流动性组合物组及流动性组合物的制作方法

本发明涉及形成三维造型物时使用的流动性组合物组及流动性组合物。

背景技术：

一直以来，采用各种方法制造三维造型物。其中，公开了使用流动性组合物形成三维造型物的方法。

例如，专利文献1公布了下述方法，即：使用作为流动性组合物的金属膏来形成层，对三维造型物的对应区域照射激光，在进行烧结或熔化的同时，制造三维造型物。

然而，如果在对三维造型物的对应区域进行烧结或熔化的同时制造三维造型物，由于烧结或熔化时的热度，该三维造型物的对应区域以外的部分也会烧结或熔化，有时会导致取下三维造型物时，分离操作及取下之后的成型操作等的负荷增大。即、采用制造三维造型物的原有的制造方法，不能够充分减少所制造的三维造型物的后处理工序。

现有专利文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-184622号公报。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于减少形成三维造型物之后的后处理工序。

为解决上述课题的本发明的第一方式的流动性组合物组，其特征在于，包括下述的流动性组合物，即，包含三维造型物的构成材料粒子的流动性组合物、以及包含在形成所述三维造型物时形成支承该三维造型物的支承部的支承部形成粒子的流动性组合物，所述支承部形成粒子的烧结温度比所述构成材料粒子的烧结温度高。

根据本方式，支承部形成粒子的烧结温度比构成材料粒子的烧结温度高。因此，能够在烧结三维造型物的构成材料的同时抑制支承部的烧结。因此，通过使三维造型物的对应区域以外的部分也烧结，能够抑制取下三维造型物时的分离操作及取下之后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

本发明的第二方式的流动性组合物组，其特征在于，包含：含有三维造型物的构成材料粒子的流动性组合物、以及包含在形成所述三维造型物时形成支承该三维造型物的支承部的支承部形成粒子的流动性组合物，所述支承部形成粒子的熔点比所述构成材料粒子的熔点高。

根据本方式，支承部形成粒子的熔点比构成材料粒子的熔点高。因此，能够在熔化三维造型物的构成材料的同时抑制支承部的熔化。因此，通过使三维造型物的对应区域以外的部分也熔化，能够抑制取下三维造型物时的分离操作及取下之后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

本发明的第三方式的流动性组合物组，其特征在于，在所述第一或第二方式，包含所述构成材料粒子的流动性组合物及包含所述支承部形成粒子的流动性组合物中的至少一方，包含溶剂及粘结剂中的至少一方。

根据本方式，包含构成材料粒子的流动性组合物及包含所述支承部形成粒子的流动性组合物中的至少一方，包含溶剂及粘结剂中的至少一方。通过使流动性组合物含有溶剂，能够抑制固体粒子的飞散等，通过使流动性组合物含有粘结剂，能够抑制形状在烧结或熔化三维造型物的构成材料前溃散。因此，能够提高制造三维造型物时的操作性。

本发明的第四方式的流动性组合物组，其特征在于，在所述第一至第三的任一方式中，所述支承部形成粒子均包含陶瓷粒子。

根据本方式，支承部形成粒子包含陶瓷粒子。陶瓷由于烧结温度及熔点高，能够简单地抑制对三维造型物的对应区域以外的部分的烧结或熔化。

本发明的第五方式的流动性组合物组，其特征在于，在所述第一至第三的任一方式中，所述构成材料粒子均包含金属粒子。

根据本方式，构成材料粒子包含金属粒子。因此，能够制造坚固的三维造型物。

另外，所谓“金属粒子”，是指除纯金属以外，也包括合金及金属化合物，也包括准金属及其化合物的意思。

本发明的第六方式的流动性组合物组，其特征在于，在所述第一至第三的任一方式中，所述支承部形成粒子包含陶瓷粒子，所述构成材料粒子包含金属粒子。

根据本方式，支承部形成粒子包含陶瓷粒子，构成材料粒子包含金属粒子。能够简单地抑制对三维造型物的对应区域以外的部分的烧结或熔化，同时，能够制造坚固的三维造型物。

本发明的第七方式的流动性组合物组，其特征在于，在所述第一至第三的任一方式中，所述支承部形成粒子包含金属粒子及陶瓷粒子中的至少一方，所述构成材料粒子包含树脂粒子。

根据本方式，支承部形成粒子包含金属粒子及陶瓷粒子中的至少一方，构成材料粒子包含树脂粒子。因此，能够在抑制对三维造型物的对应区域以外的部分的烧结或熔化的同时，制造树脂制的三维造型物。

本发明的第八方式的流动性组合物组，其特征在于，在所述第四、第六至第七的任一方式中，所述陶瓷粒子是至少包含下述成分中的一种的粒子，即：二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化锡、钛酸钡、酞酸钾、氧化镁以及氧化钠。

根据本方式，能够有效地抑制对三维造型物的对应区域以外的部分的烧结或熔化。

本发明的第九方式的流动性组合物组，其特征在于，在所述第五至第七的任一方式中，所述金属粒子是至少包含下述成分中的一种的粒子，即：铝、钛、铁、铜、镁、不锈钢、马氏体时效钢、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化锡、钛酸钡、酞酸钾、氧化镁及氧化钠、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙、氮化硅、氮化钛、硫化锌、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、磷酸钙、硼酸铝及硼酸镁。

根据本方式，能够制造特别坚固的三维造型物。

本发明的第十方式的流动性组合物，其特征在于，是和包含在形成所述三维造型物时形成支承该三维造型物的支承部的支承部形成粒子的流动性组合物一起使用，包含所述三维造型物的构成材料粒子的流动性组合物，所述支承部形成粒子的烧结温度比所述构成材料粒子的烧结温度高。

根据本方式，支承部形成粒子的烧结温度比所述构成材料粒子的烧结温度高。因此，能够在烧结三维造型物的构成材料的同时抑制支承部的烧结。因此，能够通过使三维造型物的对应区域以外的部分也烧结，来抑制取下三维造型物时的分离操作及取下之后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

本发明的第十一方式的流动性组合物，其特征在于，是和包含三维造型物的构成材料粒子的流动性组合物一起使用，包含形成在形成所述三维造型物时支承该三维造型物的支承部的支承部形成粒子的流动性组合物，所述支承部形成粒子的烧结温度比所述构成材料粒子的烧结温度高。

根据本方式，支承部形成粒子的烧结温度比所述构成材料粒子的烧结温度高。因此，能够在烧结三维造型物的构成材料的同时抑制支承部的烧结。因此，能够通过使三维造型物的对应区域以外的部分也烧结，来抑制取下三维造型物时的分离操作及取下之后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

本发明的第十二方式的流动性组合物，其特征在于，在所述第十或第十一的方式中，所述支承部形成粒子的烧结温度在1350℃以上1600℃以下，所述构成材料粒子的烧结温度在1100℃以上1400℃以下。

根据本方式，能够通过使三维造型物的对应区域以外的部分也有效地烧结，来抑制取下三维造型物时的分离操作及取下之后的成型操作等的负荷变大这一问题。

本发明的第十三方式的流动性组合物，其特征在于，是和包含形成在形成三维造型物时支承该三维造型物的支承部的支承部形成粒子的流动性组合物一起使用，包含所述三维造型物的构成材料粒子的流动性组合物，所述支承部形成粒子的熔点比所述构成材料粒子的熔点高。

根据本方式，支承部形成粒子的熔点比构成材料粒子的熔点高。因此，能够在熔化三维造型物的构成材料的同时抑制支承部的熔化。因此，能够通过使三维造型物的对应区域以外的部分也熔化，来抑制取下三维造型物时的分离操作及取下之后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

本发明的第十四方式的流动性组合物，其特征在于，是和包含三维造型物的构成材料粒子的流动性组合物一起使用，包含形成在形成所述三维造型物时支承该三维造型物的支承部的支承部形成粒子的流动性组合物，所述支承部形成粒子的熔点比所述构成材料粒子的熔点高。

根据本方式，支承部形成粒子的熔点比构成材料粒子的熔点高。因此，能够在熔化三维造型物的构成材料的同时抑制支承部的熔化。因此，能够通过使三维造型物的对应区域以外的部分也熔化，来抑制取下三维造型物时的分离操作及取下之后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

本发明的第十五方式的流动性组合物，其特征在于，在所述第十三或第十四的方式中，所述支承部形成粒子的熔点在1700℃以上2730℃以下，烧结温度在1300℃以上1600℃以下，所述构成材料粒子的熔点在1500℃以上1600℃以下。

根据本方式，能够通过有效地使三维造型物的对应区域以外的部分熔化或过度烧结，来抑制取下三维造型物时的分离操作及取下之后的成型操作等的负荷变大这一问题。

本发明的第十六方式的流动性组合物，其特征在于，是形成三维造型物时在加热该三维造型物并使其固化的三维造型物的制造装置中使用的流动性组合物，随着三维造型物的形成，会显示出固化该三维造型物时的烧结温度及熔点中的至少一项。

根据本方式，会显示出用于判断使三维造型物固化时的加热温度的烧结温度及熔点的至少一方。因此，例如，该流动性组合物在使用包含构成材料粒子的流动性组合物及包含支承部形成粒子的流动性组合物两者的三维造型物的制造装置中使用时，即使在将该流动性组合物作为包含构成材料粒子的流动性组合物使用的情况下，或在作为包含支承部形成粒子的流动性组合物使用的情况下，都能够有效地抑制对三维造型物的对应区域以外的部分的烧结或熔化。

另外，“会显示出使三维造型物固化时的烧结温度及熔点的至少一方”，除了指直接在流动性组合物的容纳部等显示烧结温度及熔点的情况以外，也指通过对建议加热温度的范围进行显示而间接地显示烧结温度及熔点的情况。而且，作为能够使用的三维造型物的制造装置，也指通过显示加热温度范围受限定的三维造型物的制造装置的机型名称等，间接地显示烧结温度及熔点的情况。此外，除了直接显示流动性组合物的容器及包装体的情况以外，也包括在与其有关联的其它物品(例如说明书、以及化学品安全说明书(materialsafetydatasheet)，简称msds等)上显示的情况。

附图说明

图1的(a)是示出本发明的一实施方式的三维造型物的制造装置的构成的简要构成图，图1的(b)是图1的(a)所示的c部分的放大图。

图2的(a)是示出本发明的一实施方式的三维造型物的制造装置的构成的简要构成图，图2的(b)是图2的(a)所示的c’部分的放大图。

图3是从本发明的一实施方式的头座(headbase)的图1的(b)所示的d方向所见的外观图。

图4是图3所示的e-e’部分的截面图。

图5的(a)、(b)、(c)是概括性地说明本发明的一实施方式的头部单元的设置与着落部的形成方式的关系的俯视图。

图6的(d)、(e)是概括性地说明本发明的一实施方式的头部单元的设置与着落部的形成方式的关系的俯视图。

图7是概括性地说明本发明的一实施方式的头部单元的设置与着落部的形成方式的关系的俯视图。

图8的(a)、(b)示出设置在头座上的头部单元的其它设置例的示意图。

图9的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)是表示本发明的一实施例的三维造型物的制造过程的简图。

图10是本发明的一实施例的三维造型物的制造方法的流程图。

图11的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)是表示本发明的一实施例的三维造型物的制造过程的简图。

图12是本发明的一实施例的三维造型物的制造方法的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1的(a)、(b)及图2的(a)、(b)是示出本发明的一实施方式的三维造型物的制造装置的构成的简要构成图。

其中，本实施方式的三维造型物的制造装置具备两种材料供给部(头座)，但图1的(a)、(b)及图2的(a)、(b)是分别只表示一种材料供给部的图，省略了另一种材料供给部不在图中表示。图1的(a)、(b)的材料供给部是供给包含三维造型物的构成材料粒子的流动性组合物(构成材料)的材料供给部。并且，图2的(a)、(b)的材料供给部是供给包含形成在形成所述三维造型物时支承该三维造型物的支承部的支承部形成粒子的流动性组合物(支承部形成用材料)的材料供给部。另外，包含本实施例的构成材料粒子的流动性组合物以及包含支承部形成粒子的流动性组合物，均包含溶剂和粘结剂，但也可以使用不包含其的流动性组合物。

另外，本说明书的“三维造型”，是表示形成所谓立体造型物的造型，例如，即使是平板状，所谓的二维形状的形状，也包括形成具有厚度的形状。此外，所谓“支承”，除了从下侧支撑的情况以外，也有包括从横侧支承的情况，以及根据情况从上侧支承的情况的意思。

图1的(a)、(b)及图2的(a)、(b)所示的三维造型物的制造装置2000(以下，称为形成装置2000)，包括：基台110；以及工作台120，其设置成能够通过作为基台110所具有的驱动方式的驱动装置111，在图示的x、y、z方向移动，或在以z轴为中心的旋转方向上驱动。

而且，如图1的(a)、(b)所示，具备头座支承部130，其一个端部固定在基台110上，另一个端部保持固定头座1100，该头座1100保持多个具备用于吐出构成材料的构成材料吐出部1230的头部单元1400。

而且，如图2的(a)、(b)所示，具备头座支承部130’，其一个端部固定在基台110上，另一个端部保持固定头座1100’，该头座1100’保持多个具备用于吐出支承部形成用材料的支承部形成用材料吐出部1230’的头部单元1400’。

其中，头座1100及头座1100’在xy平面上并排设置。

另外，构成材料吐出部1230及支承部形成用材料吐出部1230’，除了吐出的材料(构成材料及支承部形成用材料)不同以外，是相同构成的装置。但是，不仅限于这样的构成。

在工作台120上形成三维造型物500形成过程中的层501、502及503。在相对工作台120的区域设置有加热部1700，其通过连接在后述的控制单元400的加热部控制辊1710控制热能照射的接通和断开，从而能够加热工作台120的整个区域。

由于在三维造型物500的形成时，需要进行基于加热部1700的热能的照射，因此，为保护工作台120免于受热损害，也可以使用具有耐热性的试料板121，在试料板121上形成三维造型物500。作为试料板121，例如通过使用陶瓷板，能够得到高的耐热性，而且与熔化(或烧结)的三维造型物的构成材料的反应性也低，从而能够防止三维造型物500的变质。另外，在图1的(a)及图2的(a)，为便于说明，举出了层501、502及503这3个层的例子，但可以层叠至形成所需的三维造型物500的形状为止(至图1的(a)及图2的(a)中的层50n为止)。

其中，层501、502、503、……50n分别由利用从支承部形成用材料吐出部1230’吐出的支承部形成材料所形成的支承层300、以及利用从构成材料吐出部1230吐出的构成材料所形成的构成层310(三维造型物500的构成区域所对应的层)构成。而且，在利用从构成材料吐出部1230吐出的构成材料、和从支承部形成用材料吐出部1230’吐出的支承部形成用材料形成了一层的层之后，能够对该层整体照射来自于加热部1700的热能，使每层熔化或烧结。通过形成多层的构成层310和支承层300完成三维造型物的形状，能够使其在从形成装置2000独立出而另外设置的恒温槽(加热部)熔化或烧结。

而且，图1的(b)是表示图1的(a)所示的头座1100的c部分放大示意图。如图1的(b)所示，头座1100保持有多个头部单元1400。详情后述，但一个头部单元1400以构成材料供给装置1200所具备的构成材料吐出部1230被保持在保持治具1400a上的方式构成。构成材料吐出部1230具备吐出喷嘴1230a、以及通过材料供给控制器1500使构成材料从吐出喷嘴1230a吐出的吐出驱动部1230b。

而且，图2的(b)是表示图2的(a)所示的头座1100’的c’部分放大示意图。如图2的(b)所示，头座1100’保持有多个头部单元1400’。一个头部单元1400’以支承部形成用材料供给装置1200’所具备的支承部形成用材料吐出部1230’被保持在保持治具1400a’上的方式构成。支承部形成用材料吐出部1230’具备吐出喷嘴1230a’、以及通过材料供给控制器1500使支承部形成用材料从吐出喷嘴1230a’吐出的吐出驱动部1230b’。

加热部1700，在本实施方式中，通过作为热能照射电磁波的能量照射部进行说明。通过利用电磁波用作照射的热能，能够更有效地对目标供给材料照射能量，从而能够形成品质优良的三维造型物。例如，根据吐出的材料的种类，能够容易地进行照射能量(功率、扫描速度)的控制，从而能够得到所需品质的三维造型物。但是，不仅限于这样的构成，也可以是采用其它方法加热的构成。毫无疑义，也不仅限于利用电磁波进行的熔化及烧结。即、吐出的材料，根据情况可以是烧结材料，是熔融材料，或是通过其它方法固化的固化材料。

如图1的(b)所示，构成材料吐出部1230通过供给管1220与容纳了保持在头座1100的头座单元1400分别对应的构成材料的构成材料供给单元1210连接。而且，规定的构成材料从构成材料供给单元1210被供给构成材料吐出部1230。在构成材料供给单元1210中，包含通过本实施方式的形成装置2000造型的三维造型物500的原料的材料(包含金属粒子(构成材料粒子)的膏状的构成材料)作为供给材料容纳在构成材料容纳部1210a中，每个构成材料容纳部1210a通过供给管1220与每个构成材料吐出部1230连接。如此地，通过具备各个构成材料容纳部1210a，能够从头座1100供给多个不同种类的构成材料。

如图2的(b)所示，支承部形成用材料吐出部1230’通过供给管1220’与容纳了保持在头座1100’的头座单元1400’分别对应的支承部形成用材料的支承部形成用材料供给单元1210’连接。而且，规定的支承部形成用材料从支承部形成用材料供给单元1210’被供给支承部形成用材料吐出部1230’。在支承部形成用材料供给单元1210’中，包含对三维造型物500进行造型时构成支承部的支承部形成用材料(包含陶瓷粒子(支承部形成粒子)的膏状的支承部形成用材料)作为供给材料容纳在支承部形成用材料容纳部1210a’中，每个支承部形成用材料容纳部1210a’通过供给管1220’与每个支承部形成用材料吐出部1230’连接。如此地，通过具备各个支承部形成用材料容纳部1210a’，能够从头座1100’供给多个不同种类的支承部形成用材料。

作为构成材料，可以将例如镁(mg)、铁(fe)、钴(co)及铬(cr)、铝(al)、钛(ti)、铜(cu)、镍(ni)的单体粉末、或是含有一个以上这些金属的合金(马氏体时效钢、不锈钢、钴铬钼合金、钛合金、镍合金、铝合金、钴合金、钴铬合金)等的混合粉末，形成为含有溶剂和粘结剂的浆状(或膏状)的混合材料等使用。

而且，可以使用聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等通用工程塑料。此外，也可以使用聚砜、聚酯砜、聚苯硫醚、多芳基化合物、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮等工程塑料。

像这样，构成材料不受特别限定，也可以使用上述金属以外的金属及陶瓷及树脂等。

作为溶剂，可以举例如：水；乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚等(聚)亚烃基二醇单烷基醚类；醋酸乙基酯、醋酸正-丙基酯、醋酸异-丙基酯、醋酸正-丁基酯、醋酸异-丁基酯等醋酸酯类；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃基类；甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、乙基-正-丁基酮、二异丙基酮、乙酰丙酮等酮类；乙醇、丙醇、丁醇等醇类；四烷基铵醋酸酯类；二甲基亚砜、二乙基亚砜等亚砜系溶剂；吡啶、γ-甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶等吡啶系溶剂；四烷基铵醋酸酯(例如，四丁基铵醋酸酯等)等的离子液体等，可以从其中选出一种或两种以上组合使用。

作为粘结剂，例如，是丙烯酸树脂、环氧树脂、硅酮树脂、纤维素系树脂或其它合成树脂或pla(聚乳酸)、pa(聚酰胺)、pps(聚苯硫醚)或其它热塑性树脂。

在本实施方式，支承部形成用材料含有陶瓷。作为该支承部形成用材料，可以将例如金属氧化物、金属醇盐、金属等的混合粉末形成为包含溶剂和粘结剂的浆状(或膏状)的混合材料等使用。

但是，支承部形成用材料不受特别限定，也可以像上述构成材料的例子那样，使用陶瓷以外的金属及树脂等。

形成装置2000中，具备作为根据未图示的例如个人计算机等从数据输出装置输出的三维造型物的造型用数据，控制上述工作台120、构成材料供给装置1200所具备的构成材料吐出部1230、加热部1700、以及支承部形成用材料供给装置1200’所具备的支承部形成用材料吐出部1230’的控制手段的控制单元400。而且，控制单元400虽然未图示出，但具备：工作台120及构成材料吐出部1230、以及工作台120及以与支承部形成用材料供给装置1200’联动地驱动及操作的方式进行控制的控制部。

为能够移动至基台110而具备的工作台120，是根据来自控制单元400的控制信号，在工作台控制器410生成控制工作台120的移动开始和停止、移动方向、移动量、移动速度等的信号，信号被发送至基台110所具有的驱动装置111，因而工作台120在图示的x、y、z方向移动。在头部单元1400具备的构成材料吐出部1230中，基于来自控制单元400的控制信号，在材料供给控制器1500生成控制从构成材料吐出部1230所具备的吐出驱动部1230b的吐出喷嘴1230a吐出的材料吐出量等的信号，根据所生成的信号，从吐出喷嘴1230a吐出规定量的构成材料。

同样地，在头部单元1400’所具备的支持部形成用材料吐出部1230’中，基于来自控制单元400的控制信号，在材料供给控制器1500生成控制从支承部形成用材料吐出部1230’所具备的吐出驱动部1230b’的吐出喷嘴1230a’吐出的材料吐出量等的信号，根据所生成的信号，从吐出喷嘴1230a’吐出规定量的支承部形成用材料。

而且，在加热部1700，控制信号从控制单元400被发送至加热部控制器1710，从加热部控制器1710发送对加热部1700照射电磁波的输出信号。

接下来，进一步对头部单元1400进行详细说明。另外，头部单元1400’由支承部形成用材料吐出部1230’替代构成材料吐出部1230进行同样的设置而构成，是与头部单元1400相同的构成。因此，省略对头部单元1400’的详细构成的说明。

图3及图4示出多个保持在头座1100上的头部单元1400以及保持在头部单元1400上的构成材料吐出部1230的保持方式的一个例子，图3是从图1的(b)所示的箭头d方向的头座1100的外观图，图4是图3所示的e-e’部的简要截面图。

如图3所示，在头座1100上通过未图示出的固定方式保持有多个头部单元1400。在本实施方式的形成装置2000的头座1100中，具备：从图下方起第一列的头部单元1401及1402、第二列的头部单元1403及1404、第三列的头部单元1405及1406、然后是第四列的头部单元1407及1408的共八个单元的头部单元1400。而且，虽然未图示出，但各个头部单元1401至1408所具备的构成材料吐出部1230能够通过吐出驱动部1230b，利用供给管1220与构成材料供给单元1210连接，成为保持在保持治具1400a上的构成。

如图4所示，构成材料吐出部1230从吐出喷嘴1230a向安装在工作台120上的试料板121上吐出作为三维造型物的构成材料的材料m。在头部单元1401，举例说明了以液滴状吐出材料m的吐出方式，在头部单元1402，举例说明了以连续体状供给材料m的吐出方式。本实施方式的形成装置2000中的材料m的吐出方式是液滴状。然而，也可以使用吐出喷嘴1230a以连续体状供给构成材料的方式。

从吐出喷嘴1230a以液滴状吐出的材料m向大致重力方向飞翔，并着落在试料板121上。然后，着落的材料m形成着落部50。该着落部50的集合体作为形成在试料板121上的三维造型物500的构成层310(参照图1的(a))而形成。

图5的(a)、(b)、(c)、图6的(d)、(e)及图7是示意性地说明头部单元1400的设置与着落部50的形成方式之间的关系的俯视图(图1的(b)所示的d方向箭头示意图)。首先，如图5的(a)所示那样，在试料板121上的造型起点q1，材料m从头部单元1401及1402的吐出喷嘴1230a吐出，由着落在试料板121上的材料m形成了着落部50a和50b。另外，为便于说明，对俯视图上的着落部50施加暗影线，以形成在试料板121的上表面的第一层的层501的构成层310为例进行说明。

首先，如图5的(a)所示，在试料板121上的层501的构成层310的造型起点q1，材料m从图示下方的第一列的头部单元1401及1402所具备的构成材料吐出部1230吐出。由吐出的材料m形成着落部50a及50b。

在持续从头部单元1401及1402的构成材料吐出部1230吐出材料m的同时，使试料板121移动至与头座1100相对的y(+)方向的、图5的(b)所示的造型起点q1与第二列的头部单元1403及1404对应的位置。通过这种方式，着落部50a及50b从造型起点q1至试料板121的相对移动后的位置q2保持宽度t而延伸设置。并且，材料m从造型起点q1对应的第二列的头部单元1403及1404吐出，开始形成着落部50c及50d。

如图5的(b)所示，开始形成着落部50c及50d，在持续从头部单元1403及1404的构成材料吐出部1230吐出材料m的同时，使试料板121移动至与头座1100相对的y(+)方向的、图5的(c)所示的造型起点q1与第三列的头部单元1405及1406对应的位置。通过这种方式，着落部50a及50d从造型起点q1至试料板121的移动后的位置q2保持宽度t而延伸设置。同时，着落部50a及50b从造型起点q1至试料板121的相对移动后的位置q3保持宽度t而延伸设置。材料m从造型起点q1对应的第三列的头部单元1405及1406吐出，开始形成着落部50e及50f。

如图5的(c)所示，开始形成着落部50e及50f，在持续从头部单元1405及1406的构成材料吐出部1230吐出材料m的同时，使试料板121移动至与头座1100相对的y(+)方向的、图6的(d)所示的造型起点q1与第四列的头部单元1407及1408对应的位置。通过这种方式，着落部50e及50f从造型起点q1至试料板121的移动后的位置q2保持宽度t而延伸设置。同时，着落部50a及50b从造型起点q1至试料板121的相对移动后的位置q4保持宽度t而延伸设置，着落部50c及50d从造型起点q1至试料板121的相对移动后的位置q3保持宽度t而延伸设置。材料m从造型起点q1对应的第四列的头部单元1407及1408吐出，开始形成着落部50g及50h。

在以位置q5作为造型结束位置的情况(以下，将位置q5称为造型终点q5)下，如图6的(e)所示，通过使试料板121相对地移动至头部单元1401及1402到达造型终点q5为止，着落部50g及50h得以延伸设置。然后，在到达了造型终点q5的头部单元1401及1402中，材料m从头部单元1401及1402的构成材料吐出部1230的吐出停止。并且，在使试料板121相对地在y(+)方向移动的同时，材料m从构成材料吐出部1230吐出，直至头部单元1403、1404、1405、1406、1407及1408到达造型终点q5为止。于是，如图7所示，着落部50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g及50h保持宽度t，并从造型起点q1至造型终点q5而形成。通过这种方式，在使试料板121从造型起点q1移动至造型终点q5的同时，依次从头部单元1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407及1408进行材料m的吐出供给，能够形成宽度t、长度j的、在本实施方式的示例中呈大致矩形的着落部50。并且，作为着落部50的集合体，能够使第一层的层501的构成层310成型并构成。

如上所述，本实施方式的形成装置2000通过使试料板121与所具备的工作台120的移动同步，选择性地从头部单元1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407及1408所具备的构成材料吐出部1230进行材料m的吐出供给，能够在试料板121上形成所需形状的构成层310。而且，如上所述，工作台120的移动，在本例中只使其沿y轴方向向一个方向移动，即能够在图7所示的宽度t×长度j的区域内得到所需形状的着落部50，以及作为着落部50的集合体的构成层310。

而且，能够使得从构成材料吐出部1230吐出的材料m，从头部单元1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407及1408中的任一单元，或两个单元以上吐出供给出与其它头部单元不同的构成材料。因此，通过使用本实施方式的形成装置2000，能够得到由异种材料形成的三维造型物。

另外，在第一层的层501，如上所述，在形成构成层310之前或之后，使支承部形成用材料从支承部形成用材料吐出部1230’吐出，通过采用与上述同样的方法，能够形成支承层300。而且，在使层501层叠而形成层502、503、…50n时，同样地，能够形成构成层310及支承层300。

上述的本实施方式的形成装置2000所具备的头部单元1400及1400’的数目及排列，不仅限于上述数目及排列。在图8的(a)、(b)，作为该例，示意性地示出了设置在头座1100的头部单元1400的其它设置的例子。

图8的(a)示出了在头座1100上使头部单元1400在x轴方向并排多个的方式。图8的(b)示出了在头座1100上使头部单元1400排列成格子状的方式。另外，无论哪种方式排列的头部单元，其数目都不仅限于图示的例子。

接下来，对使用上述本实施方式的形成装置2000进行的三维造型物的制造方法的一实施例进行说明。

图9的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)是表示使用形成装置2000进行的三维造型物的制造过程的一例的简图。另外，本例是使用形成装置2000所具备的加热部1700，使构成材料及支承部形成用材料从构成材料吐出部1230及支承部形成材料吐出部1230’吐出，每形成一层的层时，加热该层制造三维造型物的三维造型物的制造方法的例子。另外，采用本实施例的三维造型物的制造方法，是制造熔化状态的三维造型物，但毫无疑问，也可以制造烧结状态的三维造型物。

最初，如图9的(a)所示，使构成材料从构成材料吐出部1230吐出，使支承部形成用材料从支承部形成用材料吐出部1230’吐出，在第一层的层501上形成构成层310及支承层300。其中，支承层300形成在该层的三维造型物的形成区域(构成层310所对应的区域)以外的区域。

接下来，如图9的(b)所示，通过加热部1700加热第一层的层501，在使该层的构成层310熔化的同时对支承层300进行烧结。另外，本实施例的加热部1700的加热温度是构成材料所含有的金属粒子(构成材料粒子)熔化的温度，且设定为支承部形成用材料所含有的陶瓷粒子(支承部形成粒子)烧结的温度。

以下，重复进行图9的(a)所示的操作和图9的(b)所示的操作，完成三维造型物的制造。

具体而言，如图9的(c)所示，使构成材料从构成材料吐出部1230吐出，使支承部形成用材料从支承部形成用材料吐出部1230’吐出，在第二层的层502上，形成构成层310及支承层300。然后，如图9的(d)所示，通过加热部1700对第二层的层502进行加热。

而且，如图9的(e)所示，在第三层的层502形成构成层310及支承层300，如图9的(f)所示，通过加热部1700对第三层的层502进行加热，如图9的(g)所示，在第四层的层502形成构成层310及支承层300，如图9的(h)所示，通过加热部1700对第四层的层502进行加热，完成三维造型物(熔化状态的构成层310)的制造。

接下来，使用流程图，对图9的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)所示的三维造型物的制造方法的一实施例进行说明。

其中，图10是本实施例的三维造型物的制造方法的流程图。

如图10所示，在本实施例的三维造型物的制造方法中，先在步骤s110，取得三维造型物的数据。详细而言，例如，从个人电脑执行的应用程序等之中，取得表现三维造型物的形状的数据。

接下来，在步骤s120，制作每层的数据。详细而言，在表现三维造型物的形状的数据中，根据z方向的造型分辨率切片，生成每个截面的位图数据(截面数据)。

这时，所生成的位图数据成为区别三维造型物的形成区域和三维造型物的非形成区域的数据。

接下来，在步骤s130，根据形成三维造型物的形成区域的数据，使构成材料从构成材料吐出部1230吐出(供给)，形成构成层310。

接下来，在步骤s140，根据形成三维造型物的非形成区域的数据，使支承部形成用材料从支承部形成用材料吐出部1230’吐出(供给)，形成和步骤s130构成的构成层310相同的层所对应的支承层300。

另外，步骤s130和步骤s140的顺序可以相反，也可以同时进行。

接下来，在步骤s150，从加热部1700对步骤s130构成的构成层310及步骤s140构成的支承层300所对应的层照射电磁波(给予热能)，在熔化该层的构成层310的同时，烧结支承层300。

另外，在本步骤中，是对构成层310进行熔化对支承层300进行烧结，但也可以是对构成层310进行熔化对支承层300既不熔化也不烧结，或对构成层310进行烧结对支承层300既不熔化也不烧结。

而且，根据步骤s160，重复进行从步骤s130到步骤s160的操作，直至基于在步骤s120生成的各个层所对应的位图数据的三维造型物的造型完成为止。

而且，三维造型物的造型完成后，在步骤s170，进行三维造型物的显影(从三维造型物的形成区域即构成层310所对应的部分去除三维造型物的非形成区域即支承层300所对应的部分)，本实施例的三维造型物的制造方法即结束。

接下来，对使用上述本实施方式的形成装置2000进行的三维造型物的制造方法的其它的一实施例进行说明。

图11的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)是表示使用形成装置2000进行的三维造型物的制造过程的一例的简图。另外，本例是不使用形成装置2000所具备的加热部1700，而在单独出形成装置2000另外设置的未图示出的恒温槽(加热部)，使构成材料及支承部形成用材料从构成材料吐出部1230及支承部形成用吐出部1230’吐出，在完成三维造型物的形状的形成之后，对该三维造型物的形成物进行加热制造(熔化)三维造型物的三维造型物的制造方法的例子。此外，根据本实施例的三维造型物的制造方法，是制造熔化状态的三维造型物，但毫无疑问，也可以使加热温度降低来制造烧结状态的三维造型物。

起先，如图11的(a)所示，使构成材料从构成材料吐出部1230吐出，使支承部形成用材料从支承部形成用材料吐出部1230’吐出，在第一层的层501上形成构成层310及支承层300。其中，支承层300形成在该层的三维造型物的形成区域(构成层310所对应的区域)以外的区域。

接下来，如图11的(b)所示，使构成材料从构成材料吐出部1230吐出，使支承部形成用材料从支承部形成用材料吐出部1230’吐出，在第二层的层502上形成构成层310及支承层300。

接着，如图11的(c)及图11的(d)所示，重复图11的(a)及图的(b)所示的操作，完成三维造型物的形状。

接着，如图11的(e)所示，将该三维造型物的形成物在未图示出的恒温槽里加热，在熔化该三维造型物的形成物的构成层310的同时烧结支承层300，从而完成三维造型物(熔化状态的构成层310)。本实施例的该恒温槽的加热温度是构成材料所含有的金属粒子(构成材料粒子)熔化的温度，且设定为支承部形成用材料所含有的陶瓷粒子(支承部形成粒子)烧结的温度。

接下来，通过流程图，对图11的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)所示的三维造型物的制造方法的一实施例进行说明。

其中，图12是本实施例涉及的三维造型物的制造方法的流程图。

另外，图12的步骤s110至步骤s140以及步骤s170，与图10的步骤s110至步骤s140以及步骤s170同样，因此省略对其的说明。

如图12所示，在本实施例的三维造型物的制造方法中，步骤s140结束后，进入步骤s160。

接着，根据步骤s160，重复进行步骤s130至步骤s160，直至基于步骤s120生成的各个层所对应的位图数据的三维造型物的形成物的造型完成为止，三维造型物的形成物的造型完成后，进入步骤s165。

在步骤s165中，在未图示出的恒温槽，对重复步骤s130至步骤s160而形成的三维造型物的形成体，在熔化其构成层310的同时烧结其支撑层300。另外，在本步骤，是熔化构成层310并烧结支承层300，但也可以熔化构成层310而不熔化不烧结支承层300，也可以烧结构成层310而不熔化不烧结支承层300。然后，在本步骤完成后，进入步骤s170。

其中，在上述形成装置2000中使用，包括了包含三维造型物的构成材料粒子的流动性组合物、以及包含形成三维造型物时形成支承该三维造型物的支承部(支承层300)的支承部形成粒子的流动性组合物的流动性组合物组，其支撑部形成粒子的烧结温度比构成材料粒子的烧结温度高。因此，能够在烧结三维造型物的构成材料的同时抑制支承部的烧结。因此，通过对三维造型物的对应区域以外的部分也进行烧结，能够抑制取下三维造型物时的分离操作及取下后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

而且，本实施例的流动性组合物组，支承部形成粒子的熔点比构成材料粒子的熔点高。因此，能够在使三维造型物的构成材料熔化的同时，抑制支承部的熔化。因此，通过使三维造型物的对应区域以外的部分也熔化，能够抑制取下三维造型物时的分离操作及取下之后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

其中，优选包含构成材料粒子的流动性组合物及包含所述支承部形成粒子的流动性组合物中的至少一方，含有溶剂及粘结剂的至少一项。这是由于通过使流动性组合物包含溶剂，能够抑制固体粒子的飞散等，通过使流动性组合物包含粘结剂，能够抑制形状在烧结及熔化三维造型物的构成材料之前崩坏这一问题。因此，通过形成这种流动性组合组，能够提高制造三维造型物时的操作性。

而且，本实施例的支持部形成粒子包含陶瓷粒子。陶瓷由于烧结温度及熔点高，能够简单地抑制对三维造型物的对应区域以外的部分的烧结或熔化。

而且，本实施例的构成材料粒子包含金属粒子。因此，能够制造坚固的三维造型物。

另外，所谓“金属粒子”，是指除纯金属以外，也包括合金及金属化合物，也包括准金属及其化合物的意思。

即、本实施例的支承部形成粒子包含陶瓷粒子，本实施例的构成材料粒子包含金属粒子。因此，能够简单地抑制对三维造型物的对应区域以外的部分的烧结或熔化，同时，能够制造坚固的三维造型物。

另一方面，可以形成支承部形成粒子包含金属粒子及陶瓷粒子中的至少一方，构成材料粒子包含树脂粒子的构成。通过形成这样的构成，能够在抑制对三维造型物的对应区域以外的部分的烧结或熔化的同时，制造树脂制的三维造型物。

而且，作为支承部形成粒子的陶瓷粒子，优选是至少包含下述成分中的一种的粒子，即：二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化锡、钛酸钡、酞酸钾、氧化镁以及氧化钠。因为这样能够有效地抑制对三维造型物的对应区域以外的部分的烧结或熔化。

而且，作为构成材料粒子的金属粒子，优选是至少包含下述成分中的一种的粒子，即：铝、钛、铁、铜、镁、不锈钢、马氏体时效钢、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化锡、钛酸钡、酞酸钾、氧化镁及氧化钠、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙、氮化硅、氮化钛、硫化锌、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、磷酸钙、硼酸铝及硼酸镁。因为这样能够制造特别坚固的三维造型物。

本实施例的三维造型物的包含构成材料粒子的流动性组合物，和包含在形成所述三维造型物时形成支承该三维造型物的支承部的支承部形成粒子的流动性组合物一起使用，能够表现出支承部形成粒子的烧结温度比构成材料粒子的烧结温度高。通过使包含构成材料粒子的流动性组合物成为这样的流动性组合物，能够在烧结三维造型物的构成材料的同时抑制支承部的烧结。因此，通过对三维造型物的对应区域以外的部分也进行烧结，能够抑制取下三维造型物时的分离操作及取下后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

而且，在形成本实施例的三维造型物时，包含形成支承该三维造型物的支承部的支承部形成粒子的流动性组合物，与包含三维造型物的构成材料粒子的流动性组合物一起使用，能够表现出支承部形成粒子的烧结温度比构成材料粒子的烧结温度高。通过使包含支承部形成粒子的流动性组合物成为这样的流动性组合物，能够在烧结三维造型物的构成材料的同时抑制支承部的烧结。因此，通过对三维造型物的对应区域以外的部分也进行烧结，能够抑制取下三维造型物时的分离操作及取下后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

其中，如果支承部形成粒子的烧结温度在1350℃以上1600℃以下，构成材料粒子的烧结温度在1100℃以上1400℃以下，则通过有效地对三维造型物的对应区域以外的部分也进行烧结，能够抑制取下三维造型物时的分离操作及取下后的成型操作等的负荷变大这一问题。

而且，本实施例的三维造型物的包含构成材料粒子的流动性组合物，和包含在形成所述三维造型物时形成支承该三维造型物的支承部的支承部形成粒子的流动性组合物一起使用，能够表现出支承部形成粒子的熔点比构成材料粒子的熔点高。通过使包含构成材料粒子的流动性组合物成为这样的流动性组合物，能够在熔化三维造型物的构成材料的同时抑制支承部的熔化。因此，通过对三维造型物的对应区域以外的部分也进行熔化，能够抑制取下三维造型物时的分离操作及取下后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

而且，在形成本实施例的三维造型物时，包含形成支承该三维造型物的支承部的支承部形成粒子的流动性组合物，与包含三维造型物的构成材料粒子的流动性组合物一起使用，能够表现出支承部形成粒子的熔点比构成材料粒子的熔点高。通过使包含支承部形成粒子的流动性组合物成为这样的流动性组合物，能够在熔化三维造型物的构成材料的同时抑制支承部的熔化。因此，通过对三维造型物的对应区域以外的部分也进行熔化，能够抑制取下三维造型物时的分离操作及取下后的成型操作等的负荷变大这一问题。因此，能够减少形成三维造型物之后的后处理工序。

其中，如果支承部形成粒子的熔点在1700℃以上2730℃以下，烧结温度在1300℃以上1600℃以下，构成材料粒子的熔点在1500℃以上1600℃以下，则通过有效地对三维造型物的对应区域以外的部分进行熔化或过度烧结，能够抑制取下三维造型物时的分离操作及取下后的成型操作等的负荷变大这一问题。

如上所述，优选形成三维造型物时在加热该三维造型物加热并使其固化的三维造型物的制造装置中使用的流动性组合物，随着三维造型物的形成，会显示出固化该三维造型物时的烧结温度及熔点中的至少一项。

如果流动性组合物会显示出用于判断使三维造型物固化时的加热温度的烧结温度及熔点的至少一方，则例如，该流动性组合物在使用包含构成材料粒子的流动性组合物及包含支承部形成粒子的流动性组合物两者的三维造型物的制造装置中使用时，即使在将该流动性组合物作为包含构成材料粒子的流动性组合物使用的情况下，或在作为包含支承部形成粒子的流动性组合物使用的情况下，都能够有效地抑制对三维造型物的对应区域以外的部分的烧结或熔化。

另外，“会显示出使三维造型物固化时的烧结温度及熔点的至少一方”，除了指直接在流动性组合物的容纳部等显示烧结温度及熔点的情况以外，也指通过对建议加热温度的范围进行显示而间接地显示烧结温度及熔点的情况。而且，作为能够使用的三维造型物的制造装置，也指通过显示加热温度范围受限定的三维造型物的制造装置的机型名称等，间接地显示烧结温度及熔点的情况。此外，除了直接显示流动性组合物的容器及包装体的情况以外，也包括在与其有关联的其它物品(例如说明书等)上显示的情况。

此外，优选替代烧结温度及熔点的至少一方，或与烧结温度及熔点的至少一方一起，显示其用途(是作为三维造型物的构成材料使用，还是作为支承部形成用材料使用等)。

本发明不仅限于上述实施例，在不脱离发明宗旨的范围内，可以通过各种构成实现。例如，对应于发明内容栏所记载的各方式中的技术特征的实施例中的技术特征，为了解决上述课题的一部分或全部，或者为了实现上述效果的一部分或全部，可以适当地进行替换及组合。此外，如果该技术特征没有作为本说明书中必须的部分进行说明，则可以适当地进行删除。

符号说明

50、50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g以及50、着落部

110、基台111、驱动装置

120、工作台(支承体)121、试料板

130、130’、头座支承部300、支承层(支承部)

310、构成层400、控制单元(控制部)

410、工作台控制器430、激光控制器

500、三维造型物501、502及503、层

1100、1100’、头座1200、构成材料供给装置

1200’、支承部形成用材料供给装置

1210、构成材料供给单元

1210’、支承部形成用材料供给单元

1210a、构成材料容纳部

1210a’、支承部形成用材料容纳部

1220、1220’、供给管1230、构成材料吐出部

1230’、支承部形成用材料吐出部

1230a、1230a’、吐出喷嘴1230b、1230b’、吐出驱动部

1400、1400’、头部单元

1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407及1408、头部单元

1400a、1400a’、保持治具1500、材料供给控制器

1600、1600’、头座1700、加热部

1710、加热部控制器2000、形成装置(三维造型物的制造装置)

l、激光m、材料(构成材料)。