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技術 情報処理装置、3Dプリンタシステム、情報処理方法及びプログラム

出願人 株式会社リコー
発明者 坂本健
出願日 2016年10月6日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2016-197900
公開日 2018年4月12日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2018-058282
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等のその他の成形、複合成形(変更なし) イメージ生成 CAD
主要キーワード 熱溶解積層法 下向き角度 低水準言語 幾何計算 サポート材 多様体 オフセット層 高水準言語
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年4月12日)のものです。
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図面 (14)

課題

スライスデータの生成において、非多様体又は干渉等があっても、サポート材データが生成できることを目的とする。

解決手段

造形物を3次元に製造する際に、前記造形物を支持するサポート材を示すサポート材データを生成する情報処理装置が、前記造形物を複数の第1ポリゴンで示す3次元データを入力し、前記複数の第1ポリゴンのうち、表面が下向きとなる第2ポリゴンから、垂線を降ろした位置にある第3ポリゴンを検出し、前記第3ポリゴンが複数のポリゴンで構成される場合、前記第2ポリゴンと前記第3ポリゴンの間に生成される第1多面体を分割して第2多面体とし、前記第2多面体を示す前記サポート材データを出力することにより上記課題を解決する。

概要

背景

従来、3次元CAD(Computer Aided Design)等のデータに基づいて生成されるスライスデータ等から、3次元に造形を行う方法が知られている。

そして、造形を行う際には、造形物を支持する支持部材、いわゆるサポート材が必要となる場合がある。そこで、例えば、まず、造形物の上面と、下面との間にオフセット層を設ける。そして、オフセット層の厚さから、同じ又は少し厚めの設定としたサポート材を設計する方法が知られている(例えば、特許文献1等)。

概要

スライスデータの生成において、非多様体又は干渉等があっても、サポート材データが生成できることを目的とする。造形物を3次元に製造する際に、前記造形物を支持するサポート材を示すサポート材データを生成する情報処理装置が、前記造形物を複数の第1ポリゴンで示す3次元データを入力し、前記複数の第1ポリゴンのうち、表面が下向きとなる第2ポリゴンから、垂線を降ろした位置にある第3ポリゴンを検出し、前記第3ポリゴンが複数のポリゴンで構成される場合、前記第2ポリゴンと前記第3ポリゴンの間に生成される第1多面体を分割して第2多面体とし、前記第2多面体を示す前記サポート材データを出力することにより上記課題を解決する。

目的

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、非多様体又は干渉等があっても、サポート材データが生成できる情報処理装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

造形物を3次元に製造する際に、前記造形物を支持するサポート材を示すサポート材データを生成する情報処理装置であって、前記造形物を複数の第1ポリゴンで示す3次元データを入力する入力部と、前記複数の第1ポリゴンのうち、表面が下向きとなる第2ポリゴンから、垂線を降ろした位置にある第3ポリゴンを検出する検出部と、前記第3ポリゴンが複数のポリゴンで構成される場合、前記第2ポリゴンと前記第3ポリゴンの間に生成される第1多面体を分割して第2多面体とする生成部と、前記第2多面体を示す前記サポート材データを出力する出力部とを備える情報処理装置。

請求項2

前記検出部が前記第2ポリゴンと判定する角度を設定する請求項1に記載の情報処理装置。

請求項3

前記生成部は、前記第2多面体の底面が三角形になるように分割する請求項1又は2に記載の情報処理装置。

請求項4

前記第3ポリゴンは、表面が上向きとなるポリゴンである請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置。

請求項5

前記第3ポリゴンが複数検出されると、前記複数の第3ポリゴンのうち、最も上に位置するポリゴンが選ばれる請求項4に記載の情報処理装置。

請求項6

前記造形物が接地する床面を表面が上向きとなるポリゴンとする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の情報処理装置。

請求項7

前記サポート材データが、前記造形物の断面を示すようにスライスされると、前記サポート材を製造するのに用いられるスライスデータが生成される請求項1乃至6のいずれか1項に記載の情報処理装置。

請求項8

造形物を3次元に製造する際に、前記造形物を支持するサポート材を示すサポート材データを生成する1以上の情報処理装置と、前記情報処理装置に接続される3Dプリンタとを有する3Dプリンタシステムであって、前記造形物を複数の第1ポリゴンで示す3次元データを入力する入力部と、前記複数の第1ポリゴンのうち、表面が下向きとなる第2ポリゴンから、垂線を降ろした位置にある第3ポリゴンを検出する検出部と、前記第3ポリゴンが複数のポリゴンで構成される場合、前記第2ポリゴンと前記第3ポリゴンの間に生成される第1多面体を分割して第2多面体とする生成部と、前記第2多面体を示す前記サポート材データを出力する出力部とを備える3Dプリンタシステム。

請求項9

造形物を3次元に製造する際に、前記造形物を支持するサポート材を示すサポート材データを生成する情報処理装置が行う情報処理方法であって、前記情報処理装置が、前記造形物を複数の第1ポリゴンで示す3次元データを入力する入力手順と、前記情報処理装置が、前記複数の第1ポリゴンのうち、表面が下向きとなる第2ポリゴンから、垂線を降ろした位置にある第3ポリゴンを検出する検出手順と、前記情報処理装置が、前記第3ポリゴンが複数のポリゴンで構成される場合、前記第2ポリゴンと前記第3ポリゴンの間に生成される第1多面体を分割して第2多面体とする生成手順と、前記情報処理装置が、前記第2多面体を示す前記サポート材データを出力する出力手順とを含む情報処理方法。

請求項10

造形物を3次元に製造する際に、前記造形物を支持するサポート材を示すサポート材データを生成するコンピュータに情報処理方法を実行させるためのプログラムであって、前記コンピュータが、前記造形物を複数の第1ポリゴンで示す3次元データを入力する入力手順と、前記コンピュータが、前記複数の第1ポリゴンのうち、表面が下向きとなる第2ポリゴンから、垂線を降ろした位置にある第3ポリゴンを検出する検出手順と、前記コンピュータが、前記第3ポリゴンが複数のポリゴンで構成される場合、前記第2ポリゴンと前記第3ポリゴンの間に生成される第1多面体を分割して第2多面体とする生成手順と、前記コンピュータが、前記第2多面体を示す前記サポート材データを出力する出力手順とを実行させるためのプログラム。

技術分野

0001

本発明は、情報処理装置3Dプリンタステム情報処理方法及びプログラムに関する。

背景技術

0002

従来、3次元CAD(Computer Aided Design)等のデータに基づいて生成されるスライスデータ等から、3次元に造形を行う方法が知られている。

0003

そして、造形を行う際には、造形物を支持する支持部材、いわゆるサポート材が必要となる場合がある。そこで、例えば、まず、造形物の上面と、下面との間にオフセット層を設ける。そして、オフセット層の厚さから、同じ又は少し厚めの設定としたサポート材を設計する方法が知られている(例えば、特許文献1等)。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、従来の方法では、非多様体又は干渉等があると、サポート材を示すデータ(以下「サポート材データ」という。)が生成できない場合がある。

0005

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、非多様体又は干渉等があっても、サポート材データが生成できる情報処理装置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

0006

一態様における、造形物を3次元に製造する際に、前記造形物を支持するサポート材を示すサポート材データを生成する情報処理装置は、
前記造形物を複数の第1ポリゴンで示す3次元データを入力する入力部と、
前記複数の第1ポリゴンのうち、表面が下向きとなる第2ポリゴンから、垂線を降ろした位置にある第3ポリゴンを検出する検出部と、
前記第3ポリゴンが複数のポリゴンで構成される場合、前記第2ポリゴンと前記第3ポリゴンの間に生成される第1多面体を分割して第2多面体とする生成部と、
前記第2多面体を示す前記サポート材データを出力する出力部と
を備えることを特徴とする。

発明の効果

0007

本発明の各実施形態によれば、非多様体又は干渉等があっても、サポート材データが生成できる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の一実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
本発明の一実施形態に係る情報処理装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
本発明の一実施形態に係る3次元データの例を示す図である。
本発明の一実施形態に係る造形物とサポート材との関係の一例を示す断面図である。
本発明の一実施形態に係る情報処理装置による検出例を示す断面図である。
本発明の一実施形態に係る情報処理装置によって第3ポリゴンが複数検出される例を示す断面図である。
本発明の一実施形態に係る情報処理装置によって生成される多面体の例を示す図である。
本発明の一実施形態に係る情報処理装置による多面体の分割例を示す図である。
本発明の一実施形態に係る全体処理の一例を示すフローチャートである。
本発明の一実施形態に係る3Dプリンタシステムの一例を示す概略図である。
本発明の一実施形態に係る3Dプリンタの一例を示す概略図である。
本発明の一実施形態に係る3Dプリンタシステムにおける情報処理装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
本発明の一実施形態に係るスライスデータに基づく製造の一例を示す概略図である。

実施例

0009

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付し、重複した説明を省く。

0010

<情報処理装置例>
はじめに、本実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例について説明する。

0011

図1は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図示するように、情報処理装置は、例えば、PC(Personal Computer)等である。以下、情報処理装置がPCの例で説明する。

0012

具体的には、PC10は、CPU(Central Processing Unit)10H1と、入力装置10H2と、メモリ10H3と、表示装置10H4と、外部記憶装置10H5とを有する。このように、PCは、CADに係るユーザによる操作の入力及びCADで設計されたモデルを表示する出力を行う。

0013

CPU10H1は、プログラムに基づいて処理を実行する演算装置及びハードウェアを制御する制御装置である。

0014

入力装置10H2は、例えば、マウスキーボード又はこれらの組み合わせである。また、入力装置10H2は、CADに係るユーザによる操作を入力する。

0015

メモリ10H3は、主記憶装置の例である。また、メモリ10H3は、CPU10H1が用いるプログラム及びデータ等を記憶する。

0016

表示装置10H4は、例えば、ディスプレイ等である。また、表示装置10H4は、CADに係る画面を表示する。

0017

外部記憶装置10H5は、例えば、ハードディスク等の補助記憶装置である。また、外部記憶装置10H5は、プログラム及びデータ等を記憶する。

0018

なお、ハードウェア構成は、図示する構成に限られない。例えば、PC10は、インタフェースを有し、ネットワーク及びケーブル等で外部装置と接続して、データ等を入出力してもよい。

0019

また、PC10は、図示するハードウェア以外のハードウェアを更に有してもよい。さらに、PC10は、例えば、入力装置10H2と、表示装置10H4とが一体となっているタッチパネル等の入出力装置を有するハードウェア構成でもよい。

0020

機能構成例
図2は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。具体的には、図示するように、PC10は、例えば、入力部10F1と、検出部10F2と、生成部10F3と、出力部10F4とを含む機能構成である。以下、各機能のそれぞれの具体例を説明する。

0021

<入力部の例>
入力部10F1は、造形物を示す3次元データD3Dを入力する。例えば、入力部10F1は、入力装置10H2(図1)等によって実現され、例えば、3次元データD3Dを設計する操作等が入力されると、3次元データが生成される。例えば、以下のような3次元データD3Dが入力される。

0022

図3は、本発明の一実施形態に係る3次元データの例を示す図である。以下、図示するような造形物PRDを3Dプリンタで製造する場合を例に説明する。

0023

図示するように、3次元データは、ポリゴンを用いて造形物のモデルを示すデータである。また、造形物PRDは、積層方向LDに、3Dプリンタが作る層を積み上げて製造される。なお、以下の説明では、積層方向LDをZ軸方向とする。すなわち、造形物PRDを製造する製造方法は、例えば、FDM登録商標)(Fused Deposition Modeling、熱溶解積層法)又はマテリアルジェット(Material Jetting)等の方式である。このように、造形物PRDは、積層方向LDに、3Dプリンタが下から層を積み上げて製造する物体である。

0024

3次元データに基づいて生成され、かつ、造形物PRDの各層を示すデータ、いわゆるスライスデータが、3Dプリンタに、入力される。そして、3Dプリンタにスライスデータが入力されると、3Dプリンタは、造形物PRDを構成する各層を製造することができるため、積層によって造形物PRDを製造することができる。

0025

また、積層して造形物PRDを製造するには、いわゆるサポート材が必要となる場合がある。具体的には、造形物PRDが、例えば、図3に示すような形状であると、造形物PRDを構成する構成点2を製造するには、構成点2の下にサポート材が必要となる場合である。すなわち、例えば、構成点2等を製造するには、構成点2の下となる空間3には、サポート材が製造され、構成点2を支える材料が配置される。なお、サポート材は、製造後、取り外される材料である。つまり、造形物PRDとサポート材の関係、すなわち、構成点2及び空間3を含む部分PTを図示すると以下のようになる。

0026

図4は、本発明の一実施形態に係る造形物とサポート材との関係の一例を示す断面図である。図示するように、構成点2等を製造する部分PTでは、サポート材4は、例えば、空間3(図3)のような構成点2等を支える位置に製造される。このように、サポート材4があると、3Dプリンタは、図3に示すような造形物PRDを製造することができる。

0027

また、3次元データは、いわゆるポリゴンの集まりによって造形物PRDを示す。以下、3次元データにあらかじめ入力され、造形物PRDを構成するポリゴンを「第1ポリゴン」という。また、ポリゴンには、表面と、裏面とがある。例えば、図3に示す例では、第1視点POV1のような位置及び視線方向とすると、第1ポリゴンの表面が見える。すなわち、ポリゴンの表面は、第1視点POV1のような視点で見える造形物PRDの表面を示す面である。一方で、図3に示す例では、第2視点POV2のような位置及び視線方向とすると、第1ポリゴンの裏面が見える。すなわち、ポリゴンの裏面は、第2視点POV2のような視点で見える造形物PRDの裏面を示す面である。

0028

<検出部の例>
図2戻り、検出部10F2は、複数の第1ポリゴンPL1のうち、表面が下向きとなるポリゴン(以下「第2ポリゴンPL2」という。)から、垂線を降ろした位置にあるポリゴン(以下「第3ポリゴンPL3」という。)を検出する。例えば、検出部10F2は、CPU10H1(図1)等によって実現される。具体的には、検出部10F2は、以下のように検出を行う。

0029

図5は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置による検出例を示す断面図である。まず、検出部10F2(図2)によって、PCは、図5(A)に示すような第2ポリゴンPL2等を検出する。

0030

なお、表面が下向きであるか否かの判定の基準となる角度は、設定できるのが望ましい。例えば、図5(B)に示すように、角度ANGは、あらかじめPCにユーザが設定できるのが望ましい。具体的には、まず、図5(B)に示すように、角度ANGが、あらかじめ設定される。図示するように、例えば、角度ANGは、垂線VLを基準に設定される。次に、第1ポリゴンのうち、角度ANGより下向き角度となる表面のポリゴンは、PCによって、第2ポリゴンPL2と判定される。

0031

第2ポリゴンPL2と判定されると、判定されたポリゴンの下にサポート材が配置されるように、製造が行われる。したがって、第2ポリゴンPL2と判定されるポリゴンは、製造の際にサポート材が必要となるポリゴンである。

0032

サポート材が必要となるか否かは、例えば、造形物を製造する材料、造形物の全体的な形状、造形物を製造する走査方向又はこれらの組み合わせ等によって定まる。したがって、造形物を製造する材料ごとに、サポート材が必要となる基準が異なる場合がある。そこで、第2ポリゴンPL2と判定される基準は、製造条件等に応じて、ユーザがPCに設定できるのが望ましい。このようにすると、製造条件等に合わせて、サポート材を製造することができる。

0033

次に、PCは、図5(C)に示すように、第2ポリゴンPL2から垂線VLを降ろした位置にある第3ポリゴンPL3を検出する。具体的には、図示するように、第2ポリゴンPL2から、垂線VLを降ろしていくと、造形物PRDの形状によって、表面が上向きであるポリゴンが検出される場合がある。このような場合に、第3ポリゴンPL3が検出される。

0034

なお、造形物PRDの形状によっては、第3ポリゴンPL3は、複数検出される場合がある。例えば、以下のような場合には、第3ポリゴンPL3は、複数検出される。

0035

図6は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置によって第3ポリゴンが複数検出される例を示す断面図である。まず、図示するように、第2ポリゴンPL2がPCによって検出されたとする。そして、例えば、造形物PRDが図示するような形状であると、第3ポリゴンPL3は、3つ検出される。図示する例では、第31ポリゴンPL31、第32ポリゴンPL32及び第33ポリゴンPL33が、検出された場合である。

0036

このように、複数の第3ポリゴンが検出される場合には、PCは、検出された第3ポリゴンのうち、最も上に位置するポリゴンを選ぶ。具体的には、図示する例では、第31ポリゴンPL31、第32ポリゴンPL32及び第33ポリゴンPL33のうち、第31ポリゴンPL31が最も上に位置するポリゴンである。したがって、この例では、PCは、第31ポリゴンPL31を選ぶ。

0037

<生成部の例>
以下、分割前の多面体を「第1多面体」とし、分割後の多面体を「第2多面体」という。

0038

図2に戻り、生成部10F3は、まず、第2ポリゴンPL2と、第3ポリゴンPL3との間に、第1多面体を生成する。第1多面体は、サポート材が配置される空間を特定できる立体である。すなわち、第1多面体の位置にサポート材が配置されると、製造の際に、造形物を支持することができる。例えば、生成部10F3は、CPU10H1(図1)等によって実現される。

0039

なお、多面体の底面は、三角形であるのが望ましい。すなわち、多面体は、三角柱であるのが望ましい。CG(Computer Graphics)の処理において、ポリゴンの形状は、三角形であるのが望ましい。具体的には、ポリゴンの形状を三角形とすると、PCは、CGの処理においてエラーとなる場合が少なくできる。以下、多面体が三角柱となるように、多面体を生成する例で説明するが、多面体は、四角柱等でもよい。

0040

まず、第2ポリゴンPL2と、第3ポリゴンPL3との間に、第1多面体が生成されると、例えば、以下のようになる。

0041

図7は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置によって生成される多面体の例を示す図である。図示するように、第1多面体PH1は、検出された第2ポリゴンPL2から垂直に降ろすように生成される。そして、図示するように、第1多面体PH1の底面が第3ポリゴンPL3となる。

0042

そして、第3ポリゴンPL3は、造形物PRDの形状によっては、複数のポリゴンで構成される場合がある。具体的には、第1多面体PH1の底面が、傾斜等があり、平坦でない場合がある。このような場合には、第3ポリゴンPL3は、複数のポリゴンで構成される。具体的には、以下のような場合である。

0043

図8は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置による多面体の分割例を示す図である。図は、主に、図7に示す第1多面体PH1の底面となる部分を拡大した図である。図示する例では、第3ポリゴンPL3は、第1三角形TR1、第2三角形TR2及び第3三角形TR3の3つのポリゴンで構成される例である。

0044

まず、第1多面体PH1は、底面が第1三角形TR1と、第2三角形TR2と、第3三角形TR3とになるように、分割される。具体的には、図示する例では、PCは、第1多面体PH1の底面が第2三角形TR2となる部分は、底面が第1底面BP1となるように第1多面体PH1を分割する。そして、PCは、底面が第3三角形TR3となる部分は、底面が第2底面BP2となるように第1多面体PH1を分割する。さらに、PCは、底面が第1三角形TR1となる部分は、各底面が三角形となるように、第3底面BP3、第4底面BP4及び第5底面BP5となるように第1多面体PH1を分割される。このように、図示する例では、第1多面体PH1は、5つの三角柱の第2多面体に分割される。

0045

以上のように、第1多面体PH1は、図示するように、造形物PRDの形状によっては、底面が複数のポリゴンに跨るようになる場合がある。すなわち、第1多面体PH1の底面となる第3ポリゴンPL3は、1つのポリゴンに収まらず、図示するように、複数のポリゴンに干渉する場合がある。このような場合には、PCは、第1多面体PH1を分割する。そして、分割された底面ごとに、第2多面体は、生成される。このようにすると、非多様体又は干渉等があっても、PCは、サポート材データを生成することができる。

0046

<出力部の例>
図2に戻り、出力部10F4は、生成部10F3が分割によって生成したそれぞれの第2多面体PH2等を示すサポート材データDSを出力する。例えば、出力部10F4は、CPU10H1(図1)等によって実現される。このようにして、出力されるサポート材データDSは、第2多面体PH2によって、サポート材を製造する位置及び量等を示す。このようにすると、サポート材データDSから、サポート材の位置及び量等を把握することができる。

0047

また、PCは、造形物の断面を示すように、サポート材データDSをスライスすると、サポート材を製造するのに用いられるスライスデータを生成できる。

0048

スライスデータは、例えば、スライス面の各点を2値で示すBMP(Bitmap)形式等の2次元データである。すなわち、スライスデータは、例えば、第1色を「0」で示すとすると、第2色を「1」で示すスライスデータ等である。なお、スライスデータは、BMP等に限られず、出力先となるプリンタ仕様等に合わせた形式のデータであればよい。また、第1色と第2色は、区別できればよく、色の種類は、限定されない。以下、図示するようなスライス面を投影する例で説明する。

0049

すなわち、スライスデータでは、サポート材データDSにおいて、多面体となる位置には、サポート材が製造されるように投影される。このように、多面体があるか否かに基づいて投影される色が決まり、スライスデータが生成されると、サポート材を生成するためのスライスデータが生成できる。

0050

<全体処理の流れの一例>
図9は、本発明の一実施形態に係る全体処理の一例を示すフローチャートである。

0051

<3次元データの入力例>(ステップS01)
ステップS01では、PCは、3次元データを入力する。3次元データは、造形物を示すデータであり、例えば、図3に示すようなデータである。このように、3次元データが入力されると、PCは、3Dプリンタに製造させる造形物を構成するポリゴンの位置等が把握できる。

0052

<3次元データが示す第1ポリゴンから第2ポリゴンを検出する例>(ステップS02)
ステップS02では、PCは、3次元データが示す第1ポリゴンから第2ポリゴンを検出する。つまり、PCは、3次元データが示すポリゴン、すなわち、第1ポリゴンのうち、図3に示す構成点2等を構成するようなポリゴン、つまり、表面が下向きとなるポリゴンを抽出する。このようにすると、サポート材が必要となるポリゴンが特定できる。

0053

<第3ポリゴンの検出例>(ステップS03)
ステップS03では、PCは、第3ポリゴンを検出する。具体的には、まず、図7に示すように、PCは、検出された第2ポリゴンから垂線を降ろす。そして、表面が上向きであるポリゴンに、垂線が当たる場合には、PCは、垂線に当たるポリゴンを第3ポリゴンと検出する。

0054

<第3ポリゴンが複数で構成されるか否かの判断例>(ステップS04)
ステップS04では、PCは、第3ポリゴンが複数で構成されるか否かを判断する。具体的には、例えば、図8に示すように、第3ポリゴンPL3が、第1三角形TR1、第2三角形TR2及び第3三角形TR3等というように、複数に該当する場合がある。このような場合には、PCは、第3ポリゴンが複数で構成されると判断する。

0055

次に、第3ポリゴンが複数で構成されるとPCが判断すると(ステップS04でYES)、PCは、ステップS05に進む。一方で、第3ポリゴンが複数で構成されないとPCが判断すると(ステップS04でNO)、PCは、ステップS02又はステップS06に進む。

0056

<第1多面体を分割して第2多面体を生成する例>(ステップS05)
ステップS05では、PCは、第1多面体を分割して第2多面体を生成する。具体的には、例えば、図8に示すように、底面が1つのポリゴンとなるように分割し、分割されたそれぞれの底面に基づいて、第2多面体をそれぞれ生成する。

0057

<サポート材データの出力例>(ステップS06)
ステップS06では、PCは、サポート材データを出力する。具体的には、ステップS05等が行われると、底面が1つのポリゴンとなる多面体が生成できる。一方で、ステップS04でNOと判断される第3ポリゴンの箇所にも、底面が1つのポリゴンとなる多面体が生成できる。このように、多面体が生成される箇所をサポート材が生成される箇所とし、PCは、サポート材データを出力する。

0058

上記のように、全体処理を行うと、PCは、例えば、図7のようなスライスデータを生成することができる。このようにすると、スライス面において、サポート材を製造する位置が第1色で投影されているため、スライスデータから、サポート材を製造する位置を特定することができる。

0059

なお、造形物が接地する床面は、1つ又は2つ程度の上向きのポリゴンであるのが望ましい。このようにすると、垂線が床面に降ろされる場合であっても、PCは、他の箇所と同様に処理することができる。

0060

<3Dプリンタシステム例>
実施形態は、例えば、以下のような3Dプリンタシステムでもよい。

0061

図10は、本発明の一実施形態に係る3Dプリンタシステムの一例を示す概略図である。図示するように、3Dプリンタシステム1は、PC10と、3Dプリンタ20とを有する。

0062

3Dプリンタ20は、液滴を吐出するヘッドを有する。また、3Dプリンタ20は、PC10から送信されるデータを受信して、そのデータに基づいて、ヘッドによって成形材を吐出して形成する層を積層することにより、造形物を立体的に製造する。一方、PC10は、図1に示す情報処理装置等である。

0063

図11は、本発明の一実施形態に係る3Dプリンタの一例を示す概略図である。図示するように、3Dプリンタ20は、例えば、一般的な液滴吐出式の3Dプリンタと同様の構成を有する。具体的には、3Dプリンタ20は、立体物成形するために、成形材を積層していく基盤201と、成形材を吐出するヘッド202と、ヘッド202を支持し、基盤201上の空間においてヘッド202を移動させるアーム203とを含む。

0064

3Dプリンタ20は、図10に示すPC10から送信されるスライスデータに応じて、ヘッド202から成形材を吐出して一層分の成形を行う。このように、3Dプリンタ20は、層を積層して、立体造形を行う。

0065

3Dプリンタ20は、図10に示すPC10と同様の情報処理機能を含む。そして、3Dプリンタ20は、3Dプリンタ20が有する情報処理機能によって、PC10からの制御を受け付ける。さらに、3Dプリンタ20は、情報処理機能によって実現される制御部によってアーム203の移動及びヘッド202からの成形材の吐出等を制御する。

0066

図12は、本発明の一実施形態に係る3Dプリンタシステムにおける情報処理装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。図示するように、PC10は、図1に示す入力装置10H2及び表示装置10H4等で実現するLCD60及び操作部70に加えて、コントローラ100及びネットワークI/F101を含む。また、ネットワークI/F101は、PC10がネットワークを介して他の機器通信するためのインタフェースの例であり、Ethernet(登録商標)又はUSB(Universal Serial Bus)インタフェース等が用いられる。

0067

コントローラ100は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ等によって構成され、PC10全体を制御する制御部として機能する。図示するように、コントローラ100は、処理部110及びPC10が3Dプリンタ20を制御するための機能を提供する3Dプリンタドライバ120を含む。

0068

処理部110は、入力される3Dデータのスライスデータを生成する図8に示す処理等を行う。まず、図8に示すステップS01では、例えば、ネットワーク等を介してPC10に3次元データの例である3Dデータが入力される。このように、3Dデータが入力されると、処理部110は、3Dデータを取得できる。なお、操作部70に対してユーザが操作を行うと、操作によって指定されたファイルパスのデータを処理部110が取得してもよい。

0069

処理部110は、入力される3Dデータから図8に示す処理等によってスライスデータを生成する。次に、処理部110は、入力される3Dデータによって造形される立体物の周囲の空間を解析する。この解析の結果、立体物の造形において、鉛直下方が基盤に接しておらず空間になっているため、支持が必要な部分を支持するための支持部材が必要となる場合がある。そのため、処理部110は、支持部材を示すデータを生成して、元々の3Dデータに追加する。このような処理部110を実現するためのソフトウェア・プログラムが用いられる。

0070

3Dプリンタドライバ120は、PC10から3Dプリンタ20を動作させるためのソフトウェア・モジュールであり、一般的な3Dプリンタのドライバソフトウェアと同様の機能を有する。例えば、3Dプリンタドライバ120は、一般的な紙のプリンタにおけるプリンタドライバの機能に準じており、入力される3Dデータに基づいて3Dプリンタ20を動作させるためのスライスデータ等を生成して、制御用のデータと一緒に3Dプリンタ20に送信する。

0071

<まとめ>
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る情報処理装置及び3Dプリンタシステムでは、

・検出部は、第1ポリゴンから、第2ポリゴンを検出する。そして、検出部は、検出された第2ポリゴンから垂線を降ろして、第3ポリゴンを検出する。
・生成部は、第3ポリゴンが複数のポリゴンである場合には、底面が1つのポリゴンとなるように分割して第2多面体を生成する。

このように、本発明に係る実施形態では、PCは、出力部によってサポート材データを出力することができる。そして、サポート材データに基づいて、サポート材を生成する位置及び量等が把握できる。また、サポート材データからスライスデータを生成することができる。スライスデータを使うと、以下のように、3Dプリンタによって、造形物を製造することができる。

0072

図13は、本発明の一実施形態に係るスライスデータに基づく製造の一例を示す概略図である。例えば、図13(A)に示すような造形物PRDを製造する場合を例に説明する。このような造形物PRDを製造するには、例えば、図13(B)に示すような位置にサポート材4を製造する必要がある。そこで、PCが図8に示す全体処理を行うと、PCは、各スライス面においてサポート材を製造するためのスライスデータを生成することができる。

0073

例えば、図示するように、第1スライス面SLP1、第2スライス面SLP2、第3スライス面SLP3及び第4スライス面SLP4を例にすると、第1スライス面SLP1のスライスデータは、図13(C)のようなデータとなる。同様に、第2スライス面SLP2のスライスデータは、図13(D)のようなデータとなる。さらに、第3スライス面SLP3のスライスデータは、図13(E)のようなデータとなる。また、第4スライス面SLP4のスライスデータは、図13(F)のようなデータとなる。このように生成された各スライスデータに基づいて、3Dプリンタがサポート材4を製造すると、図13(B)に示すように、製造において構成点を支えるサポート材4を製造することができる。

0074

そして、造形物PRDを製造するためのスライスデータが生成されると、造形物用と、サポート材用のそれぞれのスライスデータを用いて、PCは、造形物を製造することができる。

0075

スライス面において、サポート材を製造する点か否かを判断するには、例えば、幾何計算等による方法が考えられる。しかし、3次元データは、隙間又はポリゴンがない点があり、3次元データが閉空間でない場合がある。すなわち、非多様体又は干渉等が3次元データに存在する場合がある。このような場合において、幾何計算等を用いる方法では、計算が停止してしまい、スライスデータを生成できない場合がある。

0076

一方で、本実施形態のように、幾何計算等とは別の方法によってスライスデータを生成すると、非多様体又は干渉等があっても、スライスデータの生成において、計算が中断されず、PCは、スライスデータを生成することができる。

0077

また、造形物の形状が複雑になるほど、ポリゴンは、多くなる場合が多い。本実施形態のような方法であると、形状が複雑となってポリゴンが多くなっても、PCは、高速に処理を行うことができる。

0078

なお、本発明に係る各処理の全部又は一部は、アセンブラ等の低水準言語、C、C++、C#、Java(登録商標)又はオブジェクト指向言語等の高水準言語等で記述されるコンピュータに情報処理方法を実行させるためのプログラムによって実現されてもよい。すなわち、プログラムは、情報処理装置又は1以上の情報処理装置を含む情報処理システム等のコンピュータに各処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。

0079

また、プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶して頒布することができる。なお、記録媒体は、EPROM(Erasable Programmable ROM)、フラッシュメモリフレキシブルディスクブルーレイディスク等の光ディスク、SD(登録商標)カード又はMO等である。さらに、プログラムは、電気通信回線を通じて頒布することができる。

0080

さらに、情報処理システムは、ネットワーク等によって相互に接続される2以上の情報処理装置を有し、各種処理の全部又は一部を複数の情報処理装置が分散、並列、又は冗長してそれぞれ処理を行ってもよい。

0081

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

0082

13Dプリンタシステム
10 PC
20 3Dプリンタ
LD 積層方向
PRD造形物
4 サポート材

先行技術

0083

特開2015−9495号公報

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