特許 7484006 造形物製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-07

(45)【発行日】2024-05-15

(54)【発明の名称】造形物製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/40 20170101AFI20240508BHJP

   B29C 64/118 20170101ALI20240508BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20240508BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20240508BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20240508BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

B29C64/40

B29C64/118

B29C64/393

B33Y10/00

B33Y30/00

B33Y50/02

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023209969

(22)【出願日】2023-12-13

【審査請求日】2023-12-13

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000201582

【氏名又は名称】前澤化成工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092565

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100112449

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】野口 大輝

【審査官】神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０８２６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３１６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９８８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８７２４６９８（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０３７６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１４７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００９４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９３５５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６４／００－６４／４０

Ｂ３３Ｙ １０／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱で溶解した造形材料を吐出口から吐出するノズルを有する熱溶解積層方式の３Ｄプリンタを使用して、３次元の造形物を製造する造形物製造方法であって、
前記造形物となるモデルと、このモデルの支持必要部を支持するサポートとを有する粗造形物を造形する造形工程と、
前記造形工程後に前記モデルと前記サポートとを分離することにより、前記粗造形物から前記サポートを除去する除去工程とを備え、
前記造形工程において、前記サポートの上面に接触する前記モデルの前記支持必要部を造形する際には、既に造形された造形中の前記モデルの上面に造形材料を吐出する時よりも前記ノズルの前記吐出口と前記サポートの上面との距離を所定の隙間だけ余分に形成し、吐出後に硬化する造形材料の自重による変形によって、前記サポートの上面と前記モデルの前記支持必要部の下面とを接触させて造形を行う
ことを特徴とする造形物製造方法。

【請求項2】

造形工程における所定の隙間の寸法をＨとし、熱溶解積層方式の３Ｄプリンタにおけるノズルの吐出口の開口直径をφとした場合に、φ／２≦Ｈ≦φを満たす
ことを特徴とする請求項１記載の造形物製造方法。

【請求項3】

造形工程における粗造形物のサポートは、
筒状部と、
前記筒状部から放射状に延在する複数の延在部とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の造形物製造方法。

【請求項4】

造形工程における粗造形物のサポートは、
内側筒状部及び外側筒状部と、
前記内側筒状部と前記外側筒状部とを連結する連結部とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の造形物製造方法。

【請求項5】

造形工程における粗造形物のサポートは、筒状部よりも内側に位置する追加筒状部を有する
ことを特徴とする請求項３記載の造形物製造方法。

【請求項6】

筒状部は、閉曲線をなす
ことを特徴とする請求項３記載の造形物製造方法。

【請求項7】

造形工程における粗造形物のサポートは、板状の螺旋状部を有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の造形物製造方法。

【請求項8】

造形工程における粗造形物のサポートは、筒状部を有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の造形物製造方法。

【請求項9】

造形工程における粗造形物のサポートは、
底部と、
前記底部に立設された複数の筒状部とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の造形物製造方法。

【請求項10】

除去工程において除去されたサポートは、同じ造形物を製造する際に、モデルの支持必要部を支持する支持部材として再利用可能である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の造形物製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元の造形物を製造する造形物製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、３次元の造形物を製造するための造形物製造装置としては、例えば熱溶解積層方式の３Ｄプリンタが広く知られている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

そして、その熱溶解積層方式の３Ｄプリンタを使用して、所望の形状をなす３次元の造形物を製造する場合、目的の造形物の形状によっては、その造形物となるモデルの支持必要部（オーバーハング部）を支持するサポート（サポート材）が必要となることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０００－５００７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、造形時にモデルの支持必要部を支持するサポートは、造形後には不要なものであるから、両者を分離してサポートを除去する必要があるが、その除去が困難であることが多い。

【0006】

そこで、本発明の課題の一つは、サポートを容易に除去できる造形物製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態に係る造形物製造方法は、造形物製造装置を使用して、３次元の造形物を製造する造形物製造方法であって、前記造形物となるモデルと、このモデルの支持必要部を支持するサポートとを有する粗造形物を造形する造形工程と、前記造形工程後に前記モデルと前記サポートとを分離することにより、前記粗造形物から前記サポートを除去する除去工程とを備え、前記造形工程において、前記サポートと前記モデルの前記支持必要部との間に所定の隙間を形成しながら、その支持必要部の造形を行うものである。

【0008】

上記造形物製造方法において、造形工程における所定の隙間の寸法をＨとし、造形物製造装置におけるノズルの開口直径をφとした場合に、φ／２≦Ｈ≦φを満たすものでもよい。

【0009】

上記造形物製造方法において、造形工程における粗造形物のサポートは、筒状部と、前記筒状部から放射状に延在する複数の延在部とを有するものでもよい。

【0010】

上記造形物製造方法において、造形工程における粗造形物のサポートは、内側筒状部及び外側筒状部と、前記内側筒状部と前記外側筒状部とを連結する連結部とを有するものでもよい。

【0011】

上記造形物製造方法において、造形工程における粗造形物のサポートは、筒状部よりも内側に位置する追加筒状部を有するものでもよい。

【0012】

上記造形物製造方法において、筒状部は、閉曲線をなすものでもよい。

【0013】

上記造形物製造方法において、造形工程における粗造形物のサポートは、連続関数によって形成されるものである。

【0014】

上記造形物製造方法において、造形工程における粗造形物のサポートは、板状の螺旋状部を有するものでもよい。

【0015】

上記造形物製造方法において、造形工程における粗造形物のサポートは、筒状部を有するものでもよい。

【0016】

上記造形物製造方法において、造形工程における粗造形物のサポートは、底部と、前記底部に立設された複数の筒状部とを有するものでもよい。

【0017】

上記造形物製造方法において、除去工程において除去されたサポートは、同じ造形物を製造する際に、モデルの支持必要部を支持する支持部材として再利用可能であるものでもよい。

【0018】

上記造形物製造方法において、造形物製造装置は、熱溶解積層方式の３Ｄプリンタであるものでもよい。

【0019】

また、本発明の実施形態に係る造形物製造装置は、上記造形物製造方法に使用されるものである。

【発明の効果】

【0020】

本発明の実施形態によれば、サポートを容易に除去できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一の実施形態に係る造形物製造装置である熱溶解積層方式の３Ｄプリンタを概略的に示す図で、（ａ）は全体の正面図、（ｂ）は造形ヘッドの拡大図である。

【図2】同上３Ｄプリンタを使用して製造された一の造形物（モデル）を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＡ－Ａ断面図である。

【図3】同上造形物を製造する造形物製造方法を概略的に示す図で、（ａ）ないし（ｃ）は造形工程の図、（ｄ）は除去工程の図である。

【図4】（ａ）及び（ｂ）は同上造形工程における所定の隙間に関する説明図である。

【図5】同上造形工程において造形された粗造形物の断面図である。

【図6】同上造形工程において造形された粗造形物の一部切欠き平面図である。

【図7】同上造形工程において造形された粗造形物の一部切欠き斜視図である。

【図8】（ａ）は同上除去工程において除去されたサポート（支持部材である置き駒）の斜視図、（ｂ）はそのサポートを用いた造形工程の図である。

【図9】（ａ）及び（ｂ）は造形物の試作品（φ／２≦Ｈ≦φを満たすもの）の写真である。

【図10】（ａ）ないし（ｃ）は造形物の試作品（φ／２≦Ｈ≦φを満たさないもの）の写真である。

【図11】同上３Ｄプリンタを使用して製造された他の造形物（モデル）を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＡ－Ａ断面図である。

【図12】同上造形物を製造する造形物製造方法を概略的に示す図で、（ａ）ないし（ｅ）は造形工程の図、（ｆ）は除去工程の図である。

【図13】同上造形工程において造形された粗造形物の断面図である。

【図14】同上造形工程において造形された粗造形物の一部切欠き斜視図である。

【図15】同上除去工程において除去されたサポート（支持部材である置き駒）の斜視図である。

【図16】同上造形工程で製造される係るサポートの他の例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。

【図17】モデル及びサポートの更に他の例を示す図で、（ａ）はモデルの底面図、（ｂ）はモデルの斜視図、（ｃ）はサポートの平面図、（ｄ）はサポートの斜視図である。

【図18】モデル及びサポートの更に他の例を示す図で、（ａ）はモデルの底面図、（ｂ）はモデルの斜視図、（ｃ）はサポートの平面図、（ｄ）はサポートの斜視図である。

【図19】モデル及びサポートの更に他の例を示す図で、（ａ）はモデルの底面図、（ｂ）はモデルの斜視図、（ｃ）はサポートの平面図、（ｄ）はサポートの斜視図である。

【図20】図１９に示すサポートに関する説明図である。

【図21】モデル及びサポートの更に他の例を示す図で、（ａ）はモデルの底面図、（ｂ）はモデルの斜視図、（ｃ）はサポートの平面図、（ｄ）はサポートの斜視図である。

【図22】図２１に示すサポートの拡大平面図である。

【図23】モデル及びサポートの更に他の例を示す図で、（ａ）はモデルの底面図、（ｂ）はモデルの斜視図、（ｃ）はサポートの平面図、（ｄ）はサポートの斜視図である。

【図24】図２３に示すサポートの拡大平面図である。

【図25】モデル及びサポートの更に他の例を示す図で、（ａ）はモデルの底面図、（ｂ）はモデルの斜視図、（ｃ）はサポートの平面図、（ｄ）はサポートの斜視図である。

【図26】図２５に示すサポートの拡大平面図である。

【図27】（ａ）及び（ｂ）はモデル及びサポートの更に他の例を示す図である。

【図28】図２７に示すサポートの図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は断面図、（ｅ）は底面図である。

【図29】モデル及びサポートの更に他の例を示す図で、（ａ）はモデルの平面図、（ｂ）はモデルの斜視図、（ｃ）はサポートの平面図、（ｄ）及び（ｅ）はサポートの斜視図である。

【図30】図２９に示すサポートの拡大平面図である。

【図31】図２９に示すモデル及びサポートからなる粗造形物を示す図で、（ａ）は一部切欠き平面図、（ｂ）は一部切欠き斜視図、（ｃ）は一部切欠き正面図、（ｄ）は一部切欠き側面図である。

【図32】モデル及びサポートの更に他の例を示す図で、当該モデル及びサポートからなる粗造形物の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明の一の実施形態について図面を参照して説明する。

【0023】

図１において、１は造形物製造装置である熱溶解積層方式の３Ｄプリンタで、この熱溶解積層方式の３Ｄプリンタ（以下では単に「３Ｄプリンタ１」という場合がある）は、３Ｄ造形データに基づいて、熱で溶解（溶融）した造形材料である樹脂を１層ずつ順次積層して３次元の造形物Ｗを製造するための造形機である。

【0024】

なお、３Ｄプリンタ１に用いられる造形材料である樹脂は、例えば熱可塑性樹脂（フィラメント等）で、より具体的には、例えばＰＬＡ、植物繊維入りＰＬＡ、ＡＢＳ、硝子繊維入りＡＢＳ、炭素繊維入りＡＢＳ、ＰＰ、硝子繊維入りＰＰ、炭素繊維入りＰＰ、ＰＣ、ＰＣ・ＡＢＳ、ＡＳＡ、ＴＰＥ、ＴＰＵ、酢酸セルロース、ＰＡ、ＰＥＴＧ等である。また、３Ｄプリンタ１は、例えばシングルノズルヘッド仕様のもので、造形に用いる樹脂は１種類のみでよく、サポート専用の樹脂（水溶性の樹脂等）は不要である。

【0025】

３Ｄプリンタ１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、例えば造形室２を内部に有する箱状の本体３と、造形室２内でＸ軸方向（水平方向である左右方向）及びＺ軸方向（上下方向である高さ方向）に移動可能な造形ヘッド４と、造形室２内でＹ軸方向（水平方向である前後方向）に移動可能な造形テーブル５とを備えている。

【0026】

なお、このように造形ヘッド４がＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能でかつ造形テーブル５がＹ軸方向に移動可能であることから、造形ヘッド４は造形テーブル５に対して相対的に３次元に移動する（後述するが、３Ｄプリンタ１は、図１に図示した構成には限定されず、造形ヘッド４が造形テーブル５に対して相対的に少なくとも３次元に移動する構成であればよい）。

【0027】

また、３Ｄプリンタ１は、造形ヘッド４を造形室２内でＸ軸方向及びＺ軸方向に移動させる第１駆動部６と、造形テーブル５を造形室２内でＹ軸方向に移動させる第２駆動部７と、ＳＴＬデータ等の３Ｄ造形データに基づいて両駆動部６，７等を制御する制御部８とを備えている。

【0028】

そして、その制御部８による制御に基づいて、造形ヘッド４が造形テーブル５に対して相対的に３次元に移動しながら、この移動中の造形ヘッド４のノズル１１から樹脂（溶解樹脂）が吐出され、この吐出された樹脂が硬化して固まることで、造形テーブル５上に樹脂が積層状態となって所望形状の３次元造形物Ｗが造形される。

【0029】

しかし、目的の造形物Ｗの形状によっては、後述するように、最終的に目的の造形物ＷとなるモデルＭの支持必要部（オーバーハング部）ＭＯを支持するサポート（サポート材）Ｓが必要となる場合があり、この場合には、モデルＭとサポートＳとからなる粗造形物Ｗ１が造形される。

【0030】

つまり、サポートＳを必要とする場合には、モデルＭとサポートＳとで構成される粗造形物Ｗ１を一旦造形した後、その粗造形物Ｗ１からサポートＳを除去して、目的の造形物Ｗを得ることになる。

【0031】

ここで、シングルノズルヘッド仕様の熱溶解積層方式の３Ｄプリンタ１の造形ヘッド４は、例えば溶解樹脂押出方式のもので、当該造形ヘッド４内の加熱手段（図示せず）からの熱で溶解した樹脂を吐出口１０から吐出する単一のノズル１１を有している。

【0032】

すなわち、図示しないヒータ等の加熱手段で加熱されて溶けた樹脂は、造形ヘッド４内のギア等の押出手段（図示せず）にて押し出されるようにして、造形材料吐出用の１つのノズル１１の吐出口１０から下方に向かって吐出（排出）される。なお、加熱手段や押出手段は、造形ヘッド４内ではなく造形ヘッド４外に設けてもよい。

【0033】

そして、その下方に向かって開口した円形状をなす吐出口１０の開口直径（ノズル１１の開口直径）φは、例えば０．２ｍｍ～１．０ｍｍであり、本実施形態では、例えば０．４ｍｍである（φ＝０．４ｍｍ）。

【0034】

次に、上述した熱溶解積層方式の３Ｄプリンタ１を使用して、例えば図２に示す３次元の造形物Ｗを製造する造形物製造方法について説明する。

【0035】

図２に示す造形物Ｗは、例えばキャップ形状の蓋体で、円筒状部１６と、この円筒状部１６の上端部内周面に一体に設けられた円板状部１７とを備えている。

【0036】

そして、造形物（モデルＭ）Ｗの一部を構成する円板状部１７は、３Ｄプリンタ１による造形時（造形中）に自重で崩壊しないようにサポートＳによる支持が必要な部分である支持必要部ＭＯ、すなわち、いわゆるオーバーハング部（モデルＭのうち空中に浮く部分）である（図３参照）。

【0037】

また、図３は、図２に示す造形物Ｗを製造する造形物製造方法（本実施形態に係る製造方法の一例）を概略的に示す図であって、（ａ）ないし（ｃ）は造形工程の図であり、（ｄ）は除去工程の図である。

【0038】

第１工程である造形工程は、図３（ａ）ないし（ｃ）に示すように、造形テーブル５に対して相対的に３次元に移動する造形ヘッド４のノズル１１の吐出口１０から樹脂（１種類の造形材料からなる溶解樹脂）を吐出しながら造形テーブル５上に積層することにより、最終的に目的の造形物ＷとなるモデルＭと、造形中にそのモデルＭの支持必要部ＭＯを下方側から支持するサポートＳとを有する３次元の粗造形物Ｗ１を造形テーブル５上に造形（形成）する工程である。

【0039】

第２工程である除去工程は、図３（ｄ）に示すように、造形工程後にモデルＭとサポートＳとを互いに分離することにより、粗造形物Ｗ１からサポートＳを除去して目的の造形物Ｗを得る工程である。

【0040】

そして、本実施形態に係る造形物製造方法では、上述した造形工程において、サポートＳとモデルＭの支持必要部ＭＯとの間に所定の隙間２０を一時的に形成しながら（空けながら）、その支持必要部ＭＯの造形を行う。

【0041】

より具体的には、図４（ａ）に示すように、造形工程の途中で、既に造形されたサポートＳの上面２１と、造形中のモデルＭの支持必要部ＭＯの下面（水平移動中のノズル１１の吐出口１０から吐出された吐出直後の線状の溶解樹脂の下面）２２との間に、高さ方向の所定の隙間（一定の隙間）２０を一時的に形成しながら、その支持必要部ＭＯの下面の層（円板状部１７である支持必要部ＭＯの下面となる１層分）の造形を行う。

【0042】

また、本実施形態に係る造形物製造方法は、造形工程における所定の隙間２０の寸法（隙間高さ寸法）をＨとし、熱溶解積層方式の３Ｄプリンタ１におけるノズル１１の開口直径（ノズル径）をφとした場合に、φ／２≦Ｈ≦φを満たすものである。

【0043】

それゆえ、本実施形態の如く例えばφが０．４ｍｍである場合、Ｈは０．２ｍｍ～０．４ｍｍの範囲内の寸法である。換言すると、造形工程における所定の隙間２０の寸法Ｈは、造形材料（溶解樹脂）を吐出するノズル１１の開口直径φの半分以上でかつ当該開口直径φと同一以下の範囲内の寸法である。

【0044】

ここで、造形工程において一時的に形成された隙間２０は、図４（ｂ）及び図５に示すように、樹脂が自重で下方に向かって変形する（ダレる）ことから、その樹脂ダレによって略全体が埋まる。なお、図３は樹脂ダレを省略した図である（図１２も同様）。

【0045】

つまり、水平方向に移動中のノズル１１の吐出口１０から吐出された溶解樹脂が吐出と同時に冷えて硬化すれば、ダレは生じないが、当該吐出された溶解樹脂が造形室２内の空気で冷やされて硬化するまで若干の時間を要するため、基本的には図４（ｂ）の如く自重でダレが生じる。

【0046】

その結果、水平方向に移動中のノズル１１の吐出口１０から出た樹脂は、隙間２０の分だけ自重でダレてその下面２２がサポートＳの上面（硬化部分である硬化層の上面）２１に接触して、当該上面２１にて支持される。

【0047】

しかし、当該上面２１にて支持された樹脂の接触部分（樹脂ダレの下面）は、硬化して固まっても、サポートＳの上面２１と強固に一体化（癒着）することがなく、そのため、造形工程後の除去工程におけるサポートＳの除去が容易となる。

【0048】

つまり、この造形工程においては、造形完了時にモデルＭと強固に一体化していない除去容易なサポートＳが同一材料でモデルＭと一緒に造形される。

【0049】

また、このようにモデルＭとサポートＳとを強固に一体化（癒着）させないための所定の隙間２０の寸法Ｈは、ノズル１１の開口直径φとの関係において、上述したように、φ／２≦Ｈ≦φを満たすことが好ましい。なぜなら、例えばＨがφ／２よりも小さい場合には、モデルＭとサポートＳとが比較的強固に一体化してしまい、他方、例えばＨがφよりも大きい場合には、サポートＳが意味をなさず、モデルＭの支持必要部ＭＯのうち少なくとも一部が崩壊してしまうからである。

【0050】

要するに、φ／２≦Ｈ≦φの関係を満たす場合には、モデルＭの崩壊を防止しつつ、樹脂ダレを最小限にでき、モデルＭとサポートＳとが強固に一体化（癒着）しない。

【0051】

それゆえ、除去工程におけるモデルＭとサポートＳとの分離が容易であり、例えば図３（ｄ）に示すように、造形テーブル５上において、何ら工具を用いることなく（工具レス）、作業者がモデルＭを手で上方へ持ち上げるだけで、造形テーブル５上のサポート（造形テーブル５の上面に直接接触した状態で積層造形されたサポート）Ｓから、当該モデルＭを容易に分離可能である。つまり、モデルＭを持ち上げるだけのワンアクションでモデルＭからサポートＳを極めて簡単に取り外すことができ、粗造形物Ｗ１からのサポートＳの除去が容易である。

【0052】

なお、上記した隙間２０のほか、図４や図５にも示されるように、造形工程において、水平方向の所定の隙間（一定の隙間）２５がサポートＳの外周面（外側筒状部３２の外周面）２６とモデルＭの内周面（円筒状部１６の内周面）２７との間に全周にわたって形成される。

【0053】

この隙間２５の寸法Ｄは、例えばノズル１１の開口直径φと同一で、例えば０．４ｍｍである。ただし、必ずしもＤ＝φである必要はなく、例えば隙間２５の寸法Ｄは、例えば０．５ｍｍでもよい。

【0054】

また、本実施形態に係る造形物製造方法では、図６及び図７に示すように、造形工程において造形された粗造形物Ｗ１のサポートＳは、平面視環状、すなわち例えば平面視円環状の筒状部である内側筒状部３１と、この内側筒状部３１の外側方に当該内側筒状部３１と所定距離離間して位置するとともにモデルＭの内周面２７と近接状に位置し、そのモデルＭの内周面２７に対応する形状をなす平面視環状、すなわち例えば内側筒状部３１の中心点Ｐを中心とする平面視円環状の外側筒状部３２と、内側筒状部３１から外側へ放射状に延在するように内側筒状部３１の中心点Ｐを中心として放射状に位置し、内側筒状部３１と外側筒状部３２とを一体に連結する平面視線状で板状の複数の延在部である連結部（連結板状部）３３とを有している。

【0055】

また、このサポートＳは、内側筒状部３１よりも径小に形成され、内側筒状部３１の内側方に位置する平面視環状、すなわち例えば内側筒状部３１の中心点Ｐを中心とする平面視円環状の複数、例えば２つの追加筒状部である径小筒状部３６，３７を有している。すなわち、このサポートＳの平面形状（サポートパターン）は一筆書きには制約されず、中央側の径小筒状部３６，３７は、内側筒状部３１と連結されていない。

【0056】

そして、これら径小筒状部３６，３７、内側筒状部３１及び外側筒状部３２は、同心状のものであって、いずれも同じ中心点Ｐを通る上下方向（Ｚ軸方向）に延びる中心軸線Ｌを中心とする円筒状（上下方向に軸方向を有する上下面開口状の筒形状）に形成されている（図５参照）。

【0057】

また、上下面開口状で短い円筒状の各筒状部３１，３２，３６，３７は、いずれも平面視で閉曲線である単一閉鎖曲線をなすものである（後述する筒状部等も同様）。単一閉鎖曲線(ジョルダン閉曲線)は、自身と交わらない閉じた曲線である。さらに説明すると、起点と終点が一致し、起点から終点に至るまでに自身と接触及び交差しない曲線である。単一閉曲線には、円、楕円が含まれる。また、単一閉曲線には、例えば三角形、四角形等の多角形も含まれるほか、カージオイド(ハート形)等も含まれる。さらに、閉曲線は起点と終点が一致している曲線（例えばレムニスケート等）であり、レムニスケートは領域が３つに分けられてしまうため単一閉曲線ではない。

【0058】

なお、図６に示されるように、周方向に互いに隣り合う両連結部（延在部）３３同士がなす角度θは、例えば１０°である。なお、角度θは、図示した例ではすべてが等しいが、必ずしもすべてが等しい必要はない。板状の連結部３３の厚さ（板厚寸法）ｔは、ノズル１１の開口直径φと同一で、例えば０．４ｍｍである。両径小筒状部３６，３７間の間隔寸法は、径小筒状部３６及び内側筒状部３１間の間隔寸法と同一で、例えば０．８ｍｍである。この図示した例では、内側筒状部３１の内側方（内周側）に位置する径小筒状部３６，３７の数は２つであるが、例えば１つ或いは３つ以上でもよい。

【0059】

そして、除去工程において除去された除去後のサポートＳは、図８（ａ）に示すように、除去前と全く同じ形状をしたもので、内側筒状部３１と、外側筒状部３２と、連結部３３と、径小筒状部３６，３７とを有している。

【0060】

それゆえ、除去後のサポートＳは、当該サポートＳをモデルＭとともに造形した際の造形物Ｗと同じ造形物（同一形状の３次元造形物）Ｗを製造する際に、造形中にモデルＭの支持必要部ＭＯを支持する支持部材である置き駒（サポート部材）として再利用可能である。

【0061】

つまり、図８（ａ）に示す除去後のサポートＳを置き駒として再利用して、図２に示す造形物（モデルＭ）Ｗを繰り返して製造（造形）する場合は、図８（ｂ）に示すように、モデルＭの支持必要部ＭＯが造形される直前に造形動作を一旦停止して、置き駒（支持必要部ＭＯを支持する土台）としてのサポートＳを造形テーブル５上に設置した後、造形動作を再開して、その置き駒上にモデルＭの支持必要部ＭＯを造形すればよい。

【0062】

そして、このようにサポートＳを置き駒として再利用することでサポート造形は行わず、モデルＭのみを造形するサポート再利用の造形工程においても、上記の造形工程と同様、除去後のサポート（置き駒）ＳとモデルＭの支持必要部ＭＯとの間に所定の隙間２０を一時的に形成しながら、その支持必要部ＭＯの造形を行う。

【0063】

これにより、この場合もモデルＭとサポート（置き駒）Ｓとが強固に一体化（癒着）せず、そのため、サポートＳを置き駒として再利用する場合も、除去工程におけるモデルＭとサポート（置き駒）Ｓとの分離が容易となる。そして、その除去後のサポートＳは、何度でも繰り返して使用できる。

【0064】

そして、上述した本実施形態に係る造形物製造方法によれば、造形物ＷとなるモデルＭと、このモデルＭの支持必要部ＭＯを支持するサポートＳとを有する粗造形物Ｗ１を造形する造形工程と、この造形工程後にモデルＭとサポートＳとを分離することにより、粗造形物Ｗ１からサポートＳを除去する除去工程とを備え、造形工程において、サポートＳとモデルＭの支持必要部ＭＯとの間に僅かな所定の隙間２０を形成しながらその支持必要部ＭＯの造形を行うため、除去工程におけるモデルＭとサポート（サポート構造）Ｓとの分離が容易となり、粗造形物Ｗ１からサポートＳを容易に除去でき、よって、造形物Ｗの製造性の向上を図ることができる。

【0065】

しかも、造形物（モデルＭ）Ｗの支持必要部ＭＯにサポート痕が残りにくく、造形物Ｗの品質向上も図ることができる。

【0066】

また、造形工程における所定の隙間２０の寸法をＨとし、熱溶解積層方式の３Ｄプリンタ１におけるノズル１１の開口直径をφとした場合に、φ／２≦Ｈ≦φを満たすようにすることで、造形工程でのモデルＭの崩壊を適切に防止できるばかりでなく、除去工程におけるモデルＭとサポートＳとの分離が容易となり、粗造形物Ｗ１からサポートＳを容易かつ適切に除去できる。

【0067】

さらに、造形工程における粗造形物Ｗ１のサポートＳは、平面視円環状をなす円筒状の内側筒状部３１と、この内側筒状部３１の外側方に位置し、モデルＭの円筒面状の内周面に対応する形状である平面視円環状をなす円筒状の外側筒状部３２と、内側筒状部３１から外側へ放射状に延在して内側筒状部３１と外側筒状部３２とを連結する平面視線状をなす平板状の複数の連結部（延在部）３３とを有するため、除去工程におけるモデルＭとサポートＳとの分離がより一層容易となり、粗造形物Ｗ１からサポートＳをより一層容易に除去できる。

【0068】

また、近年では造形ソフトウェアが進化しており、除去が比較的容易なサポート構造を選択可能な場合もあるが、除去し易い分、造形中にサポートが崩壊し易い等といった問題が生じるが、本実施形態の製造方法では所定形状のサポートＳを用いることでそのような問題も生じない。

【0069】

さらに、本実施形態の製造方法では、造形ソフトウェアや造形機等に制限されることなく、除去工程において容易に除去可能なサポートＳを得ることができる。すなわち例えば、サポート生成を造形ソフトウェアに依存せず、モデル形状（モデル材）に応じた所望のサポート形状（サポート材）をモデリングして３Ｄ造形データに埋め込むことができるため、熱溶解積層方式の造形機であればどれにでも適用できる。

【0070】

加えて、モデルＭとサポートＳは同一の造形材料で問題がないため、ノズル数にも制限がなく、シングルヘッド仕様の３Ｄプリンタ１で何ら問題がない。

【0071】

ここで、図９（ａ）及び（ｂ）は造形物Ｗの試作品（φ／２≦Ｈ≦φを満たすもの）の写真であり、図１０（ａ）ないし（ｃ）は造形物Ｗの試作品（φ／２≦Ｈ≦φを満たさないもの）の写真である。

【0072】

なお、その造形物（モデルＭ）Ｗの蓋体は、直径５３ｍｍ、高さ１０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍである。また、３Ｄプリンタ１のノズル径φは０．４ｍｍである。

【0073】

そして、図９（ａ）に示す試作品は、Ｈ＝０．２ｍｍ、Ｄ＝０．４ｍｍの場合である。この場合には、ほぼ抵抗なく、造形テーブル５上でモデルＭを手で持ち上げるだけで、造形テーブル５上のサポートＳからモデルＭを容易に分離できた。また、モデルＭの支持必要部ＭＯには、サポート痕が若干見えるが、凸凹にはなっておらず、造形物Ｗの品質として問題はなく、積層異常（崩壊）もない。さらに、分離したサポートＳは、置き駒として再利用可能である。

【0074】

また、図９（ｂ）に示す試作品は、Ｈ＝０．４ｍｍ、Ｄ＝０．４ｍｍの場合である。この場合には、全く抵抗なく、造形テーブル５上でモデルＭを手で持ち上げるだけで、造形テーブル５上のサポートＳからモデルＭを容易に分離できた。また、モデルＭの支持必要部ＭＯには、若干の樹脂ダレ兆候があるが、造形物Ｗの品質として問題はなく、積層異常（崩壊）もない。さらに、分離したサポートＳは、置き駒として再利用可能である。

【0075】

他方、図１０（ａ）に示す試作品は、Ｈ＝０．１ｍｍ、Ｄ＝０．４ｍｍの場合である。この場合には、モデルＭを手で持ち上げるだけでは分離できず、造形テーブル５上から粗造形物Ｗ１を取り外した後、工具であるラジオペンチを用いてモデルＭとサポートＳとを分離したが、その際に多少の抵抗があった。また、サポートＳにはラジオペンチで挟んだ際に変形した痕跡があり、このサポートＳは置き駒として再利用できない。

【0076】

また、図１０（ｂ）に示す試作品は、Ｈ＝０．５ｍｍ、Ｄ＝０．４ｍｍの場合である。この場合には、全く抵抗なく、造形テーブル５上でモデルＭを手で持ち上げるだけで、造形テーブル５上のサポートＳからモデルＭを容易に分離できた。しかし、モデルＭの支持必要部ＭＯには、部分的に積層異常（崩壊）が生じた。

【0077】

さらに、図１０（ｃ）に示す試作品は、サポート無しの場合であるが、この場合には、モデルＭの支持必要部ＭＯに積層異常（崩壊）が生じた。

【0078】

よって、これら試作品により、φ／２≦Ｈ≦φを満たすことが好ましいことが確認できた。

【0079】

なお、上記実施形態では、図２に示す造形物Ｗを製造する場合について説明したが、これには限定されず、例えば図１１に示す造形物Ｗも同様の方法で製造でき、この場合もサポートＳを容易に除去できる等、同様の作用効果を奏し得る。

【0080】

すなわち、この図１１に示す造形物Ｗは、例えば段付きの斜めキャップ形状の蓋体で、下側円筒状部４１と、この下側円筒状部４１の上端部内周面に一体に設けられ、その下側円筒状部４１よりも径小に形成された上側円筒状部４２と、この上側円筒状部４２の上端部内周面に一体に設けられた傾斜状の円板状部４３とを備えている。

【0081】

そして、造形物（モデルＭ）Ｗの一部を構成する上側円筒状部４２及び円板状部４３は、３Ｄプリンタ１による造形時（造形中）に自重で崩壊しないようにサポートＳによる支持が必要な支持必要部（オーバーハング部）ＭＯである（図１２参照）。

【0082】

また、図１２は、図１１に示す造形物Ｗを製造する造形物製造方法（本実施形態に係る製造方法の一例）を概略的に示す図であって、（ａ）ないし（ｅ）は造形工程の図であり、（ｆ）は除去工程の図である。

【0083】

そして、上述した図２に示す造形物Ｗを製造する場合と同様、図１２に示す造形工程においても、φ／２≦Ｈ≦φを満たすようにして、サポートＳとモデルＭの支持必要部ＭＯとの間に所定の隙間２０を一時的に形成しながら、その支持必要部ＭＯの造形を行う。なお、所定の隙間２０は、自重に基づく樹脂ダレによって略全体が埋まる（図１３参照）。

【0084】

また、図１２に示す造形工程で積層造形されたサポートＳも、上述した図２に示す造形物Ｗを製造する場合と同様、図１３ないし図１５に示すように、内側筒状部３１と、外側筒状部３２と、連結部３３と、径小筒状部３６，３７とを有する。なお、モデルＭの内周面２７に対応する形状をなす外側筒状部３２は、下側円筒状部４１に対応する円筒状の下側筒状部分３２ａと、上側円筒状部４２に対応する円筒状の上側筒状部分３２ｂとで構成されている。

【0085】

さらに、図１５に示す除去後のサポート（置き駒）Ｓも、図８に示すサポートＳと同様、同じ造形物Ｗを製造する際に、モデルＭの支持必要部ＭＯを支持する置き駒として再利用可能である。

【0086】

なお、本実施形態に係るサポートＳは、図８や図１５に示すものには限定されず、例えば図１６に示すように、平面視螺旋状（例えばアルキメデスの螺旋状等）をなす板状の螺旋状部（螺旋板状部）５１を有するものでもよい。

【0087】

すなわち、図１６に示すサポートＳは、連続した１つの板状の螺旋状部５１のみからなるもので、一筆書きが可能な図形からなる断面形状を有したものである。つまり、このサポートＳは、曲線をなぞるシームレスなノズル動作（ノズル１１の連続的な移動）によって形成されるものである（後述する螺旋状部等も同様）。なお、螺旋状部５１の厚さ（板厚寸法）は、ノズル１１の開口直径φと同一で、例えば０．４ｍｍである。

【0088】

また、このような螺旋状（渦巻状）をなすサポート（サポートパターン）Ｓは、例えばアルキメデスの螺旋を応用して設計することが可能なもので、その設計の基本となる連続関数は媒介変数表示で下記になる。

【0089】

Ｘ_ｔ＝ｔ・ｃｏｓ（ｔ）
Ｙ_ｔ＝ｔ・ｓｉｎ（ｔ）

【0090】

そして、図１６に示すサポートＳでも、図２に示すようなキャップ形状の造形物Ｗを同様の方法で製造でき、この場合もサポートＳを容易に除去できる等、同様の作用効果を奏し得る。

【0091】

加えて、このような螺旋状のサポートパターンは、連続関数による形状作成であるため、サポート設計が短時間で可能となり、また造形時におけるノズル１１の動作がスムーズになり、造形時間の短縮化を図ることができる。

【0092】

なお、本実施形態に係る製造方法によるモデル（製品等の目的物である造形物）Ｍやサポート（再利用可能な支持部材である置き駒）Ｓは、上述した形状には限定されず、種々の形状が考えられ、例えば図１７ないし図３２に示すようなもの等でもよく、いずれの場合もサポートＳを容易に除去できる等、同様の作用効果を奏し得る。

【0093】

まず、図１７（ａ）及び（ｂ）に示すモデルＭは、例えば楕円形状をなす蓋体で、楕円形状の円筒状部６１と、この円筒状部６１の上端部内周面に一体に設けられた楕円形状の円板状部６２とを備えている。なお、このような楕円形状をなすモデルＭを造形する場合におけるサポートＳの設計の基本となる連続関数は、媒介変数表示で下記になる。ただし、下記においてａ≠ｂである。

【0094】

Ｘ_ｔ＝ａｔ・ｃｏｓ（ｔ）
Ｙ_ｔ＝ｂｔ・ｓｉｎ（ｔ）

【0095】

そして、モデルＭの一部を構成する円板状部（上板部）６２は、３Ｄプリンタ１による造形時（造形中）に自重で崩壊しないように、図１７（ｃ）及び（ｄ）に示すサポートＳによる支持が必要な支持必要部ＭＯである。

【0096】

この図１７（ｃ）及び（ｄ）に示すサポートＳは、上記図１６に示す真円形状をなす板状の螺旋状部５１からなるものとは異なり、楕円形状をなす板状の螺旋状部６３からなるものである。

【0097】

次に、図１８（ａ）及び（ｂ）に示すモデルＭは、例えば６角星形状（５角星形状や８角星形状等でもよい）をなす蓋体で、６角星形状の筒状部６６と、この筒状部６６の上端部内周面に一体に設けられた６角星形状の板状部６７とを備えている。

【0098】

そして、このモデルＭの一部を構成する板状部（上板部）６７は、３Ｄプリンタ１による造形時（造形中）に自重で崩壊しないように、図１８（ｃ）及び（ｄ）に示すサポートＳによる支持が必要な支持必要部ＭＯである。

【0099】

この図１８（ｃ）及び（ｄ）に示すサポートＳは、真円形状をなす板状の螺旋状部６８と、この螺旋状部６８の外周側に一体に設けられた６角星形状の外周板部６９とを有し、この外周板部には３角形状の貫通孔７０が上下面に貫通して形成されている。

【0100】

次に、図１９（ａ）及び（ｂ）に示すモデルＭは、例えば３次元的なアルキメデス螺旋形状を利用した構造体である蓋体で、円筒状部７１と、この円筒状部７１の内周側に一体に設けられ、下方に向かって開口する螺旋状の孔（螺旋孔）７２が内側に形成された孔形成部７３とを備えている。

【0101】

そして、このモデルＭの一部を構成する孔形成部７３は、３Ｄプリンタ１による造形時（造形中）に自重で崩壊しないように、図１９（ｃ）及び（ｄ）に示すサポートＳによる支持が必要な支持必要部ＭＯである。

【0102】

この図１９（ｃ）及び（ｄ）に示すサポートＳは、幅寸法（上下方向寸法）が外周側から中心側に向かって徐々に増大するように変化する板状の螺旋状部７５からなるものである。この螺旋状部７５は、図１９（ｃ）からみて明らかなように、平面視で真円形状をなすものであるが、これには限定されず、例えば楕円形状等、他の形状をなすものでもよい。

【0103】

なお、このようなサポート（サポートパターン）Ｓは、例えばアルキメデスの螺旋を応用して設計することが可能なもので、その設計の基本となる連続関数は媒介変数表示で下記になり、また、その具体的な設計方法は例えば図２０に示すとおりである。

【0104】

Ｘ_ｔ＝ｔ・ｃｏｓ（ｔ）
Ｙ_ｔ＝ｔ・ｓｉｎ（ｔ）
Ｚ_ｔ＝ｔ

【0105】

次に、図２１（ａ）及び（ｂ）に示すモデルＭは、例えば真円形状をなす蓋体で、図２に示すものと同様、円筒状部７６と、この円筒状部８１の上端部内周面に一体に設けられた円板状部７７とを備えている。

【0106】

そして、このモデルＭの一部を構成する円板状部７７は、３Ｄプリンタ１による造形時（造形中）に自重で崩壊しないように、図２１（ｃ）及び（ｄ）並びに図２２に示すサポートＳによる支持が必要な支持必要部ＭＯである。

【0107】

この図２１（ｃ）及び（ｄ）並びに図２２に示すサポートＳは、図６等に示すものと同様、内側筒状部（筒状部）８１と、最も外側に位置する外側筒状部８２と、内側筒状部８１から外側へ放射状に延在して両筒状部８１，８２を連結する板状の複数の連結部（延在部）８３とを有している。

【0108】

また、このサポートＳは、内側筒状部８１よりも内側に位置する複数、例えば２つの追加筒状部である径小筒状部８６，８７を有し、これら筒状部８６，８７は平面視十字状をなす連結部８８を介して内側筒状部８１に連結されている。

【0109】

さらに、このサポートＳは、各連結部８３と交差するように内側筒状部８１と外側筒状部８２との間に位置する複数、例えば３つの中間筒状部９１，９２，９３を有している。なお、このサポートＳの各筒状部８１，８２，８６，８７，９１，９２，９３は、いずれも円筒状であるが、当該筒状部は後述のとおり当該形状に限定されるものではない。

【0110】

次に、図２３（ａ）及び（ｂ）に示すモデルＭは、例えば正方形状をなす蓋体で、４角筒状の筒状部９６と、この筒状部９６の上端部内周面に一体に設けられた正方形状の板状部９７とを備えている。

【0111】

そして、このモデルＭの一部を構成する板状部９７は、３Ｄプリンタ１による造形時（造形中）に自重で崩壊しないように、図２３（ｃ）及び（ｄ）並びに図２４に示すサポートＳによる支持が必要な支持必要部ＭＯである。

【0112】

この図２３（ｃ）及び（ｄ）並びに図２４に示すサポートＳは、図６等に示すものと同様、内側筒状部（筒状部）１０１と、最も外側に位置する外側筒状部１０２と、内側筒状部１０１から外側へ放射状に延在して両筒状部１０１，１０２を連結する板状の複数の連結部（延在部）１０３とを有している。

【0113】

また、このサポートＳは、内側筒状部１０１よりも内側に位置する複数、すなわち例えば２つの追加筒状部１０４，１０５を有している。そして、追加筒状部１０４は、放射状に位置する複数の連結部１０８を介して内側筒状部１０１に連結されている。他方、追加筒状部１０５は、その追加筒状部１０４とは連結されておらず、その追加筒状部１０４の内側に別体として配置されている。

【0114】

さらに、このサポートＳは、各連結部１０３と交差するように内側筒状部１０１と外側筒状部１０２との間に位置する複数、例えば２つの中間筒状部１０６，１０７を有している。なお、このサポートＳでは、追加筒状部１０４，１０５が３角筒状で、内側筒状部１０１が円筒状で、外側筒状部１０２及び中間筒状部１０６，１０７が４角筒状であるが、ここでも当該図示した形状には限定されず筒形状であれば任意である。

【0115】

次に、図２５（ａ）及び（ｂ）に示すモデルＭは、例えば円形状をなす蓋体で、短い円柱状の柱状部１１１と、この柱状部１１１の上端部外周面に一体に設けられた円環状の板状部１１２とを備えている。

【0116】

そして、このモデルＭの一部を構成する板状部（鍔部）１１２は、３Ｄプリンタ１による造形時（造形中）に自重で崩壊しないように、図２５（ｃ）及び（ｄ）並びに図２６に示すサポートＳによる支持が必要な支持必要部ＭＯである。

【0117】

この図２５（ｃ）及び（ｄ）並びに図２６に示すサポートＳは、図６等に示すものと同様、内側筒状部（筒状部）１１６と、最も外側に位置する外側筒状部１１７と、内側筒状部１１６から外側へ放射状に延在して両筒状部１１６，１１７を連結する板状の複数の連結部（延在部）１１８とを有している。

【0118】

また、このサポートＳは、内側筒状部１１６よりも内側に位置する１つの追加筒状部１１９を有しているが、この追加筒状部１１９は、内側筒状部１１６に連結されておらず、当該内側筒状部１１６とは別体のものである。そして、この追加筒状部１１９の内周面は、モデルＭの柱状部１１１の外周面に対応する形状に形成されている。

【0119】

さらに、このサポートＳは、各連結部１１８と交差するように内側筒状部１１６と外側筒状部１１７との間に位置する１つの中間筒状部１２０を有している。なお、このサポートＳでは、各筒状部１１６，１１７，１１９，１２０はいずれも円筒状である。

【0120】

次に、図２７（ａ）及び（ｂ）に示すモデルＭは、例えば上面開口状の箱形状をなすグリーストラップ本体で、４角形状の有底筒状の筒状部１２１と、この筒状部１２１の上端部外周面に一体に設けられた４角環状の板状部（鍔部）１２２とを備えている。また、筒状部１２１の底板１２３には、略十字状の膨出部１２４が上方に向かって膨出状に形成されており、この膨出部１２４には取付部材である油水分離部材１２５の下端部が嵌合により取り付けられる。

【0121】

そして、このモデルＭの一部を構成する膨出部１２４及び板状部（鍔部）１２２は、３Ｄプリンタ１による造形時（造形中）に自重で崩壊しないように、図２７及び図２８に示す互いに別体の２つのサポートＳ（Ｓ１，Ｓ２）による支持が必要な支持必要部ＭＯである。

【0122】

また、サポートＳ１は、モデルＭの膨出部１２４に対応する形状をなす板状の底部（土台）１２６と、この底部１２６の上面に立設された複数（例えば１０以上）の筒状部１２７とを有している。さらに、サポートＳ２は、モデルＭの板状部（鍔部）１２２に対応する形状をなす４角環状で板状の底部（土台）１２８と、この底部１２８の上面に立設された複数（例えば５以上）の筒状部１２９とを有している。つまり、各サポートＳ１，Ｓ２は、いずれも筒状部から放射状に延在する放射状の要素（延在部）を有しないサポート形状をなすものである。

【0123】

次に、図２９（ａ）及び（ｂ）に示すモデルＭは、例えばあざらし等の動物を模した部材（置物、ペット用宅墓等）で、円筒状部１３１と、この円筒状部１３１の上端側に一体に設けられたドーム形状の板状部１３２とを備えている。

【0124】

そして、このモデルＭの一部を構成する板状部１３２は、３Ｄプリンタ１による造形時（造形中）に自重で崩壊しないように、図２９（ｃ）ないし（ｅ）並びに図３０に示すサポートＳによる支持が必要な支持必要部ＭＯである。なお、図３１には、これらモデルＭ及びサポートＳからなる粗造形物Ｗ１を示す。

【0125】

このサポートＳは、図６等に示すものと同様、内側筒状部（筒状部）１３６と、最も外側に位置する外側筒状部１３７と、内側筒状部１３６から外側へ放射状に延在して両筒状部１３６，１３７を連結する板状の複数の連結部（延在部）１３８とを有している。

【0126】

また、このサポートＳは、内側筒状部１３６よりも内側に位置する追加筒状部１３９と、この追加筒状部１３９よりも内側に位置する丸棒状の中心軸部である棒状部（例えば円筒状や角筒状をなす筒状部等でもよい）１４０とを有している。なお、このサポートＳでは、各筒状部１３６，１３７，１３９はいずれも円筒状である。また、このサポートＳの上面部の形状は、モデルＭの板状部１３２に対応したドーム形状である。

【0127】

次に、図３２に示すモデルＭは、アンダーカット形状のもので、このモデルＭの支持必要部ＭＯがサポートＳにて支持されて造形される。そして、このような場合も、本実施形態に係る造形物製造方法によれば、造形後に粗造形物Ｗ１からサポートＳを容易に除去できるが、この除去の際にサポートＳの一部を破壊する必要がある。それゆえ、その除去後のサポートＳは、上述したものとは異なり、置き駒としての再利用ができない。

【0128】

なお、上述した種々の造形物（モデル）を製造（造形）するための造形物製造装置である熱溶解積層方式の３Ｄプリンタは、例えばノズル径φが１０ｍｍ以上のペレット式の大型３Ｄプリンタでもよく、この大型３Ｄプリンタでは、専用のフィラメント樹脂ではなく、安価に取得可能な一般的なペレット状の熱可塑性樹脂（リサイクルペレット材等でもよい）を造形材料として利用することが可能である。

【0129】

また、造形物製造装置は、熱溶解積層方式の３Ｄプリンタには限定されず、例えば光造形方式（ＤＬＰ方式やＳＬＡ方式）の３Ｄプリンタ等でもよい。

【0130】

さらに、造形物製造装置を使用して造形する３次元の造形物は、上述したものには限定されず、例えば筐体、継手、桝等でもよく、造形物の種類、形状や大きさ等は任意である。

【0131】

また、造形物製造装置は、造形材料を吐出するノズルを有する造形ヘッド（吐出手段）がＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能でかつ造形テーブルがＹ軸方向に移動可能な構成には限定されず、造形ヘッドが造形テーブルに対して相対的に少なくとも３次元に移動可能な構成であればよく、例えば造形ヘッドがＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能でかつ造形テーブルがＺ軸方向に移動可能な構成や、例えば造形ヘッドがロボットアーム（例えば６軸のロボットのロボットアームが好ましい）の先端部に設けられて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３方向を含む任意の方向に移動可能な構成等でもよい。

【0132】

また、造形工程における所定の隙間の寸法は、自重に基づく樹脂ダレ（造形材料のダレ）が最小限で、かつ、モデルの支持必要部の下面と当該支持必要部を支持するサポートの上面とが互いに強固に一体化（癒着）しない程度のクリアランス（僅かな隙間高さ寸法）であればよい。

【0133】

さらに、造形工程における粗造形物のサポートは、例えば外側筒状部を有しない構成、追加筒状部を有しない構成、放射状の延在部を有しない構成等でもよい。

【0134】

また、サポートの内側筒状部よりも内側に位置する追加筒状部は、内側筒状部と連結した構成（一体の構成）及び連結しない構成（別体の構成）のいずれでもよく、また、その追加筒状部の数や形状等も任意である。

【符号の説明】

【0135】

１ 造形物製造装置である熱溶解積層方式の３Ｄプリンタ
１１ ノズル
２０ 所定の隙間
３１，８１，１０１，１１６，１３６ 筒状部である内側筒状部
３２，８２，１０２，１１７，１３７ 外側筒状部
３３，８３，１０３，１１８，１３８ 延在部である連結部
３６，３７，８６，８７，１０４，１０５，１１９，１３９ 追加筒状部
５１，６３，６８，７５ 螺旋状部
１２６，１２８ 底部
１２７，１２９ 筒状部
Ｈ 所定の隙間の寸法（隙間高さ寸法）
φ ノズルの開口直径（ノズル径）
Ｗ 造形物
Ｗ１ 粗造形物
Ｍ モデル
ＭＯ 支持必要部（オーバーハング部）
Ｓ サポート

【要約】

【課題】サポートを容易に除去できる造形物製造方法を提供する。
【解決手段】造形物製造方法は、造形工程及び除去工程を備える。造形工程は、造形物となるモデルＭと、このモデルＭの支持必要部ＭＯを支持するサポートＳとを有する粗造形物Ｗ１を造形する工程である。また、除去工程は、造形工程後にモデルＭとサポートＳとを分離することにより、粗造形物Ｗ１からサポートＳを除去する工程である。そして、造形工程において、サポートＳとモデルＭの支持必要部ＭＯとの間に所定の隙間２０を形成しながら、その支持必要部ＭＯの造形を行う。
【選択図】図４

【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】

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【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

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【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】