特開 2024-42445 立体造形方法

(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】P2024042445

(43)【公開日】2024-03-28

(54)【発明の名称】立体造形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/379 20170101AFI20240321BHJP

   B29C 64/135 20170101ALI20240321BHJP

   B33Y 40/20 20200101ALI20240321BHJP

   B29C 69/02 20060101ALI20240321BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240321BHJP

   B29C 39/02 20060101ALI20240321BHJP

【ＦＩ】

B29C64/379

B29C64/135

B33Y40/20

B29C69/02

B33Y10/00

B29C39/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022147171

(22)【出願日】2022-09-15

(71)【出願人】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】金盛 一

(72)【発明者】

【氏名】圓崎 諭

(72)【発明者】

【氏名】津田 雄一郎

【テーマコード（参考）】

4F204

4F213

【Ｆターム（参考）】

4F204AA36

4F204AB25

4F204AC05

4F204EA05

4F204EB01

4F204EF01

4F204EF27

4F204EK13

4F204EK18

4F213AA39

4F213AA44

4F213WA25

4F213WB01

4F213WF27

4F213WL03

4F213WL12

4F213WL15

4F213WL62

(57)【要約】

【課題】硬化したコア材から容易にシェルを分離させて立体造形物を得ることができる立体造形方法を提供する。
【解決手段】立体造形物１０１の外形を規定するシェル１２５の内壁面に囲われた部分であるコア部１２６に液相材料であるコア材１１６を充填するコア材充填工程と、コア材１１６を硬化させるコア材硬化工程と、シェル１２５の少なくとも一部を硬化後のコア材１１６から分離させ、コア部１２６の形状に倣った外形を有しコア材１１６からなる立体造形物１０１を得る分離工程と、を備える立体造形方法であり、分離工程は、シェル１２５と硬化後のコア材１１６ａの少なくとも一方が軟化する温度条件下で実施される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

立体造形物の外形を規定するシェルの内壁面に囲われた部分であるコア部に液相材料であるコア材を充填するコア材充填工程と、
前記コア部内の前記コア材を硬化させるコア材硬化工程と、
前記シェルの少なくとも一部を硬化後の前記コア材から分離させ、前記コア部の形状に倣った外形を有し前記コア材からなる立体造形物を得る分離工程と、
を備える立体造形方法であり、
前記分離工程は、前記シェルと硬化後の前記コア材の少なくとも一方が軟化する温度条件下で実施されることを特徴とする、立体造形方法。

【請求項2】

前記シェルと硬化後の前記コア材の少なくとも一方は物性としてガラス転移温度を有し、当該ガラス転移温度よりも高い温度条件であることにより軟化することを特徴とする、請求項１に記載の立体造形方法。

【請求項3】

前記シェルおよび硬化後の前記コア材が物性としてガラス転移温度を有し、前記シェルのガラス転移温度は硬化後の前記コア材のガラス転移温度よりも低く、
前記分離工程は、前記シェルの温度が前記シェルのガラス転移温度以上であってかつ硬化後の前記コア材の温度が硬化後の前記コア材のガラス転移温度未満の温度である条件下で実施されることを特徴とする、請求項２に記載の立体造形方法。

【請求項4】

前記コア材は熱硬化性樹脂からなり、前記コア材硬化工程では前記コア材に熱エネルギーを付与することにより熱硬化させることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の立体造形方法。

【請求項5】

前記分離工程における前記シェルおよび硬化後の前記コア材の温度は、温度調節された流体が接触することにより調節されることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の立体造形方法。

【請求項6】

前記分離工程における前記シェルおよび硬化後の前記コア材の温度は、温度調節されたステージ上に前記シェルおよび硬化後の前記コア材が載置されることにより調節されることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の立体造形方法。

【請求項7】

前記シェルはエポキシ系樹脂からなることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の立体造形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３Ｄプリンティングなどの付加製造技術を用いて立体造形物を形成させる立体造形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

３Ｄプリンティング技術を用いた製造装置の名称として、広く３Ｄプリンタという言葉が使われている。３Ｄプリンタは、３次元のＣＡＤデータをもとにコンピュータで造形物の断面形状を計算し、該造形物を薄い輪切り状の断面構成要素に分割して、その断面構成要素を種々の方法で形成し、それを積層させて目的とする造形物を形成する立体造形装置である。３Ｄプリンティング技術は、国際的にはＡｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙと同義語として使われる場合が多く、日本語訳として、付加製造技術が用いられている。

【0003】

近年は、３Ｄプリンタで形成した造形物に対しても、実製品の量産前の評価目的で外観だけでなく剛性や強度が要求されるようになり、金属３Ｄプリンタや複合材３Ｄプリンタが注目されている。特に、下記特許文献１に開示されている立体造形方法では、造形槽内で複数回のシェルの造形とコア材の充填が繰り返された後、活性エネルギー線の照射または熱エネルギーの付与によりコア材を一括して硬化させることにより、コア材により形成される造形物には積層界面が存在しないため、剛性、強度に方向性が無い造形物を造形することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１３６９２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に開示された立体造形方法により立体造形物を得るにあたり、一般にはシェルと硬化したコア材とを合わせて立体造形物と呼ぶが、立体造形物の一体性が重視されたりシェルの強度が問題視されたりする場合、硬化したコア材から少なくとも一部のシェルを分離させる必要がある。

【0006】

一方、シェル内でコア材が硬化する際にシェルとコア材は密着しているため、従来の立体造形方法では図６に示すように工具２０３によりシェル２０２を切削する（砕く）などして、すなわち機械加工によって立体造形物２０１を得る必要があった。

【0007】

しかし、シェル２０２がエポキシ系などの樹脂によって形成されている場合、このシェル２０２は粘り気があって切削性に劣り、シェル２０２の剥離が進むにつれて切削したシェル２０２が工具２０３の刃と刃の間に入り込む可能性がある。また、加工時の切削熱で軟化（溶融）したシェル２０２が工具２０３にまとわりつく可能性がある。このような状態になった工具２０３でシェル２０２の剥離が進められると加工ができなくなるばかりか工具２０３が折れたり欠けたりするおそれがあり、すなわち、立体造形物２０１からシェル２０２を剥離させることが困難であるという問題があった。

【0008】

本願発明は、上記問題点を鑑み、硬化したコア材から容易にシェルを分離させて立体造形物を得ることができる立体造形方法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】

【0009】

上記課題を解決するために本発明の立体造形方法は、立体造形物の外形を規定するシェルの内壁面に囲われた部分であるコア部に液相材料であるコア材を充填するコア材充填工程と、前記コア材を硬化させるコア材硬化工程と、前記シェルの少なくとも一部を硬化後の前記コア材から分離させ、前記コア部の形状に倣った外形を有し硬化後の前記コア材からなる立体造形物を得る分離工程と、を備える立体造形方法であり、前記分離工程は、前記シェルと硬化後の前記コア材の少なくとも一方が軟化する温度条件下で実施されることを特徴としている。

【0010】

本発明の立体造形方法により、分離工程においてシェルと硬化したコア材の少なくとも一方が軟化するため、シェルとコア材の間の密着性が緩和されて容易にシェルをコア材から分離させることができる。

【0011】

また、前記シェルと硬化後の前記コア材の少なくとも一方は物性としてガラス転移温度を有し、当該ガラス転移温度よりも高い温度条件であることにより軟化すると良い。

【0012】

また、前記シェルおよび硬化後の前記コア材が物性としてガラス転移温度を有し、前記シェルのガラス転移温度は硬化後の前記コア材のガラス転移温度よりも低く、前記分離工程は、前記シェルの温度が前記シェルのガラス転移温度以上であってかつ硬化後の前記コア材の温度が硬化後の前記コア材のガラス転移温度未満の温度である条件下で実施されると良い。

【0013】

こうすることにより、分離工程においてシェルが軟化するのに対しコア材は軟化せず硬い状態を維持するため、分離工程中にコア材が変形することを防ぐことができる。

【0014】

また、前記コア材は熱硬化性樹脂からなり、前記コア材硬化工程では前記コア材に熱エネルギーを付与することにより熱硬化させると良い。

【0015】

こうすることにより、コア材充填工程を容易に行え、かつコア材硬化工程においてコア材全体をしっかりと硬化させることができる。

【0016】

また、前記分離工程における前記シェルおよび硬化後の前記コア材の温度は、温度調節された流体が接触することにより調節されると良い。

【0017】

こうすることにより、分離工程における温度条件を容易に形成することができる。

【0018】

また、前記分離工程における前記シェルおよび硬化後の前記コア材の温度は、温度調節されたステージ上に前記シェルおよび硬化後の前記コア材が載置されることにより調節されても良い。

【0019】

こうすることにより、分離工程における温度条件を容易に形成することができる。

【0020】

また、前記シェルはエポキシ系樹脂からなると良い。

【0021】

エポキシ系樹脂からなるシェルは特に切削性に劣るため、本発明の立体造形方法がより効果的である。

【発明の効果】

【0022】

本発明の立体造形方法により、硬化したコア材から容易にシェルを分離させて立体造形物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の立体造形方法を実施するための立体造形装置を説明する図である。

【図2】本発明の一実施形態における立体造形方法を説明する図である。

【図3】本発明の一実施形態における立体造形方法を説明する図である。

【図4】本発明の一実施形態における立体造形方法を説明する図である。

【図5】本発明の立体造形方法で得られる立体造形物の他の例である。

【図6】従来の立体造形方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明の立体造形方法のうち、シェルにコア材を充填するための立体造形装置について、図１を参照して説明する。

【0025】

複合材３Ｄプリンタを含む立体造形装置１００は、紫外線硬化樹脂であるシェル材１２１が貯留されている造形槽１１１、レーザ光学系１１２、コア材供給系１１３、および熱硬化手段１４０を主たる構成要素とする。

【0026】

造形槽１１１中には液相材料であるシェル材１２１が貯留されており、図示しないシェル材調整系により、その液面位置を所定位置に維持、調整可能となっている。シェル材１２１としてはエポキシ系、アクリル系など公知のものが使用可能である。造形槽１１１中には造形台１２８が設けられている。造形台１２８は造形物を支持するためのもので、図示しない駆動機構により図中Ｚ軸方向の任意の位置に移動かつ設置可能となっている。

【0027】

レーザ光学系１１２は紫外線レーザ光源１１４、走査光学系１１５とからなり、紫外線レーザ光源１１４から出射される紫外線レーザ光１３０は走査光学系１１５によりシェル材１２１の液面上（すなわちＸＹ平面）の所定範囲を走査することが可能となっている。

【0028】

シェル材１２１は紫外線レーザ光１３０の照射により、図１にて硬化済み紫外線硬化樹脂１２３で示すように液面から所定の深さだけ硬化する。この硬化深さは０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度が一般的である。もちろん紫外線レーザ光源１１４の出力を調整することによりこの硬化深さを調整することが可能である。

【0029】

造形台１２８上面をシェル材１２１の液面からこの硬化深さ程度まで沈めた深さに位置させ、シェル材１２１の液面の任意の位置へ紫外線レーザ光１３０を照射することにより、造形台１２８上に任意の面積の硬化済み紫外線硬化樹脂１２３が形成される。

【0030】

造形台１２８上に硬化済み紫外線硬化樹脂１２３が形成された後、硬化深さ分だけ造形台１２８を下降させ、その後シェル材１２１の液面の任意の位置へ紫外線レーザ光１３０を照射することにより、硬化済み紫外線硬化樹脂１２３上に硬化済み紫外線硬化樹脂１２３が積層される。

【0031】

そして、造形台１２８の下降とシェル材１２１液面への紫外線レーザ光１３０の照射とを繰り返し実施することにより、硬化済み紫外線硬化樹脂１２３の積層が進行し、三次元形状の硬化済み紫外線硬化樹脂１２３を得ることができる。本発明では、このようにして造形された造形物をシェル１２５（図２参照）と呼ぶ。このシェル１２５は中空形状を有するコア材１１６を充填するための外殻層であり、シェル１２５の内壁面に囲われた部分のうち底面を有する部分をコア部１２６（図２参照）と呼ぶ。

【0032】

また、本実施形態では光硬化したシェル１２５は物性としてガラス転移温度Ｔｇｓを有する。そしてシェル１２５がこのガラス転移温度Ｔｇｓ以上の温度まで加熱されることにより、シェル１２５は固体状態を維持しつつ軟化する（ゴム化する）。

【0033】

コア材供給系１１３は液相材料であるコア材１１６をその内部に貯留するコア材タンク１１７中から、ポンプ１１９で配管系１１８ｂ、１１８ａを順に介してコア材１１６を送液、供給し、ノズル１２０の先端から吐出する。ノズル１２０は図示しない移動機構により、図中ＸＹＺ軸各方向に移動かつ固定可能となっている。このため配管系１１８ａはノズル１２０の移動に追随するようフレキシブルな構成及び材料となっている。

【0034】

コア材１１６は熱硬化性樹脂中に炭素繊維などの強化材が均一に分散されたもので、シェル材１２１同様エポキシ系、アクリル系など公知の熱硬化性樹脂が使用可能である。また、コア材１１６の比重はシェル材１２１の比重よりも大きい。

【0035】

熱硬化手段１４０は、本実施形態では加熱対象（本実施形態ではシェル１２５およびコア材１１６）を密閉可能なチャンバを有する加熱炉であり、コア材１１６の熱硬化温度Ｔｐｃよりも高い温度まで昇温可能である。

【0036】

シェル１２５が有するコア部１２６へコア材１１６を充填し、コア部１２６に充填された状態のコア材１１６へ熱硬化手段１４０によって熱エネルギーを付与し、熱硬化温度Ｔｐｃよりも高い温度まで昇温させることにより、コア材１１６は熱硬化する。この硬化したコア材１１６を本説明では硬化コア材１１６ａ（図３参照）と呼び、この硬化コア材１１６ａが本説明における立体造形物を主として構成する。ここで、コア部１２６が後に形成される立体造形物における所望の形状を有するようにシェル１２５が造形され、このコア部１２６全体にコア材１１６を充填してからコア材１１６を熱硬化させることにより、所望の形状の立体造形物を得ることができる。また、本方法によると硬化コア材１１６ａにより形成される立体造形物には積層界面が存在しないため、剛性、強度に方向性が無い立体造形物を造形することができる。

【0037】

また、本実施形態では硬化コア材１１６ａは物性としてガラス転移温度Ｔｇｃを有する。このガラス転移温度Ｔｇｃはコア材１１６の熱硬化温度Ｔｐｃよりも高く、コア材１１６が熱硬化して硬化コア材１１６ａとなった後であってもこのガラス転移温度Ｔｇｃ以上の温度まで硬化コア材１１６ａが昇温することにより、硬化コア材１１６ａは固体状態を維持しつつ軟化する（ゴム化する）。

【0038】

次に、本発明の一実施形態における立体造形方法について、図２乃至４を用いて説明する。

【0039】

本発明の立体造形方法では、最初に、立体造形装置１００によってシェル１２５の造形およびコア材１１６の充填が行われる。

【0040】

具体的には、まず、ノズル１２０が紫外線レーザ光１３０の照射範囲から退避した状態において、造形台１２８上のシェル材１２１の液面の任意の位置への紫外線レーザ光１３０の照射、および硬化深さ分の造形台１２８の下降が交互に行われることにより、図２（ａ）に示すように所望の形状のコア部１２６を有するシェル１２５が形成される。ここで、本説明では、このようにシェル１２５を造形する工程をシェル造形工程と呼ぶ。

【0041】

次に、図２（ｂ）に示すようにシェル１２５内に形成されたコア部１２６内へノズル１２０が移動し、ノズル１２０からコア部１２６へコア材１１６が吐出されることにより、コア材１１６の充填が進行する。ここで、本説明では、シェル１２５の内壁面に囲われた部分であるコア部１２６へコア材１１６を充填する工程をコア材充填工程と呼ぶ。

【0042】

ここで、本実施形態では、コア材充填工程はシェル１２５が造形槽１１１内のシェル材１２１に浸漬した状態で実施され、コア材１１６の充填前には図２（ａ）に示すようにコア部１２６にはシェル材１２１が存在する。そして、シェル材１２１より比重が大きいコア材１１６が充填されていくにしたがって、シェル材１２１は押し上げられ、図２（ｂ）に示すように、シェル１２５の上部に設けられた開口を経てコア部１２６からシェル１２５の外部へシェル材１２１が押し出される。すなわち、シェル材１２１からコア材１１６への置換が行われる。

【0043】

なお、上記のシェル造形工程およびコア材充填工程は交互に複数回ずつ実施されても構わない。すなわち、所定の高さまでシェル１２５を造形し、そのシェル１２５によって形成されるコア部１２６にコア材１１６を充填した後、さらにシェル１２５を増築し、そして増築されたシェル１２５によって形成されるコア部１２６にコア材１１６を充填する、という工程を繰り返し実施しても良い。このようにすることで、特に図２（ａ）、（ｂ）に示すようにコア部１２６が複雑な形状を有する場合にも、段階的にコア材１１６を充填することによってコア部１２６の隅々までコア材１１６を充填することができる。

【0044】

なお、本実施形態では、上記シェル造形工程およびコア材充填工程は室温（２０℃～３０℃）環境下にて実施される。

【0045】

コア材充填工程が完了した後、コア材１１６が充填されたシェル１２５が造形台１２８から取り外され、図３（ａ）に示す通り熱硬化手段１４０に投入される。なお、シェル１２５を造形台から取り外すにあたり、シェル１２５からコア材１１６がこぼれることが無いよう、コア材充填工程完了後にコア部１２６の上部に新たにシェル１２５を形成することなどによってコア部１２６を塞いでから取り外しても良い。

【0046】

次に、図３（ａ）に示すように、熱硬化手段１４０内にシェル１２５およびコア材１１６が載置された状態で、熱硬化手段１４０内がコア材１１６の熱硬化温度である温度Ｔｐｃよりも高い温度Ｔ１まで昇温することにより、コア材１１６およびシェル１２５が加熱されてコア材１１６の硬化が開始、進行する。そこから所定時間経過するとコア材１１６全体の硬化が完了して図３（ｂ）に示すように硬化コア材１１６ａが形成される。本説明ではこのようにコア材１１６を硬化させて硬化コア材１１６ａを形成させる工程をコア材硬化工程と呼ぶ。

【0047】

なお、図３（ｂ）に示すように比較的複雑な形状のコア部１２６に充填されたコア材１１６全体をしっかりと硬化させるためには、本実施形態のようにコア材１１６として熱硬化性樹脂からなる材料を使用し、コア材硬化工程ではたとえば光エネルギーによる硬化よりも熱エネルギーによるコア材１１６の硬化を実施することが好ましい。

【0048】

次に、コア材硬化工程を経たシェル１２５および硬化コア材１１６ａの温度がシェル１２５のガラス転移温度Ｔｇｓ以上であって硬化コア材１１６ａのガラス転移温度Ｔｇｃ未満である温度Ｔ２となるように温度調節を実施し、この温度条件下においてシェル１２５と硬化コア材１１６ａとを分離させる。本説明では、このように温度調節を実施した上でシェル１２５の少なくとも一部を硬化コア材１１６ａから分離させる工程を分離工程と呼ぶ。

【0049】

シェル１２５および硬化コア材１１６ａの温度を温度Ｔ２にする方法として、本実施形態ではコア材硬化工程後のシェル１２５および硬化コア材１１６ａを一旦室温まで冷却した後、図４（ａ）に示すように温度Ｔ２の温水１５１が貯留された温水槽１５０へシェル１２５および硬化コア材１１６ａ投入している。このように温水槽１５０に投入することにより、シェル１２５および硬化コア材１１６ａの全方向から加熱を行う事ができるため、好ましい。

【0050】

温水１５１に接触させることによってシェル１２５および硬化コア材１１６ａの温度調節を行う以外にも、たとえばドライヤー、ホットガンなどにより温度調節された水以外の流体を接触させることによってシェル１２５および硬化コア材１１６ａの温度調節を行っても良い。ドライヤー、ホットガンを用いることにより、ただちに分離を行う一部のシェル１２５にピンポイントに熱エネルギーを付与してシェル１２５の分離を実施することができ、このような形態も好ましい。

【0051】

また、ホットプレートなど温度調節されたステージ上にシェル１２５および硬化コア材１１６ａを載置することによってシェル１２５および硬化コア材１１６ａの温度調節を行っても良い。また、この分離工程でもコア材硬化工程と同様に加熱炉によりシェル１２５および硬化コア材１１６ａを加熱しても良い。

【0052】

本実施形態の分離工程では、上記の通り、シェル１２５および硬化コア材１１６ａの温度が温度Ｔ２となった後、図４（ｂ）に示すように硬化コア材１１６ａからめくり取ることによりシェル１２５を硬化コア材１１６ａから分離させる。

【0053】

ここで、特にシェル１２５の温度がシェル１２５のガラス転移温度Ｔｇｓより高い温度Ｔ２となっていることにより、シェル１２５は軟化している。そのため、シェル１２５と硬化コア材１１６ａとの間の密着性が緩和され、硬化コア材１１６ａからのシェル１２５の剥離が容易となる。また、軟化によりシェル１２５には若干変形が生じる可能性もあり、この場合シェル１２５と硬化コア材１１６ａとの間には隙間が生じ、シェル１２５の剥離をさらに容易にさせる。

【0054】

また、硬化コア材１１６ａとシェル１２５の線膨張係数が異なる場合、加熱時の膨張と冷却時の収縮の差によって両者の変形量に差が生じ、両者の接触界面において滑りが生じる可能性もあり、これもシェル１２５の剥離を容易にさせる。

【0055】

特にシェル１２５が本実施形態のように樹脂、特にエポキシ系樹脂からなる場合、このシェル１２５は粘り気があって切削性に劣り、機械加工で硬化コア材１１６ａからシェル１２５を削り取ることは困難である。そのため、本発明の通りシェル１２５を軟化させてから分離させることが好ましい。

【0056】

また、シェル１２５の剥離にあたり、工具１５２を用いてシェル１２５に切り込みを入れたりシェル１２５と硬化コア材１１６ａの間の隙間を広げたりしても良い。

【0057】

以上の分離工程において不要なシェル１２５を硬化コア材１１６ａから分離することによって、図４（ｃ）に示すようにコア部１２６の形状に倣った外形を有する硬化コア材１１６ａからなる立体造形物１０１が得られる。なお、図４（ｃ）に示す例では、全てのシェル１２５が分離されて硬化コア材１１６ａのみからなる立体造形物１０１が得られている。

【0058】

ここで、前述の通り本実施形態ではシェル１２５を硬化コア材１１６ａから分離させる際の硬化コア材１１６ａの温度Ｔ２は硬化コア材１１６ａのガラス転移温度Ｔｇｃ未満であるため、硬化コア材１１６ａの方は軟化せず硬い状態を維持している。そのため、立体造形物１０１の主体となる硬化コア材１１６ａはほとんど変形しない条件下でシェル１２５の剥離を容易にすることができており、所望の形状の立体造形物１０１を得ることができる。

【0059】

以上の立体造形方法により、硬化したコア材から容易にシェルを分離させて立体造形物を得ることが可能である。

【0060】

ここで、本発明の立体造形方法は、以上で説明した形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、上記の説明では、コア材１１６をコア材硬化工程にて硬化させた後、分離工程において全てのシェル１２５を取り除いて硬化コア材１１６ａのみで立体造形物１０１を形成させているが、それに限らず、たとえば図５に示す通り一部のシェル１２５が残され、このシェル１２５と硬化コア材１１６ａとを合わせて立体造形物１０１と呼ぶようにしても構わない。

【0061】

また、上記の説明では分離工程においてシェル１２５および硬化コア材１１６ａの温度調節を行うにあたって温水槽１５０などを利用して昇温を行っているが、昇温は行わないでたとえばコア材硬化工程後にシェル１２５および硬化コア材１１６ａを冷却する過程でコア材硬化工程後のシェル１２５および硬化コア材１１６ａの温度が温度Ｔ２になったときにシェル１２５の分離を行うものであっても良い。

【0062】

また、上記の説明では、分離工程においてシェル１２５と硬化コア材１１６ａとが等しい温度（温度Ｔ２）である条件下でシェル１２５と硬化コア材１１６ａとの分離が行われているが、必ずしも同じ温度になっていなくても構わない。たとえば温水槽１５０でシェル１２５と硬化コア材１１６ａを加熱する際、熱エネルギーはシェル１２５から硬化コア材１１６ａに伝達するため、昇温過程ではシェル１２５の温度の方が硬化コア材１１６ａの温度よりも若干高くなることが考えられるが、そのような条件下でシェル１２５の温度がシェル１２５のガラス転移温度Ｔｇｓ以上となって軟化した時点でシェル１２５の分離が実施されても良い。

【0063】

また、上記の説明では、シェル材１２１は光硬化性を有し紫外線レーザ光の照射によって硬化してシェル１２５を形成するが、これに限らず、たとえば熱溶解積層方式（Ｆｕｓｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ、ＦＤＰ）によってシェル１２５が形成されるものであっても良い。

【0064】

また、コア材１１６はコア部１２６に充填後一度に硬化させることが可能であれば、熱硬化性樹脂に限らずたとえば光硬化性樹脂などから構成されていても構わない。

【0065】

また、上記の説明では分離工程中のシェル１２５および硬化コア材１１６ａの温度Ｔ２はシェル１２５のガラス転移温度Ｔｇｓ以上であって硬化コア材１１６ａのガラス転移温度Ｔｇｃ未満であることによりシェル１２５のみを軟化させているが、硬化コア材１１６ａのガラス転移温度Ｔｇｃ以上までシェル１２５および硬化コア材１１６ａを昇温させることによりシェル１２５と硬化コア材１１６ａの両方を軟化させることによって、シェル１２５と硬化コア材１１６ａとの間の密着性をさらに緩和させても良い。

【0066】

また、上記の説明ではシェル１２５のガラス転移温度Ｔｇｓの方が硬化コア材１１６ａのガラス転移温度Ｔｇｃよりも低いが、それとは逆にシェル１２５のガラス転移温度Ｔｇｓの方が硬化コア材１１６ａのガラス転移温度Ｔｇｃよりも高くても良い。この場合、硬化コア材１１６ａを硬化コア材１１６ａのガラス転移温度Ｔｇｃ以上の温度まで昇温させることにより硬化コア材１１６ａの方を軟化させることによって、シェル１２５と硬化コア材１１６ａとの間の密着性を緩和させても良い。

【0067】

また、上記の説明ではシェル１２５と硬化コア材１１６ａの少なくとも一方を各々のガラス転移温度以上の温度まで昇温させることにより軟化させているが、ガラス転移温度未満の温度で軟化が生じる温度条件があれば、その温度条件下でシェル１２５と硬化コア材１１６ａとの分離を行っても良い。

【符号の説明】

【0068】

１００ 立体造形装置
１０１ 立体造形物
１１１ 造形槽
１１２ レーザ光学系
１１３ コア材供給系
１１４ 紫外線レーザ光源
１１５ 走査光学系
１１６ コア材
１１６ａ 硬化コア材
１１７ コア材タンク
１１８ａ 配管系
１１８ｂ 配管系
１１９ ポンプ
１２０ ノズル
１２１ シェル材
１２３ 硬化済み紫外線硬化樹脂
１２５ シェル
１２６ コア部
１２８ 造形台
１３０ 紫外線レーザ光
１４０ 熱硬化手段
１５０ 温水槽
１５１ 温水
１５２ 工具
２０１ 立体造形物
２０２ シェル
２０３ 工具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】