KR20200136302A

KR20200136302A - 상측의 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 영역과의 접합에 의한 삼차원 조형물을 제조하는 방법

Info

Publication number: KR20200136302A
Application number: KR1020190175953A
Authority: KR
Inventors: 사토루 타루미
Original assignee: 가부시키가이샤 마쓰우라 기카이 세이사쿠쇼
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2020-12-07
Also published as: JP6600780B1; KR102328946B1; CA3066270A1; CN111993667B; CN111993667A; JP2020192706A; ES2949437T3; EP3745294A1; CA3066270C; EP3745294B1; US20200376756A1

Abstract

상측에 언더컷 영역이 형성되고, 하측에 내부 공간을 형성하고 있는 삼차원 조형물에 대한 효율적인 조형 방향을 제공하는 것을 과제로 해서, 상기 과제를 해결할 수 있는 분말의 적층, 당해 적층에 대한 소결, 당해 소결층에 대한 절삭에 의해서, 상측에 언더컷 영역(1)을 가지고, 하측에 내부 공간을 형성하는 영역(2)을 가지는 삼차원 조형물의 제조 방법으로서, CAD/CAM 시스템이, 상기 내부 공간을 형성하는 영역(2)을 절삭하는 바와 같은 수평 방향 절삭 경로(3)를 작성할 때에, 내부 공간(2)의 상단의 위치(23)를 측방으로 하는 절삭 경로가 작성된 경우에는, 당해 상단의 위치(23)에서 추가로 적층을 행한다는 지령을 설정하거나, 또는, 상기 수평 방향 절삭 경로(3)보다도 더욱더 절삭폭만큼 상측의 위치의 수평 방향 절삭 경로(3)를 작성하고, 절삭 공구(4)에 대해, 당해 절삭 경로를 따른 절삭 중지의 지령을 설정하는 것에 의해서, 당해 상단면(23)의 절삭을 피하는 것을 가능하게 하는 삼차원 조형물의 제조 방법.

Description

상측의 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 영역과의 접합에 의한 삼차원 조형물을 제조하는 방법{A METHOD OF MEASURING THREE-DIMENSIONAL OBJECT ACCORDING TO CONNECTION BETWEEN AN UNDERCUT REGION FOR UPPER SIDE AND AN INNER SPACE FORMING REGION OF DOWNSIDE}

본 발명은, 상측의 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 영역과의 접합에 의한 삼차원 조형물을 제조하는 방법으로서, 처음에 하측의 내부 공간을 형성하는 영역에 있어서의 적층, 소결 및 절삭을 실현한 후에, 상측의 언더컷 영역의 적층 및 소결을 실현하는 삼차원 조형물의 제조 방법을 대상으로 하고 있다.

스퀴지의 주행에 수반하는 분말에 의한 적층, 레이저빔 또는 전자빔의 조사를 수반하는 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 절삭에 근거해서 조형되는 삼차원 조형물에는, 상측의 언더컷 영역, 즉 상기 적층 및 상기 소결에 의해서 하측면이 형성되는 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 파이프모양 영역과의 접합이라는 구성에 의한 삼차원 조형물도 포함되어 있다.

통상, 삼차원 조형에 있어서는, CAD/CAM 시스템에 의해서 제어가 행해지고 있지만, CAD/CAM 시스템에 의해서, 절삭 공구의 절삭 경로(path)를 작성하는 경우에는, 당해(當該) 절삭 경로가 존재하는 영역은, 절삭 공구를 삽입할 수 있는 영역인 것을 전제로 하고 있다.

따라서, 예를 들면 수도관의 내측과 같은 삼차원 조형물에 있어서 폐쇄된 내부 공간을 형성하고 있는 경우에는, 본래 절삭 공구가 삽입될 수 없는 이상, 당해 내부 공간에 있어서의 절삭 경로를 CAD/CAM 시스템에 의해서 자동적으로 작성하는 것은, 기술적으로 불가능하다고 여겨지고 있다.

이와 같은 상황을 반영해서, 특허 문헌 1에 있어서는, CAD/CAM 시스템에 의한 삼차원 조형물의 내부 절삭을, 레이저 광선을 조사하고, 당해 광선의 초점 위치의 조정에 의해서 실현하고 있으며, 절삭 공구에 의한 내부 공간에 있어서의 절삭 경로는 작성되고 있지 않다.

이에 반해, 특허 문헌 2에 있어서는, CAD/CAM 시스템이 설정하고 있는 이하의 스텝에 의해서, 내부 공간을 형성하고 있는 삼차원 조형물에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 작성하고 있다.

[1] 내부 공간의 상단(上端)과 하단(下端)과의 중간 위치에 있어서의 가상 수평 방향 평면, 즉 절단 예정 평면의 설정.

[2] 절단 예정 평면의 하측 영역에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로의 작성.

[3] 절단 예정 평면의 상측 영역에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로의 작성.

[4] 상기 [2]의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로 중, 상단에 위치하고 있으며, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로에 대한 절삭이 행해지기에 이르른 경우에는, 상기 [1]의 절단 예정 평면에 있어서의 절단을 중지해야 한다는 취지의 지령을 설정하고, 상기 [3]의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로 중, 하단에 위치하고 있으며, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로에 대한 절삭으로의 이행을 지령하는 것에 의한 쌍방의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로의 결합.

그렇지만, 상기 [4]와 같이, 상단 및 하단에 있어서의 쌍방의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 결합하기 위해서는, 각별한 프로그램의 작성을 필요 불가결로 한다.

게다가, 절단 예정 평면의 상측에는 통상 언더컷 영역이 존재하고, 당해 언더컷 영역의 내측면을 절삭하는 경우에는, 필연적으로 절삭 공구가 상측의 절삭 부분으로부터 언더컷 절삭 부분으로 변경되고, 절삭폭도 작은 절삭폭으로 되지 않을 수 없다.

그런데도, 상기 [3]의 스텝에 있어서는, 상기 [2]의 스텝과 동일한 절삭폭을 설정하고 있으며, 절삭 공구가 언더컷 절삭 공구로 변경되는 것에 대한 배려는 되어 있지 않다.

본 발명과 같이, 상측의 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 영역을 개별적으로 제조하고, 쌍방의 영역을 접합한다는 프로세스를 채용하는 경우에는, 하측의 내부 공간의 영역의 상단이 개구되어 있기 때문에, 인용 문헌 2의 경우와 같은 절단 예정 평면을 작성할 필요가 없다.

그렇지만, 내부 공간을 형성하는 영역의 내측 벽부의 상단의 위치를 측방으로 하는 절삭이 최종 단계의 절삭 공정으로서 행해진 경우에는, CAD/CAM 시스템은, 스스로(자신이) 구비하고 있는 프로그램에 의해서 자동적으로 상기 상단에 있어서의 개구부의 면도 수평 방향으로 절단한다는 공정으로 이행한다.

말할 필요도 없이, 이와 같은 개구 단부의 절단은 불필요하고 또한 무의미하며, 게다가 효율적인 삼차원 조형의 조형을 행하는데 있어서 다대한 지장에 해당한다.

(특허 문헌 1) 미국 공개 특허 2002/0100750호 공보 (특허 문헌 2) 일본 특허 제6251447호 공보

본 발명은, 상측의 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하고 있는 영역과의 접합에 의한 삼차원 조형물의 조형에 있어서, 상기 내부 공간의 상단에 위치하고 있는 개구부에 대한 수평 방향의 절삭을 방지하는 것에 의한 효율적인 조형 방향을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 이하의 기본 구성 a 및 기본 구성 b 로 이루어진다.

a　스퀴지의 주행에 수반하는 분말에 의한 적층, 레이저빔 또는 전자빔의 조사에 의한 당해 적층에 대한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 당해 소결층에 대한 절삭에 근거하는 삼차원 조형물의 제조 방법으로서, 이하의 공정에 의해서 상측의 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 영역과의 접합에 의한 삼차원 조형물을 제조하는 방법.

1. CAD/CAM 시스템이, 이하의 스텝을 설정한다.

[1] 하단이 개구되어 있는 상측의 언더컷 영역의 형상 작성 및 상단이 개구되어 있는 하측의 내부 공간을 형성하는 영역의 형상 작성.

[2] 내부 공간을 형성하는 하측의 영역에 있어서의 내측 벽부에 대해, 각 절삭 공구의 절삭날에 있어서의 소정의 위치를 기준으로 하고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를, 당해 내측 벽부의 하단의 위치 또는 당해 하단 근방의 위치로부터 상기 절삭날의 절삭폭을 단위로 해서, 순차 상측을 따른 각 위치에서 작성.

[3] 상기 [2]에 의해서 순차 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로의 위치가, 개구되어 있는 상단의 위치 또는 당해 상단의 위치에 대해 상기 절삭폭보다도 짧은 거리로 하측의 위치인 최종 단계의 위치에 이르른 경우에는, 상기 상단의 위치에서, 추가로 적층을 행한다는 지령의 설정.

[4] 언더컷 영역의 하단과 내부 공간을 형성하는 영역의 상단을 접합하는 지령.

2. 상기 1[1]의 스텝에 근거하는 상기 하측 영역에 있어서의 적층 및 소결.

3. 상기 1[2] 및 1[3]의 스텝에 의해서 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 따른 상기 내측 벽부에 대한 절삭.

4. 상기 1[1] 및 1[4]의 스텝에 근거하는 상기 언더컷 영역에 있어서의 적층 및 소결.

b　스퀴지의 주행에 수반하는 분말에 의한 적층, 레이저빔 또는 전자빔의 조사에 의한 당해 적층에 대한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 당해 소결층에 대한 절삭에 근거하는 삼차원 조형물의 제조 방법으로서, 이하의 공정에 의해서 상측의 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 영역과의 접합에 의한 삼차원 조형물을 제조하는 방법.

1. CAD/CAM 시스템이, 이하의 스텝을 설정한다.

[3] 상기 [2]에 의해서 순차 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로의 위치가, 개구되어 있는 상단의 위치, 또는 당해 상단의 위치에 대해, 절삭폭보다도 짧은 거리로 하측의 위치에 이르른 경우에는, 상기 각 위치에 대해 상기 절삭폭만큼 상측의 위치를 상기 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로로서 작성함과 동시에, 절삭 공구에 대한 당해 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로에 있어서의 절삭 작동의 중지 지령의 설정.

기본 구성 a 및 b에 있어서는, 하측의 내부 공간을 형성하는 영역이 상단에 있어서 개구부를 가지는 이상, 특허 문헌 2와 같이 절단 예정 평면을 설정하지 않고, 스텝 1[2]와 같이, 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 설정할 수가 있다.

절단 예정 평면을 설정하고 있지 않은 이상, 특허 문헌 2의 구성인 경우와 같이, 절단 예정 평면의 하측에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로와 상측에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 결합시키기 위해서 각별한 프로그램을 작성할 필요가 없다.

단, 배경 기술의 항에 있어서 설명한 바와 같이, 현상(現狀)의 CAD/CAM 시스템인 경우에는, 단지 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 설정하고, 또한 당해 설정에 근거해서 절삭이 행해지고, 또한 상기 하측 영역의 상단의 위치를 측방으로 하는 개구부에 있어서의 절삭이 최종 단계인 경우에는, 당해 최종 단계의 절삭이 종료한 단계에서, CAD/CAM 시스템은, 자동적으로 상기 상단에 있어서의 개구부에 대해, 수평 방향의 절삭을 행한다는 제어를 예정하고 있으며, 이와 같은 예정에 근거하는 절삭이 행해지고, 당해 절삭은 효율적인 조형에 대한 장해에 해당한다.

기본 구성 a에 있어서는, 스텝 1[3]에 있어서, 가장 상측이고 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 따른 절삭이 행해진 경우에는, 다음의 스텝으로서, 상단의 개구부에 있어서, 추가적인 적층이 행해진다는 지령을 설정하고 있다.

이와 같은 지령에 의해서, CAD/CAM 시스템은, 개구부의 상측의 영역에서 추가적인 적층 및 소결에 계속해서 추가적인 절삭이 행해진다고 판단하고, 개구부에 대한 절삭이 최종 단계의 절삭에 해당하지 않는다고 판단하는 것으로 인해, 개구부에 있어서의 상기 수평 방향의 절삭을 피할 수가 있다.

기본 구성 b에 있어서는, 상기 상단의 위치보다도 절삭 공구의 절삭폭만큼 상측의 위치에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로, 또는 당해 상측의 위치보다도, 또한 상기 절삭폭보다도 짧은 거리에 의한 상측의 위치에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로, 즉, 기본 구성 a의 최종 단계에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로보다도, 상기 절삭폭만큼 상측의 위치에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 최종 단계의 절삭 경로로서 작성한 다음, 절삭 공구에 대해, 상기 최종 단계의 절삭 경로에 있어서의 절삭 작동을 중지한다는 지령을 설정하고 있다.

이와 같은 중지의 지령에 의해서, 기본 구성 b에 있어서는, 최종 단계의 절삭은 행해지지 않는 것으로 인해, CAD/CAM 시스템에 의해서 자동적으로 당해 최종 단계에 있어서의 수평 방향의 절삭을 피할 수가 있다.

게다가, 상측으로부터 2번째에 위치하고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로, 즉 기본 구성 a의 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로에 의해서, 상기 하측 영역의 상단의 위치를 측방으로 하는 개구부에 대한 절삭을 현실의 최종 단계의 절삭 공정으로 할 수가 있다.

나아가서는, 후술하는 실시형태와 같이, 언더컷 영역의 내측면의 절삭을 행하는 경우에는, 언더컷용 절삭 공구가 절삭폭에 적합한 절삭용 패스를 설정하고 있으며, 또한 쌍방의 절삭폭의 상위(相違)를 무시하고 있는 특허 문헌 2의 경우와 같은 문제점을 일으키는 일은 없다.

도 1a는, 기본 구성 a의 각 스텝을 도시하는 흐름도이다.
도 1b는, 기본 구성 a의 연직 방향 단면도이다.
또한, 1[2]의 스텝에 있어서, 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로의 스타트 위치로서 내측 벽부의 하단 근방이 선택된 경우를 나타낸다.
도 2a는, 기본 구성 b의 각 스텝을 도시하는 흐름도이다.
도 2b는, 기본 구성 b의 연직 방향 단면도이다.
또한, 1[2]의 스텝에 있어서, 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로의 스타트 위치로서 내측 벽부의 하단이 선택된 경우를 나타낸다.
도 3a는, 언더컷 영역의 내측면을 절삭하는 실시형태의 각 스텝을 도시하는 흐름도이다.
도 3b는, 언더컷 영역의 내측면을 절삭하는 실시형태의 연직 방향 단면도이다.
도 4는, 실시예에 있어서 채용되고 있는 절삭 공구의 상황을 도시하는 측면도이다.

기본 구성 a는, 도 1a, 도 1b에 도시하는 바와 같이, 이하의 스텝에 의해서, 하측의 내부 공간을 형성하는 영역(2)의 조형을 행한 다음, 상측의 언더컷 영역(1)의 조형을 행하고 있다.

또한, 도 1a에 있어서의 N은, 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)가 하측의 내부 공간을 형성하는 영역(2)의 상단의 위치(23) 또는 당해 위치(23)보다도 절삭폭보다 짧은 거리로 하측의 위치라는 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(30)에 이를 때까지 필요한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)의 수를 나타내는 한편, 도 1b는, 도 1a의 N에 대응하는 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(30)가, 상기 상단(23)보다도 절삭폭보다도 짧은 거리로 하측의 위치인 경우를 나타낸다.

1. CAD/CAM 시스템이, 이하의 스텝을 설정한다.

[1] 하단(11)이 개구되어 있는 상측의 언더컷 영역(1)의 형상의 작성 및 상단(23)이 개구되어 있는 하측의 내부 공간을 형성하는 영역(2)의 형상의 작성.

[2] 내부 공간을 형성하는 하측의 영역(2)에 있어서의 내측 벽부(21)에 대해, 각 절삭 공구의 절삭날에 있어서의 소정의 위치를 기준으로 하는 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)를, 당해 내측 벽부(21)의 하단의 위치 또는 당해 하단 근방의 위치로부터 상기 절삭날의 절삭폭을 단위로 해서, 순차 상측을 따른 각 위치에서 작성.

[3] 상기 [2]에 의해서 순차 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)의 위치가, 개구되어 있는 상단의 위치(23) 또는 당해 상단의 위치(23)에 대해 상기 절삭폭보다도 짧은 거리로 하측의 위치인 최종 단계의 위치에 이르른 경우에는, 상기 상단의 위치(23)에서, 추가로 적층을 행한다는 지령의 설정.

[4] 언더컷 영역(1)의 하단(11)과 내부 공간을 형성하는 영역(2)의 상단(23)을 접합하는 지령.

3. 상기 1[2] 및 1[3]의 스텝에 의해서 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)를 따른 상기 내측 벽부(21)에 대한 절삭.

4. 상기 1[1] 및 1[4]의 스텝에 근거하는 상기 언더컷 영역(1)에 있어서의 적층 및 소결.

상기 스텝 1[3]에 있어서, 상단(23)의 개구부에 있어서의 적층이 행해진다는 지령의 설정에 의해서, 개구부에 대한 수평 방향의 절단이라는 무의미하고 또한 작업 효율의 지장이 되는 바와 같은 공정은 행해지지 않는다.

게다가, 상기 지령 대로, 상단(23)의 개구부를 측부로 하는 절삭이 행해진 다음의 단계로서, 상측의 언더컷 영역(1)에 있어서의 적층, 소결 공정이 현실로 행해지는 이상, 상기 지령의 설정은 효율적인 조형을 행하는데 있어서 각별한 지장이 되는 것은 아니다.

기본 구성 b는, 도 2a, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 이하의 스텝에 의해서, 하측의 내부 공간을 형성하는 영역(2)의 조형을 행한 다음, 상측의 언더컷 영역(1)의 조형을 행하고 있다.

또한, 도 2a에 있어서의 N은, 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)가 내부 공간을 형성하는 영역(2)의 상단의 위치(23) 또는, 당해 위치에 대해 절삭폭보다도 짧은 거리로 하측의 위치로서, 최종 단계의 절삭 위치보다도 절삭폭만큼 하측의 위치에 이를 때까지 필요한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)의 수를 나타내는 한편, 도 2b는, 도 2a의 N에 대응하고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)의 위치가 상기 상단의 위치(23)인 경우를 나타낸다.

1. CAD/CAM 시스템이, 이하의 스텝을 설정한다.

[2] 내부 공간을 형성하는 하측의 영역(2)에 있어서의 내측 벽부(21)에 대해, 각 절삭 공구의 절삭날에 있어서의 소정의 위치를 기준으로 하고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)를, 당해 내측 벽부(21)의 하단의 위치 또는 당해 하단 근방의 위치로부터 상기 절삭날의 절삭폭을 단위로 해서, 순차 상측을 따른 각 위치에서 작성.

[3] 상기 [2]에 의해서 순차 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)의 위치가, 개구되어 있는 상단의 위치(23), 또는 당해 상단의 위치(23)에 대해, 절삭폭보다도 짧은 거리로 하측의 위치에 이르른 경우에는, 상기 각 위치에 대해 상기 절삭폭만큼 상측의 위치를 상기 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(30)로서 작성함과 동시에, 절삭 공구에 대한 당해 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(30)에 있어서의 절삭 작동의 중지 지령의 설정.

[4] 언더컷 영역(1)의 하단(11)과 내부 공간을 형성하는 영역의 상단을 접합하는 지령.

3. 상기 1[2] 및 1[3]의 스텝에 의해서 작성된 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)를 따른 상기 내측 벽부(21)에 대한 절삭.

상기 스텝 1[3]에 있어서, 기본 구성 a의 가장 상측의 절삭 경로보다도 더욱더 절삭폭만큼 상측으로서, 또한 가장 상측에 위치하고 있으며, 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(30)를 따른 절삭을 중지한다는 지령의 설정에 의해서, 상측으로부터 2번째의 위치에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)를 따른 절삭이 행해지고, 당해 절삭은 최종 단계의 절삭에 해당하지 않는 것으로 인해, 상단(23)의 개구부에 대한 수평 방향의 절삭을 피할 수가 있다.

게다가, 상기 중지 지령은, 상측으로부터 2번째의 위치에 있어서의 절삭이 종료한 다음의 스텝으로서 순식간에 행해지는 이상, 당해 중지 지령은, 효율적인 조형에 대한 지장이 되는 것은 아니다.

또한, 스텝 1[3]과 같이 가장 상측에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)는 절삭 공구의 공전(空轉)을 전제로 하고 있지만, 실제로는 중지의 지령에 의해서 상기 공전이 행해지는 것은 아니다.

기본 구성 a 및 b에 있어서의 각 스텝 1[2]의 「각 절삭 공구의 절삭날에 있어서의 소정의 위치」에 대해서는, 절삭날의 상단부터 하단의 어느 위치나 선택 가능하지만, 통상 중앙의 위치 또는 하단의 위치를 선택하는 경우가 많다.

따라서, 기본 구성 a 및 기본 구성 b의 각 스텝 1[2]에 있어서의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)의 스타트 위치로서는, 절삭날의 중앙 위치를 기준으로 하는 경우에는, 필연적으로 「당해 내측 벽부(21)의 하단의 위치」를 선택하는 것이 필요하게 된다.

이에 반해, 절삭날의 하단의 위치를 기준으로 한 경우에는, 「당해 내측 벽부(21)의 하단의 위치 또는 당해 하단 근방의 위치」의 어느 것이나 선택할 수가 있다.

기본 구성 a 및 b는, 언더컷 영역(1)에 대해서는, 내측 벽부(21)를 형성하는 하측면의 절삭을 반드시 필요로 하고 있는 것은 아니다.

그렇지만, 도 3a, 도 3b와 같이, 이하의 스텝에 입각하고 있는 실시형태에 있어서는, 언더컷 영역(1)의 하측면에 있어서의 절삭을 실현할 수가 있다.

또한, 도 3a에 있어서의 N′는, 언더컷 영역(1)의 하단(11)으로부터 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)가 하기의 1[3] 기재와 같이, 최고 개구부(12)의 위치 또는 당해 최고 개구부(12)의 위치에 대해 언더컷용 절삭 공구의 절삭폭보다도 짧은 거리만큼 하측의 위치에 의한 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(30)에 이를 때까지의 수를 나타내는 한편, 도 3b는, 도 3a의 N′에 대응하고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)가 최고 개구부(12)보다도 절삭 방향폭보다도 짧은 거리로 하측에 위치하는 경우를 나타낸다.

1. CAD/CAM 시스템에 의한 이하의 스텝의 설정.

[1] 적층 및 소결에 의해서 순차 상측에 형성되는 개구부 중, 언더컷용 절삭 공구를 비스듬한 방향(斜方向)으로 삽입할 수 있는 가장 상측의 위치에 해당하는 최고 개구부(12)의 위치의 설정.

[2] 언더컷 영역(1)의 내측 벽부(21)에 대해, 언더컷용 절삭 공구의 절삭날에 있어서의 소정의 위치를 기준으로 하고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)를, 언더컷 영역(1)의 하단의 위치(11)로부터, 상기 절삭날의 절삭폭을 단위로 해서, 순차 언더컷 각도에 근거하는 비스듬한 방향을 따른 각 위치에서 작성.

[3] 상기 [1]에 의해서 순차 형성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)의 위치가, 상기 [2]에 의해서 설정된 최고 개구부(12)의 위치 또는 당해 최고 개구부(12)의 위치에 대해 언더컷용 절삭 공구의 절삭폭보다도 짧은 거리만큼 하측의 위치인 최종 단계의 위치에 이를 때까지, 상기 [2]의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)의 작성을 계속.

2. 언더컷 영역(1)의 하단(11)으로부터 최고 개구부(12)에 이르는 영역에 있어서의 적층 및 소결.

3. 상기 1[2] 및 1[3]의 스텝에 의해서 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)를 따른 언더컷 영역(1)의 내측 벽부(21)에 대한 절삭.

4. 최고 개구부(12)에 대해서 상측 영역(13)을 형성하는 언더컷 영역(1)의 적층 및 소결.

상기 실시형태에 있어서, 언더컷용 절삭 공구에 의한 최고 개구부(12)를 측방부로 하고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(3)를 따른 절삭이 행해진 경우에는, 당해 절삭은 최종 단계의 절삭에 해당하는 이상, CAD/CAM 시스템은, 최고 개구부(12)의 수평 방향면에 대한 절삭을 지령하고, 또한 실제로 당해 절삭이 행해지는 것으로 되지 않을 수 없다.

그렇지만, 당해 최고 개구부(12) 및 그의 상측 영역(13)에 의한 개구 영역이 지극히 좁은 영역으로서, 당해 최고 개구부(12)에 절삭이 행해졌다고 해도, 작업 효율에 현저한 지장이 발생하는 것은 아니다.

단, CAD/CAM 시스템이, 상기 1[3]에 있어서의 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로(30)를 작성하기에 이르른 경우에, 최고 개구부(12)의 위치에서 추가로 적층을 행한다는 지령을 설정한 경우에는, 기본 구성 a의 경우와 마찬가지로, 최고 개구부(12)에 대한 수평 방향의 절삭을 피할 수가 있다.

이하, 실시예에 따라서 설명한다.

[실시예]

실시예에 있어서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 삼차원 조형물의 바닥부(底部)(22)가 적층 및 소결을 종료한 단계에서, 하단에 절삭용 원반(40)을 붙인 절삭 공구(4)의 회전에 의해서, 당해 바닥부(22)의 상측의 바닥면(底面)을 절삭하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 실시형태의 경우에는, 절삭 공구의 선단에 있어서의 선단(하단)에 있어서의 판모양의 회전반에 의해서 내부 공간을 형성하는 영역(2)의 바닥면을 효율적으로 절삭할 수가 있다.

이와 같이, 본 발명은, 상측의 언더컷 영역 및 하측의 내부 공간을 형성하는 영역에 의해서 구성되는 삼차원 조형물의 조형에 있어서, 내부 공간을 형성하는 영역의 상단면에 대한 절삭을 피하고, 게다가 효율적인 내측 벽부의 절삭을 실현하고 있는 점에 있어서, 그 이용가치는 절대적이다.

1: 언더컷 영역
11: 언더컷 영역에 있어서의 하단의 위치 및 하단면
12: 언더컷 영역의 최고 개구부
13: 언더컷 영역의 최고 개구부에 대한 상측 영역
2: 내부 공간을 형성하는 영역
21: 내측 벽부
22: 바닥부
23: 내부 공간을 형성하는 영역에 있어서의 상단의 위치 및 상단면
3: 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로
30: 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로
4: 절삭 공구
40:　절삭용 원반

Claims

스퀴지의 주행에 수반하는 분말에 의한 적층, 레이저빔 또는 전자빔의 조사에 의한 당해 적층에 대한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 당해 소결층에 대한 절삭에 근거하는 삼차원 조형물의 제조 방법으로서, 이하의 공정에 의해서 상측의 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 영역과의 접합에 의한 삼차원 조형물을 제조하는 방법.
1. CAD/CAM 시스템이, 이하의 스텝을 설정한다.
[1] 하단이 개구되어 있는 상측의 언더컷 영역의 형상 작성 및 상단이 개구되어 있는 하측의 내부 공간을 형성하는 영역의 형상 작성.
[2] 내부 공간을 형성하는 하측의 영역에 있어서의 내측 벽부에 대해, 각 절삭 공구의 절삭날에 있어서의 소정의 위치를 기준으로 하고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를, 당해 내측 벽부의 하단의 위치 또는 당해 하단 근방의 위치로부터 상기 절삭날의 절삭폭을 단위로 해서, 순차 상측을 따른 각 위치에서 작성.
[3] 상기 [2]에 의해서 순차 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로의 위치가, 개구되어 있는 상단의 위치 또는 당해 상단의 위치에 대해 상기 절삭폭보다도 짧은 거리로 하측의 위치인 최종 단계의 위치에 이르른 경우에는, 상기 상단의 위치에서, 추가로 적층을 행한다는 지령의 설정.
[4] 언더컷 영역의 하단과 내부 공간을 형성하는 영역의 상단을 접합하는 지령.
2. 상기 1[1]의 스텝에 근거하는 상기 하측 영역에 있어서의 적층 및 소결.
3. 상기 1[2] 및 1[3]의 스텝에 의해서 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 따른 상기 내측 벽부에 대한 절삭.
4. 상기 1[1] 및 1[4]의 스텝에 근거하는 상기 언더컷 영역에 있어서의 적층 및 소결.
스퀴지의 주행에 수반하는 분말에 의한 적층, 레이저빔 또는 전자빔의 조사에 의한 당해 적층에 대한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 당해 소결층에 대한 절삭에 근거하는 삼차원 조형물의 제조 방법으로서, 이하의 공정에 의해서 상측의 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 영역과의 접합에 의한 삼차원 조형물을 제조하는 방법.
1. CAD/CAM 시스템이, 이하의 스텝을 설정한다.
[1] 하단이 개구되어 있는 상측의 언더컷 영역의 형상 작성 및 상단이 개구되어 있는 하측의 내부 공간을 형성하는 영역의 형상 작성.
[2] 내부 공간을 형성하는 하측의 영역에 있어서의 내측 벽부에 대해, 각 절삭 공구의 절삭날에 있어서의 소정의 위치를 기준으로 하고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를, 당해 내측 벽부의 하단의 위치 또는 당해 하단 근방의 위치로부터 상기 절삭날의 절삭폭을 단위로 해서, 순차 상측을 따른 각 위치에서 작성.
[3] 상기 [2]에 의해서 순차 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로의 위치가, 개구되어 있는 상단의 위치, 또는 당해 상단의 위치에 대해, 절삭폭보다도 짧은 거리로 하측의 위치에 이르른 경우에는, 상기 각 위치에 대해 상기 절삭폭만큼 상측의 위치를 상기 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로로서 작성함과 동시에, 절삭 공구에 대한 당해 최종 단계의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로에 있어서의 절삭 작동의 중지 지령의 설정.
[4] 언더컷 영역의 하단과 내부 공간을 형성하는 영역의 상단을 접합하는 지령.
2. 상기 1[1]의 스텝에 근거하는 상기 하측 영역에 있어서의 적층 및 소결.
3. 상기 1[2] 및 1[3]의 스텝에 의해서 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 따른 상기 내측 벽부에 대한 절삭.
4. 상기 1[1] 및 1[4]의 스텝에 근거하는 상기 언더컷 영역에 있어서의 적층 및 소결.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
이하의 스텝에 의해서, 언더컷 영역에 있어서의 적층, 소결 및 절삭을 실현하는 것을 특징으로 하는, 상측의 언더컷 각도가 일정한 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 영역과의 접합에 의한 삼차원 조형물을 제조하는 방법.
1. CAD/CAM 시스템에 의한 이하의 스텝의 설정.
[1] 적층 및 소결에 의해서 순차 상측에 형성되는 개구부 중, 언더컷용 절삭 공구를 비스듬한 방향으로 삽입할 수 있는 가장 상측의 위치에 해당하는 최고 개구부의 위치의 설정.
[2] 언더컷 영역의 내측 벽부에 대해, 언더컷용 절삭 공구의 절삭날에 있어서의 소정의 위치를 기준으로 하고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를, 언더컷 영역의 하단의 위치로부터, 상기 절삭날의 절삭폭을 단위로 해서, 순차 언더컷 각도에 근거하는 비스듬한 방향을 따른 각 위치에서 작성.
[3] 상기 [1]에 의해서 순차 형성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로의 위치가, 상기 [2]에 의해서 설정된 최고 개구부의 위치 또는 당해 최고 개구부의 위치에 대해 언더컷용 절삭 공구의 절삭폭보다도 짧은 거리만큼 하측의 위치인 최종 단계의 위치에 이를 때까지, 상기 [2]의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로의 작성을 계속.
2. 언더컷 영역의 하단으로부터 최고 개구부에 이르는 영역에 있어서의 적층 및 소결.
3. 상기 1[2] 및 1[3]의 스텝에 의해서 작성되고, 또한 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 따른 언더컷 영역의 내측 벽부에 대한 절삭.
4. 최고 개구부에 대해서 상측 영역을 형성하는 언더컷 영역의 적층 및 소결.
제 3 항에 있어서,
CAD/CAM 시스템이, 상기 1[3]의 수평 방향을 주행 방향으로 하는 절삭 경로를 작성하기에 이르른 경우에, 최고 개구부의 위치에서 추가로 적층을 행한다는 지령을 설정하는 것을 특징으로 하는, 상측의 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 영역과의 접합에 의한 삼차원 조형물을 제조하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하측 영역의 바닥부에 있어서의 적층 및 소결을 종료한 단계에서, 선단에 절삭용 원반을 붙인 절삭 공구의 회전에 의해서, 당해 바닥부의 상측의 바닥면을 절삭하는 것을 특징으로 하는, 상측의 언더컷 영역과 하측의 내부 공간을 형성하는 영역과의 접합에 의한 삼차원 조형물을 제조하는 방법.