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公開番号2025084368
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2023198220
出願日2023-11-22
発明の名称三次元造形物の製造方法
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類B29C 64/386 20170101AFI20250527BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】充填率が低い造形物であっても高精度で造形できる技術を提供する。
【解決手段】三次元造形物の製造方法は、造形物の充填率を指定する指定情報を取得する第1工程と、第1吐出量及び第1吐出経路の情報を含み、外郭領域における造形物の形成を指示する第1造形データを生成する第2工程と、第2吐出量及び第2吐出経路の情報を含み、内部領域における造形物の形成を指示する第2造形データを、指定情報に基づいて生成する第3工程と、第3吐出量及び第3吐出経路の情報を含み、内部領域におけるサポート構造の形成を指示する第3造形データを生成する第4工程と、三次元造形物を造形する第5工程と、造形物からサポート構造を分離する第6工程と、を備え、第4工程は、1つの層において、第2吐出経路間の隙間の少なくとも一部に第3吐出経路が位置するように、第3造形データを生成する工程を有する。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
吐出部からステージに向けて造形材料及びサポート材料を吐出して層を積層することで、造形物及び前記造形物を支持するサポート構造を有する三次元造形物を製造する、三次元造形物の製造方法であって、
前記造形物の充填率を指定する指定情報を取得する第１工程と、
前記吐出部による前記造形材料の単位時間当たりの吐出量である第１吐出量の情報、及び、前記造形材料が吐出される経路である第１吐出経路の情報を含み、前記造形物の外郭を構成する外郭領域における前記造形物の形成を指示する第１造形データを生成する第２工程と、
前記吐出部による前記造形材料の単位時間当たりの吐出量である第２吐出量の情報、及び、前記造形材料が吐出される経路である第２吐出経路の情報を含み、前記外郭領域の内側である内部領域における前記造形物の形成を指示する第２造形データを、前記指定情報に基づいて生成する第３工程と、
前記吐出部による前記サポート材料の単位時間当たりの吐出量である第３吐出量の情報、及び、前記サポート材料が吐出される経路である第３吐出経路の情報を含み、前記内部領域における前記サポート構造の形成を指示する第３造形データを生成する第４工程と、
前記第１造形データ、前記第２造形データ、及び前記第３造形データに従って、前記三次元造形物を造形する第５工程と、
前記造形物から前記サポート構造を分離する第６工程と、を備え、
前記第４工程は、１つの前記層において、前記第２吐出経路間の隙間の少なくとも一部に前記第３吐出経路が位置するように、前記第３造形データを生成する工程を有する、
三次元造形物の製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第４工程は、
前記第２造形データに基づいて、前記内部領域において前記造形材料が吐出されない領域である隙間領域を特定する工程と、
前記隙間領域に前記サポート材料が吐出されるように前記第３造形データを生成する工程と、を有する、
三次元造形物の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第４工程において、最も下方に位置する前記層を第１層として、第ｎ＋２層（ｎは自然数）における前記第２吐出経路と第ｎ＋１層における前記隙間領域が鉛直方向に重複する領域のうち、第ｎ層における前記第２吐出経路または前記第３吐出経路と前記鉛直方向に重複する領域に前記サポート材料が吐出されるように、前記第ｎ＋１層の前記第３造形データを生成する、
三次元造形物の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第４工程において、上方の前記層から順に前記第３造形データを生成する、
三次元造形物の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記内部領域を埋めるための前記吐出部の移動経路を示すインフィルパスパターンのうち、一部の経路を前記第２吐出経路として前記第２造形データを生成し、前記インフィルパスパターンのうちの前記第２吐出経路以外の経路を前記第３吐出経路として前記第３造形データを生成する、
三次元造形物の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第３工程において、前記内部領域における前記第２吐出経路と前記外郭領域における前記第１吐出経路の少なくとも一部が接するように、前記第２造形データを生成する、
三次元造形物の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第２工程において、前記内部領域に通じる孔部が前記三次元造形物に形成されるように前記第１造形データを生成する、または、前記第３工程において、前記内部領域に通じる孔部が前記三次元造形物に形成されるように前記第２造形データを生成する、
三次元造形物の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、三次元造形物の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、対象造形物の三次元モデルの重心を算出し、算出した重心の位置を用いて、対象造形物を支持するサポートが配置される三次元モデルの面を決定する、サポートの配置決定装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－７１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
充填率の低い造形物を造形する場合、造形物の内部に隙間が存在するため、内部の造形材料が硬化する前に重力によってその位置がずれ、造形物の造形精度が低下する場合があった。そのため、充填率が低い造形物であっても高精度で造形できる技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の第１の形態によれば、三次元造形物の製造方法が提供される。この三次元造形物の製造方法は、吐出部からステージに向けて造形材料及びサポート材料を吐出して層を積層することで、造形物及び前記造形物を支持するサポート構造を有する三次元造形物を製造する、三次元造形物の製造方法であって、前記造形物の充填率を指定する指定情報を取得する第１工程と、前記吐出部による前記造形材料の単位時間当たりの吐出量である第１吐出量の情報、及び、前記造形材料が吐出される経路である第１吐出経路の情報を含み、前記造形物の外郭を構成する外郭領域における前記造形物の形成を指示する第１造形データを生成する第２工程と、前記吐出部による前記造形材料の単位時間当たりの吐出量である第２吐出量の情報、及び、前記造形材料が吐出される経路である第２吐出経路の情報を含み、前記外郭領域の内側である内部領域における前記造形物の形成を指示する第２造形データを、前記指定情報に基づいて生成する第３工程と、前記吐出部による前記サポート材料の単位時間当たりの吐出量である第３吐出量の情報、及び、前記サポート材料が吐出される経路である第３吐出経路の情報を含み、前記内部領域における前記サポート構造の形成を指示する第３造形データを生成する第４工程と、前記第１造形データ、前記第２造形データ、及び前記第３造形データに従って、前記三次元造形物を造形する第５工程と、前記造形物から前記サポート構造を分離する第６工程と、を備え、前記第４工程は、１つの前記層において、前記第２吐出経路間の隙間の少なくとも一部に前記第３吐出経路が位置するように、前記第３造形データを生成する工程を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本実施形態における三次元造形システムの概略構成を示す説明図。
造形部の概略構成を示す説明図。
スクリューの概略構成を示す斜視図。
バレルの概略平面図。
三次元造形装置が三次元造形物を造形する様子を模式的に示す説明図。
情報処理装置の概略構成を示す説明図。
三次元造形物の製造方法の工程図。
１つの層における可塑化材料の吐出経路を説明する図。
第２実施形態での、１つの層における可塑化材料の吐出経路を説明する図。
第３実施形態での、１つの層における可塑化材料の吐出経路を説明する図。
第３実施形態での、１つの層における可塑化材料の吐出経路を説明する図。
第３実施形態における三次元造形物の製造方法で造形される三次元造形物の一部を示す図。
第４実施形態における三次元造形物の製造方法を示す工程図。
インフィルパスパターンの例を示す図。
第４実施形態での、１つの層における可塑化材料の吐出経路を説明する図。
インフィルパスパターンを説明する図。
インフィルパスパターンを説明する図。
第５実施形態での、１つの層における可塑化材料の吐出経路を説明する図。
第５実施形態での、１つの層における可塑化材料の吐出経路の別の例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本実施形態における三次元造形システム１０の概略構成を示す説明図である。図１には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向を表す矢印が示されている。Ｘ方向およびＹ方向は、水平面に平行な方向である。Ｚ方向は、鉛直方向に平行な方向である。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を指し示している。向きを特定する場合には、矢印の指し示す方向である正の方向を「＋」、矢印の指し示す方向とは反対の方向である負の方向を「－」として、方向表記に正負の符号を併用する。
【０００８】
三次元造形システム１０は、三次元造形装置１００と、情報処理装置４００と、を備える。本実施形態の三次元造形装置１００は、材料押出方式によって、造形物及び造形物を支持するサポート構造を有する三次元造形物を造形する装置である。三次元造形装置１００は、三次元造形装置１００の各部を制御するための制御部３００を備えている。制御部３００と情報処理装置４００とは、相互に通信可能に接続されている。
【０００９】
三次元造形装置１００は、可塑化材料を生成して吐出する造形部１１０と、三次元造形物の基台となる造形用のステージ２１０と、可塑化材料の吐出位置を制御する移動機構２３０と、を備える。
【００１０】
造形部１１０は、制御部３００の制御下において、固体状態の材料を可塑化させた可塑化材料をステージ２１０上に吐出する。造形部１１０は、可塑化材料に転化される前の原材料の供給源である材料供給部２０と、原材料を可塑化材料へと転化させる可塑化部３０と、可塑化材料を吐出する吐出部６０と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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