特開 2024-130085 三次元造形方法、及び三次元造形装置

(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】P2024130085

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】三次元造形方法、及び三次元造形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/393 20170101AFI20240920BHJP

   B29C 64/165 20170101ALI20240920BHJP

   B29C 64/379 20170101ALI20240920BHJP

   B33Y 40/20 20200101ALI20240920BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240920BHJP

   B33Y 70/00 20200101ALI20240920BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20240920BHJP

   B29C 64/214 20170101ALI20240920BHJP

   B29C 64/218 20170101ALI20240920BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240920BHJP

   B29C 64/295 20170101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B29C64/393

B29C64/165

B29C64/379

B33Y40/20

B33Y10/00

B33Y70/00

B33Y50/02

B29C64/214

B29C64/218

B33Y30/00

B29C64/295

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023039595

(22)【出願日】2023-03-14

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(74)【代理人】

【識別番号】100196058

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 彰雄

(72)【発明者】

【氏名】渡部 学

(72)【発明者】

【氏名】▲角▼谷 彰彦

【テーマコード（参考）】

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F213AA36

4F213AA49

4F213AB25

4F213AC04

4F213AR06

4F213AR08

4F213WA25

4F213WA54

4F213WA57

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL15

4F213WL67

4F213WL85

4F213WW32

(57)【要約】

【課題】植物由来の繊維材料を含む粉末の粉末層を用いた三次元造形物の造形において、粉末が変色してしまうことを抑制することができる三次元造形方法を提供すること。
【解決手段】植物由来の繊維材料を含む粉末を供給し、三次元造形物が造形される造形面の上方に粉末層を形成する第１工程と、第１工程により形成された粉末層の少なくとも一部に、バインダーを含む液体を吐出する第２工程と、第２工程により液体が吐出された後の粉末層を、予め決められた第１温度で加熱する第３工程とを有し、第１工程、第２工程、第３工程の３つの工程のうち、少なくとも第１工程、第２工程を繰り返し行い、三次元造形物の造形を行う造形工程を有し、第１温度は、バインダーの沸点よりも低い温度のうち、バインダーの融点よりも高い温度であり、且つ、粉末が変色しない温度である、三次元造形方法。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

三次元造形物を造形する三次元造形方法であって、
植物由来の繊維材料を含む粉末を供給し、前記三次元造形物が造形される造形面の上方に粉末層を形成する第１工程と、前記第１工程により形成された前記粉末層の少なくとも一部に、バインダーを含む液体を吐出する第２工程と、前記第２工程により前記液体が吐出された後の前記粉末層を、予め決められた第１温度で加熱する第３工程とを有し、前記第１工程、前記第２工程、前記第３工程の３つの工程のうち、少なくとも前記第１工程、前記第２工程を繰り返し行い、前記三次元造形物の造形を行う造形工程を有し、
前記第１温度は、前記バインダーの沸点よりも低い温度のうち、前記バインダーの融点よりも高い温度であり、且つ、前記繊維材料の熱分解が起こる温度よりも低い温度である、
三次元造形方法。

【請求項2】

前記造形工程により造形された前記三次元造形物を、予め決められた第２温度で加熱する加熱工程を更に有し、
前記第２温度は、前記バインダーの沸点よりも低い温度のうち、前記第１温度よりも高い温度であり、且つ、前記繊維材料の熱分解が起こる温度よりも低い温度である、
請求項１に記載の三次元造形方法。

【請求項3】

前記造形工程は、前記第１工程、前記第２工程、前記第３工程の順に前記第１工程、前記第２工程、前記第３工程を繰り返し行い、前記三次元造形物の造形を行う工程である、
請求項１に記載の三次元造形方法。

【請求項4】

前記造形工程は、前記第１工程、前記第２工程の順に前記第１工程、前記第２工程を繰り返し行った後、前記第３工程を行うことによって前記三次元造形物の造形を行う工程である、
請求項１に記載の三次元造形方法。

【請求項5】

造形された後の前記三次元造形物を樹脂に含浸させる含浸工程を有する、
請求項１に記載の三次元造形方法。

【請求項6】

前記粉末層は、前記三次元造形物の少なくとも一部となる造形領域と、前記三次元造形物の一部とならない非造形領域とを含み、
前記造形領域は、アウトラインを構成するアウトライン領域と、インフィルを構成するインフィル領域とを含む、
請求項１に記載の三次元造形方法。

【請求項7】

前記第２工程は、少なくとも前記アウトライン領域に前記液体を吐出する工程である、
請求項６に記載の三次元造形方法。

【請求項8】

前記第１工程は、前記造形面に対して平行に層形成部を移動させることによって前記造形面の上方に前記三次元造形物を形成する工程であり、
前記第２工程は、前記液体を吐出し、且つ、前記粉末層の上方を前記造形面に対して平行に移動する液体吐出部によって前記粉末層に前記液体を吐出する工程であり、
前記第１工程における前記層形成部の移動速度は、前記第２工程における前記液体吐出部の移動速度よりも遅い、
請求項１に記載の三次元造形方法。

【請求項9】

前記層形成部は、ローラー又はスキージである、
請求項８に記載の三次元造形方法。

【請求項10】

前記液体吐出部は、プリンターヘッドである、
請求項８に記載の三次元造形方法。

【請求項11】

三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、
前記三次元造形物を造形する造形面を有する造形テーブルと、
前記造形面の上方において、植物由来の繊維材料を含む粉末の粉末層を形成する層形成部と、
前記層形成部により形成された前記粉末層の少なくとも一部に、バインダーを含む液体を吐出する吐出部と、
前記吐出部により前記液体が吐出された後の前記粉末層を加熱する加熱部と、
前記吐出部と、前記層形成部と、前記加熱部とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記加熱部により前記粉末層を加熱する場合、予め決められた第１温度で前記粉末層を加熱し、
前記第１温度は、前記バインダーの沸点よりも低い温度のうち、前記バインダーの融点よりも高い温度であり、且つ、前記繊維材料の熱分解が起こる温度よりも低い温度である、
三次元造形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は、三次元造形方法、及び三次元造形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

金属粉等を含む粉末の粉末層を積層することにより、三次元造形物の造形を行う三次元造形装置についての研究、開発が行われている。

【0003】

ここで、このような三次元造形装置は、粉末層を形成し、粉末層を形成する毎に、バインダーを含む液体を粉末層の少なくとも一部へ吐出し、当該液体が吐出された後の粉末層を加熱する。これにより、三次元造形装置は、粉末層が有する領域のうち液体が吐出された領域内の粉末を溶融させ、三次元造形物を造形する。

【0004】

これに関し、粉末層を積層することにより、三次元造形物を造形する三次元造形方法であって、基部と熱可塑性樹脂で構成された表面層とを有する粒子を複数個含む粉末を用いて粉末層を形成する粉末層形成工程と、粉末層に加熱処理を施し、粉末に含まれる粒子を仮結合させる仮結合工程と、加熱処理が施された粉末層に、結合部を形成するための結合剤を含む結着液を付与する結着液付与工程とを有する三次元造形方法が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－１８７９４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、粉末層を形成する粉末として、植物由来の繊維材料を含む粉末を用いて粉末層を形成し、三次元造形物の造形を行いたいという需要が存在する。ここで、植物由来の繊維材料は、木材等のことである。しかしながら、特許文献１に記載されたような三次元造形方法を、植物由来の繊維材料を含む粉末を用いた三次元造形物の造形にそのまま適用すると、加熱処理において粉末が変色してしまうことがある。これは、造形された後の三次元造形物の強度の低下、当該三次元造形物の見た目の美しさの低下等に繋がるため、望ましいことではない。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために本開示の一態様は、三次元造形物を造形する三次元造形方法であって、植物由来の繊維材料を含む粉末を供給し、前記三次元造形物が造形される造形面の上方に粉末層を形成する第１工程と、前記第１工程により形成された前記粉末層の少なくとも一部に、バインダーを含む液体を吐出する第２工程と、前記第２工程により前記液体が吐出された後の前記粉末層を、予め決められた第１温度で加熱する第３工程とを有し、前記第１工程、前記第２工程、前記第３工程の３つの工程のうち、少なくとも前記第１工程、前記第２工程を繰り返し行い、前記三次元造形物の造形を行う造形工程を有し、前記第１温度は、前記バインダーの沸点よりも低い温度のうち、前記バインダーの融点よりも高い温度であり、且つ、前記繊維材料の熱分解が起こる温度よりも低い温度である、三次元造形方法である。

【0008】

また、上記課題を解決するために本開示の一態様は、三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、前記三次元造形物を造形する造形面を有する造形テーブルと、前記造形面の上方において、植物由来の繊維材料を含む粉末の粉末層を形成する層形成部と、前記層形成部により形成された前記粉末層の少なくとも一部に、バインダーを含む液体を吐出する吐出部と、前記吐出部により前記液体が吐出された後の前記粉末層を加熱する加熱部と、前記吐出部と、前記層形成部と、前記加熱部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記加熱部により前記粉末層を加熱する場合、予め決められた第１温度で前記粉末層を加熱し、前記第１温度は、前記バインダーの沸点よりも低い温度のうち、前記バインダーの融点よりも高い温度であり、且つ、前記繊維材料の熱分解が起こる温度よりも低い温度である、三次元造形装置である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】三次元造形装置１の構成の一例を示す図である。

【図2】図１に示した４個の粉末層のうちの粉末層Ｌ２を造形部２０が形成する様子の一例を示す図である。

【図3】ユーザーが三次元造形装置１を用いて三次元造形物を造形する三次元造形方法の流れの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜実施形態＞
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0011】

＜三次元造形方法の概要＞
まず、実施形態に係る三次元造形方法の概要について説明する。

【0012】

実施形態に係る三次元造形方法は、三次元造形物を造形する方法である。より具体的には、当該三次元造形方法は、造形工程を有する。造形工程は、第１工程と、第２工程と、第３工程を有し、第１工程、第２工程、第３工程の３つの工程のうち、少なくとも第１工程、第２工程を繰り返し行い、三次元造形物の造形を行う工程である。ここで、第１工程は、植物由来の繊維材料を含む粉末を供給し、三次元造形物が造形される造形面の上方に粉末層を形成する。第２工程は、第１工程により形成された粉末層の少なくとも一部に、バインダーを含む液体を吐出する。第３工程は、第２工程により液体が吐出された後の粉末層を、予め決められた第１温度で加熱する。そして、第１温度は、バインダーの沸点よりも低い温度のうち、バインダーの融点よりも高い温度であり、且つ、繊維材料の熱分解が起こる温度よりも低い温度である。これにより、当該三次元造形方法は、粉末に含まれる繊維材料の熱分解を抑制することができる。ここで、繊維材料の熱分解は、繊維材料を含む粉末の加熱による変色の主要因の１つである。従って、当該三次元造形方法は、植物由来の繊維材料を含む粉末の粉末層を用いた三次元造形物の造形において、粉末が変色してしまうことを抑制することができる。

【0013】

以下では、実施形態に係る三次元造形方法を実行可能な三次元造形装置の構成と、当該三次元造形装置が行う処理とについて説明することにより、当該三次元造形方法について詳しく説明する。

【0014】

＜三次元造形装置の構成＞
以下、実施形態に係る三次元造形方法を実行可能な三次元造形装置の構成について、三次元造形装置１を例に挙げて説明する。

【0015】

図１は、三次元造形装置１の構成の一例を示す図である。

【0016】

ここで、三次元座標系ＴＣは、三次元座標系ＴＣが描かれた図における方向を示す三次元直交座標系である。以下では、説明の便宜上、三次元座標系ＴＣにおけるＸ軸を、単にＸ軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、三次元座標系ＴＣにおけるＹ軸を、単にＹ軸と称して説明する。また、以下では、説明の便宜上、三次元座標系ＴＣにおけるＺ軸を、単にＺ軸と称して説明する。また、以下では、一例として、Ｚ軸の負方向が重力方向と一致している場合について説明する。このため、以下では、説明の便宜上、Ｚ軸の正方向を上方又は単に上と称し、Ｚ軸の負方向を下方又は単に下と称して説明する。

【0017】

三次元造形装置１は、植物由来の繊維材料を含む粉末の粉末層をＮ個積層することにより、三次元造形物の造形を行う装置である。Ｎは、１以上の整数であれば、如何なる整数であってもよい。以下では、説明の便宜上、三次元造形装置１により積層されるＮ個の粉末層のうち下からｎ番目の粉末層のことを、第ｎ粉末層と称して説明する。なお、ｎは、１以上Ｎ以下の範囲内に含まれるいずれかの整数である。すなわち、造形部２０は、第ｎ－１粉末層の上に、第ｎ粉末層を形成する。ただし、この場合、第０粉末層は、三次元造形装置１により三次元造形物が造形される造形面を示す。また、植物由来の繊維材料は、例えば、木質繊維素材（Lignocellulosic material）である。木質繊維素材は、例えば、ケナフ、亜麻、ラミー、大麻、ジュート等の麻類植物の靭皮から採取される繊維の素材である。また、木質繊維素材は、例えば、マニラ麻、サイザル麻等の麻類植物の茎又は葉の筋から採取される繊維の素材である。また、木質繊維素材は、例えば、針葉樹、広葉樹等を原料とする木材繊維の素材である。なお、木質繊維素材は、これらに限られるわけではない。また、植物由来の繊維材料は、木質繊維素材に代えて、他の植物由来の繊維材料であってもよい。以下では、一例として、植物由来の繊維材料が木質繊維素材である場合について説明する。そして、以下では、説明の便宜上、木質繊維素材を含む粉末を、粉末Ｐと称して説明する。粉末Ｐは、木質繊維素材に加えて、他の素材を含む構成であってもよい。以下では、一例として、粉末Ｐが、木質繊維素材を含み、他の素材を含まない場合について説明する。

【0018】

三次元造形装置１は、例えば、テーブルユニット１０と、造形部２０と、制御部３０を備える。また、三次元造形装置１は、外部装置４０と通信可能に接続される。なお、三次元造形装置１は、外部装置４０を備える構成であってもよく、外部装置４０と一体に構成されてもよい。また、三次元造形装置１は、テーブルユニット１０と、造形部２０と、制御部３０とに加えて、他の部材、他の装置等を備える構成であってもよい。また、三次元造形装置１は、制御部３０を備えない構成であってもよい。この場合、三次元造形装置１は、制御部３０に相当する装置と通信可能に接続される。

【0019】

テーブルユニット１０は、造形テーブル１１を含んで構成される。テーブルユニット１０は、例えば、制御部３０により制御される。なお、テーブルユニット１０は、制御部３０により制御される構成に代えて、外部装置４０等の他の情報処理装置により制御される構成であってもよい。

【0020】

造形テーブル１１は、造形面１１Ａを有する部材である。造形面１１Ａは、三次元造形装置１により三次元造形物が造形される造形面の一例である。すなわち、造形面１１Ａは、造形テーブル１１が有する面のうち、前述のＮ個の粉末層が積層される面である。

【0021】

テーブルユニット１０は、制御部３０からの制御に応じて、テーブルユニット１０の上面１０Ａに対して相対的に、造形テーブル１１を上下に移動させる。このため、造形面１１Ａは、造形テーブル１１の上下動に応じて、上面１０Ａに対して、相対的に上下に移動する。すなわち、造形面１１Ａは、造形テーブル１１の上方への移動に応じて、上面１０Ａに対して相対的に上方に移動する。また、造形面１１Ａは、造形テーブル１１の下方への移動に応じて、上面１０Ａに対して相対的に下方に移動する。なお、テーブルユニット１０は、造形テーブル１１を上下に移動させる各種の部材として、アクチュエーター等を備えている。しかしながら、図１では、図が煩雑になるのを防ぐため、当該各種の部材について省略している。

【0022】

より具体的には、テーブルユニット１０は、三次元造形装置１が第１粉末層を造形面１１Ａの上に形成する場合、制御部３０からの要求に応じて、テーブルユニット１０の上面１０Ａよりも第１粉末層の厚さぶん下方に造形面１１Ａが位置するように、造形テーブル１１を移動させる。これにより、三次元造形装置１は、後述する造形部２０によって造形面１１Ａの上に第１粉末層を形成する。また、テーブルユニット１０は、三次元造形装置１が第ｎ－１粉末層の上に第ｎ粉末層を形成する場合、制御部３０からの要求に応じて、上面１０Ａよりも第ｎ粉末層の厚さぶん下方に第ｎ－１粉末層の上面が位置するように、造形テーブル１１を移動させる。なお、第ｎ粉末層の厚さは、第ｎ粉末層の重力方向における厚さのことである。

【0023】

図１に示した造形面１１Ａの上方には、粉末層Ｌ１～粉末層Ｌ４の４個の粉末層が積層されている。粉末層Ｌ１は、第１粉末層の一例である。粉末層Ｌ２は、第２粉末層の一例である。粉末層Ｌ３は、第３粉末層の一例である。粉末層Ｌ４は、第４粉末層の一例である。

【0024】

造形部２０は、造形テーブル１１の造形面１１Ａの上にＮ個の粉末層を積層し、三次元造形物を造形する装置である。なお、図１に示した三次元造形物Ｏは、前述の粉末層Ｌ１～粉末層Ｌ４が造形部２０により造形面１１Ａの上に積層されたことによって造形された三次元造形物の一例である。

【0025】

造形部２０は、例えば、ガイドバーＡＸと、本体部ＢＸと、第１供給部２１Ａと、第１層形成部２２Ａと、第１揺動部２３Ａと、第１吐出部２４Ａと、第２供給部２１Ｂと、第２層形成部２２Ｂと、第２揺動部２３Ｂと、第２吐出部２４Ｂと、加熱部２５を備える。なお、造形部２０は、ガイドバーＡＸと、本体部ＢＸと、第１供給部２１Ａと、第１層形成部２２Ａと、第１揺動部２３Ａと、第１吐出部２４Ａと、第２供給部２１Ｂと、第２層形成部２２Ｂと、第２揺動部２３Ｂと、第２吐出部２４Ｂと、加熱部２５とに加えて、他の部材、他の装置等を備える構成であってもよい。また、造形部２０は、第１供給部２１Ａと、第２供給部２１Ｂとのいずれか一方を備えない構成であってもよい。また、造形部２０は、第１層形成部２２Ａと、第２層形成部２２Ｂとのいずれか一方を備えない構成であってもよい。ここで、造形部２０は、第１層形成部２２Ａを備えない場合、第１揺動部２３Ａも備えない。また、造形部２０は、第２層形成部２２Ｂを備えない場合、第２揺動部２３Ｂも備えない。また、造形部２０は、第１吐出部２４Ａと、第２吐出部２４Ｂとのいずれか一方を備えない構成であってもよい。

【0026】

ガイドバーＡＸは、予め決められた第１方向と平行になるように三次元造形装置１に設けられた軸体である。以下では、一例として、図１に示したように、第１方向がＸ軸の正方向と一致している場合について説明する。

【0027】

本体部ＢＸは、第１供給部２１Ａと、第１層形成部２２Ａと、第１揺動部２３Ａと、第１吐出部２４Ａと、第２供給部２１Ｂと、第２層形成部２２Ｂと、第２揺動部２３Ｂと、第２吐出部２４Ｂと、加熱部２５とを収容する筐体を含んで構成される。この筐体は、下方に開口している。本体部ＢＸは、制御部３０からの要求に応じて、ガイドバーＡＸに沿って第１方向に向かって前後に往復移動する。本体部ＢＸは、本体部ＢＸをガイドバーＡＸに沿って移動させる各種の部材として、アクチュエーター等を備えている。しかしながら、図１では、図が煩雑になるのを防ぐため、当該各種の部材について省略している。

【0028】

第１供給部２１Ａは、下方に向かって粉末Ｐを供給する装置である。第１供給部２１Ａは、本体部ＢＸの第１方向の先頭側端部に設けられている。第１供給部２１Ａは、図示しないノズルを有し、粉末Ｐを貯蔵する図示しない貯蔵部から供給される粉末Ｐをノズルの先端から下方に向かって排出する。これにより、第１供給部２１Ａは、造形テーブル１１の造形面１１Ａの上方に粉末Ｐを供給することができる。第１供給部２１Ａは、例えば、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが第１方向に向かって移動する場合において、粉末Ｐを下方に向かって排出する。

【0029】

第１層形成部２２Ａは、第１供給部２１Ａによって供給された粉末Ｐを均して粉末層を形成する部材である。第１層形成部２２Ａは、本体部ＢＸにおいて、第１供給部２１Ａの第２方向の隣に設けられている。図１に示した例では、第１層形成部２２Ａは、回転軸ＡＸ１１周りに回転するローラーであり、造形テーブル１１の造形面１１Ａの上方に供給された粉末Ｐを上方から押し均すことにより、造形面１１Ａの上方において粉末層を形成する。なお、第１層形成部２２Ａは、これに代えて、スキージ等のように、造形テーブル１１の造形面１１Ａの上方に供給された粉末Ｐを上方から押し均すことが可能な他の部材であってもよい。第１層形成部２２Ａは、予め決められた揺動軸ＡＸ１２周りに揺動可能に第１揺動部２３Ａによって支持される。より具体的には、第１層形成部２２Ａの回転軸ＡＸ１１は、揺動軸ＡＸ１２周りに揺動可能に第１揺動部２３Ａによって支持される。第１層形成部２２Ａは、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが第１方向に向かって移動する場合、第１層形成部２２Ａの下端２２ＡＴが、テーブルユニット１０の上面１０Ａを含む仮想的な面と接触する位置に位置する。一方、第１層形成部２２Ａは、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが第１方向と反対の第２方向に向かって移動する場合、第１層形成部２２Ａの下端２２ＡＴが当該面から上方に離間する位置に位置する。第１層形成部２２Ａのこのような動きは、第１揺動部２３Ａによって実現される。

【0030】

第１揺動部２３Ａは、第１層形成部２２Ａの回転軸ＡＸ１１を支持する棒状の部材である。第１揺動部２３Ａは、図示しないアクチュエーター等によって、揺動軸ＡＸ１２周りに揺動することができる。これにより、第１揺動部２３Ａは、第１層形成部２２Ａを、テーブルユニット１０の上面１０Ａを含む仮想的な面から離間させることができる。

【0031】

第１吐出部２４Ａは、バインダーを含む液体Ｘを下方に向かって吐出する液体吐出装置であり、例えば、単位時間あたりの液体Ｘの吐出量を調整可能なプリンターヘッドである。第１吐出部２４Ａは、本体部ＢＸにおいて、第１層形成部２２Ａの第２方向の隣に設けられている。なお、第１吐出部２４Ａは、単位時間あたりの液体Ｘの吐出量を調整不可能なプリンターヘッドであってもよい。第１吐出部２４Ａは、第１方向及び重力方向と直交する方向に向かって並ぶ図示しない複数のノズルを有する。そして、第１吐出部２４Ａは、制御部３０からの要求に応じて、液体Ｘを貯蔵する図示しない貯蔵部から供給される液体Ｘを、当該複数のノズルのうちの少なくとも一部から下方に向かって吐出する。これにより、第１吐出部２４Ａは、個々の粉末層毎に予め決められた造形領域の少なくとも一部に液体Ｘを吐出することができる。

【0032】

ここで、粉末層は、三次元造形物の少なくとも一部となる造形領域と、三次元造形物の一部とならない非造形領域とを含んでいる。そして、ある粉末層に予め決められた造形領域は、アウトラインを構成するアウトライン領域と、インフィルを構成するインフィル領域とを含んでいる。アウトラインは、粉末層に含まれる粉末のうち、三次元造形物の輪郭を構成する粉末のことである。すなわち、アウトライン領域は、粉末層に含まれる粉末のうち、三次元造形物の輪郭を構成する粉末が含まれる領域のことである。インフィルは、粉末層に含まれる粉末のうち、三次元造形物の内部を構成する粉末のことである。すなわち、インフィル領域は、粉末層に含まれる粉末のうち、三次元造形物の内部を構成する粉末が含まれる領域のことである。

【0033】

また、液体Ｘに含まれるバインダーは、溶融することによって粉末Ｐに含まれる個々の粒子同士を結着することが可能なバインダーであれば、如何なるバインダーであってもよい。液体Ｘに含まれるバインダーは、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－アクリル酸エステル）、ＡＳＡ（アクリロニトリル－スチレン－アクリル酸エステル）、ＰＥ（ポリエチレン）、パラフィンワックス等であるが、これらに限られるわけではない。以下では、一例として、バインダーが、パラフィンワックスである場合について説明する。

【0034】

また、上記のような液体Ｘにおいてバインダーの溶媒又は分散媒となる液体は、バインダーが溶ける又は分散することが可能な液体であり、且つ、バインダーの融点よりも低い温度で気化する液体であれば、如何なる液体であってもよい。より望ましくは、液体Ｘにおいてバインダーの溶媒又は分散媒となる液体は、三次元造形装置１が設置される部屋の室温程度で気化する液体である。なお、当該室温は、例えば、２０℃～３０℃程度の温度であるが、これに限られるわけではない。

【0035】

第１吐出部２４Ａは、例えば、制御部３０からの要求に応じて、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが第１方向に向かって移動する場合において、粉末層の造形領域のうちの少なくともアウトライン領域に液体Ｘを吐出する。

【0036】

第２供給部２１Ｂは、下方に向かって粉末Ｐを供給する装置である。第２供給部２１Ｂは、本体部ＢＸの第１方向の後尾側端部に設けられている。第２供給部２１Ｂは、図示しないノズルを有し、粉末Ｐを貯蔵する図示しない貯蔵部から供給される粉末Ｐをノズルの先端から下方に向かって排出する。これにより、第２供給部２１Ｂは、造形テーブル１１の造形面１１Ａの上方に粉末Ｐを供給することができる。第１供給部２１Ａは、例えば、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが第２方向に向かって移動する場合において、粉末Ｐを下方に向かって排出する。

【0037】

第２層形成部２２Ｂは、第２供給部２１Ｂによって供給された粉末Ｐを均して粉末層を形成する部材である。第２層形成部２２Ｂは、本体部ＢＸにおいて、第２供給部２１Ｂの第１方向の隣に設けられている。図１に示した例では、第２層形成部２２Ｂは、回転軸ＡＸ２１周りに回転するローラーであり、造形テーブル１１の造形面１１Ａの上方に供給された粉末Ｐを上方から押し均すことにより、造形面１１Ａの上方において粉末層を形成する。なお、第２層形成部２２Ｂは、これに代えて、スキージ等のように、造形テーブル１１の造形面１１Ａの上方に供給された粉末Ｐを上方から押し均すことが可能な他の部材であってもよい。第２層形成部２２Ｂは、予め決められた揺動軸ＡＸ２２周りに揺動可能に第２揺動部２３Ｂによって支持される。より具体的には、第２層形成部２２Ｂの回転軸ＡＸ２１は、揺動軸ＡＸ２２周りに揺動可能に第２揺動部２３Ｂによって支持される。第２層形成部２２Ｂは、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが第２方向に向かって移動する場合、第２層形成部２２Ｂの下端２２ＢＴが、テーブルユニット１０の上面１０Ａを含む仮想的な面と接触する位置に位置する。一方、第２層形成部２２Ｂは、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが第１方向に向かって移動する場合、第２層形成部２２Ｂの下端２２ＢＴが当該面から上方に離間する位置に位置する。第２層形成部２２Ｂのこのような動きは、第２揺動部２３Ｂによって実現される。

【0038】

第２揺動部２３Ｂは、第２層形成部２２Ｂの回転軸ＡＸ２１を支持する棒状の部材である。第２揺動部２３Ｂは、図示しないアクチュエーター等によって、揺動軸ＡＸ２２周りに揺動することができる。これにより、第２揺動部２３Ｂは、第２層形成部２２Ｂを、テーブルユニット１０の上面１０Ａを含む仮想的な面から離間させることができる。

【0039】

第２吐出部２４Ｂは、液体Ｘを下方に向かって吐出する液体吐出装置であり、例えば、単位時間あたりの液体Ｘの吐出量を調整可能なプリンターヘッドである。第２吐出部２４Ｂは、本体部ＢＸにおいて、第２層形成部２２Ｂの第１方向の隣に設けられている。なお、第２吐出部２４Ｂは、単位時間あたりの液体Ｘの吐出量を調整不可能なプリンターヘッドであってもよい。第２吐出部２４Ｂは、第１方向及び重力方向と直交する方向に向かって並ぶ図示しない複数のノズルを有する。そして、第２吐出部２４Ｂは、制御部３０からの要求に応じて、液体Ｘを貯蔵する図示しない貯蔵部から供給される液体Ｘを、当該複数のノズルのうちの少なくとも一部から下方に向かって吐出する。これにより、第２吐出部２４Ｂは、個々の粉末層毎に予め決められた造形領域の少なくとも一部に液体Ｘを吐出することができる。

【0040】

第２吐出部２４Ｂは、例えば、制御部３０からの要求に応じて、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが第２方向に向かって移動する場合において、粉末層の造形領域のうちの少なくともアウトライン領域に液体Ｘを吐出する。

【0041】

加熱部２５は、第１吐出部２４Ａ、第２吐出部２４Ｂのそれぞれにより液体Ｘが吐出された後の粉末層を加熱するヒーターである。加熱部２５は、例えば、本体部ＢＸにおいて、第１吐出部２４Ａと第２吐出部２４Ｂとの間に設けられている。加熱部２５は、予め決められた第１温度で当該粉末層を加熱する。加熱部２５による第１温度での加熱は、粉末層において液体Ｘが吐出された領域内に含まれるバインダーを溶融し、当該領域内の粉末Ｐに含まれる個々の粒子をバインダーによって結着させることと、液体Ｘにバインダーの溶媒又は分散媒として含まれる液体の蒸発を促進させることとを実現させるために行われる。このため、第１温度は、バインダーの沸点よりも低い温度のうち、バインダーの融点よりも高い温度であり、且つ、粉末Ｐに含まれる繊維材料の熱分解が起こる温度よりも低い温度である。すなわち、この一例において、第１温度は、バインダーの沸点よりも低い温度のうち、バインダーの融点よりも高い温度であり、且つ、粉末Ｐに含まれる木質繊維素材の熱分解が起こる温度よりも低い温度である。これは、バインダーを蒸発させずに、粉末Ｐを変色させないようにしながらバインダーを溶かしたいからである。何故なら、植物由来の繊維材料の粉末を粉末Ｐとして使用する場合の三次元造形物の造形において、バインダーは、前述した通り、粉末Ｐに含まれる個々の粒子を結着する結着剤として機能するからである。植物由来の繊維材料の熱分解が起こる温度は、粉末Ｐとして使用する繊維材料毎に、事前の実験等によって予め特定することができる。すなわち、木質繊維素材の熱分解が起こる温度も、事前の実験等によって予め決められた特定することができる。この一例におけるバインダーであるパラフィンワックスの融点は、７０℃程度である。また、この一例における植物由来の繊維材料である木質繊維素材の熱分解が起こる温度は、１５０℃程度である。そこで、以下では、一例として、第１温度が８０℃である場合について説明する。なお、加熱部２５は、第１吐出部２４Ａ、第２吐出部２４Ｂのそれぞれにより液体Ｘが吐出された後の粉末層を加熱するヒーターであれば、如何なるヒーターであってもよい。また、粉末Ｐの変色は、粉末Ｐの変質と言い換えられてもよい。

【0042】

制御部３０は、テーブルユニット１０と、造形部２０とを制御する。なお、制御部３０は、前述した通り、テーブルユニット１０を制御しない構成であってもよい。

【0043】

制御部３０は、例えば、三次元造形装置１に内蔵されるコンピューターであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプロセッサーを含んで構成される。制御部３０は、ユーザーからの操作を受け付ける入力装置、画像を表示する表示装置、各種の情報を記憶する記憶装置等を備えていてもよく、当該入力装置、当該表示装置を備えず、制御部３０と通信可能に接続された他の情報処理装置からの要求に応じて動作する構成であってもよい。また、制御部３０は、他の情報処理装置と通信可能に接続される。図１に示した例では、制御部３０は、他の情報処理装置の一例である外部装置４０と通信可能に接続されている。なお、制御部３０は、外部装置４０と一体に構成されてもよい。

【0044】

外部装置４０は、例えば、ワークステーション、デスクトップＰＣ（Personal Computer）、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、多機能携帯電話端末（スマートフォン）、携帯電話端末、ＰＤＡ（Personal）等の情報処理装置であるが、これらに限られるわけではない。外部装置４０は、例えば、受け付けた操作に応じて、三次元造形装置１に造形させる三次元造形物の造形データを生成する。また、外部装置４０は、受け付けた操作に応じて、生成した造形データを制御部３０に出力する。また、外部装置４０は、三次元造形装置１に三次元造形物の造形を開始させる要求等の各種の要求を制御部３０に出力する。

【0045】

以上のような構成の三次元造形装置１は、造形部２０の本体部ＢＸをガイドバーＡＸに沿って往復移動させながら、造形テーブル１１の造形面１１Ａの上にＮ個の粉末層を積層させる。例えば、三次元造形装置１は、本体部ＢＸをガイドバーＡＸに沿って第２方向に移動させながら、第２供給部２１Ｂによる粉末Ｐの供給、第２層形成部２２Ｂによる粉末層の形成、第２吐出部２４Ｂによる液体Ｘの吐出、加熱部２５による粉末層の加熱を行い、本体部ＢＸをガイドバーＡＸに沿って第１方向に移動させながら、第１供給部２１Ａによる粉末Ｐの供給、第１層形成部２２Ａによる粉末層の形成、第２吐出部２４Ｂによる液体Ｘの吐出、加熱部２５による粉末層の加熱を行う。これにより、三次元造形装置１は、本体部ＢＸをガイドバーＡＸに沿って第１方向に向かって前後に往復移動させながら、造形テーブル１１の造形面１１Ａの上にＮ個の粉末層を積層させることができる。

【0046】

このように、三次元造形装置１は、粉末Ｐを供給し、三次元造形物が造形される造形面１１Ａの上方に粉末層を形成する第１工程と、第１工程により形成された粉末層の少なくとも一部に、液体Ｘを吐出する第２工程と、第２工程により液体Ｘが吐出された後の粉末層を、予め決められた第１温度で加熱する第３工程とを有し、第１工程、第２工程、第３工程の３つの工程のうち、少なくとも第１工程、第２工程を繰り返し行い、三次元造形物の造形を行う。具体的には、三次元造形装置１は、第１工程、第２工程、第３工程の順に第１工程、第２工程、第３工程を繰り返し行い、三次元造形物の造形を行う。これにより、三次元造形装置１は、粉末Ｐの粉末層を用いた三次元造形物の造形において、粉末Ｐが変色してしまうことを抑制することができる。その結果、三次元造形装置１は、造形された後の三次元造形物の強度の低下、当該三次元造形物の見た目の美しさの低下等が生じてしまうことを抑制することができる。以下では、説明の便宜上、第１工程と、第２工程と、第３工程とを有し、第１工程、第２工程、第３工程の順に第１工程、第２工程、第３工程を繰り返し行う工程を、造形工程と称して説明する。

【0047】

なお、三次元造形装置１は、加熱部２５による粉末層の加熱を、造形面１１Ａの上へのＮ個の粉末層の積層が終わった後に、Ｎ個の粉末層に対して行う構成であってもよい。この場合、三次元造形装置１は、第１工程、第２工程の順に第１工程、第２工程を繰り返し行った後、第３工程を行うことによって三次元造形物の造形を行う。すなわち、造形工程は、第１工程、第２工程の順に第１工程、第２工程を繰り返し行った後、第３工程を行うことによって三次元造形物の造形を行う工程であってもよい。これによっても、三次元造形装置１は、粉末Ｐの粉末層を用いた三次元造形物の造形において、粉末Ｐが変色してしまうことを抑制することができる。その結果、三次元造形装置１は、造形された後の三次元造形物の強度の低下、当該三次元造形物の見た目の美しさの低下等が生じてしまうことを抑制することができる。

【0048】

ここで、三次元造形装置１のユーザーは、三次元造形装置１による三次元造形物の造形が行われた後、三次元造形装置１により造形された三次元造形物を、予め決められた第２温度で加熱する加熱工程を行ってもよい。第２温度は、バインダーの沸点よりも低い温度のうち、第１温度よりも高い温度であり、且つ、木質繊維素材の熱分解が起こる温度よりも低い温度であれば、如何なる温度であってもよい。何故なら、加熱工程は、当該三次元造形物に含まれるバインダーのうち、第１温度での加熱によって溶けなかったバインダーを溶かすことにより、加熱工程によって加熱された後の三次元造形物の強度を向上させるために行われる工程であるからである。ユーザーにより行われる三次元造形方法は、造形工程に加えて、このような加熱工程を有する場合、三次元造形物の強度を向上させることができる。

【0049】

また、三次元造形装置１のユーザーは、造形工程が行われた後、又は、造形工程、加熱工程の順に造形工程、加熱工程が行われた後、三次元造形物を樹脂に含浸させる含浸工程を行ってもよい。含浸工程は、三次元造形物の強度を向上させるための工程である。ユーザーにより行われる三次元造形方法は、造形工程に加えて、又は、造形工程と加熱工程とに加えて、このような含浸工程を有する場合、三次元造形物の強度を、より確実に向上させることができる。

【0050】

含浸工程において三次元造形物に含浸させる樹脂は、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキル化メチロールメラミン、グリコウリル、メチルウレア樹脂、眼血ロール樹脂、グリコールウリル等であるが、これらに限られるわけではない。

【0051】

なお、上記において説明した液体Ｘにおいてバインダーの溶媒又は分散媒となる液体の気化は、造形工程における第３工程によって促進される。このため、ユーザーにより行われる三次元造形方法は、加熱工程に要する時間を、造形工程が第３工程を有さない場合と比較して、短くすることができる。

【0052】

＜三次元造形方法の流れ＞
以下、図２及び図３を参照し、実施形態に係る三次元造形方法の流れの一例について説明する。図２は、図１に示した４個の粉末層のうちの粉末層Ｌ２を造形部２０が形成する様子の一例を示す図である。図３は、ユーザーが三次元造形装置１を用いて三次元造形物を造形する三次元造形方法の流れの一例を示す図である。

【0053】

ユーザーは、外部装置４０を操作し、三次元造形装置１に造形させる三次元造形物の造形データを、三次元造形装置１の制御部３０へ入力する（ステップＳ１１０）。なお、ユーザーは、外部装置４０以外の装置を用いて、当該造形データを制御部３０に入力する構成であってもよい。

【0054】

次に、ユーザーは、外部装置４０を操作し、ステップＳ１１０において制御部３０に入力した造形データに基づく三次元造形物の造形を三次元造形装置１に開始させる（ステップＳ１２０）。これにより、三次元造形装置１は、ステップＳ１３０～ステップＳ１８０において、テーブルユニット１０と造形部２０とのそれぞれを制御し、前述の造形工程を実行する。すなわち、ユーザーは、当該造形データに基づく三次元造形物の造形を三次元造形装置１に開始させることにより、造形工程を実行する。

【0055】

まず、三次元造形装置１の制御部３０は、造形部２０の本体部ＢＸを、ガイドバーＡＸに沿って予め決められた第１位置に移動させる（ステップＳ１３０）。第１位置は、本体部ＢＸが位置することが可能な位置のうち、造形工程を開始する直前に本体部ＢＸを待機させる位置として予め決められた位置であり、例えば、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが移動可能な位置のうちの最も第１方向側の位置のことである。なお、第１位置は、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが移動可能な位置のうち最も第１方向側の位置よりも手前の位置のことであってもよい。ただし、三次元造形装置１を重力方向に向かって見た場合、第１位置に位置する本体部ＢＸの第２供給部２１Ｂは、造形テーブル１１の造形面１１Ａと重なっておらず、造形面１１Ａよりも第１方向側に位置する。また、制御部３０は、ステップＳ１３０において、本体部ＢＸを、ガイドバーＡＸに沿って予め決められた第２位置に移動させる構成であってもよい。第２位置は、例えば、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが移動可能な位置のうちの最も第２方向側の位置のことである。なお、第２位置は、ガイドバーＡＸに沿って本体部ＢＸが移動可能な位置のうち最も第２方向側の位置よりも手前の位置のことであってもよい。ただし、三次元造形装置１を重力方向に向かって見た場合、第２位置に位置する本体部ＢＸの第１供給部２１Ａは、造形テーブル１１の造形面１１Ａと重なっておらず、造形面１１Ａよりも第２方向側に位置する。

【0056】

次に、制御部３０は、ステップＳ１１０において入力された造形データに基づいて、造形テーブル１１の造形面１１Ａの上方に積層させるＮ個の粉末層を下から順に１個ずつ、これから形成する対象粉末層として選択し、選択した対象粉末層毎に、ステップＳ１５０～ステップＳ１８０の処理を繰り返し行う（ステップＳ１４０）。

【0057】

制御部３０は、ステップＳ１１０において入力された造形データに含まれるデータの中から、ステップＳ１４０において選択された対象粉末層のデータを特定する。そして、制御部３０は、特定したデータに基づいてテーブルユニット１０を制御し、テーブルユニット１０の上面１０Ａよりも対象粉末層の厚さぶん下方に造形面１１Ａが位置するように、造形テーブル１１を移動させる（ステップＳ１５０）。

【0058】

次に、制御部３０は、第１層形成部２２Ａ及び第２層形成部２２Ｂのいずれか一方に上昇させる（ステップＳ１６０）。具体的には、制御部３０は、本体部ＢＸの位置が第１位置である場合、ステップＳ１６０において、第１揺動部２３Ａを制御し、第１層形成部２２Ａを上昇させる。この際、制御部３０は、第２層形成部２２Ｂが上昇していた場合、第２揺動部２３Ｂを制御し、第２層形成部２２Ｂを下降させる。なお、制御部３０は、ステップＳ１６０において、本体部ＢＸの位置が第１位置である場合、且つ、第１層形成部２２Ａが下降していた場合、第１揺動部２３Ａの制御を行わない。一方、制御部３０は、本体部ＢＸの位置が第２位置である場合、ステップＳ１６０において、第２揺動部２３Ｂを制御し、第２層形成部２２Ｂを上昇させる。この際、制御部３０は、第１層形成部２２Ａが上昇していた場合、第１揺動部２３Ａを制御し、第１層形成部２２Ａを下降させる。なお、制御部３０は、ステップＳ１６０において、本体部ＢＸの位置が第２位置である場合、且つ、第２層形成部２２Ｂが下降していた場合、第２揺動部２３Ｂの制御を行わない。

【0059】

次に、制御部３０は、ガイドバーＡＸに沿った本体部ＢＸの移動を本体部ＢＸに開始させる（ステップＳ１７０）。ここで、制御部３０は、ステップＳ１７０において、本体部ＢＸの位置が第１位置である場合、本体部ＢＸをガイドバーＡＸに沿って第２位置に向かって第２方向へ移動させ始める。一方、制御部３０は、ステップＳ１７０において、本体部ＢＸの位置が第２位置である場合、本体部ＢＸをガイドバーＡＸに沿って第１位置に向かって第１方向へ移動させ始める。

【0060】

次に、制御部３０は、粉末Ｐを造形面１１Ａの上方への供給を第１供給部２１Ａ及び第２供給部２１Ｂのいずれか一方に開始させ、第１層形成部２２Ａ及び第２層形成部２２Ｂのいずれか一方に対象粉末層の形成を開始させ、第１吐出部２４Ａ及び第２吐出部２４Ｂのいずれか一方に液体Ｘの吐出を開始させ、加熱部２５に第１温度での対象粉末層の加熱を開始させる（ステップＳ１８０）。具体的には、制御部３０は、ステップＳ１７０において本体部ＢＸが第２位置へ向かって移動を開始した場合、ステップＳ１８０において、粉末Ｐの排出を第２供給部２１Ｂに開始させ、且つ、第１供給部２１Ａによる粉末Ｐの排出を禁止する。また、制御部３０は、当該場合、ステップＳ１８０において、第２供給部２１Ｂによって排出された粉末Ｐを均すことによる対象粉末層の形成を、第２層形成部２２Ｂに開始させる。また、制御部３０は、当該場合、ステップＳ１８０において、第２層形成部２２Ｂによって形成された対象粉末層のアウトライン領域への液体Ｘの吐出を、第２吐出部２４Ｂに開始させる。一方、制御部３０は、ステップＳ１７０において本体部ＢＸが第１位置へ向かって移動を開始した場合、ステップＳ１８０において、粉末Ｐの排出を第１供給部２１Ａに開始させ、且つ、第２供給部２１Ｂによる粉末Ｐの排出を禁止する。また、制御部３０は、当該場合、ステップＳ１８０において、第１供給部２１Ａによって排出された粉末Ｐを均すことによる対象粉末層の形成を、第１層形成部２２Ａに開始させる。また、制御部３０は、当該場合、ステップＳ１８０において、第１層形成部２２Ａによって形成された対象粉末層のアウトライン領域への液体Ｘの吐出を、第１吐出部２４Ａに開始させる。そして、制御部３０は、本体部ＢＸの移動方向にかかわらず、ステップＳ１８０において、本体部ＢＸの移動に応じて、第１温度での対象粉末層の加熱を加熱部２５に開始させる。

【0061】

ここで、図２の上段の状態図は、ステップＳ１８０において、本体部ＢＸが第１方向に向かって移動している場合に、第１供給部２１Ａによって供給された粉末Ｐを均して、粉末層Ｌ２を対象粉末層として第１層形成部２２Ａが形成している様子の一例を示している。この場合、第２層形成部２２Ｂは、当該状態図に示したように、ステップＳ１６０において第２揺動部２３Ｂによって上昇させられており、当該粉末Ｐに接触しない。

【0062】

このようにして第１層形成部２２Ａにより粉末層Ｌ２が形成される。本体部ＢＸの移動に応じて、第１層形成部２２Ａを追うように第１方向に移動する第１吐出部２４Ａは、このようにして第１層形成部２２Ａにより形成された粉末層Ｌ２の造形領域の少なくとも一部に、図２の中段の状態図に示したように液体Ｘを吐出する。図２の中段の状態図は、第２層形成部２２Ｂにより形成された粉末層Ｌ２のアウトライン領域に第１吐出部２４Ａが液体Ｘを吐出している様子の一例を示す図である。図２の中段の状態図に示した領域ＰＰは、粉末層Ｌ２に含まれるアウトライン領域の一例を示す。

【0063】

そして、本体部ＢＸの移動に応じて、第１層形成部２２Ａを追うように第１方向に移動する加熱部２５は、このようにして第１吐出部２４Ａにより液体Ｘが吐出された粉末層Ｌ２を、図２の下段の状態図に示したように、第１温度で加熱する。すなわち、この一例では、加熱部２５は、本体部ＢＸとともに移動しながら、液体Ｘが吐出された後の対象粉末層を第１温度で加熱する。なお、加熱部２５は、本体部ＢＸとともに移動せず、予め決められた位置から対象粉末層を第１温度で加熱する構成であってもよい。例えば、加熱部２５は、三次元造形装置１が有する空間のうち、対象粉末層が形成される空間内の温度を第１温度にすることにより、対象粉末層を第１温度で加熱する構成であってもよい。

【0064】

ステップＳ１８０において対象粉末層が形成された後、制御部３０は、第１位置と第２位置とのうち、本体部ＢＸが近い方の位置へ本体部ＢＸを移動させて停止させる。そして、制御部３０は、ステップＳ１４０に遷移し、次の対象粉末層を選択する。なお、制御部３０は、ステップＳ１４０において、対象粉末層として未選択の粉末層が存在しない場合、ステップＳ１４０～ステップＳ１８０の繰り返し処理を終了し、ステップＳ１９０に遷移する。

【0065】

以上のように、ユーザーは、ステップＳ１３０～ステップＳ１８０の処理を三次元造形装置１に行わせることにより、造形工程を行うことができる。すなわち、ユーザーは、三次元造形装置１にステップＳ１３０～ステップＳ１８０の処理を行わせることにより、三次元造形装置１に三次元造形物の造形を行わせることができる。なお、ユーザーは、三次元造形装置１を用いて造形工程を行う代わりに、他の装置を用いて造形工程を行ってもよい。

【0066】

次に、ユーザーは、ステップＳ１３０～ステップＳ１８０の処理によって三次元造形装置１が造形した三次元造形物を三次元造形装置１から取り出す（ステップＳ１９０）。この際、ユーザーは、三次元造形物としてバインダーにより結着された粉末Ｐ以外の粉末を、例えば、回収ボックス等に廃棄して除去する。

【0067】

次に、ユーザーは、ステップＳ１９０において取り出した三次元造形物を、図示しない加熱装置の加熱領域へ配置し、当該加熱装置によって第２温度で当該三次元造形物を加熱する（ステップＳ２００）。当該加熱領域は、当該加熱装置によって加熱が行われる領域のことである。当該加熱装置は、ステップＳ２００において当該三次元造形物を第２温度で加熱可能な構成であれば、如何なる構成であってもよい。ユーザーは、例えば、ステップＳ２００において、当該加熱装置による加熱を開始したタイミングから、予め決められた加熱時間が経過するまでの間、当該三次元造形物の第２温度での加熱を続ける。そして、ユーザーは、当該タイミングから加熱時間が経過した後、ステップＳ２１０に遷移する。なお、三次元造形装置１は、当該加熱装置と一体に構成されてもよい。この場合、例えば、三次元造形装置１は、ステップＳ２００において、加熱部２５又は他の加熱部により、三次元造形物を第２温度で加熱する。また、この場合、図３に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１９０は、省略される。なお、図３に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２００の工程は、省略されてもよい。

【0068】

ステップＳ２００において三次元造形物を第２温度で加熱した後、ユーザーは、第２温度で加熱された後の三次元造形物を冷却する。そして、ユーザーは、冷却された後の三次元造形物を樹脂に含浸させる含浸工程を行う（ステップＳ２１０）。例えば、ユーザーは、ステップＳ２１０において、予め決められた種類の樹脂で満たされた樹脂槽に当該三次元造形物を入れて、当該樹脂を当該三次元造形物に含浸させる。なお、ユーザーは、他の方法により当該樹脂を当該三次元造形物に含浸させてもよい。また、図３に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２１０の工程は、省略されてもよい。

【0069】

ユーザーは、ステップＳ２１０において三次元造形物に樹脂を含浸させた後、図３に示したフローチャートの工程を終了し、実施形態に係る三次元造形方法による三次元造形物の造形を終了する。

【0070】

なお、ステップＳ１８０において、三次元造形装置１は、本体部ＢＸの位置が第２位置であった場合、本体部ＢＸを第１方向に向かって移動させながら、第１供給部２１Ａ及び第１層形成部２２Ａによって対象粉末層を形成した後、本体部ＢＸを第２方向に向かって移動させながら、第２吐出部２４Ｂによって対象粉末層の造形領域の少なくとも一部に液体Ｘを吐出する構成であってもよい。この場合、三次元造形装置１は、第１方向に向かって本体部ＢＸを移動させる速度、すなわち、第１層形成部２２Ａの移動速度を、第２方向に向かって本体部ＢＸを移動させる速度、すなわち、第２吐出部２４Ｂの移動速度よりも遅くする構成であってもよい。また、ステップＳ１８０において、三次元造形装置１は、本体部ＢＸの位置が第１位置であった場合、本体部ＢＸを第２方向に向かって移動させながら、第２供給部２１Ｂ及び第２層形成部２２Ｂによって対象粉末層を形成した後、本体部ＢＸを第１方向に向かって移動させながら、第１吐出部２４Ａによって対象粉末層の造形領域の少なくとも一部に液体Ｘを吐出する構成であってもよい。この場合、三次元造形装置１は、第２方向に向かって本体部ＢＸを移動させる速度、すなわち、第１層形成部２２Ａの移動速度を、第１方向に向かって本体部ＢＸを移動させる速度、すなわち、第２吐出部２４Ｂの移動速度よりも遅くする構成であってもよい。これらにより、三次元造形装置１は、本体部ＢＸの移動によって生じる風等により、液体Ｘが吐出される前に粉末Ｐが舞い上がってしまうことを抑制することができる。なお、第２層形成部２２Ｂの移動速度は、第１吐出部２４Ａの移動速度と同じ速度であってもよく、第１吐出部２４Ａの移動速度より速い速度であってもよい。また、第１層形成部２２Ａの移動速度は、第２吐出部２４Ｂの移動速度と同じ速度であってもよく、第２吐出部２４Ｂの移動速度より速い速度であってもよい。

【0071】

以上のように、三次元造形装置１によって実行される三次元造形方法は、三次元造形物を造形する三次元造形方法であって、粉末Ｐを供給し、三次元造形物が造形される造形面１１Ａの上方に粉末層を形成する第１工程と、第１工程により形成された粉末層の少なくとも一部に、バインダーを含む液体Ｘを吐出する第２工程と、第２工程により液体Ｘが吐出された後の粉末層を、予め決められた第１温度で加熱する第３工程とを有し、第１工程、第２工程、第３工程の３つの工程のうち、少なくとも第１工程、第２工程を繰り返し行い、三次元造形物の造形を行う造形工程を有し、第１温度は、バインダーの沸点よりも低い温度のうち、バインダーの融点よりも高い温度であり、且つ、粉末Ｐに含まれる木質繊維素材の熱分解が起こる温度よりも低い温度である。これにより、当該三次元造形方法は、粉末Ｐに含まれる木質繊維素材の熱分解を抑制することができる。その結果、当該三次元造形方法は、粉末Ｐの粉末層を用いた三次元造形物の造形において、粉末Ｐが変色してしまうことを抑制することができる。

【0072】

なお、上記において説明した内容は、如何様に組み合わされてもよい。

【0073】

＜付記＞
［１］
三次元造形物を造形する三次元造形方法であって、植物由来の繊維材料を含む粉末を供給し、前記三次元造形物が造形される造形面の上方に粉末層を形成する第１工程と、前記第１工程により形成された前記粉末層の少なくとも一部に、バインダーを含む液体を吐出する第２工程と、前記第２工程により前記液体が吐出された後の前記粉末層を、予め決められた第１温度で加熱する第３工程とを有し、前記第１工程、前記第２工程、前記第３工程の３つの工程のうち、少なくとも前記第１工程、前記第２工程を繰り返し行い、前記三次元造形物の造形を行う造形工程を有し、前記第１温度は、前記バインダーの沸点よりも低い温度のうち、前記バインダーの融点よりも高い温度であり、且つ、前記繊維材料の熱分解が起こる温度よりも低い温度である、三次元造形方法。
［２］
前記造形工程により造形された前記三次元造形物を、予め決められた第２温度で加熱する加熱工程を更に有し、前記第２温度は、前記バインダーの沸点よりも低い温度のうち、前記第１温度よりも高い温度であり、且つ、前記繊維材料の熱分解が起こる温度よりも低い温度である、［１］に記載の三次元造形方法。
［３］
前記造形工程は、前記第１工程、前記第２工程、前記第３工程の順に前記第１工程、前記第２工程、前記第３工程を繰り返し行い、前記三次元造形物の造形を行う工程である、［１］又は［２］に記載の三次元造形方法。
［４］
前記造形工程は、前記第１工程、前記第２工程の順に前記第１工程、前記第２工程を繰り返し行った後、前記第３工程を行うことによって前記三次元造形物の造形を行う工程である、［１］から［３］のうちいずれか一項に記載の三次元造形方法。
［５］
造形された後の前記三次元造形物を樹脂に含浸させる含浸工程を有する、［１］から［４］のうちいずれか一項に記載の三次元造形方法。
［６］
前記粉末層は、前記三次元造形物の少なくとも一部となる造形領域と、前記三次元造形物の一部とならない非造形領域とを含み、前記造形領域は、アウトラインを構成するアウトライン領域と、インフィルを構成するインフィル領域とを含む、［１］から［５］のうちいずれか一項に記載の三次元造形方法。
［７］
前記第２工程は、少なくとも前記アウトライン領域に前記液体を吐出する工程である、［６］に記載の三次元造形方法。
［８］
前記第１工程は、前記造形面に対して平行に層形成部を移動させることによって前記造形面の上方に前記三次元造形物を形成する工程であり、前記第２工程は、前記液体を吐出し、且つ、前記粉末層の上方を前記造形面に対して平行に移動する液体吐出部によって前記粉末層に前記液体を吐出する工程であり、前記第１工程における前記層形成部の移動速度は、前記第２工程における前記液体吐出部の移動速度よりも遅い、［１］から［７］のうちいずれか一項に記載の三次元造形方法。
［９］
前記層形成部は、ローラー又はスキージである、［８］に記載の三次元造形方法。
［１０］
前記液体吐出部は、プリンターヘッドである、［８］又は［９］に記載の三次元造形方法。
［１１］
三次元造形物を造形する三次元造形装置であって、前記三次元造形物を造形する造形面を有する造形テーブルと、前記造形面の上方において、植物由来の繊維材料を含む粉末の粉末層を形成する層形成部と、前記層形成部により形成された前記粉末層の少なくとも一部に、バインダーを含む液体を吐出する吐出部と、前記吐出部により前記液体が吐出された後の前記粉末層を加熱する加熱部と、前記吐出部と、前記層形成部と、前記加熱部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記加熱部により前記粉末層を加熱する場合、予め決められた第１温度で前記粉末層を加熱し、前記第１温度は、前記バインダーの沸点よりも低い温度のうち、前記バインダーの融点よりも高い温度であり、且つ、前記繊維材料の熱分解が起こる温度よりも低い温度である、三次元造形装置。

【0074】

以上、この開示の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この開示の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。

【0075】

また、以上に説明した装置における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。ここで、当該装置は、例えば、三次元造形装置１、外部装置４０等である。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（Compact Disk）－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

【0076】

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル又は差分プログラムであってもよい。

【符号の説明】

【0077】

１…三次元造形装置、１０…テーブルユニット、１０Ａ…上面、１１…造形テーブル、１１Ａ…造形面、２０…造形部、２１Ａ…第１供給部、２１Ｂ…第２供給部、２２Ａ…第１層形成部、２２ＡＴ、２２ＢＴ…下端、２２Ｂ…第２層形成部、２３Ａ…第１揺動部、２３Ｂ…第２揺動部、２４Ａ…第１吐出部、２４Ｂ…第２吐出部、２５…加熱部、３０…制御部、４０…外部装置、ＡＸ…ガイドバー、ＡＸ１１、ＡＸ２１…回転軸、ＡＸ１２、ＡＸ２２…揺動軸、ＢＸ…本体部、Ｌ１～Ｌ４…粉末層、Ｏ…三次元造形物、Ｐ…粉末、ＰＰ…領域、ＴＣ…三次元座標系、Ｘ…液体

【図1】

【図2】

【図3】