JP2020001283A - Molding system, information processor, molding device, method and program - Google Patents

Molding system, information processor, molding device, method and program Download PDF

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博志 前田
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Abstract

To provide a molding system, an information processor, a molding device, a method and a program for molding a three-dimensional object of a desired shape.SOLUTION: A molding system for molding a three-dimensional object includes: a molding prediction part 322 configured to predict a shape of a three-dimensional object to be molded according to molding data; an interface shape evaluation part 323 configured to evaluate a shape of an interface between a body part and a support part of the three-dimensional object predicted by the molding prediction part 322; and a data correction part 324 configured to correct at least one of model data and a molding condition of the three-dimensional object according to an evaluation result of the interface shape evaluation part 323.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、造形システム、情報処理装置、造形装置、方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a molding system, an information processing device, a molding device, a method, and a program.

入力された立体形状データ(モデルデータ)に基づいて、立体的な造形物を作製する造形装置が開発されている。また、立体造形物の造形精度を向上するために、種々の手法が提案されている。   A modeling apparatus for producing a three-dimensional model based on input three-dimensional shape data (model data) has been developed. In addition, various techniques have been proposed to improve the modeling accuracy of a three-dimensional model.

例えば、下部構造が造形されず、上部構造が張り出した部分(以下、「オーバーハング部」として参照する)がある立体造形物の場合には、当該オーバーハング部が自重によって降下し、立体造形物の外形が崩れる虞があることから、立体造形物の本体部とは別途にサポート部を設けることが一般的である。   For example, in the case of a three-dimensional structure in which the lower structure is not formed and there is a portion where the upper structure protrudes (hereinafter, referred to as “overhang portion”), the overhang portion descends by its own weight, and the three-dimensional structure It is common to provide a support part separately from the main body part of the three-dimensional modeled object because there is a possibility that the external shape of the three-dimensional object is collapsed.

サポート部は、造形後の本体部からの除去性を向上するために、本体部とサポート部とでは異なる造形材料が用いられることが多い。特許第5830327号公報(特許文献1)では、本体部とサポート部との異種材料界面の平坦性を向上するために、造形材料の吐出量を低減する技術が開示されている。   For the support part, different molding materials are often used for the main body part and the support part in order to improve the removability from the main body part after molding. Japanese Patent No. 5830327 (Patent Document 1) discloses a technique for reducing the discharge amount of a molding material in order to improve the flatness of a different material interface between a main body portion and a support portion.

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、造形材料の吐出量を減少させる制御を行うために、異種材料間に空隙が生じやすくなり、依然として立体造形物の外形が崩れるという課題があった。   However, the technique described in Patent Literature 1 has a problem that a gap is easily generated between different kinds of materials because the control to reduce the discharge amount of the modeling material is performed, and the outer shape of the three-dimensional model is still collapsed.

本発明は、上記従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、所望の形状の立体造形物を造形する造形システム、情報処理装置、造形装置、方法およびプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems in the related art, and has an object to provide a molding system, an information processing device, a molding device, a method, and a program for molding a three-dimensional object having a desired shape.

すなわち、本発明によれば、立体造形物を造形する造形システムであって、
造形データに基づいて造形される立体造形物の形状を予測する予測手段と、
前記予測手段が予測した立体造形物の本体部とサポート部との境界面の形状を評価する評価手段と、
前記評価手段の評価結果に基づいて、立体造形物のモデルデータおよび造形条件のうち少なくとも1つを修正する修正手段と
を含む造形システムが提供される。
That is, according to the present invention, it is a modeling system for modeling a three-dimensional model,
Prediction means for predicting the shape of a three-dimensional modeled object based on the modeling data,
Evaluation means for evaluating the shape of the boundary surface between the main body portion and the support portion of the three-dimensional object predicted by the prediction means,
Correction means for correcting at least one of the model data and the molding condition of the three-dimensional object based on the evaluation result of the evaluation means.

上述したように、本発明によれば、所望の形状の立体造形物を造形する造形システム、情報処理装置、造形装置、方法およびプログラムが提供される。   As described above, according to the present invention, a modeling system, an information processing apparatus, a modeling apparatus, a method, and a program for modeling a three-dimensional molded article having a desired shape are provided.

本発明の実施形態における造形システム全体のハードウェアの概略構成を示す図。FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of hardware of an entire molding system according to an embodiment of the present invention. 本実施形態の造形装置および情報処理装置に含まれるハードウェア構成を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration included in the modeling apparatus and the information processing apparatus according to the embodiment. 本実施形態の情報処理装置に含まれるソフトウェアブロック図。FIG. 2 is a software block diagram included in the information processing apparatus according to the embodiment. オーバーハング部を有する立体造形物を造形する例を示す図。The figure which shows the example which models the three-dimensional molded item which has an overhang part. 本実施形態における処理のデータフローを示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a data flow of a process according to the embodiment. 本実施形態における情報処理装置が実行する処理を示すフローチャート。5 is a flowchart illustrating processing executed by the information processing apparatus according to the embodiment. 対応付け座標テーブルの例。4 is an example of a correspondence coordinate table.

以下、本発明を、実施形態をもって説明するが、本発明は後述する実施形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜その説明を省略するものとする。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments, but the present invention is not limited to the embodiments described below. In each of the drawings referred to below, the same reference numerals are used for common elements, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図1は、本発明の実施形態における造形システム100全体の概略構成を示す図である。図1では、例として、造形装置110と、情報処理装置120とが、インターネットやLANなどの種々のネットワークを介して接続された造形システム100を示している。なお、造形装置110や情報処理装置120数は、図1に示したものに限らず、造形システム100に含まれる造形装置110の台数に制限はない。また、造形装置110と情報処理装置120は、ネットワークを介さず、直接接続されてもよい。また、造形装置110は、情報処理装置120に含まれる機能を一部備えてもよいし、情報処理装置120に含まれる機能を全て備えてもよい。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an entire molding system 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 illustrates, as an example, a modeling system 100 in which a modeling apparatus 110 and an information processing apparatus 120 are connected via various networks such as the Internet and a LAN. The number of modeling apparatuses 110 and information processing apparatuses 120 is not limited to that shown in FIG. 1, and the number of modeling apparatuses 110 included in the modeling system 100 is not limited. The modeling device 110 and the information processing device 120 may be directly connected without going through a network. The modeling device 110 may include some of the functions included in the information processing device 120, or may include all of the functions included in the information processing device 120.

造形装置110は、造形処理を実行する装置である。例えば情報処理装置120から、ネットワークを経由して、所望の立体造形物を造形するための造形データを受信して、造形処理を実行する。   The modeling device 110 is a device that executes a modeling process. For example, it receives modeling data for modeling a desired three-dimensional modeled object from the information processing apparatus 120 via a network, and executes a modeling process.

立体造形には種々の造形方式が提案されており、例えば、FFF(Fused Filament Fabrication、熱溶解フィラメント製造法)、SLS(Selective Laser Sintering、粉末焼結積層造形法)、MJ(Material Jetting、マテリアルジェッティング)、EBM(Electron Beam Melting、電子ビーム溶解法)、SLA(Stereolithography Apparatus、光造形法)などが挙げられる。本発明の実施形態は、造形方式を問わず適用することができるが、造形過程でサポート部の形成を要する造形方式に特に有効である。   Various shaping methods have been proposed for three-dimensional shaping. For example, FFF (Fused Filament Fabrication, hot melt filament manufacturing method), SLS (Selective Laser Sintering, powder sintering and layering method), MJ (Material Jetting, material jetting) ), EBM (Electron Beam Melting), SLA (Stereolithography Apparatus, stereolithography), and the like. The embodiment of the present invention can be applied regardless of the shaping method, but is particularly effective for a shaping method that requires the formation of a support portion in the forming process.

造形装置110の構成は、造形方式によって異なるが、例えば、FFF方式の場合には、造形材料を溶融する加熱機構や、造形材料を吐出するノズルなどを含む。以下では、本発明をFFF方式に適用する場合を例に説明するが、実施形態を限定するものではない。   Although the configuration of the modeling apparatus 110 varies depending on the modeling method, for example, in the case of the FFF method, it includes a heating mechanism for melting the modeling material, a nozzle for discharging the modeling material, and the like. Hereinafter, a case where the present invention is applied to the FFF system will be described as an example, but the present invention is not limited to the embodiment.

情報処理装置120は、造形装置110が実行する各種処理を制御する制御装置である。情報処理装置120の例としては、サーバ装置やパソコン端末などが挙げられる。また、情報処理装置120は、造形する立体造形物の形状を示すデータとしてモデルデータの作成、モデルデータを造形装置110が処理できる形式に変換する処理、造形装置110の造形条件の設定などを行うことができる。造形条件とは、例えば、ノズル温度、下面温度(ビルドプレート)、環境温度(空気、チャンバー内)、ノズル移動速度、材料吐出速度、ツールパス(ノズルの軌跡の描き方)、積層厚(1層の高さ)、材料物性値(ヤング率、ポアソン比、剛性(横弾性係数)、線膨張係数、密度、比熱、熱伝導率など)等である。   The information processing device 120 is a control device that controls various processes executed by the modeling device 110. Examples of the information processing device 120 include a server device and a personal computer terminal. In addition, the information processing apparatus 120 performs creation of model data as data indicating the shape of the three-dimensional object to be modeled, conversion of the model data into a format that can be processed by the modeling apparatus 110, setting of modeling conditions of the modeling apparatus 110, and the like. be able to. The molding conditions include, for example, nozzle temperature, lower surface temperature (build plate), environmental temperature (air, inside the chamber), nozzle movement speed, material discharge speed, tool path (how to draw nozzle trajectory), lamination thickness (one layer) Height), material properties (Young's modulus, Poisson's ratio, rigidity (transverse elastic modulus), linear expansion coefficient, density, specific heat, thermal conductivity, etc.).

次に、造形システム100を構成するハードウェアについて説明する。図2は、本実施形態の造形装置110および情報処理装置120に含まれるハードウェア構成を示す図である。なお、図2(a)は、造形装置110のハードウェア構成を、図2(b)は、情報処理装置120のハードウェア構成をそれぞれ示している。   Next, hardware configuring the modeling system 100 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration included in the modeling apparatus 110 and the information processing apparatus 120 according to the present embodiment. 2A illustrates the hardware configuration of the modeling apparatus 110, and FIG. 2B illustrates the hardware configuration of the information processing apparatus 120.

図2(a)に示すように造形装置110は、CPU211と、RAM212と、ROM213と、インターフェース214と、造形ユニット215と、形状センサ216とを含んで構成される。各ハードウェアは、バスを介して接続されている。なお、造形装置110は、後述するHDD225に対応する記憶装置を含んで構成されてもよい。   As shown in FIG. 2A, the modeling apparatus 110 includes a CPU 211, a RAM 212, a ROM 213, an interface 214, a modeling unit 215, and a shape sensor 216. Each hardware is connected via a bus. The modeling device 110 may include a storage device corresponding to the HDD 225 described later.

CPU211は、造形装置110の動作を制御するプログラムを実行し、所定の処理を行う装置である。RAM212は、CPU211が実行するプログラムの実行空間を提供するための揮発性の記憶装置であり、プログラムやデータの格納用、展開用として使用される。ROM213は、CPU211が実行するプログラムやファームウェアなどを記憶するための不揮発性の記憶装置である。   The CPU 211 is a device that executes a program for controlling the operation of the modeling device 110 and performs a predetermined process. The RAM 212 is a volatile storage device for providing an execution space for a program executed by the CPU 211, and is used for storing and expanding programs and data. The ROM 213 is a non-volatile storage device for storing programs executed by the CPU 211, firmware, and the like.

インターフェース214は、例えば、情報処理装置120や、ネットワーク、外部記憶装置などと接続する通信インターフェースである。造形装置110は、インターフェース214を介して、造形動作の制御データや、立体造形物のモデルデータ、設定された造形条件などの各種データを送受信することができる。   The interface 214 is, for example, a communication interface for connecting to the information processing device 120, a network, an external storage device, and the like. The modeling apparatus 110 can transmit and receive various data such as control data of a modeling operation, model data of a three-dimensional modeled object, and set modeling conditions via an interface 214.

造形ユニット215は、造形材料を所望の形状に造形することで、立体造形物を造形する装置である。造形ユニット215は、ヘッドや、ステージなどを含んで、造形方式に応じて構成される。   The modeling unit 215 is a device for modeling a three-dimensional model by molding a modeling material into a desired shape. The shaping unit 215 includes a head, a stage, and the like, and is configured according to a shaping method.

次に情報処理装置120のハードウェア構成について説明する。図2(b)に示すように情報処理装置120は、CPU221と、RAM222と、ROM223と、インターフェース224と、HDD225とを含んで構成される。各ハードウェアは、バスを介して接続されている。なお、CPU221、RAM222、ROM223、インターフェース224については、上述した造形装置110のハードウェアに対応するものであるため、説明は省略する。   Next, a hardware configuration of the information processing apparatus 120 will be described. As shown in FIG. 2B, the information processing device 120 includes a CPU 221, a RAM 222, a ROM 223, an interface 224, and an HDD 225. Each hardware is connected via a bus. Note that the CPU 221, the RAM 222, the ROM 223, and the interface 224 correspond to the hardware of the modeling apparatus 110 described above, and thus description thereof will be omitted.

HDD225は、情報処理装置120を機能させるOSや各種アプリケーション、設定情報、各種データなどを記憶する、読み書き可能な不揮発性の記憶装置である。また、HDD225は、造形装置110の動作を制御するアプリケーション、モデルデータ、造形条件などのデータを記憶してもよい。なお、HDD225は記憶装置の一例であり、他の記憶装置であってもよく、例えばSSD(Solid State Drive)などの記憶装置であってもよい。   The HDD 225 is a readable and writable non-volatile storage device that stores an OS for operating the information processing apparatus 120, various applications, setting information, various data, and the like. The HDD 225 may store data such as an application for controlling the operation of the modeling apparatus 110, model data, and modeling conditions. Note that the HDD 225 is an example of a storage device, and may be another storage device, for example, a storage device such as an SSD (Solid State Drive).

次に、本実施形態の造形システム100に含まれる各ハードウェアによって実行される機能手段について、図3を以て説明する。図3は、本実施形態の造形システム100に含まれるソフトウェアブロック図である。   Next, functional units executed by hardware included in the modeling system 100 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a software block diagram included in the modeling system 100 of the present embodiment.

本実施形態において、造形装置110は、造形データに基づいて造形動作を実行する造形部311を含んで構成される。造形部311は、造形ユニット215を制御することで、所望の形状の立体造形物を造形する。   In the present embodiment, the modeling apparatus 110 includes a modeling unit 311 that executes a modeling operation based on modeling data. The modeling unit 311 models the three-dimensional model having a desired shape by controlling the modeling unit 215.

情報処理装置120は、造形データ生成部321と、造形予測部322と、境界面形状評価部323と、データ修正部324とを含んで構成される。   The information processing device 120 includes a modeling data generation unit 321, a modeling prediction unit 322, a boundary shape evaluation unit 323, and a data correction unit 324.

造形データ生成部321は、モデルデータを造形装置110が処理できる形式に変換したデータとして、造形データを生成する手段である。造形データは、モデルデータと造形条件の設定データとに基づいて生成される。例えば造形データは、使用する造形材料、吐出ノズル、造形層を造形するためのツールパスなどの各種の情報を含み、立体造形物を水平に分割したスライスデータとして、GCodeと呼ばれる形式で出力される。なお、モデルデータは、情報処理装置120上で作成してもよいし、他の装置で作成したモデルデータを情報処理装置120に入力してもよい。   The modeling data generation unit 321 is a unit that generates modeling data as data obtained by converting model data into a format that can be processed by the modeling apparatus 110. The molding data is generated based on the model data and the setting data of the molding condition. For example, the shaping data includes various information such as a shaping material to be used, a discharge nozzle, and a tool path for shaping a shaping layer, and is output in a form called GCode as slice data obtained by dividing a three-dimensional shaping object horizontally. . Note that the model data may be created on the information processing device 120, or model data created by another device may be input to the information processing device 120.

また、造形データ生成部321は、立体造形物の形状に応じて、適宜サポート部を追加してもよい。例えば、立体造形物にオーバーハング部が含まれる場合には、造形データ生成部321は、オーバーハング部を支持するサポート部を付加した造形データを生成することができる。以下では、立体造形物を構成する構造を「本体部」と「サポート部」とに便宜的に区別する。   In addition, the modeling data generation unit 321 may appropriately add a support unit according to the shape of the three-dimensional modeled object. For example, when an overhang portion is included in the three-dimensional structure, the formation data generation unit 321 can generate the formation data to which a support unit that supports the overhang portion is added. Hereinafter, the structure forming the three-dimensional structure is distinguished into a “main body” and a “support” for convenience.

造形予測部322は、設定されている造形条件に基づいてモデルデータを造形した場合に、如何なる形状の立体造形物が造形されるかを予測する手段である。造形予測部322の予測結果は、予測データとして出力される。なお、造形予測部322は、造形データ生成部321から取得した造形データに基づいて、立体造形物の形状を予測してもよい。   The modeling predicting unit 322 is means for predicting what shape of a three-dimensional model is to be formed when model data is modeled based on the set modeling conditions. The prediction result of the modeling prediction unit 322 is output as prediction data. Note that the modeling prediction unit 322 may predict the shape of a three-dimensional modeled object based on the modeling data acquired from the modeling data generation unit 321.

境界面形状評価部323は、予測された立体造形物の本体部とサポート部との境界面の形状の状態を評価する手段である。境界面形状評価部323は、予測データとモデルデータとを比較し、境界面の形状の差分が、閾値よりも大きいか否かを判定する。差分が閾値よりも大きい場合には、モデルデータや造形条件などを修正するために評価データをデータ修正部324に出力する。評価データは、境界面形状が適正に造形されるための修正パラメータを含む。   The boundary shape evaluation unit 323 is means for evaluating the state of the predicted shape of the boundary between the main body and the support of the three-dimensional structure. The boundary shape evaluation unit 323 compares the prediction data with the model data, and determines whether or not the difference in the shape of the boundary is larger than a threshold. When the difference is larger than the threshold value, the evaluation data is output to the data correction unit 324 in order to correct the model data, the molding condition, and the like. The evaluation data includes a correction parameter for appropriately forming the boundary surface shape.

データ修正部324は、評価データに基づいてモデルデータや造形条件などを修正する手段である。修正されたデータは、造形装置110に出力される。なお、データ修正部324は、モデルデータや造形条件を修正することで、結果として造形データを修正することとなるが、直接的に造形データを修正して出力する構成であってもよい。また、データ修正部324によって修正されたモデルデータや造形条件などに基づいて、造形予測部322は、造形される立体造形物の形状を再度予測し、予測データを評価してもよい。   The data correction unit 324 is a unit that corrects model data, molding conditions, and the like based on the evaluation data. The corrected data is output to the modeling device 110. The data correction unit 324 corrects the modeling data as a result of correcting the model data and the molding conditions. However, the data correction unit 324 may be configured to directly correct and output the modeling data. Further, based on the model data or the shaping condition corrected by the data correcting unit 324, the shaping predicting unit 322 may predict the shape of the three-dimensional structure to be formed again and evaluate the predicted data.

なお、上述したソフトウェアブロックは、CPU211,221が本実施形態のプログラムを実行することで、各ハードウェアを機能させることにより、実現される機能手段に相当する。また、実施形態に示した機能手段は、全部がソフトウェア的に実現されても良いし、その一部または全部を同等の機能を提供するハードウェアとして実装することもできる。また、上述した各機能手段は、必ずしも全てが図3に示すような構成で含まれていなくてもよく、他の好ましい実施形態では、各機能手段は、造形装置110と情報処理装置120との協働によって実現されてもよい。   The above-described software blocks correspond to functional units realized by causing the CPUs 211 and 221 to execute the programs of the present embodiment to cause the hardware to function. Further, all of the functional units described in the embodiments may be implemented by software, or some or all of them may be implemented as hardware that provides equivalent functions. Further, all of the above-described functional units do not necessarily have to be included in the configuration as shown in FIG. 3. In another preferred embodiment, each of the functional units is provided between the modeling device 110 and the information processing device 120. It may be realized by cooperation.

図4は、オーバーハング部OHを有する立体造形物を造形する例を示す図である。本実施形態では、一例として図4に示す形状の立体造形物を造形する場合について説明する。図4では、本体部Mを薄い色で示し、サポート部Sを濃い色で示している。図4(a)は、所望の形状の立体造形物を示しており、破線で囲われる領域のようなオーバーハング部OHを有している。このような形状の立体造形物を造形するには、造形過程でのオーバーハング部OHの降下を防止するために、サポート部Sを付加して造形することが好ましい。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of forming a three-dimensional structure having an overhang portion OH. In the present embodiment, a case where a three-dimensional structure having the shape shown in FIG. 4 is formed will be described as an example. In FIG. 4, the main body portion M is shown in a light color, and the support portion S is shown in a dark color. FIG. 4A shows a three-dimensional structure having a desired shape, and has an overhang portion OH such as a region surrounded by a broken line. In order to form a three-dimensional object having such a shape, it is preferable to add a support portion S in order to prevent the overhang portion OH from dropping during the molding process.

図4(b)は、サポート部Sを付加して造形された立体造形物を示している。図4(b)に示すように、オーバーハング部OHの下部にサポート部Sを造形する。サポート部Sを設けることで、本体部Mは、オーバーハング部OHの降下を制限でき、所望の形状の立体造形物とすることができる。   FIG. 4B shows a three-dimensional structure formed by adding the support portion S. As shown in FIG. 4B, the support portion S is formed below the overhang portion OH. By providing the support portion S, the body portion M can restrict the descent of the overhang portion OH, and can be a three-dimensional structure having a desired shape.

一方で、サポート部Sの造形精度が低く、外形が崩れたままオーバーハング部OHを造形すると、本体部Mの外形に影響を与え得る。例えば、図4(c)に示すように、サポート部Sの上面の平坦性が損なわれると、当該部分と接する本体部Mのオーバーハング部OHの形状も崩れることになる。また、オーバーハング部OHの形状が崩れたまま、さらに本体部Mの上層を造形すると、形状の崩れが上層にも波及し、結果として本体部Mの全体の外形が崩れることになる。   On the other hand, if the overhang portion OH is formed with the shaping accuracy of the support portion S being low and the outer shape is broken, the outer shape of the main body portion M may be affected. For example, as shown in FIG. 4C, when the flatness of the upper surface of the support portion S is impaired, the shape of the overhang portion OH of the main body portion M that is in contact with the corresponding portion is also broken. Further, if the upper layer of the main body portion M is further formed while the shape of the overhang portion OH is collapsed, the collapse of the shape spreads to the upper layer, and as a result, the entire outer shape of the main body portion M collapses.

そこで、本実施形態では、立体造形物を造形する前に、本体部Mとサポート部Sの形状をシミュレーションによって予測し、本体部Mとサポート部Sとの境界面の形状が適切であるかを評価する。   Therefore, in the present embodiment, before modeling a three-dimensional molded object, the shapes of the main body M and the support S are predicted by simulation, and it is determined whether the shape of the boundary surface between the main body M and the support S is appropriate. evaluate.

図5は、本実施形態における処理のデータフローを示す図である。造形データ生成部321には、立体造形物のモデルデータと造形条件データが入力される。造形データ生成部321は、モデルデータに係る形状の立体造形物を、設定された造形条件で造形するための造形データを生成する。造形データには、必要に応じてサポート部Sを造形するための造形データが含まれる。例えば、所望の立体造形物にオーバーハング部OHがある場合などには、サポート部Sを付加して造形することが好ましい。   FIG. 5 is a diagram illustrating a data flow of processing according to the present embodiment. The modeling data generation unit 321 receives model data and modeling condition data of a three-dimensional molded object. The shaping data generation unit 321 generates shaping data for shaping a three-dimensional object having a shape according to the model data under the set shaping conditions. The shaping data includes shaping data for shaping the support unit S as needed. For example, when the desired three-dimensional structure has an overhang portion OH, it is preferable that the support portion S is added to perform modeling.

造形データは、造形予測部322に出力される。造形予測部322は、造形データに基づいて造形した場合に、如何なる形状の立体造形物が造形されるかをシミュレーションする。シミュレーション方法の一例としては、造形データに係る形状を微細な多面体オブジェクトに分割し、ポリゴンメッシュとして生成する。そして、熱などの諸条件によって各ポリゴンメッシュがどのように変形するかを算出することによって、立体造形物の形状を求めることができる。造形予測部322は、シミュレーションの結果を予測データとして出力する。   The modeling data is output to the modeling prediction unit 322. The modeling prediction unit 322 simulates what shape of a three-dimensional model is formed when the modeling is performed based on the modeling data. As an example of the simulation method, the shape related to the molding data is divided into fine polyhedral objects and generated as a polygon mesh. Then, the shape of the three-dimensional object can be obtained by calculating how each polygon mesh is deformed by various conditions such as heat. The modeling prediction unit 322 outputs the result of the simulation as prediction data.

境界面形状評価部323には、予測データとモデルデータとが入力される。境界面形状評価部323では、予測データとモデルデータとを比較し、予測された立体造形物の本体部Mとサポート部Sとの境界面の形状を評価する。なお、図5では、本体部Mとサポート部Sとの境界面を濃い色で示している。境界面形状評価部323において、境界面の形状が許容されないと判定された場合には、評価結果をデータ修正部324に出力する。   The prediction data and model data are input to the boundary shape evaluation unit 323. The boundary shape evaluation unit 323 compares the prediction data with the model data, and evaluates the shape of the boundary between the predicted main body portion M and the support portion S of the three-dimensional structure. In FIG. 5, the boundary surface between the main body portion M and the support portion S is shown in a dark color. If the boundary surface shape evaluation unit 323 determines that the shape of the boundary surface is not allowed, the evaluation result is output to the data correction unit 324.

データ修正部324は、評価結果に基づいて、立体造形物のモデルデータの形状や造形条件を修正する。これによって、予測結果に基づいて修正されたデータを使用して造形できるので、所望の形状の立体造形物を造形することができる。   The data correction unit 324 corrects the shape and modeling conditions of the model data of the three-dimensional object based on the evaluation result. Accordingly, since modeling can be performed using the data corrected based on the prediction result, a three-dimensional model having a desired shape can be modeled.

図6は、本実施形態における情報処理装置120が実行する処理を示すフローチャートである。情報処理装置120は、ステップS1000から処理を開始する。造形データ生成部321は、ステップS1001で、立体造形物のモデルデータと、設定された造形条件データに基づいて、立体造形物の造形データを生成する。造形データは、一例としてスライスデータのような形式で出力され、立体造形物の形状に応じて、本体部Mとサポート部Sとを造形する造形データを含む。   FIG. 6 is a flowchart illustrating processing executed by the information processing apparatus 120 according to the present embodiment. The information processing apparatus 120 starts processing from step S1000. In step S1001, the modeling data generation unit 321 generates modeling data of the three-dimensional object based on the model data of the three-dimensional object and the set molding condition data. The shaping data is output in a format such as slice data as an example, and includes shaping data for shaping the main body portion M and the support portion S according to the shape of the three-dimensionally shaped object.

造形予測部322は、ステップS1002において、造形データに基づく、立体造形物の形状を予測する。予測データは、境界面形状評価部323に出力される。境界面形状評価部323は、ステップS1003〜S1005において、予測データに基づく立体造形物の形状と、モデルデータの立体造形物の形状とを比較し、予測結果を評価する。   In step S1002, the modeling prediction unit 322 predicts the shape of the three-dimensional model based on the modeling data. The prediction data is output to the boundary surface shape evaluation unit 323. In steps S1003 to S1005, the boundary shape evaluation unit 323 compares the shape of the three-dimensional object based on the prediction data with the shape of the three-dimensional object according to the model data, and evaluates the prediction result.

ステップS1003では、境界面形状評価部323は、本体部Mとサポート部Sとの境界面を抽出する。境界面の抽出は、造形データや予測データなどに基づいて行うことができる。本体部Mの造形材料と、サポート部の造形材料とは異なるのが一般的であることから、造形データや予測データに含まれる造形材料などの情報によって、本体部Mとサポート部Sとを区別できる。なお、境界面の抽出は、造形材料の情報以外にも、造形に使用する吐出ノズルの情報などによって行うこともできる。   In step S1003, the boundary surface shape evaluation unit 323 extracts a boundary surface between the main unit M and the support unit S. The extraction of the boundary surface can be performed based on modeling data, prediction data, and the like. Since the molding material of the main body M and the molding material of the support portion are generally different from each other, the main body portion M and the support portion S are distinguished by information such as the molding material included in the molding data or the prediction data. it can. In addition, the extraction of the boundary surface can also be performed based on information on a discharge nozzle used for modeling, in addition to information on the modeling material.

境界面形状評価部323は、ステップS1004で、抽出した境界面の形状を評価する。境界面の形状の評価は、予測データとモデルデータについてそれぞれのポリゴンメッシュを生成し、比較することで行うことができる。境界面形状評価部323は、生成したポリゴンメッシュについて、対応するポリゴンメッシュを抽出し、その座標を比較する。   In step S1004, the boundary surface shape evaluation unit 323 evaluates the shape of the extracted boundary surface. The evaluation of the shape of the boundary surface can be performed by generating and comparing polygon meshes for the prediction data and the model data. The boundary surface shape evaluation unit 323 extracts a corresponding polygon mesh from the generated polygon mesh and compares the coordinates.

図7は、座標対応付けテーブル400の例である。境界面形状評価部323は、予測データとモデルデータとに基づいて、図7に示すような座標対応付けテーブル400を生成する。座標対応付けテーブル400には、フィールド402に格納されたモデルデータの形状のメッシュ座標と、フィールド404に格納された予測データの形状のメッシュ座標とが含まれる。境界面形状評価部323は、本体部Mとサポート部Sとの境界面を特定し、当該境界面に当接する立体造形物の各フィールドの値に基づいて、境界面の形状を評価する。   FIG. 7 is an example of the coordinate association table 400. The boundary shape evaluation unit 323 generates a coordinate association table 400 as shown in FIG. 7 based on the prediction data and the model data. The coordinate correspondence table 400 includes mesh coordinates of the shape of the model data stored in the field 402 and mesh coordinates of the shape of the prediction data stored in the field 404. The boundary surface shape evaluation unit 323 specifies the boundary surface between the main body M and the support unit S, and evaluates the shape of the boundary surface based on the value of each field of the three-dimensional structure that comes into contact with the boundary surface.

説明を図6に戻す。ステップS1005では、境界面形状評価部323は、予測データの境界面の形状が許容範囲内であるか否かを判定して処理を分岐する。例えば、予測データの形状と、モデルデータの形状とを比較し、それぞれの境界面の座標の差分が所定の閾値以下であれば、予測データの境界面の形状が許容範囲内であるとして(YES)、ステップS1008に進み、処理を終了する。また、それぞれの境界面の座標の差分が所定の閾値より大きい場合には、予測データの境界面の形状が許容範囲内でないとして(NO)、ステップS1006に進む。   The description returns to FIG. In step S1005, the boundary surface shape evaluation unit 323 determines whether or not the boundary surface shape of the prediction data is within an allowable range, and branches the processing. For example, the shape of the prediction data is compared with the shape of the model data, and if the difference between the coordinates of each boundary surface is equal to or smaller than a predetermined threshold value, it is determined that the shape of the boundary surface of the prediction data is within the allowable range (YES ), The process proceeds to step S1008, and the process ends. If the difference between the coordinates of the respective boundary surfaces is larger than the predetermined threshold value, it is determined that the shape of the boundary surface of the prediction data is not within the allowable range (NO), and the process proceeds to step S1006.

予測データを評価する方法は、上記の方法に限定されず、他の方法であってもよい。例えば、予測データを評価する別の方法として、予測されたサポート部Sの形状と、モデルデータの形状とを対応させる方法が挙げられる。この場合には、予測されたサポート部Sと、モデルデータとのポリゴンメッシュが重複している箇所や、ポリゴンメッシュ間の空隙の有無などを探索することによって、境界面の形状を評価することができる。   The method for evaluating the prediction data is not limited to the above method, and may be another method. For example, as another method of evaluating the prediction data, there is a method of associating the predicted shape of the support unit S with the shape of the model data. In this case, it is possible to evaluate the shape of the boundary surface by searching for a place where the predicted support part S and the model data overlap the polygon mesh and for the presence or absence of a gap between the polygon meshes. it can.

データ修正部324は、ステップS1006では、立体造形物の形状および造形条件を修正する。データ修正部324は、評価結果に基づいてデータを修正することができ、立体造形物の形状と造形条件のどちらか一方または両方を修正する。   In step S1006, the data correction unit 324 corrects the shape and the molding conditions of the three-dimensional object. The data correction unit 324 can correct data based on the evaluation result, and corrects one or both of the shape of the three-dimensional object and the molding conditions.

なお、ステップS1007でデータを修正した後、ステップS1002に戻り、修正されたデータに基づいて再度予測し、評価する処理を繰り返してもよい。繰り返し処理は、所定回数を上限として繰り返してもよいし、ステップS1005において許容範囲内であると判定されるまで繰り返してもよい。このように予測とデータの修正を繰り返すことで、立体造形物を造形する精度を向上することができる。   After correcting the data in step S1007, the process may return to step S1002 and repeat the process of predicting and evaluating again based on the corrected data. The repetition processing may be repeated with a predetermined number of times as an upper limit, or may be repeated until it is determined in step S1005 that the number is within the allowable range. By repeating the prediction and the correction of the data in this manner, the accuracy of forming a three-dimensional structure can be improved.

その後、データ修正部324は、ステップS1007で修正したデータを出力し、ステップS1008で処理を終了する。   Thereafter, the data correction unit 324 outputs the data corrected in step S1007, and ends the processing in step S1008.

図7の処理を行うことにより、情報処理装置120は、立体造形物を造形する前に、本体部Mとサポート部Sとの境界面の形状が適切であるかを予測し、評価できる。また、評価した結果、境界面の形状が適切でない場合には、モデルデータや造形条件を修正することができるので、所望の形状の立体造形物を造形することができる。   By performing the processing in FIG. 7, the information processing apparatus 120 can predict and evaluate whether the shape of the boundary surface between the main body portion M and the support portion S is appropriate before forming the three-dimensional structure. In addition, as a result of the evaluation, if the shape of the boundary surface is not appropriate, the model data and the shaping conditions can be corrected, so that a three-dimensional structure having a desired shape can be formed.

以上、説明した本発明の実施形態によれば、所望の形状の立体造形物を造形する造形システム、情報処理装置、造形装置、方法およびプログラムを提供することができる。   According to the embodiments of the present invention described above, it is possible to provide a modeling system, an information processing apparatus, a modeling apparatus, a method, and a program for modeling a three-dimensional molded article having a desired shape.

上述した本発明の実施形態の各機能は、C、C++、C#、Java(登録商標)等で記述された装置実行可能なプログラムにより実現でき、本実施形態のプログラムは、ハードディスク装置、CD−ROM、MO、DVD、フレキシブルディスク、EEPROM、EPROM等の装置可読な記録媒体に格納して頒布することができ、また他装置が可能な形式でネットワークを介して伝送することができる。   Each function of the above-described embodiment of the present invention can be realized by a device-executable program described in C, C ++, C #, Java (registered trademark), or the like. It can be stored and distributed on a device-readable recording medium such as a ROM, an MO, a DVD, a flexible disk, an EEPROM, and an EPROM, and can be transmitted via a network in a format that can be used by other devices.

以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   As described above, the present invention has been described with the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as long as the functions and effects of the present invention are achieved within the range of an embodiment that can be estimated by those skilled in the art. Are included in the scope of the present invention.

100…造形システム、110…造形装置、120…情報処理装置、211,212…CPU、212,222…RAM、213,223…ROM、214,224…インターフェース、215…造形ユニット、225…HDD、311…造形部、321…造形データ生成部、322…造形予測部、323…境界面形状評価部、324…データ修正部 Reference numeral 100: molding system, 110: molding device, 120: information processing device, 211, 212: CPU, 212, 222: RAM, 213, 223: ROM, 214, 224: interface, 215: molding unit, 225: HDD, 311 ... Modeling part, 321 ... Modeling data generation part, 322 ... Modeling prediction part, 323 ... Boundary surface shape evaluation part, 324 ... Data correction part

特許第5830327号公報Japanese Patent No. 5830327

Claims (7)

立体造形物を造形する造形システムであって、
造形データに基づいて造形される立体造形物の形状を予測する予測手段と、
前記予測手段が予測した立体造形物の本体部とサポート部との境界面の形状を評価する評価手段と、
前記評価手段の評価結果に基づいて、立体造形物のモデルデータおよび造形条件のうち少なくとも1つを修正する修正手段と
を含む、造形システム。
A modeling system for modeling a three-dimensional object,
Prediction means for predicting the shape of a three-dimensional modeled object based on the modeling data,
Evaluation means for evaluating the shape of the boundary surface between the main body portion and the support portion of the three-dimensional object predicted by the prediction means,
Correcting means for correcting at least one of the model data and the forming condition of the three-dimensional object based on the evaluation result of the evaluating means.
モデルデータと造形条件に基づいて前記造形データを生成する生成手段をさらに含み、
前記生成手段は、前記モデルデータの形状に応じて、サポート部を含んだ形状の造形データを生成することを特徴とする、請求項1に記載の造形システム。
Further including a generating means for generating the modeling data based on model data and modeling conditions,
The modeling system according to claim 1, wherein the generation unit generates the modeling data of a shape including a support unit according to a shape of the model data.
前記評価手段は、
造形データに含まれる、前記本体部の造形に使用する造形材料を示す情報と、前記サポート部の造形に使用する造形材料を示す情報とに基づいて、前記境界面を特定することを特徴とする、請求項1または2に記載の造形システム。
The evaluation means,
The boundary surface is specified based on information indicating a modeling material used for modeling the main body portion and information indicating a modeling material used for modeling the support portion, which is included in the modeling data. The modeling system according to claim 1.
立体造形物を造形する造形装置を制御する情報処理装置であって、
造形データに基づいて造形される立体造形物の形状を予測する予測手段と、
前記予測手段が予測した立体造形物の本体部とサポート部との境界面の形状を評価する評価手段と、
前記評価手段の評価結果に基づいて、立体造形物のモデルデータおよび造形条件のうち少なくとも1つを修正する修正手段と
を含む、情報処理装置。
An information processing device for controlling a modeling device for modeling a three-dimensional molded object,
Prediction means for predicting the shape of a three-dimensional modeled object based on the modeling data,
Evaluation means for evaluating the shape of the boundary surface between the main body portion and the support portion of the three-dimensional object predicted by the prediction means,
Correction means for correcting at least one of the model data and the modeling condition of the three-dimensional object based on the evaluation result of the evaluation means.
立体造形物を造形する造形装置であって、
造形データに基づいて造形される立体造形物の形状を予測する予測手段と、
前記予測手段が予測した立体造形物の本体部とサポート部との境界面の形状を評価する評価手段と、
前記評価手段の評価結果に基づいて、立体造形物のモデルデータおよび造形条件のうち少なくとも1つを修正する修正手段と
を含む、造形装置。
A modeling device for modeling a three-dimensional molded object,
Prediction means for predicting the shape of a three-dimensional modeled object based on the modeling data,
Evaluation means for evaluating the shape of the boundary surface between the main body portion and the support portion of the three-dimensional object predicted by the prediction means,
Correcting means for correcting at least one of the model data and the forming condition of the three-dimensional object based on the evaluation result of the evaluating means.
立体造形物を造形する方法であって、
造形データに基づいて造形される立体造形物の形状を予測するステップと、
前記予測するステップで予測した立体造形物の本体部とサポート部との境界面の形状を評価するステップと、
前記評価するステップにおける評価結果に基づいて修正された造形データに基づいて、立体造形物を造形するステップと
を含む、方法。
A method of forming a three-dimensional object,
Predicting the shape of a three-dimensional modeled object based on the modeling data;
Evaluating the shape of the boundary surface between the main body portion and the support portion of the three-dimensional object predicted in the predicting step,
Modeling the three-dimensional modeled object based on the modeling data modified based on the evaluation result in the evaluating step.
立体造形物を造形する造形装置を制御する情報処理装置が実行するプログラムであって、前記情報処理装置を、
造形データに基づいて造形される立体造形物の形状を予測する予測手段、
前記予測手段が予測した立体造形物の本体部とサポート部との境界面の形状を評価する評価手段、
前記評価手段の評価結果に基づいて、立体造形物のモデルデータおよび造形条件のうち少なくとも1つを修正する修正手段
として機能させるプログラム。
A program executed by an information processing apparatus that controls a modeling apparatus that models a three-dimensional molded object, the information processing apparatus including:
Prediction means for predicting the shape of a three-dimensional modeled object based on the modeling data,
Evaluation means for evaluating the shape of the boundary surface between the main body part and the support part of the three-dimensional object predicted by the prediction means,
A program functioning as correction means for correcting at least one of model data and modeling conditions of a three-dimensional object based on the evaluation result of the evaluation means.
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