WO2023238701A1 - 造形データ生成プログラム及び三次元造形システム - Google Patents

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WO2023238701A1
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cutting
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宏明 矢澤
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ブラザー工業株式会社
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C64/40—Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
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    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing

Definitions

  • NC data is generated based on three-dimensional modeling data.
  • the three-dimensional printing apparatus includes: a printing data generating section that generates three-dimensional printing data for printing an object using a three-dimensional printing apparatus; and the three-dimensional printing apparatus that prints the object according to the three-dimensional printing data.
  • the three-dimensional printing system of the second aspect has the same effects as the printing data generation program of the first aspect. Furthermore, the three-dimensional printing system can print the object according to the three-dimensional printing data using the three-dimensional printing device.
  • FIG. (A) is a plan view of the object 130 having the three-dimensional product 61, pillars 71-74, supports 81-86, 91-96, outer frame 76, and support member 100
  • (B) is the plan view of the object 130.
  • FIG. 6(B), (B) is a sectional view taken along the E2-E2 line in FIG. 7(A), and (C) is a sectional view taken along the E2-E2 line in FIG. 7(A).
  • 7(B) is a sectional view taken along the line E3-E3 in the arrow direction
  • FIG. 7(D) is a diagram corresponding to the sectional view taken along the E3-E3 line in FIG.
  • (A) is a plan view of a three-dimensional product 40 represented by three-dimensional data 20 of a specific example
  • (B) is a three-dimensional product 61, pillars 71 to 74, supports 81 to 86, 91 in modification example 1.
  • the NC data includes a plurality of moving coordinates of the cutting tool 13 and specifies a tool path of the cutting tool 13.
  • the CPU 14 sequentially reads out a plurality of movement coordinates included in the NC data, drives the drive unit 23, and moves the cutting tool 13 to the position indicated by the movement coordinates.
  • the data generation device 1 is a known personal computer, and generates 3D printing data and 3D cutting data based on 3D data representing the shape of a 3D product by executing a printing data generation program to be described later. Can be generated.
  • the data generation device 1 includes a CPU 2 , a ROM 3 , a RAM 4 , a storage device 5 , an external communication IF 6 , a display section 7 , an operation section 8 , and a bus 10 .
  • the CPU 2 controls the data generation device 1 and is electrically connected to the ROM 3 , the RAM 4 , the storage device 5 , the external communication IF 6 , the display section 7 , and the operation section 8 via the bus 10 .
  • ROM3 stores programs such as BIOS executed by CPU2.
  • the processing will be explained in order.
  • each process is executed with the three-dimensional data 20 representing the three-dimensional product 40 shown in FIG. 4 specified.
  • the three-dimensional data 20 is data generated by a three-dimensional CAD, a three-dimensional modeler, a three-dimensional scanner, etc., and is, for example, in STL (Standard Triangulated Language) format, IGES (Initial Graphics Exchange Specific), etc.
  • STEP Standard for Data in any format such as the Exchange of Product model data format or the AMF (Additive Manufacturing) format can be used.
  • the three-dimensional data 20 may be generated by the data generation device 1 or may be generated by an external device.
  • the side surface portion 412 is connected to the outer periphery of the plane portion 411 and extends in a direction intersecting the extending surface of the plane portion 411 and in a direction further away from the center of the plane portion 411 as the distance from the plane portion 411 increases.
  • the outer peripheral edge portion 413 is an end portion of the side surface portion 412 on the opposite side to the plane portion 411 .
  • the concave surface 42 is the opposite surface to the convex surface 41.
  • the concave surface 42 includes a flat surface 421 corresponding to the flat surface 411 , a side surface 422 corresponding to the side surface 412 , and an inner peripheral edge 423 corresponding to the outer peripheral edge 413 .
  • the cutout portions 52 and 53 are portions cut out from the edges 413 and 423 of the side portions 412 and 422 toward the plane portion 421 side.
  • the CPU 2 executes modeling data generation processing (S1). As shown in FIG. 3, in the modeling data generation process, the CPU 2 acquires three-dimensional data 20 representing the three-dimensional shape of the three-dimensional product 40 (S30). As an example, the CPU 2 acquires STL format three-dimensional data 20 schematically shown in FIG. 4 from an external device by wire or wirelessly.
  • the three-dimensional data 20 in the STL format includes three-dimensional coordinate data of vertices of a group of triangles representing the three-dimensional shape of the three-dimensional product 40.
  • the user can select whether or not to cut the end portion of the side connected to the three-dimensional product 40 by the cutting device 12 among the plurality of supports connected to each of the three-dimensional product 40 and the support member. .
  • the user sets the post cutting presence/absence setting in the column 33 to Yes.
  • the user sets the column 33 to set whether or not to cut the pillars to nothing.
  • the CPU 2 performs a process of accepting changes to various settings via the setting screen 30.
  • the CPU 2 determines whether selection of the key 36 is detected based on the output of the operation unit 8 (S33). If the selection of the key 36 is not detected (S33: NO), the CPU 2 determines whether an input for setting whether or not to cut the pillar in the field 33 has been detected based on the output of the operation unit 8 (S34). If an input for setting whether or not to cut the pillar is detected (S34: YES), the CPU 2 updates the setting whether or not to cut the pillar according to the output from the operation unit 8 (S35), and returns the process to S33.
  • the CPU 2 sets the machining origin (S44).
  • the processing origin is a mechanical origin that serves as a reference when the 3D printer 11 models the object, and a mechanical origin that serves as the reference when the cutting device 12 cuts the object.
  • the processing origin of the 3D printer 11 and the processing origin of the cutting device 12 may be different from each other.
  • the CPU 2 sets, for example, the position of the pillar 71 among the four pillars 71 to 74 set in S43 as the machining origin.
  • the position of the pillar 71 is set in the X-minus direction and the Y-minus direction with respect to the three-dimensional product 40.
  • the CPU 2 adds a plate-shaped portion 75 to the column 71 as a mark of the processing origin.
  • the plate-like portion 75 has a predetermined width in the X-plus direction from the column 71 and a predetermined length in the Y-plus direction from the central axis of the column 71.
  • the lower end of the outer frame 76 is located below the lower end of the three-dimensional product 40 by a length D11, and the upper end of the outer frame 76 is lower than the upper end of the three-dimensional product 40. It is located above by a length D12.
  • a three-dimensional product 61, pillars 71 to 74, pillars 81 to 86, 91 to 96, and an outer frame 76 are formed. is set.
  • the CPU 14 moves the cutting tool 13 to the position indicated by the movement coordinate of interest acquired in S24, and moves the cutting tool 13 to the position indicated by the movement coordinate of interest acquired in S24. Cutting is performed on the part of interest corresponding to (S26). After S26 or S27, the CPU 14 determines whether the movement coordinates acquired in S24 are the last data included in the NC data acquired in S23 (S28). If the movement coordinates acquired in S24 are not the last data (S28: NO), the CPU 14 returns the process to S24.
  • the supporting member 100 is set at a position offset by a predetermined amount from the outer periphery 60 of 40 (S47 to S50).
  • the CPU 2 generates three-dimensional printing data for printing the object to be printed 130 including the three-dimensional product 40, the supports 81 to 86, 91 to 96, and the support member 100 using the 3D printer 11 in specific example 1.
  • the 3D printer 11 prints the object 130 according to the three-dimensional printing data generated in S51 (S11).
  • the CPU 2 of the data generation device 1 of the system 9 is configured to print an object 130 in which the length variations of the support columns 81 to 86 and 91 to 96 between the support member 100 and the three-dimensional product 40 are smaller than before. Three-dimensional modeling data can be generated (S51).
  • the CPU 2 acquires the size of the cutting tool 13 used to cut the ends of each of the pillars 81 to 86 and 91 to 96 connected to the three-dimensional product 40 in specific example 1 (S31, S32, S37). .
  • the CPU 2 sets the support member 100 offset by an amount corresponding to the size of the cutting tool 13 obtained in the specific example 1 (S49, S50).
  • the CPU 2 can appropriately set the offset amount depending on the size of the cutting tool 13. A situation arises in which the CPU 2 cannot cut each of the pillars 81 to 86 and 91 to 96 from the three-dimensional product 40 because the cutting tool 13 is too large compared to the object 130 set according to the data generation device processing. can be suppressed.
  • the CPU 2 adds a cutting allowance 56 of a predetermined thickness to the convex surface 41, which is the surface in the reference direction of the three-dimensional product 40 (S45).
  • the CPU 2 uses the cutting device 12 to cut and remove the right end portions of the plurality of support columns 81 to 86, the left end portions of the plurality of support columns 91 to 96, and the cutting allowance 56 in the object 130 of specific example 1.
  • Three-dimensional cutting data is generated (S53, S54).
  • the CPU 2 generates three-dimensional printing data for printing the object 130 including the three-dimensional product 40, the cutting allowance 56, the supports 81 to 86, 91 to 96, and the support member 100 using the 3D printer 11. (S51).
  • the cutting device 12 uses the cutting tool 13 to cut the ends of the object 130 that are connected to the three-dimensional product 40 among the supports 81 to 86 and 91 to 96, according to the NC data generated based on S53 or S54. Cut it (S26).
  • the CPU 2 contributes to reducing the user's effort when setting the cutting allowance 56. Furthermore, the cutting is performed while the three-dimensional product 61 is supported by the supports 81 to 86 and 91 to 96, without fixing the periphery of the three-dimensional product 61 with a hardening agent such as wax as in Example 1 of the above-described embodiment.
  • a hardening agent such as wax
  • the support member 100 set in S49 is an annular frame when viewed from the reference direction.
  • the CPU 2 adjusts the reference direction of the support member 100 so that the upstream end, that is, the lower end, of the support member 100 in the reference direction is located below the lower end of the three-dimensional product 40.
  • An extension range is set along the (S50).
  • the CPU 2 contributes to suppressing leakage of the curing agent from between the support member 100 and the stand of the cutting device 12 when filling the inside of the support member 100 with the curing agent.
  • the CPU 2 can prevent the hardening agent at the upstream end in the reference direction, that is, the lower end, from cracking due to insufficient strength when the three-dimensional product 40 is fixed to the cutting device 12 and cut. Contribute to suppressing this.
  • the CPU 2 is configured to use a 3D printer for printing the object 130 including the outer frame 76 in addition to the 3D product 40, the supports 81 to 86, 91 to 96, and the support member 100 using the 3D printer 11.
  • Original modeling data is generated (S51).
  • the CPU 2 contributes to improving the workability of positioning the object 130 with respect to the cutting device 12.
  • the CPU 2 by setting the outside cutting range 110, the CPU 2 causes the cutting device 12 to cut the portion between the support member 100 and the outer frame 76 when viewed from the reference direction.
  • Three-dimensional cutting data including information excluded from the range to be processed is generated (S53, S54).
  • the CPU 2 uses the 3D printer 11 to print the object 130 including the outer frame 76 in addition to the three-dimensional product 40, the pillars 81 to 86, 91 to 96, and the support member 100.
  • Three-dimensional modeling data for modeling is generated (S51).
  • the CPU 2 reduces the amount of cutting of the pillars 81 to 86 and 91 to 96 by the cutting device 12, and shortens the cutting time, compared to the case where the outside cutting range 110 is not provided.
  • the outside cutting range 110 is set only for the three-dimensional cutting data and not for the three-dimensional modeling data, so the outside cutting range 110 can be set without expanding the extension range of the modeled object. .
  • the CPU 2 generates three-dimensional cutting data representing the three-dimensional shape of the object 131 after the cutting allowance 56 of the object 130 is removed by the cutting device 12 (S54).
  • the CPU 2 generates NC data including a plurality of movement coordinates of the cutting tool 13 that specifies a tool path for removing the cutting allowance 56 of the object 130 by the cutting tool 13 driven by the cutting device 12.
  • Generate (S57) the CPU 2 cuts and removes each of the cutting allowance 56, the right end of the pillars 81 to 86, and the left end of the pillars 91 to 96 in the object 130 using the cutting device 12.
  • Three-dimensional cutting data representing the three-dimensional shape of the object 132 is generated (S53).
  • the CPU 2 uses the cutting tool 13 driven by the cutting device 12 to remove the cutting allowance 56 and the ends of the pillars 81 to 86 and 91 to 96 that are connected to the three-dimensional product 40 in the object 130 .
  • NC data including a plurality of movement coordinates of the cutting tool 13 that specifies a tool path for the cutting tool 13 is generated (S57).
  • the cutting device 12 cuts the cutting allowance 56 of the object 130 according to the NC data
  • the second example cuts the cutting allowance 56 of the object 130 according to the NC data.
  • a process of cutting the ends of the pillars 81 to 86 and 91 to 96 that are connected to the three-dimensional product 40 is executed.
  • the modeling data generation program and three-dimensional modeling system of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various changes may be made without departing from the gist of the present invention. For example, the following modifications may be added as appropriate.
  • the printing data generation program and the three-dimensional printing system may be implemented in different categories, and may be implemented, for example, as a computer-readable medium on which the printing data generation program is recorded, a data generation device, and a printing data generation method.
  • FIGS. 10(A) to 10(D) the same reference numerals are given to the same components as the three-dimensional product 40 and the object 130 of the specific example of the above embodiment.
  • FIG. 11 the same step numbers are assigned to processes similar to those in FIG. 2.
  • the configurations of the data generation device 1 and the system 9 may be changed as appropriate.
  • the data generation device 1 only needs to be able to generate three-dimensional modeling data based on three-dimensional data representing a three-dimensional product, and may be a dedicated device or a general-purpose device.
  • the system 9 includes only a 3D printer 11 and a cutting device 12, and the data generation process may be executed by a control unit of at least one of the 3D printer 11 and the cutting device 12. System 9 may omit cutting device 12.
  • a program including instructions for executing the data generation device process in FIG. 2 may be stored in the storage device of the data generation device 1 before the CPU 2 executes the program.
  • a program including instructions for executing 3D printer processing may be stored in the storage device of 3D printer 11 before the control unit of 3D printer 11 executes the program.
  • the program including instructions for executing the cutting device process may be stored in the storage device of the cutting device 12 before the CPU 14 executes the program. Therefore, the program acquisition method, acquisition route, and device that stores the program may be changed as appropriate.
  • the programs executed by the CPU 2 and the CPU 14 may be received from another device via a cable or wireless communication, and may be stored in a storage device such as a flash memory.
  • Other devices include, for example, a PC and a server connected via a network.
  • Each step of the process executed by the system 9 is not limited to the example executed by the CPU 2 of the data generation device 1, the control unit of the 3D printer 11, and the CPU 14 of the cutting device 12.
  • a part or all of the processing may be executed by other electronic equipment (for example, ASIC) included in the system 9.
  • Each step of the data generation process may be distributed and processed by multiple electronic devices (eg, multiple CPUs). The order of each step of the data generation process can be changed, steps can be omitted, and additions can be made as necessary.
  • a mode in which an operating system (OS) or the like running on the data generation device 1 performs part or all of the data generation process based on instructions from the CPU 2 is also included within the scope of the present disclosure. For example, the following changes may be made to the data generation process as appropriate.
  • OS operating system
  • the following changes may be made to the data generation process as appropriate.
  • the ends of the pillars 81 to 86 and 91 to 96 on the side connected to the three-dimensional product 40 may be cut using the cutting tool 13, or may be cut manually by the user using a tool such as nippers. may be done. If the user cuts the ends of the supports 81 to 86 and 91 to 96 on the side that connects to the three-dimensional product 40, the system 9 does not need to include the cutting device 12.
  • the cutting device 12 may cut the object 130 using a plurality of types of cutting tools 13. In this case, the offset amount may be set for each corresponding cutting site depending on the size or cutting range of the cutting tool 13 used.
  • the items that can be set on the setting screen 30 displayed in S31 may be changed as appropriate.
  • the CPU 2 does not have to set the initial value of at least one of the columns 33 to 35 in S31.
  • the CPU 2 may display a warning or a message prompting for input if there is an unset item among the fields 33 to 35, and return the process to S33, or set the unset item.
  • the initial value may be set automatically.
  • the method of setting the plurality of pillars may be changed as appropriate.
  • the shape, longitudinal direction, height, width, spacing, etc. of the plurality of supports may be the same or different.
  • a plurality of struts may extend radially from the three-dimensional product 40.
  • the plurality of pillars may be set by extending the pillars a predetermined length in the longitudinal direction from the convex surface 41 of the three-dimensional product 40. That is, the CPU 2 may set at least a portion of the plurality of supports without specifying the outer periphery 60 of the three-dimensional product 40.
  • the formation position of the support member 100 on the XY plane may be set by connecting the ends of the columns without specifying the outer periphery 60 of the three-dimensional product 40.
  • the plurality of struts may not be adjacent to the outer periphery 60 of the three-dimensional product 40.
  • the CPU 2 may omit at least one of S43 to S46 and S48.
  • the CPU 2 processes the three-dimensional product 40 shown in FIG.
  • the support member 100 may also be set.
  • the supporting member 100 has a cylindrical shape with a surface parallel to the Z direction, it may also have a cylindrical shape with a bottom or a cylindrical shape with a surface intersecting the Z direction.
  • S13 may be automatically executed in the 3D printer 11 or the cutting device 12, or may be omitted as necessary. If S13 is omitted, the support member 100 does not have to be annular when viewed from the reference direction, for example, in the Y direction orthogonal to each of the columns 81 to 86 and 91 to 96, or in the Y direction perpendicular to each of the columns 81 to 86 and 91 to 86. , 91 to 96. Based on the three-dimensional product 40, the conditions for setting the support member 100 may be changed as appropriate.
  • the offset amount (predetermined amount) from the outer periphery 60 may include a condition for setting the formation position of the support member 100 using different offset amounts in the X direction and the Y direction.
  • the CPU 2 processes the three-dimensional product 40 similar to the specific example shown in FIG. 10(A) in the
  • the supporting member 120 having an annular shape in a plan view may be set by using the length D7 as the offset amount in the Y direction, and by using the length D5 as the offset amount in the Y direction. Length D7 is longer than length D5.
  • the method of setting the cut/delete outside range 110 may be changed as appropriate.
  • the CPU 2 may generate three-dimensional cutting data without setting the outside cutting range 110.
  • the space between the three-dimensional product 40 and the outer frame 76 may be cut when viewed from the reference direction.
  • the outside cutting range 110 may also be set in the three-dimensional modeling data.
  • the CPU 2 replaces the cutout outside area 110 with a plate-like shape connecting the upper end of the outer frame 76 and the upper end of the support member 100.
  • You may also set a range 210 outside of deletion.
  • the plurality of columns between the support member 100 and the three-dimensional product 40 and the plurality of columns between the support member 100 and the outer frame 76 may not be on the same straight line. , the numbers may be different from each other.
  • the CPU 14 determines whether the cutting tool 13 can pass when the object 130 formed by the 3D printer 11 is cut based on the NC data acquired in S23.
  • the CPU 14 drives the cutting tool 13 while moving according to the tool path indicated by the NC data
  • the CPU 14 drives the cutting tool 13 while moving according to the tool path indicated by the NC data. It is determined that it is possible to pass. If the cutting tool 13 can pass (S61: YES), the CPU 14 cuts the object 130 according to the NC data acquired in S23 to cut out the three-dimensional product 40 (S63).
  • the CPU 2 drives the cutting tool 13 while moving according to the tool path indicated by the NC data
  • the CPU 2 drives the cutting tool 13 while moving along the tool path indicated by the NC data. It is determined that it cannot pass. If the cutting tool 13 cannot pass (S61: NO), the CPU 14 changes the NC data so as to stop cutting the portion that the cutting tool 13 cannot pass (S62).
  • the CPU 14 cuts the object 130 to cut out the three-dimensional product 40 according to the NC data changed in S62 (S63).
  • the cutting device 12 thus ends the cutting device process. In this case, the judgment as to whether the cutting tool 13 can pass or not and the cutting process based on the NC data can be separated.

Abstract

三次元製品と連結して延びる支柱であって、従来よりも三次元製品から切断しやすい支柱を造形するデータを生成可能な造形データ生成プログラム及び三次元造形システムを提供すること。　造形データ生成プログラムに従い、コンピュータの制御部は、三次元製品の三次元形状を表す三次元データを取得する（Ｓ３０）。制御部は、三次元データに基づき、三次元製品に連結する複数の支柱と、複数の支柱の各々と連結する支持部材であって、複数の支柱の各々と交差する基準方向から見た場合に、三次元製品の外周から三次元製品の外側に、前記複数の支柱の各々の長手方向の長さが所定量になる位置にオフセットした支持部材とを設定する（Ｓ４７からＳ５０）。制御部は、三次元製品、複数の支柱、及び支持部材を含む被造形物を、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成する（Ｓ５１）。

Description

造形データ生成プログラム及び三次元造形システム
　本発明は、造形データ生成プログラム及び三次元造形システムに関する。
　従来の三次元製品は、光造形装置が三次元造形データに基づいて光造形を行ない、ＮＣ加工機が光造形された造形物をＮＣデータに従って切削加工することで作製される（例えば、特許文献１参照）。ＮＣデータは、三次元造形データに基づき生成される。
特開２００３－１３６６０５号公報
　上記三次元造形データは、支柱を造形するためのデータを含む。支柱は、三次元製品と連結して延び、光造形時に三次元製品の位置を規制する。支柱は三次元製品から切断されるが、切断時に生じる支柱の変形量及び撓み量に応じて、支柱の切断ムラが発生し、支柱の一部が三次元製品に残ることがある。
　本発明は、三次元製品と連結して延びる支柱であって、従来よりも三次元製品から切断しやすい支柱を造形するデータを生成可能な造形データ生成プログラム及び三次元造形システムを提供することである。
　本発明の第一態様に係る造形データ生成プログラムは、コンピュータの制御部に、三次元製品の三次元形状を表す三次元データを取得するデータ取得ステップと、前記三次元データに基づき、前記三次元製品に連結する複数の支柱と、前記複数の支柱の各々と連結する支持部材であって、前記複数の支柱の各々と交差する基準方向から見た場合に、前記三次元製品の外周から前記三次元製品の外側に、前記複数の支柱の各々の長手方向の長さが所定量になる位置にオフセットした前記支持部材とを設定する設定ステップと、前記三次元製品、前記複数の支柱、及び前記支持部材を含む被造形物を、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成する造形データ生成ステップとを実行させるための指示を含む。
　第一態様の造形データ生成プログラムによれば、支持部材と三次元製品との間の支柱の長さのバラツキが従来よりも小さい被造形物を造形するための三次元造形データを生成できる。故に造形データ生成プログラムは、従来に比べ、切断時に生じる支柱の変形量及び撓み量のバラツキに応じた支柱の切断ムラを抑制し、従来よりも三次元製品から複数の支柱の各々を切断しやすくすることに貢献する。
　本発明の第二態様に係る三次元造形システムは、三次元製品の三次元形状を表す三次元データを取得するデータ取得部と、前記三次元データに基づき、前記三次元製品に連結する複数の支柱と、前記複数の支柱の各々と連結する支持部材であって、前記複数の支柱の各々と交差する基準方向から見た場合に、前記三次元製品の外周から前記三次元製品の外側に、前記複数の支柱の各々の長手方向の長さが所定量になる位置にオフセットした前記支持部材とを設定する設定部と、前記三次元製品、前記複数の支柱、及び前記支持部材を含む被造形物を、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成する造形データ生成部と、前記三次元造形データに従って、前記被造形物を造形する前記三次元造形装置とを備える。第二態様の三次元造形システムは、第一態様の造形データ生成プログラムと同様の効果を奏する。三次元造形システムは更に、三次元造形装置により、三次元造形データに従って、被造形物を造形できる。
[規則91に基づく訂正 07.06.2023]
、３Ｄプリンタ１１、切削装置１２、及びデータ生成装置１を備える三次元造形システム９の構成を示すブロック図である。 三次元造形システム９においてデータ生成装置１が実行するデータ生成装置処理、３Ｄプリンタ１１が実行する３Ｄプリンタ処理、及び切削装置１２が実行する切削装置処理のフローチャートである。 データ生成装置１が実行する造形データ生成処理のフローチャートである。 三次元データ２０、三次元データ２０によって表される三次元製品４０、及び表示部７に表示される設定画面３０の説明図である。 （Ａ）は具体例の三次元データ２０によって表される三次元製品４０の平面図であり、（Ｂ）は三次元製品４０に切削代５６が付与された三次元製品６１と、三次元製品４０に対して設定された柱７１～７４の平面図であり、（Ｃ）は三次元製品６１の外周６０、及び柱７１～７４の平面図である。 （Ａ）は三次元製品６１、柱７１～７４、及び三次元製品４０に対して設定された支柱８１～８６、９１～９６の平面図であり、（Ｂ）は三次元製品６１、柱７１～７４、支柱８１～８６、９１～９６、及び三次元製品４０に対して設定された外枠７６を有する被造形物１２９の平面図であり、（Ｃ）は三次元製品６１の外周６０、柱７１～７４、支柱８１～８６、９１～９６、外枠７６、及び三次元製品４０に対して設定された第一線１０１、第二線１０２の平面図である。 （Ａ）は三次元製品６１、柱７１～７４、支柱８１～８６、９１～９６、外枠７６、及び支持部材１００を有する被造形物１３０の平面図であり、（Ｂ）は被造形物１３０から切削代５６が除去され、切削除外範囲１１０が設定された被造形物１３１の平面図であり、（Ｃ）は被造形物１３０から支持部材１００と三次元製品６１との間の支柱８１～８６、９１～９６と、切削代５６とが除去され、切削除外範囲１１０が設定された被造形物１３２の平面図であり、（Ｄ）は被造形物１３０を具体例１のＮＣデータに従って切削した場合の、被造形物１３０から切削代５６が除去された被造形物１３７の平面図であり、（Ｅ）は、被造形物１３０を具体例２のＮＣデータに従って切削した場合の、被造形物１３０から支持部材１００と三次元製品６１との間の支柱８１～８６、９１～９６と、切削代５６とが除去された被造形物１３８の平面図である。 （Ａ）は具体例の三次元データ２０によって表される三次元製品４０の斜視図であり、（Ｂ）は三次元製品６１、柱７１～７４、支柱８１～８６、９１～９６、及び三次元製品４０に対して設定された外枠７６を有する被造形物１２９の斜視図であり、（Ｃ）は三次元製品６１、柱７１～７４、支柱８１～８６、９１～９６、外枠７６、及び支持部材１００を有する被造形物１３０の斜視図である。 （Ａ）は図６（Ｂ）のＥ１－Ｅ１線の矢視方向断面図であり、（Ｂ）は図７（Ａ）のＥ２－Ｅ２線の矢視方向断面図であり、（Ｃ）は図７（Ｂ）のＥ３－Ｅ３線の矢視方向断面図であり、（Ｄ）は変形例における、図７（Ｂ）のＥ３－Ｅ３線の矢視方向断面図に対応する図である。 （Ａ）は具体例の三次元データ２０によって表される三次元製品４０の平面図であり、（Ｂ）は変形例１における、三次元製品６１、柱７１～７４、支柱８１～８６、９１～９６、外枠７６、及び支持部材１２０を有する被造形物１３４の平面図であり、（Ｃ）は変形例２における、三次元製品６１、柱７１～７４、支柱８１～８６、９１～９６、外枠７６、及び支持部材１２１を有する被造形物１３５の平面図であり、（Ｄ）は変形例３における、三次元製品６１、支柱１８１～１８６、１９１～１９６、及び支持部材１００を有する被造形物１３６の平面図である。 変形例の切削装置１２が実行する切削装置処理のフローチャートである。
　本発明の一実施形態の三次元造形システム９（以下、単に「システム９」という。）を、図面を参照して順に説明する。図１を参照して、システム９構成を説明する。図１に示すように、システム９は、３Ｄプリンタ１１、切削装置１２、及びデータ生成装置１を備える。３Ｄプリンタ１１は、三次元造形データに基づき立体造形物を造形できる装置である。３Ｄプリンタ１１の種類は、公知の粉末床溶融型、指向性エネルギー型、結合剤噴射型、シート積層型、光重合硬化（光造形）型、材料押出型、及び材料噴射型等の何れでもよく、特に限定されない。
　切削装置１２は三次元切削データに基づき立体造形物を、切断刃等の切削工具１３を用いて所定形状に切削加工できる装置である。切削装置１２は例えば、立体造形物に対して切削工具１３を三次元的に相対移動して、立体造形物を切削加工する。切削装置１２は、ＣＰＵ１４、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６、記憶装置１７、外部通信ＩＦ１８、表示部２２、操作部２１、駆動部２３、駆動機構２４、及びバス１９を備える。ＣＰＵ１４は、切削装置１２の制御を司り、バス１９を介し、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６、記憶装置１７、外部通信ＩＦ１８、表示部２２、操作部２１、及び駆動部２３と電気的に接続されている。ＲＯＭ１５は、ＣＰＵ１４が実行するプログラムを記憶する。ＲＡＭ１６は、各種データを一時的に記憶する。記憶装置１７は不揮発性の記憶装置であり、切削装置１２の動作を制御するためのプログラム及び各種設定値が記憶される。表示部２２は、画像を表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイである。操作部２１は、ユーザによる操作に応じた信号をＣＰＵ１４に入力可能な装置である。外部通信ＩＦ１８は、切削装置１２をデータ生成装置１等の外部機器に接続する。駆動部２３は、モータ等のアクチュエータを備え、アクチュエータを駆動させることで、駆動機構２４を駆動する。駆動機構２４は駆動部２３の動力により切削工具１３をＮＣデータで示される位置に移動させる。ＮＣデータは、切削工具１３の移動座標を複数含み、切削工具１３のツールパスを指定する。ＣＰＵ１４は、ＮＣデータに含まれる複数の移動座標を順に読み出して、駆動部２３を駆動し、切削工具１３を移動座標で示される位置に移動する。
　データ生成装置１は、公知のパーソナルコンピュータであり、後述の造形データ生成プログラムを実行することで、三次元製品の形状を表す三次元データに基づき、三次元造形データと、三次元切削データとを生成できる。データ生成装置１は、ＣＰＵ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、記憶装置５、外部通信ＩＦ６、表示部７、操作部８、及びバス１０を備える。ＣＰＵ２は、データ生成装置１の制御を司り、バス１０を介し、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、記憶装置５、外部通信ＩＦ６、表示部７、及び操作部８と電気的に接続されている。ＲＯＭ３は、ＣＰＵ２が実行するＢＩＯＳ等のプログラムを記憶する。ＲＡＭ４は、各種データを一時的に記憶する。記憶装置５は不揮発性の記憶装置であり、データ生成装置１の動作を制御するためのプログラム及び各種設定値が記憶される。表示部７は、画像を表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイである。操作部８は、ユーザによる操作に応じた信号をＣＰＵ２に入力可能な装置である。操作部８は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、及びジョイスティックの少なくとも何れかである。外部通信ＩＦ６は、データ生成装置１を３Ｄプリンタ１１及び切削装置１２等の外部機器に接続する。
　図２～図９を参照し、システム９のデータ生成装置１のＣＰＵ２によって実行されるデータ生成装置処理、３Ｄプリンタ１１によって実行される３Ｄプリンタ処理、及び切削装置１２のＣＰＵ１４によって実行される切削装置処理について順に説明する。一例として、図４に示す、三次元製品４０を表す三次元データ２０を指定された状態で、各処理が実行される場合について説明する。三次元データ２０は、三次元ＣＡＤ、三次元モデラー、及び三次元スキャナ等で生成されたデータであり、例えば、ＳＴＬ（Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ　Ｌａｎｇｕａｇｅ）形式、ＩＧＥＳ（Ｉｎｉｔｉａｌ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｅｘｃｈａｎｇｅ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）形式、ＳＴＥＰ（Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　Ｐｒｏｄｕｃｔ　ｍｏｄｅｌ　ｄａｔａ）形式、ＡＭＦ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）形式等の任意の形式のデータを用いることができる。三次元データ２０はデータ生成装置１で生成されてもよいし、外部機器で生成されてもよい。
　図４に示すように、具体例の三次元製品４０は、例えば、全体として、所定の厚みを有する、一方側に凸となる立体造形物であり、凸面４１、凹面４２、及び切欠き部５２、５３を備える。凸面４１は、平面部４１１、側面部４１２、及び外周縁部４１３を備える。平面部４１１は平面状に延びる。三次元製品４０の平面部４１１には、厚み方向に貫通する孔４３～４５が形成されている。孔４３は、円状であり、孔４４、４５は矩形状である。側面部４１２は、平面部４１１の外周と連結し、平面部４１１の延設面に交差する方向、且つ、平面部４１１から離れる程、平面部４１１の中心から離れる方向に延びる。外周縁部４１３は、側面部４１２の内の、平面部４１１と反対側の端部である。凹面４２は凸面４１の反対側の面である。凹面４２は、平面部４１１に対応する平面部４２１、側面部４１２に対応する側面部４２２、外周縁部４１３に対応する内周縁部４２３を備える。切欠き部５２、５３は、側面部４１２、４２２の縁部４１３、４２３から平面部４２１側に切欠かれた部分である。
　図２に示す、データ生成装置１で実行されるデータ生成装置処理は、操作部８を介して処理を開始する指示が検出された場合に、ＣＰＵ２が記憶装置５に記憶された造形データ生成プログラムをＲＡＭ４に読み出して実行することによって開始される。以下では、被造形物の設定が異なり、互いに異なるタイミングで実行される具体例１、２の各々について、データ生成装置処理が実行される場合を、並列に説明する。以下の説明では、三次元製品４０に対して立体造形物（例えば、支柱）が付加、設定された場合、設定された立体造形物の三次元形状を表す三次元データが、三次元製品４０の三次元データ２０に付加されてもよいし、三次元データ２０とは別途生成され、三次元データ２０と対応付けて記憶されてもよい。データ生成装置処理で参照される各種設定値は、予め設定されてもよいし、三次元製品４０の形状、大きさ等に応じて複数種類の値の中から所定の値が自動的に設定されてもよいし、操作部８を介してユーザによって設定されてもよい。
　図２に示すように、ＣＰＵ２は、造形データ生成処理を実行する（Ｓ１）。図３に示すように、造形データ生成処理では、ＣＰＵ２は、三次元製品４０の三次元形状を表す三次元データ２０を取得する（Ｓ３０）。一例として、ＣＰＵ２は図４に模式的に示すＳＴＬ形式の三次元データ２０を外部機器から有線又は無線で取得する。ＳＴＬ形式の三次元データ２０は、三次元製品４０の三次元形状を表す三角形群の頂点の三次元座標データを含む。
　ＣＰＵ２は、図４に示すように、Ｓ３０で取得された三次元データ２０に関する設定画面３０を表示部７に表示する（Ｓ３１）。設定画面３０は、欄３１～３５、及びキー３６を含む。欄３１は、Ｓ３０で取得された三次元データ２０に基づく三次元製品４０の三次元形状を表示する。ＣＰＵ２は初期状態では、三次元データ２０のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を各々、左右方向、前後方向、及び上下方向として、三次元製品４０の三次元形状を欄３１に表示させる。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は変更可能であってもよいし、変更不能であってもよい。本実施形態のＸプラス側、Ｙプラス側、及びＺマイナス側は各々、右方、後方、及び上方である。欄３２は、Ｓ３０で取得された三次元データ２０に基づく三次元製品４０のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の全体の大きさを表示する。図示しないが、ＣＰＵ２は、設定画面３０の欄３３～３５には初期値を設定する。初期値は、適宜設定されればよく、予め設定された値でもよいし、ユーザが指定した値でもよい。初期値は、前回Ｓ３１の処理が実行された時の値であってもよい。欄３３は、複数の支柱の長手方向の一端部を切断するか否かを設定するかを入力する欄である。本実施形態では、ユーザは三次元製品４０と支持部材との各々に連結する複数の支柱のうち、三次元製品４０と接続する側の端部を切削装置１２により切削するか否かを選択できる。ユーザは、例えば、支持部材１００の内側にワックス等の硬化剤を充填することで、硬化剤により三次元製品４０を支持する場合には、欄３３の支柱切断有無設定を有に設定する。ユーザは、例えば、硬化剤により三次元製品４０を支持しない場合には、欄３３の支柱切断有無設定を無に設定する。支持部材は、複数の支柱の各々と交差する基準方向から見た場合に、三次元製品４０の外周から三次元製品４０の外側に、複数の支柱の各々の長手方向の長さが所定量になる位置にオフセットした形状を有する。本例の基準方向は、Ｚプラス側、つまり上方である。基準方向から見た場合の支持部材の形状は、三次元製品４０の外周に沿った曲線状の部分を含む。本実施形態の複数の支柱の各々の長手方向は、Ｘ方向であり、支持部材は、基準方向から見た場合に、三次元製品４０の外周に沿った環状の枠である。
　欄３４、３５は、支持部材の設定条件を指定する欄である。欄３４は、後述のＳ４６の処理で特定される、三次元製品４０の外周６０（図５（Ｃ）参照）から三次元製品４０の外側にオフセットする際のオフセット量を数値で入力できる。欄３４は、切削工具１３の大きさ、又は切削工具１３の切削範囲を示す値が入力される。切削工具１３の大きさは、例えば、切削工具１３の直径である。切削工具１３の切削範囲は、切削工具１３の大きさよりも大きい。切削工具１３がドリル刃である場合、切削工具１３の大きさは、ドリル刃の直径で表され、切削工具１３の切削範囲は、ドリル刃を同一箇所で回転駆動した場合に切削される範囲で表される。切削工具１３の切削範囲は、実測値で表されてもよいし、切削工具１３の大きさに、切削工具１３の種類に応じた値が加えられた値で表されてもよい。欄３５は、三次元製品４０を削り出す工程で用いる切削工具１３の大きさを特定するための情報として、切削工具１３の種類を入力する欄である。切削工具１３の種類は、操作部８を介してユーザが入力してもよいし、切削装置１２から切削工具１３の種類を表す情報を有線又は無線で取得してもよい。切削工具１３の種類と、切削工具１３の大きさとの関係は、予め記憶装置５に記憶されている。ＣＰＵ２は、入力された切削工具１３の種類と、記憶装置５に記憶された関係と、欄３４の設定とに応じて、切削工具１３の大きさそのもの又は切削工具１３の大きさよりも大きい切削工具１３の切削範囲をオフセット量に設定する。キー３６は、設定画面３０を用いた条件の設定を確定する場合に選択される。ＣＰＵ２は、切削装置１２から切削工具１３の種類を表す情報を受信した場合に、受信された情報を取得し、欄３５を更新する（Ｓ３２）。
　ＣＰＵ２は、Ｓ３３～Ｓ３７において、設定画面３０を介して、各種設定の変更を受け付ける処理を行う。ＣＰＵ２は、操作部８の出力に基づき、キー３６の選択が検出されたか否かを判断する（Ｓ３３）。キー３６の選択が検出されない場合（Ｓ３３：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、操作部８の出力に基づき、欄３３の支柱切断有無設定の入力を検出したかを判断する（Ｓ３４）。支柱切断有無設定の入力が検出された場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、操作部８の出力に応じて、支柱切断有無設定を更新し（Ｓ３５）、処理をＳ３３に戻す。支柱切断有無設定の入力が検出されない場合（Ｓ３４：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、操作部８の出力に基づき、オフセット量を設定するための欄３４又は欄３５の入力を検出したかを判断する（Ｓ３６）。欄３４又は欄３５によりオフセット量の設定の入力が検出された場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、操作部８の出力に応じて、オフセット量の設定を更新する（Ｓ３７）。オフセット量の設定の入力が検出されない場合（Ｓ３６：ＮＯ）、又はＳ３７の次に、ＣＰＵ２は処理をＳ３３に戻す。具体例１では、欄３３において支柱切断有無設定が無と設定され、欄３４、３５において、切削工具１３の大きさが設定される。具体例２では、欄３３において支柱切断有無設定が有と設定され、欄３４、３５において、切削工具１３の切削範囲が設定される。
　具体例１、２において、Ｓ３３でキー３６の選択が検出された場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、設定画面３０の設定に基づき、三次元造形データと三次元切削データとを生成し、生成したデータを出力する処理を行う。具体的には、ＣＰＵ２は、設定画面３０の設定に基づき、新たなＺ軸を設定する（Ｓ４１）。ＣＰＵ２は、新たなＸ軸、Ｙ軸を設定する（Ｓ４２）。図５（Ａ）及び図８（Ａ）に示すように、ＣＰＵ２は、Ｓ４１で設定されたＺプラス方向から、Ｚ軸に垂直な仮想ＸＹ平面に三次元製品４０を投影した場合の、投影図形の長手方向を新たなＸ軸、短手方向を新たなＹ軸に設定する。ＣＰＵ２は、Ｓ４１、Ｓ４２で設定された新たなＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に基づき、Ｓ３０で取得された三次元データ２０を変換する。
　図５（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ２は、新たなＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に従って変換された三次元データ２０に基づき、三次元製品４０に対して、四本の柱７１～７４を設定する（Ｓ４３）。四本の柱７１～７４は、三次元製品４０から離れた位置でＺ方向に延び、３Ｄプリンタ１１による三次元造形時に三次元製品４０の位置決めするのに利用される。四本の柱７１～７４は、半径所定値の円柱である。ＣＰＵ２は、例えば次の手順で三次元製品４０に対して四本の柱７１～７４を設定する。ＣＰＵ２は、変換された三次元データ２０のＸ座標の最小値、Ｘ座標の最大値、Ｙ座標の最小値、Ｙ座標の最大値、Ｚ座標の最小値、及びＺ座標の最大値に基づき、三次元製品４０と内接する最小の直方体Ｊを定義する。直方体Ｊは、ＸＹ平面に平行な二面、ＹＺ平面に平行な二面、及びＺＸ平面に平行な二面を有する。ＣＰＵ２は、ＸＹ平面に平行な一面の四頂点Ｐ１～Ｐ４の各々について、Ｘ方向に所定距離Ｄ１、Ｙ方向に所定距離Ｄ２、三次元製品４０の中心から離れる側に離隔した点を四本の柱７１～７４それぞれの中心軸の位置に設定する。四頂点Ｐ１～Ｐ４の座標（Ｘ，Ｙ）は各々、（Ｘ座標の最小値，Ｙ座標の最小値）、（Ｘ座標の最小値，Ｙ座標の最大値）、（Ｘ座標の最大値，Ｙ座標の最小値）、及び（Ｘ座標の最大値，Ｙ座標の最大値）である。図９（Ａ）に示すように、ＣＰＵ２は、四本の柱７１～７４の各々のＺ方向の延設範囲の下端を、三次元製品４０の下端から下方に所定距離Ｄ１１だけ離れた位置に設定し、Ｚ方向の延設範囲の上端を、三次元製品４０の上端から上方に所定距離Ｄ１２だけ離れた位置に設定する。Ｓ４３で設定される柱７１～７４の形状、配置、大きさ、及び延設範囲等は適宜変更されてよい。
　ＣＰＵ２は、加工原点を設定する（Ｓ４４）。加工原点は、３Ｄプリンタ１１で被造形物を造形する際の基準となる機械原点であり、切削装置１２で被造形物を切削加工する際の基準となる機械原点である。３Ｄプリンタ１１の加工原点と、切削装置１２の加工原点とは互いに異なっていてもよい。ＣＰＵ２は、Ｓ４３で設定された四本の柱７１～７４の内の、例えば柱７１の位置を加工原点に設定する。柱７１の位置は、三次元製品４０に対し、Ｘマイナス方向、Ｙマイナス方向に設定される。ＣＰＵ２は、加工原点の目印として、柱７１に板状部分７５を付加する。板状部分７５は、柱７１からＸプラス方向の幅が所定長さ、柱７１の中心軸からＹプラス方向に所定長さを有する。
　ＣＰＵ２は、三次元製品４０のＺプラス側の被切削面である凸面４１全体に所定の厚みを含めた切削代５６を付加する（Ｓ４５）。所定の厚みは、ユーザにより設定されてもよいし、三次元製品４０の大きさ等に応じて自動的に設定されてもよい。切削代５６が付加された三次元製品４０を単に三次元製品６１と言う。ＣＰＵ２は、基準方向、つまり、上方から見た場合の三次元製品４０の曲線状の外周６０を特定する（Ｓ４６）。図５（Ｃ）に示すように、基準方向から見た場合の三次元製品４０の曲線状の外周６０は、Ｚ軸に垂直な仮想ＸＹ平面に三次元製品４０を投影した場合の、投影図形の輪郭である。外周６０の特定方法は適宜設定されればよく、例えば、三次元データ２０のＸ座標、Ｙ座標に基づき設定されてもよい。
　図６（Ａ）に示すように、ＣＰＵ２は、支柱８１～８６、９１～９６を設定する（Ｓ４７）。Ｓ４７で設定される複数の支柱は、所定の配置条件に従って長手方向が設定される四角柱状であり、各支柱の長手方向の一端部は三次元製品４０に付加された切削代５６に連結する。配置条件は予め設定されてもよいし、三次元製品６１の形状、大きさ等に応じて自動的に設定されてもよいし、ユーザが設定可能でもよい。本実施形態の配置条件は、三次元製品６１の形状、大きさ等によらず、自動的に設定され、支柱の長手方向の長さ、支柱の幅方向の長さ、支柱の高さ方向の長さ、及び隣合う支柱の間隔を含む。本実施形態のＣＰＵ２は、Ｓ４１、Ｓ４２で設定されたＸＹＺ座標系に基づき自動的に配置条件を設定し、Ｘ方向を支柱の長手方向に設定し、Ｙ方向を支柱の幅方向に設定し、Ｚ方向を支柱の高さ方向に設定する。Ｓ４７の処理により、三次元製品６１に対しＸマイナス側に延びる支柱８１～８６と、三次元製品６１に対しＸプラス側に延びる支柱９１～９６との各々が設定される。支柱８１～８６、９１～９６は、三次元製品６１の外周を形成する外周縁部に接する。
　ＣＰＵ２は、三次元製品６１に対し、外枠７６を設定する（Ｓ４８）。外枠７６は、基準方向から見た場合に、後述の支持部材１００に対し三次元製品４０の外側に設定される枠である。外枠７６は、基準方向から見た場合に、多角形状であってもよく、外枠７６の設定方法は適宜設定されてよい。本実施形態のＣＰＵ２は、基準方向から見た場合に、柱７１～７４を結ぶ矩形状の外枠７６を設定する。外枠７６のＺ方向の延設範囲は、柱７１～７４と同じとする。つまり、図９（Ａ）に示すように、外枠７６の下端は、三次元製品４０の下端よりも長さＤ１１だけ下方にあり、外枠７６の上端は、三次元製品４０の上端よりも長さＤ１２だけ上方にある。図６（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示すように、Ｓ４８の処理により、三次元製品６１、柱７１～７４、支柱８１～８６、９１～９６、及び外枠７６を有する被造形物１２９が設定される。
　ＣＰＵ２は、支持部材１００のＸＹ平面の形成位置を設定する（Ｓ４９）。ＣＰＵ２は、例えば、以下の手順により、支持部材１００のＸＹ平面の形成位置を設定する。ＣＰＵ２は、基準方向から見た場合に、Ｓ４６で特定された三次元製品４０の曲線状の外周６０から三次元製品４０の外側に、支柱８１～８６、９１～９６の各々の長手方向の長さが所定量になる位置にオフセットした第一線１０１を設定する。本実施形態のＣＰＵ２は、基準方向に垂直な任意の方向において、基準方向から見た場合に、外周６０から三次元製品４０の外側に、所定量だけオフセットした支持部材１００を設定する。つまり、基準方向から見た場合の外周６０からのオフセット量は、基準方向に垂直な任意の方向において、同じ値である。所定量は、Ｓ３１で設定された初期値、Ｓ３２で取得された切削工具１３の大きさ又はＳ３７で更新された切削工具１３の大きさに応じたオフセット量である。図６（Ｃ）に示すように、本実施形態では、ＣＰＵ２は、支持部材１００のＸＹ平面形状として、Ｘ方向と、Ｙ方向とで、同じオフセット量に基づき、支持部材１００の内周を表す第一線１０１を設定する。ＣＰＵ２は、更に、第一線１０１から外側に支持部材１００の厚み分オフセットした第二線１０２を設定する。
　ＣＰＵ２は、第一線１０１によって内周が規定され、第二線１０２によって外周が規定され、Ｚ方向の延設範囲が柱７１～７４と同じである支持部材１００を設定する（Ｓ５０）。図９（Ｂ）に示すように、支持部材１００の下端は、三次元製品４０の下端よりも長さＤ１１だけ下方にあり、支持部材１００の上端は、三次元製品４０の上端よりも長さＤ１２だけ上方にある。図７（Ａ）及び図８（Ｃ）に示すように、基準方向から見た場合、三次元製品６１は、支持部材１００の内側に配置される。支持部材１００は、支柱８１～８６、９１～９６の各々と交差する。つまり、支柱８１～８６、９１～９６の各々は、支柱の左端部と右端部との間において、支持部材１００と交差する。Ｓ５０の処理により、三次元製品６１、柱７１～７４、支柱８１～８６、９１～９６、外枠７６、及び支持部材１００を有する被造形物１３０が設定される。
　ＣＰＵ２は、具体例１、２において、被造形物１３０を３Ｄプリンタ１１で造形するための三次元造形データを生成する（Ｓ５１）。具体例１、２の三次元造形データは各々、被造形物１３０を造形するためのデータ、即ち、三次元製品４０と、Ｓ４３で設定される四本の柱７１～７４と、Ｓ４４で付加される板状部分７５と、Ｓ４５で付加される切削代５６と、Ｓ４７で設定される支柱８１～８６、９１～９６と、Ｓ４８で設定される外枠７６と、Ｓ５０で設定される支持部材１００との各々の三次元形状を表すデータとを含む。
　ＣＰＵ２は、支柱切断有無設定が有に設定されているかを判断する（Ｓ５２）。具体例１では支柱切断有無設定が無と判断されるので（Ｓ５２：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、支柱８１～８６の右端部、支柱９１～９６の左端部の各々を切断しない場合の、三次元切削データを生成する（Ｓ５４）。本実施形態では、ＣＰＵ２は、基準方向から見た場合に、支持部材１００と外枠７６との間を、切削装置１２による切削を実行しない切削除外範囲１１０に設定して、三次元切削データを生成する。具体的には、図７（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ２は、具体例１における三次元切削データとして、被造形物１３０の内の、切削代５６を切削装置１２で切削除去し、支持部材１００と外枠７６との間を切削除外範囲１１０と設定した被造形物１３１の三次元形状を表すデータを生成する。切削除外範囲１１０は、切削装置１２による切削を実行しないことを示すデータであればよい。本実施形態のＣＰＵ２は、例えば、図７（Ｂ）に示すように、支持部材１００と外枠７６との間を造形物で埋めることにより、切削装置１２による切削を実行しない切削除外範囲１１０を設定する。
　具体例２では支柱切断有無設定が有と判断されるので（Ｓ５２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、支柱８１～８６の右端部、支柱９１～９６の左端部の各々を切断する場合の、三次元切削データを生成する（Ｓ５３）。Ｓ５４と同様に、ＣＰＵ２は、切削除外範囲１１０に設定して、三次元切削データを生成する。具体的には、図７（Ｃ）に示すように、ＣＰＵ２は、具体例２における三次元切削データとして、被造形物１３０の内の、切削代５６と、支柱８１～８６、９１～９６とを切削装置１２で切削除去し、支持部材１００と外枠７６との間を切削除外範囲１１０と設定した被造形物１３２の三次元形状を表すデータを生成する。
　ＣＰＵ２は、Ｓ５１で生成された三次元造形データと、Ｓ５３又はＳ５４で生成された三次元切削データとの差分を取得する（Ｓ５６）。本実施形態では、ＣＰＵ２は、Ｓ５３又はＳ５４において、切削除外範囲１１０を設定しているので、切削除外範囲１１０については、差分を取らない。具体例１ではＣＰＵ２は、切削代５６の三次元形状を表すデータを取得する。具体例２ではＣＰＵ２は、切削代５６と支柱８１～８６、９１～９６のうちの支持部材１００と三次元製品６１との間の部分との各々の三次元形状を表すデータを取得する。ＣＰＵ２は、Ｓ５６で取得された差分に基づき、切削装置１２を用いて、被造形物１３０を切削加工するためのＮＣデータを生成する（Ｓ５７）。ＣＰＵ２は以上でデータ生成処理を終了し、処理をデータ生成装置処理に戻す。
　Ｓ１の次に、ＣＰＵ２は、Ｓ５４で生成された三次元造形データを、３Ｄプリンタ１１に出力する（Ｓ２）。ＣＰＵ２は、Ｓ５５で生成された三次元切削データと、Ｓ５７で生成された切削装置１２用のＮＣデータを切削装置１２に出力する（Ｓ３、Ｓ４）。ＣＰＵ２は、以上でデータ生成装置処理を終了する。
　図２を参照し、システム９の３Ｄプリンタ１１の制御部により実行される、３Ｄプリンタ処理について説明する。３Ｄプリンタ１１は、Ｓ２でデータ生成装置１から出力された三次元造形データを取得する（Ｓ１１）。３Ｄプリンタ１１は、Ｓ１１で取得された三次元造形データに基づき、三次元造形物を造形する処理を実行する（Ｓ１２）。Ｓ１２の処理により、具体例１、具体例２共に、被造形物１３０が造形される。３Ｄプリンタ１１は、以上で３Ｄプリンタ処理を終了する。
　図２を参照し、システム９の切削装置１２のＣＰＵ１４により実行される、切削装置処理について、具体例２を例に説明する。具体例１の場合も同様に実行される。具体例２ではユーザは、３Ｄプリンタ１１により造形された被造形物１３０を水平な台に置き、支持部材１００の内側にワックス等の流動性を有する硬化剤を充填し、硬化剤を硬化させる（Ｓ１３）。支持部材１００の下端は台と当接するので、硬化剤は、支持部材１００の内周と、台とによって囲まれる空間に充填される。硬化剤は、三次元製品６１の上端よりも上方まで充填され、三次元製品６１が硬化剤によって覆われることが好ましい。ユーザは、硬化剤が硬化された後、被造形物１３０を切削装置１２の所定の位置に固定する。具体例１では、Ｓ１３の処理は省略され、ユーザは、被造形物１３０を切削装置１２の所定の位置に固定する。
　切削装置１２のＣＰＵ１４は現在取り付けられている切削工具１３の種類を表す情報をデータ生成装置１に有線又は無線で送信する（Ｓ２１）。ＣＰＵ１４は、Ｓ３でデータ生成装置１から出力された三次元切削データを取得する（Ｓ２２）。ＣＰＵ１４は、Ｓ４でデータ生成装置１から出力されたＮＣデータを取得する（Ｓ２３）。ＣＰＵ１４は、ＮＣデータに含まれる複数の移動座標を読出順に取得して（Ｓ２４）、Ｓ２４で取得された移動座標に移動して切削した場合に、三次元製品４０を切削するかを判断する（Ｓ２５）。ＣＰＵ１４は、切削工具１３の大きさ又は切削工具１３を駆動した場合の切削範囲に応じた量と、三次元切削データで表される、切削後の被造形物１３２とに基づき、三次元製品４０を切削するかを判断する。ＣＰＵ１４は、三次元製品４０を切削すると判断される場合には（Ｓ２５：ＹＥＳ）、注目する移動座標に対応する注目部分の切削を行わない（Ｓ２７）。具体的には、ＣＰＵ１４は、駆動部２３を制御し、切削工具１３を現在位置から、被造形物１３０の上方となる位置まで上方に移動後、注目する移動座標のＸ座標、Ｙ座標で示される位置に移動する。三次元製品４０を切削しないと判断される場合には（Ｓ２５：ＮＯ）、ＣＰＵ１４は、切削工具１３を、Ｓ２４で取得された注目する移動座標で示される位置に移動して、注目する移動座標に対応する注目部分の切削を行う（Ｓ２６）。Ｓ２６又はＳ２７の次に、ＣＰＵ１４は、Ｓ２４で取得された移動座標が、Ｓ２３で取得されたＮＣデータに含まれる、最後のデータかを判断する（Ｓ２８）。Ｓ２４で取得された移動座標が、最後のデータではない場合（Ｓ２８：ＮＯ）、ＣＰＵ１４は処理をＳ２４に戻す。
　図７（Ｅ）に示すように、具体例２では、図７（Ａ）の被造形物１３０をＮＣデータに従って切削することで、三次元製品４０を含む被造形物１３８が得られる。被造形物１３８は、被造形物１３０の切削代５６と、支持部材１００と三次元製品４０との間の支柱８１～８６、９１～９６とを切削することで得られる。三次元製品４０は、支持部材１００の内側に硬化剤により下方から支持される。被造形物１３８は、支持部材１００と三次元製品４０との間の支柱８１～８６、９１～９６が切削されている。図７（Ｄ）に示すように、具体例１では、被造形物１３０をＮＣデータに従って切削することで、三次元製品４０を含む被造形物１３７が得られる。被造形物１３７は、被造形物１３０の切削代５６を切削することで得られる。被造形物１３７は、支持部材１００と三次元製品４０との間の支柱８１～８６、９１～９６が切削されていない。三次元製品４０は、支柱８１～８６、９１～９６により支持される。Ｓ２４で取得された移動座標が、最後のデータである場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１４は、以上で切削装置処理を終了する。
　上記実施形態のデータ生成装置１及びシステム９において、データ生成装置１、ＣＰＵ２は、３Ｄプリンタ１１、切削装置１２、及び切削工具１３は各々、本発明のコンピュータ、制御部、三次元造形装置、切削装置、及び切削工具の一例である。三次元製品４０、凸面４１、切削代５６、外枠７６、及び支持部材１００は各々、本発明の三次元製品、被切削面、切削代、外枠、及び支持部材の一例である。支柱８１～８６、９１～９６は、本発明の複数の支柱の一例である。被造形物１３０は、本発明の被造形物の一例である。Ｓ３０の処理は、本発明のデータ取得ステップの一例である。Ｓ４７～Ｓ５０の処理は、本発明の設定ステップの一例である。Ｓ５１の処理は、本発明の造形データ生成ステップの一例である。Ｓ４６の処理は、本発明の外周特定ステップの一例である。Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３７の処理は、本発明の大きさ取得ステップの一例である。Ｓ４５の処理は、本発明の切削代付加ステップの一例である。Ｓ４５の処理は、本発明の切削データ生成ステップとの一例である。Ｓ４８の処理は、本発明の外枠設定ステップとの一例である。Ｓ５３又はＳ５４の処理は、本発明の切削データ生成ステップの一例である。Ｓ３０の処理を実行するＣＰＵ２は、本発明のデータ取得部の一例である。Ｓ４７～Ｓ５０の処理を実行するＣＰＵ２は、本発明の設定部の一例である。Ｓ５１の処理を実行するＣＰＵ２は、本発明の造形データ生成部の一例である。Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３７の処理を実行するＣＰＵ２は、本発明の大きさ取得部の一例である。Ｓ５３又はＳ５４の処理を実行するＣＰＵ２は、本発明の切削データ生成部の一例である。Ｓ５７の処理を実行するＣＰＵ２は、本発明の切削装置データ生成部の一例である。Ｓ２４～Ｓ２８の処理を実行するＣＰＵ１４は、本発明の切削制御処理の一例である。Ｓ４５の処理を実行するＣＰＵ２は、本発明の切削代付加部の一例である。
　上記実施形態のシステム９はデータ生成装置１、及び３Ｄプリンタ１１を備える。データ生成装置１のＣＰＵ２は、造形データ生成プログラムに従って、以下の処理を実行する。ＣＰＵ２は、三次元製品４０の三次元形状を表す三次元データ２０を取得する（Ｓ３０）。ＣＰＵ２は、三次元データ２０に基づき、三次元製品４０に連結する支柱８１～８６、９１～９６と、支柱８１～８６、９１～９６の各々と連結する支持部材１００であって、支柱８１～８６、９１～９６の各々と交差する基準方向から見た場合に、三次元製品４０の外側、且つ支柱８１～８６、９１～９６の各々の長手方向（Ｘ方向）の長さが三次元製品４０の外周６０から所定量になる位置にオフセットした支持部材１００とを設定する（Ｓ４７～Ｓ５０）。ＣＰＵ２は、具体例１において三次元製品４０、支柱８１～８６、９１～９６、及び支持部材１００を含む被造形物１３０を、３Ｄプリンタ１１を用いて造形するための三次元造形データを生成する（Ｓ５１）。３Ｄプリンタ１１はＳ５１で生成された三次元造形データに従って、被造形物１３０を造形する（Ｓ１１）。システム９のデータ生成装置１のＣＰＵ２は、支持部材１００と三次元製品４０との間の支柱８１～８６、９１～９６の長さのバラツキが従来よりも小さい被造形物１３０を造形するための三次元造形データを生成できる（Ｓ５１）。故にデータ生成装置１のＣＰＵ２は、従来に比べ、切断時に生じる支柱８１～８６、９１～９６の変形量及び撓み量のバラツキに応じた支柱の切断ムラを抑制し、従来よりも三次元製品４０から支柱８１～８６、９１～９６の各々を切断しやすくすることに貢献する。
　三次元製品４０のように、凹凸を有する平面形状を有する場合、生成される支柱８１～８６、９１～９６の長手方向（Ｘ方向）の長さの差が、比較的大きいため、支持部材１００を設定しない条件では、支柱８１～８６、９１～９６を切削する時に生じる各支柱８１～８６、９１～９６の変形量・撓み量のバラツキが比較的大きい。このため、切削装置１２を用いた場合にも、ニッパー等の切削工具を用いた手動操作の場合にも、三次元製品４０を支柱８１～８６、９１～９６からきれいに切り離せないことがある。これに対し、本実施形態のデータ生成装置１は、三次元製品４０と支持部材１００との間の、支柱８１～８６、９１～９６の長さは、略同じにできるので、複数の支柱で変形量・撓み量が略均一になり、三次元製品４０を支柱８１～８６、９１～９６からきれいに切り離す精度が向上する。
　ＣＰＵ２は、基準方向、つまり上方から見た場合の、三次元製品４０の曲線状の外周６０を特定する（Ｓ４６）。ＣＰＵ２は、Ｓ４６で特定された外周６０から三次元製品４０の外側に所定量になる位置にオフセットした支持部材１００を設定する（Ｓ４９、Ｓ５０）。ＣＰＵ２が実行するＳ４６の処理は、外周６０を特定しない場合に比べ、支持部材１００のＸＹ平面上の形成位置を特定する処理を簡略化することに貢献する。
　ＣＰＵ２は、具体例１において支柱８１～８６、９１～９６の各々の、三次元製品４０と連結する端部を切削するのに用いる切削工具１３の大きさを取得する（Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３７）。ＣＰＵ２は、具体例１において取得された切削工具１３の大きさに応じた量だけオフセットした支持部材１００を設定する（Ｓ４９、Ｓ５０）。ＣＰＵ２は、切削工具１３の大きさに応じて、オフセット量を適切に設定できる。ＣＰＵ２は、データ生成装置処理に従って設定された被造形物１３０に比して、切削工具１３が大きすぎて、支柱８１～８６、９１～９６の各々を三次元製品４０から切断できないという事態が生じることを抑制できる。
　ＣＰＵ２は、具体例２において、造形データ生成プログラムに従って、切削工具１３の大きさよりも大きい切削工具１３を駆動した場合の切削範囲に応じた量だけオフセットした支持部材１００を設定する（Ｓ４９、Ｓ５０）。ＣＰＵ２は、切削工具１３の切削範囲に応じて、オフセット量を適切に設定できる。ＣＰＵ２は、データ生成装置処理に従って設定された被造形物１３０に比して、切削工具１３の切削範囲が大きすぎて、支柱８１～８６、９１～９６の各々を三次元製品４０から切断できないという事態が生じることを抑制できる。
　ＣＰＵ２は、三次元データ２０に基づき、支柱８１～８６、９１～９６と、基準方向に垂直な任意の方向において、基準方向から見た場合に、外周６０から三次元製品４０の外側に、所定量だけ外側にオフセットした支持部材１００を設定する（Ｓ４９）。ＣＰＵ２は支持部材１００と、三次元製品４０との間隔を一定にすることに貢献する。更に、本実施形態の具体例２のように、支持部材１００に内側に硬化剤が充填される条件では、切削工具１３の大きさ又は切削工具１３の駆動範囲に基づき、基準方向に垂直な任意の方向に共通の所定量（オフセット量）を設定することで、基準方向に垂直な任意の方向に応じて、長さが変わる場合に比べ、使用される硬化剤の量を抑えることができる。
　ＣＰＵ２は、三次元製品４０の基準方向の面である凸面４１に所定の厚みの切削代５６を付加する（Ｓ４５）。ＣＰＵ２は、具体例１の被造形物１３０の内の、複数の支柱８１～８６の右端部、複数の支柱９１～９６の左端部と、切削代５６とを切削装置１２で切削除去するための三次元切削データを生成する（Ｓ５３，Ｓ５４）。ＣＰＵ２は、三次元製品４０、切削代５６、支柱８１～８６、９１～９６、及び支持部材１００を含む被造形物１３０を、３Ｄプリンタ１１を用いて造形するための三次元造形データを生成する（Ｓ５１）。切削装置１２は、Ｓ５３又はＳ５４に基づき生成されたＮＣデータに従って、被造形物１３０の内の、支柱８１～８６、９１～９６のうちの三次元製品４０と連結する端部を切削工具１３で切削する（Ｓ２６）。ＣＰＵ２は、切削代５６を設定する際のユーザの手間を軽減することに貢献する。更に、上記実施形態の具体例１のようにワックス等の硬化剤で三次元製品６１の周囲を固定せずに、支柱８１～８６、９１～９６により三次元製品６１を支持した状態で、切削装置１２により、三次元製品６１の表面を切削代５６分だけ切削する場合に、支柱８１～８６、９１～９６の各々の撓み量のバラツキが低減し、切削精度を向上することに貢献する。
　Ｓ４９で設定される支持部材１００は、基準方向から見た場合に、環状の枠である。ＣＰＵ２は、造形データ生成プログラムに従って、基準方向において支持部材１００の上流側の端部、つまり下端部を、三次元製品４０の下端部よりも、下方に位置するように、支持部材１００の基準方向に沿った延設範囲を設定する（Ｓ５０）。Ｓ１３のように、被造形物１３０を切削装置１２に固定する場合に、三次元製品４０の周囲を、ワックス等の硬化部材で硬化させて、固定することが行われることがある。このような場合に、ＣＰＵ２は、支持部材１００の内側にワックス等の硬化剤を充填して、支持部材１００の内側を硬化させることで、硬化剤により三次元製品４０を支持させることに貢献する。支持部材１００は、三次元製品４０の外周６０に基づき、位置及び形状が決定されるため、ＣＰＵ２は、三次元製品４０の外周６０に基づかずに支持部材１００が設定される場合に比べ、支持部材１００内に充填する硬化剤の量を抑制することに貢献する。ＣＰＵ２は、硬化剤を支持部材１００の内側に充填する時に、支持部材１００と切削装置１２の台との間から硬化剤が漏れることを抑制することに貢献する。ＣＰＵ２は、長さＤ１１を適切に設定することで、三次元製品４０を切削装置１２に固定して切削する時に、基準方向上流側の端部、つまり下端部の硬化剤が、強度不足で割れることを抑制することに貢献する。
　ＣＰＵ２は、基準方向において支持部材１００の下流側の端部、つまり上端部を、三次元製品４０の上端部よりも、上方に位置するように、支持部材１００の基準方向の延設範囲を設定する（Ｓ５０）。ＣＰＵ２は、被造形物１３０を切削装置１２に固定するために、被造形物１３０全体をワックス等の硬化剤で固定する場合に、支持部材１００の基準方向下流側の端部、つまり上端から硬化剤が漏れることを抑制することに貢献する。
　ＣＰＵ２は、基準方向から見た場合に、支持部材１００に対し三次元製品４０の外側に、多角形状の外枠７６を設定する（Ｓ４８）。ＣＰＵ２は、支柱８１～８６の右端部、支柱９１～９６の左端部の各々が三次元製品４０に連結し、支柱８１～８６の左端部、支柱９１～９６の右端部が外枠７６に連結し、支柱８１～８６、９１～９６の各々が左端部と右端部との間で支持部材１００に連結するように設定する（Ｓ４７～Ｓ５０）。ＣＰＵ２は、具体例１において、三次元製品４０、支柱８１～８６、９１～９６、及び支持部材１００に加え外枠７６を含む被造形物１３０を、３Ｄプリンタ１１を用いて造形するための三次元造形データを生成する（Ｓ５１）。ＣＰＵ２は、外枠７６を設定することで、切削装置１２に対する被造形物１３０の位置合わせの作業性を向上することに貢献する。
　ＣＰＵ２は、具体例１、２の各々において、切削除外範囲１１０を設定することで、基準方向から見た場合に、支持部材１００と外枠７６との間となる部分を、切削装置１２により切削される範囲から除外した情報を含む三次元切削データを生成する（Ｓ５３、Ｓ５４）。ＣＰＵ２は、具体例１、２の各々において、三次元製品４０、支柱８１～８６、９１～９６、及び支持部材１００に加え、外枠７６を含む被造形物１３０を、３Ｄプリンタ１１を用いて造形するための三次元造形データを生成する（Ｓ５１）。ＣＰＵ２は、切削除外範囲１１０を設定することで、切削除外範囲１１０を設けない場合に比べ、切削装置１２による支柱８１～８６、９１～９６の切削量を低減させ、切削時間を短縮させることに貢献する。本実施形態のＣＰＵ２は、三次元切削データのみに、切削除外範囲１１０が設定され、三次元造形データには設定されないので、造形物の延設範囲を広げることなく、切削除外範囲１１０を設定できる。
　具体例１において、ＣＰＵ２は、被造形物１３０の内の、切削代５６を切削装置１２で切削除去した後の被造形物１３１の三次元形状を表す三次元切削データを生成する（Ｓ５４）。ＣＰＵ２は、被造形物１３０の内の、切削代５６を切削装置１２によって駆動される切削工具１３で切削除去するためのツールパスを指定する、切削工具１３の複数の移動座標を含むＮＣデータを生成する（Ｓ５７）。一方具体例２において、ＣＰＵ２は、被造形物１３０の内の、切削代５６と、支柱８１～８６の右端部、及び支柱９１～９６の左端部の各々を切削装置１２で切削除去した後の被造形物１３２の三次元形状を表す三次元切削データを生成する（Ｓ５３）。ＣＰＵ２は、被造形物１３０の内の、切削代５６と、支柱８１～８６、９１～９６の三次元製品４０と連結する端部とを切削装置１２によって駆動される切削工具１３で切削除去するためのツールパスを指定する、切削工具１３の複数の移動座標を含むＮＣデータを生成する（Ｓ５７）。切削装置１２は、具体例１において、ＮＣデータに従って、被造形物１３０の内の切削代５６を切削し、具体例２において、ＮＣデータに従って、被造形物１３０の内の、切削代５６と、支柱８１～８６、９１～９６の三次元製品４０と連結する端部を切削する処理を実行する。具体的には、切削装置１２は、具体例１及び２の各々において、ＮＣデータに含まれる複数の移動座標を順に読みだして（Ｓ２４）、注目する移動座標に移動して切削した場合に、切削工具１３の大きさ又は切削工具１３を駆動した場合の切削範囲に応じた量と、三次元切削データとに基づき、三次元製品４０を切削すると判断される場合には（Ｓ２５：ＹＥＳ）、注目する移動座標に対応する注目部分の切削を行わず（Ｓ２７）、三次元製品４０を切削しないと判断される場合には（Ｓ２５：ＮＯ）、切削工具１３を、注目する移動座標に移動して、注目部分の切削を行う（Ｓ２６）。切削装置１２を備えるシステム９は、３Ｄプリンタ１１によって造形された被造形物１３０を、ＮＣデータに従って切削した場合に、三次元製品４０が切削されてしまうことを確実に回避できる。
　本発明の造形データ生成プログラム及び三次元造形システムは、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更が加えられてもよい。例えば、以下の変形が適宜加えられてもよい。造形データ生成プログラム及び三次元造形システムは、異なるカテゴリで実施されてもよく、例えば、造形データ生成プログラムを記録したコンピュータ可読媒体、データ生成装置、及び造形データ生成方法として実施されてもよい。図１０（Ａ）～図１０（Ｄ）では、上記実施形態の具体例の三次元製品４０及び被造形物１３０と同様の構成については、同じ符号を付与している。図１１では、図２と同様の処理には、同じステップ番号を付与している。
　（Ａ）データ生成装置１及びシステム９の構成は適宜変更してよい。データ生成装置１は、三次元製品を表す三次元データに基づき三次元造形データを生成できればよく、専用の装置であってもよいし、汎用の装置であってもよい。システム９は、３Ｄプリンタ１１と、切削装置１２のみを備え、データ生成処理は、３Ｄプリンタ１１及び切削装置１２の少なくとも何れかの制御部により実行されてもよい。システム９は、切削装置１２を省略してよい。
　（Ｂ）図２のデータ生成装置処理を実行させるための指令を含むプログラムは、ＣＰＵ２がプログラムを実行するまでに、データ生成装置１の記憶機器に記憶されればよい。同様に、３Ｄプリンタ処理を実行させるための指令を含むプログラムは、３Ｄプリンタ１１の制御部がプログラムを実行するまでに、３Ｄプリンタ１１の記憶機器に記憶されればよい。切削装置処理を実行させるための指令を含むプログラムは、ＣＰＵ１４がプログラムを実行するまでに、切削装置１２の記憶機器に記憶されればよい。従って、プログラムの取得方法、取得経路及びプログラムを記憶する機器の各々は、適宜変更してもよい。ＣＰＵ２、ＣＰＵ１４が実行するプログラムは、ケーブル又は無線通信を介して、他の装置から受信し、フラッシュメモリ等の記憶装置に記憶されてもよい。他の装置は、例えば、ＰＣ、及びネットワーク網を介して接続されるサーバを含む。
　（Ｃ）システム９で実行される処理の各ステップは、データ生成装置１のＣＰＵ２、３Ｄプリンタ１１の制御部、及び切削装置１２のＣＰＵ１４によって実行される例に限定されず、システム９で実行される処理の一部又は全部は、システム９が有する他の電子機器（例えば、ＡＳＩＣ）によって実行されてもよい。データ生成処理の各ステップは、複数の電子機器（例えば、複数のＣＰＵ）によって分散処理されてもよい。データ生成処理の各ステップは、必要に応じて順序の変更、ステップの省略、及び追加が可能である。データ生成装置１上で稼動しているオペレーティングシステム（ＯＳ）等が、ＣＰＵ２からの指令に基づきデータ生成処理の一部又は全部を行う態様も、本開示の範囲に含まれる。例えば、データ生成処理に以下の変更が適宜加えられてもよい
　支柱８１～８６、９１～９６の、三次元製品４０と接続する側の端部は、切削工具１３を使用して切削されてもよいし、ニッパー等の工具を用いて、ユーザが手動で切断されてもよい。支柱８１～８６、９１～９６の、三次元製品４０と接続する側の端部をユーザが切断する場合、システム９は切削装置１２を備えなくてもよい。切削装置１２は、複数種類の切削工具１３を用いて、被造形物１３０を切削してもよい。この場合、使用される切削工具１３の大きさ又は切削範囲に応じて、対応する切削部位毎に、オフセット量が設定されてもよい。Ｓ３１で表示される設定画面３０で設定可能な項目は適宜変更されてよい。ＣＰＵ２は、Ｓ３１において、欄３３～３５の少なくとも何れかの初期値を設定しなくてもよい。この場合、ＣＰＵ２は、Ｓ３３において、欄３３～３５の内、未設定の項目がある場合に、警告又は入力を促すメッセージを表示し、処理をＳ３３に戻してもよいし、未設定の項目に初期値を自動で設定してもよい。
　複数の支柱の設定方法は適宜変更されてよい。複数の支柱の形状、長手方向、高さ、幅、及び間隔等は、互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。このため、例えば、複数の支柱は、三次元製品４０から放射線状に延びてもよい。複数の支柱は、三次元製品４０の凸面４１から、所定長さ長手方向に柱を伸ばすことで設定されてもよい。つまり、ＣＰＵ２は、三次元製品４０の外周６０を特定せずに、複数の支柱の少なくとも一部を設定してもよい。この場合、支持部材１００のＸＹ平面上の形成位置は、三次元製品４０の外周６０を特定せずに、支柱の端部を連結することで設定されてもよい。複数の支柱は、三次元製品４０の外周６０に隣接していなくてもよい。ＣＰＵ２は、Ｓ４３～Ｓ４６、及びＳ４８の少なくとも何れかの処理を省略してもよい。例えば、Ｓ４８の処理が省略される外枠７６を設けない場合、ＣＰＵ２は、図１０（Ａ）に示す、具体例と同様の三次元製品４０に対し、Ｓ４７、Ｓ５０において、図１０（Ｄ）に示す、変形例３の被造形物１３６のように、基準方向に垂直な任意の方向については長さＤ３をオフセット量として、オフセット量だけ長手方向に延びる支柱１８１～１８６、１９１～１９６を設定し、支持部材１００を設定してもよい。Ｓ４８の処理が省略しない場合、外枠７６の形状は適宜変更されてよく、基準方向から見た場合に、三次元製品４０の外側に、三角形状、台形状、六角形状等の多角形状に設けられてもよいし、円状、楕円状に設けられてもよい。外枠７６が矩形状である場合、基準方向から見た場合の各辺の延設方向は適宜変更されてよい。
　支持部材１００は、Ｚ方向に平行な面を有する筒状であったが、有底筒状であってもよいし、Ｚ方向に交差する面を有する筒状であってもよい。Ｓ１３は、３Ｄプリンタ１１、又は切削装置１２において自動で実行されてもよいし、必要に応じて省略されてもよい。Ｓ１３が省略される場合、支持部材１００は、基準方向から見た場合に、環状でなくてもよく、例えば、支柱８１～８６、９１～９６の各々と直交するＹ方向、又は支柱８１～８６、９１～９６の各々と交差する方向に延びる曲線板状であってもよい。三次元製品４０に基づき、支持部材１００を設定するための条件は、適宜変更されてよい。外周６０からのオフセット量（所定量）は、Ｘ方向と、Ｙ方向とで、互いに異なるオフセット量を用いて、支持部材１００の形成位置を設定する条件を含んでもよい。この場合ＣＰＵ２は、図１０（Ａ）に示す、具体例と同様の三次元製品４０に対し、Ｓ５０において、図１０（Ｂ）に示す、変形例１の被造形物１３４のように、Ｘ方向については長さＤ７をオフセット量として用い、Ｙ方向については長さＤ５をオフセット量として用いて、平面視環状の支持部材１２０を設定してもよい。長さＤ７は、長さＤ５よりも長い。同様に、ＣＰＵ２は、三次元製品４０に対し、Ｓ５０において、図１０（Ｃ）に示す、変形例２の被造形物１３５のように、Ｘ方向については長さＤ５をオフセット量として用い、Ｙ方向については長さＤ７をオフセット量として用いて、平面視環状の支持部材１２１を設定してもよい。支持部材１００の上端外周及び下端外周の少なくとも何れかは水平に延びなくてもよい。上下方向、つまりＺ方向において、支持部材１００の上端は、三次元製品４０の上端以下であってもよい。上下方向、つまりＺ方向において、支持部材１００の下端は、三次元製品４０の下端以上であってもよい。支柱８１～８６、９１～９６の少なくとも一部は、支持部材１００が設定された後に設定されてもよい。
　切削除外範囲１１０の設定方法は適宜変更されてよい。ＣＰＵ２は、切削除外範囲１１０を設定せずに、三次元切削データを生成してもよい。この場合、例えば、基準方向から見た場合に、三次元製品４０と、外枠７６の間が切削されてもよい。切削除外範囲１１０は、三次元造形データにも設定されてもよい。図９（Ｄ）の被造形物１４０に示すように、ＣＰＵ２は、Ｓ５３又はＳ５４の処理で、切削除外範囲１１０に替えて、外枠７６の上端と支持部材１００の上端とを連結する板状の切削除外範囲２１０を設定してもよい。基準方向から見た場合に、支持部材１００の三次元製品４０との間の複数の支柱と、支持部材１００と外枠７６との間の複数の支柱は、同一直線上になくてもよいし、数が互いに異なっていてもよい。
　Ｓ５２～Ｓ５７の少なくとも何れかの処理は、省略されてよいし、データ生成装置１ではなく、切削装置１２で実行されてもよい。例えば、ＣＰＵ２は、データ生成装置１で、Ｓ５３又はＳ５４の処理を実行し、生成された三次元造形データ、三次元切削データを切削装置１２に出力してもよい。切削装置１２は、データ生成装置１から出力された三次元造形データ及び三次元切削データに基づき、Ｓ５６、Ｓ５７の処理を実行してもよい。切削装置１２のＣＰＵ１４は、Ｓ２５、Ｓ２７の処理を省略し、Ｓ２４で取得された注目する移動座標に基づき切削工具１３を移動し、注目する移動座標に対応する注目部分の切削を行ってもよい。切削装置１２のＣＰＵ１４は、Ｓ２４～Ｓ２８の処理に替えて、図１１のＳ６１～Ｓ６３の処理を行ってもよい。Ｓ６１では、ＣＰＵ１４は、３Ｄプリンタ１１によって造形された被造形物１３０を、Ｓ２３で取得されたＮＣデータに基づき切削加工した場合に、切削工具１３が通過できるかを判断する。ＣＰＵ１４は、ＮＣデータで示されるツールパスに従って移動しながら切削工具１３を駆動した場合に、三次元切削データで表される被造形物１３１又は被造形物１３２を切削しない場合には、切削工具１３が通過できると判断する。切削工具１３が通過できる場合（Ｓ６１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１４は、Ｓ２３で取得されたＮＣデータに従って、被造形物１３０を切削し、三次元製品４０を切り出す（Ｓ６３）。ＣＰＵ２は、ＮＣデータで示されるツールパスに従って移動しながら切削工具１３を駆動した場合に、三次元切削データで表される被造形物１３２の少なくとも一部が切削される場合には、切削工具１３が通過できないと判断する。切削工具１３が通過できない場合（Ｓ６１：ＮＯ）、ＣＰＵ１４は、切削工具１３が通過できない部分の切削を中止するように、ＮＣデータを変更する（Ｓ６２）。ＣＰＵ１４は、Ｓ６２で変更されたＮＣデータに従って、被造形物１３０を切削し、三次元製品４０を切り出す（Ｓ６３）。切削装置１２は、以上で切削装置処理を終了する。このようにした場合、切削工具１３が通過できるか否かの判断と、ＮＣデータに基づく切削処理とを分けることができる。
１　　　：データ生成装置
２　　　：ＣＰＵ
３　　　：ＲＯＭ
４　　　：ＲＡＭ
５　　　：記憶装置
７　　　：表示部
８　　　：操作部
９　　　：三次元造形システム
１０　　：バス
１１　　：３Ｄプリンタ
１２　　：切削装置
１３　　：切削工具

Claims (11)

  1. 　コンピュータの制御部に、
    　　三次元製品の三次元形状を表す三次元データを取得するデータ取得ステップと、
    　　前記三次元データに基づき、
    　　　前記三次元製品に連結する複数の支柱と、
    　　　前記複数の支柱の各々と連結する支持部材とを設定する設定ステップであって、前記複数の支柱の各々と交差する基準方向から見た場合に、前記支持部材を、前記三次元製品の外側、且つ前記複数の支柱の各々の長手方向の長さが前記三次元製品の外周から所定量になる位置にオフセットして設定する設定ステップと、
    　　前記三次元製品、前記複数の支柱、及び前記支持部材を含む被造形物を、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成する造形データ生成ステップとを実行させるための指示を含むことを特徴とする造形データ生成プログラム。
  2. 　前記基準方向から見た場合の、前記三次元製品の前記外周を特定する外周特定ステップを更に備え、
    　前記制御部は、前記設定ステップで、前記外周特定ステップで特定された前記外周から前記三次元製品の外側に前記所定量になる位置にオフセットした前記支持部材を設定することを特徴とする請求項１に記載の造形データ生成プログラム。
  3. 　前記複数の支柱の各々の端部は、前記三次元製品と連結し、
    　前記複数の支柱の各々の前記端部を切削するのに用いる切削工具の大きさを取得する大きさ取得ステップを実行させるための指示を更に含み、
    　前記制御部は、前記設定ステップで、取得された前記切削工具の前記大きさに応じた量だけオフセットした前記支持部材を設定することを特徴とする請求項２に記載の造形データ生成プログラム。
  4. 　前記制御部は、前記切削工具を駆動した場合の切削範囲に応じた量だけオフセットした前記支持部材を設定することを特徴とする請求項３に記載の造形データ生成プログラム。
  5. 　前記制御部は、前記設定ステップで、前記基準方向に垂直な任意の方向において、前記基準方向から見た場合に、前記外周から前記三次元製品の外側に、前記所定量だけオフセットした前記支持部材を設定することを特徴とする請求項２に記載の造形データ生成プログラム。
  6. 　前記基準方向から見た場合の前記三次元製品の面である被切削面に所定の厚みの切削代を付加する切削代付加ステップと、
    　前記被造形物の内の、少なくとも前記切削代を切削装置で切削除去した後の前記被造形物の三次元形状を表す三次元切削データを生成する切削データ生成ステップと
    を実行するための指示を更に含み、
    　前記制御部は、前記造形データ生成ステップで、前記三次元製品、前記切削代、前記複数の支柱、及び前記支持部材を含む被造形物を、前記三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成することを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の造形データ生成プログラム。
  7. 　前記支持部材は、前記基準方向から見た場合に、環状の枠であり、
    　前記制御部は、前記設定ステップで、前記基準方向において前記支持部材の上流側の端部を、前記三次元製品の上流側の端部よりも、上流側に位置するように、前記支持部材の前記基準方向に沿った延設範囲を設定することを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の造形データ生成プログラム。
  8. 　前記制御部は、前記設定ステップで、前記基準方向において前記支持部材の下流側の端部を、前記三次元製品の下流側の端部よりも、下流側にあるように、前記支持部材の前記基準方向に沿った前記延設範囲を設定することを特徴とする請求項７に記載の造形データ生成プログラム。
  9. 　前記基準方向から見た場合に、前記支持部材に対し前記三次元製品の前記外側に、多角形状の外枠を設定する外枠設定ステップを実行するための指示を更に含み、
    　前記制御部は、
    　　前記設定ステップで、前記複数の支柱の各々を、支柱の一端部が前記三次元製品に連結し、前記支柱の他端部が前記外枠に連結し、前記一端部と前記他端部との間で前記支持部材に連結するように設定し、
    　　前記造形データ生成ステップで、前記三次元製品、前記複数の支柱、及び前記支持部材に加え前記外枠を含む前記被造形物を、前記三次元造形装置を用いて造形するための前記三次元造形データを生成することを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の造形データ生成プログラム。
  10. 　前記基準方向から見た場合に、前記支持部材に対し前記三次元製品の前記外側に、多角形状の外枠を設定する外枠設定ステップを更に実行するための指示を含み、
    　前記制御部は、
    　　前記造形データ生成ステップで、前記三次元製品、前記複数の支柱、及び前記支持部材に加え前記外枠を含む前記被造形物を、前記三次元造形装置を用いて造形するための前記三次元造形データを生成し、
    　　前記切削データ生成ステップで、前記基準方向から見た場合に、前記支持部材と前記外枠との間となる部分を、前記切削装置により切削される範囲から除外した情報を含む前記三次元切削データを生成することを特徴とする請求項６に記載の造形データ生成プログラム。
  11. 　　三次元製品の三次元形状を表す三次元データを取得するデータ取得部と、
    　　前記三次元データに基づき、
    　　　前記三次元製品に連結する複数の支柱と、
    　　　前記複数の支柱の各々と連結する支持部材とを設定する設定部であって、前記複数の支柱の各々と交差する基準方向から見た場合に、前記支持部材を、前記三次元製品の外側、且つ前記複数の支柱の各々の長手方向の長さが前記三次元製品の外周から所定量になる位置にオフセットして設定する設定部と、
    　　前記三次元製品、前記複数の支柱、及び前記支持部材を含む被造形物を、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成する造形データ生成部と、
    　　前記三次元造形データに従って、前記被造形物を造形する前記三次元造形装置とを備えることを特徴とする三次元造形システム。
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