特許ウォッチ

公開番号2025164951
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2025144795,2025508475
出願日2025-09-01,2024-09-27
発明の名称プログラム、3次元造形物の製造方法及び3次元造形物
出願人株式会社Polyuse
代理人弁理士法人IPX
主分類B28B 1/30 20060101AFI20251023BHJP(セメント,粘土,または石材の加工)
要約【課題】建設用3Dプリンタにより造形される3次元造形物の形状の精度を従来よりも向上させることが可能なプログラム等を提供する。
【解決手段】本発明の一態様によれば、建設用3Dプリンタに用いられるプログラムであって、取得ステップと、分割ステップと、生成ステップとをコンピュータに実行させるように構成され、取得ステップでは、建設用3Dプリンタにより造形される3次元造形物の目標形状を表す3次元形状データを取得し、分割ステップでは、3次元形状データの一部又は全部を複数のスライスデータに分割し、スライスデータは、3次元造形物の造形方向に任意の厚みを有するデータであり、スライスデータは、3次元造形物の外面に対応する外部輪郭を有し、生成ステップでは、建設用3Dプリンタに使用されるノズルの移動経路であるツールパスを生成し、ツールパスを生成する過程には、スライスデータに基づき3次元造形物の目標形状を調整する調整処理が含まれる、プログラムが提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
建設用３Ｄプリンタに用いられるプログラムであって、
取得ステップと、分割ステップと、生成ステップとをコンピュータに実行させるように構成され、
前記取得ステップでは、前記建設用３Ｄプリンタにより造形される３次元造形物の目標形状を表す３次元形状データを取得し、
前記分割ステップでは、前記３次元形状データの一部又は全部を複数のスライスデータに分割し、
前記スライスデータは、前記３次元造形物の造形方向に任意の厚みを有するデータであり、
前記スライスデータは、前記３次元造形物の外面に対応する外部輪郭を有し、
前記生成ステップでは、前記建設用３Ｄプリンタに使用されるノズルの移動経路であるツールパスを生成し、
前記ツールパスを生成する過程には、前記スライスデータに基づき前記３次元造形物の目標形状を調整する調整処理が含まれる、
プログラム。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載のプログラムにおいて、
前記調整処理では、前記３次元造形物の内部充填率を増加させる処理、一筆書きの前記ツールパスを生成させる処理、及び、前記ツールパスにおける曲がり角を減少させる処理のうち少なくとも１つの処理が実行される、
プログラム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプログラムにおいて、
前記調整処理では、前記外部輪郭の内側において探索データを移動させる処理である探索処理を実行し、
前記探索データは、前記ノズルの直径に対して倍の直径を有するように定義され、
前記探索処理は、前記探索データの軌跡を重複させないように前記探索データを移動させる処理であり、
前記調整処理では、前記探索データが移動不可能になるまで前記探索処理を実行し、
前記調整処理では、前記探索データが移動不可能になった場合、別の位置から、前記探索処理をさらに実行し、
前記生成ステップでは、前記スライスデータにおいて前記探索データの移動可能な領域がなくなった場合、それぞれの前記軌跡について、前記ノズルが往復可能なパスである往復パスを生成し、
前記生成ステップでは、前記外部輪郭と、それぞれの前記往復パスとを統合して、前記ツールパスを生成する、
プログラム。
【請求項４】
請求項３に記載のプログラムにおいて、
前記探索処理は、前記外部輪郭の内面に沿うように前記探索データを移動させる処理と、前記軌跡の内面に沿うように前記探索データを移動させる処理とを含む、
プログラム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のプログラムにおいて、
さらに、配置ステップをコンピュータに実行させるように構成され、
前記配置ステップでは、前記外部輪郭及び前記軌跡上に、所定の間隔で判定データを配置し、
前記判定データは、前記探索データとの接触を判定するためのデータであり、
前記所定の間隔は、前記探索データの直径よりも小さな間隔であり、
前記調整処理では、前記探索データと前記判定データとが接触した場合、前記探索データの進行方向を変更させて前記探索データを移動させる、
プログラム。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のプログラムにおいて、
前記調整処理では、前記外部輪郭から前記ノズルの直径分離れた位置に、前記外部輪郭に平行なパスである平行パスを生成し、
前記調整処理では、前記平行パス若しくは前記外部輪郭と交差した箇所、又は所定角度以上の曲がり角を示す箇所で、前記平行パスを切断し、
前記調整処理では、前記外部輪郭よりも内側に配置された切断された前記平行パスのうち、最も長い前記切断された平行パスである最長パスを残して、他の前記切断された平行パスを削除し、
前記調整処理では、前記外部輪郭から前記ノズルの直径分離れた位置に、前記平行パスをさらに生成するとともに、前記最長パスから前記ノズルの直径分離れた位置に、前記最長パスに平行なパスである平行パスをさらに生成し、
前記調整処理は、新たな前記平行パスが生成不可能になるまで実行され、
前記生成ステップでは、前記外部輪郭と、それぞれの前記最長パスとを統合して、前記ツールパスを生成する、
プログラム。
【請求項７】
請求項１又は２に記載のプログラムにおいて、
前記調整処理では、前記スライスデータにおいて、前記ノズルの移動経路の一部である複数のパスを生成し、
前記調整処理では、それぞれの前記パスの中で最も大きな角度を示す箇所で、前記それぞれのパスを切断し、
前記生成ステップでは、前記パスの一方の端部である第１端部と、別の前記パスの一方の端部である第２端部とをつなげることで、前記複数のパスを統合し、前記ツールパスを生成する、
プログラム。
【請求項８】
請求項１又は２に記載のプログラムにおいて、
前記調整処理では、前記スライスデータの中心を原点とする極座標系を用いて、前記原点を中心とする同心円を重ねるように、前記ノズルの移動経路の一部である複数のパスを生成し、
前記生成ステップでは、前記複数のパスを統合して、前記ツールパスを生成する、
プログラム。
【請求項９】
請求項１から８までの何れか１項に記載のプログラムにおいて、
前記調整処理では、前記ツールパスを生成する過程において生成されるそれぞれのパスについて、前記パスの一方の端部である第３端部と、別の前記パスの一方の端部である第４端部とを近接させるように前記パスを回転させ、
前記生成ステップでは、前記第３端部と前記第４端部とをつなげることで、前記それぞれのパスを統合し、前記ツールパスを生成する、
プログラム。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載のプログラムにおいて、
前記生成ステップでは、前記ノズルの第１高さに対応して造形される層である第１の造形層と、前記ノズルの前記第１高さとは異なる第２高さに対応して造形される層である第２の造形層とに跨った前記ツールパスを生成し、
前記ツールパスは、前記第１の造形層、前記第２の造形層、前記第１の造形層の順に、前記ノズルを移動させる移動経路である、
プログラム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログラム、３次元造形物の製造方法及び３次元造形物に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、建設用３Ｄプリンタの構造物の構築方法が開示されている。
【０００３】
この構築方法について説明する。建設用３Ｄプリンタにおいて、ノズルからモルタルを押し出して積層し構造物を構築するとき、鉄筋の代わりに可撓性を備えた連続補強材を入れる。具体的には、モルタルと共に連続補強材を連続的に供給するようにする。これによってノズルから押し出されるモルタル中に連続補強材が埋め込まれた状態となる。
【０００４】
また、特許文献２～４には、積層したモルタルにより形成する構造物の品質を向上させるための処理が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１８４２７５号公報
特開２０２３－０６４５８８号公報
特開２０２３－０８４４５２号公報
特開２０２３－１０７５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１～４に開示された方法や処理では、建設用３Ｄプリンタにより造形される３次元造形物の形状の精度を向上させることは困難であった。
【０００７】
本発明では上記事情を鑑み、建設用３Ｄプリンタにより造形される３次元造形物の形状の精度を従来よりも向上させることが可能なプログラム等を提供することとした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、建設用３Ｄプリンタに用いられるプログラムであって、取得ステップと、分割ステップと、生成ステップとをコンピュータに実行させるように構成され、取得ステップでは、建設用３Ｄプリンタにより造形される３次元造形物の目標形状を表す３次元形状データを取得し、分割ステップでは、３次元形状データの一部又は全部を複数のスライスデータに分割し、スライスデータは、３次元造形物の造形方向に任意の厚みを有するデータであり、スライスデータは、３次元造形物の外面に対応する外部輪郭を有し、生成ステップでは、建設用３Ｄプリンタに使用されるノズルの移動経路であるツールパスを生成し、ツールパスを生成する過程には、スライスデータに基づき３次元造形物の目標形状を調整する調整処理が含まれる、プログラムが提供される。
【０００９】
このような態様によれば、建設用３Ｄプリンタにより造形される３次元造形物の形状の精度を従来よりも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
システム１００を表す構成図である。
情報処理装置２００のハードウェア構成を示すブロック図である。
建設用３Ｄプリンタ３００のハードウェア構成を示すブロック図である。
情報処理装置２００（制御部２１０）によって実現される機能を示すブロック図である。
建設用３Ｄプリンタ３００（制御部３１０）によって実現される機能を示すブロック図である。
情報処理装置２００によって実行される情報処理の流れを示すアクティビティ図である。
アクティビティＡ１５０からＡ１６０の処理を示す図である。
情報処理装置２００によって実行される情報処理の流れを示すアクティビティ図である。
図８における各アクティビティの処理の一例を示す図である。
情報処理装置２００によって実行される情報処理の流れを示すアクティビティ図である。
図１０における各アクティビティの処理の一例を示す図である。
情報処理装置２００によって実行される情報処理の流れを示すアクティビティ図である。
情報処理装置２００によって実行される情報処理の流れを示すアクティビティ図である。
図１３におけるアクティビティの処理の一例を示す図である。
情報処理装置２００によって実行される情報処理の流れを示すアクティビティ図である。
図１５におけるアクティビティの処理の一例を示す図である。
建設用３Ｄプリンタ３００によって実行される情報処理の流れを示すアクティビティ図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許