立体造形方法及立体造形装置以及片材的加工方法及片材加工装置.pdf

本发明公开了一种立体造形方法及立体造形装置以及片材的加工方法及片材加工装置。本发明将由水溶纸构成的片材作为层叠材料使用，利用片层叠法生成立体模型。使用液滴喷出头的喷嘴向各层的片材喷出水，从而能够沿立体模型的轮廓线切断各层的片材。另外，在层叠各层时，利用液滴喷出头喷出着色用溶液对片材进行着色。在完成层叠体后，剥下片材的不要部分完成立体模型。或者，使用液滴喷出头的喷嘴向各层的片材喷出固化型水溶液，从而使各层的片材中的立体模型的截面区域不溶化，并且，向着色部位喷出固化型的着色用溶液对其进行着色并使

1.  一种立体造形方法，其层叠片材而形成立体模型，其中，包括：
层叠所述片材，使用液滴喷出头沿所述立体模型的轮廓线喷出片材溶解液，从而能够沿所述轮廓线切断或分离所述片材的工序。

2.  根据权利要求1所述的立体造形方法，其中，包括：
层叠所述片材，使用液滴喷出头向所述片材的所述立体模型的截面区域的至少一部分喷出所述片材溶解液或粘接剂，使其能够与在该喷出位置层叠的下一层的片材粘接的工序；或者加热所述片材的所述立体模型的截面区域的至少一部分，使其与下层的片材粘接的工序。

3.  根据权利要求1所述的立体造形方法，其中，包括：
层叠作为着色对象的片材之后，使用在所述片材溶解液的喷出中使用的液滴喷出头或者独立的液滴喷出头喷出着色用溶液的工序。

4.  根据权利要求3所述的立体造形方法，其中，
将沿所述轮廓线喷出的所述着色用溶液的喷出量设定为浸透直至穿过所述片材的深度的量。

5.  根据权利要求1所述的立体造形方法，其中，
在喷出所述片材溶解液的工序之前，包括使用液滴喷出头沿所述轮廓线喷出前处理液的工序，
在喷出所述片材溶解液的工序中，向所述片材中的所述前处理液浸透了的区域和没有浸透的区域的边界附近喷出所述片材溶解液。

6.  根据权利要求1所述的立体造形方法，其中，
所述片材为含有水溶性粘合剂的材料，
所述片材溶解液为水或水溶性溶液。

7.  一种立体造形装置，其特征在于，具有：
液滴喷出头；
输送并层叠片材的片材输送机构；
根据立体模型的形状数据进行控制的控制部，
所述控制部根据所述形状数据控制所述液滴喷出头及所述片材输送机构，从而通过权利要求1所述的立体造形方法形成所述立体模型。

8.  根据权利要求7所述的立体造形装置，其中，具有：
喷出着色用溶液的液滴喷出头，
所述喷出着色用溶液的液滴喷出头为与喷出片材溶解液的液滴喷出头同一个或者独立的液滴喷出头，
所述控制部根据所述立体模型的着色数据对喷出所述着色用溶液的液滴喷出头进行控制，从而向作为着色对象的片材的着色部位喷出所述着色用溶液。

9.  一种立体造形方法，其层叠片材而形成立体模型，其中，包括：
层叠所述片材，使用液滴喷出头向所述片材中的所述立体模型的截面区域喷出片材不溶化液的工序；
利用片材溶解液溶解所述片材中没有被不溶化的部分的工序。

10.  根据权利要求9所述的立体造形方法，其中，
所述片材不溶化液为固化型溶液。

11.  一种立体造形装置，其特征在于，具有：
液滴喷出头；
向与该液滴喷出头对置的喷出位置输送并层叠片材的片材输送机构；
供给或贮留片材溶解液的片材溶解部；
输入有立体模型的形状数据的控制部，
该控制部根据所述形状数据控制所述液滴喷出头及所述片材输送机构，从而利用权利要求9所述的立体造形方法形成所述立体模型。

12.  一种片材的加工方法，其中，
使用液滴喷出头，沿所述片材的切断线或折弯线喷出使作为加工对象的片材溶解或脆化的片材溶解液，利用所述喷出的片材溶解液的浸透，能够沿所述切断线或所述折弯线切断或折弯所述片材。

13.  根据权利要求12所述的片材的加工方法，其中，
使用所述液滴喷出头，以规定的时间间隔将所述片材溶解液向所述片材的规定位置的部分按每次规定的喷出量喷出规定次数，
将所述时间间隔、所述喷出量及喷出次数设定为使所述片材溶解液向所述片材的面方向和厚度方向中任一方或两方的浸透范围成为预先设定的范围。

14.  根据权利要求12所述的片材的加工方法，其中，
向所述切断线或所述折弯线的两侧喷出前处理液，形成仅离开所述切断线或所述折弯线的线宽的间隔的平行的两根线状的前处理液浸透区域，
向该两根线状的前处理液浸透区域所夹着的所述前处理液没有浸透的区域喷出所述片材溶解液。

15.  根据权利要求14所述的片材的加工方法，其中，
所述前处理液为固化性墨液，
在喷出所述片材溶解液的工序之前，包括对所述片材中的所述固化性墨液浸透的部分进行固化处理而使所述固化性墨液固接的工序。

16.  根据权利要求14所述的片材的加工方法，其中，
所述片材为含有水溶性粘合剂的碱性材料，
所述片材溶解液为水或水溶性溶液，
所述前处理液为使所述碱性的片材不溶化的酸性水溶液。

17.  根据权利要求12所述的片材的加工方法，其中，
通过使所述片材翻转，向所述片材的表面侧和背面侧分别沿所述切断线喷出所述片材溶解液。

18.  根据权利要求12所述的片材的加工方法，其中，
沿所述切断线使所述片材溶解液浸透至没有穿过所述片材的深度而形成线状的浸透区域之后，向该线状的浸透区域上进一步喷出所述片材溶解液，沿所述切断线以规定的间距形成浸透至穿过该喷出位置的片材的深度的浸透区域。

19.  一种片材加工装置，其特征在于，具有：
液滴喷出头；
能够将片材向与该液滴喷出头对置的喷出位置输送的片材输送机构；
输入有表示所述片材的切断线或折弯线的加工数据的控制部，
该控制部根据所述加工数据控制所述液滴喷出头及所述片材输送机构，从而利用权利要求12所述的片材的加工方法能够切断或折弯所述片材。

20.  根据权利要求19所述的片材加工装置，其中，具有：
喷出印刷用墨液的液滴喷出头，
所述喷出印刷用墨液的液滴喷出头为与喷出所述片材溶解液的液滴喷出头同一个或独立的液滴喷出头，
向所述控制部输入印刷数据，
所述控制部通过根据该印刷数据对喷出所述印刷用墨液的液滴喷出头进行控制，从而根据该印刷数据进行向所述片材的印刷。

立体造形方法及立体造形装置以及片材的加工方法及片材加工装置
技术领域
本发明涉及层叠片材而生成三维形状的立体模型的立体造形方法及立体造形装置，以及用于将片材加工为立体模型等各种形状的片材的加工方法及片材加工装置。
背景技术
作为三维形状的立体模型的立体造形方法，提出过如下方法，即，利用激光使UV(紫外线)硬化树脂按立体模型的截面形状硬化并形成层叠模型的各层的光造形法、利用激光使粉末材料熔融固化并形成层叠模型的各层的粉末烧结法、加热热塑性材料将其从喷嘴挤出并堆积而形成层叠模型的各层的熔融物堆积法、通过将纸等片材切割为模型的截面形状并层叠来形成层叠模型的片层叠法等。
在上述方法中，光造形法、粉末烧结法、熔融物堆积法需要具备激光照射装置和树脂槽、清洗成形件的表面的设备或熔融树脂供给设备等大型且昂贵的装置。另外，由于使用特殊的材料还需要进行施設内的换气。并且，为了应对装置负荷和动作时的振动等，有需要加强地面等情况。从而，难以在通常的办公区设置上述方法中使用的装置和设备。另外，这些方法中为使树脂材料等硬化需要较长时间，使得造形也需要较长时间。对此，由于片层叠法以普通的材料即纸等作为材料来使用，所以能够利用比上述各方法简便且小型的装置生成立体模型。
在专利文献1中记载有作为利用片层叠法进行立体造形的装置的例子。专利文献1的片层叠造形装置将从辊抽出的涂敷了粘接剂的连续片材输送到工作台上的规定位置并截断，利用加压加热板将截断后的片材挤压在工作台侧并加热使其与下层粘接。然后，利用XY绘图机使刀具沿期望的轮廓形状动作，将粘接完成的片切下为立体模型的截面形状，并且，将位于截面形状轮廓外侧的片材的不需要部分以格子状切断。专利文献1的片层叠造形装置将上述动作重复片层叠数次，最后，通过去除以块状切下的片材的不要部分，将片层叠体形成为所需的立体形状。
【专利文献1】日本特开2001-301060号公报。
但是，基于专利文献1所述的片层叠法的立体造形装置使用用于将片层叠体的各层沿立体模型的截面形状的轮廓切下的切割刃，在操作装置时需要加以注意。另外，需要一边改变切割刃的方向一边进行扫描，在进行精密的裁割时耗费时间。另外，为了粘接各层的片材，需要预先准备涂敷了粘接剂的片材。进而，片材的不要部分也粘接有粘接剂，因此使得浪费的粘接剂的消耗量变多。
另外，在专利文献1的立体造形装置中，为了进行彩色的立体造形预先在片材上着色或在造形后进行着色工序。由此，另行需要用于着色的设备等，增加了在其他设备进行的工序，从而使得至彩色立体模型完成为止耗费时间。另外，造形后进行着色的方法不易向彩色立体模型的内部进行着色。
发明内容
本发明的主要目的在于提供能够利用安全且简单结构的装置，在短时间生成精密形状的立体模型的立体造形方法及立体造形装置。
另外，本发明的目的在于提供能够在短时间完成进行了对立体模型的内部着色和精密着色的彩色立体模型的立体造形方法及立体造形装置。
为了实现上述目的及其他目的，本发明的立体造形方法，其层叠片材而形成立体模型，其中，包括：
在本发明中，通过层叠片材，使从液滴喷出头喷出的片材溶解液沿立体模型的截面形状的轮廓线浸透于片材，从而能够沿立体模型的轮廓线切断或分离所述片材。由此，能够在不使用切割刃等刃物的情况下，安全且迅速地进行裁割作业。由此，能够在短时间生成精密的立体模型。
在此，在本发明的立体造形方法中，优选包括层叠片材，使用液滴喷出头向片材的所述立体模型的截面区域的至少一部分喷出所述片材溶解液或粘接剂，使其能够与在该喷出位置层叠的下一层的片材粘接的工序；或者加热所述片材的所述立体模型的截面区域的至少一部分，使其与下层的片材粘接的工序。根据该结构，不需要预先向片材涂敷粘接剂等。另外，能够削减立体造形中使用的设备，能够利用小型且简单结构的装置进行立体造形。进而，由于可以不使各层的片材与其上下层的片材的整个面粘接，仅粘接必要的部分，所以能够节省粘接剂。
另外，在本发明的立体造形方法中，优选包括层叠作为着色对象的片材之后，使用在所述片材溶解液的喷出中使用的液滴喷出头或者独立的液滴喷出头喷出着色用溶液的工序。根据该结构，由于能够一边层叠片材，一边进行着色，因此不需要另行进行着色工序。由此，能够在短时间生成完成着色的立体模型。另外，根据该方法，使得层叠后不易着色的立体模型的外部表面以外的部分(内部侧的部分)的着色变得容易。另外，通过使用液滴喷出头，能够进行纯色的着色及细微图案的着色。进而，能够将裁割、着色、粘接仅利用任一个或多个液滴喷出头来进行，因此，能够削减必要的设备，能够使装置简化及小型化。
进而，在本发明的立体造形方法中，优选将沿所述轮廓线喷出的所述片材溶解液或所述着色用溶液的喷出量设定为浸透直至大致穿过所述片材的深度的量。根据该结构，使溶液沿轮廓线浸透片材的端面部分整体即可，因此，不会浪费溶液。
在本发明的立体造形方法中，也可以在喷出所述片材溶解液的工序之前，包括使用液滴喷出头沿所述轮廓线喷出前处理液的工序，在喷出所述片材溶解液的工序中，向所述片材中的所述前处理液浸透了的区域和没有浸透的区域的边界附近喷出所述片材溶解液。如上所述，通过沿轮廓线预先使具有不使片材溶解液浸透的性质和不会混入片材溶解液的性质的前处理液浸透，能够使片材溶解液不会向该浸透部分扩散地溶解片材。由此，能够沿轮廓线进行锋利的切断加工，能够进行更加精密的立体造形。
在本发明的立体造形方法中，也可以包括层叠全部的层之后，去除所述片材的不要部分的工序。如此，沿着片材的轮廓线的部分被片材溶解液溶解，变得能够分离，因此，若最后一起去除不要部分，则能够缩短立体造形所需的时间。另外，本发明中仅粘接片材必要部分没有粘接不要部分，因此，最后一起将片材的不要部分断开并剥下的操作变得容易。
在本发明的立体造形方法中，作为所述片材可以使用含有水溶性粘合剂及造纸用纤维件的材料，作为所述片材溶解液可以使用水或水溶性溶液。根据该结构，在不使用化学药品的情况下，可以通过操作容易且安全的水来溶解片材。另外，如果使用喷出着色的水溶性溶液的印刷用的液滴喷出头，则可以兼用作片材溶解液的水的喷出和着色的水溶性溶液的喷出。可以将基于水溶性溶液的着色和基于水的切断加工用同一液滴喷出头进行。
还有，本发明的立体造形装置的特征在于，具有：
液滴喷出头；
向与该液滴喷出头对置的喷出位置输送并层叠片材的片材输送机构；
根据立体模型的形状数据进行控制的控制部，
所述控制部根据所述形状数据控制所述液滴喷出头及所述片材输送机构，从而通过上述立体造形方法形成所述立体模型。
根据该结构，能够利用控制部根据立体模型的形状数据通过自动控制使液滴喷出头动作，对层叠的片材，按立体模型的轮廓线的形状喷出片材溶解液体，从而能够沿轮廓线切断片材。由此，能够在短时间安全地生成精密的立体模型。
在此，在本发明的立体造形装置中，优选具有：
喷出着色用溶液的液滴喷出头，
该液滴喷出头为与喷出所述片材溶解液的液滴喷出头同一个或者独立的液滴喷出头，
所述控制部根据所述立体模型的着色数据对所述液滴喷出头进行控制，从而向作为着色对象的层的片材的着色部位喷出所述着色用溶液。
根据该结构，能够利用控制部根据着色数据通过自动控制使液滴喷出头动作，从而能够一边层叠片材一边进行着色。由此，能够在短时间生成被着色的立体模型。另外，生成后的不易着色的立体模型的外部表面以外的部分(内部层的部分)着色也变得容易。另外，通过使用液滴喷出头能够进行纯色的着色及细微图案的着色。进而，由于可以将裁割、着色、粘接利用任一个或多个液滴喷出头进行，因此，能够削减必要的设备，使装置的简化及小型化成为可能。
接着，为了实现上述目的及其他目的，本发明的立体造形方法，其层叠片材而形成立体模型，其中，包括：
层叠所述片材，使用液滴喷出头向所述片材中的所述立体模型的截面区域喷出片材不溶化液的工序；
在层叠了所有层的所述片材之后，利用片材溶解液溶解所述片材中没有被所述片材不溶化液不溶化的部分的工序。
在本发明中，通过从液滴喷出头喷出片材不溶化液，使各层的片材中的立体模型的截面区域的部分相对于片材溶融液不溶化。并且，在层叠体完成后，溶解并除去没有被不溶化的片材的不要部分。在上述方法中，不需要将各层裁割为立体模型的截面形状，因此，能够在短时间生成立体模型。另外，不需要基于切割刃等刃物的裁割机构，因此，能够用安全且简单构成的装置进行立体造形。另外，通过使用液滴喷出头，能够在短时间向精密的图案喷出片材不溶化液，因此，能够在短时间生成精密的立体模型。另外，能够通过片材不溶化液生成具有耐水性的立体模型。
在此，在本发明的立体造形方法中，利用被着色的所述片材不溶化液，能够对作为着色对象的层的片材中的所述立体模型的截面部分进行着色。从而，通过使用着色为期望的颜色的溶液作为片材不溶化液，能够在同一工序进行不溶化工序和着色工序。由此，能够在短时间生成彩色立体模型。另外，通过使用液滴喷出头，能够进行细微的图案的着色，也能够进行纯色的着色。另外，由于一边进行层叠一边着色，因此也能够对层叠体完成后不易着色的内部层着色。
另外，在本发明的立体造形方法中，作为所述片材使用含有水溶性粘合剂及造纸用纤维件的材料，作为所述片材溶解液可以使用水。另外，作为所述片材不溶化液，可以使用利用热或紫外线等固化的固化型溶液。根据该结构，在对使片材的不要部分溶解的处理中不使用化学药品等情况下，能够利用基于水的清洗或向水的浸渍等进行，因此，能够容易且安全的进行不要部分的除去作业。
在本发明的立体造形方法中，将所述立体模型形成为具有与外部连通的中空部的形状，能够使该中空部以残留在内部的不要部分在保持其形状的情况下不能抽出的形状形成。在本发明中，不能够抽出的不要部分的片材也通过溶解而除去，因此，具有这种形状的中空部的立体模型也能够最后整理而除去片材的不要部分。由此，能够在短时间容易地生成复杂形状的立体模型。
在本发明的立体造形方法中，优选包括：层叠片材，使用液滴喷出头向各层的片材中的所述立体模型的截面区域的至少一部分喷出所述片材溶解液或粘接剂，使其能够与层叠在该喷出位置上的上层的片材粘接的工序；或者从上部加热并挤压各层的片材中的所述立体模型的截面区域的至少一部分，使其与下层的片材粘接的工序。根据该结构，不需要预先向片材涂敷粘接剂等。另外，不需要热敏头等热压接机构，因此，能够削减立体造形中使用的设备，从而能够用小型且简单结构的装置进行立体造形。
还有，本发明的立体造形装置的特征在于，具有：
液滴喷出头；
向与该液滴喷出头对置的喷出位置输送并层叠片材的片材输送机构；
供给或贮留片材溶解液的片材溶解机构；
根据立体模型的形状数据进行控制的控制部，
该控制部根据所述形状数据控制所述液滴喷出头及所述片材输送机构，从而利用上述的立体造形方法形成所述立体模型。
根据该结构，能够利用控制部根据立体模型的形状数据通过自动控制使液滴喷出头动作，从而能够相对于层叠的片材，按立体模型的截面形状喷出片材不溶化液。并且，能够在层叠体完成后，通过片材溶解液将没有喷出片材不溶化液而没有被不溶化的片材的不要部分溶解而除去。由此，能够在短时间安全地生成精密的立体模型。
还有，为了实现上述目的及其他目的，本发明的片材的加工方法使用液滴喷出头，沿所述片材的切断线或折弯线喷出使作为加工对象的片材溶解或脆化的片材溶解液，利用所述喷出的片材溶解液的浸透，能够沿所述切断线或所述折弯线切断或折弯所述片材。
在本发明中，通过利用液滴喷出头喷出片材溶解液，使喷出部分溶解或脆化，而能够切断或折弯片材。从而，能够在不使用刀具等刃物的情况下，安全且迅速地进行片材的切断加工。另外，通过以局部地溶解片材的方式喷出片材溶解液，能够进行现有的裁割装置中不能实现的折痕加工。另外，不需要设置使刀具等刃物相对于片材在XY方向上扫掠的机构，能够使用印刷装置等中使用的液滴喷出头进行切断或折痕加工，因此能够比现有简单地构成加工装置。
在此，在本发明的片材的加工方法中，优选使用所述液滴喷出头，以规定的时间间隔将所述片材溶解液向所述片材的大致同一位置的部分按每次规定的喷出量喷出规定次数，将所述时间间隔、所述喷出量及喷出次数设定为使所述片材溶解液向所述片材的面方向及/或厚度方向的浸透范围成为预先设定的范围。当一次向同一位置喷出大量片材溶解液时，其浸透范围容易向片材的面方向扩宽，从而不能向厚度方向浸透而形成锋利的切断线和折痕。但是，通过以规定的间隔将片材溶解液分为微量喷出多次，能够抑制片材溶解液向面方向扩散，而使其向厚度方向浸透。并且，通过适当地控制片材溶解液的喷出量、时间间隔、喷出次数等，能够将片材溶解液浸透至期望的状态。由此，能够做出锋利的切断线和折痕，从而能够进行精密的切断加工和折痕加工。
另外，在本发明的片材的加工方法中，也可以在喷出所述片材溶解液的工序之前，包括使用液滴喷出头沿所述切断线或所述折弯线喷出前处理液的工序，在喷出所述片材溶解液的工序中，可以在所述片材中的所述前处理液浸透了的区域和没有浸透的区域的边界附件喷出所述片材溶解液。根据该结构，通过使具有不会使片材溶解液浸透的性质和不会混有片材溶解液的性质的前处理液预先沿切断线或折弯线浸透，能够使片材溶解液不会向该浸透部分扩散，而溶解片材。由此，通过沿前处理液浸透了的部分和没有浸透的部分的边界喷出片材溶解液，能够实现更锋利的切断线和折痕，能够进行更精密的切断加工和折痕加工。另外，如果可以使喷出前处理液用的液滴喷出头与片材溶解液用的液滴喷出头兼用，则能够以简单结构的装置实现如上所述的片材的加工方法。
或者，在本发明的片材的加工方法中，可以向所述切断线或所述折弯线的两侧喷出所述前处理液，形成仅离开所述切断线或所述折弯线的线宽的间隔的平行的两根线状的前处理液浸透区域，向该两根线状的前处理液浸透区域所夹着的所述前处理液没有浸透的区域喷出所述片材溶解液。根据该结构，可以将片材溶解液向面方向的扩散范围限定在将预先浸透了前处理液的两根线状浸透区域之间的宽度窄的区域，因此能够进一步实现锋利的切断线和折痕线，从而能够进行更加精密的切断加工和折痕加工。
在此，在本发明的片材的加工方法中，可以使用固化性墨液作为所述前处理液，在喷出所述片材溶解液的工序之前，包括对所述片材中的所述固化性墨液浸透的部分进行固化处理而使所述固化性墨液固接的工序。根据该结构，由于能够通过固化性溶液使与片材溶解液浸透的部分的边界部分固化，所以使切断后的片材的边缘部分保持为锋利的形状，使该边缘部分不易变散。特别是，当将固化性溶液浸透至两根线状区域而使这些浸透部分硬化并固化时，可以将没有被片材溶解液溶解的片材中纸浆纤维等在切断时较短地切碎，因此，不会有纸浆纤维等从切断后的片材的端面较长地鼓出，不会成为起毛的状态。由此，能够实现更加锋利的切断部，进而能够进行精密的加工。
或者，在本发明的片材的加工方法中，作为所述片材可以使用含有水溶性粘合剂及纤维材料的碱性的材料，作为所述片材溶解液可以使用水，作为所述前处理液可以使用用于使所述碱性水溶纸不溶化的酸性水溶液。如果可以使用水作为片材溶解液，则喷出水溶性墨液的印刷用的液滴喷出头可以兼用于水的喷出，因此，可以将基于水溶性墨液的印刷和基于水的喷出的切断加工或折痕加工用一个液滴喷出头进行。另外，如果可以利用酸性水溶液使前处理部分不溶化，则能够可靠地防止前处理部分的溶解。由此，能够进行精密的加工。
另外，在本发明的片材的加工方法中，通过使所述片材反转，能够沿所述切断线分别从所述片材的表面侧和背面侧喷出所述片材溶解液。根据该结构，能够将厚的片材精密地切断。
在本发明的片材的加工方法中，可以沿所述切断线使所述片材溶解液浸透至没有穿过所述片材的深度而形成连续的线状的浸透区域之后，从该线状的浸透区域上进一步喷出所述片材溶解液，以规定的间距沿所述切断线形成浸透至大致穿过该喷出位置的片材的深度的浸透区域。根据该结构，可以将切断线形成为孔眼状。
在本发明的片材的加工方法中，包括使用喷出所述片材溶解液的所述液滴喷出头或者独立的液滴喷出头进行向所述片材的印刷的工序，使该印刷工序在喷出所述片材溶解液的工序之前、或者与喷出所述片材溶解液的工序同时进行。根据该结构，能够连续或同时进行印刷和切断加工或折痕加工，因此，能够省略片材的再安置和再定位等工序以及用于其的作物标志读取等工序。由此，能够在短时间完成印刷和切断加工或者折痕加工。
还有，本发明的片材加工装置的特征在于，具有：
液滴喷出头；
能够将所述片材向与该液滴喷出头对置的喷出位置输送的片材输送机构；
输入有包括所述片材的切断线或折弯线的加工数据的控制部，
该控制部根据所述加工数据控制所述液滴喷出头及所述片材输送机构，从而利用上述的片材的加工方法能够切断或折弯所述片材。
根据该结构，能够利用控制部根据包括切断线或折弯线的加工数据通过自动控制使液滴喷出头动作，按加工数据的形状喷出片材溶解液体，从而能够按加工数据的形状切断或折弯片材。由此，能够在短时间进行安全且精密的加工。
在此，在本发明的片材加工装置中，优选具有：
喷出印刷用墨液的液滴喷出头，
该液滴喷出头为与喷出所述片材溶解液的液滴喷出头同一个或独立的液滴喷出头，
所述控制部根据印刷数据进行控制，
所述控制部通过根据该印刷数据对喷出所述印刷用墨液的液滴喷出头进行控制，从而根据该印刷数据在喷出所述片材溶解液之前或同时进行向所述片材的印刷。
根据该结构，能够在同一装置进行印刷和切断或折痕加工，能够使使用的机构共用。由此，能够用少量设备进行印刷及切断加工或折痕加工。另外，能够省略片材的再置位和再定位等工序以及用于其的作物标志读取等工序。从而，能够在短时间完成印刷及切断加工或折痕加工。
附图说明
图1是适用本发明的第一实施方式的立体造形装置的概略结构图。
图2A是片材的层叠体中的各层的俯视图。
图2B是图2A的层叠体的剖视图。
图3A至图3F是片材的层叠工序的说明图。
图4A至图4D是基于水的喷出控制的精密加工方法的说明图。
图5A至图5C是基于前处理的精密加工方法的说明图。
图6A是喷出了前处理液之后喷出水的层叠体的各层的俯视图。
图6B是图6A的层叠体的剖视图。
图7A至图7C是基于前处理的精密加工方法的说明图。
图8A至图8D是基于热固化型溶液的精密加工方法的说明图。
图9A至图9D是基于热固化型溶液的精密加工方法的说明图。
图10A至图10D是包括着色工序的片材的层叠工序的说明图。
图11A是着色至内部的层叠体的各层的俯视图。
图11B是图11A的层叠体的剖视图。
图12是适用本发明的第二实施方式的立体造形装置的概略结构图。
图13A是片材的层叠体中的各层的俯视图。
图13B是图13A的层叠体的剖视图。
图14A至图14E是第二实施方式的立体造形方法的说明图。
图15是用于生成具有中空部的立体模型的层叠体的剖视图。
图16是适用本发明的第三实施方式的片材加工装置的概略结构图。
图17A是片材的俯视图。
图17B是图17A的片材的剖视图(图17A的X-X剖视图)。
图18A至图18D是形成孔眼状的切断部的工序的说明图。
图19A是进行折痕加工的片材的俯视图。
图19B是图19A的片材的剖视图(图19B的Y-Y剖视图)。
图20A至图20D是较厚的片材的切断方法的说明图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照图1～图11，说明本发明适用的第一实施方式的立体造形装置及立体造形方法。
(片材)
第一实施方式的立体造形装置是用于利用片层叠法成形立体模型的装置。构成层叠材料的片材S是在木材纸浆纤维等造纸用纤维件添加水溶性粘合剂利用抄纸等造纸方法成形为片状的特殊纸。该片材S是利用成形后通过碱性处理等方法赋予了容易被水溶解的性质的水溶纸，具有由片层叠法进行的立体成形所适合的厚度及强度。
若更详细说明，则片材S通过使浸透了水的部分的水溶性粘合剂溶解而解除纸浆纤维间的氢键，水浸透的部分仅剩有成为分散的纸浆纤维，成为脆化的状态。从而，通过从片材S上以线状滴下(喷出)水从而形成线状的水浸透部分，使该浸透部分穿过片材S的背侧，从而能够将该浸透部分作为切断线来切断片材。
此外，作为片材S，可以使用将水溶性的淀粉、凝胶、PVA(polyvinylalcohol聚乙烯醇)等将水溶性树脂成形为薄膜状物品。另外，可以使用能够适当地设定溶解温度的水溶性树脂。在该情况下，能够通过使控制为溶解温度的水滴下，从而使片材上被水滴下的部分成为能够切断的状态。
(立体造形装置)
图1是第一实施方式的立体造形装置的概略结构图。立体造形装置1具备：设置在装置框架1a内的可升降的层叠台2；保持以辊纸状卷绕的一定宽度的带状的片材S并使之能够转动的供纸部3；将从供纸部3抽出的片材S沿片材输送路径4送出，并输送到层叠台2上的层叠位置的输送机构5；通过输送机构5将定位在层叠台2上的片材S切断为规定长度的切断机构6；在层叠台2上朝向喷嘴面配置的液滴喷出头7；搭载液滴喷出头7的头部滑架8；头部滑架8的驱动机构9；控制上述各机构的控制部10等。
另外，立体造形装置1具备用于安装盒11的盒安装部12，所述盒11收容将各种溶液和水或粘接剂等封入的多个液体包。当盒11安装于盒安装部12时，在盒安装部12侧设置的供给针与盒11内的液体包的供给口插入连接。供给针与从液滴喷出头7延伸的供给流路连接，从而，液体包内的各液体供给于液滴喷出头7的喷嘴。
层叠台2具备水平的层叠面2a，通过未图示的升降机构使层叠面2a上下运动，从而能够调整层叠面2a的高度。升降机构优选由利用电动机驱动的齿轮齿条副构成，利用回转式编码器和位置检测传感器等调整层叠台2的高度使其升降。层叠面2a形成为以符合生成的立体模型的平面形状而切断的矩形等片材S重叠并能够层叠的大小，在该层叠面2a上设定片材S的层叠位置。
输送机构5具备在片材输送路径4上的规定位置把持从供给部3送出的片材S，通过送纸电动机将该送纸辊对5a同步地向正反方向旋转驱动，从而沿片材输送路径4向前进方向或后退方向输送片材S。
切断机构6是具备可动刃及固定刃的剪刀式机构。切断机构6使可动刃朝向利用输送机构5定位在层叠面2a上的层叠位置的片材S动作，将该片材S从其前端以规定长度的位置沿宽度方向切断。此外，切断机构6并不限定于剪刀式，也可以使用其他的机构。例如，能够利用后述的切断机构9将液滴喷出头7移动至由切断机构6进行的切断位置，可以在切断位置滴下水而切断片材S。
驱动机构9具备能够使搭载液滴喷出头7的头部滑架8在水平面内自由移动的XY绘图机构。由此，能够沿任意的路径使液滴喷出头7在层叠台2上动作，从液滴喷出头7的喷嘴向层叠台2上的任意位置滴下墨液、水溶液、水等各种液体。
从主计算机等外部装置13向立体造形装置1的控制部10输入生成的立体模型M的形状数据和表示其着色部位及着色图案的着色数据。另外，输入片材S的厚度、尺寸和材质等数据。此外，片材S的厚度和尺寸可以通过由立体造形装置1内的传感器检测而获取。控制部10根据这些形状数据和着色数据等经由头驱动器来驱动控制液滴喷出头7，从而可以从液滴喷出头7的喷嘴滴下在形状数据和着色数据中指示的种类的液体。
控制部10通过电动机驱动器来驱动控制驱动机构9的X轴电动机及Y轴电动机、输送机构5的送纸电动机或切断机构6的切割电动机等。另外，控制部10沿片材输送路径4或利用在层叠台2设置的传感器等的输出，能够把握输送中的片材S的前端位置等。由此，能够将片材S正确地定位并层叠在层叠面2a上的层叠位置。另外，利用切断机构6将片材S切断为由形状数据指示的尺寸并层叠。另外，能够在各层的片材S上指定的位置定位液滴喷出头7的喷嘴。
另外，控制部10通过电动机驱动器驱动控制作为层叠台2的升降机构的驱动源的电动机，从而每次在层叠台2层叠片材S，根据层叠的片材S的厚度使层叠面2a下降。或者，也可以利用传感器等检测片材S的层叠体的最上表面的位置，以将最上表面的位置定位在规定的高度的方式使层叠面2a下降。由此，能够使最上层的片材S和液滴喷出头7的喷嘴的距离保持在一定，从而能够对层叠在最上层的片材S正确地进行由液滴喷出头7进行的墨液等的滴下。
如上所述，立体造形装置1的控制部10在层叠台2上进行加工工序时，能够使层叠台2上下运动，将片材S的层叠体各层定位在与加工内容对应的高度。此外，如上所述，也可以构成为利用热压接进行片之间的粘接，向片材S的期望部分追加能够加热的热敏头14(参照图8B、图9B、图10B)。
(立体造形方法)
接着，说明基于上述结构的立体造形装置1的立体造形方法。图2A是片材的层叠体中的各层的俯视图，图2B是片材的层叠体的剖视图，图3A～图3F是片材的层叠工序的说明图。此外，在图2B中，简化片材S的层叠体S0的层叠数并设为三层。另外，图2B所示的轮廓线L1～L3是层叠体S0的各层的高度中的立体模型M的轮廓线。
首先，在外部装置13中，使用CAD程序等生成立体模型M的三维形状数据，向立体造形装置1输出。另外，从外部装置13将作为造形材料的片材S的厚度t和纸宽等各种信息输出给立体造形装置1。立体造形装置1的控制部10根据从外部装置13输入的三维形状数据解析立体模型M的三维形状之后，对该三维形状以将片材S的厚度t作为一层的高度在高度方向上切片并分割为各截面。并且，对切开的各层，将该三维形状的轮廓线即立体模型M的轮廓线L的形状展开成图像数据并存储于缓冲器。此外，可以在外部装置13侧生成将立体模型M以厚度t切片的各层的轮廓线L的形状数据，向立体造形装置1输出。
接着，控制部10将第一层(最下层)的片材层叠在层叠台2的层叠面2a上。如图3A所示，控制部10控制输送机构5，将从供纸部3抽出的片材S输送到层叠面2a上并定位在层叠位置之后，利用切断机构6切断为规定的尺寸，并形成矩形的切割片，成为载置于层叠面2a上的状态。此外，在将预先切割成一定规格的切割片状的片材S安置于供纸部3时，能够省略切断工序及切断机构6。
如图3B所示，根据第一层的片材S1中的立体模型的轮廓线L1的形状使液滴喷出头7在层叠台2上沿水平方向动作，从液滴喷出头7的水滴下用喷嘴沿轮廓线L1向第一层的片材S1上滴下作为片材溶解液的水。由此，沿轮廓线L1形成水浸透部分B1。此时，以使水的浸透部分B1大致穿过片材S的方式控制各位置的水的滴下量。
接着，如图3C所示，控制部10从液滴喷出头的粘接剂滴下用的喷嘴向由轮廓线L1围成的立体模型M的截面区域M1上的规定位置滴下片材粘接用的粘接剂。或者，代替粘接剂，滴下极其微量的水，使滴下位置的片材S的表面稍微溶解。
在第一层的层叠作业完成之后，控制部10控制层叠台2的升降机构，使层叠面2a下降片材S的厚度t。接着，控制部10向第一层的片材S1上层叠第二层的片材S2。即，如图3D所示，与第一层时相同地，控制输送机构5将片材S定位在第一层的片材S1上之后，通过切断机构6在与第一层同一位置切断片材S。由此，成为将与第一层同一形状的切割片层叠在第一层上的状态。第二层片材S2利用在第一层片材S1的规定位置滴下的粘接剂与第一层局部地粘接。或者，通过与片材S1的被水溶解的溶解部分的溶接，而与第一层局部地粘接。
接着，如图3E所示，根据第二层的片材S2中的立体模型M的轮廓线L2的形状移动液滴喷出头7，使水沿轮廓线L2滴下，沿轮廓线L2在第二层的片材S2形成水的浸透部分B2。浸透部分B2与浸透部分B1相同地形成为大致穿过片材S2。然后，如图3F所示，向轮廓线L2所围成的第二层的立体模型M的截面区域M2上的规定位置滴下粘接剂或微量的水。
第三层片材S3与第二层的情况完全相同地层叠并粘接于第二层上之后，使水沿第三层的片材S3的立体模型M的轮廓线L3滴下到片材S3上形成水的浸透部分B3。当第三层为片材S3的层叠体的最上层时，至此层叠体的形成结束，但是，进而层叠多层时，按层叠数重复以下三个工序即可，即，使滴下粘接剂或水的工序、进行片材S的层叠和切断的工序、使水沿轮廓线L滴下的工序。
根据以上工序，各层的片材S可以在各自轮廓线L的位置切断，并且，各层的片材S与上下的层的片材粘接形成被一体化的片材S的层叠体S0。因此，从立体造形装置1取出该层叠体S0之后，汇总不要部分的片材S通过剥下等除去，从层叠体S0仅取出立体模型M的部分，从而能够完成立体模型M。此时，各层的片材S的不要部分彼此没有粘接，因此能够容易地除去。由此，能够容易地完成具有凹凸的轮廓形状的立体模型。此外，因不要部分零乱使得在除去作业时耗费时间的情况下，也可以将不要部分之间粘接而成某一程度的块来除去。另外，若在滴下水时，向片材S的不要部分适宜地滴下水，则能够分割不要部分的片材S，使除去作业变得容易。
在轮廓线L的位置切断的片材S的端部并不是锋利的切断面，在水中没有溶解的纸浆纤维等较长的鼓出的部分成为起毛的状态。因此，也可以对除去不要部分的片材S之后的立体模型M的表面通过砂纸等实施研磨处理使之平滑，并在其上涂敷涂覆剂进行表面加强等的表面精加工。如此进行后，能够抑制立体模型M的劣化，能够生成具有耐水性的立体模型M。
如上所述，在第一实施方式中，通过从液滴喷出头7滴下水，能够沿各层的高度的立体模型M的轮廓线L切断片材S。从而，能够安全且迅速地进行各层的片材S的裁割作业，能够在短时间生成精密的立体模型M。另外，不需要将各层的片材S与其上下层的片材S的整个面粘接，仅粘接必要部分，因此，能够节约粘接剂。另外，不需要热敏头等热压接机构，因此，能够削减立体造形中使用的设备，能够简化装置的结构使之小型化。
(精密加工方法)
在上述的立体造形方法中，作为沿各层的高度的轮廓线L裁割立体模型M的各层的片材S的方法，使用通过水的滴下而能够切断的裁割方法。在该裁割方法中，若水沿从轮廓线L的线宽扩展的形状扩散并浸透，则切断后的片材S的边缘部分成为欠缺水浸透的部分的形状。从而，为了在轮廓线L的位置精密地切断各层的片材S，需要使水的浸透部分不会外伸到被轮廓线L所围成的立体模型M的截面部分的内侧。以下，参照图4～图9，说明用于沿轮廓线L等切断线精密地裁割各层的片材S的精密加工方法。
(1)基于水的滴下控制的精密加工方法
浸透部分B的形状可以通过由控制部10进行的水的滴下位置和滴下时刻以及滴下量的控制来调整。具体而言，将在轮廓线L上的各位置一次滴下水的量设为极少量，以在规定时间以上的时间间隔进行多次微量的滴下的方式控制立体造形装置1的各部分。图4A～图4D是基于水的滴下控制的片材的精密加工方法的说明图。首先，如图4A所示，若滴下微量的水，则如图4B所示，最初滴下的水在片材S的面方向没有很扩展。并且，从最初的水滴下经过规定时间使最初的水浸透之后，如图4C所示，使下面的微量的水滴下。如图4D所示，该水并没有向片材S的面方向而是向厚度方向浸透。
如上所述，若以规定时间间隔每次微量分为多次地滴下水，则最初滴下的水浸透了的部分与没有被滴下水的其他部分相比，成为水容易浸透的状态。从而，在该部分滴下的水没有向面方向扩宽，而是朝向底部并向片材S的厚度方向浸透。由此，若将这种滴下方法对轮廓线L的整个部分来进行，则能够形成轮廓线L的线宽没有伸出的细的浸透部分B。由此，能够将切断后的片材S的边缘部分生成锋利的形状，能够进行精密的切断加工。此外，在图4A～图4D中，将滴下次数分为两次，但是，在片材厚的情况下进一步增加滴下次数即可，若将一次滴下的液滴量设为更少量，则能够使浸透部分B更细。如此，能够通过根据片材S的材质、厚度等适当地设定一次滴下的液滴量和滴下次数以及时间间隔，从而能够适当调整浸透部分B的形状而进行精密地裁割。
(2)基于前处理的精密加工方法
接着，说明限定水的浸透区域的精密加工方法。若在水的滴下位置附近已经有墨液等其他液体浸透，则滴下的水不易向其他液体浸透的部分扩散。利用该情况，进行沿轮廓线L预先滴下其他液体(前处理液)并浸透的前处理，然后，将水滴下到轮廓线L上，则能够限定水的浸透范围。
图5A～图5C是基于前处理的精密加工方法的说明图。在该方法中，可以预先向一个液滴喷出头7的喷嘴供给作为前处理液使用的着色用墨液。并且，如图5A所示，首先，沿轮廓线L将着色用墨液以线状滴下，将着色用墨液浸透至片材S的背侧。此时，将着色用墨液的滴下位置设定在比轮廓线L的正上方稍靠立体模型M的截面区域M1侧，以使着色用墨液的浸透部分C的侧端大致位于轮廓线L的正上方的方式调整着色用墨液的滴下位置及滴下量。
接着，如图5B所示，从液滴喷出头7的其他喷嘴沿成为轮廓线L的大致正上方的区域即浸透了着色用墨液的区域(浸透部分C)和没有浸透的区域的边界部分滴下水。由此，如图5C所示，水没有向着色用墨液的浸透部分C扩散，水仅向立体模型M的截面区域M1的外侧扩宽的窄的区域浸透。如上所述，通过预先使其他的溶液滴下，能够使与没有滴下的情况相比，水的浸透部分B的宽度变细。另外，同时能够进行由着色用墨液进行的截面区域M1的轮廓部分的着色。
图6A是滴下前处理液后滴下水的片材的层叠体的各层的俯视图，图6B是层叠体的剖视图。使用基于上述的前处理的精密加工方法，切断立体模型M的各层的片材S的情况下，层叠各层的片材S时，在沿轮廓线L滴下水之前，沿轮廓线L向片材S滴下着色用墨液，并使着色用墨液浸透至片材S的背侧。并且，在浸透着色用墨液后，沿着色用墨液浸透了的区域(浸透部分C)和没有浸透的区域的边界部分滴下水。由此，水仅浸透在轮廓线L的外侧扩宽的窄的区域，从而能够进行精密的裁割。另外，能够同时通过着色用墨液对立体模型M的表面进行着色。
作为用于限定水的浸透部分的前处理用的溶液使用无色透明溶液或防水性溶液等情况下，可以预先将立体模型M的颜色保持为片材S的底色。或者，可以以对由其他的墨液进行着色不会带来影响的方式来进行。另外，如果使用防水性溶液，则防水性溶液能够更可靠防止水向浸透部分的扩散。
在此，根据图7A～图7C，说明通过前处理进而形成锋利的切断部的方法。首先，如图7A所示，仅剩余以轮廓线L等切断线为中心的窄的区域，在其两侧分别滴下着色用墨液等前处理液，形成仅离开轮廓线L的线宽的间隔的两根接近的线状的浸透部分C1、C2。此时，作为滴下的溶液，如上所述，可以使用无色透明溶液或防水性溶液等。浸透部分C1、C2可以不穿透片材S的背侧，溶液的浸透可以仅在表面部分。
接着，如图7B所示，若使水滴下到浸透部分C1、C2之间，则由于形成浸透部分C1、C2，因此水不会向面方向扩散，向片材S的厚度方向浸透。由此，如图7C所示，水浸透轮廓线L的线宽的粗度的浸透部分B穿过片材S。如此，通过向轮廓线L的两侧滴下溶液，能够将水的浸透部分B的宽度进一步限定为较窄。
(3)基于热固化型溶液的精密加工方法
接着，说明为了使切断后的片材S的边缘部分不起毛，进行更加锋利的切断加工的精密加工方法。该方法与上述(2)说明的基于前处理的精密加工方法的不同点在于，在本方法中，作为前处理用的溶液使用热固化型溶液，并且，在滴下该热固化型溶液后，利用热敏头等对该浸透区域进行加热，并插入将热固化型溶液固接于片材S的工序。
图8A～图8D及图9A～图9D是使用了热固化型溶液的精密加工方法的说明图。图8A及图9A是热固化型溶液的滴下工序，图8B及图9B是由热敏头14进行的热固化型溶液的浸透部分D、D1、D2的固化工序。另外，图8C及图9C是水的滴下工序。此外，在向图9A～图9D所示的切断线Lc的两侧滴下热固化型溶液的方法中，以使热固化型溶液穿透片材地进行浸透。
如上所述，若使热固化型溶液浸透而使与水浸透片材S的浸透部分B的边界部分固化，则切断后的立体模型M的截面区域M1的边缘部分被热固化型溶液涂覆而保持锋利的形状，不易散开。特别是，若将热固化型溶液浸透为两根线状，加热并固化这些浸透部分D1、D2，则可以在将水中没有被溶解的片材S中的纸浆纤维沿轮廓线L等切断线分割片材S时较短地切碎。由此，纸浆纤维等不会从截面区域M1的端面较长地伸出，不会成为立体模型M的截面区域M1的端面起毛的状态。由此，能够进一步实现锋利的切断部，进而能够进一步进行精密的切断加工。
此外，可以代替热固化型溶液，适用常温固化型(速干性)溶液、紫外线(UV)固化型溶液、电子射线(EB)固化型溶液等。使用这些溶液的情况下，在喷出各溶液之后，实施符合特性的固化处理进行固接即可。
(包括着色工序的立体造形方法)
在此，对利用一个装置同时进行由第一实施方式的立体造形方法生成的立体模型M的着色工序和层叠粘接片材S并裁割的造形工序进行说明。在该情况下，除向立体造形装置1的盒11封入作为裁割用的片材溶解液的水的墨液包外，预先安置封入了着色用墨液的墨液包。由此，向液滴喷出头7的一部分的喷嘴供给着色用墨液，通过液滴喷出头7能够对各层的片材S的期望部分进行着色。
另外，在第一实施方式中，利用由液滴喷出头7进行的粘接剂或水的滴下而将各层的片材S与其上下层的片材粘接，但在片材S的单面涂敷通过预先加热而溶化的粘接剂，在层叠各层的片材S时，能够使用在沿轮廓线L使水滴下之前沿热敏头14加热各层的片材S的期望部分，仅粘接期望部分的方法。以下，对包括着色工序及由热压接进行的片材S的粘接工序的立体造形方法进行说明。
首先，在外部装置13生成包括立体模型M的三维形状信息(形状数据)及三维形状的各位置中的着色信息(着色数据)的彩色三维形状数据，向立体造形装置1输出。控制部10对从外部装置13输入的彩色三维形状数据以片材S的厚度t作为一层的高度在高度方向上设置截面并切薄，按每个层，将立体模型M的轮廓线L的形状及着色图案以图像数据展开，并存储于缓冲器。并且，根据着色图案将向各层的片材S的着色工序在各层的水的滴下工序中持续进行。
图10A～图10D是包括着色工序的各层的片材的层叠工序的说明图。首先，如图10A所示，使片材S的粘接剂涂敷的面向下并定位在层叠位置，并通过在切断位置进行切割而层叠第n层的片材Sn。接着，如图10B所示，通过热敏头14仅局部加热粘接部分(例如，沿轮廓线Ln的部分)，使片材Sn与其下层的片材局部地粘接。接着，如图10C所示，通过使从液滴喷出头7的水喷出用的喷嘴沿轮廓线Ln滴下水并浸透。然后，如图10D所示，从液滴喷出头7的着色用墨液喷出用的喷嘴滴下着色用墨液，在片材Sn的任意部分形成着色用墨液浸透的浸透部分C。
在片层叠法中，通过各层的片材S的端面构成完成件的立体模型M的侧面。由此，如图10D所示，在对立体模型M的侧面部的表面部分进行着色时，沿各层的片材S的轮廓线滴下着色用墨液，以使滴下的墨液浸透至片材S的背侧的方式控制滴下量为好。由此，能够使在片材S的端面不会成为未着色的部位。
图10D的着色工序可以与图10C的水的滴下工序同时进行、或者先于水的滴下工序来进行。如图10A～图10D所示，通过在层叠各层时对片材S进行着色，则不仅立体模型M的表面，也能够着色至内部。图11A是着色到内部的层叠体的各层的俯视图，图11B是着色到内部的层叠体的剖视图。在着色到内部时，在着色用墨液干了之后层叠下一层为好。
根据以上方法，使用液滴喷出头7，能够在各层的片材S的层叠的同时进行片材S的精密的裁割和精密的着色。从而，能够用一台装置在短时间生成着色完成的精密的立体模型M。特别是，通过使用液滴喷出头7作为着色机构，能够进行纯色的着色及细微图案的着色。另外，根据该方法，也能够对层叠后不易着色的立体模型M的外部表面以外的部分(内部层的部分)进行着色。进而，由于能够将裁割、着色、粘接任一个由液滴喷出头进行，所以能够削减必要的设备，能够使装置简化及小型化。
此外，在以上说明的第一实施方式的各方法中，将液滴喷出头7兼用于水的滴下用和粘接剂的滴下用、或兼用于水的滴下用和着色用墨液的滴下用，但是，可以根据使用的片材S的材质，选择合适的着色用墨液、粘接剂或前处理液等，也可以根据滴下的液体另行设置液滴喷出头。
(应用)
如上所述，第一实施方式的立体造形装置及立体造形方法能够用一台装置在一次进行层叠造形加工和其着色，因此，使得彩色立体产品的试作品和剪纸工艺品等的生成便利。另外，在成为材料的水溶纸具有光催化剂功能和有害物质吸附功能等、通过添加除臭剂、芳香剂等，能够生成具有空气净化功能和除臭、芳香功能的剪纸工艺品和立体纸产品。
另外，根据第一实施方式的立体造形装置及立体造形方法，通过使用以淀粉和凝胶等用水溶化的可食材料作为片材来使用，使用可食溶液对该片材进行着色，并用水切断，从而能够将以往不能生成的精密的立体食品装饰由对人体无害且容易废弃的材料生成。另外，通过使用水溶纸，能够将溶于播种用的水的袋和溶于水中的食器等用对人体无害且容易废弃的材料生成。
(第二实施方式)
以下，参照图12～图15说明适用本发明的第二实施方式的立体造形装置及立体造形方法的实施方式。
(片材)
第二实施方式的立体造形装置是与第一实施方式相同地用于利用片层叠法成形立体模型的装置。构成层叠材料的片材S是在木材纸浆纤维等造纸用纤维件添加水溶性粘合剂利用抄纸等造纸方法成形为片状的特殊纸。该片材S是与第一实施方式使用的片材相同的利用水溶解的水溶纸，具有由片层叠法进行的立体形成适合的厚度及强度。另外，可以通过水的滴下切断片材S、或通过水的滴下溶解片材S的不要部分并除去。
片材S是能够使树脂溶液等固化型溶液浸渗的材质，通过相对于浸渗部分实施规定的固化处理，能够向浸渗部分固接固化型溶液使之不溶化。作为固化型溶液，例如可以使用常温固化型(速干性)溶液、热固化型溶液、此外线(UV)固化型溶液、电子射线(EB)固化型溶液。在使用上述各溶液的情况下，实施符合各溶液的特性的固化处理为好。或者，片材S若浸渗pH2～3左右的酸性水溶液(片材不溶化液)，则浸渗部分的水溶性消失，具有在水中不易溶解的性质。由此，代替固化型溶液使用酸性水溶液使之不溶化。
因此，一边使这种固化型溶液和酸性水溶液浸渗一边层叠片材S，能够形成仅使立体模型部分不溶化的片材S的层叠体。并且，通过进行向该层叠体浸入水或向层叠体注入水并进行清洗等处理，使没有被不溶化的片材S的部分溶解并除去，从而能够仅剩余立体模型部分。
(立体造形装置)
图12是第二实施方式的立体造形装置的概略结构图。以下，对第二实施方式的立体造形装置21中与第一实施方式的立体造形装置1相同结构的部分标以同一标号并省略详细说明。
立体造形装置21具备：设置在装置框架21a内的可升降的层叠台2；保持以辊纸状卷绕的片材S并使之能够转动的供纸部3；将从供纸部3抽出的一定宽度的连续纸状的片材S沿片材输送路径4送出，并输送到层叠台2上的层叠位置的输送机构5；通过输送机构5将定位在层叠台2上的片材S切断为规定长度的切断机构6；在层叠台2上朝向喷嘴面配置的液滴喷出头7；搭载液滴喷出头7的头部滑架8及其驱动机构9；用于加热层叠台2上层叠的片材S的规定部位并热压接的热敏头14；控制上述各机构的控制部10等。另外，立体造形装置21具备用于安装盒11的盒安装部12，所述盒11收容封入各种水溶液和墨液、水或粘接剂等液体的多个液体包。通过将盒11安装于盒安装部12，能够向液滴喷出头7的喷嘴供给液体包内的各液体。
层叠台2具备水平的层叠面2a，在该层叠面2a上设定有片材S的层叠位置。从主机等外部装置13向控制部10输入生成的立体模型M的形状数据和表示其着色部位及着色图案的着色数据。控制部10根据这些数据和从在立体造形装置21的各部位设置的传感器的输出，控制立体造形装置21的各部。由输送机构5、切断机构6等进行的向层叠面2a上层叠片材S的层叠動作、以及由驱动机构9、液滴喷出头7等进行的墨液、水溶液、水等滴下动作与第一实施方式的立体造形装置1相同地进行。
在立体造形装置21设置有用于将在层叠台2上形成的片材S的层叠体S0向装置外排出的未图示的排出机构。通过排出机构排出到装置外的层叠体S0转移到用于去除后述的不要部分的片材S的除去工序的水槽15(片材溶解机构)内，浸渍于水中。此外，也可以设置用于将层叠台2上的层叠体S0向水槽15输送的输送机构。另外，也可以构成为在水槽15内设置喷淋喷嘴，从喷淋喷嘴向层叠体S0淋水使片材S的不要部分迅速溶化。
(立体造形方法)
接着，说明基于立体造形装置21的第二实施方式的立体造形方法。图13A是片材的层叠体中的各层的俯视图，图13B是片材的层叠体的剖视图。图13A、图13B所示的符号M1是层叠体S0的具有各层的片材S的高度的立体模型M的截面区域，为被不溶化而成为立体模型M的一部分的部分。另外，各层的截面区域M1的外侧的部分是层叠体S0的完成后除去的不要部分。另外，图14A～图14E是立体造形方法的各工序的说明图。
首先，外部装置13使用CAD程序等生成立体模型M的三维形状数据向立体造形装置21输出。另外，从外部装置13将作为造形材料的片材S的厚度t和纸宽等各种信息向立体造形装置21输出。立体造形装置21的控制部10根据从外部装置13输入的三维形状数据解析出立体模型M的三维形状之后，将该三维形状以片材S的厚度t作为一层的高度在高度方向上切薄分割。并且，对每个切薄的各层，将该三维形状的截面形状即立体模型M的截面形状以图像数据展开收容于缓冲器。此外，也可以在外部装置13侧生成将立体模型M以厚度t切薄的各层的截面形状数据，并向立体造形装置21输出。
接着，控制部10层叠各层的片材S，并且，使各层的片材S中的立体模型M的截面区域M1不溶化形成层叠体S0。以下，根据图14A～图14E，说明形成层叠体S0的各层的工序。
首先，如图14A所示，控制部10控制输送机构5并将从供纸部3抽出的片材S输送到层叠面2a上并定位在层叠位置之后，通过切断机构6切断规定的寸法，在最下层的情况下，在层叠面2a上载置矩形的切割片，在其上面的层的情况下，在已经层叠的片材S上载置矩形的切割片。此外，在供纸部3预先安置被切割的切割片状的片材S时，可以省略切断工序及切断机构6。
接着，如图14B所示，在热敏头14加热截面区域M1内的规定部分(例如，沿截面区域M1的外周的部分)，将片材S与下层局部地粘接。这时，可以将截面区域M1整体与下层粘接，可以将该层的片材S整体与下层粘接。向片材S预先涂敷因为热而溶化的粘接剂。
接着，如图14C所示，控制部10使液滴喷出头7在片材S上沿截面区域M1的轮廓线外侧向水平方向动作，从液滴喷出头7的水滴下用的喷嘴沿截面区域M1的轮廓线形状滴下水。由此，沿截面区域M1的外周的外侧形成窄的水的浸透部分B。此时，控制部10以水的浸透部分B不向截面区域M1的内侧扩宽的方式控制各位置的水的滴下量和滴下时刻。
在水滴下后，如图14D所示，控制部10在截面区域M1上转动液滴喷出头7，使固化型溶液从液滴喷出头7的固化型溶液滴下用的喷嘴滴下至截面区域M1的部分。由此，由与截面区域M1相同形状的方式形成固化型溶液的浸透部分。此时，以使固化型溶液浸透至片材S的背侧的方式控制各位置的固化型溶液的滴下量。并且，实施规定的固化处理使浸透部分固化。
控制部10将图14A～图14D的4个工序仅重复片材S的层叠数，形成比立体模型M的形状大一圈的层叠体S0。然后，如图14E所示，从层叠台2上向装置外排出层叠体S0，在水槽15内浸入水，使没有被不溶化的外周侧的片材S溶解，仅剩余立体模型M的部分除去不要的片材S的部分。
除去后，通过使剩余的部分干燥，完成立体模型M的造形。被不溶化而剩余的片材S的端部不是锋利的端面，在水中没有溶解的纸浆纤维等较长的鼓出的部分成为起毛的状态。因此，也可以通过砂纸等对干燥的立体模型M的表面实施研磨处理使之平滑，并在其上涂敷涂覆剂进行表面增强等的表面精加工。如此进行后，能够抑制立体模型M的劣化，能够生成平滑的表面的立体模型M。
如上所述，在第二实施方式中，通过将固化型溶液从液滴喷出头7滴下，使各层的片材S中的立体模型M的截面区域M1不溶化。并且，使完成的层叠体S0浸入水中，使没有被不溶化的片材S的部分溶解并除去。根据这种方法，不需要将各层裁割为立体模型M的截面形状，因此，能够在短时间生成立体模型M。另外，不需要基于切割刃等刃物的裁割机构，因此能够利用安全且简单构成的装置进行立体造形。另外，通过使用液滴喷出头7能够在短时间使固化型溶液滴下为精密的图案，因此，能够在短时间生成精密的立体模型M。另外，得到通过不溶化的片材S形成的具有耐水性的立体模型M。
在此，为了将水的浸透部分形成为正确的形状，可以使用在第一实施方式的立体造形方法中说明的基于水的滴下控制的精密加工方法。根据该方法，可以沿截面区域M1的轮廓线形成锋利形状的水的浸透部分。由此，能够按正确的截面区域M1的形状浸透固化型溶液。另外，通过对固化型溶液的滴下进行控制将固化型溶液的浸透区域正确地形成为截面区域M1的形状的情况下，也可以省略水的滴下工序。
另外，代替利用热敏头14将片材S与上下层粘接的粘接方法，与第一实施方式相同地，利用液滴喷出头7向片材S的粘接部位滴下粘接剂，可以与其上层的片材S粘接。另外，也可以向片材S的粘接部位滴下微量的水，使滴下部位稍微溶化，使片材S彼此熔敷。由此，由于不需要热敏头14，因此，能够使立体造形装置21进一步小型化并简化。另外，不需要向片材S涂敷预先因为热而溶化的粘接剂。
根据第二实施方式的立体造形方法，能够容易地生成将不要部分在以后不易从层叠体拆下的形状的立体模型M。图15是用于生成具有中空部的立体模型的层叠体的剖视图。该立体模型的中空部Ma与立体模型M的外部通过开口Mb连通，比开口Mb靠中空部Ma的内部空间变宽。在上述形状中，不易将位于中空部Ma的内部的片材S块在层叠体S0完成后保持形状地取出。但是，在第二实施方式的立体造形方法中，通过将中空部Ma内的片材S溶解而能够除去片材S的块。根据该方法，如使中空部Ma成为屈曲或弯曲的管状、或者在中空部Ma的内表面形成凹凸的情况等，向中空部Ma内填充的片材S的块即使不能保持其形状抽出，也能够在不分割立体模型M的情况下除去片材S。另外，即使由于具有复杂的凹凸，而不易从层叠体剥下不要部分的形状的立体模型M，也能够容易地除去不要部分。
(包括着色工序的立体造形方法)
在此，对利用同一装置同时进行第二实施方式的立体造形方法的造形工序和立体模型M的各部分的着色工序进行说明。在该情况下，作为向立体造形装置21的盒11内的墨液包封入的硬化型溶液，使用包括着色用溶液的溶液。着色用溶液的颜色根据立体模型M的着色图案适当准备。
在该情况下，在外部装置13中，生成包括立体模型M的三维形状信息(形状数据)及三维形状的各位置中的着色信息(着色数据)的彩色三维形状数据，向立体造形装置21输出。控制部10将从外部装置13输入的彩色三维形状数据以片材S的厚度t作为一层的高度在高度方向上切薄，对每个层，将立体模型M的截面区域M1的形状及截面区域M1上的着色图案以图像数据展开，存储于缓冲器。
并且，当层叠作为着色对象的层的片材S时，在图14D的工序中，根据截面区域M1上的着色图案控制液滴喷出头7，使着色用溶液向着色部位滴下。由此，能够利用液滴喷出头7向期望的层的片材S的部分着色。此外，对没有呈现在立体模型M的表面的内部层的部分也可以为使无色的固化型溶液滴下不进行着色的方式，也可以为着色至内部的方式。
如上所述，通过作为用于使片材不溶化的固化型溶液使用包括期望的颜色的着色用溶液，能够使不溶化工序与着色工序在同一工序进行。由此，能够在短时间生成彩色立体模型。另外，通过使用液滴喷出头7，能够进行细微的图案的着色，也能够进行纯色的着色。另外，由于在层叠各层时进行着色，因此能够也能够对层叠后难以着色的中空部和内部层的部分进行着色。
(应用)
如上所述，第二实施方式的立体造形装置及立体造形方法可以利用一台装置在一次进行层叠造形加工和其着色，因此，使得彩色立体产品的制造变得便利。另外，能够使片材S不溶化并对该期望的部位进行着色，因此，能够制造赋予了耐水性的纸制食器等。另外，层叠含有纸浆纤维的水溶纸，粘接的材料是比天然的木材高强度且具有耐水性的坯料。因此，能够制造木制外装件等木材部件的代替部件。在该情况下，利用使用了液滴喷出头7的着色，能够进行与任意的木材相似的木纹图案的着色。
(第三实施方式)
在上述各实施方式中，使用液滴喷出头7将水和固化型溶液等滴下到片材S而加工片材S，但是，该片材S的加工方法可以在基于片层叠方法的立体造形以外的片材的加工中使用。以下，参照图16～图20，作为第三实施方式，对用于进行片材的切断或片材S的折痕的形成的片材加工装置及片材的加工方法进行说明。
(片材)
首先，对作为本实施方式的片材加工装置的加工对象的片材S进行说明。该片材S是与第一实施方式或第二实施方式中使用的片材相同利用水溶解的水溶纸，能够通过水的滴下将片材S切断、或通过水的滴下将片材S的不要部分溶解并除去。另外，如果能够使水的滴下量变少并使水不浸透到纸的背侧，则沿水滴下的线观察，片材变薄，在该部分简单地将片材S折弯。由此，能够在片材S形成折痕。在该情况下，若除去脆化的部分，则能够使滴下的部分的片材S变薄，而更优选。
另外，如第二实施方式说明的那样，向片材S浸渗树脂溶液等固化型溶液，相对于浸渗部分实施规定的固化处理，能够在浸渗部分固接固化型溶液使其不溶化。或者，可以在成形后通过碱性处理向赋予了水溶性的片材S浸渗pH2～3左右的酸性水溶液(片材不溶化液)并使浸渗部分不溶化。
(片材加工装置)
接着，说明片材加工装置。图16是片材加工装置的概略结构图。以下，对片材加工装置31中与立体造形装置1或立体造形装置21相同的结构部分标以同一符号并省略其详细说明。
片材加工装置31具备：沿装置框架内的片材输送路径32输送片材S的输送机构33；在由该输送机构33进行的片材输送路径32上的滴下位置A朝向喷嘴面配置的液滴喷出头7；搭载液滴喷出头7，并在滴下位置A沿横切片材输送路径32的方向往复移动的头部滑架8及其驱动机构9；控制上述各机构的控制部10等。
输送机构33具备：在片材输送路径32上的滴下位置A与液滴喷出头7的喷嘴面隔开规定的间隙对置配置的台板34；配置在台板34的输送方向上游侧及输送方向下游侧的各位置配置的送纸辊对35、36；驱动送纸辊对35、36的送纸电动机37等。送纸辊对35、36被该送纸电动机37同步地旋转驱动，将从装置外供给的片材S通过台板34上的滴下位置A沿片材输送路径32上向单方向输送，再向装置外排出。
另外，片材加工装置31具备用于安装盒11的盒安装部12，该盒11收容封入了各种溶液和水等的多个溶液袋和水袋。通过将盒11安装于盒安装部12，向液滴喷出头7的喷嘴供给溶液袋和水袋内的各液体。
从主计算机等外部装置13向片材加工装置31的控制部10输入印刷数据和加工数据。控制部10根据上述印刷数据和加工数据经由头驱动器驱动控制液滴喷出头7，由此能够在印刷数据和加工数据指示的时刻，从液滴喷出头7的喷嘴喷出指示的量的溶液和水。
另外，控制部10通过电动机驱动器驱动控制具备驱动机构9的滑架电动机和输送机构33的送纸电动机37。控制部10根据由在片材输送路径32的规定位置设置的光电传感器等检测机构检测的输出检测向外部供给的片材S的位置，根据该检测的位置，控制送纸电动机37，从而，能够将在印刷数据和加工数据指示的片材S上的印刷位置和加工位置定位在由液滴喷出头7滴下的溶液和水的滴下位置A。另外，将搭载于头部滑架8的液滴喷出头7按印刷数据和加工数据与片材S的输送动作连动移动，由此能够使溶液和水在片材S上的印刷位置和加工位置在指示的时刻滴下指示的量。
此外，为了进行使用后述的热固化型溶液的加工，可以将树脂溶液等热固化型溶液填充在片材加工装置31的盒11内的溶液袋，在液滴喷出头7设置喷出热固化型溶液的喷嘴，并且，可以追加对喷出的热固化型溶液浸透了的片材S的部分进行加热并固接的热敏头。另外，为了进行使后述的片材S反转并切断的加工，可以在输送机构33追加与双面印刷用打印机相同的反转机构，使片材S能够反转。另外，为了防止滴下水并脆化的片材S在输送中破损的情况，可以构成在输送盘上载置片材S并与输送盘一起在片材输送路径32上输送的输送机构33。
此外，除热固化型溶液以外，常温固化型(速干性)溶液、紫外线(UV)固化型溶液、电子射线(EB)固化型溶液也同样能够适用。分别喷出之后，实施符合特性的固化处理使之固接即可。
(片材的加工方法)
接着，说明基于上述结构的片材加工装置31的片材S的加工方法。首先，对从片材S切下规定形状的模型Sm的切断加工的情况进行说明。图17A是片材S的俯视图，图17B是片材S的剖视图(图17A的X-X剖视图)。图17A所示切断线Lc是模型Sm的轮廓线。首先，在外部装置13生成包括与模型Sm对应的切断线Lc的形状及配置的加工数据，向片材加工装置31输出。控制部10解析从外部装置13输入的加工数据，并将切断线Lc的形状及配置以图像数据展开，存储于缓冲器。
接着，控制部10将与片材S上的切断线Lc对应的部分定位在滴下位置A。并且，驱动控制液滴喷出头7的驱动机构9及输送机构33，使液滴喷出头7的水喷出用的喷嘴沿切断线Lc移动，同时从该喷嘴滴下微量的水(片材溶解液)液滴。由此，向切断线Lc的位置以线状滴下水，如图17B所示，在切断线Lc的位置形成水的浸透部分B。在此，进行切断加工的情况下，以使浸透部分B穿过片材S的程度的量来调整水的滴下量。
如果水向切断线Lc的滴下结束，则利用输送机构33将片材S从片材加工装置31排出。排出后的片材S中仅水溶性的粘合剂溶解切断线Lc的部分(浸透部分B)，成为仅变得分散的纸浆纤维相连的状态，脆化至仅用手拉伸即能够沿切断线Lc在界限处将片材S分断的程度。从而，仅通过拉伸力等使纸浆纤维分离，从而能够沿切断线Lc将模型Sm切下。
如上所述，在本实施方式中，利用液滴喷出头7将作为片材溶解液的水滴下，从而使滴下部分溶解并脆化，能够切断片材S。从而，能够在使用刀具等刃物的情况下，安全且迅速地进行片材S的切断加工。另外，在加工时，不需要一边转换刀具的刃的方向一边扫掠，因此以短时间加工即可。另外，本实施方式的片材加工装置31的液滴喷出头7及其驱动机构9可以比以往的裁割机构简单且小型地构成，因此能够使装置简化及小型化。
(精密加工方法)
在该片材的加工方法中，能够适用在第一实施方式说明的三个精密加工方法，即，(1)基于水的滴下控制的精密加工方法；(2)基于前处理的精密加工方法；(3)基于热固化型溶液的精密加工方法。上述方法在后述的穿孔形成加工和折痕形成加工中，也能够适用在形成精密的折痕时。另外，在进行切下片材S的加工时，如以下的(4)的说明，也能够适用滴下使片材S不溶化的液体的方法。
(4)基于不溶化液的精密加工方法
在该方法中，作为基于上述(2)的前处理的精密加工方法的前处理液，作为水溶纸使用使片材S不溶化的不溶化液。例如，作为片材S，使用进行了在成形后以碱性处理而容易溶于水的加工的碱性纸的情况下，作为不溶化液，使用pH2～3左右的酸性水溶液。由此，使酸性水溶液的浸透部分不溶化，能够可靠防止由水进行的溶解。由此，通过对不想溶解的部分预先使其不溶化，而能够将片材S加工为精密的形状。
(穿孔形成加工)
接着，对在片材S形成孔眼状的切断部的情况进行说明。图18A～图18D表示孔眼状的切断部的形成工序。在形成孔眼状的切断部的情况下，将水的滴下分为如图18A及图18B和图18C及图18D的两个工序进行。首先，在图18A及图18B所示的第一工序中，使水沿应该形成穿孔的切断线以连续的线状滴下。这时，将切断线上的各位置的水的滴下量控制在向片材S的浸透部分B的深度为片材S的厚度的一半左右。并且，在图18C及图18D所示的第二工序中，沿穿孔的形状以规定的间隔按每规定长度滴下水，使穿过片材S的浸透部分B以规定的间隔形成为点线状。由此，在片材S形成孔眼状的切断部。
(折痕形成加工)
接着，对在片材S形成折痕的方法进行说明。利用与在穿孔加工中的上述第一工序相同的工序，能够在片材S生成折痕。图19A是进行折痕形成加工的片材的俯视图，图19B是其剖视图(图19A的Y-Y剖视图)。该片材S除切断线Lc之外，设定折痕线Lf。在该方法中，沿折弯线Lf形成与图18A及图18B所示的第一工序相同的规定深度的浸透部分B，由此，使折痕线Lf的局部厚度比其他部分薄。由此，在折弯线線Lf的部分容易折弯片材S。
(厚的片材的切断方法)
图20是厚的片材的切断方法的说明图。片材S厚的情况下，水不会轻易浸透至背面侧，向面方向扩宽使精密的加工变难。另外，将水浸透至背面侧耗费时间。在此，如图20A及图20B所示，在切断厚的片材S的情况下，首先将水从片材S的表面侧向切断线Lc上滴下，浸透至规定的深度。接着，使片材S反转，将切断线Lc再次定位在滴下位置A，如图20C及图20D所示，使水从背面侧滴下到切断线Lc的位置。由此，水从表面侧浸透的浸透部分B和水从背面侧浸透的浸透部分B相连，能够切断片材S。
(包括印刷工序的片材的加工方法)
上述说明的各加工方法可以利用与向片材S的印刷工序连动以一个装置进行。通过在该情况下，向片材加工装置31的盒11安置封入印刷用墨液的墨液袋，从而，向液滴喷出头7的喷嘴供给印刷用墨液。由此，能够通过液滴喷出头7对片材S进行印刷。
外部装置13与上述加工数据一起生成印刷数据，向片材加工装置31输出。控制部10对从外部装置13输入的加工数据及印刷数据进行解析，将切断线Lc的形状及配置以及印刷内容以图像数据展开，存储于缓冲器。并且，使根据印刷数据向片材S进行的印刷工序先于作为片材溶解液的水的滴下工序或前处理液的滴下工序进行。在印刷完成后，将片材S的切断线Lc定位在滴下位置A，滴下前处理液和水等进行切断加工或折痕形成加工。
由此，能够在同一装置进行印刷和切断或折痕形成加工，能够使使用的机构共用。由此，能够用少的设备进行印刷和切断加工或折痕形成加工。另外，能够省略片材S的再安置和再定位等工序和用于其的作物标志读取工序等工序。由此，能够在短时间完成印刷和切断加工或折痕形成加工。
此外，通过同时进行向片材S滴下印刷用墨液和水或滴下前处理液，进而能够进一步缩短加工时间。另外，在上述各方法中，使用共用的液滴喷出头7进行印刷和加工，但是，也可以单独设置印刷用的液滴喷出头和加工用的液滴喷出头。另外，也可以另行设置滴下水用和滴下前处理液用的液滴喷出头。
(应用)
如上所述，第三实施方式的片材加工装置31及片材的加工方法能够在一台装置一次进行印刷和切断或折痕形成加工，因此，使得剪纸工艺品生成、标签、张贴物等的生成便利。另外，在构成材料的水溶纸具有光催化剂功能和有害物质吸附功能等，通过添加除臭剂、芳香剂等，能够生成具有空气净化功能、除臭、芳香功能的剪纸工艺品等纸制品。
在用于生成剪纸工艺品的加工中，有时片材S的切断部的端面用于在完成件的剪纸工艺品的外部观察的部位。在此，在沿这种切断部进行印刷的情况下，以将印刷用的墨液浸透至片材S的背侧的方式控制向该切断部滴下的印刷用墨液的滴下量。由此，成为利用墨液向切断部的端面整个面着色的状态，因此，能够提高剪纸工艺品的完成件的外观。另外，在控制为使滴下量浸透至背侧所必须的量的情况下，可以无需消耗必要以上的印刷用墨液。
另外，根据第三实施方式的片材加工装置31及片材的加工方法，将淀粉和凝胶等用水溶化的可食材料作为片材使用，将该片材使用可食溶液等进行着色并用水切断，从而能够将以往不能生成的精密的食品装饰用对人体无害且容易废弃的材料生成。
在上述各实施方式中，将水溶纸和水(片材溶解液)、酸性水溶液(片材不溶化液)着色用溶液和固化型溶液等前处理液等的组合为前提进行例示，但是，溶解片的溶解液、限制溶解液的浸透或使片不溶化/强化的前处理液也可以为其他，并没有限定。另外，片的切断可以通过组合多个本实施方式的切断和加工技术而实现。