(57)【要約】【課題】材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の三次元造形物の製造方法は、所定のパターンで形成された層を積層し、三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、複数個の粒子を含む組成物を吐出する吐出工程と、吐出された前記組成物の温度を上昇させ前記組成物の粘度を上昇させる粘度上昇処理工程と、前記組成物を目的の部位に接触させた後に、前記組成物に含まれる前記粒子を接合させる接合工程と、を含む一連の工程を繰り返し行うことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンで形成された層を積層し、三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、
複数個の粒子を含む組成物を吐出する吐出工程と、
吐出された前記組成物の温度を上昇させ前記組成物の粘度を上昇させる粘度上昇処理工程と、
前記組成物を目的の部位に接触させた後に、前記組成物に含まれる前記粒子を接合させる接合工程と、
を含む一連の工程を繰り返し行うことを特徴とする三次元造形物の製造方法。
【請求項２】
前記組成物は、前記組成物をゾルゲル相転移させるゾルゲル相転移材料を含むものである請求項１に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項３】
吐出された前記組成物が目的の部位に接触する前に、前記粘度上昇処理を行う請求項１または２に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項４】
吐出された前記組成物が目的の部位に接触した後に、前記粘度上昇処理を行う請求項１ないし３のいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項５】
前記組成物は、光硬化性の樹脂を含むものであり、
前記粘度上昇処理工程において、前記組成物の温度上昇に加え、前記組成物への光の照射を行う請求項１ないし４のいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項６】
前記組成物は、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマーのうち少なくとも一方を含むものである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項７】
前記組成物は、前記粒子として、金属材料、セラミックス材料のうち少なくとも一方を含む材料で構成されたものを含むものである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項８】
前記接合工程は、レーザーの照射により行うものである請求項１ないし７のいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。
【請求項９】
粒子を含む組成物を吐出する吐出手段と、
吐出された前記組成物の粘度を上昇させるために前記組成物を加熱する加熱手段と、
前記組成物が目的の部位に接触した後に、前記粒子を接合するためのエネルギーを付与する接合エネルギー付与手段とを備えることを特徴とする三次元造形物製造装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の三次元造形物製造装置を用いて製造されたものであることを特徴とする三次元造形物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置および三次元造形物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、三次元ＣＡＤソフト、三次元スキャナー等で生成した三次元物体のモデルデータを基にして、三次元造形物を形成する方法が知られている。
【０００３】
三次元造形物を形成する方法として、積層法（三次元造形法）が知られている。積層法では、一般的に、三次元物体のモデルデータを多数の二次元断面層データ（スライスデータ）に分割した後、各二次元断面層データに対応する断面部材を順次造形しつつ、断面部材を順次積層することによって三次元造形物を形成する。
【０００４】
積層法は、造形しようとする三次元造形物のモデルデータさえあれば、直ちに形成することが可能であり、造形に先立って金型を作成するなどの必要がないので、迅速にしかも安価に三次元造形物を形成することが可能である。また、薄い板状の断面部材を一層ずつ積層して形成するので、例えば内部構造を有する複雑な物体であっても、複数の部品に分けることなく一体の造形物として形成することが可能である。
【０００５】
このような積層法として、金属粉末と溶剤とを含む材料を用いて材料層を形成し、当該材料層に光ビームを照射して金属粉末を接合して、三次元造形物を製造する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、このような技術では、材料層を構成する材料の一部にのみ光ビームを照射して焼結するため、材料層のうち光ビームが照射されない部分を構成するものは除去されるだけの無駄な部分であった。また、所定の光ビームの照射領域に対して、その近傍でも不完全ではあるが金属粉末の焼結が生じるため、三次元造形物の寸法精度が低下するという問題があった。
【０００７】
また、金属粉末と溶剤とを含む材料を所定のパターンで付与することも考えられるが、このような場合、材料の粘度が高いものであると材料の吐出自体が困難となり、また、材料の粘度が低いものであると、吐出された材料が不本意に濡れ広がり、所望の形状を維持することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１８４６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物の製造方法を提供すること、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物製造装置を提供すること、また、寸法精度に優れた三次元造形物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の三次元造形物の製造方法は、所定のパターンで形成された層を積層し、三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、
複数個の粒子を含む組成物を吐出する吐出工程と、
吐出された前記組成物の温度を上昇させ前記組成物の粘度を上昇させる粘度上昇処理工程と、
前記組成物を目的の部位に接触させた後に、前記組成物に含まれる前記粒子を接合させる接合工程と、
を含む一連の工程を繰り返し行うことを特徴とする。
【００１１】
これにより、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物の製造方法を提供することができる。
【００１２】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記組成物は、前記組成物をゾルゲル相転移させるゾルゲル相転移材料を含むものであることが好ましい。
【００１３】
これにより、三次元造形物の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【００１４】
本発明の三次元造形物の製造方法では、吐出された前記組成物が目的の部位に接触する前に、前記粘度上昇処理を行うことが好ましい。
【００１５】
これにより、組成物が目的の部位（被着体）に接触する際における組成物の不本意な変形（被着体への衝突エネルギーによる変形等）をより効果的に防止することができ、また、被着体に接触した後の不本意な濡れ広がり等をより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【００１６】
本発明の三次元造形物の製造方法では、吐出された前記組成物が目的の部位に接触した後に、前記粘度上昇処理を行うことが好ましい。
【００１７】
これにより、最終的に得られる三次元造形物の機械的強度等をより優れたものとすることができる。
【００１８】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記組成物は、光硬化性の樹脂を含むものであり、
前記粘度上昇処理工程において、前記組成物の温度上昇に加え、前記組成物への光の照射を行うことが好ましい。
【００１９】
これにより、三次元造形物の生産性と寸法精度とをより高いレベルで両立することができる。また、各粘度上昇処理の処理条件を緩和することができ、組成物の構成成分等の不本意な変性、劣化をより効果的に防止することができる。また、三次元造形物の製造装置への負荷を小さくし、省エネルギー等の観点からも好ましい。また、温度上昇により粘度上昇した組成物の温度が不本意に低下した場合であっても、当該組成物の粘度が過剰に低下してしまうことを効果的に防止することができ、組成物が被着体上において過剰に濡れ広がることによる弊害（三次元造形物の寸法精度の低下等）をより確実に防止することができる。
【００２０】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記組成物は、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマーのうち少なくとも一方を含むものであることが好ましい。
【００２１】
これにより、三次元造形物の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物の寸法精度、信頼性をより優れたものとすることができる。
【００２２】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記組成物は、前記粒子として、金属材料、セラミックス材料のうち少なくとも一方を含む材料で構成されたものを含むものであることが好ましい。
【００２３】
これにより、例えば、三次元造形物の質感（高級感）、機械的強度、耐久性等をより優れたものとすることができる。
【００２４】
本発明の三次元造形物の製造方法では、前記接合工程は、レーザーの照射により行うものであることが好ましい。
【００２５】
これにより、三次元造形物の生産性や、エネルギー効率の観点から有利である。また、最終的に得られる三次元造形物の寸法精度、機械的強度、信頼性をより優れたものとすることができる。
【００２６】
本発明の三次元造形物製造装置は、粒子を含む組成物を吐出する吐出手段と、
吐出された前記組成物の粘度を上昇させるために前記組成物を加熱する加熱手段と、
前記組成物が目的の部位に接触した後に、前記粒子を接合するためのエネルギーを付与する接合エネルギー付与手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
これにより、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる三次元造形物製造装置を提供することができる。
【００２８】
本発明の三次元造形物は、本発明の三次元造形物製造装置を用いて製造されたものであることを特徴とする。
これにより、寸法精度に優れた三次元造形物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図２】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図３】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図４】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図５】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図６】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図７】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図８】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図９】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図１０】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図１１】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図１２】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図１３】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図１４】本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。
【図１５】本発明の三次元造形物の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付する図面を参照しつつ、好適な実施形態について詳細な説明をする。
《三次元造形物の製造方法》
【００３１】
まず、本発明の三次元造形物の製造方法について説明する。
図１〜図１４は、本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態の工程を模式的に示す縦断面図である。また、図１５は、本発明の三次元造形物の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【００３２】
図１〜図１４、図１５に示すように、本実施形態の三次元造形物１０の製造方法は、複数の層１を積層して三次元造形物１０を製造する方法であって、複数個の粒子２１を含む液状の組成物（三次元造形物製造用組成物）２’を吐出する吐出工程（図１、図７参照）と、吐出された組成物２’の粘度を上昇させる粘度上昇処理を施す粘度上昇処理工程（図２、図３、図４、図８、図９、図１０参照）と、粘度上昇処理が施された組成物２’を目的の部位に接触させた後（図４、図１０参照）に、組成物２’に含まれる粒子２１を接合させる接合工程（図６、図１２参照）とを有し、これらを含む一連の工程を繰り返し行う。
【００３３】
このように、液状の組成物２’を吐出することにより、粉体としての組成物等をスキージ等の平坦化手段により平坦化して層を形成する場合に比べて、材料の無駄を抑制できる。
【００３４】
ところで、複数個の粒子を含む組成物を吐出する場合において、組成物の粘度が高いものであると材料の吐出自体が困難となり、また、材料の粘度が低いものであると、吐出された材料が不本意に濡れ広がり、所望の形状を維持することができないという問題がある。そして、上記のような場合、いずれも、寸法精度の高いパターンを形成することができず、最終的に得られる三次元造形物の寸法精度が低いものとなるという問題がある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、吐出された液状の組成物２’が目的の部位に接触する前に、当該組成物２’に対し粘度上昇処理を施すこととした（図２、図３、図４、図８、図９、図１０参照）。
【００３６】
これにより、組成物２’の吐出時には、組成物２’の粘度を適切に低いものとすることができ、組成物２’の吐出を安定的に行うことができるとともに、吐出された組成物２’に粘度上昇処理を施すことにより、吐出された材料が目的の部位（被着体）に接触した後に不本意に濡れ広がり、所望の形状を維持することができなくなるといった問題の発生を効果的に防止することができる。その結果、組成物２’が目的の部位（被着体）に接触して形成されるパターンを所望の形状を有するものとすることができる。したがって、組成物２’の吐出不良等を効果的に防止し、優れた生産性で、寸法精度の高い三次元造形物１０を製造することができる。
【００３７】
以下、各工程について詳細に説明する。
≪吐出工程≫
【００３８】
吐出工程では、複数個の粒子２１と、粒子（分散質）２１を分散する分散媒２２とを含む液状の組成物（三次元造形物製造用組成物）２’を、所定の部位（形成すべき接合部２に対応する部位）に向けて吐出する（図１、図７参照）。
【００３９】
特に、１層目の層１の形成に用いられる組成物２’を吐出する吐出工程では、ステージ（支持体）Ｍ４１の表面に向かって組成物２’を吐出し（図１参照）、２層目以降の層１の形成に用いられる組成物２’を吐出する吐出工程では、先に組成物２’を用いて形成された接合部２を有する層１に向かって組成物２’を吐出する（図７参照）。すなわち、１層目の層１の形成に用いられる組成物２’を吐出する吐出工程では、ステージ（支持体）Ｍ４１が組成物２’の被着体であり（図１参照）、２層目以降の層１の形成に用いられる組成物２’を吐出する吐出工程では、先に形成された層１が組成物２’の被着体である（図７参照）。なお、ステージ（支持体）Ｍ４１上に金属プレート（図示しない）を載置させ、金属プレートを被着体としてもよい。
【００４０】
組成物２’は、吐出可能な程度の流動性を有するものであればよく、例えば、ペースト状のものであってもよい。
【００４１】
本工程における組成物２’の粘度（粘度上昇処理が施されていない状態の組成物２’の粘度）は、１ｍＰａ・ｓ以上４５ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましく、３ｍＰａ・ｓ以上４０ｍＰａ・ｓ以下であるのがより好ましい。
【００４２】
これにより、組成物２’の吐出安定性をより優れたものとすることができ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。また、本工程における組成物２’の粘度が前記範囲内の値であると、粘度上昇処理後の組成物２’の粘度を好適に高いものとすることができ、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【００４３】
なお、本明細書中において、粘度とは、特に条件の指定がない限り、Ｅ型粘度計（例えば、東京計器社製  ＶＩＳＣＯＮＩＣ  ＥＬＤ等）を用いて測定される値をいう。
【００４４】
組成物２’は、粘度上昇処理によって粘度が上昇し得るものであればいかなる組成のものであってもよいが、組成物２’をゾルゲル相転移させるゾルゲル相転移材料を含むものであるのが好ましい。
【００４５】
これにより、例えば、吐出工程時には組成物２’をゾル状態としつつ、粘度上昇処理後には、組成物をゲル状態とすることができ、粘度上昇処理前後での組成物２’の粘度をいずれもより好適なものとすることができる。その結果、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
組成物２’については、後に詳述する。
【００４６】
組成物２’の吐出は、例えば、インクジェット装置、各種ディスペンサー等の各種吐出装置等を用いて行うことができるが、本工程では、組成物２’を複数の液滴として吐出するのが好ましい。
【００４７】
これにより、例えば、微細な構造を有する三次元造形物１０の製造にもより好適に対応することができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【００４８】
本工程で組成物２’を複数の液滴として吐出する場合、吐出される組成物２’の液滴は、１滴あたりの体積が、１ｐＬ以上１００ｐＬ以下であるのが好ましく、２ｐＬ以上８０ｐＬ以下であるのがより好ましい。
【００４９】
これにより、例えば、微細な構造を有する三次元造形物１０の製造にもより好適に対応することができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができるとともに、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
【００５０】
三次元造形物１０の製造においては、複数種の組成物２’を用いてもよい。
これにより、例えば、三次元造形物１０の各部位に求められる特性に応じて、材料を組み合わせることができ、三次元造形物１０全体としての特性（外観、機能性（例えば、弾性、靱性、耐熱性、耐腐食性等）等を含む）をより優れたものとすることができる。
【００５１】
≪粘度上昇処理工程≫
前述した吐出工程で吐出された組成物２’に対して、粘度上昇処理を施す（図２、図３、図４、図８、図９、図１０参照）。
【００５２】
このように、相対的に、吐出工程における組成物２’の流動性を高いものとし、本工程（粘度上昇処理工程）以降での組成物２’の流動性を低いものとすることにより、組成物２’の吐出性を優れたものとしつつ、組成物２’が目的とする部位に接触した後の不本意な変形（濡れ広がり等）を効果的に防止することができ、三次元造形物１０の高い生産性と、優れた寸法精度とを両立することができる。
【００５３】
特に、本発明では、粘度上昇処理を、少なくとも組成物の温度を上昇させることにより行う。
【００５４】
これにより、粘度上昇処理を容易に行うことができ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができるとともに、三次元造形物１０の製造装置の構成を簡易なものとすることができる。また、保存時等における組成物２’の不本意な変性や、それに伴う吐出工程での組成物２’の吐出不良を防止しやすく、三次元造形物１０の生産の安定性をより優れたものとすることができる。
【００５５】
本工程は、少なくとも、組成物２’の温度が吐出工程よりも高くなるような粘度上昇処理を行い、当該組成物２’についての吐出工程より後でかつ接合工程より前のタイミングで行うものであれば、当該粘度上昇処理の具体的な方法や、具体的なタイミングは、特に限定されない。
【００５６】
粘度上昇処理の具体的な処理方法（組成物２’の温度を上昇させる方法）や、具体的なタイミングは、例えば、組成物２’の組成等により調整することができる。
【００５７】
吐出された組成物２’が目的の部位に接触する前に、粘度上昇処理を行うことにより（図２、図８参照）、組成物２’が目的の部位（被着体）に接触する際における組成物２’の不本意な変形（被着体への衝突エネルギーによる変形等）をより効果的に防止することができ、また、被着体に接触した後の不本意な濡れ広がり等をより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【００５８】
また、吐出された組成物２’が目的の部位に接触した状態で、当該組成物２’を加熱し、当該組成物２’の粘度を上昇させることにより（図４、図１０参照）、組成物２’が被着体に接触した後、適度に濡れ広がせた状態で、当該組成物２’の形状を安定化させることができる。また、三次元造形物１０の空孔率が高くなりすぎることを効果的に防止することができる。このようなことから、最終的に得られる三次元造形物１０の機械的強度等をより優れたものとすることができる。
【００５９】
また、複数のタイミングでの粘度上昇処理を組み合わせて行うことにより（特に、粘度上昇処理を、吐出された組成物２’が目的の部位に接触する前、および、吐出された組成物２’が目的の部位に接触した後の両方のタイミングで行うことにより）、それぞれのタイミングで粘度上昇処理を施すことによる効果を享受することができる。
【００６０】
また、各粘度上昇処理の処理条件を緩和することができ、組成物２’の構成成分等の不本意な変性、劣化をより効果的に防止することができる。また、組成物２’をより好適に所望の温度まで上昇させることができる。また、三次元造形物１０の製造装置への負荷を小さくし、省エネルギー等の観点からも好ましい。
【００６１】
組成物２’の温度が吐出工程よりも高くなるような粘度上昇処理（温度上昇処理）の具体的な方法としては、例えば、組成物２’が吐出される空間の温度を吐出前の組成物２’の温度よりも高いものとしておく方法、組成物２’に赤外線を照射する方法、吐出された組成物２’の被着体をホットプレート等の加熱源により加熱し伝熱により当該組成物２’を加熱する方法、吐出された組成物２’に対し、当該組成物２’の温度よりも高い温度のガスを吹き付ける方法等が挙げられる。
【００６２】
中でも、組成物２’が吐出される空間の温度を吐出前の組成物２’の温度よりも高いものとしておく方法を採用することにより、ガスの吹き付け圧力等による組成物２’の不本意な変形をより効果的に防止することができる。これにより、三次元造形物１０の寸法精度をさらに優れたものとすることができる（図２、図８参照）。
【００６３】
特に、本実施形態では、加熱ジャケットＭ５１を用いて、吐出された組成物２’が目的の部位（被着体）に接触する前に、組成物２’を加熱している。より具体的には、本実施形態では、組成物２’が加熱ジャケットＭ５１の中空部（筒部内）を通過する際に、組成物２’を加熱するものとしている（図２、図８参照）。
【００６４】
これにより、気流等による組成物２’の不本意な変形をさらに効果的に防止しつつ、吐出された組成物２’の温度をより効率よく上昇させることができ、三次元造形物１０の生産性および寸法精度をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物１０の生産時のエネルギー効率をより優れたものとすることができるため、省エネルギーの観点からも好ましい。
【００６５】
また、組成物２’に赤外線を照射する方法を採用することにより、より高い選択性で、吐出された組成物２’の温度を上昇させることができる（図４、図１０参照）。したがって、三次元造形物１０の生産時のエネルギー効率をより優れたものとすることができ、省エネルギーの観点からも好ましく、また、三次元造形物１０の製造装置の構成部材の劣化等をより効果的に防止することができる。
【００６６】
特に、本実施形態では、吐出された組成物２’が目的の部位（被着体）に接触した後に、当該組成物２’に赤外線を照射している（図４、図１０参照）。
【００６７】
これにより、三次元造形物１０の生産時のエネルギー効率をさらに優れたものとすることができ、三次元造形物１０の製造装置の構成部材の劣化等をさらに効果的に防止することができるとともに、被着体に接触した組成物２’の濡れ広がりの程度を制御しやすく、最終的に得られる三次元造形物１０の機械的強度、寸法精度等をさらに優れたものとすることができる。なお、図４、図１０中の矢印は、組成物２’に照射される赤外線を示す。
【００６８】
また、吐出された組成物２’が被着体に接触する前に、当該被着体を予め加熱しておくことにより当該組成物２’を加熱する方法を採用することにより、吐出された組成物２’が接触する被着体の比較的広い範囲を好適に加熱することができ、被着体の各部位での温度の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるため、組成物２’の濡れ広がりの程度をより制御しやすく、組成物２’と被着体との密着性を特に優れたものとすることができる。したがって、三次元造形物１０の寸法精度、機械的強度をより優れたものとすることができる。
【００６９】
特に、ホットプレート等の加熱源を用いて伝熱により被着体を加熱しておくことにより、前述したような効果がより顕著に発揮されるとともに、三次元造形物１０の製造装置をより安価なものとすることができる。
【００７０】
また、吐出された組成物２’に対し、当該組成物２’の温度よりも高い温度のガスを吹き付ける方法を採用することにより、組成物２’の温度をより効率よく上昇させることができ、三次元造形物１０の生産性のさらなる向上を図ることができる。
【００７１】
このような方法を採用する場合、前記ガスの吹き付け方向（噴射方向）は、特に限定されないが、吐出された組成物２’に対し、その進行方向を軸に、周方向全体から前記ガスを吹き付けるのが好ましい。また、吐出された組成物２’の噴射方向に沿って前記ガスを吹き付けることにより、組成物２’周囲の温度を上昇させる構成としてもよい。
【００７２】
これにより、吐出された組成物２’の各部位（各方向）での粘度に不本意なばらつきが生じることをより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をさらに優れたものとすることができる。
【００７３】
また、複数の粘度上昇処理方法を組み合わせて行うことにより、各粘度上昇処理方法による効果が発揮される。また、各粘度上昇処理の処理条件を緩和することができ、組成物２’の構成成分等の不本意な変性、劣化をより効果的に防止することができる。また、組成物２’をより好適に所望の温度まで上昇させることができる。また、三次元造形物１０の製造装置への負荷を小さくし、省エネルギー等の観点からも好ましい。
【００７４】
吐出時における組成物２’の温度をＴ０［℃］、粘度上昇処理時における組成物２’の温度（最高温度）をＴ１［℃］としたとき、５≦Ｔ１−Ｔ０≦７０の関係を満足するのが好ましく、１０≦Ｔ１−Ｔ０≦６０の関係を満足するのがより好ましい。
【００７５】
これにより、粘度上昇処理前後での組成物２’の粘度をいずれもより好適なものとすることができる。その結果、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【００７６】
また、粘度上昇処理工程では、粘度上昇処理として、少なくとも、吐出された組成物２’の温度を上昇させ当該組成物２’の粘度を上昇させるための処理（温度上昇処理）を行えばよく、温度上昇処理に加えて、他の粘度上昇処理を併用してもよい。
【００７７】
例えば、組成物２’が光硬化性の樹脂を含むものである場合、粘度上昇処理工程において、当該組成物２’の加熱に加え、当該組成物２’への光（組成物２’中に含まれる光硬化性樹脂を硬化させることができる光）の照射を行ってもよい（図３、図９参照）。
【００７８】
これにより、組成物２’の加熱条件等を緩和した場合であっても、吐出後の組成物２’の粘度をより効率よく上昇させることができ、前述したような効果をより顕著に発揮させることができる。また、各粘度上昇処理の処理条件を緩和することができ、組成物２’の構成成分等の不本意な変性、劣化をより効果的に防止することができる。また、三次元造形物１０の製造装置への負荷を小さくし、省エネルギー等の観点からも好ましい。また、粘度上昇処理工程全体に要する時間の短縮化や省エネルギー化を図り、三次元造形物１０の生産性のさらなる向上を図ることができる。また、粘度上昇処理工程前後での組成物２’の粘度の上昇幅をより大きいものとし、前述したような効果をより顕著に発揮させることができる。また、温度上昇により粘度上昇した組成物２’の温度が不本意に低下した場合であっても、当該組成物２’の粘度が過剰に低下してしまうことを効果的に防止することができ、組成物２’が被着体上において過剰に濡れ広がることによる弊害（三次元造形物１０の寸法精度の低下等）をより確実に防止することができる。なお、図３、図９中の矢印は、組成物２’に照射される光を示す。
【００７９】
被着体に接触する前の組成物２’に対し、加熱による粘度上昇処理（第１の粘度上昇処理）に加え、当該組成物２’への光（組成物２’中に含まれる光硬化性樹脂を硬化させることができる光）の照射による粘度上昇処理（第２の粘度上昇処理）を行う場合、第２の粘度上昇処理は、組成物２’の移動方向について、第１の粘度上昇処理よりも下流側で行うのが好ましい。
【００８０】
これにより、組成物２’を吐出する吐出手段への組成物２’の固化物（硬化物等）の不本意な付着をより効果的に防止することができる。
【００８１】
前記光の照射方向は、特に限定されないが、吐出された組成物２’に対し、その進行方向を軸に、周方向全体から前記光を照射するのが好ましい。
【００８２】
これにより、吐出された組成物２’の各部位（各方向）での粘度に不本意なばらつきが生じることをより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をさらに優れたものとすることができる。
【００８３】
本工程において、粘度上昇処理後の組成物２’の粘度は、特に限定されないが、５０ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下であるのが好ましく、７０ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下であるのがより好ましい。
これにより、三次元造形物１０の寸法精度等をより優れたものとすることができる。
【００８４】
また、吐出時における組成物２’の粘度（粘度上昇処理が施されていない状態の組成物２’の粘度）をη０［ｍＰａ・ｓ］、粘度上昇処理工程での組成物２’の粘度（粘度上昇処理が施された状態の組成物２’の粘度）をη１［ｍＰａ・ｓ］としたとき、４９≦η１−η０≦９９７０の関係を満足するのが好ましく、６７≦η１−η０≦４９７５の関係を満足するのがより好ましい。
【００８５】
これにより、吐出工程での組成物２’の吐出性をより優れたものとし、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【００８６】
また、粘度上昇処理が施された状態の組成物２’の貯蔵弾性率と、吐出時における組成物２’の貯蔵弾性率（粘度上昇処理が施されていない状態の組成物２’の貯蔵弾性率）との差は、１０Ｐａ以上であるのが好ましく、１００Ｐａ以上であるのがより好ましい。
【００８７】
これにより、三次元造形物１０の生産性と、三次元造形物１０の寸法精度とを、より高いレベルで両立することができる。
【００８８】
なお、貯蔵弾性率の測定は、例えば、Ａｎｔｏｎ  Ｐａａｒ社製レオメーター“Ｐｈｙｓｉｃａ  ＭＣＲ３０１”（登録商標）を用いて行うことができる。また、貯蔵弾性率は、例えば、以下の条件での測定により求めることができる。
【００８９】
・プレート：  パラレルプレート（φ２５ｍｍ）
・プレート間隔：  １ｍｍ
・応力：  ４ｄｙｎｅ／ｃｍ２
・角周波数：  １ｒａｄ／ｓ
【００９０】
なお、吐出工程に供される組成物２’が揮発性の溶剤を含むものである場合、当該溶剤を除去するための溶剤除去工程を行ってもよい。
【００９１】
このような溶剤除去工程（組成物２’中に含まれる溶剤の除去）は、いかなるタイミングで行うものであってもよいが、粘度上昇処理工程と同一工程として行うか、粘度上昇処理工程の後であって組成物２’が目的の部位に接触する前に行うものであるのが好ましい。
【００９２】
これにより、組成物２’が目的の部位に接触する際における不本意な変形等をより効果的に防止することができ、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【００９３】
溶剤除去工程を行う場合、当該工程は、例えば、加熱処理や減圧処理により行うことができる。
【００９４】
なお、溶剤除去工程は、組成物２’が目的の部位に接触した後に行うものであってもよい。
【００９５】
≪サポート材形成用組成物供給工程≫
本実施形態では、前述した組成物２’とともに、サポート材形成用組成物５’を用いてサポート材（支持部）５を形成する（図５、図１１参照）。
【００９６】
これにより、複数の層１を積み重ねる場合において、新たに接合部２を形成すべき部位が、先に形成された層１の接合部２と接触するものでない場合であっても、当該新たに接合部２を形成すべき部位を好適に支持することができる。このようなことから、様々な形状の三次元造形物１０を優れた寸法精度で製造することができる。
【００９７】
サポート材形成用組成物５’は、例えば、前述した組成物２’と同様の方法により、吐出することができる。
【００９８】
サポート材形成用組成物５’の形態は、いかなるものであってもよいが、通常、複数個の粒子を含むものであり、流動性を有するものである。
【００９９】
特に、サポート材形成用組成物５’は、複数個の粒子とともに、当該粒子を分散する液状の分散媒を含み、全体として液状をなすものであるのが好ましい。
【０１００】
これにより、サポート材形成用組成物５’を目的の部位により好適に付与することができる。
【０１０１】
サポート材形成用組成物５’の付与（吐出）は、例えば、インクジェット装置、各種ディスペンサー等の各種吐出装置等を用いて行うことができるが、本工程では、サポート材形成用組成物５’を複数の液滴として吐出するのが好ましい。
【０１０２】
これにより、サポート材形成用組成物５’の使用量を抑制しつつ好適にサポート材５を形成することができる。また、サポート材形成用組成物５’を微細なパターンで付与することができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとする上で有利である。
【０１０３】
本工程でサポート材形成用組成物５’を複数の液滴として吐出する場合、吐出されるサポート材形成用組成物５’の液滴は、１滴あたりの体積が、１ｐＬ以上１００ｐＬ以下であるのが好ましく、２ｐＬ以上８０ｐＬ以下であるのがより好ましい。
【０１０４】
これにより、例えば、微細なパターンでサポート材形成用組成物５’を付与することができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができるとともに、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
【０１０５】
液状（ペースト状を含む）でかつ粒子を含むサポート材形成用組成物５’の付与を吐出により行う場合、当該サポート材形成用組成物５’の吐出後でかつ当該サポート材形成用組成物５’を構成する粒子を接合する接合工程より前のタイミングで、当該サポート材形成用組成物５’に対して、前述したのと同様な粘度上昇処理を施してもよい。
【０１０６】
これにより、サポート材形成用組成物５’の吐出時には、サポート材形成用組成物５’の粘度を適切に低いものとすることができ、サポート材形成用組成物５’の吐出を安定的に行うことができるとともに、吐出されたサポート材形成用組成物５’に粘度上昇処理を施すことにより、吐出された材料が目的の部位（被着体）に接触した後に不本意に濡れ広がり、所望の形状を維持することができなくなるといった問題の発生を効果的に防止することができる。その結果、サポート材形成用組成物５’が目的の部位（被着体）に接触して形成されるパターンを所望の形状を有するものとすることができる。したがって、サポート材形成用組成物５’の吐出不良等をより効果的に防止し、より優れた生産性で、寸法精度のより高い三次元造形物１０を製造することができる。
【０１０７】
なお、サポート材形成用組成物供給工程に供されるサポート材形成用組成物５’が揮発性の溶剤を含むものである場合、当該溶剤を除去するための溶剤除去工程を行ってもよい。
【０１０８】
このような溶剤除去工程（サポート材形成用組成物５’中に含まれる溶剤の除去）は、いかなるタイミングで行うものであってもよいが、粘度上昇処理工程と同一工程として行うか、粘度上昇処理工程の後であって組成物２’が目的の部位に接触する前に行うものであるのが好ましい。
【０１０９】
これにより、サポート材形成用組成物５’が目的の部位に接触する際における不本意な変形等をより効果的に防止することができ、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０１１０】
溶剤除去工程を行う場合、当該工程は、例えば、加熱処理や減圧処理により行うことができる。
【０１１１】
なお、溶剤除去工程は、サポート材形成用組成物５’が目的の部位に接触した後に行うものであってもよい。
【０１１２】
三次元造形物１０の製造においては、複数種のサポート材形成用組成物５’を用いてもよい。
サポート材形成用組成物５’については、後に詳述する。
【０１１３】
≪接合工程≫
その後、組成物２’を用いて形成されたパターンに含まれる粒子２１を接合するための接合処理を施す（図６、図１２参照）。
【０１１４】
これにより、組成物２’中に含まれる粒子２１が接合し、接合部２が形成される。このように接合部２が形成されることにより、その後の粒子２１の不本意な移動が防止され、三次元造形物１０の寸法精度を優れたものとすることができる。接合部２は、最終的に得られる三次元造形物１０の実体部を構成するものである。
【０１１５】
接合工程は、粒子２１を接合することができればいかなる方法で行ってもよいが、レーザーの照射により行うのが好ましい（図６、図１２参照）。
【０１１６】
これにより、所望の部位に高い選択性で粒子２１の接合に用いるエネルギーを付与することができ、エネルギー効率や三次元造形物１０の生産性の観点から有利である。また、所望の部位に高い選択性でエネルギーを付与することにより、好ましくない部位の不本意な変形をより効果的に防止することができ、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより高いものとすることができる。
【０１１７】
また、レーザー光の照射により形成される接合部２は、一般に、粒子２１同士が強固に接合したものとなる。また、本工程で、レーザー光が照射されるパターン（組成物２’によるパターン）よりも下側に、接合部２が形成された層１を有する場合には、一般に、当該下側の層１の接合部２と、新たに形成される接合部２とが、強固に接合したものとなる。このようなことから、最終的に得られる三次元造形物１０の機械的強度をより優れたものとすることができる。
【０１１８】
また、レーザー光を照射することにより、粒子２１の接合を行うとともに、粒子２１以外の不要な成分を除去することができる。例えば、バインダー、溶剤等を除去することができ、これらの成分が形成される接合部２中に残存することを効果的に防止することができる。なお、図６、図１２中の矢印は、組成物２’を用いて形成されたパターンに照射されるレーザー光を示す。
【０１１９】
接合の形態は、粒子２１の構成材料等により異なるが、例えば、融着、焼結、溶融固化等が挙げられる。
以下、レーザー光の照射により接合部２を形成する場合について中心的に説明する。
【０１２０】
本工程で用いることのできるレーザーとしては、例えば、ルビーレーザー、ＹＡＧレーザー、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、チタンサファイアレーザー、半導体レーザー等の固体レーザー；色素レーザー等の液体レーザー；中性原子レーザー（ヘリウムネオンレーザー等）、イオンレーザー（アルゴンイオンレーザー等）、分子レーザー（炭酸ガスレーザー、窒素レーザー等）、エキシマレーザー、金属蒸気レーザー（ヘリウムカドミニウムレーザー等）等のガスレーザー；自由電子レーザー；酸素−ヨウ素化学レーザー、フッ化水素レーザー等の化学レーザー；ファイバーレーザー等が挙げられる。
【０１２１】
本工程で照射されるレーザーのビーム径は、０．５μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、１μｍ以上１５μｍ以下であるのがより好ましい。
【０１２２】
これにより、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとしつつ、接合部２をより効率よく形成することができ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
【０１２３】
レーザーの出力は、特に限定されないが、５０Ｗ以上１００Ｗ以下であるのが好ましい。
これにより、装置の大型化を防止しつつ、効率よく接合部２を形成することができる。
【０１２４】
また、サポート材形成用組成物５’が粒子を含むものである場合、本工程において、当該粒子の接合も行ってもよい。
【０１２５】
サポート材形成用組成物５’を構成する粒子の接合は、例えば、組成物２’を構成する粒子２１の接合の方法、条件として説明したのと同様の方法、条件（例えば、レーザー光の照射条件等）により行うことができる。
【０１２６】
本工程においてサポート材形成用組成物５’を構成する粒子の接合を行う場合、当該粒子の接合は、組成物２’を構成する粒子２１の接合と、サポート材形成用組成物５’を構成する粒子の接合とは、同一の条件で行うものであってもよいし、異なる条件で行うものであってもよい。
【０１２７】
本工程においてサポート材形成用組成物５’を構成する粒子の接合を行う場合、当該粒子の接合は、当該粒子同士の接合強度（例えば、焼結度）が、組成物２’を構成する粒子２１同士の接合強度（例えば、焼結度）よりも小さくなるように行うものであってもよい。
【０１２８】
これにより、サポート材５としての機能を効果的に発揮させつつ、後述するサポート材除去工程でのサポート材５の除去をより容易に行うことができる。
【０１２９】
接合部２を有する層１の厚さは、特に限定されないが、１０μｍ以上５００μｍ以下であるのが好ましく、２０μｍ以上２５０μｍ以下であるのがより好ましい。
【０１３０】
これにより、三次元造形物１０の生産性を優れたものとしつつ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０１３１】
接合工程で接合部２を形成した後、当該接合部２が形成された層１の上面に新たな層１を形成すべきか否かを判断する。形成すべき層１（次層）がある場合には、ステージＭ４１を移動し、前述したような一連の工程を行う。
【０１３２】
≪サポート材（支持部）除去工程≫
そして、前記のような一連の工程を繰り返し行った後形成すべき次層がない場合には（図１３参照）、後処理工程として、サポート材５を除去する（図１４参照）。これにより、三次元造形物１０が取り出される。
【０１３３】
本工程の具体的な方法としては、例えば、刷毛等でサポート材５を払い除ける方法、サポート材５を吸引により除去する方法、空気等の気体を吹き付ける方法、水等の液体を付与する方法（例えば、液体中に前記のようにして得られた積層体を浸漬する方法、液体を吹き付ける方法等）、超音波振動等の振動を付与する方法、粒子が接合することにより形成されたサポート材５を割る等して破壊する方法等が挙げられる。また、これらから選択される２種以上の方法を組み合わせて行うことができる。
【０１３４】
前述したような本発明の製造方法によれば、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる。
【０１３５】
前述したような三次元造形物の製造方法をフローチャートにまとめると、図１５のようになる。
【０１３６】
なお、図示の構成では、理解を容易にするために、前述した各工程を順次行うものとして説明したが、造形領域（ステージ上の空間）の各部位で、異なる工程を同時進行的に行ってもよい。また、１つの層１を形成するのに前述した一連の工程を繰り返し行ってもよい。
【０１３７】
《三次元造形物製造装置》
次に、本発明の三次元造形物製造装置について説明する。
【０１３８】
図１６は、本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。
【０１３９】
図１６に示すように、三次元造形物製造装置Ｍ１００は、制御部Ｍ２と、粒子２１を含む組成物２’を吐出する組成物供給部（吐出手段）Ｍ３と、吐出された組成物２’の粘度を上昇させる粘度上昇処理を施す粘度上昇処理手段Ｍ５と、組成物２’を用いて形成されたパターン上に粒子２１を接合するためのエネルギー線を照射（走査）する接合エネルギー付与手段（レーザー光照射手段）Ｍ６と、サポート材（支持部）５の形成に用いるサポート材形成用組成物５’を吐出するサポート材形成用組成物供給部（サポート材形成用組成物吐出手段）Ｍ８とを備えている。粘度上昇処理手段Ｍ５しては、第１の加熱手段（加熱ジャケット）Ｍ５１と、第２の加熱手段（赤外線照射手段）Ｍ５２と、光照射手段Ｍ５３とを備えている。
【０１４０】
制御部Ｍ２は、コンピューターＭ２１と、駆動制御部Ｍ２２とを有している。
コンピューターＭ２１は、内部にＣＰＵやメモリ等を備えて構成される一般的な卓上型コンピューター等である。コンピューターＭ２１は、三次元造形物１０の形状をモデルデータとしてデータ化し、それを平行な幾層もの薄い断面体にスライスして得られる断面データ（スライスデータ）を駆動制御部Ｍ２２に対して出力する。
【０１４１】
駆動制御部Ｍ２２は、組成物供給部（吐出手段）Ｍ３、層形成部Ｍ４、粘度上昇処理手段Ｍ５、接合エネルギー付与手段（レーザー光照射手段）Ｍ６、サポート材形成用組成物供給部（サポート材形成用組成物吐出手段）Ｍ８等をそれぞれに駆動する制御手段として機能する。具体的には、例えば、組成物供給部（吐出手段）Ｍ３による組成物２’の吐出パターンや吐出量、サポート材形成用組成物供給部（サポート材形成用組成物吐出手段）Ｍ８によるサポート材形成用組成物５’の吐出パターンや吐出量、第１の加熱手段（粘度上昇処理手段）Ｍ５１、第２の加熱手段（粘度上昇処理手段）Ｍ５２による加熱温度や加熱のタイミング、光照射手段（粘度上昇処理手段）Ｍ５３による光の照射タイミングや照射量、接合エネルギー付与手段（レーザー光照射手段）Ｍ６によるレーザー光の照射パターンや照射量、走査速度、ステージ（昇降ステージ）Ｍ４１の下降量等を制御する。
【０１４２】
層形成部Ｍ４は、組成物２’およびサポート材形成用組成物５’が供給され、接合部２（組成物２’）およびサポート材５（サポート材形成用組成物５’）で構成された層１を支持するステージ（昇降ステージ）Ｍ４１と、昇降ステージＭ４１を取り囲む枠体Ｍ４５とを有している。
【０１４３】
昇降ステージＭ４１は、先に形成された層１の上に、新たな層１を形成するのに際して、駆動制御部Ｍ２２からの指令により所定量だけ順次下降する。この昇降ステージＭ４１の下降量は、新たに形成される層１の厚さと等しくなるように設定される。
【０１４４】
ステージＭ４１は、表面（組成物２’およびサポート材形成用組成物５’が付与される部位）が平坦なものである。これにより、厚さの均一性の高い層１を容易かつ確実に形成することができる。
【０１４５】
ステージＭ４１は、高強度の材料で構成されたものであるのが好ましい。ステージＭ４１の構成材料としては、例えば、ステンレス鋼等の各種金属材料等が挙げられる。
【０１４６】
また、ステージＭ４１の表面（組成物２’およびサポート材形成用組成物５’が付与される部位）には、表面処理が施されていてもよい。これにより、例えば、組成物２’の構成材料やサポート材形成用組成物５’の構成材料がステージＭ４１に強固に付着してしまうことをより効果的に防止したり、ステージＭ４１の耐久性を特に優れたものとし、三次元造形物１０のより長期間にわたる安定的な生産を図ったりすることができる。ステージＭ４１の表面の表面処理に用いられる材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。
【０１４７】
組成物供給部（吐出手段）Ｍ３は、駆動制御部Ｍ２２からの指令により移動し、内部に収容された組成物２’が、ステージＭ４１に所定のパターンで供給されるように構成されている。
【０１４８】
組成物供給部（吐出手段）Ｍ３は、組成物２’を吐出するように構成されている。
組成物供給部（吐出手段）Ｍ３としては、例えば、インクジェットヘッド、各種ディスペンサー等が挙げられるが、特に、組成物２’を液滴として吐出するものであるのが好ましい。これにより、微細なパターンで組成物２’を付与することができ、微細な構造を有する三次元造形物１０であっても、特に高い寸法精度、特に高い生産性で製造することができる。
【０１４９】
インクジェット法による液滴吐出方式としては、例えば、ピエゾ方式や、組成物２’を加熱して発生した泡（バブル）により組成物２’を吐出させる方式等を用いることができる。
【０１５０】
組成物供給部（吐出手段）Ｍ３は、駆動制御部Ｍ２２からの指令により、付与する組成物２’のパターン（形成すべき接合部２に対応するパターン）、量等が制御されている。組成物供給部（吐出手段）Ｍ３による組成物２’の吐出パターン、吐出量等は、スライスデータに基づいて決定される。これにより、必要十分な量の組成物２’を付与することができ、所望のパターンの接合部２を確実に形成することができ、三次元造形物１０の寸法精度等をより確実に優れたものとすることができる。
【０１５１】
組成物供給部（吐出手段）Ｍ３の吐出部の大きさ（ノズル径）は、特に限定されないが、１０μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましい。
【０１５２】
これにより、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。
【０１５３】
粘度上昇処理手段Ｍ５は、吐出された組成物２’の粘度を上昇させる粘度上昇処理を施すものである。
【０１５４】
図示の構成では、粘度上昇処理手段Ｍ５として、第１の加熱手段Ｍ５１、第２の加熱手段Ｍ５２、および、光照射手段Ｍ５３を備えている。
【０１５５】
第１の加熱手段（粘度上昇処理手段）Ｍ５１は、吐出された組成物２’が目的の部位（被着体）に接触する前に、組成物２’を加熱する加熱ジャケットである。
【０１５６】
このような第１の加熱手段（加熱ジャケット）Ｍ５１を備えることにより、気流等による組成物２’の不本意な変形をさらに効果的に防止しつつ、吐出された組成物２’の温度をより効率よく上昇させることができ、三次元造形物１０の生産性および寸法精度をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物１０の生産時のエネルギー効率をより優れたものとすることができるため、省エネルギーの観点からも好ましい。
【０１５７】
第１の加熱手段（加熱ジャケット）Ｍ５１は、吐出手段Ｍ３（ノズル）との相対的な位置関係を維持しつつ、ステージＭ４１上を移動可能に構成されている。
【０１５８】
これにより、組成物２’の加熱条件をより安定的なものとすることができ、三次元造形物１０の信頼性をより優れたものとすることができるとともに、三次元造形物１０の生産時のエネルギー効率をさらに優れたものとすることができる。
【０１５９】
第２の加熱手段（粘度上昇処理手段）Ｍ５２は、組成物２’に赤外線を照射する赤外線照射手段である。
このような第２の加熱手段（赤外線照射手段）Ｍ５２を備えることにより、より高い選択性で、吐出された組成物２’の温度を上昇させることができる。したがって、三次元造形物１０の生産時のエネルギー効率をより優れたものとすることができ、省エネルギーの観点からも好ましく、また、三次元造形物製造装置Ｍ１００の構成部材の劣化等をより効果的に防止することができる。
【０１６０】
特に、本実施形態では、吐出された組成物２’が目的の部位（被着体）に接触した後に、当該組成物２’に赤外線を照射するように構成されている。
【０１６１】
これにより、三次元造形物１０の生産時のエネルギー効率をさらに優れたものとすることができ、三次元造形物製造装置Ｍ１００の構成部材の劣化等をさらに効果的に防止することができるとともに、被着体に接触した組成物２’の濡れ広がりの程度を制御しやすく、最終的に得られる三次元造形物１０の機械的強度、寸法精度等をさらに優れたものとすることができる。
【０１６２】
第２の加熱手段（赤外線照射手段）Ｍ５２は、吐出手段Ｍ３が吐出した組成物２’が被着体に接触した後に、当該被着体上において当該組成物２’を加熱するものであってもよいが、吐出手段Ｍ３が吐出した組成物２’が被着体に接触する前に、当該被着体を予め加熱しておくことにより当該組成物２’を加熱するものであってもよい。
【０１６３】
これにより、被着体の比較的広い範囲を好適に加熱することができ、被着体の各部位での温度の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができるため、組成物２’の濡れ広がりの程度をより制御しやすく、組成物２’と被着体との密着性を特に優れたものとすることができる。したがって、三次元造形物１０の寸法精度、機械的強度をより優れたものとすることができる。
【０１６４】
第２の加熱手段（赤外線照射手段）Ｍ５２は、組成物２’の吐出位置に応じて、赤外線の照射領域を変更可能（組成物２’の被着体上を走査可能）に構成されている。
【０１６５】
これにより、三次元造形物１０の生産時のエネルギー効率をさらに優れたものとすることができる。
【０１６６】
光照射手段Ｍ５３は、組成物２’の粘度を不可逆的に上昇させる光を照射するものである。特に、組成物２’が光硬化性樹脂を含む場合において、当該光硬化性樹脂を硬化させることができる光を照射するものである。
【０１６７】
このような光照射手段Ｍ５３を備えることにより、加熱手段（第１の加熱手段Ｍ５１、第２の加熱手段Ｍ５２）を用いた温度上昇による組成物２’の粘度上昇と、温度上昇以外の手段による組成物２’の粘度上昇とを組み合わせることができ、各粘度上昇処理手段Ｍ５による粘度上昇処理の処理条件を緩和することができる。その結果、例えば、組成物２’の構成成分等の不本意な変性、劣化をより効果的に防止することができる。また、三次元造形物製造装置Ｍ１００の構成部材への負荷を比較的小さいものとしつつ、組成物２’の粘度をより好適に上昇させることができる。また、三次元造形物製造装置Ｍ１００全体としての消費電力を抑制しつつ、組成物２’の粘度を所望の値まで上昇させることができ、省エネルギー等の観点からも好ましい。また、組成物２’の粘度を不可逆的に上昇させる光照射手段Ｍ５３を備えることにより、温度上昇により粘度上昇した組成物２’の温度が不本意に低下した場合であっても、当該組成物２’の粘度が過剰に低下してしまうことを効果的に防止することができ、組成物２’が被着体上において過剰に濡れ広がることによる弊害（三次元造形物１０の寸法精度の低下等）をより確実に防止することができる。
【０１６８】
光照射手段Ｍ５３は、組成物２’の移動方向について、第１の加熱手段Ｍ５１よりも下流側で、当該組成物２’に処理を行うものであるのが好ましい。
【０１６９】
これにより、吐出手段Ｍ３への組成物２’の固化物（硬化物等）の不本意な付着をより効果的に防止することができる。
【０１７０】
光照射手段Ｍ５３は、吐出手段Ｍ３（ノズル）との相対的な位置関係を維持しつつ、ステージＭ４１上を移動可能に構成されている。
【０１７１】
これにより、組成物２’への光照射条件をより安定的なものとすることができ、三次元造形物１０の信頼性をより優れたものとすることができるとともに、三次元造形物１０の生産時のエネルギー効率をさらに優れたものとすることができる。
【０１７２】
粘度上昇処理手段Ｍ５は、吐出されたサポート材形成用組成物５’の粘度を上昇させるのに用いてもよい。
【０１７３】
接合エネルギー付与手段（レーザー光照射手段）Ｍ６は、組成物２’が目的の部位に接触した後に、粒子２１を接合するためのエネルギーを付与するものである。
【０１７４】
これにより、組成物２’中に含まれる粒子２１が接合し、接合部２を形成することができる。
【０１７５】
特に、本実施形態では、接合エネルギー付与手段Ｍ６は、レーザー光を照射（走査）するレーザー光照射手段である。
これにより、組成物２’に選択的にエネルギーを付与することができ、接合部２の形成のエネルギー効率をより優れたものとすることができる。これにより、粒子２１の接合や、バインダー等の除去をより効率よく行うことができ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとすることができる。また、エネルギー効率を優れたものとすることができるため、省エネルギーの観点からも有利である。
【０１７６】
サポート材形成用組成物５’が粒子を含むものである場合、接合エネルギー付与手段（レーザー光照射手段）Ｍ６は、当該粒子の接合も行うものであってもよい。
【０１７７】
サポート材形成用組成物供給部（サポート材形成用組成物吐出手段）Ｍ８は、サポート材（支持部）５の形成に用いるサポート材形成用組成物５’を吐出するように構成されている。
【０１７８】
サポート材形成用組成物供給部（サポート材形成用組成物吐出手段）Ｍ８としては、前述した組成物供給部（吐出手段）Ｍ３と同様に、例えば、インクジェットヘッド、各種ディスペンサー等が挙げられるが、特に、サポート材形成用組成物５’を液滴として吐出するものであるのが好ましい。
【０１７９】
これにより、微細なパターンでサポート材形成用組成物５’を付与することができ、サポート材形成用組成物５’の使用量を抑制することができるとともに、微細な構造を有する三次元造形物１０であっても特に生産性良く製造することができる。
【０１８０】
サポート材形成用組成物供給部（サポート材形成用組成物吐出手段）Ｍ８は、駆動制御部Ｍ２２からの指令により、形成すべきサポート材５のパターン、付与するサポート材形成用組成物５’の量等が制御されている。サポート材形成用組成物供給部（サポート材形成用組成物吐出手段）Ｍ８によるサポート材形成用組成物５’の吐出パターン、吐出量等は、スライスデータに基づいて決定される。これにより、必要十分な量のサポート材形成用組成物５’を付与することができ、所望のパターンのサポート材（支持部）５を確実に形成することができ、三次元造形物１０の寸法精度等をより確実に優れたものとすることができる。
【０１８１】
本発明では、三次元造形物の製造を雰囲気の組成等が管理されたチャンバー内で行うものであってもよい。これにより、例えば、不活性ガス中で接合工程を行うことができ、粒子の不本意な変性等をより効果的に防止することができる。また、例えば、反応性ガスを含む雰囲気中で接合工程を行うことにより、原料として用いる粒子の組成とは異なる組成の材料で構成された三次元造形物を好適に製造することができる。
【０１８２】
前述したような本発明の三次元造形物製造装置によれば、材料の無駄の発生を抑制しつつ、寸法精度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる。
【０１８３】
《組成物（三次元造形物製造用組成物）》
次に、三次元造形物の製造に用いる組成物（三次元造形物製造用組成物）２’について説明する。
【０１８４】
組成物２’は、少なくとも複数個の粒子を含むものであり、かつ、温度の上昇により、粘度が上昇するものである。
【０１８５】
組成物２’は、温度の上昇により、不可逆的に粘度が上昇するものであってもよいが、可逆的に粘度が変化するものであってもよい。言い換えると、組成物２’は、温度の上昇により粘度が上昇し、温度の低下により粘度が低下するものであってもよい。
【０１８６】
これにより、例えば、組成物２’の吐出不良を生じた場合（例えば、組成物２’の吐出量が目標値よりも多くなってしまった場合や、被着体の目的とする部位とは異なる部位に組成物２’が付着した場合等）に、組成物２’の温度を低下させ、組成物２’の粘度を再び低いものとすることにより、拭き取り等により、付着した組成物２’を好適に除去することができ、組成物２’の付与を好適にやり直すことができる。
【０１８７】
また、例えば、被着体に付着した組成物２’の温度を低下させ、組成物２’の粘度を適度に低いものとすることにより、被着体に付着した組成物２’の表面を平坦化させ、不本意な凹凸を緩和することができる。その結果、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をさらに優れたものとすることができる。
【０１８８】
特に、組成物２’の粘度調整を、組成物２’の温度調整により行うことにより、微妙な粘度調整も容易かつ確実に行うことができる。このため、被着体での過剰な濡れ広がり（空隙部への浸透を含む）等を効果的に防止しつつ、上記のような効果を得ることができる。
【０１８９】
以下、組成物２’の構成成分について説明する。
（粒子）
組成物２’は、粒子２１を複数個含むものである。
【０１９０】
組成物（三次元造形物製造用組成物）２’が、粒子２１を含むものであることにより、三次元造形物１０の構成材料の選択の幅を広いものとすることができ、所望の物性、質感等を有する三次元造形物１０を好適に得ることができる。例えば、溶媒に溶解した材料を用いて三次元造形物を製造する場合、使用することのできる材料に制限があるが、粒子２１を含む組成物２’を用いることによりこのような制限を解消することができる。また、例えば、三次元造形物１０の機械的強度、靱性、耐久性等をより優れたものとすることができ、試作用途のみならず実製品として適用することができる。
【０１９１】
粒子２１の構成材料としては、例えば、金属材料、金属化合物（セラミックス等）、樹脂材料、顔料等が挙げられる。
【０１９２】
組成物２’が粒子２１として、金属材料、セラミックス材料のうち少なくとも一方を含む材料で構成されたものを含むものであると、例えば、三次元造形物１０の質感（高級感）、機械的強度、耐久性等をより優れたものとすることができる。
【０１９３】
特に、粒子２１が金属材料を含む材料で構成されたものであると、三次元造形物１０の高級感、重量感、機械的強度、靱性等を特に優れたものとすることができる。また、粒子２１の接合のためのエネルギー（レーザー光によるエネルギー）を付与した後の放熱が効率よく進行するため、三次元造形物１０の生産性を特に優れたものとすることができる。
【０１９４】
粒子２１を構成する金属材料としては、例えば、マグネシウム、鉄、銅、コバルト、チタン、クロム、ニッケルやこれらのうち少なくとも１種を含む合金（例えば、マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル基調合金、アルミニウム合金等）等が挙げられる。
【０１９５】
粒子２１を構成する金属化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコン、酸化錫、酸化マグネシウム、チタン酸カリウム等の各種金属酸化物；水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等の各種金属水酸化物；窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミニウム等の各種金属窒化物；炭化珪素、炭化チタン等の各種金属炭化物；硫化亜鉛等の各種金属硫化物；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の各種金属の炭酸塩；硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の各種金属の硫酸塩；ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等の各種金属のケイ酸塩；リン酸カルシウム等の各種金属のリン酸塩；ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウム等の各種金属のホウ酸塩や、これらの複合化物等が挙げられる。
【０１９６】
粒子２１を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリエーテルニトリル、ポリアミド（ナイロン等）、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、液晶ポリマー、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等が挙げられる。
【０１９７】
粒子２１の形状は、特に限定されず、球状、紡錘形状、針状、筒状、鱗片状等、いかなる形状であってもよく、また、不定形のものであってもよいが、球状をなすものであるのが好ましい。
【０１９８】
粒子２１の平均粒径は、特に限定されないが、０．１μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましく、０．２μｍ以上１０μｍ以下であるのがより好ましい。
【０１９９】
これにより、組成物２’の流動性をより好適なものとすることができ、吐出工程をより円滑に行うことができるとともに、接合工程での粒子２１の接合をより好適に行うことができる。また、例えば、接合工程におけるバインダー等の除去等を効率よく除去することができ、不本意に粒子２１以外の構成材料が最終的な三次元造形物１０中に残存することをより効果的に防止することができる。このようなことから、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の信頼性、機械的強度をより優れたものとすることができ、製造される三次元造形物１０における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２００】
なお、本発明において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径を言い、例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で３分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器（ＣＯＵＬＴＥＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ＩＮＳ製ＴＡ−ＩＩ型）にて、５０μｍのアパチャーを用いて測定することにより求めることができる。
【０２０１】
粒子２１のＤｍａｘは、０．２μｍ以上２５μｍ以下であるのが好ましく、０．４μｍ以上１５μｍ以下であるのがより好ましい。
【０２０２】
これにより、組成物２’の流動性をより好適なものとすることができ、吐出工程をより円滑に行うことができるとともに、接合工程での粒子２１の接合をより好適に行うことができる。その結果、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の機械的強度をより優れたものとすることができ、製造される三次元造形物１０における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２０３】
組成物２’中における粒子２１の含有率は、５０質量％以上９９質量％以下であるのが好ましく、５５質量％以上７０質量％以下であるのがより好ましい。
これにより、組成物２’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２０４】
なお、粒子２１は、三次元造形物１０の製造過程（例えば、接合工程等）において、化学反応（例えば、酸化反応等）をする材料で構成されたものであり、組成物２’中に含まれる粒子２１の組成と、最終的な三次元造形物１０の構成材料とで、組成が異なっていてもよい。
なお、組成物２’は、２種以上の粒子を含むものであってもよい。
【０２０５】
（ゾルゲル相転移材料）
組成物２’は、粘度上昇処理によって粘度が上昇し得るものであればいかなる組成のものであってもよいが、組成物２’をゾルゲル相転移させるゾルゲル相転移材料を含むものであるのが好ましい。
【０２０６】
これにより、粘度上昇処理前後での組成物２’の粘度をいずれもより好適なものとすることができ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２０７】
ゾルゲル相転移材料としては、例えば、温度上昇により組成物２’の粘度を上昇させる粘度上昇剤等が挙げられる。
【０２０８】
また、温度の上昇により組成物２’の粘度を上昇させる粘度上昇剤としては、例えば、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、寒天、ゼラチン等が挙げられるが、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマーのうち少なくとも一方であるが好ましい。
【０２０９】
これにより、粘度上昇処理前後での組成物２’の粘度をいずれもより好適なものとすることができる。その結果、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２１０】
また、温度変化による組成物２’の粘度の変化速度をより速いものとすることができるとともに、温度変化の幅が比較的小さくても組成物２’の粘度の変化量（変化率）を特に大きいものとすることができる。その結果、三次元造形物１０の生産性、寸法精度、信頼性を、より優れたものとすることができる。
【０２１１】
また、三次元造形物１０の製造過程（接合工程等）における粘度上昇剤の除去が比較的容易であり、最終的に得られる三次元造形物１０中に不本意に粘度上昇剤が残存することをより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の信頼性をより優れたものとすることができる。
【０２１２】
また、これらの粘度上昇剤（ゾルゲル相転移材料）を含むことにより、組成物２’を、温度の上昇により可逆的に粘度が変化するもの（温度の上昇により粘度が上昇し、温度の低下により粘度が低下するもの）とすることができ、前述したような効果を好適に得ることができる。
【０２１３】
組成物２’中における粘度上昇剤（ゾルゲル相転移材料）の含有率は、０．２質量％以上１０質量％以下であるのが好ましく、０．５質量％以上７．０質量％以下であるのがより好ましい。
【０２１４】
これにより、粘度上昇処理前後での組成物２’の粘度をいずれもより好適なものとすることができ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２１５】
（バインダー）
組成物２’は、バインダーを含むものであってもよい。
【０２１６】
これにより、例えば、組成物２’を用いて形成されたパターンの不本意な変形をより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。また、三次元造形物１０中における空隙率（空孔率）、三次元造形物１０の密度等の調整を好適に行うことができる。
【０２１７】
バインダーとしては、接合工程に供される前の組成物２’（組成物２’を用いて形成されたパターン）中において粒子２１を仮固定する機能を有するものであればよく、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂等の各種樹脂材料等を用いることができるが、硬化性樹脂を含むのが好ましい。
【０２１８】
これにより、例えば、当該バインダー（硬化性樹脂）を粘度上昇剤として機能させることができ、粘度上昇処理により、組成物２’の粘度を好適に上昇させることができる。
【０２１９】
なお、硬化処理は、加熱や紫外線等のエネルギー線の照射により行うことができる。
以下、バインダーとして硬化性樹脂を含む場合について代表的に説明する。
【０２２０】
硬化性樹脂としては、例えば、各種熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を好適に用いることができる。
【０２２１】
特に、組成物２’が、光硬化性樹脂を含むものであると、粘度上昇処理として、当該組成物２’の加熱に加え、当該組成物２’への光の照射を併用することができる。これにより、組成物２’の加熱条件等を緩和した場合であっても、吐出後の組成物２’の粘度をより効率よく上昇させることができ、前述したような効果をより顕著に発揮させることができる。また、各粘度上昇処理の処理条件を緩和することができ、組成物２’の構成成分等の不本意な変性、劣化をより効果的に防止することができる。また、三次元造形物製造装置Ｍ１００への負荷を小さくし、省エネルギー等の観点からも好ましい。また、粘度上昇処理工程全体に要する時間の短縮化や省エネルギー化を図り、三次元造形物１０の生産性のさらなる向上を図ることができる。また、粘度上昇処理工程前後での組成物２’の粘度の上昇幅をより大きいものとし、前述したような効果をより顕著に発揮させることができる。また、温度上昇により粘度上昇した組成物２’の温度が不本意に低下した場合であっても、当該組成物２’の粘度が過剰に低下してしまうことを効果的に防止することができ、組成物２’が被着体上において過剰に濡れ広がることによる弊害（三次元造形物１０の寸法精度の低下等）をより確実に防止することができる。
【０２２２】
また、粘度上昇処理工程後に、被着体に付着した組成物２’の粘度を低下させる場合において、より適切な範囲での当該組成物２’の粘度調整（組成物２’の低粘度化）を容易かつ確実に行うことができる。その結果、被着体での組成物２’の過剰な濡れ広がり（空隙部への浸透を含む）等をより効果的に防止しつつ、前述したような粘度上昇処理工程後に被着体に付着した組成物２’の粘度を低下させることによる効果（例えば、組成物２’の吐出不良が生じた場合の当該組成物の拭き取りの容易性や三次元造形物１０の生産性、被着体に付着した組成物２’の表面の平坦化等）をより効果的に発揮させることができる。
【０２２３】
硬化性樹脂（重合性化合物）としては、例えば、各種モノマー、各種オリゴマー（ダイマー、トリマー等を含む）、プレポリマー等を用いることができるが、組成物２’は、硬化性樹脂（重合性化合物）として、少なくともモノマー成分を含むものであるのが好ましい。モノマーは、オリゴマー成分等に比べて、一般に、低粘度の成分であるため、硬化性樹脂（重合性化合物）の吐出安定性をより優れたものとする上で有利である。また、モノマーは、オリゴマー成分等に比べて、粘度上昇処理による粘度の上昇率が大きいため、組成物２’全体としての粘度もより効率よく上昇させることができる。その結果、三次元造形物１０の生産性、寸法精度をより高いレベルで両立することができる。
【０２２４】
硬化性樹脂（重合性化合物）としては、エネルギー線の照射により、重合開始剤から生じるラジカル種またはカチオン種等により、付加重合または開環重合が開始され、重合体を生じるものが好ましく使用される。付加重合の重合様式として、ラジカル、カチオン、アニオン、メタセシス、配位重合が挙げられる。また、開環重合の重合様式として、カチオン、アニオン、ラジカル、メタセシス、配位重合が挙げられる。
【０２２５】
組成物２’は、硬化性樹脂（重合性化合物）として、モノマー以外に、オリゴマー（ダイマー、トリマー等を含む）、プレポリマー等を含むものであってもよい。オリゴマー、プレポリマーとしては、例えば、上述したようなモノマーを構成成分としたものを用いることができる。
【０２２６】
組成物２’中において、バインダーは、いかなる形態で含まれるものであってもよいが、液状（例えば、溶融状態、溶解状態等）をなすものであるのが好ましい。すなわち、分散媒２２の構成成分として含まれているのが好ましい。
【０２２７】
これにより、バインダーは、粒子２１を分散する分散媒２２として機能することができ、組成物２’の吐出性をより優れたものとすることができる。また、接合工程に際してバインダーが粒子２１を好適に被覆することができ、接合工程を行う際におけるパターン（組成物２’を用いて形成されたパターン）の形状の安定性をより優れたものとすることができ、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２２８】
組成物２’中におけるバインダーの含有率は、０．１質量％以上４８質量％以下であるのが好ましく、０．８質量％以上１０質量％以下であるのがより好ましい。
【０２２９】
これにより、吐出工程での組成物２’の流動性をより適切なものとしつつ、バインダーによる粒子２１の仮固定の機能がより効果的に発揮される。また、接合工程でのバインダーの除去をより確実に行うことができる。このようなことから、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度、信頼性をより優れたものとすることができる。
【０２３０】
（溶剤）
組成物２’は、揮発性の溶剤を含むものであってもよい。
【０２３１】
これにより、組成物２’の粘度調整を好適に行うことができ、組成物２’の吐出安定性をより優れたものとすることができる。また、溶剤は、組成物２’において、粒子２１を分散させる分散媒２２として機能することができ、組成物２’の分散状態をより良好なものとすることができる。また、揮発性の溶剤は、三次元造形物１０の製造過程において効率よく除去することができるため、最終的に得られる三次元造形物１０中に、不本意に残存することによる弊害の発生を効果的に防止することができる。
【０２３２】
溶剤としては、例えば、水；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類；酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル等の酢酸エステル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類；エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類；テトラアルキルアンモニウムアセテート類；ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤；ピリジン、ピコリン、２，６−ルチジン等のピリジン系溶剤；テトラアルキルアンモニウムアセテート（例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等）等のイオン液体等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０２３３】
組成物２’が金属材料で構成された粒子２１を含むものである場合、溶剤としては、非プロトン性溶剤を用いるのが好ましい。これにより、粒子２１の構成材料の不本意な酸化反応等を効果的に防止することができる。
【０２３４】
組成物２’中における溶剤の含有量は、０．５質量％以上７０質量％以下であるのが好ましく、１質量％以上５０質量％以下であるのがより好ましい。
【０２３５】
これにより、組成物２’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２３６】
（その他の成分）
また、組成物２’は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、重合開始剤；分散剤；界面活性剤；増粘剤；凝集防止剤；消泡剤；スリップ剤（レベリング剤）；染料；重合禁止剤；重合促進剤；浸透促進剤；湿潤剤（保湿剤）；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；ｐＨ調整剤等が挙げられる。
【０２３７】
《サポート材形成用組成物》
次に、三次元造形物の製造に用いるサポート材形成用組成物について説明する。
サポート材形成用組成物５’は、サポート材５の形成に用いられる組成物である。
【０２３８】
（粒子）
サポート材形成用組成物５’は、粒子を複数個含むものであるのが好ましい。
【０２３９】
サポート材形成用組成物５’が、粒子を含むものであることにより、形成すべきサポート材５が微細な形状を有するもの等である場合であっても、サポート材５を高い寸法精度で、効率よく形成することができる。
【０２４０】
サポート材形成用組成物５’を構成する粒子の構成材料としては、例えば、金属材料、金属化合物（セラミックス等）、樹脂材料、顔料等が挙げられる。
【０２４１】
ただし、サポート材形成用組成物５’を構成する粒子は、組成物２’を構成する粒子２１よりも高融点の材料で構成されたものであるのが好ましい。
【０２４２】
粒子の形状は、特に限定されず、球状、紡錘形状、針状、筒状、鱗片状等、いかなる形状であってもよく、また、不定形のものであってもよいが、球状をなすものであるのが好ましい。
【０２４３】
粒子の平均粒径は、特に限定されないが、０．１μｍ以上２０μｍ以下であるのが好ましく、０．２μｍ以上１０μｍ以下であるのがより好ましい。
【０２４４】
これにより、サポート材形成用組成物５’の流動性をより好適なものとすることができ、サポート材形成用組成物５’の供給をより円滑に行うことができるとともに、接合工程での粒子の接合をより好適に行うことができる。このようなことから、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２４５】
粒子のＤｍａｘは、０．２μｍ以上２５μｍ以下であるのが好ましく、０．４μｍ以上１５μｍ以下であるのがより好ましい。
【０２４６】
これにより、サポート材形成用組成物５’の流動性をより好適なものとすることができ、サポート材形成用組成物５’の供給をより円滑に行うことができるとともに、接合工程での粒子の接合をより好適に行うことができる。その結果、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２４７】
サポート材形成用組成物５’中における粒子の含有率は、５０質量％以上９９質量％以下であるのが好ましく、５５質量％以上９８質量％以下であるのがより好ましい。
【０２４８】
これにより、サポート材形成用組成物５’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
なお、サポート材形成用組成物５’は、２種以上の粒子を含むものであってもよい。
【０２４９】
（ゾルゲル相転移材料）
サポート材形成用組成物５’は、サポート材形成用組成物５’をゾルゲル相転移させるゾルゲル相転移材料を含むものであるのが好ましい。
【０２５０】
これにより、吐出されたサポート材形成用組成物５’に対して粘度上昇処理を施すことにより、好適にサポート材形成用組成物５’の粘度を上昇させることができ、三次元造形物１０の生産性、寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２５１】
ゾルゲル相転移材料としては、例えば、組成物２’の構成成分として説明したもの等を用いることができる。
これにより、前述したのと同様の効果が得られる。
【０２５２】
サポート材形成用組成物５’中における粘度上昇剤（ゾルゲル相転移材料）の含有率は、０．２質量％以上１０質量％以下であるのが好ましく、０．５質量％以上７．０質量％以下であるのがより好ましい。
【０２５３】
これにより、粘度上昇処理前後でのサポート材形成用組成物５’の粘度をいずれもより好適なものとすることができ、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２５４】
（バインダー）
サポート材形成用組成物５’は、粒子に加え、さらにバインダーを含むものであってもよい。
【０２５５】
これにより、例えば、サポート材形成用組成物５’を用いて形成されたサポート材５の不本意な変形をより効果的に防止することができる。その結果、三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２５６】
バインダーとしては、接合工程に供される前のサポート材形成用組成物５’中において粒子を仮固定する機能を有するものであればよく、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂等の各種樹脂材料等を用いることができるが、硬化性樹脂を含むのが好ましい。
【０２５７】
これにより、例えば、当該バインダー（硬化性樹脂）を粘度上昇剤として機能させることができ、粘度上昇処理により、サポート材形成用組成物５’の粘度を好適に上昇させることができる。
なお、硬化処理は、加熱や紫外線等のエネルギー線の照射により行うことができる。
【０２５８】
サポート材形成用組成物５’が硬化性樹脂を含むものである場合、当該硬化性樹脂としては、例えば、組成物２’の構成成分として説明したもの等を用いることができる。
【０２５９】
なお、組成物２’中に含まれる硬化性樹脂と、サポート材形成用組成物５’中に含まれる硬化性樹脂とは、同一の条件（例えば、同一の組成等）のものであってもよいし、異なる条件のものであってもよい。
【０２６０】
サポート材形成用組成物５’中におけるバインダーの含有率は、０．５質量％以上４８質量％以下であるのが好ましく、１質量％以上４３質量％以下であるのがより好ましい。
【０２６１】
これにより、サポート材形成用組成物５’の供給時におけるサポート材形成用組成物５’の流動性をより適切なものとしつつ、バインダーによる粒子の仮固定の機能がより効果的に発揮される。また、接合工程でのバインダーの除去をより確実に行うことができる。このようなことから、三次元造形物１０の生産性をより優れたものとしつつ、製造される三次元造形物１０の寸法精度、信頼性をより優れたものとすることができる。
【０２６２】
（溶剤）
サポート材形成用組成物５’は、揮発性の溶剤を含むものであってもよい。
【０２６３】
これにより、サポート材形成用組成物５’の粘度調整を好適に行うことができ、サポート材形成用組成物５’の吐出安定性をより優れたものとすることができる。また、溶剤は、サポート材形成用組成物５’において、粒子を分散させる分散媒として機能することができ、サポート材形成用組成物５’の分散状態をより良好なものとすることができる。
【０２６４】
サポート材形成用組成物５’が溶剤を含むものである場合、当該溶剤としては、例えば、組成物２’の構成成分として説明したもの等を用いることができる。
【０２６５】
なお、組成物２’中に含まれる溶剤と、サポート材形成用組成物５’中に含まれる溶剤とは、同一の条件（例えば、同一の組成等）のものであってもよいし、異なる条件のものであってもよい。
【０２６６】
サポート材形成用組成物５’中における溶剤の含有量は、０．５質量％以上３０質量％以下であるのが好ましく、１質量％以上２５質量％以下であるのがより好ましい。
【０２６７】
これにより、サポート材形成用組成物５’の取扱いのし易さをより優れたものとしつつ、三次元造形物１０の製造過程において除去される成分の量をより少ないものとすることができ、三次元造形物１０の生産性、生産コスト、省資源の観点等から特に有利である。また、最終的に得られる三次元造形物１０の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２６８】
（その他の成分）
また、サポート材形成用組成物５’は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、重合開始剤；分散剤；界面活性剤；増粘剤；凝集防止剤；消泡剤；スリップ剤（レベリング剤）；染料；重合禁止剤；重合促進剤；浸透促進剤；湿潤剤（保湿剤）；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；ｐＨ調整剤等が挙げられる。
【０２６９】
《三次元造形物》
本発明の三次元造形物は、前述したような本発明の製造方法、三次元造形物製造装置、三次元造形物製造用組成物を用いて製造することができる。
【０２７０】
これにより、寸法精度に優れた三次元造形物を提供することができる。また、前述したような製造方法、製造装置、三次元造形物製造用組成物によれば、様々な組成の粒子を用いることができるため、三次元造形物の構成材料の選択の幅を広いものとすることができ、三次元造形物を所望の物性、質感等を有するものとすることができる。
【０２７１】
本発明の三次元造形物の用途は、特に限定されないが、例えば、人形、フィギュア等の鑑賞物・展示物；インプラント等の医療機器等が挙げられる。
また、本発明の三次元造形物は、プロトタイプ、量産品、オーダーメード品のいずれに適用されるものであってもよい。
【０２７２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【０２７３】
例えば、本発明の三次元造形物製造装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【０２７４】
例えば、本発明の三次元造形物製造装置は、図示しない減圧手段を備えていてもよい。これにより、例えば、吐出された三次元造形物製造用組成物やサポート材形成用組成物から溶剤を効率よく除去することができ、三次元造形物の生産性を特に優れたものとすることができる。
【０２７５】
また、本発明の三次元造形物製造装置は、図示しない冷却手段を備えていてもよい。これにより、例えば、被着体に付着した組成物の温度を低下させ、組成物の粘度を適度に低いものとすることにより、被着体に付着した組成物の表面を平坦化させ、不本意な凹凸を緩和することができる。その結果、最終的に得られる三次元造形物の寸法精度をさらに優れたものとすることができる。
【０２７６】
また、本発明の三次元造形物製造装置は、被着体に付着した組成物を拭き取る拭き取り手段を備えていてもよい。これにより、例えば、組成物の吐出不良を生じた場合（例えば、組成物の吐出量が目標値よりも多くなってしまった場合や、被着体の目的とする部位とは異なる部位に組成物が付着した場合等）に、組成物の温度を低下させ、組成物の粘度を再び低いものとした状態で、付着した組成物を好適に除去することができ、組成物の付与を好適にやり直すことができる。
【０２７７】
また、前述した実施形態では、三次元造形物製造装置が複数の加熱手段を備え、吐出された組成物に対し複数種の加熱処理を施す場合について代表的に説明したが、本発明では、吐出された組成物の温度を上昇させ組成物の粘度を上昇させるように構成されていればよく、三次元造形物製造装置は、例えば、加熱手段を１種類のみ備えるものであってもよい。
【０２７８】
また、本発明では、吐出された組成物の温度を上昇させ組成物の粘度を上昇させるように構成されていればよいため、例えば、予め冷却された組成物を吐出し、組成物が吐出される空間との温度差により、吐出された組成物の温度が上昇するように構成されていてもよい。
【０２７９】
また、前述した実施形態では、組成物の温度上昇による粘度上昇処理に加え、光（例えば、紫外線）の照射による粘度上昇処理も行う場合について代表的に説明したが、本発明では、少なくとも、組成物の温度上昇による粘度上昇処理を行えばよく、それ以外の粘度上昇処理は行わなくてもよい。
【０２８０】
また、前述した実施形態では、ステージの表面に直接層を形成する場合について代表的に説明したが、例えば、ステージ上に造形プレートを配置し、当該造形プレート上に層を積層して三次元造形物を製造してもよい。このような場合、三次元造形物の製造過程においては、造形プレートと最下層を構成する粒子とを接合させ、その後、後処理で目的とする三次元造形物から造形プレートを除去してもよい。これにより、例えば、複数の層を積層していく過程での層（積層体）の反りの発生をより効果的に防止することができ、最終的に得られる三次元造形物の寸法精度をより優れたものとすることができる。
【０２８１】
また、前述した実施形態では、全ての層が接合部を有するものとして説明したが、接合部が形成されない層を有していてもよい。例えば、ステージとの接触面（ステージの直上）に、接合部が形成されない層（例えば、サポート材で構成された層）を形成し、当該層を犠牲層として機能させてもよい。
【０２８２】
また、本発明の三次元造形物の製造方法においては、工程・処理の順番は、前述したものに限定されず、その少なくとも一部を入れ替えて行ってもよい。
【０２８３】
例えば、複数の粘度上昇処理を行う場合、これらの順番は前述したものに限定されない。より具体的には、例えば、前述した実施形態では、吐出された組成物が目的の部位に接触する前に当該組成物の温度を上昇させる粘度上昇処理（第１の粘度上昇処理）の後に、当該組成物への光（組成物中に含まれる光硬化性樹脂を硬化させることができる光）の照射を行う粘度上昇処理（第２の粘度上昇処理）を行うものとして説明したが、これらの順番を入れ替えてもよい。
【０２８４】
また、前述した実施形態では、組成物への光（組成物中に含まれる光硬化性樹脂を硬化させることができる光）の照射を行う粘度上昇処理（第２の粘度上昇処理）を、当該組成物が被着体に接触する前に行う場合について代表的に説明したが、当該粘度上昇処理（第２の粘度上昇処理）は、当該組成物が被着体に接触した後に行うものであってもよい。
【０２８５】
また、例えば、前述した実施形態では、サポート材形成用組成物供給工程を、組成物供給工程と接合工程との間に行う場合について代表的に説明したが、サポート材形成用組成物供給工程は、例えば、接合工程の後に行うものであってもよい。また、サポート材形成用組成物は、接合部の形成に用いる組成物（三次元造形物製造用組成物）の吐出と同一工程において、吐出されるものであってもよい。
【０２８６】
また、サポート材形成用組成物は接合処理を施すことなく、サポート材として機能するものであってもよい。
【０２８７】
また、前述した実施形態では、接合部の形成に用いる組成物（三次元造形物製造用組成物）とともに、サポート材形成用組成物を用いる場合について代表的に説明したが、本発明においては、製造すべき三次元造形物の形状等によっては、サポート材形成用組成物を用いなくてもよい。
【０２８８】
また、本発明の製造方法においては、必要に応じて、前処理工程、中間処理工程、後処理工程を行ってもよい。
【０２８９】
前処理工程としては、例えば、ステージの清掃工程等が挙げられる。
後処理工程としては、例えば、洗浄工程、バリ取り等を行う形状調整工程、着色工程、被覆層形成工程、粒子の接合強度を向上させるための熱処理工程等が挙げられる。
【０２９０】
また、組成物がバインダーを含むものである場合、バインダー除去工程を、接合工程とは別の工程としてさらに有していてもよい。
【符号の説明】
【０２９１】
１０…三次元造形物、１…層、２’…組成物（三次元造形物製造用組成物）、２１…粒子（分散質）、２２…分散媒、２…接合部、５’…サポート材形成用組成物、５…サポート材（支持部）、Ｍ１００…三次元造形物製造装置、Ｍ２…制御部、Ｍ２１…コンピューター、Ｍ２２…駆動制御部、Ｍ３…組成物供給部（吐出手段）、Ｍ４…層形成部、Ｍ４１…ステージ（昇降ステージ、支持体）、Ｍ４５…枠体、Ｍ５…粘度上昇処理手段、Ｍ５１…第１の加熱手段（加熱ジャケット、粘度上昇処理手段）、Ｍ５２…第２の加熱手段（赤外線照射手段、粘度上昇処理手段）、Ｍ５３…光照射手段（粘度上昇処理手段）、Ｍ６…接合エネルギー付与手段（レーザー光照射手段）、Ｍ８…サポート材形成用組成物供給部（サポート材形成用組成物吐出手段）
【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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【図８】
2017136712.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2017136712.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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