JP2019031005A - アンダーカット領域における造形角度の設定を伴う三次元造形物の造形方法 - Google Patents
アンダーカット領域における造形角度の設定を伴う三次元造形物の造形方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】積層、照射に基づく焼結、切削による三次元造形物1の造形方法であって、CAD/CAMシステムの以下の工程によって、アンダーカット領域2を有する場合の造形角度の設定方法。
1.三次元造形物1のモデルの設定。2.基準アンダーカット角度の選択。3.前記モデルにおける角度単位毎の回転。4.アンダーカット領域2のうち、基準アンダーカット角度よりも小さな角度にて水平方向面と交差しているアンダーカット領域2'の水平方向面に対する投影面積の合計値の算定。5.前記合計面積が最小である場合又は所定の基準に至る場合の回転角度の選択。6.前記5の算定における最小である合計面積が所定の基準値を越えている場合又は前記4の算定において何れの合計面積が所定の基準値を超えている場合には、アンダーカット領域に対するサポート部の造形の設定を指令する。
【選択図】図1
Description
(1)CAD/CAMシステムが作成するプログラムに基づいて、スキージによる積層、レーザービーム又は電子ビームの照射に基づく焼結、切削工具の走行に基づく切削の順序による三次元造形物の造形方法であって、CAD/CAMシステムの以下の工程によって、アンダーカット領域を有する三次元造形物の前記順序に基づく造形における造形角度の設定方法。
1.XYZ軸による三次元空間において三次元造形物のモデルを設定する。
2.前記1のモデルの壁部において、水平方向に対し鋭角にて下方から交差しているアンダーカット領域が自重による変形が生じないような場合の前記鋭角の最小値の角度を基準アンダーカット角度として選択する。
3.前記1のモデルにつき、Y軸を中心とするXZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転及びX軸を中心とするYZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転をそれぞれ−180度〜180度の範囲内にて回転可能な限度にて行う。
4.前記3の各角度単位による回転毎に、基準アンダーカット角度よりも小さな角度にて水平方向面と交差しているアンダーカット領域を水平方向面に対し鉛直方向に投影した面積、即ちXY平面における面積を算定し、当該面積の合計を算定する。
5.前記4の合計面積が最小である場合に対応している前記3におけるXZ面に沿った回転角度及びYZ面に沿った回転角度を、造形角度として選択する。
(2)CAD/CAMシステムが作成するプログラムに基づいて、スキージによる積層、レーザービーム又は電子ビームの照射に基づく焼結、切削工具の走行に基づく切削の順序によって造形される三次元造形物の造形方法であって、CAD/CAMシステムの以下の工程によって、アンダーカット領域を有する三次元造形物の前記順序に基づく造形角度の設定方法。
1.XYZ軸による三次元空間において三次元造形物のモデルを設定する。
2.前記1のモデルの壁部において、水平方向に対し鋭角にて下方から交差しているアンダーカット領域が自重による変形が生じないような場合の前記鋭角の最小値の角度を基準アンダーカット角度として選択する。
3.前記1のモデルにつき、Y軸を中心とするXZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転及びX軸を中心とするYZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転をそれぞれ−180度〜180度の範囲内にて行う。
4.前記3の各角度単位による回転毎に、基準アンダーカット角度よりも小さな角度にて水平方向面と交差しているアンダーカット領域を水平方向面に対し鉛直方向に投影した面積、即ちXY平面における面積を算定し、当該面積の合計を算定する。
1.図1の(1)に示すように、XYZ軸による三次元空間において三次元造形物1のモデルを設定する。
2.図1の(2)に示すように、前記1のモデルの壁部において、水平方向に対し鋭角にて下方から交差しているアンダーカット領域2が自重による変形が生じないような場合の前記鋭角の最小値の角度を基準アンダーカット角度として選択する。
3.図1の(3)の1、2、3及び図3に示すように、前記1のモデルにつき、Y軸を中心とするXZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転及びX軸を中心とするYZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転をそれぞれ−180度〜180度の範囲内にて回転可能な限度にて行う。
4.図1の(4)の1、2に示すように、前記3の各角度単位による回転毎に、図4(a)、(b)に示すように、基準アンダーカット角度よりも小さな角度にて水平方向面と交差しているアンダーカット領域2のうち、水平方向面に対する交差角度が基準アンダーカット角度よりも小さい領域2’を水平方向面3のうち、前記領域2’に対応する領域3’に対し鉛直方向に投影した面積、即ちXY平面における面積を算定し、当該面積の合計を算定する。
5.図1の(5)に示すように、前記4の合計面積が最小である場合に対応している前記3におけるXZ面に沿った回転角度及びYZ面に沿った回転角度を、造形角度として選択する。
1.図2の(1)に示すように、XYZ軸による三次元空間において三次元造形物1のモデルを設定する。
2.図2の(2)に示すように、前記1のモデルの壁部において、水平方向に対し鋭角にて下方から交差しているアンダーカット領域2が自重による変形が生じないような場合の前記鋭角の最小値の角度を基準アンダーカット角度として選択する。
3.図2の(3)の1、2、3及び図3に示すように、前記1のモデルにつき、Y軸を中心とするXZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転及びX軸を中心とするYZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転をそれぞれ−180度〜180度の範囲内にて行う。
4.図2の(4)の1、2に示すように、前記3の各角度単位による回転毎に、図4(a)、(b)に示すように、基準アンダーカット角度よりも小さな角度にて水平方向面と交差しているアンダーカット領域2のうち、水平方向面に対する交差角度が基準アンダーカット角度よりも小さい領域2’を水平方向面3のうち、前記領域2’に対応する領域3’に対し鉛直方向に投影した面積、即ちXY平面における面積を算定し、当該面積の合計を算定する。
5.図2の(5)に示すように、前記4の合計面積が所定の基準値以下となった場合には、当該基準に対応する前記3におけるXZ平面及びYZ面に沿ってそれぞれ設定した回転角度を造形角度として選択する。
即ち図1のフローチャートにおいて、Δθを角度単位とし、N=[180/Δθ]とした場合、n=Nとなるような角度に至るまで、XZ平面及びYZ平面に沿った回転を行うことを要す(尚、[]はガウス記号であって、180/Δθのうちの1未満の端数を除外した正の整数を表わす。)。
但し、工程5において、合計面積が所定の基準値に至らない場合には、図2のフローチャートに示すように、−180度〜180度の範囲内にて可能な限り、即ちn=Nが成立するような状態に至るまで回転を行うことに帰する。
これに対し、前記各工程3における角度単位が大きいほど、前記各工程4における合計面積の算定はスピードアップするも、合計面積の変化状態は、粗略とならざるを得ない。
但し、約7度を選択した場合には、前記各工程4における算定のスピードと、水平方向面に投影された合計面積の緻密さとを両立することができる。
但し、上記の場合に、前記工程3によるXZ平面に沿った回転角度及びYZ平面に沿った回転角度の合計角度が最も小さい場合を造形角度として選択することによって、工程1に設定されたモデルの状態に対し変化状態が少ない造形角度を選択することができる。
2 アンダーカット領域
2’ アンダーカット領域のうち、水平方向面に対する交差角度が基準アンダーカット角度よりも小さい領域
2” アンダーカット領域のうち、水平方向面に対する交差角度が基準アンダーカット角度よりも大きい領域
3 アンダーカット領域に対応する水平方向面
3’ 水平方向面のうち、前記2’のアンダーカット領域を鉛直方向に投影した水平方向面
3” 水平方向面のうち、前記2”のアンダーカット領域を鉛直方向に投影した水平方向面
(1) CAD/CAMシステムが作成するプログラムに基づいて、スキージによる積層、レーザービーム又は電子ビームの照射に基づく焼結、切削工具の走行に基づく切削の順序による三次元造形物の造形方法であって、CAD/CAMシステムの以下の工程によって、アンダーカット領域における造形角度の設定を伴う三次元造形物の造形方法。
1.XYZ軸による三次元空間において三次元造形物のモデルを設定する。
2.前記1のモデルの壁部において、水平方向に対し鋭角にて下方から交差しているアンダーカット領域が自重による変形が生じないような場合の前記鋭角の最小値の角度を基準アンダーカット角度として選択する。
3.前記1のモデルにつき、Y軸を中心とするXZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転及びX軸を中心とするYZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転をそれぞれ−180度〜180度の範囲内にて回転可能な限度にて行う。
4.前記3の各角度単位による回転毎に、基準アンダーカット角度よりも小さな角度にて水平方向面と交差しているアンダーカット領域を水平方向面に対し鉛直方向に投影した面積、即ちXY平面における面積を算定し、当該面積の合計を算定する。
5.前記4の合計面積が最小である場合に対応している前記3におけるXZ面に沿った回転角度及びYZ面に沿った回転角度を、造形角度として選択する。
6.前記5の最小の合計面積が所定の基準値よりも大きい場合には、アンダーカット領域を支持するサポート部の造形領域を設定するという指令を行う。
(2)CAD/CAMシステムが作成するプログラムに基づいて、スキージによる積層、レーザービーム又は電子ビームの照射に基づく焼結、切削工具の走行に基づく切削の順序によって造形される三次元造形物の造形方法であって、CAD/CAMシステムの以下の工程によって、アンダーカット領域における造形角度の設定を伴う三次元造形物の造形方法。
1.XYZ軸による三次元空間において三次元造形物のモデルを設定する。
2.前記1のモデルの壁部において、水平方向に対し鋭角にて下方から交差しているアンダーカット領域が自重による変形が生じないような場合の前記鋭角の最小値の角度を基準アンダーカット角度として選択する。
3.前記1のモデルにつき、Y軸を中心とするXZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転及びX軸を中心とするYZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転をそれぞれ−180度〜180度の範囲内にて行う。
4.前記3の各角度単位による回転毎に、基準アンダーカット角度よりも小さな角度にて水平方向面と交差しているアンダーカット領域を水平方向面に対し鉛直方向に投影した面積、即ちXY平面における面積を算定し、当該面積の合計を算定する。
5.前記4の合計面積が所定の基準値以下となった場合には、当該基準に対応する前記3におけるXZ平面及びYZ面に沿ってそれぞれ設定した回転角度を造形角度として選択する。
6.前記4の合計面積が何れも所定の基準値よりも大きい場合には、アンダーカット領域を支持するサポート部の造形領域を設定するという指令を行う。
1.図1の(1)に示すように、XYZ軸による三次元空間において三次元造形物1のモデルを採用している。
2.図1の(2)に示すように、前記1のモデルの壁部において、水平方向に対し鋭角にて下方から交差しているアンダーカット領域2が自重による変形が生じないような場合の前記鋭角の最小値の角度を基準アンダーカット角度として選択する。
3.図1の(3)の1、2、3及び図3に示すように、前記1のモデルにつき、Y軸を中心とするXZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転及びX軸を中心とするYZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転をそれぞれ−180度〜180度の範囲内にて回転可能な限度にて行う。
4.図1の(4)の1、2に示すように、前記3の各角度単位による回転毎に、図4(a)、(b)に示すように、基準アンダーカット角度よりも小さな角度にて水平方向面と交差しているアンダーカット領域2のうち、水平方向面に対する交差角度が基準アンダーカット角度よりも小さい領域2’を水平方向面3のうち、前記領域2’に対応する領域3’に対し鉛直方向に投影した面積、即ちXY平面における面積を算定し、当該面積の合計を算定する。
5.図1の(5)に示すように、前記4の合計面積が最小である場合に対応している前記3におけるXZ面に沿った回転角度及びYZ面に沿った回転角度を、造形角度として選択する。
6.前記5の最小の合計面積が所定の基準値よりも大きい場合には、アンダーカット領域を支持するサポート部の造形領域を設定するという指令を行う。
1.図2の(1)に示すように、XYZ軸による三次元空間において三次元造形物1のモデルを設定する。
2.図2の(2)に示すように、前記1のモデルの壁部において、水平方向に対し鋭角にて下方から交差しているアンダーカット領域2が自重による変形が生じないような場合の前記鋭角の最小値の角度を基準アンダーカット角度として選択する。
3.図2の(3)の1、2、3及び図3に示すように、前記1のモデルにつき、Y軸を中心とするXZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転及びX軸を中心とするYZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転をそれぞれ−180度〜180度の範囲内にて行う。
4.図2の(4)の1、2に示すように、前記3の各角度単位による回転毎に、図4(a)、(b)に示すように、基準アンダーカット角度よりも小さな角度にて水平方向面と交差しているアンダーカット領域2のうち、水平方向面に対する交差角度が基準アンダーカット角度よりも小さい領域2’を水平方向面3のうち、前記領域2’に対応する領域3’に対し鉛直方向に投影した面積、即ちXY平面における面積を算定し、当該面積の合計を算定する。
5.図2の(5)に示すように、前記4の合計面積が所定の基準値以下となった場合には、当該基準に対応する前記3におけるXZ平面及びYZ面に沿ってそれぞれ設定した回転角度を造形角度として選択する。
6.前記4の合計面積が何れも所定の基準値よりも大きい場合には、アンダーカット領域を支持するサポート部の造形領域を設定するという指令を行う。
即ち図1のフローチャートにおいて、Δθを角度単位とし、N=[180/Δθ]とした場合、n=Nとなるような角度に至るまで、XZ平面及びYZ平面に沿った回転を行うことを要す(尚、[]はガウス記号であって、180/Δθのうちの1未満の端数を除外した正の整数を表わす。)。
但し、工程5において、合計面積が所定の基準値に至らない場合には、図2のフローチャートに示すように、−180度〜180度の範囲内にて可能な限り、即ちn=Nが成立するような状態に至るまで回転を行うことに帰する。
これに対し、前記各工程3における角度単位が大きいほど、前記各工程4における合計面積の算定はスピードアップするも、合計面積の変化状態は、粗略とならざるを得ない。
但し、約7度を選択した場合には、前記各工程4における算定のスピードと、水平方向面に投影された合計面積の緻密さとを両立することができる。
但し、上記の場合に、前記工程3によるXZ平面に沿った回転角度の絶対値及びYZ平面に沿った回転角度の絶対値の合計角度が最も小さい場合を造形角度として選択することによって、工程1に設定されたモデルの状態に対し変化状態が少ない造形角度を選択することができる。
2 アンダーカット領域
2’ アンダーカット領域のうち、水平方向面に対する交差角度が基準アンダーカット角度よりも小さい領域
2” アンダーカット領域のうち、水平方向面に対する交差角度が基準アンダーカット角度よりも大きい領域
3 アンダーカット領域に対応する水平方向面
3’ 水平方向面のうち、前記2’のアンダーカット領域を鉛直方向に投影した水平方向面
3” 水平方向面のうち、前記2”のアンダーカット領域を鉛直方向に投影した水平方向面
Claims (7)
- CAD/CAMシステムが作成するプログラムに基づいて、スキージによる積層、レーザービーム又は電子ビームの照射に基づく焼結、切削工具の走行に基づく切削の順序による三次元造形物の造形方法であって、CAD/CAMシステムの以下の工程によって、アンダーカット領域を有する三次元造形物の前記順序に基づく造形における造形角度の設定方法。
1.XYZ軸による三次元空間において三次元造形物のモデルを設定する。
2.前記1のモデルの壁部において、水平方向に対し鋭角にて下方から交差しているアンダーカット領域が自重による変形が生じないような場合の前記鋭角の最小値の角度を基準アンダーカット角度として選択する。
3.前記1のモデルにつき、Y軸を中心とするXZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転及びX軸を中心とするYZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転をそれぞれ−180度〜180度の範囲内にて回転可能な限度にて行う。
4.前記3の各角度単位による回転毎に、基準アンダーカット角度よりも小さな角度にて水平方向面と交差しているアンダーカット領域を水平方向面に対し鉛直方向に投影した面積、即ちXY平面における面積を算定し、当該面積の合計を算定する。
5.前記4の合計面積が最小である場合に対応している前記3におけるXZ面に沿った回転角度及びYZ面に沿った回転角度を、造形角度として選択する。 - 前記4の最小となる合計面積が複数個存在する場合には、前記工程3によるXZ平面に沿った回転角度及びYZ平面に沿った回転角度の合計角度が最も小さい場合を、造形角度として選択することを特徴とする請求項1記載の三次元造形物の造形角度の設定方法。
- 前記4の最小となる合計面積が複数個存在する場合には、前記工程3による回転において、基準アンダーカットよりも小さい角度を呈するアンダーカット領域の水平方向面に下側から交差する角度の総和が最も大きい場合を、造形角度として選択することを特徴とする請求項1記載の三次元造形物の造形角度の設定方法。
- 前記4の最小となる合計面積が所定の基準に至っていない場合には、当該最小となる合計面積に対応する前記3における回転角度を選択した上で、CAD/CAMシステムが最も外側に位置しているアンダーカット領域に対し交差状態にて支持するサポート部の造形領域を設定することを特徴とする請求項1、2、3の何れか1項に記載の三次元造形物の造形角度の設定方法。
- CAD/CAMシステムが作成するプログラムに基づいて、スキージによる積層、レーザービーム又は電子ビームの照射に基づく焼結、切削工具の走行に基づく切削の順序によって造形される三次元造形物の造形方法であって、CAD/CAMシステムの以下の工程によって、アンダーカット領域を有する三次元造形物の前記順序に基づく造形角度の設定方法。
1.XYZ軸による三次元空間において三次元造形物のモデルを設定する。
2.前記1のモデルの壁部において、水平方向に対し鋭角にて下方から交差しているアンダーカット領域が自重による変形が生じないような場合の前記鋭角の最小値の角度を基準アンダーカット角度として選択する。
3.前記1のモデルにつき、Y軸を中心とするXZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転及びX軸を中心とするYZ平面に沿った1度〜15度の範囲の角度単位による回転をそれぞれ−180度〜180度の範囲内にて行う。
4.前記3の各角度単位による回転毎に、基準アンダーカット角度よりも小さな角度にて水平方向面と交差しているアンダーカット領域を水平方向面に対し鉛直方向に投影した面積、即ちXY平面における面積を算定し、当該面積の合計を算定する。
5.前記4の合計面積が所定の基準値以下となった場合には、当該基準に対応する前記3におけるXZ平面及びYZ面に沿ってそれぞれ設定した回転角度を造形角度として選択する。 - 前記4の合計面積が所定の基準以下に至らなかった場合には、前記4の合計面積が最も小さい状態に対応する前記3の各回転角度を造形角度として選択した上で、CAD/CAMシステムが最も外側に位置しているアンダーカット領域に対し交差状態にて支持するサポート部の造形領域を設定することを特徴とする請求項5記載の三次元造形物の造形角度の設定方法。
- 基準アンダーカットが60度であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6の何れか1項に記載の三次元造形物の造形角度の設定方法。
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