(57)【要約】【課題】サイズ制約が少なく、簡易な装置を用いて、小型で高精細な物体から大型の物体まで短時間で形成できる立体形成方法を提供する。【解決手段】立体を展開した平面形状を有する帯状物１０１を巻いて立体を得る。あるいは、帯状の基材と、立体を展開した平面形状を有し、前記基材上に形成された帯状物と、からなる層を巻いて、前記立体を含む三次元物を得る工程を有する。あるいは、立体を展開した平面形状を有し、帯状の基材上に形成された帯状物を、前記基材を剥がしながら巻いて前記立体を得る。【選択図】図１
2017109430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体を側面が渦巻き状の巻物に見做し、前記巻物を展開した平面形状を有する帯状物を巻く工程を経て、前記立体を得る立体形成方法。
【請求項２】
帯状の基材と、立体を側面が渦巻き状の巻物に見做した場合の前記巻物を展開した平面形状を有する帯状物と、からなる層を巻いて、前記立体を含む三次元物を得る工程を有する立体形成方法。
【請求項３】
前記工程で得られた前記三次元物から前記基材の一部または全部を除去する工程を有する請求項２記載の立体形成方法。
【請求項４】
前記工程で得られた前記三次元物から、前記立体からはみ出す前記基材の部分を除去し、前記帯状物をなす材料と前記基材をなす材料とからなる立体を得る請求項２記載の立体形成方法。
【請求項５】
立体を側面が渦巻き状の巻物に見做した場合の前記巻物を展開した平面形状を有し、帯状の基材上に形成された帯状物を、前記基材を剥がしながら巻く工程を経て、前記立体を得る立体形成方法。
【請求項６】
前記基材は、水解紙、水溶性樹脂、熱溶融材料、および圧力溶融材料のいずれかで形成されている請求項２〜５のいずれか１項に記載の立体形成方法。
【請求項７】
前記基材は網目状基材である請求項２〜５のいずれか１項に記載の立体形成方法。
【請求項８】
前記基材は多孔質基材である請求項２〜５のいずれか１項に記載の立体形成方法。
【請求項９】
前記帯状物を芯材に巻き取る請求項１または５記載の立体形成方法。
【請求項１０】
前記層を芯材に巻き取る請求項２記載の立体形成方法。
【請求項１１】
前記芯材は中空管である請求項９または１０記載の立体形成方法。
【請求項１２】
前記帯状物は材料を塗布する工程を経て得られたものである請求項１、２、および５のいずれか１項に記載の立体形成方法。
【請求項１３】
前記帯状物は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、およびポリ乳酸のいずれかの未硬化物で形成されている請求項１、２、および５のいずれか１項に記載の立体形成方法。
【請求項１４】
前記帯状物を巻いている途中に前記帯状物間に物体を挟む請求項１または５に記載の立体形成方法。
【請求項１５】
前記層を巻いている途中に前記層間に物体を挟む請求項２記載の立体形成方法。
【請求項１６】
前記帯状物を巻いている途中に物体を挟み、前記物体の一部が前記立体からはみ出た状態にする工程を含む請求項１または５に記載の立体形成方法。
【請求項１７】
前記層を巻いている途中に物体を挟み、前記物体の一部が前記三次元物からはみ出た状態にする工程を含む請求項２記載の立体形成方法。
【請求項１８】
前記物体は線材である請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の立体形成方法。
【請求項１９】
前記物体は網目状シートおよび繊維状シートのいずれかである請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の立体形成方法。
【請求項２０】
前記物体は中空管および中空糸のいずれかである請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の立体形成方法。
【請求項２１】
前記物体は、粉体、粒子、およびビーズのいずれかである請求項１４または１５に記載の立体形成方法。
【請求項２２】
前記物体はセンサであり、前記センサで巻き状態を検出する請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の立体形成方法。
【請求項２３】
前記基材にマークを付け、前記マークをセンサで検出することで前記層の巻き状態を確認、調整しながら前記立体を得る請求項２記載の立体形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は立体形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＡＭ（Additive Manufacturing）技術、３Ｄプリンタ、ラピッドプロトタイピングと呼ばれる積層方式によって立体を形成する技術が盛んに行われている。
そのメリットとは、例えば従来の旋盤やフライス盤といった切削式除去加工に比べて、必要なだけ材料を付与していくため無駄がない点や、金型成型のような型を一度作製する必要がある形成法より工程が少なく、立体データから直接物体を形成できる点にある。
切削式除去加工と比べると、切削加工ではまず求める形状より大きなサイズの材料の塊を用意する必要があり、一辺でもサイズが足りなければ目的の立体が得られない。
【０００３】
また、金型成型等の方法は量産性が高く必要とされる材料も形状を問われないが、上記切削加工などを用いて金型を作製する手間があり、専門知識が必要となる。
そもそも、求める形状を得るために型をつくり、成型条件を出さなければならず、コストも大きくかかる。
また、どちらの方法も一般的に大型の装置が必要であり、特に成型装置は手軽に設置できる装置ではない。
このＡＭ技術にはいくつかの方法があるが、そのほとんどの特徴として高さ方向への材料の積層によって作られる。
【０００４】
特許文献１には、光硬化性樹脂を光で重合させながら積層して三次元物体を形成する立体形成方法が記載されている。
しかし、この光硬化による積層技術は大量の光硬化樹脂の溶液内で行う必要があり、樹脂の溶液槽のサイズにより立体の大きさに制限ができる。また、高さ方向にも位置を変動させる機構が必要であり、変動機構の稼動範囲によって、やはり高さ方向の大きさに制限がある。
【０００５】
特許文献２には、光硬化性樹脂シートを積層することにより立体を形成する方法が記載されている。
この方法では、フィルムを積層する工程を何度も繰り返す必要があり、枚葉状のフィルムを乗せていく機構と、硬化性樹脂を光で硬化するための光源、もしくはシートの移動と、フィルムの搭載されたステージの高さを変える機構と、が必要であり、やはり機構によって大きさの制限を受ける。また、フィルムのサイズによっても形成できる立体の大きさが決まる。
【０００６】
これらの方法のように、積層によって立体を形成する方法では、高さ方向の変動機構、光の照射、または材料の噴出機構の移動機構により、形成できる立体の寸法が決まるだけでなく、一層毎に光の照射、材料の更新、ステージの高さ送り、といった工程を繰り返すために、立体の形成に時間がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３０３０８５５号
【特許文献２】特開平１−２１８８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＡＭ技術では、そのほとんどが縦方向への材料積層によって立体が形成される。
そのため、平面方向では材料同士の結合が強く、平滑面が得られる一方、積層方向では材料同士の結合が弱く、また平滑な面が得られない。
また、高さ方向への積層が必要となる為に、材料や結合材の吐出ノズル、光やレーザの投射機の移動機構、もしくはステージの高さ方向調節機構の影響により、形成できる立体の大きさが決まる。
また、上述のように、積層によって立体を形成する方法では一層毎に光の照射、材料、結合材の更新（吐出）、ステージの高さ送り、といった工程を繰り返すために立体の形成に時間がかかる。
【０００９】
積層による立体形成では、積層毎の平面の平滑度が重要であり、そのため積層間に構造物を差し込む事が出来ないし、形成ステージとヘッド送りの平行性を維持する事に注力する必要がある。
この発明の課題は、サイズ制約が少なく、簡易な装置によって、小型で高精細なものから大型のものまで短時間で形成できる立体形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第一態様は、立体を側面が渦巻き状の巻物に見做し、上記巻物を展開した平面形状を有する帯状物を巻いて、上記立体を得る立体形成方法である。
立体を側面が渦巻き状の巻物に見做すと、この巻物を展開することで帯状物が得られる。また、立体を巻物に見做す際に、立体の形状によっては巻物の幅が長手方向で変化するが、その場合には、帯状物を、立体をなす材料と、巻物の幅を揃えるための幅補正物をなす材料（副材料）で構成することもある。このような幅補正物を使用する場合、帯状物の平面形状は、立体と幅補正物とからなる三次元物を側面が渦巻き状の巻物に見做した場合の巻物を展開した形状となる。
【００１１】
この発明の第二態様は、帯状の基材と、立体を側面が渦巻き状の巻物に見做した場合の上記巻物を展開した平面形状を有する帯状物と、からなる層を巻いて、上記立体を含む三次元物を得る工程を有する立体形成方法である。この方法には、基材上に立体をなす材料からなる帯状物が形成されている層を巻く方法と、立体をなす材料からなる帯状物を基材とは別に作製し、この帯状物を基材と重ねた層として一緒に巻く方法が含まれる。
【００１２】
この発明の第三態様は、立体を側面が渦巻き状の巻物に見做した場合の上記巻物を展開した平面形状を有し、帯状の基材上に形成された帯状物を、上記基材を剥がしながら巻いて上記立体を得る立体形成方法である。
本発明における「立体物の側面」とは、渦巻状に展開する際に都合の良い面であればいずれの面でも良く、造形時間や構造から帯状物を得易い面を選ぶ事が可能である。
また、本発明における「幅補正物」とは、帯状物を広げた際に幅が大きく変動したり、穴の開いた形状であったり、切り離された帯状物が生じる様な場合に巻き易い形状に補完する為の副材料を意味する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の立体形成方法によれば、簡易な装置で、小型で高精細なものから大型のものまで短時間で形成することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態で帯状物を巻いている状態を示す斜視図である。
【図２】第一実施形態の方法で作製された球状の立体を示す斜視図である。
【図３】第二実施形態の立体形成方法を説明する斜視図である。
【図４】帯状の基材と基材の上に形成された帯状物とからなる層の平面図である。
【図５】図３の側面図である。
【図６】第二実施形態の方法で得られた三次元物を示す斜視図である。
【図７】図６の三次元物から基材の不要部分が除去された立体を示す斜視図である。
【図８】第三実施形態の立体形成方法を説明する斜視図である。
【図９】第三実施形態の方法で得られた三次元物を示す斜視図である。
【図１０】図９の三次元物から基材が除去された立体を示す斜視図である。
【図１１】図９の三次元物から基材と芯材と巻き込み材が除去された立体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜発明の態様＞
この発明は下記の(1) 〜(23)の態様を有する。
(1) 立体を側面が渦巻き状の巻物に見做し、上記巻物を展開した平面形状を有する帯状物を巻く工程を経て、上記立体を得る立体形成方法。
(2) 帯状の基材と、立体を側面が渦巻き状の巻物に見做した場合の上記巻物を展開した平面形状を有する帯状物と、からなる層を巻いて、上記立体を含む三次元物を得る工程を有する立体形成方法。
(3) 上記工程で得られた上記三次元物から上記基材の一部または全部を除去する工程を有する(2) 記載の立体形成方法。
(4) 上記工程で得られた上記三次元物から、上記立体からはみ出す上記基材の部分を除去し、上記帯状物をなす材料と上記基材をなす材料とからなる立体を得る(2) 記載の立体形成方法。
【００１６】
(5) 立体を側面が渦巻き状の巻物に見做した場合の上記巻物を展開した平面形状を有し、帯状の基材上に形成された帯状物を、上記基材を剥がしながら巻く工程を経て、上記立体を得る立体形成方法。
(6) 上記基材は、水解紙、水溶性樹脂フィルム、熱溶融材料、および圧力溶融材料のいずれかで形成されている(2) 〜(5) のいずれかに記載の立体形成方法。
(7) 上記基材は網目状基材である(2) 〜(5) のいずれかに記載の立体形成方法。
(8) 上記基材は多孔質基材である(2) 〜(5) のいずれかに記載の立体形成方法。
【００１７】
(9) 上記帯状物を芯材に巻き取る(1) または(5) 記載の立体形成方法。
(10)上記層を芯材に巻き取る(2) 記載の立体形成方法。
(11)上記芯材は中空管である(9) または(10)記載の立体形成方法。
(12)上記帯状物は材料を塗布する工程を経て得られたものである(1) 、(2) 、および(5)
のいずれかに記載の立体形成方法。
(13)上記帯状物は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、およびポリ乳酸のいずれかの未硬化物で形成されている(1) 、(2) 、および(5) のいずれかに記載の立体形成方法。
【００１８】
(14)上記帯状物を巻いている途中に上記帯状物間に物体を挟む(1) または(5) に記載の立体形成方法。
(15)上記層を巻いている途中に上記層間に物体を挟む(2) 記載の立体形成方法。
(16)上記帯状物を巻いている途中に物体を挟み、上記物体の一部が上記立体からはみ出た状態にする工程を含む(1) または(5) に記載の立体形成方法。
(17)上記層を巻いている途中に物体を挟み、上記物体の一部が上記三次元物からはみ出た状態にする工程を含む(2) 記載の立体形成方法。
【００１９】
(18)上記物体は線材である(14)〜(17)のいずれか１項に記載の立体形成方法。
(19)上記物体は網目状シートおよび繊維状シートのいずれかである(14)〜(17)のいずれかに記載の立体形成方法。
(20)上記物体は中空管および中空糸のいずれかである(14)〜(17)のいずれかに記載の立体形成方法。
(21)上記物体は、粉体、粒子、およびビーズのいずれかである(14)または(15)に記載の立体形成方法。
(22)上記物体はセンサであり、上記センサで巻き状態を検出する(14)〜(17)のいずれかに記載の立体形成方法。
(23)上記基材にマークを付け、上記マークをセンサで検出することで上記層の巻き状態を確認、調整しながら上記立体を得る(2) 記載の立体形成方法。
【００２０】
この発明の一態様の方法では、材料を塗布、吐出、描画等の方法を用いて、立体に対応した平面形状の帯状物を作製しながら、帯状物（平面印刷物）を巻いて固めることで目的の立体を形成していく。
例えば、立体が円柱状の場合、帯状物は円柱状に巻かれた巻物を展開した平面形状を有する。具体的には、立体が円柱状の場合、帯状物の平面形状は長尺な長方形であり、帯状物を円柱状に巻くことで円柱体を得ることができる。
立体が球状の場合、帯状物は球状に巻かれた巻物を展開した平面形状を有する。具体的には、立体が球状の場合、帯状物の平面形状は、長辺が円弧状である長尺な長方形であって、巻き始めの短辺が一番長く、巻き終わりに向けて緩やかな弧を描いて短辺が縮んでいく形状にする。この帯状物を巻くことで球体を得ることができる。
【００２１】
立体が他の形状の場合も、立体を側面が渦巻き状の巻物に見做して、その巻物を展開した平面形状を有する帯状物を用い、その帯状物を巻くことで立体を得ることができる。
ただし、前述した「平面印刷物」とは、元となる情報を、材料を使って再現する概念を指し、技術的、方法的、材料的な制限を指す物ではない。
この際、材料のみで帯状物を作製して巻く方法は単純な構造の立体を形成する目的に向いている。
複雑な形成や微細な形成、逆に大型で比重の重い材料を用いた立体形成を行う場合、材料を一度基材に塗布、吐出、描画して、基材を剥がして材料だけを巻いていく方法や、材料を基材に付与して、基材を形成後に取り除く方法を採用すると良い。
【００２２】
特に、立体を帯状物に展開する際に物理的に切り離されたり連続性が低く巻きづらかったりする帯状物が生じる様な造形の場合、基材に塗布、吐出、描画し、共に巻く事で複雑な形状の造形を可能にする事が出来る。
立体の形状によって、帯状物を巻いている間に、巻いてある部分の厚みに差が出て巻きにくくなる可能性がある場合には、立体を構成する材料以外の材料（副材料）からなる幅補正物を用いて帯状物を巻き易い形状（長方形等）にしてもよい。その場合には、帯状物を巻き終えた後に、不要な部分に存在する幅補正物を除去して目的の形状を得ることができる。この手法は上記物理的に切り離された帯状物が必要な立体形状を連続した帯状物として作成する際にも有効である。
【００２３】
基材および幅補正物をなす材料としては、溶融、燃焼、融解、蒸発、分解等のあらゆる方法を用いて消失できるものを使用する。
また、基材の消失タイミングは、立体の形成過程でも形成後でもよい。
また、基材を巻く工程は、基材への材料の付与と連続して行われてもかまわないし、付与後時間を経てからでも可能である。
また、基材は、巻く事が出来れば、繊維状、網目状、多孔質、フィルム、布、紙、樹脂、高分子材料、ワックスなど、各種材料からなるものが使用でき、形状、材質に特に制限は無い。
【００２４】
この基材の厚みが立体の形成の細かさに関係するため、薄いほど高精度な形成が可能になるが、大きな立体を作製する際は材料の保持に見合った厚みやコシが必要となる。
立体を形成する材料（帯状物の材料）としては樹脂、ワックス、金属、ガラス等から石膏、木粉、コンクリートやセラミックス、細胞などの生体材料まで多岐に渡り使用する事が出来るが、紫外線を含む光、レーザ光、水、水蒸気や有機溶媒や熱、ガス、圧力等を用いて前述した材料同士を接着、溶着、焼結など固める事が出来る必要がある
また、上記材料は複数の種類を使用して複合立体を作製する事も可能である。
【００２５】
例えば、樹脂材料とフィラーを含んだ材料を両方使用する事で、構造を頑強にする事が出来る。
材料が同じであっても、色や、透明度の違う材料を複数使用する事で様々な色で内部構造まで形成する事が出来る。
この発明の一態様の方法は、立体の元となる材料で、立体を展開した帯状物を作製しながら、帯状物をロール式に巻いて固めることで目的の立体を形成していく方法であり、微小な立体や生体材料を用いた立体形成、大型の建築物まで様々な立体を簡易に作製する事が可能な形成方法である。
【００２６】
また、帯状物を作製するタイミングは、先に帯状物を完全に作製しても構わないし、上記に記載したとおり帯状物を作製しながら巻く工程を行ってもかまわない。積層を細かくするほど、同じ立体でも長手方向に長くなる為、大きな立体や細かな立体を形成するためには、印刷しながら巻く方法が好ましい。
効率よく帯状物や基材を巻くためには中心に巻き取り芯材が存在する事が好ましい。形成する形状の中心が空洞になる様な構造ではこの芯材を用いて材料を節約する事も可能であるし、大型の立体の支持材として使う事も可能である。
また、この支持材の中心を空洞にする事で、配線や気液を流入させる事が可能になり、機能的な立体を得る事も可能である。
【００２７】
更には、巻く工程で、帯状物間または層（帯状物＋基材）間に粒子、粉体、ビーズ、線材（電線、鋼線等）やシート状の構造体（網目状シート、繊維状材料からなるシート）を巻き込んでも材料、基材を巻くことは可能であるため、立体に異物を巻き込み、立体の強度を変えたり、性質を変えたりする事も可能である。
これらの構造体を巻き込んだ際には立体の形状が歪んだり、径が変わったりする可能性があるが、巻き状態を外部、及び内部からセンシングする事で巻き状態を確認、修正する事でこの問題を解決できる。
このセンシングを行うためには、巻き径の光学測定、皺の監視、基材に付与したマークの測定など、様々な方法で行う事が可能であり、これらの方法には一般的なシートの巻き制御の技術を用いる事が好ましい。
【００２８】
＜実施形態＞
以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。
【００２９】
［第一実施形態］
図１および図２を用いて、第一実施形態の立体形成方法を説明する。
図１は、帯状物１０１を巻いている状態を示す斜視図である。図２は、第一実施形態の方法で作製された球状の立体１０２を示す斜視図である。
帯状物１０１は、球状の立体１０２を展開した平面形状を有する。図２では球体の立体１０２の巻き跡が表されているが、帯状物１０１は、この巻き跡に対応する巻物の渦巻きを展開した平面形状を有する。この平面形状に対応するデータを帯状物１０１として印刷し、巻くことで立体１０２が得られる。図２の巻き跡は、帯状物１０１の硬化状態と巻く微細度によって、見えなくなる。
【００３０】
［第二実施形態］
図３〜７を用いて、第二実施形態の立体形成方法を説明する。
図３は、第二実施形態の立体形成方法を説明する斜視図である。
この方法は、帯状の基材２０２と基材２０２上に印刷された帯状物２０１とからなる層２１０を、円柱状の三次元物２０３に巻く工程を有する。帯状物２０１は、球体を展開した平面形状を有する。
具体的には、送り出し機構２０４にセットされた原反２０５から基材２０２が送り出され、基材２０２の平面状態とされた部分に、材料吐出機構２０６から材料が吐出され、所定の平面形状に印刷されて帯状物２０１が形成された後に、基材２０２と帯状物２０１とからなる層が円柱状に巻かれて、円柱状の三次元物２０３が得られる。
【００３１】
図４は、帯状の基材２０２と、基材２０２の上に形成された帯状物２０１と、からなる層２１０の平面図である。
どのような形状の立体であっても、その立体を展開した平面形状を有する帯状物２０１を作製し、その帯状物２０１を巻くことにより、立体を得ることができる。帯状物２０１を印刷で基材２０２の上に形成する場合は、基材２０２の範囲内であれば自由に印刷できる。
図５は図３の側面図である。
得られた三次元物２０３は、図６に示すように、球状の立体６０１と円柱状の基材２０２が一体となったものである。
三次元物２０３から基材２０２の不要部分を、熱、水、酸、アルカリ、圧力、振動などの方法で消失させると、図７に示すように、球状の立体６０１の外側に基材２０２からなる円筒部が形成された立体を得ることができる。
【００３２】
［第三実施形態］
図８〜１１を用いて、第三実施形態の立体形成方法を説明する。
この実施形態では、先ず、基材２０２上に帯状物２０１が形成された層２１０を芯材８０２に巻き取って、円柱状の三次元物８０１を作製する。
図８に示すように、帯状物２０１の形成を図３に示す方法で行った後に、鉛直方向に沿って配置された芯材８０２に対して、基材２０２に帯状物２０１が形成された層２１０を巻き付けている。このようにすることで、一般に使用される巻き取り装置を使う事も出来るし、より巻き取り易い。
【００３３】
また、巻き取り途中に、層２１０間に、線材８０４とシート８０５を挟み、線材８０４とシート８０５を三次元物８０１からはみ出した状態にしている。
芯材８０２、線材８０４、シート８０５などの巻き込み材は、構造の支持体として用いたり、立体の状態のセンシングを行うためのセンサを挿入したり、形成後に内部にアクセスするための穴やすきまを開けたり、と様々な目的で使用する事が出来る。
また、芯材や巻き込み材を用いる事で、巻き取り状態の計算が困難になり、予定した立体を形成出来なくなる事が考えられるが、図８に示すように、巻き取り状態を測定するセンサ８０６を用いて、巻き取り長さ、巻き取り強さ、基材の皺等を計測して材料の吐出にフィードバックしたり、立体の予測をしたりする事が出来る。
【００３４】
芯材８０２は中心穴８０３を有する中空管である。 
図９に示すように、三次元物８０１が中心部分に芯材８０２を有するため、芯材８０２を支持体、把持体として使う事もできるし、基材を除去する際の作業性を向上させる事もできる。
図９に示す三次元物８０１から基材を除去すると、図１０に示す状態になる。つまり、図８の帯状物２０１は、図１０に示す形状の立体１００１を展開した平面形状を有する。そして、中空の芯材８０２に層２１０を巻き取り、巻き取りの途中で層２１０間に線材８０４とシート８０５を挟んでいることで、線材８０４とシート８０５が立体１００１の上側からはみ出した状態になっている。
【００３５】
そのため、芯材８０２の中心穴８０３内に配線１００２を入れ、 線材８０４に配線１００３を接続し、シート８０５に表示体を固定すること等により、立体１００１に配電、照明、計測、表示等の機能を付加したり、組立工程を簡略化したりすることができる。
図９に示す三次元物８０１から、基材を取り除き、芯材８０２を切断すると、図１０に示す様な形状が得られる。あらかじめ差し込んでおいたセンサや基盤配線、パイプ等の既成部品が物体に組み込まれた状態で形成されるため、内部に電気を通したり、内部の情報を外部に出力したりする事ができる。
【００３６】
また、図９に示す三次元物８０１から基材と芯材８０２と線材８０４とシート８０５を除去すると、図１１に示す状態になる。この場合、立体１００１は、中心穴１１０１と、中心穴１１０１を挟んで向かい合う穴１１０２，１１０３を有する形状になる。
これらの穴は上述した様に配線や配管用の穴として使用することも出来るし、あらかじめ設計された穴形状として、部分を組み付ける事も可能である。もちろん、後から扉やガラスをはめ込んで内部と外部のアクセス構造とする事も可能である。
この芯材や巻き込み材は必ずしも直線形状の必要は無く、途中で出っ張りがあったり、穴が開いていたり、最初からスイッチやセンサを組み込んだ状態であったり、デバイスそのものであったりする事ができるし、円弧形状や波打った形状を用いる事ができる。
【００３７】
巻き込み材は薄い形状であれば、紙、布、フィルム、金属シート等も使用できるし、粉体や粒子状の材料も巻き込めるため、物理的、化学的、光学的な特性を調整するのに有効といえる。通常の積層立体形成装置に比べて、必ずしも綺麗に積層する必要が無く、巻いていけば立体形状が支持できるこの発明の特徴的な部分であると言える。
もちろん、高精度で複雑な立体を得るためには、巻き取り芯材の形状や巻き取り状態を考慮する必要がある。
また、基材を斜めに巻くことで、大型化させることも可能であるが、層間に隙間ができやすいことや、巻物の渦巻きを展開した平面図を作成する事が難しくなる事を考慮する必要がある。
【００３８】
［材料等について］
基材２０２はその目的に応じて材質、形状、長さ、幅を選択する事が好ましい。
基材２０２の厚みが１０μｍ〜２０μｍ程度の範囲にある場合、現行の積層型立体形成法よりも細かな立体を作製する事が出来るが、立体に細かな形成を求めない場合、巻く事が可能であれば厚み、形状は問わない。
基材２０２の材料としては、合成樹脂製のフィルム、特に特定の刺激に対して分解、可溶する材料であれば、熱や光、薬品などを用いて消失させる事が出来るため好ましい。
また、繊維や網状の脂質、糖、ゲルの様なあらかじめ消失し易い形状や材料を選定する事も可能であり、二種類以上の材料が積層されていても使用できる。
帯状物２０１の材料は、印刷物を形成するために基材２０２に塗布、保持できれば材料は問わず、インク、染料、顔料の様な印刷液、光硬化樹脂、熱効果樹脂、水蒸気や空気に反応する結合材様の物質から、生体細胞やゲル、金属のような通常印刷に用いられない物質であっても帯状物を形成できれば問題ない。
【００３９】
［実施例］
立体の製造方法の一例として、水解紙を基材とし、水解紙の表面に酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤を所定の平面形状に塗布したもの（基材と帯状物からなる層）を巻く工程を行った。
立体の形状としては、単純な円筒形状、及び内部に竹の節のような構造を持つ筒形状を選び、その展開図（巻物の渦巻きを展開した平面図）を作製した。
続いて、水解紙を、２０ｍ程度巻いた状態で用意し、巻きだし器具にセットし、水解紙の先端を、巻き取り器具にテープで固定した。求める立体の中心部に隙間が無い場合、中心部をできるだけ細く巻く、もしくは立体の形成材料で芯を作ることが好ましいが、この実施例では中心部が空洞の立体を形成するため、巻き取り用の芯材を使って巻き取り性を向上させた。
【００４０】
水解紙を芯材に巻き取りながら、展開図を元に接着剤を水解紙表面に塗布することで、水解紙（基材）上に接着剤からなる帯状物を形成した。その結果、水解紙の裏側に接着剤の染み出しが見られた。
帯状物が形成された水解紙を２０ｍほど芯材に巻き取り、３時間ほどかけて接着剤を硬化させた後、水中にて水解紙を水溶した。その結果、接着剤の硬化物で構成された立体を得る事が出来た。この立体の形状は、求めていた形状であった。
この実施例では、接着剤の硬化物層（巻かれた帯状物）間に水解紙の繊維の一部が混和した状態で立体が形成された。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
この発明の一態様の方法は、立体の元となる材料で、立体を展開した帯状物を作製しながら、帯状物をロール式に巻いて固めることで、微小な立体や生体材料を用いた立体形成、大型の建築物まで様々な立体を簡易に作製する事が可能な形成方法である。
従来の立体形成方法に比べ、円筒状を基本とした形成に向くため、自然物の形状模倣や柱状構造物を形成する事が可能で、形状、経時にそって材料を変更する事で複数の材料を内包した立体を簡単に作る事が可能である。
例えば、骨や歯の様に、外側に硬質材料、内側に血管や繊維質の様な機能性材料を持った円筒状の物質を形成する事や、建築物のように内部に空洞を持って外側と内側に構造支持材料を使って形成する事で様々な構造物を形成できる。
また、巻き取り時に芯材を使い、立体にあらかじめ機能的な構造を設ける事も考えられる。例えば、中空パイプを芯材に用いることで、電気コードを内部に通した照明器具を形成したり、電気や水道、ガス等のライフラインを通してユーティリティを内包した建築物を形成したりする事が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０１  帯状物
１０２  立体
２０１  帯状物
２０２  基材
２０３  三次元物
２０４  送り出し機構
２０５  原反
２０６  材料吐出機構
２１０  基材と帯状物とからなる層
６０１  立体
８０１  三次元物
８０２  芯材
８０３  芯材の中心穴
８０４  線材（巻き込み材）
８０５  シート（巻き込み材）
８０６  センサ
１００１  立体
１００２  配線
１００３  配線
１１０１  中心穴
１１０２  穴
１１０３  穴
【図１】
2017109430.tif 000003
【図２】
2017109430.tif 000004
【図３】
2017109430.tif 000005
【図４】
2017109430.tif 000006
【図５】
2017109430.tif 000007
【図６】
2017109430.tif 000008
【図７】
2017109430.tif 000009
【図８】
2017109430.tif 000010
【図９】
2017109430.tif 000011
【図１０】
2017109430.tif 000012
【図１１】
2017109430.tif 000013