特開 2023-142961 構造物形成方法及び構造物形成システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023142961

(43)【公開日】2023-10-06

(54)【発明の名称】構造物形成方法及び構造物形成システム

(51)【国際特許分類】

   B28B 1/30 20060101AFI20230928BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20230928BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20230928BHJP

   E04G 21/02 20060101ALI20230928BHJP

   E04B 1/35 20060101ALI20230928BHJP

   E04G 21/20 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

B28B1/30

B33Y10/00

B33Y30/00

E04G21/02 103Z

E04B1/35 L

E04G21/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022050115

(22)【出願日】2022-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】坂上 肇

(72)【発明者】

【氏名】大川 悠奈

(72)【発明者】

【氏名】中村 允哉

(72)【発明者】

【氏名】石関 嘉一

(72)【発明者】

【氏名】金子 智弥

【テーマコード（参考）】

2E172

2E174

4G052

【Ｆターム（参考）】

2E172AA06

2E172DC01

2E172DC08

2E174DA52

4G052DB12

4G052DC06

(57)【要約】

【課題】強度を確保した構造物を形成するための構造物形成方法及び構造物形成システムを提供する。
【解決手段】３Ｄプリンタは、制御部を備え、ノズルを移動させながらノズルから吐出されるモルタルで形成される層を積み上げることにより積層させた構造体の外形本体部を形成する。外形本体部は、経路Ｃ１１上を移動するノズルから吐出されたモルタルと、経路Ｃ１１と並走する経路Ｃ１２上を移動するノズルから吐出されるモルタルとが一体化されて形成される辺部を有する。制御部は、辺部の設計幅ｗ１に対して、辺部の製造誤差に応じた寄せ幅αで寄せた新たな経路Ｃ１１，Ｃ１２に沿ってノズルを移動させる。この場合、ノズルを移動させながら吐出させたモルタルは、各辺部の設計幅ｗ１方向に押し広げられて、先に吐出されたモルタルと一体化する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御部を備えた構造物形成システムを用いて、ノズルを移動させながら前記ノズルから吐出される造形材で形成される層を積み上げることにより積層させた構造物を形成する方法であって、
前記構造物は、第１経路上を移動する前記ノズルから吐出された前記造形材と、前記第１経路と並走する第２経路上を移動する前記ノズルから吐出される前記造形材とを一体化させた構成部分を有し、
前記制御部は、
前記構成部分の設計幅に対して、前記構成部分の製造誤差に応じて算出した寄せ幅で寄せた新たな前記第１経路及び前記第２経路に沿って前記ノズルを移動させ、
前記ノズルを移動させながら吐出させた前記造形材を、先に吐出された前記造形材と一体化させて押し広げることを特徴とする構造物形成方法。

【請求項2】

前記寄せ幅は、前記設計幅の最大の許容誤差の半分以上であることを特徴とする請求項１に記載の構造物形成方法。

【請求項3】

制御部を備え、ノズルを移動させながら前記ノズルから吐出される造形材で形成される層を積み上げることにより積層させた構造物を形成するシステムであって、
前記構造物は、第１経路上を移動する前記ノズルから吐出された前記造形材と、前記第１経路と並走する第２経路上を移動する前記ノズルから吐出される前記造形材とを一体化させた構成部分を有し、
前記制御部は、
前記構成部分の設計幅に対して、前記構成部分の製造誤差に応じて算出した寄せ幅で寄せた新たな前記第１経路及び前記第２経路に沿って前記ノズルを移動させながら、前記造形材を吐出させることを特徴とする構造物形成システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、移動するノズルから吐出される造形材を積層させて構造物を形成する構造物形成方法及び構造物形成システムに関する。

【背景技術】

【0002】

建築物等の立体の構造物を形成する場合、３次元（３Ｄ）プリンタを利用することがある。この３Ｄプリンタにおいては、ノズルから材料を吐出させながらノズルを移動させて層を形成し、形成した層を徐々に積み重ねることにより立体形状を有する構造物を形成する。このような構造物においては、コンクリート等のセメント系材料は、高い圧縮強度を有するが、引張強度は低いため、高い引張強度を有する構造物を形成するための技術が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。この文献に記載の構造物は、孔部を有し構造物の外形を構成する外形成体と、外形成体の孔部に第２モルタルを注入して形成される内構造体とを備える。外形成体は、３Ｄプリンタのノズルから第１モルタルを吐出させながら経路に沿って移動させて、奇数層部及び偶数層部を交互に積層させて形成する。内構造体は、外形成体を構成する第１モルタルよりも高強度の部材を構成する第２モルタルで構成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－２６６８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、図８に示すように、１本の経路上を移動するノズルから吐出されるモルタルで構成される経路部Ｌ８１を２つ隣接させて構成される構造部分を有する構造物を形成することがある。ここで、経路Ｃ８１，Ｃ８２上においてノズルから吐出されるモルタルの吐出量が変動することにより、吐出量が減少する変動が生じた場合、隣接する経路部Ｌ８２の端部の間の隙間Ｓ８が生じる。このような隙間Ｓ８が生じた場合、予め設計幅（吐出幅ｗ８×２）で設計された構造物の強度が低下する可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する構造物形成方法は、制御部を備えた構造物形成システムを用いて、ノズルを移動させながら前記ノズルから吐出される造形材で形成される層を積み上げることにより積層させた構造物を形成する方法であって、前記構造物は、第１経路上を移動する前記ノズルから吐出された前記造形材と、前記第１経路と並走する第２経路上を移動する前記ノズルから吐出される前記造形材とを一体化させた構成部分を有し、前記制御部は、前記構成部分の設計幅に対して、前記構成部分の製造誤差に応じて算出した寄せ幅で寄せた新たな前記第１経路及び前記第２経路に沿って前記ノズルを移動させ、前記ノズルを移動させながら吐出させた前記造形材を、先に吐出された前記造形材と一体化させて押し広げる。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、強度を確保した構造物を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態における構造体の斜視図である。

【図2】実施形態における構造物形成システムの構造の説明図である。

【図3】実施形態におけるハードウェア構成の説明図である。

【図4】実施形態におけるノズルの経路を説明する説明図である。

【図5】実施形態におけるモルタルの吐出量が少ない状態を説明する説明図である。

【図6】変更例におけるノズルの経路を説明する説明図である。

【図7】変更例におけるモルタルの吐出量が少ない状態を説明する説明図である。

【図8】従来技術における経路部を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図１～図５を用いて、構造物形成方法及び構造物形成システムを具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、造形材としてのモルタルを３次元（３Ｄ）プリンタで積層する構造物として、構造体１０の外形本体部１０ｂを形成する。本実施形態に具体化された本願発明は、第２経路上を移動するノズルから吐出されたモルタルは、第２経路と並走する第１経路上を移動するノズルから先に吐出されたモルタルと一体化されて構造物の幅方向に押し広げられるという知見によってなされたものである。この知見は、構造体１０の外形本体部１０ｂが成形された状態を観察することにより得られたものである。

【0009】

図１に示すように、本実施形態の構造体１０は、外形本体部１０ｂと内部構造体１５とを備える。なお、３次元プリンタを用いて積層させて構造物を形成した場合、水平方向に縞状の積層跡が残ることが多いが、図１では、簡略化により、この縞状の積層跡を省略している。

【0010】

外形本体部１０ｂは、中空の略直方体形状の外形形状を有し、長辺部１１，１３及び短辺部１２，１４を有した水平断面が略長方形の枠形状で構成されている。各辺部（１１～１４）は、外側部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａと、内側部１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂとで構成される。外側部１１ａ～１４ａは、内側部１１ｂ～１４ｂと同じ幅を有し、内側部１１ｂ～１４ｂの外側において内側部１１ｂ～１４ｂと当接するように並べられる。外形本体部１０ｂは、３次元（３Ｄ）プリンタを用いて、積層可能な硬化性を有するモルタル（セメント系材料）を積層させて形成される。

【0011】

内部構造体１５は、外形本体部１０ｂよりも高強度の部材であって、例えば、スリムクリート（登録商標）等、繊維を混合したセメント系材料（繊維補強コンクリート材料）で構成される。内部構造体１５は、外形本体部１０ｂの内部に形成された空間Ｓ１に充填された状態で外形本体部１０ｂと一体化される。

【0012】

（３Ｄプリンタ２０及び作成支援サーバ４０の構成）
次に、図２及び図３を用いて、上述した構造体１０の外形本体部１０ｂを形成する３Ｄプリンタ２０及び作成支援サーバ４０について説明する。

【0013】

（ハードウェア構成例）
図３は、３Ｄプリンタ２０の制御装置３０及び作成支援サーバ４０等として機能する情報処理装置Ｈ１０のハードウェア構成例である。

【0014】

情報処理装置Ｈ１０は、通信装置Ｈ１１、入力装置Ｈ１２、表示装置Ｈ１３、記憶装置Ｈ１４、プロセッサＨ１５を有する。なお、このハードウェア構成は一例であり、他のハードウェアを有していてもよい。

【0015】

通信装置Ｈ１１は、他の装置との間で通信経路を確立して、データの送受信を実行するインタフェースであり、例えばネットワークインタフェースや無線インタフェース等である。

【0016】

入力装置Ｈ１２は、利用者等からの入力を受け付ける装置であり、例えばマウスやキーボード等である。表示装置Ｈ１３は、各種情報を表示するディスプレイやタッチパネル等である。

【0017】

記憶装置Ｈ１４は、制御装置３０及び作成支援サーバ４０の各種機能を実行するためのデータや各種プログラムを格納する記憶部（例えば、後述する吐出経路記憶部４２）である。記憶装置Ｈ１４の一例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等がある。

【0018】

プロセッサＨ１５は、記憶装置Ｈ１４に記憶されるプログラムやデータを用いて、ユーザ端末（図示せず）、制御装置３０及び作成支援サーバ４０における各処理（例えば、後述する制御部３１，４１における処理）を制御する。プロセッサＨ１５の一例としては、例えばＣＰＵやＭＰＵ等がある。このプロセッサＨ１５は、ＲＯＭ等に記憶されるプログラムをＲＡＭに展開して、各種処理に対応する各種プロセスを実行する。例えば、プロセッサＨ１５は、制御装置３０及び作成支援サーバ４０のアプリケーションプログラムが起動された場合、後述する各処理を実行するプロセスを動作させる。

【0019】

プロセッサＨ１５は、自身が実行するすべての処理についてソフトウェア処理を行なうものに限られない。例えば、プロセッサＨ１５は、自身が実行する処理の少なくとも一部についてハードウェア処理を行なう専用のハードウェア回路（例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えてもよい。すなわち、プロセッサＨ１５は、以下で構成し得る。

【0020】

（１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ
（２）各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは
（３）それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）

【0021】

プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

【0022】

（３Ｄプリンタ２０の機能）
図２に示す３Ｄプリンタ２０は、構造物形成システムとして機能し、吐出部としてのノズル２１、ロボットアーム２５及び制御装置３０を備える。

【0023】

ノズル２１は、その先端部が開口した吐出口２１ａを有している。本実施形態では、吐出口２１ａは、下方を向いている。ノズル２１の吐出口２１ａと反対側の端部には、ホース２２の端部が接続されている。ホース２２は、圧送ポンプ（図示せず）に接続されている。この圧送ポンプの圧力により、ホース２２を介してノズル２１に供給されたモルタルは、吐出口２１ａから下方に吐出される。

【0024】

ノズル２１には、取付部２４を介してロボットアーム２５が取り付けられる。ノズル２１は、このロボットアーム２５に支持され、このロボットアーム２５の動きに従って水平方向や上下方向に移動する。ロボットアーム２５は、制御装置３０の制御部３１からの指示によって移動が制御される。本実施形態の制御部３１は、移動時においてもノズル２１からのモルタルの吐出方向が常に下方になるように、ロボットアーム２５を制御する。

【0025】

制御装置３０は、構造物形成処理を実行する制御部３１を備える。そのため、記憶部に格納された構造物形成プログラムを実行することにより、制御部３１は、積層管理部３１１、移動制御部３１２及び吐出量制御部３１３として機能する。

【0026】

積層管理部３１１は、外形本体部１０ｂを形成するために、積層させるモルタルの経路及び高さを管理する処理を実行する。積層管理部３１１は、積み上げた層Ｌ１の数をカウントし、現在のモルタルの積層数を記憶し、構造物の最終的な積層数になった場合にノズル２１の移動を停止する。

【0027】

移動制御部３１２は、経路に応じてノズル２１を移動させるロボットアーム２５の動きを制御する処理を実行する。
吐出量制御部３１３は、モルタルを圧送するポンプを制御して、ノズル２１から吐出されるモルタルの吐出量を制御する処理を実行する。本実施形態では、ノズル２１が１つの経路上を移動しながら吐出するモルタルで形成される経路部の幅（設計経路幅）が約１５ｍｍとなるように吐出量を制御する。

【0028】

（作成支援サーバ４０の構成）
次に、上述した３Ｄプリンタ２０においてノズル２１の経路を作成する作成支援サーバ４０の構成について説明する。

【0029】

作成支援サーバ４０は、ノズル２１の移動経路やノズル２１からのモルタルの吐出量を決定するコンピュータ端末である。この作成支援サーバ４０は、制御部４１及び吐出経路記憶部４２を備える。作成支援サーバ４０は、３Ｄプリンタ２０の制御装置３０に接続され、作成が完了した吐出経路データを制御装置３０に送信する。

【0030】

制御部４１は、記憶部に格納された形成支援プログラムを実行することにより、取得部４１１及び設定部４１２として機能する。
取得部４１１は、形成する構造物（外形本体部１０ｂ）の形状を取得する。
設定部４１２は、取得した形状から、ノズル２１の各経路を設定する処理を実行する。このため、設定部４１２は、経路の設定時に用いる寄せ幅αを記憶している。この寄せ幅αは、構造物の形状の製造誤差に応じて決定される値である。この寄せ幅αの詳細については、後述する。

【0031】

吐出経路記憶部４２には、構造物を形成するノズル２１の吐出経路データが記録される。この吐出経路データは、設定部４１２により経路を決定した場合に記録される。吐出経路データには、構造体識別子、積層数毎の経路に関するデータが含まれる。

【0032】

構造体識別子データ領域には、各構造体を特定するための識別子に関するデータが記録される。
積層数データ領域には、構造体を構成する階層数を特定するための識別子に関するデータが記録される。ここでは、例えば、識別子として、最下層からの積層数を用いる。
経路データ領域には、この階層における３Ｄプリンタ２０のノズル２１の経路が記録される。

【0033】

（寄せ幅αの説明）
ノズル２１から吐出されるモルタルの吐出量を一定に設定しても、吐出されたモルタルによって形成される経路部の幅は、様々な要因で変動する。

【0034】

図４に示すように、設計幅ｗ１の外形本体部１０ｂの各辺部（１１～１４）は、並走する２つの経路上にノズル２１を移動させて構成する。この場合、二点鎖線で示すように、従来の経路Ｃ１Ｐ，Ｃ２Ｐは、外形本体部１０ｂの端部から距離ｗ１／４の位置（設計経路幅の中点）に設定されていた。本実施形態では、外形本体部１０ｂの設計幅ｗ１の両端部から寄せ幅α分、外形本体部１０ｂの中心Ｃ５に寄せた２つの経路Ｃ１１，Ｃ１２を新たに設定する。経路Ｃ１１，Ｃ１２がそれぞれ第１経路又は第２経路に対応する。

【0035】

ここで、寄せ幅αは、吐出量の変動誤差、すなわち形状の製造誤差を考慮して定められる。この場合、製造誤差として、１つの経路上を移動するノズル２１から吐出される設定経路幅（本実施形態では設計幅ｗ１の半分）の値を中心とした標準正規分布を想定している。
また、設計幅ｗ１は、外形本体部１０ｂ内に充填される内部構造体１５の強度から算出される内部構造体１５の最低寸法と、外形本体部１０ｂの製造誤差とから定められる。

【0036】

例えば、設計幅ｗ１を３０ｍｍとした構造部材を有する構造物を複数形成して、幅を実測すると標準偏差σは約０．６ｍｍであった。
本実施形態では、各辺部（１１～１４）の設計幅ｗ１の限界許容値（最大の許容値）を５ｍｍに設定している。各辺（１１～１４）は並走する２つの経路から吐出されるモルタルで構成されるので、１つの経路における幅（設計経路幅）の限界許容値は、設計幅ｗ１の限界許容値の半分の２．５ｍｍである。従って、各辺部（１１～１４）のそれぞれの端部における最大許容値は、設計経路幅の限界許容値の半分の１．２５ｍｍとなる。

【0037】

ここで、設計経路幅の限界許容値（２．５ｍｍ）は、標準偏差σの３倍（１．８ｍｍ）より大きい。すなわち、正規分布においては、３σであれば９９．７％をカバーできるので、設計経路幅の限界許容値を用いることが可能である。

【0038】

そこで、図４に示すように、寄せ幅αを、各辺（１１～１４）のそれぞれの端部における最大の許容値β１（＝１．２５ｍｍ）と設定する。
この場合、図５に示すように、各辺（１１～１４）を構成するために並走する２つの経路を移動するノズル２１からそれぞれ吐出されたモルタルが形成するはずの最小の経路部Ｌ２ａ，Ｌ２ｂの端部は、寄せ幅αの二倍の長さ（２・β１）で重なる。

【0039】

そして、図５に示すように、各経路Ｃ１１，Ｃ１２上を移動したノズル２１からそれぞれ吐出されたモルタルが、限界許容値内の最小の寸法（１２．５ｍｍ）を構成する吐出量となった場合においても、これらモルタルは当接して一体化される。

【0040】

（吐出経路生成処理）
次に、図２を用いて、吐出経路生成処理について説明する。
まず、作成支援サーバ４０の制御部４１は、構造物の形状の取得処理を実行する。具体的には、制御部４１の取得部４１１は、形成する構造体１０の図面を取得し、積層により構成する外形本体部１０ｂの形状を取得する。

【0041】

次に、作成支援サーバ４０の制御部４１は、ノズル経路の設定処理を実行する。具体的には、制御部４１の設定部４１２は、取得した外形本体部１０ｂの形状から一筆書きで形成するノズル２１の経路を特定し、このノズル２１の経路に応じて各辺部（１１～１４）の構成経路数を特定する。そして、設定部４１２は、各ノズル２１の元の経路Ｃ１Ｐ，Ｃ２Ｐの位置（中心Ｃ５から距離ｗ１／４の位置）から、中心Ｃ５に寄せ幅αだけ移動させた位置を、新たな経路Ｃ１１，Ｃ１２として設定する。

【0042】

具体的には、図４において、設定部４１２は、経路部Ｌ１ａ，Ｌ１ｂの中点の位置である経路Ｃ１Ｐ（Ｃ２Ｐ）を、新たな経路Ｃ１１（Ｃ１２）に変更する。この場合、経路部Ｌ１ａ，Ｌ１ｂは、設計幅ｗ１に対して両側が寄せ幅αずつ短くなる。

【0043】

次に、作成支援サーバ４０の制御部４１は、吐出経路データの記憶処理を実行する。具体的には、制御部４１の設定部４１２は、構造体識別子を付与し、記憶装置Ｈ１４に記憶していた処理層の階層数及び新たに設定した経路を関連付けて吐出経路データを生成し、吐出経路記憶部４２に記録する。

【0044】

そして、作成支援サーバ４０の制御部４１は、外形本体部１０ｂを形成する前に、３Ｄプリンタ２０の制御装置３０に、吐出経路記憶部４２に記憶した吐出経路データを送信する。制御装置３０の制御部３１は、取得した吐出経路データを記憶する。

【0045】

（構造体１０の形成方法）
その後、３Ｄプリンタ２０は、制御装置３０の制御部３１に応じて、構造物形成処理を実行する。具体的には、制御部３１の積層管理部３１１は、記憶した吐出経路データを用いて、移動制御部３１２及び吐出量制御部３１３を制御する。

【0046】

そして、移動制御部３１２は、ノズル２１からモルタルを吐出させながらロボットアーム２５を移動させる。この場合、移動制御部３１２は、積層数に応じた吐出経路データの経路Ｃ１１，Ｃ１２に沿ってノズル２１を移動させる。ここで、経路Ｃ１１の次にＣ１２をノズル２１が移動する場合には、経路Ｃ１２上を移動するノズル２１から吐出されたモルタルは、経路Ｃ１１上を移動したノズル２１から先に吐出されたモルタルと一体となる。そして、図４の二点鎖線で示すように、一体となったモルタルは、ノズル２１の進行方向に対して直交する方向（図４の左右方向）に押し広げられて、設計幅ｗ１になる。

【0047】

このようにして一層が形成した場合には、ノズル２１の高さを一層分高くした後、再び吐出経路データの経路に沿ってノズル２１を移動させて一層形成することを繰り返す。
本実施形態では、実際に形成された辺部（１１～１４）の幅が下限値２５ｍｍ～上限値３５ｍｍの範囲となっているかを確認しながら、構造物を形成する。なお、下限値を下回る部分や上限値を超えた部分が生じた場合には、構造物を作り直す。

【0048】

その後、ノズル２１から吐出されたモルタルが最終高さまで積層されることにより、外形本体部１０ｂが形成される。そして、外形本体部１０ｂが硬化した後、この外形本体部１０ｂを型枠として用いて、外形本体部１０ｂの空間Ｓ１に、繊維補強コンクリート材料を充填する。その後、この繊維補強コンクリート材料を硬化させることにより、内部構造体１５は、外形本体部１０ｂと一体化されて、構造体１０が完成する。

【0049】

（作用）
本実施形態では、辺部（１１～１４）を構成するために、中心Ｃ５側に寄せ幅αで寄せた経路Ｃ１１，Ｃ１２上をノズル２１が移動しながらモルタルを吐出する。これにより、経路Ｃ１２上を移動するノズル２１から吐出されたモルタルは、経路Ｃ１１上を移動したノズル２１から先に吐出されたモルタルと一体となって、設計幅ｗ１の方向に押し広げられる。このため、経路Ｃ１１，Ｃ１２上を移動するノズル２１から吐出されたモルタルで形成される外側部１１ａ～１４ａと内側部１１ｂ～１４ｂとは密着して、隙間が生じない。

【0050】

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、３Ｄプリンタ２０の制御部３１は、中心Ｃ５側に寄せ幅αで寄せた経路Ｃ１１，Ｃ１２上をノズル２１が移動しながらモルタルを吐出する。これにより、ノズル２１から吐出されるモルタルの吐出量が小さくなってもモルタル同士が密着する。従って、外側部１１ａ～１４ａと内側部１１ｂ～１４ｂとで構成される辺部（１１～１４）の隙間の発生を抑制できる。この結果、外形本体部１０ｂの強度を確保することができる。

【0051】

（２）本実施形態では、寄せ幅αを、各辺（１１～１４）のそれぞれの端部における最大の許容値β１と設定する。これにより、最大の許容値β１の変動誤差が生じた場合であっても、外側部１１ａ～１４ａと内側部１１ｂ～１４ｂとは接触した状態となるので、外形本体部１０ｂの強度を確保することができる。

【0052】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、寄せ幅αを、各辺（１１～１４）のそれぞれの端部における最大の許容値（１．２５ｍｍ）β１と設定した。寄せ幅αは、これに限定されない。具体的には、造形材の流動性に応じて、後から吐出される造形材が、先に吐出された造形材と一体になって、吐出されるノズル２１の移動方向と直交する方向に、設計幅ｗ１まで押し広がりが可能な大きさであればよい。

【0053】

例えば、図６に示すように、経路部Ｌ３ａ，Ｌ３ｂの両端部の寄せ幅αを、最大の許容値（２・β１）としてもよい。この場合、経路Ｃ２１，Ｃ２２を用いて経路部Ｌ３ａ，Ｌ３ｂを形成する。
この場合は、図７に示すように、経路部Ｌ３ａ，Ｌ３ｂを形成する吐出量が少なくなり最大の許容誤差の大きさの経路部Ｌ４ａ，Ｌ４ｂになった場合においても、モルタルの端部が重なる位置になる。この場合においても、ノズル２１から吐出されるモルタルは、既に吐出されたモルタルと一体になって、ノズル２１の移動方向と直交する方向（設計幅ｗ１方向）に押し広がる。

【0054】

また、モルタル（造形材）の吐出量の変動は、吐出条件や環境条件によって変化することがある。例えば、この吐出条件として、モルタルの粘度や温度等がある。更に、このモルタルの粘度や温度は、モルタルを送圧するポンプのモータの回転数、硬化時間が変更する周囲の温度等がある。また、環境条件としては、気温や湿度等がある。これらの吐出条件や環境条件の影響を考慮して、各辺部（１１～１４）を構成する複数の経路部の間で隙間が生じ難いような寄せ幅αを設定すればよい。

【0055】

・上記実施形態では、各辺部（１１～１４）は、外側部１１ａ～１４ａ及び内側部１１ｂ～１４ｂで構成した。２つ（２本）の経路部で形成する場合に限られず、３つ（３本）以上の複数の経路で形成する部分を有する構造物にも適用することができる。例えば、３つの経路部で構成する場合には、真ん中に位置する内側の経路部を形成するノズル２１の経路は変更せずに、この経路の両側に位置する外側の経路部を形成するノズル２１の経路を、内側に移動させる。

【0056】

・上記実施形態では、外形本体部１０ｂを形成する３Ｄプリンタ２０のノズル２１から吐出されて外側部１１ａ～１４ａ及び内側部１１ｂ～１４ｂを形成する材料としてモルタルを用いた。構造物の構成部分を構成する材料は、モルタルに限らず、ノズル２１から吐出可能な流動性と積層可能な固さとを有する材料であれば、例えば、合成樹脂等、他の材料であってもよい。

【0057】

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
（ａ）前記寄せ幅は、前記設計幅の最大の許容値であることを特徴とする請求項２に記載の構造物形成方法。

【0058】

（ｂ）前記ノズルは、前記構成部分の設計幅を、前記構成部分を形成する前記経路部の数で割った設計経路幅を形成する量の前記造形材を吐出することを特徴とする請求項１、２又は前記（ａ）に記載の構造物形成方法。

【符号の説明】

【0059】

α…寄せ幅、Ｌ１…層、Ｓ１…空間、ｗ１…設計幅、Ｃ１Ｐ，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２Ｐ，Ｃ２１，Ｃ２２…経路、Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ４ａ，Ｌ４ｂ…経路部、１０…構造体、１０ｂ…外形本体部、１１，１３…長辺部、１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ…外側部、１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ…内側部、１２，１４…短辺部、１５…内部構造体、２０…３Ｄプリンタ、２１…ノズル、２１ａ…吐出口、２２…ホース、２４…取付部、２５…ロボットアーム、３０…制御装置、３１，４１…制御部、４０…作成支援サーバ、４２…吐出経路記憶部、３１１…積層管理部、３１２…移動制御部、３１３…吐出量制御部、４１１…取得部、４１２…設定部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】