JP2015006781A

JP2015006781A - 三次元立体造形システムおよびこのシステムを用いた三次元立体造形方法

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Publication number: JP2015006781A
Application number: JP2013145883A
Authority: JP
Inventors: 幸彦高田; Yukihiko Takada
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-01-15

Abstract

【課題】３Ｄプリンターのメリットを十分に生かすようにした三次元立体造形システムおよびこのシステムを用いた三次元立体造形方法を提供する。【解決手段】彩色レシピーが選択されると、画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、形態改変レシピーが選択されると、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを表示させる。【選択図】図１

Description

本発明は、３Ｄプリンターを利用した三次元立体造形システムおよびこのシステムを用いた三次元立体造形方法に関する。

３Ｄプリンターは、主として使用されている製造業なもちろん、映像、アート、ホビー、さらにはその特性を活かした新たなサービス分野など、他方面で使われている。３Ｄプリンターの特徴は、加工法としての新しさがある。例えば、積み重ねていくことが出来る材料であれば、樹脂でも金属でも使用することができ、複雑な形状も加工することが出来る。３Ｄプリンターによる積層造形法以前のものづくりでは、作りたいものよりも大きな材料から不要な部分を取り除くことで形状を加工していた。３Ｄプリンターでは金型などの設備をほとんど必要としない特徴を持っている。勿論、最終的に金型を製作することを行ってもよい。

３Ｄプリンターのメリットは、製品の製造に入る前に実際のイメージを実感できる、本物そっくりの造形が可能である、設計開発期間の短縮に役立つ、オフィス環境に設置出来る、設計に関する情報管理を徹底できることなどが挙げられている。

特許文献１には、加工ステップを内容とする立体模型製造方法が記載されている。

特開２０１３−１８２２２号公報

特許文献１に示されるような３Ｄプリンターを使用しての加工方法について記載する多くの特許公報がある。上述したように、３Ｄプリンターのメリットは、製品の製造に入る前に実際のイメージを実感できる、本物そっくりの造形が可能である、設計開発期間の短縮に役立つ、オフィス環境に設置出来る、設計に関する情報管理を徹底できることなどが挙げられるが、加工情報を活用することでこれらのメリットを確実に手に入れることが大切である。

特許文献１には３Ｄプリンターによる加工方法が記載されているが、３Ｄプリンター使用することによる活用工情報の生成、活用について記載されていない。

本発明は、かかる点に鑑み３Ｄプリンター使用による活用情報を効果的に生成、活用することが出来るようにして、拡大検討の中で、造形する個数を極力少なくすることを可能にして上述した３Ｄプリンターのメリットを十分に生かすようにした三次元立体造形システムおよびこのシステムを用いた三次元立体造形方法を提供することを目的とする。

本発明は、次に列挙するシステムおよび方法を提供する。

複数の造形樹脂のいずれかの樹脂で三次元形状を有する立体物を造形する造形装置と、立体物に係る三次元データを取得して立体造形モデルデータを形成する立体造形モデル形成装置とを備えて、形成された立体造形モデルデータに基づいて造形装置に立体物を造形させる三次元立体造形システムであって、
立体造形モデル形成装置が、
予め取得された基本彩色データ、基本形態データ及び基本素材データから形成される基本立体造形モデルを格納し、基本立体造形モデルの一部あるいは全部領域に施す彩色を改変させ、基本立体造形モデルの形態を改変させる、および基本立体物造形モデルを形成する素材情報を改変させるコンピュータプログラム、および一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全部領域あるいは一部分に彩色改変を選択可能とさせる彩色レシピー、一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全体形態もしくは一部に形態改変を可能とさせる形態改変レシピー、一連の立体造形モデルの各基本立体物造形モデルについて順次、全部素材もしくは一部素材の改変を可能とさせる立体造形素材レシピーからなる三つのレシピーを格納するデータベースと、
表示画面を備えて、基本立体造形モデルを一連として繰り返して、および各レシピー名を選択可能に画面表示する画面表示手段と、
彩色レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの全部あるいは一部画面領域を選択可能とする画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、
形態改変レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルの基本形態データの全部もしくは一部を外部からの入力された形態改変指示信号に基づいて改変することで、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、
立体造形素材レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの基本造形素材データの一部もしくは全部を外部からの入力された造形素材改変指示信号に基づいて改変することで、一連の造形素材改変立体造形モデルを形成し、
外部から入力された指示信号に基づいて、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させ、
基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形装置に送信させる演算処理手段と、を備え、
造形装置が、基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形することを
特徴とする三次元立体造形システム。

複数の造形樹脂のいずれかの樹脂で予め定めた樹脂で三次元形状を有する立体物を造形する造形装置と、立体物に係る三次元データを取得して立体造形モデルデータを形成する立体造形モデル形成装置とを備えて、形成された立体造形モデルデータに基づいて造形装置に立体物を造形させる三次元立体造形システムであって、
立体造形モデル形成装置が、
予め取得された基本彩色データ、基本形態データ及び基本素材データから形成される基本立体造形モデルを格納し、基本立体造形モデルの一部あるいは全部領域に施す彩色を改変させ、基本立体造形モデルの形態を改変させるコンピュータプログラム、および一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全部領域あるいは一部分に彩色改変を選択可能とさせる彩色レシピー、一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全体形態もしくは一部に形態改変を可能とさせる形態改変レシピーからなるレシピーを格納するデータベースと、
表示画面を備えて、基本立体造形モデルを一連として繰り返して、および各レシピー名を選択可能に画面表示する画面表示手段と、
彩色レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの全部あるいは一部画面領域を選択可能とする画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、
形態改変レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルの基本形態データの全部もしくは一部を外部からの入力された形態改変指示信号に基づいて改変することで、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、
外部から入力された指示信号に基づいて、一連の彩色選択立体造形モデル、または一連の形態改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを表示させ、
基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを造形装置に送信させる演算処理手段と、を備え、
造形装置が、基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを造形することを
特徴とする三次元立体造形システム。

上述された三次元立体造形システムにおいて、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを一つの画面にそれぞれ表示することを特徴とする三次元立体造形システム。

上述された三次元立体造形システムにおいて、形態改変が、基本立体造形モデルの寸法縮小もしくは一部部分の変更を含むことを特徴とする三次元立体造形システム。

上述された三次元立体造形システムにおいて、基本立体造形モデルが、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルの内のいずれかの立体造形モデルであることを特徴とする三次元立体造形システム。

複数の造形樹脂のいずれかの樹脂で三次元形状を有する立体物を造形する造形装置と、立体物に係る三次元データを取得して立体造形モデルデータを形成する立体造形モデル形成装置とを備えて、形成された立体造形モデルデータに基づいて造形装置に立体物を造形させる三次元立体造形システムによる三次元立体造形方法において、
立体造形モデル形成装置のデータベースに、
予め取得された基本彩色データ、基本形態データ及び基本素材データから形成される基本立体造形モデルが格納され、基本立体造形モデルの一部あるいは全部領域に施す彩色を改変させ、基本立体造形モデルの形態を改変させる、および基本立体物造形モデルを形成する素材情報を改変させるコンピュータプログラム、および一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全部領域あるいは一部分に彩色改変を選択可能とさせる彩色レシピー、一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全体形態もしくは一部に形態改変を可能とさせる形態改変レシピー、一連の立体造形モデルの各基本立体物造形モデルについて順次、全部素材もしくは一部素材の改変を可能とさせる立体造形素材レシピーからなる三つのレシピーが格納され、
画面表示手段が、表示画面を備えて、基本立体造形モデルを一連として繰り返して、および各レシピー名を選択可能に画面表示し、
演算処理手段が、
彩色レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの全部あるいは一部画面領域を選択可能とする画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、
形態改変レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルの基本形態データの全部もしくは一部を外部からの入力された形態改変指示信号に基づいて改変することで、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、
立体造形素材レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの基本造形素材データの一部もしくは全部を外部からの入力された造形素材改変指示信号に基づいて改変することで、一連の造形素材改変立体造形モデルを形成し、
外部から入力された指示信号に基づいて、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させ、
基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形装置に送信させ、
造形装置が、基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形することを
特徴とする三次元立体造形システムによる三次元立体造形方法。

複数の造形樹脂のいずれかの樹脂で予め定めた樹脂で三次元形状を有する立体物を造形する造形装置と、立体物に係る三次元データを取得して立体造形モデルデータを形成する立体造形モデル形成装置とを備えて、形成された立体造形モデルデータに基づいて造形装置に立体物を造形させる三次元立体造形システムによる三次元立体造形方法において、
立体造形モデル形成装置のデータベースに、
予め取得された基本彩色データ、基本形態データ及び基本素材データから形成される基本立体造形モデルが格納され、基本立体造形モデルの一部あるいは全部領域に施す彩色を改変させ、基本立体造形モデルの形態を改変させるコンピュータプログラム、および一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全部領域あるいは一部分に彩色改変を選択可能とさせる彩色レシピー、一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全体形態もしくは一部に形態改変を可能とさせる形態改変レシピーからなるレシピーが格納され、
画面表示手段が、表示画面を備えて、基本立体造形モデルを一連として繰り返して、および各レシピー名を選択可能に画面表示し、
演算処理手段が、
彩色レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの全部あるいは一部画面領域を選択可能とする画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、
形態改変レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルの基本形態データの一部もしくは全部を外部からの入力された形態改変指示信号に基づいて改変することで、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、
外部から入力された指示信号に基づいて、一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを表示させ、
基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを造形装置に送信させ、
造形装置が、基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを造形することを
特徴とする三次元立体造形システムによる三次元立体造形方法。

本発明は、彩色レシピーが選択されると、画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、形態改変レシピーが選択されると、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを表示させるようにしているので３Ｄプリンター使用による活用情報を効果的に生成、活用することが出来るようにして、拡大検討の中で、造形する個数を極力少なくすることを可能にして上述した３Ｄプリンターのメリットを十分に生かすようにした三次元立体造形システムおよびこのシステムを用いた三次元立体造形方法を提供することができる。

本発明実施例の三次元立体造形システムの外観図。本発明実施例の形態をブロックで示す図。本発明実施例の概念を説明する図。表示画面のＩ例を示す図。表示画面のＩ例を示す図。表示画面のＩ例を示す図。表示画面のＩ例を示す図。表示画面のＩ例を示す図。表示画面のＩ例を示す図。表示画面のＩ例を示す図。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例である３Ｄプリンターとしての三次元立体造形システム１００の構成を示す外観図である。

図１において、三次元立体造形システム１００は、立体造形モデル形成装置１と造形装置２から構成される。立体造形モデル形成装置１は、例えばパソコンなどの端末で構成され、造形物試作・造形のためのＳＴＬ（光造形方式）データを造形装置２に送信する。ＳＴＬデータでは、三次元形状が小さな三角形のメッシュの集合体として表現される。

３Ｄプリンターは、３次元ＣＡＤで描いた立体図形から実物そっくりの立体物を作り出すための造形装置として知られ、例えば積層造形装置の総称を示し、光造形方式や粉末焼結方式をはじめとした複数の造形方式が知られている。インクジェット方式、熱溶解積層方式なども知られている。
３Ｄデータを用意する方法は、大きく分けて３つある。３ＤＣＡＤ，３ＤＣＧを使ったソフトウエアによる３Ｄモデリング、物体をスキャンする３Ｄスキャン、すでに作成されたデータをダウンロードすることで用意される。本実施例においてもこのようにして取得された３Ｄデータが使用される。
造形装置２は、造形ステージ部３と材料カートリッジ部４からなり、造形ステージ部３にはＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータが設けられ、制御部（図示せず）によって、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に駆動される。

熱溶解積層方式では、剛性や耐久性に優れた特性を持つＡＢＳ樹脂を造形ヘッド５で２８０℃前後に熱して溶かし、Ｘ軸、Ｙ軸方向の高速動作制御と造形ステージ台３のＺ軸方向の昇降により、立体造形モデルの精密な積層造形を作成していく。

造形ヘッド５と材料カートリッジ部４は樹脂管６で結ばれ、両者には、モデル材である造形素材とサポート材の２種類が入っている。造形素材は、造形物に使われる材料であり、例えばＡＢＳ樹脂である。サポート材は、熱で溶けた造形素材を積層していく際に、空洞部分や支えのない橋構造の部位を支えるために使われる材料である。それぞれの材料は、リールに巻かれたワイヤとして材料カートリッジ部４に収納されている。造形ヘッド５からは０．５ミリの太さの造形素材が押し出され、造形ヘッド５の先端を造形ステージ第４に押しあてながら造形していく。例えば、１回の動作で０．２５ミリ積層されるので、厚さ１ミリのものを造形するには４層積み重ねることになる。インクジェット方式の場合には、ミクロン単位での積層が可能だが、ＡＢＳ樹脂ではない樹脂を使用することになる。３Ｄプリンターの材料すなわち造形素材は、プラスチックが主である。プラスチックは、合成樹脂の総称である。３Ｄプリンターに用いられる材料としては、ＡＢＳ，ＰＬＡ（成分解性プラスチック）、エポキシ、レジン、ナイロン、金属、ワックスが知られている。金属の場合に、表面が荒いが鋳物の代用品として使用することが知られている。

３Ｄデータを造形素材で出力すると、造形素材によって、表面がつるつるになったり、弾力があったり、表面がザラついたり、無着色の状態で灰色がかったり、溝が形成されたり等の特徴を得ことが出来、製品プレゼンのために最良の素材が選択させるのが望まれることになる。

このように、複数の造形樹脂のいずれかの樹脂で三次元形状を有する立体物を造形する造形装置２と、立体物に係る三次元データを取得して立体造形モデルデータを形成する立体造形モデル形成装置１とを備えて、形成された立体造形モデルデータに基づいて造形装置２に立体物を造形させる三次元立体造形システム１００が構成される。

図２は、三次元立体造形システム１００の構成をブロックで示す図である。

立体造形モデル形成装置１は、通信手段で造形装置２に結ばれる。立体造形モデル形成装置１は、通信手段１１、演算処理手段１２、データベース１３、画面表示手段１４およびこれらを結ぶ通信線１５を備える。

データベース１３は、予め取得された基本彩色データ、基本形態データ及び基本素材データから形成される基本立体造形モデルを格納し、基本立体造形モデルの一部あるいは全部領域に施す彩色を改変させ、基本立体造形モデルの形態を改変させる、および基本立体物造形モデルを形成する素材情報を改変させるコンピュータプログラム、および一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全部領域あるいは一部分に彩色改変を選択可能とさせる彩色レシピー、一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全体形態もしくは一部に形態改変を可能とさせる形態改変レシピー、一連の立体造形モデルの各基本立体物造形モデルについて順次、全部素材もしくは一部素材の改変を可能とさせる立体造形素材レシピーからなる三つのレシピーを格納する。一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全部領域あるいは一部分に彩色改変を選択可能とさせる彩色レシピー、一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全体形態もしくは一部に形態改変を可能とさせる形態改変レシピーの２つのレシピーであってもよい。

画面表示手段１４は、表示画面１５を備えて、基本立体造形モデルを一連として繰り返して、および各レシピー名を選択可能にして画面表示する。

彩色レシピー、形態改変レシピーおよび立体造形素材レシピーが画面上で選択される。彩色レシピーおよび形態改変レシピーの場合もある。

演算処理手段１２は、彩色レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの全部あるいは一部画面領域を選択可能とする画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、
形態改変レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルの基本形態データの一部もしくは全部を外部からの入力された形態改変指示信号に基づいて改変することで、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、
立体造形素材レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの基本造形素材データの一部もしくは全部を外部からの入力された造形素材改変指示信号に基づいて改変することで、一連の造形素材改変立体造形モデルを形成する。

また、演算処理手段１２は、外部から入力された指示信号に基づいて、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させる。

また、演算処理手段１２は、基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形装置２に送信させる。

造形装置２は、基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形することを行う。

演算処理手段１２は、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを一つの画面にそれぞれ表示させる。

形態改変が、基本立体造形モデルの寸法縮小もしくは一部部分の変更を含む。形態改変にはデータベースに格納したコンピュータプログラムを用いる。

基本立体造形モデルは、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルの内のいずれかの立体造形モデルで形成されてよい。

図３は、三次元立体造形システム１００の概念を示す図である。

図３において、パソコンである立体造形モデル形成装置１で生成された試作・造形のためのＳＬＤデータは、造形装置２に送信される。立体造形モデル形成装置１で３Ｄデータを作成し、ＳＬＤデータとしてもよい。このようにして、造形装置２にＳＬＤデータが送信され用いられる。

立体造形モデル形成装置１は、予め取得された基本彩色データ、基本形態データ及び基本素材データから形成される基本立体造形モデル３１を形成して、データベース１３に格納させる。また、立体造形モデル形成装置１は、基本立体造形モデル３１を造形装置２に送信させ、造形装置２は、基本立体造形モデル３１に対応した基本立体造形物を加工成形する。立体造形モデル形成装置１は、予め取得された基本彩色データおよび基本形態データを形成する場合もある。

立体造形モデル形成装置１は、形成された一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルおよび一連の造形素材改変立体造形モデルの全部もしくは一部を用いてデザイン（設計）変更製品を造形する。これらの試作造形は３Ｄプリンターのメリットを活かして極めて容易に行うことができる。一連の彩色選択立体造形モデルおよび一連の形態改変立体造形モデルを造形する場合もある。

改変例１は、原価低減を意図した形態改変立体造形モデル３２を示し、改変例２は、カラー化あるいは縮小化、特徴比較化を意図した彩色選択立体造形モデル、形態改変立体造形モデルあるいは造形素材改変立体造形モデル３３を示す。

外部からん入力された指示信号に基づいて、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデルとして、原価低減例、縮小化例、特徴比較化例を際立たせることが出来、製品化数を低減することが出来る。

選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルに製作された立体造形モデルは一連のものとして製品プレゼン３４に活用される。製品プレゼンは、顧客に対して、社内の従業員に対して、あるいは公共団体の役員に対してなすことが出来る。

図４−図１０は、画面表示例を示す。画面には、彩色レシピー４１、形態改変レシピー４２、立体造形素材レシピー４３が表示される。また、画面には、基本立体造形モデル４４が表示される。画面には、彩色レシピー４１および形態改変レシピー４２が表示されるようにしてもよい。

彩色レシピー４１、形態改変レシピー４２および立体造形素材レシピー４３の内、彩色レシピー４１がクリックされると、図４に示されるように、データベース１３に格納された彩色レシピーにしたがって、彩色原形４５としての基本立体造形モデル４４および一連の基本立体造形モデルの各基本立体モデルについて、順次全部領域あるいは１部分に改変彩色が選択され得るようにされて、一連の基本立体造形モデルが表示される。

操作者は、表示された一連の基本立体造形モデルについて、彩色選択欄４７で彩色選択して順次、彩色改変を行う。これによって、画面表示の一連の基本立体造形モデルを一連の彩色選択モデル４６に改変する。改変としたのは、基本彩色が改変されることになることによる。

一連の彩色改変を行った後に選択欄４８で、一連の彩色選択モデル４６から造形したいいくつかの彩色選択モデル４６の選択を行い、一部の彩色選択モデルを消去する。この操作によって、一部の彩色選択モデルを画面上に並列させ、残すことを行う。

一部の彩色選択モデルを画面上に並列させた例を図８に示す。

画面に表示された彩色レシピー５１、形態改変レシピー５２および立体造形素材レシピー５３の内、形態改変レシピー５２がクリックされると、図５に示されるように、データベース１３に格納された形態改変レシピーにしたがって、形態原型５５としての基本立体造形モデル５４および一連の基本立体造形モデルの各基本立体モデルについて、順次基本形態データの全部あるいは１部分に形態改変が選択され得るようにされて、一連の基本立体造形モデルが表示される。

操作者は、表示された一連の基本立体造形モデルについて、形態改変選択欄５７で形態改変指示して順次、形態改変を行う。これによって、一連の基本立体造形モデルを一連の形態改変立体造形モデル５６に改変する。改変としたのは、基本形態が改変されることになることによる。形態改変には、基本立体造形モデルの寸法縮小もしくは一部部分の変更が含まれる。

外部からの指示信号に基づいて、一連の形態改変を行った後に選択欄５８で、一連の形態改変立体造形モデル５６から造形したい形態改変立体造形モデル５６の選択を行い、一部の形態改変立体造形モデルを消去する。これによって、一部の形態改変立体造形モデルを画面上に並列させ、残すことを行う。

一部の形態改変立体造形モデルを画面上に並列させた例を図９に示す。

画面に表示された彩色レシピー６１、形態改変レシピー６２および立体造形素材レシピー６３の内、立体造形素材レシピー６３がクリックされると、図６に示されるように、データベース１３に格納された立体造形素材レシピーに従って、基本原型６５（ＡＢＳ樹脂）としての基本立体造形モデル６４および一連の基本立体造形モデルの各基本立体モデルについて、順次全部領域あるいは１部分に改変素材が選択し得るようにされて、一連の基本立体造形モデルが表示される。

操作者は、表示された一連の基本立体造形モデルについて、造形素材選択欄６７で造形素材を選択して順次、造形素材改変を行う。これによって、一連の基本立体造形モデルを一連の選択造形素材モデル６６に改変する。改変としたのは、基本素材が改変されることになることによる。

外部からの指示信号に基づいて、一連の造形素材改変を行った後に造形素材選択欄６８で、造形したい選択造形素材モデル６６の選択を行い、一部の彩色選択モデルを消去する。これによって、一部の選択造形素材モデルを画面上に並列させ、残すことを行う。

一部の選択造形素材モデルを画面上に並列させた例を図１０に示す。

上述した例では、彩色レシピー、形態改変レシピーおよび立体造形素材レシピーのいずれかを選択してクリックしたが、これらのレシピーの幾つかを選択してもよい。
その例を図７に示す。

画面に表示された彩色レシピー７１、形態改変レシピー７２および立体造形素材レシピー７３の内、形態改変レシピー７２および立体造形素材レシピー７３がクリックされると、図７に示されるように、データベース１３に格納された立体造形素材レシピーおよび立体造形素材レシピーに従って、基本原型７５（ＡＢＳ樹脂）としての基本立体造形モデル７４および一連の基本立体造形モデルの各基本立体モデルについて、順次基本形態データの全部あるいは１部分に形態改変が選択され得るようにされて、および全部領域あるいは１部分に改変素材が選択し得るようにされて、一連の基本立体造形モデルが表示される。

操作者は、指示信号を入力し、表示された一連の基本立体造形モデルについて、形態＋造形素材選択欄７７で、形態改変指示して順次、形態改変を行い、造形素材を選択して順次、造形素材改変を行う。これによって、一連の基本立体造形モデルを一連の形態改変立体および選択造形素材モデル７６に改変する。改変としたのは、基本素材が改変されることになることによる。

一連の形態改変、造形素材改変を行った後に形態＋造形素材選択欄７８で、造形したい形態改変立体および選択造形素材モデル７６の選択を行い、一部の形態改変立体および選択造形素材モデルを消去する。これによって、一部の形態改変立体および選択造形素材モデルを画面上に並列させ、残すことを行う。この例では、図７がそのまま消去後の状態を示す図となる。

図８−図１０に示す、消去後の立体造形モデルは、例えば製品プレゼンの観点から選択されたものとなり、加工製作する個数を最小にして選択され、最大のメリットを提示することになる。他の目的、例えば社内でのプレゼンである場合にも、最小個数で社内最大ＰＲを可能とすることになる。

彩色レシピーおよび形態改変レシピーが選択、クリックされてもよい。また、彩色レシピーおよび造形素材レシピーが選択、クリックされてもよい。３者が選択、クリックされてもよい。上述した例では、３つのレシピーを使用することとしていたが、造形素材に樹脂として典型的なＡＢＳ樹脂のみを使用することして固定して、簡易型としてもよい。この場合には、彩色レシピーおよび形態改変レシピーの組み合わせとなる。

三次元立体造形システムによる三次元立体造形方法は次に示すステップで実現される。

データベースに、予め取得された基本彩色データ、基本形態データ及び基本素材データから形成される基本立体造形モデルを格納し、基本立体造形モデルの一部あるいは全部領域に施す彩色を改変させ、基本立体造形モデルの形態を改変させる、および基本立体物造形モデルを形成する素材情報を改変させるコンピュータプログラム、および一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全部領域あるいは一部分に彩色改変を選択可能とさせる彩色レシピー、一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全体形態もしくは一部に形態改変を可能とさせる形態改変レシピー、一連の立体造形モデルの各基本立体物造形モデルについて順次、全部素材もしくは一部素材の改変を可能とさせる立体造形素材レシピーからなる三つのレシピーを格納するステップ。

画面表示手段が、表示画面を備えて、基本立体造形モデルを一連として繰り返して、および各レシピー名を選択可能に画面表示するステップ。

演算処理手段が、
彩色レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの全部あるいは一部画面領域を選択可能とする画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、
形態改変レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルの基本形態データの全部もしくは一部を外部からの入力された形態改変指示信号に基づいて改変することで、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、
立体造形素材レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの基本造形素材データの一部もしくは全部を外部からの入力された造形素材改変指示信号に基づいて改変することで、一連の造形素材改変立体造形モデルを形成し、
外部からの入力された指示信号により、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させ、
基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形装置に送信させるステップ。

造形装置が、基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形するステップ。

上記の例では、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルおよび一連の造形素材改変立体造形モデルを造形する場合について記載するが、一連の彩色選択立体造形モデルおよび一連の形態改変立体造形モデルを造形するようにしてもよい。

１…立体造形モデル形成装置（パソコン）、２…造形装置（３Ｄプリンター）、３…造形ステージ台、４…材料カートリッジ部、５…造形ヘッド、１１…通信手段、１２…演算処理手段、１３…データベース、１４…画面表示手段、１５…表示画面、４１，５１，６１，７１…彩色レシピー、４２，５２，６２，７２…形態改変レシピー、４３，５３，６３，７３…立体造形レシピー、４４、５４、６４，７４…基本立体造形モデル、４６…彩色選択モデル、４７…彩色選択、４８、５８．６８，７８…選択、５６…形態改変立体造形モデル、５７…形態改変、１００…三次元立体造形システム。

Claims

複数の造形樹脂のいずれかの樹脂で三次元形状を有する立体物を造形する造形装置と、立体物に係る三次元データを取得して立体造形モデルデータを形成する立体造形モデル形成装置とを備えて、形成された立体造形モデルデータに基づいて造形装置に立体物を造形させる三次元立体造形システムであって、
立体造形モデル形成装置が、
予め取得された基本彩色データ、基本形態データ及び基本素材データから形成される基本立体造形モデルを格納し、基本立体造形モデルの一部あるいは全部領域に施す彩色を改変させ、基本立体造形モデルの形態を改変させる、および基本立体物造形モデルを形成する素材情報を改変させるコンピュータプログラム、および一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全部領域あるいは一部分に彩色改変を選択可能とさせる彩色レシピー、一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全体形態もしくは一部に形態改変を可能とさせる形態改変レシピー、一連の立体造形モデルの各基本立体物造形モデルについて順次、全部素材もしくは一部素材の改変を可能とさせる立体造形素材レシピーからなる三つのレシピーを格納するデータベースと、
表示画面を備えて、基本立体造形モデルを一連として繰り返して、および各レシピー名を選択可能に画面表示する画面表示手段と、
彩色レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの全部あるいは一部画面領域を選択可能とする画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、
形態改変レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルの基本形態データの全部もしくは一部を外部からの入力された形態改変指示信号に基づいて改変することで、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、
立体造形素材レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの基本造形素材データの一部もしくは全部を外部からの入力された造形素材改変指示信号に基づいて改変することで、一連の造形素材改変立体造形モデルを形成し、
外部から入力された指示信号に基づいて、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させ、
基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形装置に送信させる演算処理手段と、を備え、
造形装置が、基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形することを
特徴とする三次元立体造形システム。
複数の造形樹脂のいずれかの樹脂で予め定めた樹脂で三次元形状を有する立体物を造形する造形装置と、立体物に係る三次元データを取得して立体造形モデルデータを形成する立体造形モデル形成装置とを備えて、形成された立体造形モデルデータに基づいて造形装置に立体物を造形させる三次元立体造形システムであって、
立体造形モデル形成装置が、
予め取得された基本彩色データ、基本形態データ及び基本素材データから形成される基本立体造形モデルを格納し、基本立体造形モデルの一部あるいは全部領域に施す彩色を改変させ、基本立体造形モデルの形態を改変させるコンピュータプログラム、および一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全部領域あるいは一部分に彩色改変を選択可能とさせる彩色レシピー、一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全体形態もしくは一部に形態改変を可能とさせる形態改変レシピーからなるレシピーを格納するデータベースと、
表示画面を備えて、基本立体造形モデルを一連として繰り返して、および各レシピー名を選択可能に画面表示する画面表示手段と、
彩色レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの全部あるいは一部画面領域を選択可能とする画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、
形態改変レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルの基本形態データの全部もしくは一部を外部からの入力された形態改変指示信号に基づいて改変することで、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、
外部から入力された指示信号に基づいて、一連の彩色選択立体造形モデル、または一連の形態改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを表示させ、
基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを造形装置に送信させる演算処理手段と、を備え、
造形装置が、基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを造形することを
特徴とする三次元立体造形システム。
請求項１または２に記載された三次元立体造形システムにおいて、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを一つの画面にそれぞれ表示することを特徴とする三次元立体造形システム。
請求項１または２に記載された三次元立体造形システムにおいて、形態改変が、基本立体造形モデルの寸法縮小もしくは一部部分の変更を含むことを特徴とする三次元立体造形システム。
請求項１または２に記載された三次元立体造形システムにおいて、基本立体造形モデルが、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルの内のいずれかの立体造形モデルであることを特徴とする三次元立体造形システム。
複数の造形樹脂のいずれかの樹脂で三次元形状を有する立体物を造形する造形装置と、立体物に係る三次元データを取得して立体造形モデルデータを形成する立体造形モデル形成装置とを備えて、形成された立体造形モデルデータに基づいて造形装置に立体物を造形させる三次元立体造形システムによる三次元立体造形方法において、
立体造形モデル形成装置のデータベースに、
予め取得された基本彩色データ、基本形態データ及び基本素材データから形成される基本立体造形モデルが格納され、基本立体造形モデルの一部あるいは全部領域に施す彩色を改変させ、基本立体造形モデルの形態を改変させる、および基本立体物造形モデルを形成する素材情報を改変させるコンピュータプログラム、および一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全部領域あるいは一部分に彩色改変を選択可能とさせる彩色レシピー、一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全体形態もしくは一部に形態改変を可能とさせる形態改変レシピー、一連の立体造形モデルの各基本立体物造形モデルについて順次、全部素材もしくは一部素材の改変を可能とさせる立体造形素材レシピーからなる三つのレシピーが格納され、
画面表示手段が、表示画面を備えて、基本立体造形モデルを一連として繰り返して、および各レシピー名を選択可能に画面表示し、
演算処理手段が、
彩色レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの全部あるいは一部画面領域を選択可能とする画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、
形態改変レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルの基本形態データの全部もしくは一部を外部からの入力された形態改変指示信号に基づいて改変することで、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、
立体造形素材レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの基本造形素材データの一部もしくは全部を外部からの入力された造形素材改変指示信号に基づいて改変することで、一連の造形素材改変立体造形モデルを形成し、
外部から入力された指示信号に基づいて、一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを表示させ、
基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形装置に送信させ、
造形装置が、基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデル、一連の形態改変立体造形モデルまたは一連の造形素材改変立体造形モデルを造形することを
特徴とする三次元立体造形システムによる三次元立体造形方法。
複数の造形樹脂のいずれかの樹脂で予め定めた樹脂で三次元形状を有する立体物を造形する造形装置と、立体物に係る三次元データを取得して立体造形モデルデータを形成する立体造形モデル形成装置とを備えて、形成された立体造形モデルデータに基づいて造形装置に立体物を造形させる三次元立体造形システムによる三次元立体造形方法において、
立体造形モデル形成装置のデータベースに、
予め取得された基本彩色データ、基本形態データ及び基本素材データから形成される基本立体造形モデルが格納され、基本立体造形モデルの一部あるいは全部領域に施す彩色を改変させ、基本立体造形モデルの形態を改変させるコンピュータプログラム、および一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全部領域あるいは一部分に彩色改変を選択可能とさせる彩色レシピー、一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルについて順次、全体形態もしくは一部に形態改変を可能とさせる形態改変レシピーからなるレシピーが格納され、
画面表示手段が、表示画面を備えて、基本立体造形モデルを一連として繰り返して、および各レシピー名を選択可能に画面表示し、
演算処理手段が、
彩色レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの、各基本立体造形モデルの全部あるいは一部画面領域を選択可能とする画面領域選択画像を表示させ、各基本立体造形モデルの画面領域選択画像について外部からの入力された指示信号に基づいて基本彩色と異なる彩色を選択し、順次彩色した一連の彩色選択立体造形モデルを形成し、
形態改変レシピーが選択されると、画面表示された一連の基本立体造形モデルの各基本立体造形モデルの基本形態データの一部もしくは全部を外部からの入力された形態改変指示信号に基づいて改変することで、順次形態改変した一連の形態改変立体造形モデルを形成し、
外部から入力された指示信号に基づいて、一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを表示させ、表示させた各立体造形モデルの一部の立体造形モデルを選択、消去させて消去後の一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを表示させ、
基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを造形装置に送信させ、
造形装置が、基本立体造形モデル、および消去後に画面表示した一連の彩色選択立体造形モデルまたは一連の形態改変立体造形モデルを造形することを特徴とする三次元立体造形システムによる三次元立体造形方法。