2024-163662 プラットフォームシート、熱溶解積層方式の三次元積層造形装置、および、熱溶解積層方式の三次元積層造形方法

(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】P2024163662

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】プラットフォームシート、熱溶解積層方式の三次元積層造形装置、および、熱溶解積層方式の三次元積層造形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/245 20170101AFI20241115BHJP

   B29C 64/118 20170101ALI20241115BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20241115BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

B29C64/245

B29C64/118

B33Y30/00

B33Y10/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079471

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 章太郎

【テーマコード（参考）】

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F213AA04

4F213AA11

4F213AA13

4F213AA24

4F213AA32

4F213AJ03

4F213AJ11

4F213AR12

4F213AR15

4F213AR20

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL73

(57)【要約】

【課題】造形物を容易に剥離する。
【解決手段】プラットフォームシート１３０は、熱溶解積層方式の三次元積層造形装置のプラットフォームと、第１樹脂材料からなる造形物との間に介在するプラットフォームシート１３０であって、第１樹脂材料と異なる第２樹脂材料Ｒ２の硬化物からなるシート基材１３２と、シート基材１３２中に含まれ、第３樹脂材料Ｒ３の硬化物からなる複数の粒子１３４と、を備え、複数の粒子１３４の一部は、造形物が積層される側のシート基材１３２の表面１３２ａに露出しており、造形物を形成する第１樹脂材料の硬化物と粒子１３４を形成する第３樹脂材料Ｒ３の硬化物との間の剥離力は、造形物を形成する第１樹脂材料の硬化物とシート基材１３２を形成する第２樹脂材料Ｒ２の硬化物との間の剥離力よりも大きい。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱溶解積層方式の三次元積層造形装置のプラットフォームと、第１樹脂材料からなる造形物との間に介在するプラットフォームシートであって、
前記第１樹脂材料と異なる第２樹脂材料の硬化物からなるシート基材と、
前記シート基材中に含まれ、第３樹脂材料の硬化物からなる複数の粒子と、
を備え、
前記複数の粒子の一部は、前記造形物が積層される側の前記シート基材の表面に露出しており、
前記造形物を形成する前記第１樹脂材料の硬化物と前記粒子を形成する前記第３樹脂材料の硬化物との間の剥離力は、前記造形物を形成する前記第１樹脂材料の硬化物と前記シート基材を形成する前記第２樹脂材料の硬化物との間の剥離力よりも大きい、プラットフォームシート。

【請求項2】

前記シート基材を形成する前記第２樹脂材料の硬化物は、前記粒子を形成する前記第３樹脂材料の硬化物よりも高い耐熱性を有する、請求項１に記載のプラットフォームシート。

【請求項3】

前記粒子を形成する前記第３樹脂材料は、前記造形物を形成する前記第１樹脂材料と同じ樹脂材料である、請求項１または２に記載のプラットフォームシート。

【請求項4】

プラットフォームと、
前記プラットフォーム上に設置されるプラットフォームシートと、
ノズルによって、前記プラットフォームシート上に第１樹脂材料の硬化物の層を積層することにより、前記第１樹脂材料の硬化物からなる造形物を前記プラットフォームシート上に形成する積層装置と、
を備え、
前記プラットフォームシートは、
前記第１樹脂材料と異なる第２樹脂材料の硬化物からなるシート基材と、
前記シート基材中に含まれ、第３樹脂材料の硬化物からなる複数の粒子と、
を有し、
前記複数の粒子の一部は、前記造形物が積層される側の前記シート基材の表面に露出しており、
前記造形物を形成する前記第１樹脂材料の硬化物と前記粒子を形成する前記第３樹脂材料の硬化物との間の剥離力は、前記造形物を形成する前記第１樹脂材料の硬化物と前記シート基材を形成する前記第２樹脂材料の硬化物との間の剥離力よりも大きい、熱溶解積層方式の三次元積層造形装置。

【請求項5】

プラットフォーム上にプラットフォームシートを設置する準備工程と、
ノズルによって、前記プラットフォームシート上に第１樹脂材料の硬化物の層を積層することにより、前記第１樹脂材料の硬化物からなる造形物を前記プラットフォームシート上に形成する造形工程と、
を含み、
前記プラットフォームシートは、
前記第１樹脂材料と異なる第２樹脂材料の硬化物からなるシート基材と、
前記シート基材中に含まれ、第３樹脂材料の硬化物からなる複数の粒子と、
を有し、
前記複数の粒子の一部は、前記造形物が積層される側の前記シート基材の表面に露出しており、
前記造形工程において、前記プラットフォームシート上に積層された前記第１樹脂材料と、前記シート基材の表面に露出した前記粒子の前記第３樹脂材料とが熱接着されることによって、前記造形物と前記プラットフォームシートとの接合面において、前記造形物を形成する前記第１樹脂材料の硬化物と前記粒子を形成する前記第３樹脂材料の硬化物との間の剥離力は、前記造形物を形成する前記第１樹脂材料の硬化物と前記シート基材を形成する前記第２樹脂材料の硬化物との間の剥離力よりも大きくなる、熱溶解積層方式の三次元積層造形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プラットフォームシート、熱溶解積層方式の三次元積層造形装置、および、熱溶解積層方式の三次元積層造形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

三次元データに基づいて立体の造形物を作製する三次元プリンタとして、熱溶解積層方式（ＦＤＭ：Fused Deposition Modeling）の三次元積層造形装置が普及している。熱溶解積層方式の三次元積層造形装置では、熱可塑性樹脂材料からなる造形樹脂を加熱して溶融させ、平面内で移動可能なノズルから、溶融した造形樹脂を押し出す。そして、ノズルの移動方向を制御して、押し出された溶融状態の造形樹脂をプラットフォーム上に順次積層することで立体の造形物が作製される。

【0003】

このように、熱溶解積層方式の三次元積層造形装置では、溶融状態の造形樹脂の第１層がプラットフォームに直接形成され、第２層以降の層は、積層された層の上に順次形成される。ここで、溶融状態の造形樹脂がプラットフォームに接着し難いと、溶融状態の造形樹脂が、移動するノズルに引きずられてしまい、第１層を所望する形状に形成できないという問題がある。

【0004】

そこで、造形樹脂と同じ樹脂材料からなるプラットフォームシートをプラットフォーム上に設置し、第１層をプラットフォームシート上に形成する技術が開発されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－１０４３７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１の技術では、第１層を形成する際に、溶融状態の造形樹脂が有する熱によってプラットフォームシートの表面が溶融し、第１層の底面全面とプラットフォームシートとが溶着する。そうすると、プラットフォームシートと造形物とが一体化してしまい、プラットフォームシートから造形物を剥離できないという問題が生じる。

【0007】

そこで、本開示は、このような課題に鑑み、造形物を容易に剥離することが可能なプラットフォームシート、熱溶解積層方式の三次元積層造形装置、および、熱溶解積層方式の三次元積層造形方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るプラットフォームシートは、熱溶解積層方式の三次元積層造形装置のプラットフォームと、第１樹脂材料からなる造形物との間に介在するプラットフォームシートであって、第１樹脂材料と異なる第２樹脂材料の硬化物からなるシート基材と、シート基材中に含まれ、第３樹脂材料の硬化物からなる複数の粒子と、を備え、複数の粒子の一部は、造形物が積層される側のシート基材の表面に露出しており、造形物を形成する第１樹脂材料の硬化物と粒子を形成する第３樹脂材料の硬化物との間の剥離力は、造形物を形成する第１樹脂材料の硬化物とシート基材を形成する第２樹脂材料の硬化物との間の剥離力よりも大きい。

【0009】

また、シート基材を形成する第２樹脂材料の硬化物は、粒子を形成する第３樹脂材料の硬化物よりも高い耐熱性を有してもよい。

【0010】

また、粒子を形成する第３樹脂材料は、造形物を形成する第１樹脂材料と同じ樹脂材料であってもよい。

【0011】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る熱溶解積層方式の三次元積層造形装置は、プラットフォームと、プラットフォーム上に設置されるプラットフォームシートと、ノズルによって、プラットフォームシート上に第１樹脂材料の硬化物の層を積層することにより、第１樹脂材料の硬化物からなる造形物をプラットフォームシート上に形成する積層装置と、を備え、プラットフォームシートは、第１樹脂材料と異なる第２樹脂材料の硬化物からなるシート基材と、シート基材中に含まれ、第３樹脂材料の硬化物からなる複数の粒子と、を有し、複数の粒子の一部は、造形物が積層される側のシート基材の表面に露出しており、造形物を形成する第１樹脂材料の硬化物と粒子を形成する第３樹脂材料の硬化物との間の剥離力は、造形物を形成する第１樹脂材料の硬化物とシート基材を形成する第２樹脂材料の硬化物との間の剥離力よりも大きい。

【0012】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る熱溶解積層方式の三次元積層造形方法は、プラットフォーム上にプラットフォームシートを設置する準備工程と、ノズルによって、プラットフォームシート上に第１樹脂材料の硬化物の層を積層することにより、第１樹脂材料の硬化物からなる造形物をプラットフォームシート上に形成する造形工程と、を含み、プラットフォームシートは、第１樹脂材料と異なる第２樹脂材料の硬化物からなるシート基材と、シート基材中に含まれ、第３樹脂材料の硬化物からなる複数の粒子と、を有し、複数の粒子の一部は、造形物が積層される側のシート基材の表面に露出しており、造形工程において、プラットフォームシート上に積層された第１樹脂材料と、シート基材の表面に露出した粒子の第３樹脂材料とが熱接着されることによって、造形物とプラットフォームシートとの接合面において、造形物を形成する第１樹脂材料の硬化物と粒子を形成する第３樹脂材料の硬化物との間の剥離力は、造形物を形成する第１樹脂材料の硬化物とシート基材を形成する第２樹脂材料の硬化物との間の剥離力よりも大きくなる。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、造形物を容易に剥離することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本実施形態に係る三次元積層造形装置の概略構成を示す模式図である。

【図2】図２は、本実施形態に係るプラットフォームシートの断面図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る三次元積層造形方法の処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】図４は、変形例に係るプラットフォームシートの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0016】

［熱溶解積層方式の三次元積層造形装置１００］
図１は、本実施形態に係る三次元積層造形装置１００の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態に係る三次元積層造形装置１００は、熱溶解積層方式（ＦＤＭ）の装置である。また、本実施形態の図１、図２では、垂直に交わるＸ軸（水平方向）、Ｙ軸（水平方向）、Ｚ軸（鉛直方向）を図示の通り定義している。

【0017】

図１に示すように、本実施形態に係る三次元積層造形装置１００は、プラットフォーム１１０と、調整部１２０と、プラットフォームシート１３０と、積層装置１４０とを含む。

【0018】

プラットフォーム１１０は、例えば、平板形状の基台である。プラットフォーム１１０は、ステージとも呼ばれる。本実施形態において、プラットフォーム１１０の上面は、水平方向に延在する平面である。平面とは、例えば、ＪＩＳ Ｂ ０６２１：１９８４「幾何偏差の定義及び表示」において規定される平面度が、０．１ｍｍであることである。プラットフォーム１１０は、例えば、アルミニウム、鋼鉄等の金属、または、ガラスで構成される。

【0019】

調整部１２０は、プラットフォーム１１０の高さを調整する。

【0020】

プラットフォームシート１３０は、プラットフォーム１１０上に設けられる。プラットフォームシート１３０とプラットフォーム１１０との接触面積は、プラットフォームシート１３０と造形物Ｍ（第１層）との接触面積よりも大きい。プラットフォームシート１３０については、後に詳述する。

【0021】

積層装置１４０は、ノズル１４６によって、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１をプラットフォームシート１３０上に押し付けながら供給して、第１樹脂材料Ｒ１の硬化物の層を積層することにより、第１樹脂材料Ｒ１の硬化物からなる造形物Ｍをプラットフォームシート１３０上に形成する。つまり、プラットフォームシート１３０は、プラットフォーム１１０と、造形物Ｍとの間に介在する。

【0022】

第１樹脂材料Ｒ１は、熱可塑性樹脂である。第１樹脂材料Ｒ１は、例えば、ポリ乳酸、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等である。

【0023】

本実施形態において、積層装置１４０は、例えば、ヘッド部１４２を含む。ヘッド部１４２は、不図示の移動機構によって、例えば、水平方向（図１中、Ｘ方向、および、Ｙ方向）に移動される。ヘッド部１４２は、ヒータ１４４と、ノズル１４６とを有する。

【0024】

ヒータ１４４は、ノズル１４６の外周を囲うように設けられる。ヒータ１４４は、ノズル１４６内の第１樹脂材料Ｒ１を加熱して溶融（熱溶融）させる。ノズル１４６は、溶融させた第１樹脂材料Ｒ１をプラットフォームシート１３０上に押し付けながら供給する。

【0025】

［プラットフォームシート１３０］
続いて、本実施形態に係るプラットフォームシート１３０について説明する。図２は、本実施形態に係るプラットフォームシート１３０の断面図である。図２に示すように、本実施形態に係るプラットフォームシート１３０は、シート基材１３２および複数の粒子１３４を備える。

【0026】

シート基材１３２は、シート状である。シート基材１３２の厚み（図２中、Ｚ方向の長さ）は、例えば、０．１ｍｍ以上１０．０ｍｍである。

【0027】

シート基材１３２は、第１樹脂材料Ｒ１とは異なる第２樹脂材料Ｒ２の硬化物からなる。第２樹脂材料Ｒ２は、例えば、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエステル、ポリビニルピロリドンである。ポリビニルピロリドンは、固形ノリの主成分である。

【0028】

複数の粒子１３４は、シート基材１３２中に含まれる。プラットフォームシート１３０において、複数の粒子１３４の一部は、造形物Ｍが積層される側のシート基材１３２の表面１３２ａに露出している。粒子１３４は、第３樹脂材料Ｒ３の硬化物からなる。

【0029】

造形物Ｍを形成する第１樹脂材料Ｒ１の硬化物と、粒子１３４を形成する第３樹脂材料Ｒ３の硬化物との間の剥離力は、造形物Ｍを形成する第１樹脂材料Ｒ１の硬化物と、シート基材１３２を形成する第２樹脂材料Ｒ２の硬化物との間の剥離力よりも大きい。剥離力は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６８５０「接着剤－剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法」に準拠して測定される剪断剥離力である。

【0030】

粒子１３４を形成する第３樹脂材料Ｒ３は、造形物Ｍを形成する第１樹脂材料Ｒ１と同じ樹脂材料であることが好ましい。詳しくは後述するが、第３樹脂材料Ｒ３が第１樹脂材料Ｒ１と同じ樹脂材料であることにより、ノズル１４６から押し出された溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１を、粒子１３４に容易に溶着（融着）させることができる。

【0031】

シート基材１３２中の粒子１３４の含有率は、例えば、２０体積％以上３０体積％以下である。粒子１３４の含有率が２０体積％以下であると、シート基材１３２の表面１３２ａに露出する粒子１３４の数が少なくなってしまう。この場合、ノズル１４６から押し出された溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１に熱接着（溶着）される粒子１３４が少なくなり、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１が、移動するノズル１４６に引きずられてしまうおそれがある。一方、粒子１３４の含有率が３０体積％超であると、シート基材１３２の表面１３２ａに露出する粒子１３４が多すぎてしまう。この場合、ノズル１４６から押し出された溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１に熱接着される粒子１３４が多くなり、プラットフォームシート１３０からの造形物Ｍの剥離が困難となるおそれがある。このため、シート基材１３２中の粒子１３４の含有率を２０体積％以上３０体積％以下とすることにより、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１を好適にプラットフォームシート１３０に熱接着するとともに、プラットフォームシート１３０からの造形物Ｍの剥離を容易にすることが可能となる。

【0032】

粒子１３４の形状は、例えば、球体である。粒子１３４の粒径は、例えば、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

【0033】

また、シート基材１３２を形成する第２樹脂材料Ｒ２の硬化物は、粒子１３４を形成する第３樹脂材料Ｒ３の硬化物よりも高い耐熱性を有することが好ましい。これにより、ノズル１４６から押し出された溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１の熱によるシート基材１３２の溶融を抑制することができる。したがって、プラットフォームシート１３０からの造形物Ｍの剥離を容易にすることが可能となる。

【0034】

また、シート基材１３２における表面１３２ａの逆側の裏面１３２ｂは、プラットフォーム１１０に接触する。このため、裏面１３２ｂは、滑らかな平面であることが好ましい。例えば、裏面１３２ｂは、ヤスリ等によって研磨されてもよい。

【0035】

［熱溶解積層方式の三次元積層造形方法］
続いて、三次元積層造形装置１００を用いた熱溶解積層方式の三次元積層造形方法について説明する。図３は、本実施形態に係る三次元積層造形方法の処理の流れを示すフローチャートである。

【0036】

図３に示すように、本実施形態に係る三次元積層造形方法は、準備工程Ｓ１１０、造形工程Ｓ１２０、剥離工程Ｓ１３０を含む。

【0037】

［準備工程Ｓ１１０］
準備工程Ｓ１１０は、プラットフォーム１１０上にプラットフォームシート１３０を設置する工程である。準備工程Ｓ１１０では、プラットフォームシート１３０のシート基材１３２の表面１３２ａがヘッド部１４２側に配されるように、プラットフォームシート１３０がプラットフォーム１１０上に設置される。準備工程Ｓ１１０は、例えば、三次元積層造形装置１００によって造形物Ｍを形成する度に行われる。つまり、三次元積層造形装置１００によって１の造形物Ｍを形成する度に、新たなプラットフォームシート１３０がプラットフォーム１１０上に設置される。

【0038】

［造形工程Ｓ１２０］
造形工程Ｓ１２０は、ノズル１４６によって、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１をプラットフォームシート１３０上に押し付けながら供給して、第１樹脂材料Ｒ１の硬化物の層を積層することにより、第１樹脂材料Ｒ１の硬化物からなる造形物Ｍをプラットフォームシート１３０上に形成する工程である。

【0039】

造形工程Ｓ１２０では、まず、プラットフォームシート１３０とノズル１４６との間の距離が所定距離となるように、調整部１２０によってプラットフォーム１１０を鉛直方向に移動させる。そして、ヒータ１４４によって第１樹脂材料Ｒ１を加熱して溶融させるとともに、移動機構によりヘッド部１４２を水平方向に移動させ、ノズル１４６によって、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１をプラットフォームシート１３０上に押し付けながら供給して、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１からなる第１層を形成する。

【0040】

この際、プラットフォームシート１３０に押し付けられた溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１が有する熱により、プラットフォームシート１３０の表面１３２ａに露出した粒子１３４が溶融し、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１と溶融した粒子１３４とが熱接着（溶着）する。これにより、造形物Ｍ（第１層）とプラットフォームシート１３０の接合面ＭＳにおいて、造形物Ｍを形成する第１樹脂材料Ｒ１の硬化物と粒子１３４を形成する第３樹脂材料Ｒ３の硬化物との間の剥離力が、造形物Ｍを形成する第１樹脂材料Ｒ１の硬化物とシート基材１３２を形成する第２樹脂材料Ｒ２の硬化物との間の剥離力よりも大きくなる。こうして、造形物Ｍの接合面ＭＳがプラットフォームシート１３０に固定される。

【0041】

溶融状態の第１層の形成が終了したら、例えば、空冷、空気以外の冷却媒体の供給によって第１層が硬化するまで待機する。第１層が硬化したら、第１層とノズル１４６との間の距離が所定距離となるように、調整部１２０によってプラットフォーム１１０を鉛直方向に移動させる。

【0042】

そして、ヒータ１４４によって第１樹脂材料Ｒ１を加熱して溶融させるとともに、移動機構によりヘッド部１４２を水平方向に移動させ、ノズル１４６によって、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１を第１層上に押し付けながら供給して、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１からなる第２層を形成する。以降、積層された層の上に層が順次形成され、立体の造形物Ｍが作製される。

【0043】

［剥離工程Ｓ１３０］
剥離工程Ｓ１３０は、造形物Ｍをプラットフォームシート１３０から剥離する工程である。

【0044】

このように、準備工程Ｓ１１０、造形工程Ｓ１２０、および、剥離工程Ｓ１３０を行うことにより、造形物Ｍが製造される。

【0045】

［プラットフォームシート１３０による効果］
造形工程Ｓ１２０において、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１を空冷によって硬化させる際、熱収縮が生じ、第１層に引張応力が発生する。同様に、第２層以降の層においても、空冷によって硬化させる際、熱収縮が生じ、層に引張応力が発生する。ここで、第１層とプラットフォームシート１３０との間の剥離力Ｆ２が、第１層とプラットフォーム１１０との間の剥離力Ｆ１よりも小さい場合、または、プラットフォームシート１３０とプラットフォーム１１０との間の剥離力Ｆ３が、第１層とプラットフォーム１１０との間の剥離力Ｆ１よりも小さい場合、造形工程Ｓ１２０を行っている間、層に生じた引張応力により、第１層がプラットフォームシート１３０から剥離してしまう。

【0046】

そこで、本実施形態に係るプラットフォームシート１３０は、第１樹脂材料Ｒ１と異なる第２樹脂材料Ｒ２の硬化物からなるシート基材１３２と、シート基材１３２中に含まれ、第３樹脂材料Ｒ３の硬化物からなる複数の粒子１３４と、を備え、複数の粒子１３４の一部は、造形物Ｍが積層される側のシート基材１３２の表面１３２ａに露出しており、造形物Ｍを形成する第１樹脂材料Ｒ１の硬化物と粒子１３４を形成する第３樹脂材料Ｒ３の硬化物との間の剥離力は、造形物Ｍを形成する第１樹脂材料Ｒ１の硬化物とシート基材１３２を形成する第２樹脂材料Ｒ２の硬化物との間の剥離力よりも大きい。

【0047】

粒子１３４は、シート基材１３２に埋め込まれているため、シート基材１３２と粒子１３４との間の剥離力Ｆ４は、第１層とプラットフォーム１１０との間の剥離力Ｆ１よりも大きい。また、上記のように、プラットフォームシート１３０上に第１層を形成する際、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１が有する熱により、プラットフォームシート１３０の表面１３２ａに露出した粒子１３４が溶融し、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１と溶融した粒子１３４とが熱接着（溶着）する。このため、第１層と粒子１３４との間の剥離力Ｆ５は、第１層とプラットフォーム１１０との間の剥離力Ｆ１よりも大きい。したがって、第１層とプラットフォームシート１３０との間の剥離力Ｆ２は、第１層とプラットフォーム１１０との間の剥離力Ｆ１よりも大きくなる。したがって、本実施形態に係るプラットフォームシート１３０は、造形工程Ｓ１２０を行っている間、プラットフォームシート１３０からの第１層の剥離を抑制することが可能となる。

【0048】

また、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１と溶融した粒子１３４とが熱接着されるため、第１層に熱接着された粒子１３４によって第１層がシート基材１３２内に係止されることになる（アンカー効果）。これにより、造形工程Ｓ１２０において、溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１が、移動するノズル１４６に引きずられてしまう事態を回避することができる。したがって、第１層を所望する形状に形成することが可能となる。

【0049】

また、上記のように、本実施形態に係るプラットフォームシート１３０において、第１樹脂材料Ｒ１の硬化物と第３樹脂材料Ｒ３の硬化物との間の剥離力は、第１樹脂材料Ｒ１の硬化物と第２樹脂材料Ｒ２の硬化物との間の剥離力よりも大きい。このため、第１層とプラットフォームシート１３０との接合面ＭＳ、つまり、造形物Ｍとプラットフォームシート１３０との接合面ＭＳにおいて、第１樹脂材料Ｒ１の硬化物との間の剥離力が大きい領域と、第１樹脂材料Ｒ１の硬化物との間の剥離力が小さい領域とが設けられることになる。これにより、第３樹脂材料Ｒ３のみで構成される比較例のプラットフォームシートと比較して、剥離工程Ｓ１３０において、完成した造形物Ｍをプラットフォームシート１３０から容易に剥離させることが可能となる。

【0050】

このように、本実施形態に係るプラットフォームシート１３０は、造形工程Ｓ１２０におけるプラットフォームシート１３０からの造形物Ｍ（第１層）の剥離の抑制と、剥離工程Ｓ１３０におけるプラットフォームシート１３０からの造形物Ｍの剥離容易性とを両立することが可能となる。

【0051】

また、上記のように、粒子１３４を形成する第３樹脂材料Ｒ３は、造形物Ｍを形成する第１樹脂材料Ｒ１と同じ樹脂材料であることが好ましい。これにより、ノズル１４６から押し出された溶融状態の第１層（第１樹脂材料Ｒ１）を、粒子１３４に容易に溶着させることができる。溶着された粒子１３４による第１層のアンカー効果を高めることが可能となる。

【0052】

また、上記のように、シート基材１３２を形成する第２樹脂材料Ｒ２の硬化物は、粒子１３４を形成する第３樹脂材料Ｒ３の硬化物よりも高い耐熱性を有することが好ましい。これにより、ノズル１４６から押し出された溶融状態の第１樹脂材料Ｒ１の熱によるシート基材１３２の溶融を抑制することができる。したがって、剥離工程Ｓ１３０において、プラットフォームシート１３０からの造形物Ｍの剥離をさらに容易にすることが可能となる。

【0053】

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0054】

例えば、上記実施形態において、プラットフォーム１１０の上面が平面である場合を例に挙げた。しかし、プラットフォーム１１０の上面は、縁から中央部分に向かって鉛直下方に湾曲する凹状の湾曲形状、または、縁から中央部分に向かって鉛直上方に湾曲する凸状の湾曲形状であってもよい。この場合であっても、造形物Ｍを形成する第１樹脂材料Ｒ１の硬化物と、粒子１３４を形成する第３樹脂材料Ｒ３の硬化物との間の剥離力は、造形物Ｍを形成する第１樹脂材料Ｒ１の硬化物と、シート基材１３２を形成する第２樹脂材料Ｒ２の硬化物との間の剥離力よりも大きい。プラットフォーム１１０の上面が湾曲形状である場合の剥離力は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６８５４「接着剤－はく離接着強さ試験方法」に準拠して測定される９０度剥離力、または、１８０度剥離力である。

【0055】

また、第１樹脂材料Ｒ１、第２樹脂材料Ｒ２、および、第３樹脂材料Ｒ３のうちのいずれか１または複数の樹脂材料には、添加剤が含まれていてもよい。添加剤は、例えば、酸化防止剤、蛍光体、可塑剤、消泡剤、揺変剤、離型剤等である。

【0056】

また、プラットフォームシート２３０に接着層２４０が設けられていてもよい。図４は、変形例に係るプラットフォームシート２３０の断面図である。図４に示すように、変形例に係るプラットフォームシート２３０は、シート基材１３２と、粒子１３４と、接着層２４０とで構成される。

【0057】

接着層２４０は、シート基材１３２における裏面１３２ｂに積層される。つまり、プラットフォームシート２３０は、シート基材１３２と、接着層２４０との２層構造である。

【0058】

接着層２４０は、シート基材１３２とプラットフォーム１１０とを接着する。接着層２４０とプラットフォーム１１０との間の剥離力は、シート基材１３２とプラットフォーム１１０との間の剥離力より大きいことが好ましい。接着層２４０を備えることにより、シート基材１３２をプラットフォーム１１０に固定することが可能となる。

【0059】

また、準備工程Ｓ１１０において、製造されたプラットフォームシート１３０をプラットフォーム１１０上に載置してもよいし、プラットフォーム１１０上においてプラットフォームシート１３０を製造してもよい。後者の場合、例えば、固形ノリ等の未硬化の第２樹脂材料Ｒ２をプラットフォーム１１０上に供給し、プラットフォーム１１０上で未硬化の第２樹脂材料Ｒ２に複数の粒子１３４を混合する。そして、複数の粒子１３４が混合された未硬化の第２樹脂材料Ｒ２を層状に広げた後、未硬化の第２樹脂材料Ｒ２を硬化させる。

【符号の説明】

【0060】

１００ 三次元積層造形装置
１１０ プラットフォーム
１３０ プラットフォームシート
１３２ シート基材
１３２ａ 表面
１３４ 粒子
１４０ 積層装置
２３０ プラットフォームシート
Ｍ 造形物
ＭＳ 接合面
Ｒ１ 第１樹脂材料
Ｒ２ 第２樹脂材料
Ｒ３ 第３樹脂材料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】