JPH09512220A - ステレオリソグラフィーにおける高度な構成技術 - Google Patents

ステレオリソグラフィーにおける高度な構成技術

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JPH09512220A JP7527841A JP52784195A JPH09512220A JP H09512220 A JPH09512220 A JP H09512220A JP 7527841 A JP7527841 A JP 7527841A JP 52784195 A JP52784195 A JP 52784195A JP H09512220 A JPH09512220 A JP H09512220A
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パン,トーマス・エイチ
スモーレイ,デニス・アール
アレン,ケリー・ジェイ
ボルギッチ,トーマス・ジェイ
マナーズ,クリス・アール
アール,ジョスリン・エム
ビダル,ブライアン・ジェイ・エル
ジェイコブス,ポール・エフ
ニューエン,ホップ・ディ
レイデン,リチャード・エヌ
ハル,チャールズ・ダブリュー
バンドリン,ステイシー・エル
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Abstract

(57)【要約】 要求される薄さの支持されていない構造を形成することができない、及び/又は、要求される薄さでコーティングすることができない、低い分解能の材料を用いて、高分解能目的物を作成する方法及び装置。これらの形状の固化に、効果的に使用される最小キュア深さに等しいか、又は越える構成材料の深さに、目的物の下面が位置することを可能にするように、より上の層が形成されるまで、少なくとも、幾つかのクロスセクションの少なくとも1部分の上の材料の固化を遅らせるための、露光を制御するために使用された、層比較に基づいたデータ処理技術。前に固化された材料の上に、存在する最小の信頼できるコーティング厚さを確保するために、次の層が固化される以前に、同様なデータ処理が使用される。また、目的物の形成に使用する質の高いクロスセクションデータを提供するために、水平比較技術が使用される。さらに、3次元目的物の処理をすることによる、Z−エラー訂正を自動的に実行するための幾つかの技術が示される。さらにまた、固化していない材料の排出を可能にする技術を含め、焼き流し精密鋳造に使用できる目的物を製造する技術が示される。穴と排水路を自動的に作成する方法と装置がまた、提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 ステレオリソグラフィーにおける高度な構成技術 技術分野 この発明は、ステレオリソグラフィーの原理を適用することによって、層が積 層された3次元目的物を形成することに関する。そして、特に部品の製造システ ムと方法を、さらに信頼性高く精度良く(カールが少なく、後のゆがみが少ない )改良することに関する。 背景技術 最近では、いくつかの構成技術が、層状の3次元目的物の構成に利用できるよ うなって来ている。そのような技術の1つは、米国特許第4,575,330号 (以下、’330特許という。)において示されているステレオリソグラフィー である。この開示は、引用することによって、ここに十分記載されているものと する。ステレオリソグラフィーの原理に従えば、3次元目的物を、相互依存刺激 にさらす時間に対応して物理的に変化する物質(例えば、フォトポリマー、流体 又は流動的な物質、焼結可能な粉体、結合可能な粉体)を用いて階段状に積層し て形成できる。ステレオリソグラフィーの1つの具体例は、容器の中に含まれる 多くの液体フォトポリマーで、動作表面に連続的に形成される液体フォトポリマ ー層である。 一般的に、動作表面は、その位置では、物理的障壁によって制限されていない ような自由表面である、その液体の上表面である。 これらの層は、連続した目的物クロスセクションを形成するために、選択的に 相互依存刺激にさらされている。さらに、目的物クロスセクションへの変換に基 づいて、変換された物質は、一般的に固化されたフォトポリマーの固有の接着剤 的性質によって、先に形成されたクロスセクションに付着する。ステレオリソグ ラフィーの詳細は、次の出版物及び特許を利用でき、これらの総ては、全文をこ こに記載しないけれども、この明細書に記載されているものとする。 PCT公開#WO92/20505、 PCT公開#WO92/08200、 PCT公開#WO89/10256、 PCT公開#WO89/10249、 PCT公開#WO89/10254、 PCT公開#WO89/10259、 PCT公開#WO89/11085、 PCT公開#WO89/10801、 EPO公開#85/171069、 日本特許公開#62−3596、 PCT公開#WO90/03255、 PCT公開#WO90/15674、 PCT公開#WO91/06378、 JPPat.App.#291647/1990、 米国特許第5,059,359号、 米国特許第4,996,010号、 米国特許第4,999,143号、 米国特許第5,015,424号、 米国特許第5,058,988号、 米国特許第5,123,734号、 米国特許第5,059,021号、 米国特許第5,184,307号、 米国特許第5,104,592号、 米国特許第5,143,663号、 米国特許第5,182,056号、 米国特許第5,130,064号、 米国特許第5,174,931号、 米国特許第5,096,530号、 米国特許第5,141,680号、 米国特許第5,192,469号、 米国特許第5,321,622号、 米国特許第5,182,715号、 米国特許第5,234,636号、 米国特許第5,238,639号、 米国特許第5,256,340号、 米国特許第5,182,055号、 PCT公開No.WO89/10256の記載されているように、ステレオリ ソグラフィーシステムは、一般的にCADシステムまたは同様のものを用いて表 現されている、対応する目的物表現に従って、3次元目的物を形成するであろう 。しかしながら、そのような表現を使用することができる前は、複数の層表現に 分割されなければならない。ステレオリソグラフィーシステムは、1層づつ形成 することによって対象物を積層していく過程において、目的とする層すなわち目 的物を形成するために、選択的に変換されない材料の層をその層表現に従って露 光していく。 PCT公開#WO92/20505,#WO92/08200及び米国特許第 5,192,469号は特に本発明に関係する。PCT公開#WO92/082 00及び米国特許第5,192,469号は、ステレオリソグラフィーを用いて 作成された目的物の分解を高める種々の層比較技術を示している。PCT公開# WO92/20505は、ポストキュア歪みが減少されたステレオリソグラフィ ーを用いて目的物を構成する種々の技術を示している。 米国特許第5,321,622(及びPCT公開No#WO92/08200 )は、現在の層と次の連続する層を介して各層のどの部分が前の層からつながっ ているか、また、どの部分が上面又は下面またはその両方かの決定において、ブ ール演算を使用することを示している。それゆえ、この引用した特許は、各層の 初期値を比較するためと、目的物を物理的に再生成するプロセスにおいて使用さ れ るであろう結果のデータを作るために、層の間のそのようなデータを比較するた めの装置と方法を示している。さらに、この引用された特許は、適切な大きさの 目的物(例えば、小さいものや大きいもの)を作るために、そのような演算の使 用することわ記述している。 米国特許第5,130,064、PCT公開#WO91−06378,及びP CT公開#WO92−20505は、ポストキュア歪みを減少させるための、ス キンニング及びウィービング技術を示している。米国特許第5,184,307 は、現在の好ましいステレオリソグラフィー装置を、各部分を形成するため種々 の方法を含めて極めて詳細に説明している。このアプリケーションは、取り扱い を簡単にするために、添付されているものを含めて、引用することによって、こ の明細書に記載されているものとする。SLA−250ユーザー参照マニュアル とSLA−500参照マニュアルの2つの参照マニュアルは、参照することによ って、ここに十分説明されているものとする。また、これらのマニュアルは、米 国.PatentシリアルNo429,435(現在は、米国特許第5,130 ,064)に付属物A及びBとして添付されている。 米国特許第4,575,330において、ファルはステレオリソグラフィーに ついて一般的に論述している。それは、ステレオリソグラフィーによって形成さ れた目的物の形成における、各クロスセクションの完全重合を教えている。基本 のステレオリソグラフィーのステップと装置構成は、’330特許に示されてい て、それを引用することによって、ここに記載されているものとする。 米国特許第5,076,974は、ステレオリソグラフィック部品を作成する ための従来の方法に基づいて形成された部品の吸収ピーク波長から離れたアフタ ーキュアについて示している。 米国特許第5,104,592は、カール歪みを減少させるための幾つかの方 法を示している。 米国特許第4,999,143は、形成されている部品のカールを支えて最小 にするためのウェブサポートについて示している。 米国特許第5,015,424は、カールを最小にするためのスモーリーの使 用を示している。 米国特許第5,182,056は、ステレオリソグラフィック部品の作成に関 連する種々のキュアパラメータを予測するために、レジンパラメータと組み合わ されるビームフロファイル特性の使用方法とともに、ステレオリソグラフィック プロセスにおける複雑な浸透深さの利用について示している。このアプリケーシ ョンはまた、スキンフィルの作成におけるビームプロファイル情報の役割を示し 、そして、部分歪みを減らすための多重波長キュア方法について議論している。 米国特許第5,234,636は、プロセス後に不連続部分を平らにするステ レオリソグラフィック表面部分の仕上げに関する種々の方法を開示している。 PCT公開No.WO90/03255は、その部分が形成されるに従って、 形成されている物質の分かっている表面レベルを維持するシステムのように、ス テレオリソグラフィック部品の各クロスセクション上に決められた厚さに均一に コートされたレジンを得るためのドクターブレードの使用方法を開示する。 しかしながら、層表現を形成する従来の方法には、多くの問題点がある。WO 92/08200において示されているように、これらの方法の1つの問題は、 表面の分解能を高める技術を実現することが難しいということである。これは、 表面分解能を高めることに対して潜在的に効果のある方法及び技術は、2つ又は それ以上のクロスセクション情報の比較を本質的に伴うからである。一般化され た層比較能力なしでは、比較要求(言及されたアプリケーションのための)は、 各特別なケースと、実行されるであろう特別な動作に対応させて別々に開発され なければならない。 フォトポリマーを用いたシステムにおける別の問題点は、多くのフォトポリマ ーは変換された凝集性物質の支持されていない領域を形成するためにキュアする ことが出来なくなる厚さである最小固体化膜厚を有することである。例えば、現 在の好ましいフォトポリマーで、最小固体化深さ(MSD)又は膜厚より薄い膜 厚の目的物の形状を形成しようとすると、目的物の部品になるために十分な固化 をすることができず、崩れる(すなわち、目的の形状を保つことができない)で あろう。構成する媒体(例えば、フォトポリマー等)の最小固化膜厚は、構成す る媒体又は物質それ自身の特性のみではなく、選ばれた相互依存刺激と物質を取 り巻く環境条件に依存する。例えば、フォトポリマーに吸収された酸素は、反応 抑制剤として動作する。それゆえ、MSDは、与えられた物質/固体化・環境と の組合せで得られる最小固体化深さに関係する。 最小固体化深さはまた、この最小値の原理である目的物の形状の下面キュアに 対して好ましい最小のさらされ量の結果として生じる深さである考えることがで きる。それは、カール歪みに抵抗する、又は十分な構造的な強度を提供するため に、選ばれた最小厚さである単層からなる物質の最小固化厚さを形成するための 要求量を基礎とするかも知れない。これらの定義は、液体、粉体、ペースト、乳 剤等のどのような流動的な物質にも適用することができる。さらに、これらの定 義は、シート形状及び変換された構成物質にも適用できる。 そのMSDは、層の支持されていない領域(例えば、目的物の下表面)を形成 するための最小固化深さであるから、これらの領域は、個々の層の間の厚さ、又 は形成されているクロスセクションにかかわらず、少なくともMSDの厚さが与 えられるべきである。それゆえ、積層形成プロセスによって、使用されている層 がMSDより薄い場合でさえ、ステレオリソグラフィ一的に再生された目的物の 精度は、使用される材料のMSDによって制限される。 多くの液体構成材料はまた、最小重ね塗り深さ、MRD又は厚さを有する。す なわち、最小重ね塗り深さは、もう既に固化した物質の上に、信頼性よく形成す ることができる厚さである。この最小重ね塗り厚さは、先に固化した材料と液体 材料との間に発生するディウェッティング現象に由来する。あるいは、MRDは 、コーティング形成の時間的な、単に装置又はプロセス制限に起因する。言い換 えれば、最小厚さは、許される最大の重ね塗り時間または精度の限界に起因する 。これらのどちらの定義も、液体材料又は粉体材料のどちらにも適用できる。 さらに、ステレオリソグラフィーの積層プロセスでは、MRDは、標準的なス テレオリソグラフィック技術によって効果的に用いることができる最小コーティ ング厚さを設定する。この最小コーティング厚さは、直接、標準的なステレオリ ソグラフィー技術を用いたときに得られる垂直方向の精度を決定する。 明細書の以下の部分で、MSDとMRDは、特別な長さの単位又は単位なし又 は“LT”に従って表現されている。ここで、“LT”とは、layer th ickness(層の厚さ)の頭文字であり、特に、層が持つ要求される分解能 の厚さである。もし、MRDが無単位で表される場合、又はLTに従って表され る場合は、それは、それぞれ、MRDに等しい厚さを生成する要求される分解能 を有する層の数に関して表されていることが理解できる。 従来の技術のもう1つの問題点は、“Z−エラー”に関するものである。すな わち、2つの形状の間の層のMSD又はMRDによる、形成された部品の外形の 上面と下面の間の相対的な変位が望まれる量より大きい状態が、望ましい層の厚 さより大きくなる。 さらに別の問題点は、焼き流し精密鋳造への応用において、使用されることが 意図される部品に関する。伝統的なステレオリソグラフィック方法では、問題は 、そのような内部のリセス(にげ)から固化していない材料が排出されることで ある。別の問題は、固化していない材料が流れでた後にその部品の外壁がつぶれ ることである。 従って、本発明の目的は、相互依存刺激によって固化されたときの精度の要求 レベルと同等の薄さの、支持されていない固化された物質の厚さを、本質的に形 成することができない構成材料を使用したときに、高い分解能を実現できるステ レオリソグラフィーの方法と装置を供給することによって、MSD制限を克服す ることである。 本発明のもう1つの目的は、目的物を形成するときに要求される精度のレベル と同程度の薄さに、すでに固化された材料の上に信頼性よくコーティングするこ とが本質的にできない流動的な構成材料を使用したときに、高い分解能を実現で きるステレオリソグラフィーの方法と装置を供給することによって、MRD制限 を克服することである。 本発明の別の目的は、異なる構成パラメータを有する領域を形成するために、 与えられた点からの距離、複数の点、表面、複数の表面に基づいて、形成される べき目的物の領域を水平方向に識別することによって、目的物の生産能力を高め ることができる方法と装置を供給することである。 本発明の別の目的は、異なる構成パラメータを有する領域を形成するために、 与えられた点からの距離、複数の点、表面、複数の表面に基づいて、形成される べき目的物の領域を垂直方向に識別することによって、目的物の生産能力を高め ることができる方法と装置を供給することである。 さらに本発明の目的は、自動的に“Z−エラー訂正”を実行する方法と装置を 提供することである。すなわち、MSDとMRDが、上下面の間に位置する層の 望ましいLTより大きいことによって生じる、ステレオリソグラフィーによって 製造される目的物の形状の上面と下面との相対的な距離が大きくなる状態を、訂 正することである。 別の本発明の目的は、Z−エラー訂正、及び、目的物に関して詳細を細かく表 示するように装備されていないグラフィクディスプレーデバイス(例えば、目的 物とその時間的な方法における動作を表示するための不十分な処理能力の)上へ の表示や、拡大、縮小演算のような対象物に対する種々の巧妙な取り扱い等の関 連する事柄を容易にできる、改良された目的物の表現方法を提供することである 。 またさらに、本発明の目的は、ラウンディングエラー(スライシング平面に対 する制御点NURBの多角形頂点のなまりに関係するエラー)を少なくできる方 法と装置を提供することである。 固化していない構成材料の目的物の中からの流出を促進させ、かつ丈夫な壁を 有する構造様式で形成された目的物を提供することは、本発明の別の目的である 。このような目的物は、焼き流し精密鋳造の用途に使用できる。 3次元目的物の中に、ステレオリソグラフィーで構成された目的物から固化さ れていない材料が流出するように、自動的に穴と排水路を形成する方法を提供す ることは、本発明の別の目的である。 さらに本発明の異なる目的は、上述の目的の単独の利用に含まれるか又は、さ らに進んだステレオリソグラフィーを提供する、複合された方法又は複合装置の 中における、上述のいずれか2つ又はそれ以上の目的の結合である。他の目的は 、ここに示された内容から、技術のスキルの1つとして、単独又は組合せで使用 で きることが明らかになるであろう。 発明の開示 この発明は、与えられた構成材料(例えば、液体フォトポリマーや粉体材料) を使用したときに、従来例の考え方に比べて高い分解能の目的物の形成を可能に する。それは、これらの多くの高い分解能の目的物を改良されたステレオリソグ ラフィック技術を通して作成するために、ステレオリソグラフィック方法によっ て高い分解能の目的物を作成することが可能ではないと考えられている材料の使 用を可能にする。フォトポリマーに関して言えば、これらの従来の高い分解能を 持たないフォトポリマーは、一般的に吸収作用と、ある厚さ(例えば1mm)よ り薄い厚さの結合力のある固体プラスチックを形成することが不可能な固化特性 とを有する。ステレオリソグラフィーを普通に実行する場合においては、これら の材料の1つを使用すると、目的物の総ての垂直方向の特徴は、MSDと等しい かそれより大きい1つの層の厚さの整数倍の位置で発生する。一方、より薄い層 厚が使用される場合は、目的物の外形における他の関連するエラーと同様に、総 ての下面は、上面と下面との間の相対距離であるその層厚より大きい正味のキュ ア深さを結果として生じる、要求される量より大きい露光量で露光される。 ここに示されている技術は、少なくとも1つの別のクロスセクションが重ね塗 りされるまで、あるクロスセクションの少なくとも一部分のキュアの遅延を伴い 、その後、要求される深さまでキュアがされるために十分に露光が供給される。 言い換えれば、ここで示された技術は、その中では、2つのクロスセクションの 少なくとも1部分を記述するデータの記述が、上記データを第1のクロスセクシ ョンから、少なくとも上記第1のクロスセクションから1つの層厚離れて位置す る第2のクロスセクションにシフトすることによって、及び、そのシフトされた データと、第2のクロスセクション上及び第1と第2のクロスセクションの間の 任意の中間クロスセクション上の他の任意のデータとの差をとることにより修正 され、かつ上記変形されたデータが上記3次元目的物の形成において使用される 、3次元の目的物を形成するための改良されたステレオリソグラフィック方法を 提 供する。 本発明を実行する上で、最も小さい単一の固体垂直形状は、まだMSDと同程 度である。しかしながら、その目的物の垂直形状は、MSDと等しいか又はそれ より大きい、又は余分に露光され、結果的にその目的物の上面と下面との相対距 離であるキュア深さになる、層厚の整数倍からなる階段形状中で、もはや再現さ れる必要はない。ここで示すように、その技術を使用すると、上面と下面との間 の相対距離を同時に確保することなく(形状の最小厚さがMSDより大きい限り )、垂直形状がMSDより小さい階段形状(層厚)で形成することができる。 ステレオリソグラフィーの典型的な実施は、目的物の次の層を形成するための 準備段階で、変質又は固化していない材料の層を有する形成された目的物の一部 分をコートする前に、各クロスセクションの総ての領域の実質的に等しい又は層 厚より大きい深さまで変質(キュア)することを伴う。この典型的な実施では、 前に形成された層との接着に使用されるキュアされている領域であるか、目的物 の下面としてキュアされている領域であるかに依存するキュア深さが、いくらか 異なることを、利用することを必要とするかも知れないし必要としないかも知れ ない。本発明を実施する上で、典型的なアプローチを、少なくとも1つのクロス セクション上の1部分に、その目的物の次の層を形成する準備段階において、少 なくともそのクロスセクションが変質していない材料で覆いつくされるまで、変 質していない材料を残し、その部分がコーティング形成された後に材料を変質さ せることよって固化させるように変更することができる。 層と層との比較は、前に形成された層との十分な接着を確保するためと、材料 を固化しないままで残すべき領域の中に浸透させる深さまで材料が固化されない ように確保する間、十分な強度(固化できる材料の係数)を確保するために、材 料を固化することができる深さを決定するためになされる。 これらの比較は、各クロスセクションの個々の部分が、目的物の形成中に、最 も適切な層及び垂直レベルとともに変質されることを可能にする選択的キュアの 基礎を構成する。本発明の選択的キュアによれば、構造的に完全な状態、要求さ れる分解能及び結果の精度の間のバランスが維持される。 フォトポリマー材料を使用した時、最小固化深さ(MSD)は、使用される放 射波長に関係する。MSDは、一般的に、直接、材料の浸透深さに関係する。ス テレオリソグラフィープロセスにおける、種々の浸透深さの使用は、米国特許第 5,182,056号に示されている。この引用されたアプリケーションの方法 は、本発明で示した教えに結合することができる。 比較的高いMSDを有する材料の1つを用いた、標準的なステレオリソグラフ ィーによっては精度よく構成することができない目的物は、この発明の技術によ って精度よく構成することができる。しかしながら、本発明を用いても、幾つか の目的物、すなわち、MSDより薄い固体垂直形状を持つものは、精度面での問 題が生じるかもしれない。しかしながら、ここで示されるように種々の方法で解 決することができる。 本発明の方法によれば、与えられたMSDを有する与えられた構成材料に対す る一般的なステレオリソグラフィック技術を用いて可能な精度よりさらに、目的 物を精度よく作成することができ、さらに精密なグリーン部品又は目的物を提供 できる。歪みの減少は、材料のスタガード固化に従って増加するグリーン強度に よって成し遂げられるであろう。クロスセクションの与えられた領域における固 化されるべき材料は、そのクロスセクション上で固化される必要があるとは限ら ない。それは、より高い層又はクロスセクション、すなわち、固化させる放射光 が上方の層を通って適当な領域の中に透過して、同時に固化させるであろう。 上述したように、下面を形成する層の一部分は、1つの層厚の深さまでキュア されるべきである。しかしながら、実際上、下面領域は、1つの層厚より十分厚 いキュア深さが与えられている。この過剰のキュア深さは、結果として目的物の 垂直方向の歪みを生じる。目的物の厚さが少なくとも、下面領域を露光している 時に得られる最小キュア深さと同程度になるまで、1又はそれ以上の層に対する 目的物の下面の露光を遅らせるという簡単な発明を、この過剰キュア問題を訂正 するために用いることができる。この具体例では、MSDは、下面領域の形成に おいて使用される最小固化深さとして定義される。この具体例は、要求される分 解能が極めて小さくなる時に、特に重要になる。例えば、分解能の要求が高くな るに従って、層厚は小さくなる。一般的に、層厚として4,5,6又は10ミル であることが要求され、さらにそれは着実に2ミル,1ミル又はそれ以下に近付 く。これに対して、現行の材料を用いれば、一般的に好ましいキュア深さは8か ら16ミルの間になる。そのうえ、この具体例の場合では、下面に対するキュア 深さは、単一の層に適用される露光に基づいているか、又は、2又はそれ以上の 連続する層に適用される露光に基づいているであろう。その点で、キュア深さは 、第1の層の頂上から測定して、1つ又はそれ以上のより上層からの露光によっ て増加する。 本発明の別の特徴は、MSDより薄いクロスセクショナルスライスを使用する ことである。現状の固化特性又はキュア技術の組合せにおけるこれらの薄いクロ スセクションは、MSDに等しいクロスセクションスライス使用して得られるも のより、高い分解能の部品を提供できるであろう。最小厚さはいま尚MSDであ る。最小厚さに起因するどのような誤差も、ステレオリソグラフィーを用いて構 成される目的物において小さな割合の問題である。 この発明ではまた、まるで精密な層から組み立てられたもののような、特別の 層厚(その目的物のバルクに対して)で構成された目的物の表面を作る方法を考 えている。さらに、簡単な方法で、より連続的に見える表面を形成するだけでは なく、精度のよい層から形成されたものと同等の正確さを維持して、厚い層を有 する目的物のバルクを構成することができる。この方法は、要求される分解能と 等しい垂直方向の間隔を有するクロスセクションの作成と、これらのクロスセク ションの2つ又はそれ以上の同時の比較に基づいている。これは、クロスセクシ ョンのどの部分が精度の良い層の積層とキュア深さ(5ミル又はそれ以下)で構 成する必要があるか、どの部分がより大きなキュア深さを用いて形成されること ができるか及びどの部分が粗い層(10,15又は20ミル又はそれ以上)の積 層で構成することによってスキップすることができるかについて決定するために 用いられる。これらの方法の多くは、少なくとも精度のよい層の積層(5ミル又 はそれ以下)と同じくらい薄い、支持されていない厚さに固化することができる 能力を有する材料を使用することが必要である。これらの新しい方法の幾つかの 具 体例は、ここに示される。 さらにこの簡単な発明の具体例は、与えられた数値より薄くかつ、信頼性よく コーティング形成することができないであろう構成材料を用いたときに普通に可 能と考えられるものより高い分解能の目的物を形成するために使用される。信頼 性よくコーティング形成をするための最小膜厚は、MRDに関係する。例えば、 10ミル又はそれ以上のより薄く、かつ信頼性よくコーティング形成することが できない材料を用いたときに、5ミル又はそれ以下のある層厚又は分解能である 目的物を形成することを望む場合、これらの重ね塗りの問題は、(1)もっと時 間的に正確な方法で薄いコーティングが可能な時に、要求される薄さのコーティ ング形成における時間の超過と、又は(2)薄過ぎるコーティング形成をしよう とするときの、目的物の前に形成された総て又は1部分のディウェッティングの 2つの問題に起因している。このディウェッティング現象は、固化された構成材 料と液体材料との間の互換性のないことに起因する。このデウェッティング現象 の重要性は、コートされている層の固化に使用される露光スタイルによって非常 に影響をうけることである。 この具体例において、層比較は、露光される可き各領域の固化していない実際 上の厚さが、信頼性よく形成される最小コーティング厚さに等しいかそれ以上で あるところの各層の露光データを得るために利用される。与えられたクロスセク ションとともにキュアされるべき各層の総ての部分は、コーティング厚さが最小 コーティング厚さより大きいか等しい時にのみ露光される可きである。しかしな がら、ある状態では、ある領域の露光の前に、正確なコーティング深さを確保す ることが重要でないかもしれない。この具体例では、これらの環境では、ただ層 の厳しい部分に、千鳥状のカールが発生するであろう。 追加の具体例は、キュアされる可き追加のタイプを定義するための、層比較の 使用を伴う。これらの層比較は、領域の種類を定義するために使用することがで きる。例えば、これらの層比較は、削りとる可き又は、目的物のどの部分が下面 の上に、特別の距離だけ離れて位置しているか、及び/又は上面の上に、特別の 距離だけ離れて位置しているかを示す可き外部領域の種類を定義するために使用 することができる。特に例えば、下面上の1つ又は2つ又はそれ以上の外皮領域 が定義できる。層厚より大きいMSD値を補償する具体例を利用することによっ て、外部外皮領域を、要求される外皮のシフトに対して付加することができるこ とを理解することができる。上面と下面領域を強化するための多重外皮の供給は 、焼き流し精密鋳造のためのパターンとして使用されるよりも、排水部品を形成 しようとする時に特に有利である。 独立して用いることができ、また、ここに示した他の具体例と組み合わせて使 用することができる、この発明の付加的な態様は、分離されたキュア可能な領域 の中のクロスセクションを前もって識別するために、水平比較を使用している。 これらの識別された領域は、クロスセクション上の単一の境界タイプのなか、与 えられたクロスセクション上の複数の境界の組合せ、又は、ここで記述された層 比較技術から得られた最終又は中間の複数の境界から、総括してそのクロスセク ションから得られるであろう。その水平比較技術は、侵食又は、クロスセクショ ン上、あるいは全体としての目的物の中の複数の点の間の距離を定義するために 、構築された技術を利用することができるであろう。この侵食または構築された 技術は、1つ以上のポジティブキュア幅補償タイプの巧妙な取り扱い(例えば、 領域の減少)、又はネガティブキュア幅補償タイプの巧妙な取り扱い(例えば、 領域の拡張)を使用することを伴うであろう。例えば、これらの動作に基づいて 、そのクロスセクションの各部分を、そのクロスセクションの外表面から確実な 距離として指示することができる。クロスセクションの各部分のラベリングに代 わる方法として、境界を指示された領域の中のクロスセクションの選択された別 々の複数の部分によって定義する方法がある。第2の例として、クロスセクショ ンの複数の部分は、そのクロスセクションの最も深い内部の点から確定した距離 のところに位置しているとして示すことができる。さらに別の例として、各部分 は、クロスセクションの重心又は目的物が回転される軸からの距離に基づいて識 別することができる。各定義された領域又は位置に適切なキュアパラメータを、 定義することができる。これらのキュアパラメータは、スキャンスピード、ベク トル密度、ベクトルタイプ、またはそのような種類のものに関係するであろう。 例え ば、形成後にその目的物の内部の複数の壁から漏れでる取り囲まれた液体構成材 料で構成されるべき目的物の形成時、目的物の内部の深さ方向に向かう複数のハ ッチベクトルの間の距離を増加させるために、これらの技術が使用できる。目的 物は、そのように、2つ以上の領域に分割され、各領域が異なる露光スタイルで 露光されているその内部領域で形成される。 本方法の技術は、歪みを減少させる技術として動作し、処理ベクトルが定義す る複数の境界、ピクセル又はボクセルの操作、他のデータ操作技術、クロスセク ションの適切な処理をするどのような他の技術、又はこれらの技術の組合せによ って実行することができるであろう。 一般的に、ステレオリソグラフィーで、目的物は、織布又は他の形状の指示構 造上に構成される。本方法を用いて、指示構造の選択と選定は注意深くされるべ きである。異なる層に対する初期クロスセクションの種々の領域の千鳥形状の実 現するため、支持の選定は重要である。支持構造は設計される可きであり、最も 下の層とともに、局所的にキュアされる領域を捕らえて配置する可きである。 3次元目的物表現を処理することによって、自動Z−エラー訂正の実行方法が 提供される。Z−エラーは、MRD又はMSDが目的物の形状の上面と下面の間 に位置する層の要求される層厚より大きい時に、一般的に発生するエラーに関係 する。一般的に、問題は、構成された部分における、要求量とは異なる上面と下 面の間の相対距離の形成それ自身を示す。 1つの具体例は、多数の層表現の中で、目的物をスライスする過程又はその後 に、Z−エラー訂正の実行を伴う。多重層を表現するデータの比較をとおして、 下表面の構成を遅らせることができる一方、上表面の構成を進ませることができ 、そのようにしてZ−エラーが構成部分で訂正される。 第2の具体例は、スライシングプロセスを開始するとき、又はその前に、目的 物のSTL表現の取り扱いを伴う。この具体例では、複数の下面三角形の頂点と 、平面の全部又は一部分と下面と下面三角形の近平面とを含めて、Z−エラーを 訂正するために上方に移動される。シフト量は、総ての下面三角形に対して同一 であることが好ましいが、しかしながら、その量は三角形の傾きによって変更し て もよい。特に、三角形が急勾配になるようにシフト量を減少させる利点がある。 一方、上面平面の総て又は一部と上面三角形の近平面の可能性を含む上面三角形 の頂点は、Z−エラーを訂正するために下方に移動される。この具体例の第1の バージョンにおいて、複数のSTL三角形は、それらがスライスされた平面を一 周する前に、処理される。この具体例の第2のバージョンにおいて、複数のST L三角形は、それらがスライスされた平面を一周した後に、処理される。 第3の具体例は、Z−エラーを訂正をするために、CTLフォーマットとして 知られている新しい目的物の表現の形式と、その処理を必要とする。CTLフォ ーマットにおいて、目的物は、実質的に目的物を表面にわたる、三角形のような 多角形の特有の頂点の第1リストと、その第1リストの頂点の特有な識別子に関 して定義された多角形表現の第2リストとによって表される。CTLフォーマッ トを用いて、Z−エラー訂正は、第1リストの中から選ばれた頂点を処理するこ とによって、簡単に実行できる。個々の多角形表現の個々の処理は必要でない。 第4の具体例は、3次元連続エンコーデット(3D−RLE)フォーマットと して知られた、別の新しい目的物の表現を必要とする。3D−RLEフォーマッ トにおいて、目的物は、Z−値の多くのグルーピングによって表わされる。ここ で、1つのXYグリッドの各セルに1つのグルーピングが対応する。実際には、 各Z−値は、目的物とグリッドのセルから放射される直交ラインとの間の交点を 表す。そのグリッドは直交成分から形成され、そのラインはグリッドから直角に 突出することが好ましいが、直角でなくてもよい。3D−RLEフォーマットを 用いると、Z−エラー訂正は、選ばれた交点のZ−成分処理によって簡単に実行 することができる。 STL表現から目的物のCTL表現を形成する方法が、また提供される。その 方法は、STLファイルからハッシュテーブルへの総ての頂点のハッシングと、 余分な頂点の除去、総ての余分でない頂点への特有な識別子の割り当て、その識 別子に関する目的物の表面を覆う多角形の表示を必要とする。 第1目的物表現からその目的物の3D−RLE表現の形成方法が提供される。 その方法は、セル(例えば、XY平面の共角)の平面グリッドと第1目的物表現 とを関係づけることと、第1目的物表現をそのグリッドのセルから直角に発生す る多くのライン(例えば、Z軸に平行)によって覆うことと、第1目的物表現と 各ラインとの間の交点によって形成された総ての交点のZ−成分を決定すること と、そのZ−成分とそれぞれの交点を形成するために使用されたラインが発生し たグリッドのセルとを関係づけることとを必要とする。 細部を減じたレベルで目的物を表示する方法がまた提供される。人為的な高い ラウンディングエラーを用いてCTL表現を形成することと、これによって、多 くの三角形頂点を互いに折り畳むことと、多くの三角形を退化させることを必要 とする。その方法は、退化した三角形を取り除くことと、細部を減少させたレベ ルで、その目的物を覆うために拡大された退化していない三角形を残すこととを 必要とする。 目的物の拡大又は縮小形成方法が、開示されている。これらの方法は、好まし くは、CTLファイルを用いて、頂点のリストの中から選ばれたもの(例えば、 総てのもの)を処理することによって、各多角形表現の個々の分離された処理を 必要とせずに、目的物の表現を拡大又は縮小することができるという事実を利用 する。 固体の目的物に代えて外皮を形成するための方法が開示されている。これらの 方法は、好ましくは、相対的に縮小された表現上で反対の三角形の方向を有する ように、互いに関係づけてスケールが調整された、目的物の2つのCTL表現を 利用する。 2つ以上の外皮のような区域の中の異なる構造パラメータを利用して目的物を 形成する方法とそのような構造の必要なデータを得る方法が開示されている。例 えば、目的物は、明示された厚さの外部ゾーンと内部ゾーンとに分割されるであ ろう。これらの方法は、ある所定の方向に対向する方向をもってかつ、分割され たゾーンを定義するために用いられた連続した表現のペアーをもって、互いに関 係づけてスケールが調整された、3つ以上の目的物の表現の結合を利用する。 スライス層のラウンディングエラー歪みを減少させることを用いた目的物の形 成方法(Slice Layer Rounding Error Minimization−SLREM)とそのよう な形成方法用のデータの必要性が、開示されている。これらの方法は、要求され る垂直方向の分解能で位置するスライシング平面、頂点又はこれらの高い密度で 分解されたスライシング平面に対する制御点のなまり、構成できる分解能より多 分低いクロスセクションデータを生成するための付加的なデータプロセスを利用 する。この付加的なデータプロセスは、ここで示された、要求される構成物の分 解能より大きいMRD及び/又はMSDを取り扱うための技術と同様であるかも しれないし、又はMRD、MSDとSLREMファクターとの間の正確な関係に 基づいて変更することもできる。 この発明の別の態様によれば、目的物は、その内部の部分からの変質していな い構成材料の流出を促進させる構成スタイルで形成される。これらの技術に従っ て製造される目的物は、焼き流し精密鋳造パターンとして役に立つ。目的物の内 部の部分から変質していない構成材料を取り除くことができるのは、周期的に配 置された広い一定の間隔に保たれたハッチパターン、及び/又は少なくとも変換 された折れ線の結果であるハッチングパターンを使用する結果である。積層され た外皮及び/又は多重境界が使用される。さらに、複合の具体例は、目的物の内 部の異なる複数の部分に対する異なる構造パラメータを使用することによって可 能である。さらに複雑な複合具体例のいくつかは、表面近くの最小内部グリッド 構造と目的物の境界とを使用し、目的物のより深い内部のグリッド構造を使用す る。他の具体例は、表面付近のグリッド構造と目的物の境界を使用するが、目的 物の深い内部領域におけるグリッド構造は、ほとんど又は全く使用しない。 本発明の別の態様によれば、穴を自動的に配列する方法と、固化していない材 料が、構成の焼き流し精密鋳造スタイルの集合に従ったステレオリソグラフィー を用いて形成された目的物の構成後に、目的物から流れることができるような3 次元目的物表現における流出する方法とを提供する。 本発明の他の態様において、これらの改良は、互いに組み合わせて、及び/又 は米国特許第5,104,592号,米国特許第5,015,424号,米国特 許第4,999,143号及びその他の特許やここに引用された刊行物に記述さ れた技術の組み合わせて使用される。例えば、さらに別の発明の態様によれば、 改良されたステレオリソグラフィー方法が、上下面の中の連続しないスキンフィ ルを有するハッチの結合された使用を含んで開示されている。他の例として、改 良されたステレオリソグラフィー方法が、ベクトルが交差する露光を減少させる 方法と、ハッチベクトルが供給されている領域における多重露光ベクトルを避け るために、スキンフィルの中の不連続を供給する方法とを含んで開示されている 。 この発明の他の態様は、上述の方法を単独又は組み合わせて実行する機器を提 供する。 本発明の他の態様は、目的物と種々の具体例の付帯の利点とともに、以下の詳 細な説明に添付された図面の説明から理解できるであろう。 図面の簡単な説明 図1は、要求される分解能の4倍のMSDとMRDとを有する材料を用いた具 体例を使用して形成された3次元目的物の側面図である。 図2−1A、2−2A及び2−3Aは、それぞれ、ステレオリソグラフィカレ リーに形成された目的物1,2,3の側面図である。 図2−1B、2−2B及び2−3Bは、それぞれ、要求される分解能(MSD =1LT,MRD=1LT)で、標準的なステレオリソグラフィーを用いて形成 された第1第2第3の目的物の側面図である。 図3−1A、3−2A及び3−3Aはそれぞれ、図2−1B、2−2B及び2 −3Bの各目的物の各基準下面境界(SDFB)の側面図である。 図3−1B、3−2B及び3−3Bはそれぞれ、図2−1B、2−2B及び2 −3Bの各目的物の各平均上面境界(IUFB)の側面図である。 図3−1C、3−2C及び3−3Cはそれぞれ、図2−1B、2−2B及び2 −3Bの各目的物の各基準上面境界(SUFB)の側面図である。 図3−1D、3−2D及び3−3Dはそれぞれ、図2−1B、2−2B及び2 −3Bの各目的物の連続上面境界(SLB)の側面図である。 図4−1A、4−2A及び4−3Aはそれぞれ、2倍の層厚のMSDを有する 材料を用いて、標準的なステレオリソグラフィーの第1アプローチを使用して形 成された図2−1A、2−2A及び2−3Aの第1第2第3目的物の側面図であ る。 図4−1B、4−2B及び4−3Bはそれぞれ、3倍の層厚のMSDを有する 材料を用いて、標準的なステレオリソグラフィーの第1アプローチを使用して形 成された第1第2第3目的物の側面図である。 図5−1A、5−2A及び5−3Aはそれぞれ、2倍の層厚のMSDを有しか つ2倍の層厚のMRDが可能な材料を用いて、標準的なステレオリソグラフィー の第2アプローチを使用して形成された第1第2第3目的物の側面図である。 図5−1B、5−2B及び5−3Bはそれぞれ、3倍の層厚のMSDを有しか つ3倍の層厚のMRDが可能な材料を用いて、標準的なステレオリソグラフィー の第2アプローチを使用して形成された第1第2第3目的物の側面図である。 図6−1A、6−2A及び6−3Aはそれぞれ、実施例AのFDFB、FUF B及びFLBで形成された第1第2第3目的物の側面図である。 図7−1A、7−2A及び7−3Aはそれぞれ、実施例BのFDFB、FUF B及びFLBで形成された第1第2第3目的物の側面図である。 図8−1A、8−2A及び8−3Aはそれぞれ、実施例CのFDFBで、形成 された第1第2第3目的物の側面図である。 図8−1B、8−2B及び8−3Bはそれぞれ、実施例CのFUFBで、形成 された第1第2第3目的物の側面図である。 図8−1C、8−2C及び8−3Cはそれぞれ、実施例CのFLBで、形成さ れた第1第2第3目的物の側面図である。 図8−1D、8−2D及び8−3Dはそれぞれ、実施例CのFDFB、FUF B及びFLBで、形成された第1第2第3目的物の側面図である。 図9−1A、9−2A及び9−3Aはそれぞれ、実施例DのFDFB、FUF B、FXDFB、FXUFB及びFLBで、形成された第1第2第3目的物の側 面図である。 図10−1A、10−2A及び10−3Aはそれぞれ、実施例EのFDFB、 FUFB及びFLBで、形成された第1第2第3目的物の側面図である。 図11−1A、11−2A及び11−3Aはそれぞれ、実施例FのFDFB、 FUFB及びFLBで、形成された第1第2第3目的物の側面図である。 図12−1A、12−2A及び12−3Aはそれぞれ、実施例Gで求めたFD FBを使用した第1第2第3目的物の側面図である。 図12−1B、12−2B及び12−3Bはそれぞれ、実施例Gで求めたFU FBを持つ第1第2第3目的物の側面図である。 図12−1C、12−2C及び12−3Cはそれぞれ、実施例Gで求めたFL Bを持つ第1第2第3目的物の側面図である。 図12−1D、12−2D及び12−3Dはそれぞれ、実施例GのFDFB、 FUFB及びFLBで、形成された第1第2第3目的物の側面図である。 図13−1A、13−2A及び13−3Aはそれぞれ、実施例HのFDFB、 FUFB、FXDFB、FXUFB及びFLBで、形成された第1第2第3目的 物の側面図である。 図14−1A、14−2A及び14−3Aはそれぞれ、実施例Iの1FDFB 、2FDBF、FLS、1FUFB及び2FUFBで、形成された第1第2第3 目的物の側面図である。 図15−1A、15−2A及び15−3Aはそれぞれ、実施例Jの1FDFB 、2FDBF、FLS、1FUFB及び2FUFBで、形成された第1第2第3 目的物の側面図である。 図16−1A、16−2A及び16−3Aはそれぞれ、実施例Lの1FDFB 、2FDBF、1FUFB、2FUFB、FLS、FXDBF、FXUFBで、 形成された第1第2第3目的物の側面図である。 図17aから図17fは、ブール結合、交差及び差分演算によって実行される 2つの水平領域“A”と“B”の上面図である。 図18は、その上で多重ライン幅補償が、補助的な境界を作成するために実行 される正方形クロスセクションの上面図である。 図19は、その上でオフセットラインが、補助的な境界を作成する正方形クロ スセクションの上面図である。 図20は、多重外皮と、広い境界領域と、表面近傍の固化領域の中にギャップ を有する目的物の部分側面図である。 図21a−図21fは、目的物表現が多数の層表現にスライスされた後のZ− エラー訂正の方法の概念図である。 図22−24は、Z−エラー訂正に関連して発生する種々の問題を示す。 図20−25は、前もって実行されるSTLファイルをCTLファイルに変換 するステップを含むZ−エラー訂正方法のフローチャートを示す。 図26は、CTLファイルを形成するプロセスを説明に関連する2つの三角形 を示す。 図27は、Z−エラーを訂正するための、近平坦表面の処理に関するテキスト で検討された曲った表面のイラストである。 図28a−28bは、STLファイルをCTLファイルに変換する好ましいフ ローチャート(ハッシュテーブルを使用する)を示す。 図29a−29bと30a−30bは、人為的な高いラウンディングエラーを 用いてCTLファイルが形成されたときの、多くの三角形頂点の単一点への崩壊 と退化した三角形の形成とを示す。 図31は、退化した三角形を除去するために使用されたコードの断片を示す。 図32a−32bは、退化した三角形の除去による空の左側を満たすための、 退化していない三角形の拡張を示す。 図33は、目的物の中空の殻を生成するための、CTLファイル処理のフロー チヤートを示す。 図34は、関連のある三角形頂点の角度に基づいたウェイトを用いて、集めら れた三角形の法線の加重平均としての頂点法線処理プロセスを示す。 図35は、3D−RLE目的物表現の形成プロセスを示す。 図36a−36bは、3D−RLE目的物表現の形成方法のフローチャートを 示す。 図37a−37bは、目的物の回帰細区分空間表現形成のプロセスを示す。 図38aと38bは、各クロスセクションを異なるハッチングパターンで示し た、目的物の2つのクロスセクションを示す。 図38cと38dは、示されたは2つの位置における、図26aと図26bの 目的物の垂直カット面を示す。 図39は、各領域を異なるハッチングパターンで示す、2つの領域に分割され たクロスセクションを示す。 図40は、VIEWを貫通する部分の中に、穴を挿入するプロセスのフローチ ャートである。 図41は、VIEWを貫通する部分の中に、排水路を挿入するプロセスのフロ ーチャートである。 図42は、VIEWの“穴と排水路”窓を示す。 図43−45及び47は、穴と排水路が挿入された目的物の透視図を示す。 図46は、VIEWの“変換を見る”窓を示す。 図48は、平坦領域に穴/排水路を挿入するための、ブール演算の使用を示す 。 図49は、穴/排水路が平坦領域を越えて拡張された場合を示す。 図50−51は、近平坦領域の中に穴/排水路を挿入するための、第1アプロ ーチを示す。 図52a−52cは、近平坦領域の中に穴/排水路を挿入するための、第2ア プローチを示す。 図53a−53bは、急勾配近平坦領域に関連するこのアプローチに伴って発 生する問題点を示す。 図54は、層境界の一部分が除かれたときに発生する望ましくないハッチ/充 填の生成を示す。 図55a−55bは、近平面又は垂直表面上に穴/排水口を表現するための、 z−方向に位置する多くのラインの使用を示す。 発明を実施するための最良の形態 ここに示された同時多重層比較技術(また、総て引用することによって合体さ れたPCT公開.#WO92/08200、U.S.PatentNo5,32 1,622及びU.S.PatentNo5,192,469に示された)は、 要求される分解能より大きいMSD、及び/又は、要求される分解能より大きい MRDのために実行される。例えば、図1は、要求される分解能の4倍のMSD とMRDとを有する材料を用いた実施例を使用して形成された3次元目的物の側 面図である。与えられた露光方法で実施する上で、MSDとMRDの値は、異な っていても良い。実際の条件では、層厚(例えば、要求される分解能)に対して 最も使用しやすいMSD率は、1から4の範囲であり、さらに好ましくは2から 3の範囲である。同様に、実際の条件では、層厚に対して最も使用しやすいMR D率は、1から4の範囲であり、さらに好ましくは2から3の範囲である。しか しながら、定義技術及び高い率を持つ実施例の実施が、有益であることがここに 示すことから容易に理解でき、高い分解能と精度を要求することは層厚が小さく なることを伴うので、ますます必要になるであろう。 上述したように、MSDに関して言えば、目的物の分解能は、MSDより薄い 目的物のこれらの部分を除いては層厚の分解能になるであろう。また、上述した ように、MSDより薄い目的物のこれらの部分に対しては、省略スタイルが存在 するかも知れないし、又は選択可能スタイルのシリーズが利用できるにちがいな い。平坦な平面はなめらか(例えば、磨く)にすることが最も容易であるので、 前の好ましい具体例は、平坦でない面の位置を正確に突き止めることと、平坦な 表面に対する必要な総ての歪みをシフトすることとを強調するものである。 1つの層の厚さより大きいMRDに関して言えば、層比較は、上面に到達した ときに、材料がMRDより小さい深さの面より下がキュアされていないことを確 認しなければならない。例えば、MRDが2層の厚さの場合、上面から1層の厚 さより下の領域がキュアされていないことが確認されなければならない。結果と して、この例では、上面に到達されたときに、その面は、2から3層の厚さに必 要なオーバーキュア量を加えた所までキュアされることを要求する。1つの選択 肢として、露光データを作成するために使用されるアルゴリズムは、上面が、2 層の厚さだけそれらの下に位置するキュアされた材料を有することを、より下の キュア領域が、1,2又は3層分の厚さの与えられた厚さを有するコーティング 材料から形成されている間、保証する。1層の厚さの場合には、1層の厚さのコ ーティングがされ、望みどおりに形成される。2つ目の選択肢は、下面に適用さ れるキュア深さを調節することにより、特有のMRDに対する適当なコーティン グ厚さを利用することであろう。上述の及び以下に示すアルゴリズムは、1つの MSD及び1つのMRDの双方を有する作業に対して、目的物の底からスライシ ングプロセスを開始させ、上方に作業する。しかしながら、ある状態では、スラ イシングの順序を逆にすることが有益である。 ここに記述された、MSD定義に関係する技術は、総ての存在するプリントス ルー問題を取り扱うために、修正することができる。もし、接着及び構造的に完 全な状態を得るために必要なオーバーキュアが、少なくともMSDと同程度のキ ュア深さを与え、かつ下面領域を形成する、前に形成された層に耐えられないプ リントスルーを引き起こさない場合には、それは無視することができる。しかし ながら、必要なオーバーキュアが、下面領域に耐えられないプリントスルーを引 き起こす場合には、キュアパラメータを決定する時に、それを十分に考慮しなけ ればならない。 例えば、もしプリントスルーが、ただ単に、最後の下面境界(FDFB)領域 上の第1層のキュアによって起こり、プリントスルーを避けたい場合は、幾つか のことを考えなければならない。FDFBの部分は、上面と下面になるであろう 。そして、そのようなプリントスルーは、この領域のキュア深さをもたらさない であろう。さらに、FDFBの別の部分は、その上に位置する少なくとも1つの 、プリントスルーが考慮され、固化されるべき付加層があることを含む、下面の みであろう。もし、MSDとプリントスルーとを加えた値が、より下の下面の端 と 割り当てられたクロスセクションとの間の距離に等しい正味の厚さになる場合に は、上方に少なくとも1つの付加層を有するFDFBは、割り当てられたクロス セクションとともにキュアすることができる。この場合、次の層を露光するとき に、残存するキュア深さがキュアされるところのMSDと等しいか又はそれ以上 の厚さを生じるために、FDFB上適当な露光をすることができる。そうでない 場合は、FDFB領域は、キュアされているその層の上側の表面と下面のより低 い端との間に、結合されたFDFBが露出するように少なくともMSDに等しい 十分な厚さを供給するように、1つの付加層に押し上げられなければならず、プ リントスルーが下面の低い方の端の適切な位置に位置するように、露出される。 もし、上にシフトされたFDFBの一部分が、最終の上面境界FUFB領域であ ったものを覆う場合は、下面の端の適切な位置に位置するように、十分なキュア 深さを生むために、この部分に露光される。一方、上にシフトされたFDFBの 一部分が、FUFB領域を覆わない場合は、FDFB領域のその一部分は、次ぎ のより上方の層が、シフトされたFDFB領域に付着されるときに、加えられる 量による必要なキュア深さより小さいキュア深さを生じるように露光されるべき である。プリントスルーが関連するFDFB領域上に接している領域のキュアの 時に、プリントスルーは、下面のより下の端に使用された露光パターンに整合し たパターンを生成する。このように、そのような領域の露光は、最終目的物にお ける滑らかな下面表面を維持又は生成するように当てるべきである。 ここでに開示されたSMLC技術の中で、使用される重要な多くのパラメータ がある。これらのパラメータが使用される可能性の範囲は、結果的に具体例の可 能性の大きさに帰着する。幾つかの前に出てきたパラメータと幾つかのそれらの 可能性を次の表1に示す。 表2は、以下に示す実施例の主な特性を示す。表1から明らかなように、多く の他の具体例が可能である。 これらの実施例の実施において、各初期クロスセクションの最終クロスセクシ ョンの各部分と関係づけて、各部分の適当なキュア深さを決定するために、層比 較が必要である。 米国特許第5,321,622号に示された層比較スライス(CSlice) は、ブール和集合(+)、差集合(−)及び交点(“n”又は“*”)の形成に おいて、一般的な層比較を果たす。図17は、これらのブール演算を図を用いて 示している。図17Aの円の中の陰の部分は、領域Aとして知られた第1領域を 示す。他の円表示は、領域Aと関連して領域Bとして知られた第2領域の物理的 な配置を示す。アナログ法では、図17Bの中の陰の部分は、他の円では領域A を表しているのに対して、領域Bを表す。図17Cの陰の部分は、領域Aのブー ル和集合と“B”(A+B)の結果を表す。図17Dの陰の部分は領域Aのブー ル交点と“B”(A∩B又はA*Bのどちらか)を表す。図17Eと17Fの陰 の部分はそれぞれ、AマイナスBとBマイナスAのブール差演算の結果を示す。 Cスライスはまた否定演算子(-)を使用する。この演算子は、図36eと36 fの中に示された差分演算子に相当するが、空間の最終領域である第1成分に代 えて、それは動作空間全体である。このように、NOT演算子は、それがどのよ うに動作しても逆転させる。上述のブール演算は、Cスライスプログラムにおい て、役に立つことが分かっている。もちろん他のブール演算子も必要に応じて使 用することができる。 各実施例の理解を助けるために、各実施例に応じて、特に3つの目的物に適用 されて、ブール演算の結果を示す幾つかの図面が提供されている。これらの目的 物は、それらが普通には見られないほど、特に薄い形状を有するような特別なも のではないことが認められるべきである。これらの目的物は、各実施例に利用さ れるアルゴリズムを実証するために、これらの小さい形状により選ばれたもので ある。各目的物のX−Z平面の側面図のみが提供されていて、そのようなブール 演算を通してのみ、水平平面の中の2次元領域上で動作し、この平面の単一次元 (X−次元)のみが示される。目的物が、紙面の平面内に広がる他の水平次元( Y−次元)において幾つかの不特定な形状を有することが理解される。 これらの実施例のための出発点は、その時点で生成され、C−スライスに利用 されている境界である。図2及び3は、MSD≦1,MRD≦1、及び適当なキ ュア深さが適用されると仮定して、利用される個々の境界タイプとともに標準ス テレオリソグラフィーを使用して理想的に形成される3つの目的物を示している 。 図2−1A、2−2A及び2−3Aは、それぞれ、ステレオリソグラフィカレ リーに形成される第1第2第3の目的物の側面図である。これらの目的物は、図 3−16のなかで、参照された第1第2第3の目的物である。 図2−1B、2−2B及び2−3Bは、それぞれ、要求される分解能(MSD =1LT,MRD=1LT)で、標準的なステレオリソグラフィーを用いて形成 された第1第2第3の目的物の側面図である。これらの図は、図3−16の実施 例によって到達される要求分解能を示す。 図3−1A、3−2A及び3−3Aはそれぞれ、図2−1B、2−2B及び2 −3Bの目的物の下面境界(SDFB)を有する第1第2第3の目的物の側面図 である。FDFBの上面は関連するクロスセクションを示すことを注記する。 図3−1B、3−2B及び3−3Bはそれぞれ、図3−1A、3−2A及び3 −3A(IUFB)の下面境界で覆われることによって減少していない、図2− 1B、2−2B及び2−3Bの目的物の上面境界を有する第1第2第3の目的物 の側面図である。IUFBの上表面は関連するクロスセクションを示すことを注 記する。 図3−1C、3−2C及び3−3Cはそれぞれ、図3−1A、3−2A及び3 −3A(IUFB)の下面境界で覆われることによって減少している、図2−1 B、2−2B及び2−3Bの各目的物の各上面境界を有する第1第2第3の目的 物の側面図である。SUFBの上表面は関連するクロスセクションを示すことを 注記する。 図3−1D、3−2D及び3−3Dはそれぞれ、図2−1B、2−2B及び2 −3Bの各目的物の連続上面境界(SLB)を有する第1第2第3の目的物の側 面図である。SLBの上表面は関連するクロスセクションを示すことを注記する 。 図4と5は、材料特性が最適でない時に、第1第2第3の目的物が標準ステレ オリソグラフィーを用いて形成される新しい方法を示す。 図4−1A、4−2A及び4−3Aはそれぞれ、2倍の層厚のMSDを有する 材料を用いて、標準的なステレオリソグラフィーの第1アプローチを使用して形 成される第1第2第3目的物の側面図である。 図4−1B、4−2B及び4−3Bはそれぞれ、3倍の層厚のMSDを有する 材料を用いて、標準的なステレオリソグラフィーの第1アプローチを使用して形 成される第1第2第3目的物の側面図である。 図5−1A、5−2A及び5−3Aはそれぞれ、2倍の層厚のMSDを有しか つ2倍の層厚のMRDが可能な材料を用いて、標準的なステレオリソグラフィー の第2アプローチを使用して形成された第1第2第3目的物の側面図である。 図5−1B、5−2B及び5−3Bはそれぞれ、3倍の層厚のMSDを有しか つ3倍の層厚のMRDが可能な材料を用いて、標準的なステレオリソグラフィー の第2アプローチを使用して形成された第1第2第3目的物の側面図である。 図4と5の中で示された目的物と、実施例AからLの結果である図6から16 に示された目的物の間で比較することができる。これらの比較によって、これら の実施例がステレオリソグラフィーに提供する幾つかの利点を明らかにすること ができる。さらに、各実施例の詳細をよく調べる間、図面を検討することにより 、それらが理解できるであろう。さらに理解を助けるために、実施例の詳細な記 述の中で、記号表示が使用され、頭文字の表が表3として示されている。 表2に概要を示した各実施例の詳細は、以下に示す。 実施例A これは、上面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いる、基本的な 素養を有する2層Zエラー訂正実施例である。 この実施例の第1ステップは、初期クロスセクション境界を決定することであ る。これは、総ての下面及び上面領域の決定前の全部のクロスセクショナル境界 である。ICSBは、大きい寸法又は小さい寸法を示すかも知れない。これらの 境界タイプは、出力されないけれども、Cスライスによって導かれる。単にクロ スセクション調整と普通のキュア深さを供給することを条件に、単一ライン幅補 償ファクタの使用が妥当であると仮定する。 第2ステップは、基準上面境界SUFB(N)、基準下面境界SDFB(N) 及び基準連続境界SLB(N)を各クロスセクション(N)のために決定するこ とである。これらは、Cスライスによる境界出力である。各クロスセクション( N)の中間上面境界IUFB(N)が決定される。そのIUFB(N)は、それ らが、基準下面境界領域ですべて覆われることによって減少しない上面境界であ るので、SUFB(N)より基本的である。これらの境界を得るために使用する ブール演算は、次ぎのようになる。 SDFB(N)=ICSB(N)−ICSB(N−1), IUFB(N)=ICSB(N)−ICSB(N+1), SUFB(N)=IUFB(N)−SDFB(N), SLB(N)=ICSB(N)−SDFB(N)−SUFB(N), SDFBは、下面及びもしかしたら上面である。IUFBは、上面及びもしかし たら下面である。SUFBは、上面のみであり、SLBは上面でも下面でもない 。 第3ステップは、クロスセクション(N)のための、最終下面境界FDFB( N)、最終上面境界FUFB(N)及び最終連続境界FLB(N)を決定するブ ール演算を実行することである。 1FDFB(N)=SDFB(N)nIUFB(N), 2FDFB(N)=SDFB(N−1)−IUFB(N−1), FDFB(N)=1FDFB(N)+2FDFB(N), FUFB(N)=SUFB(N)−2FDFB(N), FLB(N)=SLB(N)−2FDFB(N), 第4ステップは、ステップ3を総てのクロスセクションのために繰り返すこと である。 第5ステップは、ハッチ及びフィルを得るためにFDFB,FUFB及びFL Bを使用することである。 最後に、求めたデータから目的物が形成される。FDFBと取り囲まれた領域 は、2層の深さまでキュアされ、そして上、滑らかなより低い表面を生成するた めに露光される。FUFBと取り囲まれた領域は、1つの層の深さに、前に形成 された層と接着させるために必要なオーバーキュア量を加えてキュアされる。さ らに、FUFB領域に、なめらかな上表面を形成するために適当な露光がされる 。FLBと取り囲まれた領域は、1つの層の深さに、前に形成された層と接着さ せるために必要なオーバーキュア量を加えてキュアされる。FLB領域は、どの ような適当な方法を用いても(例えば、ACES,QUICKCAST,WEA VE,STARWEAVE、TRIHATCHその他)キュアすることができる 。 図6−1A,6−2A及び6−3Aはそれぞれ、第1第2第3目的物の、この 実施例によって得られるFDFB,FUFB及びFLB領域の側面図を示す。こ れらの図において、DFの記号で示された領域は、FDFB領域であることを示 し、UFの記号で示された領域はFUFB領域であることを示し、Lの記号で示 された領域はFLB領域であることを示す。各領域は、その要求されるキュア深 さ(層と層との接着に必要なオーバーキュア量を含む)で示されている。 実施例B これは、下面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いて、基本的な 素養を有する2層Zエラー訂正実施例である。 この実施例の第1ステップは、実施例Aの第1ステップと同様である。 この実施例の第2ステップは、IUFB(N)を使用していないことを除いて は、実施例Aの第2ステップと同様である。 第3ステップは、クロスセクション(N)のための、最終下面境界FDFB( N)、最終上面境界FUFB(N)及び最終連続境界FLB(N)を決定するブ ール演算を実行することである。これらの境界を得るために必要なブール演算は 次ぎのようである。 FDFB(N)=SDFB(N−1), FUFB(N)=SUFB(N)−FDFB(N), FLB(N)=SLB(N)−FDFB(N), 第4ステップは、ステップ3を総てのクロスセクションのために繰り返すこと である。 第5ステップは、ハッチ及びフィルを得るためにFDFB,FUFB及びFL Bを使用することである。 最後に、求めたデータから目的物が形成される。露光パラメータについての詳 細は、上述の実施例Aと同様である。 図7−1A,7−2A及び7−3Aは、この実施例で得られる、図2の第1第 2第3目的物に対するFDFB,FUFB及びFLB領域の側面図を示している 。これらの図における境界の称号は、図6と同様である。 実施例C これは、下面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いて、高いレベ ルの素養を有する2層Zエラー訂正実施例である。 この実施例の第1ステップは、実施例Aの第1ステップと同様である。 この実施例の第2ステップは、実施例Aの第2ステップと同様である。 第3ステップは、クロスセクション(N)のための、最終下面境界FDFB( N)、最終上面境界FUFB(N)及び最終連続境界FLB(N)を決定するブ ー ル演算を実行することである。これらの境界を得るために必要なブール演算は次 ぎのようである。 FDFB(N)=SDFB(N−1)−FDFB(N−2), FUFB(N)=SUFB(N)+{SDFB(N)nIUFB(N)nFDF B(N−1)}−FDFB(N), FLB(N)=SLB(N)+{SDFB(N)−IUFB(N)}nFDFB (N−1)−FDFB(N), 第4ステップは、ステップ3を総てのクロスセクションのために繰り返すこと である。 第5ステップは、ハッチ及びフィルを得るためにFDFB,FUFB及びFL Bを使用することである。 最後に、求めたデータから目的物が形成される。露光パラメータについての詳 細は、上述の実施例Aと同様である。 この実施例のFDFB,FUFB及びFLBを生成するための適当なブール演 算の決定において、利用されたロジックの詳細な記述を以下に示す。 最初に、物の形成に使用された上述の定義の各々を呼び戻す。MSD=2は、 適当な結合力のある下面を形成するときに、2層厚さのキュア深さが要求される ことを示している。MRD=1は、1層厚のコーティングが容易に形成されるこ とを示している。下面優先は、目的物の厚さがMSDより薄くなった時でさえ、 目的物の下面が正しい位置に配置されることを示す。 目的物形成のために必要な境界タイプは、(1)FDFB、(2)FUFB及 び(3)FLBを含む。 FDFBによって仕切られた厚さは、MSDに等しく、供給された露光は、結 果として滑らかな下面表面を生じる。これらのFDFB領域は、それらの下に少 なくとも1層の厚さの殻の空間があるので、接着するためのさらなるオーバーキ ュアを要求しない。FUFB領域は、キュアされた材料の1層厚さ上に置かれる 。FUFB領域に加えられる露光によって、滑らかな上表面を形成すべきであり 、下のキュアされた材料と接着させるべきである。FLB領域は、キュアされた 材 料の上に1層の厚さ離れて配置される。FLB領域に加えられる露光は、下のキ ュアされた材料に接着させなければならない。 正確な目的物形成のために、一般的に下面データは、1層厚だけ、上方にシフ トされるべきである。 FDFB(N)=SDFB(N−1) しかしながら、精度を高めるためには、下の層からのSDFBの上方シフトのた めに、それがもはや下面でない場合には、SDFB(N−1)は上に向かってシ フトされるべきではない。さらに、シフトされていない領域は、上面又は継続の どちらかに再定義されるべきである。定義によって下面間の最小垂直距離は、2 層厚になることを注記する。このように、1つのSDFB(N−1)も、SDF B(N)の下には存在できない。 下面の性質をゆるめるための下面に対して、より下の下面は、その同じレベル まで、又はそれより1層厚だけ下のレベルまで、上方に押されなければならない 。重要なより下の下面は、それらは、SDFB(N−1)が上方にシフトされる 可きか否かを決定するので、FDFB(N−2)になる。このように、上述のF DFB(N)の定義は、変形されなければならない。FDFB(N)の完全な定 義は、 FDFB(N)=SDFB(N−1)−FDFB(N−2)である。 名目的なFUFB(N)とFLB(N)はそれぞれ、SUFB(N)とSLB (N)に同等であり、それらの上にあるどのFDFB(N)より小さい。従って 、 FDFB(N)=SUFB(N)−FDFB(N) FLB(N)=SLB(N)−FDFB(N)である。 しかしながら、FDFBを求めるところで注記したように、あるSDFB(N) は、それらはもはや下面でないので、上方にシフトされない。そのように、これ らのSDFB(N)は、上面又は連続になるように再定義される。SDFB(N )されない場合、それはそれを覆っているN−1上のFDFBのためである。さ ら に、もしそれが上面になれば、それは、それが常に上面であったからであり、も しそれが連続になれば、それは、それが決して上面ではなかったからである。そ のように、上述のFUFB(N)の定義は、さらに次の足し算によって変形され なければならない。 SDFB(N)*IUFB(N)*FDFB(N−1) そして、FLB(N)の上述の定義は、次の足し算によって変形されなければな らない。 {SDFB(N)−IUFB(N)*FDFB(N−1)} 上述の足し算とFDFB(N)の引き算のどちらを最初に実行するかは問題では ない、それらは、 FDFB(N)*FDFB(N−1)=Null である独立した領域を定義するからである。 このように、FUFB(N)とFLB(N)の最終的な定義は、 FUFB(N)=SUFB(N)+{SDFB(N)*IUFB(N)*FDF B(N−1)}−FDFB(N), FLB(N)=SLB(N)+{SDFB(N)−IUFB(N)}*FDFB (N−1)−FDFB(N), となる。 図8−1A、8−2A及び8−3Aはそれぞれ、この実施例を利用して得られ た図2の3つの異なる目的物に対するFDFBを示す。 図8−1B、8−2B及び8−3Bはそれぞれ、この実施例を利用して得られ た図2の3つの異なる目的物に対するFUFBを示す。 図8−1C、8−2C及び8−3Cはそれぞれ、この実施例を利用して得られ た図2の3つの異なる目的物に対するFLBを示す。 図8−1D、8−2D及び8−3Dはそれぞれ、この実施例を使用して形成さ れた目的物を示す。これらの図における境界の表示記号は、図6と同様である。 スライスされている目的物が、MSD+1層厚(例えば、3層厚)より薄い固 体形状を持っていないことが分かった場合、必要なブール演算を、 FDFB(N)=SDFB(N−1) FUFB(N)=SUFB(N) FLB(N)=SLB(N)−FDFB(N) に減らすことができる。 一方、固体形状の厚さに関してなにも知らないが、目的物がMSD、例えば2 層厚より薄い中空の形状でないことが分かっている場合、ブール演算はまた、 FDFB(N)=SDFB(N−1) FUFB(N)=SUFB(N)−FDFB(N) FLB(N)=SLB(N)−FDFB(N) このブール演算の最後の組は、中空形状の厚さにかかわらず、MSDより薄い 固体形状を持たない目的物に適用することができる。 実施例D これは、下面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いて、高いレ ベルの素養を有し、2重スキン構造の2層Zエラー訂正実施例である。 この実施例の第1ステップは、次の定義がなされた、実施例CのFDFB(N )、FUFB(N)及びFLB(N)で始まる。 FDFB(N)=実施例CのFDFB(N) FUFB(N)=実施例CのFUFB(N) TLB(N)=実施例CのFLB(N) この実施例の第2ステップは、総てのクロスセクション(N)のための、最終 多重下面境界FXDFB(N)、最終多重上面境界FXUFB(N)及び最終連 続境界FLB(N)を決定するブール演算を実行することである。この第2ステ ップは、3つのサブステップを伴う。第1サブステップは、FXDFB(N)を 決定することである。これらの境界によって定義される領域は、固化された材料 の 1層厚だけ上方と下面領域から1キュアレベル上方に位置する。これらの領域は 、 FXDFB(N)=TLB(N)nFDFB(N−1) で定義される。 第2サブステップは、FXUFB(N)を決定することである。その領域は、上 面から1キュアレベル下に位置しかつキュアされた材料から1層厚上方に位置す るこれらの境界によって定義される。これらの領域は、 FXUFB(N)=TLB(N)nFUFB(N+1)−FXDFB(N) によって定義される。 第3サブステップは、FLB(N)を決定することである。その領域は、キュア された材料から1層厚上方に位置するこれらの境界によって定義される。これら の領域は、 FLB(N)=TLB(N)−FXDFB(N)−FXUFB(N) によって定義される。 この実施例の第3ステップは、ステップ2を総てのクロスセクションに対して 繰り返すことである。 第4ステップは、ハッチとフィルを得るために、FDFB、FXDFB、FU FB、FXUFB及びFLBを使用することである。 最後に、得られたデータから目的物が形成される。FDFB、FUFB、及び FLBは、実施例Cのそれと同様にキュアされる。FXUFBとFXDFBは、 1層厚に接着に必要な量だけ付加されれた厚さ以上の深さまで、外皮としてキュ アされる。 図9−1A、9−2A及び9−3Aは、この実施例で形成された図2の3つの 目的物の側面図である。FDFB,FUFB,FXDFB,FXUFB及びFL Bは、これらの図の中でそれぞれ、DF,UF,XDF,XUF及びLの記号で 表現されている。 実施例E これは、下面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いて、基本の素 養を有する3層Zエラー訂正実施例である。 この実施例の第1ステップは、実施例Aの第1ステップと同様である。 この実施例の第2ステップは、実施例Aの第2ステップと同様である。 第3ステップは、クロスセクション(N)のための、最終下面境界FDFB( N)、最終上面境界FUFB(N)及び最終連続境界FLB(N)を決定するブ ール演算を実行することである。これらの境界は、 FDFB(N)=SDFB(N−2), FUFB(N)=SUFB(N)−FDFB(N)−SDFB(N−1), FLB(N)=SLB(N)−FDFB(N)−SDFB(N−1), で定義される。 第4ステップは、ステップ3を総てのクロスセクションのために繰り返すこと である。 第5ステップは、ハッチ及びフィルを得るためにFDFB,FUFB及びFL Bを使用することである。 最後に、求めたデータから目的物が形成される。FDFBと含まれる領域は、 3層厚と滑らかなより低い表面を生成するために与えられた適当な露光を加えた 深さまでキュアされる。FUFB及びFLBに対する露光パラメータと含まれる 領域は、上述の実施例Aと同様である。 図10−1A,10−2A,10−3Aは、この実施例で形成された図2の3 つの目的物の側面図を表す。前の実施例と同様に、FDFB,FUFB及びFL Bと関連するそれらキュア深さはそれぞれ、図においてDF,UF及びLで示す 。 実施例F これは、下面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いて、基本より 進んだ素養を有する3層Zエラー訂正実施例である。この実施例の基本より進ん だ素養は、MSDより薄い形状に近接した領域の多重キュアを取り去ることであ る。 この実施例の第1ステップは、実施例Aの第1ステップと同様である。 この実施例の第2ステップは、実施例Aの第2ステップと同様である。 この実施例の第3ステップは、総てのクロスセクション(N)のための、最終 下面境界FDFB(N)、最終上面境界FUFB(N)及び最終連続境界FLB (N)を決定するブール演算を実行することである。これらの境界は、 FDFB(N)=SDFB(N−2)−FDFB(N−2), FUFB(N)=SUFB(N)−SDFB(N−1)−FDFB(N), FLB(N)=SLB(N)−SDFB(N−1)−FDFB(N), で定義される。 層N−2の最終下面境界は、層Nのために使用されなければならないので、層の 処理は最もしたから最も上に実行されなければならないことは、明らかである。 第4ステップは、ステップ3を総てのクロスセクションのために繰り返すこと である。 第5ステップは、ハッチ及びフィルを得るためにFDFB,FUFB及びFL Bを使用することである。 最後に、求めたデータから目的物が形成される。FDFB,FUFB及びFL Bに対する露光パラメータと囲まれた領域は、上述の実施例Eと同様である。 図11−1A,11−2A,11−3Aは、この実施例で形成された図2の3 つの目的物の側面図を表す。前の実施例と同様に、FDFB,FUFB及びFL Bと関連するそれらキュア深さはそれぞれ、図においてDF,UF及びLで示す 。 実施例G これは、下面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いて、高いレベ ルの素養を有する3層Zエラー訂正実施例である。この実施例の高いレベルの素 養は、MSDより薄い形状に近接した領域の多重キュアを取り去り、それは、よ り下の層からのSDFBの上方へのシフトによって、それらが下から跳びはねる ようになったとき、SDFBの上方へのシフトを止め、シフトしないFDFBを FUFB又はFLBとして再定義することである。 この実施例の第1ステップは、実施例Aの第1ステップと同様である。 この実施例の第2ステップは、実施例Aの第2ステップと同様である。 この実施例の第3ステップは、総てのクロスセクション(N)のための、最終 下面境界FDFB(N)、最終上面境界FUFB(N)及び最終連続境界FLB (N)を決定するブール演算を実行することである。これらの境界は、 FDFB(N)=SDFB(N−2)−FDFB(N−2)−FDFB(N−3 ), FUFB(N)=SUFB(N)+{SDFB(N)nIUFB(N)nFDF B(N−1)}−FDFB(N)−{SDFB(N−1)−FDFB(N−1) −FDFB(N−2)}, FLB(N)=SLB(N)+{SDFB(N)−IUFB(N)}nFDFB (N−1)−FDFB(N)−{SDFB(N−1)−FDFB(N−1)−F DFB(N−2)} で定義される。 層N−1,N−2及びN−3の最終境界は、層Nのための最終境界に使用されな ければならないので、層の処理は最も下から最も上に実行されなければならない ことは、明らかである。 第4ステップは、ステップ3を総てのクロスセクションのために繰り返すこと である。 第5ステップは、ハッチ及びフィルを得るためにFDFB,FUFB及びFL Bを使用することである。 最後に、求めたデータから目的物が形成される。FDFB,FUFB及びFL Bのために要求される露光パラメータと含まれた領域は、上述の実施例E及びF と同様である。 この実施例のFDFB,FUFB及びFLBを生成するための適当なブール演 算の決定において、利用されたロジックの詳細な記述を以下に示す。 最初に、物の形成に使用された上述の定義の各々を呼び戻す。MSD=3は、 適当な結合力のある下面を形成するときに、3層厚さのキュア深さが要求される ことを示している。MRD=1は、1層厚のコーティングが容易に形成されるこ とを示している。下面優先は、目的物の厚さがMSDより薄くなった時でさえ、 目的物の下面が正しい位置に配置されることを示す。 目的物形成のために必要な境界タイプは、(1)FDFB、(2)FUFB及 び(3)FLBを含む。 FDFBによって定義された厚さは、MSDに等しく、供給された露光は、結 果として滑らかな下面表面を生じる。これらのFDFB領域は、それらの下に少 なくとも1層の厚さの殻の空間があるので、接着するためのどのようなオーバー キュアを要求しない。FUFB領域は、キュアされた材料の1層厚さ上に置かれ る。FUFB領域に加えられる露光は、滑らかな上表面を形成すべきであり、下 のキュアされた材料と接着させるべきである。FLB領域は、キュアされた材料 の上に1層の厚さ離れて配置される。FLB領域に加えられる露光は、下のキュ アされた材料に接着させなければならない。 正確な目的物形成のために、一般的に下面データは、2層厚だけ、上方にシフ トされるべきである。 FDFB(N)=SDFB(N−2) しかしながら、精度を高めるためには、下の層からのSDFBの上方シフトのた めに、それがもはや下面でない場合には、SDFB(N−2)は上に向かってシ フトされるべきではない。さらに、もし、これらの領域が上にシフトされたFD FBによって完全に置き換わらなければ、それらは、上面又は継続のどちらかに 再定義されるべきである。定義によって下面間の最小垂直距離は、2層厚になる ことを注記する。このように、1つのSDFB(N−1)も、SDFB(N)の 下には存在できない。 下面の性質をゆるめるための下面に対して、より下の下面は、その同じレベル まで、又はそれより1層厚だけ下まで、上方に押されなければならない。重要な より下の下面は、それらは、SDFB(N−2)が上方にシフトされる可きか否 かを決定するので、FDFB(N−2)とFDFB(N−3)になるそれらであ る。FDFB(N−2)に覆われたSDFB(N−2)のどの部分も、さらに考 察することにより、FDFB(N−2)と完全に同等のものとして、簡単に消去 することができる。下面が、3層下のSDFB(N−2)から上方にシフトされ た時、それは、FDFB(N−3)になる。FDFB(N−3)の上に位置する SDFB(N−2)のどの部分も、それらはキュアされた材料の1層厚上に位置 するので、もはや下面ではない。このように、SDFB(N−2)のこれらの部 分は、上面又は連続として再定義される代わりを除いて、シフトされるべきでは ない。 N−3より下のどのクロスセクション上のFDFBの形成も、形状の間に少な くとも1層のギャップがあるので、SDFB(N−2)がシフトされるべきか、 どうかをもたらさない。基準下面はSDFB(N−2)の1層直下に存在するこ とができないので、SDFB(N−2)のシフティングに関するそれらの効果を 考慮する必要はない。このように、上述のFDFB(N)の暫定的な定義は、変 形されなければならない。FDFB(N)の完全な定義は、 FDFB(N)=SDFB(N−2)−FDFB(N−2)−FDFB(N−3 )である。 名目的なFUFB(N)とFLB(N)はそれぞれ、SUFB(N)とSLB (N)に同等であり、それらの上にあるどのFDFB(N)より小さい。 FDFB(N)=SUFB(N)−FDFB(N) FLB(N)=SLB(N)−FDFB(N) しかしながら、下面のシフティング又はシフティング無しは、クロスセクション (N)上の層境界及び上面境界に加えるか又は引くかできる。 前に注記したように、シフトされていないSDFB(N)は、降ろすか、又は 上面又は連続として再定義すべきである。一方、シフトされたSDFB(N)は 、 FUFB(N)とFLB(N)を定義することに強い影響を与えることはない。 さらに、シフトされていないSDFB(N−1)は、クロスセクション(N) 上の層境界と上面の中の領域に影響を与えることができない。FDFB(N+1 )の中の領域は、クロスセクション(N)のための層境界と上面境界の両方によ って囲まれた領域から取り除かれるべきである。さらに、上方にシフトされたS DFB(N−2)は、FDFB(N)になる。FUFB(N)とFLB(N)上 のFDFB(N)の影響は、もうすでに計算されている。シフトされていないS DFB(N−2)は、FUFB(N)とFLB(N)に影響を与えない。 結局、上方にシフトされているかいないか、クロスセクション(N−2)から 、又はより下のクロスセクションからのSDFBかということは、FUFB(N )とFLB(N)に影響を与えない。 シフトされていないSDFB(N)に話を戻すと、その上にFDFB(N)を もっていることに加えて、SDFB(N)がシフトされない他の理由は、N−1 上のFDFBがそれを覆うからである。さらに、もし、それが上面になると、そ れは常に上面であったからであり、もしそれが連続になると、それは、決して上 面でなかったからである。このように、FUFB(N)の暫定的な定義は、{S DFB(N)*IUFB(N)*FDFB(N−1)}の足し算によって変形さ れなければならない。 同様に、上述のFLB(N)の定義は、{SDFB(N)−IUFB(N)} *FDFB(N−1)}の足し算によって変形されなければならない。 上記表された足し算とFDFB(N)の引き算のうち、いずれが最初に実行さ れるかは、それらが独立した領域を定義するので、問題ではない。これは、FD FB(N)*FDFB(N−1)=Nullだからである。 次に、2つの層によって上方にシフトされて、FDFB(N+1)になるSD FB(N−1)に話を戻す。層N上の総ての上面又は連続境界は、上方にシフト されたSDFB(N−1)によって、減少されなければならない。最終のFDF B(N)に関して、上方にシフトされていないSDFB(N−1)の部分は、F DFB(N−1)を覆っているか又はFDFB(N−2)を覆っているあの部分 である。このように、上述のように定義された上面境界と層境界は、 {SDFB(N−1)−FDFB(N−1)−FDFB(N−2)}の量を引き 算することによって、さらに調節されなければならない。 SDFB(N−1)*SDFB(N)=Nullであり、 SDFB(N−1)*FDFB(N)=Nullであるから、 実行される和集合と差集合の順序は、最終的な結果に影響を与えないわけではな い。クロスセクションNの最終上面境界と層境界は、 FUFB(N)=SUFB(N)+{SDFB(N)*IUFB(N)*FDF B(N−1)}−FDFB(N)−{SDFB(N−1)−FDFB(N−1) −FDFB(N−2)} FLB(N)=SLB(N)+{SDFB(N)−IUFB(N)}*FDFB (N−1)−FDFB(N)−{SDFB(N−1)−FDFB(N−1)−F DFB(N−2)} によって定義される。 図12−1A、12−2A及び12−3Aはそれぞれ、この実施例を利用して 得られた図2の3つの異なる目的物に対するFDFBを示す。 図12−1B、12−2B及び12−3Bはそれぞれ、この実施例を利用して 得られた図2の3つの異なる目的物に対するFUFBを示す。 図12−1C、12−2C及び12−3Cはそれぞれ、この実施例を利用して 得られた図2の3つの異なる目的物に対するFLBを示す。 図12−1D、12−2D及び12−3Dはそれぞれ、この実施例を使用して 形成された目的物を示す。これらの図における境界の表示記号は、図6−11の 中で使用したこれらのものと同様である。 スライスされている目的物が、MSD+1層厚、例えば4層厚より薄い固体形 状を持っていないことが分かった場合、必要なブール演算を、 FDFB(N)=SDFB(N−2) FUFB(N)=SUFB(N) FLB(N)=SLB(N)−SDFB(N−2)−SDFB(N−1) に減らすことができる。 一方、固体形状の厚さに関してなにも知らないが、目的物がMSD、例えば3 層厚より薄い中空の形状でないことが分かっている場合、ブール演算はまた、 FDFB(N)=SDFB(N−2) FUFB(N)=SUFB(N)−SDFB(N−2)−SDFB(N−1 ) FLB(N)=SLB(N)−SDFB(N−2)−SDFB(N−1) このブール演算の最後の組は、中空形状の厚さにかかわらず、MSDより薄い 固体形状を持たない目的物に適用することができる。 実施例H これは、下面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いて、高いレベ ルの素養を有し、2重スキン構造の3層Zエラー訂正実施例である。 この実施例の第1ステップは、実施例GのFDFB(N)、FUFB(N)及 びFLB(N)で始まる。次の定義がなされる、 FDFB(N)=実施例GのFDFB(N) FUFB(N)=実施例GのFUFB(N) TLB(N)=実施例GのFLB(N) この実施例の第2ステップは、総てのクロスセクション(N)のための、最終 多重下面境界FXDFB(N)、最終多重上面境界FXUFB(N)及び最終連 続境界FLB(N)を決定するブール演算を実行することである。この第2ステ ップは、3つのサブステップを伴う。第1サブステップは、FXDFB(N)を 決定することである。これらの境界によって定義される領域は、固化された材料 の1層厚だけ上方と下面領域から1キュアレベル上方に位置する。これらの領域 は、 FXDFB(N)=TLB(N)nFDFB(N−1) で定義される。 第2サブステップは、FXUFB(N)を決定することである。その領域は、上 面から1キュアレベル下に位置しかつキュアされた材料から1層厚上方に位置す るこれらの境界によって定義される。これらの領域は、 FXUFB(N)=TLB(N)nFUFB(N+1)−FXDFB(N) によって定義される。 第3サブステップは、FLB(N)を決定することである。その領域は、キュア された材料から1層厚上方に位置するこれらの境界によって定義される。これら の領域は、 FLB(N)=TLB(N)−FXDFB(N)−FXUFB(N) によって定義される。 この実施例の第3ステップは、ステップ2を総てのクロスセクションに対して 繰り返すことである。 第4ステップは、ハッチとフィルを得るために、FDFB、FXDFB、FU FB、FXUFB及びFLBを使用することである。 最後に、得られたデータから目的物が形成される。FDFB、FUFB、及び FLBは、実施例Gのそれと同様にキュアされる。FXUFBとFXDFBは、 1層厚に接着に必要な量だけ付加されれた厚さ以上の深さまで、外皮としてキュ アされる。 図13−1A、13−2A及び13−3Aは、この実施例で形成された図2の 3つの目的物の側面図である。FDFB,FUFB,FXDFB,FXUFB及 びFLBは、これらの図の中でそれぞれ、DF,UF,XDF,XUF及びLの 記号で表現されている。 実施例I これは、下面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いて、高いレベ ルの素養を有し、2水準Zエラー訂正、最小コーティング厚(例えば、ディウェ ッティング作業環境)実施例である。もし必要なら、MRDと目的物の厚さの総 ての部分との間の不整合のために、どのような付加キュアも、上面のキュアとと も に適用されるであろう。 この実施例の第1ステップは、実施例CのFDFB(N)、FUFB(N)及 びFLB(N)で始まる。次の定義がなされる、 TDFB(N)=3からのFDFB(N) TUFB(N)=3からのFUFB(N) TLB(N)=3からのFLB(N) この実施例の第2ステップは、総てのクロスセクション(N)のための、第1 第2最終下面境界である、1FDFB(N)と2FDFB(N)、最終連続境界 FLB(N)、及び第1第2最終上面境界である、1FUFB(N)と2FUF B(N)を決定するブール演算を実行することである。この第2ステップは、5 つのサブステップに分割される。第1サブステップは、FDFB(N)、1FD FB(N)の第1タイプを決定することである。これらの境界によって定義され る領域は、2層厚の深さまでキュアされるべきである。これらの領域は、 1FDFB(N)=TDFB(N)−TUFB(N+1) で定義される。 第2サブステップは、FDFB(N)、2FDFB(N)の第2タイプを決定 することである。これらの境界によって定義される領域は、3層厚の深さまでキ ュアされるべきである。これらの領域は、 2FDFB(N)=TDFB(N−1)nTUFB(N) で定義される。 第3サブステップは、FLB(N)を決定することである。これらの境界によ って定義される領域は、キュアされた材料から2層厚上方に位置する。これらの 領域は、2層深さと接着に必要な総ての過剰キュアとを加えた深さまでキュアさ れるべきである。これらの領域は、 FLB(N)=TLB(N)−FLB(N−1)−1FDFB(N−1)−TU FB(N+1) によって定義される。 第4サブステップは、FUFB(N)、1FUFB(N)の第1タイプを決定 することである。これらの境界によって定義される領域は、キュアされた材料の 3層上方に位置する。これらの領域は、3層深さと接着に必要な総ての量の過剰 キュアとを加えた深さまでキュアされるべきである。これらの領域は、 1FUFB(N)=TUFB(N)−FLB(N−2)−1FDFB(N−2) −2FDFB(N) によって定義される。 第5サブステップは、FUFB(N)、2FUFB(N)の第2タイプを決定 することである。これらの境界によって定義される領域は、キュアされた材料の 2層上方に位置する。これらの領域は、2層深さと接着に必要な総ての量の過剰 キュアとを加えた深さまでキュアされるべきである。これらの領域は、 2FUFB(N)=TUFB(N)−1FUFB(N)−2FDFB(N) によって定義される。 この実施例の第3ステップは、ステップ2を総てのクロスセクションに対して 繰り返すことである。 第4ステップは、ハッチとフィルを得るために、1FDFB、2FDFB、F LB、1FUFB及び2FUFBを使用することである。 最後に、得られたデータから目的物が形成される。 図14−1A、14−2A及び14−3Aは、この実施例で形成された図2の 3つの目的物の側面図である。1FDFB,2FDFB,FLB,1FUFB, 及び2FULB領域とそれらのキュア深さは、これらの図の中で、1DF,2D F,L,1UF,及び2UFの記号で表現されている。 実施例J これは、下面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いて、高いレベ ルの素養を有し、3層Zエラー訂正及び2層、最小コーティング厚実施例である 。もし必要なら、MRDと目的物の厚さの総ての部分との間の不整合のために、 ど のような付加キュアも、上面のキュアとともに適用されるであろう。 この実施例の第1ステップは、実施例GのFDFB(N)、FUFB(N)及 びFLB(N)で始まる。次の定義がなされる、 TDFB(N)=GのFDFB(N) TUFB(N)=GのFUFB(N) TLB(N)=GのFLB(N) この実施例の第2ステップは、総てのクロスセクション(N)のための、第1 第2最終下面境界である、1FDFB(N)と2FDFB(N)、最終連続境界 FLB(N)、及び第1第2最終上面境界である、1FUFB(N)と2FUF B(N)を決定するブール演算を実行することである。この第2ステップは、5 つのサブステップに分割される。第1サブステップは、FDFB(N)、1FD FB(N)の第1タイプを決定することである。これらの境界によって定義され る領域は、3層厚の深さまでキュアされるべきである。これらの領域は、 1FDFB(N)=TDFB(N)−TUFB(N+1) で定義される。 第2サブステップは、FDFB(N)、2FDFB(N)の第2タイプを決定 することである。これらの境界によって定義される領域は、4層厚の深さまでキ ュアされるべきである。これらの領域は、 2FDFB(N)=TDFB(N−1)nTUFB(N) で定義される。 第3サブステップは、FLB(N)を決定することである。これらの境界によ って定義される領域は、キュアされた材料から2層厚上方に位置する。これらの 領域は、2層深さと接着に必要な総ての過剰キュアとを加えた深さまでキュアさ れるべきである。これらの領域は、 FLB(N)=TLB(N)−FLB(N−1)−1FDFB(N−1)−TU FB(N+1) によって定義される。 第4サブステップは、FUFB(N)、1FUFB(N)の第1タイプを決定 することである。これらの境界によって定義される領域は、キュアされた材料の 3層上方に位置する。これらの領域は、3層深さと接着に必要な総ての量の過剰 キュアとを加えた深さまでキュアされるべきである。これらの領域は、 1FUFB(N)=TUFB(N)−FLB(N−2)−1FDFB(N−2) −2FDFB(N) によって定義される。 第5サブステップは、FUFB(N)、2FUFB(N)の第2タイプを決定 することである。これらの境界によって定義される領域は、キュアされた材料の 2層上方に位置する。これらの領域は、2層深さと接着に必要な総ての量の過剰 キュアとを加えた深さまでキュアされるべきである。これらの領域は、 2FUFB(N)=TUFB(N)−1FUFB(N)−2FDFB(N) によって定義される。 この実施例の第3ステップは、ステップ2を総てのクロスセクションに対して 繰り返すことである。 第4ステップは、ハッチとフィルを得るために、1FDFB、2FDFB、F LB、1FUFB及び2FUFBを使用することである。 最後に、得られたデータから目的物が形成される。 図15−1A、15−2A及び15−3Aは、この実施例で形成された図2の 目的物の側面図である。1FDFB,2FDFB,FLB,1FUFB,及び2 FULB領域とそれらのキュア深さは、これらの図の中で、DF,2DF,L, 1UF,及び2UFの記号で表現されている。 実施例K これは、下面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いて、内部境界 除去と高いレベルの素養を有し、3層Zエラー訂正及び2層、最小コーティング 厚実施例である。もし必要なら、MRDと目的物の厚さの総ての部分との間の不 整合のために、どのような付加キュアも、上面のキュアとともに適用されるであ ろう。 この実施例の第1ステップは、実施例Jの1FDFB、2FDFB、FLB、 1FUFB及び2FUFBで始まる。次の定義がなされる、 1TDFB(N)=Jの1FDFB(N) 2TDFB(N)=Jの2FDFB(N) TLB(N)=JのFLB(N) 1TUFB(N)=Jの1FUFB(N) 2TUFB(N)=Jの2FUFB(N) 第2ステップは、層Nのために総ての必要なハッチとフィルを決定するために 、1TDFB(N)、2TDFB(N)、TLB(N)、1TUFB(N)、及 び2TUFB(N)を使用することである。 第3ステップは、1TDFB(N)、2TDFB(N)、TLB(N)、1T UFB(N)、及び2TUFB(N)のどの境界ベクトル、又はそれらのどの部 分が、次のサブステップに従って、目的物の外部境界部分を形成するのかを決定 することである。次のブール表現されたサブステップは、前の実施例と同様に、 境界によって取り囲まれた領域の演算を適用することの代わりを除く、基準セグ メントによって分割されたセグメント上のベクトルセグメントに適用される演算 を形成する。 A)1FDFB1(N)=1TDFB(N)nICSB(N) 1FDFB2(N)=1TDFB(N)nICSB(N−1) 1FDFB3(N)=1TDFB(N)nICSB(N−2) ベクトル1FDFB(N)=ベクトル1FDFB1(N)+ ベクトル1FDFB2(N)+ ベクトル1FDFB3(N) B)2FDFB1(N)=2TDFB(N)nICSB(N) 2FDFB2(N)=2TDFB(N)nICSB(N−1) 2FDFB3(N)=2TDFB(N)nICSB(N−2) 2FDFB4(N)=2TDFB(N)nICSB(N−3) ベクトル2FDFB(N)=ベクトル2FDFB1(N)+ ベクトル2FDFB2(N)+ ベクトル2FDFB3(N)+ ベクトル2FDFB4(N) C)FLB1(N)=TLB(N)nICSB(N) FLB2(N)=TLB(N)nICSB(N−1) ベクトルFLB(N)=ベクトルFLB1(N)+ベクトルFLB2(N) D)1FUFB1(N)=1TUFB(N)nICSB(N) 1FUFB2(N)=1TUFB(N)nICSB(N−1) 1FUFB3(N)=1TUFB(N)nICSB(N−2) ベクトル1FUFB(N)=ベクトル1FUFB1(N)+ ベクトル1FUFB2(N)+ ベクトル1FUFB3(N) E)2FUFB1(N)=2TUFB(N)nICSB(N) 2FUFB2(N)=2TUFB(N)nICSB(N−1) ベクトル2FUFB(N)=ベクトル2FUFB1(N)+ ベクトル2FUFB2(N)+ 第4ステップは、1FDFB(N)、2FDFB(N)、FLB(N)、1F UFB(N)、及び2FUFBと目的物を形成するために、正確に得られたハッ チとフィルを使用することである。要求されるキュア深さは、実施例Jのそれら と同一である。内部境界が除去されるに従って、レジンの排出を引き起こすイン ピーダンスは排除される。そのように、この実施例は、QUICKCAST構成 スタイルとともに使用することができる。 実施例L これは、下面優先の、MSDより薄い領域の十分なキュアを用いて、内部境界 除去、2重外皮及び高いレベルの素養を有し、3層Zエラー訂正及び2層、最小 コーティング厚実施例である。 この実施例の第1ステップは、実施例Jの1FDFB(N)、2FDFB(N )、1FUFB(N)、2FUFB(N)及びFLB(N)をもって始まる。次 の定義がなされる、 1FDFB(N)=Jの1FDFB(N) 2FDFB(N)=Jの2FDFB(N) 1FUFB(N)=Jの1FUFB(N) 2FUFB(N)=Jの2FUFB(N) TLB(N)=JのFLB(N) この実施例の第2ステップは、総てのクロスセクション(N)のための、最終 多重下面境界である、XDFB(N)と、最終連続境界FLB(N)と、最終多 重上面境界である、FXUFB(N)とを決定するブール演算を実行することで ある。このステップは、3つのサブステップに分割される。第1サブステップは 、FXDFB(N)を決定することである。これらの境界によって定義される領 域は、キュアされた材料の2層上に位置し、かつこれらの領域は、下面領域の1 キュアレベル上に位置する。それらは、 FXDFB’(N)=TLB(N)n1FDFB(N−2) で定義される。 第2サブステップは、FXUFB(N)を決定することである。これらの境界 によって定義される領域は、どの下面より1キュアレベル下に位置し、かつキュ アされた材料の2層上に位置する。これらの領域は、 FXUFB’(N)=TLB(N)n{2FUFB(N+2)+1FUFB (N+3)}−FXDFB(N) で定義される。 第3サブステップは、FLB(N)を決定することである。これらの境界によ って定義される領域は、キュアされた材料から2層上方に位置する。これらの領 域は、 FLB’(N)=TLB(N)−FXDFB(N)−FXUFB(N) によって定義される。 この実施例の第3ステップは、ステップ2を総てのクロスセクションに対して 繰り返すことである。 第4ステップは、ハッチとフィルを得るために、1FDFB、2FDFB、F XDFB、1FUFB、2FUFB、FXUFB、FLBを使用することである 。 実施例Kの第4ステップでなされたように、第5ステップは、上述の境界のど の部分が目的物の外部を形成するかを決定することであり、境界が固化されてい る時は、ただこれらの部分を保つことである。 1FDFB(N)、2FDFB(N)、1FUFB(N)及び2FUFB(N )の比較の必要性は、実施例Kと同様に見いだすことができる。この実施例にお いて、FLB(N)は再定義され、FXUFB(N)とFXDFBは新しいので 、比較の必要は、次のようになる。 A)FLB1(N)=FLB’(N)nICSB(N) FLB2(N)=FLB’(N)nICSB(N−1) FLB(N)=FLB1(N)+FLB2(N) B)FXDFB1(N)=FXDFB’(N)nICSB(N) FXDFB2(N)=FXDFB’(N)nICSB(N−1) FXDFB(N)=FXDFB1(N)+FXDFB2(N) C)FXUFB1(N)=FXUFB’(N)nICSB(N) FXUFB2(N)=FXUFB’(N)nICSB(N−1) FXUFB(N)=FXUFB1(N)+FXUFB2(N) 最後に引き出されたデータから目的物が形成される。 図16−1A、16−2A及び16−3Aは、この実施例で形成された図2の 目的物の側面図である。1FDFB,2FDFB,1FUFB,2FULB,F LB,FXDFB及びFXUFBとそれらのキュア深さ(オーバーキュアを含む )はそれぞれ、これらの図の中で、1DF,2DF,1UF,2UF,L,XD F,及びXUFの記号で表現されている。 上述の各実施例において、種々のブール演算が、総ての定義された領域が十分 他の総ての領域から独立していることを確保するために、実行されている。しか しながら、多くの実際の環境では、独立性は要求事項ではないかもしれない。事 実、もし、局地的な独立性を犠牲にすることができるならば、多くの実施例は非 常に簡単にすることができる。1つの例として、多重外皮実施例は、他の領域を 覆うために、作成されている外皮をもちいることができれば、簡単にすることが できる。上面又は下面の外皮のどの部分が特定のクロスセクションに移動させる ことができるかを決定することは、要求される外皮境界(例えば、領域)と外皮 が移動されるべきクロスセクションのICSBとの間を交差させる。その処理の 結果は、要求されるクロスセクション上に位置することができる外皮のその部分 を生じる。我々かうる式は、 FXDFB(N)=ICSB(N)*FDFB(オリジナルクロスセクション )とFXUFB(N)=ICSB(N)*FUFB(オリジナルクロスセクショ ン)である。 水平比較技術 ステレオリソグラフィーを実行する上で、各クロスセクションの部分が、目的 物の外部表面とどのように相互作用をするかに関連して、目的のクロスセクショ ンは、種々の領域の中で区別されている。米国特許第5,184,307号(’ 307特許)に示されたスライシング技術を用いると、各クロスセクションは潜 在的に5つの領域に分割される。これに対して、米国特許No5,321,62 2(’622特許)に示された技術を用いると、各クロスセクションは潜在的に 3つの領域に分割される。’307特許又は’622特許の技術のうちどちらの 技術を用いるかにかかわらず、これらの分割された領域は、クロスセクションの 各部分が上面表面か下面表面か、又は目的物の上面又は下面表面でないか、に基 づいて導きだされる。これらの参照された文献の中で、示されているようにその クロスセクション分割は、大変役に立つけれども、それらに加えて、又はそれら の総て又は幾つかに置き換えて、他の分割も使用することができる。これらの新 しい又は付加された分割は、ステレオリソグラフィーの実行において十分有効で ある。この具体的な侵食において、クロスセクションを異なる領域に分割するた めに用いられる拡張と他のオフセット技術は、1又は1以上の点、1又は1以上 のライン、1又は1以上の表面からの、クロスセクションの個々の部分の分離に 基づいている。 水平比較技術の好ましい実施は、選択された点、ライン又は表面を知られた量 相殺することと、新しいクロスセクション領域を定義するためにオフセット成分 を利用することである。特に好ましい実施例は、存在するクロスセクション境界 のポジティブ及びネガティブライン幅補償タイプオフセットを利用することであ る。ライン幅補償を実行するための技術は、ともに前に引用された米国特許No 5,321,622と5,184,307の中に詳細に説明されている。図18 は、境界500と、502,504及び506の符号が付された補助的な第1第 2第3オフセット境界を有する目的物の単純な正方形のクロスセクションを示し ている。 これらの補助的な境界は、ライン幅補償技術を用いて作成される。オフセット 境界506は、境界500から直接作成されるかもしれないし、境界500から 順番に作成される境界502から作成される境界504から作成されるかもしれ ない。到達すべき目的に応じて、オフセット境界のどのもの、又は総てのものは 、目的物のために、個々の露光領域を定義するために用いることができる。例え ば、506の内部は、1つの露光領域かもしれないし、502と506との間の 領域は、第2の露光領域かも知れないし、502と500の間の領域は、第3の 露光領域かもしれない。さらに、上述のオフセットがされた境界は、クロスセク ション、又は複合又は単独のクロスセクションの1又は1以上の下面、上面又は 連続境界の全部のクロスセクション境界かもしれない。 この技術を使用する好ましい実施例は、焼き流し精密鋳造のための改良された パターンを作成することを伴う。この実施例において、水平比較は、それらを3 つの領域に分割するために、各クロスセクションのLB領域に作用する。第1領 域は、最初のLB境界に最も近くの領域であり、おおよそ、15−30ミル幅で ある。この第1領域は、完全に固化された外皮領域を形成する。その第1領域の 固化は、多重オーバーラッピングオフセット境界をとおして起こる(好ましい技 術)かもしれないし、又は、スキンベクトルの利用によって満たされるかもしれ ない。第2領域は、第1領域に隣接し、50から100ミル、クロスセクション の中深く続く。この領域は、例えば、大変広いスペースのハッチ又は、周期的な 層の上のみで、使用されるであろう可能な潰れたハッチパターン等の最小構造を 用いて固化される。各ハッチラインは、単一ハッチベクトル又は、互いにオフセ ットされた2以上のハッチベクトルを通して固化されるかも知れない。例えば、 それは25から150ミル毎に1つ使用され、そして連続使用でオフセットされ るもしれない。又は例えば、それは100から150ミル毎に使用されるかもし れない、しかし用いられたとき、2又は3又はそれ以上の、オフセットのない連 続層の組の上に露光されるであろう。ベクトル間の間隔は、100から250ミ ルである。 この実施例では、第3領域が、初期LB領域の残りを占める。第3領域は、第 2領域で使用されたものより、少なく割られた、又は堅いハッチパターンで固化 される。例えば、100から150ミル間隔のハッチが、総ての層上で使用され 、周期的にオフセットされる。この実施例は、大変細かいグリッドによって直接 支持されている強い外皮を提供する。ステレオリソグラフィカリィに作成された 焼き流し精密鋳造の排水路は、それらを連続的に使用することが厳しく、目的物 の表面とハッチラインの間の樹脂溜りが、結果としてバーンアウトに関するセラ ミックモールドを可能にできないので、水平比較技術は、レジンの排水を可能に するために、目的物の表面近くで十分に細かく、かつ構造的な完全性を確保する ように、大きな構造の適度な支持を提供するために、目的物の深い内部において 十分強固な、内部グリッド構造の実施を可能にする。ここで、記述されている水 平比 較技術なしでは、この実施例は自動化して容易に実行することができない。 さらに、より好ましい実施例では、水平比較技術は、より厚い境界領域はもち ろん、多重外皮を有するパターンを作成するために、前に議論されたSMLC技 術と結合される。複合実施例は、前に議論されたSMLC技術の利用することに よって最初に多重外皮を得ることによって、そしてそれから、層比較の結果のF LB領域を切り裂くために、水平比較技術を利用することにより、容易に実行で きる。 最も好ましい実施例は、下面又は上面の直下又は直上の領域にそれぞれ、ハッ チの最小量を使用することを認める領域指定を提供するように、多重下面外皮の 直上及び多重上面外皮の直下の1以上の層の中で、層比較を続けることによって 、最後の実施例をもう1ステップさらに拡張する。好ましくは、これらの層は、 25から150ミルだけ、最も好ましくは、70から100ミルだけ、外皮を越 えて拡張し、そして、例えば、径において、1,2,3又はそれ以上のライン幅 であり、互いに25から150ミルの間隔で位置する柱の連続点露光用いて固化 される。一方、その柱は、クロスセクション次元では、円でなくても、小さな十 字形状又は箱状のもの等の他の形状でもよい。 FLB領域の最も外の部分が、そのFLBが外皮で覆われている領域によって 仕切られたところの広げられたキュア領域で与えられていない状態では、さらに 進んだ実施例が考えられる。さらに特別な場合、FLBの部分を仕切り、かつ、 この幅に基づいて、FLBの中の及び近接したどの領域がキュアされる可きかを 決定するための、外皮の幅を判定することが考えられる。もちろん、より広い近 接した外皮は、広い外部固化FLBゾーンをより少なく必要とする。事実、広い 外皮が存在する場合、より外部の広いFLBゾーンは、たぶん有害である。この 実施例の拡張する場合、さらに注意しなければならないことは、内部の角に近接 した目的の領域が、これらの角の領域に複写されている多重外皮の欠乏、及び覆 われている近接領域によって仕切られていないFLBゾーンの欠乏の可能性によ って、不注意で露光されないことを確保することである。図20は、そのような 領域564を示す。図20は、目的物の側面図を示す。ここで、ライン550は 、 目的物のより外部の表面を定義し、領域552は上面外皮を示し、そして、領域 558は連続領域(FLB)の境界を示す。参照番号560,562によって示 されているFLBs(例えば、多重境界の使用による)のまわりの広げられた固 化ゾーンによって変換されている間、多重外皮によって覆われている領域は、5 52,554の数字によって示されている。あきらかなように、領域564は、 固化されていないが、固化されるべきである。これは、覆われた領域に近接した FLBのまわりの広げられたキュアゾーンを利用しないための、総括的な決定に よる。特別な注意は、次ぎに続く層の上に対応するFLBsが存在するかどうか 、及びそれらが外皮領域に近接するかどうかを決定するための、更なる比較の利 用を伴う。もし、そのような次ぎに続く層が見いだされたら、現在の層とたぶん 1以上前の層に対する、対応するFLBは、広げられた固化領域で供給される。 他の水平比較技術もまた可能である。例えば、クロスセクション上の領域は、ク ロスセクション平面に平行に引かれ、クロスセクションと交差するか又はその外 部にあるラインからのそれらの距離によって指定される。この位置は、図19に 示されている。境界500によって定義された1つのクロスセクションが示され ている。ライン508がそのクロスセクションの外側に示されている。ライン幅 補償ルーチンの間ずっと境界ベクトルをオフセットするための、アナログ方法で 、ライン508は、その初期の位置から、知られた量だけオフセットされる。要 求される間隔で、そのオフセットラインは、そのクロスセクションのための補助 的な境界ラインを創造するために使用される。これらの補助的な境界ラインは、 初期ライン508から特定の距離に位置する、目的物の領域を定義するために使 用される。番号510,512及び514は、そのような補助的な境界ラインを 示す。補助的な境界ラインに基づいて、正確な境界ループを定義することを望む 場合は、2つの補助的な境界ラインの間の領域は、補助的な境界ラインによって 、部分的に定義された想像上の固体と考えることができる。この想像上の固体領 域の定義を完了するために、2つの付加ラインセグメントが補助的な境界に取り 付けられる。ここで、そのアタッチメントは、実際のクロスセクションを含む領 域の両側に作られる。そのように2つのラインは、図において516と518の 番 号で示されている。十分定義された想像上の固体領域は、2つに共通の領域を生 じるように、境界500によって定義されたクロスセクショナル領域と交差する ことができる。この共通領域は、初期ライン508から与えられた距離だけ離れ て位置する。この比較タイプは、種々の状態で使用することができる。例えば、 ライン508が、完成された目的物が回転されるであろう回転軸を表す場合は、 各クロスセクショナルストリップからの慣性モーメントは、目的物の全体の慣性 モーメントを決定するために、使用することができる。適切なキュアパラメータ を、目的物に全体の慣性モーメントを与え、又はライン508から同様な距離の ストリップに同一のキュアパラメータを与えるように、各ストリップに適用する ことができる。 水平比較技術の他の例として、クロスセクション内又はクロスセクションの外 側の領域のような点は、負補償(拡張)のどのシリーズが、初期の点とクロスセ クションの各部分との間の距離を決定するために実行されるかによって、定義す ることができる。初期点は、各展開に応じて適当な幾何形状を与える正方形、六 角形、八角形又はその他の多角形として定義できる。 例として、水平比較技術は、自動再コーティングプロセスを助けるために利用 される。例えば減少のような、各補償ステップは知られた幅を有し、ステップの 数が計数され、かつ総てのクロスセクションが横断されるまで補償が繰り替えさ れる、正の多重ライン幅補償がなされた場合、そのクロスセクションの外側の部 分からその最も深い内部の点までの最大距離を決定することができる。その距離 は、そのクロスセクション上の最大距離点に到達するために、そのクロスセクシ ョンの表面を進みきらなければならない最大樹脂距離を決定する。この距離は、 クリティカルサークルとして知られている直径である。そのクリティカルサーク ル径は、前のクロスセクションを覆う暫定的なコーティングを最も速やかに形成 するために要求されるデップ深さと関連づけることができる。同様に、実際のデ ッピング時間を減少させることができるに従って、構成時間を減少させることが できることを示す。このように、各クロスセクションに対する再コーティングプ ロセスが実行される前に、ルックアップテーブル又は同様のものは、再コーティ ン グの間、使用するための適当なディピングパラメータを決定するために、考慮す ることができる。再コーティングプロセスは、スムーシングメンバーが上を通過 された目的物の形状を特徴づけるために、水平及び垂直比較技術を組み合わせて 使用することにより、さらに自動化することができる。多くの可能性のある目的 物の形状が存在することができるにもかかわらず、これらの形状の特徴はたぶん 認容することができる組に減らすことができる。異なる形状の組は、2つ以上の カテゴリーに分けることができる。好ましくは、区別された形状の組は、10か ら20より少ないカテゴリーを持つ。それぞれの前もって定義されたカテゴリー 用に、最適な再コーティングパラメータを決定することができ、各層の再コーテ ィングプロセスの間中、使用するために保存することができる。目的物の形状に 対応して、変化させることができる、多くの種類の再コーティングパラメータが ある。例えば、これらのパラメータは、(1)掃引数、(2)各掃引の間中、目 的物の表面とスムーシングメンバーとの間のクリアランス、(3)各掃引速度、 (4)スムーシングメンバーの底と要求される構成レベルとの間のギャップ、( 5)掃引方向、その他を含む。 変形された機器における、変更された他の再コーティングパラメータは、例え ば、柔軟なブレードか、又は堅いブレードか、回転するデバイス、歯状又は付属 器官形状のブレード等の使用されたデバイスのタイプを含むかもしれない。変化 されたであろう他の再コーティングパラメータは、掃引デバイスに関連する目的 物、例えば、水平平面ないで回転させることができる平面形状上に形成されるで あろう目的物、に順応する。掃引に対して適当な方向に回転させることができる 回転可能な、次の層のキュア又は言い換えれば次の層の固化のために、回転され て戻される平面形状は、使用されるべき露光パターンの方向に回転することによ って、目的物の、露光パターンの、適当な、可能性のあるさらなる回転とオフセ ットの時の、再コーティング目的のための他の回転に続かれることよって生じる 。 変数は、目的物の形状の分類に利用される。例えば、これらの変数は、(1) 層厚、(2)最大幅捕獲量深さ、(2)最深捕獲量幅、(3)前に固化されたク ロスセクショナル領域、(4)最大捕獲量の最初の次元と方向、そして(5)前 の固化層の最初の方向と次元、を含む。ステレオリソグラフィック再コーティン グプロセスにおける、例えばドクターブレード等のスムーシングメンバーの使用 は、ここに十分わかりやすく説明されている、PCTPub.#WO90/03 255,に記述されている。 ここに、好ましいパラメータの数は、種々の実施例に対して与えられている。 しかしながら、さらに進んだパラメータは、ここにおける教えに基づいた技巧の スキルの1つによって引き出すことができる。 この開示した実施例は、データ処理を通してキュアパラメータ毎に注意が注が れているが、これは、各層に対して適当な変換を施すための、1つのアプローチ を示しているにすぎない。それゆえ、データ処理の用語は、この発明の教えに従 って、材料を変換することになる、初期目的物記述パラメータを変更するどのよ うな方法も含むと解釈されるべきである。目的物記述パラメータの解釈と、層形 成による精密な層からそれる方法で目的物を再生成することに関連するこの発明 の教えは、高い精度を到達するために必要である。この発明の方法と装置は、こ こで開示された、同時多重層キュア技術を使用することによって、高い精度の再 生を可能にする。 Z−エラー訂正 次に、本発明のZ−エラー訂正について説明する。Z−エラーは、ステレオリ ソグラフィーによって作成された部分の上面と下面の間の相互置換が、伴われた MSD又はMRDが上面と下面の間に位置する層のLTより大きいことによって 、もし形状が固体によって分離されている場合には、要求される量より大きくな り、ギャップによって分離されている場合は、要求される量より小さくなる状態 である。本発明によって、直接これらの面に関係がある層の固化の間に普通は構 成される上面と下面が、要求される量に等しい構成部分における、これら2つの 面の間の相対的な変位に位置する他の層の固化の間に代わって構成される。 図21a−図21cにおいて、その点は示されている。図21aは、図中60 7の番号で示された要求される層厚より大きいMSD(図の中で示された特別の 例においては、MSDは、要求される層厚の3倍の大きさであると仮定している 。)を有する条件において、ステレオリソグラフィーで作成された目的物600 を示している。本発明でなければ、上面603は、層604が固化されている時 に形成され、下面605は層606が固化される間に形成される。結果として、 必要のない領域601と602(図の中のクロスハッチングを施した所)が形成 され、下面603は要するに下面603’になり、下面605は下面605’に なる。その結果は、上面608と下面603’の間の相対的な変位(5LT)は 、要求量(3LT)より大きくなり、上面608と下面605’の間の相対的な 変位(11LT)は同様に、要求量(9LT)より大きくなる。この状態は、Z エラーとして知られている。 この問題を修正するために、本発明は、効果的に下面605を層610の方向 に“移動”又は“シフト”、すなわち、下面605の形成を層610の形成まで 延期することができ、そしてそれはまた、下面603を層609の方向に“移動 ”、すなわち、下面603の形成を層609の形成まで延期することができる。 この効果として、層606(及び総ての中間層)(図21bにおいてクロスハッ チングで示されている)の全体の形成を、層610の形成まで延期すること、及 び下面603(及び総ての中間層)(図21bにおいてクロスハッチングで示さ れている)の直上への層604の一部分の形成を、層609の形成まで延期する ことになる。その結果は、上面と下面の間の相対的な変位が、訂正量だけ訂正さ れたステレオリソグラフィカリィに作成された部分になる。 一方、図21cに関連して、本発明は、上面608を層604の下方に効果的 に移動することができ、そして、その面の形成を、層604の形成の時まで進め ることができる。この効果は、層609(及び総ての中間層)(図においてクロ スハッチングで示されている)の全体の形成を、層604の形成まで延期するこ とになる。また、その結果は、上面と下面の間の相対的な変位が、訂正量だけ訂 正されたステレオリソグラフィカリィに作成された部分になる。 また、MRDとの結合の中で、Z−エラー問題が発生することは、十分注意す べきである。その問題は、MRDが上面と下面の間に位置する層の要求されるL Tより大きい時に発生する。これが発生したとき、要求量より大きいステレオリ ソグラフィカルに製造された部分における、下面と上面の間の相対的な変位に対 応するポテンシャルが存在する。 その問題は、図21d−21fを用いて説明することができる。図21dの参 照では、その部分の総ての層のLTは、図の中で620の番号で示された一定の 同じ厚さを有すると仮定する。一方、図において、621の番号で示されたMR Dは、上記一定の厚さの2倍であると仮定する。 要求される層形成結果は、図21dにおいて点線で示されている。しかしなが ら、層のLTとMRDの間の不均衡により、この要求結果は達成することができ ない。層のこの部分におけるワーキング表面と、前に形成された層又プラットホ ームとの間の距離がMRDに等しくなるとすぐに、その層が形成されるという規 則に従えば、図21eに示された結果が得られるであろう。示されるように、部 分611が最初に形成され、部分611より低い露光にもかかわらず、部分61 2が後に続く。次に部分613が最初に形成され、部分613より低い露光にも かかわらず、部分614が後に続く。それから、残りの部分が615,616, 617及び618の順で続いて形成される。残っている部分に注目すると、番号 619で示された部分は、図の中で番号622で示されたワーキング表面の要求 された位置と、前に形成された部分616との間の距離がMRDより小さいので 、正確に形成することができない。結果は、図21fに示されている。上面62 3と下面624との間の相対的な距離が要求される量より小さいことに注目する 。本発明は、このエラーを除去するために有効であることを高く評価するべきで ある。例えば、本発明によれば、部分616の形成は、ワーキング表面が位置6 22に位置する時、部分617が形成される後まで、延期することができる。こ の訂正された結果は、図21dの中に示されている。この訂正された結果を通し て、示された部分の形成順序は、次ぎの、611,612,613,614,6 15,616,617及び618になる。その結果は、上面623が上方に番号 623によって示される位置まで移動される。その結果、上面623’と下面6 24と の間の相対的な距離は訂正量だけ訂正される。 自動Z−エラー訂正方法が、本発明を利用することによって、C−SLICE (“C−SLICE”の語は、やがて、利用できるようになるであろうブール層 比較を用いることによって目的物の表現を多数の層表現にスライスするための、 3Dシステムズが現在、商業的に製造している商品の中で使用されているプログ ラムに関連する。それは、米国特許第5,321,622(’622特許)の対 象である。)の実行中又は後のプロセスを実行中に、なされることは高く評価さ れるべきである。そのような方法は、次ぎのステツプを含む。第1に、目的物の 表現は、C−SLISEを用いて、多くの層表現にスライスされる。総ての製造 形状は、層にスライシングするためになまっているので、スライシング層の厚さ は、どの製造形状が正確に再生産することができるかの重要な決定要因である。 本発明によれば、スライシング層の厚さは、このスライス層なまりエラーを最小 にするために、MRD又はMSDがスライス層厚さを越えているかどうかにかか わらず、特別にかつ単独で選ばれなければならない。次ぎに、その層表現は、M RDそして/又はMSD値がスライシング層厚さを越えている場合に対する、本 発明の教えに従って処理される。3番目に、処理された層表現は、MRDとMS Dによって課された限界を条件として目的物を構成するために、使用される(現 在、3Dシステムズの商業的に生産物の中の構成プロセスを実行するために使用 されるプログラムは、BULDとして知られている;それは、米国特許第5,1 84,307号(’307特許)の中で記述されている。)。構成プロセスの中 で到達可能な実際の層厚さは、MRDとMSDによって課された限界を条件にし ているけれども、最終部分における到達できる精度のレベルは、潜在的に非常に 高い。 STLファイル処理 Z−エラー訂正の実行のための他の実施例は、STLファイルが適当な様式で 実行される手順を伴う。実行された情報は、従来の方法で実行されるSLICE とPROCESSプログラムの中に入力される。 好都合なことに、そのような手順は、最初に下面に関係する総ての三角形の確 認することによって、入力されるSTLファイルの直接的な処理を伴う。3Dシ ステムズの生産物の商業的な具体例において、下面三角形は、−1のZ成分を普 通に有するものである。それから、下面三角形の頂点に触れている総ての三角形 の頂点は、’307特許の中で議論された、STL三角形の各頂点は、隣接する 三角形にその頂点のみで接触することが要求されることに従って確認される。最 後に、下面三角形の各頂点と下面三角形の頂点に接触している各頂点とは、Z− エラーを補償するために上方(すなわち、Z方向)に移動される。 その技術は、図22の中に図示されている。その図の中で、下面三角形は、番 号625,626,627及び628で示されている。その技術は、これらの三 角形の頂点を、総ての頂点と同様に、これらの下面頂点に触れている隣接する三 角形から、適当な量だけ上方に、移動することを伴う。一般的に、その量は、M SDマイナス要求された層厚に等しくなるであろう。例えば、12ミルMSDと 4ミルの要求層厚に対しては、上方に移動する量は8ミルになるであろう。 実際、下面三角形の頂点とこれらの下面頂点に接触している頂点とは、数値的 になまりエラーが考慮されるときには、共通点を定義する。これらの共通点は、 図22の中において、番号629−635で示されている。点635に関連して 、例えば、その点は三角形625,626,636,637,638,及び63 9の頂点が集まっていることを示している。このように、その技術は、これらの 共通点を作成する頂点を上方に移動することを含む。 Zエラー訂正に関する問題点 Zエラー訂正に関して存在するであろう幾つかの問題点について議論しよう。 第1の問題点は、これらの共通点の上方移動が、目的物の上表面を突き破る(プ ッシュスルー)ときに発生し、目的形状の転置させることになる。このプッシュ スルー問題は、図22を用いて説明することができる。もし、点635の上方移 動 が、上表面640と三角形625,626によって表現されている下面との間の 距離より大きい場合は、プッシュスルー問題が発生する。 生じるであろう第2の問題は、これらの共通点が、下面三角形頂点でない頂点 (移動されない)を通り過ぎて上方に移動するときに発生する。その結果として 、その部分の中に小さなスパイク波形がもたらされる歪みを生じる。この問題は 、図22を参照して説明することができる。もし、共通点629が、三角形64 1の頂点642を上回るという程度まで上方に移動される場合は、小さなスパイ ク波形がその部分に生じる。この小さいスパイク波形は図23に示されている。 その図は、共通点629と630のそれぞれ点629’と630’までの上方へ の移動の効果を示す。示されているように、三角形641(移動されない)の点 642は、点629によってZ方向に上回れている。固化の結果パターン(図2 3において、ハッチングで示されている)は、番号643で示されている望まれ ないスパイク波形の創造を示す。 第3の問題点は、共通点をずらすに従って、その部分全体にわたるエラーの伝 搬である。その点は図24の中に示されている。ここで、共通点645,646 は、点645’646’に移動されて示されている。点647は、それが下面表 面に関係していないので移動されてない(そのかわり、その点は、図の中で64 4の番号がふされ、ハツチングして示されている近平坦上表面に関係する)。共 通点の移動の結果として、近平坦領域は、最終部分においてかなり平坦になる。 このように、2つの共通点の制限された移動によって生じる歪みが、どのように してその部分をはるかに越えて伝搬されるについて示される。 STLのCTLファイルへの転換 自動的にZエラー訂正を実行するための第3実施例について示す。その技術は 、目的物のSTL表現をCTLファイルフォーマット(“CTL”の語は、圧縮 された三角形リストを表す。)として知られた新しい表現に変換するプロセスと 、残っているステレオリソグラフィクプロセスステップの中で、CTLファイル 結 果を使用することとを伴う。その技術は、余分の頂点を除くことと、余分でない 頂点の確認に関して、表面又は目的物の表面を広げる三角形を表現することとを 伴う。 その技術は、その技術のフローチャートを示す図25a−25bを参照して説 明することができる。図において648の番号で示された第1ステップにおいて 、各STL三角形の頂点が最初にリストと比較され、そしてそれから、まだその リストの中に存在しない場合は、それに加えられる。622特許の中で記述され ているように、各STL三角形は、好ましくは、その三角形標準のデカルト座標 を定義する3つの浮動小数点数と同様に、3つの三角形頂点のデカルト座標を定 義する9つの浮動小数点数によって表現される。頂点がリストされる順番は、好 ましくは、“右手ルール”に従う。三角形の裏面は、もしそれらが逆時計方向に 向けられている場合は、固化表面に対しておかれ、もしそれらが時計方向に向け られている場合は、中空領域表面に対しておかれる。 頂点がリストの中にもうすでに存在するかどうかの決定において、3つの浮動 小数点数は、それぞれ対応する、リストの中で各頂点を作る数と比較される。比 較を実行する上で、厳密な一致は要求されない。その代わりに、“デルタ”値が 、浮動小数点数に関連するなまりエラーとして評価するために使用される。 番号654,655で示された2つの三角形を示す図26を参照して、このス テップの動作を、説明することができる。番号654で示された第1三角形は、 次ぎの頂点を有すると仮定する:(0.00001,0.0,0.0),(0. 0,1.0,1.0)及び(0.0,0.0,1.0)。番号655で示された 第2三角形は、次ぎの頂点を有すると仮定する:(0.0,0.0,0.000 1),(1.0,0.0,0.0)及び(0.0,1.0,1.0)。 それから、三角形654の頂点は、リスト上の位置のために評価される。リス トは現在、空であるから、三角形654の各頂点はリスト上に置かれる。それか ら、三角形655の頂点は、リスト上の位置のために評価される。デルタとして 0.001が使用されていると仮定すると、この評価は、第1と第3頂点(0. 0,0.0,0.0001)と(0.0,1.0,1.0)は、第3頂点が新し くなる間、三角形654に関連してそこに置かれていたリストの中にもうすでに あることを決定することになる。このように、この評価プロセスの最終結果は、 リストの中に、第2頂点(1.0,0.0,0.0)を置くことである。このよ うに、この第1ステップの完了時点で、頂点リストは、次のようになる:(0. 00001,0.0,0.0),(0.0,1.0,1.0),(0.0,0. 0,1.0)及び(1.0,0.0,0.0)。 図の中において番号649で示された第2ステップでは、リストに加えられた どの点も、特有の整数で表現される。その整数は、都合良く、位置又はリストの 中の頂点のインデックスを表現する。いま議論されているリストに関して、次の 割り当てがこのステップの結果として得られるであろう:V0:(0.0000 1,0.0,0.0),V1:(0.0,1.0,1.0),V2:(0.0, 0.0,1.0),及びV3:(1.0,0.0,0.0)。 図の中において番号650で示された第3ステップでは、各三角形は、3つの その三角形の頂点を定義する整数で表現される。2つの三角形は、図26の中で 次のように表現されている:T1(図26で番号654で示されている):(0 ,1,2),そしてT2(図26で番号655で示されている):(0,3,1 )。 図25bの中において番号651で示された第4ステップでは、リスト中の各 頂点に対して1つのブールフラッグのアレーが、確立される。フラッグの目的は 、頂点が移動されるトラックを保つためである。初期的には、各フラッグはクリ ヤーされている。 図の中において番号652で示された第5ステップでは、下面三角形の総ての 頂点のフラッグは、論理“1”にセットされる。下面三角形は、その三角形の法 線のZ−成分で示される。下面三角形の場合において、そのような値は負であっ て、そして、−1であろう。 図の中において番号652で示された第5ステップでは、そのフラッグがセッ トされた頂点のZ成分は、Zエラー訂正のために調整される。MSDが12ミル であり、要求される層厚が4ミルの場合において、例えば、下面三角形の頂点の Z成分は、上方に8ミル調整されるであろう。 このプロセスの結果として得られる変換されたCTLファイルは、ステレオリ ソグラフィク形成プロセスにおいて、残りのステップのSTL表現の所で使用さ れる。(一方、変換されたCTLファイルは、正確な値の識別子に簡単に変換す ることによって、STLファイルに転換することができる;再構築されたSTL ファイルは、残りのステップで使用することができる)。この残っているプロセ スの第1ステップは、’622特許に開示されたスライシングプロセスである。 そのプロセスは、新しいCTLファイルに適合させるために、少し変形されるけ れども、そのような変形は、簡単になされ、普通の技術であると考えられている 。例えば、各頂点が処理されるのに従って、正確な値を識別子に接続することが できる。従って、それらは、さらに記述されないであろう。 移動されるべき頂点の数を減らすことによって得られるコンピューター的の効 果である、この実施例の第2以降の利点は、高く評価されるべきである。第2の 実施例において、接触しているか又は互いに明示されたラウンディングエラーの 中にある総ての頂点と同様に、下面三角形の頂点を移動することが必要である。 これに対して、第3の実施例では、下面三角形の頂点のみが、移動される必要が ある。他の三角形の頂点は、示された方法(例えば、三角形を形成する頂点を独 自に示す整数によって、)によって自動的に調整される。要約すると、この表現 プロセスを通して、下面三角形の頂点のZ成分を調整するステップは、自動的に 総ての関係する三角形を調整する。 他の利点は、保存要求の減少に関連する。CTL表示では、頂点を形成する浮 動小数点数は、一時的に保存される必要があるだけである。これに対して、ST L表示では、三角形の中の余分な頂点は、結果として、保存されている同一の頂 点の多重複写になる。 第3の実施例の幾つかの改善は、また可能である。そのような改良の1つにお いて、近平坦三角形の頂点は、先に図23に関係して議論されたプッシュスルー 問題を訂正するために調整される。そのような三角形は、その三角形の法線のZ 成分によつて識別することができる。そのような三角形のZ成分は、1より小さ い絶対値を有し、かつ負の符号を有するであろう。 都合の良いことに、そのような三角形の頂点は、平坦三角形の頂点として同一 の広さに調整されることはなく、そのかわり、水平面に対する、近平坦三角形傾 きに関係のある僅かな寸法であるほんの少しの量だけ調整される。目的物の曲が った表面の側面を示す図27に関して、頂点656と657は、平坦な下面表面 に関係しているので、十分な量、上方に調整されるかもしれない。頂点658と 659もまた、水平面に関係する近平坦領域に関連する法線の絶対値が次第に減 少することを反映して、次第にその量は小さくなるが、調整されるであろう。頂 点660は、関連する領域の法線の絶対値が水平物に近いので、全然調整されて いない点を表す。 シフトされるべき各頂点は、それぞれ異なる法線方向を有する三角形の数に関 係しているので、シフト量は種々の方法で決定されるであろう。それは、1)最 も大きい絶対値を有する負の正規化値によって決定されるかも知れないし、2) 最も大きい値、3)正規化値の直線平均値、4)正規化値の加重平均値(例えば 、角度又は三角領域による)によって決定されるかも知れない。 さらなる改善は、上面三角形を確認することに関する。確認又は、下面三角形 の頂点を上方に調整することに代えて、上面三角形を確認して、それらの頂点を 下方に調整することを可能にすることは高く評価するべきである。 他の改善は、スライシング平面の三角形頂点のラウンディング平面に関する。 上述したように、この第3の実施例は、有利なことに、スライシング平面に対す る三角形頂点のどのようなラウンディングの前に、実行される。しかしながら、 スライシング平面に対する三角形頂点のラウンディングの後でも、実行すること ができることは、高く評価することができる。 また別の改善は、下面三角形の頂点のZ成分が調整される量に関する。計算の 効率化を目的として、それが、スライシング層厚の整数倍になるように、この量 を制限することは有利であろう。もし、シフティングの前にラウンディングが発 生する場合にとくに、これは適用されるであろう。 ハッシュテーブルを使用するCTLファイルの生成 4番目とZエラー訂正を実行する最も好ましい実施例について、これから説明 する。この実施例は第3の改善であり、異なる三角形からのどの2つの頂点も、 同一(すなわち、明示されたラウンディングエラー内)かどうかを決定するステ ップの変形を必要とする。このステップは、与えられた頂点とSTLファイルの 中の総ての他の三角形の頂点とのペアーワイズ比較を使用して実行されるならぱ 、非常に時間がかかることが発見された。要求される時間は、三角形を分類する こと(例えば、比較をする前に、三角形の頂点の最小Z成分によって分類するこ と)によって、ある範囲に減らすことができるけれども、必要な時間(典型的に は、2〜3時間)は、総てのアプリケーションに対して長過ぎる。 三角形頂点を分類するために、ハッシュテーブルを使用することによって、適 切な結果を得ることができることが分かっている。その技術は、例えば、明示さ れたエラー範囲内にある、よく似た頂点をハッシュテーブルの同一のバケットの 中に置き、同時に似ていない頂点間の幅の広い不均衡を達成するために効果のあ る適切なハッシュ関数の選択を伴う。本質的に、その技術は、三角形頂点をハッ シュテーブルに分類することと、同一バケット又はハッシュテーブルのスロット 内の頂点を比較することによって、余分の頂点を除去することを伴う。それから 、余分でない頂点は独自の識別子で分類され、その頂点自身よりむしろ三角形が その識別子によって表現される。 代表的な実施例において、次ぎのハッシュ関数を使用することによって適切な 結果が得られることがわかる。ここで、係数((x*31.3+y*24343 .0+z*68.265)の絶対値を整数化したもの),:“modulus” の語は係数関数(例えば、数の係数は基準によって数の分割後に残っている整数 残である。)を示し、“abs”の語は、絶対値関数を示し、“integer ”の語は、整数化関数を示し、係数関数の基礎は、ハツシュテーブルの大きさで あり、x,y及びzは、議論されている頂点の整数化された直交座標に関係する 。頂点の整数化は、ハッシュ関数の適用前では、例えば、許容できるラウンドエ ラー内にあるもの、同一のバケットに位置するものなど、2つの良く似た頂点を 保 証するために必要とされる。整数化は、次の方程式を用いて成し遂げられる。c (T)=integer((c(U)/デルタ値)*デルタ値)、ここで、c( U)は、切り詰められていない座標に関し、すなわち、x,y及びz成分は、浮 動点形式で示され、c(T)は、切り詰められた座標に関し、そして、デルタは 、許容できるラウンディングエラーの程度、すなわち、2つの浮動点が異なるこ とができる範囲に関し、同一番号と考えることができる範囲である。実際、デル タ値に対する1ミルの不履行値は、信頼性に乏しいSTL変換子を使用するため に良い値である。しかしながら、高い分解能が要求される場合は、0.1又は0 .01ミルのデルタ値が使用されることは、高く評価されるべきである。 その技術のフローチャートは、図28a−28bに示されている。図において 661の番号で示されている第1ステップは、三角形頂点を、各頂点の座標にハ ッシュ関数を適用することにより、ハッシュテーブルの1つのバケットにハッシ ュする。次ぎに、番号662で示されたステップにおいて、その頂点は、もう既 にバケット内に保存された総ての頂点と比較される。もし整合する場合(例えば 、互いに明示されたデルタ値の中にあるように2つの座標が決定される場合は、 頂点はそのテーブル内に保持される。そのかわりとして、図において番号663 で示されるステップにおいて、そのテーブルの中にすでに保存されている登録に 関係する整数は、与えられている三角形の表現において使用するために与えられ ている。しかしながら、もし、番号664で示すステップにおいて、頂点が余ら ないことを示し、整合しない場合は、その頂点はバケットの中に保存され、独自 の識別整数がその頂点に割り当てられる。次ぎに、番号665で示されたステッ プで、与えられた三角形は、その頂点を表すために使用される整数によって表現 される。このプロセスは、目的物表現において、残っている頂点に対して繰り返 される。総ての三角形が表現された後、番号666で示されたステツプによって 示されているように、その技術は第2の実施例に関して説明したように進行され る。 CTLファイルの他の応用 目的物のCTL表現の他の応用について示す。CTL表現はまた、目的物をグ ラフィクディスプレー上に表示するために使用できることがわかる。 ユーザーが、例えば、それをスライス又は構成する前に、それを正しく方向づ けるために、目的物を表示することを望むことがある(米国特許No.5,18 2,715で議論された3次元システムVIEWプログラムが、それがステレオ リソグラフィーを通じて構成される前に、目的物を表示することができる可能性 を提供する)。このような応用のために、詳細な表示は一般的に必要でない。さ らに、このような特徴を目的物の表示の中に含むことは、1部を動かし、そして 表示する中で、長い遅延を導く。それ故、それを表示する前に、目的物からより 細かい細部の幾つかを取り除く能力が必要とされる。 目的物のCTL表現は、この細かいレベルの細部を除去するための、役に立つ 効果的な方法を提供する。その技術は、大きな値のデルタを使用することと、そ れから上述したハッシュテーブル処理を伴う。大きな値のデルタを使用を通じて 、多くの頂点は、崩壊して1つになり、このようにして消滅する。どの他の頂点 からも、デルタ値以上ずれている頂点のみが、維持される。 その技術は、図29a−29bに示されている。引き出されたラインは、選ば れた大きなデルタによって描写されたゾーンを示す。与えられたゾーンの中の総 ての頂点は、1つの頂点になるであろう。図29aは、崩壊する前の個々の頂点 を示す。図29bは、これらの個々の頂点の幾つかはその中に崩壊するであろう 点(図の中で強調された)の数を示す。この技術によって、多くの三角形が減少 する。すなわち、ただ1つか2つの頂点が保持される。この効果は、図30a− 30bに示す。図30aは、頂点が崩壊するであろう点を示し、図30bは、各 三角形で残るであろう別々の点の数を示す。示されているように、大変少ない、 示された三角形のみが、消滅しないで残るであろう。すなわち、3つの別々の頂 点が保持される。 消滅した三角形は、消滅していない三角形の側面又は頂点に対して余剰とされ ているので、すなわち、目的物についてのどのような情報を伝達する目的として 必要がないので、これらの消滅した三角形と移動されたそれらを見付けるための 手続きは必要でない。図31に示された仮コードフラッグは、この目的を達成す る。この手続きは、総ての消滅した三角形を探すために、三角形のリスト全体に なされる。もし見つかった場合は、最後の三角形が、そのリストの中の消滅三角 形スロットの中に複写され、三角形の数は、減少される。 結果として生じる空間を覆うために、残っている消滅していない三角形の拡張 は、図32a−32bに示されている。拡張される前の、消滅していない三角形 の組は、図32aに示されている。これらの三角形の1からなる1つの頂点は、 デルタ値によって輪郭が描かれているゾーンの各1つの中に含まれることを注記 する。これらの頂点が、各ゾーンの中の1つの点にそれぞれ崩壊するとき、その 効果は消滅していない三角形の寸法を延ばすことと消滅した三角形を取り除くこ とによって残された空間を満たすことである。このプロセスは、図32aに示さ れている。 実際、この応用に使用するための適当なデルタ値は、伴われた部分の表面面積 と三角形の要求された数とに依存する。次ぎの式は、自動的にデルタを計算する 方法を提供する:デルタ=(面積/要求三角形数)の2乗根。 CTL表現の第2の付加的な応用は、目的物の中空の外皮を形成することであ る。その実行するためのフローチャートが、図33に示されている。図において 番号667で示された第1ステップにおいて、総ての頂点のための法線が計算さ れる。1つの頂点の1つの法線は、共通の又は上に接している総ての三角形の頂 点の法線の座標を平均することによって、計算される。その平均は、単純算術平 均として計算することができるが、好ましくは各三角形の相対面積によって決定 されるウエイトで、又はさらに好ましくは各三角形頂点を作る角度の相対的な大 きさで加重平均される。角度の大きさで荷重する方法は、図34に示されている 。ここでは、頂点671の法線を計算する方法が示されている。この計算プロセ スで使用されている2つの三角形は、番号672と673で示されている。これ らの2つの三角形の関連する頂点によって形成される角度は、番号674と67 5 で示されている。番号674で示される角度は、番号675で示される角度より 大きいので、三角形672の法線は、計算プロセスにおいて他の三角形の法線に 関連する法線より大きなウエイトが与えられるであろう。 図において番号668で示されている第2ステップにおいて、目的物のCTL 表現は複写され、そしてそれから、各頂点法線によって指令された方向に頂点を 移動することによって拡張される。その拡張は、頂点のリストを処理することに よつて簡単に成し遂げられる。三角形頂点を示している整数のグルーピングによ つて表現された三角形は、全然変更する必要はない。拡張の程度は、要求された 外皮の厚さに依存する。拡張レベルは、拡張された表現の外側の表面と初期表面 との差が要求された厚さに等しくなるようになるであろう。 図において番号669で示された第3ステップでは、初期のCTL表現を形成 する三角形は、外皮の内部表面の表現を創造するために、効果的にひっくりかえ される。これは、三角形法線の符号を逆転させることにより、成し遂げられる。 そしてまた、右手の法則を反映させるために、頂点の順序を入れ換えることによ っても可能である。 最後に、図において番号670で示された第4ステップでは、拡張されたファ イルと初期ファイルとが、中空の外皮のCTL表現を作るために併合される。こ のCTLファイルは、また、スライシングプロセスを始め、ステレオリソグラフ ィックプロセスの残りのステツプを処理するために使用される。 第1ステップの代わりとして、CTLファイルのコピーを形成して、頂点法線 を決定することができる。それから、第2ステップの代わりとして、頂点法線を コピーの中で逆転させることができる。次ぎに第3ステップの代わりとして、受 けおった寸法を作るために、コピーの頂点を逆転された法線の方向に、移動させ ることができる。最後に、初期の第4ステップ(図33の670)において、初 期と移動されたCTLファイルを、中空の外被を作るために合体させる。この選 択された実施例は、初期ファイルの中に、目的物の外側の寸法を残すので、最も 好ましいと考えられる。しかしながら、目的物の内部の寸法が最も関係があると 考えられるならば、図33の実施例がより好ましいであろう。 外皮を形成する上述の実施例は、その中で、2つ以上の異なる構成スタイルが 目的物の中で異なる深さで使用することができる固体目的物を形成するために使 用することができる。例えば、上述の選択された外皮プロセスにおいて、シフト された表現の複写を作ることができ、第3表現を形成するために、法線を初期方 向とは逆の方向に逆転させることができる。この第3表現は、第1第2表現が目 的物の1つの外側の外皮領域(外部領域)を表すのに対して、目的物の内部領域 を表す。その外部構造と区別される内部構造を有する目的物を形成するために、 各領域に異なる構成パラメータ(ボーダリング、ハッチング、フィリングパター ン、固化量)を適用することができる。もちろん、目的物の中深く移動するに従 って、追加のゾーンや領域を作成するために、追加のコピー、オフセッティング 及び法線反転を、実行することができる。さらに、オフセット又はシフティング 量は、レベルからレベルへ変化させることができる。 CTL表現の第3の付加的な応用は、粉体塗装または良く似た方法(米国特許 No.5,234,636に示されたもの)を用いて、正確な寸法になるであろ う縮小された部分を形成することである。そのような部分のためのCTLファイ ルを作成する技術は、上述したように、正確に縮小された寸法を有する目的物が 形成されるまで、頂点法線の計算と、頂点の、法線によって示された方向と反対 方向への移動とを伴う。 追加の目的物表現 種々の他の目的物表現は、Zエラー訂正をするために使用することができる。 1つの可能な表現は、非単一合理的B−スプライン表現(NURBS)である。 NURBS表現は、制御点補間多項式に基づいている。NURBS表現をもって 、Z−エラー訂正又は他の表現変形技術は、NURBS制御点を適当にシフトす ることによって、実行することができる。それから、変形されたNURBS表現 は、SLICEを始め、ステレオリソグラフィクプロセスの残りのステップで使 用されるであろう。 他の可能性のある表現は、図37a−37bに示されている再帰サブ分割空間 フォーマットである。図37aに示されているように、このフォーマットは、互 いにグリッド形式で686a,686b,686c,686d,686e,及び 686fで示される多くのラインで目的物685を覆うことを含む。 目的物の固化部分の中に完全に含まれる正方形グリッドが示され、そして、リ ストに加えられる。図において、2つのそのような正方形は、番号687と68 8で示されている。それから、目的物の固化部分をただ部分的に含む各正方形の ために、さらに連携してびっしりと覆うグリットラインで、その技術は繰り返さ れる。 そのような正方形は、図37aにおいて、番号689で示されている。図37 aの関連ある部分を拡大して示す図37bに示すように、この正方形は、図にお いて、点線で及び、番号690a,690b,690c,及び690dで示すよ うに、さらに細かく引かれた多くのラインで覆われている。目的物の固化部分に 完全に含まれていて、番号691a,691b,691cで示されている、さら に細かいラインで形成された正方形は、前述のリストに加えられる。そのプロセ スは、番号692a,692bで示されるような、固体に完全に含まれないこの 細かいグリッドによる正方形のために、繰り返され、結局、目的物を定義する、 適当なレベルの細かさの正方形のリストが得られたときに完成する。この正方形 のリストが、目的物表現である。 3次元ランレングスエンコーディング表現(3D−RLE)として知られた第 3の追加の表現を、これから記述する。3D−RLE表現で、目的物表現を作成 するためのフローチャートを図36a−36bに示す。また、そのプロセスのグ ラフィカルイラストは図35で与えられる。与えられた目的物676のために、 その技術は、目的物のZ方向の下に、番号677で示されたX−Yグリッドの選 定を伴う。このステップは、図36aにおいて、681の参照番号を付して示さ れている。 それから、番号678a,678b,678c及び678dで示された、多く の仮想スパイク又はラインが描かれている。そのような各スパイクは、X−Yグ リッドの正方形の1つから始まっていて、1又はそれ以上の別々の垂直位置で目 的物を突き抜けている。図において、スパイク678aは、目的物の下側(示さ れていない)に入り、そして位置680aで目的物を出るように示されている。 スパイク678bは、目的物の下側(示されていない)に入り、そして位置68 0eで目的物を出て、再び目的物に入り(示されていない),再び位置680b で目的物を出るように、に示されている。スパイク678cは、目的物の下側( 示されていない)に入り、そして位置680cで目的物を出るように示されてい る。スパイク678dは、目的物の下側(示されていない)に入り、そして位置 680dで目的物を出るように示されている。このステップは、図36aにおい て682の参照番号を付して示している。 第3ステップは、スパイクが入って出る点のZ成分と、各スパイクが始まって いる特定の正方形とを関係ずけることを伴う。図35に示されている例では、例 えば、スパイク678aが目的物に入る点の座標と、スパイクが目的物を出る点 (番号680aで示されている)の座標とが、正方形679aと関係付けられ; スパイク678bが目的物に入る点(示されていない)、目的物を出る点(番号 680cで示されている)、目的物に再び入る点(示されていない)、及び目的 物を再び出る点(番号680bで示されている)が、正方形679aと関係付け られ;スパイク678cが目的物に入る点(示されていない)と、目的物を出る 点(番号680cで示されている)とが、正方形679cと関係付けられ;そし て、スパイク678dが目的物に入る点(示されていない)と、目的物を出る点 (番号680dで示されている)とが、正方形679dと関係付けられる。その 結果は、目的物の固化と中空の交互の部分を、ランレングスエンコードフォーマ ットで定義する、X−Yグリッドの正方形と関係付られた“オン−オフ”点のシ リーズである。このステップは、図36bにおいて、番号683で示されている 。特に、“オン”点は、仮想スパイクが目的物に入る点を定義し、これに対して 、“オフ”点は、仮想スパイクが目的物から出る点を定義する。 第4ステップは、Z−エラー訂正を実行するための、3D−RLEフォーマッ トデータの実際の処理である。このステップは、図36bでは番号684で示さ れていて、“オン”点をZ方向の上方へ所定の量だけ単純に移動することを伴う 。 このフォーマットの1つの利点は、より強固であることである。すなわち、多 くの異なる部分を少ないエラー状態で取り扱うことが可能であることである。他 の利点は、このフォーマットと、’622特許に示された、3次元システムのS LICEプログラムに対して許される入力フォーマットの1つを定義する境界/ 輪郭フォーマット(SLCフォーマットとして知られた一般的な具体例)との間 の切換が非常に容易であることである。このように、簡単な変形をすることによ り、3次元RLEフォーマットは、ステレオリソグラフィックプロセス全体の残 りのステップで使用することができる。 前述の表現が有益な効果を達成するために、組み合わせて使用することができ ることは、高く評価されるべきである。例えば、CTL表現は、3次元RLE表 現と合同で、Z−エラーを訂正するために使用される。その技術は、下面三角形 の頂点を、記述された方法で調整することと、プッシュスルー問題を検出するた めに、3次元RLEファイルに逆らって頂点が移動するのをチェックすることと を伴う。一旦検出されると、問題になる頂点の移動量を減少させることによって 、その問題は訂正されることができる。 エラー量の減少 ここに示されたSMLC技術はまた、STL三角形頂点を整数で表すこと、ス ライシング平面のなまり、その他による、エラー量を減少させる目的に効果があ ることは、高く評価される可きである。そのようなエラーは、もし訂正されない ならば、Zエラーに類似する問題、すなわち、要求される値より大きい、上面と 下面との間の距離になるという問題を引き起こす。このように、正確な記述技術 は、非常に、適用性を有する。 概要 上述のように、頂点をなまらせること又はスライス層に対する点を制御するデ ータに関連したエラーの最小化は、形式の正確さに対して受け入れられる分解能 で目的物をスライスすること、そしてその上で、MRD及び/又はMSD技術又 は幾らか変形されたものを使用することによって得られるデータを処理すること によって、改善することができる。要求される分解能が、より大きいMRD又は MSDによって制限されないならば、そのときは、要求される分解能の層から目 的物を構成することが理論的に可能である。しかし一方、実際問題としては、よ り厚い層を使用して目的物を構成することを望むであろう(例えば、カール歪み を無くすために)。この場合、次ぎの2つの基準が満足されなければならない。 1)下面は、それらのより下の表面が適切な位置に位置するように、形成されな ければならない。 2)上面は、それらの要求される垂直位置が動作表面と完全に一致したときに、 形成されなければならない。 第2の基準は、再コートプロセスが、上面が存在する総てのレベルとともに発 生しなければならないことを示している。このように、上面を含んでいるレベル の数は、生じなければならない再コーティングプロセスの最小数を設定する。第 1の基準を満足するために、下面は、それらの上の総ての位置から固化されるべ きであろう(液体の深さの中に、正確にかつタイムリーに露光する限り、発生す ることができる)。もし、与えられた層の下の面の正確な深さに依存する異なる キュア深さを使用することによって、下面を種々の条件で露光しようとすると、 ディフォルトシックビルドレイヤーレベルをセットすることができる。また、種 々のキュア深さを使用することによって、又は種々のキュア深さを使用しないこ とによって生じるどのような問題も無視することによって、上面を露光しようと すると、構築された技術の意味を容易に明らかにできる。このアプローチでは、 再コーティングプロセスは、ディフォルトビルドレイヤーレベルと上面を含んで いる総てのレベルで発生するであろう。使用される露光レベルは、下面が露光さ れる可きかどうか、及びその厚さに依存するか、又は、下面でない面が露光され る可きかどうか、及びその領域中の最後に固化された材料を越える液体の深さに 依存するであろう。もちろん、異なる構成スタイルは、それが上面か又は連続領 域であるかどうか、又はそれが上面か又は連続領域でないかどうかに依存する、 下面でない領域で、使用することができる。 このアプローチは、要求分解能より大きいMSDと結合させて使用することが できる。しかしながら、この場合、MSDが形成する下面より下に位置するディ フォルトビルドレイヤーレベルからは、どの下面の部分も形成することができな いであろう。 もしMRDが1層厚以上であれば、上述の技術は、要求分解能で構成すること ができるようにするために、再び変形される必要があるであろう。 QUICKCAST構成技術 “QUICKCAST”は、変換されていない材料が、形成後に目的物の壁の 内部から除去されるようにする、かなりの数の異なる構成スタイルの総てのこと である(前の具体例は、引用することによって、本明細書に十分合体されたPC TPub.#WO92/08200とPCTPub.#WO92−20505に 記述されている)。変質していない構成材料を目的物の内部の部分から除去する 能力は、周期的にオフセットされた広い間隔のハッチパターンを使用すること、 及び/又は、変質した材料の破れたラインになる少なくとも幾つかのハッチング パターンを使用することの結果として得られる。多重外皮及び/又は、多重境界 が使用されるかもしれない。排出路は、一般的に、焼き流し精密鋳造パターンと して使用される。これらの構成スタイルは、目的物を殆ど歪みなく製造でき、そ れのはまた構成材料の量を比較的少なく使用するので、多くの応用に対して現実 的に構成スタイルであると考えられている。 焼き流し精密鋳造パターンとして使用するために、排出できる部品を製造する 構成技術は、QUICKCAST構成スタイルとして呼ばれるようになった。こ れは、中空又は排出可能な壁を有する目的物の形成において使用される、どのよ うな種類のステレオリソグラフィック構成スタイルに対しても適用できる総称的 な名前である。 現在、好ましいQUICKCAST構成技術は、層の数に固定されたハッチパ スから導かれる空間クロスハッチベクトルを広く使用する。これは、多くの数の 層を互いに覆うハッチベクトルから作られるハッチラインの原因となる。幾つか の層を形成した後、ハッチパスは、シフトされ、それらが、それらの初期の位置 まで戻した後、多くの層に対してこの変更された状態を保つ。事実上、ハッチラ インのシフトは、周期的にのみ発生する。最も適当なハッチ間隔とハッチ高さは 、樹脂に依存する。これらのパラメータはまた、目的物の形状に依存することを 見いだすことができる。ステレオリソグラフィカリーに形成されたパターンをキ ャスティングする時に、完全に固化した材料の厚さが、80ミルから120ミル を越えれば、セラミックモールド外皮は、ステレオリソグラフィーパターンを焼 成しようとした時に、ひびが入るであろうことがわかる。このように、目的物を 形成するときに、80ミルから120ミルより厚い領域は、後のキュア照射によ って固化される、閉じ込められた樹脂を含まないように安全率を見込まなければ ならない。もし、そのパターンが任意の目的物の形状に使用されるならば、これ は、いかに多くの連続した層が、オーバーラッピングハッチを含むことができる かに関して上限を示す。もし、オーバーラッピングハッチの層が、80ミルレベ ルに近付くと、任意の目的形状が、排出を禁止するようになる領域を含むことが 明白である。一方、オーバーラッピングハッチの層が薄くなり過ぎると、オフセ ットハッチライン間の垂直穴は、表面張力又は粘性流効果によって、液体樹脂を 効果的に排出するためには、小さくなり過ぎる。これらの問題を釣り合わせるた めには、全体のハッチ高さ、一般的な目的物に対しては、オフセット前の好まし い層の厚さは、70から130ミルの範囲内であることであり、さらに好ましく は70から130ミルの範囲内であり、最も好ましくは、100ミル±5ミルの 範囲又は±10ミルであることである。与えられた目的形状に対して、オフセッ ト前の高さを30又は40ミル以下に減らすことは有利である。しかしながら、 オフセット前に高さを低くした時、排出時間を十分長くしなければならない。ハ ッチベクトルキュアのとき、それらには、層の間を互いに接着するために、一般 的に 層厚を越える露光が供給される。この超過キュア深さは、一般的に5から6ミル 又はそれ以上である。この超過キュアは、結果として、オフセッティングハッチ によって形成された穴の垂直距離を減少させる。この穴高さの減少は、オフセツ ト前に描かれるべき層の数を決定する時に考慮されなければならない。ハッチベ クトルの水平距離は、また、要求に対抗することによって拘束される。もしハツ チ間隔が小さすぎると、液体の表面張力及び/又は粘性流特性は、排出を非現実 的なもの、又は不可能にする。一方、もしハツチ間隔が大きすぎると、以下の種 々の問題が発生する。 1)目的物を覆う外皮と境界領域に対して不十分な支持しか供給できない。 2)無傷の目的物全体に対して不十分な強度しか提供できない。 3)再コーティングを困難にする囲まれた空間を創造するかもしれない。 一般的な目的物形状に対して、おおよそ120から180ミルの間の間隔が好 ましいこと、さらに、130から170ミルの間の間隔が好ましいことがわかり 、最も好ましくは、150ミルの間隔が使用される。しかしながら、100から 250ミルの間の間隔が満足されることがわかる。ステレオリソグラフィック形 成焼き流し精密鋳造にとって、現時点での好ましい構成材料は、混成エポキシ樹 脂、SL5170とSL5180である。これらの樹脂は、スイスのバゼルにあ るチバガイギーによって製造されていて、カリフォルニアのバレンシアの3Dシ ステムズ、インクで販売されている。SL5170は、325nmの光りを放射 するHeCdレーザーと組み合わせて使用される。これに対して、SL5180 は、351nmの光りを放射するアルゴンイオンレーザー又は351と356n mの光りを放射するクライプトンレーザーと組み合わせて使用される。SL51 70に対する好ましい層厚は、7ミルの境界ベクトルオーバキュアのときに、4 ミルであり、他の露光パラメータは、三角形のハッチパターンに関連した5ミル のハツチベクトルオーバーキュア、4ミルの外皮ベクトル間隔、及び12ミルの 真の外皮キュア深さを含む。SL5180に対する好ましい層厚は、三角形パタ ーンのとき、6ミルであり、他の露光パラメータは、7ミルの境界オーバーキュ ア、6ミルのハッチオーバーキュアを含み、及びSL5170樹脂に使用される 他の 同様のパラメータを有する。 排出を促進するために、樹脂の粘性を低くするためにその部分の温度を上昇さ せることが可能であるが、最も好ましい温度は、SLA上で目的物を形成する時 に使用される温度と同等である。この温度は、一般的に28から30℃である。 もし温度がこのレベルを越えて十分高くなった場合の、温度による目的物の歪み の増加は、排出時間が減少することによって得られるどのような利点より重大で あることがわかる。 上述のQUICKCAST構成スタイルバージョンは、役に立つ焼き流し精密 鋳造パターンを作るためによい働きをするが、それはまた、幾つかの欠点を有す る。これらの欠点は、以下のものを含む。 1)除去を支持することによって及び/又は、境界間の不十分な接着によって、 目的物の形成に非常に薄い層が使用された時の、固化された領域と液体領域との 間のディウェッティング現象によって、外皮と目的物の表面に穴が形成される。 2)上述したように、樹脂に囲まれて、内部空洞が閉じられる。 3)目的物の部分からの不十分な排出 4)不十分な表面の完成 5)囲まれた空間の形成可能性 6)表面ディンプル これらの問題点を考慮して、新しいバージョンのQUICKCAST構成スタイ ルが開発された。この新しいバージョンには、新しい特徴の1つ又は組合せが追 加される。この新しい特徴は、以下のものを含むであろう。 1)下面の構造的な強度を増加させるように、多重下面外皮の形成 2)少なくとも下面外皮の第1の層を形成するときにはハッチベクトルを使用し ない。これによって、これらの形状の曖昧さの出現を最小化する、 3)上面の構造的な強度を増加させるように、多重上面外皮の形成 4)少なくとも上面外皮の第1の層を形成するときにはハッチベクトルを使用し ない。これらの形状の曖昧さの出現を最小化する、 5)各クロスセクションの外部部分を形成するときの、互いにオフセットされた 多重境界の利用。これによって、目的物の壁の構造的な強度を増加させる。 6)各クロスセクション上の最も外側の境界の露光 7)前のバージョンより広い間隔のハッチベクトルの利用。これによって、排出 時間を減少させ、くっついた領域の囲まれたポケットのゆう度を減少させる。 9)前のバージョンより好ましい、例えば、長方形又は六角形パターン等の異な るハッチングスタイルの利用。 10)囲まれた空間の形成の除去又は現象するように、また、目的物の形成の完 了すると同時に、目的物から液体の自動排出をするように、目的物の選ばれた表 面における自動穴形成 11)層厚より大きい厚さを有する下面外皮の使用に対する補償 最も好ましい実施例において、これらの要素の総ては、結びつけられるであろう 。しかしながら、もし、与えられた目的形状に対して、好ましい実施例の利益の 総てが得られなくてもよいならば、これらの要素の一部分だけが特別の実施例で 実行される。現在の所の好ましい実施例において、SL5170を使用したとき に、最も好ましいパラメータは、 (1)6ミルの層の使用 (2)続く層から4ミル離れて位置する4つの境界の使用 (3)3つの上面と、XとYフィルベクトルの双方を用いて露光された下面外皮 との使用。ここで、各フィルベクトルの組は、8ミルキュア深さを生じるための 十分な露光強度を有するように供給され、それらは、第1の下面層又は最後の上 面層の上には引かれていない。 (4)150と350ミルの間の間隔、さらに好ましくは200と300ミルの 間の間隔、最も好ましくは250ミルの間隔で配置されたハッチの使用。 (5)正方形ハッチパターンの使用。やがては、六角形パターンが好ましくなる であろうが、 (6)まだ自動化されていないが、目的物の頂上、又は近くにあって、抜け穴と して働く、約1/4インチ径の少なくとも1つの穴と、それぞれ目的物の底、又 は近くにあって、排出ゾーンとして働く、約1/4インチ径の1,2又はそれ以 上の穴。 これらのパラメータとして明示された値は、例えば、動作層の厚さに従って、 それで十分の場合には目的の2つの、要求される場合には3つ以上の外皮を形成 するときに使用するために、変形することができる。 形成された目的物の排出特性を確保するための、オフセットハッチを使用する 必要がない、QUICKCAST構成スタイルの追加の実施例が存在する。その かわり、この実施例において、ハッチベクトルは連続したラインとして引かれて いないが、しかし十分大きいギャップが、液体樹脂が流れることを可能にし、目 的物の壁のからの排出が結果として起こるように、水平及び垂直方向に周期的に 設けられている。前の実施例と同様に、ハッチベクトルの間隔は、150ミルと 同等か又は大きいことが好ましい。上述したように、前の実施例に関して言えば 、もし薄い垂直形状が与えられた目的物に存在する場合は、その形状の正確な垂 直寸法、その形状の正確な垂直位置、及びハッチベクトルがオフセットされてい る垂直位置に依存している。液体樹脂は、外部境界、外部外皮、及びハッチライ ンの各間に取り込まれることが可能である。これは、これらの余分の外皮がこれ らの形状のオープン領域の寸法を減少させるので、多重外皮実施例の特有の問題 である。これによって、液体の取り込みと、適当な厚さを越える全体の固化領域 とのゆう度を増加させる。一方、これらの前の実施例は、これらの形状の垂直寸 法が小さくない限り、小さい水平形状の中の絶対的な液体の取り込みのゆう度を ほとんどもたない。目的物形状の高感度処理を実行する実施例を除く上述のオフ セットハッチ実施例において、これらの垂直トラップに遭遇する可能性を減らす ことは、困難である。しかしながら、瞬間的にハッチを壊す実施例では、これら の垂直トラップが形成される可能性を減らすことは、水平トラップに遭遇する可 能性が増加するという代償をはらうことにより、可能である。しかしながら、こ の実施例において、注意深くなされるならば、垂直及び水平トラップ位置の双方 は、受け入れられるレベルを越える全体の固化された深さを生じさせないレベル に維持することができる。もし、垂直形状に対抗する、目的物が小さい水平形状 のみを有する場合は、前の実施例の1つは、目的物の構成に適するであろう。も し、 目的物が、小さい垂直形状と小さい水平形状の双方を有する場合は、この実施例 の第1の実行例は、、目的物の形成に十分適する。しかしながら、もし、目的物 が小さい垂直形状のみを有する場合は、この実施例の第2実行例は、それが、目 的物から液体が容易に排出されることを保ったまま、構造的に強度を高めること ができるので、目的物の形成に十分適する。 ハッチを壊す実施例の第1実行例として、図38a,38b,38c,及び3 8dが参照される。図38aは、任意の層の境界1002と、その層とともにキ ュアされるべきハッチパターン1004とを示す。示されているように、この層 上の、キュアされるべきハッチラインは、ハッチパス1006(すなわち、点線 )の正方形グリッド上にあるが、パスの交点付近の領域のみが実際に固化される 。もし、連続するハッチパス間の間隔が、例えば、150ミルであれば、各パス 上の固化された個々のラインの長さは、30から50ミルの間になるであろう。 これは、結果的に、各パスの上の各固化された領域の間の100から120ミル の領域になる。一方、図38bは、目的物の他の層とともにキュアされるべき、 ハッチパターン1008を示す。このハッチパターンは、短いハッチ1004が 置かれているハッチパスの同一グリッド1006上に置かれている。このように 、ハッチラインは互いの頂上におかれている。この実施例において、ハッチパタ ーン1004と1008は、周期的な基準に基づいて、交互に繰り返される。こ のパターンの交替は、目的物が構造的な十分な強度を有するように形成されるよ うに、発生される可きである。同時に、交替は、開口部の垂直寸法が、液体材料 が効果的に流れることができるために十分大きくなるように、なされるべきであ るが、同時に、80から120ミルより薄い形状の中に、液体をトラップする構 造を形成するように、そんなに離れて位置しないようにすべきである。この基準 に基づいて、ハッチパターン1004は、80から120ミルの高さが得られる まで使用され、次に続く、20から40ミルの高さのための層の上のハッチパタ ーン1008の使用に引き継がれる。この積層構成プロセスは、積み重ねられた ハッチパスの平面と積み重ねられたハッチパスの中間の平面でカットすることに より得られる図38cと38dの中の目的物の側面図に示されている。これから 容易に 分かるように、この実施例は、受け入れられるレベルより厚い固化領域になるト ラップしている液体量に殆ど影響されない。勿論、他のハッチパターンは、同一 の要求結果を導くことが可能である。これらの他のハッチングパターンは、他の ハッチパスパターン又は間隔、及び/又は、固体と壊されたハッチ、又は壊れた ものと壊れたハッチとの他の組合せに基づくかもしれない。付加される構造的な 強度に対して、各ハッチラインは、実際、2つのより少ないオフセットハッチベ クトルを露光することによって形成される。 他の実施例は、層上のハッチラインが、領域の境界に接触する壊れたハッチラ インを含むことを許さないかもしれない。事実、最小の分離距離は、ハッチィン グの目的のための、初期の境界の補償のライン幅タイプを通じて、仮の境界を作 ることによって、実行される。第2の実施例は、壊れたハッチラインの幾つかは さらに延ばされることが許されることを除いて、上述の第1の実施例と同様であ り、そのように、構造に対するより安定性を提供する。 さらに、上述のどの実施例に対しても適用できる別のQUICKCAST構成 スタイルの実施例が存在する。この別の実施例の幾つかは、その位置が、目的物 の表面からどの程度離れているかに依存する、異なる位置における異なるハッチ パターンを目的物の中で使用することを伴う。オフセットハッチ実施例において 、単一の外皮と単一の境界を使用するときに、目的物の表面が適切に支持される こと、及び、液体の大きい領域が目的物の中にトラップされないことを確保する ために、ハッチは比較的近くになければならず、かつたびだひオフセットしなけ れはならない。しかしながら、近接した間隔のハッチとたびかさなるオフセット ハッチは、比較的小さいフローパスを含み、そしてこのようにして、必要な排出 を完了するために、かなりの時間を必要とする。目的物の内部の強度は、外側の 強度に比較して重要でないので、目的物の表面から離れるに従って、ハッチベク トルの間隔は、かなり増加する。このベクトルの間隔の増加又は使用されている ハッチラインの量の減少は、樹脂の流れに対する抵抗が減少するので、排出時間 の減少をもたらす。目的物の中深く移動するに従って、ハッチライン量を変化さ せる実施例の実行の第1ステップは、目的物の中、どの程度の深さに位置するか 決定 することである。 目的物の中の垂直深さを決定するために層比較を使用すること、及び、部分の 中の1つの水平深さを決定するために侵食と拡張ルーチンを使用することによっ て、総ての表面から目的物の中の、先に定義された最小距離に位置する各クロス セクションのための境界を定義することができ、そしてこれらの境界の中の材料 をキュアすることは、変形された基準の組に基づく。これらの境界の中の領域の キュアにおいて、境界そのものは固化される必要はない。このように、流れを制 限するこれらの深い境界について心配することはない。例えば、もし、目的物の 表面に近い使用に対して、外部の境界と外皮を支持するために、特別のハッチ間 隔が好ましいならば、そのハッチ間隔は、目的物の深い領域の2倍になるであろ う。例えば、表面の50から150ミル内のクロスセクションの部分は、約15 0ミルのハツチ間隔が与えられるであろう。これに対して、クロスセクションの 中のさらに深い部分は、300ミルのハッチ間隔が与えられるであろう。図39 は、クロスセクションの表面からの距離に依存する2つの異なるハッチタイプを 使用するクロスセクションを示す。 別の実施例では、目的物の中の領域の深さに関する情報の使用は、前の実施例 と対抗する方法で、利用することができる。特に、多重外皮及び多重境界実施例 を使用する時には、目的物の表面と外部境界とを支持するために、少ない内部構 造を使用することができる。この小支持構造の使用は、目的物の外部表面近く及 び中の変質していない材料の自由な排出を導く。しかしながら、表面領域はより 堅いけれども、目的物の構造的な強度全体に関係しなければならない。これらの 関心事に基づいて、この実施例は、目的物の表面と境界の近くの最小の内部構造 を使用し、目的物の外面から離れた時に、より多くの構造を使用する。例えば、 ハッチ間隔は、目的物の表面に対して特別な距離内の場合、及び/又は、壊れた ハッチベクトルのみが、表面の与えられた距離内で使用されることが確保できる 場合に大きくなるであろう。目的物の内部により深く移動するように、近くに又 は壊れていないハッチに転換することができる。それは、境界及び/又は外皮と 、液体のトラップドポケット(結果として固化されて、キャスティングの間に欠 陥 を導く)を作ることができるハッチとの組合せであるから、また、この実施例は 、乾燥する間にキャスティング欠陥になるこれらに近付いて来る方向を有するト ラップド領域がないように確保するために、使用することができるので、これら の技術に基づいた実施例は、最も好ましいと考えられる。勿論、境界からの水平 距離のみ又は垂直距離のみに焦点を当てた、簡単な実施例もある。これらの簡単 な実施例は、おそらく、多くの5の条件のもとで、満足な部品を作るであろうが 、これに対して同時に、実施例の計算の複雑さを減少させる。 上述したように、水平比較は、進んだQUICKCAST構成スタイルの実行 において、特別の利点を有することができる。次ぎに示すものはそのような実施 例の1つの例である。この実施例において、水平比較は、各クロスセクションの LB領域上で、それらを3つの領域に分割するために働く。第1領域は、初期の LB境界に最も近くにあって、15から30ミルの幅を有する。この第1領域は 、完全に固化された外皮領域を形成する。第1領域の固化は、多重オフセット境 界(好ましい技術)を経由して起こるであろう。または、それは、外皮ベクトル の利用することによって、満足されるかも知れない。第2領域は、第1領域に隣 接していて、クロスセクションの中に50から100ミルの、より深い方向に広 がっている。この領域は、例えば、周期的な層の上のみで使用される、大変広い 間隔のハッチ又は可能な壊れたハッチパターンの、最小構造を使用することによ って固化される。各ハッチラインは、単一ハッチベクトル又は互いにオフセット されている2又はそれ以上のハッチベクトルによって、固化される。例えば、そ れは、一旦それぞれ25から150ミルで使用され、引き続く使用でオフセット される。一方、例えば、それは、ことごとく100から150ミルで使用される かもしれないが、しかし、使用されるとき、オフセットされていない、3又はそ れ以上の連続した層のシリーズ上に露光されるであろう。ベクトル間の間隔は、 100から250ミルになるであろう。 この実施例において、第3領域は、初期のLB領域の残りの部分をしめる。第 3領域は、第2領域で使用されたものより堅いハッチパターン又はより少ない割 れ目で固化される。例えば、100から150ミル間隔のハッチは、おのおのの 層の上で使用され、そして、周期的にオフセットされるであろう。この実施例は 、大変細かいグリット構造によって直接支持されていて、序々によりしっかりと したグリット構造によって支持された、強い外側の外皮を提供する。ステレオリ ソグラフィカリイーに作成された焼き流し精密鋳造パターンの排水路は、それら を連続して使用することが厳しく、目的物の表面とハッチラインとの間で樹脂を トラップすることが、焼成に基づくセラミックモールドでは使用することができ ないので、水平比較技術の利用は、大きな構造に対して構造的な強度を確保する ように、適当な支持を供給するための、目的物の内部深い部分における十分堅い 構造にも拘わらず、樹脂の排出を許すために、目的物の表面付近では十分細かく 刻まれた内部のグリッド構造の実施を許す。上述した水平比較技術なしでは、こ の実施例は、自動化の基本に基づいて、容易に実行することができない。 さらに、上述したように、より好ましい実施例は、生成された領域の水平比較 と、垂直層比較によって生成された多重外皮とを結びつけるであろう。この結び 付けられた実施例は、上述の参照されたアプリケーションにおいて、記述された 技術によって、簡単に作り出すことができる。 最も好ましい実施例は、最後の実施例を、多重下面外皮の直上と多重上面外皮 の直下の1又はそれ以上の層において、上表面と下表面の、それぞれ直上と直下 の領域がそれぞれ、ハッチの最小量を使用することによって変換されることを可 能にする領域排出を提供するように、層比較を続ける、もう1ステップを拡張す る。好ましくは、これらの領域は、その外皮を25から150ミル越えて広がり 、最も好ましくは、70から100ミル広がり、そして、径の1,2,3又はそ れ以上の幅と互いに25から150ミルの間隔で配置された、例えば、円柱の露 光点シリーズを用いて固化される。一方、その柱は、クロスセクションの寸法の 円形でなくてもよく、小さい十字、箱形、又はそれに類似した他の形状てもよい 。 さらに進んだ実施例は、可能である。連続した境界領域の最も外側の部分が、 連続した境界が、剥がれている領域によって仕切られた、広げられた固体キュア に与えられていない。この実施例の拡張において、内部の角に近い目的物の境界 が、これらの角の領域に複写されている多重外皮の欠如の可能性と、広げられた 連続境界ゾーンの欠如によって、不注意で露光されないことがないことを確保す るために、さらに注意されなければならない。 構成物を覆わないアプローチの外の実施例は、以下に説明する本発明の追加の 実施例はもちろん、オーバーラッピング露光技術と結びつけて議論された技術と 適当に結合することによって、開発することができる。 ACES構成スタイル SL5170樹脂とSL5180樹脂を使用するときの、好ましい実施例は、 ACES構成スタイルと呼ばれる。境界と、XとYスキンフィルのみが、各クロ スセクションの部分上で使用される。XとYベクトルの連続露光は、層から層へ 交互にされる。露光されたスキンベクトルの第1セットは、結果として、1つの 層厚のすこし下の実際のキュア深さになる露光に対して与えられる。ベクトルの 第2セットが材料を露光したときキュア深さの増加は接着に寄与する。一般的に 、同一の露光が、スキンベクトルのどちらのセットにも与えられる。しかしなが ら、第2セットに、第1セットに使用されるものより、大きな露光量を使用する ことが可能である。好ましい層厚は、SL5170に対して4ミルであり、SL 5180に対して6ミルである。好ましくないけれども、クロスセクションの露 光の間、ハッチベクトルを利用することが可能であり、さらに、目的物又は1つ のクロスセクションの一部分にACES構成スタイルを利用し、そして、そのク ロスセクション又は目的物の他の部分に他の構成スタイルを利用することが可能 である。ACES構成スタイルは、高い半透明の部品を作成できる。 SL5170及びSL5180のようなエポキシ樹脂を使用するときに、新し く露光される層が再コーティングに伴う力を受ける前に、露光された樹脂の分子 量が、ある最小レベルに増加するように、各クロスセクションの露光後、再コー ティングプロセスが始まる前に、5から90秒の時間区間を与えることが有効で あることがわかる。この時間区間は、プリデップ遅延と呼ばれる。ACES構成 スタイルに対して、SL5170を使用するとき、この時間区間は、普通10と 30秒であり、これに対して、SL5180を使用するとき、この時間区間は、 普通45と90秒である。QUICKCAST構成スタイルにおいて、SL51 70を使用するとき、プリディプ遅延は、普通0から15秒であり、これに対し て、SL5180を使用するとき、それは、普通10から30秒である。正確な プリディプ遅延は、最小の試験と特別な幾何学的な部分の誤差から得られる。 プリデップ遅延が構成時間に与える影響を除く又は少なくとも最小にする技術 として、最初に厳しい領域に露光し、次ぎに厳しくない領域に露光する賢明な露 出パターンを使用することが可能である。事実、プリディプ遅延時間の秒読みは 、総ての厳しい領域が露光されるとすぐに開始される。このように、厳しくない 領域の露光をどのような長さにするかに依存することによって、プリディプ遅延 は除去又は少なくとも減らすことができる。厳しい領域は、外部でない領域のグ リッド構造のみが少なくともほんのわずかばかり厳しいと考えられているととも に、外部境界領域と外部の外皮領域であると考えることができる。1つの周辺の 作業の可能性は、最初に外部領域を走査し、続いて外部でない領域のグリッドパ ターンを走査し、プリデップ遅延の秒読みが始まった後に、残っている外部でな い領域の露光をすることを伴う。境界が露光される非連続外皮技術をへて、AC ES構成スタイルが実行されるための、プリデップ遅延周辺作業につづいて、第 1外皮の露光をし、続いて、最初に、厳しい領域(1又はそれ以上の区別された 領域に位置する)の露光をし、第2を続ける第2外皮の露光をし、そしてより高 い順へと組合わされた露光をする。 穴と排水路の自動生成 穴と排水路の自動生成についてこれから説明する。その技術は、参照されるこ とによって、この明細書に合体されているものとした米国特許第5,182,7 15号(’715特許)に記述されたVIEWプログラムの利用を伴う。VIE Wによって、ユーザーは、目的物を構成する前に、より滑らかな表面及びそれに 近いものを得るために、目的物を表示して、目的物を新しい方向に向けることが できる。 ’715特許に示されているように、VIEWは、STLフォーマットで目的 物の表現を表示する為に適合される。STLフォーマットは、その中では、三角 形は実質的に目的物の表面に広がっていて、各三角形はその3つの頂点(模範的 な実施例において、その3つの頂点は、3つの浮動小数点番号によって表現され 、右手の法則に従って並んでいる)と法線ベクトル(模範的な実施例では、i, j,及びkの規格化成分で表されている3つの浮動小数点番号で表現される)で 表されるモザイク式三角形フォーマットである。STLフォーマットのさらに詳 細については、それぞれ、引用することによって、この明細書に合体された、U .S.PatentNo5,059,359;5,137,662;5,321 ,622及び5,345,391を参照できる。 上述したように、目的物をCTLフォーマットに従った表現で表示することも 可能である。上述したように、CTLフォーマットは、VIEWに関連するST Lフォーマットに比較して種々の利点がある。第1は、スケーリングとローテー ションの演算を容易にすることである。第2は、デルタ値(許容できるラウンデ ィングエラーのレベル)を適当に選択することによって、合成された目的物を比 較的遅いグラフィックディスプレーデバイス上に効果的に表示するために、VI EWの見地から必要のない細かい部分は除去できることである。 自動的に目的物に排水路と穴とを付加する方法の第1の実施例は、CTL又は STLファイルかに拘わらず目的物の表現を表示すること、ユーザーに、目的物 の表現の中に含まれる平坦三角形を、自動的に表示することとを伴う。この実施 例において、穴は平坦上面三角形の中にのみ位置することができ、また、排水路 は下面三角形のみに位置できるので、平坦三角形のみが、強調される。VIEW は、三角形に関係する法線ベクトルを通して、どの三角形が穴又は排水路の位置 の候補かを決定することができる。ここで、総ての三角形の法線のk成分は、1 または−1のどちらかであって、1値を有するものは、上面三角形に関係し、− 1は下面三角形に関係する。 穴を作成するプロセスは、図40に示されたステップを伴う。図において、番 号1020で示された第1ステップにおいて、ユーザーは、部品の表示する上面 を選択する。マウスを使用して、ユーザーは、図46に示す、VIEWによって 提供された変換画面窓を使用することによって、トップボタンをクリックする。 変換画面窓は、1又はそれ以上の座標の中で、入れ換えるか又は回転させるかど うか、それを拡大するかどうか、見方を変えた表示(例えば、トツプ、ボトム、 正面、後ろ、右、左、写像、モザイク式三角形等、)そして、表示を暗くする、 ディスプレーについての種々の特性を明示する画面をユーザーに提供する。これ らのパラメータの1又はそれ以上が変化された、立方体の表示例を図43,44 ,45,及び47に示す。 図40において、番号1021で示された次のステップは、議論したように平 坦下面三角形である、穴が配置される、候補になる三角形を強調することである 。このステップは、図42に示された“穴及び排水路”窓の中に提供された“穴 三角形表示”バーをクリックすることによってなされる。このステップの結果と して、平坦上面三角形が、ディスプレーの中で、例えば青の特別な色で強調され る。 図40において、番号1022で示された次のステップは、平坦上面三角形の 中から、穴が形成されるべき、1つを確認することである。これは、強調された 三角形のいずれかの中に、マウス矢を移動して、マウスボタンのうちの1つをお すことによってなされる。選ばれた三角形は、例えば、白の、他の上面三角形と 異なる色で強調される。このステップで、1以上の三角形が選択される。 図40において、番号1023で示された次のステップは、穴の自動生成であ る。これは、“穴及び排水路”窓(図42に示された)の部分として表示されて いる“クリエート”ボタン上をクリックすることによってなされる。その結果、 不履行値を使用することによって選ばれた三角形の総てに穴が形成される。同時 に、図40において、番号1024で示されたステップに示されているように、 穴とそれらが形成された三角形が、例えば、青の適当な色で強調される。他の平 坦上面三角形の総ては、強調されていない。 このプロセスに従って形成された穴は、図43−45と47に示されている( 総 ての4つの図において、穴は、番号1032で示されている)。上述のように、 4つの図の表現は、異なった見方で示し、目的物の上面を暗くしている。 また、上述したように、この実施例において、最初に作成された穴は、欠陥形 状と寸法を有する。有利なことに、穴の欠陥形状は、円であり、他の形状が可能 なことは高く評価されるべきである。さらに、3Dシステムが製造販売している 現在ある好ましい樹脂(SLA−190/250に対するCibatoolSL 5170と、SLA−500に対するCibatoolSL5180)にとって 、1.250mm(0.05インチ)の欠陥穴径が容認できる結果であることが わかる。 図40に示された最後のステップ(番号1025で示されたステップ)で、ユ ーザーが穴の欠陥寸法を変化させることができるようにしている。そしてまた、 ユーザーが穴を移動する(X−Y平面で)ことができるように、又は、ステップ 1023で作成されたある穴を除去できるようにしている。穴の寸法を修正また は変更することは、ユーザーが最初にこれを選択することを必要とする。穴を選 択するために、ユーザーは、単にマウスの矢を穴の上に置き、マウスボタンをク リックするだけである。選択したとき、穴は例えば白の特別な色を使用して強調 される。穴のx,y,z座標と穴の径は、“穴及び排水路”の中の適当なデータ 入力フィールドに表示される。x−yフィールドに入力された新しい値(zフィ ールドは、この実施例では変更することができない)によって、ユーザーは、選 ばれた穴の位置を変えることができる。選ばれた穴の1つ又はそれ以上の径を変 化させるために、ユーザーは、ただ“穴径”フィールドを変化させる必要がある のみである。これらの新しい値がそれぞれのフィールドに入力されたとき、表示 は、これらの変化に対応して自動的に変更される。“クリアー”ボタンをクリッ クすることにより、ユーザーは、選ばれた穴をはずすことができる。 次に、排水路の作成プロセスを説明する。そのプロセスは、一般的に排水路は 穴に比べて大きいこと(排水路は、穴と異なり、固化されていない材料が流れる ように十分大きくなければならないので)、及び平坦上面三角形に対向する平坦 下面三角形上に作成されることを除いて、穴の作成プロセスに大変よくにている 。 それゆえ、このプロセスと、先に記述した穴の作成プロセスとの間の違いについ てのみ、記述する。 このプロセスは、図41に示されている。番号1026で示された第1ステッ プは、図46の“視野変換”窓を用いて、その部品の下面図を選択することを伴 う。次に、番号1027で示されたステップで、“穴及び排水路”窓から“排水 路三角形表示”ボタンを選択する。これに応答して、VIEWは、例えば、黄色 の適当な色を用いて、平坦下面三角形を強調する。番号1028で示された第3 ステップにおいて、ユーザーは、平坦下面三角形の組から、排水路を設ける望ま しい三角形を選択する。これに応答して、VIEWは、例えば、白色の適当な色 を用いて、選択された三角形を強調する。番号1029で示された次ぎのステッ プにおいて、ユーザーは、“穴及び排水路”窓の中の“クリエート”ボタンをク リックすることによって、VIEWに自動的に排水路を作成させる。VIEWは 、欠陥パラメータを使用して、選ばれた三角形の中に排水路を作成することによ って、それを実行する。現実には、欠陥形状、位置、及び排水路の寸法は、Ci batoolSL5170(SLA190/250とともに使用することが好ま しい)及びSL5180(SLA500とともに使用することが好ましい)のど ちらに対しても、3,750mm(0.150インチ)の径を有する、三角形の 中央に中心がある円である。次ぎに、番号1030で示されたステップにおいて 、VIEWは、排水路を形成するために選ばれた三角形と、排水路自身を、例え ば、黄色の適当な色で強調し、他の平坦下面三角形は強調しない。最後に、番号 1031で示されたステップにおいて、ユーザーは、“穴及び排水路”窓を使用 して、さらに、位置を変更したり、径を変更したり、排水路の選択を取りやめた りする。その結果、1又はそれ以上の排水路が、図43及び44に示すように( 番号1033及び1034で示されている)、形成される。 現時点では、適当なコマンドを通じて、VIEWは、ユーザーに、穴と排水路 の欠陥径とそれらの位置を変化させることを許す。さらなるコマンドを含むこと は、欠陥形状を供給する可能性があることであることは、高く評価されるべきで ある。また、制限のない、近平坦表面上に穴又は排水路の挿入を含む、この実施 例の幾つかの改善と改良が可能であることは高く評価するべきである。 排水路と穴が、上述したように、目的物の表現に挿入された後、VIEWは、 ユーザーに、排水路と穴を示す情報をデータファイルに保存することを許す。現 時点では、VIEWによって保存された情報は、各排水路と穴に対して、穴と排 水路の中心のx,y,z座標、三角形の法線のx,y,z座標(i,j,k)、 及び穴と排水路の径を含む。挿入された穴と排水路を有する目的物を正確に構成 するために、ユーザーは、この情報を、変更されていない目的物の表現とともに 、C−SLICE、すなわち、米国特許第5,321,622号(’622特許 )に記述された、ブール層比較プログラムの中に入力する。目的物の表現から、 C−SLICEは、目的の層に関連する縁の3つのタイプに至るまで、上面境界 (UB)、層境界(LB)、及び下面境界(DB)とを作成する。この境界情報 を作成した後、C−SLICEは、それを、VIEWによって提供された情報に 基づいて処理する。与えられた排水路と穴に対して、C−SLICEは、穴と排 水路が出現する三角形のz座標を使用して、どの層が変更されるべきかを決定す る。(使用された単数の語は、この第1実施例の三角形が、定義によって、与え られたz平面の中に完全に位置する平坦三角形になるように強制されることを示 す)。それから、三角形法線のk成分の符号は、UB又はDB情報を変更すべき かどうかを決定するために使用される。もし、符号が正であれば、穴を表示して 、UB情報に変更がされ、もし負であれば、DB情報に変更がされる。 このデータに対してされた変更について説明する。’622特許に示されてい るように、C−SLICEによって作成されたUBとDB情報は、たぶんポリリ スト形式、すなわち、目的物の固化された中空の形の周囲を囲むラインセグメン トの規則化された列であろう。都合良いことに、座標の順番は、右手ルールに従 う。もし、それらが目的物の外部境界を定義するのであれば、すなわち、目的物 の固化部分を囲むのであれば、このルールに従って、セグメントは反時計回り方 向に並べられる。これに対して、もし、それらが目的物の内部境界を定義するの であれば、すなわち、目的物の中空部分を囲むのであれば、セグメントは時計回 り方向に並べられる。 その技術は、穴と排水路をポリリストに記述することを含む。本実施例におい て、255セグメントのポリリストが使用されるが、他の選択物も使用すること ができることは高く評価されるべきである。都合良いことに、セグメントの座標 は、右手ルールに従って時計回り方向に並べられている。それは、定義によって 、それらが穴を記述するからである。それから、三角形法線のk成分の符号が、 評価される。もし、符号が正であれば、UBデータに、変更するためのイヤーマ ークが付され、符号が負であれば、DBデータに、変更するためのイヤーマーク が付される。ブールユニオン演算は、’622特許に示されているように、UB 又はDBの適当なデータと、問題の穴と排水路を記述しているポリリストとの間 で実行される。 このステップは図48に示されている。番号1035で示された円は、固化領 域を取り囲む縁(上面又は下面のどちらか)の表現であるポリリストを示してい る。右手ルールに従って、ポリリストを形成するセグメントは、反時計回り方向 に並べられる。番号1036で示された円は、一方、穴又は排水路を表すポリリ ストを示す。ポリリストを形成するセグメントは、穴又は排水路は、定義によっ て、中空領域を取り囲むから、時計回り方向に並べられる。 上述したQUICKCASTの1つの形態は、焼き流し精密鋳造に使用するた めに、強い外皮を作成するための、目的物の外皮の多重層の作成である。ポリリ ストが孔又は穴を作ることが、UB又はDBデータとのブール連合である上述し たステップは、これらの各覆う層に対して繰り返されなければならない。もしそ れが、総てに対して実行されないならば、孔又は穴は覆われるようになるであろ う。すなわち、最終の部分でふさがれる。 一旦、適当なUB又はDBデータが変更されれば、C−SLICEプロセスは 、’622特許に示されたように、部分の構成のQUICKCASTスタイルに 関連して、ここに記述された独創的な概念と結び付けて継続する。その結果は、 穴と排水路がその部分に挿入された、QUICKCASTスタイルに従って構成 された部分になる。 穴と排水路を自動的に構成するこの実施例は、固化部分の中の囲まれた領域か ら固化されていない材料を排出するために、使用することができる。ここに、引 用することによって、この明細書に合体した、米国特許第5,258,146号 で議論されているように、囲まれた領域は、再コーティングプロセスの間に構成 された材料によるリーディングとトレイリング端問題を引き起こす。その問題は 、材料の構成において、一旦固化されると、再コートに使用されるドクターブレ ード又はスイーパーの動きをさまたげるので、重大である。少なくとも部分的に これらの問題を除去するための、適切な再コートパラメータの選択は、先に引用 した米国特許第5,258,146号で議論されているように、手近の特別な部 分の幾何学形状に独立して、再コーティングパラメータの選択をすることができ ないので、十分満足できる解決法ではない。自動穴又は排水路形成は、トラップ 領域の除去に役立つであろう。この技術において、ユニオン演算は、下面又は上 面領域で実行されるだけではなく、明示される下面又は上面と反対側の下面と上 面の間の総ての層の上の総ての領域(下面、上面及び連続)で実行される。本実 施例において、穴と排水路が1つの三角形に、又は特別の上下面領域にさえ適合 することが要求されないことは高く評価されるべきである。穴又は排水路が、部 分的に上下面の外側に続いていると、その部分が失われるので、穴又は排水路の 寸法は小さくなる。 この現象は、図49に描かれている。図示するように、上又は下面を示してい るポリリスト1035は、示されるように、ポリリスト1035によって完全に は囲まれていない穴を囲むポリリスト1036’に結合されたブールである。こ の結合された演算の結果は、図49に示された境界である。この境界は、問題の ハッチ又は外皮が層の上に製造される限界を定義するので、番号1039で示さ れた穴又は排水路は、ポリリスト1036’で示された孔に関係する表面領域が 減少するにもかかわらず、まだ、最終部分の中に作成されるであろう。 この実施例の改善又は改良についてこれから説明する。1つの改良において、 VIEWによって供給されたデータは、SLCフォーマット(’622特許の中 で示されたコンチュアー/レイヤーフォーマット)に従ってフォーマットされた 目的物表現と組み合わせて使用される。ブールユニオン演算を通じて、記述され た方法でVIEWによって供給された穴/排水路データを使用することによって 、そのようなデータは変更される。 3次元目的物の中に穴と排水路とを自動的に挿入するための第2の実施例につ いて、これから説明する。この実施例において、目的物の近平坦領域に穴と排水 路を挿入する可能性と、が提供される。1つの可能性は、トラップ領域を除去す る再方向づけを通じて、支持を容易にする部分の場合において特に役に立つもの である。 この第2の実施例を実施するための第1のアプローチは、目的物表現の中の初 期の近平坦領域に、平坦領域を導入することと、今議論している実施例に、今作 成された平坦領域に排水路と穴を提供することとを伴う。その技術は、目的物を 表示するためのVIEWを使用することと、予め決められた表現のライブラリー から平坦表面(円柱又は長方形のバーのような)を有する第2表現を選択するこ とと、平坦領域が第1目的物の近平坦領域の中に適切に位置するようにVIEW の中に第2目的物表現を位置付けることと、それから、それらの表現間のブール 差分演算を実行することとを伴う。前に議論した実施例は、第1目的物の表現の 中の結果として得られる平坦領域に穴と排水路を挿入するために、使用される。 その技術は、図50−51に示す。図50において、図の中で番号1040を 付して示された近平坦領域と番号1041を付して示した、近平坦領域の中に位 置する平坦領域1042を有する円筒表現が示されている。ブール差分演算の結 果は、図51に示されている。示されているように、番号1043で示されてい る平坦領域は、穴又は排水路の挿入のための部分の中に作成される。 この技術の変形例は、このブール演算をCADシステムを用いて実行すること すなわち、目的物を表現するSTLファイルを変形することを含む。 この第2の実施例を実行する第2のアプローチは、’622特許に記述された C−SLICEブール層比較“slice”プログラムの修正することを伴う。 その記述されたフローチャートを図52aに示す。番号1044で示された第1 ステップは、入力として、’622特許(入力として、UB,LB,DBデータ の演算の結果であるブール層比較演算を使用する)で示された暫定的な境界デー タ、すなわち、L[i]データと、このデータと要求される穴及び排出路の表現 データとの間のブール差分を作る。穴と排出路のために平坦領域を作ることは効 果がある。このステップは、図52bに示されている。ここに、番号1057が 付され、ブール差分演算によって位置1057に移動され/引き込まれた、層の ための暫定的な境界データが示されている。平坦領域1058を作成することは 効果がある。番号1045で示された第2ステップにおいて、変形されたL[i ]データは、従来の穴及び排出路ゾーンの含有に対応してUB,LB及びDBデ ータに到達するための方法を用いて、C−SLICEで処理される。番号104 6で示された第3ステップにおいて、結果として得られるUB及びDBデータは 、前に第1の実施例に関連して記述した方法で、穴と排出路のデータ表現を有す る第2パスを通じて、変形される。すなわち、このデータとUB/DBデータと の間のブールユニオンに従った穴と排出路のポリリストの作成である。このステ ップは、図52cに示されている。ここには、ステップ1044で作成された平 坦領域の中の穴/排水路の含有が示されている。これらのアプローチで発生する 可能性のある問題点は、適当な寸法の穴と排水路を挿入するために十分大きな平 坦な領域を形成する必要のために、目的物の中の大きなぎざぎざの形成の可能性 を伴う。特に、傾いた表面の傾斜が、急こう配になるに従って、形成されるべき 平坦な面の与えられた大きさに対して、ぎざぎざが大きくなることが明らかであ る。このように形成されたぎざぎざは、目的物の表面の、受け入れることのでき ない歪みを表す。これらのアプローチにおける、別の問題の可能性は、挿入され た穴が、それが挿入されていない目的の面の最も低い末端に位置していないとい う事実によって起こる。もし、穴が排水路として動作するならば、内部の総ての 液体は、目的物が傾いているにもかかわらず、目的物から排出されることは明ら かである。もちろん、自動的に目的の傾いている面が、目的物が接しているプラ ットホーム支持構造に付加されるならば、この問題は発生しないであろう。 これらの問題は、穴が、ブール的に引き算がされた目的物の部分によって作成 された垂直表面に存在するように実施例を修正することによって部分的に克服さ れるであろう。 この第2の実施例を実行する第3アプローチは、傾いた表面とともに外皮を除 去することと、その場に層境界を残すことをともなう。この場合、定義された穴 は、穴の部分が連続した層に関連する傾いた方向を有するであろう。連続した層 又はデータのクロスセクションに関連した部分的な穴は、適当な2つのクロスセ クション上の2つのクロスセクションの間(特に、層の上の部分又は上のクロス セクション)における傾いた穴の部分を投影することによって、得ることができ る。投影演算を実行するための技術は、先に参照した米国特許第No5,345 ,391と5,321,622に示されている。 最後のアプローチに関して可能性のある問題点は、それは、非常に傾いた近平 坦表面の中に穴又は排水路を挿入することを目的とする場合には、効果的でない かもしれないことである。図53aにおいて、例として、非常に傾いた近平坦表 面(番号1047で示されている)が示されている。それぞれの層に関係するL B領域が、番号1049a,1049b,1049c,及び1049dで示され 、それぞれの層に関係するDB領域が、番号1048a,1048b,1048 c,及び1048dで示されている。上述した変形がそれるDB領域の除去は、 目的物の、結果として得られる表面にギャプを残さないであろう。これは、その 表面は大変傾いていて、連続層からのLB領域がどのようなギャプも閉じるため に十分近くに位置するからである。 このアプローチは、しかしながら、図53bにおいて、番号1047’で示さ れる、よりゆるやかな近平坦表面には効果があるであろう。この図において、各 層のLB領域は、番号1049a’,1049b’,及び1049c’で示され 、これに対して、各層のDB領域は、番号1048a’,1048b’,及び1 048c’で示されている。この場合のDB領域の除去は、残っているLB領域 によってふさがれない、1050aと1050bで示されたギャプを残すであろ う。これらの領域の排水路は、その部分から固化されていない材料を排出させる 目的に対して効果的であろう。結局、それは、ゆるやかに傾いた近平坦表面に対 するこの変形例の適用を制限するために適用される。 この第2の実施例を実行するための第4アプローチについてこれから説明する 。このアプローチの有利なところは、近平坦領域の他に垂直にも穴と排水路を挿 入するために使用することができる点である。この実施例に従うと、アンチ境界 として知られている、新しい境界タイプが作成される。C−SLICEによって 必要になる要求事項は、層境界(LB)が閉ループを形成することである。層境 界によって実行された関数によって必要になる要求事項は、それらが、ハッチと フィルベクトルを生成するために使用されることである。図54に示されるよう に、もし、目的物の層境界1051の中に、割れ目1052が現れた場合、それ は、望ましくないハッチとフィル(1053で示された)の生成を導く。 この要求は、傾いた又は垂直の表面に穴と排水路を形成する時に、問題を発生 する。議論したように、これらの表面に対して、連続境界からの層境界は、それ らが、外皮フィルのみで開いている穴と排水路の生成を抑制又は妨げるほど、大 変近接している。このように、1つの手段は、層境界の中に、割れ目の挿入のた めに提供されるにちがいない。 暫定的な境界を加えることにより、この問題を解決することができる。暫定的 な境界は、固化されていない層境界の部分を定義する。暫定的な境界は、完全な 閉ループが形成されるように、正規の境界を補う。これらの暫定的な境界は、ハ ッチ/フィルベクトルの生成において、使用されるために保持され、露光される べき境界には含まれていない。 図55a−55bに示されている暫定的な境界を生成するための1つのアプロ ーチは、望まれる穴/排水路(目的物の垂直/近平坦表面上に存在するような) と、C−SLICE(層比較スライス)で使用されるスライシング平面(図43 aにおいて、番号1055a,1055b,1055c,1055d,1055 e,及び1055fで示されている)交点からなる。その結果は、図55bにお いて、1056a,1056b,1056c,1056d,及び1056eで示 されていて、暫定境界を構成する、種々のz位置におけるラインのシリーズであ る。このアプローチは、SLA250(そこでは、ハッチとフィルはC−SLI CEで、層境界情報と同時又はほぼ同時に作成される。)及びSLA500(そ こでは、ハッチとフィルは、“オンザフライ”で作成される(以前に引用するこ とによって、合体した、米国特許第5,182,715号に示されているように 。)の使用に対して効果的であろう。暫定的及び正規の境界の双方とも、どちら もハッチ生成において使用されるために、SLA−500に変化されるが、正規 の境界だけが露光に使用される。 選択的に、2つの境界が作成され、ここに、1つの境界は、その中に故意に設 計された割れ目を含み、材料を露光するために使用される。他の境界は、完全な ループを形成し、ハッチ又はフィルを生成するために使用される。 さらに選択することにより、1又はそれ以上の反境界セグメントに沿って、完 全な境界ループを形成することができる。この場合、完全な境界ループは、ハッ チの生成に使用され、その後、ブール差分が、材料の露光に使用されるべき不完 全な又は壊れた境界を作成するために、境界ループと反境界セグメントの間で実 行される。 いくつかの実施例を示して記述したが、熟練したそれらの技術にたいして、本 発明の範囲及び思想の範囲内で、種々の変形が可能であることは明らかである。 上述の実施例は、フォトポリマーの選択的な固化に基づいて実施されるシステ ムにおける実行で記述されているが、データプロセスと目的物構成技術は、ラピ ッドフォトタイプの他のセグメント及び製造産業に、単独又は組み合わせで適用 することができる。これらの他のセグメントは、IR、可視光、及び他の形式の 放射光を使用することによってポリマー化できる材料の選択的固化を伴うテクノ ロジー、材料の上の素材のたい積によるテクノロジー(例えば、ポリマー化でき る材料上に、連続又は間けつ光条件で、投与されているフォトイニシエーター、 又は2つの部分のエポキシ樹脂の第2の部分の第1の部分上へのたい積)を含む 。また、選択的に固化された粉体材料からの目的物の構成を伴うテクノロジー( 例えば、焼結による、又は反応性材料の選択的たい積、又は作用物の結合)がこ れらのセグメントに含まれる。さらに、シート材料の積層、又は適当な環境の中 に投与されたときに固化する材料の選択的投与のテクノロジー(例えば、ここに 、 参照することによって合体された米国特許第5,192,559及び5,141 ,680に開示されたテクノロジー)がこれらのセグメントに含まれる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG), AM,AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB ,GE,HU,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LK,LR,LT,LU,LV,MD,MG,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TT, UA,UZ,VN (72)発明者 スモーレイ,デニス・アール アメリカ合衆国91321カリフォルニア州 ニューホール、ホィーラー・ロード25029 番 (72)発明者 アレン,ケリー・ジェイ アメリカ合衆国93535カリフォルニア州 ランカスター,イースト・コーパートーン 1117番 (72)発明者 ボルギッチ,トーマス・ジェイ アメリカ合衆国93063カリフォルニア州 シミ・バリー、サミット・アベニュー4846 番 (72)発明者 マナーズ,クリス・アール アメリカ合衆国93021カリフォルニア州 ムーアパーク、リバーグレン・ストリート 4337番 (72)発明者 アール,ジョスリン・エム アメリカ合衆国93225カリフォルニア州 レイク・オブ・ザ・ウッズ、アイビンス・ ドライブ6928番 (72)発明者 ビダル,ブライアン・ジェイ・エル アメリカ合衆国93550カリフォルニア州 パームデイル、ロビン・レイン37609番 (72)発明者 ジェイコブス,ポール・エフ アメリカ合衆国91214カリフォルニア州 ラ・クレセンタ、パインリッジ・ドライブ 5347番 (72)発明者 ニューエン,ホップ・ディ アメリカ合衆国93536カリフォルニア州 クオーツ・ヒル、フィフティナインス・ス トリート・ウエスト42326番 (72)発明者 レイデン,リチャード・エヌ アメリカ合衆国90290カリフォルニア州 トパンガ、アルタ・ドライブ22024番 (72)発明者 ハル,チャールズ・ダブリュー アメリカ合衆国91351カリフォルニア州 サンタ・クラリタ、ライブ・オーク・スプ リングス15605番 (72)発明者 バンドリン,ステイシー・エル アメリカ合衆国91350カリフォルニア州 ソーガス、ブーケ・キャニオン・ロード・ ナンバー233、26123番 【要約の続き】 を製造する技術が示される。穴と排水路を自動的に作成 する方法と装置がまた、提供される。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.相互依存刺激にさらされることによって、物理的な変化が可能な材料の層 から、3次元の目的物を構成するための、ステレオリソグラフィカル方法が、 3次元目的物のクロスセクションを記述するデータを受け取ること、 上記材料の層を形成すること、及び、 層を重ねることによって、3次元目的物を構成するために、上記クロスセクシ ョンを記述するデータに従って、上記層を相互依存刺激に選択的にさらすことの 各ステップを含む。 2.相互依存刺激にさらされることによって、物理的な変化が可能な材料の層 から、3次元の目的物を構成するための、改良されたステレオリソグラフィカル 方法が、 3次元目的物のクロスセクションを記述するデータを受け取ること、 上記材料の層を形成すること、及び、 層を重ねることによって、3次元目的物を構成するために、上記クロスセクシ ョンを記述するデータに従って、上記層を相互依存刺激に選択的にさらすことを 含み、 さらに、目的物の上面と下面の間に位置する、少なくとも1つのクロスセクシ ョンを記述するデータを、上下面の相対的な位置のエラーを訂正するために修正 すること、及び、 上記修正されたデータを、上記3次元目的物の形成において、使用することを 含む。 3.相互依存刺激にさらされることによって、物理的な変化が可能な材料の層 から、3次元の目的物を構成するための、改良されたステレオリソグラフィカル 方法が、 3次元目的物のクロスセクションを記述するデータを受け取ること、 上記材料の層を形成すること、及び、 層を重ねることによって、3次元目的物を構成するために、上記クロスセクシ ョンを記述するデータに従って、上記層を相互依存刺激に選択的にさらすことを 含み、 さらに、固化されていない材料が排出されることを可能にする、及び強い外側 の壁を明示する連続したクロスセクション上の固化パターンを明示するために、 上記クロスセクションを記述するデータを修正すること、及び、 上記修正されたデータを、上記3次元目的物の形成において、使用することの ステップを含む。 4.相互依存刺激にさらされることによって、物理的な変化が可能な材料の層 から、3次元の目的物を構成するための、改良されたステレオリソグラフィカル 方法が、 3次元目的物のクロスセクションを記述するデータを受け取ること、 上記材料の層を形成すること、及び、 層を重ねることによって、3次元目的物を構成するために、上記クロスセクシ ョンを記述するデータに従って、上記層を相互依存刺激に選択的にさらすことを 含み、 さらに、少なくとも1つのクロスセクションの少なくとも1部分を記述するデ ータを、上記データを第1のクロスセクションから、上記第1のクロスセクショ ンから少なくとも1層厚離れて位置する第2のクロスセクションにシフトするこ とによって、修正すること、及び、 上記修正されたデータを、上記3次元目的物の形成において、使用することの ステップを含む。 5.請求の範囲4の方法がさらに、 上記第2のクロスセクションを記述するデータを、第2のクロスセクション上 の総ての他のデータと、第1とそのシフトされたデータからなる第2のクロスセ クションの間のどの中間のクロスセクションから及び上との差をとることによっ て、さらに修正すること、及び、 上記修正されたデータを、上記3次元目的物の形成において、使用することの ステップを含む。 6.請求の範囲5の方法において、上記修正するステップが、下面の少なくと も、一部分を記述するデータをシフトすることを含む。 7.請求の範囲6の方法において、下面の少なくとも、一部分を記述するデー タをシフトするステップが、上記シフトされた部分を、おおよそ1層厚だけプラ スされた量のキュア深さを達成するために必要な量の、相互依存刺激でさらすこ とを含む。 8.請求の範囲7の方法において、相互依存刺激が、電磁放射線であり、材料 が上記放射線に応答して固化するフォトポリマーである。 9.請求の範囲7の方法において、シフト量が1層厚であって、かつシフトさ れた部分に供給された露光が、少なくともおおよそ2層厚である。 10.請求の範囲7において、シフト量が2層厚であって、かつシフトされた 部分に供給された露光が、少なくともおおよそ3層厚である。 11.請求の範囲5において、上記修正するステップが、 上記第2のクロスセクション上の修正されたクロスセクションデータの少なく とも1部分と、それの直下に位置する任意の修正されたデータとの間に、2層厚 の距離が発生するように、下面でない面を記述するデータをシフトすることを含 む。 12.請求の範囲11において、相互依存刺激が、電磁放射線であって、かつ 材料が、上記放射線に応答して固化するフォトポリマーである。 13.請求の範囲11において、データのシフト量が、少なくとも1層厚であ る。 14.請求の範囲13において、データのシフト量が、少なくとも2層厚であ る。 15.相互依存刺激にさらされることによって、物理的な変化が可能な材料の 層から、3次元の目的物を構成するための、改良されたステレオリソグラフィカ ル方法が、 3次元目的物のクロスセクションを記述するデータを受け取ること、上記材料 の層を形成すること、及び、 層を重ねることによって、3次元目的物を構成するために、上記データに従っ て、上記層を相互依存刺激に選択的にさらすことを含み、 改良するためにステップとして、 上記データを第1のクロスセクションから、少なくとも1つの中間クロスセク ションを通って、上記第1のクロスセクションから少なくとも1層厚離れて位置 する第2のクロスセクションにシフトし、そして、第2のクロスセクション上及 び、上記第1と第2のクロスセクションとの間の上記少なくとも1つの中間クロ スセクション上のデータの、シフトされたデータからの差をとることによって、 3つのクロスセクションの少なくとも一部分を修正すること、及び、 上記3次元目的物の形成において、上記修正されたデータを使用することを含 む。 16.相互依存刺激にさらされることによって、物理的な変化が可能な材料の 層から、3次元の目的物を構成するための、改良されたステレオリソグラフィカ ル方法が、 3次元目的物のクロスセクションを記述するデータを受け取ること、 各クロスセクションが、形成されるべき目的物の1つの層を表現し、上記材料 の層を形成すること、及び層を重ねることによって、3次元目的物を構成するた めに、上記クロスセクションを記述するデータに従って、上記層を相互依存刺激 に選択的にさらすことを含み、 改良するためのステップとして、 上記データを第1のクロスセクションから、上記第1のクロスセクションから 少なくとも1層厚離れて位置する第2のクロスセクションに複写することによっ て、第2のクロスセクションの少なくとも1部分を記述するデータを修正し、上 記複写されたデータを第2のクロスセクション上のいずれか他のデータと交差す ることによって、どの程度、上記複写されたデータが、第2のクロスセクション を露光する時に利用されるべきかを決定し、共通のその部分のみを保存すること と、 上記3次元目的物の形成において、上記修正されたデータを使用することを含 む。 17.請求の範囲16の方法において、第1のクロスセクションは、第2のク ロスセクションの下に位置し、シフトされたデータは、下面外皮データである。 18.請求の範囲17の方法において、第1のクロスセクション上の下面外皮 データは、下面データを第1のクロスセクションから第2のクロスセクションに 複写する前に第1のクロスセクションの下のクロスセクションからシフトされた 最終下面外皮データである。 19.請求の範囲16の方法において、第1のクロスセクションは、第2のク ロスセクションの上に位置し、シフトされたデータは、上面外皮データである。 20.請求の範囲16の方法において、平坦でない優先実施例が、目的物の厚 さがMSDより薄い領域に置き忘れられた適当な領域を決定するために使用され ている。 21.請求の範囲16の方法において、クロスセクションの外側の境界でない 少なくとも1部の領域は、目的物の露光に使用されない。 22.Z−エラーを訂正するための、3次元目的物の表現を処理することによ り、自動的にZ−エラー訂正を実行する方法。 23.請求の範囲22の方法において、実行するステップが、 目的物の表面を実質的に覆う多角形の頂点の第1リストと、上記第1リストの 頂点の識別子を含む上記多角形の表現の第2リストとを含む目的物表現を処理す ることを含む。 24.請求の範囲23の方法において、上記多角形が三角形である。 25.請求の範囲24の方法において、上記処理ステップが、上記三角形の選 択されたものの頂点を上方に調整することを含む。 26.請求の範囲25の方法において、上記処理ステップが、平坦下面三角形 の頂点を上方に調整することを含む。 27.請求の範囲25の方法において、上記処理ステップが、近平坦下面三角 形の頂点を上方に調整することを含む。 28.請求の範囲24の方法において、上記処理ステップが、上記三角形の選 択されたものの頂点を下方に調整することを含む。 29.請求の範囲22の方法において、上記処理ステップが、 入力として、多角形の頂点を用いて定義された、目的物の表面を実質的に覆う 多くの多角形を含む目的物の第1表現を用いること、 上記第1表現を、多角形の頂点の第1リストと、上記第1リストの頂点の識別 子を含む多角形の表現の第2リストとを含む第2表現の中に転換すること、及び 、 上記第2表現をZ−エラーを訂正するために処理することとを含む。 30.請求の範囲29の方法において、転換するステップが、 上記第1表現の頂点を、余分な頂点を除去するためにハッシュテーブルの中に 分類すること、 残っている余分でない頂点に、特有の識別子を割り当てること、 その識別子を使用して多角形の表現を定義することを含む。 31.請求の範囲22の方法において、上記実行するステップが、 少なくともグリッドのセルの部分上の上記目的物表現の交点を表すZ−座標の 多数のグループを含む目的物表現を処理することを含む。 32.請求の範囲31の方法において、上記処理をするステップが、上記Z− 座標の選択されたものを上方に調整することを含む。 33.請求の範囲32の方法において、上記処理をするステップが、グリッド の少なくとも一部分から上方に存在する架空の線が、目的物表現に入り込む位置 を表す点のZ−座標を上方に調整することを含む。 34.請求の範囲22の方法において、上記実行するステップが、 入力として、目的物の第1の表現を用いること、 上記第1の表現を、少なくともグリッド中のあるセルに関連のある目的物の中 と外の移行点の間の交点を表現する点のZ−座標の多くのグループを含む第2の 表現の中に転換すること、及び Z−エラーを訂正するために上記第2の表現を処理することを含む。 35.請求の範囲25の方法において、上記処理をするステップがさらに、 目的物表現を多くのスライシング平面で覆うこと、及び 上記調整するステップの前に、スライシング平面に対する上記三角形頂点をな まらせることを含む。 36.請求の範囲25の方法において、上記処理をするステップがさらに、 目的物表現を多くのスライシング平面で覆うこと、及び 上記調整するステップの後に、スライシング平面に対する上記三角形頂点をな まらせることを含む。 37.第1の目的物表現を第2の目的物表現に転換する方法が、 入力として、目的物の第1の表現を用いること、 上記第1の表現を、多角形の頂点の第1リストと、上記第1リストの中の頂点 の識別子を含む上記多角形の表現の第2リストとを含む第2の表現の中に転換す ることを含む。 38.請求の範囲37の方法において、上記第1の表現が、多くの多角形を含 み、それらの頂点によって定義され、実質的に目的物の表面を覆っていて、かつ 転換をするステップが、 上記頂点を、余分な頂点を除去するためにハッシュテーブルの中に分類するこ と、 余分でない頂点を特有の識別子と関係づけること、及び、 上記多角形の表現を、上記頂点の上記識別子で定義することを含む。 39.請求の範囲38の方法において、余分な頂点を除去するステップが、 頂点の座標を用いて、ハッシュテーブルに対する指数を計算すること、 使用されている選択されたデータ値をテーブル内で指数化された位置における 総ての登録値と比較すること、及び、 その頂点が、指数化された位置におけるテーブル内のいずれかの登録値のデル タ値内である場合に、その頂点が余分であると決定することを含む。 40.3次元目的物の表現を変更するための方法が、 入力として、目的物の表面を実質的に覆う多角形の頂点の第1リストと、第1 リストの中の頂点の識別子で定義された多角形の表現の第2リストとを含む目的 物の表現を用いること、 上記変更された再生成物を形成するために、多角形的な表現の第2リストを処 理することなく、頂点の第1リストのうちの選ばれたものを処理することを含む 。 41.請求の範囲40の方法において、上記処理をするステップが、 上記目的物の拡大された表現を形成するために、頂点の上記第1セットのうち の選ばれたものを処理することを含む。 42.請求の範囲40の方法において、上記処理をするステップが、 上記目的物の縮小された表現を形成するために、頂点の上記第1セットのうち の選ばれたものを処理することを含む。 43.第1目的物表現を第2目的物表現に転換するための方法が、 セルのグリッドを第1目的物表現と関連づけること、 第1目的物表現を、グリッドの中のセルから発出した多くの概念ラインで覆う こと、 そのラインと第1目的物表現の間の交差点のZ−座標を決定すること、 そのZ−座標を、成分を決定するために使用されたラインが発出しているセル と関係づけること、及び、 関係づけられたZ−成分から第2目的物表現を形成することを含む。 44.請求の範囲39の方法が、結果としての目的物表現が十分効果的にグラ フィカルディスプレーデバイス上に表示するために、デルタ値を十分高い値に選 択することを含む。 45.請求の範囲22の方法において、処理するステップが、 入力として、実質的に目的物を覆い、多角形がそれらの頂点で定義されている 多くの多角形を含む目的物の表現を用いること、及び、 Z−エラーを訂正するために、上記頂点のうちの選ばれたものを処理すること を含む。 46.請求の範囲22の方法において、処理するステップが、 入力として、多くの制御点を含む目的物のNURBS表現を用いること、及び 、 Z−エラーを訂正するために、上記制御点のうちの選ばれたものを処理するこ とを含む。 47.請求の範囲22の方法において、処理するステップが、 入力として、上記目的物の多くの層表現を用いること、及び、 Z−エラーを訂正するために、上記層表現のうちの選ばれたものを処理するこ とを含む。 48.相互依存刺激にさらすことによって、固化することができる媒体から目 的物を組み立てる方法において、 前に形成された媒体の層に供給され、それぞれ要求された厚さを有する媒体の 層を連続して形成すること、 積層された3次元目的物を構成するために、3次元目的物のクロスセクション に対応し、それぞれ露光されて結果としてキュア深さとキュア幅とを生じる露光 領域を含むパターンで、相互依存刺激で層を選択的にさらすことを含み、 さらに改良されたステップとして、 第1のパターンを有する配置されたハッチラインで、第1のクロスセクション の少なくとも1部分を形成すること、 第1のパターンとは異なる第2のパターンを有する配置されたハッチラインで 、第2のクロスセクションの少なくとも1部分を形成することを含む。 49.請求の範囲48の方法において、第1パターンが、少なくともハッチパ スから形成される幾つかのラインの長さに沿った広い割れ目を有するハッチライ ンのパターンである。 50.請求の範囲48の方法において、ハッチラインのパターンが、クロスセ クションの境界の近くに密なグリッドパターンを、クロスセクションの境界から より離れた粗いグリッドパターンを形成する。 51.請求の範囲48の方法において、ハッチラインのパターンが、クロスセ クションの境界の近くに粗いグリッドパターンを、クロスセクションの境界から より離れた密なグリッドパターンを形成する。 52.請求の範囲48の方法において、第1クロスセクションの境界線が、互 いに離れた少なくとも2つの境界で形成される。 53.請求の範囲52の方法において、少なくとも2つの境界の最も外側が最 後に形成される。 54.相互依存刺激にさらすことによって、固化することができる媒体から目 的物を組み立てる方法において、 前に形成され、それぞれの媒体の層は要求された厚さを有する、媒体の層に供 給された媒体の層の連続形成を含み、 積層された3次元目的物を構成するために、3次元目的物のクロスセクション に対応し、露光されて結果としてキュア深さとキュア幅とを生じる露光領域を含 むパターンで、相互依存刺激で層を選択的にさらし、 さらに改良されたステップとして、 層厚より僅かに薄いキュア深さを生じる、覆っているラインの第1のセットで 第1のクロスセクションの少なくとも1部分を形成すること、 前に形成された層と接着させる第1のセットの露光と結合されたとき、真のキ ュア深さを生じる覆っているラインの第2のセットで、第1のクロスセクション の少なくとも1部分を形成することを含む。 55.請求の範囲54の方法がさらに、第1クロスセクションの露光後、次に 続くクロスセクションを形成するための再コーティングプロセスを始める前に、 予め決められた時間だけ待つステップを含む。 56.3次元目的物表現の中に、穴と排水路を自動的に挿入する方法が、排水 路又は穴を選択された表面に挿入するために、表現を処理することを含む。 57.請求の範囲56の方法において、表面が、平坦表面である。 58.請求の範囲56の方法において、表面が、近平坦表面である。 59.請求の範囲56の方法において、表面が、垂直表面である。 60.請求の範囲56の方法において、処理するステップが、 入力として、目的物の表面を実質的に覆う多くの多角形を含む目的物表現を用 いること、及び、 穴又は排水路を、少なくとも1つの選択された多角形の中に挿入することを含 む。 61.請求の範囲60の方法において、少なくとも1つの選択された多角形が 平坦な多角形である。 62.請求の範囲58の方法において、処理するステップが、 入力として、目的物の層の多くの境界を含む目的物表現を用いること、 入力として、穴又は排水路を記述するデータを用いること、及び、 上記境界を記述するデータと上記穴又は排水路を記述するデータとの間のブー ル演算を実行することにより、上記層境界の少なくとも1つを修正することを含 む。 63.請求の範囲58の方法において、処理するステップが、 垂直表面又は平坦表面の少なくとも1つを有する第2目的物表現を選択するこ と、 第2目的物表現の平坦表面、及び/又は垂直表面が、第1目的物表現の近平坦 表面の近くに位置するように、第1と第2の目的物表現を相対的に方向づけるこ と、 平坦表面又は垂直表面が第1目的物表現の中の近平坦表面に形成されるように 、第1と第2の目的物表現の間のブール演算を実行すること、及び、 排水路又は穴を、第1目的物表現の平坦又は垂直表面に挿入することを含む。 64.請求の範囲56の方法において、処理するステップが、 入力として、目的物の層の境界の多くの表現を含む目的物表現を用いること、 ハッチとフィルの生成に影響を及ぼすことなく、材料の固化を抑制するために 形成された、要求される穴と排水路で、上記境界の交点からセグメントを形成す ること、及び、 上記セグメントを目的物表現の中に含めることを含む。 65.請求の範囲2の方法において、上面と下面の間の相対距離が、Z−エラ ーのために、エラー内にある。 66.請求の範囲2の方法において、上面と下面の間の相対距離が、量子化エ ラーのために、エラー内にある。 67.相互依存刺激にさらすことによって、固化することができる媒体から目 的物を組み立てるための装置が、 前に形成された媒体の層に供給され、それぞれ要求された厚さを有する媒体の 層を連続して形成するための手段と、 積層された3次元目的物を構成するために、3次元目的物のクロスセクション に対応し、露光された結果としてキュア深さとキュア幅とを生じる露光領域を含 むパターンで、相互依存刺激で層を選択的にさらすための手段とを含み、さらに 改良された含まれる手段として、 第1のパターンを有する配置されたハッチラインで、第1のクロスセクション の少なくとも1部分を形成するための手段と、 第1のパターンとは異なる第2のパターンを有する配置されたハッチラインで 、第2のクロスセクションの少なくとも1部分を形成するための手段とを含む。 68.相互依存刺激にさらすことによって、固化することができる媒体から目 的物を組み立てるための装置が、 相互依存刺激にさらすことによって、固化することができる媒体の層を形成す るための手段を含み、 前に形成された媒体の層に供給され、それぞれ要求された厚さを有する媒体の 層を形成するための手段を含み、 積層された3次元目的物を構成するために、3次元目的物のクロスセクション に対応し、露光されて結果としてキュア深さとキュア幅とを生じる露光領域を含 むパターンで、相互依存刺激で層を選択的にさらすための手段と、 さらに改良された含まれる手段として、 層厚より僅かに薄いキュア深さを生じる、覆っているラインの第1のセットで 第1のクロスセクションの少なくとも1部分を形成するための手段と、 前に形成された層と接着させる第1のセットの露光と結合されたとき、真のキ ュア深さを生じる覆っているラインの第2のセットで、第1のクロスセクション の少なくとも1部分を形成するための手段とを含む。 69.3次元目的物表現の中に穴と排水路を、自動的に挿入するための装置が 、排水路又は穴を選択された表面に挿入するために、その表現を処理することを 含む。 70.材料の層からなる3次元目的物を形成する改良された方法が、 目的物を記述するデータを供給すること、 目的物の層を形成すること、及び、 層が積層された3次元目的物を構成するための構成物に基づいて目的物の層を 互いに自動的に粘着することの複数のステップを含み、 改良するためのステップとして、 少なくとも1つの穴又は排水路を挿入するために、目的物の少なくとも1つの 層の少なくとも1部分を記述するデータを修正すること、及び、 上記修正されたデータを、上記3次元目的物を形成するために使用することを 含む。 71.材料の層からなる3次元目的物を形成するための改良された装置が、 目的物を記述するデータを供給するための手段と、 目的物の層を形成し、層が積層された3次元目的物を構成するための構成物に 基づいて目的物の層を互いに自動的に粘着するための手段を含み、 改良するための手段として、 少なくとも1つの穴又は排水路を挿入するために、目的物の少なくとも1つの 層の少なくとも1部分を記述するデータを修正するための手段と、及び、 上記修正されたデータを、上記3次元目的物を形成するために使用する手段を 含む。 72.相互依存刺激によって物理的に変化をすることができる材料の層からな る3次元目的物を、ステレオリソグラフィカリーに形成する改良された方法が、 それぞれ形成されるべき目的物の1つの層を記述する、3次元目的物のクロス セクションを記述するデータを受け取ること、 上記材料の層を形成し、層が積層された3次元目的物を構成するために、上記 クロスセクションを記述するデータに従って、上記層を相互依存刺激にさらすこ との複数のステップを含み、 改良するためのステップとして、 少なくとも1つのクロスセクションの少なくとも1部分を記述するデータを、 上記データを第1クロスセクションから、上記第1クロスセクションから少なく とも1層厚離れて位置する第2クロスセクションに複写することによって修正す ること、及び、 上記修正されたデータを上記3次元目的物の形成において使用することを含む 。 73.請求の範囲40の方法において、上記処理をするステップが、 上記目的物の中空の外皮表現を形成するために、頂点の上記第1セットのうち の選択されてものを処理することを含む。 74.請求の範囲40の方法において、上記処理をするステップが、 少なくとも2つのゾーンを含む目的物の区分された表現を形成するために、頂 点の上記第1セットのうちの選択されてものを処理することを含む。 75.請求の範囲37の方法がさらに、第2表現を、第1表現の中に戻す、又 は第3表現に転換するステップを含む。 76.請求の範囲75の方法がさらに、第2表現で表された目的物を修正する こと、及び、修正された目的物を第1表現の中に戻す、又は第3表現に転換する ステップを含む。 77.材料の層からなる3次元目的物を形成する改良された方法が、 目的物を記述するデータを供給すること、目的物の層を形成すること、及び、 目的物の層を互いに、層が積層された3次元目的物を構成するための構成物に基 づいて自動的に粘着することの複数のステップを含み、 改良するためのステップとして、 少なくとも部分的に処理すること、又は少なくとも1つのクロスセクションに 関係するデータを、少なくとも1つの第2クロスセクションに関係するデータに 、少なくとも部分的にシフトすることによって、目的物の少なくとも1つの層の 少なくとも1部分を表現するデータを修正すること、 上記3次元目的物の形成において、上記修正されたデータを使用することを含 む。 78.請求の範囲77の方法において、複写又はシフトされたデータが、結果 として、目的物が形成されたときの、Z−エラーを減少させる。 79.請求の範囲77の方法において、複写又はシフトされたデータが、結果 として、目的物が形成されたときの、スライス層のラウンディングエラーを減少 させる。 80.材料の層からなる3次元目的物を形成するための改良された装置が、 目的物を記述するデータを供給するための手段と、 目的物の層を形成するための手段と、及び、 目的物の層を互いに、層が積層された3次元目的物を構成するための構成物に 基づいて自動的に粘着するための手段とを含み、 改良するための手段として、 少なくとも部分的に処理すること、又は少なくとも1つのクロスセクションに 関係するデータを、少なくとも1つの第2クロスセクションに関係するデータに 、少なくとも部分的にシフトすることによって、目的物の少なくとも1つの層の 少なくとも1部分を表現するデータを修正するための手段と、 上記3次元目的物の形成において、上記修正されたデータを使用するための手 段を含む。 81.請求の範囲80の装置において、複写又はシフトされたデータが、結果 として、目的物が形成されたときの、Z−エラーを減少させる。 82.請求の範囲80の装置において、複写又はシフトされたデータが、結果 として、目的物が形成されたときの、スライス層のラウンディングエラーを減少 させる。
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