TW201703992A - 立體物製造裝置、立體物製造方法及程式 - Google Patents

立體物製造裝置、立體物製造方法及程式 Download PDF

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Abstract

本發明的問題在於更適當地生成一種工具軌跡， 該工具軌跡用於在3D列印機中輸出立體造型物。 為了解決上述問題，於立體物製造裝置1中，哈密頓路徑計算部133，基於用以表示立體物的形狀之三維形狀資料，生成三維像素模型，該三維像素模型用以表示用於對立體物進行造型之內部結構。又，哈密頓路徑計算部133，判斷是否可在三維像素模型中設定哈密頓路徑。子三維像素生成部134，當判斷為無法在三維像素模型中設定哈密頓路徑時，將三維像素進行分割而生成子三維像素。哈密頓路徑計算部133，於三維像素模型中設定哈密頓路徑。工具軌跡資料生成部136，基於所設定的哈密頓路徑，生成用於將造型材料進行造型之工具軌跡。立體物造型部20，基於工具軌跡來執行立體物之造型。

Description

立體物製造裝置、立體物製造方法及程式
本發明關於一種立體物製造裝置、立體物製造方法及程式。
以往，於製造立體物之3D列印系統中，通常採用STL(立體微影術，StereoLithography)格式作為標準輸入檔案格式，該STL格式是以多邊形網格來對外表(立體物的表面，Surface)進行近似描述。又，當輸出立體造型時，於計算機輔助製造(Computer Aided Manufacturing，CAM)軟體上，由STL格式生成用於表示3D列印機針頭的工具軌跡之切片資料。進一步，當生成工具軌跡(tool path)時，首先，作為最外層的外殼之殼層部分與內部分離，關於例如造型物內部的填充處理，由軟體預先準備的模式中進行選擇，如完全填充、蜂巢結構等。這是為了設法減少材料的消耗量，且使造型物表面的外表成立(設置)於結構上。
再者，關於這種3D列印之技術，已記載於例如專利文獻1中。
[先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2013-086289號公報
但是，以3D列印機來輸出具有內部結構之立體造型物，其中在立體造型物的內部形成空隙、或對原材料進行合成等，此時需要一種方法，由不拘泥於以往的STL格式和切片資料等的概念之新觀點，來生成工具軌跡。
本發明是鑒於這種以往的實際情況而完成，其目的在於更適當地生成一種工具軌跡，該工具軌跡用於在3D列印機中輸出立體造型物。
為了實現上述目的，本發明的一態樣之立體物製造裝置，其特徵在於具備：三維像素模型生成手段，其基於用以表示立體物的形狀之三維形狀資料，生成三維像素模型，該三維像素模型用以表示用於對前述立體物進行造型之內部結構；判斷手段，其判斷是否可在由前述三維像素模型生成手段所生成的三維像素模型中設定哈密頓路徑；子三維像素生成手段，當藉由前述判斷手段判斷為無法在前述三維像素模型中設定哈密頓路徑時，其將前述三維像素模型中的三維像素進行分割而生成子三維像素；哈密頓路徑設定手段，其在前述三維像素模型中設定哈密頓路徑； 工具軌跡生成手段，其基於由前述哈密頓路徑設定手段所設定的哈密頓路徑，生成用於將造型材料進行造型之工具軌跡；及，立體物造型手段，其基於由前述工具軌跡生成手段所生成的工具軌跡，執行立體物之造型。
依據本發明，能够更適當地生成一種工具軌跡，該工具軌跡用於在3D列印機中輸出立體造型物。
1‧‧‧立體物製造裝置
10‧‧‧立體物造型資料生成部
11‧‧‧CPU
12‧‧‧ROM
13‧‧‧RAM
14‧‧‧輸入部
15‧‧‧輸出部
16‧‧‧記憶部
17‧‧‧通訊部
20‧‧‧立體物造型部
111‧‧‧3D資料獲取部
112‧‧‧STL資料生成部
113‧‧‧切片資料生成部
131‧‧‧開始點設定部
132‧‧‧路徑選擇方針設定部
133‧‧‧哈密頓路徑計算部
134‧‧‧子三維像素生成部
135‧‧‧路徑條件判斷部
136‧‧‧工具軌跡資料生成部
137‧‧‧針頭控制資料生成部
113A‧‧‧三維像素分割方針設定部
113B‧‧‧內部組成設定部
221‧‧‧針頭驅動部
222‧‧‧3D列印機針頭
S1~S39‧‧‧步驟
第1圖是繪示本發明的一實施方式的立體物製造裝置的硬體構成之示意圖。
第2圖是繪示立體物製造裝置的功能性構成之方塊圖。
第3圖是繪示將三維像素分割成子三維像素後的狀態之示意圖。
第4圖是說明第1實施方式的立體物製造裝置所執行的立體物製造處理的流程之流程圖。
第5圖是說明第2實施方式的立體物製造裝置所執行的立體物製造處理的流程之流程圖。
第6圖是繪示第3實施方式的立體物製造裝置的功能性構成之方塊圖。
第7圖是說明第3實施方式的立體物製造裝置所執行的立體物製造處理的流程之流程圖。
第8圖是繪示第4實施方式的立體物製造裝置的功能性構成之方塊圖。
第9圖是說明第4實施方式的立體物製造裝置所執行的立體物製造處理的流程之流程圖。
以下，使用圖式來說明本發明的實施方式。
[第1實施方式] [構成]
第1圖是繪示本發明的一實施方式的立體物製造裝置1的硬體構成之示意圖。
如第1圖所示，立體物製造裝置1，具備立體物造型資料生成部10與立體物造型部20。
立體物造型資料生成部10，是由個人電腦(Personal Computer，PC)和嵌入式微電腦等資訊處理裝置所構成。於本實施方式中，由PC來構成立體物造型資料生成部10。
立體物造型資料生成部10，由立體物的設計資料也就是電腦輔助設計(Computer Aided Design，CAD)資料，生成用以表示立體物造型部20中的3D列印機針頭的工具軌跡之切片資料。此時，立體物造型資料生成部10，由CAD資料生成用以表示立體造型物的內部結構之三維像素模型，並算出用於藉由3D列印機針頭222(後述)一筆畫成三維像素模型的哈密頓(Hamilton)路徑。進一步，當無法算出三維像素模型的 哈密頓路徑(三維像素模型無法一筆畫成)時，立體物造型資料生成部10，藉由生成將三維像素分割後的子三維像素，來算出哈密頓路徑。再者，關於探索通過一筆畫成來發展三維像素的哈密頓路徑之問題，已知若將三維像素分成四份，必定能够一筆畫成(參閱例如以下論文：“Programmable Assembly With Universally Foldable Strings(Moteins)”,IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS，VOL．27,NO．4,AUGUST 2011)。
具體而言，立體物造型資料生成部10，具備：中央處理器(Central Processing Unit，CPU)11、唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)12、隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)13、輸入部14、輸出部15、記憶部16及通訊部17。
CPU11，依據ROM12或記憶部16中所記憶的程式，執行各種處理。
ROM12，記憶用於控制立體物製造裝置1之各種程式。
於RAM13中，記憶有用於使CPU11執行各種處理之資料等。
輸入部14是由鍵盤或滑鼠等指向裝置所構成，按照使用者的指示操作來輸入各種資訊。
輸出部15是由顯示器和喇叭等所構成，按照CPU11之控制，來進行資訊顯示和聲音輸出等。
記憶部16是由硬碟等記憶裝置所構成，記憶立體物製造裝置1所使用的各種資料和程式等。
通訊部17，經由通用串列匯流排(Universal Serial Bus，USB)電纜等通信電纜、和網際網路等通訊網路，與其他裝置進行通訊。
又，立體物造型資料生成部10，反復探索工具軌跡，直至探索到符合所設定的路徑選擇方針之工具軌跡，一旦探索到符合路徑選擇方針之工具軌跡，便使用該工具軌跡來生成用於控制3D列印機針頭222之控制資料。
立體物造型部20是藉由熔融積層(Fused Deposition Modeling，FDM)方式或光造型方式之3D列印機所構成。於本實施方式中，立體物造型部20為熔融積層方式之3D列印機。立體物造型部20，基於由立體物造型資料生成部10所生成的控制資料，發展哈密頓路徑並自3D列印機針頭222吐出造型材料，來輸出立體造型物(製造立體物)。再者，立體物造型部20所描繪出的三維像素的物理大小，取決於3D列印機針頭222的噴嘴直徑與造型材料的吐出量之調節。
[立體物製造裝置1的功能性構成]
接著，說明立體物製造裝置1的功能性構成。
第2圖是繪示立體物製造裝置1的功能性構成之方塊圖。
如第2圖所示，於立體物製造裝置1中，立體物造型資料生成部10，具備：3D資料獲取部111、STL資料生成部112及切片資料生成部113。又，立體物造型部20，具備：針頭驅動部221及3D列印機針頭222。
3D資料獲取部111，經由於立體物製造裝置1中作成的CAD資料或未圖示的網路等，獲取由其他裝置發送之CAD資料。
STL資料生成部112，基於由3D資料獲取部111所獲取的CAD資料，生成以多邊形網格對外表(立體物的表面)進行近似描述而成的STL形式的資料(STL資料)。
切片資料生成部113，基於由STL資料生成部112所生成的STL資料，生成用以表示3D列印機針頭222的工具軌跡之切片資料。
具體而言，切片資料生成部113，具備：開始點設定部131、路徑選擇方針設定部132、哈密頓路徑計算部133、子三維像素生成部134、路徑條件判斷部135、工具軌跡資料生成部136及針頭控制資料生成部137。
開始點設定部131，設定3D列印機針頭222開始吐出造型材料之開始點的位置。於本實施方式中，開始點設定部131，藉由接受使用者的指定，設定開始點的位置。
路徑選擇方針設定部132，於對立體物進行造型時，設定用以選擇3D列印機針頭222吐出造型材料的路徑之 方針(路徑選擇方針)。此處，當對立體物進行造型時，即便是以相同的STL資料來表現，依據3D列印機針頭222是藉由何種路徑來吐出造型材料(也就是，發展何種工具軌跡)，立體造型物的物理特性亦不同。
具體而言，關於3D列印機針頭222吐出造型材料的路徑的方向(沿著工具軌跡的方向)，具有拉伸、壓縮强度更大卻容易破裂這樣的物理特性。又，關於對3D列印機針頭222吐出造型材料的路徑進行積層之方向(與工具軌跡交叉之方向)，具有拉伸、壓縮强度更小卻不易破裂這樣的物理特性。因此，於路徑選擇方針的設定中，鑒於該種物理特性，來設定用以選擇工具軌跡的方向之方針。例如，設定「於指定區域中，將工具軌跡設為水平方向」、或「於指定區域中，以拉伸强度為優先」這樣的路徑選擇方針。於本實施方式中，路徑選擇方針設定部132，藉由接受由使用者所實施的路徑選擇方針之指定，針對立體造型物的任意區域(部分或全部立體物)，設定路徑選擇方針。藉此，能够適當地設定製造而成的立體物的物理特性。
再者，於路徑選擇方針之設定中，亦能够任意地選擇工具軌跡，可以選擇橫貫立體造型物的內部空洞之路徑，或者，可以避開顯著傾斜(例如45度以上)的表面形狀(延展較大的凹面、凸面的頂點等)於水平方向上被切片而產生的路徑，而選擇形狀更為平滑的路徑。
哈密頓路徑計算部133，基於由STL資料生成部112所生成的STL資料，生成用以表示立體造型物的內部結構之三維像素模型的資料。而且，哈密頓路徑計算部133，於生成的三維像素模型中，計算用以發展各三維像素之哈密頓路徑。此時，哈密頓路徑計算部133，當判斷為無法計算用以發展由三維像素模型所表示的各三維像素之哈密頓路徑(也就是，無法通過一筆畫成來發展各三維像素)時，對子三維像素生成部134，輸出將三維像素分割成子三維像素之處理要求。於本實施方式中，哈密頓路徑計算部133，當無法計算用以發展由三維像素模型所表示的各三維像素之哈密頓路徑時，輸出將三維像素模型中的全部的三維像素分割成子三維像素之處理要求。
子三維像素生成部134，當從哈密頓路徑計算部133輸入要將三維像素分割成子三維像素之處理要求時，執行將三維像素分割成子三維像素之處理，並將處理結果作為新的三維像素資料而輸出至哈密頓路徑計算部133。於本實施方式中，子三維像素生成部134將三維像素模型中的全部的三維像素分成四份(例如，於俯視圖中，縱橫二等分)並作為子三維像素。
第3圖是繪示將三維像素分割成子三維像素後的狀態之示意圖。
如第3圖(A)所示，當一個三維像素Be自路徑分支出來時，由於無法一筆畫成，因此，成為無法設定哈密頓路徑之三維像素資料。
此時，如第3圖(B)所示，藉由將各三維像素分成四份，分支出來的三維像素Be成為能够環繞之路徑。
回到第2圖，路徑條件判斷部135，判斷由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑是否符合由路徑選擇方針設定部132設定的路徑選擇方針。具體而言，路徑條件判斷部135，判斷由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑是否符合在路徑選擇方針中設定的工具軌跡的方向。而且，路徑條件判斷部135，當判斷為由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑不符合在路徑選擇方針中設定的工具軌跡的方向時，對哈密頓路徑計算部133，輸出再計算哈密頓路徑之要求。藉由該種處理，探索出符合路徑選擇方針之一個哈密頓路徑。
工具軌跡資料生成部136，藉由路徑條件判斷部135，並基於判斷為符合路徑選擇方針之哈密頓路徑，生成用以表示3D列印機針頭222的工具軌跡之切片資料。由工具軌跡資料生成部136所生成的切片資料，滿足路徑選擇條件，示出可通過一筆畫成來發展三維像素之哈密頓路徑。
針頭控制資料生成部137，基於由工具軌跡資料生成部136所生成的切片資料，生成用於將立體造型物的各部分進行積層造型之3D列印機針頭222的控制資料(針頭控制資料)。於本實施方式中，3D列印機針頭222，除了水平方向(與平臺(stage)平行之方向)的工具軌跡以外，亦可描繪包含垂直方向(相對於平臺之高度方向)的 成分之工具軌跡。因此，本實施方式中的3D列印機針頭222的控制資料，不僅可規定平面內的二維的移動，亦可規定三維的移動。
立體物造型部20的針頭驅動部221，基於由針頭控制資料生成部137所生成的控制資料，控制3D列印機針頭222在水平方向和垂直方向上的移動、及自噴嘴吐出之造型材料的吐出量。
3D列印機針頭222，依據針頭驅動部221的控制，自噴嘴吐出造型材料。
本實施方式中的立體物製造裝置1，不僅限於水平方向，亦可於垂直方向上一邊使3D列印機針頭222移動一邊吐出造型材料，並於平臺周圍設置用於冷却之風扇，以加快造型材料的固化。
[動作]
接著，說明立體物製造裝置1的動作。
第4圖是說明立體物製造裝置1所執行的立體物製造處理的流程之流程圖。
立體物製造處理，於立體物製造裝置1中，與進行用以指示立體物的製造之操作相應地開始。
於步驟S1中，開始點設定部131設定3D列印機針頭222開始吐出造型材料之開始點的位置。又，路徑選擇方針設定部132設定路徑選擇方針。
於步驟S2中，哈密頓路徑計算部133，基於由STL資料生成部112所生成的STL資料，生成用以表示立體造型物的內部結構之三維像素資料。
於步驟S3中，哈密頓路徑計算部133，針對三維像素資料，進行是否能够計算用以發展各三維像素之哈密頓路徑之判斷。
針對生成的三維像素資料，當無法計算用以發展各三維像素之哈密頓路徑時，於步驟S3中判斷為「否(NO)」，處理移至步驟S4。此時，從哈密頓路徑計算部133，對子三維像素生成部134，輸出將三維像素分割成子三維像素之處理要求。
另一方面，針對生成的三維像素資料，當能夠計算用以發展各三維像素之哈密頓路徑時，於步驟S3中判斷為「是(YES)」，處理移至步驟S5。
於步驟S4中，子三維像素生成部134，執行將三維像素分割成子三維像素之處理，並將處理結果作為新的三維像素資料而輸出至哈密頓路徑計算部133。
於步驟S4之後，處理移至步驟S3。
於步驟S5中，路徑條件判斷部135，判斷由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑是否符合由路徑選擇方針設定部132所設定的路徑選擇方針。
當由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑不符合由路徑選擇方針設定部132所設定的路徑選擇方針時，於步驟S5中判斷為「否」，處理移至步驟S3。
另一方面，當由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑符合由路徑選擇方針設定部132所設定的路徑選擇方針時，於步驟S5中判斷為「是」，處理移至步驟S6。
於步驟S6中，工具軌跡資料生成部136，藉由路徑條件判斷部135，並基於判斷為符合路徑選擇方針之哈密頓路徑，生成用以表示3D列印機針頭222的工具軌跡之切片資料。
於步驟S7中，針頭控制資料生成部137，基於由工具軌跡資料生成部136所生成的切片資料，生成用於將立體造型物的各部分進行積層造型之3D列印機針頭222的控制資料(針頭控制資料)。
於步驟S8中，針頭驅動部221，基於由針頭控制資料生成部137所生成的控制資料，控制3D列印機針頭222在水平方向和垂直方向上的移動、及自噴嘴吐出之造型材料的吐出量，來執行由3D列印機針頭222所實施的立體造型物的積層造型。
於步驟S8之後，立體物製造處理結束。
如上所述，依據本實施方式的立體物製造裝置1，探索哈密頓路徑，該哈密頓路徑一筆畫成用以表示立體造型物的內部結構之三維像素模型，當探索到符合所設定的路徑選擇方針之哈密頓路徑時，依據基於由該哈密頓路徑所生成的工具軌跡，生成用以控制3D列印機針頭222之控制資料。
因此，能够生成用於輸出立體造型物之工具軌跡，該立體造型物具有在路徑選擇方針中設定的物理特性。
從而，可更適當地生成用於在3D列印機中輸出立體造型物之工具軌跡。
又，依據立體物製造裝置1，於探索哈密頓路徑之際，當三維像素模型無法算出哈密頓路徑時，三維像素被分割成子三維像素。
從而，由於可以將各種三維像素模型轉換成能够算出哈密頓路徑者，因此，能够確切地生成用於在3D列印機中輸出立體造型物之更為適當的工具軌跡。
[第2實施方式]
接著，說明本發明的第2實施方式。
第2實施方式的立體物製造裝置1，具備與第1實施方式的立體物製造裝置1同樣的硬體構成，另一方面，功能性構成和立體物製造處理中的一部分有所不同。
具體而言，於第1實施方式的立體物製造裝置1中，是探索符合路徑選擇方針之一個哈密頓路徑，但於第2實施方式的立體物製造裝置1中，是探索符合路徑選擇方針之全部哈密頓路徑，並可自探索到的全部哈密頓路徑中，選擇使用者認為最佳的哈密頓路徑。
以下，主要針對與第1實施方式不同的部分加以說明。
[立體物製造裝置1的功能性構成]
第2實施方式中的立體物製造裝置1的功能性構成，除切片資料生成部113的哈密頓路徑計算部133、子三維 像素生成部134、路徑條件判斷部135和工具軌跡資料生成部136以外的功能性構成，與第2圖所示的第1實施方式的功能性構成相同。
於第2實施方式中，切片資料生成部113的哈密頓路徑計算部133，基於由STL資料生成部112所生成的STL資料，生成用以表示立體造型物的內部結構之三維像素資料。而且，哈密頓路徑計算部133，針對生成的三維像素資料，計算用以發展各三維像素之哈密頓路徑。此時，哈密頓路徑計算部133，當判斷為無法計算用以發展由三維像素資料所示的各三維像素之哈密頓路徑(也就是，無法通過一筆畫成來發展各三維像素)時，對子三維像素生成部134，輸出將三維像素分割成子三維像素之處理要求。於本實施方式中，哈密頓路徑計算部133，當無法計算用以發展由三維像素資料所示的各三維像素之哈密頓路徑時，輸出將三維像素資料中的全部的三維像素分割成子三維像素之處理要求。
又，哈密頓路徑計算部133，針對三維像素資料，進行是否探索到全部用以發展各三維像素之哈密頓路徑(是否繼續探索哈密頓路徑)之判斷，並反復探索哈密頓路徑，直至完全探索到全部用以發展各三維像素之哈密頓路徑。
子三維像素生成部134，當從哈密頓路徑計算部133輸入要將三維像素分割成子三維像素之處理要求時，執行將三維像素分割成子三維像素之處理，並將處理 結果作為新的三維像素資料而輸出至哈密頓路徑計算部133。於本實施方式中，子三維像素生成部134將三維像素模型中的全部的三維像素分成四份，並作為子三維像素。
路徑條件判斷部135，進行由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑是否符合由路徑選擇方針設定部132設定的路徑選擇方針之判斷。具體而言，路徑條件判斷部135，進行由哈密頓路徑計算部133所計算出來的哈密頓路徑是否與在路徑選擇方針中設定的工具軌跡的方向符合之判斷。而且，路徑條件判斷部135，當判斷為由哈密頓路徑計算部133所計算出來的哈密頓路徑與在路徑選擇方針中設定的工具軌跡的方向不符合時，對哈密頓路徑計算部133，輸出再計算哈密頓路徑之要求。另一方面，路徑條件判斷部135，當判斷為由哈密頓路徑計算部133所計算出來的哈密頓路徑與在路徑選擇方針中所設定的工具軌跡的方向符合時，將該哈密頓路徑儲存至哈密頓路徑的候補列表中。藉由該種處理，探索出符合路徑選擇方針之一個以上的哈密頓路徑。
工具軌跡資料生成部136，藉由路徑條件判斷部135，自判斷為符合路徑選擇方針之哈密頓路徑的候補列表之中，接受由使用者所實施的哈密頓路徑之選擇，並讀取所選擇的哈密頓路徑。而且，工具軌跡資料生成部136，基於由使用者所選擇的哈密頓路徑，生成用以表示3D列印機針頭222的工具軌跡之切片資料。由工具軌跡 資料生成部136所生成的切片資料，滿足路徑選擇條件，並示出在可通過一筆畫成來發展三維像素之哈密頓路徑之中使用者所選擇的路徑。
[動作]
接著，說明第2實施方式的立體物製造裝置1的動作。
第5圖是說明第2實施方式的立體物製造裝置1所執行的立體物製造處理的流程之流程圖。
於第5圖中，步驟S11至步驟S15之處理，與第4圖中的步驟S1至步驟S5之處理相同。
於步驟S16中，路徑條件判斷部135，將判斷為符合路徑選擇方針之哈密頓路徑儲存至哈密頓路徑的候補列表中。
於步驟S17中，哈密頓路徑計算部133，針對三維像素資料，進行是否繼續探索哈密頓路徑(發展各三維像素之哈密頓路徑之探索是否結束)之判斷。
當針對三維像素資料繼續探索哈密頓路徑(未結束發展各三維像素之哈密頓路徑之探索)時，於步驟S17中判斷為「是」，處理移至步驟S13。
另一方面，當針對三維像素資料不再繼續探索哈密頓路徑(結束發展各三維像素之哈密頓路徑之探索)時，於步驟S17中判斷為「否」，處理移至步驟S18。
於步驟S18中，工具軌跡資料生成部136，藉由路徑條件判斷部135，自判斷為符合路徑選擇方針之哈 密頓路徑的候補列表之中，接受由使用者所實施的哈密頓路徑之選擇，並讀取所選擇的哈密頓路徑。
於步驟S19中，工具軌跡資料生成部136，基於由使用者所選擇的哈密頓路徑，生成用以表示3D列印機針頭222的工具軌跡之切片資料。
步驟S20和步驟S21之處理，與第4圖中的步驟S7和步驟S8之處理相同。
如上所述，依據本實施方式的立體物製造裝置1，探索哈密頓路徑，該哈密頓路徑一筆畫成用以表示立體造型物的內部結構之三維像素模型，當探索到符合所設定的路徑選擇方針之哈密頓路徑時，將該哈密頓路徑儲存至哈密頓路徑的候補列表中。而且，自候補列表之中，依據基於由使用者所選擇的哈密頓路徑而生成的工具軌跡，生成用以控制3D列印機針頭222之控制資料。
因此，能够針對使用者的期望，更適合地生成一種工具軌跡，該工具軌跡用於輸出具有在路徑選擇方針中設定的物理特性之立體造型物。
從而，能够更適當地生成一種用於在3D列印機中輸出立體造型物之工具軌跡。
又，依據立體物製造裝置1，於探索哈密頓路徑之際，當三維像素模型無法算出哈密頓路徑時，三維像素被分割成子三維像素。
從而，由於可以將三維像素資料轉換成能够算出哈密頓路徑者，因此，能够確切地生成用於在3D列印機中輸出立體造型物之更為適當的工具軌跡。
[第3實施方式]
接著，說明本發明的第3實施方式。
第3實施方式的立體物製造裝置1，具備與第1實施方式的立體物製造裝置1同樣的硬體構成，另一方面，功能性構成和立體物製造處理中的一部分有所不同。
具體而言，於第1實施方式的立體物製造裝置1中，當無法計算用以發展由三維像素模型所表示的各三維像素之哈密頓路徑時，常常將三維像素模型中的全部的三維像素分割成子三維像素，但於第3實施方式的立體物製造裝置1中，可能會視使用者之選擇，僅將三維像素模型中的必要部分分割成子三維像素。
以下，主要針對與第1實施方式不同的部分加以說明。
[立體物製造裝置1的功能性構成]
第6圖是繪示第3實施方式的立體物製造裝置1的功能性構成之方塊圖。
如第6圖所示，於立體物製造裝置1中，立體物造型資料生成部10，具備：3D資料獲取部111、STL資料生成部112及切片資料生成部113。又，立體物造型部20具備：針頭驅動部221與3D列印機針頭222。
其中，除切片資料生成部113的三維像素分割方針設定部113A、哈密頓路徑計算部133及子三維像素生成部 134以外的功能性構成，與第2圖所示的第1實施方式的功能性構成相同。
於第3實施方式中，切片資料生成部113的三維像素分割方針設定部113A，當判斷為無法計算哈密頓路徑時，設定將三維像素分割成子三維像素之方針(三維像素分割方針)。於本實施方式中，作為三維像素分割方針，設定為以下任一種方針：將三維像素模型中的全部的三維像素分割成子三維像素之方針、或將三維像素模型中的無法計算哈密頓路徑之部分的三維像素分割成子三維像素之方針。又，於本實施方式中，三維像素分割方針設定部113A，藉由接受由使用者所實施的三維像素分割方針之指定，來設定三維像素分割方針。當三維像素分割方針設定部113A設定三維像素分割方針時，能够於製造立體造型物之際，使用者預先指定並設定三維像素分割方針，或者，每當判斷為無法計算哈密頓路徑時向使用者進行詢問，使用者逐次指定並設定三維像素分割方針。
哈密頓路徑計算部133，基於由STL資料生成部112所生成的STL資料，生成用以表示立體造型物的內部結構之三維像素模型的資料。而且，哈密頓路徑計算部133，針對所生成的三維像素模型，計算用以發展各三維像素之哈密頓路徑。此時，哈密頓路徑計算部133，當判斷為無法計算用以發展由三維像素模型所表示的各三維像素之哈密頓路徑(也就是，無法通過一筆畫成來發展各三維像素)時，對子三維像素生成部134，輸出將三維像 素分割成子三維像素之處理要求。又，哈密頓路徑計算部133，按照用於將三維像素分割成子三維像素之使用者的方針(三維像素分割方針)，輸出以下任一種處理要求：將三維像素模型中的全部的三維像素分割成子三維像素之處理要求、或將三維像素模型中的無法計算哈密頓路徑之部分的三維像素分割成子三維像素之處理要求。
子三維像素生成部134，當從哈密頓路徑計算部133輸入要將三維像素分割成子三維像素之處理要求時，執行將三維像素分割成子三維像素之處理，並將處理結果作為新的三維像素資料而輸出至哈密頓路徑計算部133。於本實施方式中，子三維像素生成部134，按照由使用者所設定的三維像素分割方針，將三維像素模型中的全部的三維像素分成四份並作為子三維像素、或將三維像素模型中的無法計算哈密頓路徑之部分的三維像素分成四份並作為子三維像素。在將三維像素模型中的全部的三維像素分割成子三維像素時，能够更確切地探索哈密頓路徑；在僅將三維像素模型中的無法計算哈密頓路徑之部分的三維像素分割成子三維像素時，能够有效地探索哈密頓路徑。
[動作]
接著，說明第3實施方式的立體物製造裝置1的動作。
第7圖是說明第3實施方式的立體物製造裝置1所執行的立體物製造處理的流程之流程圖。
於第7圖中，步驟S21至步驟S23之處理，與第4圖中的步驟S1至步驟S3之處理相同。
於步驟S24中，哈密頓路徑計算部133進行以下判斷：是否設定了將三維像素模型中的全部的三維像素分割成子三維像素之方針，來作為三維像素分割方針。
當設定將三維像素模型中的全部的三維像素分割成子三維像素之方針，來作為三維像素分割方針時，於步驟S24中，判斷為「是」，處理移至步驟S25。
另一方面，並未設定將三維像素模型中的全部的三維像素分割成子三維像素之方針，來作為三維像素分割方針(也就是，設定將三維像素模型中的無法計算哈密頓路徑之部分的三維像素分割成子三維像素之方針)時，於步驟S24中，判斷為「否」，處理移至步驟S26。
於步驟S25中，子三維像素生成部134，執行將三維像素模型中的全部的三維像素分割成子三維像素之處理，並將處理結果作為新的三維像素資料而輸出至哈密頓路徑計算部133。
在步驟S25之後，處理移至步驟S23。
於步驟S26中，子三維像素生成部134執行將三維像素模型中的無法計算哈密頓路徑之部分的三維像素(部分的三維像素)分割成子三維像素之處理，並將處理結果作為新的三維像素資料而輸出至哈密頓路徑計算部133。
步驟S26之後，處理移至步驟S23。
步驟S27至步驟S30之處理，與第4圖中的步驟S5至步驟S8之處理相同。
如上所述，依據本實施方式的立體物製造裝置1，探索哈密頓路徑，該哈密頓路徑一筆畫成用以表示立體造型物的內部結構之三維像素模型，當探索到符合所設定的路徑選擇方針之哈密頓路徑時，依據基於由該哈密頓路徑所生成的工具軌跡，生成用以控制3D列印機針頭222之控制資料。
因此，能够生成用於輸出立體造型物的工具軌跡，該立體造型物具有在路徑選擇方針中設定的物理特性。
從而，能够更適當地生成用於在3D列印機中輸出立體造型物之工具軌跡。
又，依據立體物製造裝置1，於探索哈密頓路徑之際，當三維像素模型無法算出哈密頓路徑時，按照三維像素分割方針，三維像素模型中的全部的三維像素、或無法計算哈密頓路徑之部分的三維像素，被分割成子三維像素。
從而，按照使用者之設定，由於能够將全部或部分的三維像素資料轉換成能够算出哈密頓路徑者，因此，能够確切地生成用於在3D列印機中輸出立體造型物之更為適當的工具軌跡。
[第4實施方式]
接著，說明本發明的第4實施方式。
第4實施方式的立體物製造裝置1，具備與第1實施方式的立體物製造裝置1同樣的硬體構成，另一方面，功能性構成和立體物製造處理中的一部分有所不同。
具體而言，於第1實施方式的立體物製造裝置1中，當將三維像素分割成子三維像素時，造型材料填充在屬於該三維像素的全部子三維像素中；但是於第4實施方式的立體物製造裝置1中，當將三維像素分割成子三維像素時，將造型材料填充在屬於該三維像素的部分子三維像素中，藉此，能够改變三維像素的內部組成，並實現目標物理特性。
例如，於本實施方式的立體物製造裝置1中，能够設計立體物的部分或全部光學特性(由透明性、透射光所導致的著色等)、機械特性(柔軟度、硬度、彈性率、壓縮率、拉伸强度及壓縮强度等)、聲音和振動特性、電磁特性(導電性、局限性及異向性等)、熱特性(保溫性等)。
以下，主要針對與第1實施方式不同的部分加以說明。
[立體物製造裝置1的功能性構成]
第8圖是繪示第4實施方式的立體物製造裝置1的功能性構成之方塊圖。
如第8圖所示，於立體物製造裝置1中，切片資料生成部113，具備：內部組成設定部113B、開始點設定部131、路徑選擇方針設定部132、哈密頓路徑計算部133、子三維像素生成部134、路徑條件判斷部135、工具軌跡資料生成部136及針頭控制資料生成部137。
其中，除切片資料生成部113的內部組成設定部113B、哈密頓路徑計算部133、子三維像素生成部134、路徑條件判斷部135及工具軌跡資料生成部136以外的功能性構成，與第2圖所示的第1實施方式的功能性構成相同。
於第4實施方式中，切片資料生成部113的內部組成設定部113B，設定用以決定當將三維像素分割成子三維像素時的內部組成之方針(內部組成決定方針)。內部組成決定方針，可由三維像素內部的子三維像素的填充率來定義，進一步亦可附加關於子三維像素的填充位置之條件。
例如，當將三維像素的縱、橫及高度之三邊分別分成兩份時，三維像素被分割成八個子三維像素。這八個子三維像素中，藉由在幾個子三維像素中填充造型材料，能够將填充率設定為0/8~8/8之九個階段。藉由改變填充率，能够設定柔軟度、透明度或重量等，來作為立體造型物的物理特性。又，即便是相同的填充率，根據八個子三維像素中的任一者中是否填充造型材料，立體造型物可獲取的內部結構亦會改變。也就是，在三維像素的各6個面中，若一個以上的子三維像素被填充，則能够與鄰接的三維像素連接；另一方面，當每一個子三維像素均未被填充時，則成為無法與鄰接的三維像素連接之狀態。因此，關於子三維像素的填充位置之條件，亦存在下述意義：作為用以設定與鄰接的三維像素的連接關係之條件。
路徑條件判斷部135，進行以下判斷：由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑，是否符合由路徑選擇方針設定部132所設定的路徑選擇方針和由內部組成設定部113B所設定的內部組成決定方針。具體而言，路徑條件判斷部135，進行以下判斷：由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑，是否與在路徑選擇方針中設定的工具軌跡的方向符合、及是否符合三維像素內部中的子三維像素的填充率和子三維像素的填充位置等的相關條件。而且，路徑條件判斷部135，當判斷為由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑與在路徑選擇方針中設定的工具軌跡的方向不符合時、或判斷為不符合關於三維像素內部中的子三維像素的填充率和子三維像素的填充位置等的條件時，對哈密頓路徑計算部133，輸出再計算哈密頓路徑之要求。藉由該種處理，探索出符合路徑選擇方針和內部組成決定方針之一個哈密頓路徑。
工具軌跡資料生成部136，藉由路徑條件判斷部135，並基於判斷為符合路徑選擇方針和內部組成決定方針之哈密頓路徑，生成用以表示3D列印機針頭222的工具軌跡之切片資料。工具軌跡資料生成部136所生成的切片資料，滿足路徑選擇條件和內部組成決定方針，示出可通過一筆畫成來發展三維像素之哈密頓路徑。
如此一來，於本實施方式中的立體物製造裝置1中，基於內部組成決定方針，決定被分割成子三維像素後之三維像素中的任一個子三維像素中是否填充造型材 料。藉此，能够藉由具有使用者所期望的物理特性之內部組成，來製造立體造型物。
[動作]
接著，說明第4實施方式的立體物製造裝置1的動作。
第9圖是說明第4實施方式的立體物製造裝置1所執行的立體物製造處理的流程之流程圖。
於步驟S31中，內部組成設定部113B設定內部組成決定方針。
步驟S32至步驟S35之處理，與第4圖中的步驟S1至步驟S4之處理相同。
於步驟S36中，路徑條件判斷部135，進行以下判斷：由哈密頓路徑計算部133所計算出來的哈密頓路徑，是否符合由路徑選擇方針設定部132所設定的路徑選擇方針和由內部組成設定部113B所設定的內部組成決定方針。
當由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑，不符合由路徑選擇方針設定部132所設定的路徑選擇方針和由內部組成設定部113B所設定的內部組成決定方針時，於步驟S36中，判斷為「否」，處理移至步驟S34。
另一方面，當由哈密頓路徑計算部133計算出來的哈密頓路徑，符合由路徑選擇方針設定部132所設定的路徑選擇方針和由內部組成設定部113B所設定的內部組成決定方針時，於步驟S36中，判斷為「是」，處理移至步驟S37。
步驟S37至步驟S39之處理，與第4圖中的步驟S6至步驟S8之處理相同。
如上所述，依據本實施方式的立體物製造裝置1，探索哈密頓路徑，該哈密頓路徑一筆畫成用以表示立體造型物的內部結構之三維像素模型，當探索到符合所設定的路徑選擇方針之哈密頓路徑時，依據基於由該哈密頓路徑所生成的工具軌跡，生成用以控制3D列印機針頭222之控制資料。
因此，能够生成用於輸出立體造型物的工具軌跡，該立體造型物具有在路徑選擇方針中設定的物理特性。
從而，能够更適當地生成用於在3D列印機中輸出立體造型物之工具軌跡。
又，依據立體物製造裝置1，於探索哈密頓路徑之際，當三維像素模型無法算出哈密頓路徑時，三維像素被分割成子三維像素。
從而，由於能够將三維像素資料轉換成能够算出哈密頓路徑者，因此，能够確切地生成用於在3D列印機中輸出立體造型物之更為適當的工具軌跡。
進一步，依據立體物製造裝置1，當將造型材料填充在子三維像素中時，探索符合以下相關條件之哈密頓路徑，該相關條件是指符合所設定的內部組成決定方針之子三維像素的填充率和子三維像素的填充位置等，並依據基於由該哈密頓路徑所生成的工具軌跡，生成用以控制3D列印機針頭222之控制資料。
因此，能够改變三維像素的內部組成，製造一種具備目標物理特性之立體物。
[變化例1]
於上述各實施方式中，藉由以兩種以上的造型材料來填充三維像素或子三維像素，能够實現立體物的各種特性。
此時，指定分別填充至三維像素或子三維像素中之各造型材料、或指定三維像素或子三維像素的填充位置，藉此，能够製造具備各種目標特性之立體物。
例如，指定要填充透明性較高的造型材料之三維像素或子三維像素，並指定要填充透明性較低的造型材料之三維像素或子三維像素，藉此，能够實現立體物的光學特性。
又，指定要填充硬度較高的造型材料之三維像素或子三維像素，並指定要填充硬度較低的造型材料之三維像素或子三維像素，藉此，能够實現關於立體物的柔軟性之機械特性、聲音及振動特性。
又，指定要填充非導電性造型材料之三維像素或子三維像素，並指定要填充導電性造型材料之三維像素或子三維像素，藉此，能够於立體物的內部形成電路等，並能够實現立體物的電磁特性(導電性、局限性及異向性等)。
又，指定要填充保溫性較高的造型材料之三維像素或子三維像素，並指定要填充保溫性較低的造型材料之三維像素或子三維像素，藉此，能够實現立體物的熱特性(保溫性等)。
[變化例2]
於上述各實施方式中，藉由在立體造型物的內部嵌入電子構件，能够設計、製造出具備感應功能(感應聲音或溫度等)和主動功能(發光或通訊等電性處理功能等)之立體物。
此時，電子構件，既可藉由嵌入已製造的成品，亦可藉由吐出導電性填充材料而於立體物製造裝置1中的造型時一併製造而成。
[變化例3]
於上述各實施方式中，3D列印機針頭222的噴嘴特性方面，在設定成最小的三維像素尺寸之狀態下，當需要將三維像素分割成子三維像素時，可擴大要製造的整個立體物的尺寸，作成將三維像素模型中的全部的三維像素進行子三維像素化之狀態。也就是，將最初的三維像素的尺寸作為子三維像素的尺寸，而擴大三維像素的尺寸，藉此，成為在全部的三維像素內形成有子三維像素之狀態。
此時，能够維持整體形狀的平衡，並將三維像素模型進行子三維像素化，以製造立體物。
[變化例4]
於上述各實施方式中，3D列印機針頭222的噴嘴特性方面，在設定成最小的三維像素尺寸之狀態下，當需要將三維像素分割成子三維像素時，可僅將三維像素模型中的必要部分局部擴大，成為將三維像素模型中的部分的三維像素進行子三維像素化之狀態。
此時，能够維持整體尺寸，並將必要部分的三維像素進行子三維像素化，以製造立體物。
[變化例5]
於上述各實施方式中，可以將路徑選擇方針中所設定的工具軌跡的方向，設定為：在工具軌跡的分支點，選擇3軸方向(水平和垂直方向)之優先度。
具體而言，對於全部的三維像素或子三維像素、及部分的三維像素或子三維像素，預先設定在工具軌跡的分支點選擇3軸方向(水平和垂直方向)之優先度，能够作為已探索到的哈密頓路徑是否符合路徑選擇方針之判斷、及自經列表化之哈密頓路徑中選擇最佳路徑之評價標準來使用。
藉此，當判斷已探索到的哈密頓路徑是否符合路徑選擇方針時，能够將特定的三維像素或子三維像素中的工具軌跡符合所設定的3軸方向之優先度之程度，作為評價標準來進行判斷等。又，儲存於候補列表中的哈密頓路徑中的各個特定三維像素或子三維像素中的工具軌跡，可將符合所設定的3軸方向之優先度之程度，作為選擇最佳路徑之評價標準而提示等。
[變化例6]
於第4實施方式中，能够設定與鄰接三維像素之連接性，來作為關於在內部組成決定方針中所設定的子三維像素的填充位置之條件。具體而言，能够設定與3軸方向(水 平和垂直方向)連接之比例(也就是，連接的異向性)，來作為與鄰接三維像素之連接性。
例如，對全部的三維像素或子三維像素、及部分的三維像素或子三維像素，預先設定與3軸方向(水平和垂直方向)連接之比例(表示異向性和等向性等之指標)，能够作為探索到的哈密頓路徑是否符合路徑選擇方針之判斷、及自經列表化之哈密頓路徑中選擇最佳路徑之評價標準來使用。
藉此，當判斷已探索到的哈密頓路徑是否符合內部組成決定方針時，能够將特定的三維像素或子三維像素中的工具軌跡符合所設定的連接的異向性之程度，作為評價標準來進行判斷等。又，儲存於候補列表中的哈密頓路徑中的各個特定三維像素或子三維像素中的工具軌跡，可將符合所設定的連接的異向性之程度，作為選擇最佳路徑之評價標準而提出等。
如上所述地所構成的立體物製造裝置1，具備：哈密頓路徑計算部133、子三維像素生成部134、工具軌跡資料生成部136及立體物造型部20。
哈密頓路徑計算部133，基於用以表示立體物的形狀之三維形狀資料，生成三維像素模型，該三維像素模型用以表示用於對立體物進行造型之內部結構。
又，哈密頓路徑計算部133，判斷在所生成的三維像素模型中是否可設定哈密頓路徑。
子三維像素生成部134，藉由哈密頓路徑計算部133，當判斷為無法在三維像素模型中設定哈密頓路徑時，將三維像素模型中的三維像素進行分割而生成子三維像素。
哈密頓路徑計算部133，於三維像素模型中設定哈密頓路徑。
工具軌跡資料生成部136，基於由哈密頓路徑計算部133所設定的哈密頓路徑，生成用於將造型材料進行造型之工具軌跡。
立體物造型部20，其基於由工具軌跡資料生成部136所生成的工具軌跡，執行立體物之造型。
藉此，當無法設定哈密頓路徑時，該哈密頓路徑一筆畫成用以表示立體造型物的內部結構之三維像素模型，將三維像素分割成子三維像素並設定哈密頓路徑，依據基於該哈密頓路徑所生成的工具軌跡，立體物得以被造型。
因此，能够將各種三維像素模型轉換成能够設定哈密頓路徑之模型。
從而，能够更適當地生成用於在3D列印機中輸出立體造型物之工具軌跡。
又，立體物製造裝置1，具備路徑選擇方針設定部132。
路徑選擇方針設定部132，對至少部分立體物，進行關於工具軌跡的方向之設定。
工具軌跡資料生成部136，基於由路徑設定手段所設定的前述工具軌跡的方向，設定工具軌跡。
藉此，能够製造一種立體造型物，該立體造型物具有與關於工具軌跡的方向之設定相應的物理特性。
又，工具軌跡資料生成部136，生成前述工具軌跡，該工具軌跡包含沿著立體物得以被造型的平面之方向的成分、及垂直於該平面之方向的成分。
藉此，能够適當地設定製造而成的立體物的物理特性。
又，子三維像素生成部134，將三維像素模型所包含的全部的三維像素分割成子三維像素。
藉此，能够更確切地探索哈密頓路徑。
又，子三維像素生成部134，將三維像素模型所包含的部分的三維像素分割成子三維像素。
藉此，能够有效地探索哈密頓路徑。
又，立體物製造裝置1，具備內部組成設定部113B。
內部組成設定部113B，設定被分割成子三維像素之三維像素的內部組成。
工具軌跡資料生成部136，基於由前述內部組成設定手段所設定的三維像素的內部組成，生成前述工具軌跡。
藉此，能够改變三維像素的內部組成，製造一種具備目標物理特性之立體物。
又，內部組成設定部113B，針對三維像素，設定要填充造型材料之部分的子三維像素。
藉此，能够製造具備各種目標特性之立體物。
又，內部組成設定部113B，設定三維像素中的造型材料的填充率。
工具軌跡資料生成部136生成一種工具軌跡，該工具軌跡是作為由內部組成設定部113B所設定的填充率之子三維像素的填充位置的組合中的任一者。
藉此，能够適當地實現一種立體物，該立體物具備立體物的柔軟性等的由三維像素的填充率所決定的物理特性。
又，內部組成設定部113B，設定三維像素中的造型材料的填充位置。
工具軌跡資料生成部136生成一種工具軌跡，該工具軌跡是用以將造型材料填充至由內部組成設定部113B所設定的填充位置的子三維像素中。
藉此，能够具體地決定立體物中的子三維像素的連接結構，來製造立體物。
又，內部組成設定部113B，當設定內部組成時，設定關於該三維像素與鄰接三維像素的連接性之條件。
藉此，能够適當地設定一種哈密頓路徑，該哈密頓路徑滿足所設定的關於與鄰接三維像素的連接性之條件。
又，立體物造型部20，藉由以複數種造型材料來填充三維像素或子三維像素，對立體物進行造型。
藉此，能够製造具備各種目標特性之立體物。
再者，本發明，可於起到本發明的效果之範圍內作適當變化、改良等，並未被限於上述實施方式。
例如，在上述實施方式中，當由STL資料生成三維像素模型的資料時，亦可在1至數個三維像素的尺寸內，對立體造型物的尺寸進行微調，以使外表與內部結構更適當地連接的方式，來生成三維像素模型的資料。
又，可將上述實施方式和各變化例適當組合，來實施本發明。
上述實施方式中的處理，亦可藉由硬體和軟體中的任一者來執行。
也就是，立體物製造裝置1具備可執行上述處理之功能即可，成為何種功能構成和硬體構成以實現該功能，並未被限於上述例子。
當藉由軟體來執行上述處理時，構成該軟體之程式，是自網路和記憶媒體等被安裝至電腦。
記憶程式之記憶媒體，由與裝置主體分開配置的移動式媒體、或預先安裝在裝置主體上的記憶媒體等所構成。移動式媒體，由例如磁碟、光碟、或磁光碟等所構成。
光碟，由例如唯讀光碟(Compact Disk-Read Only Memory，CD-ROM)、數位光碟(Digital Versatile Disk，DVD)、藍光光碟(Blu-ray Disc；注册商標)等所構成。磁光碟，由迷你光碟(Mini-Disk，MD)等所構成。又，預先安裝在裝置主體上的記憶媒體，由例如記憶有程式之ROM和硬碟等所構成。
10‧‧‧立體物造型資料生成部
11‧‧‧CPU
20‧‧‧立體物造型部
111‧‧‧3D資料獲取部
112‧‧‧STL資料生成部
113‧‧‧切片資料生成部
131‧‧‧開始點設定部
132‧‧‧路徑選擇方針設定部
133‧‧‧哈密頓路徑計算部
134‧‧‧子三維像素生成部
135‧‧‧路徑條件判斷部
136‧‧‧工具軌跡資料生成部
137‧‧‧針頭控制資料生成部
221‧‧‧針頭驅動部
222‧‧‧3D列印機針頭

Claims (13)

  1. 一種立體物製造裝置，其特徵在於具備：三維像素模型生成手段，其基於用以表示立體物的形狀之三維形狀資料，生成三維像素模型，該三維像素模型用以表示用於對前述立體物進行造型之內部結構；判斷手段，其判斷是否可在由前述三維像素模型生成手段所生成的三維像素模型中設定哈密頓路徑；子三維像素生成手段，當藉由前述判斷手段判斷為無法在前述三維像素模型中設定哈密頓路徑時，其將前述三維像素模型中的三維像素進行分割而生成子三維像素；哈密頓路徑設定手段，其在前述三維像素模型中設定哈密頓路徑；工具軌跡生成手段，其基於由前述哈密頓路徑設定手段所設定的哈密頓路徑，生成用於將造型材料進行造型之工具軌跡；及，立體物造型手段，其基於由前述工具軌跡生成手段所生成的工具軌跡，執行立體物之造型。
  2. 如請求項1所述之立體物製造裝置，其中，該立體物製造裝置具備路徑設定手段，該路徑設定手段對至少部分前述立體物，進行關於前述工具軌跡的方向之設定；並且，前述工具軌跡生成手段，基於由前述路徑設定手段所設定的前述工具軌跡的方向，生成前述工具軌跡。
  3. 如請求項1所述之立體物製造裝置，其中， 前述工具軌跡生成手段，生成前述工具軌跡，該工具軌跡包含沿著立體物得以被造型的平面之方向的成分、及垂直於該平面之方向的成分。
  4. 如請求項1所述之立體物製造裝置，其中，前述子三維像素生成手段，將前述三維像素模型所包含的全部的三維像素分割成子三維像素。
  5. 如請求項1所述之立體物製造裝置，其中，前述子三維像素生成手段，將前述三維像素模型所包含的部分的三維像素分割成子三維像素。
  6. 如請求項1所述之立體物製造裝置，其中，該立體物製造裝置具備內部組成設定手段，該內部組成設定手段設定被分割成前述子三維像素之三維像素的內部組成；並且，前述工具軌跡生成手段，基於由前述內部組成設定手段所設定的前述三維像素的內部組成，生成前述工具軌跡。
  7. 如請求項6所述之立體物製造裝置，其中，前述內部組成設定手段，針對前述三維像素，設定要填充造型材料之部分的前述子三維像素。
  8. 如請求項6所述之立體物製造裝置，其中，前述內部組成設定手段，設定前述三維像素中的造型材料的填充率，並且，前述工具軌跡生成手段生成前述工具軌跡，該工具軌跡是作為由前述內部組成設定手段所設定的填充率之子三維像素的填充位置的組合中的任一者。
  9. 如請求項6所述之立體物製造裝置，其中，前述內部組成設定手段，設定前述三維像素中的造型材料之填充位置，並且，前述工具軌跡生成手段生成前述工具軌跡，該工具軌跡是用以將造型材料填充至由前述內部組成設定手段所設定的填充位置的子三維像素中。
  10. 如請求項6所述之立體物製造裝置，其中，前述內部組成設定手段，當設定前述內部組成時，設定關於該三維像素與鄰接三維像素的連接性之條件。
  11. 如請求項1所述之立體物製造裝置，其中，前述立體物造型手段，藉由以複數種造型材料來填充前述三維像素或前述子三維像素，對前述立體物進行造型。
  12. 一種立體物造型方法，其特徵在於包括以下步驟：三維像素模型生成步驟，其基於用以表示立體物的形狀之三維形狀資料，生成三維像素模型，該三維像素模型用以表示用於對前述立體物進行造型之內部結構；判斷步驟，其判斷在前述三維像素模型生成步驟中所生成的三維像素模型中是否可設定哈密頓路徑；子三維像素生成步驟，當於前述判斷步驟中判斷為無法在前述三維像素模型中設定哈密頓路徑時，其將前述三維像素模型中的三維像素進行分割而生成子三維像素；哈密頓路徑設定步驟，其在前述三維像素模型中設定哈密頓路徑；工具軌跡生成步驟，其基於在前述哈密頓路徑設定步 驟中設定的哈密頓路徑，生成用於將造型材料進行造型之工具軌跡；及，立體物造型步驟，其基於在前述工具軌跡生成步驟中生成的工具軌跡，執行立體物之造型。
  13. 一種程式，其特徵在於使電腦實現以下功能，該電腦控制用以製造立體物之立體物製造裝置：三維像素模型生成功能，其基於用以表示立體物的形狀之三維形狀資料，生成三維像素模型，該三維像素模型用以表示用於對前述立體物進行造型之內部結構；判斷功能，其判斷是否可在由前述三維像素模型生成功能所生成的三維像素模型中設定哈密頓路徑；子三維像素生成功能，當藉由前述判斷功能判斷為無法在前述三維像素模型中設定哈密頓路徑時，其將前述三維像素模型中的三維像素進行分割而生成子三維像素；哈密頓路徑設定功能，其在前述三維像素模型中設定哈密頓路徑；工具軌跡生成功能，其基於由前述哈密頓路徑設定功能所設定的哈密頓路徑，生成用於將造型材料進行造型之工具軌跡；及，立體物造型功能，其基於由前述工具軌跡生成功能所生成的工具軌跡，執行立體物之造型。
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