JP6689411B2 - ３ｄ印刷 - Google Patents

Description

背景
一般に３Ｄ印刷システムと呼ばれる積層造形システムは概して、少量の特定タイプの物体を生成するのに有用である。高い生産力環境への係るシステムの移行を支援するために、係るシステムは、効率的な態様で物体を生成することができる必要がある。

さて、例が、添付図面に関連して単なる制限しない例として、説明される。

例示的な３Ｄ印刷システムの略図である。 構築モデル内の物体の例示的な空間的配列を示す図である。 例示的な３Ｄ印刷システムのブロック図である。 ３Ｄ印刷システムを動作させる例示的な方法の概要を示す流れ図である。 一例による一組の物体モデルのスライスを示す図である。 ３Ｄ印刷システムを動作させる例示的な方法の概要を示す流れ図である。 ３Ｄ印刷システムを動作させる例示的な方法の概要を示す流れ図である。

詳細な説明
幾つかの３Ｄ印刷システムは、粉末状構築材料のような構築材料の逐次の層を構築プラットフォーム上に形成し、適切なメカニズムを通じて層毎に物体を形成するために各層の部分を選択的に凝固させることにより、三次元物体を生成する。

１つの係る３Ｄ印刷技術は、構築プラットフォーム上に粉末状構築材料の層を形成し、構築材料の層をその融点の近くに予熱する。次いで、融剤が、生成されるべき物体の３Ｄモデルから導出されたパターンで構築材料の形成された層上に選択的に印刷され得る。次いで、例えば、溶融ランプからの溶融エネルギーが、構築材料の形成された層に印加される。融剤が塗布されている場所でエネルギーはより容易に吸収され、それにより、融剤が塗布されている構築材料のこれら部分が、溶解および合体し又は融合し、その後、冷却される場合に凝固し、かくして３Ｄ物体の層が形成される。係るシステムは更に、例えば表面ディーテイルを改善するために、印刷された物体の他の機械的特性を制御するために、又は所定の態様で融剤と相互作用するために使用され得る、ディーテイリング剤または冷却剤のパターンを印刷することができる。

例示的な３Ｄ印刷システムの略図が、図１に示される。印刷システム１００は、粉末状構築材料のような構築材料の層が形成される構築プラットフォーム１０２を含む。構築プラットフォーム１０２はｚ軸（即ち、垂直方向）に移動可能である。構築材料の層は、ｙ軸に移動可能なキャリッジに搭載された構築材料分配器１０６により形成され得る。構築材料分配器１０６は、例えば構築材料の予め準備されたパイルを構築プラットフォームにわたって広げる再塗布器ローラであることができる。別の例において、構築材料分配器１０６は、構築プラットフォーム１０２上に構築材料の層を形成するために、ホッパ（図示せず）から構築材料を広げる又は堆積させることができる。構築材料の最初の層は構築プラットフォーム１０２の上面に直接的に形成されるが、構築材料の後続の層は、構築材料の以前に形成された層上に形成される。

図１に示されていないが、構築プラットフォーム１０２は、３Ｄ印刷プロセス中に、構築粉末および生成される３Ｄ物体を収容するために基部および側壁を有する構築ユニット（図示せず）内に収納され得る。

次いで、融剤およびディーテイリング剤のような１つ又は複数の印刷可能な薬剤が、最後に形成された構築材料の層に別個のパターンで、例えばキャリッジ上にも搭載されたプリントヘッド１０８から選択的に印刷され得る。他の例において、プリントヘッド、溶融ランプ、及び再塗布器は、他の構成で、例えば同じく軸における複数のキャリッジ上に、直交する軸における複数のキャリッジに、又は任意の他の適切な構成で配置され得る。

次いで、光または赤外線放射線のような溶融エネルギーが、例えば溶融ランプ１１０から構築材料の最上層に印加されて、上述されたような薬剤の印刷パターンに従って構築材料の溶融を生じさせることができる。

構築材料の形成された層の予熱は、溶融を生じさせるために溶融ランプにより供給されるべきエネルギーの量を低減することができる。また、係る構成は、例えば構築材料の改善された結晶化に起因して、３Ｄ印刷物体の物理的特性を改善することに役立つことができる。

溶融（融合）後、構築プラットフォーム１０２は、所定の量だけ下げられ、プロセスは、３Ｄ物体が層毎に生成されてしまうまで、繰り返される。

係る３Ｄ印刷システムは一般に、構築材料の形成された層の異なる部分間の熱的不均衡に比較的影響されやすい。更に、溶融ランプ及び予熱ランプのような係るシステムの要素は、高い熱慣性を有するかもしれない。従って、係るエネルギー源の瞬間的なスイッチのオン・オフは、印刷システム内の熱的条件の瞬間的な変化という結果にならないかもしれない。それ故に、係るシステムは、３Ｄ物体が生成されている特質に関係なく同じ動作（例えば、正規（regular：不変、通常）の層の厚さからなる構築材料の層を形成、予熱エネルギーの印加、溶融エネルギーの印加など）を実行するように制御され得る。

最近まで、３Ｄ印刷技術は主に、試作環境で使用するために少量の物体を製作することに制限されていた。しかしながら、技術が進歩するにつれて、生産環境で使用するために大量の物体を製作するために幾つかの３Ｄ印刷システムを使用することが実行可能になってきている。

しかしながら、試作環境から生産環境に移行するためには、係るシステムは、効率的である必要がある。

場合によっては、効率は、単一の印刷ジョブにおいて複数の物体を３Ｄ印刷することにより達成され得る。例えば、顧客は、３Ｄ印刷されるべき同一の又は同一でない物体のロット（バッチ）を注文することができる。注文された物体は、３Ｄプリンタの構築体積を効率的に使用するために一緒にして１回分にまとめられることができ、その結果、一緒にして１回分にまとめられた物体の３Ｄ印刷をもたらす３Ｄ印刷ジョブが生成される。

一般に、物体のロット内の物体は、適切な空間によりロット内の他の物体から分離される。当該空間により、各３Ｄ物体が印刷後に容易に分離されることが可能になり、また、他の物体に影響を及ぼす１つの物体からの熱ブリードを防止することにも役立つ。当該空間のサイズは、３Ｄ印刷システムの特性に依存することができ、その特性には、使用される構築材料のタイプ、熱ブリード特性、及びディーテイリング剤または冷却剤の使用法が含まれ得る。

物体のロットは、例えば３Ｄ印刷されるべき物体の３Ｄモデルを受け取り且つ３Ｄ構築モデル内でのこれら物体の空間的配列を決定する前処理システムにより、実行され得る。一例において、構築モデルは、複数の３Ｄ物体モデルから形成されることができ、各物体モデルは、生成されるべき３Ｄ物体を表す。また、設計者が、構築モデルにおいて手作業で複数の物体を一緒にして１回分にまとめることもできる。

構築モデル内の物体の例示的な空間的配列２００が、図２に示される。図２は、構築モデルの外側限界２０２を示す。構築モデルは、物体が３Ｄプリンタにより生成され得る物理的な構築体積に対応することができる。構築モデル２０２内に、多数の物体２０４ａから２０４ｎが配列される。この例において、物体２０４は、互いに同一であるが、他の例において、少なくとも幾つかの物体が異なってもよい。

構築モデル内で、物体２０４がｚ軸（即ち、垂直軸）において距離dvだけ互いから垂直方向に分離されるように、物体２０４が空間的に配列される。また、物体のそれぞれは、距離dhだけ互いから水平方向にも分離される。物体２０４ａから２０４ｎの分離は、前処理システムにより実行され得る、又は例えば適切なコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアアプリケーションを用いて、人間の操作者により決定され得る。

さて、図３を参照すると、一例による３Ｄ印刷システム３００の略図が示される。より詳細に後述されるように、３Ｄ印刷システム３００は、溶融されない構築材料の空の層を含む３Ｄ印刷ジョブを処理する際に特に効率的であるように構成される。

３Ｄ印刷システム３００は、上述されたような及び図１に示されたような３Ｄプリンタシステムのような、３Ｄプリンタモジュール３０２を含む。しかしながら、他の例において、３Ｄプリンタモジュール３０２は、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）３Ｄプリンタ、光造形プリンタ（ＳＬＡ）又は同種のもののような、任意の他の適切な種類の３Ｄ印刷システムであることができる。

３Ｄ印刷システム３００の動作は、３Ｄプリンタコントローラ３０４により制御される。コントローラ３０４は、マイクロプロセッサのようなプロセッサ３０６を含む。プロセッサ３０６は、例えば適切な通信バス（図示せず）を介してメモリ３０８に結合される。メモリ３０８は、プロセッサ３０６により実行された際に、コントローラ３０４に本明細書で説明されるように３Ｄプリンタを制御させる、プロセッサ理解可能３Ｄプリンタ制御命令３１０を格納する。さて、３Ｄ印刷システム３００の例示的な動作は、図４、図５及び図６に更に関連して説明される。

さて、図４を参照すると、ブロック４０２において、３Ｄプリンタコントローラ３０４のプロセッサ３０６が、構築モデルのスライスデータを取得するようにプロセッサ３０６を制御するために３Ｄプリンタ制御命令３１０を実行する。スライスデータは、例えば構築モデルを複数の二次元イメージへ変換することにより、取得されることができ、この場合、各イメージは、図５に示されるように、構築モデルの平行な平面においてスライスを表す。各スライスイメージは、そのスライスに存在する何らかの物体の横断面（もしあれば）を表す。各スライスイメージは、３Ｄプリンタ３０２により処理されるべき構築材料の層を表すことができる。

構築モデルの各スライスは、３Ｄプリンタにより処理されるべき構築材料の層を表す。各スライスは、例えば図５に示されるように、そのスライスにおける何らかの物体の横断面を表すか、又は当該横断面に基づくことができる。

構築モデルが分割されるスライスイメージの数は、多くの要因に依存するかもしれない。１つの要因は、３Ｄ印刷システムにより形成可能な構築材料の各層の厚さである。使用される３Ｄ印刷システムのタイプに応じて、構築材料の形成される各層の厚さは、約５０μｍ（ミクロン）から２００μｍ（ミクロン）の範囲内であることができる。構築材料の各層が薄ければ薄いほど、印刷された３Ｄ物体の解像度は高くなる。しかしながら、物体を生成するための処理を必要とする構築材料の層の数は、３Ｄ印刷ジョブを処理するのにかかる時間を増加させるかもしれない。

各スライスイメージは、例えば適切なビット深度を有するラスター画像により表されることができ、この場合、ビット深度は、３Ｄ印刷システムにより製作され得る特性（色、機械的特性など）のタイプに基づく。一例において、各スライスイメージは、１ビット深度を有することができ、この場合、イメージの各ピクセルは、凝固されるべき構築材料の層の一部、又は凝固されるべきでない構築材料の層の一部を表すことができる。

各スライスイメージは、構築材料の各形成された層の部分を選択的に凝固させるために３Ｄプリンタ３０２を制御するために使用されるデータを生成するために、３Ｄ印刷システムにより逐次的に処理される。例えば、スライスデータは、構築材料の層に印刷されるべき印刷薬剤の適切なパターンを生じさせるために、プリントヘッド制御データへ変換され得る。図５で看取され得るように、スライスの第１の組５０２はそれぞれ、構築材料の層の部分が、３Ｄ物体の部分を生成するために選択的に凝固されるべきであることを示す。しかしながら、空のスライス５０４の更なる組は、何らかの物体の横断面を欠いており、ひいては構築材料が凝固されるべきでない構築材料の空の層を表す。この例において、層５０４の組は、図２に示された垂直空間dvを表すことができる。３Ｄプリンタ３０２により形成される構築材料の各層の厚さ、及び垂直空間dvに応じて、空のスライス５０４の数は、変化するであろう。例えば、垂直空間dvが５ｍｍであり且つ３Ｄプリンタ３０２により形成される各層の厚さが０．１ｍｍである場合、５０個の空の層５０４が存在することができる。

ブロック４０４において、処理されている現在の層のスライスイメージが空であるか又は空でないかを判断するためにプロセッサ３０６を制御するために、プロセッサ３０６は、３Ｄプリンタ制御命令３１０を実行する。前述されたように、空の層は、凝固されるべきである何らかの部分を欠いている構築材料の層を表す。

現在の層が空でない場合、ブロック４０６において、プロセッサ３０６は、正規の動作モードに従って層を処理するようにプロセッサ３０６を制御するために、３Ｄプリンタ制御命令３１０を実行する。正規の動作モードは、構築材料の各層を処理する間に実行される一組の「正規」の処理動作を含むことができる。例えば、一組の正規の処理動作は上述されたように、以下のことを含むことができる。即ち、
ａ．正規の層の高さだけ構築プラットフォーム１０２を垂直に移動
ｂ．構築プラットフォーム上に広げられるべき構築材料の対応する分量を準備
ｃ．構築プラットフォーム上に準備された分量の構築材料を広げて、その上に構築材料の層を形成
ｄ．形成された層に予熱エネルギーを印加
ｅ．スライスデータに従って印刷薬剤のパターンを印刷するためにプリントヘッドを制御しながら、形成された層の上でプリントヘッドを移動
ｆ．形成された層の部分をスライスイメージに従って溶融および凝固させるために溶融エネルギーを印加。

ブロック４０４において、プロセスが繰り返される。

しかしながら、ブロック４０４において、プロセッサ３０６が現在のスライスイメージが空であると判断する場合、ブロック４０８において、プロセッサ３０６は、次のスライスイメージも空であるか否かを判断する。このプロセスは、連続的な空のスライスの数が求められてしまうまで繰り返される。一例において、プロセッサ３０６は、スライスイメージにおいて特定の所定のピクセル値の存在または欠如を検査することにより、スライスイメージが空であるか否かを判断する。例えば、スライスイメージがバイナリイメージである場合、プロセッサ３０６は、イメージの全てのピクセルがゼロの値を有する場合にスライスイメージが空であると判断することができる。

４１０において、３Ｄプリンタコントローラ１１２は、正規の動作モードと異なる第２の動作モードに基づいて、対応する空の層を処理するために３Ｄプリンタ１００を制御する。一例において、第２の動作モードで実施される動作は、求められた空のスライスの数に基づいて判断され得る。

処理されるべき空の層の存在または欠如に基づいて異なる動作モードを用いることにより、幾つかの３Ｄ印刷システムの効率が改善されることを可能にすることができ、より早い物体生成時間という結果になることができる。例えば、多数の連続的な空の層が処理されるべきである際に上述した「正規」の処理動作の全てを実行し続けることは非効率的であるかもしれない。第１及び第２の動作モードで実行される動作の正確な性質は、使用される３Ｄ印刷技術のタイプに応じて変化するかもしれない。しかしながら、空のスライスの存在または存在しないことに基づいて異なる処理モードを用いることの一般的原理は、薬剤および粉末ベースの３Ｄ印刷システム、選択的レーザ焼結システム、光造形印刷、及び直接金属焼結システムを含むことができる様々な種類の３Ｄ印刷技術に適用可能であることができる。

さて、図６を参照すると、空の層を処理する例示的な方法が示される。

６０２において、プロセッサ３０６は、スライスデータにおける空のスライスの数を求める。６０４において、プロセッサ３０６は、空の層の数に基づいて如何にして対応する空の層を処理するかを決定する。図示された例において、空の層の数が空の層の所定の閾値数未満である場合、６０６において、プロセッサ３０６は、第１の組の処理動作を用いて空の層の全てを処理するように３Ｄプリンタ３０２を制御する。一例において、第１の組の処理動作は、上述した「正規」の処理動作の全てを含むことができる。空の層の数が空の層の所定の閾値数以上である場合、６０８において、プロセッサ３０６は、第１の組の処理動作を用いて空の層の第１の部分を処理するように３Ｄプリンタ３０２を制御する。６１０において、プロセッサ３０６は、第２の組の処理動作を用いて空の層の第２の部分を処理するように３Ｄプリンタ３０２を制御する。６１２において、プロセッサ３０６は、第３の組の処理動作を用いて空の層の第３の部分を処理するように３Ｄプリンタ３０２を制御する。一例において、空の層の各部分は、空の層の連続的な組である。

層の所定の閾値数は、例えば３Ｄ印刷システムの特性に基づいて選択され得る。例えば、一例において、５個の層の閾値、或いは１０個の層の閾値、又は２０個の層の閾値が選択され得る。他の例において、異なる所定の閾値が選択され得る。

さて、更により詳細な例が説明される。以下で与えられる例は、上述されたような粉末ベース及び融剤タイプの３Ｄ印刷システムに基づく。しかしながら、適切な変更が、選択的レーザ焼結システムのような他の適切な３Ｄ印刷システムと共に使用するために他の例に行われ得る。

６０６において、空の層の数が、所定の閾値未満である場合、第１の空の層処理モードが、上述した正規の層処理動作に幾つかの変更を行うことができる。例えば、第１の空の層処理モードは、以下の層処理動作だけを実行することができる。即ち、
ａ．正規の層の高さだけ構築プラットフォーム１０２を垂直に移動
ｂ．構築プラットフォーム上に広げられるべき構築材料の対応する分量を準備
ｃ．構築プラットフォーム上に当該分量の構築材料を広げて、その上に構築材料の層を形成
ｄ．形成された層に予熱エネルギーを印加。

このように、３Ｄ印刷システム１００は、以下の正規の層処理動作を行わなくてもよい。即ち、
ｅ．スライスデータに従って印刷薬剤のパターンを印刷するためにプリントヘッドを制御しながら、形成された層の上でプリントヘッドを移動
ｆ．形成された層の部分をスライスイメージに従って溶融および凝固させるために溶融エネルギーを印加。ブロック４０４においてプロセスが繰り返される。

このモードにおいて、溶融エネルギーが印加されないので、これは、処理される空の層のそれぞれに対する少量の電力節約という結果になる。幾つかの例において、また、プリントヘッドも、正規の層処理動作が実行されている時よりも大きい持続時間の間に不活性（即ち、移動しない）にされることができ、それにより、サービス動作がプリントヘッドに実行されることを可能にすることができる。また、これにより、印刷ジョブを処理しながら実行するための時間が一般に存在しないプリントヘッドのサービス動作が、この時間中に実行されることを可能にすることもできる。

ひとたび空の層が処理されたならば、動作は、図４のブロック４０２で継続する。

６０８において、空の層の数が所定の閾値以上である場合、第１の組の処理動作を用いて、空の層の第１の部分を処理することができる。

一例において、空の層の第１の部分は空の層の２０％であり、空の層の第２の部分は空の層の８０％であり、空の層の第３の部分は２０％である。しかしながら、他の例において、これらの部分は、例えば３Ｄ印刷システム１００の特性に基づいて変更され得る。

前述されたように、上述した粉末および融剤タイプの３Ｄ印刷システムにおいて、構築材料の層の温度均一性は、高品質の３Ｄ印刷物体を生成する際に重要である。また前述されたように、３Ｄ印刷システムの要素の熱慣性は、３Ｄ印刷システム内の動作が実行される態様を不意に変更して非実用的にする。従って、この例において、第１の組の処理動作は、構築材料の層のターゲット温度の穏やかな下降または低減を可能にするためのモードとみなされ得る。第２の組の処理動作は、構築材料の層の迅速な形成を可能にするためのモードとみなされることができ、第３の組の処理動作は、構築材料の層のターゲット温度の穏やかな上昇または増加を可能にするためのモードとみなされ得る。

正規の動作モードにおいて、構築プラットフォームは、構築材料の各形成された層が同じ厚さを有することを可能にするために一定の歩みで下げられる。これは、生成される３Ｄ物体の品質と機械的特性を確実にする際に非常に重要である。しかしながら、６１０で、第２の組の処理動作において、構築プラットフォームが下げられる距離は、空の層が第１の組の処理動作を用いて生成される場合に比べて速く生成されることを可能にするために、増大され得る。例えば、第１の組の処理動作において、構築プラットフォームが５０μｍ（ミクロン）の歩みで下げられる場合、２０個の空の層の形成は、上述したａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）の動作の２０回の実施につながる。しかしながら、６１０において、第２の組の処理動作が、多数の空の層をより迅速に生成するために異なる組の処理動作を実行する。

例えば、正規の層の厚さよりも大きい距離だけ構築プラットフォームを移動させることにより、構築材料のより厚い層が形成されることが可能になり、ひいては必要な数の層を形成するのにかかる時間を大幅に低減することができる。例えば、構築プラットフォームが１００μｍ（ミクロン）の距離を移動する場合、構築材料の低減された数のより厚い層が形成されることができ、それは、完成した場合、空の層の正規の処理と同等の構築材料の厚さを提供する。構築プラットフォームがより大きい距離を移動する場合、時間のさらなる大きな減少が達成され得る。従って、６１０において、第２の組の処理動作は、以下の動作を含むことができる。即ち、
ａ．空の層の第２の部分の結合された厚さを求める
ｂ．正規の層の厚さより大きい量だけ構築プラットフォーム１０２を垂直方向に移動
ｃ．構築プラットフォーム上に広げられるべき構築材料の対応する分量を準備
ｄ．構築プラットフォーム上に当該分量の構築材料を広げて、その上に構築材料の層を形成。

上述された他の動作は、第２の組の処理動作の部分になることができない。他の例において、第１、第２及び第３の組の処理動作により、構築材料分配器および可動構築プラットフォームは、空でない層を処理する際に形成されるものよりも厚い構築材料の層を形成することができる。

構築プラットフォーム１０２が正規の層の厚さより大きい量だけ移動する場合、構築プラットフォームの上に広げられるために準備される構築材料の分量も、対応する量だけ増加される必要がある。例えば、１００μｍ（ミクロン）の厚さの層を形成することは、５０μmの厚さの層と同じ量の構築材料の２倍必要である。

６１２において、第３の組の処理動作を用いて、空の層の第３の部分を処理することができる。第３の組の処理動作により実行される動作の終了時に、処理された空の層の特性は、正規の処理モードが使用された場合の特性に等しい又は少なくとも非常に接近しているべきである。例えば、最後の空の層の温度および温度均一性は、期待された温度および期待された温度均一性から過度に逸脱するべきでない。

このように、６１２において、第３の組の処理動作は、上述された第１の組の処理動作と同じ処理動作を含むことができる。

さて、図７を参照すると、上述された原理に基づいて３Ｄ印刷システムを動作させる更なる例示的な方法の概要を示す流れ図が示される。

７０２において、プロセッサ３０６は、３Ｄプリンタ３０２により処理されている現在のスライスの現在の数（番号）またはインデックスを求める。プロセッサ３０６は、現在のスライスの上にある空のスライスの数、並びに現在のスライスの下にある空のスライスの数を求める。処理されている現在のスライスの上および下にある空のスライスの数に基づいて、変更が、上述した正規の処理動作に行われ得る。

例えば、７０４において、現在のスライスの上および下に５個より多い空のスライスが存在する時に、７０６において、プロセッサ３０６は、溶融ランプを電源投入しないように正規の処理動作を変更する。

例えば、７０６において、現在のスライスの上および下に１５個より多い空のスライスが存在する時に、７０８において、プロセッサ３０６は、プリントヘッドキャリッジを移動させないように正規の処理動作を更に変更する。

例えば、７１０において、現在のスライスの上および下に２０個より多い空のスライスが存在する時に、７１２において、プロセッサ３０６は、形成される各層の厚さを増大するように、延長されたプリントヘッドメンテナンスがプリントヘッドに実行されることを可能にするように、及び構築材料の形成された層のターゲット温度を所定量だけ低減するように正規の処理動作を更に変更する。

理解されるように、図６及び図７に関連して説明された方法は、図４に関連して説明された方法の例示的な具現化形態である。更に理解されるように、更なる例示的な方法も構想され得る。

上述した例は融剤および溶融エネルギーを使用する３Ｄ印刷システムに関係するが、構築材料の逐次の層を処理する任意の３Ｄ印刷技術が使用され得る。構築材料の層の部分を選択的に凝固させる別の３Ｄ印刷技術は、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）である。

理解されるように、本明細書で説明された例は、ハードウェア、ソフトウェア、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせの形態で実現され得る。任意の係るソフトウェアは、例えば消去可能または書き換え可能であろうとなかろうとＲＯＭのような記憶デバイスのような揮発性または不揮発性記憶装置の形態で、或いは例えばＲＡＭ、メモリチップ、デバイス又は集積回路のようなメモリの形態で、或いは例えばＣＤ、ＤＶＤ、磁気ディスク又は磁気テープのような光学的または磁気的に読み出し可能な媒体に格納され得る。理解されるように、記憶デバイスおよび記憶媒体は、実行された際に本明細書で説明された例を実施するプログラム（単数または複数）を格納するのに適した機械可読記憶装置の例である。従って、幾つかの例は、任意の前述の請求項に記載されたようなシステム又は方法を実現するためのコードを含むプログラム、及び係るプログラムを格納する機械可読記憶装置を提供する。更に、幾つかの例は、有線または無線接続を介して伝えられる通信信号のような任意の媒体を介して、電子的に伝達され得る。

本明細書（任意の添付の請求項、要約および図面を含む）に開示された特徴の全て、及び／又はそのように開示された任意の方法またはプロセスのステップの全ては、係る特徴および／またはステップの少なくとも幾つかが相互に排他的である場合の組み合わせを除いて、任意のくみあわせで組み合わされ得る。

本明細書（任意の添付の請求項、要約および図面を含む）に開示された各特徴は、明示的に別段の定めをした場合を除き、同じ、等価の又は類似の目的を果たす代替の特徴により置き換えられ得る。かくして、明示的に別段の定めをした場合を除き、開示された各特徴は、包括的な一連の等価または類似の特徴の単なる一例である。

Claims (15)

1. 三次元プリンタであって、
   構築モデルの層に関連するデータを取得し、
   第１の動作モードに従って空でない層を処理し、
   第２の動作モードに従って空の層を処理するためのコントローラと、
   可動構築プラットフォーム上に構築材料の層を形成するための構築材料分配器と、
   構築材料の形成された層上に印刷可能な融剤のパターンを選択的に印刷するためのプリントヘッドと、
   融剤が塗布された構築材料の部分が溶融および凝固するために、構築材料の形成された層に溶融エネルギーを印加するための溶融ランプとを含み、
   前記コントローラは、第１の動作モードで動作している間に第１の厚さの構築材料の層を形成するように前記構築材料分配器および可動構築プラットフォームを制御することができ、前記第２の動作モードで動作している間に第１の厚さより大きい第２の厚さの構築材料の層を形成するように前記構築材料分配器および可動構築プラットフォームを制御することができる、三次元プリンタ。
2. 前記コントローラが更に、取得されたデータにおいて、連続的な空の層の数を求めることができる、請求項１に記載の三次元プリンタ。
3. 前記コントローラによって、
   一組の連続的な空の層のうち第１の部分が、前記第１の厚さの構築材料の層を形成するように前記構築材料分配器および可動構築プラットフォームを制御することにより処理され、
   一組の連続的な空の層のうち第２の部分が、前記第２の厚さの構築材料の層を形成するように前記構築材料分配器および可動構築プラットフォームを制御することにより処理されることができる、請求項２に記載の三次元プリンタ。
4. 前記コントローラは、連続的な空の層の数に基づいて、第２の厚さを決定する、請求項１又は２に記載の三次元プリンタ。
5. 前記コントローラは、
   現在のスライスを特定し、
   現在のスライスの上にある空のスライスの数を求め、
   現在のスライスの下にある空のスライスの数を求め、
   現在のスライスの上および下にある空のスライスの数に基づいて、所定の動作を実行することができる、請求項１に記載の三次元プリンタ。
6. 前記コントローラが、現在のスライスの上および下にある空のスライスの数が第１の閾値より大きいと判断する場合、前記コントローラは、前記第１の動作モードにおいて前記溶融ランプを電源投入しないように変更した第１の動作を実行し、
   前記コントローラが、現在のスライスの上および下にある空のスライスの数が第２の閾値より大きいと判断する場合、前記コントローラは、前記第１の動作モードにおいて前記プリントヘッドのキャリッジを移動させないように更に変更した第２の動作を実行し、
   前記コントローラが、現在のスライスの上および下にある空のスライスの数が第３の閾値より大きいと判断する場合、前記コントローラは前記第２の動作モードを実行する、請求項１に記載の三次元プリンタ。
7. 三次元プリンタであって、
   可動構築プラットフォーム上に構築材料の層を形成するための構築材料分配器と、
   コントローラとを含み、前記コントローラは、
   構築モデルの層に関連するデータを取得し、
   取得されたデータにおいて連続的な空の層の数を求めることができ、
   前記連続的な空の層の数が所定の閾値数以上である場合、前記コントローラは、
   第１の組の処理動作を用いて前記連続的な空の層の第１の部分を処理し、
   第２の組の処理動作を用いて前記連続的な空の層の第２の部分を処理し、
   少なくとも前記第２の組の処理動作により、前記構築材料分配器および前記可動構築プラットフォームが、空でない層を処理する際に形成されるものよりも厚い構築材料の層を形成し、
   前記可動構築プラットフォームが下げられる距離は、前記可動構築プラットフォームが前記第１の組の処理動作で下げられる距離に比べて前記第２の組の処理動作において増大される、三次元プリンタ。
8. 三次元プリンタであって、
   可動構築プラットフォーム上に構築材料の層を形成するための構築材料分配器と、
   構築材料の形成された層上に印刷可能な融剤のパターンを選択的に印刷するためのプリントヘッドと、
   融剤が塗布された構築材料の部分が溶融および凝固するために、構築材料の形成された層に溶融エネルギーを印加するための溶融ランプと、
   コントローラとを含み、前記コントローラは、
   構築モデルの層に関連するスライスデータを取得し、
   前記三次元プリンタにより処理されている現在のスライスを求め、
   現在のスライスの上にある空のスライスの数を求め、
   現在のスライスの下にある空のスライスの数を求め、
   現在のスライスの上および下にある空のスライスの数に基づいて、空でないスライスを処理するための正規の処理動作を変更することができ、
   前記正規の処理動作を変更することは、形成される各空の層の厚さを増大することを含む、三次元プリンタ。
9. 前記コントローラが、現在のスライスの上および下にある空のスライスの数が第１の閾値より大きいと判断する場合、前記コントローラは、前記溶融ランプを電源投入しないように前記正規の処理動作を変更することにより得られた第１の動作を実行し、
   前記コントローラが、現在のスライスの上および下にある空のスライスの数が第２の閾値より大きいと判断する場合、前記コントローラは、前記プリントヘッドのキャリッジを移動させないように前記第１の動作を変更することにより得られた第２の動作を実行し、
   前記コントローラが、現在のスライスの上および下にある空のスライスの数が第３の閾値より大きいと判断する場合、前記コントローラは、形成される各空の層の厚さを増大するように前記第２の動作を変更することにより得られた第３の動作を実行し、
   前記第１の閾値＜前記第２の閾値＜前記第３の閾値である、請求項８に記載の三次元プリンタ。
10. 三次元プリンタの動作を制御する方法であって、
    構築モデルのスライスに関連するデータを取得し、
    スライスが空のスライスか又は空でないスライスであるか否かを判断し、
    第１の動作モードに従って空でないスライスを処理するように前記プリンタを制御し、
    前記第１の動作モードと異なる第２の動作モードに従って空のスライスを処理するように前記プリンタを制御することを含み、
    前記第１の動作モードに従って、所定の厚さの構築材料の層を形成し、前記第２の動作モードに従って、前記所定の厚さより大きい厚さを有する構築材料の層を形成する、方法。
11. 連続的な空のスライスの数を求めることを更に含み、前記第２の動作モードの処理動作が、前記連続的な空のスライスの求められた数に基づく、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第２の動作モードに従って形成された層の厚さが、前記連続的な空のスライスの求められた数に基づく、請求項１１に記載の方法。
13. 前記三次元プリンタにより処理されている現在のスライスを求め、
    現在のスライスの上にある空のスライスの数を求め、
    現在のスライスの下にある空のスライスの数を求め、
    前記第２の動作モードの処理動作が、現在のスライスの上および下にある空のスライスの求められた数に基づいている、請求項１０に記載の方法。
14. 粉末ベースの３Ｄ印刷システムにおいて層毎に三次元物体を生成する方法であって、
    構築プラットフォーム上に形成された溶融していない粉末の逐次の層上へ融剤を選択的に塗布することを制御するためのデータを取得し、
    正規の動作モードにおいて、以下のこと、即ち
    粉末の所定の厚さを有する逐次の層を形成し、
    取得されたデータに従って各層に融剤を選択的に塗布し、
    各層に溶融エネルギーを印加するために前記印刷システムを制御し、
    一組の連続的な空の層を識別し、且つ異なる動作モードで前記空の層を処理するように前記印刷システムを制御することを含み、
    前記異なる動作モードは、前記粉末の所定の厚さより大きい厚さを有する逐次の層を形成することを含む、方法。
15. 前記異なる動作モードで前記空の層を処理するように前記印刷システムを制御することが、識別された連続的な空の層の数に基づく、請求項１４に記載の方法。

Images