JP2019123081A - Three-dimensional molding apparatus, three-dimensional molding method, and program - Google Patents

Three-dimensional molding apparatus, three-dimensional molding method, and program Download PDF

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Abstract

To prevent a shape error in lamination molding at a laminate edge or at a part where inclination of a three-dimensional object is large.SOLUTION: A three-dimensional molding apparatus of this invention includes molding layer forming means for forming molding layers using a molding agent and molds a three-dimensional object by forming the molding layers and laminating the molding layers based on a predetermined condition. The apparatus comprises: an indicator pattern forming section that forms an indicator pattern on the molding layer using an indicator molding agent different from the molding agent used for the molding layers; an indicator pattern forming point determination section that determines a point which forms the indicator pattern in the molding layer; an indicator pattern capturing section that captures the indicator pattern; a feature value extraction section that extracts a feature value of the captured indicator pattern; and a molding condition changing section that changes the molding condition based on the feature value.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、立体造形装置、立体造形方法、及びプログラムに関する。   The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus, a three-dimensional modeling method, and a program.

近年、金型を用いない立体物の造形方法として、積層造形が注目を浴びるようになってきている。   In recent years, additive manufacturing has attracted attention as a method of forming a three-dimensional object without using a mold.

積層造形のうち、シート材を積み重ねて立体物を造形する方法において、造形途中の立体物の高さを計測することで、立体造形物の精度を高くする技術が開示されている。具体的には、所定の積層枚数毎に、立体物の理想の高さと実際の高さを比較し、比較結果に基づいて、シート材の積層枚数の増減等を行うことで、高さを修正する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   In the method of stacking sheet materials and forming a three-dimensional object in lamination molding, a technique is disclosed that increases the accuracy of the three-dimensional object by measuring the height of the three-dimensional object during formation. Specifically, the height is corrected by comparing the ideal height of the three-dimensional object with the actual height for each predetermined number of laminated sheets, and performing increase or decrease of the number of laminated sheet materials based on the comparison result. Technology is disclosed (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1の装置では、層の端部や立体物における傾斜が大きい部分では、高さ等の形状の誤差を修正できない場合があった。   However, in the device of Patent Document 1, there has been a case where it is not possible to correct an error in the shape such as the height or the like in the end portion of the layer or the portion where the inclination in the three-dimensional object is large.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、積層造形において、層の端部や立体物における傾斜が大きい部分での形状誤差を防止することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent a shape error in an end portion of a layer or a portion with a large inclination in a three-dimensional object in layered manufacturing.

開示の技術の一態様に係る立体造形装置は、造形剤を用いて造形層を形成する造形層形成手段を有し、所定の造形条件に基づき、前記造形層を形成し、前記造形層を積層して立体物を造形する装置であって、前記造形層に用いる前記造形剤とは異なる造形剤である標識造形剤を用いて、標識図形を前記造形層に形成する標識図形形成部と、前記造形層において、前記標識図形を形成する箇所を決定する標識図形形成箇所決定部と、前記標識図形を撮影する標識図形撮影部と、撮影された前記標識図形の特徴値を抽出する特徴値抽出部と、前記特徴値に基づき、前記造形条件を変更する造形条件変更部と、を有することを特徴とする。   The three-dimensional modeling apparatus according to an aspect of the disclosed technology has a modeling layer forming unit that forms a modeling layer using a modeling agent, forms the modeling layer based on predetermined modeling conditions, and stacks the modeling layer. And an apparatus for forming a three-dimensional object, wherein a marker figure forming unit for forming a marker figure in the modeling layer using a marker modeling agent which is a modeling agent different from the modeling agent used in the modeling layer; In a modeling layer, a sign figure formation location determination unit that determines a place to form the sign figure, a sign figure imaging unit that captures the sign figure, and a feature value extraction unit that extracts feature values of the captured sign figure And a forming condition changing unit configured to change the forming condition based on the feature value.

本発明の実施形態によれば、積層造形において、層の端部や立体物における傾斜が大きい部分での形状誤差を防止することができる。   According to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent the shape error in the end portion of the layer or the portion with a large inclination in the three-dimensional object in the layered manufacturing.

一実施形態に係る立体造形システムの外観図である。It is an outline view of a solid modeling system concerning one embodiment. 一実施形態に係る立体造形装置の平面図である。It is a top view of the solid modeling device concerning one embodiment. 一実施形態に係る立体造形装置の側面図である。It is a side view of a solid modeling device concerning one embodiment. 一実施形態に係る立体造形装置の正面図である。It is a front view of the three-dimensional model | molding apparatus which concerns on one Embodiment. 立体造形装置の制御に関わるハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram in connection with control of a three-dimensional model | molding apparatus. 造形剤の垂れにより形状誤差が発生した立体物の一例を概略的に説明する図である。It is a figure which illustrates roughly an example of the solid thing which shape error generate | occur | produced by the dripping of a modeling agent. 一実施形態に係る立体造形装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing functional composition of a solid modeling device concerning one embodiment. 一実施形態に係る立体造形装置の造形処理を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows modeling processing of a solid modeling device concerning one embodiment. UV光硬化性の造形剤による造形の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of modeling by the modeling agent of UV light hardenability. ヘッドから吐出され着弾した造形剤の滴の挙動を説明する図である。It is a figure explaining the behavior of the droplet of the modeling agent which was discharged from the head and landed. 積層造形の工程の概略と造形剤の垂れを説明する図である。It is a figure explaining the outline of the process of lamination molding, and the dripping of a modeling agent. 標識図形の一例を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining an example of a sign figure. 積層方向から観察した5角形形状の造形層を示す図である。It is a figure which shows the pentagon-shaped shaping | molding layer observed from the lamination direction. 標識図形撮影部により標識図形を撮影するための構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure for imaging | photography a label | marker figure by a label | marker figure imaging part. 一実施形態に係る黒色に着色された標識造形剤による標識図形を説明する図である。It is a figure explaining the marker figure by the marker shaping agent colored black according to one embodiment. 一実施形態に係る造形条件を変更する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to change the modeling condition which concerns on one Embodiment. 第2の実施形態に係るメタリック色に着色された標識造形剤による標識図形を説明する図である。It is a figure explaining the mark figure by the mark formation agent colored by metallic color concerning a 2nd embodiment. 第3の実施形態に係る造形条件を変更する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to change the modeling conditions which concern on 3rd Embodiment.

[第1の実施形態]
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
First Embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

<立体造形システム>
本発明の一実施形態に係る立体造形システムについて図面を用いて説明する。図1は一実施形態に係る立体造形システムの外観図である。立体造形システム1は、立体造形装置50、及びコンピュータ10を備える。
<Three-dimensional modeling system>
A three-dimensional modeling system according to an embodiment of the present invention will be described using the drawings. FIG. 1 is an external view of a three-dimensional modeling system according to an embodiment. The three-dimensional modeling system 1 includes a three-dimensional modeling apparatus 50 and a computer 10.

コンピュータ10は、例えば、PC(Personal Computer)、又はタブレット等の汎用の情報処理装置、若しくは立体造形装置50専用の情報処理装置である。コンピュータ10は、立体造形装置50に内蔵されていても良い。コンピュータ10は立体造形装置50とケーブルで接続されても良い。また、コンピュータ10はインターネットやイントラネット等のネットワークを介して立体造形装置と通信するサーバ装置であっても良い。コンピュータ10は、上記の接続又は通信により、再現する造形物のデータを立体造形装置50へ送信する。   The computer 10 is, for example, a general-purpose information processing apparatus such as a PC (Personal Computer) or a tablet, or an information processing apparatus dedicated to the three-dimensional model forming apparatus 50. The computer 10 may be built in the three-dimensional modeling apparatus 50. The computer 10 may be connected to the three-dimensional modeling apparatus 50 by a cable. In addition, the computer 10 may be a server device that communicates with the three-dimensional modeling apparatus via a network such as the Internet or an intranet. The computer 10 transmits the data of the modeled object to be reproduced to the three-dimensional model forming apparatus 50 by the above connection or communication.

立体造形装置50は、インクジェット方式の造形装置である。立体造形装置50は、再現する造形物のデータに基づいて造形ステージ595上の媒体Pに液体の造形剤Iを吐出する造形ユニット570を備えている。更に、造形ユニット570は、媒体Pに吐出された造形剤Iに光を照射して硬化して、造形層Lを形成する硬化手段572を有する。更に、立体造形装置50は、造形剤Iを造形層L上に吐出して硬化する処理を繰り返すことで立体の造形物を得る。   The three-dimensional model forming apparatus 50 is an inkjet type modeling apparatus. The three-dimensional model formation apparatus 50 is equipped with the modeling unit 570 which discharges the modeling agent I of a liquid to the medium P on the modeling stage 595 based on the data of the modeling thing to reproduce. Furthermore, the shaping unit 570 has a curing means 572 for irradiating the light to the shaping agent I discharged to the medium P and curing it to form the shaping layer L. Furthermore, the three-dimensional model | molding apparatus 50 obtains a three-dimensional molded article by repeating the process which discharges the modeling agent I on the modeling layer L, and it hardens | cures.

造形剤Iは、立体造形装置50によって吐出可能であり、かつ形状安定性が得られ、硬化手段572の照射する光によって硬化する材料が用いられる。例えば、硬化手段572がUV(Ultra Violet)照射装置である場合、造形剤IとしてはUV硬化インクが用いられる。   As the shaping agent I, a material which can be discharged by the three-dimensional shaping apparatus 50 and which is stable in shape and which is cured by the light emitted from the curing means 572 is used. For example, when the curing means 572 is a UV (Ultra Violet) irradiation device, a UV curing ink is used as the shaping agent I.

媒体Pとしては、吐出された造形剤Iが定着する任意の材料が用いられる。媒体Pは、例えば、記録紙等の紙、キャンバス等の布、或いはシート等のプラスチックである。   As the medium P, any material to which the discharged forming agent I is fixed is used. The medium P is, for example, paper such as recording paper, cloth such as canvas, or plastic such as a sheet.

<立体造形装置>
図2は、一実施形態に係る立体造形装置の平面図である。図3は、一実施形態に係る立体造形装置の側面図である。図4は、一実施形態に係る立体造形装置の正面図である。内部構造を表すため、図2において立体造形装置50の筐体の上面が、図3において筐体の側面が、図4において筐体の正面が記載されていない。
<Three-dimensional modeling device>
FIG. 2 is a plan view of a three-dimensional structure forming apparatus according to an embodiment. FIG. 3 is a side view of the three-dimensional structure forming apparatus according to one embodiment. FIG. 4 is a front view of the three-dimensional structure forming apparatus according to one embodiment. In order to show an internal structure, the upper surface of the case of the three-dimensional model | molding apparatus 50 in FIG. 2 is not described with the side of a case in FIG. 3, and the front of a case in FIG.

立体造形装置50の筐体の両側の側面590には、ガイド部材591が保持されている。ガイド部材591には、キャリッジ593が移動可能に保持されている。キャリッジ593は、モータによってプーリ及びベルトを介して図2,4の矢印X方向(以下、単に「X方向」という。Y、Zについても同様とする。)に往復搬送される。なお、X方向を、主走査方向と表す。   Guide members 591 are held on side surfaces 590 on both sides of the casing of the three-dimensional model forming apparatus 50. The carriage 593 is movably held by the guide member 591. The carriage 593 is reciprocally transported by the motor via the pulley and the belt in the direction of the arrow X in FIG. 2 and FIG. 4 (hereinafter simply referred to as “X direction”. The same applies to Y and Z). The X direction is referred to as the main scanning direction.

キャリッジ593には、造形ユニット570がモータによって図3,4のZ方向に移動可能に保持されている。造形ユニット570には、6種の造形剤のそれぞれを吐出する6つの液体吐出ヘッド571a、571b、571c、571d、571e、571fがX方向に順に配置されている。以下、液体吐出ヘッドを単に「ヘッド」と表す。また、ヘッド571a、571b、571c、571d、571e、571fのうち任意のヘッドをヘッド571と表す。ヘッド571は6つに限られず、造形剤Iの数に応じて1以上の任意の数、配置される。   On the carriage 593, a modeling unit 570 is held movably in the Z direction in FIGS. 3 and 4 by a motor. In the forming unit 570, six liquid discharge heads 571a, 571b, 571c, 571d, 571e, 571f which discharge the six types of forming agents are sequentially arranged in the X direction. Hereinafter, the liquid discharge head is simply referred to as “head”. Further, any head among the heads 571a, 571b, 571c, 571d, 571e, 571f is referred to as a head 571. The number of heads 571 is not limited to six, and may be any number of one or more depending on the number of forming agents I.

立体造形装置50には、タンク装着部560が設けられている。タンク装着部560には、第1の造形剤、第2の造形剤、第3の造形剤、第4の造形剤、第5の造形剤、第6の造形剤の各々を収容した複数のタンク561が装着されている。各造形剤は、6つの供給チューブ562を介して各ヘッド571に供給される。各ヘッド571は、ノズル又はノズル列を有しており、タンク561から供給された造形剤を吐出する。一実施形態において、ヘッド571a、571b、571c、571d、571e、571fは、ノズルから、それぞれ第1の造形剤、第2の造形剤、第3の造形剤、第4の造形剤、第5の造形剤、第6の造形剤を吐出する。   A tank mounting unit 560 is provided in the three-dimensional modeling apparatus 50. The tank mounting unit 560 includes a plurality of tanks each of which stores the first shaping agent, the second shaping agent, the third shaping agent, the fourth shaping agent, the fifth shaping agent, and the sixth shaping agent. The 561 is attached. Each shaping agent is supplied to each head 571 via six supply tubes 562. Each head 571 has a nozzle or a nozzle row, and discharges the build agent supplied from the tank 561. In one embodiment, the heads 571a, 571b, 571c, 571d, 571e, 571f respectively receive a first shaping agent, a second shaping agent, a third shaping agent, a fourth shaping agent, a fifth shaping agent from a nozzle. The shaping agent and the sixth shaping agent are discharged.

造形ユニット570における、6つのヘッド571の両側にはそれぞれ硬化手段572が配置されている。硬化手段572は、ヘッド571から媒体Pへ吐出された造形剤を硬化する。硬化手段572としては、造形剤Iを硬化させることが可能であれば特に限定されないが、紫外線(UV)照射ランプ、電子線照射ランプ等のランプが挙げられる。ランプの種類としては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライド等が挙げられる。超高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたUVランプは、短波長領域の照射が可能である。メタルハライドは、波長領域が広いため有効である。メタルハライドには、造形剤に含まれる光開始剤の吸収スペクトルに応じてPb、Sn、Feなどの金属のハロゲン化物が用いられる。硬化手段572には、紫外線等の照射により発生するオゾンを除去する機構が具備されていることが好ましい。なお、硬化手段572の数は2つに限られず、例えば、造形ユニット570を往復させて造形するか等に応じて、任意の数設けられる。また、2つの硬化手段572のうち1つだけ稼働させても良い。   Curing means 572 are disposed on both sides of the six heads 571 in the shaping unit 570. The curing means 572 cures the shaping agent discharged from the head 571 to the medium P. The curing means 572 is not particularly limited as long as the curing agent I can be cured, but includes a lamp such as an ultraviolet (UV) irradiation lamp and an electron beam irradiation lamp. Examples of the lamp include high pressure mercury lamps, ultra high pressure mercury lamps, metal halides and the like. The extra-high pressure mercury lamp is a point light source, but the UV lamp, which is combined with the optical system to increase the light utilization efficiency, can emit light in a short wavelength region. Metal halides are effective because they have a wide wavelength range. As the metal halide, halides of metals such as Pb, Sn, and Fe are used according to the absorption spectrum of the photoinitiator contained in the shaping agent. It is preferable that the curing means 572 be equipped with a mechanism for removing ozone generated by irradiation of ultraviolet light or the like. The number of curing means 572 is not limited to two. For example, an arbitrary number may be provided depending on whether the modeling unit 570 is reciprocated for modeling. Also, only one of the two curing means 572 may be operated.

立体造形装置50においてX方向の一方側には、ヘッド571の維持回復を行うメンテナンス機構580が配置されている。メンテナンス機構580は、キャップ582、及びワイパ583を有する。キャップ582は、ヘッド571のノズル面(ノズルが形成された面)に密着する。この状態で、メンテナンス機構580がノズル内の造形剤Iを吸引することで、ノズルに詰まった高粘度化した造形剤Iが排出される。その後、ノズルのメニスカス形成のため、ノズル面をワイパ583でワイピング(払拭)する。また、メンテナンス機構580は、造形剤Iの吐出が行われない場合に、ヘッド571のノズル面をキャップ582で覆い、造形剤Iが乾燥することを防止する。   A maintenance mechanism 580 for maintaining and recovering the head 571 is disposed on one side of the three-dimensional model forming apparatus 50 in the X direction. The maintenance mechanism 580 has a cap 582 and a wiper 583. The cap 582 is in close contact with the nozzle surface of the head 571 (the surface on which the nozzle is formed). In this state, the maintenance mechanism 580 sucks the shaping agent I in the nozzle, so that the highly viscous shaping agent I clogged in the nozzle is discharged. Thereafter, the nozzle surface is wiped with a wiper 583 to form a meniscus of the nozzle. Further, the maintenance mechanism 580 covers the nozzle surface of the head 571 with the cap 582 when discharge of the forming agent I is not performed, and prevents the forming agent I from being dried.

造形ステージ595は、2つのガイド部材592に移動可能に保持されたスライダ部を有する。これにより、造形ステージ595は、モータによってプーリ及びベルトを介してX方向と直交するY方向(副走査方向)に往復搬送される。   The modeling stage 595 has a slider portion movably held by the two guide members 592. Thereby, the modeling stage 595 is reciprocally transported by the motor in the Y direction (sub scanning direction) orthogonal to the X direction via the pulley and the belt.

<造形剤>
本実施形態において、上記の第1の造形剤はキープレートとしてのブラックのUV硬化インク(K)、第2の造形剤はシアンのUV硬化インク(C)、第3の造形剤はマゼンタのUV硬化インク(M)、第4の造形剤はイエローのUV硬化インク(Y)、第5の造形剤はクリアのUV硬化インク(CL)、第6の造形剤はホワイトのUV硬化インク(W)である。なお、造形剤は6つに限られず、画像再現上、必要な色の種類に応じて1以上の任意の数であれば良い。なお、造形剤の数が7以上である場合、立体造形装置50に追加のヘッド571を設けても良く、造形剤の数が5以下である場合、いずれかのヘッド571を稼働させないか、設けなくても良い。
<Forming agent>
In this embodiment, the first shaping agent described above is a UV curable ink for black (K) as a key plate, the second shaping agent is a UV curable ink for cyan (C), and the third shaping agent is a UV for magenta Curing ink (M), fourth shaping agent is yellow UV curing ink (Y), fifth shaping agent is clear UV curing ink (CL), sixth shaping agent is white UV curing ink (W) It is. The number of forming agents is not limited to six, and may be any number of one or more depending on the type of color required for image reproduction. In addition, when the number of modeling agents is seven or more, the additional head 571 may be provided in the three-dimensional model | molding apparatus 50, and when the number of modeling agents is five or less, either head 571 should not be operated or provided. It does not have to be.

<制御部>
次に、図5を用いて立体造形装置50の制御に関するハードウェア構成について説明する。図5は立体造形装置50のハードウェア構成図である。
<Control unit>
Next, the hardware configuration regarding control of the three-dimensional model | molding apparatus 50 is demonstrated using FIG. FIG. 5 is a hardware block diagram of the three-dimensional modeling apparatus 50. As shown in FIG.

立体造形装置50は、立体造形装置50の処理、及び動作を制御するための制御部500を有する。制御部500は、CPU(Central Processing Unit)501、ROM(Read Only Memory)502、RAM(Random Access Memory)503、NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory)504、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)505、I/F(Interface)506、I/O(Input/Output)507を有する。   The three-dimensional model | molding apparatus 50 has the control part 500 for controlling the process of the three-dimensional model | molding apparatus 50, and operation | movement. The control unit 500 includes a central processing unit (CPU) 501, a read only memory (ROM) 502, a random access memory (RAM) 503, a non-volatile random access memory (NVRAM) 504, an application specific integrated circuit (ASIC) 505, and an I / F (Interface) 506, and I / O (Input / Output) 507.

CPU501は、立体造形装置50の処理、及び動作の全体を制御する。ROM502は、CPU501に立体造形動作を制御するためのプログラム、その他の固定データを格納する。RAM503は、再現する造形物のデータ等を一時格納する。CPU501、ROM502、及びRAM503によって、上記プログラムに従った処理を実行する主制御部500Aが構築される。   The CPU 501 controls the entire processing and operation of the three-dimensional model forming apparatus 50. The ROM 502 stores a program for controlling the three-dimensional modeling operation in the CPU 501 and other fixed data. The RAM 503 temporarily stores data and the like of a modeled object to be reproduced. The CPU 501, the ROM 502, and the RAM 503 construct a main control unit 500A that executes a process according to the above program.

NVRAM504は、立体造形装置50の電源が遮断されている間もデータを保持する。ASIC505は、造形物のデータに対する各種信号処理等を行う画像処理やその他、立体造形装置50全体を制御するための入出力信号を処理する。   The NVRAM 504 holds data even while the power of the three-dimensional model forming apparatus 50 is shut off. The ASIC 505 processes input / output signals for controlling the whole of the three-dimensional model forming apparatus 50, image processing for performing various signal processing and the like on data of a modeled object, and the like.

I/F506は、外部のコンピュータ10に接続され、コンピュータ10との間でデータ及び信号を送受信する。コンピュータ10から送られてくるデータには、再現する造形物のデータが含まれる。I/F506は外部のコンピュータ10に直接接続されるのでなくインターネットやイントラネット等のネットワークに接続されても良い。   The I / F 506 is connected to the external computer 10 and sends and receives data and signals to and from the computer 10. The data sent from the computer 10 includes data of a modeled object to be reproduced. The I / F 506 may not be directly connected to the external computer 10, but may be connected to a network such as the Internet or an intranet.

I/O507は、各種のセンサ525に接続され、センサ525から検知信号を入力する。また、制御部500には、立体造形装置50に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル524が接続されている。   The I / O 507 is connected to various sensors 525, and receives detection signals from the sensors 525. Further, to the control unit 500, an operation panel 524 for inputting and displaying information necessary for the three-dimensional model forming apparatus 50 is connected.

更に、制御部500は、CPU501又はASIC505の命令によって動作するヘッド駆動部511、モータ駆動部512、及びメンテナンス駆動部513を有する。   Further, the control unit 500 includes a head drive unit 511, a motor drive unit 512, and a maintenance drive unit 513 which operate according to an instruction of the CPU 501 or the ASIC 505.

ヘッド駆動部511は、造形ユニット570のヘッド571へ画像信号と駆動電圧を出力することにより、ヘッド571による造形剤Iの吐出を制御する。この場合、ヘッド駆動部511は、例えば、ヘッド571内で造形剤Iを貯留するサブタンクの負圧を形成する機構、及び押圧を制御する機構へ駆動電圧を出力する。なお、ヘッド571にも、基板が搭載されており、この基板で画像信号等により駆動電圧をマスクすることで駆動信号を生成しても良い。   The head drive unit 511 controls the discharge of the build agent I by the head 571 by outputting the image signal and the drive voltage to the head 571 of the modeling unit 570. In this case, the head drive unit 511 outputs a drive voltage to, for example, a mechanism that forms the negative pressure of the sub tank that stores the forming agent I in the head 571 and a mechanism that controls pressing. Note that a substrate is also mounted on the head 571 and a drive signal may be generated by masking a drive voltage with an image signal or the like using this substrate.

モータ駆動部512は、造形ユニット570のキャリッジ593をX方向(主走査方向)に移動させるX方向走査機構596のモータへ駆動信号を出力することにより、モータを駆動する。また、モータ駆動部512は、造形ステージ595をY方向(副走査方向)に移動させるY方向走査機構597のモータへ駆動電圧を出力することにより、該モータを駆動する。更に、モータ駆動部512は、造形ユニット570をZ方向に移動させるZ方向走査機構598のモータへ駆動電圧を出力することにより、該モータを駆動する。   The motor drive unit 512 drives the motor by outputting a drive signal to the motor of the X-direction scanning mechanism 596 that moves the carriage 593 of the modeling unit 570 in the X direction (main scanning direction). Further, the motor drive unit 512 drives the motor by outputting a drive voltage to the motor of the Y direction scanning mechanism 597 that moves the modeling stage 595 in the Y direction (sub scanning direction). Furthermore, the motor drive unit 512 drives the motor by outputting a drive voltage to the motor of the Z direction scanning mechanism 598 that moves the modeling unit 570 in the Z direction.

メンテナンス駆動部513は、メンテナンス機構580へ駆動信号を出力することにより、メンテナンス機構580を駆動する。   The maintenance drive unit 513 drives the maintenance mechanism 580 by outputting a drive signal to the maintenance mechanism 580.

上記各部は、アドレスバスやデータバス等により相互に電気的に接続されている。   The respective units are electrically connected to each other by an address bus, a data bus, and the like.

<硬化手段>
一実施形態に係る造形剤、すなわち硬化型組成物を硬化させる手段としては、加熱硬化または活性エネルギー線による硬化が挙げられ、これらの中でも活性エネルギー線による硬化が好ましい。
<Hardening means>
Examples of the curing agent according to one embodiment, ie, the means for curing the curable composition, include heat curing or curing by active energy rays, and among these, curing by active energy rays is preferable.

一実施形態に係る造形剤を硬化させるために用いる活性エネルギー線としては、紫外線の他、電子線、α線、β線、γ線、X線等の、組成物中の重合性成分の重合反応を進める上で必要なエネルギーを付与できるものであればよく、特に限定されない。特に高エネルギーな光源を使用する場合には、重合開始剤を使用しなくても重合反応を進めることができる。また、紫外線照射の場合、環境保護の観点から水銀フリー化が強く望まれており、GaN系半導体紫外発光デバイスへの置き換えは産業的、環境的にも非常に有用である。さらに、紫外線発光ダイオード(UV−LED)及び紫外線レーザダイオード(UV−LD)は小型、高寿命、高効率、低コストであり、紫外線光源として好ましい。   As an active energy ray used to cure the shaping agent according to one embodiment, a polymerization reaction of a polymerizable component in the composition such as an electron beam, an alpha ray, a beta ray, a gamma ray, an X ray other than ultraviolet rays. It is not particularly limited as long as it can impart energy necessary for advancing the Particularly when using a high energy light source, the polymerization reaction can proceed without using a polymerization initiator. In the case of ultraviolet irradiation, mercury-free is strongly desired from the viewpoint of environmental protection, and replacement with a GaN-based semiconductor ultraviolet light emitting device is very useful industrially and environmentally. Furthermore, ultraviolet light emitting diodes (UV-LEDs) and ultraviolet laser diodes (UV-LDs) are small in size, long in life, high in efficiency, low in cost, and are preferable as ultraviolet light sources.

<重合開始剤>
一実施形態に係る造形剤は、重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、活性エネルギー線のエネルギーによって、ラジカルやカチオンなどの活性種を生成し、重合性化合物(モノマーやオリゴマー)の重合を開始させることが可能なものであればよい。このような重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤、塩基発生剤等を、1種単独もしくは2種以上を組み合わせて用いることができ、中でもラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。また、重合開始剤は、十分な硬化速度を得るために、造形剤の総質量(100質量%)に対し、5〜20質量%含まれることが好ましい。
<Polymerization initiator>
The shaping agent according to one embodiment may contain a polymerization initiator. Any polymerization initiator may be used as long as it can generate an active species such as a radical or a cation by the energy of the active energy ray and start polymerization of a polymerizable compound (monomer or oligomer). As such polymerization initiators, known radical polymerization initiators, cationic polymerization initiators, base generators and the like can be used singly or in combination of two or more, and among them, radical polymerization initiators are used Is preferred. Moreover, it is preferable that 5-20 mass% is contained with respect to the total mass (100 mass%) of a modeling agent, in order to obtain a sufficient curing rate.

ラジカル重合開始剤としては、例えば、芳香族ケトン類、アシルフォスフィンオキサイド化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物(チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物など)、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及びアルキルアミン化合物などが挙げられる。   Examples of radical polymerization initiators include aromatic ketones, acyl phosphine oxide compounds, aromatic onium salt compounds, organic peroxides, thio compounds (thioxanthone compounds, thiophenyl group-containing compounds, etc.), hexaarylbiimidazole compounds, A ketoxime ester compound, a borate compound, an azinium compound, a metallocene compound, an active ester compound, a compound having a carbon halogen bond, an alkylamine compound and the like can be mentioned.

また、上記重合開始剤に加え、重合促進剤(増感剤)を併用することもできる。重合促進剤としては、特に限定されないが、例えば、トリメチルアミン、メチルジメタノールアミン、トリエタノールアミン、p−ジエチルアミノアセトフェノン、p−ジメチルアミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸−2−エチルヘキシル、N,N−ジメチルベンジルアミンおよび4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンなどのアミン化合物が好ましく、その含有量は、使用する重合開始剤やその量に応じて適宜設定すればよい。   Moreover, in addition to the said polymerization initiator, a polymerization accelerator (sensitizer) can also be used together. The polymerization accelerator is not particularly limited, and examples thereof include trimethylamine, methyldimethanolamine, triethanolamine, p-diethylaminoacetophenone, ethyl p-dimethylaminobenzoate, 2-ethylhexyl p-dimethylaminobenzoate, N, An amine compound such as N-dimethylbenzylamine and 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone is preferable, and the content thereof may be appropriately set according to the polymerization initiator to be used and the amount thereof.

<色材>
一実施形態に係る造形剤は、色材を含有していてもよい。色材としては、一実施形態に係る造形剤の目的や要求特性に応じて、ブラック、ホワイト、マゼンタ、シアン、イエロー、グリーン、オレンジ、金や銀等の光沢色、などを付与する種々の顔料や染料を用いることができる。色材の含有量は、所望の色濃度や組成物中における分散性等を考慮して適宜決定すればよく、特に限定されないが、組成物の総質量(100質量%)に対して、0.1〜20質量%であることが好ましい。なお、一実施形態に係る造形剤は、色材を含まず無色透明であってもよく、その場合には、例えば、画像を保護するためのオーバーコート層として好適である。
<Colorant>
The shaping agent according to one embodiment may contain a colorant. As the coloring material, various pigments which impart black, white, magenta, cyan, yellow, green, orange, glossy colors such as gold and silver, etc. according to the purpose and required characteristics of the forming agent according to one embodiment And dyes can be used. The content of the coloring material may be appropriately determined in consideration of the desired color density, dispersibility in the composition, etc., and is not particularly limited, but it is preferably 0. 0 based on the total mass (100% by mass) of the composition. It is preferable that it is 1-20 mass%. The shaping agent according to one embodiment may be colorless and transparent without containing a coloring material, and in that case, for example, it is suitable as an overcoat layer for protecting an image.

顔料としては、無機顔料又は有機顔料を使用することができ、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   As a pigment, an inorganic pigment or an organic pigment can be used, and may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

無機顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、酸化チタンを使用することができる。   As the inorganic pigment, for example, carbon black (CI pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, channel black and the like, iron oxide and titanium oxide can be used.

有機顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、染色レーキ(塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料が挙げられる。   Examples of organic pigments include insoluble azo pigments, condensed azo pigments, azo pigments such as chelate azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxane pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone Polycyclic pigments such as pigments, dye chelates (for example, basic dye type chelates, acid dye type chelates, etc.), dyed lakes (basic dye type lakes, acid dye type lakes), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, A daylight fluorescent pigment is mentioned.

また、顔料の分散性をより良好なものとするため、分散剤をさらに含んでもよい。 分散剤としては、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤などの顔料分散物を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。   Moreover, in order to make the dispersibility of the pigment better, a dispersant may be further included. The dispersant is not particularly limited, and examples thereof include dispersants commonly used to prepare pigment dispersions such as polymer dispersants.

染料としては、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能であり、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   As the dye, for example, an acid dye, a direct dye, a reactive dye, and a basic dye can be used, and one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

<有機溶媒>
一実施形態に係る造形剤は、有機溶媒を含んでもよいが、可能であれば含まない方が好ましい。有機溶媒、特に揮発性の有機溶媒を含まない(VOC(Volatile Organic Compounds)フリー)造形剤であれば、当該造形剤を扱う場所の安全性がより高まり、環境汚染防止を図ることも可能となる。なお、「有機溶媒」とは、例えば、エーテル、ケトン、キシレン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、トルエンなどの一般的な非反応性の有機溶媒を意味するものであり、反応性モノマーとは区別すべきものである。また、有機溶媒を「含まない」とは、実質的に含まないことを意味し、0.1質量%未満であることが好ましい。
<Organic solvent>
The shaping agent according to one embodiment may contain an organic solvent, but it is preferable not to contain it if possible. If the organic solvent, especially volatile organic compounds (VOC (Volatile Organic Compounds) free) shaping agent does not contain, the safety of the place where the shaping agent is handled is further enhanced, and environmental pollution can be prevented. . The term "organic solvent" means a general non-reactive organic solvent such as, for example, ether, ketone, xylene, ethyl acetate, cyclohexanone and toluene, which should be distinguished from reactive monomers. is there. In addition, “does not contain” an organic solvent means that the organic solvent is substantially not contained, and is preferably less than 0.1% by mass.

<その他の成分>
一実施形態に係る造形剤は、必要に応じてその他の公知の成分を含んでもよい。その他成分としては、特に制限されないが、例えば、従来公知の、界面活性剤、重合禁止剤、レべリング剤、消泡剤、蛍光増白剤、浸透促進剤、湿潤剤(保湿剤)、定着剤、粘度安定化剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、キレート剤、pH調整剤、及び増粘剤などが挙げられる。
<Other ingredients>
The shaping agent according to one embodiment may contain other known components as needed. The other components are not particularly limited, but, for example, conventionally known surfactants, polymerization inhibitors, leveling agents, antifoaming agents, optical brighteners, penetration enhancers, wetting agents (humectants), fixing Agents, viscosity stabilizers, fungicides, preservatives, antioxidants, UV absorbers, chelating agents, pH adjusters, thickeners and the like.

<粘度>
一実施形態に係る造形剤の粘度は、用途や適用手段に応じて適宜調整すればよく、特に限定されないが、例えば、当該造形剤をノズルから吐出させるような吐出手段を適用する場合には、20℃から65℃の範囲における粘度、望ましくは25℃における粘度が3〜40mPa・sが好ましく、5〜15mPa・sがより好ましく、6〜12mPa・sが特に好ましい。また当該粘度範囲を、上記有機溶媒を含まずに満たしていることが特に好ましい。なお、上記粘度は、東機産業株式会社製コーンプレート型回転粘度計VISCOMETER TVE−22Lにより、コーンロータ(1°34'×R24)を使用し、回転数50rpm、恒温循環水の温度を20℃〜65℃の範囲で適宜設定して測定することができる。循環水の温度調整にはVISCOMATE VM−150IIIを用いることができる。
<Viscosity>
The viscosity of the forming agent according to one embodiment may be appropriately adjusted according to the application and application means, and is not particularly limited. For example, in the case of applying an ejection means that ejects the forming agent from a nozzle, The viscosity in the range of 20 ° C. to 65 ° C., desirably the viscosity at 25 ° C. is preferably 3 to 40 mPa · s, more preferably 5 to 15 mPa · s, and particularly preferably 6 to 12 mPa · s. Moreover, it is particularly preferable to satisfy the viscosity range without including the organic solvent. The viscosity is measured using a cone rotor (1 ° 34 '× R24) using a cone plate type rotational viscometer VISCOMETER TVE-22L manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., and the rotation speed is 50 rpm and the temperature of constant temperature circulating water is 20 ° C. It can set suitably and can measure in the range of -65 degreeC. VISCOMATE VM-150III can be used for temperature control of circulating water.

<本実施形態の全体概要>
色彩の鮮やかさと精細さを併せ持つ美術品、特に絵画で、表面の凹凸を再現しながら複製したいとする要望がある。このような絵画等の複製には、現在ではシルクスクリーン印刷やジークレー(ジクレー)印刷が主流となっている。しかしいずれも平面の画像を陰影にて立体的に見せかける方法であり、オリジナルの絵画が持つ表面の凹凸を完全に再現している訳ではない。
<Overall Overview of this Embodiment>
There is a demand for reproduction while reproducing the surface asperities in works of art that have both vividness and definition of color, in particular, paintings. At present, silk-screen printing and Siklee (Gigi) printing are mainstream for reproduction of such pictures. However, it is a method of making a plane image appear three-dimensionally by shading, and it does not necessarily mean that the surface irregularities of the original picture are completely reproduced.

上述したようなUV光等の活性エネルギー線硬化型の液体、すなわち造形剤Iを吐出して立体物を造形する立体造形装置であれば、色彩の表現だけでなく、造形剤Iにより形成した造形層Lの積層を繰り返すことで、オリジナルの表面凹凸まで忠実に再現する事が可能になる。   If it is a three-dimensional shaping apparatus that discharges the active energy ray curable liquid such as UV light as described above, that is, the shaping agent I to form a three-dimensional object, the shaping formed by the shaping agent I as well as the color expression By repeating the lamination of the layer L, it is possible to faithfully reproduce the original surface irregularities.

但し、この表面凹凸を"忠実に再現する"という部分において、活性エネルギー線硬化型の造形剤吐出方式も、まだ課題を抱えている。例えば、造形剤吐出ヘッドのノズル径は非常に微小なものであり、そこから安定して造形剤Iを吐出する為には、造形剤Iの粘度をかなり低くする必要がある。粘度を落とす為には、造形剤Iを加温する等の手段が用いられ、例えば水と同程度まで粘度を落とすことで、安定した吐出が可能となる。しかし低粘度の造形剤Iは、造形層Lに着弾すると、造形剤Iの濡れ性等に応じて濡れ広がり、高低差により低い方に"垂れ"落ちる場合がある。そのため、造形層Lの端部や立体物における傾斜が大きい部分で、造形剤Iの垂れによる形状誤差が発生する場合がある。   However, in the portion of “reproducibly reproducing the surface unevenness”, the active energy ray curing type of the forming agent discharging method still has a problem. For example, the nozzle diameter of the forming agent discharge head is very small, and in order to stably discharge the forming agent I therefrom, it is necessary to make the viscosity of the forming agent I considerably low. In order to reduce the viscosity, a means such as heating the forming agent I is used. For example, by lowering the viscosity to the same extent as water, stable discharge becomes possible. However, when the low-viscosity forming agent I lands on the forming layer L, it may spread depending on the wettability of the forming agent I and the like, and may drop "droop" to the lower side due to the height difference. Therefore, a shape error due to sagging of the forming agent I may occur at the end of the forming layer L or at a portion where the inclination of the three-dimensional object is large.

なお、活性エネルギー線は、以降では一例であるUV光として示す。   In addition, an active energy ray is shown as UV light which is an example below.

図6は、造形剤Iの垂れにより形状誤差が発生した立体物の一例を、概略的に説明する図である。(a)は、形状誤差が発生していない立体物を示し、(b)は造形剤Iの垂れにより形状誤差が発生した立体物を示している。   FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of a three-dimensional object in which a shape error occurs due to the dripping of the forming agent I. (A) shows the three-dimensional object which the shape error has not generate | occur | produced, (b) has shown the three-dimensional object which the shape error generate | occur | produced by the dripping of the modeling agent I.

(a)では、記録台61の上に立体物62が造形されている。破線で示した立体データ63は、造形の元データとなる立体データを表している。造形層Lを積み重ねて立体物を造形するため、立体物62の勾配面は微小な段差を有する形状にはなっているが、(a)では天頂の尖った部分まで、立体データ63に沿った造形ができている。一方(b)は、記録台61の上に造形された立体物64の天頂部分の造形層Lが下方に崩れている。すなわち造形剤Iの垂れにより形状誤差が生じ、天頂の尖った部分の形状が造形できていない。   In (a), a three-dimensional object 62 is formed on the recording table 61. The three-dimensional data 63 indicated by a broken line represents three-dimensional data that is the original data of the formation. In order to form the three-dimensional object by stacking the forming layers L, the sloped surface of the three-dimensional object 62 has a shape having minute steps, but in (a), the portion along the three-dimensional data 63 to the pointed portion of the zenith. It is shaped. On the other hand, in (b), the shaping layer L of the zenith portion of the three-dimensional object 64 shaped on the recording table 61 is broken downward. That is, sagging of the forming agent I causes a shape error, and the shape of the pointed portion of the zenith can not be formed.

本実施形態では、積層される造形層Lの端部に、形状の変化を検知可能にするための標識となる標識造形剤Mを着弾させて標識図形Qを形成し、標識図形Qの特徴値に基づき、造形剤Iの垂れに起因する形状誤差、或いはその予兆を精度良く検知する。そして造形剤Iの垂れやその予兆があれば、造形剤Iを硬化させるUV光の強度等の造形条件を変更し、形状誤差が生じることを防止している。   In the present embodiment, the marker forming agent M serving as a marker for making it possible to detect a change in shape is made to land on the end of the laminated forming layer L to form a marker figure Q, and the feature value of the marker figure Q Based on the above, the shape error caused by the sagging of the forming agent I or the sign thereof is accurately detected. Then, if there is a sagging of the forming agent I or a sign thereof, the forming conditions such as the intensity of UV light for curing the forming agent I are changed to prevent the occurrence of the shape error.

なお、上記では標識図形Qを形成する箇所の例として、造形剤Iの垂れが比較的生じやすい造形層Lの端部を示し、以降でもそのように示す場合があるが、形成する箇所は必ずしもこれに限定されない。造形剤Iの垂れが発生する可能性がある箇所であれば、造形層Lにおける任意の箇所であってよい。   In the above, the end of the shaping layer L in which the sagging of the forming agent I is relatively likely to occur is shown as an example of the portion forming the marker figure Q, and may be indicated as such. It is not limited to this. It may be any place in the forming layer L as long as the forming agent I may sag.

一実施形態に係る立体造形装置50の機能構成を、図7に示すブロック図を参照して説明する。   The functional configuration of the three-dimensional structure forming apparatus 50 according to one embodiment will be described with reference to the block diagram shown in FIG.

立体造形装置50は、標識図形形成箇所決定部700と、標識図形形成部701と、標識図形撮影部702と、特徴値抽出部703と、造形条件変更部704とを有している。   The three-dimensional model forming apparatus 50 includes a marker figure formation location determination unit 700, a marker figure formation unit 701, a marker figure photographing unit 702, a feature value extraction unit 703, and a modeling condition change unit 704.

標識図形形成箇所決定部700は、積層される造形層Lの各層の端部で、標識図形Qを形成する箇所を決定する。   The mark figure formation location determination unit 700 determines a point at which the mark figure Q is to be formed at the end of each layer of the modeling layer L to be stacked.

標識図形形成部701は、標識造形剤Mを用いて、標識図形Qを形成する。また、標識図形形成部701は、立体データ取得部705と、平面データ生成部706と、造形制御部707と、標識造形剤吐出部708と、標識造形剤硬化部709と、機構部710とを有している。   The marker figure formation part 701 forms the marker figure Q using the marker and modeling agent M. The marker figure forming unit 701 includes a three-dimensional data acquisition unit 705, a plane data generation unit 706, a modeling control unit 707, a marker and modeling agent ejection unit 708, a marker and modeling agent curing unit 709, and a mechanism unit 710. Have.

立体データ取得部705は、立体物を造形するための元データとなる立体データを取得する。立体データは、3Dスキャナーやステレオ撮影で取り込んだ立体複製データや、3次元CAD等で作成した人工データ、或いは2次元画像データに所定の法則で厚みを持たせた疑似立体データ等である。   The three-dimensional data acquisition unit 705 acquires three-dimensional data as original data for forming a three-dimensional object. The three-dimensional data is three-dimensional replication data taken in by a 3D scanner or stereo imaging, artificial data created by three-dimensional CAD or the like, or pseudo three-dimensional data in which two-dimensional image data has a thickness according to a predetermined rule.

平面データ生成部706は、立体データ取得部705により取得された立体データを多層に分割し、1層毎の平面データを生成する。生成した平面データに基づき、造形層Lが形成され、造形層Lが1層ずつ高さ方向に積層される。上述の標識図形形成箇所決定部700は、各層の平面データにおいて、標識図形Qを形成する箇所を決定する。   The plane data generation unit 706 divides the three-dimensional data acquired by the three-dimensional data acquisition unit 705 into multiple layers, and generates plane data for each layer. Based on the generated plane data, the shaping layer L is formed, and the shaping layers L are stacked one by one in the height direction. The above-mentioned marker figure formation location determination unit 700 determines the location of the marker figure Q in the plane data of each layer.

各層の平面データは、造形層において平面座標(XY座標)により規定される位置と、上下の造形層Lとの関係により、領域毎に、表面保護領域、着色領域、白下地領域、又は造形領域の何れかに分類される。そして領域毎に、分類に応じた造形剤Iにより造形層Lが形成される。   The plane data of each layer is a surface protection area, a colored area, a white background area, or a formation area for each area according to the relationship between the position defined by plane coordinates (XY coordinates) in the formation layer and the upper and lower formation layers L. It is classified into either. And modeling layer L is formed of modeling agent I according to classification for every field.

ここで着色領域とは、造形層Lの端部を起点に、立体物の内部に所定距離だけ入った位置までの領域、すなわち立体物の表面近傍に該当する領域をいう。表面保護領域は着色領域のさらに外側、すなわち表面側に形成され、立体物の表面を保護する領域である。上述した造形層Lの端部領域は、主にこれらの着色領域と表面保護領域に該当する。   Here, the colored area refers to an area starting from the end of the modeling layer L to a position at a predetermined distance inside the three-dimensional object, that is, an area corresponding to the vicinity of the surface of the three-dimensional object. The surface protection area is an area which is formed further outside the colored area, that is, on the surface side, and which protects the surface of the three-dimensional object. The end regions of the shaping layer L described above mainly correspond to the colored region and the surface protection region.

白下地領域とは、着色領域の内側、すなわち造形層Lの端部とは反対方向にある領域で、絵画におけるキャンバス紙の白地の役割をなす領域である。造形領域とは、白下地領域のさらに内側にある領域である。なお、造形層Lの厚みは、必ずしも層毎で同じ厚みになるとは限らない。造形剤Iの発色特性に応じて、造形剤I毎に適正な厚みが異なるからである。   The white base area is an area inside the colored area, that is, an area in the opposite direction to the end of the shaping layer L, which is an area serving as a white background of canvas paper in the painting. The modeling region is a region further inside the white background region. In addition, the thickness of the modeling layer L does not necessarily become the same thickness for every layer. This is because the appropriate thickness varies depending on the color forming properties of the forming agent I.

標識造形剤Mは、造形に用いられる造形剤Iと色等の見た目が異なる造形剤である。標識造形剤Mにより、標識図形Qが形成される。標識図形Qは、造形剤Iの垂れを検知するための標識として用いられる。図形の形状は任意でよく、円形、矩形、又は吐出して着弾した標識造形剤Mの1滴で形成されたドットであってもよい。   The label forming agent M is a forming agent having a different appearance such as color from the forming agent I used for forming. The marker-forming agent M forms a marker figure Q. The marker figure Q is used as a marker for detecting the sag of the forming agent I. The shape of the figure may be arbitrary, and may be a circle, a rectangle, or a dot formed by one drop of the marking and shaping agent M that has been ejected and landed.

造形層Lにおいて造形剤Iの垂れが生じると、標識図形Qが移動、又は変形してその特徴値が変わるため、標識図形Qの特徴値、又はその変化を抽出することで、造形剤Iの垂れを検知する。なお、標識造形剤Mも、積層造形に使用する造形剤Iと同様に、UV光硬化性の造形剤を用いてよい。   When sagging of the forming agent I occurs in the forming layer L, the marker figure Q moves or deforms to change its feature value. Therefore, by extracting the feature value of the marker figure Q or its change, the forming agent I Detect dripping. In addition, the labeled shaping agent M may also use a UV light curing shaping agent as in the shaping agent I used for layered modeling.

造形制御部707は、機構部710と、標識造形剤吐出部708と、標識造形剤硬化部709とを制御し、標識図形形成箇所決定部700により決定された箇所に、標識図形Qを形成する。また造形制御部707は、標識図形撮影部702を制御し、造形層Lの端部に形成された標識図形Qを撮影し、標識図形Qの像を取得する。   The formation control unit 707 controls the mechanism unit 710, the marker / modeling agent ejection unit 708, and the marker / modeling agent curing unit 709, and forms the marker figure Q at the position determined by the marker pattern formation location determination unit 700. . Further, the formation control unit 707 controls the marker figure photographing unit 702 to photograph the marker figure Q formed at the end of the modeling layer L, and acquires an image of the marker figure Q.

標識造形剤吐出部708は、標識造形剤Mの滴を吐出し、造形層Lの上に着弾させる。標識造形剤Mの着弾滴により標識図形Qが形成される。標識造形剤吐出部708は、例えば造形に用いられる造形剤Iを吐出するためのヘッド571と、ヘッド駆動部511等により実現される。ヘッド571は、通常、造形剤Iの色毎に設けられ、色毎のヘッド571は各色の造形剤Iを吐出するが、この場合は、標識造形剤Mを吐出するためのヘッド571が設けられることになる。   The marker-forming agent discharge unit 708 discharges a droplet of the marker-forming agent M and causes the droplet to land on the modeling layer L. A marked figure Q is formed by the landed droplets of the marker-forming agent M. The marker-forming-agent discharge unit 708 is realized by, for example, a head 571 for discharging the forming agent I used for modeling, a head driving unit 511, and the like. The head 571 is usually provided for each color of the forming agent I, and the head 571 for each color discharges the forming agent I of each color, but in this case, the head 571 for discharging the marker forming agent M is provided It will be.

標識造形剤硬化部709は、造形層Lの上に着弾された標識造形剤MにUV光を照射して硬化させ、着弾滴により形成された標識図形Qを硬化させる。標識造形剤硬化部709は、例えば造形に用いられる造形剤Iを硬化させるための硬化手段572とその駆動部等により実現される。硬化手段572は、例えば活性エネルギー線を照射する線源であり、より具体的にはUV光を照射する光源である。   The labeling and shaping agent curing unit 709 irradiates and cures the labeling and shaping agent M, which has been landed on the modeling layer L, with UV light, and cures the marking pattern Q formed by the landed droplets. The labeled shaping agent curing unit 709 is realized by, for example, a curing unit 572 for curing the shaping agent I used for shaping, a driving unit thereof, and the like. The curing means 572 is, for example, a radiation source for emitting active energy rays, and more specifically, a light source for emitting UV light.

機構部710は、標識造形剤吐出部708、標識造形剤硬化部709、又は標識図形撮影部702等を移動させ、これらの位置を変化させる。機構部710は、例えば造形に用いられるX方向走査機構596と、Y方向走査機構597と、Z方向走査機構と、これらを駆動するためのモータ駆動部512等により実現される。   The mechanism unit 710 moves the marker / modeling agent ejection unit 708, the marker / modeling agent curing unit 709, the marker figure photographing unit 702, and the like to change their positions. The mechanism unit 710 is realized by, for example, an X-direction scanning mechanism 596 used for modeling, a Y-direction scanning mechanism 597, a Z-direction scanning mechanism, and a motor drive unit 512 for driving these.

標識図形形成箇所決定部700と、立体データ取得部705と、平面データ生成部706と、造形制御部707は、例えばCPUがROMに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現される。但しこれに限定されず、CPUで行う制御処理の一部、又は全部を、電子回路等のハードウェアで実現してもよい。   The marker figure formation location determination unit 700, the three-dimensional data acquisition unit 705, the plane data generation unit 706, and the formation control unit 707 are realized, for example, by the CPU reading and executing a program stored in the ROM. However, the present invention is not limited to this, and part or all of the control processing performed by the CPU may be realized by hardware such as an electronic circuit.

なお標識図形形成部701は、立体造形装置50が有する「造形剤を用いて造形層を形成する造形層形成手段」を用いて実現可能である。従って、標識図形形成部701は、造形層形成手段であるとも言える。但し、このように限定はされず、造形層形成手段とは別の構成で、標識図形形成部701を実現することにしてもよい。   In addition, the labeled | graphic figure formation part 701 is realizable using "the modeling layer formation means which forms a modeling layer using a modeling agent" which the three-dimensional model | molding apparatus 50 has. Therefore, it can be said that the mark figure formation part 701 is a modeling layer formation means. However, such a limitation is not made, and the mark figure forming unit 701 may be realized by a configuration different from the forming layer forming means.

以降では、造形層形成手段と標識図形形成部701は同じ構成を用いて実現され、また造形制御部707は、上述したような標識造形剤Mにより標識図形を形成するための制御とともに、造形剤Iにより立体物を造形するための制御を行うこととして説明する。   Thereafter, the shaping layer forming means and the mark figure forming unit 701 are realized using the same configuration, and the formation control section 707 controls the formation of the mark figure by the mark forming agent M as described above, as well as the shaping agent. It demonstrates as performing control for modeling a three-dimensional object by I.

標識図形撮影部702は、造形途中において、標識図形形成部701により造形層Lに形成された標識図形Qを撮影し、標識図形Qの画像データを取得する。標識図形撮影部702は、例えば撮像素子と撮影レンズとを有するカメラで実現される。   During the modeling, the marker figure photographing unit 702 photographs the marker figure Q formed on the modeling layer L by the marker figure forming unit 701, and acquires the image data of the marker figure Q. The marker graphic imaging unit 702 is realized by, for example, a camera having an imaging element and a photographing lens.

特徴値抽出部703は、標識図形Qの特徴値を抽出し、特徴値の変化に基づき、造形剤Iの垂れの発生、及び造形剤Iの垂れに起因した形状誤差の発生を検知する。   The feature value extraction unit 703 extracts the feature value of the marker figure Q, and detects the occurrence of the sagging of the forming agent I and the generation of the shape error due to the sagging of the forming agent I based on the change of the feature value.

また特徴値抽出部703は、標識図形像特定部711を有している。標識図形像特定部711は、標識図形撮影部702により取得された画像データから標識図形Qの画像を特定する。   Further, the feature value extraction unit 703 includes a sign figure image identification unit 711. The sign pattern image identification unit 711 identifies an image of the sign pattern Q from the image data acquired by the sign pattern photographing unit 702.

特徴値抽出部703は、標識図形像特定部711により特定された標識図形Qの画像に対し、画像処理等を実行することにより、標識図形Qの特徴値を抽出する。例えば標識図形Qを円形のドットとして形成した場合、特徴値は、円形のドットの重心位置等である。抽出された結果は造形条件変更部704に出力される。   The feature value extraction unit 703 extracts a feature value of the marker graphic Q by performing image processing or the like on the image of the marker graphic Q identified by the marker graphic image identification unit 711. For example, when the marker figure Q is formed as a circular dot, the feature value is, for example, the barycentric position of the circular dot. The extracted result is output to the shaping condition changing unit 704.

造形条件変更部704は、標識図形Qの特徴値の変化に基づき、造形剤Iの垂れの発生、及び造形剤Iの垂れに起因した形状誤差の発生を検知する。造形剤Iの垂れ等が検知された場合に、造形剤Iを用いた立体物の造形条件を変更する。造形条件は、例えば、硬化手段572から照射されるUV光の強度、プレ硬化等の硬化条件、或いはヘッド571による造形剤Iの滴の着弾位置等である。プレ硬化とは、造形層Lの中で特定の箇所のみに硬化手段572からUV光を照射し、その箇所を先に硬化させることをいう。詳細は後述する。   The shaping condition changing unit 704 detects the occurrence of the sagging of the forming agent I and the occurrence of the shape error due to the sagging of the forming agent I based on the change of the feature value of the labeled figure Q. When sag or the like of the forming agent I is detected, the forming conditions of the three-dimensional object using the forming agent I are changed. The shaping conditions are, for example, the intensity of UV light irradiated from the curing means 572, curing conditions such as pre-curing, or the impact position of the droplets of the shaping agent I by the head 571. Pre-curing refers to irradiating UV light from the curing means 572 only to specific locations in the shaped layer L and curing the locations first. Details will be described later.

変更された造形条件は、造形剤Iにより立体物を造形するための造形制御部707に出力される。造形制御部707は、立体物の造形において、入力された造形条件に応じて、ヘッド571、及び硬化手段572を制御する。   The changed modeling conditions are output to the modeling control unit 707 for modeling a three-dimensional object by the modeling agent I. The formation control unit 707 controls the head 571 and the curing unit 572 in accordance with the input formation conditions in forming a three-dimensional object.

特徴値抽出部703と、標識図形像特定部711と、造形条件変更部704は、例えばCPUがROMに格納されたプログラムを読み出して実行すること等により実現される。但しこれに限定されず、CPUで行う制御処理の一部、又は全部を、電子回路等のハードウェアで実現してもよい。   The feature value extraction unit 703, the marker graphic image identification unit 711, and the shaping condition change unit 704 are realized, for example, by the CPU reading out and executing a program stored in the ROM. However, the present invention is not limited to this, and part or all of the control processing performed by the CPU may be realized by hardware such as an electronic circuit.

次に、一実施形態に係る立体造形装置の造形処理を、図8のフローチャートを用いて説明する。   Next, modeling processing of the three-dimensional modeling apparatus according to an embodiment will be described using the flowchart of FIG. 8.

まずステップS1001において、立体データ取得部705は、造形対象の立体物の元データとなる立体データを取得し、平面データ生成部706に出力する。   First, in step S1001, the three-dimensional data acquisition unit 705 acquires three-dimensional data as original data of a three-dimensional object to be formed, and outputs the three-dimensional data to the plane data generation unit 706.

続いてステップS1003において、平面データ生成部706は、取得した立体データから、造形層Lの形状を表す平面データを、積層する造形層Lの数だけ生成する。生成された平面データは、造形制御部707、及び標識図形形成箇所決定部700に出力される。   Subsequently, in step S1003, the plane data generation unit 706 generates plane data representing the shape of the formation layer L from the acquired three-dimensional data, as many as the number of formation layers L to be stacked. The generated plane data is output to the formation control unit 707 and the mark figure formation position determination unit 700.

続いてステップS1005において、標識図形形成箇所決定部700は、生成した各層の平面データにおいて、標識図形Qを形成する箇所を決定する。   Subsequently, in step S1005, the marked figure formation position determination unit 700 determines a position where the marked figure Q is to be formed in the generated plane data of each layer.

続いてステップS1007において、造形制御部707は、造形条件を初期状態にする。つまり、造形剤Iの垂れによる形状誤差を防止するための造形条件が、適用されない状態にする。具体的には例えば、造形制御部707は、ROMに記憶され、造形条件が記録されたデータファイルを読み出し、造形条件データをRAMに記憶する。造形制御部707は、RAMを参照しながら、所定の造形条件で造形制御処理を実行する。   Subsequently, in step S1007, the formation control unit 707 sets the formation conditions in the initial state. That is, the shaping conditions for preventing the shape error due to the sag of the shaping agent I are not applied. Specifically, for example, the formation control unit 707 reads the data file stored in the ROM, in which the formation conditions are recorded, and stores the formation condition data in the RAM. The formation control unit 707 executes formation control processing under predetermined formation conditions while referring to the RAM.

続いてステップS1009において、立体造形が開始される。   Subsequently, in step S1009, three-dimensional modeling is started.

続いてステップS1011において、造形制御部707は、ヘッド571等を制御し、入力された平面データに基づき、所定の造形条件で、1層分の造形層Lを形成する。   Subsequently, in step S1011, the formation control unit 707 controls the head 571 and the like, and forms the formation layer L for one layer under predetermined formation conditions based on the input plane data.

1層分の造形層Lの形成が終了したら、ステップS1013において、造形制御部707は、標識図形形成箇所決定部700による決定結果を参照し、この造形層が標識図形Qを形成する造形層であるかを判断する。   When the formation of the modeling layer L for one layer is completed, in step S1013, the modeling control unit 707 refers to the determination result by the marking figure forming position determining unit 700, and this modeling layer is the modeling layer forming the marking figure Q. Determine if there is.

ステップS1013で、標識図形Qを形成する造形層であると判断した場合は、ステップS1017において、造形制御部707は、ヘッド571等を制御し、標識図形形成箇所決定部700が決定した箇所に、標識図形Qを形成する。   If it is determined in step S1013 that the shaping layer is to form the marker figure Q, then in step S1017, the formation control unit 707 controls the head 571 etc. Form the marking figure Q.

続いてステップS1019において、造形制御部707は、硬化手段572等を制御してUV光を照射し、造形層Lを硬化させる。   Subsequently, in step S1019, the formation control unit 707 controls the curing unit 572 and the like to irradiate UV light, thereby curing the formation layer L.

続いてステップS1021において、造形制御部707は、標識図形撮影部702を制御し、標識図形Qを撮影する。撮影された画像データは、特徴値抽出部703に出力される。特徴値抽出部703において、標識図形像特定部711は、入力された画像データから標識図形Qの像を特定する。特定された標識図形Qの像から、特徴値抽出部703は標識図形Qの特徴値を抽出する。抽出された特徴値は、造形条件変更部704に出力される。なお撮影した画像データは、撮影像の一例である。   Subsequently, in step S1021, the formation control unit 707 controls the marker figure photographing unit 702 to photograph the marker figure Q. The photographed image data is output to the feature value extraction unit 703. In the feature value extraction unit 703, the marker graphic image specifying unit 711 specifies an image of the marker graphic Q from the input image data. The feature value extraction unit 703 extracts the feature value of the tagged figure Q from the image of the identified tagged figure Q. The extracted feature values are output to the modeling condition changing unit 704. The photographed image data is an example of a photographed image.

続いてステップS1023において、造形条件変更部704は、入力された特徴値に基づき、造形剤Iの垂れ等の発生を判断する。   Subsequently, in step S1023, the shaping condition changing unit 704 determines the generation of the dripping of the shaping agent I or the like based on the input feature value.

ステップS1023で、造形剤Iの垂れ等が発生したと判断された場合は、ステップS1025において、造形条件変更部704は、造形層における垂れ発生箇所の造形条件を変更する。ステップS1023で、造形剤Iの垂れが発生していないと判断した場合は、ステップS1027において、造形条件変更部704は、造形層における垂れ発生箇所の造形条件を初期化する。つまり、それまでに造形条件が変更されていない場合はそのまま造形条件を変更しない。またそれまでに造形条件が変更されている場合は造形条件を初期化して元に戻す。   If it is determined in step S1023 that a sagging or the like of the forming agent I has occurred, in step S1025, the shaping condition changing unit 704 changes the formation condition of the sagging occurrence portion in the shaping layer. If it is determined in step S1023 that no sagging of the forming agent I has occurred, then in step S1027, the shaping condition changing unit 704 initializes the formation conditions of the sagging occurrence portion in the shaping layer. That is, when the shaping conditions have not been changed by then, the shaping conditions are not changed as they are. If the modeling conditions have been changed by that time, the modeling conditions are initialized and returned to their original state.

続いて、ステップS1029において、造形制御部707は、全ての造形層Lの形成が了したかを判断する。   Subsequently, in step S1029, the formation control unit 707 determines whether formation of all the formation layers L has been completed.

ステップS1029で、全ての造形層Lの形成が終了していないと判断された場合は、造形制御部707は、ステップS1011に戻り、ヘッド571等を制御して、次の造形層L、すなわち形成の終わった造形層の上に積み重ねる造形層を形成する。この場合、造形制御部707は、造形条件が変更された場合は、変更された造形条件で造形層を形成する。   If it is determined in step S1029 that formation of all the modeling layers L is not completed, the modeling control unit 707 returns to step S1011 to control the head 571 and the like to form the next modeling layer L, that is, formation. Form a forming layer to be stacked on the forming layer which has finished. In this case, the formation control unit 707 forms a formation layer under the changed formation conditions when the formation conditions are changed.

ステップS1029で、全ての造形層Lの形成が終了したと判断された場合は、造形処理は終了する。   If it is determined in step S1029 that the formation of all the modeling layers L is completed, the modeling process ends.

一方、ステップS1013で、標識図形を形成する造形層ではないと判断された場合は、ステップS1015において、造形制御部707は、硬化手段572等を制御してUV光を照射し、造形層Lを硬化させる。   On the other hand, if it is determined in step S1013 that the shaping layer is not a forming layer for forming a sign pattern, the formation control unit 707 controls the curing means 572 etc. in step S1015 to irradiate UV light and Cure.

続いて、ステップS1029において、造形制御部707は、全ての造形層Lの形成が終了したかを判断する。   Subsequently, in step S1029, the formation control unit 707 determines whether the formation of all the formation layers L is completed.

ステップS1029で、全ての造形層Lの形成が終了していないと判断された場合は、造形制御部707は、ステップS1011に戻り、ヘッド571等を制御して、次の造形層L、すなわち形成の終わった造形層の上に積み重ねる造形層を形成する。   If it is determined in step S1029 that formation of all the modeling layers L is not completed, the modeling control unit 707 returns to step S1011 to control the head 571 and the like to form the next modeling layer L, that is, formation. Form a forming layer to be stacked on the forming layer which has finished.

ステップS1029で、全ての造形層Lの形成が終了したと判断された場合は、造形処理は終了する。   If it is determined in step S1029 that the formation of all the modeling layers L is completed, the modeling process ends.

なお、本実施形態で、造形条件を変更するのは、造形剤Iの垂れが発生した箇所のみの造形条件である。このようにする理由は、造形剤Iの垂れが発生していない箇所の造形条件を変更すると、例えば、UV光の強度を変更する場合に、後述するレベリングが不足し、造形された立体物の表面の光沢性や発色性が低下することがあるからである。また造形剤Iの滴の着弾位置を変更する場合に、造形剤Iの垂れが発生していない箇所では、寸法が小さくなることがあるからである。   In the present embodiment, the shaping conditions are changed only for the portion where the sagging of the shaping agent I has occurred. The reason for doing this is that changing the shaping conditions of the part where the sagging of the forming agent I is not occurring, for example, when changing the intensity of UV light, the leveling described below is insufficient and the shaped object is This is because the surface glossiness and color developability may be reduced. Moreover, when changing the impact position of the droplet of the modeling agent I, it is because a dimension may become small in the location which the sag of the modeling agent I has not generate | occur | produced.

以上の処理により、積層造形において、層の端部や立体物における傾斜が大きい部分での形状誤差を防止することができる。   By the above-described processing, it is possible to prevent shape errors in the end portion of the layer or the portion with a large inclination in the three-dimensional object in layered manufacturing.

以上、一実施形態に係る立体造形装置50の全体構成と、ハードウェア構成と、機能構成と、処理の流れとを説明した。以降では、本実施形態の詳細について説明する。   The overall configuration, the hardware configuration, the functional configuration, and the flow of processing of the three-dimensional modeling apparatus 50 according to the embodiment have been described above. Hereinafter, details of the present embodiment will be described.

<本実施形態の詳細>
図9は、UV光硬化性の造形剤Iによる造形の一例として、絵画が造形される様子を示している。図9(a)では、造形ステージ595上に土台層902が形成され、土台層902の上に白色の造形剤Iにより白地層903が形成されている。白地層903は、絵画におけるキャンバス紙の白地の役割をなす。白地層903の上には、着色された造形剤Iにより着色層904が形成されている。着色層904は、着色された層であり、微小な凹凸を有する絵画に該当する部分である。着色層904のさらに上に、光沢を付与するための光沢層や、着色層904の表面を保護するための表面保護層を、透明な造形剤等を用いて形成してもよい。(b)は、(a)において点線901で囲った部分の拡大図である。下から順に土台層902、白地層903、及び着色層904が示されている。
<Details of this embodiment>
FIG. 9 shows how a picture is shaped as an example of shaping by the UV light curing shaping agent I. In FIG. 9A, the base layer 902 is formed on the modeling stage 595, and the white base layer 903 is formed of the white modeling agent I on the base layer 902. The white background layer 903 serves as a white background of canvas paper in painting. On the white background layer 903, a colored layer 904 is formed of a colored forming agent I. The colored layer 904 is a colored layer and corresponds to a picture having minute asperities. Further on the colored layer 904, a gloss layer for providing gloss or a surface protection layer for protecting the surface of the colored layer 904 may be formed using a transparent shaping agent or the like. (B) is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line 901 in (a). A base layer 902, a white background layer 903 and a colored layer 904 are shown in order from the bottom.

次に、ヘッドから吐出され、着弾した造形剤Iの滴の挙動を、図10を参照して説明する。図10は、ヘッド571から吐出され、基材101に着弾した造形剤Iの滴が、基材101の表面上で濡れ広がる様子を示している。基材101は造形物の土台となる部材であり、非浸透性の材料でできている。非浸透性の材料であるため、着弾した造形剤Iの基材101への浸透は、無視できるものとする。   Next, the behavior of the droplet of the forming agent I ejected and landed from the head will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows how droplets of the forming agent I discharged from the head 571 and landed on the substrate 101 wet and spread on the surface of the substrate 101. The base material 101 is a member that is a base of a shaped object, and made of a non-permeable material. Since it is a non-permeable material, the penetration of the landed forming agent I into the substrate 101 is negligible.

It0は基材101に着弾した直後の造形剤Iの滴を示しており、半球に近い形状をしている。UV光硬化性の造形剤Iは、硬化処理前は液体としての挙動を示すため、着弾した滴は表面の濡れ性により基材101上で徐々に広がっていく。基材101の表面の濡れ性と造形剤の表面張力とが釣り合うところで、濡れ広がりは停止する。   It0 indicates a drop of the forming agent I immediately after landing on the base material 101, and has a shape close to a hemisphere. Since the UV light curing forming agent I behaves as a liquid before curing treatment, the landed droplets gradually spread on the substrate 101 due to the wettability of the surface. When the wettability of the surface of the base material 101 and the surface tension of the forming agent balance, the wetting and spreading stop.

濡れ広がりが停止した後の造形剤Iの滴の形状は、造形剤Iと基材101の特性により異なる。半球に近い形状になる場合もあれば、かなり潰れて扁平な形状になる場合もある。但し、扁平な形状になる場合でも、際限なく広がるわけではない。   The shape of the drop of the shaping agent I after the stop of the wetting spread differs depending on the characteristics of the shaping agent I and the substrate 101. In some cases, the shape may be close to a hemisphere, or in some cases, the shape may be considerably collapsed to a flat shape. However, even when it has a flat shape, it does not necessarily spread without limit.

図10において、It11とIt12は、着弾後に時間が経過し、濡れ広がりが停止した後の造形剤Iの滴を示している。It11は単一の滴によるものである。   In FIG. 10, It11 and It12 show the drops of the shaping agent I after time has elapsed after landing and after the wetting and spreading has stopped. It11 is a single drop.

一方で、着弾した造形剤Iの滴が濡れ広がる先に、別の着弾滴があれば、瞬時に融合して、より大きな滴を形成する。It12は、複数の造形剤Iの滴が融合した結果のものである。基材101上に十分な量の造形剤Iの滴を着弾させれば、滴同士が融合することで、均一な厚さの造形剤Iの層、すなわち造形層Lを形成する事も可能である。なお、時間をかけて、均一な厚さで平滑な表面にする工程をレベリングと呼ぶ。   On the other hand, if there is another landed droplet before the landed droplet of the forming agent I wets and spreads, it coalesces instantaneously to form a larger droplet. It12 is the result of multiple drops of build agent I coalescing. It is also possible to form a layer of the forming agent I having a uniform thickness, that is, the forming layer L, by causing the droplets to fuse together if the droplets of the forming agent I in a sufficient amount are landed on the substrate 101 is there. In addition, the process which takes time and is made into a smooth surface by uniform thickness is called leveling.

次に、積層造形の工程の概略と造形剤Iの垂れの様子を、図11を用いて説明する。図11は、積層造形途中の立体物の断面形状を示している。   Next, the outline of the process of additive manufacturing and the sagging of the forming agent I will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows the cross-sectional shape of a three-dimensional object in the process of lamination molding.

(a)は、造形対象となる立体物の形状を表す立体データ63を示している。この立体データ63は、積層造形の元となるデータである。(a)において、111は、立体造形装置50の解像度を示している。ここで解像度とは、立体造形装置50により形成可能な画像の解像度であり、ヘッド571により吐出された造形剤Iの滴が形成するドットの密度である。本実施形態ではドット間の最小間隔を意味している。ドット間の最小間隔とは、隣接するドットとドットの中心間の距離である。112は、造形層Lの1層分の厚み、すなわち積層高さを示している。1層分の厚みは、システム構成により可変であるが、おおよそ数十μm〜数百μm程度ある。積層造形においては、立体データ63に基づき、1層毎の平面データが生成され、平面データに応じて各造形層Lが形成されて積層される。   (A) shows three-dimensional data 63 representing the shape of a three-dimensional object to be formed. The three-dimensional data 63 is data that is the source of layered manufacturing. In (a), 111 indicates the resolution of the three-dimensional modeling apparatus 50. Here, the resolution is the resolution of the image that can be formed by the three-dimensional modeling apparatus 50, and is the density of the dots formed by the droplets of the modeling agent I discharged by the head 571. In the present embodiment, the minimum distance between dots is meant. The minimum spacing between dots is the distance between adjacent dots and the centers of the dots. Reference numeral 112 indicates the thickness of one layer of the shaping layer L, that is, the stacking height. The thickness of one layer is variable depending on the system configuration, but is about several tens of μm to several hundreds of μm. In layered manufacturing, plane data for each layer is generated based on the three-dimensional data 63, and each modeling layer L is formed and stacked according to the plane data.

(b)は、1層目の平面データに応じて、1層目を造形するための造形剤Iの滴が解像度の間隔で着弾し、濡れ広がって1層目の平面が形成される様子を示している。白抜きの矢印は、滴が濡れ広がる方向を表している。   In (b), according to the plane data of the first layer, a drop of the forming agent I for forming the first layer is landed at an interval of resolution, wet spreads, and the plane of the first layer is formed. It shows. The white arrows indicate the direction in which the droplets wet and spread.

(c)は、(b)で形成した造形層Lを、硬化手段572によりUV光で照射する様子を示している。この工程により平面状の造形層Lは硬化する。硬化した層の上に、次の層を形成するための造形剤Iの滴を着弾させることが可能な状態になる。   (C) shows that the shaping layer L formed in (b) is irradiated with UV light by the curing means 572. The planar shaped layer L is cured by this process. It is possible to land drops of the forming agent I for forming the next layer on the cured layer.

(d)は、上記工程で1層目と2層目を造形し、3層目のために造形剤Iの滴を着弾させた状態を示している。2層目の上を着弾した滴が濡れ広がっている。ここで、破線の丸114で示した部分は、造形層Lの端部、すなわち立体物の表面付近に該当する部分である。表面が急な勾配を有する面等では、滴が濡れ広がる先が崖になり、滴が崖下の方向に流れる場合がある。これが造形剤Iの垂れであり、立体物に形状誤差を生じさせる原因となる。このような形状誤差は、積層工程を繰り返す事で累積され、勾配が急で、また積層の高さが高い形状ほど顕著になる。   (D) has shown the state which formed the 1st layer and 2nd layer by the said process, and made the droplet of modeling agent I land for 3rd layer. Droplets that landed on the second layer wet and spread. Here, a portion indicated by a dashed circle 114 is a portion corresponding to the end of the shaping layer L, that is, the vicinity of the surface of the three-dimensional object. When the surface has a steep slope, etc., the point where the droplet spreads may become a cliff, and the droplet may flow in the direction below the cliff. This is drooping of the forming agent I, which causes a shape error in a three-dimensional object. Such shape errors are accumulated by repeating the lamination process, and become more pronounced as the shape is steeper and the height of the lamination is higher.

次に、標識図形Qの一例を、図12を参照して説明する。図12は、造形途中の立体物に形成された標識図形Qの一例を示す斜視図である。造形途中の立体物121の上に、標識造形剤Mによる標識図形Qが形成されている。この場合の標識図形Qの形状は、点、すなわちドットである。また標識造形剤Mの色は黒色であり、造形に用いる造形剤Iの色の白色に対し、一目で分かる色にされている。上述したように、標識造形剤Mも、造形に用いられる造形剤Iと同じUV光硬化性の造形剤である。標識造形剤Mは、ヘッド571により吐出され、着弾後は硬化手段572からUV光が照射されて硬化する。   Next, an example of the marker figure Q will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a perspective view showing an example of a marker figure Q formed on a three-dimensional object during modeling. On the three-dimensional object 121 in the process of being formed, a marking figure Q by the marking and forming agent M is formed. The shape of the marker figure Q in this case is a point, that is, a dot. In addition, the color of the labeling / forming agent M is black, and is made a color that can be recognized at a glance to the white color of the forming agent I used for the formation. As described above, the labeling and shaping agent M is also the same UV light curable shaping agent as the shaping agent I used for shaping. The marker forming agent M is discharged by the head 571, and after landing, the curing means 572 is irradiated with UV light to be cured.

図12では、5角形の形状を有する造形層Lの5つの角に、それぞれ標識図形Qが形成されている。これにより、造形層Lの角で、造形剤Iの垂れが発生した場合は、標識図形Qの形状や重心位置、すなわち特徴値に変化が生じる。このような特徴値を抽出することで、造形剤Iの垂れを検知できる。なお、5角形の形状を有する造形層Lの端部の5つの角は、「標識図形を形成する箇所」の代表的な一例である。   In FIG. 12, marker figures Q are formed at five corners of the modeling layer L having a pentagonal shape. Thereby, when sagging of the forming agent I occurs at the corner of the forming layer L, a change occurs in the shape of the marker figure Q or the center of gravity position, that is, the feature value. By extracting such feature values, sag of the forming agent I can be detected. In addition, five corners of the edge part of the modeling layer L which has a pentagonal shape are a representative example of "the location which forms a label | marker figure."

ここで、複数の標識図形の相互の位置関係に関し、標識図形同士を近い箇所に形成すると、複数の標識図形が重なってしまい、特徴値を正確に抽出できなくなる。標識図形の重なりを防ぐため、造形層Lにおける標識図形と標識図形との間隔nは、立体造形装置50による解像度pに√2を乗じた長さより大きいこととしている。つまり、n>p√2としている。この間隔は、例えば隣接する標識図形Qの中心間の距離である。図中に示した距離122が、この間隔を例示している。   Here, regarding the positional relationship among a plurality of marker figures, if the marker figures are formed in close positions, the plurality of marker figures overlap, and it becomes impossible to accurately extract the feature value. In order to prevent overlapping of the marker figures, the distance n between the marker figures and the marker figures in the modeling layer L is greater than the length of the resolution p by the three-dimensional model forming apparatus 50 multiplied by √2. That is, n> p√2. This interval is, for example, the distance between the centers of adjacent marker figures Q. A distance 122 shown in the figure illustrates this interval.

「立体造形装置50による解像度に√2を乗じた長さ」は、造形層Lの平面を完全に被覆できるドットの直径、すなわち着弾した造形剤Iによる滴の直径の理論値に基づき決められている。但し、形成する標識図形Qの数があまり増えると、各標識図形の特徴値を検出するための処理の負荷が増大する。そのため実用上は、「立体造形装置50による解像度に√2を乗じた長さ」の数倍だけの間隔を空けて標識図形Qを形成し、標識図形Qの数が増えすぎないようにすることが望ましい。   “The length obtained by multiplying the resolution of the three-dimensional modeling apparatus 50 by」 2 ”is determined based on the diameter of a dot capable of completely covering the plane of the modeling layer L, that is, the theoretical value of the diameter of the drop by the deposited forming agent I. There is. However, if the number of mark figures Q to be formed increases too much, the processing load for detecting the feature value of each mark figure increases. Therefore, for practical purposes, the mark figure Q is formed with an interval of several times the length of "resolution multiplied by √2 by 3D modeling device 50", and the number of mark figures Q is not increased too much. Is desirable.

ところで、積層する造形層Lの全てに、必ずしも標識図形Qを形成しなくてもよい。例えば、これから形成する造形層の形状が、既に形成した下の造形層と変わらない場合は、形成する造形層に標識図形Qを形成しない。下の造形層に対して形状が変わる造形層のみに、標識図形を形成するようにしてもよい。これにより、標識図形Qの形成の負荷、及び標識図形Qの特徴値を抽出する処理の負荷等を抑制できる。また多くの造形層Lに標識図形Qを形成すると、造形が終了した立体物を積層方向と交差する方向から観察した場合に、標識図形Qが模様のように見えてしまう場合がある。各層の端部に形成された標識図形Qが積層方向に並ぶためである。   By the way, it is not necessary to necessarily form the mark figure Q in all the modeling layers L to laminate. For example, when the shape of the shaping layer to be formed from now on is not different from the lower shaping layer already formed, the marking figure Q is not formed on the shaping layer to be formed. The mark may be formed only on the shaping layer whose shape changes with respect to the lower shaping layer. As a result, it is possible to suppress the load of forming the marker figure Q and the load of processing for extracting the feature value of the marker figure Q. In addition, when the marking figure Q is formed in many of the modeling layers L, the marking figure Q may be seen as a pattern when the three-dimensional object whose modeling has been completed is observed from the direction intersecting the stacking direction. This is because the marker figures Q formed at the end of each layer are arranged in the stacking direction.

このような模様は、本来はあるべきでないノイズである。標識図形Qを形成する造形層Lの数を限定することで、このような模様が生じるのを防ぐことができる。例えば、標識図形Qを形成する造形層を、少なくとも1層以上空ければよい。言い換えると、標識図形Qを形成する造形層の層間隔mを、m>2とすればよい。なお層間隔は層数で表示されている。また、このような模様は、標識図形Qを形成する造形層の層間隔を2層以上にする他、各造形層Lで標識図形Qを形成する箇所を分散させることによっても、防止することができる。   Such patterns are noises that should not be present. Such a pattern can be prevented from occurring by limiting the number of shaping layers L forming the marker figure Q. For example, at least one or more layers may be empty for forming the marking figure Q. In other words, the layer interval m of the shaping layer forming the marker figure Q may be m> 2. The layer spacing is indicated by the number of layers. Moreover, such a pattern may be prevented also by dispersing the location which forms the mark figure Q in each modeling layer L besides making the layer interval of the modeling layer which forms the mark figure Q into two or more layers. it can.

次に、標識図形Qの特徴値を抽出する方法の一例を、図13を参照して説明する。   Next, an example of a method of extracting the feature value of the marker figure Q will be described with reference to FIG.

図13は、図12に示した5角形の形状を有する造形層Lを、積層方向から観察した様子を示している。但し、5角形のうちの1辺の付近のみが示されている。造形層Lの上で、5角形のうちの2つの角の付近それぞれに、円形状の黒色の標識図形Qが形成されている。白抜きの矢印で示した方向は崖の方向、すなわち造形剤の垂れが起こり易い方向である。   FIG. 13 shows a state in which the modeling layer L having the pentagonal shape shown in FIG. 12 is observed from the stacking direction. However, only the vicinity of one side of the pentagon is shown. On the modeling layer L, a circular black marker figure Q is formed in the vicinity of two corners of the pentagon. The direction indicated by the white arrow is the direction of the cliff, that is, the direction in which the forming agent tends to drip.

(a)は、標識造形剤Mを着弾させた直後の状態である。着弾直後であるため、この時点では、標識図形Qは円形状を維持している。   (A) is a state immediately after the marker-forming agent M is landed. Since it is immediately after landing, at this time, the marker figure Q maintains a circular shape.

(b)は、着弾後にしばらく時間が経過した場合の標識図形Qaを示している。着弾直後の標識図形Qの円形状が崩れ、崖の方向に延びた楕円形状となっている。これは、造形剤Iが崖の方向に垂れていることを表している。   (B) shows the marker figure Qa when a while has passed for a while after landing. The circular shape of the marker figure Q immediately after landing is broken, and it has an elliptical shape extending in the direction of the cliff. This indicates that the shaping agent I is hanging in the direction of the cliff.

標識図形Qaの内部に示した白い丸131は、着弾直後の標識図形Qの重心を示している。一方、標識図形Qaの内部に示した白い四角形132は、着弾後にしばらく時間が経過した後の標識図形Qaの重心を示している。円形状の崩れに伴い、重心の位置がずれている。   A white circle 131 shown inside the sign figure Qa indicates the center of gravity of the sign figure Q immediately after landing. On the other hand, the white square 132 shown inside the sign figure Qa indicates the center of gravity of the sign figure Qa after a while for a while after landing. With the collapse of the circular shape, the position of the center of gravity is shifted.

標識図形撮影部702は標識図形Qaを撮影し、撮影した画像データを特徴値抽出部703に出力する。特徴値抽出部703は、入力された画像データを画像処理して、標識図形Qaの像の重心位置(X2、Y2)を抽出する。X2、及びY2は、それぞれ重心位置のX方向、Y方向における座標を表している。   The marker graphic photographing unit 702 photographs the marker graphic Qa, and outputs the photographed image data to the feature value extraction unit 703. The feature value extraction unit 703 performs image processing on the input image data to extract the barycentric position (X2, Y2) of the image of the marker figure Qa. X2 and Y2 represent the coordinates of the barycentric position in the X and Y directions, respectively.

特徴値抽出部703は、標識図形Qの重心位置(X1、Y1)と、標識図形Qaの像の重心位置(X2、Y2)を用い、以下の(2)式と(3)式から標識図形Qの重心位置ずれのベクトルの量m1と方向n1を算出する。   The feature value extraction unit 703 uses the barycentric position (X1, Y1) of the sign figure Q and the barycentric position (X2, Y2) of the image of the sign figure Qa, and obtains the sign figure from the following equations (2) and (3) The amount m1 of vectors of the center of gravity position shift of Q and the direction n1 are calculated.

・・・・・(2) ... (2)

・・・・・(3)
例えば、重心位置ずれ量m1が、重心位置ずれ量の閾値以上で、かつ重心位置ずれ方向n1と崖の方向n0との差が閾値以下であれば、造形剤Iの垂れが発生したと判断する。なお、崖の方向とは、標識図形Qの重心から最短距離にある造形層Lの一端と標識図形Qの重心とを結ぶことで定められる方向を意味し、例えば(b)において、n0で示した方向である。
... (3)
For example, if the center of gravity position shift amount m1 is equal to or more than the threshold of the center of gravity position shift amount and the difference between the center of gravity position shift direction n1 and the cliff direction n0 is equal to or less than the threshold, it is judged that . The direction of the cliff means a direction determined by connecting one end of the formation layer L located at the shortest distance from the center of gravity of the marker figure Q and the center of gravity of the marker figure Q, for example, indicated by n0 in (b) Direction.

重心位置ずれ量と重心位置ずれ方向の閾値は、予め規定しておく。例えば、重心位置ずれ量の閾値は解像度の半分である。なお、解像度の半分という値は、立体造形装置50の装置設計の公差の設定において目安とされる値である。   The center of gravity position shift amount and the threshold of the center of gravity position shift direction are defined in advance. For example, the threshold value of the center-of-gravity position shift amount is half of the resolution. Note that the value of half the resolution is a value to be used as a guide in setting the tolerance of the device design of the three-dimensional model forming device 50.

重心位置ずれ方向を算出し、造形剤Iの垂れが発生したかの判断に用いることで、ヘッド571による吐出曲りや走査機構の誤差等に起因した標識図形Qの重心位置ずれと、造形剤Iの垂れに起因した標識図形Qの重心位置ずれを切り分けることができる。そして造形剤Iの垂れの検知精度を上げることができる。   The center of gravity position shift of the marker figure Q due to the discharge bending by the head 571 or the error of the scanning mechanism and the like by calculating the center of gravity position shift direction and using it to determine whether the forming agent I drips It is possible to separate the center-of-gravity position shift of the marker figure Q caused by the drooping of the mark. And the detection accuracy of dripping of the modeling agent I can be raised.

一方、(c)は、直交2方向それぞれにおける標識図形Qの長さの変化を抽出し、造形剤Iの垂れを検知する方法を説明している。(c)は、(b)と同様に、着弾後にしばらく時間が経過した場合の標識図形Qbを示している。直交2方向それぞれにおける標識図形Qbの長さの変化の抽出は、例えば標識図形QbのX、Y方向それぞれの長さを用いて行う。   On the other hand, (c) illustrates a method of extracting the change in the length of the labeled figure Q in each of the two orthogonal directions and detecting the sag of the forming agent I. Similarly to (b), (c) shows a marker figure Qb in the case where time has elapsed for a while after landing. Extraction of the change in the length of the tag figure Qb in each of the two orthogonal directions is performed using, for example, the lengths of the tag figure Qb in the X and Y directions.

(c)において、Lx1、Ly1は、それぞれ着弾直後の標識図形QのX、Y方向の長さを示している。Lx2、Ly2は、それぞれ着弾後にしばらく時間が経過した場合の標識図形QbのX、Y方向の長さを示している。造形剤Iの垂れに伴い標識図形Qが変形することにより、標識図形のX、Y方向の長さが変化する。特徴値抽出部703は、次の(4)、(5)式により、長さ変化のベクトルの量p1と方向q1を算出する。   In (c), Lx1 and Ly1 respectively indicate the lengths in the X and Y directions of the marker figure Q immediately after landing. Lx2 and Ly2 indicate the lengths in the X and Y directions of the marker figure Qb, respectively, after a while for a while after landing. When the marking figure Q is deformed along with the dripping of the forming agent I, the lengths in the X and Y directions of the marking figure are changed. The feature value extraction unit 703 calculates the amount p1 of the length change vector and the direction q1 according to the following equations (4) and (5).

・・・・・(4) ... (4)

・・・・・(5)
例えば、量p1が、変化量の閾値以上で、かつ方向q1と崖の方向n0との差が、変化方向の閾値以下であれば、造形剤Iの垂れが発生したと判断する。変化量と変化方向の閾値は、予め規定しておく。
... (5)
For example, if the amount p1 is equal to or more than the threshold of the amount of change and the difference between the direction q1 and the direction n0 of the cliff is equal to or less than the threshold of the direction of change, it is determined that the shaping agent I sags. The change amount and the change direction threshold value are defined in advance.

(c)の方法は、(b)に対して、標識図形Qが真円でなくてよく、サテライト滴等による画像ノイズの影響を受けにくいという利点がある。一方で、(c)の方法では、標識図形Qと標識図形Qbのそれぞれにおいて、X、Y方向の長さを検出する処理が必要になる。これに対し、(b)の方法では、着弾直後の標識図形Qの重心位置座標を予め記憶しておけば、標識図形Qaの重心位置座標のみを抽出すればよく、処理負荷が小さいという利点がある。   The method (c) has an advantage over the method (b) that the marker figure Q does not have to be a perfect circle, and is less susceptible to image noise due to satellite drops or the like. On the other hand, in the method (c), processing for detecting the lengths in the X and Y directions is required for each of the marker figure Q and the marker figure Qb. On the other hand, in the method of (b), if the barycentric position coordinates of the marker figure Q immediately after landing are stored in advance, only the barycentric position coordinates of the mark figure Qa need to be extracted, and the processing load is advantageously reduced. is there.

次に、標識図形撮影部702により標識図形Qを撮影するための構成の一例を、図14を用いて説明する。   Next, an example of a configuration for photographing the marker figure Q by the marker figure photographing unit 702 will be described using FIG.

図14は、標識図形Qを撮影するためのカメラ141を、立体造形装置50に組み込んだ場合の構成の一例を示している。カメラ141は、撮影レンズとエリアセンサとを有している。エリアセンサは、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)を用いた2次元撮像素子である。カメラ141は、標識図形撮影部の代表的な一例である。但し、これに限定されず、2次元画像、すなわち2次元の光強度データを取得できるのであれば、ラインスキャナーを1方向に走査して2次元画像を取得する構成や、フォトセンサーを直交2方向に走査して2次元画像を取得する構成等を用いてもよい。なお、ラインスキャナーは、例えば撮影レンズと1次元の撮像素子とを有する。またフォトセンサーは、例えば集光レンズとPD(Photo Diode)とを有する。   FIG. 14 shows an example of the configuration in the case where a camera 141 for capturing a marker graphic Q is incorporated into the three-dimensional model forming apparatus 50. As shown in FIG. The camera 141 has a photographing lens and an area sensor. The area sensor is a two-dimensional imaging device using a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS). The camera 141 is a typical example of a sign and figure photographing unit. However, the present invention is not limited to this. If a two-dimensional image, that is, two-dimensional light intensity data can be acquired, a configuration in which the line scanner is scanned in one direction to acquire a two-dimensional image Alternatively, a configuration may be used in which a two-dimensional image is acquired by scanning. The line scanner has, for example, a photographing lens and a one-dimensional imaging device. Further, the photosensor includes, for example, a condenser lens and a PD (Photo Diode).

本実施形態の標識図形Qの撮影では、造形層Lが積層方向からカメラ141で撮影され、標識図形Qの撮影画像が取得される。   In the photographing of the marker figure Q in the present embodiment, the modeling layer L is photographed by the camera 141 from the stacking direction, and a photographed image of the marker figure Q is acquired.

(a)は、ヘッド571の側方にカメラ141を取り付けた構成を示している。図の白抜き矢印の方向は、走査機構によるヘッド571の移動方向を示し、太い黒矢印の方向は、造形層Lの積層方向、すなわちヘッド571による造形剤Iの吐出方向を示している。   (A) shows a configuration in which the camera 141 is attached to the side of the head 571. The direction of the white arrow in the figure indicates the moving direction of the head 571 by the scanning mechanism, and the direction of the thick black arrow indicates the stacking direction of the shaping layer L, that is, the discharge direction of the forming agent I by the head 571.

UV光硬化性の造形剤Iを用いた立体造形装置50は、双方向造形による生産性向上を狙い、ヘッド571の両側に硬化手段572が備えられることがあるが、その一方の硬化手段572をカメラ141に置き換えることで構成すればよい。なお、双方向造形とは、造形ユニット570を、例えば左右の両方向に移動させながら造形を行う造形方法である。   The three-dimensional modeling apparatus 50 using the UV light-curable shaping agent I may be provided with curing means 572 on both sides of the head 571 for the purpose of improving productivity by two-way modeling. It may be configured by replacing with the camera 141. Note that two-way modeling is a modeling method in which modeling is performed while moving the modeling unit 570 in, for example, both left and right directions.

カメラ141による撮影は、標識図形Qが形成された後に行われ、得られた撮影画像から標識図形Qの変化が抽出される。   Photographing by the camera 141 is performed after the marker figure Q is formed, and a change in the marker figure Q is extracted from the obtained photographed image.

造形層Lにおいてカメラ141により撮影を行う箇所毎で、標識図形Qの重心の理想的な位置と崖の方向が予め把握され、撮影した標識図形Qの重心が理想的な位置からずれた量、及び方向が抽出される。すなわち標識図形Qの特徴値が抽出される。抽出結果に基づき、造形剤Iの垂れの発生有無が判断される。   The ideal position of the center of gravity of the marker figure Q and the direction of the cliff are grasped in advance for each location where the camera 141 shoots in the modeling layer L, and the amount by which the center of gravity of the marker figure Q photographed deviates from the ideal position; And directions are extracted. That is, the feature value of the marker figure Q is extracted. Based on the extraction result, it is determined whether or not dripping of the forming agent I occurs.

図8、及び上記では、造形層Lを形成し、造形層Lを硬化させる前に、造形層Lの上に標識図形Qを形成して、造形層Lと標識図形Qを硬化させた後に、標識図形Qを撮影する例を示したが、これに限定されない。例えば、造形層Lを形成し、造形層Lを硬化させる前に、造形層Lの上に標識図形Qを形成して、標識図形Qを撮影した後に、造形層Lと標識図形Qを硬化させてもよい。また造形層Lを形成し、造形層Lを硬化させた後に、造形層Lの上に標識図形Qを形成し、標識図形Qを硬化させた後に標識図形Qを撮影してもよい。或いは、造形層Lを形成し、造形層Lを硬化させた後に、造形層Lの上に標識図形Qを形成し、標識図形Qを撮影した後に標識図形Qを硬化させてもよい。   In FIG. 8 and above, before forming the shaping layer L and curing the shaping layer L, after forming the marking figure Q on the shaping layer L and curing the shaping layer L and the marking figure Q, Although the example which image | photographs the label | marker figure Q was shown, it is not limited to this. For example, before forming the shaping layer L and curing the shaping layer L, the marking figure Q is formed on the shaping layer L, and after the marking figure Q is photographed, the shaping layer L and the marking figure Q are cured. May be Alternatively, after forming the modeling layer L and curing the modeling layer L, the marking figure Q may be formed on the modeling layer L and the marking figure Q may be photographed after curing the marking figure Q. Alternatively, after the formation layer L is formed and the formation layer L is cured, the indication figure Q may be formed on the formation layer L, and after the indication figure Q is photographed, the indication figure Q may be cured.

(a)のように、ヘッド571の側方にカメラ141を設けることで、ヘッド571とカメラ141の相互の位置関係を維持したまま、両者を一体に移動させることができ、カメラ141の位置決めのための調整や処理を簡略化できるという効果が得られる。   By providing the camera 141 on the side of the head 571 as in (a), both can be moved integrally while maintaining the positional relationship between the head 571 and the camera 141, and positioning of the camera 141 can be performed. The effect of simplifying the adjustment and processing for the purpose is obtained.

(b)は、カメラ141が造形ユニット570に対し、独立して移動可能な構成の一例を示している。なお、造形ユニット570は、ヘッド571と、硬化手段572aと、硬化手段572bとを有している。硬化手段572aと硬化手段572bは、ヘッド571の両側に設けられている。図の白抜きの矢印は、造形ユニット570の移動方向を示し、太い黒矢印はカメラ141の移動方向を示している。造形ユニット570に対し、カメラ141を独立して移動させられるため、カメラ141による撮影位置を柔軟に変えて撮影することができる。   (B) shows an example of a configuration in which the camera 141 can move independently with respect to the modeling unit 570. The shaping unit 570 includes a head 571, a curing unit 572 a, and a curing unit 572 b. The curing means 572 a and the curing means 572 b are provided on both sides of the head 571. The white arrows in the figure indicate the moving direction of the modeling unit 570, and the thick black arrows indicate the moving direction of the camera 141. Since the camera 141 can be moved independently with respect to the modeling unit 570, the shooting position by the camera 141 can be flexibly changed for shooting.

例えば、造形ユニット570は、造形層Lの形成のために移動するが、カメラ141は、造形層Lの端部に留まり、端部に形成された標識図形Qの撮影を行うといった処理が可能になる。またヘッド571の両側に硬化手段572を設けることができるため、双方向造形による生産性向上を図ることが可能という効果も得られる。   For example, the modeling unit 570 moves to form the modeling layer L, but the camera 141 can be processed to stay at the end of the modeling layer L and capture the mark figure Q formed at the edge Become. Further, since the curing means 572 can be provided on both sides of the head 571, an effect that productivity can be improved by bidirectional modeling can be obtained.

(c)は、標識図形撮影部702を、ラインスキャナー142で構成した一例を示している。ラインスキャナー142は造形ユニット570とは独立して移動可能である。   (C) shows an example in which the marker figure photographing unit 702 is configured by the line scanner 142. The line scanner 142 is movable independently of the modeling unit 570.

白抜き矢印で示した方向にラインスキャナー142を移動させる必要がないため、ラインスキャナー142の白抜き矢印方向への移動に伴う誤差の発生を防ぎ、また位置決めのための調整や処理を簡略化することができる。また(b)と同様に、ヘッド571の両側に硬化手段を設けることができ、双方向造形による生産性向上を図ることが可能である。   Since it is not necessary to move the line scanner 142 in the direction indicated by the outlined arrow, the occurrence of an error associated with the movement of the line scanner 142 in the direction of the outlined arrow is prevented, and adjustment and processing for positioning are simplified. be able to. Further, as in the case of (b), curing means can be provided on both sides of the head 571 and productivity can be improved by bidirectional modeling.

次に、標識造形剤Mについて、図15を用いて詳細に説明する。なお、上述したように、本実施形態では、標識造形剤Mに、造形に用いられる造形剤Iと同様にUV光硬化性を有する造形剤を用いている。標識造形剤Mとして、UV光硬化性を有さない造形剤等を用いてもよいが、その場合、造形層Lとの密着性を確保するための洗浄工程等、追加の工程が必要になる。   Next, the marker-forming agent M will be described in detail with reference to FIG. In addition, as above-mentioned, in this embodiment, the shaping | molding agent which has UV photocurability similarly to the shaping | molding agent I used for shaping | molding is used for the label | marker shaping | molding agent M. FIG. As the labeled shaping agent M, a shaping agent having no UV light curing property may be used, but in that case, an additional step such as a cleaning step for securing the adhesion with the shaping layer L is required. .

図15は、標識造形剤Mに、黒色に着色された造形剤を用いた場合を示している。黒色の造形剤は、立体物の着色領域に用いる黒色の造形剤Iと同じものであってよい。黒色の造形剤は、赤外線を可視化する赤外線カメラで観察した場合に、他の色の造形剤、特にシアン、マゼンタ、又はイエロー等の基本色の造形剤と容易に区別が可能である。   FIG. 15 shows the case where a marking agent colored in black is used as the labeling agent M. The black shaping agent may be the same as the black shaping agent I used in the colored area of the three-dimensional object. The black shaping agent can be easily distinguished from other color shaping agents, especially those of basic colors such as cyan, magenta or yellow, when observed with an infrared camera that visualizes infrared rays.

図15において、(a)は、立体物121における造形層Lの上に、シアン色の造形剤Ic、イエロー色の造形剤Iy、及びマゼンタ色の造形剤Imと、また黒色の標識造形剤Mkを着弾させ、通常のカメラ、すなわち可視光用のカラーカメラ、又はモノクロカメラで、造形層Lを撮影したときの撮影画像を示している。何れの色の造形剤Iも明確に観察されるため、標識造形剤Mにより形成した標識図形のみを区別して抽出するのは容易ではない。   In FIG. 15, (a) shows a cyan color forming agent Ic, a yellow color forming agent Iy, a magenta color forming agent Im, and a black label forming agent Mk on the forming layer L of the three-dimensional object 121. And a photographed image when the modeling layer L is photographed by a normal camera, that is, a color camera for visible light, or a monochrome camera. Since the shaping agent I of any color is clearly observed, it is not easy to distinguish and extract only the labeled figure formed by the labeled shaping agent M.

(b)は、(a)と同様に各色の造形剤を着弾させた造形層Lを、赤外線カメラで撮影したときの撮影画像を示している。黒色は、他の色と比べ、赤外線の吸収量が大きいため、黒色の標識造形剤Mのみが、他の部分と比べて、より黒く撮像されている。従って黒色の標識造形剤Mにより形成した標識図形を、複雑な画像処理を行うことなく、簡単に特定することが可能になる。   Similarly to (a), (b) shows a photographed image when the modeling layer L on which the forming agent of each color is landed is photographed by an infrared camera. Since black color has a large amount of infrared absorption as compared with other colors, only the black marker-forming agent M is imaged more black than the other portions. Therefore, it is possible to easily identify the mark pattern formed by the black mark-forming agent M without performing complicated image processing.

造形層Lの端部には、表面層の着色のために、様々な色の造形剤が着弾するが、このような箇所でも容易に標識図形Qのみを他と区別して特定することができる。   At the end of the forming layer L, forming agents of various colors land for coloring of the surface layer, but even in such a place, it is possible to easily distinguish and distinguish only the mark figure Q from the others.

また造形層Lの内部、すなわち表面から遠ざかる方向にある領域を形成する造形剤Iには、白色や薄い灰色や透明等の造形剤が用いられることが多いが、このような造形剤Iに対しても、黒色の標識造形剤Mによる標識図形Qは、容易に区別して特定される。   In addition, a white, light gray, transparent, etc. forming agent is often used as the forming agent I for forming an area in the direction away from the surface inside the forming layer L, to such a forming agent I Even, the marking figure Q by the black marking and shaping agent M is easily distinguished and specified.

但し、造形層Lにおいて、黒色で着色したい箇所がある場合、この箇所は赤外線カメラを用いても黒色の標識造形剤Mにより形成した標識図形と同様に観察されてしまうため、標識図形Qのみを区別して特定することが難しくなる。そのため、本実施形態では、このような黒色で着色したい箇所には、黒色の造形剤Iを使用せず、シアン色と、イエロー色と、マゼンタ色の造形剤Iを着弾させ、3色を混色させる。これにより所謂コンポジットブラックとして、黒色の造形剤Iを用いずに黒色を表現する。黒色の造形剤Iを用いないため、赤外線カメラで観察したときに、黒色の標識造形剤Mによる黒と、造形剤Iによるコンポジットブラックの黒とを区別することが可能となる。   However, if there is a portion that is desired to be colored in black in the modeling layer L, this portion is observed in the same manner as the labeled figure formed by the black labeled shaping agent M even using an infrared camera. It becomes difficult to distinguish and identify. For this reason, in the present embodiment, the forming agent I of black is not used at places where it is desired to be colored in black, and the forming agents I of cyan, yellow and magenta are landed to mix three colors. Let Thereby, black is expressed as so-called composite black without using the black forming agent I. Since the black shaping agent I is not used, it is possible to distinguish between the black by the black labeled shaping agent M and the black of the composite black by the shaping agent I when observed with an infrared camera.

なお、標識図形Qとの区別が目的であるため、造形層Lにおける全ての黒色をコンポジットブラックで表現する必要はなく、標識図形Qと重なる箇所のみに適用すればよい。   In addition, since it is the purpose of distinction with the marker figure Q, it is not necessary to express all the blacks in the modeling layer L with composite black, and it may be applied only to the part overlapping with the marker figure Q.

また、標識造形剤Mの色に関し、上記では黒色の例を示したが、これに限られない。標識図形Qを形成する造形層Lの色に対して補色の関係にある色に着色された造形剤を用いてもよい。例えば赤色の造形層Lに対して、補色の関係にある緑色の標識造形剤Mを用いればよい。このようにすることで、造形層Lに対して標識造形剤Mを目立たせることができ、標識図形Qの特徴値の抽出がし易くなる。   Moreover, although the example of black was shown above regarding the color of the label | marker forming agent M, it is not restricted to this. You may use the modeling agent colored in the color which has a complementary color relation with respect to the color of the modeling layer L which forms the mark figure Q. FIG. For example, with respect to the red shaped layer L, a green labeled shaped forming agent M having a complementary color relationship may be used. By doing so, the marker forming agent M can be made to stand out with respect to the modeling layer L, and extraction of the feature value of the marker figure Q becomes easy.

さらに、標識造形剤Mの色を、標識図形Qを形成する造形層Lの色に対し、色相角度上で最も離れた色としてもよい。色相角度上で最も離れた色とは、例えば20色の色相環を、18度ずつ色を変えて作った場合、0度の位置にある色に対し、180度の位置にある色や、36度の位置にある色に対し、216度の位置にある色等、最も離れた位置にある関係の色をいう。標識図形Qを形成する造形層Lの色が、色相環において0度の位置にある色であれば、標識造形剤Mの色を、色相環において180度離れた位置にある色とすればよい。このようにすることで、造形層Lに対して標識造形剤Mを目立たせることができ、標識図形Qの特徴値の抽出がし易くなる。   Furthermore, the color of the marker and forming agent M may be the color that is most distant on the hue angle with respect to the color of the modeling layer L that forms the marker figure Q. The farthest color on the hue angle is, for example, a color located at 180 degrees with respect to a color located at 0 degrees, or a color located at 0 degrees, when 20 hue rings are made by changing the colors by 18 degrees. For colors in degrees, it refers to colors in the farthest relationship, such as colors at 216 degrees. If the color of the shaping layer L forming the marking figure Q is a color at the 0 degree position in the hue circle, the color of the marking formation agent M may be a color at a position 180 degrees apart in the hue circle . By doing so, the marker forming agent M can be made to stand out with respect to the modeling layer L, and extraction of the feature value of the marker figure Q becomes easy.

次に、標識図形Qの特徴値に基づき、造形剤Iの垂れが発生したと判断された場合に、立体物の形状誤差が生じることを防止するために、造形条件を変更する方法の一例を、図16を参照して説明する。   Next, based on the feature value of the labeled figure Q, when it is judged that the sagging of the forming agent I has occurred, an example of a method of changing the forming conditions in order to prevent the shape error of the three-dimensional object This will be described with reference to FIG.

図16は、硬化手段572からのUV光で造形層Lを硬化させるための条件を変更する例を示している。(a)と(b)とで2つの例を示している。(a)、及び(b)において、図の左側に一点鎖線で示した矢印は、時間の経過を表している。また白抜きの矢印は、ヘッド571と、硬化手段572とを有する造形ユニット570が移動する方向を示している。   FIG. 16 shows an example of changing the conditions for curing the shaping layer L by the UV light from the curing means 572. Two examples are shown in (a) and (b). In (a) and (b), the arrow shown by the dashed dotted line on the left side of the figure represents the passage of time. The white arrows indicate the direction in which the modeling unit 570 having the head 571 and the curing means 572 moves.

図16において、硬化手段572を、572c〜572kとして示したが、これは、造形ユニット570が白抜きの矢印の方向に移動することに伴い、硬化手段572の白抜きの矢印の方向おける位置が異なっていることを表している。また斜線のハッチングを施した硬化手段572d、及び572eは、UV光の照射を行っていない、すなわち硬化手段572が消灯していることを表している。一方、硬化手段572h、572j、及び572kでは、これらの図の下の黒の矢印を太く示したが、これは、強度の強いUV光を照射していることを表している。上記より他の硬化手段572c、572f、572g、及び572iは、強度が強くないUV光を照射していることを表している。   In FIG. 16, the curing means 572 is shown as 572c to 572k, but as the shaping unit 570 moves in the direction of the white arrow, the position of the white arrow of the curing means 572 is in the direction of It indicates that they are different. Further, curing means 572 d and 572 e hatched with hatching indicate that the UV light is not irradiated, that is, the curing means 572 is extinguished. On the other hand, in the curing means 572h, 572j, and 572k, the black arrows at the bottom of these figures are shown thick, which indicates that the UV light with high intensity is irradiated. From the above, other curing means 572c, 572f, 572g, and 572i indicate that UV light having a low intensity is irradiated.

また造形剤の吐出された滴、及び着弾滴において、薄い灰色で示したものは未硬化の状態であることを示している。一方濃い灰色で示したものは、硬化した状態であることを示している。   Further, among the ejected droplets of the forming agent and the impacted droplets, those shown in light gray indicate that they are in an uncured state. On the other hand, those shown in dark gray indicate that they are in a cured state.

(a)では、時間の経過に沿って上段、中段、及び下段に、3つのタイミングでの造形層の状態を示している。上段に示したタイミングでは、造形ユニット570は、白抜きの矢印の方向に移動しながら、積層方向で最も上にある造形層161の上に、造形剤Iの滴162を吐出している。造形ユニット570が通過した後の箇所には、着弾滴163が未硬化の状態で存在している。   In (a), the state of the shaping layer at three timings is shown in the upper, middle and lower stages along with the passage of time. At the timing shown in the upper stage, the shaping unit 570 discharges the droplet 162 of the shaping agent I onto the topmost shaping layer 161 in the stacking direction while moving in the direction of the white arrow. The impacted droplets 163 are present in an uncured state at a location after the formation unit 570 has passed.

ここで、造形層161が形成された後、造形層161の端部に標識図形Qが形成され、標識図形Qの特徴値に基づき、造形剤Iの垂れが発生したと判断された場合に、造形層161の上に造形剤Iを着弾させ、造形層を形成する場合を説明する。造形層161において、造形剤Iの垂れが発生したと判断された箇所は、図において着弾滴163aが着弾している箇所である。   Here, after the shaping layer 161 is formed, the marking figure Q is formed at the end of the shaping layer 161, and it is determined that the sagging of the shaping agent I has occurred based on the feature value of the marking figure Q: The case where the forming agent I is made to land on the forming layer 161 to form the forming layer will be described. In the shaping layer 161, the portion where it is determined that the dripping of the forming agent I has occurred is the portion where the landing droplet 163a has landed in the figure.

造形層161の上の造形層の形成において、着弾滴163aに対しては、着弾後、硬化手段572cは、着弾滴163aを硬化させるためにUV光を照射する。但し、この場合は完全に硬化させるまで照射は行わず、造形剤Iの垂れを抑制できる程度でのプレ硬化である。例えば、造形層Lを硬化させる場合のUV光の強度の半分程度である。164で示した範囲は、プレ硬化が行われる範囲を示している。   In the formation of the shaping layer on the shaping layer 161, the curing means 572c irradiates the landing droplet 163a with UV light to cure the landing droplet 163a after landing. However, in this case, irradiation is not performed until it is completely cured, and it is pre-curing to such an extent that sag of the forming agent I can be suppressed. For example, it is about half of the intensity of the UV light in the case of curing the shaping layer L. The range indicated by 164 indicates the range in which pre-curing is performed.

プレ硬化が終了したら、造形ユニット570は、白抜きの矢印の方向に移動し、次の箇所で造形剤Iの吐出を行う。造形層161の端部以外では、造形剤Iの垂れが発生したと判断されていないため、硬化手段572によるUV光の照射は行われない。すなわち、プレ硬化は行われない。165で示した範囲は、プレ硬化が行われない範囲を示している。   When pre-curing is completed, the shaping unit 570 moves in the direction of the white arrow and discharges the shaping agent I at the next location. Since it is not determined that the sagging of the forming agent I has occurred except at the end of the forming layer 161, the irradiation of the UV light by the curing means 572 is not performed. That is, no pre-curing is performed. The range shown by 165 shows the range where pre-curing is not performed.

中段に示したタイミングでは、未硬化の状態にある着弾滴のレベリングが行われている様子を示している。下段に示したタイミングでは、造形層全体において、硬化手段572によりUV光の照射が行われ、造形層が硬化されている。この段階での硬化は、本来行われる硬化という意味での本硬化である。   The timing shown in the middle shows how the leveling of the landed droplets in the uncured state is performed. At the timing shown in the lower part, irradiation of UV light is performed by the curing unit 572 on the entire modeling layer, and the modeling layer is cured. The curing at this stage is the main curing in the sense of the curing that is originally performed.

以上説明したように、(a)では、造形層161において、造形剤Iの垂れが発生したと判断され、形状誤差が生じる可能性がある箇所では、その箇所のみに他に先立って硬化手段572からUV光を照射し、プレ硬化させる。一方で他の箇所には光を照射せず、未硬化の状態でレベリングが行われるようにする。レベリングが終わったタイミングで、層全体に、硬化手段572からUV光を照射して、層全体を硬化させる。プレ硬化させた箇所が堤防の役割をなすため、これにより、造形剤Iの垂れにより立体物の形状誤差が生じることを、防止することができる。   As described above, in (a), it is determined that sagging of the forming agent I has occurred in the shaping layer 161, and in places where there is a possibility that a shape error may occur, the curing means 572 is preceded only in those places. It is irradiated with UV light and pre-cured. On the other hand, light is not irradiated to other places, and leveling is performed in an uncured state. When the leveling is completed, the entire layer is irradiated with UV light from the curing means 572 to cure the entire layer. Since the pre-hardened part plays a role of the dike, this can prevent the shape error of the three-dimensional object due to the sag of the forming agent I.

造形剤Iの垂れが発生したという判断は、特徴値抽出部703により抽出された標識図形Qの特徴値に基づき、造形条件変更部704が行っている。   The determination that the sagging of the forming agent I has occurred is made by the forming condition changing unit 704 based on the feature value of the labeled figure Q extracted by the feature value extracting unit 703.

立体造形装置50は、造形層161上で、通常は、造形剤Iを着弾させ、レベリングさせた後、UV光を照射して造形層を硬化させている。このような造形工程は「所定の造形条件」の一例である。   The three-dimensional model forming apparatus 50 normally causes the modeling agent I to land and level on the modeling layer 161, and then irradiates UV light to cure the modeling layer. Such a formation process is an example of "predetermined formation conditions".

これに対し、造形条件変更部704は、造形剤Iの垂れが発生したと判断した場合は、造形条件を変更する。つまり造形剤Iの垂れが発生したと判断された箇所では、本硬化に対して強度を落としたUV光で、プレ硬化が行われるように造形工程、すなわち造形条件を変更する。このような変更は「造形条件の変更」の一例である。   On the other hand, when it is determined that the dripping of the modeling agent I has occurred, the modeling condition changing unit 704 changes the modeling condition. That is, in the portion where it is determined that the sagging of the forming agent I has occurred, the shaping process, that is, the shaping condition is changed so that the pre-curing is performed by the UV light whose strength is lowered to the main curing. Such a change is an example of the “change of the forming condition”.

一方で、造形条件変更部704は、造形剤Iの垂れが発生していないと判断した場合は、造形条件を変更しない。或いは造形条件が変更されている場合は、造形剤Iの垂れが発生したと判断された箇所の造形条件を元に戻す。つまり変更されていない状態に戻す。   On the other hand, when it is determined that the dripping of the modeling agent I has not occurred, the modeling condition changing unit 704 does not change the modeling condition. Alternatively, when the shaping condition is changed, the shaping condition of the portion where it is determined that the dripping of the shaping agent I has occurred is returned to the original. In other words, it returns to the state not changed.

次に(b)を説明する。(a)と同様の部分は説明を省略する。   Next, (b) will be described. The same parts as (a) will not be described.

(a)と同様に、造形層161において、着弾滴163aの箇所で、造形剤Iの垂れが発生したと判断された場合に、造形層161の上に造形剤Iを着弾させ、造形層を形成する場合を説明する。   Similarly to (a), when it is determined that dripping of the forming agent I occurs at the location of the landing droplet 163a in the forming layer 161, the forming agent I is allowed to land on the forming layer 161, and the forming layer is formed. The case of forming will be described.

造形層161の上の造形層の形成において、着弾滴163aに対しては、着弾後、硬化手段572hは、着弾滴163aを硬化させるためにUV光を照射する。この場合は、(a)と異なり、着弾滴163aを完全に硬化させる本硬化である。166で示した範囲は、局所的に本硬化が行われる範囲を示している。   In the formation of the shaping layer on the shaping layer 161, the curing means 572h irradiates the landing droplet 163a with UV light to cure the landing droplet 163a after landing. In this case, unlike (a), this is main curing which completely cures the landed droplet 163a. The range indicated by 166 shows the range where the main curing is performed locally.

局所的な本硬化が終了したら、造形ユニット570は、白抜きの矢印の方向に移動し、次の箇所で造形剤Iの吐出を行う。造形層161の端部では、硬化手段572により、造形剤Iを仮に硬化させる程度のプレ硬化を行う。プレ硬化は、本硬化より強度の低いUV光により行う。167で示した範囲は、プレ硬化が行われる範囲を示している。   When the local main curing is finished, the shaping unit 570 moves in the direction of the white arrow and discharges the shaping agent I at the next place. At the end of the shaping layer 161, the curing means 572 performs pre-curing to an extent that the shaping agent I is temporarily cured. Pre-curing is performed by UV light of lower strength than main curing. The range indicated by 167 indicates the range in which pre-curing is performed.

中段に示したタイミングでは、プレ硬化の状態の着弾滴のレベリングが行われている。下段に示したタイミングでは、造形層全体において、硬化手段572によりUV光の照射が行われ、造形層の本硬化が行われている。   At the timing shown in the middle, leveling of the landed droplets in the pre-cured state is performed. At the timing shown in the lower part, irradiation of UV light is performed by the curing means 572 on the entire modeling layer, and main curing of the modeling layer is performed.

以上説明したように、(b)では、造形層161において、造形剤Iの垂れが発生したと判断され、形状誤差が生じる可能性がある箇所では、他の箇所に先立って硬化手段572からUV光を照射し、先に本硬化させている。一方で、他の箇所ではプレ硬化を行い、プレ硬化の状態でレベリングを行わせる。レベリングが終わったタイミングで、層全体に、硬化手段572からUV光を照射して、層全体を本硬化させる。硬化させた箇所が堤防の役割をなすため、これにより、造形剤Iの垂れにより立体物の形状誤差が生じることを、防止することができる。   As described above, in (b), it is judged that the sagging of the forming agent I has occurred in the forming layer 161, and the UV from the curing means 572 is made prior to other places where there is a possibility that a shape error may occur. It is irradiated with light and is cured first. On the other hand, pre-curing is performed in the other places, and leveling is performed in the pre-curing state. When the leveling is completed, the entire layer is irradiated with UV light from the curing means 572 to fully cure the entire layer. Since the hardened part plays a role of the dike, this can prevent the shape error of the three-dimensional object due to the dripping of the forming agent I.

(b)では、立体造形装置50は、造形層161上で、通常は、造形剤Iを着弾させ、UV光を照射して造形層をプレ硬化させた後、レベリングさせている。このような造形工程は「所定の造形条件」の一例である。   In (b), the three-dimensional structure forming apparatus 50 causes the forming agent I to land normally on the forming layer 161, irradiates UV light to pre-cure the forming layer, and then performs leveling. Such a formation process is an example of "predetermined formation conditions".

これに対し、造形条件変更部704は、造形剤Iの垂れが発生したと判断した場合は、造形条件を変更する。つまり造形剤Iの垂れが発生したと判断された箇所では、UV光が照射され、本硬化が行われるように造形工程、すなわち造形条件を変更する。このような変更は「造形条件の変更」の一例である。   On the other hand, when it is determined that the dripping of the modeling agent I has occurred, the modeling condition changing unit 704 changes the modeling condition. That is, at a place where it is determined that the sagging of the forming agent I has occurred, the UV light is irradiated, and the forming process, that is, the forming condition is changed so that the main curing is performed. Such a change is an example of the “change of the forming condition”.

一方で、造形条件変更部704は、造形剤Iの垂れが発生していないと判断した場合は、造形条件を変更しない。或いは造形条件が変更されている場合は、造形剤Iの垂れが発生したと判断された箇所の造形条件を元に戻す。つまり変更されていない状態に戻す。   On the other hand, when it is determined that the dripping of the modeling agent I has not occurred, the modeling condition changing unit 704 does not change the modeling condition. Alternatively, when the shaping condition is changed, the shaping condition of the portion where it is determined that the dripping of the shaping agent I has occurred is returned to the original. In other words, it returns to the state not changed.

なお、本実施形態の造形方法は、立体造形装置で実行されるプログラムとして、立体造形装置に適用することが可能であり、またプログラムが実行する処理の一部、又は全部を実現可能な電子回路等のハードウェアとして、立体造形装置に適用することも可能である。   In addition, the modeling method of this embodiment can be applied to a three-dimensional modeling apparatus as a program executed by a three-dimensional modeling apparatus, and an electronic circuit capable of realizing part or all of processing executed by the program It is also possible to apply to a three-dimensional modeling apparatus as hardware, etc.

[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態の立体造形装置の一例を、図17を参照して説明する。なお、第2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
Second Embodiment
Next, an example of the three-dimensional model | molding apparatus of 2nd Embodiment is demonstrated with reference to FIG. In the second embodiment, the description of the same components as those in the embodiments already described may be omitted.

第2の実施形態では、標識図形Qの形成のために、メタリック発色特性を有する色に着色された標識造形剤Mを用いることにしている。図17を参照して説明する。なお、メタリック発色特性を有する色は、以降では単にメタリック色と呼ぶ。   In the second embodiment, for the formation of the labeled figure Q, the labeled formatter M colored in a color having metallic coloring characteristics is used. This will be described with reference to FIG. In addition, the color which has a metallic color development characteristic is only called metallic color henceforth.

図17において、(a)は、立体物121における造形層Lの上に、シアン色の造形剤Ic、イエロー色の造形剤Iy、マゼンタ色の造形剤Im、及び黒色の造形剤Ikとメタリック色の標識造形剤Mmetを着弾させた様子を示している。   In FIG. 17, (a) shows a cyan color forming agent Ic, a yellow color forming agent Iy, a magenta color forming agent Im, and a black color forming agent Ik and metallic color on the forming layer L in the three-dimensional object 121 It shows a state in which the marker forming agent Mmet is made to land.

メタリック色の造形剤は、他の色の造形剤と比較して反射率が非常に高いという特性がある。そのため例えば、(b)に示したように、造形層Lに対して垂直に近い方向から光源171から撮影用の光を照明し、垂直に近い方向からカメラで観察すると、メタリック色の造形剤のみが他の造形剤と比較して明るく観察される。つまり照明光に対し、メタリック色の造形剤からの反射光は、正反射光の比率が大きいため明るく観察され、他の色の造形剤からの反射光は正反射光の比率が小さい、すなわち拡散反射光の比率が大きいため、暗く観察される。   The metallic color forming agent is characterized by having a very high reflectance as compared with other color forming agents. Therefore, for example, as shown in (b), when light for photographing is illuminated from the light source 171 from a direction close to perpendicular to the modeling layer L and observed with a camera from a direction close to perpendicular, only the forming agent of metallic color Are brighter than other shaping agents. That is, the reflected light from the metallic color forming agent to the illumination light is observed bright because the ratio of the specularly reflected light is large, and the reflected light from other color forming agents is small in the ratio of the specularly reflected light, that is, diffused It is observed dark because the ratio of reflected light is large.

従って、例えば明るさの閾値を設けることで、メタリック色の標識造形剤Mにより形成した標識図形Qを他と容易に区別して特定することが可能となる。   Therefore, for example, by providing a threshold value of brightness, it is possible to easily distinguish and distinguish the mark figure Q formed by the mark-forming agent M of metallic color from others.

なお、メタリック色の標識造形剤Mを用いる場合は、標識図形Qの上に他の色の造形剤Iが着弾して、標識図形Qでの光の反射が阻害されることがないように、各造形層の造形において、メタリック色の標識造形剤Mは、最後に着弾させる、つまり他の色の造形剤Iの上に着弾させて、標識図形Qを作成する必要がある。   In addition, when using the marker shaping agent M of a metallic color, the shaping agent I of another color lands on the marker figure Q so that reflection of light in the marker figure Q is not inhibited. In the formation of each shaping layer, it is necessary to make the marker figure Q to be formed by causing the metallic marker forming agent M to finally land, that is, to land on the forming agents I of other colors.

また撮影用の光は、白色光等、任意の波長の可視光であってよい。   Moreover, the light for imaging | photography may be visible light of arbitrary wavelengths, such as white light.

さらに上記では、造形層Lに対して垂直に近い方向から撮影用の光を照明し、垂直に近い方向からカメラで観察する例を示したが、これに限られない。照明光に対するメタリック色の標識造形剤Mからの正反射光を受光できる方向からカメラで観察すればよい。例えば+45度の方向からメタリック色の標識造形剤Mに光を照明した場合は、−45度の方向からカメラで観察すればよい。   Furthermore, although the example which illuminates the light for imaging | photography from a direction close | similar to perpendicular | vertical with respect to the modeling layer L and observes with a camera from a direction close | similar to perpendicular | vertical above was shown above, it is not restricted to this. It may be observed with a camera from a direction in which specular reflection light from the metallic marking and shaping agent M with respect to illumination light can be received. For example, in the case where light is illuminated on the metallic tag-forming agent M from the direction of +45 degrees, it may be observed by the camera from the direction of -45 degrees.

[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態の立体造形装置の一例を、図18を参照して説明する。なお、第1〜2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
Third Embodiment
Next, an example of the three-dimensional model | molding apparatus of 3rd Embodiment is demonstrated with reference to FIG. In the first and second embodiments, the description of the same components as those in the embodiments already described may be omitted.

第3の実施形態では、標識図形Qの特徴値に基づき、造形剤Iの垂れが発生したと判断された場合に、立体物の形状誤差が生じることを防止するために、造形条件を変更する方法の一例として、造形剤Iによる着弾滴の位置を変更することにしている。図18を参照して説明する。   In the third embodiment, the shaping conditions are changed in order to prevent the occurrence of a shape error of the three-dimensional object when it is determined that the sagging of the forming agent I has occurred based on the feature value of the labeled figure Q. As an example of the method, the position of the landing drop by the forming agent I is changed. This will be described with reference to FIG.

図18において、(a)は、造形層161の端部で、本来、造形剤Iの滴を着弾させる位置を示している。(b)は、造形剤Iの垂れが発生したと判断した場合に、造形層161の端部で、立体造形装置50による解像度の半分に該当する距離だけ、滴の着弾位置をずらすことを示している。(c)は、造形剤Iの垂れが発生したと判断した場合に、造形層161の端部で、着弾させる滴を1滴だけ間引くことを示している。   In FIG. 18, (a) shows the position at which the droplet of the forming agent I is to be landed at the end of the forming layer 161. (B) shows that when it is determined that the sagging of the forming agent I has occurred, the impact position of the droplet is shifted at the end of the forming layer 161 by a distance corresponding to half of the resolution by the three-dimensional structure forming apparatus 50 ing. (C) shows that when it is determined that the sagging of the forming agent I has occurred, only one drop is made to drop at the end of the forming layer 161.

図18の(b)、及び(c)において、図の左側に一点鎖線で示した矢印は、時間の経過を表している。また白抜きの矢印は、ヘッド571と、硬化手段572とを有する造形ユニット570が移動する方向を示している。   In (b) and (c) of FIG. 18, an arrow indicated by an alternate long and short dash line on the left side of the figure indicates the passage of time. The white arrows indicate the direction in which the modeling unit 570 having the head 571 and the curing means 572 moves.

吐出された造形剤Iによる滴、及び着弾滴において、薄い灰色で示したものは未硬化の状態であることを示している。一方濃い灰色で示したものは、硬化した状態であることを示している。   In the discharged drops of forming agent I and the impacted drops, those shown in light gray indicate that they are in the uncured state. On the other hand, those shown in dark gray indicate that they are in a cured state.

(b)では、時間の経過に沿って上段、中段、及び下段に、3つのタイミングでの造形層の状態を示している。上段に示したタイミングでは、造形層161の上に、滴162が吐出され、着弾滴163が未硬化の状態で存在している。   In (b), the state of the shaping layer at three timings is shown in the upper, middle and lower stages along with the passage of time. At the timing shown in the upper part, the droplet 162 is discharged on the shaping layer 161, and the landed droplet 163 exists in an uncured state.

ここで、造形層161が形成された後、造形層161の端部に標識図形Qが形成され、標識図形Qの特徴値に基づき、造形剤Iの垂れが発生したと判断された場合に、造形層161の上に造形剤Iを着弾させ、造形層を形成する場合を説明する。造形層161において、造形剤Iの垂れが発生したと判断された箇所は、(a)に示した着弾滴184が着弾する箇所である。   Here, after the shaping layer 161 is formed, the marking figure Q is formed at the end of the shaping layer 161, and it is determined that the sagging of the shaping agent I has occurred based on the feature value of the marking figure Q: The case where the forming agent I is made to land on the forming layer 161 to form the forming layer will be described. In the shaping layer 161, the place where it is judged that the dripping of the forming agent I has occurred is the place where the landing droplet 184 shown in (a) lands.

造形層161の上の造形層の形成において、本来、着弾滴184が着弾すべき箇所では、着弾させる滴の位置を、立体造形装置50の解像度の半分に該当する距離だけ、本来の位置から、端部から遠ざかるようにずらすことにしている。(b)における185は、立体造形装置50の解像度に該当する距離を表しており、186は、立体造形装置50の解像度の半分に該当する距離を表している。   In the formation of the formation layer on the formation layer 161, the position of the drop to be landed is originally from the original position by a distance corresponding to half of the resolution of the three-dimensional formation device 50 at the location where the landed droplet 184 should land. It is supposed to be shifted away from the end. In (b), 185 represents a distance corresponding to the resolution of the three-dimensional modeling apparatus 50, and 186 represents a distance corresponding to half the resolution of the three-dimensional modeling apparatus 50.

中段に示したタイミングでは、未硬化の状態の着弾滴のレベリングが行われている様子を示している。下段に示したタイミングでは、造形層全体において、硬化手段572によりUV光の照射が行われ、造形層が完全に硬化される。   At the timing shown in the middle part, it is shown that the leveling of the landed droplets in the uncured state is being performed. At the timing shown in the lower part, irradiation of UV light is performed by the curing means 572 on the entire modeling layer, and the modeling layer is completely cured.

以上説明したように、(b)では、造形層において、造形剤Iの垂れが発生したと判断された箇所では、着弾滴の位置を立体造形装置50の解像度の半分に該当する距離だけ、本来の位置から端部から遠ざかる方向にずらす。造形剤Iの垂れに起因して形状誤差が発生する可能性がある箇所で、造形剤Iの濡れ広がる範囲が端部から遠ざかるため、これにより、造形剤Iの垂れに起因して立体物の形状誤差が生じることを防止することができる。   As described above, in (b), at the location where it is determined that the dripping of the forming agent I has occurred in the forming layer, the position of the landed droplet is originally a distance corresponding to half of the resolution of the three-dimensional forming device 50 Shift in the direction away from the end from the position of. At the point where shape error may occur due to the sagging of the forming agent I, the range over which the forming agent I wets spreads away from the end, thereby causing the sagging of the forming agent I to occur. It is possible to prevent the occurrence of shape errors.

造形剤Iの垂れが発生したという判断は、特徴値抽出部703により抽出された標識図形Qの特徴値に基づき、造形条件変更部704が行っている。   The determination that the sagging of the forming agent I has occurred is made by the forming condition changing unit 704 based on the feature value of the labeled figure Q extracted by the feature value extracting unit 703.

立体造形装置50は、造形層161上で、通常、立体造形装置50の解像度の間隔で造形剤Iを着弾させ、レベリングさせた後、UV光を照射して造形層を硬化させている。このような造形工程は「所定の造形条件」の一例である。   The three-dimensional modeling apparatus 50 causes the modeling agent I to land and level on the modeling layer 161 normally at an interval of the resolution of the three-dimensional modeling apparatus 50, and then irradiates UV light to cure the modeling layer. Such a formation process is an example of "predetermined formation conditions".

これに対し、造形条件変更部704は、造形剤Iの垂れが発生したと判断した箇所では、着弾滴の位置が、立体造形装置50の解像度の半分に該当する距離だけ、端部から遠ざかるように、造形条件を変更する。このような変更は「造形条件の変更」の一例である。   On the other hand, at the location where it is determined that the shaping agent I has dripped, the modeling condition changing unit 704 moves the position of the landed droplet away from the end by a distance corresponding to half the resolution of the three-dimensional modeling device 50 To change the modeling conditions. Such a change is an example of the “change of the forming condition”.

一方で、造形条件変更部704は、造形剤Iの垂れが発生していないと判断した場合は、造形条件を変更しない。或いは造形条件が変更されている場合は、造形剤Iの垂れが発生したと判断された箇所の造形条件を元に戻す。つまり変更されていない状態に戻す。   On the other hand, when it is determined that the dripping of the modeling agent I has not occurred, the modeling condition changing unit 704 does not change the modeling condition. Alternatively, when the shaping condition is changed, the shaping condition of the portion where it is determined that the dripping of the shaping agent I has occurred is returned to the original. In other words, it returns to the state not changed.

次に(c)を説明するが、(b)と同様の部分は説明を省略する。   Next, (c) will be described, but the same parts as (b) will not be described.

(b)と同様に造形層161の端部で、造形剤Iの垂れが発生したと判断された場合、造形層161の上に形成する造形層の端部では、着弾滴を1滴分だけ間引くことにしている。(c)において、点線で示した187は、着弾的が1滴分だけ間引かれた様子を表している。但し、間引くだけでは、造形層161の上の造形層を形成する造形剤Iの量が減ってしまう為、不足分を補うための滴を吐出し、間引かれた滴の内側、すなわち端部から遠ざかる位置に着弾させている。188は、不足分を補うための着弾滴を示しており、他の着弾滴より造形剤Iの量が多い着弾滴になっている。   Similarly to (b), when it is determined that the sagging of the forming agent I occurs at the end of the forming layer 161, the end of the forming layer formed on the forming layer 161 is equivalent to one drop of impacted droplets It is decided to thin out. In (c), a dotted line 187 indicates that the landing target has been thinned by one drop. However, since the amount of the forming agent I forming the shaping layer on the shaping layer 161 is reduced only by thinning, the droplet for compensating for the shortage is discharged, and the inside of the thinned drop, that is, the end portion It is landed at a position away from. Reference numeral 188 denotes a landed droplet for compensating for the shortage, which is a landed droplet in which the amount of the forming agent I is larger than that of the other landed droplets.

中段に示したタイミングでは、未硬化の状態の着弾滴のレベリングが行われている。下段に示したタイミングでは、造形層全体において、硬化手段572により光の照射が行われ、造形層が完全に硬化される。   At the timing shown in the middle, leveling of the landed droplets in the uncured state is performed. At the timing shown in the lower part, irradiation of light is performed by the curing means 572 over the entire modeling layer, and the modeling layer is completely cured.

以上説明したように、(c)では、造形層において、造形剤Iの垂れが発生したと判断された端部では、着弾させる滴を、1滴分だけ間引く。造形剤Iの垂れに起因して形状誤差が発生する可能性がある箇所で、造形剤Iの量が減らされるため、これにより、造形剤Iの垂れに起因して立体物の形状誤差が生じることを防止することができる。   As described above, in (c), at the end where it is determined that the dripping of the forming agent I has occurred in the forming layer, the droplets to be landed are thinned by one drop. Since the amount of the forming agent I is reduced where the shape error may occur due to the sagging of the forming agent I, this causes the shape error of the three-dimensional object due to the sagging of the forming agent I Can be prevented.

造形剤Iの垂れが発生したという判断は、特徴値抽出部703により抽出された標識図形Qの特徴値に基づき、造形条件変更部704が行っている。   The determination that the sagging of the forming agent I has occurred is made by the forming condition changing unit 704 based on the feature value of the labeled figure Q extracted by the feature value extracting unit 703.

立体造形装置50は、造形層161上で、通常は、立体造形装置50の解像度の間隔で造形剤Iを着弾させ、レベリングさせた後、UV光を照射して造形層を硬化させている。このような造形工程は「所定の造形条件」の一例である。   The three-dimensional modeling apparatus 50 causes the modeling agent I to land and level on the modeling layer 161 normally at intervals of the resolution of the three-dimensional modeling apparatus 50, and then irradiates UV light to cure the modeling layer. Such a formation process is an example of "predetermined formation conditions".

これに対し、造形条件変更部704は、造形剤Iの垂れが発生したと判断した箇所では、着弾滴が1滴分だけ間引かれるように、造形条件を変更する。このような変更は「造形条件の変更」の一例である。   On the other hand, the shaping condition changing unit 704 changes the shaping condition so that the landed droplets are thinned by one drop at the portion where it is determined that the dripping of the shaping agent I has occurred. Such a change is an example of the “change of the forming condition”.

一方で、造形条件変更部704は、造形剤Iの垂れが発生していないと判断した場合は、造形条件を変更しない。或いは造形条件が変更されている場合は、造形剤Iの垂れが発生したと判断された箇所の造形条件を元に戻す。つまり変更されていない状態に戻す。   On the other hand, when it is determined that the dripping of the modeling agent I has not occurred, the modeling condition changing unit 704 does not change the modeling condition. Alternatively, when the shaping condition is changed, the shaping condition of the portion where it is determined that the dripping of the shaping agent I has occurred is returned to the original. In other words, it returns to the state not changed.

以上、実施形態に係る立体造形装置、立体造形方法、及びプログラムについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。   The three-dimensional modeling apparatus, the three-dimensional modeling method, and the program according to the embodiment have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements are possible within the scope of the present invention .

50 立体造形装置
63 立体データ
121 立体物
141 カメラ(標識図形撮影部の一例)
142 ラインスキャナー(標識図形撮影部の一例)
570 造形ユニット
571 ヘッド
572 硬化手段
593 キャリッジ
595 造形ステージ
700 標識図形形成箇所決定部
701 標識図形形成部
702 標識図形撮影部
703 特徴値抽出部
704 造形条件変更部
705 立体データ取得部
706 平面データ生成部
707 造形制御部
708 標識造形剤吐出部
709 標識造形剤硬化部
710 機構部
711 標識図形像特定部
I 造形剤
L 造形層
M 標識造形剤
P 媒体
Q、Qa、Qb 標識図形
50 three-dimensional model formation device 63 three-dimensional data 121 three-dimensional object 141 camera (an example of a sign figure photographing unit)
142 line scanner (example of sign figure photographing part)
570 Modeling unit 571 Head 572 Curing means 593 Carriage 595 Modeling stage 700 Marked figure formation location determination section 701 Marked figure formation section 702 Marked figure photographing section 703 Feature value extraction section 704 Molding condition changing section 705 Solid data acquisition section 706 Plane data generation section 707 Shape control portion 708 Label forming agent discharge portion 709 Label forming agent curing portion 710 Mechanism portion 711 Label figure image identification portion I Shape agent L Shape layer M Label forming agent P Medium Q, Qa, Qb Label figure

特開2010−240843号公報JP, 2010-240843, A

Claims (12)

造形剤を用いて造形層を形成する造形層形成手段を有し、所定の造形条件に基づき、前記造形層を形成し、前記造形層を積層して立体物を造形する装置であって、
前記造形層に用いる前記造形剤とは異なる造形剤である標識造形剤を用いて、標識図形を前記造形層に形成する標識図形形成部と、
前記造形層において、前記標識図形を形成する箇所を決定する標識図形形成箇所決定部と、
前記標識図形を撮影する標識図形撮影部と、
撮影された前記標識図形の特徴値を抽出する特徴値抽出部と、
前記特徴値に基づき、前記造形条件を変更する造形条件変更部と、を有する
ことを特徴とする立体造形装置。
An apparatus comprising forming layer forming means for forming a forming layer using a forming agent, forming the forming layer based on predetermined forming conditions, laminating the forming layer, and forming a three-dimensional object,
A marker figure forming unit for forming a marker figure on the modeling layer using a marker shaping agent that is a modeling agent different from the modeling agent used for the modeling layer;
In the figure formation layer, a mark figure formation location determination unit that determines a place where the mark figure is to be formed;
A sign figure photographing unit for photographing the sign figure;
A feature value extraction unit for extracting feature values of the photographed sign image;
And a modeling condition changing unit configured to change the modeling condition based on the feature value.
前記標識図形形成部は、
前記立体物の立体データを取得する立体データ取得部と、
前記立体データに基づき、前記各造形層の平面データを生成する平面データ生成部と、を有し、
前記特徴値抽出部は、前記標識図形撮影部により取得された撮影像から、前記標識図形像を特定する標識図形像特定部を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の立体造形装置。
The sign figure forming unit is
A three-dimensional data acquisition unit that acquires three-dimensional data of the three-dimensional object;
A plane data generation unit that generates plane data of each of the modeling layers based on the three-dimensional data;
The three-dimensional model forming apparatus according to claim 1, wherein the feature value extraction unit includes a marker graphic image specifying unit that specifies the marker graphic image from the photographed image acquired by the marker graphic capturing unit.
前記標識図形形成部は、所定の解像度で前記標識図形を形成し、
前記標識図形形成箇所決定部は、前記標識図形が形成される複数の前記造形層の層間隔を表す層数と、前記造形層の平面内に形成される複数の前記標識図形間の距離と、を以下の(1)式を満たすように決定する
・・・・・(1)
ことを特徴とする請求項1、又は2に記載の立体造形装置。
但し、mは前記層数、nは前記距離、pは前記解像度である。
The sign figure forming unit forms the sign figure at a predetermined resolution;
The marker figure formation location determination unit determines the number of layers representing the layer spacing of the plurality of shaped layers on which the marker figure is formed, and the distance between the plurality of marker figures formed in the plane of the model layer; Is determined to satisfy the following equation (1)
... (1)
The three-dimensional model | molding apparatus of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
Where m is the number of layers, n is the distance, and p is the resolution.
前記特徴値は、前記標識図形の重心の位置であり、
前記造形条件変更部は、前記重心から最短距離にある前記造形層の一端と前記重心とを結ぶことで定められる方向において、前記重心の位置が所定の位置からp/2以上ずれた場合に、前記造形条件を変更する
ことを特徴とする請求項3に記載の立体造形装置。
The feature value is the position of the center of gravity of the sign figure,
The modeling condition changing unit is configured to shift the position of the center of gravity from a predetermined position by p / 2 or more in a direction determined by connecting the one end of the modeling layer located at the shortest distance from the center of gravity to the center of gravity. The three-dimensional modeling apparatus according to claim 3, wherein the modeling conditions are changed.
前記特徴値は、前記標識図形の直交する2方向のそれぞれの長さであり、
前記造形条件変更部は、前記標識図形の重心から最短距離にある前記造形層の一端と前記重心とを結ぶことで定められるベクトルの方向と、前記長さの変化のベクトルの方向との差が所定の閾値以下の場合に、前記造形条件を変更する
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の立体造形装置。
The feature value is a length of each of two orthogonal directions of the marker figure,
In the modeling condition changing unit, a difference between a direction of a vector determined by connecting one end of the modeling layer located at the shortest distance from the center of gravity of the marker figure and the center of gravity and a direction of the vector of change of the length is The three-dimensional shaping apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the shaping condition is changed when the value is equal to or less than a predetermined threshold value.
前記標識造形剤は、前記造形層で、前記標識図形が形成される箇所の造形剤の色に対し、補色の関係にある色を有する造形剤か、前記標識図形形成部が有する造形剤の色の中で、色相角度上で最も離れた色を有する造形剤か、或いはメタリック発色特性を有する造形剤かの何れかである
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の立体造形装置。
The label forming agent may be a forming agent having a complementary color to the color of the forming agent in the portion where the marker figure is formed in the modeling layer, or the color of the forming agent in the marking figure forming unit The material according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is either a forming agent having the most distant color on the hue angle or a forming agent having metallic coloring characteristics. Three-dimensional modeling device.
前記標識造形剤の色は黒色であり、
前記標識図形撮影部は、赤外線カメラを有する
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の立体造形装置。
The color of the labeled shaping agent is black,
The three-dimensional model forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the sign and figure photographing unit has an infrared camera.
前記造形層で、前記標識図形が形成される箇所における黒色は、シアン、マゼンタ、及びイエローを混色したコンポジットブラックで表現された黒色である
ことを特徴とする請求項7に記載の立体造形装置。
8. The three-dimensional structure forming apparatus according to claim 7, wherein the black color in the portion where the marker figure is formed in the modeling layer is black color represented by a composite black in which cyan, magenta and yellow are mixed.
前記造形剤は、活性エネルギー線硬化型の造形剤であり、
前記造形層形成手段は、活性エネルギー線を照射する線源を有し、
前記造形条件変更部は、前記線源による活性エネルギー線の強度を変更する
ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の立体造形装置。
The shaping agent is an active energy ray curing type shaping agent,
The shaping layer forming means has a radiation source for emitting active energy rays,
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the modeling condition changing unit changes the intensity of the active energy ray by the radiation source.
前記造形層形成手段は、前記造形剤の滴を吐出し、前記造形層における所定の着弾位置に着弾させる手段を有し、
前記造形条件変更部は、前記造形層の端部から遠ざかる方向に前記滴の前記着弾位置を変更する
ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の立体造形装置。
The shaping layer forming means has means for discharging droplets of the shaping agent and causing the droplets to land on a predetermined landing position on the shaping layer,
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the modeling condition changing unit changes the landing position of the droplet in a direction away from an end of the modeling layer.
造形剤を用いて造形層を形成する造形層形成工程を有し、所定の造形条件に基づき、前記造形層を形成し、前記造形層を積層して立体物を造形する方法であって、
前記造形層に用いる前記造形剤とは異なる造形剤である標識造形剤を用いて、標識図形を前記造形層に形成する標識図形形成工程と、
前記標識図形を撮影する標識図形撮影工程と、
撮影された前記標識図形の特徴値を抽出する特徴値抽出工程と、
前記特徴値に基づき、前記造形条件を変更する造形条件変更工程と、を有する
ことを特徴とする立体造形方法。
It is a method of forming a three-dimensional object by forming the forming layer, forming the forming layer, laminating the forming layer, based on predetermined forming conditions, including a forming layer forming step of forming the forming layer using a forming agent.
A marking figure forming step of forming a marking figure on the modeling layer using a labeling shaping agent which is a shaping agent different from the shaping agent used for the shaping layer;
A sign figure photographing process for photographing the sign figure;
A feature value extraction step of extracting feature values of the photographed sign image;
And a modeling condition changing step of changing the modeling condition based on the characteristic value.
所定の造形条件に基づき、造形層を形成し、前記造形層を積層して立体物を造形する装置で実行されるプログラムであって、
前記造形層に用いる造形剤とは異なる造形剤である標識造形剤を用いて、標識図形を前記造形層に形成する標識図形形成手順と、
前記標識図形を撮影する標識図形撮影手順と、
撮影された前記標識図形の特徴値を抽出する特徴値抽出手順と、
前記特徴値に基づき、前記造形条件を変更する造形条件変更手順と、を有する
ことを特徴とするプログラム。
A program executed by an apparatus for forming a forming layer, laminating the forming layers, and forming a three-dimensional object based on predetermined forming conditions,
A labeled figure forming procedure for forming a labeled figure on the shaped layer using a labeled shaping agent that is a shaping agent different from the shaping agent used for the shaping layer;
A sign figure photographing procedure for photographing the sign figure;
A feature value extraction procedure for extracting feature values of the photographed sign image;
A program having a modeling condition changing procedure for changing the modeling condition based on the feature value.
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