JP2021120185A - 三次元造形物の製造方法および情報処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1実施形態における三次元造形システム100の概略構成を示す説明図である。三次元造形システム100は、三次元造形装置110と、情報処理装置120とを備えている。図1には、互いに直交するX,Y,Z方向を示す矢印が示されている。X方向およびY方向は、水平面に平行な方向であり、Z方向は、重力方向とは反対の方向である。X,Y,Z方向を示す矢印は、他の図においても、図示の方向が図1と対応するように適宜、図示してある。以下の説明において、向きを特定する場合には、矢印の指し示す方向である正の方向を「+」、矢印の指し示す方向とは反対の方向である負の方向を「−」として、方向表記に正負の符合を併用する。
<熱可塑性樹脂材料の例>
ポリプロピレン樹脂(PP)、ポリエチレン樹脂(PE)、ポリアセタール樹脂(POM)、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、ポリアミド樹脂(PA)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂(ABS)、ポリ乳酸樹脂(PLA)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの汎用エンジニアリングプラスチック、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などのエンジニアリングプラスチック。
<金属材料の例>
マグネシウム(Mg)、鉄(Fe)、コバルト(Co)やクロム(Cr)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)の単一の金属、もしくはこれらの金属を1つ以上含む合金。
<合金の例>
マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金。
<溶剤の例>
水;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル等の酢酸エステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類;テトラアルキルアンモニウムアセテート類;ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤;ピリジン、γ−ピコリン、2,6−ルチジン等のピリジン系溶剤;テトラアルキルアンモニウムアセテート(例えば、テトラブチルアンモニウムアセテート等);ブチルカルビトールアセテート等のイオン液体等。
<バインダーの例>
アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂或いはその他の合成樹脂又はPLA(ポリ乳酸)、PA(ポリアミド)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)或いはその他の熱可塑性樹脂。
図12は、第2実施形態における造形データ生成処理によって、第1中間データMD1が第2中間データMD2に変更される様子を模式的に示す説明図である。第2実施形態における造形データ生成処理では、データ生成部121は、第1中間データMD1に表された各部分経路の長さおよび線幅を増加させて第2中間データMD2を生成することが第1実施形態と異なる。その他の構成については、特に説明しない限り、第1実施形態と同じである。
図16は、第3実施形態における第1中間データMD1の一例を示す説明図である。第3実施形態における造形データ生成処理では、データ生成部121は、各部分経路Pi1〜Pi7の各端部に、造形材料が堆積される半円形状の領域を追加して第1中間データを生成することが第1実施形態と異なる。また、第3実施形態における造形データ生成処理では、データ生成部121は、第1中間データMD1に表された領域の形状を変更して第2中間データMD2を生成することが第1実施形態と異なる。その他の構成については、特に説明しない限り、第1実施形態と同じである。この例では、隙間領域RV1〜RV8が形成されている。尚、上述した領域の形状は、半円形状に限られず、例えば、三角形状であってもよい。
(D1)上述した第2実施形態の造形データ生成処理において、データ生成部121は、第1中間データに表された各部分経路の長さおよび線幅を増加させて第2中間データを生成している。これに対して、データ生成部121は、第1中間データに表された各部分経路の長さを変更せずに線幅を増加させて第2中間データを生成してもよい。
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、形状データを用いて生成した第1中間データによって表される隙間領域に比べて第2中間データによって表される隙間領域の個数や面積を低減できるため、隙間領域の特定から造形データの生成までの処理を効率良く実行できる。そのため、隙間領域を埋めるための処理が長期化することを抑制できる。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、経路の端部において特定される隙間領域の個数や面積を低減できる。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、経路同士の間において特定される隙間領域の個数や面積を低減できる。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、経路の端部において特定される隙間領域の個数や面積を低減できる。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、経路を追加することによって、特定された隙間領域に造形材料を堆積させることができる。そのため、隙間領域を埋めるための処理の長期化を抑制しつつ、造形される三次元造形物の空隙率を低減できる。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、既存の経路に沿った造形材料の吐出量を増加させることによって、特定された隙間領域に造形材料を堆積させることができる。そのため、隙間領域を埋めるための処理の長期化を抑制しつつ、造形される三次元造形物の空隙率を低減できる。
この形態の三次元造形物の製造方法によれば、隙間領域の個数や面積が低減された第2中間データを用いて隙間領域を特定した後、特定された隙間領域を元の面積に戻してから隙間領域を埋められる。そのため、隙間領域を埋めるための処理の長期化を抑制しつつ、造形される三次元造形物の空隙率をより確実に低減できる。
この形態の情報処理装置によれば、形状データを用いて生成した第1中間データによって表される隙間領域に比べて、第2中間データによって表される隙間領域の個数や面積を低減できるため、隙間領域の特定から造形データの生成までの処理を効率良く実行できる。そのため、隙間領域を埋めるための処理が長期化することを抑制できる。
Claims (8)
- 吐出部からステージに向かって造形材料を吐出させて層を積層することで三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、
前記三次元造形物の三次元形状を表す形状データを取得する第1工程と、
取得した前記形状データを用いて、前記吐出部が前記造形材料を吐出しつつ移動する経路を表す経路情報と、前記経路における前記造形材料の吐出量を表す吐出量情報とを有する第1中間データを生成する第2工程と、
前記第1中間データに従って堆積される前記造形材料の量よりも第2中間データに従って堆積される前記造形材料の量の方が多くなるように前記第1中間データを変更して前記第2中間データを生成し、前記第2中間データに従って前記造形材料が堆積される領域に挟まれた隙間領域を特定する第3工程と、
特定した前記隙間領域に前記造形材料が堆積されるように前記第1中間データまたは前記第2中間データを変更して造形データを生成する第4工程と、
前記造形データに従って前記三次元造形物を造形する第5工程と、
を備える三次元造形物の製造方法。 - 請求項1に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第3工程にて、前記第1中間データによって表される前記経路の長さよりも前記第2中間データによって表される前記経路の長さの方が長くなるように前記第1中間データの前記経路情報を変更して前記第2中間データを生成する、三次元造形物の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第3工程にて、前記第1中間データによって表される前記経路において堆積される前記造形材料の幅よりも前記第2中間データによって表される前記経路において堆積される前記造形材料の幅の方が広くなるように前記第1中間データの前記吐出量情報を変更して前記第2中間データを生成する、三次元造形物の製造方法。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第3工程にて、前記第2中間データに従って前記経路の端部に堆積される前記造形材料の形状が、前記第1中間データに従って前記経路の端部に堆積される前記造形材料の形状とは異なる種類の形状になるように、前記第1中間データを変更して前記第2中間データを生成する、三次元造形物の製造方法。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第4工程にて、前記隙間領域に前記造形材料が堆積されるように、前記隙間領域に前記経路を追加する、三次元造形物の製造方法。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第4工程にて、前記隙間領域に前記造形材料が堆積されるように、前記隙間領域を挟んだ前記経路における前記吐出量を増加させる、三次元造形物の製造方法。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第4工程にて、
前記第3工程で特定された前記隙間領域を、前記第1中間データに従って前記造形材料が堆積される領域に挟まれた領域まで拡張し、
拡張された前記隙間領域に前記造形材料が堆積されるように前記第1中間データを変更する、三次元造形物の製造方法。 - 吐出部からステージに向かって造形材料を吐出させて層を積層することで三次元造形物を造形するための造形データを生成する情報処理装置であって、
前記三次元造形物の三次元形状を表す形状データを用いて前記造形データを生成するデータ生成部を備え、
前記データ生成部は、
前記形状データを用いて、前記吐出部が前記造形材料を吐出しつつ移動する経路を表す経路情報と、前記経路における前記造形材料の吐出量を表す吐出量情報とを有する第1中間データを生成し、
前記第1中間データに従って堆積される前記造形材料の量よりも第2中間データに従って堆積される前記造形材料の量の方が多くなるように前記第1中間データを変更して前記第2中間データを生成して、前記第2中間データに従って前記造形材料が堆積される領域に挟まれた隙間領域を特定し、
特定された前記隙間領域に前記造形材料が堆積されるように前記第1中間データまたは前記第2中間データを変更して前記造形データを生成する、
情報処理装置。
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