積層造形装置の積層データ作成方法
【課題】本発明は、意匠面の観点から積層造形物の段差を削っても３次元積層データの外形と合致させるための３次元積層データの作成方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の積層造形物を造形する積層造形装置の３次元積層データの作成方法は、立体モデルデータを作成する立体モデルデータ作成ステップと、ＳＴＬデータに変換するＳＴＬデータ変換ステップと、積層ピッチ毎にスライスデータを作成するスライスデータ作成ステップと、段差削りの要否を判定する判定ステップと、スライスデータを再作成するスライスデータ再作成ステップと、サポートデータを付加するサポートデータ付加ステップとを有することを特徴とする。
【解決手段】本発明の積層造形物を造形する積層造形装置の３次元積層データの作成方法は、立体モデルデータを作成する立体モデルデータ作成ステップと、ＳＴＬデータに変換するＳＴＬデータ変換ステップと、積層ピッチ毎にスライスデータを作成するスライスデータ作成ステップと、段差削りの要否を判定する判定ステップと、スライスデータを再作成するスライスデータ再作成ステップと、サポートデータを付加するサポートデータ付加ステップとを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光硬化樹脂にレーザ光を照射して立体造形品を形成する積層造形装置に関し、特に３次元の積層データ作成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、三次元モデルを造形する光造形方法は、輪郭部の外周部のみを描画して硬化させた層を１層又は複数層形成する第１の処理と、当該形成された層の上にサポート部と輪郭部の内部と輪郭部の外周部とを描画して硬化させた層を１層形成する第２の処理を繰り返して積層すると共に、サポート部と輪郭部の内部の描画時には、第１の処理で描画された輪郭部の外周部の深さまで樹脂を硬化させる強度を持つ光で描画を行う光造形方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５２３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術で製作した積層造形物は、積層方向から見て、角度を有する面やゆるやかな曲面部分に段差があり、意匠面の観点からその段差を削ると積層造形物の輪郭が変わり、３次元積層データの外形より小さくなると云う問題点がある。
本発明は、意匠面の観点から積層造形物の段差を削っても３次元積層データの外形と合致させるための３次元積層データの作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の積層造形物を造形する積層造形装置の３次元積層データの作成方法は、立体モデルデータを作成する立体モデルデータ作成ステップと、ＳＴＬデータに変換するＳＴＬデータ変換ステップと、積層ピッチ毎にスライスデータを作成するスライスデータ作成ステップと、段差削りの要否を判定する判定ステップと、スライスデータを再作成するスライスデータ再作成ステップと、サポートデータを付加するサポートデータ付加ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、意匠面の観点から積層造形物の段差を削っても３次元積層データの外形と合致させるための３次元積層データの作成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一般的な光造形装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の一実施例である３次元積層データを作成するためのフローチャートである。
【図３】本発明の一実施例である３次元積層データを作成するための手順を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る積層造形装置の概略構成について図１を用いて説明する。図１に示す積層造形装置は、ＵＶレーザ部１と、スキャナミラー部２と、テーブル３と、エレベータ装置部４と、リコータ５と、タンク６と、光硬化性樹脂７と、制御部８と、記憶部９から構成している光造形装置である。
【０００９】
ＵＶレーザ部１は、紫外線レーザ等のＵＶレーザ光１１を出力する。
スキャナミラー部２は、等高線データに基づいてＵＶレーザ光１１が所定のパターンを走査するよう、ＵＶレーザ光１１の方向を制御する。
テーブル３は、タンク６内に設けられ、立体造形物を作製する台である。
エレベータ装置部４は、テーブル３の昇降を制御する。
リコータ５は、光硬化性樹脂液面を平行に移動することで、液面の静定や、泡の除去を行なう。光硬化性樹脂７は、光造形による立体造形物の材料である。
タンク６は、光硬化性樹脂７の容器である。
制御部８は、光造形装置全体の制御を行う。
記憶部９は、制御部８を動作させるためのソフトウェア、造形モデルの３次元データ、積層データ、設定値等を記憶する。
立体造形物１０は、光造形装置によって造形された物である。
【００１０】
次に本発明の一実施例の詳細について図２〜図３を用いて説明する。
図２は、本発明の一実施例である３次元積層データを作成するためのフローチャートである。図３は、本発明の一実施例である３次元積層データを作成するための手順を説明するための図である。
【００１１】
本発明の一実施例である３次元積層データは、図２の開始からデータ作成を開始する。
ステップＳ１は、３次元ＣＡＤ(Computer Aided Design)で立体モデルを作成するステップである。
【００１２】
ステップＳ２は、立体モデルを汎用的な３次元データであるＳＴＬ（Standard
Template Library）データに変換するステップである。図３（Ａ）が３次元データの概略を図示したものである。
【００１３】
ステップＳ３は、ＳＴＬデータを水平方向に輪切りにしたスライスデータ（積層データ）を作成するステップである。図３（Ｂ）がスライスデータの概略を図示したものである。（ａ）〜（ｅ）は、長さを示している。
【００１４】
ステップＳ４は、立体造形物１０に対して段差削りが必要な立体モデルかの要否を判定する判定ステップである。ステップＳ４の判定において、段差削りが不要な立体モデルの場合は、判定が「ＮＯ」となり、ステップＳ６の処理に進む。ステップＳ４の判定において、段差削りが必要な立体モデルの場合は、判定が「ＹＥＳ」となり、ステップＳ５の処理に進む。
【００１５】
ステップＳ５は、スライスデータを再作成するステップである。詳細は後述する。
【００１６】
ステップＳ６は、サポート部を追加するためにサポートデータを付加するためのステップである。立体造形物１０は造形する際にサポート部が必要な場合があり、この場合は、サポートデータを付加する。
【００１７】
次に、ステップＳ５のスライスデータを再作成するための手順について、図３を用いて説明する。
【００１８】
最初に、図３（Ｂ）のスライスデータから図３（Ｃ）の連続する層の差分を計算で求める。２番目の層は、最上層の長さ（ａ）に対して差分が（ｂ）αとなる。３番目の層は、２番目の層の長さ（ｂ）に対して差分が（ｃ）αとなる。４番目の層は、３番目の層の長さ（ｃ）に対して差分が（ｄ）αとなる。
【００１９】
次に、図３（Ｄ）を用いて新スライスデータについて説明する。
最上層のスライスデータの長さは、（ａ）＋（ｂ）αとする。
２番目の層のスライスデータの長さは、（ｂ）＋（ｃ）αとする。
３番目の層のスライスデータの長さは、（ｃ）＋（ｄ）αとする。
４番目の層のスライスデータの長さは、変更なく（ｄ）である。
５番目の層のスライスデータの長さは、変更なく（ｅ）である。
このような手順で、スライスデータを再作成する。
【００２０】
図３（Ｅ）は、図２のステップＳ５で再作成した新スライスデータを用いて図１の積層造形装置で造形した造形モデルである。
図３（Ｅ）の点線部分を段差削りすると、図３（Ｆ）の段差削り後の造形モデルを作製することができる。
【００２１】
図３（Ａ）３次元データと、図３（Ｆ）の段差削り後の造形モデルを比較しても形状が一致している。即ち、従来技術の課題であった意匠面の観点から造形モデルの段差を削っても３次元積層データの外形より小さくなると云う問題点は解決している。
【００２２】
以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された光造形装置に限定されるものではなく、上記以外の積層造形装置に広く適用することができることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００２３】
１：ＵＶレーザ部、２：スキャンミラー部、３：テーブル、４：エレベータ装置部、５：リコータ、６：タンク、７：光硬化性樹脂、８：制御部、９：記憶部、１０立体造形物、１１：ＵＶレーザ光。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光硬化樹脂にレーザ光を照射して立体造形品を形成する積層造形装置に関し、特に３次元の積層データ作成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、三次元モデルを造形する光造形方法は、輪郭部の外周部のみを描画して硬化させた層を１層又は複数層形成する第１の処理と、当該形成された層の上にサポート部と輪郭部の内部と輪郭部の外周部とを描画して硬化させた層を１層形成する第２の処理を繰り返して積層すると共に、サポート部と輪郭部の内部の描画時には、第１の処理で描画された輪郭部の外周部の深さまで樹脂を硬化させる強度を持つ光で描画を行う光造形方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５２３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術で製作した積層造形物は、積層方向から見て、角度を有する面やゆるやかな曲面部分に段差があり、意匠面の観点からその段差を削ると積層造形物の輪郭が変わり、３次元積層データの外形より小さくなると云う問題点がある。
本発明は、意匠面の観点から積層造形物の段差を削っても３次元積層データの外形と合致させるための３次元積層データの作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の積層造形物を造形する積層造形装置の３次元積層データの作成方法は、立体モデルデータを作成する立体モデルデータ作成ステップと、ＳＴＬデータに変換するＳＴＬデータ変換ステップと、積層ピッチ毎にスライスデータを作成するスライスデータ作成ステップと、段差削りの要否を判定する判定ステップと、スライスデータを再作成するスライスデータ再作成ステップと、サポートデータを付加するサポートデータ付加ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、意匠面の観点から積層造形物の段差を削っても３次元積層データの外形と合致させるための３次元積層データの作成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一般的な光造形装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の一実施例である３次元積層データを作成するためのフローチャートである。
【図３】本発明の一実施例である３次元積層データを作成するための手順を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る積層造形装置の概略構成について図１を用いて説明する。図１に示す積層造形装置は、ＵＶレーザ部１と、スキャナミラー部２と、テーブル３と、エレベータ装置部４と、リコータ５と、タンク６と、光硬化性樹脂７と、制御部８と、記憶部９から構成している光造形装置である。
【０００９】
ＵＶレーザ部１は、紫外線レーザ等のＵＶレーザ光１１を出力する。
スキャナミラー部２は、等高線データに基づいてＵＶレーザ光１１が所定のパターンを走査するよう、ＵＶレーザ光１１の方向を制御する。
テーブル３は、タンク６内に設けられ、立体造形物を作製する台である。
エレベータ装置部４は、テーブル３の昇降を制御する。
リコータ５は、光硬化性樹脂液面を平行に移動することで、液面の静定や、泡の除去を行なう。光硬化性樹脂７は、光造形による立体造形物の材料である。
タンク６は、光硬化性樹脂７の容器である。
制御部８は、光造形装置全体の制御を行う。
記憶部９は、制御部８を動作させるためのソフトウェア、造形モデルの３次元データ、積層データ、設定値等を記憶する。
立体造形物１０は、光造形装置によって造形された物である。
【００１０】
次に本発明の一実施例の詳細について図２〜図３を用いて説明する。
図２は、本発明の一実施例である３次元積層データを作成するためのフローチャートである。図３は、本発明の一実施例である３次元積層データを作成するための手順を説明するための図である。
【００１１】
本発明の一実施例である３次元積層データは、図２の開始からデータ作成を開始する。
ステップＳ１は、３次元ＣＡＤ(Computer Aided Design)で立体モデルを作成するステップである。
【００１２】
ステップＳ２は、立体モデルを汎用的な３次元データであるＳＴＬ（Standard
Template Library）データに変換するステップである。図３（Ａ）が３次元データの概略を図示したものである。
【００１３】
ステップＳ３は、ＳＴＬデータを水平方向に輪切りにしたスライスデータ（積層データ）を作成するステップである。図３（Ｂ）がスライスデータの概略を図示したものである。（ａ）〜（ｅ）は、長さを示している。
【００１４】
ステップＳ４は、立体造形物１０に対して段差削りが必要な立体モデルかの要否を判定する判定ステップである。ステップＳ４の判定において、段差削りが不要な立体モデルの場合は、判定が「ＮＯ」となり、ステップＳ６の処理に進む。ステップＳ４の判定において、段差削りが必要な立体モデルの場合は、判定が「ＹＥＳ」となり、ステップＳ５の処理に進む。
【００１５】
ステップＳ５は、スライスデータを再作成するステップである。詳細は後述する。
【００１６】
ステップＳ６は、サポート部を追加するためにサポートデータを付加するためのステップである。立体造形物１０は造形する際にサポート部が必要な場合があり、この場合は、サポートデータを付加する。
【００１７】
次に、ステップＳ５のスライスデータを再作成するための手順について、図３を用いて説明する。
【００１８】
最初に、図３（Ｂ）のスライスデータから図３（Ｃ）の連続する層の差分を計算で求める。２番目の層は、最上層の長さ（ａ）に対して差分が（ｂ）αとなる。３番目の層は、２番目の層の長さ（ｂ）に対して差分が（ｃ）αとなる。４番目の層は、３番目の層の長さ（ｃ）に対して差分が（ｄ）αとなる。
【００１９】
次に、図３（Ｄ）を用いて新スライスデータについて説明する。
最上層のスライスデータの長さは、（ａ）＋（ｂ）αとする。
２番目の層のスライスデータの長さは、（ｂ）＋（ｃ）αとする。
３番目の層のスライスデータの長さは、（ｃ）＋（ｄ）αとする。
４番目の層のスライスデータの長さは、変更なく（ｄ）である。
５番目の層のスライスデータの長さは、変更なく（ｅ）である。
このような手順で、スライスデータを再作成する。
【００２０】
図３（Ｅ）は、図２のステップＳ５で再作成した新スライスデータを用いて図１の積層造形装置で造形した造形モデルである。
図３（Ｅ）の点線部分を段差削りすると、図３（Ｆ）の段差削り後の造形モデルを作製することができる。
【００２１】
図３（Ａ）３次元データと、図３（Ｆ）の段差削り後の造形モデルを比較しても形状が一致している。即ち、従来技術の課題であった意匠面の観点から造形モデルの段差を削っても３次元積層データの外形より小さくなると云う問題点は解決している。
【００２２】
以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された光造形装置に限定されるものではなく、上記以外の積層造形装置に広く適用することができることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００２３】
１：ＵＶレーザ部、２：スキャンミラー部、３：テーブル、４：エレベータ装置部、５：リコータ、６：タンク、７：光硬化性樹脂、８：制御部、９：記憶部、１０立体造形物、１１：ＵＶレーザ光。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層造形物を造形する積層造形装置の３次元積層データの作成方法であって、
立体モデルデータを作成する立体モデルデータ作成ステップと、ＳＴＬデータに変換するＳＴＬデータ変換ステップと、積層ピッチ毎にスライスデータを作成するスライスデータ作成ステップと、段差削りの要否を判定する判定ステップと、スライスデータを再作成するスライスデータ再作成ステップと、サポートデータを付加するサポートデータ付加ステップとを有することを特徴とする積層造形装置の３次元積層データ作成方法。
【請求項１】
積層造形物を造形する積層造形装置の３次元積層データの作成方法であって、
立体モデルデータを作成する立体モデルデータ作成ステップと、ＳＴＬデータに変換するＳＴＬデータ変換ステップと、積層ピッチ毎にスライスデータを作成するスライスデータ作成ステップと、段差削りの要否を判定する判定ステップと、スライスデータを再作成するスライスデータ再作成ステップと、サポートデータを付加するサポートデータ付加ステップとを有することを特徴とする積層造形装置の３次元積層データ作成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２３６２８８（Ｐ２０１２−２３６２８８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０５２６４（Ｐ２０１１−１０５２６４）
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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