(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料への刺激エネルギーの選択的印加によって該液体材料の物理状態を選択的に固体状態に転移させることにより３次元物体を造形するステレオリソグラフィにより、前記３次元物体を造形する方法であって、
（ａ）前記刺激エネルギーの前記選択的印加により固体状態に転移しうる前記液体材料を容器内に収容し、
（ｂ）造形される前記３次元物体を表したデータを受信し、
（ｃ）受信した前記データを処理して、前記データを、前記液体材料への前記刺激エネルギーの前記選択的印加に用いるのに最適な形式と成し、
（ｄ）前記容器内の前記液体材料に、前記最適な形式とされた前記データに基づいて前記刺激エネルギーの前記選択的印加を施し、前記３次元物体を１層ずつ形成する各工程を含み、
前記３次元物体は、前記３次元物体に接触する接触部と該接触部同士を繋ぐ中間部とを有し、三角形型のグラフィックパターンにより表された三角形の要素の集合として構成されている支持部に支持されており、
前記支持部は、少なくとも上方接触部において、前記３次元物体と接触し、
前記上方接触部は、１つの頂点部分が前記３次元物体内に食い込む上向きの三角形の形状をしており、
造形後の前記３次元物体からの前記支持部の取外しを容易にするために、前記少なくとも上方接触部に、前記中間部および前記３次元物体よりも弱く前記液体材料が硬化された弱硬化部を形成するべく、前記支持部が、前記少なくとも上方接触部において、前記中間部および前記３次元物体に適用される前記刺激エネルギーとは異なるレベルの刺激エネルギーを選択的に印加されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記支持部が下方接触部を有し、
前記支持部は、前記下方接触部においても前記３次元物体と接触し、
前記下方接触部は、１つの頂点部分が前記３次元物体内に食い込む下向きの三角形の形状をしており、
造形後の前記３次元物体からの前記支持部の取外しを容易にするために、前記下方接触部に、前記中間部および前記３次元物体よりも弱く前記液体材料が硬化された弱硬化部を形成するべく、前記支持部が、前記下方接触部において、前記中間部および前記３次元物体に適用される前記刺激エネルギーとは異なるレベルの刺激エネルギーを選択的に印加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記支持部が、鉛直に延びる主線要素を含み、
前記主線要素が、前記３次元物体と接触する前記少なくとも上方接触部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記支持部が、互いに直交する２つの面を含み、
前記２つの面のうちの一方は前記接触部を含む接触部含有面であり、
前記２つの面のうちの他方は前記接触部を含まない接触部非含有面であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記支持部を補強するために、隣り合う前記主線要素を投射線要素で繋ぐ工程をさらに含むことを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記支持部を三角型支柱構造により補強する工程をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記液体材料に選択的に印加される前記刺激エネルギーが、レーザービームであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記液体材料が、感光性重合体であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記容器内に設置された昇降台により、前記３次元物体を前記液体材料中において上下に移動させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から８いずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記工程（ｄ）が、前記感光性重合体に前記レーザービームを選択的に印加して、前記３次元物体および該３次元物体を支持する前記支持部を形成する工程であり、
前記支持部が、少なくとも前記接触部において前記３次元物体と異なる硬化深さを有するように成すために、前記３次元物体と前記支持部に互いに区別された硬化が施されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
液体材料への刺激エネルギーの選択的印加によって該液体材料の物理状態を選択的に固体状態に転移させることにより３次元物体を造形するステレオリソグラフィにより造形される前記３次元物体を、造形中において支持する、三角形型のグラフィックパターンにより表された三角形の要素の集合として構成された支持部であって、
接触境界において前記３次元物体と接触する上方接触部および下方接触部と、
対向する前記上方接触部と前記下方接触部を繋ぐ中間部を備え、
前記中間部は第１の硬化深さを有し、
前記上方接触部および前記下方接触部は第２の硬化深さを有し、
前記上方接触部は、１つの頂点部分が前記３次元物体内に食い込む上向きの三角形の形状をしており、
造形後の前記３次元物体からの前記支持部の取外しを容易と成す弱硬化部を形成するべく、前記第２の硬化深さが、前記第１の硬化深さよりも十分小さくされることを特徴とする支持部。
【請求項１２】
前記下方接触部が、１つの頂点部分が前記３次元物体内に食い込む下向きの三角形の形状をしていることを特徴とする請求項１１に記載の支持部。
【請求項１３】
前記第２の硬化深さが、前記３次元物体に適用される第３の硬化深さ以下であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の支持部。
【請求項１４】
鉛直に延びる主線要素をさらに備えたことを特徴とする請求項１１から１３いずれか１項に記載の支持部。
【請求項１５】
前記主線要素が、対向する１組の前記上方接触部および前記下方接触部と、該１組の前記上方接触部および前記下方接触部の各々を含む接触部含有面とを有することを特徴とする請求項１４に記載の支持部。
【請求項１６】
前記主線要素が、前記接触部含有面と直交し前記１組の前記上方接触部および前記下方接触部を含まない接触部非含有面を含むことを特徴とする請求項１５に記載の支持部。
【請求項１７】
前記支持部を補強するために、隣り合う前記主線要素同士が少なくとも１本の投射線要素で繋がれていることを特徴とする請求項１４から１６いずれか１項に記載の支持部。
【請求項１８】
三角型支柱構造により補強されていることを特徴とする請求項１１から１７いずれか１項に記載の支持部。
【請求項１９】
液体材料への刺激エネルギーの選択的印加によって該液体材料の物理状態を選択的に固体状態に転移させることにより３次元物体を造形するステレオリソグラフィにより造形される前記３次元物体を、造形中において支持する、ガセット板構造を含む支持部であって、
接触境界において前記３次元物体と接触する接触部と、
前記接触部同士を繋ぐ中間部を備え、
前記中間部は第１の硬化深さを有し、
前記接触部は第２の硬化深さを有し、
造形後の前記３次元物体からの前記支持部の取外しを容易と成す弱硬化部を形成するべく、前記第２の硬化深さが、前記第１の硬化深さよりも十分小さくされ、
前記ガセット板構造は、各々前記３次元物体に接触する複数の水平長板および傾斜長板から形成されており、前記３次元物体の造形中において前記液体材料の捌けを良くするために、前記水平長板同士および前記傾斜長板同士が離間されていることを特徴とする支持部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１層ごとに３次元物体を形成する方法に関するものであり、より詳細には、ステレオリソグラフィにより形成される３次元物体の材料となる液体材料の改良された硬化方法を利用して、該３次元物体を支持する改良された支持部を形成する方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
近年、産業上の用途において３次元物体のモデルを高速で造形するための、様々な技術が開発されてきた。これらの技術は、時に高速試作および製造（ＲＰ＆Ｍ；Ｒａｐｉｄ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）技術と呼ばれる。一般的に、高速試作および製造技術は、形成されるべき３次元物体の各断面を表す一連のスライスデータを利用して、材料から１層ごとにその３次元物体を造形するものである。典型的には、物体を表す初期データは、ＣＡＤシステム（計算機援用設計システム）により提供される。
【０００３】
現在、最もよく知られたＲＰ＆Ｍ技術であるステレオリソグラフィは、液体材料の層の作業表面における選択的な露出を利用し、３次元物体を成す連続的な層（すなわち硬化層）を硬化・接着して、該流体状材料から３次元物体を自動的に造形する技術である。ステレオリソグラフィでは、３次元物体を表すデータは、該３次元物体の各断面を表す一連の２次元データとして入力されるか、あるいは入力後にそのような２次元データに変換される。材料の層は連続的に形成され、上記の２次元データに基づいて、コンピュータ制御された紫外レーザービームにより、選択的に連続的な硬化層へと転移すなわち硬化される。この転移に際し、連続的な硬化層はそれより前に硬化された硬化層に接着し、３次元物体が一体的に形成される。
【０００４】
ステレオリソグラフィは、複雑な物体も単純な物体も工具を必要とせずに高速で形成することができる、従来にない技術である。この技術は断面データの形成においてコンピュータに依存しているため、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムへのデータリンクが必然的に存在する。しかしながら、ステレオリソグラフィ装置においては、解像度や精度に関する問題および特定の外面形状を造形する際の困難性の問題に加え、収縮やカール等の歪みに関連した問題が生じている。
【０００５】
ステレオリソグラフィは３次元物体を形成する効果的な方法として威力を発揮してきたが、上記のような技術的問題に対処するための種々の改良がしばしば望まれてきた。上記の技術的問題に対処するため、物体の精度、造形速度および外観上の美しさを向上させるための多くの改良が、長年に亘ってなされてきた。しかしながら、造形された物体の外観上の美しさおよび特定の外面形状の造形容易性をさらに向上させたいというニーズは、未だ存在している。造形された物体の外観上の美しさおよび特定の外面形状の造形容易性は、ステレオリソグラフィによる造形プロセス中の様々な要素に影響されうる。たとえば、改良が望まれる１つの要素は、造形中の物体を支持する支持部である。
【０００６】
造形中の物体は、感光性重合体液体材料を収容した容器中の昇降台により当初から支持される必要があるため、支持部の形成は、ステレオリソグラフィによる造形プロセスの最初のステップでもある。支持部が必要とされるのは種々の理由による。支持部は、従来型の機械における固定部品のように作用し、造形された物体または部品を、造形プロセス中においてそのあるべき場所に保持する。支持部はまた、孤立した物体要素すなわち「島」を固定する手段を提供し、その「島」が流れていってしまうことを防止する。さらに支持部は、レーザーによる感光性重合体液体材料の硬化に際してカール等の歪みの影響を受けやすい、特定の幾何学形状を拘束するためにも用いられる。これらの支持部は、後処理段階において、労力を要する手作業により、造形された物体から取り外されなくてはならない。これらの支持部は、米国特許第４，５７５，３３０号に添付された図中に図示されている。上記特許に図示されている支持部は、３次元物体を昇降台に付着させるためのものである。
【０００７】
支柱すなわち支持部の原型は、作業表面上の単一の点の硬化により形成されるものであった。こうした点は、適当な硬化深さ（およびその深さに応じた硬化幅）を与えられるべく、所定の時間をかけて硬化されるものであった。このような支柱は強度が制限され、また、仮に所望の支柱強度を完全に得ることが可能である場合でも、その強度レベルを得るのに必要とされる硬化時間により制約を受ける。
【０００８】
ある別の型の支柱すなわち支持部は、硬化層間の接着強度を高めたいというニーズに基づいて生み出された型である。硬化層間の接着強度は、該硬化層間の接触面積に比例する。点状の硬化においては、硬化幅は直ちに上限値に達し、追加的な硬化幅は期待できない。そこで、硬化層間の接触面積を拡大するための別の方法が実施された。すなわち、上記の別の方法においては、断面上において点ベクトルとなる支持部を硬化・形成する代わりに、断面上において多辺形となる支持部が形成される。これらの多辺形は、三角形、四角形、八角形等、種々の形状をとり得る。このような構造の支持部により、硬化層間の接触面積はずっと広くされ、したがって接着強度ひいては平行方向のずれに抗する構造強度がずっと強くされる。このような支持部はかなり効果的に作用するが、（１）造形後の物体からの取外しが困難である、（２）物体中の限られた数のベクトルしか支持しない、（３）穴あき型の造形用昇降台への付着を確実にするべく各多辺形を支持するための、基部の使用が必要となるといった理由により、まだ問題を残している。
【０００９】
支持部の取外しの容易性は、造形プロセスの速度と造形後の物体の外観上の美しさとの双方に影響する要素であるため、特に重要である。支持部が造形用昇降台上に形成される場合と、物体中の中空構造や窪みの構造を支持するために形成される場合とに拘らず、従来から、物体を支持するべく支持部を構成する材料が一旦硬化されると、その硬化された支持部を取り外すことは困難であった。造形された物体の上向き外面もしくは下向き外面を損傷させるような支持部の取外し方法は、造形された物体の外観上の美しさを減ずるものであり、ひいてはステレオリソグラフィの有用性を減ずるものである。
【００１０】
支持部の取外しに関する問題に対処した３次元物体造形技術の一形態が、溶融積層造形（ＦＤＭ；Ｆｕｓｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）技術である。米国特許第５，５０３，７８５号では、迅速かつ容易な支持部取外しを実現するため、最小の労力で支持部を取り外すことの必要性が論じられている。この特許は、造形すべき物体および支持部を造形するための第１の材料と、その第１の材料とは異なる組成の第２の解除材料とを用いる方法を開示している。この第２の解除材料は、造形すべき物体と支持部との間の空隙に積層される材料であり、造形される物体と支持部との接触面に沿って容易に分離可能な接合を形成するべく、上記の第１の材料と弱く切断可能な接合をなすよう選択された材料である。しかしながら、このような方法および装置にも問題点があり、それはこのような方法および装置は２つのディスペンサーを要する点である。ここで、一方のディスペンサーには第１の材料用の材料射出端および材料収容部が、もう一方のディスペンサーには第２の解除材料用の材料射出端および材料収容部が設けられている必要がある。このような構成は、いたずらに装置の複雑性を増すものである。
【００１１】
本発明の方法および本発明の支持部構造によれば、上記の様々な問題を解決することが可能である。
【００１２】
【発明の概要】
本発明の１つの態様によれば、造形すべき物体および支持部に区別された硬化を施して物体を造形するような感光性重合体の硬化方法を用いることにより、造形された物体もしくは部品からの支持部の取外しが容易になるため、より滑らかな外面を有ししたがって施すべき後処理が少なくて済むような物体もしくは部品が得られる。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、支持部が物体もしくは部品の外面に接する部分において、区別された硬化を支持部に施すことにより、支持部の取外しがより容易となりかつ時間的により低コストで済むようになり、また最終的に造形された物体もしくは部品により少ない悪影響しか及ぼさないようになる。
【００１４】
本発明の１つの特徴は、造形された物体と支持部との境界に弱硬化部を作り、支持部が容易に崩れ去るようにするために、物体の外面に接する部分においては、他の部分よりも弱い硬化を支持部に施す点である。
【００１５】
本発明の別の特徴は、本発明のステレオリソグラフィによる造形方法が、造形すべき物体に実際に接触する多辺形型支持部を規定するものである点である。
【００１６】
本発明のさらに別の特徴は、従来の支持部に比べ、本発明の支持部は造形すべき物体との接触面積が狭い点である。
【００１７】
本発明のさらに別の特徴は、造形される物体と支持部との各境界ごとに、異なる硬化深さが感光性重合体液体材料に対して適用されて、物体が造形される点である。
【００１８】
本発明の１つの利点は、自動化をさらに進め、かつ形成すべき支持部についてユーザがなすべき解析をより少なくしたために、最初の準備段階に要する時間が短縮化される点である。
【００１９】
本発明の別の利点は、造形すべき物体を上方からも支持し得るためステレオリソグラフィに基づく方法および装置の使用による利益の増大につながる、改良された支持部を提供することができ、したがって支持部がないことに起因する物体の欠陥の発生が減少する点である。
【００２０】
本発明のさらに別の利点は、本発明による方法では、支持部が支持台（すなわち昇降台）に接しているか造形中の物体のみに接しているかにかかわらず、支持部の取外しが容易となるため、より少ない後処理しか必要とされない点である。
【００２１】
本発明のさらに別の利点は、造形された物体と支持部との間の接触面積が従来より狭くされるため、造形された物体の外観上の美しさが向上する点である。
【００２２】
本発明のさらに別の利点は、造形された物体と支持部との間に設けられた弱硬化部により、支持部の取外しが容易となる点である。
【００２３】
本発明のさらに別の利点は、支持部と造形中の物体との間に捕捉される液体材料が生じないような態様で、該支持部が形成される点である。
【００２４】
本発明のさらに別の利点は、造形された物体もしくは部品を損傷することなく支持部が取り外され得るため、極めて精巧な外面形状を有する物体もしくは部品を造形することが可能となる点である。
【００２５】
本発明の上記およびその他の態様、特徴および利点は、支持部が物体もしくは部品の外面と接する部分において、区別された硬化を支持部に施すことにより得られるものであり、これにより、物体の造形速度および最終的な物体の外観上の美しさが改善され、さらに必要な後処理も少なくされる。
【００２６】
すなわち、本発明による１つの造形方法は、液体材料への刺激エネルギーの選択的印加によって該液体材料の物理状態を選択的に固体状態に転移させることにより３次元物体を造形するステレオリソグラフィにより、３次元物体を造形する方法であって、（ａ）上記の刺激エネルギーの選択的印加により固体状態に転移しうる液体材料を容器内に収容し、（ｂ）造形される上記の３次元物体を表したデータを受信し、（ｃ）受信した上記のデータを処理して、該データを、上記の液体材料への上記の刺激エネルギーの選択的印加に用いるのに最適な形式と成し、（ｄ）上記の容器内の液体材料に、上記の最適な形式とされたデータに基づいて上記の刺激エネルギーの選択的印加を施し、上記の３次元物体を１層ずつ形成する各工程を含み、上記の３次元物体は、該３次元物体に接触する接触部と該接触部同士を繋ぐ中間部とを有する支持部に支持されており、該支持部は、少なくとも上方接触部において、上記の３次元物体と接触し、造形後の上記の３次元物体からの上記の支持部の取外しを容易にするために、上記の少なくとも上方接触部に、上記の中間部および上記の３次元物体よりも弱く液体材料が硬化された弱硬化部を形成するべく、上記の支持部が、上記の少なくとも上方接触部において、上記の中間部および上記の３次元物体に適用される刺激エネルギーとは異なるレベルの刺激エネルギーを選択的に印加されることを特徴とする方法である。
【００２７】
上述の本発明による造形方法においては、上記の支持部が下方接触部を有し、該支持部が該下方接触部においても上記の３次元物体と接触し、造形後の３次元物体からの上記の支持部の取外しを容易にするために、上記の下方接触部に、上記の中間部および上記の３次元物体よりも弱く上記の液体材料が硬化された弱硬化部を形成するべく、上記の支持部が、上記の下方接触部において、上記の中間部および上記の３次元物体に適用される刺激エネルギーとは異なるレベルの刺激エネルギーを選択的に印加されてもよい。
【００２８】
また、上述の本発明による造形方法においては、上記の支持部が、鉛直に延びる主線要素を含み、該主線要素が、上記の３次元物体と接触する上記の少なくとも上方接触部を有していてもよい。
【００２９】
さらに、上述の本発明による造形方法においては、上記の支持部が互いに直交する２つの面を含み、該２つの面のうちの一方が上記の接触部を含む接触部含有面であり、該２つの面のうちの他方が上記の接触部を含まない接触部非含有面であってもよい。
【００３０】
また、上述の本発明による造形方法は、上記の互いに直交する２つの面の各々を、三角形型のグラフィックパターンに分解する工程をさらに含んでいてもよい。
【００３１】
さらに、上述の本発明による造形方法は、上記の支持部を補強するために、隣り合う上記の主線要素を投射線要素で繋ぐ工程をさらに含んでいてもよい。
【００３２】
また、上述の本発明による造形方法は、上記の支持部を三角型支柱構造により補強する工程をさらに含んでいてもよい。
【００３３】
さらに、上述の本発明による造形方法においては、上記の液体材料に選択的に印加される上記の刺激エネルギーが、レーザービームであってもよい。
【００３４】
また、上述の本発明による造形方法においては、上記の液体材料が、感光性重合体であってもよい。
【００３５】
さらに、上述の本発明による造形方法は、上記の容器内に設置された昇降台により、上記の３次元物体を上記の液体材料中において上下に移動させる工程をさらに含んでいてもよい。
【００３６】
また、上述の本発明による造形方法においては、上記の工程（ｄ）が、上記の感光性重合体に上記のレーザービームを選択的に印加して、上記の３次元物体および該３次元物体を支持する上記の支持部を形成する工程であって、上記の支持部が少なくとも上記の接触部において上記の３次元物体と異なる硬化深さを有するように成すために、上記の３次元物体と上記の支持部に互いに区別された硬化が施されてもよい。
【００３７】
本発明による１つのステレオリソグラフィ用支持部は、液体材料への刺激エネルギーの選択的印加によって該液体材料の物理状態を選択的に固体状態に転移させることにより３次元物体を造形するステレオリソグラフィにより造形される該３次元物体を、造形中において支持する支持部であって、接触境界において上記の３次元物体と接触する接触部と、対向する上記の接触部同士を繋ぐ中間部を備え、上記の中間部が第１の硬化深さを有し、上記の接触部が第２の硬化深さを有し、造形後の上記の３次元物体からの上記の支持部の取外しを容易と成す弱硬化部を形成するべく、上記の第２の硬化深さが、上記の第１の硬化深さよりも十分小さくされることを特徴とする支持部である。
【００３８】
上述の本発明によるステレオリソグラフィ用支持部においては、上記の接触部が、上方接触部と下方接触部を含んでいてもよい。
【００３９】
また、上述の本発明によるステレオリソグラフィ用支持部においては、上記の第２の硬化深さが、上記の３次元物体に適用される第３の硬化深さ以下であってもよい。
【００４０】
さらに、上述の本発明によるステレオリソグラフィ用支持部は、鉛直に延びる主線要素をさらに備えていてもよい。
【００４１】
また、上述の本発明によるステレオリソグラフィ用支持部においては、上記の主線要素が、対向する２つの上記の接触部と、２つの上記の接触部の各々を含む接触部含有面とを有していてもよい。
【００４２】
さらに、上述の本発明によるステレオリソグラフィ用支持部においては、上記の主線要素が、上記の接触部を含む上記の接触部含有面と、該接触部含有面と直交し上記の接触部を含まない接触部非含有面を含んでいてもよい。
【００４３】
また、上述の本発明によるステレオリソグラフィ用支持部においては、上記の接触部含有面および上記の接触部非含有面が、三角形型のグラフィックパターンに分解されて表されていてもよい。
【００４４】
さらに、上述の本発明によるステレオリソグラフィ用支持部においては、上記の支持部を補強するために、隣り合う上記の主線要素同士が少なくとも１本の投射線要素で繋がれていてもよい。
【００４５】
また、上述の本発明によるステレオリソグラフィ用支持部は、三角型支柱構造により補強されていてもよい。
【００４６】
さらに、上述の本発明によるステレオリソグラフィ用支持部は、ガセット板構造を含んでいてもよい。
【００４７】
また、上述の本発明によるステレオリソグラフィ用支持部においては、上記のガセット板構造が、各々上記の３次元物体に接触する複数の水平長板および傾斜長板から形成されており、上記の３次元物体の造形中において上記の液体材料の捌けを良くするために、上記の水平長板同士および上記の傾斜長板同士が離間されていてもよい。
【００４８】
【発明の実施の形態】
ステレオリソグラフィによる物体は、光硬化過程において連続的な硬化層を形成するために上下動される昇降台上に直に造形されるよりも、支持部の一種として知られる構造物の上に造形されることが望ましい。そのような支持部を用いる１つの理由は、昇降台から物体を分離しやすくするためである。昇降台上で直に硬化された物体は取り外すのが困難であり、とりわけ物体と昇降台間の接触面が広い場合は非常に困難である。さらに、昇降台が歪んでいる場合、もしくは不適切に設置されている場合には、昇降台上に形成される最初の層の厚さを厳密に制御することが不可能である。その場合、昇降台に付着するのには不十分な程度の深さまでしか硬化されない線が生じ、カール歪みが誘発されるおそれがある。これらの潜在的な問題を差し引いても、穴あき型の昇降台上に設けられた穴の直上に形成される下面部分に、これらの穴に対応した突出部が形成されてしまう問題がある。また、造形中の物体上を液体材料で再塗装していく沈降モードにより昇降台が下降させられていく際の液体材料の移動により、最初のいくつかの層の厚さが変化させられてしまう可能性があり、このような効果は物体そのものにとって好ましくない。
【００４９】
支持部を用いる別の理由は、物体周辺における液体材料の流動性を改善するためである。この改善された流動性により液体材料の表面が早く安定するようになるため、沈降時間すなわち再塗装時間が短くて済むようになる。さらに、余剰の樹脂が造形完了後の物体から素早く捌けるようになり、後処理に要する時間も短縮される。
【００５０】
支持部はまた、物体の移動しやすい部分を固定するためや、造形中にカール歪みや損傷を受けやすい領域を補強するためにも用いられる。また、中空部分や支持されない張出構造のある部分などを造形するのにも、支持部が必要とされる。
【００５１】
図１を参照すると、本発明の実施に適したステレオリソグラフィ装置全体を表すブロック図が示されている。ＣＡＤデータ発生装置２および適当なインターフェース３は、イーサネットあるいはそれに類似のネットワーク通信を介して、造形すべき物体を表す典型的にはＳＴＬ型のファイル形式であるデータを、インターフェースコンピュータ４に提供する。このインターフェースコンピュータ４は、物体を表すデータを処理・最適化して、複数のベクトルを出力するものである。ＳＴＬファイルは、３次元物体をモザイク状に表現したファイルであり、物体表面上の各多辺形についての、各頂点のＸ、Ｙ、Ｚ座標、および該多辺形表面の法線の方向を表す指数から成っている。物体表面上の各多辺形は、三角形であることが望ましい。このようなデータの最適化により、比較的造形困難で複雑な物体形状に関しても、応力、カール、歪みおよび造形コストを低減し、解像度、強度、精度および造形速度を増大させることができる。インターフェースコンピュータ４は、変数である層厚を決定して物体を表すデータをスライスし、多辺形の各頂点を丸め込み、補填、拡大縮小、クロスハッチ生成を行い、ベクトルにオフセットを与え、ベクトルを順序づけ、平坦なスキン部、平坦に近いスキン部、上向き外面のスキン部および下向き外面のスキン部を生成することで、層データを生成する。
【００５２】
ベクトルのデータおよびパラメータは、コンピュータ４から制御サブシステム５に送られる。制御サブシステム５は、造形すべき物体もしくは部品の各断面を表す個々の硬化層を形成し、該硬化層同士を適切に結合して３次元物体を形成させるための、ステレオリソグラフィ用レーザー、ミラー、昇降台等を動作させるためのものである。物体もしくは部品は、液体材料の作業表面において、上記のベクトルのデータおよびパラメータに従ったグラフィックパターン状に適当な形態のエネルギーを印加し、個々の薄い硬化層を形成することにより造形される。各硬化層は、造形すべき３次元物体の連続した断面のうちの１つを表している。隣接する硬化層同士はそれら硬化層の形成時に重ね合わされ、３次元物体もしくは部品が形成される。
【００５３】
図９は、本発明による改良された支持部を形成するためにステレオリソグラフィ装置が実行するプロセスと、そのプロセスの各段階を示したフローチャートである。当該ソフトウェアは、ＳＴＬファイル中にモザイク状の物体表現を作成する。このアルゴリズムは、ＳＴＬファイル中の全ての三角形について検討をし、該三角形の法線を分析することにより、全ての下向きの三角形を特定する。この作業は、上記の法線の角度とユーザーにより指定された角度とを比較することにより達成され、その後、特定された全ての下向きの三角形が第１の組に入れられる。同様の手順の繰返しにより、ＳＴＬファイルで表現された造形すべき部品１１の、上向きの三角形が特定される。この例では、法線比較のための特別の角度閾値は用いられていない。すなわち、正の上向き方向を指す法線を有する三角形は上向きの三角形とみなされ、これらの三角形が全て集められて第２の組に入れられる。下向きの三角形が成す第１の組が解析され、隣接する下向き三角形の固まりごとに、異なる領域に分配される。各隣接する下向き三角形の固まりの最外縁が、下向き外面領域を規定する。いくつかのこれら下向き外面領域が、生成後、張出構造データファイル（ＯＤＦファイル；ｏｖｅｒｈａｎｇ  ｄａｔａ  ｆｉｌｅ）６６に保存される。同様の処理段階が上向きの三角形についても繰り返され、各上向き外面領域が決定される。これらの上向き外面領域もまた、ＯＤＦファイル６６に保存される。部品１１の造形の鍵となる後述するような各パラメータもまた、個々の領域ごとにＯＤＦファイル６６に保存される。その後、支持部生成アルゴリズムもしくは支持部生成装置６８は、ＯＤＦファイル６６内のデータを使用して支持部１０を生成する。
【００５４】
別個のソフトウェアモジュールが、上記で特定された下向き外面領域の下に支持部を設計することにより、ステレオリソグラフィで造形すべき部品１１の被支持領域画定線およびハッチ線を形成する。このソフトウェアモジュールには、圧縮された三角形リスト（ＣＴＬ：ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  ｔｒｉａｎｇｌｅ  ｌｉｓｔ）のファイルとＯＤＦファイル６６とから、データが入力される。このモジュールから出力されるのは、支持部のＳＴＬファイルである。この作業は、ＯＤＦファイル６６を開き、各領域のデータを読み込んで、各下向き外面領域を検討して被支持領域画定線およびハッチ線を生成することにより達成される。まず、各領域に対して、支持部の主線要素および投射線要素が生成され、さらに必要であれば、三角型支柱構造が支持部に追加される。主線要素および投射線要素および必要であれば三角型支柱構造を表した三角形データが、支持部のＳＴＬファイル内に保存される。ＯＤＦファイル６６が開かれた際に物体の内部領域に関するデータ構造の中に保存されている全てのデータは、後で必要な処理段階を実行するために使用される。
【００５５】
次に、各下向き外面領域について検討され、被支持領域画定線およびハッチ線が生成される。被支持領域画定線は該領域の周囲線の直下に形成され、さらに２組のハッチ線が形成される。２組のハッチ線のうち１組はＸ軸に平行なハッチ線であり、もう１組はＹ軸に平行なハッチ線である。平行に走る２本のハッチ線間の距離は、ライン間隔（Ｌｉｎｅ  Ｓｐａｃｉｎｇ）パラメータの指定値と等しい。ハッチ線は、常にＸ軸およびＹ軸と平行に形成される。最初に、隣り合う２本のハッチ線の感覚がライン間隔パラメータの指定値と等しくなるようにして、Ｘ軸に平行な複数のハッチ線が生成される。次に、各ハッチ線は、その領域の被支持領域画定線と交差する点において切り詰められる。続いて、各ハッチ線の２端点間において、複数の追加端点が導入される。ここで、隣り合う追加端点間の距離は、主線要素間隔（Ｓｔｒａｎｄ  Ｓｐａｃｉｎｇ）のパラメータ値に等しくされる。Ｘ軸に平行なハッチ線の生成後、Ｙ軸に平行なハッチ線が生成される。
【００５６】
ここで、被支持領域画定線を生成する際には、領域の周囲線を規定するもとの各端点を用いて、基礎となる被支持領域画定線が与えられる点に注意されたい。その上で、追加端点が、隣り合う端点間の距離が主線要素間隔（Ｓｔｒａｎｄ  Ｓｐａｃｉｎｇ）というパラメータ値に等しくなるように、もとの端点の間に設定される。しかしながら、もとの端点間の間隔が主線要素間隔のパラメータ値よりも小さい場合には、もとの端点間に追加端点が設定されることはない。
【００５７】
ここで、アルゴリズム中において、細かいモザイク状とされた極めて小さい三角形から成るＳＴＬファイル中の部品１１の表現に対して、フィルタリング処理が適用される。このように三角形の大きさが小さいと、下向き外面領域の周囲線が互いに極めて近接する頂点を有する場合があり、そのような近接する頂点の存在は、隣り合う主線要素の密着を招き、後の処理段階において、支持部の取外しを困難にする怖れがある。そこで、当該アルゴリズムは、互いに近接し過ぎている、たとえば離間間隔が０．０５０インチ（約０．１３ｃｍ）未満である被支持領域画定線およびハッチ線の頂点を間引きする。
【００５８】
処理過程の次の段階は、各領域について、実際の主線要素および投射線要素を生成する段階である。支持部生成装置６８は、ある領域の各被支持領域画定線について検討し、該被支持領域画定線の各頂点の下に主線要素を生成して、その主線要素を等間隔の点によってＺ方向に沿って区切る。この各点間の間隔は、投射線要素オフセット高さ（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｏｆｆｓｅｔ  Ｈｅｉｇｈｔ）のパラメータ値に等しい。その上で、これらの各点からの隣り合う主線要素への投射線要素が生成される。この処理過程は、当該被支持領域画定線下の各主線要素について繰り返され、同様の処理過程が、当該領域の各ハッチ線についても繰り返される。
【００５９】
図１０に示す通り、当該ソフトウェアは、造形すべき物体のデータのＳＴＬファイル６５を作成し、支持部生成装置６８は支持部を生成する。ＳＴＬファイル６５は、物体の外面と接触を成す三角形を、接触を成さない三角形と明確に区別して特定する。この情報は、ＳＴＬ三角形属性ファイル６９中において各三角形ごとに確保されている２バイトの属性フィールドに保存される。この属性フィールドは、たとえば、（０）接触を成さない三角形、（１）上方接触を成す三角形、および（２）下方接触を成す三角形のいずれかの値をとり得る。
【００６０】
次に、データはスライス生成装置７０に供給され、モザイク状の物体表現のファイルと数学的に交差させられた、狭い間隔で設定された一連の水平平面から、ＳＬＩファイルが生成される。スライス生成装置７０は、三角形の各異なるタイプを考慮に入れながら支持部のファイルをスライスし、これら三角形のためのベクトルを生成する。物体の外面と接触を成さない三角形から生成されたベクトルは、支持部境界（ＳＢ）として特定され、上方接触を成す三角形から生成されたベクトルは、支持部上方接触境界（ＳＵＩＢ）として特定される。下方接触を成す三角形から生成されたベクトルは、支持部下方接触境界（ＳＤＩＢ）として特定される。造形スタイルファイル（ＳＴＹファイル）７４は、ベクトルの３つのタイプそれぞれについて、異なる硬化深さを規定している。物体の外面と接触を成す部分を支持部の他の部分よりも弱くするために、ＳＵＩＢとＳＤＩＢは、ＳＢの硬化深さよりも小さい硬化深さを与えられる。これにより、物体からの取外しを従来よりも容易とし、かつ支持部があてがわれた物体表面に与える損傷を少なくする支持部が提供される。
【００６１】
支持部の造形スタイルは、造形スタイルファイル７４から、部品１１の造形に適用されている特定のステレオリソグラフィシステムに固有なプラットホームファイル（ＰＬＡファイル）７５に供給される。続いてデータは、集約モジュール７２に供給される。この集約モジュール７２は、ＳＬＩデータファイルと、スタイルファイル７４と、ＰＬＡファイル７５との情報を統合し、造形ファイル（ＢＦＦファイル）７６を作成するものである。多数のＳＬＩファイルを受取り・統合することにより作成された造形ファイル７６により、ステレオリソグラフィシステムを用いて液体材料すなわち感光性重合体材料から実際の物体を造形する処理過程が開始される。
【００６２】
適当な形態の刺激エネルギーの印加に対して硬化し得る適当な液体材料であれば、いかなる液体材料も本発明の実施に用いることができる。紫外光により、または電子ビーム、可視光あるいは非可視光、インクジェットによりあるいは適当なマスクを介して印加される反応性の化学物質等の他の形態の刺激の照射により、固体状態の重合体プラスチックへ転移させられ得る液体状態の化学物質は、数多く知られている。本発明の実施に適用され得る好ましい感光性重合体には、米国カリフォルニア州ロサンゼルスのチバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製で米国カリフォルニア州バレンシアの３Ｄシステムズ社により販売されている、あらゆる市販の感光性重合体が含まれる。これらの感光性重合体には、３Ｄシステムズ社の市販のＳＬＡＴＭシステムに使用されるＳＬ７５４０、ＳＬ５１７０、ＳＬ５１８０、ＳＬ５１９５およびＳＬ５５１０が含まれるが、これらに限定されない。
【００６３】
本発明は、いかなるステレオリソグラフィ装置によっても実施可能であるが、本発明の譲受人である３Ｄシステムズ社から市販されているＳＬＡＴＭ７０００システムを前提に説明する。図２には、全体が参照番号１０で指定される支持部の概略的な図が示されている。造形中の３次元物体すなわち部品は参照番号１１で示されており、該部品１１の上向き外面領域は参照番号１２で示されている。上向き外面領域１２は、部品１１を支える昇降台の台座であってもよい。部品１１は下向き外面領域１３を有しており、該下向き外面領域１３には複数の主線要素が付加されている。これら複数の主線要素のうち２つは、参照番号１４および１６によってそれぞれ示されている。各主線要素は、複数の投射線要素１５によって、支持部１０全体に亘って接続されている。隣り合う主線要素１４および３１は、複数の投射線要素１５によって互いに接続されているが、これらについては隣り合う主線要素に関する記載で後述する。
【００６４】
図３は、全体が参照番号１８で指定される、主線要素１４の接触部含有面を示した図である。主線要素１４の接触部含有面１８の中間部を構成する第１の三角形１９および第２の三角形２０を生成するために使用されるプログラミングコンピュータ４により、後述のようにして該接触部含有面１８が形成される。三角形１９および２０は、接触部含有面１８の実際に部品１１と接触する部分よりも、深い硬化深さを有する。支持部生成装置６８により、さらに２つの三角形２１および２４が、接触部含有面１８の両端に生成される（図１０参照）。三角形２１は、造形中の部品１１の支持部上方接触表面２２と交差すなわち接触する上方接触三角形である。下方接触三角形２４は、部品１１の支持部下方接触表面２５と接触する。前述のように、下方接触三角形２４は、ＳＬＡＴＭシステムの昇降台の台座（図示せず）と接触する場合もある。接触三角形２１および２４は、接触部含有面１８の中間部を構成する三角形１９および２０よりも浅い硬化深さまでしか硬化されない。三角形２１および２４をスライスすることにより、支持部上方接触境界（ＳＵＩＢ）および支持部下方接触境界（ＳＤＩＢ）がそれぞれ形成される。図１０のＳＬＩ生成装置すなわちスライス生成装置７０は、狭い間隔で設定された一連の水平平面を、モザイク状に物体を表現したファイルと数学的に交差させる。ＳＬＩファイルは、３次元物体についての一連の２次元的な断面であって、各々わずかに異なるＺ座標値を有して狭い間隔で設定された一連の断面を表したファイルである。
【００６５】
図５は、全体が参照番号２８で指定される、接触部非含有面を図示したものである。この接触部非含有面２８は、接触部含有面１８と結合して、主線要素１４を構成する（図４参照）。図５に示すように、ここでもコンピュータ４により形成された三角形型のグラフィックパターンが形成され、接触部非含有面２８上に第１の三角形２９と第２の三角形３０が作成されている。接触部非含有面２８はさらに第３の三角形２７を有している。この第３の三角形は、主線要素１４自体が下向き外面領域を有するようになることを防ぐために下方が尖っているが、部品１１と接触はしない。接触部非含有面２８は、主線要素１４の接触部含有面１８を補強するためのものであり、接触三角形２１および２４よりも深い硬化深さまで硬化される。
【００６６】
図４は、互いに直角に交差するよう結合された接触部含有面１８および接触部非含有面２８から成る、主線要素１４を示した図である。主線要素１４は、支持部上方接触表面２２および支持部下方接触表面２５のそれぞれに沿って、部品１１と交わる。ここで、接触部含有面１８のみが、接触表面２２および２５に沿って部品１１と交わる三角形２１および２４を有していることに注意されたい。このような接触部含有面１８を有する主線要素１４を形成する目的は、部品造形中において部品１１を支持する機構を提供することである。図２に図示する主線要素１４、１６および３１のように、各主線要素は常に鉛直に設置される。接触部含有面１８（図３）および接触部非含有面２８（図５）を例として既に説明したように、各主線要素は、それぞれ複数の三角形型の構成要素により構成されている。
【００６７】
主線要素１４および３１に関連するパラメータが存在し、これらのパラメータを修正することで各主線要素の大きさを好適に変更できる。また、接触部含有面と接触部非含有面を互いに直交するように配置することにより、部品造形中において部品１１に追加の感光性重合体液体材料の層を塗布するために使用される再塗層ブレード（図示せず）による圧力に十分抗しうるだけの強度が各主線要素に与えられ、必要な強度および自己形態保持力が造形中の部品に与えられることになる。さらに、支持部１０に区別された硬化を与えて、図６に示した接触三角形２１、３６、２４および３９が、主線要素１４および３４の中間部（互いに直行する面１８と２８および３２と３４）よりも小さい硬化深さを有するようにすることにより、部品１１と支持部１０の間において接触表面２２および２５に沿って弱硬化部が形成され、支持部１０を造形後の部品１１から容易に取り外せるようになる。
【００６８】
図６に示すように、複数の投射線要素１５が、１つの主線要素から隣り合う主線要素まで引かれる。ここでは、各投射線要素１５は、主線要素３１から主線要素１４へと引かれている。各投射線要素は、上向きに引かれても下向きに引かれてもよい。いかなる投射線要素も部品１１に接触することはなく、また、各投射線要素は非接触三角形から形成されている。代わりに、各投射線要素は別の幾何学的形状から形成されてもよく、たとえば互いに直交する長方形の組から形成されてもよい。そのように投射線要素を設計すれば、各投射線要素の強度がより強くなり好ましい。
【００６９】
図６に戻ると、２つの主線要素１４および３１は同様の構造を有していることが分かる。たとえば主線要素３１は、接触部非含有面３４と接触部含有面３２とを有している。接触部含有面３２は、上方接触三角形３６と下方接触三角形３９を有している。本発明による支持部に関連する、鍵となるいくつかのパラメータが、図６に示されている。これらのパラメータは、主線要素や投射線要素、および場合によっては三角型支柱に関し、重要な距離および寸法を規定するものである。これらのパラメータとしては、この例では主線要素１４と３１との間の距離にあたる、主線要素間隔４０が含まれる。接触部交差高さ４１は、下方接触三角形２４および３９の、実際に部品１１（図示せず）内に食い込む鉛直部分の高さを指す。下方接触三角形と上方接触三角形とに関するこの高さは、同一でも異なっていてもよい。接触三角形露出高さ４２は、接触三角形の、部品１１内に食い込まない鉛直部分の高さを指す。上方接触三角形２１および３６と、下方接触三角形２４および３９とについて、同一の接触三角形露出高さが用いられてもよいし、あるいは所望の異なる高さが用いられてもよい。投射線要素オフセット高さ４４は、隣り合う主線要素を繋ぐ投射線要素１５に関し、該投射線要素１５の始点と終点の間の高さの違いすなわち鉛直距離を表す。投射線要素厚さは、図示された２つの矢印４５の間の距離である。同様に、主線要素厚さは、図示された２つの矢印４６の間の距離である。主線要素厚さは、接触部含有面３２および１８、もしくは接触部非含有面３４および２８の、実際の厚さすなわち幅を指す。
【００７０】
支持部１０と部品１１との間に弱硬化部を形成するために本発明で用いられる区別された硬化を説明するため、例として、スライス後においてＳＵＩＢとＳＤＩＢをそれぞれ形成する上方接触三角形および下方接触三角形が、各々約９ミル（約０．２ｍｍ）の硬化深さを有するものとする。この場合、主線要素１４の接触部含有面１８の中間部および接触部非含有面２４は、使用される樹脂の種類に応じて、約１２ミル（約０．３０ｍｍ）の硬化深さを有し得る。一般的に、ＳＵＩＢおよびＳＤＩＢにおける上方接触三角形２１および下方接触三角形２４の硬化深さは、支持部１０の他の部分の硬化深さよりも２−３ミル（約０．０５−０．０８ｍｍ）小さくされる。部品１１の硬化深さは、所望のいかなる硬化深さであってもよく、たとえば１−１０ミル（約０．０３−０．３ｍｍ）、あるいはより大きな硬化深さまでの範囲に亘る。部品１１の強度は連続的に重畳される層によって増強させられるため、弱硬化部形成の観点において、支持部の硬化深さに対する部品１１の相対的な硬化深さは重要な要素ではないことが分かっている。
【００７１】
三角型支柱と呼ばれる別の支持機構が、図７に示されている。この三角型支柱は、主線要素と投射線要素から成る基本となる支持部構造に追加して使用されるものである。参照番号４８は、三角型支柱４９の構造を有する基本の主線要素−投射線要素構造の、全体を示す番号である。ここで三角型支柱を成す主線要素は、参照番号５２、５３および５４で示されている。この三角型支柱の構造は、部品の造形が進んで、主線要素−投射線要素構造の格子の高さが増大してきた場合に使用される。このような格子は、ＳＬＡＴＭシステムで用いられる再塗層ブレード（図示せず）が感光性重合体容器の中において造形中の物体に新たな感光性重合体の層を塗布する際に、ぐらつきかねないからである。かかるぐらつきは、支持部および部品１１の安定性を害する。そこで、主線要素−投射線要素構造の格子の安定性が造形プロセス全体に亘って維持されるように、該主線要素−投射線要素構造の格子は支柱構造とされる必要がある。三角型支柱４９は、この目的に適っている。各三角型支柱は、互いに何本かの投射線要素で結ばれた３本の主線要素から形成されている。３本の主線要素５２、５３および５４は、ＸＹ平面上に三角形形状を形成する。両縁の２本の主線要素は、基本となる支持部構造に接続して、該基本となる支持部構造と一体化したユニットを形成する。図７中の矢印５０で示される三角型支柱オフセット幅は、三角型支柱の最も外側の鉛直な主線要素と、実際の支持部構造との間の距離に相当する。この距離が比較的長く設定された場合には、基本となる支持部構造と上記の最も外側の主線要素との間に、複数の主線要素が設けられてもよい。ここで、使用されるソフトウェアにより、ある造形スタイルのために使用されたパラメータ値を変更してよりよい支持部を作製することが、これまでに述べた鍵となる全てのパラメータについて可能である点に注意されたい。このようなパラメータ値の変更は、ダイナミックな変更方法によって行うことも可能である。
【００７２】
使用され得るさらに別の形態の支持機構は、図８において全体が参照番号５５で指定されているガセット板構造である。ガセット板構造５５は、鉛直外面から連なる下向き外面を有する部品に使用され得る。ガセット板構造５５は、それぞれ三角形６１から成る複数の傾斜長板５６と、それぞれ三角形６２から成る複数の水平長板５８とから形成されている。水平長板５８は、ガセット板構造５５がＺ方向に造形されていく際に、傾斜長板５６を支持するためのものである。複数の傾斜長板５６および水平長板５８は、一体化されたユニットであるガセット板構造５５を形成し、形成されたガセット板構造５５は、部品の下向き外面領域１３を支持する。傾斜長板５６および水平長板５８の間の各空間６０は、感光性重合体材料が容易に捌けるようにして、造形途中の部品に液体材料が捕捉されることを前もって防ぐためのものである。
【００７３】
図８に示したガセット板構造５５の三角形６１および６２は、先に図３および図５を参照して説明された主線要素を成す三角形１９、２０、２９および３０と同様の手法により形成される。各傾斜長板５６および各水平長板５８は、図示の通り２つの三角形から構成される。各ガセット板構造５５に使用される長板の数は、下向き外面の大きさと、選択されたガセット板構造の角度とに依存する。ステレオリソグラフィ装置の操作者が上書指定しない限りは、ガセット板構造のデフォルト角度である４５°が採用される。隣り合うガセット板構造間を結ぶ投射線要素の投射線要素厚さは、図６を参照して既に説明された投射線要素厚さ４５と同様の手法により決定される。ここで、傾斜長板５６を成す三角形６１および水平長板５８を成す三角形６２は全て接触三角形であり、したがって造形後の部品から容易に取り外せることに注意されたい。
【００７４】
以上において、本発明は特定の実施形態を参照して説明されてきたが、本明細書に開示する本発明の新規な概念から逸脱することなく、材料、部品の配置および処理段階に関して多くの変更、修正およびバリエーションが可能であることは明らかである。たとえば、本発明の方法を用いて支持部を形成する際において、直接シェルインベストメント鋳造法用のＱｕｉｃｋＣａｓｔＴＭ造形スタイルを用いた部品の支持部形成にも、本発明の方法を等しく適用することができる。すなわち、本明細書に付属する各請求項の精神および範囲は、本開示を読んだ当業者が想到しうる上記のあらゆる変更、修正およびバリエーションを包含するものである。本明細書中で引用されたあらゆる特許出願、特許およびその他の刊行物は、その全内容が、参照により本明細書中に記載されているものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施のためのステレオリソグラフィ装置全体を表すブロック図
【図２】造形中の３次元物体と接している本発明による支持部を、概略的に示した図
【図３】支持部の一部を成す１つの主線要素の、接触部含有面の立面図であって、グラフィックデータを用いてステレオリソグラフィによる部品を造形する際にコンピュータが採用する三角形型のグラフィックパターン、および支持部と部品との間の接触部を図示した側面立面図
【図４】図３に示した部分ともう１つ別の部分とから成る主線要素の透視図
【図５】図４に示した主線要素を成す２番目の部分の側面図であって、該２番目の部分に適用される三角形型のグラフィックパターンを示した図
【図６】何本かの投射線要素により繋がれた、図２の主線要素２つを示した図であって、本発明による支持部を作製するための鍵となるいくつかのパラメータを図示した図
【図７】部品中の線要素網全体を補強するために用いられる三角型支柱を図示した概略図
【図８】鉛直外面から連なる下向き外面を有する部品を支持するための支持部として用いられる、ガセット板構造を示した図
【図９】本発明による改良された支持部を形成するためにステレオリソグラフィ装置が実行するプロセスの、各段階を示したフローチャート
【図１０】本発明の方法により支持部を形成するための、データの生成および流れを示すチャート
【符号の説明】
１０    支持部
１１    造形される部品
１２    部品の上向き外面領域
１３    部品の下向き外面領域
１４、１６、３１、５２、５３、５４    主線要素
１５    投射線要素
１８、３２    接触部含有面
２８、３４    接触部非含有面
２１、３６    上方接触三角形
２４、３９    下方接触三角形
２２    支持部上方接触表面
２５    支持部下方接触表面
４９    三角型支柱
５５    ガセット板構造
５６    傾斜長板
５８    水平長板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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