JP6308421B2 - Manufacturing method of three-dimensional structure - Google Patents

Description

本発明は、製作対象物体の三次元造形物を積層造形法により製造する方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a three-dimensional structure of an object to be manufactured by an additive manufacturing method.

積層造形法では、製作対象物体が、多数の層を積み重ねて形成されているとして、多数の層を順に形成して積み重ねていくことにより製作対象物体の三次元造形物を製作する。各層の形成は、製作対象物体の三次元形状を表わす三次元形状データに基づいて行われる。なお、以下において、三次元造形物の各層を、単に層と呼ぶ。   In the additive manufacturing method, assuming that the object to be manufactured is formed by stacking a number of layers, a three-dimensional structure of the object to be manufactured is manufactured by sequentially forming and stacking a number of layers. Each layer is formed based on three-dimensional shape data representing the three-dimensional shape of the object to be manufactured. Hereinafter, each layer of the three-dimensional structure is simply referred to as a layer.

このような積層造形法により、例えば、三次元造形物を製品の模型として製作し、この模型に基づいて、製品の外観や性能を評価する。   By such an additive manufacturing method, for example, a three-dimensional structure is manufactured as a product model, and the appearance and performance of the product are evaluated based on this model.

積層造形法には、例えば、粉末法、光造形法、シート積層法、および、溶融堆積法がある。   The additive manufacturing method includes, for example, a powder method, an optical forming method, a sheet stacking method, and a melt deposition method.

粉末法では、粉末材料を広げて一層分の粉末材料を配置する。この粉末材料にバインダをヘッドから噴射して粉末材料を固め、もしくは、この粉末材料にレーザビームを照射して粉末材料を焼結させる。これにより、１つの層を形成する。次いで、この層の上に次の層分の粉末材料を導入し、この粉末材料に、上記と同様に、バインダを噴射し、または、レーザビームを照射して、次の層を形成する。これを繰り返すことにより、多数の層を積み重ねて三次元造形物を製作する。   In the powder method, the powder material is spread and one layer of the powder material is arranged. A binder is sprayed onto the powder material from the head to solidify the powder material, or the powder material is irradiated with a laser beam to sinter the powder material. Thereby, one layer is formed. Next, the powder material for the next layer is introduced onto this layer, and the powder material is sprayed with a binder or irradiated with a laser beam in the same manner as described above to form the next layer. By repeating this, a number of layers are stacked to produce a three-dimensional structure.

光造形法では、紫外線が照射されることにより硬化する紫外線硬化樹脂を用意する。一層分の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して、１つの層を硬化して形成する。次いで、この層の上に次の一層分の紫外線硬化樹脂を導入して、この紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して、次の層を硬化して形成する。これを繰り返すことにより、多数の層を積み重ねて三次元造形物を製作する。   In the optical modeling method, an ultraviolet curable resin that is cured by being irradiated with ultraviolet rays is prepared. One layer of ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays to cure and form one layer. Next, an ultraviolet curable resin for the next layer is introduced onto the layer, and the ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays to cure and form the next layer. By repeating this, a number of layers are stacked to produce a three-dimensional structure.

シート積層法では、シートを造形テーブルに導入して、このシートにおいて、１つの層に相当する部分の輪郭に切り込みを入れる。その後、次のシートを、造形テーブルに導入して前回導入したシートの上面に接着するとともに、この次のシートにおいて、次の層に相当する部分の輪郭に切り込みを入れる。これを繰り返して多数の層を形成したら、切り込みに沿ってシートの不要部分を除去することにより、多数の層を積み重ねた三次元造形物が得られる。   In the sheet lamination method, a sheet is introduced into a modeling table, and a cut is made in the contour of a portion corresponding to one layer in this sheet. Thereafter, the next sheet is introduced into the modeling table and bonded to the upper surface of the previously introduced sheet, and the outline of the portion corresponding to the next layer is cut in the next sheet. If a large number of layers are formed by repeating this, a three-dimensional structure in which a large number of layers are stacked is obtained by removing unnecessary portions of the sheet along the cuts.

溶融堆積法では、材料（例えば樹脂）を熱で溶かし、溶けた材料を、１つの層に相当する形状と寸法に延ばして固める。次いで、この層の上に、溶けた材料を新たに導入し、次の層に相当する形状と寸法に延ばして固める。これを繰り返すことにより、多数の層を積み重ねて三次元造形物を製作する。   In the melt deposition method, a material (for example, resin) is melted by heat, and the melted material is stretched to a shape and size corresponding to one layer and hardened. Next, a melted material is newly introduced on this layer, and is stretched to a shape and size corresponding to the next layer and hardened. By repeating this, a number of layers are stacked to produce a three-dimensional structure.

特開２０１３−１８２２２号公報JP 2013-18222 A

三次元造形物の材料の強度が低い場合には、三次元造形物が破損しやすい。例えば、三次元造形物において細長く延びる部分が存在する場合には、この部分は、強度（曲げ強さ）が低く破断しやすい。   When the strength of the material of the three-dimensional structure is low, the three-dimensional structure is easily damaged. For example, in the case where there is an elongated portion in the three-dimensional structure, this portion has a low strength (bending strength) and easily breaks.

ところで、上記の特許文献１では、製作された三次元造形物の上面にシートを密着させて、三次元構造物を完成させている。これにより、三次元造形物の上面がシートで保護されるため、三次元造形物の上面を人が触って三次元造形物が損傷することが防止される。すなわち、三次元造形物の外面強度が向上する。   By the way, in said patent document 1, a sheet | seat is stuck on the upper surface of the manufactured three-dimensional structure, and the three-dimensional structure is completed. Thereby, since the upper surface of the three-dimensional structure is protected by the sheet, the three-dimensional structure is prevented from being damaged by a person touching the upper surface of the three-dimensional structure. That is, the outer surface strength of the three-dimensional structure is improved.

また、従来では、製作された三次元造形物の表面に保護用の表面処理剤を塗布することにより、三次元造形物の外面強度を向上させて、三次元造形物の表面を保護することも行われていた。   In addition, conventionally, by applying a surface treatment agent for protection to the surface of the manufactured three-dimensional structure, it is possible to improve the outer surface strength of the three-dimensional structure and protect the surface of the three-dimensional structure. It was done.

しかし、このように、三次元造形物の表面に保護用のシートや表面処理剤を付加すると、三次元造形物の表面形状精度が低下する可能性がある。
また、三次元造形物の表面に対する、保護用のシートや表面処理剤の付加によっては、三次元構造物の内部強度を向上させることができない。 However, when a protective sheet or a surface treatment agent is added to the surface of the three-dimensional structure as described above, the surface shape accuracy of the three-dimensional structure may be reduced.
Moreover, the internal strength of a three-dimensional structure cannot be improved by adding a protective sheet or a surface treatment agent to the surface of the three-dimensional structure.

一方、三次元造形物を高強度の物質で形成することも考えられる。しかし、この場合には、高強度の物質が積層造形法に適さず、三次元造形物の形成が困難となる可能性がある。   On the other hand, it is also conceivable to form a three-dimensional structure with a high-strength material. However, in this case, a high-strength substance is not suitable for the additive manufacturing method, and it may be difficult to form a three-dimensional structure.

そこで、本発明の目的は、高強度の材料で三次元造形物を製作しない場合でも、三次元造形物の表面形状精度を低下させることなく、三次元造形物の内部強度を高めることができる方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is a method capable of increasing the internal strength of a three-dimensional structure without reducing the surface shape accuracy of the three-dimensional structure even when the three-dimensional structure is not manufactured with a high-strength material. Is to provide.

上述の目的を達成するため、本発明によると、三次元造形物の外表面の開口から内部に延びている補強穴に補強材を設けた該三次元造形物の製造方法であって、
（Ａ）製作対象物体の三次元形状に前記補強穴の形状を加えた三次元形状のデータに基づいて積層造形法により前記補強穴を含む三次元造形物を製作し、または、製作対象物体の三次元形状のデータに基づいて積層造形法により三次元造形物を製作し該三次元造形物に前記補強穴を形成し、
（Ｂ）前記（Ａ）で製作した前記三次元造形物の材料と異なる流動性物質を、前記補強穴に充填し、
（Ｃ）前記補強穴に充填した前記流動性物質を硬化させることにより、該流動性物質を前記三次元造形物の補強材にする、ことを特徴とする三次元造形物の製造方法が提供される。 In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, there is provided a manufacturing method of the three-dimensional structure, in which a reinforcing material is provided in a reinforcing hole extending from the opening of the outer surface of the three-dimensional structure.
(A) A three-dimensional structure including the reinforcing holes is manufactured by a layered manufacturing method based on the three-dimensional shape data obtained by adding the shape of the reinforcing holes to the three-dimensional shape of the object to be manufactured. Based on the data of the three-dimensional shape, a three-dimensional structure is manufactured by the additive manufacturing method, and the reinforcing hole is formed in the three-dimensional structure,
(B) Filling the reinforcing hole with a fluid substance different from the material of the three-dimensional structure manufactured in (A),
(C) A method of manufacturing a three-dimensional structure is provided, wherein the fluid substance filled in the reinforcing hole is cured to make the fluid substance a reinforcing material for the three-dimensional structure. The

本発明の具体例は、以下の通りである。   Specific examples of the present invention are as follows.

前記三次元造形物は、線状に延びる線状部分を含み、
前記補強穴は、前記線状部分の内部において、該線状部分に沿って延びている。 The three-dimensional structure includes a linear portion extending linearly,
The reinforcing hole extends along the linear portion inside the linear portion.

線状に細長く延びる線状部分は破断しやすい。そこで、このような線状部分の内部において当該線状部分に沿って延びる補強穴を形成し、この補強穴に補強材を設ける。これにより、線状部分の強度を高めることができる。   A linear portion extending in a linear shape is easily broken. Therefore, a reinforcing hole extending along the linear portion is formed inside the linear portion, and a reinforcing material is provided in the reinforcing hole. Thereby, the intensity | strength of a linear part can be raised.

前記（Ａ）の前に、製作対象物体の三次元形状に補強穴を加えた形状を表わす修正後の三次元形状のデータを作成し、
前記（Ａ）では、修正後の三次元形状のデータに基づいて、三次元造形物を積層造形法により製作する。 Before (A), create a corrected three-dimensional shape data representing a shape obtained by adding a reinforcing hole to the three-dimensional shape of the object to be manufactured,
In (A), based on the corrected three-dimensional shape data, a three-dimensional structure is manufactured by the additive manufacturing method.

このように、積層造形法で用いる三次元形状データに補強穴を含ませることにより、強度を高めたい部分を自由に設定し、設定した部分の強度を高めることができる。   Thus, by including a reinforcement hole in the three-dimensional shape data used in the layered manufacturing method, it is possible to freely set a portion whose strength is to be increased and to increase the strength of the set portion.

前記補強穴は、前記三次元造形物の外表面から、前記三次元造形物の内部へ延びて当該内部において分岐している。   The reinforcing hole extends from the outer surface of the three-dimensional structure to the inside of the three-dimensional structure and branches in the inside.

このように補強穴が分岐しているので、三次元造形物の外表面における補強穴の１つの開口から流動性物質を導入するだけで、補強穴の全体に流動性物質を充填できる。したがって、互いに独立した複数の補強穴を、上述のように分岐した補強穴に置き換えることにより、補強穴全体に流動性物質を充填する作業の効率が高まる。   Since the reinforcing holes are branched in this way, the entire reinforcing hole can be filled with the fluid substance simply by introducing the fluid substance from one opening of the reinforcing hole on the outer surface of the three-dimensional structure. Therefore, the efficiency of the operation | work which fills the whole reinforcement hole with a fluid substance increases by replacing the several reinforcement hole independent from each other with the reinforcement hole branched as mentioned above.

前記（Ｂ）において、
（Ｂ１）三次元造形物の前記外表面において、補強穴が開口している開口面に対する側面である外周面に取付具を取り付け、該取付具に結合された蓋部で前記開口面を覆い、該蓋部と前記開口面により内部空間を形成し、
（Ｂ２）前記蓋部を貫通する貫通穴と前記内部空間を通して、前記補強穴に流動性物質を導入することにより、前記補強穴に流動性物質を充填する。 In (B) above,
(B1) On the outer surface of the three-dimensional structure, a fixture is attached to an outer peripheral surface that is a side surface with respect to the opening surface in which the reinforcing hole is open, and the opening surface is covered with a lid unit coupled to the fixture. An internal space is formed by the lid and the opening surface,
(B2) A fluid substance is filled into the reinforcing hole by introducing a fluid substance into the reinforcing hole through the through hole penetrating the lid portion and the internal space.

本発明によると、三次元造形物に形成された補強穴に流動性物質を充填し、この流動性物質を硬化させることにより該流動性物質を三次元造形物の補強材にする。したがって、三次元造形物の外表面に保護用のシートや表面処理剤を付加する場合と違って、三次元造形物の表面形状精度が低下しない。また、補強穴に補強材を設けるので、高強度の材料で三次元造形物を製作しなくても、三次元造形物の内部強度を高めることができる。
このように、高強度の材料で三次元造形物を製作しない場合でも、三次元造形物の表面形状精度を低下させることなく、三次元造形物の内部強度を高めることが可能となる。 According to the present invention, a fluid substance is filled in the reinforcing holes formed in the three-dimensional structure, and the fluid substance is cured to make the fluid substance a reinforcing material for the three-dimensional structure. Therefore, unlike the case where a protective sheet or a surface treatment agent is added to the outer surface of the three-dimensional structure, the surface shape accuracy of the three-dimensional structure does not deteriorate. Further, since the reinforcing material is provided in the reinforcing hole, the internal strength of the three-dimensional structure can be increased without manufacturing the three-dimensional structure with a high-strength material.
Thus, even when a three-dimensional structure is not manufactured with a high-strength material, the internal strength of the three-dimensional structure can be increased without reducing the surface shape accuracy of the three-dimensional structure.

本発明の実施形態による三次元造形物の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the embodiment of the present invention. 補強穴を含む三次元造形物の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the three-dimensional structure containing a reinforcement hole. 粉末法を行う三次元造形装置の一例を示す。An example of the three-dimensional modeling apparatus which performs a powder method is shown. 光造形法を行う三次元造形装置の一例を示す。An example of the three-dimensional modeling apparatus which performs an optical modeling method is shown. シート積層法を行う三次元造形装置の一例を示す。An example of the three-dimensional modeling apparatus which performs a sheet | seat lamination method is shown. 溶融堆積法を行う三次元造形装置の一例を示す。An example of the three-dimensional modeling apparatus which performs a melt deposition method is shown. 補強穴へ流動性物質を充填する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of filling a fluid substance into a reinforcement hole. 補強穴へ流動性物質を充填する別の方法の説明図である。It is explanatory drawing of another method of filling a fluid substance into a reinforcement hole. 補強穴へ流動性物質を充填する別の方法の説明図である。It is explanatory drawing of another method of filling a fluid substance into a reinforcement hole.

本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図１は、本発明の実施形態による三次元造形物の製造方法を示すフローチャートである。この方法により、三次元造形物１の外表面の開口３ａから内部に延びている補強穴３に補強材を設けた三次元造形物１（後述の図２を参照）を製造する。この方法は、ステップＳ１〜ステップＳ４を有する。   FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing a three-dimensional structure according to an embodiment of the present invention. By this method, the three-dimensional structure 1 (see FIG. 2 described later) in which the reinforcing material is provided in the reinforcing hole 3 extending inward from the opening 3a on the outer surface of the three-dimensional structure 1 is manufactured. This method has steps S1 to S4.

ステップＳ１において、製作対象物体の三次元形状に補強穴３の形状を加えた三次元形状のデータ（以下、修正後三次元形状データという）を作成する。すなわち、ステップＳ１において、製作対象物体の三次元形状を表現する修正前の三次元形状のデータ（以下、修正前三次元形状データという）に基づいて、製作対象物体の三次元形状に補強穴３の形状を加えた三次元形状を表わす修正後三次元形状データを作成する。したがって、この修正後三次元形状データは、製作対象物体の三次元形状における補強穴３の位置と形状を含んでいる。修正後三次元形状データの作成は、例えば、人がコンピュータの入力装置（キーボードやマウスなど）を操作することによりなされてよい。修正前三次元形状データと修正後三次元形状データは、コンピュータの記憶装置に記憶される。なお、修正後三次元形状データは、適宜の手段により、後述する三次元造形装置の記憶装置へ伝えられて記憶装置に記憶される。なお、修正前三次元形状データは、例えばＣＡＤデータである。   In step S1, three-dimensional shape data (hereinafter referred to as corrected three-dimensional shape data) is created by adding the shape of the reinforcing hole 3 to the three-dimensional shape of the object to be manufactured. That is, in step S1, the reinforcing holes 3 are formed into the three-dimensional shape of the production target object based on the three-dimensional shape data before correction representing the three-dimensional shape of the production target object (hereinafter referred to as three-dimensional shape data before correction). The corrected three-dimensional shape data representing the three-dimensional shape to which the shape is added is created. Therefore, the corrected three-dimensional shape data includes the position and shape of the reinforcing hole 3 in the three-dimensional shape of the object to be manufactured. The corrected three-dimensional shape data may be created by, for example, a person operating a computer input device (such as a keyboard or a mouse). The three-dimensional shape data before correction and the three-dimensional shape data after correction are stored in a storage device of a computer. The corrected three-dimensional shape data is transmitted to a storage device of a three-dimensional modeling apparatus, which will be described later, by an appropriate means and stored in the storage device. Note that the three-dimensional shape data before correction is, for example, CAD data.

ステップＳ２において、補強穴３を有する三次元造形物１を製作する。このステップＳ２では、ステップＳ１で作成した修正後三次元形状データに基づく積層造形法により、補強穴３を有する三次元造形物１を製作する。すなわち、ステップＳ１では、後述する三次元造形装置が、修正後三次元形状データに基づいて、多数の層を順に形成して積み重ねていくことにより、これらの多数の層で三次元造形物１を形成する。ステップＳ２における三次元造形物１の製作を、後でより詳しく説明する。   In step S2, the three-dimensional structure 1 having the reinforcing holes 3 is manufactured. In this step S2, the three-dimensional structure 1 having the reinforcing holes 3 is manufactured by the additive manufacturing method based on the corrected three-dimensional shape data created in step S1. That is, in step S1, the 3D modeling apparatus described later forms a plurality of layers in order based on the corrected three-dimensional shape data, and stacks the three-dimensional structure 1 with these many layers. Form. The production of the three-dimensional structure 1 in step S2 will be described in detail later.

図２は、ステップＳ２で製作された三次元造形物１の例を示す斜視図である。
図２（Ａ）の例では、三次元造形物１を貫通する補強穴３が形成されている。各補強穴３は、その一端と他端において開口３ａを有する。
図２（Ｂ）の例では、三次元造形物１は、線状に延びる線状部分１ａを含む。また、補強穴３は、線状部分１ａの内部において、線状部分１ａに沿って延びる部分を有する。これについて、修正後三次元形状データに基づく積層造形法により、比較的容易に、線状部分１ａの内部に補強穴３を形成できる。図２（Ｂ）の例では、補強穴３は、三次元造形物１を貫通している。ただし、線状部分１ａの内部において線状部分１ａに沿って延びる部分を有する補強穴３は、三次元造形物１を貫通していなくてもよい。なお、三次元造形物１は、例えば、工場の各設備の配置を示す模型であり、設備１ｂと、設備１ｃと、設備１ｂから設備１ｃまで延びている配管１ａを各模型部分として有する。ここで、配管１ａは、上述の線状部分である。
図２（Ｃ）の例では、補強穴３は、三次元造形物１の外表面から、三次元造形物１の内部へ延びてこの内部において分岐している。 FIG. 2 is a perspective view showing an example of the three-dimensional structure 1 manufactured in step S2.
In the example of FIG. 2A, the reinforcing hole 3 penetrating the three-dimensional structure 1 is formed. Each reinforcing hole 3 has an opening 3a at one end and the other end thereof.
In the example of FIG. 2B, the three-dimensional structure 1 includes a linear portion 1a extending linearly. The reinforcing hole 3 has a portion extending along the linear portion 1a inside the linear portion 1a. About this, the reinforcement hole 3 can be formed in the inside of the linear part 1a comparatively easily by the additive manufacturing method based on the three-dimensional shape data after correction. In the example of FIG. 2B, the reinforcing hole 3 penetrates the three-dimensional structure 1. However, the reinforcing hole 3 having a portion extending along the linear portion 1 a inside the linear portion 1 a may not penetrate the three-dimensional structure 1. The three-dimensional structure 1 is, for example, a model showing the arrangement of each facility in the factory, and includes a facility 1b, a facility 1c, and a pipe 1a extending from the facility 1b to the facility 1c as each model portion. Here, the pipe 1a is the above-described linear portion.
In the example of FIG. 2C, the reinforcing hole 3 extends from the outer surface of the three-dimensional structure 1 to the inside of the three-dimensional structure 1 and branches in this interior.

ステップＳ３において、ステップＳ２で製作された三次元造形物１の材料と異なる材質の流動性物質を、三次元造形物１の補強穴３に充填する。流動性物質は、例えば、樹脂や他の物質である。より具体的には、流動性物質として、例えば、エポキシ、シアノアクリレート、ウレタン、または、モルタルを用いることができる。ただし、流動性物質は、これらに限定されない。ステップＳ３における流動性物質の充填の具体的方法は後述する。   In step S <b> 3, a fluid substance having a material different from the material of the three-dimensional structure 1 manufactured in step S <b> 2 is filled in the reinforcing hole 3 of the three-dimensional structure 1. The flowable substance is, for example, a resin or another substance. More specifically, for example, epoxy, cyanoacrylate, urethane, or mortar can be used as the fluid substance. However, the fluid substance is not limited to these. A specific method of filling the fluid substance in step S3 will be described later.

図２（Ｃ）のように分岐している補強穴３が開口３ａを１つのみ有し、かつ、流動性が高い流動性物質を用いる場合には、補強穴３の開口３ａが上方を向いている状態で、この開口３ａに流動性物質を流し込むだけで、補強穴３に流動性物質を充填できる。   When the reinforcing hole 3 branched as shown in FIG. 2C has only one opening 3a and a fluid material having high fluidity is used, the opening 3a of the reinforcing hole 3 faces upward. In this state, it is possible to fill the reinforcing hole 3 with the fluid substance simply by pouring the fluid substance into the opening 3a.

ステップＳ４において、補強穴３に充填した流動性物質を硬化させることにより、流動性物質を三次元造形物１の補強材にする。この硬化は、例えば、補強穴３に充填した流動性物質を自然乾燥させることにより行われる。補強穴３が三次元造形物１を貫通しており流動性物質の流動性が高いときには、補強穴３の開口３ａのうち、下方側を向く補強穴３に適宜の手段で蓋をした状態で、補強穴３に充填した流動性物質を硬化させるのがよい。   In step S <b> 4, the fluid substance filled in the reinforcing holes 3 is cured to make the fluid substance a reinforcing material for the three-dimensional structure 1. This curing is performed, for example, by naturally drying the fluid substance filled in the reinforcing holes 3. When the reinforcing hole 3 penetrates the three-dimensional structure 1 and the fluidity of the fluid substance is high, the reinforcing hole 3 facing downward is covered with an appropriate means in the opening 3a of the reinforcing hole 3. The fluid material filled in the reinforcing holes 3 is preferably cured.

一例では、流動性物質が硬化した上述の補強材は、ステップＳ３で製作された三次元造形物１よりも高い弾性を有する。例えば、ステップＳ３で、石膏粉末（後述の粉末２）を用いて三次元造形物１を粉末法で製作した場合に、補強材は、ステップＳ３で製作された三次元造形物１の材質である石膏よりも高い弾性を有する。これにより、三次元造形物１に生じたクラックが三次元造形物１全体に進展することを防止できる。すなわち、クラックが進展するように応力が三次元造形物１に作用した場合、この応力が補強材に作用すると補強材は弾性変形するので、クラックの進展を補強材において食い止めることができ、三次元造形物１が完全に破断することを防止できる。   In one example, the above-described reinforcing material in which the fluid substance is cured has higher elasticity than the three-dimensional structure 1 manufactured in step S3. For example, when the three-dimensional structure 1 is manufactured by the powder method using gypsum powder (powder 2 described later) in step S3, the reinforcing material is the material of the three-dimensional structure 1 manufactured in step S3. Has higher elasticity than gypsum. Thereby, it can prevent that the crack which arose in the three-dimensional structure 1 progresses to the three-dimensional structure 1 whole. That is, when a stress acts on the three-dimensional structure 1 so that a crack progresses, if the stress acts on the reinforcing material, the reinforcing material is elastically deformed. The molded article 1 can be prevented from being completely broken.

他の例では、補強材は、ステップＳ３で製作された三次元造形物１よりも高い強度を有する。ここで、強度とは、引張強さ、圧縮強さ、せん断強さ、または曲げ強さを意味する。   In another example, the reinforcing material has a higher strength than the three-dimensional structure 1 manufactured in step S3. Here, the strength means tensile strength, compressive strength, shear strength, or bending strength.

ステップＳ２における三次元造形物１の製作をより詳しく説明する。ステップＳ２では、上述した粉末法、光造形法、シート積層法、または、溶融堆積法により、三次元造形物１を製作する。   The production of the three-dimensional structure 1 in step S2 will be described in more detail. In step S2, the three-dimensional structure 1 is manufactured by the above-described powder method, stereolithography method, sheet lamination method, or melt deposition method.

（粉末法の場合）
図３は、ステップＳ２を行うのに用いられる三次元造形装置１０の構成例を示す。図３の三次元造形装置１０は、粉末法で三次元造形物１を製作する。三次元造形装置１０は、上下に移動する昇降底面部１１ａを有し粉末２が導入される造形容器１１と、粉末２を造形容器１１に導入する粉末導入装置１２と、造形容器１１に導入された粉末２を部分的に固める固着装置１３と、上述のステップＳ１で作成された修正後三次元形状データを記憶する記憶装置１４と、粉末導入装置１２と固着装置１３と昇降底面部１１ａを制御する制御装置１５とを備える。なお、修正後三次元形状データは、三次元造形物１の多数の層にそれぞれ対応する多数のスライスデータから構成されている（以下、同様）。 (For powder method)
FIG. 3 shows a configuration example of the three-dimensional modeling apparatus 10 used for performing step S2. The three-dimensional modeling apparatus 10 of FIG. 3 manufactures the three-dimensional modeled object 1 by a powder method. The three-dimensional modeling apparatus 10 is introduced into the modeling container 11, the modeling container 11 having the up-and-down bottom surface portion 11 a that moves up and down, the powder 2 being introduced, the powder introduction apparatus 12 that introduces the powder 2 into the modeling container 11, and the modeling container 11. The fixing device 13 for partially solidifying the powder 2, the storage device 14 for storing the corrected three-dimensional shape data created in the above-described step S 1, the powder introduction device 12, the fixing device 13 and the elevating bottom surface portion 11 a are controlled. And a control device 15 for performing the operation. The corrected three-dimensional shape data is composed of a large number of slice data corresponding to a large number of layers of the three-dimensional structure 1 (hereinafter the same).

図３の場合、ステップＳ２において、制御装置１５は、次の（１）〜（３）の制御を、この順で繰り返すことにより、三次元造形物１を製作する。
（１）制御装置１５が粉末導入装置１２を制御することにより、粉末導入装置１２は、一層分の粉末２を造形容器１１に導入する。この時、造形容器１１に導入された粉末２の上面が水平になるように、粉末導入装置１２は粉末２を造形容器１１に導入する。図３の例では、粉末導入装置１２は、昇降底面部１２ａ１を有し粉末２が蓄えられた粉末容器１２ａと、ローラ１２ｂとを有する。粉末容器１２ａの上面は開口している。制御装置１５は、一層分に対応する距離だけ昇降底面部１２ａ１を上昇させる。次いで、制御装置１５は、図３（Ａ）のように、ローラ１２ｂを、粉末容器１２ａの開口に関して造形容器１１と反対側から、水平に、この開口と造形容器１１の開口を横切るように移動させる。これにより、粉末容器１２ａの開口から上昇した一層分の粉末２が造形容器１１に導入される。この方法で、一層分の粉末２が、造形容器１１に導入され、導入された粉末２の上面が水平にされる。
（２）制御装置１５が一層分のスライスデータに従って固着装置１３を制御することにより、固着装置１３は、図３（Ｂ）のように造形容器１１に導入された粉末２を固める。固着装置１３が、バインダ（例えば水溶性接着剤）を導入するノズルである場合には、この制御により、ノズル１３は、上記（１）で導入された一層分の粉末２のうち、対応する一層分のスライスデータが示す部分にバインダを噴射して、この部分を固める。固着装置１３が、レーザビームを照射するレーザ照射装置である場合には、この制御により、レーザ照射装置１３は、上記（１）で導入された一層分の粉末２のうち、対応する一層分のスライスデータが示す部分にレーザビームを照射して、この部分を焼結して固める。
（３）制御装置１５は、一層分の厚みだけ昇降底面部１１ａを下降させる。 In the case of FIG. 3, in step S <b> 2, the control device 15 manufactures the three-dimensional structure 1 by repeating the following controls (1) to (3) in this order.
(1) When the control device 15 controls the powder introduction device 12, the powder introduction device 12 introduces one layer of the powder 2 into the modeling container 11. At this time, the powder introduction device 12 introduces the powder 2 into the modeling container 11 so that the upper surface of the powder 2 introduced into the modeling container 11 is horizontal. In the example of FIG. 3, the powder introduction device 12 includes a powder container 12 a that has an elevating bottom surface portion 12 a 1 and that stores the powder 2, and a roller 12 b. The upper surface of the powder container 12a is open. The control device 15 raises the elevating bottom surface portion 12a1 by a distance corresponding to one layer. Next, as shown in FIG. 3A, the control device 15 moves the roller 12b horizontally from the side opposite to the modeling container 11 with respect to the opening of the powder container 12a so as to cross the opening and the opening of the modeling container 11. Let As a result, one layer of powder 2 rising from the opening of the powder container 12 a is introduced into the modeling container 11. By this method, the powder 2 for one layer is introduced into the modeling container 11, and the upper surface of the introduced powder 2 is leveled.
(2) When the control device 15 controls the fixing device 13 according to the slice data for one layer, the fixing device 13 hardens the powder 2 introduced into the modeling container 11 as shown in FIG. When the fixing device 13 is a nozzle for introducing a binder (for example, a water-soluble adhesive), the nozzle 13 is controlled by this control so that the nozzle 13 corresponds to one layer of the powder 2 introduced in (1). Binder is injected into the portion indicated by the minute slice data, and this portion is hardened. When the fixing device 13 is a laser irradiation device that irradiates a laser beam, this control causes the laser irradiation device 13 to correspond to one layer of the powder 2 introduced in the above (1). The portion indicated by the slice data is irradiated with a laser beam, and this portion is sintered and hardened.
(3) The control device 15 lowers the ascending / descending bottom surface portion 11a by the thickness of one layer.

（光造形法の場合）
図４は、ステップＳ２を行うのに用いられる三次元造形装置２０の構成例を示す。図４の三次元造形装置２０は、光造形法で三次元造形物１を製作する。三次元造形装置２０は、光（一般的には紫外線）のエネルギーにより硬化する液状の光硬化性樹脂４が蓄えられた樹脂容器２１と、樹脂容器２１内に配置され昇降する造形テーブル２２と、樹脂容器２１内の光硬化性樹脂４の上面の一部に光を照射することによりこの一部を硬化させる光照射装置２３と、液体の光硬化性樹脂４の上面を水平にするために水平に往復動するリコータ２４と、上述のステップＳ１で作成された修正後三次元形状データを記憶する記憶装置２５と、造形テーブル２２と光照射装置２３とリコータ２４を制御する制御装置２６とを備える。なお、光照射装置２３は、例えば、光を射出する光源２３ａと、光源２３ａからの光を樹脂容器２１内の光硬化性樹脂４の上面へ反射させるミラー２３ｂとを有する。 (In the case of stereolithography)
FIG. 4 shows a configuration example of the three-dimensional modeling apparatus 20 used for performing step S2. The three-dimensional modeling apparatus 20 of FIG. 4 manufactures the three-dimensional modeled object 1 by an optical modeling method. The three-dimensional modeling apparatus 20 includes a resin container 21 in which a liquid photocurable resin 4 that is cured by light (generally ultraviolet light) energy is stored, a modeling table 22 that is disposed in the resin container 21 and moves up and down, A light irradiation device 23 that cures a part of the upper surface of the photocurable resin 4 in the resin container 21 by irradiating light, and a horizontal surface for leveling the upper surface of the liquid photocurable resin 4. A recoater 24 that reciprocates, a storage device 25 that stores the corrected three-dimensional shape data created in step S1 described above, a modeling table 22, a light irradiation device 23, and a control device 26 that controls the recoater 24. . Note that the light irradiation device 23 includes, for example, a light source 23 a that emits light and a mirror 23 b that reflects light from the light source 23 a to the upper surface of the photocurable resin 4 in the resin container 21.

図４の場合、ステップＳ２において、制御装置２６は、次の（１）〜（３）の制御を、この順で繰り返すことにより、三次元造形物１を製作する。
（１）制御装置２６が、一層分のスライスデータに従って、光照射装置２３（例えば、光硬化性樹脂４の上面に対するミラー２３ｂの向き）を制御することにより、図４（Ａ）のように、光照射装置２３は、樹脂容器２１内の光硬化性樹脂４の上面の一部に光を照射する。この制御により、光照射装置２３は、光硬化性樹脂４の上面のうち、一層分のスライスデータが示す部分に光を照射して、この部分を一層分の厚みだけ硬化させる。
（２）制御装置２６は、造形テーブル２２を、一層分の厚みだけ下降させる。
（３）制御装置２６は、図４（Ｂ）のように、下面が光硬化性樹脂４に接するリコータ２４を水平方向に往復動させる。これによって、液体である光硬化性樹脂４の上面を正確に水平にする。その結果、上記（１）で硬化した光硬化性樹脂４の上に、正確に、一層分の厚みだけ液体の光硬化性樹脂４が位置するようになる。 In the case of FIG. 4, in step S2, the control device 26 manufactures the three-dimensional structure 1 by repeating the following controls (1) to (3) in this order.
(1) The control device 26 controls the light irradiation device 23 (for example, the orientation of the mirror 23b with respect to the upper surface of the photocurable resin 4) according to the slice data for one layer, as shown in FIG. The light irradiation device 23 irradiates a part of the upper surface of the photocurable resin 4 in the resin container 21 with light. By this control, the light irradiation device 23 irradiates the portion indicated by the slice data for one layer on the upper surface of the photocurable resin 4 and cures this portion by the thickness of one layer.
(2) The control device 26 lowers the modeling table 22 by a thickness corresponding to one layer.
(3) As shown in FIG. 4B, the control device 26 reciprocates the recoater 24 whose bottom surface is in contact with the photocurable resin 4 in the horizontal direction. As a result, the upper surface of the liquid photocurable resin 4 is accurately leveled. As a result, the liquid photocurable resin 4 is accurately positioned by the thickness of one layer on the photocurable resin 4 cured in the above (1).

（シート積層法の場合）
図５は、ステップＳ２を行うのに用いられる三次元造形装置３０の構成例を示す。図５の三次元造形装置３０は、シート積層法で三次元造形物１を製作する。三次元造形装置３０は、昇降する造形テーブル３１と、造形テーブル３１上にシート３２を供給するシート供給装置３３と、造形テーブル３１へ供給されたシート３２を造形テーブル３１上の最上位のシート３２に圧着する圧着装置３４と、造形テーブル３１へ供給されたシート３２を切り取るカット装置３５と、上述のステップＳ１で作成された修正後三次元形状データを記憶する記憶装置３６と、造形テーブル３１とシート供給装置３３と圧着装置３４とカット装置３５を制御する制御装置３７とを備える。なお、この例では、シート３２の表面には接着剤が塗られている。 (In the case of sheet lamination method)
FIG. 5 shows a configuration example of the three-dimensional modeling apparatus 30 used for performing Step S2. The three-dimensional modeling apparatus 30 of FIG. 5 manufactures the three-dimensional modeled object 1 by a sheet lamination method. The three-dimensional modeling apparatus 30 includes a modeling table 31 that moves up and down, a sheet supply device 33 that supplies a sheet 32 on the modeling table 31, and a sheet 32 that is supplied to the modeling table 31, the uppermost sheet 32 on the modeling table 31. A crimping device 34 that crimps the sheet, a cutting device 35 that cuts the sheet 32 supplied to the modeling table 31, a storage device 36 that stores the corrected three-dimensional shape data created in step S1, and the modeling table 31. A sheet feeding device 33, a crimping device 34, and a control device 37 for controlling the cutting device 35 are provided. In this example, an adhesive is applied to the surface of the sheet 32.

図５の場合、ステップＳ２において、制御装置３７は、次の（１）〜（４）の制御を、この順で繰り返すことにより、三次元造形物１を製作する。
（１）制御装置３７がシート供給装置３３を制御することにより、図５（Ａ）に示すように、シート供給装置３３は、造形テーブル３１上にシート３２を供給する。図５の例では、シート供給装置３３は、シート３２が巻き付けられたシート供給ドラム３３ａを備える。制御装置３７は、シート供給ドラム３３ａを回転させることにより、シート３２がシート供給ドラム３３ａから巻き出されて造形テーブル３１上へシート３２が送られる。
（２）制御装置３７は、図５（Ｂ）のように、圧着装置３４を駆動する（この例では、圧着装置３４としての圧着ローラを水平に移動させる）ことにより、上記（１）で造形テーブル３１上へ供給されたシート３２を、造形テーブル３１における最上位のシート３２（製作途中の三次元造形物１の最上位シート３２）に圧着させる。
（３）制御装置３７がカット装置３５を制御することにより、図５（Ｃ）のように、カット装置３５は、上記（２）で圧着された新たなシート３２を設定範囲Ｘに切り取るとともに、この設定範囲Ｘ内において、一層分のスライスデータが示す輪郭に沿って、造形テーブル３１上の新たな最上位シート３２のみをカット装置３５が切り取る。ここで、上記輪郭は、補強穴３の内周面を区画する輪郭を含む。カット装置３５は、例えば、カッタによりシート３２を切り取る装置であってもよいし、レーザ光によりシート３２を切り取る装置であってもよい。
（４）制御装置３７は、一層分の厚みだけ、造形テーブル３１を下降させる。 In the case of FIG. 5, in step S2, the control device 37 produces the three-dimensional structure 1 by repeating the following controls (1) to (4) in this order.
(1) When the control device 37 controls the sheet supply device 33, the sheet supply device 33 supplies the sheet 32 onto the modeling table 31 as shown in FIG. In the example of FIG. 5, the sheet supply device 33 includes a sheet supply drum 33 a around which the sheet 32 is wound. The control device 37 rotates the sheet supply drum 33 a so that the sheet 32 is unwound from the sheet supply drum 33 a and the sheet 32 is sent onto the modeling table 31.
(2) As shown in FIG. 5 (B), the control device 37 drives the pressure bonding device 34 (in this example, the pressure roller as the pressure bonding device 34 is moved horizontally), thereby forming the molding in the above (1). The sheet 32 supplied onto the table 31 is pressure-bonded to the uppermost sheet 32 (the uppermost sheet 32 of the three-dimensional structure 1 being manufactured) on the modeling table 31.
(3) When the control device 37 controls the cutting device 35, as shown in FIG. 5C, the cutting device 35 cuts out the new sheet 32 pressed in the above (2) into the setting range X, and Within the set range X, the cutting device 35 cuts only the new uppermost sheet 32 on the modeling table 31 along the contour indicated by the slice data for one layer. Here, the contour includes a contour that defines the inner peripheral surface of the reinforcing hole 3. For example, the cutting device 35 may be a device that cuts the sheet 32 with a cutter, or may be a device that cuts the sheet 32 with a laser beam.
(4) The control device 37 lowers the modeling table 31 by the thickness of one layer.

（溶融堆積法の場合）
図６は、ステップＳ２を行うのに用いられる三次元造形装置４０の構成例を示す。図３の三次元造形装置４０は、溶融堆積法で三次元造形物１を製作する。三次元造形装置４０は、造形テーブル４１と、造形テーブル４１に対して（加熱により）溶融状態となっている材料（例えば、樹脂）を供給する材料供給装置４２と、上述のステップＳ１で作成された修正後三次元形状データを記憶する記憶装置４３と、修正後三次元形状データの一層分のスライスデータに従って材料供給装置４２を制御する制御装置４４とを備える。 (In the case of the melt deposition method)
FIG. 6 shows a configuration example of the three-dimensional modeling apparatus 40 used to perform step S2. The three-dimensional modeling apparatus 40 of FIG. 3 manufactures the three-dimensional modeled object 1 by a melt deposition method. The three-dimensional modeling apparatus 40 is created by the modeling table 41, the material supply apparatus 42 that supplies a material (for example, resin) in a molten state (by heating) to the modeling table 41, and the above-described step S1. A storage device 43 that stores the corrected three-dimensional shape data, and a control device 44 that controls the material supply device 42 according to slice data of one layer of the corrected three-dimensional shape data.

図６の場合、ステップＳ２において、制御装置４４は、次の制御を、繰り返すことにより、三次元造形物１を製作する。
制御装置４４が材料供給装置４２を制御することにより、材料供給装置４２は、一層分の溶融状態の材料を、造形テーブル４１上に（製作途中の三次元造形物１の最上面に）材料供給装置４２が供給する。この時、材料供給装置４２は、一層分のスライスデータが示す部分に溶融状態の材料を供給するように制御される。
なお、ステップＳ２では、このように製作された三次元造形物１に対して脱脂処理や焼結処理を必要に応じて行う。 In the case of FIG. 6, in step S2, the control device 44 manufactures the three-dimensional structure 1 by repeating the following control.
When the control device 44 controls the material supply device 42, the material supply device 42 supplies the material in a molten state for one layer onto the modeling table 41 (to the uppermost surface of the three-dimensional structure 1 being manufactured). Device 42 supplies. At this time, the material supply device 42 is controlled so as to supply the molten material to the portion indicated by the slice data for one layer.
In step S2, the three-dimensional structure 1 manufactured in this way is subjected to a degreasing process or a sintering process as necessary.

ステップＳ３を詳しく説明する。ステップＳ３において、三次元造形物１の補強穴３に流動性物質を充填する方法として、以下の充填方法１〜５がある。ただし、充填方法１〜４以外の方法でステップＳ３を行ってもよい。   Step S3 will be described in detail. In step S <b> 3, the following filling methods 1 to 5 are available as a method of filling the reinforcing hole 3 of the three-dimensional structure 1 with the fluid substance. However, step S3 may be performed by a method other than the filling methods 1 to 4.

（充填方法１）
三次元造形物１を貫通している補強穴３に、流動性物質６を加圧注入装置５１により注入する。図７（Ａ）の例では、加圧注入装置５１は、流動性物質６が充填されたシリンダ室５１ａと、シリンダ室５１ａに連通する注入口５１ｂと、シリンダ室５１ａ内を移動可能なピストン５１ｃと、ピストン５１ｃに結合されたピストンロッド５１ｄとを有する。図７（Ａ）のように、注入口５１ｂを補強穴３の開口３ａに接続した状態で、ピストンロッド５１ｄをシリンダ室５１ａ内に押し込む。これにより、シリンダ室５１ａ内の流動性物質６が加圧されて注入口５１ｂを通って、補強穴３の内部へ導入される。このようにして、流動性物質６を補強穴３に充填する。複数の補強穴３が存在する場合には、補強穴３毎に上記のように流動性物質６を注入する。 (Filling method 1)
The fluid substance 6 is injected into the reinforcing hole 3 penetrating the three-dimensional structure 1 by the pressure injection device 51. In the example of FIG. 7A, the pressure injection device 51 includes a cylinder chamber 51a filled with the fluid substance 6, an injection port 51b communicating with the cylinder chamber 51a, and a piston 51c movable in the cylinder chamber 51a. And a piston rod 51d coupled to the piston 51c. As shown in FIG. 7A, the piston rod 51d is pushed into the cylinder chamber 51a with the injection port 51b connected to the opening 3a of the reinforcing hole 3. Thereby, the fluid substance 6 in the cylinder chamber 51a is pressurized and introduced into the reinforcing hole 3 through the inlet 51b. In this way, the fluid substance 6 is filled in the reinforcing hole 3. When there are a plurality of reinforcing holes 3, the fluid substance 6 is injected into each reinforcing hole 3 as described above.

（充填方法２）
補強穴３が三次元造形物１を貫通していない場合には、図７（Ｂ）のように、一端５３ａが加圧注入装置５１の注入口５１ｂに接続されたチューブ５３を補強穴３の内部に挿入する。この状態で、加圧注入装置５１の注入口５１ｂからチューブ５３へ流動性物質６を導入し、この流動性物質６をチューブ５３の他端５３ｂの開口から補強穴３の内部に注入する。このように注入を行いながら、チューブ５３の他端５３ｂを補強穴３の開口３ａ側へ徐々に移動させることにより、流動性物質６を補強穴３に充填できる。 (Filling method 2)
When the reinforcing hole 3 does not penetrate the three-dimensional structure 1, the tube 53 whose one end 53 a is connected to the inlet 51 b of the pressurizing injection device 51 is connected to the reinforcing hole 3 as shown in FIG. Insert inside. In this state, the fluid substance 6 is introduced into the tube 53 from the injection port 51 b of the pressure injection device 51, and the fluid substance 6 is injected into the reinforcing hole 3 from the opening of the other end 53 b of the tube 53. The fluidic substance 6 can be filled in the reinforcing hole 3 by gradually moving the other end 53b of the tube 53 toward the opening 3a side of the reinforcing hole 3 while performing the injection.

（充填方法３）
図８（Ａ）のように、三次元造形物１において、補強穴３が開口している開口面１ｄに対する側面である外周面に取付具５５を取り付ける。この状態では、取付具５５の内周面とこの外周面との間は適宜の手段で密閉されている。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。 (Filling method 3)
As shown in FIG. 8A, in the three-dimensional structure 1, the fixture 55 is attached to the outer peripheral surface that is the side surface with respect to the opening surface 1d in which the reinforcing hole 3 is open. In this state, the inner peripheral surface of the fixture 55 and the outer peripheral surface are sealed by appropriate means. FIG. 8B is a BB line arrow view of FIG.

次に、図８（Ｃ）のように、取付具５５に蓋部５７を取り付けることにより取付具５５に蓋部５７を結合して、取付具５５の開口を蓋部５７で閉じる。この状態で、蓋部５７が開口面１ｄを覆っており、少なくとも蓋部５７と開口面１ｄ（図の例では、蓋部５７と開口面１ｄと取付具５５）により内部空間５９を形成する。なお、取付具５５への蓋部５７の取り付けは、蓋部５７の内周面５７ｂを取付具５５の外周面５５ａに嵌合または螺合させることにより行われる。図８（Ｃ）のように内周面５７ｂと外周面５５ａとが互いに嵌合または螺合している状態で、内周面５７ｂと外周面５５ａとの間は密閉されている。図８（Ｄ）は、図８（Ｃ）のＤ−Ｄ線断面図である。   Next, as shown in FIG. 8C, the lid 57 is coupled to the fixture 55 by attaching the lid 57 to the fixture 55, and the opening of the fixture 55 is closed by the lid 57. In this state, the lid portion 57 covers the opening surface 1d, and an internal space 59 is formed by at least the lid portion 57 and the opening surface 1d (in the example of the figure, the lid portion 57, the opening surface 1d, and the fixture 55). The lid 57 is attached to the fixture 55 by fitting or screwing the inner peripheral surface 57b of the lid 57 to the outer peripheral surface 55a of the fixture 55. As shown in FIG. 8C, the inner peripheral surface 57b and the outer peripheral surface 55a are sealed with the inner peripheral surface 57b and the outer peripheral surface 55a being fitted or screwed together. FIG. 8D is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.

その後、加圧注入装置５１は、蓋部５７を貫通する貫通穴５７ａを通して、内部空間５９へ流動性物質６を導入する。加圧注入装置５１の構成は、上述したものと同じである。したがって、ピストンロッド５１ｄをシリンダ室５１ａ内に押し込むことにより、シリンダ室５１ａ内の流動性物質６が加圧されて注入口５１ｂおよび内部空間５９を通って、補強穴３の内部へ導入される。このようにして、流動性物質６を補強穴３に充填する。図８（Ｃ）の例では、蓋部５７は、加圧注入装置５１のシリンダ５１ｅに結合されている。これにより、蓋部５７の取り扱いが便利になる。   Thereafter, the pressure injection device 51 introduces the fluid substance 6 into the internal space 59 through the through hole 57 a penetrating the lid portion 57. The configuration of the pressure injection device 51 is the same as that described above. Therefore, by pushing the piston rod 51d into the cylinder chamber 51a, the fluid substance 6 in the cylinder chamber 51a is pressurized and introduced into the reinforcing hole 3 through the inlet 51b and the internal space 59. In this way, the fluid substance 6 is filled in the reinforcing hole 3. In the example of FIG. 8C, the lid portion 57 is coupled to the cylinder 51 e of the pressure injection device 51. Thereby, handling of the cover part 57 becomes convenient.

この充填方法３では、内部空間５９を通して補強穴３に流動性物質６を充填するので、補強穴３の開口３ａと注入口５１ｂを合わせる必要がない。したがって、例えば、補強穴３の開口３ａが小さいことにより、補強穴３の開口３ａと注入口５１ｂとを合わせにくい場合に、この充填方法３が便利である。また、図８の例のように、開口面１ｄに複数の補強穴３が開口しているので、これらの補強穴３に流動性物質６を同時に充填できる。   In this filling method 3, since the fluid substance 6 is filled into the reinforcing hole 3 through the internal space 59, it is not necessary to match the opening 3a of the reinforcing hole 3 and the injection port 51b. Therefore, for example, when the opening 3a of the reinforcing hole 3 is small and it is difficult to align the opening 3a of the reinforcing hole 3 and the injection port 51b, this filling method 3 is convenient. Further, as in the example of FIG. 8, since the plurality of reinforcing holes 3 are opened in the opening surface 1 d, the fluid substance 6 can be filled in the reinforcing holes 3 at the same time.

外周面５５ａと内周面５７ｂとの間は適宜の手段で密閉される。例えば、内周面５７ｂの寸法が外周面５５ａの寸法よりわずかに小さいことにより、内周面５７ｂが外周面５５ａに密着して嵌合していることで、外周面５５ａと内周面５７ｂとの間が密閉される。内周面５７ｂの寸法とは、内周面５７ｂをその軸方向から見た内周面５７ｂの輪郭の内部面積であり、外周面５５ａの寸法とは、外周面５５ａをその軸方向から見た外周面５５ａの輪郭の内部面積である。なお、内周面５７ｂをその軸方向から見た形状（例えば円形）は、外周面５５ａをその軸方向から見た形状と同じである。また、外周面５５ａをその軸方向から見た形状が、円形である場合、外周面５５ａと内周面５７ｂとの間にＯリングを設けることにより、外周面５５ａと内周面５７ｂとの間が密閉されてもよい。三次元造形物１の外周面と、取付具５５の内周面との間も、上記と同様に適宜の手段で密閉される。   The space between the outer peripheral surface 55a and the inner peripheral surface 57b is sealed by appropriate means. For example, since the inner peripheral surface 57b is slightly smaller than the outer peripheral surface 55a and the inner peripheral surface 57b is in close contact with the outer peripheral surface 55a, the outer peripheral surface 55a and the inner peripheral surface 57b Is sealed. The dimension of the inner peripheral surface 57b is the inner area of the contour of the inner peripheral surface 57b when the inner peripheral surface 57b is viewed from the axial direction, and the dimension of the outer peripheral surface 55a is the outer surface 55a viewed from the axial direction. This is the inner area of the contour of the outer peripheral surface 55a. In addition, the shape (for example, circular shape) which looked at the inner peripheral surface 57b from the axial direction is the same as the shape which looked at the outer peripheral surface 55a from the axial direction. Further, when the shape of the outer peripheral surface 55a viewed from the axial direction is a circle, by providing an O-ring between the outer peripheral surface 55a and the inner peripheral surface 57b, the space between the outer peripheral surface 55a and the inner peripheral surface 57b is set. May be sealed. The space between the outer peripheral surface of the three-dimensional structure 1 and the inner peripheral surface of the fixture 55 is also sealed by an appropriate means as described above.

（充填方法４）
三次元造形物１を貫通している補強穴３に、流動性物質６を吸引により充填する。図９の例では、容器６１に蓄えられた流動性物質６の内部に、三次元造形物１を入れる。これにより、補強穴３の一方の開口３ａを流動性物質６の流動面（液面）より下方に位置させ、補強穴３の他方の開口３ａを流動性物質６の流動面より上方に位置させる。この状態で、補強穴３の他方の開口３ａから補強穴３の内部を吸引する。例えば、図９のように、補強穴３の他方の開口３ａに接続した吸引チューブ６２を通して、適宜の吸引装置６３により補強穴３の内部を吸引する。このような吸引により、容器６１内の流動性物質６を、一方の開口３ａから補強穴３に流入させて、流動性物質６を補強穴３に充填する。三次元造形物１を貫通する補強穴３が複数存在する場合には、補強穴３毎に上記のように流動性物質６を充填する。 (Filling method 4)
A fluid substance 6 is filled into the reinforcing hole 3 penetrating the three-dimensional structure 1 by suction. In the example of FIG. 9, the three-dimensional structure 1 is put into the fluid material 6 stored in the container 61. Accordingly, one opening 3 a of the reinforcing hole 3 is positioned below the flow surface (liquid surface) of the fluid substance 6, and the other opening 3 a of the reinforcing hole 3 is positioned above the fluid surface of the fluid substance 6. . In this state, the inside of the reinforcing hole 3 is sucked from the other opening 3 a of the reinforcing hole 3. For example, as shown in FIG. 9, the inside of the reinforcing hole 3 is sucked by an appropriate suction device 63 through the suction tube 62 connected to the other opening 3 a of the reinforcing hole 3. By such suction, the fluid substance 6 in the container 61 is caused to flow into the reinforcing hole 3 from the one opening 3a, and the fluid substance 6 is filled into the reinforcing hole 3. When there are a plurality of reinforcing holes 3 penetrating the three-dimensional structure 1, the fluidic substance 6 is filled in each reinforcing hole 3 as described above.

（充填方法５）
流動性物質６の流動性が高い場合には、適宜の容器に蓄えられた流動性物質６の内部に、三次元造形物１を浸してもよい。これにより、流動性物質６が補強穴３の内部に自然に流入して、流動性物質６が補強穴３に充填される。 (Filling method 5)
When the fluidity of the fluid material 6 is high, the three-dimensional structure 1 may be immersed in the fluid material 6 stored in an appropriate container. As a result, the fluid substance 6 naturally flows into the reinforcing hole 3 and the fluid substance 6 is filled into the reinforcing hole 3.

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変更例１〜３のいずれかを単独で採用してもよいし、変更例１〜３を適宜に組み合わせて採用してもよい。この場合、以下で述べない点は、上述と同じであってよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, any one of the following modification examples 1 to 3 may be employed alone, or modification examples 1 to 3 may be employed in appropriate combination. In this case, the points not described below may be the same as described above.

（変更例１）
上述では、ステップＳ２において、修正後三次元形状データに基づく積層造形法により、三次元造形物１を製作したが、修正前三次元形状データに基づいて三次元造形物１を製作してもよい。この場合、ステップＳ１において修正後三次元形状データを作成せず、ステップＳ２の後であって、ステップＳ３を開始する前に、三次元造形物１に補強穴３を形成する加工（例えば切削加工）を行う。 (Modification 1)
In the above description, in step S2, the three-dimensional structure 1 is manufactured by the additive manufacturing method based on the corrected three-dimensional shape data. However, the three-dimensional structure 1 may be manufactured based on the three-dimensional shape data before correction. . In this case, the corrected three-dimensional shape data is not created in step S1, but after step S2 and before step S3 is started, the process of forming the reinforcing hole 3 in the three-dimensional structure 1 (for example, cutting) )I do.

（変更例２）
上述の充填方法３について、上述では、取付具５５と蓋部５７との結合は、蓋部５７の内周面５７ｂを取付具５５の外周面５５ａに嵌合または螺合させることにより行われた。これに代えて、取付具５５と蓋部５７との結合は、取付具５５の内周面５５ｂ（図８（Ａ）（Ｃ）を参照）に蓋部５７の外周面を嵌合または螺合させることにより行われてもよい。 (Modification 2)
In the above-described filling method 3, in the above description, the attachment tool 55 and the lid portion 57 are coupled by fitting or screwing the inner peripheral surface 57b of the lid portion 57 to the outer peripheral surface 55a of the fixture 55. . Instead of this, the attachment 55 and the lid 57 are joined by fitting or screwing the outer peripheral surface of the lid 57 to the inner peripheral surface 55b of the fixture 55 (see FIGS. 8A and 8C). May be performed.

（変更例３）
上述の充填方法３について、取付具５５と蓋部５７は、互いに分離不可能に一体で形成されていてもよい。この場合、補強穴３が開口している開口面１ｄに対する側面である外周面５５ａに取付具５５を取り付けることにより、内部空間５９が形成される。また、この場合、蓋部５７は、加圧注入装置５１（例えば上述のシリンダ５１ｅ）に結合されていてもよいし、加圧注入装置５１（例えば上述のシリンダ５１ｅ）から分離していてもよい。後者の場合、蓋部５７の貫通穴５７ａと注入口５１ｂとはチューブで接続されていてもよい。 (Modification 3)
In the above-described filling method 3, the fixture 55 and the lid portion 57 may be integrally formed so as not to be separated from each other. In this case, the internal space 59 is formed by attaching the fixture 55 to the outer peripheral surface 55a which is the side surface with respect to the opening surface 1d in which the reinforcing hole 3 is open. In this case, the lid 57 may be coupled to the pressure injection device 51 (for example, the above-described cylinder 51e) or may be separated from the pressure injection device 51 (for example, the above-described cylinder 51e). . In the latter case, the through hole 57a of the lid portion 57 and the injection port 51b may be connected by a tube.

１ 三次元造形物、１ａ 線状部分（配管）、１ｄ 開口面、２ 粉末、３ 補強穴、３ａ 開口、４ 光硬化性樹脂、６ 流動性物質、１０ 三次元造形装置、１１ 造形容器、１１ａ 昇降底面部、１２ 粉末導入装置、１２ａ 粉末容器、１２ａ１ 昇降底面部、１２ｂ ローラ、１３ 固着装置（ノズル，レーザ照射装置）、１４ 記憶装置、１５ 制御装置、２０ 三次元造形装置、２１ 樹脂容器、２２ 造形テーブル、２３ 光照射装置、２３ａ 光源、２３ｂ ミラー、２４ リコータ、２５ 記憶装置、２６ 制御装置、３０ 三次元造形装置、３１ 造形テーブル、３２ シート、３３ シート供給装置、３３ａ シート供給ドラム、３４ 圧着装置、３５ カット装置、３６ 記憶装置、３７ 制御装置、４０ 三次元造形装置、４１ 造形テーブル、４２ 材料供給装置、４３ 記憶装置、４４ 制御装置、５１ 加圧注入装置、５１ａ シリンダ室、５１ｂ 注入口、５１ｃ ピストン、５１ｄ ピストンロッド、５１ｅ シリンダ、５３ チューブ、５５ 取付具、５５ａ 外周面、５５ｂ 内周面、５７ 蓋部、５７ａ 貫通穴、５７ｂ 内周面、５９ 内部空間、６１ 容器、６２ 吸引チューブ、６３ 吸引装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3D modeling object, 1a Linear part (pipe), 1d Opening surface, 2 Powder, 3 Reinforcement hole, 3a opening, 4 Photocurable resin, 6 Fluidity substance, 10 3D modeling apparatus, 11 Modeling container, 11a Elevated bottom surface part, 12 powder introduction device, 12a powder container, 12a1 Elevated bottom surface part, 12b roller, 13 fixing device (nozzle, laser irradiation device), 14 storage device, 15 control device, 20 3D modeling device, 21 resin container, 22 modeling table, 23 light irradiation device, 23a light source, 23b mirror, 24 recoater, 25 storage device, 26 control device, 30 three-dimensional modeling device, 31 modeling table, 32 sheets, 33 sheet supply device, 33a sheet supply drum, 34 Crimping device, 35 cutting device, 36 storage device, 37 control device, 40 3D modeling device, 41 modeling table 42, material supply device, 43 storage device, 44 control device, 51 pressure injection device, 51a cylinder chamber, 51b inlet, 51c piston, 51d piston rod, 51e cylinder, 53 tube, 55 fitting, 55a outer peripheral surface, 55b inner peripheral surface, 57 lid, 57a through hole, 57b inner peripheral surface, 59 internal space, 61 container, 62 suction tube, 63 suction device

Claims (4)

三次元造形物の外表面の開口から内部に延びている補強穴に補強材を設けた該三次元造形物の製造方法であって、
（Ａ）製作対象物体の三次元形状に前記補強穴の形状を加えた三次元形状のデータに基づいて積層造形法により前記補強穴を含む三次元造形物を製作し、前記積層造形法は、粉末材料を用いた粉末法、光硬化性樹脂を用いた光造形法、または、溶融状態の材料を用いた溶融堆積法であり、前記三次元造形物は、前記粉末材料、前記光硬化性樹脂、または前記溶融状態の材料が固まったものにより形成され、該固まったもの内を細長く延びる前記補強穴が形成されており、
（Ｂ）前記（Ａ）で製作した前記三次元造形物の材料と異なる流動性物質を、前記補強穴に充填し、
（Ｃ）前記補強穴に充填した前記流動性物質を硬化させることにより、該流動性物質を前記三次元造形物の補強材にする、ことを特徴とする三次元造形物の製造方法。 A manufacturing method of the three-dimensional structure, in which a reinforcing material is provided in a reinforcing hole extending from the opening on the outer surface of the three-dimensional structure,
(A) Based on the three-dimensional shape data obtained by adding the shape of the reinforcing holes to the three-dimensional shape of the object to be manufactured, a three-dimensional structure including the reinforcing holes is manufactured by the additive manufacturing method. It is a powder method using a powder material, an optical modeling method using a photocurable resin, or a melt deposition method using a material in a molten state, and the three-dimensional modeled object is the powder material, the photocurable resin , or the material in a molten state is formed Ri by the ones solidified, and the reinforcing hole extending slender in those waiting solid is formed,
(B) Filling the reinforcing hole with a fluid substance different from the material of the three-dimensional structure manufactured in (A),
(C) The method for producing a three-dimensional structure, wherein the fluid substance filled in the reinforcing hole is cured to make the fluid substance a reinforcing material for the three-dimensional structure. 前記三次元造形物は、線状に延びる線状部分を含み、
前記補強穴は、前記線状部分の内部において、該線状部分に沿って延びている、ことを特徴とする請求項１に記載の三次元造形物の製造方法。 The three-dimensional structure includes a linear portion extending linearly,
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 1, wherein the reinforcing hole extends along the linear portion inside the linear portion. 前記補強穴は、前記三次元造形物の外表面から、前記三次元造形物の内部へ延びて当該内部において分岐している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の三次元造形物の製造方法。   The three-dimensional structure according to claim 1, wherein the reinforcing hole extends from an outer surface of the three-dimensional structure to the inside of the three-dimensional structure and branches in the inside. Manufacturing method. 前記（Ｂ）において、
（Ｂ１）三次元造形物の前記外表面において、補強穴が開口している開口面に対する側面である外周面に取付具を取り付け、該取付具に結合された蓋部で前記開口面を覆い、該蓋部と前記開口面により内部空間を形成し、
（Ｂ２）前記蓋部を貫通する貫通穴と前記内部空間を通して、前記補強穴に流動性物質を導入することにより、前記補強穴に流動性物質を充填する、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の三次元造形物の製造方法。 In (B) above,
(B1) On the outer surface of the three-dimensional structure, a fixture is attached to an outer peripheral surface that is a side surface with respect to the opening surface in which the reinforcing hole is open, and the opening surface is covered with a lid unit coupled to the fixture. An internal space is formed by the lid and the opening surface,
(B2) The flowable substance is filled into the reinforcing hole by introducing the flowable substance into the reinforcing hole through the through hole penetrating the lid portion and the internal space. A method for producing a three-dimensional structure according to 2 or 3.

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