JP6850622B2 - Slice data generation method for 3D laminated modeling, 3D laminated modeling method and slice data generation program for 3D laminated modeling - Google Patents

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Description

本開示は、三次元積層造形用のスライスデータ生成方法、三次元積層造形方法及び三次元積層造形用のスライスデータ生成プログラムに関する。 The present disclosure relates to a slice data generation method for three-dimensional laminated modeling, a three-dimensional laminated modeling method, and a slice data generation program for three-dimensional laminated modeling.

金属積層造形法では、リコータにより基板上に金属粉末を敷設し、造形物部分に相当する金属粉末をレーザで溶融・凝固させ、その上面に新たに金属粉末を敷設し、再び、造形物部分に相当する金属粉末を光ビームで溶融し凝固させる作業を繰り返すことで、造形物を造形する。 In the metal lamination molding method, a metal powder is laid on a substrate by a recoater, the metal powder corresponding to the modeled object is melted and solidified by a laser, a new metal powder is laid on the upper surface thereof, and the metal powder is again applied to the modeled object. By repeating the work of melting and solidifying the corresponding metal powder with a light beam, a modeled object is modeled.

特許文献１には、金属粉末の固化層と周辺領域との温度差に起因する造形物の変形を抑制するために、固化層の形成領域及びその周辺領域を固化層の形成前に光ビームにより予備加熱する技術が開示されている。 In Patent Document 1, in order to suppress deformation of the modeled object due to the temperature difference between the solidified layer of the metal powder and the peripheral region, the solidified layer forming region and the peripheral region thereof are formed by a light beam before the solidifying layer is formed. A technique for preheating is disclosed.

特開２０１５‐３８２３７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-382237

ところで、造形時に造形物が変形した場合、変形部との接触によってリコータが局所的に損傷して金属粉末を均一に敷設できなくなると、造形物の品質低下や造形処理の中止を招き、高品質な造形物を安定的に造形できなくなる恐れがある。 By the way, when the modeled object is deformed during modeling, if the recorder is locally damaged due to contact with the deformed part and the metal powder cannot be laid uniformly, the quality of the modeled object deteriorates and the modeling process is stopped, resulting in high quality. There is a risk that it will not be possible to stably model various shaped objects.

この点、特許文献１には、リコータの局所的な損傷に起因する造形物の品質低下を抑制するための知見については何ら開示されておらず、特許文献１に記載の方法では、高品質な造形物の安定的な造形を実現することは困難である。 In this regard, Patent Document 1 does not disclose any knowledge for suppressing deterioration of the quality of the modeled object due to local damage of the recorder, and the method described in Patent Document 1 is of high quality. It is difficult to realize stable modeling of a modeled object.

特に、造形物が大きい場合には造形物の変形量が大きくなりやすく、造形物の形状によっても変形を抑制することが困難になる場合があり、このような場合には特許文献１に記載の方法による造形物の品質低下の抑制効果は限定的になりやすい。 In particular, when the modeled object is large, the amount of deformation of the modeled object tends to be large, and it may be difficult to suppress the deformation depending on the shape of the modeled object. In such a case, Patent Document 1 describes. The effect of suppressing the deterioration of the quality of the modeled object by the method tends to be limited.

本発明の少なくとも一実施形態は、上述したような従来の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、高品質な造形物の安定的な造形を可能とする三次元積層造形用のスライスデータ生成方法、三次元積層造形方法及び三次元積層造形用のスライスデータ生成プログラムを提供することである。 At least one embodiment of the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is three-dimensional laminated modeling that enables stable modeling of a high-quality modeled object. It is to provide the slice data generation method, the three-dimensional laminated modeling method, and the slice data generation program for three-dimensional laminated modeling.

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る三次元積層造形用のスライスデータ生成方法は、パウダーベッドを形成するためのリコータを有する三次元積層造形装置による造形に用いられるスライスデータの生成方法であって、造形物の平面視又は前記リコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において、前記リコータの幅方向における前記造形物の複数の角部の位置がずれるように、前記造形物の三次元形状データの配向を設定するステップと、設定された前記配向の前記三次元形状データをスライスして、前記スライスデータを生成するステップと、を備える。 (1) The slice data generation method for three-dimensional laminated modeling according to at least one embodiment of the present invention is a method for generating slice data used for modeling by a three-dimensional laminated modeling apparatus having a recorder for forming a powder bed. Therefore, in a plan view of the modeled object or a side view viewed from a direction orthogonal to the width direction of the recorder, the modeled object is designed so that the positions of a plurality of corners of the modeled object in the width direction of the recorder are displaced. It includes a step of setting the orientation of the three-dimensional shape data and a step of slicing the three-dimensional shape data of the set orientation to generate the slice data.

造形物の長辺の長さと短辺の長さの差が大きい場合、レーザ照射後の造形物の熱変形（熱収縮）が大きくなるため、造形物の反りによって造形物の角部に大きな浮き上がりが発生することがある。この場合、リコータが造形物を通過する際に造形物の角部がリコータに接触し、リコータにおける造形用の粉末材を敷設するための敷設部品の損傷が生じる可能性がある。特に、リコータの同一箇所に造形物の角部が何度も接触すると、当該同一箇所にてリコータの局所的な損傷による造形物の品質低下リスクが高くなる。 If the difference between the length of the long side and the length of the short side of the modeled object is large, the thermal deformation (heat shrinkage) of the modeled object after laser irradiation becomes large, so the warped object causes a large lift at the corners of the modeled object. May occur. In this case, when the recorder passes through the modeled object, the corners of the modeled object may come into contact with the recorder, causing damage to the laying parts for laying the powder material for modeling in the recorder. In particular, if the corners of the modeled object come into contact with the same location of the recorder many times, the risk of quality deterioration of the modeled object due to local damage to the recorder increases at the same location.

この点、上記（１）に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法によれば、造形物の平面視又はリコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において、リコータの幅方向における造形物の複数の角部の位置がずれるように造形物の三次元形状データの配向を設定する。このため、リコータが造形物を造形する間にリコータに対する造形物の複数の角部が接触する位置をリコータの幅方向に分散させることができる。これにより、リコータの局所的な損傷を抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 In this regard, according to the slice data generation method for three-dimensional laminated modeling described in (1) above, in the plan view of the modeled object or the side view viewed from the direction orthogonal to the width direction of the recorder, in the width direction of the recorder. The orientation of the 3D shape data of the modeled object is set so that the positions of the plurality of corners of the modeled object are displaced. Therefore, the positions where the plurality of corners of the modeled object come into contact with the recorder while the recorder is modeling the modeled object can be dispersed in the width direction of the recorder. As a result, local damage to the recorder can be suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法において、前記造形物の三次元形状データの配向を設定するステップでは、前記造形物の平面視又は前記リコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において、前記リコータの幅方向における前記造形物の複数の角部の位置の重複を低減するように、前記造形物の三次元形状データの配向を初期配向から変更する。 (2) In some embodiments, in the slice data generation method for three-dimensional laminated modeling described in (1) above, in the step of setting the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object, the plane of the modeled object is set. Three-dimensional shape data of the modeled object so as to reduce duplication of positions of a plurality of corners of the modeled object in the width direction of the recorder in a visual view or a side view viewed from a direction orthogonal to the width direction of the recorder. Orientation is changed from the initial orientation.

上記（２）に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法によれば、造形物の三次元形状データの配向を初期配向から変更して、造形物の平面視又はリコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において、リコータの幅方向における造形物の複数の角部の位置の重複を低減する。このため、リコータが造形物を造形する間にリコータに対する造形物の複数の角部が接触する位置をリコータの幅方向に分散させることができる。これにより、リコータの局所的な損傷を抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 According to the slice data generation method for three-dimensional laminated modeling described in (2) above, the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object is changed from the initial orientation and orthogonal to the plan view of the modeled object or the width direction of the recorder. It reduces the overlap of the positions of a plurality of corners of the modeled object in the width direction of the recorder in the side view viewed from the direction in which the recorder is used. Therefore, the positions where the plurality of corners of the modeled object come into contact with the recorder while the recorder is modeling the modeled object can be dispersed in the width direction of the recorder. As a result, local damage to the recorder can be suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法において、前記リコータの幅方向における複数の位置範囲のそれぞれについて、前記造形物の造形に伴う前記造形物の前記角部の出現頻度を算出するステップをさらに備え、前記三次元形状データの配向を設定するステップでは、各々の前記位置範囲における前記角部の前記出現頻度のばらつきが許容範囲内に収まるような前記三次元形状データの配向を決定する。 (3) In some embodiments, in the slice data generation method for three-dimensional laminated modeling according to the above (1) or (2), the modeled object is obtained for each of a plurality of position ranges in the width direction of the recorder. In the step of calculating the appearance frequency of the corner portion of the modeled object accompanying the modeling and setting the orientation of the three-dimensional shape data, the variation of the appearance frequency of the corner portion in each of the position ranges is provided. Determines the orientation of the three-dimensional shape data so that

上記（３）に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法によれば、リコータの幅方向における複数の位置範囲での角部の出現頻度のばらつきを小さくすることにより、リコータに対する造形物の複数の角部の接触位置を、リコータの幅方向に効果的に分散させることができる。これにより、リコータの局所的な損傷を効果的に抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 According to the slice data generation method for three-dimensional laminated modeling described in (3) above, by reducing the variation in the appearance frequency of corners in a plurality of position ranges in the width direction of the recorder, the modeled object with respect to the recorder The contact positions of the plurality of corners can be effectively dispersed in the width direction of the recorder. As a result, local damage to the recorder can be effectively suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れか一項に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法において、前記三次元形状データの配向を設定するステップでは、平面視において、前記リコータの前記幅方向に対して前記造形物の長手方向が斜めになるように、前記三次元形状データの配向を決定する。 (4) In some embodiments, in the slice data generation method for three-dimensional laminated modeling according to any one of (1) to (3) above, in the step of setting the orientation of the three-dimensional shape data. The orientation of the three-dimensional shape data is determined so that the longitudinal direction of the modeled object is oblique to the width direction of the recorder in a plan view.

上記（４）に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法によれば、直方体等の一定の対称性を有する造形物を造形する場合に、リコータに対する造形物の複数の角部の接触位置を、リコータの幅方向に容易に分散させることができる。これにより、リコータの局所的な損傷を容易に抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 According to the slice data generation method for three-dimensional laminated modeling described in (4) above, when modeling a modeled object having a certain symmetry such as a rectangular parallelepiped, the contact positions of a plurality of corners of the modeled object with respect to the recorder. Can be easily dispersed in the width direction of the recorder. As a result, local damage to the recorder can be easily suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れか１項に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法において、前記三次元形状データの配向を設定するステップでは、前記リコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において、前記造形物の高さ方向が鉛直方向に対して斜めになるように、前記三次元形状データの配向を決定する。 (5) In some embodiments, in the slice data generation method for three-dimensional laminated modeling according to any one of (1) to (4) above, in the step of setting the orientation of the three-dimensional shape data. The orientation of the three-dimensional shape data is determined so that the height direction of the modeled object is oblique to the vertical direction in the side view viewed from a direction orthogonal to the width direction of the recorder.

上記（５）に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法によれば、直方体等の一定の対称性を有する造形物を造形する場合に、リコータに対する造形物の複数の角部の接触位置を、リコータの幅方向に容易に分散させることができる。これにより、リコータの局所的な損傷を容易に抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 According to the slice data generation method for three-dimensional laminated modeling described in (5) above, when modeling a modeled object having a certain symmetry such as a rectangular parallelepiped, the contact positions of a plurality of corners of the modeled object with respect to the recorder. Can be easily dispersed in the width direction of the recorder. As a result, local damage to the recorder can be easily suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

（６）本発明の少なくとも一実施形態に係る三次元積層造形方法は、上記（１）乃至（５）の何れか一項に記載の方法により、前記スライスデータを生成するステップと、前記リコータにより前記パウダーベッドを形成するステップと、生成された前記スライスデータに従って、前記パウダーベッドに対して選択的に光ビームを照射して固化するステップと、を備える。 (6) The three-dimensional laminated modeling method according to at least one embodiment of the present invention uses the step of generating the slice data and the recorder by the method according to any one of (1) to (5) above. It includes a step of forming the powder bed and a step of selectively irradiating the powder bed with a light beam to solidify the powder bed according to the generated slice data.

上記（６）に記載の三次元積層造形方法によれば、上記（１）乃至（５）の何れか一項に記載の方法によって前記スライスデータを生成するため、リコータの局所的な損傷を容易に抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 According to the three-dimensional laminated modeling method described in (6) above, the slice data is generated by the method described in any one of (1) to (5) above, so that local damage to the recorder is easy. It is possible to perform stable modeling of high-quality shaped objects.

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載の三次元積層造形方法において、前記パウダーベッドが形成されるベースプレート又は前記リコータの配向を指定する配向指定データに従って、各層の造形前に前記ベースプレート又は前記リコータの少なくとも一方を制御して、前記リコータに対する各造形層の相対的配向を調整するステップをさらに備える。 (7) In some embodiments, in the three-dimensional laminated molding method described in (6) above, before molding each layer according to the orientation designation data for designating the orientation of the base plate on which the powder bed is formed or the recorder. It further comprises a step of controlling at least one of the base plate or the recorder to adjust the relative orientation of each modeling layer with respect to the recorder.

上記（７）に記載の三次元積層造形方法によれば、各層の造形前にリコータに対する各造形層の相対的配向を調整することにより、リコータに対する造形物の複数の角部の接触位置を、リコータの幅方向に効果的に分散させることができる。これにより、リコータの局所的な損傷を効果的に抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 According to the three-dimensional laminated modeling method described in (7) above, by adjusting the relative orientation of each modeling layer with respect to the recorder before modeling each layer, the contact positions of a plurality of corners of the modeled object with respect to the recorder can be determined. It can be effectively dispersed in the width direction of the recorder. As a result, local damage to the recorder can be effectively suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

（８）本発明の少なくとも一実施形態に係る三次元積層造形方法は、パウダーベッドを形成するためのリコータを有する三次元積層造形装置を用いた三次元積層造形方法であって、平面視において、前記リコータの幅方向に対して造形物の長手方向が斜めになるように、前記造形物の三次元形状データの配向を設定するステップと、設定された前記配向の前記三次元形状データをスライスして、スライスデータを生成するステップと、生成された前記スライスデータに従って、前記パウダーベッドに対して選択的に光ビームを照射して固化するステップと、を備える。 (8) The three-dimensional laminated modeling method according to at least one embodiment of the present invention is a three-dimensional laminated modeling method using a three-dimensional laminated modeling apparatus having a recorder for forming a powder bed, and is a three-dimensional laminated modeling method in a plan view. A step of setting the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object and slicing the three-dimensional shape data of the set orientation so that the longitudinal direction of the modeled object is oblique with respect to the width direction of the recorder. The powder bed is further provided with a step of generating slice data and a step of selectively irradiating the powder bed with a light beam to solidify the powder bed according to the generated slice data.

造形物の長辺の長さと短辺の長さの差が大きい場合、レーザ照射後の造形物の熱変形（熱収縮）が大きくなるため、造形物の反りによって造形物の角部に大きな浮き上がりが発生することがある。この場合、リコータが造形物を通過する際に造形物の角部がリコータに接触し、リコータにおける造形用の粉末材を敷設するための敷設部品の損傷が生じる可能性がある。特に、リコータの同一箇所に造形物の角部が何度も接触すると、当該同一箇所にてリコータの局所的な損傷による造形物の品質低下リスクが高くなる。 If the difference between the length of the long side and the length of the short side of the modeled object is large, the thermal deformation (heat shrinkage) of the modeled object after laser irradiation becomes large, so the warped object causes a large lift at the corners of the modeled object. May occur. In this case, when the recorder passes through the modeled object, the corners of the modeled object may come into contact with the recorder, causing damage to the laying parts for laying the powder material for modeling in the recorder. In particular, if the corners of the modeled object come into contact with the same location of the recorder many times, the risk of quality deterioration of the modeled object due to local damage to the recorder increases at the same location.

この点、上記（８）に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法によれば、平面視においてリコータの幅方向に対して造形物の長手方向が斜めになるように、造形物の三次元形状データの配向を設定する。このため、直方体等の一定の対称性を有する造形物を造形する場合に、リコータに対する造形物の複数の角部の接触位置を、リコータの幅方向に容易に分散させることができる。これにより、リコータの局所的な損傷を抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 In this regard, according to the slice data generation method for three-dimensional laminated modeling described in (8) above, the third order of the modeled object is such that the longitudinal direction of the modeled object is oblique to the width direction of the recorder in a plan view. Set the orientation of the original shape data. Therefore, when modeling a modeled object having a certain symmetry such as a rectangular parallelepiped, the contact positions of a plurality of corners of the modeled object with respect to the recorder can be easily dispersed in the width direction of the recorder. As a result, local damage to the recorder can be suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る三次元積層造形方法は、パウダーベッドを形成するためのリコータを有する三次元積層造形装置を用いた三次元積層造形方法であって、前記リコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において、造形物の高さ方向が鉛直方向に対して斜めになるように、前記造形物の三次元形状データの配向を設定するステップと、設定された前記配向の前記三次元形状データをスライスして、スライスデータを生成するステップと、生成された前記スライスデータに従って、前記パウダーベッドに対して選択的に光ビームを照射して固化するステップと、を備える。 (9) The three-dimensional laminated molding method according to at least one embodiment of the present invention is a three-dimensional laminated molding method using a three-dimensional laminated molding apparatus having a recorder for forming a powder bed, and the width of the recorder. A step of setting the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object so that the height direction of the modeled object is oblique to the vertical direction in the side view viewed from a direction orthogonal to the direction, and the set step. It includes a step of slicing the three-dimensional shape data of orientation to generate slice data, and a step of selectively irradiating the powder bed with a light beam to solidify the powder bed according to the generated slice data. ..

造形物の長辺の長さと短辺の長さの差が大きい場合、レーザ照射後の造形物の熱変形（熱収縮）が大きくなるため、造形物の反りによって造形物の角部に大きな浮き上がりが発生することがある。この場合、リコータが造形物を通過する際に造形物の角部がリコータに接触し、リコータにおける造形用の粉末材を敷設するための敷設部品の損傷が生じる可能性がある。特に、リコータの同一箇所に造形物の角部が何度も接触すると、当該同一箇所にてリコータの局所的な損傷による造形物の品質低下リスクが高くなる。 If the difference between the length of the long side and the length of the short side of the modeled object is large, the thermal deformation (heat shrinkage) of the modeled object after laser irradiation becomes large, so the warped object causes a large lift at the corners of the modeled object. May occur. In this case, when the recorder passes through the modeled object, the corners of the modeled object may come into contact with the recorder, causing damage to the laying parts for laying the powder material for modeling in the recorder. In particular, if the corners of the modeled object come into contact with the same location of the recorder many times, the risk of quality deterioration of the modeled object due to local damage to the recorder increases at the same location.

この点、上記（９）に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法によれば、リコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において、造形物の高さ方向が鉛直方向に対して斜めになるように造形物の三次元形状データの配向を設定する。このため、直方体等の一定の対称性を有する造形物を造形する場合に、リコータに対する造形物の複数の角部の接触位置を、リコータの幅方向に容易に分散させることができる。これにより、リコータの局所的な損傷を抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 In this regard, according to the slice data generation method for three-dimensional laminated modeling described in (9) above, the height direction of the modeled object is relative to the vertical direction in the side view viewed from the direction orthogonal to the width direction of the recorder. Set the orientation of the 3D shape data of the modeled object so that it is diagonal. Therefore, when modeling a modeled object having a certain symmetry such as a rectangular parallelepiped, the contact positions of a plurality of corners of the modeled object with respect to the recorder can be easily dispersed in the width direction of the recorder. As a result, local damage to the recorder can be suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る三次元積層造形用のスライスデータ生成プログラムは、パウダーベッドを形成するためのリコータを有する三次元積層造形装置による造形に用いられるスライスデータの生成プログラムであって、造形物の平面視又は前記リコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において、前記リコータの幅方向における前記造形物の複数の角部の位置がずれるように、前記造形物の三次元形状データの配向を設定する処理と、設定された前記配向の前記三次元形状データをスライスして、前記スライスデータを生成する処理と、をコンピュータに実行させる。 (10) The slice data generation program for three-dimensional laminated modeling according to at least one embodiment of the present invention is a slice data generation program used for modeling by a three-dimensional laminated modeling apparatus having a recorder for forming a powder bed. Therefore, in a plan view of the modeled object or a side view viewed from a direction orthogonal to the width direction of the recorder, the modeled object is designed so that the positions of a plurality of corners of the modeled object in the width direction of the recorder are displaced. A computer is made to execute a process of setting the orientation of the three-dimensional shape data and a process of slicing the three-dimensional shape data of the set orientation and generating the slice data.

造形物の長辺の長さと短辺の長さの差が大きい場合、レーザ照射後の造形物の熱変形（熱収縮）が大きくなるため、造形物の反りによって造形物の角部に大きな浮き上がりが発生することがある。この場合、リコータが造形物を通過する際に造形物の角部がリコータに接触し、リコータにおける造形用の粉末材を敷設するための敷設部品の損傷が生じる可能性がある。特に、リコータの同一箇所に造形物の角部が何度も接触すると、当該同一箇所にてリコータの局所的な損傷による造形物の品質低下リスクが高くなる。 If the difference between the length of the long side and the length of the short side of the modeled object is large, the thermal deformation (heat shrinkage) of the modeled object after laser irradiation becomes large, so the warped object causes a large lift at the corners of the modeled object. May occur. In this case, when the recorder passes through the modeled object, the corners of the modeled object may come into contact with the recorder, causing damage to the laying parts for laying the powder material for modeling in the recorder. In particular, if the corners of the modeled object come into contact with the same location of the recorder many times, the risk of quality deterioration of the modeled object due to local damage to the recorder increases at the same location.

この点、上記（１０）に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成プログラムによれば、造形物の平面視又はリコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において、リコータの幅方向における造形物の複数の角部の位置がずれるように造形物の三次元形状データの配向を設定する。このため、リコータが造形物を造形する間にリコータに対する造形物の複数の角部が接触する位置をリコータの幅方向に分散させることができる。これにより、リコータの局所的な損傷を抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 In this regard, according to the slice data generation program for three-dimensional laminated modeling described in (10) above, in the plan view of the modeled object or the side view viewed from the direction orthogonal to the width direction of the recorder, in the width direction of the recorder. The orientation of the 3D shape data of the modeled object is set so that the positions of the plurality of corners of the modeled object are displaced. Therefore, the positions where the plurality of corners of the modeled object come into contact with the recorder while the recorder is modeling the modeled object can be dispersed in the width direction of the recorder. As a result, local damage to the recorder can be suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る三次元積層造形装置は、ベースプレートと、前記ベースプレート上にパウダーベッドを形成するためのリコータと、前記パウダーベッドを選択的に固化するように前記パウダーベッドに光ビームを照射するための光ビーム照射ユニットと、前記ベースプレート又は前記リコータの配向を指定する配向指定データに従って、各層の造形前に前記ベースプレート又は前記リコータの少なくとも一方を制御して、前記リコータに対する各造形層の相対的配向を調整するように構成されたコントローラと、を備える。 (11) The three-dimensional laminated molding apparatus according to at least one embodiment of the present invention includes a base plate, a recorder for forming a powder bed on the base plate, and the powder bed so as to selectively solidify the powder bed. In accordance with the light beam irradiation unit for irradiating the light beam and the orientation designation data for designating the orientation of the base plate or the recorder, at least one of the base plate or the recorder is controlled before modeling each layer to the recorder. It comprises a controller configured to adjust the relative orientation of each shaping layer.

造形物の長辺の長さと短辺の長さの差が大きい場合、レーザ照射後の造形物の熱変形（熱収縮）が大きくなるため、造形物の反りによって造形物の角部に大きな浮き上がりが発生することがある。この場合、リコータが造形物を通過する際に造形物の角部がリコータに接触し、リコータにおける造形用の粉末材を敷設するための敷設部品の損傷が生じる可能性がある。特に、リコータの同一箇所に造形物の角部が何度も接触すると、当該同一箇所にてリコータの局所的な損傷による造形物の品質低下リスクが高くなる。 If the difference between the length of the long side and the length of the short side of the modeled object is large, the thermal deformation (heat shrinkage) of the modeled object after laser irradiation becomes large, so the warped object causes a large lift at the corners of the modeled object. May occur. In this case, when the recorder passes through the modeled object, the corners of the modeled object may come into contact with the recorder, causing damage to the laying parts for laying the powder material for modeling in the recorder. In particular, if the corners of the modeled object come into contact with the same location of the recorder many times, the risk of quality deterioration of the modeled object due to local damage to the recorder increases at the same location.

この点、上記（１１）に記載の三次元積層造形装置によれば、ベースプレート又はリコータの配向を指定する配向指定データに従って、各層の造形前にベースプレート又はリコータの少なくとも一方を制御して、リコータに対する各造形層の相対的配向が調整される。このため、リコータが造形物を造形する間にリコータに対する造形物の複数の角部が接触する位置をリコータの幅方向に分散させるようにリコータに対する各造形層の相対的配向を調整することにより、リコータの局所的な損傷を抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 In this regard, according to the three-dimensional laminated modeling apparatus described in (11) above, at least one of the base plate or the recorder is controlled with respect to the recorder according to the orientation designation data for designating the orientation of the base plate or the recorder. The relative orientation of each build layer is adjusted. Therefore, by adjusting the relative orientation of each modeling layer with respect to the recorder so that the positions where the plurality of corners of the modeled object contact with the recorder are dispersed in the width direction of the recorder while the recorder is modeling the modeled object. It is possible to suppress local damage to the recorder and perform stable modeling of high-quality models.

本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、高品質な造形物の安定的な造形を可能とする三次元積層造形用のスライスデータ生成方法、三次元積層造形方法及び三次元積層造形用のスライスデータ生成プログラムが提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, a slice data generation method for three-dimensional laminated modeling, a three-dimensional laminated modeling method, and a slice for three-dimensional laminated modeling that enable stable modeling of a high-quality modeled object. A data generator is provided.

一実施形態に係る三次元積層造形方法を実行するための三次元積層造形装置２の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the 3D laminated modeling apparatus 2 for executing the 3D laminated modeling method which concerns on one Embodiment. 三次元積層造形装置２による三次元積層造形方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the 3D laminated modeling method by 3D laminated modeling apparatus 2. 比較例１に係る造形物の配向を示す平面図である。It is a top view which shows the orientation of the modeled object which concerns on Comparative Example 1. 比較例２に係る造形物の配向を示す平面図である。It is a top view which shows the orientation of the modeled object which concerns on Comparative Example 2. FIG. 実施例１に係る造形物の配向を示す平面図である。It is a top view which shows the orientation of the modeled object which concerns on Example 1. FIG. 比較例３に係る造形物の配向を示す側面図であり、リコータ８の幅方向に直交する方向から見た図である。It is a side view which shows the orientation of the modeled object which concerns on Comparative Example 3, and is the figure which was seen from the direction orthogonal to the width direction of the recorder 8. 比較例３に係る造形物の配向を示す平面図である。It is a top view which shows the orientation of the modeled object which concerns on Comparative Example 3. 実施例２に係る造形物の配向を示す図であり、リコータ８の幅方向に直交する方向から見た側面図並びに該側面図におけるＢ−Ｂ視図及びＣ−Ｃ視図を含む図である。It is a figure which shows the orientation of the modeled object which concerns on Example 2, and is the figure which includes the side view seen from the direction orthogonal to the width direction of a recorder 8, and the BB view and CC view in the side view. .. リコータ８と角部１４との接触位置を分散させるための造形物の配向の設定方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the setting method of the orientation of a modeled object for dispersing the contact position between a recorder 8 and a corner portion 14. リコータ８と角部１４との接触位置を分散させるための造形物の配向の設定方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the setting method of the orientation of a modeled object for dispersing the contact position between a recorder 8 and a corner portion 14.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, but are merely explanatory examples. Absent.
For example, expressions that represent relative or absolute arrangements such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial" are exact. Not only does it represent such an arrangement, but it also represents a state of relative displacement with tolerances or angles and distances to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "same", "equal", and "homogeneous" that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
For example, an expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or chamfering within a range in which the same effect can be obtained. The shape including the part and the like shall also be represented.
On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" one component are not exclusive expressions that exclude the existence of other components.

図１は、一実施形態に係る三次元積層造形方法を実行するための三次元積層造形装置２の構成を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a three-dimensional laminated modeling apparatus 2 for executing the three-dimensional laminated modeling method according to one embodiment.

三次元積層造形装置２は、ベースプレート４と、ベースプレート４上に造形用の粉末材としての金属粉末５からなるパウダーベッド６を形成するためのリコータ８と、パウダーベッド６を選択的に固化するようにパウダーベッド６に光ビームを照射するための光ビーム照射ユニット１０と、リコータ８及び光ビーム照射ユニット１０を制御するコントローラ１２と備える。 The three-dimensional laminated molding apparatus 2 selectively solidifies the base plate 4, the recorder 8 for forming the powder bed 6 made of the metal powder 5 as the powder material for molding on the base plate 4, and the powder bed 6. A light beam irradiation unit 10 for irradiating the powder bed 6 with a light beam, and a controller 12 for controlling the recorder 8 and the light beam irradiation unit 10 are provided.

図２に示すように、三次元積層造形装置２では、リコータ８によりベースプレート４上に金属粉末を敷設してパウダーベッド６を形成し、造形物部分に相当する金属粉末を光ビームとしてのレーザで溶融して凝固させ、ベースプレート４を下降させてから新たに金属粉末を敷設し、再び、造形物部分に相当する金属粉末をレーザで溶融し凝固させる作業を繰り返すことで、造形物の造形を行う。 As shown in FIG. 2, in the three-dimensional laminated modeling apparatus 2, the metal powder is laid on the base plate 4 by the recoater 8 to form the powder bed 6, and the metal powder corresponding to the modeled object portion is lasered as an optical beam. By melting and solidifying, lowering the base plate 4, laying a new metal powder, and repeating the work of melting and solidifying the metal powder corresponding to the modeled object portion with a laser again, the modeled object is modeled. ..

ここで、三次元積層造形装置２による造形に用いられるスライスデータは、造形物の三次元形状データの配向を設定し、設定された配向の三次元形状データをスライスすることで生成される。 Here, the slice data used for modeling by the three-dimensional laminated modeling apparatus 2 is generated by setting the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object and slicing the three-dimensional shape data of the set orientation.

以下では、三次元形状データの配向の設定方法について比較例を交えて実施例の説明を行う。以下では、説明を簡単にするために、造形物が直方体である場合を例に説明する。
図３は、比較例１に係る造形物の配向を示す平面図である。図４は、比較例２に係る造形物の配向を示す平面図である。図５は、実施例１に係る造形物の配向を示す平面図である。図３〜図５に示す例では、直方体の３つの造形物がベースプレート上に配置されている。 Hereinafter, examples of how to set the orientation of the three-dimensional shape data will be described with comparative examples. In the following, for the sake of simplicity, the case where the modeled object is a rectangular parallelepiped will be described as an example.
FIG. 3 is a plan view showing the orientation of the modeled object according to Comparative Example 1. FIG. 4 is a plan view showing the orientation of the modeled object according to Comparative Example 2. FIG. 5 is a plan view showing the orientation of the modeled object according to the first embodiment. In the examples shown in FIGS. 3 to 5, three rectangular parallelepiped objects are arranged on the base plate.

図３〜図５に示す例において、造形物の長辺の長さと短辺の長さの差が大きい場合、レーザ照射後の造形物の熱変形（熱収縮）が大きくなるため、造形物の反りによって造形物の角部１４に大きな浮き上がりが発生することがある。この場合、リコータ８が造形物を通過する際に造形物の角部１４がリコータ８に接触し、リコータ８における金属粉末を敷設するための敷設部品の損傷が生じる可能性がある。特に、リコータ８の同一箇所に造形物の角部１４が何度も接触すると、当該同一箇所にてリコータ８の局所的な損傷による造形物の品質低下リスクが高くなる。 In the examples shown in FIGS. 3 to 5, when the difference between the length of the long side and the length of the short side of the modeled object is large, the thermal deformation (heat shrinkage) of the modeled object after laser irradiation becomes large, so that the modeled object Due to the warp, a large lift may occur at the corner 14 of the modeled object. In this case, when the recorder 8 passes through the modeled object, the corners 14 of the modeled object may come into contact with the recorder 8 and damage the laying parts for laying the metal powder in the recorder 8 may occur. In particular, if the corners 14 of the modeled object come into contact with the same location of the recorder 8 many times, the risk of quality deterioration of the modeled object due to local damage to the recorder 8 increases at the same location.

図３に示す比較例１では、造形物の長手方向（造形物の長辺に平行な方向）がリコータ８の移動方向に一致するように造形物の配向（造形物の三次元形状データの配向）が設定されている。図４に示す比較例２では、造形物の長手方向がリコータ８の移動方向に直交するように造形物の配向が設定されている。図３及び図４に示すように、比較例１及び比較例２の何れにおいても、造形物の平面視において、リコータ８の幅方向（リコータ８の移動方向に直交する方向）における造形物の複数の角部１４の位置が重複している。 In Comparative Example 1 shown in FIG. 3, the orientation of the modeled object (orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object) so that the longitudinal direction of the modeled object (direction parallel to the long side of the modeled object) coincides with the moving direction of the recorder 8. ) Is set. In Comparative Example 2 shown in FIG. 4, the orientation of the modeled object is set so that the longitudinal direction of the modeled object is orthogonal to the moving direction of the recorder 8. As shown in FIGS. 3 and 4, in both Comparative Example 1 and Comparative Example 2, a plurality of shaped objects in the width direction of the recoater 8 (direction orthogonal to the moving direction of the recoater 8) in a plan view of the modeled object. The positions of the corners 14 of the above overlap.

このため、リコータ８が造形物を通過する間に、リコータ８の幅方向における同一箇所に造形物の角部１４が複数回接触してしまい、リコータ８が当該同一箇所にて局所的に損傷する可能性が高くなる。このため、高品質な造形物の安定的な造形を行うことが困難となる。 Therefore, while the recorder 8 passes through the modeled object, the corner portion 14 of the modeled object comes into contact with the same location in the width direction of the recorder 8 a plurality of times, and the recorder 8 is locally damaged at the same location. The possibility is high. For this reason, it becomes difficult to perform stable modeling of a high-quality modeled object.

これに対し、図５に示す実施例１では、造形物の平面視において、リコータ８の幅方向に対して造形物の長手方向が斜めになっており、リコータ８の幅方向における造形物の複数の角部１４の位置がずれるように造形物の配向（造形物の三次元形状データの配向）が設定されている。このため、リコータ８が造形物を通過する間にリコータ８に対する造形物の複数の角部１４が接触する位置をリコータ８の幅方向に分散させることができる。これにより、リコータ８の局所的な損傷を抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 On the other hand, in the first embodiment shown in FIG. 5, in the plan view of the modeled object, the longitudinal direction of the modeled object is slanted with respect to the width direction of the recorder 8, and a plurality of the modeled objects in the width direction of the recorder 8. The orientation of the modeled object (orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object) is set so that the position of the corner portion 14 of the modeled object is displaced. Therefore, the positions where the plurality of corners 14 of the modeled object come into contact with the recorder 8 while the recorder 8 passes through the modeled object can be dispersed in the width direction of the recorder 8. As a result, local damage to the recorder 8 can be suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

一実施形態では、例えば造形物の三次元形状データの初期配向が比較例１や比較例２に示す配向である場合に、造形物の三次元形状データの配向を設定するステップにて、造形物の平面視において、リコータ８の幅方向における造形物の複数の角部１４の位置の重複を低減するように、造形物の三次元形状データの配向を初期配向から実施例１に示した上述の配向に変更してもよい。これにより、リコータ８の局所的な損傷を抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 In one embodiment, for example, when the initial orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object is the orientation shown in Comparative Example 1 or Comparative Example 2, the modeled object is set in the step of setting the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object. In the plan view of the above, the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object is shown in Example 1 from the initial orientation so as to reduce the overlap of the positions of the plurality of corners 14 of the modeled object in the width direction of the recoater 8. It may be changed to the orientation. As a result, local damage to the recorder 8 can be suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

図６は、比較例３に係る造形物の配向を示す側面図であり、リコータ８の幅方向に直交する方向から見た図である。図７は、比較例３に係る造形物の配向を示す平面図である。図８は、実施例２に係る造形物の配向を示す図であり、リコータ８の幅方向に直交する方向から見た側面図並びに該側面図におけるＢ−Ｂ視図及びＣ−Ｃ視図を含む図である。 FIG. 6 is a side view showing the orientation of the modeled object according to Comparative Example 3, and is a view seen from a direction orthogonal to the width direction of the recorder 8. FIG. 7 is a plan view showing the orientation of the modeled object according to Comparative Example 3. FIG. 8 is a diagram showing the orientation of the modeled object according to the second embodiment, in which a side view viewed from a direction orthogonal to the width direction of the recorder 8 and a BB view and a CC view in the side view are shown. It is a figure including.

図６〜図８に示す例においても、造形物の長辺の長さと短辺の長さの差が大きい場合、レーザ照射後の造形物の熱変形（熱収縮）が大きくなるため、造形物の反りによって造形物の角部１４に大きな浮き上がりが発生することがある。この場合、リコータが造形物を通過する際に造形物の角部１４がリコータ８に接触し、リコータ８における金属粉末を敷設するための敷設部品の損傷が生じる可能性がある。特に、リコータ８の同一箇所に造形物の角部１４が何度も接触すると、当該同一箇所にてリコータ８の局所的な損傷による造形物の品質低下リスクが高くなる。 Also in the examples shown in FIGS. 6 to 8, when the difference between the length of the long side and the length of the short side of the modeled object is large, the thermal deformation (heat shrinkage) of the modeled object after laser irradiation becomes large, so that the modeled object The warp of the object may cause a large lift at the corner 14 of the modeled object. In this case, when the recorder passes through the modeled object, the corners 14 of the modeled object may come into contact with the recorder 8 and damage the laying parts for laying the metal powder in the recorder 8 may occur. In particular, if the corners 14 of the modeled object come into contact with the same location of the recorder 8 many times, the risk of quality deterioration of the modeled object due to local damage to the recorder 8 increases at the same location.

図６及び図７に示す比較例３では、造形物の高さ方向が鉛直方向に一致するように造形物の配向（造形物の三次元形状データの配向）が設定されている。このため、リコータ８が造形物を通過する間に、金属粉末の積層毎にリコータ８の幅方向における同一箇所に角部１４が接触してしまい、リコータ８が当該同一箇所にて局所的に損傷する可能性が高くなる。このため、高品質な造形物の安定的な造形を行うことが困難となる。 In Comparative Example 3 shown in FIGS. 6 and 7, the orientation of the modeled object (orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object) is set so that the height direction of the modeled object coincides with the vertical direction. Therefore, while the recorder 8 passes through the modeled object, the corners 14 come into contact with the same location in the width direction of the recorder 8 for each lamination of the metal powder, and the recorder 8 is locally damaged at the same location. Is more likely to do. For this reason, it becomes difficult to perform stable modeling of a high-quality modeled object.

これに対し、図８に示す実施例２では、リコータ８の幅方向に直交する方向から視た側面視において、造形物の高さ方向が鉛直方向に対して斜めになっており、リコータの幅方向における造形物の複数の角部１４の位置がずれるように造形物の配向（造形物の三次元形状データの配向）が設定されている。このため、リコータ８に対する造形物の複数の角部１４の接触位置を、リコータ８の幅方向に分散させることができる。また、積層毎に熱変形の発生位置をリコータ８の幅方向にずらすことができる。これにより、リコータ８の局所的な損傷を抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 On the other hand, in the second embodiment shown in FIG. 8, the height direction of the modeled object is oblique to the vertical direction in the side view viewed from the direction orthogonal to the width direction of the recorder 8, and the width of the recorder 8 is widened. The orientation of the modeled object (orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object) is set so that the positions of the plurality of corners 14 of the modeled object are displaced in the direction. Therefore, the contact positions of the plurality of corner portions 14 of the modeled object with respect to the recorder 8 can be dispersed in the width direction of the recorder 8. Further, the position where the thermal deformation occurs can be shifted in the width direction of the recorder 8 for each lamination. As a result, local damage to the recorder 8 can be suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

また、実施例２では、造形物の高さ方向を鉛直方向に対して斜めに傾けているため、比較例３と比較して、造形物の各層における長辺の長さと短辺の長さの差が小さくなり、造形物の反りを伴う熱変形（熱収縮）による角部１４の浮き上がりを抑制することができる。この点においても、リコータ８の局所的な損傷を抑制することができる。 Further, in the second embodiment, since the height direction of the modeled object is inclined obliquely with respect to the vertical direction, the length of the long side and the length of the short side in each layer of the modeled object are higher than those of the comparative example 3. The difference becomes small, and it is possible to suppress the lifting of the corner portion 14 due to thermal deformation (heat shrinkage) accompanied by warpage of the modeled object. In this respect as well, local damage to the recorder 8 can be suppressed.

一実施形態では、例えば造形物の三次元形状データの初期配向が比較例３に示す配向である場合に、造形物の三次元形状データの配向を設定するステップにて、リコータ８の幅方向に直交する方向から視た側面視において、リコータ８の幅方向における造形物の複数の角部１４の位置の重複を低減するように、造形物の三次元形状データの配向を初期配向から実施例２に示した上述の配向に変更してもよい。これにより、リコータ８の局所的な損傷を抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 In one embodiment, for example, when the initial orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object is the orientation shown in Comparative Example 3, in the step of setting the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object, in the width direction of the recorder 8. In order to reduce the overlap of the positions of the plurality of corners 14 of the modeled object in the width direction of the recoater 8 in the side view viewed from the orthogonal direction, the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object is set from the initial orientation to the second embodiment. The orientation may be changed to the above-mentioned orientation shown in. As a result, local damage to the recorder 8 can be suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

一実施形態では、リコータ８の幅方向における複数の位置範囲のそれぞれについて、造形物の造形に伴う造形物の角部１４の出現頻度を算出し、各々の位置範囲における角部１４の出現頻度のばらつきが許容範囲内に収まるように三次元形状データの配向を決定してもよい。 In one embodiment, for each of the plurality of position ranges in the width direction of the recorder 8, the appearance frequency of the corner portion 14 of the modeled object accompanying the modeling of the modeled object is calculated, and the appearance frequency of the corner portion 14 in each position range is calculated. The orientation of the 3D shape data may be determined so that the variation is within the permissible range.

例えば、まず、図９に示すように、造形物の各層の角部１４の位置（図９における丸印の位置）を平面視においてベースプレート４に相当する領域Ｓに投影して、領域Ｓにおける角部の出現頻度をマッピングする。そして、マッピングした出現頻度を、図１０に示すように、リコータ８の幅方向における複数の位置範囲Ｗ１〜Ｗｎ（ｎは自然数）のそれぞれについてリコータ８の移動方向に積算することで、リコータ８の幅方向における複数の位置範囲Ｗ１〜Ｗｎのそれぞれにおける角部１４の出現頻度の分布Ｄが得られる。この分布Ｄについて、位置範囲Ｗ１〜Ｗｎのそれぞれにおける角部１４の出現頻度のばらつきが許容範囲内に収まるように、三次元形状データの配向を決定する。 For example, first, as shown in FIG. 9, the position of the corner portion 14 of each layer of the modeled object (the position of the circle mark in FIG. 9) is projected onto the region S corresponding to the base plate 4 in a plan view, and the corner in the region S is projected. Map the frequency of appearance of parts. Then, as shown in FIG. 10, the mapped appearance frequency is integrated in the moving direction of the recorder 8 for each of the plurality of position ranges W1 to Wn (n is a natural number) in the width direction of the recorder 8. A distribution D of the appearance frequency of the corners 14 in each of the plurality of position ranges W1 to Wn in the width direction can be obtained. With respect to this distribution D, the orientation of the three-dimensional shape data is determined so that the variation in the appearance frequency of the corner portions 14 in each of the position ranges W1 to Wn is within the permissible range.

かかる方法によれば、リコータ８の幅方向における複数の位置範囲での角部１４の出現頻度のばらつきを小さくすることにより、リコータ８に対する造形物の複数の角部１４の接触位置を、リコータ８の幅方向に効果的に分散させることができる。これにより、リコータ８の局所的な損傷を抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 According to such a method, by reducing the variation in the appearance frequency of the corner portions 14 in the plurality of position ranges in the width direction of the recoater 8, the contact positions of the plurality of corner portions 14 of the modeled object with respect to the recoater 8 can be determined by the recoater 8. Can be effectively dispersed in the width direction of. As a result, local damage to the recorder 8 can be suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

一実施形態では、上記出現頻度の分布Ｄにおいて、リコータ８の幅方向における位置範囲Ｗ１〜Ｗｎのそれぞれにおいて、角部１４の出現頻度が基準値を超えないように三次元形状データの配向を決定してもよい。これにより、リコータ８の損傷に起因する造形処理の中止等の事態が発生することを抑制し、手戻りや無駄な工数を削減することができる。また、リコータ８の長寿命化を実現することができる。 In one embodiment, in the appearance frequency distribution D, the orientation of the three-dimensional shape data is determined so that the appearance frequency of the corner portion 14 does not exceed the reference value in each of the position ranges W1 to Wn in the width direction of the recorder 8. You may. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a situation such as the suspension of the modeling process due to the damage of the recorder 8, and reduce rework and wasteful man-hours. In addition, the life of the recorder 8 can be extended.

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a modified form of the above-described embodiment and a combination of these embodiments as appropriate.

例えば、パウダーベッドが形成されるベースプレート４又はリコータ８の配向を指定する配向指定データに従って、各層の造形前にベースプレート４又はリコータ８の少なくとも一方をコントローラ１２によって制御して、リコータ８に対する各造形層の相対的配向を調整してもよい。 For example, according to the orientation designation data that specifies the orientation of the base plate 4 or the recorder 8 on which the powder bed is formed, at least one of the base plate 4 or the recorder 8 is controlled by the controller 12 before the molding of each layer, and each molding layer with respect to the recorder 8 is controlled. Relative orientation of may be adjusted.

このように、各層の造形前にリコータ８に対する各造形層の相対的配向を調整することにより、リコータ８に対する造形物の複数の角部１４の接触位置を、リコータ８の幅方向に効果的に分散させることができる。これにより、リコータ８の局所的な損傷を効果的に抑制し、高品質な造形物の安定的な造形を行うことができる。 In this way, by adjusting the relative orientation of each modeling layer with respect to the recoater 8 before modeling each layer, the contact positions of the plurality of corners 14 of the modeled object with respect to the recoater 8 can be effectively set in the width direction of the recoater 8. Can be dispersed. As a result, local damage to the recorder 8 can be effectively suppressed, and stable modeling of a high-quality modeled object can be performed.

２ 三次元積層造形装置
４ ベースプレート
５ 金属粉末
６ パウダーベッド
８ リコータ
１０ 光ビーム照射ユニット
１２ コントローラ
１４ 角部
Ｄ 分布
Ｓ 領域 2 Three-dimensional laminated modeling device 4 Base plate 5 Metal powder 6 Powder bed 8 Recorder 10 Light beam irradiation unit 12 Controller 14 Corner D Distribution S region

Claims (7)

パウダーベッドを形成するためのリコータを有する三次元積層造形装置による造形に用いられるスライスデータの生成方法であって、
造形物の平面視において前記リコータの幅方向における前記造形物の長手方向両端の角部の位置がずれるように、又は、前記リコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において前記リコータの幅方向における前記造形物の高さ方向両端の角部の位置がずれるように、前記造形物の三次元形状データの配向を設定するステップと、
設定された前記配向の前記三次元形状データをスライスして、前記スライスデータを生成するステップと、
を備え、
前記造形物の三次元形状データの配向を設定するステップでは、前記造形物の平面視において前記リコータの幅方向における前記造形物の長手方向両端の角部の位置の重複を低減するように、又は、前記リコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において前記リコータの幅方向における前記造形物の高さ方向両端の角部の位置の重複を低減するように、前記造形物の三次元形状データの配向を初期配向から変更することを特徴とする三次元積層造形用のスライスデータ生成方法。 It is a method of generating slice data used for modeling by a three-dimensional laminated modeling device having a recorder for forming a powder bed.
As the position of the corners of the longitudinal ends of the shaped object in the width direction before Symbol recoater at the plan view of the shaped object is displaced, or the in the side view seen from the direction orthogonal to the width direction of the recoater A step of setting the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object so that the positions of the corners at both ends in the height direction of the modeled object in the width direction of the recorder are displaced.
A step of slicing the three-dimensional shape data of the set orientation to generate the slice data, and
Equipped with a,
In the step of setting the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object, the overlap of the positions of the corners at both ends in the longitudinal direction of the modeled object in the width direction of the recorder in the plan view of the modeled object is reduced, or , The three-dimensional shape of the modeled object so as to reduce the overlap of the positions of the corners at both ends in the height direction of the modeled object in the width direction of the recorder in the side view viewed from the direction orthogonal to the width direction of the recorder. A slice data generation method for three-dimensional laminated modeling, which comprises changing the orientation of data from the initial orientation. 前記リコータの幅方向における複数の位置範囲のそれぞれについて、前記造形物の造形に伴う前記造形物の前記長手方向両端の角部の出現頻度を算出するステップをさらに備え、
前記三次元形状データの配向を設定するステップでは、各々の前記位置範囲における前記造形物の前記長手方向両端の角部の前記出現頻度のばらつきが許容範囲内に収まるような前記三次元形状データの配向を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法。 For each of the plurality of position ranges in the width direction of the recorder, a step of calculating the appearance frequency of the corners at both ends of the modeled object in the longitudinal direction accompanying the modeling of the modeled object is further provided.
In the step of setting the orientation of the three-dimensional shape data, the variation of the appearance frequency of the corners at both ends in the longitudinal direction of the modeled object in each of the position ranges is within an allowable range. The slice data generation method for three-dimensional laminated modeling according to claim 1, wherein the orientation is determined. 前記造形物の各層の長手方向両端の角部の位置を平面視において前記パウダーベッドが形成されるベースプレートに相当する領域に投影して、前記領域における前記長手方向両端の角部の出現頻度をマッピングするステップと、The positions of the corners at both ends in the longitudinal direction of each layer of the model are projected onto the region corresponding to the base plate on which the powder bed is formed in a plan view, and the frequency of appearance of the corners at both ends in the longitudinal direction in the region is mapped. Steps to do and
マッピングした前記出現頻度を、前記リコータの幅方向における複数の位置範囲のそれぞれについて前記リコータの移動方向に積算することで、前記リコータの幅方向における前記複数の位置範囲のそれぞれにおける前記造形物の造形に伴う前記造形物の長手方向両端の角部の出現頻度の分布を得るステップと、By integrating the mapped frequency of appearance in the moving direction of the recorder for each of the plurality of position ranges in the width direction of the recorder, the modeling of the modeled object in each of the plurality of position ranges in the width direction of the recorder. The step of obtaining the distribution of the appearance frequency of the corners at both ends in the longitudinal direction of the modeled object,
を備え、With
前記三次元形状データの配向を設定するステップでは、前記分布について、前記複数の位置範囲のそれぞれにおける記長手方向両端の角部の出現頻度のばらつきが許容範囲内に収まるように、三次元形状データの配向を決定する、請求項１又は２に記載の三次元積層造形用のスライスデータ生成方法。In the step of setting the orientation of the three-dimensional shape data, the three-dimensional shape data is included in the distribution so that the variation in the appearance frequency of the corners at both ends in the longitudinal direction in each of the plurality of position ranges is within an allowable range. The slice data generation method for three-dimensional laminated modeling according to claim 1 or 2, which determines the orientation of. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法により、前記スライスデータを生成するステップと、
前記リコータにより前記パウダーベッドを形成するステップと、
生成された前記スライスデータに従って、前記パウダーベッドに対して選択的に光ビームを照射して固化するステップと、
を備えることを特徴とする三次元積層造形方法。 The step of generating the slice data by the method according to any one of claims 1 to 3.
The step of forming the powder bed by the recorder and
A step of selectively irradiating the powder bed with a light beam to solidify the powder bed according to the generated slice data.
A three-dimensional laminated modeling method characterized by comprising. 前記パウダーベッドが形成されるベースプレート又は前記リコータの配向を指定する配向指定データに従って、各層の造形前に前記ベースプレート又は前記リコータの少なくとも一方を制御して、前記リコータに対する各造形層の相対的配向を調整するステップをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の三次元積層造形方法。 According to the orientation designation data that specifies the orientation of the base plate or the recorder on which the powder bed is formed, at least one of the base plate or the recorder is controlled before modeling of each layer to determine the relative orientation of each modeling layer with respect to the recorder. The three-dimensional laminated molding method according to claim 4 , further comprising a step of adjusting. パウダーベッドを形成するためのリコータを有する三次元積層造形装置による造形に用いられるスライスデータの生成プログラムであって、
造形物の平面視において、前記リコータの幅方向における前記造形物の複数の長手方向両端の角部の位置がずれるように、又は、前記リコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において前記リコータの幅方向における前記造形物の高さ方向両端の角部の位置がずれるように、前記造形物の三次元形状データの配向を設定する処理と、
設定された前記配向の前記三次元形状データをスライスして、前記スライスデータを生成する処理と、
をコンピュータに実行させ、
前記造形物の三次元形状データの配向を設定する処理では、前記造形物の平面視において前記リコータの幅方向における前記造形物の長手方向両端の角部の位置の重複を低減するように、又は、前記リコータの幅方向に直交する方向から視た側面視において前記リコータの幅方向における前記造形物の高さ方向両端の角部の位置の重複を低減するように、前記造形物の三次元形状データの配向を初期配向から変更することを特徴とする、三次元積層造形用のスライスデータの生成プログラム。 It is a slice data generation program used for modeling by a three-dimensional laminated modeling device having a recorder for forming a powder bed.
In the plan view of the modeled object, the positions of the corners at both ends of the plurality of longitudinal directions of the modeled object in the width direction of the recorder are displaced, or in the side view viewed from a direction orthogonal to the width direction of the recorder. A process of setting the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object so that the positions of the corners at both ends in the height direction of the modeled object in the width direction of the recorder are displaced.
A process of slicing the three-dimensional shape data of the set orientation to generate the slice data, and
Let the computer run
In the process of setting the orientation of the three-dimensional shape data of the modeled object, the overlap of the positions of the corners at both ends in the longitudinal direction of the modeled object in the width direction of the recorder in the plan view of the modeled object is reduced, or , The three-dimensional shape of the modeled object so as to reduce the overlap of the positions of the corners at both ends in the height direction of the modeled object in the width direction of the recorder in the side view viewed from the direction orthogonal to the width direction of the recorder. A slice data generation program for three-dimensional laminated modeling, which is characterized by changing the orientation of data from the initial orientation. 前記造形物の各層の長手方向両端の角部の位置を平面視において前記パウダーベッドが形成されるベースプレートに相当する領域に投影して、前記領域における前記長手方向両端の角部の出現頻度をマッピングする処理と、The positions of the corners at both ends in the longitudinal direction of each layer of the model are projected onto the region corresponding to the base plate on which the powder bed is formed in a plan view, and the frequency of appearance of the corners at both ends in the longitudinal direction in the region is mapped. Processing to do and
マッピングした前記出現頻度を、前記リコータの幅方向における複数の位置範囲のそれぞれについて前記リコータの移動方向に積算することで、前記リコータの幅方向における前記複数の位置範囲のそれぞれにおける前記造形物の造形に伴う前記造形物の長手方向両端の角部の出現頻度の分布を得る処理と、By integrating the mapped frequency of appearance in the moving direction of the recorder for each of the plurality of position ranges in the width direction of the recorder, modeling of the modeled object in each of the plurality of position ranges in the width direction of the recorder. The process of obtaining the distribution of the appearance frequency of the corners at both ends in the longitudinal direction of the modeled object,
をコンピュータに実行させ、Let the computer run
前記三次元形状データの配向を設定する処理では、前記分布について、前記複数の位置範囲のそれぞれにおける記長手方向両端の角部の出現頻度のばらつきが許容範囲内に収まるように、三次元形状データの配向を決定する、請求項６に記載の三次元積層造形用のスライスデータの生成プログラム。In the process of setting the orientation of the three-dimensional shape data, the three-dimensional shape data is included in the distribution so that the variation in the appearance frequency of the corners at both ends in the longitudinal direction in each of the plurality of position ranges is within an allowable range. The slice data generation program for three-dimensional laminated modeling according to claim 6, which determines the orientation of the three-dimensional laminated model.
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