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(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】P2025010505
(43)【公開日】2025-01-21
(54)【発明の名称】造形物の製造方法
(51)【国際特許分類】
B28B 1/30 20060101AFI20250110BHJP
B28B 11/12 20060101ALI20250110BHJP
B29C 64/106 20170101ALI20250110BHJP
B29C 64/40 20170101ALI20250110BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20250110BHJP
E03F 5/04 20060101ALI20250110BHJP
E01C 11/22 20060101ALI20250110BHJP
【ＦＩ】
B28B1/30
B28B11/12
B29C64/106
B29C64/40
B33Y10/00
E03F5/04 Z
E01C11/22 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024107090
(22)【出願日】2024-07-03
(31)【優先権主張番号】P 2023111900
(32)【優先日】2023-07-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】520332793
【氏名又は名称】株式会社Ｐｏｌｙｕｓｅ
(74)【代理人】
【識別番号】110002789
【氏名又は名称】弁理士法人ＩＰＸ
(72)【発明者】
【氏名】鎌田 太陽
(72)【発明者】
【氏名】富田 悠貴
(72)【発明者】
【氏名】九冨 恵一
(72)【発明者】
【氏名】小池 一樹
(72)【発明者】
【氏名】岩本 卓也
【テーマコード（参考）】
2D051
2D063
4F213
4G052
4G055
【Ｆターム（参考）】
2D051AC06
2D051AF03
2D051AH01
2D063CA41
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL02
4F213WL22
4F213WL24
4F213WL32
4F213WL62
4F213WL74
4G052DA01
4G052DB12
4G052DC06
4G055AA01
4G055AB00
4G055AC09
4G055BA62
(57)【要約】
【課題】硬化前の積層体の座屈及び／又は倒壊を抑制できる造形物の製造方法等を提供する。
【解決手段】本発明の一態様によれば、造形物の製造方法であって、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料の３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体と、造形物本体の外壁から突出するように配置されるインフィルとを形成する形成工程と、インフィルを造形物本体から切り離す切離工程と、を備える、造形物の製造方法が提供される。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の一態様によれば、造形物の製造方法であって、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料の３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体と、造形物本体の外壁から突出するように配置されるインフィルとを形成する形成工程と、インフィルを造形物本体から切り離す切離工程と、を備える、造形物の製造方法が提供される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
造形物の製造方法であって、
水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料の３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体と、前記造形物本体の外壁から突出するように配置されるインフィルとを形成する形成工程と、
前記インフィルを前記造形物本体から切り離す切離工程と、
を備える、造形物の製造方法。
水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料の３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体と、前記造形物本体の外壁から突出するように配置されるインフィルとを形成する形成工程と、
前記インフィルを前記造形物本体から切り離す切離工程と、
を備える、造形物の製造方法。
【請求項2】
請求項１に記載の造形物の製造方法において、
前記造形物本体は、下方に空間が存在するオーバーハングを有し、
前記インフィルは、前記オーバーハングに連結される、造形物の製造方法。
前記造形物本体は、下方に空間が存在するオーバーハングを有し、
前記インフィルは、前記オーバーハングに連結される、造形物の製造方法。
【請求項3】
造形物の製造方法であって、
水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料の３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体と、硬化前の前記造形物本体の座屈及び／又は倒壊を防ぐインフィルとを形成する形成工程を備え、
前記造形物本体は、下方に空間が存在するオーバーハングを有し、
前記インフィルは、前記オーバーハングの前記空間に面する側の表面とは反対側の表面に連結される、
造形物の製造方法。
水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料の３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体と、硬化前の前記造形物本体の座屈及び／又は倒壊を防ぐインフィルとを形成する形成工程を備え、
前記造形物本体は、下方に空間が存在するオーバーハングを有し、
前記インフィルは、前記オーバーハングの前記空間に面する側の表面とは反対側の表面に連結される、
造形物の製造方法。
【請求項4】
請求項１又は請求項３に記載の造形物の製造方法において、
前記インフィルは、前記造形物本体の第１外壁と、前記第１外壁と対向する第２外壁とに連結される、造形物の製造方法。
前記インフィルは、前記造形物本体の第１外壁と、前記第１外壁と対向する第２外壁とに連結される、造形物の製造方法。
【請求項5】
請求項１又は請求項３に記載の造形物の製造方法において、
前記３Ｄプリンタを制御するコードを設計するコード設計工程をさらに備え、
前記コードは、前記造形物本体と前記インフィルとに跨った吐出経路を含む、造形物の製造方法。
前記３Ｄプリンタを制御するコードを設計するコード設計工程をさらに備え、
前記コードは、前記造形物本体と前記インフィルとに跨った吐出経路を含む、造形物の製造方法。
【請求項6】
請求項５に記載の造形物の製造方法において、
前記吐出経路は、前記インフィルのうち、前記造形物本体との連結部分に折り返しを有する、造形物の製造方法。
前記吐出経路は、前記インフィルのうち、前記造形物本体との連結部分に折り返しを有する、造形物の製造方法。
【請求項7】
請求項１又は請求項３に記載の造形物の製造方法において、
前記造形材料の硬化時間は、１．０時間以上である、造形物の製造方法。
前記造形材料の硬化時間は、１．０時間以上である、造形物の製造方法。
【請求項8】
請求項１又は請求項３に記載の造形物の製造方法において、
前記造形材料の比重は、１．２ｔ／ｍ３以上である、造形物の製造方法。
前記造形材料の比重は、１．２ｔ／ｍ３以上である、造形物の製造方法。
【請求項9】
請求項１又は請求項３に記載の造形物の製造方法において、
前記形成工程において、前記造形物本体の周囲に流体又は粒体を充填する、造形物の製造方法。
前記形成工程において、前記造形物本体の周囲に流体又は粒体を充填する、造形物の製造方法。
【請求項10】
請求項１又は請求項３に記載の造形物の製造方法において、
前記造形物は、土木構造物である、造形物の製造方法。
前記造形物は、土木構造物である、造形物の製造方法。
【請求項11】
請求項１０に記載の造形物の製造方法において、
前記形成工程では、前記土木構造物の構築場所で前記造形材料の吐出及び積層を行う、造形物の製造方法。
前記形成工程では、前記土木構造物の構築場所で前記造形材料の吐出及び積層を行う、造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に開示されるように、３Ｄプリンタによってコンクリート又はモルタルを吐出及び積層することで、一定の高さを有する部材を造形する方法が周知である。また、造形中に補強部を形成する工法（特許文献２及び特許文献３）や、治具を使う工法も知られている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２３－６８６６６号公報
【特許文献2】特開２０２０－２６０９９号公報
【特許文献3】特表２０２２－５５１１７５号公報
【特許文献4】特開２０２３－１５１８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の造形方法では、造形材料の積層後、造形材料が硬化するまでの間に、積層体が自重によって座屈又は倒壊するおそれがある。これに対し、特許文献２又は特許文献３に開示されるように、２つの壁の間で延伸する補強部を設けることで、座屈又は倒壊が抑制されうるが、これらの工法では造形物のデザインに制限が発生する。また、特許文献４に開示されるように、治具を用いて造形物を支持する場合は、工数の増加が避けられない。
【0005】
本発明では上記事情に鑑み、硬化前の積層体の座屈及び／又は倒壊を抑制できる造形物の製造方法等を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によれば、造形物の製造方法であって、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料の３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体と、造形物本体の外壁から突出するように配置されるインフィルとを形成する形成工程と、インフィルを造形物本体から切り離す切離工程と、を備える、造形物の製造方法が提供される。
【0007】
このような態様によれば、造形物本体とともにインフィルを形成することで、硬化前の積層体が自重で座屈又は倒壊することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本態様の造形物の製造方法によって得られる造形物１０１の模式的な平面図である。
【図3】第１実施形態の造形物の製造方法のフロー図である。
【図5】３Ｄプリンタによる造形を示す模式図である。
【図6】本態様の造形物の製造方法によって得られる造形物２０１の模式的な平面図である。
【図10】本態様の造形物の製造方法によって得られる造形物３０１の模式的な平面図である。
【図12】第３実施形態の造形物の製造方法のフロー図である。
【図14】任意の実施形態に適用可能な造形物本体の形状例を示す模式的な側面図である。
【図15】任意の実施形態に適用可能な造形物本体の別の形状例を示す模式的な平面図である。
【図16】凹部と凸部とが上下方向及び水平方向の双方において交互に配置されたパターンが形成された壁の一例を示す図である。
【図17】実施例における３Ｄプリンタを制御するコードの吐出経路Ｒの一例である。
【図18】貫入抵抗の時間変化を示すグラフの一例である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
【0010】
<第１実施形態の造形物１０１>
図１は、本態様の造形物の製造方法によって得られる造形物１０１の模式的な平面図である。図２は、図１の造形物１０１の模式的な側面図である。造形物１０１は、土木構造物又は建築構造物である。造形物１０１としては、例えば、側溝、ブロック、壁、建物等が挙げられる。造形物１０１は、コンクリート、モルタル又はセラミックス系材料で構成されている。造形物１０１は、３Ｄプリンタから吐出された材料によって形成される（３Ｄプリンタによって印刷される）多層構造を有する。
図１は、本態様の造形物の製造方法によって得られる造形物１０１の模式的な平面図である。図２は、図１の造形物１０１の模式的な側面図である。造形物１０１は、土木構造物又は建築構造物である。造形物１０１としては、例えば、側溝、ブロック、壁、建物等が挙げられる。造形物１０１は、コンクリート、モルタル又はセラミックス系材料で構成されている。造形物１０１は、３Ｄプリンタから吐出された材料によって形成される（３Ｄプリンタによって印刷される）多層構造を有する。
【0011】
造形物１０１は、土木構造物であるとよい。土木構造物は、建築構造物よりも構築される場所の環境が厳しいことが多い。つまり、土木構造物では、構築される場所が整地されていないなど、現場環境に合わせた造形のニーズが大きい。そのため、当該製造方法によって、現場での打設や特注品製造等に伴う工数を低減しつつ、造形途中で座屈及び／又は倒壊しない土木構造物を構築することができる。
【0012】
造形物１０１は、造形物本体１０２と、複数のインフィル１０３と、土台１０４とを有する。造形物本体１０２は、土木構造物又は建築構造物の骨格部分である。造形物本体１０２は、互いに離れて配置された第１外壁１０２Ａと第２外壁１０２Ｂとを有する。第２外壁１０２Ｂは、第１外壁１０２Ａと対向している。
【0013】
図２に示すように、第１外壁１０２Ａは、鉛直方向に対して傾斜するように延伸している。具体的には、第１外壁１０２Ａの内面は、上方に向かうに連れて内側に向かう（第２外壁１０２Ｂに近づく）ように傾斜している。そのため、第１外壁１０２Ａの内側の部分は、下方に空間が存在するオーバーハング１０２Ｃを構成している。
【0014】
インフィル１０３は、造形物本体１０２の第１外壁１０２Ａと、第２外壁１０２Ｂとに連結されている。これにより、第１外壁１０２Ａ及び第２外壁１０２Ｂが、造形中に座屈及び／又は倒壊することを抑制できる。また、インフィル１０３を介して、第１外壁１０２Ａと第２外壁１０２Ｂとが互いに支え合うため、造形中の造形物本体１０２の座屈及び／又は倒壊の抑制効果が促進される。
【0015】
また、インフィル１０３は、オーバーハング１０２Ｃに連結されている。これにより、特に崩壊し易いオーバーハング１０２Ｃがインフィル１０３によって支持されるため、造形中の造形物本体１０２の座屈及び／又は倒壊の抑制効果が促進される。
【0016】
インフィル１０３は、第１外壁１０２Ａの下端から第１外壁１０２Ａの上端までの範囲に連結されている。つまり、インフィル１０３は、オーバーハング１０２Ｃの表面ＳＦ（第１外壁１０２Ａの内面）に対し、上下方向全体に渡って連結されている。なお、オーバーハング１０２Ｃの表面ＳＦは、平坦面であってもよいし、湾曲面であってもよいし、屈曲面であってもよいし、これらが組み合わせられた複合面であってもよい。
【0017】
図１に示すように、造形物１０１には、複数のインフィル１０３が設けられている。インフィル１０３の形状及び数は、造形物１０１の鉛直方向と垂直な断面（つまり水平方向断面）における断面二次半径モーメントを大きくするように設計される。なお、インフィル１０３の形状は特に限定されず、また、インフィル１０３の数は１つであってもよい。
【0018】
具体的には、造形物１０１が自重により座屈及び／又は倒壊する場合の限界高さＨｃは、造形物１０１が数学的に解析可能な単純形状と仮定した場合、造形物１０１のヤング率Ｅと断面二次半径ｉとに比例し、比重ρに反比例する。そのため、座屈に対する抵抗を高めるためには、ヤング率Ｅを高める、断面二次半径ｉを大きくする、及び比重ρを小さくする、のいずれかが有効となる。
【0019】
断面二次半径ｉは、水平方向断面における最小断面二次モーメントＩｍｉｎと水平方向断面の断面積Ａとにより定まり、ｉ＝（Ｉｍｉｎ／Ａ）１／２の関係がある。そのため、最小断面二次モーメントＩｍｉｎを最大化することで、造形中の造形物本体１０２の崩壊を抑制することができる。なお、最小断面二次モーメントとは、水平方向断面において、Ｘ軸方向の断面二次モーメント及びＹ軸方向の断面二次モーメントのうち、最小となるものを指す。
【0020】
土台１０４は、造形物本体１０２及びインフィル１０３を積層するための基部である。換言すれば、土台１０４は、造形物本体１０２の下端部と、インフィル１０３の下端部とを連結している。
【0021】
<第１実施形態の製造方法>
図３は、第１実施形態の造形物の製造方法のフロー図である。当該製造方法は、コンクリート、モルタル又はセラミックス系材料で構成される造形物１０１を製造するための方法である。
図３は、第１実施形態の造形物の製造方法のフロー図である。当該製造方法は、コンクリート、モルタル又はセラミックス系材料で構成される造形物１０１を製造するための方法である。
【0022】
当該製造方法は、形状設計工程Ｓ１１０と、コード設計工程Ｓ１２０と、形成工程Ｓ１３０と、仕上げ工程Ｓ１４０とを備える。
【0023】
<形状設計工程>
形状設計工程Ｓ１１０は、造形物１０１の全体形状を設計する。具体的には、求められる構造の形状に基づいて造形物本体１０２の形状を設計するとともに、硬化前の造形物本体１０２の座屈及び／又は倒壊を防ぐためのインフィル１０３の形状を設計する。
形状設計工程Ｓ１１０は、造形物１０１の全体形状を設計する。具体的には、求められる構造の形状に基づいて造形物本体１０２の形状を設計するとともに、硬化前の造形物本体１０２の座屈及び／又は倒壊を防ぐためのインフィル１０３の形状を設計する。
【0024】
上述したように、インフィル１０３は、造形物本体１０２のオーバーハング１０２Ｃが座屈及び／又は倒壊しないように、造形物１０１の鉛直方向と垂直な断面（つまり水平方向断面）における断面二次モーメントを小さくするように設計される。例えば、造形物１０１の水平方向断面において、オーバーハング１０２Ｃと連結される複数のインフィル１０３が密に配置されるように設計される。典型的には、オーバーハング１０２Ｃは、製造後の造形物１０１に求められる構造強度を満たす水準よりも密に配置される。
【0025】
<コード設計工程>
コード設計工程Ｓ１２０では、形状設計工程Ｓ１１０で設計した造形物１０１を造形するために、３Ｄプリンタを制御するコードを設計する。
コード設計工程Ｓ１２０では、形状設計工程Ｓ１１０で設計した造形物１０１を造形するために、３Ｄプリンタを制御するコードを設計する。
【0026】
コードの形式としては、例えば、ＳＴＬ、Ｇコード、ＯＢＪ、３ＭＦ等が例示される。本工程で設計されるコードは、造形物本体１０２とインフィル１０３とに跨った、連続した吐出経路を含む。これにより、インフィル１０３が造形物本体１０２と同時に形成されていくため、造形中の造形物本体１０２の座屈及び／又は倒壊の抑制効果が促進される。
【0027】
図４は、図１の造形物１０１の吐出経路Ｒの一例を示す模式図である。図５は、３Ｄプリンタによる造形を示す模式図である。図４に示すように、吐出経路Ｒは、平面上で連続した一本の経路であり、吐出経路Ｒに沿って造形材料が吐出される。吐出経路Ｒを往復又は循環するように３Ｄプリンタの吐出ノズルＮが移動することで、造形材料ＣＭの積層体が形成される。
【0028】
吐出経路Ｒは、インフィル１０３のうち、造形物本体１０２との連結部分１０３Ａに折り返しを有する。具体的には、吐出経路Ｒは、第２外壁１０２Ｂから第１外壁１０２Ａに向かう往路Ｒ１と、インフィル１０３と第１外壁１０２Ａとの連結部分１０３Ａから第２外壁１０２Ｂに向かう復路Ｒ２と、連結部分１０３Ａにおいて往路Ｒ１と復路Ｒ２とを連結する折返し路Ｒ３とを含む。往路Ｒ１及び復路Ｒ２における造形材料の積層によって、第１外壁１０２Ａから延伸するインフィル１０３が形成される。また、折返し路Ｒ３における造形材料の積層によって、インフィル１０３と第１外壁１０２Ａとが接続される。
【0029】
これにより、吐出経路Ｒの折返し箇所が造形物本体１０２の内側に配置されるため、造形物本体１０２の寸法精度が高められる。また、折返し部分が外側に配置されることによる耐浸水性等の機能低下も抑制される。
【0030】
３Ｄプリンタによる造形では、造形物１０１の表面には造形材料の積層に伴う凹凸が生じうる。そのため、造形物１０１の外面に対しては、左官による平坦化、又は他の部材との接合時における接着材料（コンクリート、モルタル又はセラミックス系材料）の充填による平滑化が行われる。そこで、形状設計工程Ｓ１１０及び／又はコード設計工程Ｓ１２０では、このような平滑化による寸法変化を考慮して造形物１０１の形状又はコードを設計する。
【0031】
なお、造形現場の環境又は条件に合わせて、コードの追加、コードの編集等を後工程で行うことができる。また、形成工程Ｓ１３０において、造形時にリアルタイムでコード（例えば経路以外の造形速度等の入力情報）の調整が行われてもよい。
【0032】
<形成工程>
形成工程Ｓ１３０では、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料ＣＭの３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体１０２と、硬化前の造形物本体１０２の座屈及び／又は倒壊を防ぐインフィル１０３とを形成する。ここで、「鉱物化」とは、主成分（質量ベースで最も多く含有される成分）が無機材である硬化物に変化することを意味する。典型的には、造形物本体１０２は、コンクリート、モルタル又はセラミックスで構成される。
形成工程Ｓ１３０では、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料ＣＭの３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体１０２と、硬化前の造形物本体１０２の座屈及び／又は倒壊を防ぐインフィル１０３とを形成する。ここで、「鉱物化」とは、主成分（質量ベースで最も多く含有される成分）が無機材である硬化物に変化することを意味する。典型的には、造形物本体１０２は、コンクリート、モルタル又はセラミックスで構成される。
【0033】
具体的には、コード設計工程Ｓ１２０で設計したコードを３Ｄプリンタに入力し、造形物１０１を形成させる。図５Ａに示すように、吐出経路Ｒに沿って移動する３Ｄプリンタの吐出ノズルＮから造形材料ＣＭが吐出され、造形物本体１０２及びインフィル１０３が同時に形成されていく。
【0034】
造形材料ＣＭの硬化時間としては、１．０時間以上が好ましく、１．５時間以上がより好ましく、２．０時間以上がさらに好ましい。なお、「硬化時間」は、ＪＩＳ－Ａ－１１４７に規定されるコンクリートの凝結時間試験に準拠して、造形材料ＣＭの原料に練り混ぜ水を加えた直後から始発強度（貫入抵抗値で３．５Ｎ／ｍｍ２）に到達するまでの時間である。これにより、硬化する前の造形物本体１０２の座屈及び／又は倒壊を防ぎつつ、比較的低い硬化速度で硬化させることによって、高い強度を有する造形物１０１を製造することができる。
【0035】
また、造形材料ＣＭの硬化時間としては、例えば、８時間以下が好ましく、６時間以下がより好ましく、４時間以下がさらに好ましい。これにより、造形中の座屈発生のリスクを低減できる。
【0036】
造形材料ＣＭの比重としては、１．２ｔ／ｍ３以上が好ましく、１．４ｔ／ｍ３以上がより好ましく、１．６ｔ／ｍ３以上がさらに好ましい。これにより、硬化する前の造形物本体１０２の座屈及び／又は倒壊を防ぎつつ、高い比重に起因して高い強度を有する造形物１０１を製造することができる。
【0037】
また、造形材料ＣＭの比重としては、例えば、３．０ｔ／ｍ３以下が好ましく、２．５ｔ／ｍ３以下がより好ましい。これにより、造形中の座屈発生のリスクを低減できる。
【0038】
造形物１０１が土木構造物である場合、形成工程Ｓ１３０では、土木構造物の構築場所Ｐで造形材料ＣＭの吐出及び積層を行うとよい。これにより、造形中の座屈及び／又は倒壊を防ぎつつ、構築場所Ｐに直接土木構造物を造形できるため、現場環境に合わせて土木構造物を構築しつつ、その構築工数を低減できる。
【0039】
また、図５Ｂに示すように、形成工程Ｓ１３０において、造形物本体１０２の周囲に流体Ｆ又は粒体を充填してもよい。これにより、流体Ｆ又は粒体によって造形物本体１０２がサポートされるため、インフィル１０３との相乗効果によって、造形中の造形物本体１０２の座屈及び／又は倒壊の抑制効果が促進される。
【0040】
例えば、容器Ｃの中で造形物１０１の造形を行い、造形材料ＣＭの吐出と同時に流体Ｆ又は粒体を容器Ｃの中に供給することで、造形物本体１０２の周囲に流体Ｆ又は流体を充填することができる。流体Ｆ又は粒体は、充填高さが造形材料ＣＭの積層高さを追従するように連続的に供給される。
【0041】
流体Ｆとしては、例えば、水、一定の粘性を有する液体、粘土質材料等が挙げられる。また、粘性の高い流体の場合は、造形材料ＣＭと同時に別の３Ｄプリンタによって流体Ｆを吐出及び積層してもよい。これにより、造形物本体１０２の周囲のみに流体Ｆを充填できる。
【0042】
粒体としては、砂、土、高分子樹脂球等が挙げられる。粒体として疎水性の高分子樹脂を用いることで、造形中の造形物本体１０２の表面からの水分の散逸を抑制できる。また、粒体として水分を含んだ高吸水性の高分子樹脂を添加した粘土質材料を用いることで、造形中の造形物本体１０２に対する保水又は保湿の養生効果が得られる。
【0043】
さらに、粒体として、乾燥によって固化するサポート材を用いてもよい。このようなサポート材を用いることで、造形物本体１０２を造形後まで養生できる。また、養生後にサポート材を水等によって洗い流すことで、サポート材を容易に除去できる。さらに、洗い流しによって回収されたスラリーを乾燥させることで、サポート材を再利用することができる。
【0044】
<仕上げ工程>
仕上げ工程Ｓ１４０では、形成工程Ｓ１３０で造形された造形物１０１の外観部分の加工により、仕上げを行う。加工には、不要部分の切削、外面の平滑化等が含まれる。
仕上げ工程Ｓ１４０では、形成工程Ｓ１３０で造形された造形物１０１の外観部分の加工により、仕上げを行う。加工には、不要部分の切削、外面の平滑化等が含まれる。
【0045】
<第２実施形態の造形物２０１>
図６は、本態様の造形物の製造方法によって得られる造形物２０１の模式的な平面図である。図７は、図６の造形物２０１のＶＩＩ－ＶＩＩ線における模式的な断面図である。造形物２０１は、図１の造形物１０１と同様の土木構造物又は建築構造物である。造形物２０１は、コンクリート、モルタル又はセラミックス系材料で構成されている。造形物２０１は、３Ｄプリンタから吐出された材料によって形成される（３Ｄプリンタによって印刷される）多層構造を有する。
図６は、本態様の造形物の製造方法によって得られる造形物２０１の模式的な平面図である。図７は、図６の造形物２０１のＶＩＩ－ＶＩＩ線における模式的な断面図である。造形物２０１は、図１の造形物１０１と同様の土木構造物又は建築構造物である。造形物２０１は、コンクリート、モルタル又はセラミックス系材料で構成されている。造形物２０１は、３Ｄプリンタから吐出された材料によって形成される（３Ｄプリンタによって印刷される）多層構造を有する。
【0046】
造形物２０１は、土木構造物であるとよい。これにより、当該製造方法によって、現場での打設や特注品製造等に伴う工数を低減しつつ、造形途中で座屈及び／又は倒壊しない土木構造物を構築することができる。
【0047】
造形物２０１は、造形物本体２０２と、インフィル２０３と、土台２０４とを有する。造形物本体２０２は、土木構造物又は建築構造物の骨格部分である。造形物本体２０２は、少なくとも１つの外壁２０２Ａを有する。
【0048】
図７に示すように、外壁２０２Ａは、鉛直方向に対して傾斜するように延伸している。具体的には、外壁２０２Ａの外面及び内面のうち少なくとも外面（図７の例では、外面及び内面の双方）は、上方に向かうに連れて外側に向かう（造形物本体２０２の中心から離れる）ように傾斜している。そのため、外壁２０２Ａは、下方に空間が存在するオーバーハングを構成している。つまり、造形物本体２０２は、下方に空間が存在するオーバーハング（外壁２０２Ａ）を有する。
【0049】
インフィル２０３は、造形物本体２０２の外壁２０２Ａの内面に連結されている。つまり、インフィル２０３は、オーバーハングの下方の空間に面する側の表面（つまり外面）とは反対側の表面（つまり内面）に連結されている。これにより、外壁２０２Ａがインフィル２０３によって内側に引っ張られるため、造形物本体２０２の造形中の座屈及び／又は倒壊を抑制できる。また、インフィル２０３が造形物本体２０２の内部に設けられるため、造形物本体２０２の座屈及び／又は倒壊を抑制しつつ、造形物本体２０２を任意の外形形状（意匠形状）にて造形することができる。
【0050】
インフィル２０３は、外壁２０２Ａの内面の下端から、当該内面の上端までの範囲に連結されている。つまり、インフィル２０３は、オーバーハングの表面ＳＦ（外壁２０２Ａの内面）に対し、上下方向全体に渡って連結されている。なお、オーバーハングの表面ＳＦは、平坦面であってもよいし、湾曲面であってもよいし、屈曲面であってもよいし、これらが組み合わせられた複合面であってもよい。なお、図６では図示されていないが、造形物２０１には、複数のインフィル２０３が設けられててもよい。また、１つの外壁２０２Ａ（オーバーハング）に対し、複数のインフィル２０３が連結されてもよい。
【0051】
インフィル２０３は、造形物本体２０２において互いに対抗する２つの外壁に連結されてもよい。これにより、２つの外壁が造形中に座屈及び／又は倒壊することを抑制できる。また、インフィル２０３を介して、２つの外壁が互いに支え合うため、造形中の造形物本体２０２の座屈及び／又は倒壊の抑制効果が促進される。
【0052】
土台２０４は、造形物本体２０２及びインフィル２０３を積層するための基部である。換言すれば、土台２０４は、造形物本体２０２の下端部と、インフィル２０３の下端部とを連結している。
【0053】
図６の造形物２０１の製造方法は、図１の造形物１０１の製造方法と同様である。つまり、図６の造形物２０１の製造方法は、図３に示される、形状設計工程Ｓ１１０と、コード設計工程Ｓ１２０と、形成工程Ｓ１３０と、仕上げ工程Ｓ１４０とを備える。
【0054】
<形状設計工程>
形状設計工程Ｓ１１０では、造形物２０１の全体形状を設計する。形状設計工程Ｓ１１０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
形状設計工程Ｓ１１０では、造形物２０１の全体形状を設計する。形状設計工程Ｓ１１０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
【0055】
<コード設計工程>
コード設計工程Ｓ１２０では、形状設計工程Ｓ１１０で設計した造形物２０１を造形するために、３Ｄプリンタを制御するコードを設計する。コードは、造形物本体２０２とインフィル２０３とに跨った、連続した吐出経路を含む。これにより、インフィル２０３が造形物本体２０２と同時に形成されていくため、造形中の造形物本体２０２の座屈及び／又は倒壊の抑制効果が促進される。コード設計工程Ｓ１２０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
コード設計工程Ｓ１２０では、形状設計工程Ｓ１１０で設計した造形物２０１を造形するために、３Ｄプリンタを制御するコードを設計する。コードは、造形物本体２０２とインフィル２０３とに跨った、連続した吐出経路を含む。これにより、インフィル２０３が造形物本体２０２と同時に形成されていくため、造形中の造形物本体２０２の座屈及び／又は倒壊の抑制効果が促進される。コード設計工程Ｓ１２０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
【0056】
図８は、図６の造形物２０１の吐出経路Ｒの一例を示す図である。図８に示されるように、吐出経路Ｒは、平面上で連続した一本の経路である。吐出経路Ｒは、インフィル２０３のうち、造形物本体２０２（外壁２０２Ａ）との連結部分から最も離れた部位（先端部）に折り返しを有する。具体的には、吐出経路Ｒは、外壁２０２Ａからインフィル２０３の先端部に向かう往路Ｒ１と、インフィル２０３の先端部から外壁２０２Ａに向かう復路Ｒ２と、インフィル２０３の先端部において往路Ｒ１と復路Ｒ２とを連結する折返し路Ｒ３とを含む。
【0057】
これにより、吐出経路Ｒの折返し箇所が造形物本体２０２の内側に配置されるため、造形物本体２０２の寸法精度が高められる。また、折返し部分が外側に配置されることによる耐浸水性等の機能低下も抑制される。
【0058】
<形成工程>
形成工程Ｓ１３０では、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料ＣＭの３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体２０２と、硬化前の造形物本体２０２の座屈及び／又は倒壊を防ぐインフィル２０３とを形成する。
形成工程Ｓ１３０では、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料ＣＭの３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体２０２と、硬化前の造形物本体２０２の座屈及び／又は倒壊を防ぐインフィル２０３とを形成する。
【0059】
造形物２０１が土木構造物である場合、形成工程Ｓ１３０では、土木構造物の構築場所で造形材料の吐出及び積層を行うとよい。これにより、造形中の座屈及び／又は倒壊を防ぎつつ、構築場所に直接土木構造物を造形できるため、現場環境に合わせて土木構造物を構築しつつ、その構築工数を低減できる。
【0060】
形成工程Ｓ１３０において、造形物本体２０２の周囲に流体Ｆ又は粒体を充填してもよい。これにより、流体Ｆ又は粒体によって造形物本体２０２がサポートされるため、インフィル２０３との相乗効果によって、造形中の造形物本体２０２の座屈及び／又は倒壊の抑制効果が促進される。その他の形成工程Ｓ１３０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
【0061】
<仕上げ工程>
仕上げ工程Ｓ１４０では、形成工程Ｓ１３０で造形された造形物２０１の外観部分の加工により、仕上げを行う。仕上げ工程Ｓ１４０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
仕上げ工程Ｓ１４０では、形成工程Ｓ１３０で造形された造形物２０１の外観部分の加工により、仕上げを行う。仕上げ工程Ｓ１４０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
【0062】
<第２実施形態の変形例>
図９は、図７とは異なる形状の造形物２０１の模式的な断面図である。図９の例のように、造形物２０１のオーバーハング（外壁２０２Ａ）は、少なくとも外面が上方に向かうに連れて外側に向かう（造形物本体２０２の中心から離れる）ように傾斜している下部オーバーハング２０２Ｂと、少なくとも外面が上方に向かうに連れて内側に向かう（造形物本体２０２の中心に近づく）ように傾斜している上部オーバーハング２０２Ｃとを有してもよい。上部オーバーハング２０２Ｃは、下部オーバーハング２０２Ｂよりも上方に位置し、典型的には、下部オーバーハング２０２Ｂの上端部から上方に延伸している。
図９は、図７とは異なる形状の造形物２０１の模式的な断面図である。図９の例のように、造形物２０１のオーバーハング（外壁２０２Ａ）は、少なくとも外面が上方に向かうに連れて外側に向かう（造形物本体２０２の中心から離れる）ように傾斜している下部オーバーハング２０２Ｂと、少なくとも外面が上方に向かうに連れて内側に向かう（造形物本体２０２の中心に近づく）ように傾斜している上部オーバーハング２０２Ｃとを有してもよい。上部オーバーハング２０２Ｃは、下部オーバーハング２０２Ｂよりも上方に位置し、典型的には、下部オーバーハング２０２Ｂの上端部から上方に延伸している。
【0063】
図９の例では、インフィル２０３は、少なくとも下部オーバーハング２０２Ｂの内面に連結され、必要に応じて上部オーバーハング２０２Ｃの内面（オーバーハングの下方の空間に面する側の表面）にも連結されるとよい。
【0064】
<第３実施形態の造形物３０１>
図１０は、本態様の造形物の製造方法によって得られる造形物３０１の模式的な平面図である。図１１は、図１０の造形物３０１の模式的な側面図である。造形物３０１は、図１の造形物１０１及び図６の造形物２０１と同様の土木構造物又は建築構造物である。造形物３０１は、コンクリート、モルタル又はセラミックス系材料で構成されている。造形物３０１は、３Ｄプリンタから吐出された材料によって形成される（３Ｄプリンタによって印刷される）多層構造を有する。造形物３０１は、土木構造物であるとよい。
図１０は、本態様の造形物の製造方法によって得られる造形物３０１の模式的な平面図である。図１１は、図１０の造形物３０１の模式的な側面図である。造形物３０１は、図１の造形物１０１及び図６の造形物２０１と同様の土木構造物又は建築構造物である。造形物３０１は、コンクリート、モルタル又はセラミックス系材料で構成されている。造形物３０１は、３Ｄプリンタから吐出された材料によって形成される（３Ｄプリンタによって印刷される）多層構造を有する。造形物３０１は、土木構造物であるとよい。
【0065】
造形物３０１は、造形物本体３０２と、複数のインフィル３０３と、土台３０４とを有する。造形物本体３０２は、土木構造物又は建築構造物の骨格部分である。造形物本体３０２は、複数の外壁３０２Ａを有する。
【0066】
図１１に示すように、外壁３０２Ａは、鉛直方向に対して傾斜するように延伸している。具体的には、外壁３０２Ａの少なくとも外面は、上方に向かうに連れて外側に向かう（造形物本体３０２の中心から離れる）ように傾斜している。そのため、外壁３０２Ａは、下方に空間が存在するオーバーハングを構成している。つまり、造形物本体３０２は、下方に空間が存在するオーバーハング（外壁３０２Ａ）を有する。
【0067】
複数のインフィル３０３は、それぞれ、造形物本体３０２の外壁３０２Ａの外面に連結されている。つまり、インフィル３０３は、オーバーハングの下方の空間に面する側の表面（つまり外面）に連結されている。これにより、外壁３０２Ａが、造形中に座屈及び／又は倒壊することを抑制できる。
【0068】
インフィル３０３は、外壁３０２Ａから突出するように形成されている。図１０に示されるように、インフィル３０３は、補助壁３０３Ａと、複数の連結部３０３Ｂとを有する。補助壁３０３Ａは、外壁３０２Ａの外側に、外壁３０２Ａと対向するように配置される部位である。連結部３０３Ｂは、補助壁３０３Ａと、外壁３０２Ａの外面とを連結する部位である。図１０の例では、３つの連結部３０３Ｂが設けられているが、連結部３０３Ｂの数はこれに限定されず、任意に設定可能である。
【0069】
インフィル３０３（具体的には、連結部３０３Ｂ）は、外壁３０２Ａの内面の下端から、当該内面の上端までの範囲に連結されている。つまり、インフィル３０３は、オーバーハングの表面ＳＦ（外壁３０２Ａの内面）に対し、上下方向全体に渡って連結されている。なお、オーバーハングの表面ＳＦは、平坦面であってもよいし、湾曲面であってもよいし、屈曲面であってもよいし、これらが組み合わせられた複合面であってもよい。
【0070】
土台３０４は、造形物本体３０２及びインフィル３０３を積層するための基部である。換言すれば、土台３０４は、造形物本体３０２の下端部と、インフィル３０３の下端部とを連結している。
【0071】
図１２は、第３実施形態の造形物の製造方法のフロー図である。当該製造方法は、コンクリート、モルタル又はセラミックス系材料で構成される造形物３０１を製造するための方法である。
【0072】
当該製造方法は、形状設計工程Ｓ１１０と、コード設計工程Ｓ１２０と、形成工程Ｓ１３０と、切離工程Ｓ１５０と、仕上げ工程Ｓ１６０とを備える。
【0073】
<形状設計工程>
形状設計工程Ｓ１１０は、造形物３０１の全体形状を設計する。形状設計工程Ｓ１１０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
形状設計工程Ｓ１１０は、造形物３０１の全体形状を設計する。形状設計工程Ｓ１１０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
【0074】
<コード設計工程>
コード設計工程Ｓ１２０では、形状設計工程Ｓ１１０で設計した造形物３０１を造形するために、３Ｄプリンタを制御するコードを設計する。コードは、造形物本体３０２とインフィル３０３とに跨った、連続した吐出経路を含む。これにより、インフィル３０３が造形物本体３０２と同時に形成されていくため、造形中の造形物本体３０２の座屈及び／又は倒壊の抑制効果が促進される。コード設計工程Ｓ１２０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
コード設計工程Ｓ１２０では、形状設計工程Ｓ１１０で設計した造形物３０１を造形するために、３Ｄプリンタを制御するコードを設計する。コードは、造形物本体３０２とインフィル３０３とに跨った、連続した吐出経路を含む。これにより、インフィル３０３が造形物本体３０２と同時に形成されていくため、造形中の造形物本体３０２の座屈及び／又は倒壊の抑制効果が促進される。コード設計工程Ｓ１２０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
【0075】
図１３は、図１０の造形物３０１の吐出経路Ｒの一例を示す図である。図１３に示されるように、吐出経路Ｒは、平面上で連続した一本の経路である。吐出経路Ｒは、インフィル３０３のうち、造形物本体３０２（外壁３０２Ａ）と連結されている連結部３０３Ｂにおいて折り返しを有する。すなわち、吐出経路Ｒは、インフィル３０３のうち、造形物本体３０２との連結部分に折り返しを有する。具体的には、吐出経路Ｒは、インフィル３０３の補助壁３０３Ａから外壁３０２Ａに向かう往路Ｒ１と、外壁３０２Ａからインフィル３０３の補助壁３０３Ａに向かう復路Ｒ２と、インフィル３０３の連結部３０３Ｂにおいて往路Ｒ１と復路Ｒ２とを連結する折返し路Ｒ３とを含む。
【0076】
これにより、吐出経路Ｒの折返し箇所が、造形物本体３０２とインフィル３０３との連結部分に包含されるため、造形物本体３０２の寸法精度が高められる。また、折返し部分が造形物本体３０２に設けられることによる耐浸水性等の機能低下も抑制される。
【0077】
<形成工程>
形成工程Ｓ１３０では、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料ＣＭの３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体３０２と、造形物本体３０２の外壁３０２Ａから突出するように配置されるインフィルと３０３とを形成する。
形成工程Ｓ１３０では、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料ＣＭの３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体３０２と、造形物本体３０２の外壁３０２Ａから突出するように配置されるインフィルと３０３とを形成する。
【0078】
造形物３０１が土木構造物である場合、形成工程Ｓ１３０では、土木構造物の構築場所で造形材料の吐出及び積層を行うとよい。これにより、造形中の座屈及び／又は倒壊を防ぎつつ、構築場所に直接土木構造物を造形できるため、現場環境に合わせて土木構造物を構築しつつ、その構築工数を低減できる。
【0079】
形成工程Ｓ１３０において、造形物本体３０２の周囲に流体Ｆ又は粒体を充填してもよい。これにより、流体Ｆ又は粒体によって造形物本体３０２がサポートされるため、インフィル３０３との相乗効果によって、造形中の造形物本体３０２の座屈及び／又は倒壊の抑制効果が促進される。その他の形成工程Ｓ１３０の詳細は、図１の造形物１０１の製造方法と共通である。
【0080】
<切離工程>
切離工程Ｓ１５０では、形成工程Ｓ１３０で造形された、造形物本体３０２の外側に設けられたインフィル３０３を造形物本体３０２から切り離す。これにより、造形物本体３０２の造形時における座屈及び／又は倒壊をインフィル３０３によって抑制しつつ、造形物本体３０２を任意の外形形状（意匠形状）にて造形することができる。
切離工程Ｓ１５０では、形成工程Ｓ１３０で造形された、造形物本体３０２の外側に設けられたインフィル３０３を造形物本体３０２から切り離す。これにより、造形物本体３０２の造形時における座屈及び／又は倒壊をインフィル３０３によって抑制しつつ、造形物本体３０２を任意の外形形状（意匠形状）にて造形することができる。
【0081】
図１０の例では、破線で示される、外壁３０２Ａとインフィル３０３の連結部３０３Ｂとの境界（つまり、図１１に示される、オーバーハングの表面ＳＦ）において切離が行われる。切離されたインフィル３０３は、造形物３０１から除去される。すなわち、本製造方法において製造される造形物３０１は、インフィル３０３を含まない。なお、インフィル３０３の切離は、例えば、造形物本体３０２の硬化前に行われるとよい。
【0082】
<仕上げ工程>
仕上げ工程Ｓ１６０では、インフィル３０３が切離された造形物３０１の外観部分の加工により、仕上げを行う。加工には、インフィル３０３以外の不要部分の切削、外面（特にインフィル３０３の切離面）の平滑化等が含まれる。
仕上げ工程Ｓ１６０では、インフィル３０３が切離された造形物３０１の外観部分の加工により、仕上げを行う。加工には、インフィル３０３以外の不要部分の切削、外面（特にインフィル３０３の切離面）の平滑化等が含まれる。
【0083】
４．作用
本実施形態の作用をまとめると、次の通りとなる。すなわち、造形物本体１０２とともにインフィル１０３を形成することで、硬化前の積層体が自重で座屈又は倒壊することを抑制できる。
本実施形態の作用をまとめると、次の通りとなる。すなわち、造形物本体１０２とともにインフィル１０３を形成することで、硬化前の積層体が自重で座屈又は倒壊することを抑制できる。
【0084】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0085】
５．その他
上述した造形物１０１、２０１、３０１の形状は一例である。図１４は、任意の実施形態に適用可能な造形物本体の形状例を示す模式的な側面図である。図１４に示される造形物本体４０２は、少なくとも外面が上方に向かうに連れて内側に向かう（造形物本体４０２の中心に近づく）ように傾斜する第１外壁４０２Ａと、少なくとも外面が上方に向かうに連れて外側に向かう（造形物本体４０２の中心から離れる）ように傾斜する第２外壁４０２Ｂと、第１外壁４０２Ａと第２外壁４０２Ｂとを連結する第３外壁４０２Ｃとを有する。第３外壁４０２Ｃの上縁は、第１外壁４０２Ａの上端から、第２外壁４０２Ｂに向かって位置が上昇する（高さが増加する）ように傾斜している第１部位４０２Ｄと、第２外壁４０２Ｂの上端から、第１外壁４０２Ａに向かって位置が上昇するように傾斜している第２部位４０２Ｅとを有する。すなわち、第３外壁４０２Ｃの上縁は、上に向かって凸となるように屈曲している。第３外壁４０２Ｃの上縁をこのような形状とすることで、当該上縁によってそれぞれオーバーハングを有する第１外壁４０２Ａと第２外壁４０２Ｂとを引っ張り合わせることができる。その結果、造形物本体４０２の造形中の座屈及び／又は倒壊の抑制効果を高められる。
上述した造形物１０１、２０１、３０１の形状は一例である。図１４は、任意の実施形態に適用可能な造形物本体の形状例を示す模式的な側面図である。図１４に示される造形物本体４０２は、少なくとも外面が上方に向かうに連れて内側に向かう（造形物本体４０２の中心に近づく）ように傾斜する第１外壁４０２Ａと、少なくとも外面が上方に向かうに連れて外側に向かう（造形物本体４０２の中心から離れる）ように傾斜する第２外壁４０２Ｂと、第１外壁４０２Ａと第２外壁４０２Ｂとを連結する第３外壁４０２Ｃとを有する。第３外壁４０２Ｃの上縁は、第１外壁４０２Ａの上端から、第２外壁４０２Ｂに向かって位置が上昇する（高さが増加する）ように傾斜している第１部位４０２Ｄと、第２外壁４０２Ｂの上端から、第１外壁４０２Ａに向かって位置が上昇するように傾斜している第２部位４０２Ｅとを有する。すなわち、第３外壁４０２Ｃの上縁は、上に向かって凸となるように屈曲している。第３外壁４０２Ｃの上縁をこのような形状とすることで、当該上縁によってそれぞれオーバーハングを有する第１外壁４０２Ａと第２外壁４０２Ｂとを引っ張り合わせることができる。その結果、造形物本体４０２の造形中の座屈及び／又は倒壊の抑制効果を高められる。
【0086】
図１５は、任意の実施形態に適用可能な造形物本体の別の形状例を示す模式的な平面図である。図１５に示される造形物本体５０２は、対向するように配置された第１外壁５０２Ａ及び第２外壁５０２Ｂを有する。第１外壁５０２Ａ及び第２外壁５０２Ｂは、それぞれ、平面視で外側に凸となるように湾曲している。また、第２外壁５０２Ｂは、第１外壁５０２Ａの内側に配置されている。さらに、第１外壁５０２Ａと第２外壁５０２Ｂとの間には、複数のインフィル５０３が平面視でトラス状に配置されている。インフィル５０３は、第１外壁５０２Ａの内面と第２外壁５０２Ｂの外面とに連結されている。このような構造により、第１外壁４０２Ａ及び／又は第２外壁４０２Ｂがオーバーハングを有する場合に、インフィル５０３によって造形物本体５０２の造形中の座屈及び／又は倒壊を抑制できる。
【0087】
本発明は、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料の３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、凹部と凸部とが上下方向及び水平方向の双方において交互に配置されたパターンが形成された壁を有する造形物本体を形成する形成工程を備える、造形物の製造方法を含んでもよい。このような製造方法によれば、壁の凹凸パターンによって造形物本体の造形中の座屈及び／又は倒壊を抑制できる。
【0088】
図１６は、凹部と凸部とが上下方向及び水平方向の双方において交互に配置されたパターンが形成された壁の一例を示す図である。図１６Ａに示される壁６０２Ａは、オーバーハングを有し、壁６０２Ａの外面の全体には、矩形状の凹凸パターンが形成されている。また、壁６０２Ａの内面（凹凸パターンが形成された表面とは反対側の表面）には、少なくとも１つのインフィル６０３が連結されている。図１６Ａの壁６０２Ａの例では、図１６Ｂに示されるように、壁６０２Ａの凹凸パターンに沿った経路と、壁６０２Ａの内部を充填する経路と、インフィル６０３を形成する経路とを含む吐出経路Ｒが設計される。
【0089】
また、本発明は、形成工程において、インフィル１０３を形成することなく、造形物本体１０２の周囲に流体又は粒体を充填することで、積層体の座屈及び／又は倒壊を抑制してもよい。
【0090】
６．実施例
図１７は、実施例における３Ｄプリンタを制御するコードの吐出経路Ｒの一例である。図１７Ａでは、１つの層の吐出経路Ｒが平面視で示され、図１７Ｂでは、全体の層の吐出経路Ｒを重ね合わせたものが平面視で示されている。また、図１７Ｃには、側方から見た吐出経路Ｒが示されている。
図１７は、実施例における３Ｄプリンタを制御するコードの吐出経路Ｒの一例である。図１７Ａでは、１つの層の吐出経路Ｒが平面視で示され、図１７Ｂでは、全体の層の吐出経路Ｒを重ね合わせたものが平面視で示されている。また、図１７Ｃには、側方から見た吐出経路Ｒが示されている。
【0091】
この吐出経路Ｒに沿って、３Ｄプリンタにて以下の手順で得た造形材料（モルタル）を吐出した。まず、各種原料を以下に示す処方で配合し、各成分をホバート型ミキサーによって５分間混合し、粉体状の組成物を得た。この組成物に、結合材と細骨材との総質量に対して１５質量％の水道水を加えたものを混練することで、モルタル材料を得た。
・ポルトランドセメント：７０質量部
・高炉スラグ微粉末：２０質量部
・シリカヒューム：８．５質量部
・無機系膨張剤：１．５質量部
・細骨材：結合材全体の容量に対して１００容量％
・レオロジー改質剤：結合材全体の質量に対して０．１６０質量％
・短繊維：結合材と細骨材との総容量に対して０．２容量％
・増粘剤：結合材と細骨材との総質量に対して０．０７０質量％
・ポルトランドセメント：７０質量部
・高炉スラグ微粉末：２０質量部
・シリカヒューム：８．５質量部
・無機系膨張剤：１．５質量部
・細骨材：結合材全体の容量に対して１００容量％
・レオロジー改質剤：結合材全体の質量に対して０．１６０質量％
・短繊維：結合材と細骨材との総容量に対して０．２容量％
・増粘剤：結合材と細骨材との総質量に対して０．０７０質量％
【0092】
得られたモルタル材料に対し、ＪＩＳ－Ａ－１１４７に規定されるコンクリートの凝結時間試験に準拠して、貫入抵抗を測定した。図１８は、貫入抵抗の時間変化を示すグラフの一例である。図１８に示すように、モルタル材料の硬化時間（貫入抵抗値３．５Ｎ／ｍｍ２に到達するまでの時間）は、１時間以上であった。また、モルタル材料の比重は、２．０９～２．１ｔ／ｍ３であった。
【0093】
得られたモルタル材料を図１７の吐出経路Ｒに沿って吐出及び積層したところ、４０層（０．４ｍ）の高さまで座屈及び倒壊することなく造形することができた。
【0094】
次に記載の各態様で提供されてもよい。
【0095】
（１）造形物の製造方法であって、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料の３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体と、前記造形物本体の外壁から突出するように配置されるインフィルとを形成する形成工程と、前記インフィルを前記造形物本体から切り離す切離工程と、を備える、造形物の製造方法。
【0096】
（２）上記（１）に記載の造形物の製造方法において、前記造形物本体は、下方に空間が存在するオーバーハングを有し、前記インフィルは、前記オーバーハングに連結される、造形物の製造方法。
【0097】
（３）造形物の製造方法であって、水和反応、重合反応又は焼成を経由して鉱物化する、粉体又はペースト材料である造形材料の３Ｄプリンタからの吐出及び積層によって、造形物本体と、硬化前の前記造形物本体の座屈及び／又は倒壊を防ぐインフィルとを形成する形成工程を備え、前記造形物本体は、下方に空間が存在するオーバーハングを有し、前記インフィルは、前記オーバーハングの前記空間に面する側の表面とは反対側の表面に連結される、造形物の製造方法。
【0098】
（４）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の造形物の製造方法において、前記インフィルは、前記造形物本体の第１外壁と、前記第１外壁と対向する第２外壁とに連結される、造形物の製造方法。
【0099】
（５）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の造形物の製造方法において、前記３Ｄプリンタを制御するコードを設計するコード設計工程をさらに備え、前記コードは、前記造形物本体と前記インフィルとに跨った吐出経路を含む、造形物の製造方法。
【0100】
（６）上記（５）に記載の造形物の製造方法において、前記吐出経路は、前記インフィルのうち、前記造形物本体との連結部分に折り返しを有する、造形物の製造方法。
【0101】
（７）上記（１）から（６）のいずれか１つに記載の造形物の製造方法において、前記造形材料の硬化時間は、１．０時間以上である、造形物の製造方法。
【0102】
（８）上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の造形物の製造方法において、前記造形材料の比重は、１．２ｔ／ｍ３以上である、造形物の製造方法。
【0103】
（９）上記（１）から（８）のいずれか１つに記載の造形物の製造方法において、前記形成工程において、前記造形物本体の周囲に流体又は粒体を充填する、造形物の製造方法。
【0104】
（１０）上記（１）から（９）のいずれか１つに記載の造形物の製造方法において、前記造形物は、土木構造物である、造形物の製造方法。
【0105】
（１１）上記（１０）に記載の造形物の製造方法において、前記形成工程では、前記土木構造物の構築場所で前記造形材料の吐出及び積層を行う、造形物の製造方法。
もちろん、この限りではない。
もちろん、この限りではない。
【0106】
最後に、本開示に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0107】
１０１ ：造形物
１０２ ：造形物本体
１０２Ａ ：第１外壁
１０２Ｂ ：第２外壁
１０２Ｃ ：オーバーハング
１０３ ：インフィル
１０３Ａ ：連結部分
１０４ ：土台
２０１ ：造形物
２０２ ：造形物本体
２０２Ａ ：外壁
２０２Ｂ ：下部オーバーハング
２０２Ｃ ：上部オーバーハング
２０３ ：インフィル
２０４ ：土台
３０１ ：造形物
３０２ ：造形物本体
３０２Ａ ：外壁
３０３ ：インフィル
３０３Ａ ：補助壁
３０３Ｂ ：連結部
３０４ ：土台
４０２ ：造形物本体
４０２Ａ ：第１外壁
４０２Ｂ ：第２外壁
４０２Ｃ ：第３外壁
４０２Ｄ ：第１部位
４０２Ｅ ：第２部位
５０２ ：造形物本体
５０２Ａ ：第１外壁
５０２Ｂ ：第２外壁
５０３ ：インフィル
６０２Ａ ：壁
６０３ ：インフィル
Ｃ ：容器
ＣＭ ：造形材料
Ｆ ：流体
Ｎ ：吐出ノズル
Ｐ ：構築場所
Ｒ ：吐出経路
Ｒ１ ：往路
Ｒ２ ：復路
Ｒ３ ：折返し路
ＳＦ ：表面
１０２ ：造形物本体
１０２Ａ ：第１外壁
１０２Ｂ ：第２外壁
１０２Ｃ ：オーバーハング
１０３ ：インフィル
１０３Ａ ：連結部分
１０４ ：土台
２０１ ：造形物
２０２ ：造形物本体
２０２Ａ ：外壁
２０２Ｂ ：下部オーバーハング
２０２Ｃ ：上部オーバーハング
２０３ ：インフィル
２０４ ：土台
３０１ ：造形物
３０２ ：造形物本体
３０２Ａ ：外壁
３０３ ：インフィル
３０３Ａ ：補助壁
３０３Ｂ ：連結部
３０４ ：土台
４０２ ：造形物本体
４０２Ａ ：第１外壁
４０２Ｂ ：第２外壁
４０２Ｃ ：第３外壁
４０２Ｄ ：第１部位
４０２Ｅ ：第２部位
５０２ ：造形物本体
５０２Ａ ：第１外壁
５０２Ｂ ：第２外壁
５０３ ：インフィル
６０２Ａ ：壁
６０３ ：インフィル
Ｃ ：容器
ＣＭ ：造形材料
Ｆ ：流体
Ｎ ：吐出ノズル
Ｐ ：構築場所
Ｒ ：吐出経路
Ｒ１ ：往路
Ｒ２ ：復路
Ｒ３ ：折返し路
ＳＦ ：表面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】