(57)【要約】【課題】造形物等を造形するためのデータ加工から立体造形装置にて実際に造形が完了するまでの時間を短くすることを目的とする。【解決手段】立体造形装置に接続され、かつ、造形物を３次元に製造するのに用いられるスライスデータ及び前記造形物を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ポリゴンからの垂線を含む多面体を生成する生成部と、前記多面体に基づいて、前記サポート材データを生成するサポート材データ生成部と、前記サポート材データに基づいて生成される断面を示す第１スライスデータと、前記３次元データに基づいて生成される断面を示す第２スライスデータを前記第１スライスデータ及び前記第２スライスデータのそれぞれの層ごとに前記立体造形装置に送信する送信部とを備えることにより上記課題を解決する。【選択図】図１
2018176552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体造形装置に接続され、かつ、造形物を３次元に製造するのに用いられるスライスデータ及び前記造形物を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ポリゴンからの垂線を含む多面体を生成する生成部と、
前記多面体に基づいて、前記サポート材データを生成するサポート材データ生成部と、
前記サポート材データに基づいて生成される断面を示す第１スライスデータと、前記３次元データに基づいて生成される断面を示す第２スライスデータを前記第１スライスデータ及び前記第２スライスデータのそれぞれの層ごとに前記立体造形装置に送信する送信部と
を備える情報処理装置。
【請求項２】
前記サポート材データ及び前記３次元データを比較し、前記造形物及び前記サポート材が重複して製造される箇所があると、前記サポート材データ又は前記３次元データのうち、いずれか一方から、前記箇所を削除する削除部を更に備える請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記第１スライスデータ及び前記第２スライスデータを比較し、前記造形物及び前記サポート材が重複して製造される箇所があると、前記第１スライスデータ及び前記第２スライスデータのうち、いずれか一方から、前記箇所を削除する削除部を更に備える請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記第２ポリゴンと判定される角度が設定される請求項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】
造形物を製造する立体造形装置と、前記立体造形装置に接続され、かつ、前記造形物を３次元に製造するのに用いられるスライスデータ及び前記造形物を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とを有する立体造形システムであって、
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ポリゴンからの垂線を含む多面体を生成する生成部と、
前記多面体に基づいて、前記サポート材データを生成するサポート材データ生成部と、
前記サポート材データに基づいて生成される断面を示す第１スライスデータと、前記３次元データに基づいて生成される断面を示す第２スライスデータを前記第１スライスデータ及び前記第２スライスデータのそれぞれの層ごとに前記立体造形装置に送信する送信部と、
前記第１スライスデータ及び前記第２スライスデータを受信して、前記層ごとに、前記造形物及び前記サポート材を製造する製造部と
を備える立体造形システム。
【請求項６】
立体造形装置に接続され、かつ、造形物を３次元に製造するのに用いられるスライスデータ及び前記造形物を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ポリゴンからの垂線を含む多面体を生成する生成手順と、
前記情報処理装置が、前記多面体に基づいて、前記サポート材データを生成するサポート材データ生成手順と、
前記情報処理装置が、前記サポート材データに基づいて生成される断面を示す第１スライスデータと、前記３次元データに基づいて生成される断面を示す第２スライスデータを前記第１スライスデータ及び前記第２スライスデータのそれぞれの層ごとに前記立体造形装置に送信する送信手順と
を有する情報処理方法。
【請求項７】
立体造形装置に接続され、かつ、造形物を３次元に製造するのに用いられるスライスデータ及び前記造形物を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ポリゴンからの垂線を含む多面体を生成する生成手順と、
前記コンピュータが、前記多面体に基づいて、前記サポート材データを生成するサポート材データ生成手順と、
前記コンピュータが、前記サポート材データに基づいて生成される断面を示す第１スライスデータと、前記３次元データに基づいて生成される断面を示す第２スライスデータを前記第１スライスデータ及び前記第２スライスデータのそれぞれの層ごとに前記立体造形装置に送信する送信手順と
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、立体造形システム、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）。
【発明の概要】
【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、サポート材及び造形物を製造するには、サポート材を示すデータ（以下「サポート材データ」という。）の断面を示すようにスライスしたデータ（以下「第１スライスデータ」）と、造形物をポリゴンで示すデータ（以下「３次元データ」という。）の断面を示すようにスライスしたデータ（以下「第２スライスデータ」という。）とが全層生成されないと、製造が開始できない。そのため、従来の方法では、造形物等を造形するためのデータ加工から立体造形装置にて実際に造形が完了するまでの時間が長いのが課題となる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、造形物等を造形するためのデータ加工から立体造形装置にて実際に造形が完了するまでの時間を短く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、立体造形装置に接続され、かつ、造形物を３次元に製造するのに用いられるスライスデータ及び前記造形物を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ポリゴンからの垂線を含む多面体を生成する生成部と、
前記多面体に基づいて、前記サポート材データを生成するサポート材データ生成部と、
前記サポート材データに基づいて生成される断面を示す第１スライスデータと、前記３次元データに基づいて生成される断面を示す第２スライスデータを前記第１スライスデータ及び前記第２スライスデータのそれぞれの層ごとに前記立体造形装置に送信する送信部と
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、造形物等を造形するためのデータ加工から立体造形装置にて実際に造形が完了するまでの時間を短くできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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２】本発明の一実施形態に係る造形物の一例を示す３次元図である。
【図３】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。
【図４】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５】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。
【図６】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サポート材データの一例を示す３次元図である。
【図７】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サポート材データ及び３次元データに基づいて製造される造形物及びサポート材の一例を示す３次元図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る第１スライスデータ及び第２スライスデータの一例を示す概略図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る情報処理装置による削除例を示す概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るサポート材データの一例を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る重複箇所の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る情報処理装置による削除例を示す断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る全体処理の第１例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る立体造形システムの一例を示す概略図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る立体造形装置の一例を示す概略図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る立体造形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１７】本発明の一実施形態に係る立体造形システムの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る全体処理の第２例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【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。そして、入力装置１０Ｈ２は、ＣＡＤに係るユーザによる操作を入力する。ほかにも、入力装置１０Ｈ２は、ネットワーク又はケーブル等を介して、外部装置からデータを入力するコネクタ等である。
【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】
＜造形物の例及びサポート材データの生成例＞
以下、図示するような造形物ＰＲＤが製造される場合を例に説明する。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態に係る造形物の一例を示す３次元図である。例えば、立体造形装置の例である３Ｄプリンタに製造させる図示するような造形物ＰＲＤは、ポリゴンの集まりによって表現される。
【００２２】
そして、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。
【００２３】
３次元データに基づいて生成され、かつ、造形物ＰＲＤを構成する各層を示すデータ、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。
【００２４】
また、積層して造形物ＰＲＤを製造するには、サポート材が例えば以下のように必要となる場合がある。
【００２５】
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。具体的には、造形物ＰＲＤが、例えば、図示する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の下の箇所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の下の箇所にある空間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等を支える箇所に製造される。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】
情報処理装置は、複数の第１ポリゴンＰＬ１のうち、表面（すなわち、表面と裏面のうち、表面の方）が下向きとなるポリゴン（以下「第２ポリゴンＰＬ２」という。）を検出する。具体的には、情報処理装置は、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、情報処理装置は、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、あらかじめ情報処理装置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】
情報処理装置によって、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の箇所にサポート材が製造される。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、ユーザが情報処理装置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、３Ｄプリンタは、サポート材を製造することができる。
【００３３】
次に、情報処理装置は、図５（Ｃ）に示すように、第２ポリゴンＰＬ２から垂線ＶＬを造形物が置かれる底面まで降ろす。そして、情報処理装置は、垂線ＶＬが示す位置にサポート材を製造するように、サポート材データを生成する。以下、サポート材データでは、垂線ＶＬが示す範囲を多面体で示すとする。
【００３４】
＜サポート材データの生成例＞
情報処理装置は、生成したそれぞれの多面体を示すサポート材データを生成する。このように、サポート材データは、多面体によって、サポート材を製造する箇所及び量等を示す。このようにすると、３Ｄプリンタは、サポート材データから、サポート材の箇所及び量等を把握することができる。
【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生成されるサポート材データの一例を示す３次元図である。具体的には、図６（Ａ）は、サポート材４の形状を上から見た３次元図である。一方で、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）と同一のサポート材４の形状を下から見た３次元図である。
【００３６】
以上のように、図２に示す造形物ＰＲＤが製造され、かつ、造形物ＰＲＤの際に、図６に示すサポート材４が、両方とも製造されると、以下のようになる。
【００３７】
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サポート材データ及び３次元データに基づいて製造される造形物及びサポート材の一例を示す３次元図である。図示するように、造形物ＰＲＤが製造される際に、図３に示す空間３等の箇所に、サポート材４が製造される。そして、造形物ＰＲＤの製造が完了した後、サポート材４は、造形物ＰＲＤから外される。
【００３８】
＜各スライスデータの送信例＞
３Ｄプリンタには、サポート材データ及び３次元データが、断面を示すように、所定の間隔に分割されて、第１スライスデータ及び第２スライスデータが送信される。
【００３９】
まず、情報処理装置は、造形物の断面を示すように、図６等のようなサポート材データをスライスすると、サポート材を製造するのに用いられる第１スライスデータを生成できる。
【００４０】
同様に、造形物の断面を示すように、図２等のような３次元データをスライスすると、造形物を製造するのに用いられる第２スライスデータを生成できる。
【００４１】
第１スライスデータ及び第２スライスデータは、例えば、それぞれのスライス面における造形物又はサポート材を製造する箇所を２値で示すＢＭＰ（Ｂｉｔｍａｐ）形式等の２次元データである。すなわち、各スライスデータは、例えば、第１色を「０」で示すとすると、第２色を「１」で示すデータ等である。なお、各スライスデータは、ＢＭＰ等に限られず、出力先となるプリンタの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。
【００４２】
すなわち、第１スライスデータでは、サポート材データにおいて、多面体がある箇所に、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、サポート材を製造するための第１スライスデータが生成できる。
【００４３】
同様に、第２スライスデータでは、造形物を構成する点がある箇所に、サポート材が製造されるように投影される。このように、ポリゴン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、造形物を製造するための第２スライスデータが生成できる。具体的には、第１スライスデータ及び第２スライスデータは、以下のようなデータである。
【００４４】
図８は、本発明の一実施形態に係る第１スライスデータ及び第２スライスデータの一例を示す概略図である。例えば、図８（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、３Ｄプリンタは、例えば、図８（Ｂ）に示すような箇所に、サポート材４を製造する必要がある。そこで、情報処理装置が図５のように多面体を生成し、サポート材データを生成する。次に、サポート材データを層ごとに分割すると、情報処理装置は、図８（Ｃ）乃至図８（Ｆ）のような第１スライスデータを生成することができる。
【００４５】
具体的には、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の４つの層を例にすると、第１スライス面ＳＬＰ１の第１スライスデータは、図８（Ｃ）のようなデータとなる。同様に、第２スライス面ＳＬＰ２の第１スライスデータは、図８（Ｄ）のようなデータとなる。さらに、第３スライス面ＳＬＰ３の第１スライスデータは、図８（Ｅ）のようなデータとなる。また、第４スライス面ＳＬＰ４の第１スライスデータは、図８（Ｆ）のようなデータとなる。このように生成された各第１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８（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。
【００４６】
同様に、第１スライス面ＳＬＰ１の第２スライスデータは、図８（Ｇ）のようなデータとなる。同様に、第２スライス面ＳＬＰ２の第２スライスデータは、図８（Ｈ）のようなデータとなる。さらに、第３スライス面ＳＬＰ３の第２スライスデータは、図８（Ｉ）のようなデータとなる。また、第４スライス面ＳＬＰ４の第２スライスデータは、図８（Ｊ）のようなデータとなる。このように生成された各第２スライスデータに基づいて、３Ｄプリンタが造形物ＰＲＤを製造すると、図８（Ａ）に示すように、造形物ＰＲＤを製造することができる。
【００４７】
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、第１スライスデータを生成できない場合がある。
【００４８】
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第１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、第１スライスデータの生成において、計算が中断されず、ＰＣは、第１スライスデータを生成することができる。
【００４９】
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。
【００５０】
そして、情報処理装置は、層ごとに、第１スライスデータ及び第２スライスデータを３Ｄプリンタに送信する。したがって、３Ｄプリンタは、送信された各スライスデータに基づいて、層ごとに、サポート材４及び造形物ＰＲＤを製造できる。
【００５１】
そして、立体造形システムでは、情報処理装置が各スライスデータを生成する処理と、３Ｄプリンタが各スライスデータに基づいてサポート材４及び造形物ＰＲＤを製造する処理とが並列して行われる。
【００５２】
具体的には、図示する例では、図８（Ｃ）に示す第１スライスデータ及び図８（Ｇ）に示す第２スライスデータに基づいて３Ｄプリンタが製造する処理と、情報処理装置が図８（Ｄ）に示す第１スライスデータ及び図８（Ｈ）に示す第２スライスデータを生成する処理とが並列化される。このように、全スライスデータが完成するのを待たずに、各スライスデータに基づいて、３Ｄプリンタは、各層の製造を開始させる。このようにすると、全スライスデータが完成してから製造を開始する場合と比較して、情報処理装置は、３Ｄプリンタが造形物及びサポート材を製造する時間を短くできる。
【００５３】
＜削除例＞
情報処理装置は、各スライスデータを生成する前に、例えば、以下のように、サポート材データ及び３次元データを比較して、重複する箇所を削除するのが望ましい。
【００５４】
図９は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置による削除例を示す概略図である。以下、図７に示すような造形物ＰＲＤ及びサポート材４を製造する場合を例に説明する。例えば、図９（Ａ）に示すスライス面ＳＬＰを例とする。
【００５５】
スライス面ＳＬＰにおいて、３次元データが図９（Ｂ）のようであるとする。一方で、スライス面ＳＬＰにおいて、サポート材データが図９（Ｃ）のようであるとする。
【００５６】
図９（Ｂ）と、図９（Ｃ）とを比較すると、重複する箇所（以下「重複箇所ＤＵＰ」という。）があるのがわかる。具体的には、重複箇所ＤＵＰは、図９（Ｄ）に示す箇所である。
【００５７】
重複箇所ＤＵＰは、造形物ＰＲＤも、サポート材４も製造するように指定された箇所である。そのため、重複箇所ＤＵＰがあると、製造において、エラーが起きやすい。そこで、情報処理装置は、サポート材データから、重複箇所ＤＵＰとなる箇所を削除する。
【００５８】
例えば、サポート材データから、重複箇所ＤＵＰを削除すると、スライス面ＳＬＰでは、サポート材データは、図９（Ｅ）のようなデータとなる。図９（Ｂ）と比較すると、図９（Ｅ）は、重複箇所ＤＵＰに相当する箇所のサポート材４が製造されないように、データがサポート材データから削除されている点が異なる。
【００５９】
そして、図９（Ｃ）に示す３次元データ及び図９（Ｅ）に示すサポート材データに基づいて、第１スライスデータ及び第２スライスデータが生成されると、造形物ＰＲＤ及びサポート材４が重複して製造される箇所を少なくすることができる。
【００６０】
なお、図５に示す部分ＰＴでは、まず、サポート材データは、以下のように生成される。
【００６１】
図１０は、本発明の一実施形態に係るサポート材データの一例を示す断面図である。図は、ハッチング部分がサポート材４を製造する箇所とするデータである。
【００６２】
この例では、以下のような箇所が重複箇所ＤＵＰとなる。
【００６３】
図１１は、本発明の一実施形態に係る重複箇所の一例を示す断面図である。まず、図１１（Ａ）は、図５と同様の内容を示す３次元データの例である。そして、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示す３次元データに基づいて、図５に示すように、垂線ＶＬが検出され、垂線ＶＬの箇所にサポート材４を製造するサポート材データの例である。この場合には、図１１（Ｃ）に示す箇所が、重複箇所ＤＵＰと判定される。
【００６４】
次に、情報処理装置は、サポート材データから重複箇所ＤＵＰを削除する。具体的には、情報処理装置は、以下のように重複箇所ＤＵＰを削除する。
【００６５】
図１２は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置による削除例を示す断面図である。まず、図１２（Ａ）は、図１１（Ｂ）と同様のサポート材データである。そして、図１２（Ａ）が示す箇所から、図１１（Ｃ）が示す重複箇所ＤＵＰを削除すると、情報処理装置は、図１２（Ｂ）に示すようなサポート材データを生成することができる。
【００６６】
＜第１全体処理例＞
図１３は、本発明の一実施形態に係る全体処理の第１例を示すフローチャートである。
【００６７】
＜３次元データの入力例＞（ステップＳ０１）
ステップＳ０１では、情報処理装置は、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２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、情報処理装置は、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。
【００６８】
＜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、情報処理装置は、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、情報処理装置は、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。
【００６９】
＜多面体の生成例＞（ステップＳ０３）
ステップＳ０３では、情報処理装置は、多面体を生成する。具体的には、情報処理装置は、まず、図５に示すように、第２ポリゴンＰＬ２から底面へ向かって垂線ＶＬを降ろす。そして、垂線ＶＬで囲まれる範囲を多面体とする。
【００７０】
＜３次元データ及びサポート材データの比較例＞（ステップＳ０４）
ステップＳ０４では、情報処理装置は、３次元データ及びサポート材データを比較する。具体的には、情報処理装置は、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）のデータを比較し、図９（Ｄ）のように、重複箇所ＤＵＰを抽出する。
【００７１】
＜サポート材データから重複する箇所を削除する例＞（ステップＳ０５）
ステップＳ０５では、情報処理装置は、サポート材データから重複する箇所を削除する。具体的には、情報処理装置は、重複箇所ＤＵＰを削除して図９（Ｂ）に示すサポート材データを図９（Ｅ）に示すようにする。
【００７２】
以上のように、ステップＳ０４及びステップＳ０５によって、スライスデータを生成する前に、情報処理装置は、サポート材データから重複する箇所を削除するのが望ましい。
【００７３】
＜第１スライスデータ及び第２スライスデータの生成例＞（ステップＳ０６）
ステップＳ０６では、情報処理装置は、例えば、３次元データ及び重複箇所ＤＵＰが削除されたサポート材データの組み合わせに基づいて、第１スライスデータ及び第２スライスデータを生成する。
【００７４】
具体的には、３次元データ及び重複箇所ＤＵＰが削除されたサポート材データの組み合わせは、図９（Ｃ）及び図９（Ｅ）に示すデータの組み合わせである。
【００７５】
このように、３次元データ及び重複箇所ＤＵＰが削除されたサポート材データに基づいて、例えば、図８に示すように、第１スライスデータ及び第２スライスデータが生成されると、情報処理装置は、３Ｄプリンタに各スライスデータを送信できる。
【００７６】
＜第１スライスデータ及び第２スライスデータを層ごとに送信する例＞（ステップＳ０７）
ステップＳ０７では、情報処理装置は、第１スライスデータ及び第２スライスデータを層ごとに生成し、送信する。すなわち、情報処理装置は、例えば、図８に示す例では、まず、最下層となる図８（Ｃ）及び図８（Ｇ）である第１スライスデータ及び第２スライスデータを生成し、３Ｄプリンタに送信する。そして、３Ｄプリンタが、図８（Ｃ）及び図８（Ｇ）に示す第１スライスデータ及び第２スライスデータに基づいて、最下層の造形物及びサポート材を製造している間に、情報処理装置は、下から２層目となる図８（Ｄ）及び図８（Ｈ）である第１スライスデータ及び第２スライスデータを生成し、３Ｄプリンタに送信する。
【００７７】
このように、３Ｄプリンタが最下層を製造する処理と、情報処理装置が下から２層目を製造するための第１スライスデータ及び第２スライスデータを生成する処理とが並列して行われると、情報処理装置は、３Ｄプリンタが造形物及びサポート材を製造する時間を短くできる。
【００７８】
上記のように、全体処理を行うと、情報処理装置は、例えば、第１スライスデータ及び第２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、第１スライスデータに基づいてサポート材を製造する箇所が第１色で投影されているため、スライスデータから、３Ｄプリンタは、サポート材を製造する箇所を特定することができる。
【００７９】
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。
【００８０】
＜立体造形システム例＞
実施形態は、例えば、以下のような立体造形システムでもよい。
【００８１】
図１４は、本発明の一実施形態に係る立体造形システムの一例を示す概略図である。図示するように、立体造形システムの例である３Ｄプリンタシステム１は、ＰＣ１０と、３Ｄプリンタ２０とを有する。
【００８２】
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。
【００８３】
図１５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、立体物を成形するために、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。
【００８４】
３Ｄプリンタ２０は、図１４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。
【００８５】
３Ｄプリンタ２０は、ＰＣ１０と同様の情報処理機能を含んでもよい。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。
【００８６】
図１６は、本発明の一実施形態に係る立体造形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と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。
【００８７】
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。
【００８８】
処理部１１０は、第１スライスデータ及び第２スライスデータを生成する処理等を行う。まず、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。
【００８９】
処理部１１０は、入力される３Ｄデータから、第１スライスデータ及び第２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。
【００９０】
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、一般的な紙等に画像形成を行う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。
【００９１】
＜機能構成例＞
図１７は、本発明の一実施形態に係る立体造形システム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、３Ｄプリンタシステム１は、例えば、入力部１Ｆ１、生成部１Ｆ２、サポート材データ生成部１Ｆ３、送信部１Ｆ５及び製造部１Ｆ６を備える機能構成である。また、図示するように、３Ｄプリンタシステム１は、削除部１Ｆ４を更に備えるのが望ましい。以下、図示する機能構成を例に説明する。
【００９２】
入力部１Ｆ１は、造形物ＰＲＤを複数の第１ポリゴンで示す３次元データＤ３Ｄを入力する入力手順を行う。例えば、入力部１Ｆ１は、入力装置１０Ｈ２（図１）等によって実現される。
【００９３】
生成部１Ｆ２は、まず、３次元データＤ３Ｄが示す複数の第１ポリゴンのうち、表面が下向きとなる第２ポリゴンを検索する。そして、生成部１Ｆ２は、第２ポリゴンＰＬ２（図５）から垂線ＶＬ（図５）を降ろし、垂線ＶＬを含む多面体ＰＨを生成する。このようにして、生成部１Ｆ２は、生成手順を行う。例えば、生成部１Ｆ２は、ＣＰＵ１０Ｈ１（図１）等によって実現される。
【００９４】
サポート材データ生成部１Ｆ３は、生成部１Ｆ２が生成する多面体ＰＨに基づいて、サポート材データＤＳを生成するサポート材データ生成手順を行う。例えば、サポート材データ生成部１Ｆ３は、ＣＰＵ１０Ｈ１（図１）等によって実現される。
【００９５】
削除部１Ｆ４は、まず、サポート材データ生成部１Ｆ３が生成するサポート材データＤＳと、入力部１Ｆ１に入力される３次元データＤ３Ｄとを比較する。このような比較によって、削除部１Ｆ４は、造形物ＰＲＤ及びサポート材４が重複して製造される重複箇所ＤＵＰを抽出する。次に、削除部１Ｆ４は、サポート材データＤＳから、重複箇所ＤＵＰを削除する。このようにして、削除部１Ｆ４は、削除手順を行う。例えば、削除部１Ｆ４は、ＣＰＵ１０Ｈ１（図１）等によって実現される。
【００９６】
以下、削除部１Ｆ４によって、サポート材データＤＳから重複箇所ＤＵＰが削除されたデータを「削除後サポート材データＤＳＳ」という。
【００９７】
送信部１Ｆ５は、サポート材データＤＳに基づいて生成される断面を示す第１スライスデータＤＳＬ１及び３次元データＤ３Ｄに基づいて生成される断面を示す第２スライスデータＤＳＬ２を層ごとに生成し、層ごとに第１スライスデータＤＳＬ１及び第２スライスデータＤＳＬ２を送信する送信手順を行う。例えば、送信部１Ｆ５は、ＣＰＵ１０Ｈ１（図１）等によって実現される。
【００９８】
また、送信部１Ｆ５は、削除後サポート材データＤＳＳに基づいて第１スライスデータＤＳＬ１を生成し、かつ、３次元データＤ３Ｄに基づいて第２スライスデータＤＳＬ２を生成して層ごとに第１スライスデータＤＳＬ１及び第２スライスデータＤＳＬ２を送信するのが望ましい。
【００９９】
製造部１Ｆ６は、第１スライスデータＤＳＬ１及び第２スライスデータＤＳＬ２を受信して、層ごと、造形物ＰＲＤ及びサポート材４を製造する。例えば、製造部１Ｆ６は、図１５に示すヘッド２０２等によって実現される。
【０１００】
＜第２全体処理例＞
情報処理装置は、以下のような全体処理を行うでもよい。
【０１０１】
図１８は、本発明の一実施形態に係る全体処理の第２例を示すフローチャートである。図１３と比較すると、図示する全体処理は、ステップＳ０４以降の処理が異なる。以下、同一の処理は、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０２】
図示する例のように、重複箇所ＤＵＰを削除する処理は、スライスデータが生成された後に、第１スライスデータと、第２スライスデータとを比較して行われてもよい。
【０１０３】
＜第１スライスデータ及び第２スライスデータの生成例＞（ステップＳ２１）
ステップＳ２１では、情報処理装置は、サポート材データに基づいて第１スライスデータを生成する。さらに、ステップＳ２１では、情報処理装置は、３次元データに基づいて第２スライスデータを生成する。例えば、第１全体処理と同様に、情報処理装置は、図８に示すように、第１スライスデータ及び第２スライスデータを生成する。
【０１０４】
＜第１スライスデータ及び第２スライスデータの比較例＞（ステップＳ２２）
ステップＳ２２では、情報処理装置は、第１スライスデータ及び第２スライスデータを比較する。第１スライスデータ及び第２スライスデータを比較しても、３次元データ及びサポート材データを比較した場合と同様に、情報処理装置は、比較の結果、例えば、図９（Ｄ）に示すように、重複箇所ＤＵＰを抽出できる。
【０１０５】
＜第１スライスデータから重複する箇所を削除する例＞（ステップＳ２３）
ステップＳ２３では、情報処理装置は、第１スライスデータから重複する箇所を削除する。すなわち、情報処理装置は、第１スライスデータにおいて、重複箇所ＤＵＰに該当する箇所を削除する。以下、第１スライスデータから重複箇所ＤＵＰが削除されたデータを「削除後第１スライスデータ」という。
【０１０６】
＜削除後第１スライスデータ及び第２スライスデータの組み合わせを層ごとに送信する例＞（ステップＳ２４）
ステップＳ２４では、情報処理装置は、削除後第１スライスデータ及び第２スライスデータの組み合わせを層ごとに送信する。
【０１０７】
以上のような第２全体処理であっても、第１全体処理と同様に、３Ｄプリンタが各層を製造する処理と、情報処理装置が第１スライスデータ及び第２スライスデータを生成する処理とが並列して行えるため、情報処理装置は、３Ｄプリンタが造形物及びサポート材を製造する時間を短くできる。
【０１０８】
また、以上のような第２全体処理であっても、情報処理装置は、第１スライスデータ及び第２スライスデータのうち、いずれかのスライスデータから重複箇所ＤＵＰを削除することができる。
【０１０９】
＜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、
・生成部は、第１ポリゴンから、第２ポリゴンを検出する。そして、生成部は、検出された第２ポリゴンから垂線を降ろし、垂線が含まれるように、多面体を生成する。
・送信部は、層ごとに、第１スライスデータ及び第２スライスデータを送信する。
・削除部は、スライスデータが生成される前又は後に、重複箇所を削除するのが望ましい。
このように、本発明に係る実施形態では、情報処理装置は、送信部によって、サポート材データから生成する重複箇所が削除された削除後第１スライスデータを層ごとに送信することができる。このような削除後第１スライスデータがあると、３Ｄプリンタによって、サポート材を製造することができる。
【０１１０】
また、情報処理装置は、送信部によって、３次元データから生成する第２スライスデータを層ごとに送信することができる。このような第２スライスデータがあると、３Ｄプリンタによって、造形物を製造することができる。
【０１１１】
そして、各スライスデータ等が層ごとに送信されるため、立体造形システムでは、情報処理装置によるスライスデータの生成と、３Ｄプリンタによる造形物の製造とが並列して処理できる。このようにすると、各スライスデータが全層すべて完成した後、造形物の製造を開始するより、情報処理装置は、造形物等を造形するためのデータ加工から立体造形装置にて実際に造形が完了するまでの時間を短くできる。
【０１１２】
なお、３次元データ又は第２スライスデータから、重複箇所が削除されてもよい。
【０１１３】
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立体造形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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
さらに、立体造形システムは、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。
【０１１６】
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。
【符号の説明】
【０１１７】
１  ３Ｄ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
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１８】
【特許文献１】特開２０１５−９４９５号公報
【図１】
2018176552.tif 000003
【図２】
2018176552.tif 000004
【図３】
2018176552.tif 000005
【図４】
2018176552.tif 000006
【図５】
2018176552.tif 000007
【図６】
2018176552.tif 000008
【図７】
2018176552.tif 000009
【図８】
2018176552.tif 000010
【図９】
2018176552.tif 000011
【図１０】
2018176552.tif 000012
【図１１】
2018176552.tif 000013
【図１２】
2018176552.tif 000014
【図１３】
2018176552.tif 000015
【図１４】
2018176552.tif 000016
【図１５】
2018176552.tif 000017
【図１６】
2018176552.tif 000018
【図１７】
2018176552.tif 000019
【図１８】
2018176552.tif 000020