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公開番号2025132086
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024029423
出願日2024-02-29
発明の名称三次元造形物の製造方法および情報処理装置
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 64/393 20170101AFI20250903BHJP(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】三次元造形物の外観が損なわれることを抑制する製造方法を提供すること。
【解決手段】製造方法は、第1始点から第1終点までノズルが移動することでステージに第1層の第1輪郭部分を形成する第1工程と、第2始点から第2終点までノズルが移動することで第2輪郭部分を形成する第2工程とを備え、第1工程において、第1終点が第1始点に対して第1ずれ量だけ離れるように制御する第1制御と、第2工程において第2始点を第1最短点を除く点に制御する第2制御と、内部始点から内部終点までノズルが移動することで第1層の内部を形成する第3工程において内部始点を第2最短点を除く点に制御する第3制御と、の少なくともいずれかを行う。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
層を積層することで三次元造形物を造形する三次元造形物の製造方法であって、
材料を可塑化した可塑化材料をノズルのノズル開口から吐出しながら、一回りする経路である第１輪郭経路に沿って、前記第１輪郭経路上の第１始点から第１終点まで前記ノズルをステージに対して相対的に移動することで、前記ステージに第１層の第１輪郭部分を形成する第１工程と、
前記可塑化材料を前記ノズル開口から吐出しながら、一回りする経路である第２輪郭経路に沿って、前記第２輪郭経路上の第２始点から少なくとも１つの第２経由点を経由して第２終点まで、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動することで、前記第１層の上に第２層の第２輪郭部分を積層する第２工程と、を備え、
（ａ）前記第１工程において、前記第１終点が前記第１始点に対して第１ずれ量だけ離れるように前記ノズルと前記ステージとの少なくともいずれかを制御する第１制御と、
（ｂ）前記第２工程において、前記第２輪郭経路上の仮の前記第２始点と仮の前記第２終点と仮の前記少なくとも１つの第２経由点とからなる第１点群のうち前記第１始点との距離が最も短い第１最短点、を除く前記第２輪郭経路上の点が前記第２始点となるように前記ノズルと前記ステージとの少なくともいずれかを制御する第２制御と、
（ｃ）前記第１工程と前記第２工程との間に行われ、前記可塑化材料を前記ノズル開口から吐出しながら、前記第１輪郭経路の内側で一回りする経路である内部経路に沿って、前記内部経路上の内部始点から少なくとも１つの内部経由点を経由して内部終点まで、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動することで、前記第１輪郭部分の内側に前記第１層の内部部分を形成する第３工程を備える場合、仮の前記内部始点と仮の前記内部終点と仮の前記少なくとも１つの内部経由点とからなる第２点群のうち前記第１始点との距離が最も短い第２最短点、を除く前記内部経路上の点が前記内部始点となるように前記ノズルと前記ステージとの少なくともいずれかを制御する第３制御と、の少なくともいずれかを行う、三次元造形物の製造方法。
続きを表示（約 3,200 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１ずれ量を受け付ける受付工程と、
仮の前記第１始点としての第１経路始点と仮の前記第１終点としての第１経路終点とを結ぶ線で前記第１輪郭経路を定義する第１輪郭経路情報であって、前記第１経路終点が前記第１経路始点と一致する前記第１輪郭経路情報を含む造形データを取得する取得工程と、
前記第１経路始点を前記第１始点に設定するとともに、受け付けた前記第１ずれ量だけ前記第１経路終点から離れた前記第１輪郭経路上の点を前記第１終点に設定して前記造形データを更新する第１更新工程、又は、前記第１経路終点を前記第１終点に設定するとともに、受け付けた前記第１ずれ量だけ前記第１経路始点から離れた前記第１輪郭経路上の点を前記第１始点に設定して前記造形データを更新する第２更新工程を備え、
前記第１工程は、更新された前記造形データに従って行われる、三次元造形物の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記仮の前記第２始点としての第２経路始点と前記仮の前記第２終点としての第２経路終点とを結ぶ線で前記第２輪郭経路を定義する第２輪郭経路情報を含む造形データを取得する取得工程と、
前記第１最短点から第２ずれ量だけ離れた前記第２輪郭経路上の点を前記第２始点に設定して前記造形データを更新する更新工程と、を備え、
前記第２工程は、更新された前記造形データに従って行われる、三次元造形物の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記仮の前記内部始点としての内部経路始点と前記仮の前記内部終点としての内部経路終点とを結ぶ線で前記内部経路を定義する内部経路情報を含む造形データを取得する取得工程と、
前記第２最短点から第３ずれ量だけ離れた前記内部経路上の点を前記内部始点に設定して前記造形データを更新する更新工程と、を備え、
前記第３工程は、更新された前記造形データに従って行われる、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、
仮の前記第１始点としての第１経路始点と仮の前記第１終点としての第１経路終点とを結ぶ線で前記第１輪郭経路を定義する第１輪郭経路情報であって、前記第１経路終点が前記第１経路始点と一致する前記第１輪郭経路情報、を含む造形データを取得する取得工程を備え、
前記第１輪郭経路情報は複数の第１経由点を含み、
前記第１経路始点と前記複数の第１経由点とからなる複数の点の１つを対象点として、前記複数の点のうち、前記第１輪郭経路において前記対象点の隣の点である第１点と第２点とについて、前記対象点と前記第１点とを結ぶ第１線分と、前記対象点と前記第２点とを結ぶ第２線分とのなす角であって、前記第１輪郭部分の外側のなす角についての基準角度を受け付ける受付工程と、
前記複数の点のそれぞれについて前記なす角を求め、前記複数の点のうち、求めた前記なす角が前記基準角度より小さい点を前記第１始点に設定して前記造形データを更新する更新工程と、をさらに備え、
前記第１工程は、更新された前記造形データに従って行われる、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、
前記仮の前記第２始点としての第２経路始点と前記仮の前記第２終点としての第２経路終点とを結ぶ線で前記第２輪郭経路を定義する第２輪郭経路情報であって、前記第２経路終点は前記第２経路始点と一致する前記第２輪郭経路情報を含む造形データを取得する取得工程を備え、
前記第２経路始点と前記少なくとも１つの第２経由点とからなる複数の点の１つを対象点として、前記複数の点のうち、前記第２輪郭経路において前記対象点の隣の点である第１点と第２点とについて、前記対象点と前記第１点とを結ぶ第１線分と、前記対象点と前記第２点とを結ぶ第２線分とのなす角であって、前記第２輪郭部分の外側のなす角についての基準角度を受け付ける受付工程と、
前記複数の点のそれぞれについて前記なす角を求め、前記複数の点のうち、求めた前記なす角が前記基準角度より小さく、かつ、前記内部終点との距離が最も短い点を前記第２始点に設定して前記造形データを更新する更新工程と、をさらに備え、
前記第２工程は、更新された前記造形データに従って行われる、三次元造形物の製造方法。
【請求項７】
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２ずれ量は、前記第１点群のうち前記第１最短点とは異なる点と、前記第１最短点とのずれ量と一致する、三次元造形物の製造方法。
【請求項８】
請求項４に記載の三次元造形物の製造方法であって、
前記第３ずれ量は、前記第２点群のうち前記第２最短点とは異なる点と、前記第２最短点とのずれ量と一致する、三次元造形物の製造方法。
【請求項９】
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１ずれ量は、前記ノズル開口から吐出される前記可塑化材料の線幅を基準とする量である、三次元造形物の製造方法。
【請求項１０】
層を積層することで三次元造形物を造形する三次元造形物の製造工程に用いられる造形データを作成する情報処理装置であって、
前記製造工程は、前記造形データに従って、
材料を可塑化した可塑化材料をノズルのノズル開口から吐出しながら一回りする経路である第１輪郭経路に沿って、前記第１輪郭経路上の第１始点から第１終点まで前記ノズルをステージに対して相対的に移動することで、前記ステージに第１層の第１輪郭部分を形成する第１工程と、
前記可塑化材料を前記ノズル開口から吐出しながら、一回りする経路である第２輪郭経路に沿って、前記第２輪郭経路上の第２始点から少なくとも１つの第２経由点を経由して第２終点まで、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動することで、前記第１層の上に第２層の第２輪郭部分を積層する第２工程と、を備え、
前記情報処理装置は、
前記造形データを生成するデータ生成部と、
前記造形データを出力するデータ出力部と、を備え、
前記データ生成部は、
（ａ）前記第１工程において、前記第１終点が前記第１始点に対して第１ずれ量だけ離れるように前記造形データを作成する第１作成工程と、
（ｂ）前記第２工程において、前記第２輪郭経路上の仮の前記第２始点と仮の前記第２終点と仮の前記少なくとも１つの第２経由点とからなる第１点群のうち前記第１始点との距離が最も短い第１最短点、を除く前記第２輪郭経路上の点が前記第２始点となるように前記造形データを作成する第２作成工程と、
（ｃ）前記第１工程と前記第２工程との間に行われ、前記可塑化材料を前記ノズル開口から吐出しながら、前記第１輪郭経路の内側で一回りする経路である内部経路に沿って、前記内部経路上の内部始点から少なくとも１つの内部経由点を経由して内部終点まで、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動することで、前記第１輪郭部分の内側に前記第１層の内部部分を形成する第３工程を前記製造工程が備える場合、仮の前記内部始点と仮の前記内部終点と仮の前記少なくとも１つの内部経由点とからなる第２点群のうち前記第１始点との距離が最も短い第２最短点、を除く前記内部経路上の点が前記内部始点となるように前記造形データを作成する第３作成工程と、の少なくともいずれかを行う、情報処理装置。

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および情報処理装置に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ヘッドを用いて材料を一層ずつ形成して三次元造形物を製造する場合に、輪郭ツールパスの始点と終点との少なくともいずれかを内部領域に位置させる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０１１／００７０３９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パスの始点と終点との位置に起因して三次元造形物の外観に影響を及ぼす場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の第１形態によれば、層を積層することで三次元造形物を造形する三次元造形装置が提供される。この製造方法は、材料を可塑化した可塑化材料をノズルのノズル開口から吐出しながら、一回りする経路である第１輪郭経路に沿って、前記第１輪郭経路上の第１始点から第１終点まで前記ノズルをステージに対して相対的に移動することで、前記ステージに第１層の第１輪郭部分を形成する第１工程と、前記可塑化材料を前記ノズル開口から吐出しながら、一回りする経路である第２輪郭経路に沿って、前記第２輪郭経路上の第２始点から少なくとも１つの第２経由点を経由して第２終点まで、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動することで、前記第１層の上に第２層の第２輪郭部分を積層する第２工程と、を備え、（ａ）前記第１工程において、前記第１終点が前記第１始点に対して第１ずれ量だけ離れるように前記ノズルと前記ステージとの少なくともいずれかを制御する第１制御と、（ｂ）前記第２工程において、前記第２輪郭経路上の仮の前記第２始点と仮の前記第２終点と仮の前記少なくとも１つの第２経由点とからなる第１点群のうち前記第１始点との距離が最も短い第１最短点、を除く前記第２輪郭経路上の点が前記第２始点となるように前記ノズルと前記ステージとの少なくともいずれかを制御する第２制御と、（ｃ）前記第１工程と前記第２工程との間に行われ、前記可塑化材料を前記ノズル開口から吐出しながら、前記第１輪郭経路の内側で一回りする経路である内部経路に沿って、前記内部経路上の内部始点から少なくとも１つの内部経由点を経由して内部終点まで、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動することで、前記第１輪郭部分の内側に前記第１層の内部部分を形成する第３工程を備える場合、仮の前記内部始点と仮の前記内部終点と仮の前記少なくとも１つの内部経由点とからなる第２点群のうち前記第１始点との距離が最も短い第２最短点、を除く前記内部経路上の点が前記内部始点となるように前記ノズルと前記ステージとの少なくともいずれかを制御する第３制御と、の少なくともいずれかを行う。
【０００６】
本開示の第２形態によれば、層を積層することで三次元造形物を造形する三次元造形物の製造工程に用いられる造形データを作成する情報処理装置が提供される。前記製造工程は、前記造形データに従って、材料を可塑化した可塑化材料をノズルのノズル開口から吐出しながら一回りする経路である第１輪郭経路に沿って、前記第１輪郭経路上の第１始点から第１終点まで前記ノズルをステージに対して相対的に移動することで、前記ステージに第１層の第１輪郭部分を形成する第１工程と、前記可塑化材料を前記ノズル開口から吐出しながら、一回りする経路である第２輪郭経路に沿って、前記第２輪郭経路上の第２始点から少なくとも１つの第２経由点を経由して第２終点まで、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動することで、前記第１層の上に第２層の第２輪郭部分を積層する第２工程と、を備える。前記情報処理装置は、前記造形データを生成するデータ生成部と、前記造形データを出力するデータ出力部と、を備える。前記データ生成部は、（ａ）前記第１工程において、前記第１終点が前記第１始点に対して第１ずれ量だけ離れるように前記造形データを作成する第１作成工程と、（ｂ）前記第２工程において、前記第２輪郭経路上の仮の前記第２始点と仮の前記第２終点と仮の前記少なくとも１つの第２経由点とからなる第１点群のうち前記第１始点との距離が最も短い第１最短点、を除く前記第２輪郭経路上の点が前記第２始点となるように前記造形データを作成する第２作成工程と、（ｃ）前記第１工程と前記第２工程との間に行われ、前記可塑化材料を前記ノズル開口から吐出しながら、前記第１輪郭経路の内側で一回りする経路である内部経路に沿って、前記内部経路上の内部始点から少なくとも１つの内部経由点を経由して内部終点まで、前記ノズルを前記ステージに対して相対的に移動することで、前記第１輪郭部分の内側に前記第１層の内部部分を形成する第３工程を前記製造工程が備える場合、仮の前記内部始点と仮の前記内部終点と仮の前記少なくとも１つの内部経由点とからなる第２点群のうち前記第１始点との距離が最も短い第２最短点、を除く前記内部経路上の点が前記内部始点となるように前記造形データを作成する第３作成工程と、の少なくともいずれかを行う。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
三次元造形システム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。
造形データ生成処理のフローチャート。
造形データの経路情報を説明する図。
設定画面を示す図。
「終点ずらし機能」を説明する図。
「始点抽出機能」を説明するための造形物の斜視図。
図１０に示した造形物の第５層の輪郭経路を示す図。
層方向における「次始点ずらし機能」を説明する図。
面方向における「次始点ずらし機能」を説明する図。
造形データ更新処理の第１のフローチャート。
造形データ更新処理の第２のフローチャート。
造形処理のフローチャート。
第３制御を説明する図。
第２制御を説明する図。
「始点抽出機能」を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．実施形態：
Ａ１．三次元造形システムの構成：
図１は、第１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方向を示す矢印が示されている。Ｘ方向及びＹ方向は、水平面に平行な方向であり、Ｚ方向は、鉛直上向きに沿った方向である。Ｘ，Ｙ，Ｚ方向を示す矢印は、他の図においても、図示の方向が図１と対応するように適宜、図示してある。以下の説明において、方向の向きを特定する場合には、各図において矢印が指し示す方向を「＋」、その反対の方向を「－」として、方向表記に正負の符合を併用する。以下では、＋Ｚ方向のことを「上」、－Ｚ方向のことを「下」ともいう。
【０００９】
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とを備えている。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。
【００１０】
三次元造形装置１００は、可塑化材料を生成して吐出するヘッド部１１０と、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。
（【００１１】以降は省略されています）

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