４のように、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２のうち、第２処理液Ｌ２のみが沸騰を開始する。
【００５２】
第２処理液Ｌ２中の立体物９は、沸騰により生じる気泡から物理的衝撃を受ける。これにより、融解したサポート材９２の分散が促進される。その結果、立体物９からサポート材９２が、効率よく除去される。
【００５３】
また、本実施形態では、第１処理液Ｌ１の誘電率が、第２処理液Ｌ２の誘電率よりも高い。このため、融解したサポート材９２は、電気的作用により第１処理液Ｌ１側へ引き寄せられる。その結果、図５に示すように、融解したサポート材９２は、主として第１処理液Ｌ１中に分散する。
【００５４】
例えば、第１処理液Ｌ１が純水であり、第２処理液Ｌ２がフルオロ基を有するフッ素系溶剤である場合を考える。この場合、純水には、(1)原子内の電子の周期的ゆらぎに起因する電気双極子モーメントが周囲に及ぼす力である分散力、(2)電気陰性度の大きな原子の電気双極子モーメントである分極力、および(3)水素原子が酸素のような電気陰性度の大きな原子と結合している場合に、水素原子を媒介として生じる結合力である水素結合性力、の３種類の分子間力が発生する。これに対し、フロリナート（登録商標）等のフッ素系溶剤は、電子的ゆらぎが少なく、自身で集まる力が強い。したがって、融解したサポート材９２は、フロリナート（登録商標）中には分散しにくい。したがって、融解したサポート材９２は、主として中に純水中に分散する。
【００５５】
また、本実施形態では、第２処理液Ｌ２の表面張力が、第１処理液Ｌ１の表面張力よりも小さい。第２処理液Ｌ２の表面張力が小さければ、立体物９の細かい凹凸の表面にも、第２処理液Ｌ２が接触しやすい。したがって、立体物９の細かい部分にも、超音波振動や気泡の物理的作用を効率よく与えることができる。これにより、サポート材９２の除去効率をより高めることができる。
【００５６】
所定時間の加熱が終了すると、制御部８０は、加熱部５０および超音波付与部６０を停止させる。そして、処理槽１０内の第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２から、サポート材９２が除去された立体物９を引き上げる（ステップＳ５）。
【００５７】
その後、制御部８０は、界面センサ７０からの検出信号に基づき、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２の界面Ｓの高さが、予め設定された基準高さ以上であるかどうかを判断する（ステップＳ６）。界面Ｓの高さが、基準高さ以上である場合（ステップＳ６においてＹｅｓの場合）には、次のステップＳ７を省略してステップＳ８に移る。一方、界面Ｓの高さが、基準高さ未満となっている場合（ステップＳ６においてＮｏの場合）には、第２開閉弁３３を開放して、処理槽１０の内部に第２処理液Ｌ２を補充する（ステップＳ７）。
【００５８】
また、制御部８０は、第１処理液排出部４０のポンプ４２を動作させる。これにより、サポート材９２を含む使用済みの第１処理液Ｌ１が、排液配管４１を介して外部へ排出される（ステップＳ８）。その後、制御部８０は、第１処理液供給部２０の第１開閉弁２３を開放する。これにより、新たな第１処理液Ｌ１が、処理槽１０内の第２処理液Ｌ２の上層に貯留される（ステップＳ９）。
【００５９】
上述の通り、融解したサポート材９２は、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２のうち、主として第１処理液Ｌ１のみに分散する。このため、本実施形態のサポート材除去装置１では、サポート材９２の除去処理が完了した後に、第１処理液Ｌ１については、ほぼ全量を交換する。一方、サポート材９２が分散しない第２処理液Ｌ２については、全量を交換するのではなく、沸騰により減少した分だけを補充する。これにより、１回の処理毎に第２処理液Ｌ２の全量を交換する場合よりも、第２処理液Ｌ２の消費量を低減できる。特に、第２処理液Ｌ２が高価な薬液である場合には、第２処理液Ｌ２の消費量を低減することで、サポート材９２の除去にかかるコストを、大幅に抑えることができる。
【００６０】
なお、沸騰により気化した第２処理液Ｌ２を回収して液化させ、再び処理槽１０へ供給してもよい。そうすれば、第２処理液Ｌ２の消費量をさらに低減できる。また、処理槽１０内の第２処理液Ｌ２を、フィルタにより濾過しながら循環させてもよい。
【００６１】
その後、次に処理すべき立体物９がある場合には、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返す。次に処理すべき立体物９が無い場合には、一連の処理を終了する。
【００６２】
＜３．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００６３】
図６は、一変形例に係るサポート材除去装置１の構成を示した図である。図６のサポート材除去装置１は、処理槽１０の内部において立体物９を保持する保持部１３を有する。サポート材９２の除去処理を行うときには、保持部１３が、立体物９を、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２の双方に接触する位置に配置する。すなわち、立体物９の一部分が、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２の界面Ｓよりも上側に配置され、立体物９の他の部分が、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２の界面Ｓよりも下側に配置される。
【００６４】
このようにすれば、第２処理液Ｌ２の沸騰時に、処理槽１０の底部１２付近において発生した気泡だけでなく、界面Ｓの近傍において発生した気泡も、立体物９に当てることができる。したがって、立体物９に対して、気泡の物理的衝撃を、より効率よく与えることができる。また、２液の界面Ｓ付近では、超音波付与部６０から生じる超音波振動のエネルギーが集中する。その結果、立体物９からサポート材９２を、より効率よく除去できる。
【００６５】
図７は、他の変形例に係るサポート材除去装置１の構成を示した図である。図７のサポート材除去装置１は、処理槽１０の内部において立体物９を保持する保持部１３と、保持部１３を揺動させる揺動機構１４とを有する。サポート材９２の除去を行うときには、揺動機構１４を動作させて、保持部１３に保持された立体物９を揺動させる。揺動の向きは、図７のように上下方向であってもよく、他の向きであってもよい。このようにすれば、立体物９に対して、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２を、相対的に流動させることができる。その結果、立体物９からサポート材９２を、さらに効率よく除去できる。
【００６６】
また、上記の実施形態では、第１処理液Ｌ１および第２処理液Ｌ２に立体物９を浸漬した後に、超音波付与部６０および加熱部５０の動作を開始させていた。しかしながら、立体物９を浸漬する前に、予め超音波付与部６０および加熱部５０を動作させておいてもよい。また、超音波振動付与部６０による超音波振動の付与と、加熱部５０による加熱とは、どちらを先に開始してもよい。
【００６７】
また、上記の実施形態では、第２処理液Ｌ２の補充を必要に応じて行った後（ステップＳ６〜Ｓ７の後）に、第１処理液Ｌ１の交換を行っていた（ステップＳ８〜Ｓ９）。しかしながら、これらの順序は逆であってもよい。すなわち、第１処理液Ｌ１の交換を行った後に、必要に応じて第２処理液Ｌ２の補充を行ってもよい。また、第２処理液Ｌ２の補充は、サポート材９２の除去処理の最中に適宜に行ってもよい。
【００６８】
また、立体物９の形状や、サポート材除去装置１の細部の形状については、本願の各図に示された形状と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１  サポート材除去装置
９  立体物
１０  処理槽
１１  側壁
１２  底部
１３  保持部
１４  揺動機構
２０  第１処理液供給部
２１  第１吐出部
２２  第１配管
２３  第１開閉弁
２４  第１処理液供給源
３０  第２処理液供給部
３１  第２吐出部
３２  第２配管
３３  第２開閉弁
３４  第２処理液供給源
４０  第１処理液排出部
４１  排液配管
４２  ポンプ
５０  加熱部
６０  超音波付与部
７０  界面センサ
８０  制御部
８１  演算処理部
８２  メモリ
８３  記憶部
９１  モデル材
９２  サポート材
Ｌ１  第１処理液
Ｌ２  第２処理液
Ｐ  コンピュータプログラム
Ｓ  界面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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