JP4943542B2 - 薄壁領域を有する3次元物体の構築方法 - Google Patents
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Description
本発明は、積層堆積システムを用いたコンピュータ支援設計(CAD)モデルからの3次元(3D)物体の製造に関する。具体的には、本発明は、CADモデルの薄壁領域の幾何学形状を修正する方法に関する。
[概要]
本発明は、3次元物体のCADモデルを修正する方法に関する。この方法は、限界壁幅を設定することと、CADモデルのスライス層の少なくとも1つのポリラインを提供することとを含んでおり、少なくとも1つのポリラインは、第1部分と第2部分とを含んでいる。また、この方法は、第1部分と第2部分との間の第1距離を判定することと、第1距離が限界壁幅より小さい場合に、第1部分と第2部分との間に第2距離を提供するように第1部分および第2部分の位置を調整することも含み、第2距離は、限界壁幅とほぼ等しいか、または限界壁幅よりも大きい。
図1は、3D物体を構築するための本発明に係るアセンブリ10の正面図である。アセンブリ10は、積層堆積システム12、コントローラ14、およびホストコンピュータ16を含んでおり、積層堆積システム12は、積層堆積技術を用いて3D物体を構築するシステムである。積層堆積システム12に好適なシステムとしては、押出による積層堆積システム(例えば、ミネソタ州エデンプレーリーのストラタシス社によって開発された溶融堆積モデリングシステム)などのような、構築材料の道路を堆積させて3D物体を層毎に構築するシステムが含まれる。
Claims (20)
- コンピュータによって実行される、3次元物体のコンピュータ支援設計モデルを修正する方法であって、
前記方法は、
積層堆積システムから堆積される構築材料の道路幅の150%から前記道路幅の200%までの範囲である限界壁幅を提供することと、
前記コンピュータ支援設計モデルの少なくとも1つのスライス層ポリラインを前記コンピュータに提供することであって、前記少なくとも1つのスライス層ポリラインが第1部分および第2部分を含む、少なくとも1つのスライス層ポリラインを前記コンピュータに提供することと、
前記第1部分と前記第2部分との間の第1距離を前記コンピュータによって判定することと、
前記第1距離が前記限界壁幅より小さい場合に、前記第1部分と前記第2部分との間に第2距離を提供するように、前記第1部分および前記第2部分の位置を前記コンピュータによって調整することであって、前記第2距離が前記限界壁幅と等しいか、または前記限界壁幅よりも大きい、前記第1部分および前記第2部分の位置を前記コンピュータによって調整することと、
を備える方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記積層堆積システムは、コンピュータベースのシステムと相互作用するように構成されたコントローラを有する、押出による積層堆積システムを備える
ことを特徴とする方法。 - 請求項2に記載の方法であって、
前記限界壁幅は、前記道路幅の160%から前記道路幅の180%までの範囲である
ことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記道路幅は、250マイクロメートルから510マイクロメートルまでの範囲である
ことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記第1部分は、第1頂点を備え、
前記第2部分は、第2頂点を備え、
前記第1部分および前記第2部分の前記位置を前記コンピュータによって調整することは、
前記第1頂点のための第1調整ベクトルを生成することと、
前記第2頂点のための第2調整ベクトルを生成することと、
前記第1調整ベクトルに基づいて前記第1頂点を再配置することと、
前記第2調整ベクトルに基づいて前記第2頂点を再配置することと
を備える
ことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記第1部分は、第1セグメントと第2セグメントとを相互接続する第1頂点を備え、
前記第2部分は、第3セグメントと第4セグメントとを相互接続する第2頂点を備え、
前記第1距離を前記コンピュータによって判定することは、
前記第1頂点と前記第3および第4セグメントとの間の第1最短距離を前記コンピュータによって判定することと、
前記第2頂点と前記第1および第2セグメントとの間の第2最短距離を前記コンピュータによって判定することと
を備える
ことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
さらに、
前記調整された位置に前記第1部分および前記第2部分を有する前記スライス層ポリラインに基づいて周囲ツール経路を前記コンピュータによって生成すること
を備えている方法。 - コンピュータによって実行される、3次元物体のコンピュータ支援設計モデルを修正する方法であって、
前記方法は、
積層堆積システムから堆積される構築材料の道路幅の関数である限界壁幅を提供することと、
前記コンピュータ支援設計モデルの少なくとも1つのスライス層ポリラインを前記コンピュータに提供することであって、前記少なくとも1つのスライス層ポリラインが複数の頂点および複数のセグメントを備える、少なくとも1つのスライス層ポリラインを前記コンピュータに提供することと、
前記複数の頂点のうちの第1頂点と、前記複数のセグメントのうちの少なくとも1つのセグメントとの間の第1距離を前記コンピュータによって判定することと、
前記第1距離が前記限界壁幅より小さい場合に、前記第1頂点の位置を前記コンピュータによって調整することと
を備える方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
前記道路幅は、250マイクロメートルから510マイクロメートルまでの範囲である
ことを特徴とする方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
前記第1頂点と前記少なくとも1つのセグメントとの間の前記第1距離を前記コンピュータによって判定することは、
前記第1頂点から所定距離内の前記複数の頂点のうちの少なくとも1つの第2頂点を探すことであって、前記第2頂点が前記少なくとも1つのセグメントに接続されている、少なくとも1つの第2頂点を探すことと、
前記第1頂点と前記少なくとも1つのセグメントとの間の最短距離を判定することと
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
前記第1頂点の前記位置を前記コンピュータによって調整することは、
前記限界壁幅の関数として前記第1頂点のための調整ベクトルを生成することと、
前記調整ベクトルに基づいて前記第1頂点を再配置することと
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
前記限界壁幅が第1限界壁幅であり、
前記方法は、
さらに、
第2限界壁幅を前記コンピュータによって設定することと、
前記第1距離が前記第2限界壁幅より小さい場合に、前記第1頂点の位置を前記コンピュータによって調整することと
を備える方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
さらに、
前記調整された位置に前記第1頂点を有する前記スライス層ポリラインに基づいて周囲ツール経路を前記コンピュータによって生成すること
を備える方法。 - コンピュータによって実行される、3次元物体のコンピュータ支援設計モデルを修正する方法であって、
前記方法は、
限界壁幅を提供することと、
前記コンピュータ支援設計モデルの少なくとも1つのスライス層ポリラインを前記コンピュータに提供することであって、前記少なくとも1つのスライス層ポリラインは、
第1セグメントと第2セグメントとを相互接続する第1頂点と、
第3セグメントと第4セグメントとを相互接続する第2頂点と、
を備える、少なくとも1つのスライス層ポリラインを前記コンピュータに提供することと、
前記第1頂点と前記第1および第2セグメントとの間の第1最短距離を前記コンピュータによって判定することと、
前記第2頂点と前記第3および第4セグメントとの間の第2最短距離を前記コンピュータによって判定することと、
前記第1最短距離が前記限界壁幅より小さい場合に、前記第1頂点の位置を前記コンピュータによって調整することと、
前記第2最短距離が前記限界壁幅より小さい場合に、前記第2頂点の位置を前記コンピュータによって調整することであって、前記調整された第1頂点と前記調整された第2頂点との間の調整された距離が前記限界壁幅と等しいか、または前記限界壁幅より大きい、前記第2頂点の位置を前記コンピュータによって調整することと
を備える方法。 - 請求項14に記載の方法であって、
前記限界壁幅は、積層堆積システムから堆積される構築材料の道路幅の150%から前記道路幅の200%の範囲である
ことを特徴とする方法。 - 請求項15に記載の方法であって、
前記限界壁幅は、前記道路幅の160%から前記道路幅の180%の範囲である
ことを特徴とする方法。 - 請求項14に記載の方法であって、
前記限界壁幅は、積層堆積システムから堆積される構築材料の道路幅と等しい
ことを特徴とする方法。 - 請求項14に記載の方法であって、
前記第1頂点の前記位置を前記コンピュータによって調整することは、
前記限界壁幅の関数として前記第1頂点のための第1調整ベクトルを生成することと、
前記第1調整ベクトルに基づいて前記第1頂点を再配置することと
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項18に記載の方法であって、
前記第2頂点の前記位置を前記コンピュータによって調整することは、
前記限界壁幅の関数として前記第2頂点のための第2調整ベクトルを生成することと、
前記第2調整ベクトルに基づいて前記第2頂点を再配置することと
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項14に記載の方法であって、
前記少なくとも1つのスライス層ポリラインは、第1ポリラインと、第2ポリラインとを備え、
前記第1頂点は、前記第1ポリライン上に位置し、
前記第2頂点は、前記第2ポリライン上に位置する
ことを特徴とする方法。
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