JP2013208757A - Synthetic modeling data generation device and synthetic modeling data generation program - Google Patents

Synthetic modeling data generation device and synthetic modeling data generation program Download PDF

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栄一 藤原
Norimi Yasue
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synthetic modeling data generation device which generates synthetic modeling data available for manufacturing a plurality of three-dimensional modeling objects at one time modeling, and synthetic modeling data generation programs.SOLUTION: A synthetic modeling data generation device acquires three-dimensional data indicating a three-dimensional shape of a modeling target object (S1), and then acquires the number of articles to be manufactured for each modeling object (S2). To prevent interference between respective modeling objects, a buffer area is set for each modeling data (S3), and a modeling available area is set based on a stage size (S4). For the modeling available area, the number of modeling available objects at one time modeling processing is calculated (S5). If the number of modeling available objects which is calculated in the S5 processing is not equal to or smaller than a required available number (S6:NO), the three-dimensional modeling object is arranged in the modeling available area (S7). If all the data are not arranged and there is a remaining three-dimensional modeling object (S8:NO), the remaining modeling available area is calculated (S9) and a subsequent three-dimensional modeling object is arranged in the area (S7).

Description

本発明は、立体造形粉体に造形液を吐出して固化することで立体造形物を造形する立体造形装置用の造形データを作成する合成造形データ作成装置および合成造形データ作成プログラムに関する。   The present invention relates to a synthetic modeling data creation device and a synthetic modeling data creation program for creating modeling data for a three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional model by discharging and solidifying a modeling liquid onto a three-dimensional modeling powder.

従来、立体造形粉体と造形液とを混合して固化することで立体造形物を造形する立体造形装置が知られている。例えば、立体造形装置は、平坦に配置した立体造形粉体に対し、インクジェットヘッドを用いて造形液を吐出する。立体造形粉体と造形液とが混合されると、立体造形粉体に含まれる反応体や接着剤が反応、あるいは接着剤が溶解し、反応した反応体同士が結合、あるいは溶解した接着剤同士が結合して層(以下、「造形層」という)を形成する。以上の工程が繰り返されて造形層が重ねられることで、作業者が所望する形状の立体造形物が造形される(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, there is known a three-dimensional modeling apparatus that models a three-dimensional model by mixing and solidifying a three-dimensional modeling powder and a modeling liquid. For example, a three-dimensional modeling apparatus discharges a modeling liquid with respect to the three-dimensional modeling powder arrange | positioned flat using an inkjet head. When the three-dimensional modeling powder and the modeling liquid are mixed, the reactants and adhesive contained in the three-dimensional modeling powder react, or the adhesive dissolves, and the reacted reactants combine or dissolve together Are combined to form a layer (hereinafter referred to as “modeling layer”). By repeating the above steps and overlaying the modeling layer, a three-dimensional modeled object having a shape desired by the operator is modeled (for example, see Patent Document 1).

特開2008−302701号公報JP 2008-302701 A

しかしながら、上記のような立体造形装置は、一定の厚みで立体造形粉体を積層方向(以下「Z方向」ともいう)に積層しつつ、一定量の造形液で立体造形粉体を固化させ、各層を積層することで立体造形物を形成している。従って、一つの立体造形物を製造するにはかなり長い時間が掛かるという問題点があった。また、立体造形物が硬化反応のために、あるいは乾くのを待つ時間も掛かるという問題点があった。また、その造形時間が長いことに起因して、造形物を多数作る場合、気温や湿度など様々条件が変動し易く、最初の方に作る造形物と最後の方に作る造形物とでは、どうしても造形ムラなどが生じやすく、品質を維持することが難しい問題もあった。   However, the three-dimensional modeling apparatus as described above solidifies the three-dimensional modeling powder with a certain amount of modeling liquid while laminating the three-dimensional modeling powder with a constant thickness in the stacking direction (hereinafter also referred to as “Z direction”), A three-dimensional structure is formed by laminating each layer. Therefore, there is a problem that it takes a considerably long time to manufacture one three-dimensional model. In addition, there is a problem that it takes time for the three-dimensional model to wait for the curing reaction or to dry. Also, due to the long modeling time, when making a lot of modeling objects, various conditions such as temperature and humidity are likely to fluctuate. There was also a problem that it was difficult to maintain modeling quality because it was likely to cause modeling unevenness.

本発明の目的は、複数の立体データと各立体データ毎の必要造形個数を取得して、1回の造形で複数の立体造形物を製造可能な合成造形データを作成する合成造形データ作成装置および合成造形データ作成プログラムを提供することである。   An object of the present invention is to obtain a plurality of three-dimensional data and a required number of modeling for each three-dimensional data, and to create a synthetic modeling data creation device that creates synthetic modeling data capable of manufacturing a plurality of three-dimensional models in one modeling, and It is to provide a synthetic modeling data creation program.

上記目的を達成するために、本発明の第一態様に係る合成造形データ作成装置は、造形液と混合することで固化する立体造形粉体が載置されるステージと、前記ステージに載置された前記立体造形粉体に対し、前記造形液の液滴を吐出可能な吐出手段と、前記吐出手段による前記液滴の吐出を制御する制御手段と、を備え、前記吐出手段によって前記液滴を吐出して前記立体造形粉体を固化することで複数の前記固化された造形層を形成し、前記造形層を複数配置することで複数の立体造形物を一度に造形する立体造形装置用の合成造形データを作成する合成造形データ作成装置であって、造形する前記立体造形物の形状を示す立体データを取得するデータ取得手段と、造形する前記立体造形物の個数を取得する個数取得手段と、前記ステージの造形可能領域を利用した1回の造形処理で前記立体データに基づく前記立体造形物を造形可能な最大個数である造形可能個数を算出する造形可能個数算出手段と、前記造形可能個数算出手段が算出した前記造形可能個数が、前記個数取得手段が取得した個数である必要個数以下か否かを判断する必要個数判断手段と、前記必要個数判断手段が、前記造形可能個数が前記必要個数以下と判断した場合に、前記造形可能個数だけ前記造形可能領域に複数の立体造形物を配列する配列作成手段と、前記配列作成手段の作成した前記複数の立体造形物の配列に基づいて合成造形データを作成する合成造形データ作成処理手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a synthetic modeling data creation device according to the first aspect of the present invention is mounted on a stage on which a three-dimensional modeling powder that is solidified by mixing with a modeling liquid is mounted, and on the stage. A discharge unit capable of discharging the liquid droplet of the modeling liquid to the three-dimensional modeling powder; and a control unit that controls discharge of the liquid droplet by the discharge unit. A composite for a three-dimensional modeling apparatus that forms a plurality of solidified modeling layers by discharging and solidifying the three-dimensional modeling powder, and forms a plurality of three-dimensional modeling objects at a time by arranging a plurality of the modeling layers. A synthetic modeling data creation device that creates modeling data, a data acquisition unit that acquires the three-dimensional data indicating the shape of the three-dimensional model to be modeled, a number acquisition unit that acquires the number of the three-dimensional model to be modeled, The stay A modelable number calculating means for calculating a modelable number that is the maximum number that can be modeled based on the three-dimensional data in one modeling process using the modelable area; and the modelable number calculating means Necessary number determination means for determining whether the calculated modeling possible number is equal to or less than a necessary number that is the number acquired by the number acquisition means; and the necessary number determination means is configured so that the modeling possible number is equal to or less than the necessary number. If determined, an array creation unit that arranges a plurality of three-dimensional models in the modelable region as many as the modelable number, and synthetic modeling data based on the array of the plurality of three-dimensional models created by the array generation unit And a synthetic modeling data creation processing means to create.

第一態様に係る合成造形データ作成装置によると、複数の立体造形物を造形する立体データと造形する立体造形物の個数と、を取得して、ステージの造形可能領域に複数の立体造形物を配列し新たな合成造形データを作成するので、1回の造形処理で無駄なく複数の立体造形物を作成することができる。従って、立体造形物の造形効率が飛躍的に増加し、短時間で多数の立体造形物を造形することができる。   According to the synthetic modeling data creating apparatus according to the first aspect, the three-dimensional modeling object and the number of three-dimensional modeling objects to be modeled are acquired, and the plurality of three-dimensional modeling objects are obtained in the modeling area of the stage. Since it arranges and creates new synthetic modeling data, a plurality of three-dimensional modeling objects can be created without waste by one modeling process. Therefore, the modeling efficiency of the three-dimensional model is dramatically increased, and a large number of three-dimensional models can be modeled in a short time.

また、前記データ取得手段が取得した前記立体データに基づき、各立体造形物間の干渉防止のための緩衝領域を前記立体造形物に付加する緩衝領域設定手段を備え、前記配列作成手段は、前記緩衝領域設定手段が前記緩衝領域を付加した前記立体造形物を前記造形可能領域に配列するようにしてもよい。この場合には、各立体造形物間に緩衝領域が形成されるので、造形時に隣接配置の立体造形物間の干渉を防止できる。また、造形時に隣接配置の立体造形物の影響により立体造形物の形状が変形することを防止できる。   Further, based on the three-dimensional data acquired by the data acquisition unit, the buffer includes a buffer region setting unit that adds a buffer region for preventing interference between the three-dimensional objects to the three-dimensional object, and the array creation unit includes the The buffer area setting means may arrange the three-dimensional modeled object to which the buffer area is added in the modelable area. In this case, since a buffer area is formed between the three-dimensional objects, it is possible to prevent interference between adjacent three-dimensional objects during modeling. Moreover, it can prevent that the shape of a three-dimensional molded item deform | transforms by the influence of the three-dimensional molded item of adjacent arrangement | positioning at the time of modeling.

また、前記配列作成手段は、同じ立体データの立体造形物は、最初に前記造形可能領域のX方向に配列するようにしてもよい。この場合には、立体造形物をX方向から規則的に配列できるので、同じ形状の立体造形物間で形状にばらつきが出来る造形ムラを防止できる。   Further, the array creating means may first arrange the three-dimensional modeled object having the same three-dimensional data in the X direction of the modelable region. In this case, since the three-dimensional model can be regularly arranged from the X direction, it is possible to prevent modeling unevenness in which the shape varies among three-dimensional models having the same shape.

また、前記配列作成手段は、同じ立体データの立体造形物が、前記X方向に配列した列が前記造形可能領域のY方向に並ぶように配列するようにしてもよい。この場合には、立体造形物をX方向及びY方向に規則的に配列できるので、同じ形状の立体造形物は、ほぼ、同じ時間に完成し、同じ形状の立体造形物間で形状にばらつきが出来る造形ムラを防止できる。   Further, the array creation means may be arranged such that the three-dimensional shaped objects having the same three-dimensional data are arranged such that the rows arranged in the X direction are arranged in the Y direction of the formable region. In this case, since the three-dimensional object can be regularly arranged in the X direction and the Y direction, the three-dimensional object having the same shape is almost completed at the same time, and there is a variation in shape between the three-dimensional objects having the same shape. Uneven modeling unevenness can be prevented.

また、前記配列作成手段は、前記立体造形物を前記造形可能領域のX方向及びY方向に配列したものが、前記ステージの造形可能領域のZ方向に積層するように配列するようにしてもよい。この場合には、立体造形物をZ方向にも配置して、同じ形状の立体造形物は、Z方向でも同じ条件で、作成することができる。   Further, the array creating means may be arranged so that the three-dimensional modeled objects are arranged in the X direction and the Y direction of the modelable area and stacked in the Z direction of the modelable area of the stage. . In this case, the three-dimensional object can be arranged in the Z direction, and the three-dimensional object having the same shape can be created under the same conditions in the Z direction.

また、前記配列作成手段は、前記造形可能領域のZ方向では、前記立体造形物が重ならないように配列するようにしてもよい。この場合には、立体造形物をZ方向では重ならないように配置して作成できるので、このような配置にすることにより二段目に載置される立体造形物の重みが第一段目に載置される立体造形物に掛からないので、第一段目に載置される立体造形物のZ方向での形状の歪みが大きくなるのを防止できる。   Further, the array creation means may be arranged so that the three-dimensional modeled object does not overlap in the Z direction of the modelable region. In this case, the three-dimensional object can be created by arranging it so as not to overlap in the Z direction. Since it does not hang on the three-dimensional model to be placed, it is possible to prevent the distortion of the shape in the Z direction of the three-dimensional model placed on the first stage from increasing.

また、前記必要個数判断手段が、前記造形可能個数が前記必要個数より多いと判断した場合に、前記必要個数だけ前記造形可能領域に前記立体造形物を配列した残りの造形可能領域を算出する残存造形可能領域算出手段を備えるようにしてもよい。この場合には、残りの造形可能領域に次の造形データを配置することができるので、効率よく、造形データを造形可能領域に配置できる。   In addition, when the necessary number determination unit determines that the number of models that can be formed is greater than the number of required, the remaining calculation of the remaining modelable region in which the three-dimensional object is arranged in the modelable region by the required number You may make it provide a modeling possible area | region calculation means. In this case, since the next modeling data can be arrange | positioned to the remaining modeling possible area | region, modeling data can be efficiently arrange | positioned to a modeling possible area | region.

また、1回の造形処理で造形した前記立体造形物の造形数が、前記必要個数より不足した場合に、不足する個数を新たに造形する前記立体造形物の個数として設定する造形数設定手段を備えるようにしてもよい。この場合には、1回の造形処理で同一形状の立体造形物を作れるだけ作り、残りの不足数分だけ、次の造形動作で作ることができる。   In addition, when the number of modeling of the three-dimensional modeled object modeled in one modeling process is less than the necessary number, a modeling number setting unit that sets the insufficient number as the number of the three-dimensional modeled object to be newly modeled You may make it prepare. In this case, it is possible to make a three-dimensional shaped object having the same shape by one shaping process, and to make the remaining number of deficient parts by the next shaping operation.

本発明の第二態様に係る合成造形データ作成プログラムは、造形液と混合することで固化する立体造形粉体が載置されるステージと、前記ステージに載置された前記立体造形粉体に対し、前記造形液の液滴を吐出可能な吐出手段と、前記吐出手段による前記液滴の吐出を制御する制御手段と、を備え、前記吐出手段によって前記液滴を吐出して前記立体造形粉体を固化することで複数の前記固化された造形層を形成し、前記造形層を複数配置することで複数の立体造形物を一度に造形する立体造形装置用の合成造形データを作成する合成造形データ作成プログラムであって、造形する前記立体造形物の形状を示す立体データを取得するデータ取得処理と、造形する前記立体造形物の個数を取得する個数取得処理と、前記ステージの造形可能領域を利用した1回の造形処理で前記立体データに基づく前記立体造形物を造形可能な最大個数である造形可能個数を算出する造形可能個数算出処理と、前記造形可能個数算出手段が算出した前記造形可能個数が、前記個数取得手段が取得した個数である必要個数以下か否かを判断する必要個数判断処理と、前記必要個数判断手段が、前記造形可能個数が前記必要個数以下と判断した場合に、前記造形可能個数だけ前記造形可能領域に複数の前記立体造形物を配列する配列作成処理と、前記配列作成手段の作成した前記立体造形物の配列に基づいて新たな合成造形データを作成する合成造形データ作成処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。この合成造形データ作成プログラムによると、複数の立体造形物を造形する立体データと造形する立体造形物の個数とを読み込んで、ステージの造形可能領域に複数の立体造形物を配列し新たな合成造形データを作成するので、1回の造形処理で無駄なく複数の立体造形物を作成することができる。従って、立体造形物の造形効率が飛躍的に増加し、短時間で多数の立体造形物を造形することができる。   The synthetic modeling data creation program according to the second aspect of the present invention is a stage on which a three-dimensional modeling powder that is solidified by mixing with a modeling liquid is placed, and the three-dimensional modeling powder placed on the stage A three-dimensional shaped powder comprising: a discharge unit capable of discharging the droplet of the modeling liquid; and a control unit configured to control discharge of the droplet by the discharge unit. Synthetic modeling data for creating three-dimensional modeling apparatus for modeling a plurality of three-dimensional objects at once by forming a plurality of the solidified modeling layers by solidifying a plurality of modeling layers A data acquisition process for acquiring three-dimensional data indicating the shape of the three-dimensional object to be formed, a number acquisition process for acquiring the number of the three-dimensional object to be formed, and a modeling possible area of the stage. The modeling possible number calculation process for calculating the modeling possible number that is the maximum number that can model the three-dimensional modeled object based on the three-dimensional data by one modeling process using the modeling process, and the modeling that the modeling possible number calculation unit calculates The necessary number determination process for determining whether the possible number is equal to or less than the necessary number that is the number acquired by the number acquisition unit, and the necessary number determination unit when the possible number of modeling is determined to be equal to or less than the necessary number , An array creation process for arranging a plurality of the three-dimensional shaped objects in the shapeable region as many as the number that can be shaped, and a composition for creating new synthetic modeling data based on the arrangement of the three-dimensional shaped objects created by the array creating means A modeling data creation process is executed by a computer. According to this synthetic modeling data creation program, the three-dimensional modeling data for modeling a plurality of three-dimensional modeling objects and the number of three-dimensional modeling objects to be modeled are read, and a plurality of three-dimensional modeling objects are arranged in the modeling area of the stage to create a new synthetic modeling Since the data is created, it is possible to create a plurality of three-dimensional objects without waste in one modeling process. Therefore, the modeling efficiency of the three-dimensional model is dramatically increased, and a large number of three-dimensional models can be modeled in a short time.

立体造形装置1の外観斜視図である。1 is an external perspective view of a three-dimensional modeling apparatus 1. FIG. 造形台6の斜視図である。2 is a perspective view of a modeling table 6. FIG. 図2におけるA−A線矢視方向断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. 立体造形装置1の内部構成を右側面から見た図である。It is the figure which looked at the internal structure of the three-dimensional modeling apparatus 1 from the right side surface. 粉体供給部15および平坦化ローラ16の近傍の拡大斜視図である。3 is an enlarged perspective view of the vicinity of a powder supply unit 15 and a flattening roller 16. FIG. 立体造形装置1の電気的構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing an electrical configuration of the three-dimensional modeling apparatus 1. FIG. PC100の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of PC100. 立体データ98のデータ構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a data structure of the three-dimensional data 98. FIG. 合成造形データ90のデータ構成の一例を示す図である。4 is a diagram illustrating an example of a data configuration of synthetic modeling data 90. FIG. PC100が実行する合成データ作成処理のフローチャートである。It is a flowchart of the synthetic | combination data creation process which PC100 performs. 第一立体造形物200を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st three-dimensional molded item 200. FIG. 第二立体造形物210を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 2nd three-dimensional molded item 210. FIG. 第三立体造形物220を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 3rd three-dimensional molded item 220. FIG. 造形可能領域110上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。3 is a plan view showing a modeling position of a three-dimensional modeled object arranged on a modelable region 110. FIG. 造形可能領域110上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。3 is a plan view showing a modeling position of a three-dimensional modeled object arranged on a modelable region 110. FIG. 造形可能領域110上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。3 is a plan view showing a modeling position of a three-dimensional modeled object arranged on a modelable region 110. FIG. 造形可能領域110上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。3 is a plan view showing a modeling position of a three-dimensional modeled object arranged on a modelable region 110. FIG. 造形可能領域110上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。3 is a plan view showing a modeling position of a three-dimensional modeled object arranged on a modelable region 110. FIG. 造形可能領域110上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。3 is a plan view showing a modeling position of a three-dimensional modeled object arranged on a modelable region 110. FIG. 立体造形装置1が実行する立体造形処理のフローチャートである。It is a flowchart of the three-dimensional modeling process which the three-dimensional modeling apparatus 1 performs. 造形可能領域110上に配列した立体造形物の造形位置を示す平面図である。3 is a plan view showing a modeling position of a three-dimensional modeled object arranged on a modelable region 110. FIG. 造形可能領域110上に配列した立体造形物の造形位置を示す変形例の平面図である。It is a top view of the modification which shows the modeling position of the three-dimensional molded item arranged on the modeling possible area | region 110. FIG.

以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、参照する図面は、本発明が採用し得る技術的特徴を説明するために用いられるものである。図1及び図2の紙面左下側、右上側、左側、右側、上側、下側が、それぞれ立体造形装置1の正面側、背面側、左側、右側、上側、下側である。図4の左側、右側、上側、下側、紙面手前側、紙面奥側は、それぞれ、立体造形装置1の正面側、背面側、上側、下側、右側、左側である。図5の左側、右側、上側、下側、紙面右手前側、紙面左奥側は、それぞれ、立体造形装置1の正面側、背面側、上側、下側、右側、左側である。立体造形装置1の右方をX座標の正方向、後方をY座標の正方向、上方をZ座標の正方向とする。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings to be referred to are used for explaining technical features that can be adopted by the present invention. The lower left side, upper right side, left side, right side, upper side, and lower side of FIGS. 1 and 2 are the front side, back side, left side, right side, upper side, and lower side of the three-dimensional modeling apparatus 1, respectively. The left side, the right side, the upper side, the lower side, the front side of the page, and the rear side of the page in FIG. 4 are the front side, the back side, the upper side, the lower side, the right side, and the left side, respectively. 5, the left side, the right side, the upper side, the lower side, the right front side of the page, and the left rear side of the page are the front side, the back side, the upper side, the lower side, the right side, and the left side of the three-dimensional modeling apparatus 1, respectively. The right side of the three-dimensional modeling apparatus 1 is the positive direction of the X coordinate, the rear side is the positive direction of the Y coordinate, and the upper side is the positive direction of the Z coordinate.

図1を参照して、立体造形装置1の概略構成について説明する。立体造形装置1は、合成造形データ90(図10参照)に従ってヘッド20等を駆動することで、立体造形物を複数一度に造形することができる。パーソナルコンピュータ(以下、「PC」という。)100は、物体の三次元形状を示す立体データ98(図8参照)に基づいて、複数の立体造形物を一度に造形する合成造形データ90を作成し、ネットワーク等を介して立体造形装置1に送信する。PC100は合成造形データ作成装置の一例である。立体造形装置1は、PC100から受信した合成造形データ90に従って複数の立体造形物を造形する。なお、立体造形装置1は、立体データ98を他のデバイスから取得し、取得した立体データに基づいて自ら合成造形データ90を作成することもできる。   A schematic configuration of the three-dimensional modeling apparatus 1 will be described with reference to FIG. The three-dimensional modeling apparatus 1 can model a plurality of three-dimensional models at a time by driving the head 20 and the like according to the synthetic modeling data 90 (see FIG. 10). A personal computer (hereinafter referred to as “PC”) 100 creates synthetic modeling data 90 for modeling a plurality of three-dimensional objects at once based on three-dimensional data 98 (see FIG. 8) indicating the three-dimensional shape of an object. And transmitted to the three-dimensional modeling apparatus 1 via a network or the like. The PC 100 is an example of a synthetic modeling data creation device. The three-dimensional modeling apparatus 1 models a plurality of three-dimensional models according to the synthetic modeling data 90 received from the PC 100. Note that the three-dimensional modeling apparatus 1 can also acquire the three-dimensional data 98 from another device and create the synthetic modeling data 90 by itself based on the acquired three-dimensional data.

図1に示すように、立体造形装置1は、土台2と、造形台6と、粉体供給部15と、平坦化ローラ16と、ヘッド20と、粉体回収部23とを主に備える。土台2は、左右方向(X軸方向)を長手方向とする矩形板状に形成されており、立体造形装置1の全体を支持する。造形台6はステージ11を備え、ステージ11上で立体造形物が造形される。粉体供給部15は、造形台6のステージ11上に立体造形粉体を供給する。平坦化ローラ16は、ステージ11上に載置された立体造形粉体の上面を平坦化し、立体造形粉体の層(以下、「粉体層」という。)を形成する。ヘッド20は、ステージ11上に形成された粉体層に造形液を吐出する。粉体回収部23は、ステージ11上で固化せずに残存した立体造形物周辺の余分な立体造形粉体(以下、「未硬化粉体」という。)を回収する。以下、各構成について説明する。   As shown in FIG. 1, the three-dimensional modeling apparatus 1 mainly includes a base 2, a modeling table 6, a powder supply unit 15, a flattening roller 16, a head 20, and a powder recovery unit 23. The base 2 is formed in a rectangular plate shape having the left-right direction (X-axis direction) as a longitudinal direction, and supports the entire three-dimensional modeling apparatus 1. The modeling table 6 includes a stage 11 on which a three-dimensional model is modeled. The powder supply unit 15 supplies the three-dimensional modeling powder onto the stage 11 of the modeling table 6. The flattening roller 16 flattens the upper surface of the three-dimensional modeled powder placed on the stage 11 to form a layer of three-dimensional modeled powder (hereinafter referred to as “powder layer”). The head 20 discharges the modeling liquid onto the powder layer formed on the stage 11. The powder collection unit 23 collects excess three-dimensionally shaped powder (hereinafter referred to as “uncured powder”) around the three-dimensionally shaped object that remains without being solidified on the stage 11. Each configuration will be described below.

造形台6について説明する。図2に示すように、造形台6は、造形台6を支持する基部7と、基部7の上部に支持される枠部9とを備える。基部7の左右の各々には、前後方向(Y軸方向)に貫通する貫通孔8が形成されている。図1に示すように、土台2の略中央には、前後方向に平行に延びる2本のレール3が設けられている。2本のレール3は、土台2の正面側端部に設けられた支持部4と、背面側端部に設けられた支持部(図示せず)とによって、土台2の上面から所定の高さで支持されている。2本のレール3の各々は、造形台6の基部7に形成された2つの貫通孔8の各々を貫通する。さらに、土台2の背面側端部には、造形台6を前後動させるための造形台前後動モータ41(図6参照)が設けられる。造形台前後動モータ41が駆動すると、キャリッジベルト(図示せず)を介して動力が造形台6に伝わり、造形台6は2本のレール3に沿って前後方向(Y軸方向)に移動する。つまり、造形台前後動モータ41が駆動すると、粉体供給部15、平坦化ローラ16、およびヘッド20は、造形台6のステージ11に対して前後方向(ステージ面と平行な方向)に相対移動する。   The modeling table 6 will be described. As shown in FIG. 2, the modeling table 6 includes a base portion 7 that supports the modeling table 6 and a frame portion 9 that is supported on the upper portion of the base portion 7. A through-hole 8 that penetrates in the front-rear direction (Y-axis direction) is formed in each of the left and right sides of the base portion 7. As shown in FIG. 1, two rails 3 extending in parallel in the front-rear direction are provided in the approximate center of the base 2. The two rails 3 have a predetermined height from the upper surface of the base 2 by a support part 4 provided at the front side end of the base 2 and a support part (not shown) provided at the back side end. It is supported by. Each of the two rails 3 passes through each of the two through holes 8 formed in the base portion 7 of the modeling table 6. Furthermore, a modeling table longitudinal movement motor 41 (see FIG. 6) for moving the modeling table 6 back and forth is provided at the rear side end of the base 2. When the modeling table longitudinal movement motor 41 is driven, power is transmitted to the modeling table 6 via a carriage belt (not shown), and the modeling table 6 moves in the longitudinal direction (Y-axis direction) along the two rails 3. . That is, when the modeling table longitudinal movement motor 41 is driven, the powder supply unit 15, the flattening roller 16, and the head 20 move relative to the stage 11 of the modeling table 6 in the front-rear direction (direction parallel to the stage surface). To do.

図2に示すように、枠部9は、略立方体の箱型形状を成す。枠部9は、上面が開放された平面視矩形状の凹部であるステージ保持部10を有している。ステージ保持部10の内側には、立体造形物が造形されるステージ11が昇降可能に保持される。ステージ11は、ステージ保持部10の内周面に接するように平面視矩形状に形成されており、且つ、ステージ11の上面は水平に保たれている。つまり、枠部9は、ステージ11の側面に接し、且つ、ステージ11の昇降範囲の外周を取り囲む。枠部9の右側面には、未硬化粉体をステージ保持部10内から粉体回収部23(図1参照)に導くための回収路12が接続している。ステージ保持部10の背面側には、上面が開放された平面視矩形の凹部である粉体落下口13が設けられている。粉体落下口13には、粉体層を形成する際に平坦化ローラ16によって集積された余剰粉体が落下する。粉体落下口13に落下した余剰粉体は、作業者によって、造形台6の上方に位置する粉体供給部15(図1、図4、および図5参照)内に戻される。しかし、立体造形装置1は、粉体落下口13に落下した余剰粉体を吸引等によって回収し、粉体供給部15に自動的に戻してもよい。   As shown in FIG. 2, the frame portion 9 has a substantially cubic box shape. The frame portion 9 includes a stage holding portion 10 that is a concave portion having a rectangular shape in plan view with an upper surface opened. Inside the stage holding unit 10, a stage 11 on which a three-dimensional model is modeled is held so that it can be moved up and down. The stage 11 is formed in a rectangular shape in plan view so as to be in contact with the inner peripheral surface of the stage holding unit 10, and the upper surface of the stage 11 is kept horizontal. That is, the frame portion 9 is in contact with the side surface of the stage 11 and surrounds the outer periphery of the stage 11 in the elevation range. Connected to the right side surface of the frame portion 9 is a collection path 12 for guiding uncured powder from the stage holding unit 10 to the powder collection unit 23 (see FIG. 1). On the back side of the stage holding unit 10, there is provided a powder dropping port 13 that is a rectangular recess in plan view with an open upper surface. When the powder layer is formed, surplus powder accumulated by the flattening roller 16 falls on the powder dropping port 13. The surplus powder that has fallen to the powder dropping port 13 is returned by the operator into the powder supply unit 15 (see FIGS. 1, 4, and 5) located above the modeling table 6. However, the three-dimensional modeling apparatus 1 may collect the surplus powder that has fallen into the powder dropping port 13 by suction or the like and automatically return it to the powder supply unit 15.

図3に示すように、ステージ11は、上部ステージ51および下部ステージ52を備える。上部ステージ51は矩形板状の部材であり、水平に配置される。上部ステージ51には、厚み方向に貫通する孔71(図2参照)が複数設けられている。下部ステージ52は、上部ステージ51と略同一形状の板状部材であり、上部ステージ51の下方において上部ステージ51と平行に配置される。下部ステージ52にも、上部ステージ51と同様に複数の孔(図示せず)が設けられている。しかし、平面視において、上部ステージ51に設けられた孔71の位置と、下部ステージ52に設けられた孔の位置とが重複しないように、上部ステージ51および下部ステージ52が形成されている。従って、上部ステージ51に立体造形粉体が載置されると、孔71が設けられていない位置では、上部ステージ51の上面に立体造形粉体が堆積する。孔71が設けられている位置では、立体造形粉体は孔71から下部ステージ52に落下する。しかし、落下地点には下部ステージ52の孔は形成されていない。よって、上部ステージ51から落下した立体造形粉体は、下部ステージ52の上面に堆積する。その結果、ステージ11上に立体造形粉体が堆積する。   As shown in FIG. 3, the stage 11 includes an upper stage 51 and a lower stage 52. The upper stage 51 is a rectangular plate-like member and is disposed horizontally. The upper stage 51 is provided with a plurality of holes 71 (see FIG. 2) penetrating in the thickness direction. The lower stage 52 is a plate-like member having substantially the same shape as the upper stage 51, and is disposed below the upper stage 51 in parallel with the upper stage 51. Similarly to the upper stage 51, the lower stage 52 is also provided with a plurality of holes (not shown). However, the upper stage 51 and the lower stage 52 are formed so that the position of the hole 71 provided in the upper stage 51 and the position of the hole provided in the lower stage 52 do not overlap in plan view. Therefore, when the three-dimensional modeling powder is placed on the upper stage 51, the three-dimensional modeling powder is deposited on the upper surface of the upper stage 51 at a position where the hole 71 is not provided. At the position where the hole 71 is provided, the three-dimensional modeling powder falls from the hole 71 to the lower stage 52. However, the hole of the lower stage 52 is not formed at the dropping point. Therefore, the three-dimensional modeling powder that has dropped from the upper stage 51 is deposited on the upper surface of the lower stage 52. As a result, the three-dimensional modeling powder is deposited on the stage 11.

下部ステージ52の下方には、上部ステージ51および下部ステージ52を支持する受け皿53が設けられている。受け皿53は、下部ステージ52の全体の下部を覆うように、平面視略矩形状に形成されている。受け皿53の右端部近傍における前後方向略中心には、下部ステージ52から落下した未硬化粉体を回収路12に導く誘導口55が形成されている。受け皿53は、誘導口55に近づく程高さが低くなるように傾斜している。誘導口55の鉛直下方には、回収路12の入口である回収口65が配置されている。   Below the lower stage 52, a tray 53 that supports the upper stage 51 and the lower stage 52 is provided. The tray 53 is formed in a substantially rectangular shape in plan view so as to cover the entire lower portion of the lower stage 52. A guide port 55 that guides uncured powder dropped from the lower stage 52 to the collection path 12 is formed at the approximate center in the front-rear direction near the right end of the tray 53. The tray 53 is inclined so that the height decreases as it approaches the guide port 55. A recovery port 65 that is an inlet of the recovery path 12 is disposed vertically below the guide port 55.

受け皿53の中心下部にはボールねじ57が接続している。ボールねじ57は、受け皿53から鉛直下方へ延び、ナット(図示せず)に装着されている。造形台6の下部には、ボールねじ57を回転させるためのステップモータであるステージ昇降モータ42(図6参照)が設けられている。ステージ昇降モータ42が駆動すると、ボールねじ57が回転して昇降し、ボールねじ57に接続している受け皿53が昇降する。その結果、受け皿53によって支持されているステージ11が昇降する。なお、造形台6には、ステージ11を振動させるための加振モータ46(図6参照)が配置されている。   A ball screw 57 is connected to the lower center of the tray 53. The ball screw 57 extends vertically downward from the tray 53 and is attached to a nut (not shown). A stage elevating motor 42 (see FIG. 6), which is a step motor for rotating the ball screw 57, is provided below the modeling table 6. When the stage elevating motor 42 is driven, the ball screw 57 rotates and moves up and down, and the tray 53 connected to the ball screw 57 moves up and down. As a result, the stage 11 supported by the tray 53 moves up and down. A vibration motor 46 (see FIG. 6) for vibrating the stage 11 is disposed on the modeling table 6.

立体造形装置1は、立体造形物を造形する場合、回収口65よりも高い位置にステージ11を位置させる。詳細には、立体造形装置1は、昇降範囲の上部からステージ11を徐々に下降させながら立体造形物を造形する。立体造形装置1は、立体造形物の造形が完了すると、ステージ11を昇降範囲の下端まで下降させて、誘導口55を回収口65の近傍に近づける。次いで、加振モータ46の駆動を開始してステージ11を振動させる。ステージ11が振動すると、ステージ11上の未硬化粉体は受け皿53に落下し、誘導口55および回収口65を通じて回収される。   The three-dimensional modeling apparatus 1 positions the stage 11 at a position higher than the recovery port 65 when modeling a three-dimensional model. Specifically, the three-dimensional modeling apparatus 1 models a three-dimensional modeled object while gradually lowering the stage 11 from the upper part of the lifting range. When the modeling of the three-dimensional model is completed, the three-dimensional modeling apparatus 1 lowers the stage 11 to the lower end of the lifting range, and brings the guide port 55 close to the vicinity of the recovery port 65. Next, driving of the vibration motor 46 is started to vibrate the stage 11. When the stage 11 vibrates, the uncured powder on the stage 11 falls on the tray 53 and is collected through the guide port 55 and the collection port 65.

粉体供給部15について説明する。図4および図5に示すように、粉体供給部15は、上方へ向けて徐々に前後方向の幅が広がる箱状に形成されており、内部に立体造形粉体を収容する。粉体供給部15は、造形台6の上方に位置するように、粉体回収部23(図1参照)の左側面に固定されている。粉体供給部15の下面には、左右方向を長手方向とする開口である供給口(図示せず)が形成されている。供給口は、ステージ11上の左右方向(X軸方向)に線状に延びる全領域に立体造形粉体を供給できるように、ステージ11の左右方向の幅以上の幅に形成されている。供給口には、供給口を開閉するシャッター(図示せず)が設けられている。立体造形装置1は、粉体供給モータ44(図6参照)によってシャッターの開閉を制御することで、ステージ11上に立体造形粉体を供給する。   The powder supply unit 15 will be described. As shown in FIGS. 4 and 5, the powder supply unit 15 is formed in a box shape whose width in the front-rear direction gradually increases upward, and accommodates the three-dimensionally shaped powder therein. The powder supply part 15 is being fixed to the left side surface of the powder collection | recovery part 23 (refer FIG. 1) so that it may be located above the modeling stand 6. FIG. On the lower surface of the powder supply unit 15, a supply port (not shown) that is an opening whose longitudinal direction is the left-right direction is formed. The supply port is formed with a width equal to or greater than the width in the left-right direction of the stage 11 so that the three-dimensionally shaped powder can be supplied to the entire region extending linearly in the left-right direction (X-axis direction) on the stage 11. The supply port is provided with a shutter (not shown) that opens and closes the supply port. The three-dimensional modeling apparatus 1 supplies the three-dimensional modeling powder onto the stage 11 by controlling the opening and closing of the shutter by the powder supply motor 44 (see FIG. 6).

平坦化ローラ16について説明する。平坦化ローラ16は、ステージ11上に供給された立体造形粉体の上面を平坦化して粉体層を形成するために設けられる。図4および図5に示すように、平坦化ローラ16の回転軸17は、ステージ11の上面と平行な状態で、造形台6の移動方向と交差する方向(左右方向)に延びる。回転軸17は、粉体回収部23(図1参照)に配置されたローラ回転モータ43(図6参照)に接続している。ローラ回転モータ43が駆動すると、平坦化ローラ16は、図5に示す矢印方向(右側面視反時計回りの方向)に回転する。立体造形装置1は、粉体層を形成する場合、粉体供給部15のシャッターを開放させた状態で、平坦化ローラ16を回転させながら造形台6を後方から前方へ(Y軸の負の方向へ)移動させる。その結果、ステージ11(図2および図3参照)に載置された立体造形粉体の上面は、平坦化ローラ16によって平坦化される。平坦化ローラ16の背面側に集積した余剰粉体は、造形台6の背面側に形成された粉体落下口13に落下する。   The flattening roller 16 will be described. The flattening roller 16 is provided to flatten the upper surface of the three-dimensional modeling powder supplied on the stage 11 to form a powder layer. As shown in FIGS. 4 and 5, the rotating shaft 17 of the flattening roller 16 extends in a direction (left-right direction) intersecting the moving direction of the modeling table 6 in a state parallel to the upper surface of the stage 11. The rotation shaft 17 is connected to a roller rotation motor 43 (see FIG. 6) disposed in the powder recovery unit 23 (see FIG. 1). When the roller rotation motor 43 is driven, the flattening roller 16 rotates in the direction of the arrow shown in FIG. 5 (the counterclockwise direction when viewed from the right side). When forming the powder layer, the three-dimensional modeling apparatus 1 moves the modeling table 6 from the rear to the front while rotating the flattening roller 16 with the shutter of the powder supply unit 15 opened (negative Y-axis). Move in the direction). As a result, the upper surface of the three-dimensionally shaped powder placed on the stage 11 (see FIGS. 2 and 3) is flattened by the flattening roller 16. The surplus powder accumulated on the back side of the flattening roller 16 falls to the powder drop opening 13 formed on the back side of the modeling table 6.

図4および図5に示すように、粉体供給部15の正面には板状のブレード18が固定されている。ブレード18は、平坦化ローラ16に付着した立体造形粉体を除去するために設けられる。ブレード18は、粉体供給部15の正面の壁面から前方斜め下方へ延び、平坦化ローラ16の背面側に隙間無く接触している。図5に示すように、平坦化ローラ16のうち、ブレード18が接触する位置Pは、回転軸17の高さH以下の高さに調整されている。従って、立体造形粉体は、ブレード18と平坦化ローラ16との間に堆積することなく、平坦化ローラ16の表面から容易に剥がれ落ちる。さらに、ブレード18の板面は、平坦化ローラ16の正面側の空間と背面側の空間との間を遮断する。従って、ブレード18は、平坦化ローラ16の背面側の立体造形粉体が正面側に飛散することを防止することができる。よって、平坦化ローラ16によって形成された粉体層の上面は平坦に保たれる。飛散した立体造形粉体がヘッド20に付着する可能性も低下する。   As shown in FIGS. 4 and 5, a plate-like blade 18 is fixed to the front surface of the powder supply unit 15. The blade 18 is provided to remove the three-dimensional modeling powder attached to the flattening roller 16. The blade 18 extends obliquely downward and forward from the front wall surface of the powder supply unit 15 and is in contact with the back side of the flattening roller 16 without a gap. As shown in FIG. 5, the position P where the blade 18 contacts in the flattening roller 16 is adjusted to a height equal to or lower than the height H of the rotating shaft 17. Therefore, the three-dimensionally shaped powder is easily peeled off from the surface of the flattening roller 16 without being deposited between the blade 18 and the flattening roller 16. Further, the plate surface of the blade 18 blocks between the space on the front side and the space on the back side of the flattening roller 16. Therefore, the blade 18 can prevent the three-dimensionally shaped powder on the back side of the flattening roller 16 from scattering to the front side. Therefore, the upper surface of the powder layer formed by the flattening roller 16 is kept flat. The possibility that the scattered three-dimensional shaped powder adheres to the head 20 is also reduced.

ヘッド20について説明する。図示しないが、ヘッド20は、シアンヘッド、マゼンタヘッド、イエローヘッド、ブラックヘッド、およびクリアヘッドを備える。立体造形装置1の左胴部25(図1参照)の内部には、シアン造形液、マゼンタ造形液、イエロー造形液、ブラック造形液、およびクリア造形液(無色の造形液)の各々を収容した複数のタンクが装着されている。ヘッド20が備える各色のヘッドの各々は、可撓性を有するチューブ(図示せず)によって、対応する色の造形液を収容したタンクに接続されている。ヘッド20は、CPU30(図6参照)の制御によって、各色の造形液を粉体層に吐出する。なお、前記ヘッド20は、造形液用のクリアヘッドと着色用のヘッドを含めばいかなるものであってもよく、例えば、シアンヘッド、マゼンタヘッド、イエローヘッド、クリアヘッドの合計4つのヘッドを備えていてもよい。この場合、印刷用のブラックヘッドをクリアヘッドとして代用することでも実施でき、量産などによる低コスト化が期待できる。   The head 20 will be described. Although not shown, the head 20 includes a cyan head, a magenta head, a yellow head, a black head, and a clear head. Each of the cyan modeling liquid, the magenta modeling liquid, the yellow modeling liquid, the black modeling liquid, and the clear modeling liquid (colorless modeling liquid) was accommodated in the left body portion 25 (see FIG. 1) of the three-dimensional modeling apparatus 1. Multiple tanks are installed. Each of the heads of each color included in the head 20 is connected to a tank containing a modeling liquid of a corresponding color by a flexible tube (not shown). The head 20 discharges the modeling liquid of each color onto the powder layer under the control of the CPU 30 (see FIG. 6). The head 20 may be any one including a clear head for modeling liquid and a head for coloring. For example, the head 20 includes a total of four heads: a cyan head, a magenta head, a yellow head, and a clear head. May be. In this case, the printing black head can be replaced with a clear head, and cost reduction due to mass production can be expected.

図1に示すように、造形台6の上方、且つ粉体供給部15の前方には、ヘッド20の左右方向の移動を案内するためのガイドレール21が設けられている。ガイドレール21は、立体造形装置1の左胴部25の右側面から右方へ真っ直ぐに水平に延び、粉体回収部23の左側面に接続する。ガイドレール21は、ヘッド20を左右方向に貫通しており、ヘッド20はガイドレール21に沿って左右に移動できる。立体造形装置1の左胴部25には、ヘッド20を移動させるためのヘッド移動モータ45(図6参照)が設けられている。ヘッド移動モータ45が駆動すると、キャリッジベルト(図示せず)を介して動力がヘッド20に伝わり、ヘッド20が左右方向(X軸方向)に移動する。   As shown in FIG. 1, a guide rail 21 for guiding the movement of the head 20 in the left-right direction is provided above the modeling table 6 and in front of the powder supply unit 15. The guide rail 21 extends horizontally straight from the right side surface of the left body portion 25 of the three-dimensional modeling apparatus 1 to the right side, and is connected to the left side surface of the powder recovery unit 23. The guide rail 21 penetrates the head 20 in the left-right direction, and the head 20 can move left and right along the guide rail 21. A head moving motor 45 (see FIG. 6) for moving the head 20 is provided on the left body portion 25 of the three-dimensional modeling apparatus 1. When the head moving motor 45 is driven, power is transmitted to the head 20 via a carriage belt (not shown), and the head 20 moves in the left-right direction (X-axis direction).

粉体回収部23は、図1に示すように、造形台6と右胴部26との間に配置される。粉体回収部23は、造形台6のステージ保持部10(図2および図3参照)内の未硬化粉体を吸引するための粉体吸引ポンプ48(図6参照)を備える。粉体吸引ポンプ48が吸引を開始すると、ステージ保持部10内の未硬化粉体は、回収路12(図2、図3、および図5参照)および粉体回収部23を通じて、粉体供給部15に戻される。   As shown in FIG. 1, the powder recovery unit 23 is disposed between the modeling table 6 and the right body unit 26. The powder recovery unit 23 includes a powder suction pump 48 (see FIG. 6) for sucking uncured powder in the stage holding unit 10 (see FIGS. 2 and 3) of the modeling table 6. When the powder suction pump 48 starts suction, the uncured powder in the stage holding unit 10 passes through the recovery path 12 (see FIGS. 2, 3, and 5) and the powder recovery unit 23, and the powder supply unit. Returned to 15.

なお、立体造形装置1の右胴部26の正面には操作パネル27が設けられている。操作パネル27は、各種操作キーと表示部とを有する。作業者は、表示部を見ながら操作キーを操作することで、立体造形装置1に対する操作指示を入力する。   An operation panel 27 is provided in front of the right body portion 26 of the three-dimensional modeling apparatus 1. The operation panel 27 has various operation keys and a display unit. The operator inputs an operation instruction to the three-dimensional modeling apparatus 1 by operating the operation key while looking at the display unit.

図6を参照して、立体造形装置1の電気的構成について説明する。立体造形装置1は、立体造形装置1の制御を司るCPU30を備える。CPU30には、RAM31、ROM32、モータ駆動部33、ヘッド駆動部35、粉体吸引ポンプ48、操作パネル27、および外部通信I/F37が、バス39を介して接続されている。   The electrical configuration of the three-dimensional modeling apparatus 1 will be described with reference to FIG. The three-dimensional modeling apparatus 1 includes a CPU 30 that controls the three-dimensional modeling apparatus 1. A RAM 31, a ROM 32, a motor drive unit 33, a head drive unit 35, a powder suction pump 48, an operation panel 27, and an external communication I / F 37 are connected to the CPU 30 via a bus 39.

RAM31には、PC100から受信した合成造形データ90等の各種データが一時的に記憶される。ROM32には、立体造形装置1の動作を制御するための制御プログラム、初期値等が記憶されている。モータ駆動部33は、造形台前後動モータ41、ステージ昇降モータ42、ローラ回転モータ43、粉体供給モータ44、ヘッド移動モータ45、および加振モータ46の各々の動作を制御する。ヘッド駆動部35はヘッド20に接続しており、ヘッド20の各吐出チャンネルに設けられた圧電素子を駆動する。外部通信I/F37は、立体造形装置1をPC100等の外部機器に接続する。なお、立体造形装置1は、USBインタフェース、インターネット等を介して、他のデバイス(例えば、USBメモリ、サーバ等)からデータを取得することも可能である。   Various data such as the composite modeling data 90 received from the PC 100 are temporarily stored in the RAM 31. The ROM 32 stores a control program for controlling the operation of the three-dimensional modeling apparatus 1, an initial value, and the like. The motor drive unit 33 controls the operations of the modeling table back-and-forth movement motor 41, the stage elevating motor 42, the roller rotation motor 43, the powder supply motor 44, the head moving motor 45, and the vibration motor 46. The head driving unit 35 is connected to the head 20 and drives a piezoelectric element provided in each ejection channel of the head 20. The external communication I / F 37 connects the three-dimensional modeling apparatus 1 to an external device such as the PC 100. The three-dimensional modeling apparatus 1 can also acquire data from other devices (for example, a USB memory, a server, etc.) via a USB interface, the Internet, or the like.

図7を参照して、PC100の電気的構成について説明する。PC100は、PC100の制御を司るCPU80を備える。CPU80には、RAM81、ROM82、ハードディスクドライブ(以下、「HDD」という。)83、表示制御部84、操作処理部85、CD−ROMドライブ86、および外部通信I/F87が、バス89を介して接続されている。   The electrical configuration of the PC 100 will be described with reference to FIG. The PC 100 includes a CPU 80 that controls the PC 100. The CPU 80 includes a RAM 81, a ROM 82, a hard disk drive (hereinafter referred to as “HDD”) 83, a display control unit 84, an operation processing unit 85, a CD-ROM drive 86, and an external communication I / F 87 via a bus 89. It is connected.

RAM81は、各種情報を一時的に記憶する。ROM82には、CPU80が実行するBIOS等のプログラムが記憶されている。HDD83は不揮発性の記憶装置であり、合成造形データ作成プログラム、立体データ98(図8参照)、合成造形データ90(図9参照)等を記憶している。表示制御部84は、モニタ91の表示を制御する。操作処理部85は、ユーザが操作入力を行うためのキーボード92およびマウス93に接続し、操作入力を検知する。CD−ROMドライブ86には、記憶媒体であるCD−ROM94が挿入される。CD−ROM94に記憶されているデータは、CD−ROMドライブ86によって読み出される。PC100は、CD−ROM94又はインターネット等を介して、本発明に係る合成造形データ作成プログラム等を取得し、HDD83に記憶させる。外部通信I/F87は、PC100を立体造形装置1等の外部機器に接続する。   The RAM 81 temporarily stores various information. The ROM 82 stores a program such as BIOS executed by the CPU 80. The HDD 83 is a non-volatile storage device that stores a synthetic modeling data creation program, three-dimensional data 98 (see FIG. 8), synthetic modeling data 90 (see FIG. 9), and the like. The display control unit 84 controls the display on the monitor 91. The operation processing unit 85 is connected to a keyboard 92 and a mouse 93 for a user to perform an operation input, and detects the operation input. A CD-ROM 94 that is a storage medium is inserted into the CD-ROM drive 86. Data stored in the CD-ROM 94 is read by the CD-ROM drive 86. The PC 100 acquires the composite modeling data creation program and the like according to the present invention via the CD-ROM 94 or the Internet, and stores them in the HDD 83. The external communication I / F 87 connects the PC 100 to an external device such as the three-dimensional modeling apparatus 1.

図8を参照して、立体データ98のデータ構成について説明する。立体データ98とは、物体の三次元形状を示すデータである。本実施形態における立体データ98は、物体の外形の形状と、外表面の色を示す。詳細には、図8に示すように、本実施形態における立体データは、外形座標データと色データとを含む。外形座標データは、物体の外形の位置を示す座標情報である。色データは、座標情報が示す位置における物体の外表面の色をRGB値で示す。従って、本実施形態では、立体データには物体の内部の情報は含まれない。なお、図8に示す立体データ98は一例に過ぎない。内部を無色インクで塗りつぶして印刷してもよい。また、立体データ98は、CADソフトで作成されるデータ形式(例えば、STL形式)、CGソフトで作成されるデータ形式(例えば、VRML形式、OBJ形式、3DS形式、PLY形式)等であってもよい。   With reference to FIG. 8, the data structure of the three-dimensional data 98 will be described. The three-dimensional data 98 is data indicating the three-dimensional shape of the object. The three-dimensional data 98 in the present embodiment indicates the outer shape of the object and the color of the outer surface. Specifically, as shown in FIG. 8, the three-dimensional data in the present embodiment includes outline coordinate data and color data. The outer coordinate data is coordinate information indicating the position of the outer shape of the object. The color data indicates the color of the outer surface of the object at the position indicated by the coordinate information with RGB values. Therefore, in the present embodiment, the solid data does not include information inside the object. Note that the three-dimensional data 98 shown in FIG. 8 is merely an example. The inside may be printed with colorless ink. The three-dimensional data 98 may be in a data format (for example, STL format) created by CAD software, a data format (for example, VRML format, OBJ format, 3DS format, PLY format) created by CG software, or the like. Good.

次に、図9を参照して、合成造形データ90のデータ構成について説明する。合成造形データ90は、立体造形装置1の動作を制御するためのデータである。立体造形装置1は、合成造形データ90を取得してRAM31に記憶し、記憶した合成造形データ90に従って各部を動作させる。図9に示すように、合成造形データ90は、積層される複数の層(粉体層および造形層)の各々に対して作成されている。各層のデータには、最初に形成される層からの積層順Nが付されている。各層のデータには、吐出データおよび厚みデータが含まれる。   Next, the data structure of the synthetic modeling data 90 will be described with reference to FIG. The synthetic modeling data 90 is data for controlling the operation of the three-dimensional modeling apparatus 1. The three-dimensional modeling apparatus 1 acquires the synthetic modeling data 90, stores it in the RAM 31, and operates each unit according to the stored synthetic modeling data 90. As shown in FIG. 9, the synthetic modeling data 90 is created for each of a plurality of layers (powder layer and modeling layer) to be stacked. The data of each layer is given the stacking order N from the first layer formed. The data of each layer includes discharge data and thickness data.

吐出データは、造形台前後動モータ41、ヘッド移動モータ45、およびヘッド20(図6参照)を駆動するためのデータであり、ヘッド20からの造形液の吐出を制御する。詳細には、吐出データは、座標(X,Y)の情報と、座標の情報が示すドットに対して各色の造形液を吐出するか否かを示す情報とを含む。図9では、「1」は吐出、「0」は不吐出、「−」はいずれの造形液も吐出しない(造形範囲外のドットである)ことを示す。   The ejection data is data for driving the modeling table longitudinal movement motor 41, the head moving motor 45, and the head 20 (see FIG. 6), and controls ejection of the modeling liquid from the head 20. Specifically, the ejection data includes information on coordinates (X, Y) and information indicating whether or not each color of the modeling liquid is ejected to the dots indicated by the coordinates information. In FIG. 9, “1” indicates ejection, “0” indicates non-ejection, and “−” indicates that none of the modeling liquid is ejected (dots outside the modeling range).

厚みデータは、ステージ昇降モータ42(図6参照)を駆動するための積層ピッチのデータである。粉体層を形成する場合、立体造形装置1は、厚みデータに従ってステージ11の下降量を調整することで、粉体層のZ軸方向の厚みを調整する。つまり、粉体層および造形層の厚み(積層ピッチ)は、厚みデータによって定められる。なお、図9に示す合成造形データ90は、立体造形物を作成するための一例であり、立体造形物の形状や色等によって、データの内容は変化する。   The thickness data is data of a stacking pitch for driving the stage elevating motor 42 (see FIG. 6). When forming the powder layer, the three-dimensional modeling apparatus 1 adjusts the thickness of the powder layer in the Z-axis direction by adjusting the descending amount of the stage 11 according to the thickness data. That is, the thickness (lamination pitch) of the powder layer and the modeling layer is determined by the thickness data. Note that the synthetic modeling data 90 shown in FIG. 9 is an example for creating a three-dimensional model, and the content of the data changes depending on the shape, color, and the like of the three-dimensional model.

図10を参照して、PC100が実行する合成造形データ作成処理について説明する。PC100のHDD83には合成造形データ作成プログラムが記憶されている。PC100のCPU80は、合成造形データ90の作成指示が入力されると、合成造形データ作成プログラムに従って、図10に示す合成造形データ作成処理を実行する。以下の説明では、図11に示す第一立体造形物200、図12に示す第二立体造形物210、図13に示す第三立体造形物220を一度に造形する場合を具体例として説明する。   With reference to FIG. 10, the synthetic modeling data creation process executed by the PC 100 will be described. A composite modeling data creation program is stored in the HDD 83 of the PC 100. When an instruction for creating the synthetic modeling data 90 is input, the CPU 80 of the PC 100 executes a synthetic modeling data creation process shown in FIG. 10 according to the synthetic modeling data creation program. In the following description, a case in which the first three-dimensional structure 200 shown in FIG. 11, the second three-dimensional structure 210 shown in FIG. 12, and the third three-dimensional structure 220 shown in FIG.

図10に示すように、合成造形データ作成処理では、まず、ユーザによって指定された物体の三次元形状を示す立体データ98(図8参照)が取得される(S1)。具体的には、予め外部から受け取りHDD83内に記憶されている立体データかCD−ROM94に記憶されている立体データ等が読み出されて取得され、RAM81に記憶される(S1)。本実施の形態では一例として、図11に示す円柱の第一立体造形物200、図12に示す横長の直方体の第二立体造形物210、図13に示す角柱の第三立体造形物220を一度に複数個造形する。従って、S1では、第一立体造形物200、第二立体造形物210、第三立体造形物220の三次元形状を示す立体データが順番に取得される。後述する造形可能領域110への配置も立体データ98の取得順に第一立体造形物200、第二立体造形物210、第三立体造形物220の順で行うものとする。   As shown in FIG. 10, in the synthetic modeling data creation process, first, three-dimensional data 98 (see FIG. 8) indicating the three-dimensional shape of the object designated by the user is acquired (S1). Specifically, the solid data received from the outside in advance and stored in the HDD 83 or the solid data stored in the CD-ROM 94 is read out and acquired and stored in the RAM 81 (S1). In the present embodiment, as an example, the cylindrical first three-dimensional structure 200 shown in FIG. 11, the horizontally long rectangular parallelepiped second three-dimensional structure 210 shown in FIG. 12, and the prismatic third three-dimensional structure 220 shown in FIG. A plurality of models are formed. Therefore, in S1, the three-dimensional data indicating the three-dimensional shapes of the first three-dimensional structure 200, the second three-dimensional structure 210, and the third three-dimensional structure 220 are acquired in order. The arrangement in the modeling possible area 110 described later is also performed in the order of the first three-dimensional model 200, the second three-dimensional model 210, and the third three-dimensional model 220 in the order of acquisition of the three-dimensional data 98.

次いで、各造形物の製作数量(個数)を取得する(S2)。本実施の形態では、ユーザが各立体造形物の製作数量をPC100のキーボード92(図7参照)から入力する。第一立体造形物200はN1個(一例として、6個)、第二立体造形物210はN2個(一例として、3個)、第三立体造形物220はN3個(一例として、3個)造形するものとする。   Next, the production quantity (number) of each shaped object is acquired (S2). In the present embodiment, the user inputs the production quantity of each three-dimensional modeled object from the keyboard 92 (see FIG. 7) of the PC 100. The first three-dimensional object 200 is N1 (as an example, six), the second three-dimensional object 210 is N2 (as an example, three), and the third three-dimensional object 220 is N3 (as an example, three). It shall be modeled.

次いで、各造形物間の干渉防止のため各造形データに緩衝領域を設定する(S3)。この処理では、S1で取得された三次元形状を示す立体データのX方向、Y方向、Z方向の最大値を(X,Y,Z)とすると、予めHDDに記憶されている緩衝領域のデータ(x1,y1,z1)を付加する(S3)。この緩衝領域のデータ(x1,y1,z1)は、予め実験により求めた、立体造形物を複数並べて造形しても隣接する立体造形物の造形に影響を与えない距離である。このS3の処理により、緩衝領域が設定された立体データは、(X+x1,Y+y1,Z+z1)を最大値とする直方体のブロックとなる。この直方体のブロックの中央に立体造形物が配置され、このブロックと立体造形物との間が緩衝領域となる。ここで一例として、第一立体造形物200の緩衝領域の外形をD1(X1,Y1,Z1)からなる直方体のブロックとする。また、後述するように、第二立体造形物210の緩衝領域の外形をD2(X2,Y2,Z2)からなる直方体のブロックとし、第三立体造形物220の緩衝領域の外形をD3(X3,Y3,Z3)からなる直方体のブロックとする。   Next, a buffer area is set in each modeling data to prevent interference between the modeling objects (S3). In this process, if the maximum values in the X direction, Y direction, and Z direction of the three-dimensional data indicating the three-dimensional shape acquired in S1 are (X, Y, Z), the buffer area data stored in advance in the HDD (X1, y1, z1) is added (S3). The data (x1, y1, z1) of the buffer region is a distance obtained in advance by experiment so as not to affect the modeling of the adjacent three-dimensional object even if a plurality of three-dimensional objects are arranged. By the process of S3, the three-dimensional data in which the buffer area is set becomes a rectangular parallelepiped block having (X + x1, Y + y1, Z + z1) as the maximum value. A three-dimensional object is arranged in the center of the rectangular parallelepiped block, and a buffer area is formed between the block and the three-dimensional object. Here, as an example, the outer shape of the buffer region of the first three-dimensional structure 200 is a rectangular parallelepiped block made of D1 (X1, Y1, Z1). Further, as will be described later, the outer shape of the buffer area of the second three-dimensional structure 210 is a rectangular parallelepiped block made of D2 (X2, Y2, Z2), and the outer shape of the buffer area of the third three-dimensional structure 220 is D3 (X3, X3). A rectangular parallelepiped block consisting of Y3, Z3).

次いで、造形可能領域の設定を行う(S4)。この処理では、最初はステージ11の最大造形可能領域を造形可能領域110として設定し(S4)、後述するS9の算出処理後は、S9で算出された残りの造形可能領域を現在の造形可能領域として設定する(S9)。このS4の処理では、ステージ11の最大造形可能領域のデータは、ステージ11の大きさに応じて予めHDDに記憶されているので、最初はHDDから最大造形可能領域のデータを取得する(S4)。一例として、造形可能領域110(X0,Y0,Z0)に設定される。この造形可能領域110(X0,Y0,Z0)が図14に示すステージ11の最大の造形可能領域110(原点111、位置112、位置119、位置120で囲まれる範囲)である。尚、X0の値は、ステージ11を使用して一回の造形処理でX方向に造形可能な最大長さであり、Y0の値は、ステージ11を使用して一回の造形処理でY方向に造形可能な最大長さであり、Z0の値は、ステージ11を使用して一回の造形処理でZ方向に造形可能な最大高さである。   Next, the modeling possible area is set (S4). In this process, the maximum formable area of the stage 11 is initially set as the formable area 110 (S4), and after the calculation process of S9 described later, the remaining formable area calculated in S9 is set as the current formable area. (S9). In the process of S4, since the data of the maximum moldable area of the stage 11 is stored in the HDD in advance according to the size of the stage 11, the data of the maximum moldable area is first acquired from the HDD (S4). . As an example, the modelable area 110 (X0, Y0, Z0) is set. This formable area 110 (X0, Y0, Z0) is the maximum formable area 110 (the range surrounded by the origin 111, the position 112, the position 119, and the position 120) of the stage 11 shown in FIG. In addition, the value of X0 is the maximum length that can be formed in the X direction in one modeling process using the stage 11, and the value of Y0 is the Y direction in one modeling process using the stage 11. The value of Z0 is the maximum height that can be shaped in the Z direction in one modeling process using the stage 11.

次いで、一回の造形処理で造形可能な個数を算出する(S5)。ここでは、造形可能領域110(X0,Y0,Z0)に第一立体造形物200の緩衝領域の外形をD1(X1,Y1,Z1)が何個配列できるかを計算する(S5)。具体的には、X方向においては、X0/X1=M1x(個)(小数切り捨て)、Y方向においては、Y0/Y1=M1y(個)(小数切り捨て)、Z方向においては、Z0/Z1=M1z(個)(小数切り捨て)となる。従って、造形可能領域110(X0,Y0,Z0)に第一立体造形物200が造形可能な個数は、M1x×M1y×M1z(個)となる。一例として、造形可能領域110(X0=45cm,Y0=75cm,Z0=30cm)とし、第一立体造形物200の緩衝領域の外形をD1(X1=15cm,Y1=15cm,Z1=20cm)とする。
M1x=45/15=3
M1y=75/15=5
M1z=30/20=1(小数切り捨て)となる。
従って、造形可能領域110(X0,Y0,Z0)に第一立体造形物200が造形可能な個数は、3×5×1=15個となる(S5)。
Next, the number of objects that can be modeled by one modeling process is calculated (S5). Here, it is calculated how many D1 (X1, Y1, Z1) outer shapes of the buffer area of the first three-dimensional structure 200 can be arranged in the moldable area 110 (X0, Y0, Z0) (S5). Specifically, in the X direction, X0 / X1 = M1x (pieces) (decimal truncation), in the Y direction, Y0 / Y1 = M1y (pieces) (decimal truncation), and in the Z direction, Z0 / Z1 = M1z (pieces) (decimal rounding down). Therefore, the number of the first three-dimensional model 200 that can be modeled in the modelable region 110 (X0, Y0, Z0) is M1x × M1y × M1z (pieces). As an example, the shapeable region 110 (X0 = 45 cm, Y0 = 75 cm, Z0 = 30 cm) is used, and the outer shape of the buffer region of the first three-dimensional structure 200 is D1 (X1 = 15 cm, Y1 = 15 cm, Z1 = 20 cm). .
M1x = 45/15 = 3
M1y = 75/15 = 5
M1z = 30/20 = 1 (fractional truncation).
Accordingly, the number of first three-dimensional objects 200 that can be modeled in the modelable region 110 (X0, Y0, Z0) is 3 × 5 × 1 = 15 (S5).

次いで、S5の処理で算出した造形可能な個数が必要可能な個数以下か否かを判断する(S6)。S2で入力された第一立体造形物200の必要個数は6個であり、一回の造形処理で造形可能な個数15個は、必要個数6個以下ではないので(S6:NO)、次いで配列を決定する(S7)。この配列の決定(S7)は、一例として、造形可能領域110の原点111からX方向に向けて第一立体造形物200(緩衝領域を含む)の配置を決定する。X方向に一杯に並んだ場合には、X方向に配列した第一立体造形物200の列が、造形可能領域110のY方向に並ぶように配列する。まず、図14に示すように、X方向に3個並ぶ。必要個数6個なので、図15に示すように、残り3個を原点111からY方向に移動した位置113からX方向の最大の位置114に向けて配列する。このS7の処理により、原点111、位置112、位置115、位置116で囲まれる範囲に第一立体造形物200が配列される(S7)。尚、図14〜図19において、Z方向は、紙面に直交する方向である。   Next, it is determined whether or not the number that can be formed calculated in the process of S5 is equal to or less than the required number (S6). The required number of first three-dimensional objects 200 input in S2 is 6, and the number 15 that can be formed by one modeling process is not less than 6 (S6: NO), and then arranged Is determined (S7). This arrangement determination (S7) determines, for example, the arrangement of the first three-dimensional structure 200 (including the buffer area) from the origin 111 of the modelable area 110 in the X direction. When arranged in the X direction, the rows of the first three-dimensional structures 200 arranged in the X direction are arranged in the Y direction of the modelable region 110. First, as shown in FIG. 14, three are arranged in the X direction. Since the required number is 6, as shown in FIG. 15, the remaining three are arranged from the position 113 moved in the Y direction from the origin 111 toward the maximum position 114 in the X direction. By the process of S7, the first three-dimensional structure 200 is arranged in a range surrounded by the origin 111, the position 112, the position 115, and the position 116 (S7). 14 to 19, the Z direction is a direction orthogonal to the paper surface.

次いで、全データを配列したか否かを判断する(S8)。ここでは、まだ、第二立体造形物210、第三立体造形物220のデータの配列が残っているので(S8:NO)、残りの造形可能領域を算出する(S9)。   Next, it is determined whether all data are arranged (S8). Here, since the data arrangement of the second three-dimensional structure 210 and the third three-dimensional structure 220 still remains (S8: NO), the remaining formable area is calculated (S9).

S9の処理では、第一立体造形物200の配列後の残りの造形可能領域110を算出する。第一立体造形物200を6個配列した残りの領域は、図15に示す位置115、位置116、位置119、位置120で囲まれる範囲の領域である。この残りの造形可能領域は、最初の造形可能領域110(X0=45cm,Y0=75cm,Z0=30cm)から原点111、位置112、位置115、位置116で囲まれる範囲を除いた範囲であるので、X方向(位置115−位置116間)が45cm,Y方向(位置115−位置119間)が45cm,Z方向が30cmである(S9)。   In the process of S9, the remaining modelable area 110 after the arrangement of the first three-dimensional model 200 is calculated. The remaining area in which the six first three-dimensional objects 200 are arranged is an area in a range surrounded by the position 115, the position 116, the position 119, and the position 120 shown in FIG. This remaining formable area is a range obtained by excluding the range surrounded by the origin 111, the position 112, the position 115, and the position 116 from the first formable area 110 (X0 = 45 cm, Y0 = 75 cm, Z0 = 30 cm). The X direction (between position 115 and position 116) is 45 cm, the Y direction (between position 115 and position 119) is 45 cm, and the Z direction is 30 cm (S9).

尚、図16に示すように、位置113、位置114、位置115、位置116で囲まれる範囲が全部埋まらない場合、例えば、原点111、位置112、位置113、位置114で囲まれる範囲に第一立体造形物200が3個配置され、位置113、位置114、位置115、位置116で囲まれる範囲に第一立体造形物200が2個だけ配置され、位置114及び位置116側が一つ分空いている場合でも、残りの造形可能領域110は、図16に示す位置115、位置116、位置119、位置120で囲まれる範囲の領域とする。このような処理をすることにより、演算処理が簡単になる。   As shown in FIG. 16, when the entire range surrounded by the position 113, the position 114, the position 115, and the position 116 is not filled, for example, the range surrounded by the origin 111, the position 112, the position 113, and the position 114 Three three-dimensional objects 200 are arranged, and only two first three-dimensional objects 200 are arranged in a range surrounded by the position 113, the position 114, the position 115, and the position 116, and the positions 114 and 116 are separated by one. Even in the case, the remaining formable area 110 is an area surrounded by the position 115, the position 116, the position 119, and the position 120 shown in FIG. By performing such processing, the arithmetic processing is simplified.

次いで、S3に戻り、上記同様に第二立体造形物210の立体データに干渉防止のため緩衝領域を設定する(S3)。緩衝領域の設定後の第二立体造形物210の緩衝領域の外形をD2(X2,Y2,Z2)からなる直方体のブロックとする。   Next, the process returns to S3, and a buffer area is set in the three-dimensional data of the second three-dimensional structure 210 to prevent interference in the same manner as described above (S3). The outer shape of the buffer area of the second three-dimensional structure 210 after setting the buffer area is a rectangular parallelepiped block made of D2 (X2, Y2, Z2).

次いで、造形可能領域の設定を行う(S4)。この処理では、S9で算出された残りの造形可能領域を現在の造形可能領域として設定する(S9)。具体的には、造形可能領域110は図15に示す位置115、位置116、位置119、位置120で囲まれる範囲の領域となる。造形可能領域110はX0=45cm、Y0=45cm、Z0=30cmと設定される(S4)。   Next, the modeling possible area is set (S4). In this process, the remaining modelable area calculated in S9 is set as the current modelable area (S9). Specifically, the modelable area 110 is an area in a range surrounded by the position 115, the position 116, the position 119, and the position 120 shown in FIG. The modelable region 110 is set as X0 = 45 cm, Y0 = 45 cm, and Z0 = 30 cm (S4).

次いで、図15に示す位置115、位置116、位置119、位置120で囲まれる範囲の領域に第二立体造形物210の造形可能な個数を算出する(S5)。具体的には、X方向においては、X0/X2=M2x(個)(小数切り捨て)、Y方向においては、Y0/Y2=M2y(個)(小数切り捨て)、Z方向においては、Z0/Z2=M2z(個)(小数切り捨て)となる。従って、図15に示す位置115、位置116、位置119、位置120で囲まれる範囲の領域に第二立体造形物210が造形可能な個数は、M2x×M2y×M2z(個)となる。一例として、第二立体造形物210の緩衝領域の外形をD2(X2=15cm,Y2=24cm,Z1=15cm)とする。
M2x=45/15=3
M2y=45/24=1(小数切り捨て)
M2z=30/15=2となる。
従って、図15に示す位置115、位置116、位置119、位置120で囲まれる範囲の領域に第二立体造形物210が造形可能な個数は、3×1×2=6個となる(S5)。
Next, the number that can be formed of the second three-dimensional structure 210 is calculated in a region surrounded by the positions 115, 116, 119, and 120 shown in FIG. 15 (S5). Specifically, X0 / X2 = M2x (pieces) (decimal truncation) in the X direction, Y0 / Y2 = M2y (pieces) (decimal truncation) in the Y direction, and Z0 / Z2 = in the Z direction. M2z (pieces) (fractional truncation). Therefore, the number that can be formed by the second three-dimensional structure 210 in the region surrounded by the position 115, the position 116, the position 119, and the position 120 illustrated in FIG. 15 is M2x × M2y × M2z (pieces). As an example, the outer shape of the buffer region of the second three-dimensional structure 210 is D2 (X2 = 15 cm, Y2 = 24 cm, Z1 = 15 cm).
M2x = 45/15 = 3
M2y = 45/24 = 1 (rounded down)
M2z = 30/15 = 2.
Accordingly, the number of second 3D objects 210 that can be formed in the area surrounded by the positions 115, 116, 119, and 120 shown in FIG. 15 is 3 × 1 × 2 = 6 (S5). .

次いで、S5の処理で算出した造形可能な個数が必要可能な個数以下か否かを判断する(S6)。S2で入力された第二立体造形物210の必要個数は3個であり、一回の造形処理で造形可能な個数6個は、必要個数3個以下ではないので(S6:NO)、次いで配列を決定する(S7)。この配列の決定(S7)は、図17に示す位置115、位置116、位置117、位置118で囲まれる範囲の造形可能領域110の位置115からX方向に向けて第二立体造形物210(緩衝領域を含む)の配置を決定する。位置115−位置116間は45cmであり、第二立体造形物210をX方向に3個並べて配置を終了する(S7)。   Next, it is determined whether or not the number that can be formed calculated in the process of S5 is equal to or less than the required number (S6). The required number of the second three-dimensional model 210 input in S2 is 3, and the number of 6 that can be modeled by one modeling process is not less than 3 (S6: NO). Is determined (S7). This arrangement determination (S7) is performed by the second three-dimensional structure 210 (buffer) from the position 115 of the formable area 110 in the range surrounded by the position 115, the position 116, the position 117, and the position 118 shown in FIG. (Including area) is determined. The distance between the position 115 and the position 116 is 45 cm, and three second three-dimensional structures 210 are arranged in the X direction to finish the arrangement (S7).

次いで、全データを配列したか否かを判断する(S8)。ここでは、まだ、第三立体造形物220のデータの配列が残っているので(S8:NO)、残りの造形可能領域を算出する(S9)。   Next, it is determined whether all data are arranged (S8). Here, since the data array of the third three-dimensional structure 220 still remains (S8: NO), the remaining formable area is calculated (S9).

S9の処理では、S7の処理で第二立体造形物210の配列後の残りの造形可能領域110を算出する。第一立体造形物200を6個、第二立体造形物210を3個配列した残りの造形可能領域110は、図17に示す位置117、位置118、位置119、位置120で囲まれる範囲の領域である。この残りの造形可能領域110は、X方向(位置117−位置118間)が45cm,Y方向(位置117−位置119間)がY0=21cm,Z方向が30cmである(S9)。   In the process of S9, the remaining modelable area 110 after the arrangement of the second three-dimensional model 210 is calculated in the process of S7. The remaining modelable area 110 in which six first three-dimensional objects 200 and three second three-dimensional objects 210 are arranged is an area surrounded by a position 117, a position 118, a position 119, and a position 120 shown in FIG. It is. In this remaining formable area 110, the X direction (between position 117 and position 118) is 45 cm, the Y direction (between position 117 and position 119) is Y0 = 21 cm, and the Z direction is 30 cm (S9).

次いで、S3に戻り、上記同様に第三立体造形物220の立体データに干渉防止のため緩衝領域を設定する(S3)。緩衝領域の設定後の第三立体造形物220の緩衝領域の外形をD3(X3,Y3,Z3)からなる直方体のブロックとする。   Next, returning to S3, a buffer area is set in the three-dimensional data of the third three-dimensional structure 220 to prevent interference in the same manner as described above (S3). The outer shape of the buffer area of the third three-dimensional structure 220 after setting the buffer area is a rectangular parallelepiped block made of D3 (X3, Y3, Z3).

次いで、造形可能領域の設定を行う(S4)。この処理では、S9で算出された残りの造形可能領域を現在の造形可能領域110として設定する(S9)。具体的には、造形可能領域110は図17に示す位置117、位置118、位置119、位置120で囲まれる範囲の領域となる。造形可能領域110はX0=45cm、Y0=21cm、Z0=30cmと設定される(S4)。   Next, the modeling possible area is set (S4). In this process, the remaining modelable area calculated in S9 is set as the current modelable area 110 (S9). Specifically, the modelable area 110 is an area in a range surrounded by a position 117, a position 118, a position 119, and a position 120 shown in FIG. The modelable region 110 is set as X0 = 45 cm, Y0 = 21 cm, and Z0 = 30 cm (S4).

次いで、図17に示す位置117、位置118、位置119、位置120で囲まれる範囲の領域に第三立体造形物220の造形可能な個数を算出する(S5)。具体的には、X方向においては、X0/X3=M3x(個)(小数切り捨て)、Y方向においては、Y0/Y3=M3y(個)(小数切り捨て)、Z方向においては、Z0/Z3=M3z(個)(小数切り捨て)となる。従って、図17に示す位置117、位置118、位置119、位置120で囲まれる範囲の領域に第三立体造形物220が造形可能な個数は、M3x×M3y×M3z(個)となる。一例として、第三立体造形物220の緩衝領域の外形をD3(X3=15cm,Y3=15cm,Z3=20cm)とする。
M2x=45/15=3
M2y=21/15=1(小数切り捨て)
M2z=30/20=1(小数切り捨て)となる。
従って、図17に示す位置117、位置118、位置119、位置120で囲まれる範囲の領域に第三立体造形物220が造形可能な個数は、3×1×1=3個となる(S5)。
Next, the number of third three-dimensionally shaped objects 220 that can be formed is calculated in a region surrounded by the positions 117, 118, 119, and 120 shown in FIG. 17 (S5). Specifically, in the X direction, X0 / X3 = M3x (pieces) (decimal truncation), in the Y direction, Y0 / Y3 = M3y (pieces) (decimal truncation), and in the Z direction, Z0 / Z3 = M3z (pieces) (rounded down). Accordingly, the number of third three-dimensional objects 220 that can be formed in the region surrounded by the positions 117, 118, 119, and 120 shown in FIG. 17 is M3x × M3y × M3z (pieces). As an example, the outer shape of the buffer region of the third three-dimensional structure 220 is D3 (X3 = 15 cm, Y3 = 15 cm, Z3 = 20 cm).
M2x = 45/15 = 3
M2y = 21/15 = 1 (decimal number rounded down)
M2z = 30/20 = 1 (fractional truncation).
Therefore, the number of the third three-dimensional object 220 that can be formed in the region surrounded by the positions 117, 118, 119, and 120 shown in FIG. 17 is 3 × 1 × 1 = 3 (S5). .

次いで、S5の処理で算出した造形可能な個数が必要可能な個数以下か否かを判断する(S6)。S2で入力された第二立体造形物210の必要個数は3個であり、一回の造形処理で造形可能な個数6個は、必要個数3個以下ではないので(S6:NO)、次いで配列を決定する(S7)。この配列の決定(S7)は、図18に示す位置117、位置118、位置119、位置120で囲まれる範囲の造形可能領域110の位置117からX方向に向けて第三立体造形物220(緩衝領域を含む)の配置を決定する。位置117−位置118間は45cmであり、第三立体造形物220をX方向に3個並べて配置を終了する(S7)。   Next, it is determined whether or not the number that can be formed calculated in the process of S5 is equal to or less than the required number (S6). The required number of the second three-dimensional model 210 input in S2 is 3, and the number of 6 that can be modeled by one modeling process is not less than 3 (S6: NO). Is determined (S7). This arrangement determination (S7) is performed by moving the third three-dimensional structure 220 (buffer) from the position 117 of the formable area 110 in the range surrounded by the positions 117, 118, 119, and 120 shown in FIG. (Including area) is determined. The distance between the position 117 and the position 118 is 45 cm, and three third three-dimensional structures 220 are arranged in the X direction to finish the arrangement (S7).

次いで、全データを配列したか否かを判断する(S8)。ここでは、第一立体造形物200〜第三立体造形物220までの全データの配列が完了したので(S8:YES)、S10の処理に進む。   Next, it is determined whether all data are arranged (S8). Here, since the arrangement of all data from the first three-dimensional structure 200 to the third three-dimensional structure 220 has been completed (S8: YES), the process proceeds to S10.

次に、S10の処理では、S7で既に配列が決定しているものを含め、図18に示すようにステージ11の最大の造形可能領域110に第一立体造形物200〜第三立体造形物220の各立体データの配列レイアウトを行う(S10)。この配列レイアウトでは、最大の造形可能領域110の原点111からX方向に配列を行う。X方向に一杯になったら、次に、原点111からY方向に移動した位置である位置113からX方向に配列を行う。この動作を繰り返し、図18に示すように、最大の造形可能領域110に第一立体造形物200〜第三立体造形物220の各立体データの全データの配列レイアウトを行う(S10)。各データは、緩衝領域の中央に配置される。   Next, in the process of S10, the first three-dimensional model 200 to the third three-dimensional model 220 are included in the maximum modelable area 110 of the stage 11 as shown in FIG. An array layout of each of the three-dimensional data is performed (S10). In this arrangement layout, the arrangement is performed in the X direction from the origin 111 of the largest formable area 110. When it is full in the X direction, next, the arrangement is performed in the X direction from the position 113 that is the position moved from the origin 111 in the Y direction. This operation is repeated, and as shown in FIG. 18, an array layout of all the data of each three-dimensional data of the first three-dimensional structure 200 to the third three-dimensional structure 220 is performed in the maximum formable area 110 (S10). Each data is arranged in the center of the buffer area.

次いで、立体造形装置1のステージ11を降下させて立体造形物をZ方向の層を形成する厚みである積層ピッチ(厚みデータ)に応じて、S10の処理で全データの配列レイアウトを配列した最大の造形可能領域110全体の新たな合成造形データを作成する(S11)。尚、積層ピッチは、予め設定されてHDD83に記憶されている。このS11の合成造形データ作成処理により図9に示す合成造形データが作成される。尚、S11の処理では、S10で作成された合成立体データに基づいて、最大の造形可能領域110に配列された立体造形物が積層ピッチ(厚みデータ)に応じて複数の層に分割され、積層順N毎に全ての層の合成造形データ90(図9参照)が作成される(S11)。本実施形態では、一例として、積層ピッチ(厚みデータ)は「300μm」で一定であるとする。   Next, the stage 11 of the three-dimensional modeling apparatus 1 is lowered, and the arrangement layout of all data is arranged in the process of S10 according to the stacking pitch (thickness data) that is the thickness for forming the three-dimensional modeled object in the Z direction. New synthetic modeling data of the entire modeling possible area 110 is created (S11). Note that the stacking pitch is set in advance and stored in the HDD 83. The synthetic modeling data shown in FIG. 9 is created by the synthetic modeling data creation processing in S11. In the process of S11, the three-dimensional modeled object arranged in the maximum modelable area 110 is divided into a plurality of layers according to the stacking pitch (thickness data) based on the composite three-dimensional data created in S10, and the stacking is performed. Synthetic modeling data 90 (see FIG. 9) of all layers is created for every order N (S11). In the present embodiment, as an example, the stacking pitch (thickness data) is assumed to be “300 μm” and constant.

全ての層の立体造形データが作成され、合成造形データ90が完成すると(S11)、作成された合成造形データ90が立体造形装置1に出力される(S12)。S12で出力された立体造形データは、立体造形装置1のS41(図20参照)の処理で立体造形装置1に入力される。   When the three-dimensional modeling data of all layers is created and the synthetic modeling data 90 is completed (S11), the created synthetic modeling data 90 is output to the three-dimensional modeling apparatus 1 (S12). The three-dimensional modeling data output in S12 is input to the three-dimensional modeling apparatus 1 in the process of S41 (see FIG. 20) of the three-dimensional modeling apparatus 1.

尚、図10に示す合成造形データ作成処理のS6の判断処理で、S5で算出した造形可能な個数が、例えば、第一立体造形物200の必要個数以下の場合には(S6:YES)、造形可能領域110に第一立体造形物200を配列できる上限の数まで配列しても、S2で入力された必要個数に足りないか、必要個数と同じ数である場合がある。例えば、S2で取得された第一立体造形物200の製作数量(必要個数)が25個の場合には、造形可能領域110での第一立体造形物200の一度の造形可能個数は15個であるので、S6でYESと判断される。従って、残りの造形可能領域は無いので、S10の処理に進み、図19に示すように、最大の造形可能領域110の全体に第一立体造形物200の15個分の配列レイアウトを行う(S10)。次いで、前記同様にS11及びS12の処理を行う。   In the determination process of S6 of the synthetic modeling data creation process shown in FIG. 10, for example, when the number of models that can be modeled calculated in S5 is equal to or less than the required number of the first three-dimensional model 200 (S6: YES), Even if it arranges to the upper limit number which can arrange the 1st solid modeling thing 200 in modeling possible field 110, it may not be sufficient for the required number inputted by S2, or it may be the same number as a required number. For example, when the production quantity (required number) of the first three-dimensional structure 200 acquired in S <b> 2 is 25, the number of the first three-dimensional structure 200 that can be formed in the modeling area 110 is 15 at a time. Since there is, it is determined YES in S6. Accordingly, since there is no remaining modelable area, the process proceeds to S10, and as shown in FIG. 19, an array layout for 15 first three-dimensional objects 200 is performed on the entire maximum modelable area 110 (S10). ). Next, the processes of S11 and S12 are performed as described above.

次いで、S13に進み、造形個数に残りがあるか否かを判断する(S13)。例えば、上記例のように第一立体造形物200の必要造形個数は25個で、一度の造形可能個数が15個の場合には、10個の残りあるので、造形個数に残りがあると判断される(S13:YES)。次いで、第一立体造形物200は、既に15個造形されているので、第一立体造形物200の必要造形個数は、25個から造形した15個を引いて、10個に修正される。また、造形可能領域110は最大(原点111、位置112、位置119、位置120で囲まれる範囲)に設定される(S14)。次いで、S3に戻り、S3〜S13の処理を繰り返す。S13の処理で、第一立体造形物200〜第三立体造形物220が全ての必要個数造形され、造形個数に残りがないと判断されると(S13:NO)、PC100のCPU80は、処理を終了する。   Subsequently, it progresses to S13 and it is judged whether there exists any remaining in the number of modeling (S13). For example, as in the above example, when the required number of modeling of the first three-dimensional model 200 is 25 and the number of models that can be modeled is 15 at one time, there are 10 remaining, so it is determined that there is a remaining modeling number (S13: YES) Next, since 15 first three-dimensional objects 200 have already been formed, the required number of first three-dimensional objects 200 is corrected to 10 by subtracting 15 objects formed from 25 objects. Further, the modelable area 110 is set to the maximum (the range surrounded by the origin 111, the position 112, the position 119, and the position 120) (S14). Subsequently, it returns to S3 and repeats the process of S3-S13. If it is determined in the process of S13 that all the required numbers of the first three-dimensional model 200 to the third three-dimensional model 220 have been modeled and there is no remaining model number (S13: NO), the CPU 80 of the PC 100 performs the process. finish.

次に、図20を参照して、立体造形装置1が実行する立体造形処理について説明する。前述したように、立体造形装置1のROM32には、立体造形装置1の動作を制御するための制御プログラムが記憶されている。立体造形装置1のCPU30は、造形の開始指示を入力すると、制御プログラムに従って、図20に示す立体造形処理を実行する。   Next, with reference to FIG. 20, the three-dimensional modeling process which the three-dimensional modeling apparatus 1 performs is demonstrated. As described above, the ROM 32 of the three-dimensional modeling apparatus 1 stores a control program for controlling the operation of the three-dimensional modeling apparatus 1. CPU30 of the three-dimensional modeling apparatus 1 will perform the three-dimensional modeling process shown in FIG. 20 according to a control program, if the start instruction | indication of modeling is input.

まず、初期化処理が実行される(S41)。初期化処理では、図示しないヘッドクリーニング機構によって、ヘッド20の下面がワイプされ、また、ノズルに造形液が達するまで吸引が行われる。吸引によって、ヘッド20が造形液を吐出できる状態となる。また、ステージ11の上面の高さが、造形台6の上端部近傍まで移動され、立体造形を実行する際の土台となる粉体層が形成される。詳細には、ステージ11の上面の高さが、造形台6の上端部よりも3〜10mm程度下方に調整され、立体造形粉体の供給および平坦化が繰り返されることで、3〜10mm程度の厚みを有する平坦化された粉体層が土台として形成される。土台となる粉体層を予め形成しておくことで、その上部に積層される粉体層の上面を正確な平坦面とすることができる。また、初期化処理では、RAM31に記憶されているデータが一旦消去される。   First, initialization processing is executed (S41). In the initialization process, the lower surface of the head 20 is wiped by a head cleaning mechanism (not shown), and suction is performed until the modeling liquid reaches the nozzle. By the suction, the head 20 can discharge the modeling liquid. Further, the height of the upper surface of the stage 11 is moved to the vicinity of the upper end portion of the modeling table 6 to form a powder layer that serves as a foundation for performing the three-dimensional modeling. Specifically, the height of the upper surface of the stage 11 is adjusted to about 3 to 10 mm below the upper end of the modeling table 6, and the supply and flattening of the three-dimensional modeling powder are repeated, so that the height is about 3 to 10 mm. A flattened powder layer having a thickness is formed as a base. By forming a powder layer as a base in advance, the upper surface of the powder layer laminated on the upper part can be an accurate flat surface. In the initialization process, data stored in the RAM 31 is temporarily deleted.

PC100のS12(図10参照)で出力された合成造形データ90(図9参照)が入力されたか否かが判断される(S42)。合成造形データ90が入力されていなければ(S42:NO)、S42の判断が繰り返される。合成造形データ90が入力されると(S42:YES)、複数の層(粉体層および造形層)のうち、処理対象の層を特定するための積層順Nの値が、最初に作成する層を示す「1」とされる(S43)。   It is determined whether or not the synthetic modeling data 90 (see FIG. 9) output in S12 (see FIG. 10) of the PC 100 is input (S42). If the synthetic modeling data 90 is not input (S42: NO), the determination of S42 is repeated. When the synthetic modeling data 90 is input (S42: YES), the layer in the stacking order N for specifying the processing target layer among the plurality of layers (powder layer and modeling layer) is the first layer to be created. Is set to “1” (S43).

合成造形データ90のうちのN層目のデータが読み出される(S44)。ステージ昇降モータ42が駆動されて、ステージ11の上面の高さが、N層目の厚みデータが示す厚み分(積層ピッチ分)(本実施形態では300μm)だけ下降される(S45)。ステージ11に立体造形粉体が供給されて上面が平坦化され、粉体層が形成される(S46)。詳細には、粉体供給モータ44が駆動されて、ステージ11上への立体造形粉体の供給が開始される。ローラ回転モータ43が駆動されて、平坦化ローラ16が回転される。造形台前後動モータ41が駆動されて、造形台6が前方へ移動される。粉体層が形成されると、造形台前後動モータ41およびヘッド移動モータ45が駆動されて、ヘッド20が成形領域の初期位置に相対移動される。N層目の吐出データに応じて、ヘッド20の相対移動および吐出制御が実行されて、ヘッド20から造形液が吐出される(S47)。S44〜S47の処理によって、N層目の造形層が形成される。   The Nth layer data in the synthetic modeling data 90 is read (S44). The stage elevating motor 42 is driven, and the height of the upper surface of the stage 11 is lowered by the thickness (stacking pitch) (300 μm in this embodiment) indicated by the Nth layer thickness data (S45). The solid modeling powder is supplied to the stage 11 to flatten the upper surface and form a powder layer (S46). Specifically, the powder supply motor 44 is driven to start the supply of the three-dimensionally shaped powder onto the stage 11. The roller rotation motor 43 is driven to rotate the flattening roller 16. The modeling table longitudinal movement motor 41 is driven, and the modeling table 6 is moved forward. When the powder layer is formed, the modeling table longitudinal movement motor 41 and the head moving motor 45 are driven, and the head 20 is relatively moved to the initial position of the molding region. In accordance with the ejection data of the Nth layer, the relative movement and ejection control of the head 20 are executed, and the modeling liquid is ejected from the head 20 (S47). By the processing of S44 to S47, the Nth modeling layer is formed.

次いで、立体造形物の造形が完了したか否かが判断される(S48)。完了していなければ(S48:NO)、処理対象の層を特定するための積層順Nがインクリメント(「1」が加算)されて、1つ上の層が処理対象の層とされる(S49)。処理はS44へ戻り、次の粉体層および造形層が形成される(S44〜S47)。具体例では、S44〜S49が繰り返されることで、造形層が積層方向に積み重ねられ、複数の立体造形物が一度に作成される。図18に示す例では、第一立体造形物200が6個、第二立体造形物210が3個、第三立体造形物220が3個が一度に作成される。立体造形物の造形が完了すると(S48:YES)、ステージ11が下降されて、加振モータ46および粉体吸引ポンプ48が駆動され、未硬化粉体が回収される(S50)。立体造形処理は終了する。   Next, it is determined whether or not modeling of the three-dimensional model is completed (S48). If not completed (S48: NO), the stacking order N for specifying the layer to be processed is incremented ("1" is added), and the layer above is set as the layer to be processed (S49). ). The process returns to S44, and the next powder layer and modeling layer are formed (S44 to S47). In a specific example, by repeating S44 to S49, the modeling layers are stacked in the stacking direction, and a plurality of three-dimensional models are created at a time. In the example illustrated in FIG. 18, six first three-dimensional objects 200, three second three-dimensional objects 210, and three third three-dimensional objects 220 are created at a time. When the modeling of the three-dimensional model is completed (S48: YES), the stage 11 is lowered, the vibration motor 46 and the powder suction pump 48 are driven, and the uncured powder is collected (S50). The three-dimensional modeling process ends.

以上説明したように、本実施形態では、合成造形データ作成装置としてのPC100が、同一形状の立体造形物又は異なる形状の立体造形物を複数個、ステージ11の造形可能領域110に配置する合成造形データを作成するので、1回の造形処理で無駄なく複数の立体造形物を作成することができる。従って、立体造形物の造形効率が飛躍的に増加し、短時間で多数の立体造形物を造形することができる。   As described above, in this embodiment, the PC 100 as the synthetic modeling data creation apparatus arranges a plurality of three-dimensional modeling objects having the same shape or three-dimensional modeling objects having different shapes in the modeling area 110 of the stage 11. Since the data is created, it is possible to create a plurality of three-dimensional objects without waste in one modeling process. Therefore, the modeling efficiency of the three-dimensional model is dramatically increased, and a large number of three-dimensional models can be modeled in a short time.

上記実施形態において、PC100が本発明の「合成造形データ作成装置」の一例である。図10に示す合成造形データ作成処理のプログラムが「合成造形データ作成プログラム」の一例である。ヘッド20が「吐出手段」の一例である。S47の処理(図20参照)を行うCPU30が本発明の「制御手段」の一例である。S1の処理(図10参照)を行うCPU80が本発明の「データ取得手段」の一例である。S2の処理(図10参照)を行うCPU80が本発明の「個数取得手段」の一例である。S5の処理(図10参照)を行うCPU80が本発明の「造形可能個数算出手段」の一例である。S6の処理(図10参照)を行うCPU80が本発明の「必要個数判断手段」の一例である。S10の処理(図10参照)を行うCPU80が本発明の「配列作成手段」の一例である。S11の処理(図10参照)を行うCPU80が本発明の「合成造形データ作成処理手段」の一例である。S3の処理(図10参照)を行うCPU80が本発明の「緩衝領域設定手段」の一例である。S9の処理(図10参照)を行うCPU80が本発明の「残存造形可能領域算出手段」の一例である。   In the above embodiment, the PC 100 is an example of the “synthetic modeling data creation device” of the present invention. The synthetic modeling data creation processing program shown in FIG. 10 is an example of a “synthetic modeling data creation program”. The head 20 is an example of “ejection means”. The CPU 30 that performs the processing of S47 (see FIG. 20) is an example of the “control unit” in the present invention. The CPU 80 that performs the processing of S1 (see FIG. 10) is an example of the “data acquisition unit” in the present invention. The CPU 80 that performs the process of S2 (see FIG. 10) is an example of the “number acquisition unit” in the present invention. The CPU 80 that performs the process of S5 (see FIG. 10) is an example of the “modelable number calculating means” of the present invention. The CPU 80 that performs the process of S6 (see FIG. 10) is an example of the “necessary number determination means” of the present invention. The CPU 80 that performs the process of S10 (see FIG. 10) is an example of the “array creation unit” in the present invention. The CPU 80 that performs the processing of S11 (see FIG. 10) is an example of the “synthetic modeling data creation processing means” of the present invention. The CPU 80 that performs the process of S3 (see FIG. 10) is an example of the “buffer area setting means” in the present invention. The CPU 80 that performs the process of S9 (see FIG. 10) is an example of the “remaining shapeable area calculating unit” of the present invention.

また、S1の処理(図10参照)が本発明の「データ取得処理」の一例である。S2の処理(図10参照)が本発明の「個数取得処理」の一例である。S5の処理(図10参照)が本発明の「造形可能個数算出処理」の一例である。S6の処理(図10参照)が本発明の「必要個数判断処理」の一例である。S10の処理(図10参照)が本発明の「配列作成処理」の一例である。S11の処理(図10参照)が本発明の「合成造形データ作成処理」の一例である。   Further, the process of S1 (see FIG. 10) is an example of the “data acquisition process” of the present invention. The process of S2 (see FIG. 10) is an example of the “number acquisition process” in the present invention. The process of S5 (see FIG. 10) is an example of the “modelable number calculation process” of the present invention. The process of S6 (see FIG. 10) is an example of the “necessary number determination process” of the present invention. The process of S10 (see FIG. 10) is an example of the “array creation process” in the present invention. The process of S11 (see FIG. 10) is an example of the “synthetic modeling data creation process” of the present invention.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、図10に示す合成造形データ作成処理のS9の処理で、残りの造形可能領域110がZ方向で上(二段目)が空いていると演算された場合には、S4の処理で、その上(二段目)を残りの造形可能領域110とすることができる。この場合には、同じ形状(同じ立体データ)の立体造形物をZ方向において積み重ねるように配置しても良い。また、同じ形状(同じ立体データ)の立体造形物をZ方向において重ならないようにしてもよい。例えば、図21に示すように、Z方向において、二段目に載置される第一立体造形物200Aと一段目に載置される第一立体造形物200とが重ならないように配置する。この配置方法としては、二段目は、一段目に対して、X方向及びY方向の立体造形物の配置ピッチを各々1/2だけずらすようにすればよい。このような配置にすることにより二段目に載置される第一立体造形物200Aの重みが第一段目に載置される第一立体造形物200に掛からないので、第一段目に載置される第一立体造形物200のZ方向での形状の歪みが大きくなるのを防止できる。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various change is possible. For example, in the process of S9 of the synthetic modeling data creation process shown in FIG. 10, when it is calculated that the remaining modelable area 110 is free in the Z direction (second stage), in the process of S4, The upper part (second stage) can be set as the remaining formable area 110. In this case, you may arrange | position so that the three-dimensional molded item of the same shape (same three-dimensional data) may be piled up in a Z direction. Moreover, you may make it the three-dimensional molded item of the same shape (same three-dimensional data) not overlap in a Z direction. For example, as shown in FIG. 21, in the Z direction, the first three-dimensional structure 200A placed on the second stage and the first three-dimensional structure 200 placed on the first stage are arranged so as not to overlap. As this arrangement method, the second stage may be configured such that the arrangement pitch of the three-dimensionally shaped object in the X direction and the Y direction is shifted by 1/2 with respect to the first stage. Since the weight of the first three-dimensional structure 200A placed on the second stage is not applied to the first three-dimensional structure 200 placed on the first stage by adopting such an arrangement, the first stage It can prevent that the distortion of the shape in the Z direction of the 1st three-dimensional molded item 200 mounted becomes large.

また、第一立体造形物200を6個でなく、5個造形すればよい場合には、図22に示すように、位置113,位置114,位置115,位置116に囲まれる範囲には、真ん中の領域を避けて、第一立体造形物200を2個配置するようにしてもよい。この場合には、X方向において、2つの第一立体造形物200が対称に配置されるので、各々同じ条件で造形され、均一に乾燥されることができる。従って、形状の同一性が高まる。   Further, when it is sufficient to form five first three-dimensional objects 200 instead of six, as shown in FIG. 22, the range surrounded by the position 113, the position 114, the position 115, and the position 116 is in the middle. The first three-dimensional structure 200 may be arranged so as to avoid the region. In this case, since the two first three-dimensional shaped objects 200 are arranged symmetrically in the X direction, they can be shaped under the same conditions and dried uniformly. Therefore, the identity of the shape increases.

また、造形可能領域110に余裕がある場合には、立体造形物を必要個数以上作成するようにしてもよい。この場合には、必要個数以上作成した立体造形物からできの良いものを必要個数を選択することができる。また、立体造形装置1にPC100を一体化してもよい。   Further, when there is a margin in the modelable area 110, more than the required number of three-dimensional models may be created. In this case, it is possible to select the necessary number of the three-dimensional shaped objects created more than the necessary number. Further, the PC 100 may be integrated with the three-dimensional modeling apparatus 1.

また、Z方向において、複数の造形物を多段に配置する場合には、下層に多くの造形物を配置するようにしてもよい。この場合には、下層に載置される立体造形物のZ方向での形状の歪みが大きくなるのを防止できる。さらに、微細な構造を含む形状の立体造形物は、Z方向において、上層に配置するようにしてもよい。この場合には、微細な構造を含む形状の立体造形物に上層の重さが掛からないので、微細な構造を含む形状の立体造形物の大きさの誤差を防止できる。また、無色の立体造形物と色付きの立体造形物を一度に造形する場合には、色付きの立体造形物は、Y方向の後方へ配置するようにしてもよい。この場合には、造形時に色の層が剥がれてしまった場合、剥がれた色の層が他の造形物に影響を与えない。   Further, when a plurality of shaped objects are arranged in multiple stages in the Z direction, many shaped objects may be arranged in the lower layer. In this case, it is possible to prevent the shape distortion in the Z direction of the three-dimensional structure placed on the lower layer from increasing. Furthermore, you may make it arrange | position the three-dimensional molded item of a shape containing a fine structure in an upper layer in a Z direction. In this case, since the weight of the upper layer is not applied to the three-dimensional structure including the fine structure, an error in the size of the three-dimensional structure including the fine structure can be prevented. Moreover, when modeling a colorless three-dimensional molded item and a colored three-dimensional modeled object at once, you may make it arrange | position a colored three-dimensional molded item to the back of a Y direction. In this case, when the color layer is peeled off during modeling, the peeled color layer does not affect other shaped objects.

1 立体造形装置
11 ステージ
16 平坦化ローラ
30,80 CPU
42 ステージ昇降モータ
90 合成造形データ
98 立体データ
100 PC
110 造形可能領域
200,210,220 立体造形物
1 3D modeling apparatus 11 Stage 16 Flattening rollers 30, 80 CPU
42 Stage lifting motor 90 Synthetic modeling data 98 Three-dimensional data 100 PC
110 Modelable area 200, 210, 220 Three-dimensional model

Claims (9)

造形液と混合することで固化する立体造形粉体が載置されるステージと、前記ステージに載置された前記立体造形粉体に対し、前記造形液の液滴を吐出可能な吐出手段と、前記吐出手段による前記液滴の吐出を制御する制御手段と、を備え、前記吐出手段によって前記液滴を吐出して前記立体造形粉体を固化することで複数の前記固化された造形層を形成し、前記造形層を複数配置することで複数の立体造形物を一度に造形する立体造形装置用の合成造形データを作成する合成造形データ作成装置であって、
造形する前記立体造形物の形状を示す立体データを取得するデータ取得手段と、
造形する前記立体造形物の個数を取得する個数取得手段と、
前記ステージの造形可能領域を利用した1回の造形処理で前記立体データに基づく前記立体造形物を造形可能な最大個数である造形可能個数を算出する造形可能個数算出手段と、
前記造形可能個数算出手段が算出した前記造形可能個数が前記個数取得手段が取得した個数である必要個数以下か否かを判断する必要個数判断手段と、
前記必要個数判断手段が前記造形可能個数が前記必要個数以下と判断した場合に、前記造形可能個数だけ前記造形可能領域に複数の立体造形物を配列する配列作成手段と、
前記配列作成手段の作成した前記複数の立体造形物の配列に基づいて合成造形データを作成する合成造形データ作成処理手段と
を備えたことを特徴とする合成造形データ作成装置。
A stage on which a three-dimensional modeling powder that is solidified by mixing with a modeling liquid is placed; and a discharge unit that can eject droplets of the modeling liquid on the three-dimensional modeling powder placed on the stage; Control means for controlling the ejection of the droplets by the ejection means, and a plurality of the solidified modeling layers are formed by solidifying the solid modeling powder by ejecting the droplets by the ejection means. And it is the synthetic modeling data creation device which creates the synthetic modeling data for the three-dimensional modeling apparatus that models a plurality of three-dimensional modeling objects at a time by arranging a plurality of the modeling layers,
Data acquisition means for acquiring three-dimensional data indicating the shape of the three-dimensional object to be formed;
Number acquisition means for acquiring the number of three-dimensional objects to be modeled;
A modelable number calculating means for calculating a modelable number that is the maximum number that can model the three-dimensional modeled object based on the three-dimensional data in one modeling process using the modelable area of the stage;
Necessary number judging means for judging whether or not the shapeable number calculated by the shapeable number calculating means is equal to or less than a necessary number that is the number obtained by the number obtaining means;
When the required number determining means determines that the possible number is less than or equal to the required number, an array creating means for arranging a plurality of three-dimensional objects in the shapeable area by the number that can be formed; and
A synthetic modeling data creation device comprising: synthetic modeling data creation processing means for creating synthetic modeling data based on an array of the plurality of three-dimensional modeling objects created by the array creation means.
前記データ取得手段が取得した前記立体データに基づき、各立体造形物間の干渉防止のための緩衝領域を前記立体造形物に付加する緩衝領域設定手段を備え、
前記配列作成手段は、前記緩衝領域設定手段が前記緩衝領域を付加した前記立体造形物を前記造形可能領域に配列することを特徴とする請求項1に記載の合成造形データ作成装置。
Based on the three-dimensional data acquired by the data acquisition means, comprising buffer area setting means for adding a buffer area for preventing interference between the three-dimensional objects to the three-dimensional object,
The synthetic modeling data creation device according to claim 1, wherein the array creation unit arranges the three-dimensional modeled object to which the buffer region setting unit has added the buffer region in the modelable region.
前記配列作成手段は、同じ立体データの立体造形物は、最初に前記造形可能領域のX方向に配列することを特徴とする請求項1又は2に記載の合成造形データ作成装置。   3. The composite modeling data generation apparatus according to claim 1, wherein the array generation unit first arranges a three-dimensional modeled object having the same three-dimensional data in the X direction of the modelable region. 前記配列作成手段は、同じ立体データの立体造形物が、前記X方向に配列した列が前記造形可能領域のY方向に並ぶように配列することを特徴とする請求項3に記載の合成造形データ作成装置。   4. The composite modeling data according to claim 3, wherein the array creation unit arranges the three-dimensional modeled object of the same three-dimensional data so that a row arranged in the X direction is arranged in the Y direction of the modelable region. Creation device. 前記配列作成手段は、前記立体造形物を前記造形可能領域のX方向及びY方向に配列したものが、前記造形可能領域のZ方向に積層するように配列することを特徴とする請求項4に記載の合成造形データ作成装置。   5. The arrangement creation means, wherein the three-dimensional shaped objects are arranged so that the three-dimensional shaped objects arranged in the X direction and the Y direction of the modelable area are stacked in the Z direction of the modelable area. The described synthetic modeling data creation device. 前記配列作成手段は、前記造形可能領域のZ方向では、前記立体造形物が重ならないように配列することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の合成造形データ作成装置。   The synthetic modeling data creation device according to claim 1, wherein the array creation unit arranges the three-dimensional modeled object so as not to overlap in the Z direction of the modelable region. 前記必要個数判断手段が、前記造形可能個数が前記必要個数より多いと判断した場合に、前記必要個数だけ前記造形可能領域に前記立体造形物を配列した残りの造形可能領域を算出する残存造形可能領域算出手段を備えたことを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の合成造形データ作成装置。   When the required number determining means determines that the number of models that can be formed is greater than the number of required, the remaining modelable area that calculates the remaining modelable area in which the three-dimensional object is arranged in the modelable area by the required number The synthetic modeling data creation device according to claim 1, further comprising an area calculation unit. 1回の造形処理で造形した前記立体造形物の造形数が、前記必要個数より不足した場合に、不足する個数を新たに造形する前記立体造形物の個数として設定する造形数設定手段を備えたことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の合成造形データ作成装置。   When the number of modeling of the three-dimensional modeled object modeled by one modeling process is less than the required number, a modeling number setting unit is provided for setting the insufficient number as the number of the three-dimensional modeled object to be newly modeled. The synthetic modeling data creation device according to any one of claims 1 to 7. 造形液と混合することで固化する立体造形粉体が載置されるステージと、前記ステージに載置された前記立体造形粉体に対し、前記造形液の液滴を吐出可能な吐出手段と、前記吐出手段による前記液滴の吐出を制御する制御手段と、を備え、前記吐出手段によって前記液滴を吐出して前記立体造形粉体を固化することで複数の前記固化された造形層を形成し、前記造形層を複数配置することで複数の立体造形物を一度に造形する立体造形装置用の合成造形データを作成する合成造形データ作成プログラムであって、
造形する前記立体造形物の形状を示す立体データを取得するデータ取得処理と、
造形する前記立体造形物の個数を取得する個数取得処理と、
前記ステージの造形可能領域を利用した1回の造形処理で前記立体データに基づく前記立体造形物を造形可能な最大個数である造形可能個数を算出する造形可能個数算出処理と、
前記造形可能個数算出手段が算出した前記造形可能個数が、前記個数取得手段が取得した個数である必要個数以下か否かを判断する必要個数判断処理と、
前記必要個数判断手段が、前記造形可能個数が前記必要個数以下と判断した場合に、前記造形可能個数だけ前記造形可能領域に複数の前記立体造形物を配列する配列作成処理と、
前記配列作成手段の作成した前記立体造形物の配列に基づいて新たな合成造形データを作成する合成造形データ作成処理と
をコンピュータに実行させる合成造形データ作成プログラム。
A stage on which a three-dimensional modeling powder that is solidified by mixing with a modeling liquid is placed; and a discharge unit that can eject droplets of the modeling liquid on the three-dimensional modeling powder placed on the stage; Control means for controlling the ejection of the droplets by the ejection means, and a plurality of the solidified modeling layers are formed by solidifying the solid modeling powder by ejecting the droplets by the ejection means. A synthetic modeling data creation program for creating synthetic modeling data for a three-dimensional modeling apparatus that models a plurality of three-dimensional models at once by arranging a plurality of the modeling layers,
A data acquisition process for acquiring three-dimensional data indicating the shape of the three-dimensional object to be formed;
Number acquisition processing for acquiring the number of three-dimensional objects to be modeled;
A modelable number calculation process for calculating a modelable number that is the maximum number that can model the three-dimensional modeled object based on the three-dimensional data in one modeling process using the modelable area of the stage;
A necessary number determination process for determining whether or not the shapeable number calculated by the shapeable number calculation unit is equal to or less than a necessary number that is the number acquired by the number acquisition unit;
When the required number determination means determines that the modeling possible number is equal to or less than the required number, an array creation process for arranging a plurality of the three-dimensional modeling objects in the modeling possible area by the modeling possible number; and
A synthetic modeling data creation program for causing a computer to execute a synthetic modeling data creation process for creating new synthetic modeling data based on the arrangement of the three-dimensional model created by the array creation unit.
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