特開 2024-179244 ３次元印刷方法、力センサの製造方法及び３次元印刷装置

(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】P2024179244

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】３次元印刷方法、力センサの製造方法及び３次元印刷装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/118 20170101AFI20241219BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20241219BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20241219BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20241219BHJP

   B29C 64/209 20170101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

B29C64/118

B29C64/393

B33Y10/00

B33Y50/02

B29C64/209

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023097944

(22)【出願日】2023-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】504160781

【氏名又は名称】国立大学法人金沢大学

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100152272

【弁理士】

【氏名又は名称】川越 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100181722

【弁理士】

【氏名又は名称】春田 洋孝

(72)【発明者】

【氏名】西村 斉寛

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 哲陽

【テーマコード（参考）】

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F213AC02

4F213AR06

4F213AR08

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL15

4F213WL24

4F213WL27

4F213WL32

4F213WL74

4F213WL85

4F213WL87

4F213WL96

(57)【要約】

【課題】複数の材料を用いた場合でも、材料種によらず、一度に造形可能な３次元印刷方法、力センサの製造方法及び３次元印刷装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この３次元印刷方法は、第１材料を用いて支持体を造形する第１工程と、前記第１材料と異なる第２材料を前記支持体に印刷する第２工程と、を有し、前記第２工程において、前記第２材料が印刷される部分を構成する前記第１材料を溶かしながら、前記第２材料を前記支持体に印刷する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１材料を用いて支持体を造形する第１工程と、
前記第１材料と異なる第２材料を前記支持体に印刷する第２工程と、を有し、
前記第２工程において、前記第２材料が印刷される部分を構成する前記第１材料を溶かしながら、前記第２材料を前記支持体に印刷する、３次元印刷方法。

【請求項2】

前記支持体に印刷された前記第２材料を第３材料で覆う第３工程をさらに備える、請求項１に記載の３次元印刷方法。

【請求項3】

前記第２工程において、前記第２材料を射出するノズルを加熱して、前記支持体に前記ノズルを押し当てる、請求項１に記載の３次元印刷方法。

【請求項4】

前記ノズルの先端を前記第１材料の融点以上まで加熱する、請求項３に記載の３次元印刷方法。

【請求項5】

前記第２材料は、センサを含むファイバーである、請求項１に記載の３次元印刷方法。

【請求項6】

前記第２工程において、前記ファイバー内の前記センサの位置を測定し、前記第２材料の送り速度、前記第２材料を射出するノズルの移動速度及び前記第２材料を射出するノズルの移動経路のうちの少なくとも一つを調整する、請求項５に記載の３次元印刷方法。

【請求項7】

請求項１に記載の３次元印刷方法を用いた、力センサの製造方法。

【請求項8】

第１ノズルと第２ノズルとを備え、
前記第１ノズルは、第１材料を射出し、
前記第２ノズルは、前記第１材料と異なる第２材料を射出し、前記第１材料を用いて造形した支持体に押し当て可能に構成されている、３次元印刷装置。

【請求項9】

前記第２ノズルは、前記第２材料を送り出すローラーを有し、
前記第２ノズルのローラーは、前記第２材料の送り出し方向が周方向となる円形ローラーであり、
前記第２ノズルのローラーの送り出し面は、第２材料に対する静止摩擦が０．１以上である、請求項８に記載の３次元印刷装置。

【請求項10】

前記第１ノズルは、前記第１材料を送り出すローラーを有し、
前記第１ノズルのローラーは、前記第１材料の送り出し方向が周方向となる円形ローラーであり、
前記第１ノズルのローラーの送り出し面は、凹凸を有する、請求項８に記載の３次元印刷装置。

【請求項11】

前記第２ノズルは、撮像素子をさらに備え、
前記撮像素子は、前記第２ノズルに送り込まれる前記第２材料を測定できる、請求項８に記載の３次元印刷装置。

【請求項12】

前記第２ノズルは、前記第２材料を送り出すローラーと、前記ローラーを制御する制御部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記撮像素子の測定結果に基づいて、前記ローラー又は前記第２ノズルの動きを制御する、請求項１１に記載の３次元印刷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元印刷方法、力センサの製造方法及び３次元印刷装置に関する。

【背景技術】

【0002】

３次元印刷装置（３Ｄプリンター）は、設計データを基に、スライスされた２次元の層を積み重ねることで、立体モデルを製作する機械である。３次元印刷装置は、加工の自由度の高さ及び生産性の高さから注目されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、熱溶解積層方式の３次元印刷装置が開示されている。特許文献１には、押出ノズルとプリント表面との間のギャップを制御する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－５４０５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

３次元印刷装置を用いて力センサを一括で作製する試みが検討されている。しかしながら、支持体となる材料とセンサとの密着を十分確保できない場合がある。例えば、ファイバー・ブラック・グレーティング（ＦＢＧ）センサは、物体に力が加わった際に物体に生じる歪を検出するのに適したセンサの一つであるが、センサを含むファイバー自体に他の物体との接着機能がないため、支持体とセンサの間の十分な密着を確保することが難しい。支持体とセンサの間の十分な密着を確保しようとすると、センサを含むファイバーの材料に制限が生じる。

【0006】

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、複数の材料を用いた場合でも、材料種によらず、一度に造形することができる３次元印刷方法、力センサの製造方法及び３次元印刷装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。

【0008】

（１）第１の態様に係る３次元印刷方法は、第１材料を用いて支持体を造形する第１工程と、前記第１材料と異なる第２材料を前記支持体に印刷する第２工程と、を有し、前記第２工程において、前記第２材料が印刷される部分を構成する前記第１材料を溶かしながら、前記第２材料を前記支持体に印刷する。

【0009】

（２）上記態様に係る３次元印刷方法は、前記支持体に印刷された前記第２材料を第３材料で覆う第３工程をさらに備えてもよい。

【0010】

（３）上記態様に係る３次元印刷方法は、前記第２工程において、前記第２材料を射出するノズルを加熱して、前記支持体に前記ノズルを押し当ててもよい。

【0011】

（４）上記態様に係る３次元印刷方法において、前記ノズルの先端を前記第１材料の融点以上まで加熱してもよい。

【0012】

（５）上記態様に係る３次元印刷方法において、前記第２材料は、センサを含むファイバーでもよい。

【0013】

（６）上記態様に係る３次元印刷方法は、前記第２工程において、前記ファイバー内の前記センサの位置を測定し、前記第２材料の送り速度、前記第２材料を射出するノズルの移動速度及び前記第２材料を射出するノズルの移動経路のうちの少なくとも一つを調整してもよい。

【0014】

（７）第２の態様に係る力センサの製造方法は、上記態様に係る３次元印刷方法を用いる。

【0015】

（８）第３の態様に係る３次元印刷装置は、第１ノズルと第２ノズルとを備える。前記第１ノズルは、第１材料を射出する。前記第２ノズルは、前記第１材料と異なる第２材料を射出し、前記第１材料を用いて造形した支持体に押し当て可能に構成されている。

【0016】

（９）上記態様に係る３次元印刷装置において、前記第２ノズルは、前記第２材料を送り出すローラーを有してもよい。前記第２ノズルのローラーは、前記第２材料の送り出し方向が周方向となる円形ローラーであり、前記第２ノズルのローラーの送り出し面は、第２材料に対する静止摩擦が０．１以上である。

【0017】

（１０）上記態様に係る３次元印刷装置において、前記第１ノズルは、前記第１材料を送り出すローラーを有してもよい。前記第１ノズルのローラーは、前記第１材料の送り出し方向が周方向となる円形ローラーであり、前記第１ノズルのローラーの送り出し面は、凹凸を有する。

【0018】

（１１）上記態様に係る３次元印刷装置において、前記第２ノズルは、撮像素子をさらに備えてもよい。前記撮像素子は、前記第２ノズルに送り込まれる前記第２材料を測定できる。

【0019】

（１２）上記態様に係る３次元印刷装置において、前記第２ノズルは、前記第２材料を送り出すローラーと、前記ローラーを制御する制御部と、をさらに備えてもよい。前記制御部は、前記撮像素子の測定結果に基づいて、前記ローラー又は前記第２ノズルの動きを制御する。

【発明の効果】

【0020】

本実施形態に係る３次元印刷方法、力センサの製造方法及び３次元印刷装置によれば、材料種によらず、異なる材料を用いて一度に３次元構造体を造形することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態に係る３次元印刷装置の模式図である。

【図2】第１実施形態に係る３次元印刷装置の第１ノズルの断面図である。

【図3】第１実施形態に係る３次元印刷装置の第２ノズルの断面図である。

【図4】第１実施形態に係る力センサの製造方法の第１工程を説明するための模式図である。

【図5】第１実施形態に係る力センサの製造方法の第２工程を説明するための模式図である。

【図6】第１実施形態に係る力センサの製造方法の第２工程を説明するための模式図である。

【図7】第１実施形態に係る力センサの製造方法の第３工程を説明するための模式図である。

【図8】第１実施形態に係る力センサの製造方法で作製される力センサの模式図である。

【図9】実施例１において、支持体に第２材料を印刷した図である。

【図10】実施例１に係る力センサのテスト結果である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本実施形態について詳細に説明する。以下の説明は本発明の一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0023】

「第１実施形態」
図１は、第１実施形態に係る３次元印刷装置１００の模式図である。３次元印刷装置１００は、第１ノズル１０と第２ノズル２０とを備える。第１ノズル１０は、第１材料１を射出する。第２ノズル２０は、第２材料２を射出する。第２材料２は、第１材料１と異なる。

【0024】

図２は、第１実施形態に係る３次元印刷装置１００の第１ノズル１０の断面図である。第１ノズル１０は、例えば、ローラー１１と加熱部１２とを有する。第１ノズル１０は、ノズルの先端部１３から第１材料１を射出する。

【0025】

ローラー１１は、第１材料１を送り出す。ローラー１１は、断面が円形の円形ローラーである。ローラー１１は、球状でも円筒状でもよい。ローラー１１の周方向は、第１材料１の送り出し方向と一致する。ローラー１１は、例えば、送り出し面１１Ｓに凹凸を有する。ローラー１１の送り出し面１１Ｓの凹凸が第１材料１に噛みこむことで、第１材料１を所望の条件で送り出すことができる。ローラー１１は、一つでも複数でもよい。

【0026】

加熱部１２は、第１ノズル１０を加熱し、第１材料１を加熱する。第１材料１は、加熱部１２で加熱され、融解する。融解した第１材料１は、先端部１３から射出される。

【0027】

第１材料１は、例えば、樹脂材料である。第１材料１は、例えば、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ樹脂）等である。第１材料１は、先端部１３から射出後に冷えることで固まる。

【0028】

図３は、第１実施形態に係る３次元印刷装置１００の第２ノズル２０の断面図である。第２ノズル２０は、例えば、ローラー２１と加熱部２２と撮像素子２４と制御部２５と駆動部２６とを有する。第２ノズル２０は、ノズルの先端部２３から第２材料２を射出する。

【0029】

ローラー２１は、第２材料２を送り出す。ローラー２１は、断面が円形の円形ローラーである。ローラー２１は、球状でも円筒状でもよい。ローラー２１の周方向は、第２材料２の送り出し方向と一致する。

【0030】

ローラー２１は、例えば、送り出し面２１Ｓが平坦である。ローラー２１の送り出し面２１Ｓが平坦であることで、ローラー２１が第２材料２を傷つけることを防ぐことができる。第２材料２が光ファイバーである場合、ローラー２１に凹凸があると、光ファイバーの表面を傷つけ、光学特性を低下させる恐れがある。

【0031】

ローラー２１の送り出し面２１Ｓは、第２材料２に対する静止摩擦係数が０．１以上であることが好ましい。ローラー２１の送り出し面２１Ｓは、例えば、シリコン又はゴムであることが好ましい。ローラー２１の送り出し面２１Ｓが第２材料２に対して十分な摩擦力を有すると、第２材料２を送り出す際に第２材料２がローラー２１に対して滑ることを防ぎ、第２材料２を所望の条件で送り出すことができる。ローラー２１は、一つでも複数でもよい。

【0032】

加熱部２２は、第２ノズル２０を加熱する。加熱部２２は、例えば、第２ノズル２０の先端部２３を第１材料１の融点以上の温度まで加熱する。先端部２３を加熱することで、第２材料２が射出される部分に接する第１材料１が融解する。加熱部２２は、第２材料２が融解する材料の場合、第２ノズル２０の先端部２３を第２材料２の融点以上の温度まで加熱してもよい。

【0033】

第２材料２は、第１材料１と異なる。第２材料２は、例えば、センサを含むファイバーである。センサは、例えば、ファイバー・ブラック・グレーティング（ＦＢＧ）センサである。センサがファイバー・ブラック・グレーティング（ＦＢＧ）センサの場合、第２材料２は、回折格子を含むコアと、コアの周囲を覆うクラッドと、を含むファイバーである。クラッドの屈折率は、コアより低い。

【0034】

撮像素子２４は、第２ノズル２０に送り込まれる第２材料２を測定できる。撮像素子２４は、例えば、カメラである。撮像素子２４は、例えば、第２材料２の第２ノズル２０への入り口近傍を撮影する。例えば、第２材料２がセンサ２Ａを含むファイバーの場合、撮像素子２４は、センサ２Ａを検出する。センサ２Ａがファイバー・ブラック・グレーティング（ＦＢＧ）センサの場合、撮像素子２４は、第２ノズル２０の入り口に至った回折格子を検出する。

【0035】

制御部２５は、例えば、撮像素子２４とローラー２１と駆動部２６とに接続されている。撮像素子２４で撮像された情報は、制御部２５に送られる。撮像素子２４と制御部２５との間の情報伝達は、有線でも無線でもよい。制御部２５は、例えば、撮像素子２４の測定結果に基づいて、第２ノズル２０に送り込まれる第２材料２のセンサ２Ａの位置を把握する。制御部２５は、撮像素子２４の測定結果に基づいて、ローラー２１又は駆動部２６の動きを制御する。例えば、撮像素子２４の測定結果に基づいて、センサ２Ａを設置したい位置（以下、希望設置位置と称する。）に対して、実際にセンサ２Ａが設置される位置がずれることが予想される場合、制御部２５は、ローラー２１の回転速度、第２ノズル２０の移動速度及び第２ノズル２０の移動経路のうちの少なくとも一つを変更する。ローラー２１の回転速度を変えることで、第２材料２の送り速度を変え、センサ２Ａの設置位置を希望設置位置に合わせることができる。また第２ノズル２０の移動速度又は移動経路を変えることで、第２材料２が支持体３０に射出される相対速度又は経路を変え、センサ２Ａの設置位置を希望設置位置に合わせることができる。

【0036】

駆動部２６は、第２ノズル２０に接続されている。駆動部２６は、第２ノズル２０の上下方向への昇降動作と、水平方向への並進動作と、を制御する。駆動部２６は、昇降動作によって、第２ノズル２０を支持体に押し当てることができる。すなわち、第２ノズル２０は、駆動部２６によって、支持体に押し当て可能に構成されている。

【0037】

ここでは、第１実施形態に係る３次元印刷装置の一例について説明したが、本発明に係る３次元印刷装置はこの例に限られない。例えば、３次元印刷装置１００の第２ノズル２０は、撮像素子２４、制御部２５のいずれか又は両方を有さなくてもよい。

【0038】

次いで、第１実施形態にかかる力センサの製造方法について説明する。第１実施形態にかかる力センサは、例えば、上述の３次元印刷装置１００を用いて作製できる。

【0039】

第１実施形態に係る力センサの製造方法は、第１実施形態に係る３次元印刷方法を用いて作製できる。第１実施形態に係る３次元印刷方法は、例えば、第１工程と第２工程と第３工程とを有する。

【0040】

図４は、第１工程を説明するための模式図である。第１工程では、第１材料１を用いて支持体３０を造形する。第１工程は、例えば、３次元印刷装置１００の第１ノズル１０を用いて行う。第１工程では、設計データを基に、スライスされた２次元の層を積み重ね、支持体３０を作製する。第１ノズル１０は、設計データに基づいて、第１材料１を射出する。第１材料１は、第１ノズル１０から射出された後に、冷えて固まる。第１工程は、例えば、熱溶解積層方式（ＦＤＭ方式）で行われる。支持体３０は、第１材料からなる。

【0041】

図５は、第２工程を説明するための模式図である。第２工程では、第２材料２を支持体３０に印刷する。支持体３０に印刷された第２材料２は、例えば、ファイバー４０となる。ファイバー４０は、例えば、内部にセンサ４０Ａを有する。ファイバー４０は、第２材料２が支持体３０に設置されたものである。センサ４０Ａは、センサ２Ａが支持体３０に設置されたものである。センサ４０Ａの設置位置は、例えば、第２材料２におけるセンサ２Ａの位置を測定し、第２材料２の送り速度、第２材料２を射出する第２ノズル２０の移動速度及び第２材料２を射出する第２ノズル２０の移動経路のうちの少なくとも一つを調整することで、調整できる。

【0042】

第２工程では、第２材料２が印刷される部分に接する第１材料１を溶かしながら、第２材料２を支持体３０に印刷する。融解する第１材料１は、支持体３０の一部である。図６は、第２工程の一例を説明するための模式図である。第２工程は、例えば、移動工程と、融解工程と、射出工程と、を有する。

【0043】

まず移動工程では、ファイバー４０を設置したい位置に、第２ノズル２０を移動させる。

【0044】

次いで、融解工程では、第２ノズル２０を加熱し、加熱された第２ノズル２０を支持体３０に押し当てる。例えば、第２ノズル２０は、加熱部２２に電流を流すことで、加熱される。例えば、第２ノズル２０の先端部２３は、第１材料１の融点以上の温度になる。第２ノズル２０の先端部２３は、駆動部２６によって、第２ノズル２０全体を支持体３０に向かって下すことで、支持体３０に押し当てられる。加熱された第２ノズル２０の先端部２３を支持体３０に押し当てると、支持体３０の先端部２３と接触する部分の第１材料１が融解する。

【0045】

融解工程において、第２ノズル２０の先端部２３は、支持体３０の表面より下方に位置する。融解工程における先端部２３の支持体３０の表面に対する深さは、例えば、固化後のファイバー４０の径の半分以上であることが好ましく、固化後のファイバー４０の径以下であることがより好ましい。例えば、融解工程における先端部２３の支持体３０の表面に対する深さは、０．１ ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。支持体３０に対して先端部２３を押し付けすぎると、第２ノズル２０に負荷がかかり、第２ノズル２０の故障の原因となりうる。また支持体３０に対して先端部２３を押し付けすぎると、第２ノズル２０を並進する際に、支持体３０が動き、造形面がずれてしまう場合もある。また支持体３０に対して先端部２３を押し当てが不十分だと、ファイバー４０と支持体３０との密着力が低くなる場合がある。

【0046】

ここでは、加熱した第２ノズル２０の先端部２３を支持体３０に押し当てることで、支持体３０の一部の第１材料１を融解する例を示した。第１材料１の融解方法はこの例に限られない。例えば、第２材料２を射出する予定箇所に、レーザーを照射し、第２ノズル２０の進行方向に位置する第１材料１を融解させてもよい。

【0047】

次いで、射出工程では、第２ノズル２０から第２材料２を射出しながら、第２ノズル２０を並進させる。第２ノズル２０を並進することで、第２材料２がファイバー４０となる。ファイバー４０を印刷後に、融解していた第１材料１が再度固化する。第１材料１の再固化により、支持体３０とファイバー４０とが密着する。ファイバー４０は、例えば、支持体３０に埋め込まれる。

【0048】

第２ノズル２０の移動速度は、例えば、５ｍｍ／秒未満が好ましく、１ｍｍ／秒以下がより好ましい。また第２ノズル２０の移動速度は、例えば、０．１ｍｍ／秒以上が好ましい。第２ノズル２０の移動速度を適切な範囲とすることで、生産効率を確保しつつ、第１材料１の溶解、再固化の時間を確保することができる。また第２ノズル２０の移動速度は、常に一定である必要はなく、状況に応じて変えてもよい。第２ノズル２０の移動速度を調整することで、ファイバー４０内のセンサ４０Ａを所望の位置に設置できる。

【0049】

第２ノズル２０からの第２材料２の送り速度は、例えば、５ｍｍ／秒未満が好ましく、１ｍｍ／秒以下がより好ましい。また第２ノズル２０からの第２材料２の送り速度は、例えば、０．１ｍｍ／秒以上が好ましい。第２ノズル２０からの第２材料２の送り速度を適切な範囲とすることで、生産効率を確保しつつ、第１材料１の溶解、再固化の時間を確保することができる。また第２ノズル２０からの第２材料２の送り速度は、常に一定である必要はなく、状況に応じて変えてもよい。送り速度を調整することで、ファイバー４０内のセンサ４０Ａを所望の位置に設置できる。

【0050】

図７は、第３工程を説明するための模式図である。第３工程では、支持体３０に印刷された第２材料２によって形成されたファイバー４０を第３材料で覆う。第３材料は、ファイバー４０を直接覆ってもよいし、空間を介して間接的に覆ってもよい。第３工程では、設計データを基に、スライスされた２次元の層を積み重ね、カバー５０を作製する。第３工程は、例えば、熱溶解積層方式（ＦＤＭ方式）で行われる。カバー５０は、第３材料からなる。

【0051】

第３材料は、第１材料１と同じでもよいし、異なってもよい。第３材料が第１材料１と同じ場合は、第１ノズル１０を用いてカバー５０を形成する。第３材料が第１材料１と異なる場合は、第１ノズル１０及び第２ノズル２０と異なる第３ノズルを用いてカバー５０を造形する。

【0052】

次いで、図８に示すように、ファイバー４０の一端を測定装置６０に接続することで、力センサが得られる。外力Ｆが力センサに加わると、ファイバー４０のセンサ４０Ａが歪む。例えば、ファイバー４０がＦＢＧセンサを含むファイバーの場合、センサ４０Ａが歪むと回折格子からの反射光の波長が変わる。すなわち、測定装置６０で検出される反射光の波長に変化を観測することで、力センサへの外力Ｆの印加及び外力Ｆの強度等を算出できる。外力Ｆは、歪みに限られず、圧力、温度でもよい。

【0053】

上述のように、本実施形態に係る力センサの製造方法は、第１材料１を融解しながら第２材料２を印刷する工程を有する。そのため、融解した第１材料１の再固化を利用することで、第２材料２によらず、支持体３０とファイバー４０との密着を十分確保できる。そのため、本実施形態に係る力センサの製造方法によれば、所定の位置にセンサ４０Ａが配置された力センサを、３次元印刷方法を用いて一括で作製することができる。また本実施形態に係る３次元印刷装置１００は、この３次元印刷方法に適している。

【0054】

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【実施例0055】

（実施例１）
実施例１では、ポリ乳酸（ＰＬＡ）樹脂からなる板材を準備した。この板材は、図４～図８の支持体３０に対応する。

【0056】

次いで、ＦＢＧセンサを含むファイバーを第２材料２として、板材に印刷した。実施例１では、印刷時におけるノズルの先端部の温度は２００度とした。実施例１では、ノズルの先端をＰＬＡ樹脂からなる板材に押し当てながら、ＦＢＧセンサを含むファイバーを射出した。実施例１におけるノズルの移動速度は１ｍｍ／秒とし、ファイバーの送り速度は１ｍｍ／秒とした。

【0057】

図９は、実施例１の加工後の試料の画像である。図９に示すように、ファイバーが板材に溶着されており、ファイバーと板材は強く密着していた。また板材の端部からファイバーを突出させることもでき、図８に示す測定装置６０との接続部分を形成することもできた。

【0058】

次いで、作製した実施例１の試料に外力を加え、力センサのテストを行った。力センサのテストでは、第１方向に負荷（曲げモーメント）を印加した後に、第２方向に負荷（曲げモーメント）を印加した。第１方向と第２方向は、反対の方向である。

【0059】

図９に示すように、実施例１の力センサは、負荷の印加により生じた歪を適切に計測した。また実施例１の力センサは、負荷の印加方向の違いも検出した。また実施例１の力センサに負荷を印加しても、ファイバーと板材との密着は確保できた。

【産業上の利用可能性】

【0060】

以上のように、本実施形態に係る３次元印刷方法は、力センサの製造方法として適用できる。また本実施形態に係る３次元印刷方法は、力センサの製造に限られず、使用可能な材料に制限があり、異なる複数の材料間の密着の確保が難しい場合に、適用できる。またこの方法で作製した力センサは、ロボット等に使用可能である。

【符号の説明】

【0061】

１…第１材料、２…第２材料、２Ａ…センサ、１０…第１ノズル、２０…第２ノズル、１１，２１…ローラー、１１Ｓ，２１Ｓ…送り出し面、１３，２３…先端部、２４…撮像素子、２５…制御部、２６…駆動部、３０…支持体、４０…ファイバー、４０Ａ…センサ、５０…カバー、６０…測定装置、１００…３次元印刷装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】