(57)【要約】      （修正有）【課題】３次元オブジェクトの作成のための制御データを生成する。【解決手段】指示された構築材料について構築材料プロファイルデータ260にアクセスする。所与の構築材料についての構築材料プロファイルデータは、構築材料の特性によって決まる１つ以上のパラメータ値を定義するものである。【選択図】図２
2018134866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元オブジェクトの作成のための制御データを生成する装置であって、
作成すべき３次元オブジェクトについてのオブジェクトデータと、
該３次元オブジェクトの作成に使用すべき少なくとも１つの構築材料を指示する選択データと
を受け取るよう構成されたインタフェイスと、
該選択データにおいて指示された該少なくとも１つの構築材料について構築材料プロファイルデータにアクセスするよう構成されたコントローラと
を備えており、
所与の構築材料についての該構築材料プロファイルデータが、該所与の構築材料の特性によって決まる１つ以上のパラメータ値であって、所定の構築特性を有する３次元オブジェクトを生成するよう構成された該１つ以上のパラメータ値を定義するものであり、
少なくとも１つのパラメータ値が、合体調整剤と前記所与の構築材料との相互作用に関するものであり、該合体調整剤が、前記３次元オブジェクトの作成時に該所与の構築材料の合体を調整するために使用されるものであり、
前記コントローラが、前記アクセスした構築材料プロファイルデータを前記受け取ったオブジェクトデータに適用することにより３次元オブジェクトの作成のための制御データを生成するよう構成されている、
３次元オブジェクトの作成のための制御データを生成する装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの構築材料が構築材料混合物を含み、該構築材料混合物が、所定の比率の以前に使用した未合体の構築材料と所定の比率の新しい構築材料とからなり、前記構築材料プロファイルデータが、該構築材料混合物を使用した３次元オブジェクトの作成のためのパラメータ値を指示し、該パラメータ値が、新しい構築材料のためのパラメータ値とは異なる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記１つ以上のパラメータ値が、前記所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき合体剤の量と、該所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき合体調整剤の量とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記コントローラから前記制御データを受け取り及び該制御データに従って前記少なくとも１つの構築材料の１つの層の複数の部分に前記合体剤を選択的に分配するよう構成された第１の薬剤分配手段と、
前記コントローラから前記制御データを受け取り及び該制御データに従って前記少なくとも１つの構築材料の１つの層の複数の部分に前記合体調整剤を選択的に分配するよう構成された第２の薬剤分配手段と、
前記少なくとも１つの構築材料の第１の層を配設し及び先に配設された層上に該少なくとも１つの構築材料の後続の層を配設するよう構成された構築材料分配手段と
を備えており、
前記合体剤及び前記合体調整剤が、前記制御データに従った前記３次元オブジェクトの作成時に前記少なくとも１つの構築材料の１つの層にエネルギー源が適用された際に選択的な合体を提供する、
請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記構築材料分配手段による分配のための構築材料を供給するよう構成された構築材料供給源を備えており、
前記選択データが、該構築材料供給源により供給される構築材料を指示するものである、
請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記構築材料供給源が、前記構築材料の識別に使用するためのデータを格納するよう構成された記憶媒体に関連付けられており、
該記憶媒体に格納されるデータが、前記選択データの少なくとも一部を含む、
請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記１つ以上のパラメータ値が、所与の構築材料について、
該所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき合体調整剤の量、
該所与の構築材料に使用すべき該合体調整剤の半径、
該所与の構築材料のための構築材料混合物で使用すべき未合体の構築材料の量、
該所与の構築材料の１つの層のための少なくとも合体調整剤の分配のための通過回数、  該所与の構築材料の１つの層の１つ以上の未合体領域に適用すべき温度
のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記１つ以上のパラメータ値が更に、所与の構築材料について、
１つ以上の層で使用すべき該所与の構築材料の予熱温度、
該所与の構築材料の１つの層の単位面積当たりに供給すべき融解エネルギー、
該所与の構築材料に必要とされる再加熱時間、
該所与の構築材料のための層厚さ、
該所与の構築材料の１つの層のための分配速度
のうちの１つ以上を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
３次元オブジェクトを作成するための制御データの生成方法であって、
作成すべき３次元オブジェクトのためのオブジェクトデータを取得し、
該３次元オブジェクトの作成に使用すべき構築材料を決定し、
該構築材料についての構築材料プロファイルを取得し、
該構築材料プロファイルを該オブジェクトデータに適用することにより該３次元オブジェクトを作成するための積層造形システムのための制御データを生成し、該制御データの生成が、
該積層造形システムの構成を決定すること、及び、
該積層造形システムの構成で使用するための一組のパラメータ値を前記構築材料プロファイルから取得することを含み、該パラメータ値が、所定の一組の構築特性を有する３次元オブジェクトを生成するよう構成されたものであり、
前記制御データが、前記構築材料の少なくとも１つの層上への合体調整剤の堆積を指示するために使用され、該合体調整剤が、前記３次元オブジェクトの作成時に前記構築材料の合体を調整するものである、
３次元オブジェクトを作成するための制御データの生成方法。
【請求項１０】
前記構築材料が構築材料混合物からなり、該構築材料混合物が、所定の比率の先に使用された未合体の構築材料と、所定の比率の新しい構築材料とからなり、
前記積層造形システムの構成を決定することが、該構築材料混合物における該先に使用された未合体の構築材料の比率を決定することからなり、
前記構築材料プロファイルから一組のパラメータ値を取得することが、該構築材料混合物における該先に使用された未合体の構築材料の比率について構成された該構築材料プロファイルを使用して制御データを決定することを含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記１つ以上のパラメータ値が、前記所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき合体剤の量と、該所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき前記合体調整剤の量とを少なくとも含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記構築材料の１つの層を堆積させ、
前記合体剤及び前記合体調整座のうちの１つ以上を前記制御データに従って前記１つの層上に選択的に堆積させ、
該１つの層にエネルギーを適用して該構築材料の複数の部分を合体させ及び凝固させて前記合体剤及び前記合体調整剤が堆積された部分に従って前記３次元オブジェクトの一部を形成する、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記構築材料が、所与の種類の構築材料からなり、前記一組のパラメータ値が、該所与の種類の構築材料の化学的特性及び物理的特性のうちの１つ以上を指示するものである、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記３次元オブジェクトの作成に使用するための構築材料を決定することが、
構築材料供給源に関連付けられた記憶媒体から構築材料識別子を読み出し、
該構築材料識別子を使用して前記構築材料プロファイルにアクセスする
ことを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
積層造形システムであって、
支持構造上に構築材料の第１の層を配設し及び先に配設された層上に構築材料の後続の層を配設するよう構成された構築材料分配手段と、
該構築材料の１つ層の複数の部分に合体剤を選択的に分配するよう構成された第１の薬剤分配手段と、
該構築材料の１つ層の複数の部分に合体調整剤を選択的に分配するよう構成された第２の薬剤分配手段とを備えており、
少なくとも１つの構築材料の１つの層にエネルギー源が適用された際に該合体剤及び該合体調整剤が選択的な合体を提供し、及び、
前記構築材料について構築材料プロファイルにアクセスし、該アクセスした構築材料プロファイルを、作成すべき３次元オブジェクトのためのオブジェクトデータに適用することにより、前記積層造形システムのための制御データを生成する、コントローラを備えており、該構築材料プロファイルが１つ以上のパラメータ値を定義するものであり、該１つ以上のパラメータ値が、前記構築材料の特性によって決まるものであり及び所定の構築特性を有する３次元オブジェクトを作成するよう構成されたものである、
積層造形システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
積層ベース（layer-by-layer basis）で３次元オブジェクトを生成する積層造形システム（additive manufacturing system）は、３次元オブジェクトを少量だけ作成するための潜在的に便利な方法として提案されてきた。かかるシステムは、典型的には、３次元オブジェクトの定義をオブジェクトモデルという形で受容する。このオブジェクトモデルが処理されて、１つ以上の構築材料（build material）を使用してオブジェクトを作成するよう積層造形システムが指示される。多数の異なるタイプの積層造形システムが存在する。オブジェクトモデルの前記処理は、積層造形システムのタイプに基づいて異なり得るものである。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１Ａ】一例による３次元オブジェクトの１つの層を構築するためのプロセスを示す概略図である。
【図１Ｂ】一例による３次元オブジェクトの１つの層を構築するためのプロセスを示す概略図である。
【図１Ｃ】一例による３次元オブジェクトの１つの層を構築するためのプロセスを示す概略図である。
【図２】一例による３次元オブジェクトを作成するための制御データを生成するための装置を単純化して示す概略図である。
【図３】一例による構築材料プロファイルの構造を示す概略図である。
【図４】一例による積層造形システムを単純化して示す斜視図である。
【図５】一例による制御データの生成方法を示すフローチャートである。
【図６】一例による３次元オブジェクトの作成方法を示すフローチャートである。
【図７】一例による例示的な処理システムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
本開示の特徴をその単なる例示として示す添付図面に関して行う以下の詳細な説明から本開示の様々な特徴及び利点が明らかとなろう。
【０００４】
以下の説明では、例示を目的として特定の例の多数の特定の細部について説明する。本書において、「一例」、「場合」、又はそれらと同様の用語は、該一例に関して説明する特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも該一例に又は少なくとも該一例の少なくとも１つの潜在的な実施形態に含まれることを意味するが、該一例の他の複数の例又はその考え得る全ての実施形態に必ずしも含まれることを意味するものではない。
【０００５】
特定の積層造形システムは、少なくとも１つの構築材料の凝固を介して３次元オブジェクトを生成するために使用される。結果的に得られる３次元オブジェクトの特性は、使用された構築材料及びかかる構築材料の特性によって決まる。結果的に得られるオブジェクト特性はまた、使用された凝固方法及び外部の環境及び条件といった更なる因子によって決まる。その結果として、かかるシステムは、作成すべき３次元オブジェクトにおける一組の望ましい特性を達成するために、慎重な較正及び潜在的な再較正を必要とするものとなる。
【０００６】
本書で説明する特定の例では、所定のプラットフォーム上に構築材料が堆積され、及び構築材料の次の層が付与される前に各層に所定の凝固プロセスが適用される、「層毎（layer-by-layer）」手法を用いる積層造形システムについて説明する。作成すべき３次元オブジェクトは、１つのオブジェクト又は１つのオブジェクトの一部についてオブジェクトデータを定義するCAD（computer aided design）パッケージで設計することが可能である。１つのオブジェクト又は１つのオブジェクトの一部についてのオブジェクトデータは、該オブジェクトの全体的な３次元形状等の設計特性、並びに、色、滑らかさ、及び不透明さ等の表面特性を含むことが可能である。特定の場合では、オブジェクトデータはまた、作成すべきオブジェクトの所望の及び／又は必要とされる材料特性、例えば、密度、応力、強度、及び弾性特性といった機械的特性、熱伝導特性、及び導電特性、並びに多数の更に別の材料特性を含むことが可能である。
【０００７】
本書で説明する特定の例は、積層造形システムで使用するための構築材料プロファイルを提供する。かかる例では、積層造形システムで使用される構築材料は、それ自体の一組のパラメータを有しており、該パラメータは、結果的に得られる３次元オブジェクトにおける一組の所望の特性の公称値を達成するために使用することが可能なものである。該パラメータを、所与のオブジェクトについて受容されたオブジェクトデータと共に使用して、該オブジェクトの作成に適した制御データを生成することが可能である。特定の例では、１つ以上の構築材料プロファイルにより設定された最適制御パラメータ下で動作する積層造形システムは、１つ以上の選択された構築材料を使用する際に安定した構築プロセスを提供するものとなる。
【０００８】
ここで、一例による３次元オブジェクトの生成プロセスを図１Ａないし図１Ｃに関して説明する。図１Ａないし図１Ｃは、合体剤（coalescing agent）及び合体調整剤（coalescence modifier agent）を使用する例示的な積層造形システムに関するものである。これらの薬剤は、３次元オブジェクトが様々な材料特性を有することを可能にする。特定の積層造形システムを一例として示すが、以下で説明する複数の例は、他の積層造形システムに適用することが可能なものである。これらは、とりわけ、選択的レーザ焼結システム、ステレオリソグラフィシステム、インクジェットシステム、あらゆる３次元プリンティングシステム、インクジェット堆積システム、及び積層オブジェクト作成システム（laminated object manufacturing system）を含む。
【０００９】
本書で説明する例では、合体剤は、構築材料の複数の部分に付与されるよう構成された任意の物質であり、堆積された流体にエネルギーが適用された際に前記複数の部分が合体する。特定の場合には、合体剤は、紫外線、可視光、及び／又は赤外線エネルギー吸収材等のエネルギー吸収材を含むことが可能である。このため、合体剤の堆積により、構築材料の特定の複数の部分にエネルギー源からのエネルギーを吸収させることが可能となる。これは、次いで該複数の部分を該構築材料の融点を超える温度まで加熱させて該構築材料を合体させる（例えば融解させる）ものとなる。
【００１０】
同様に、合体調整剤は、合体剤の効果を変更するよう作用する任意の物質である。例えば、合体剤及び合体調整剤は、i）構築材料のうち合体剤が付与されていない複数の部分が、エネルギーが一時的にそこに適用された際に合体せず、ii）構築材料のうち合体剤のみが付与され又は合体剤のみが浸透している複数の部分が、エネルギーが一時的に適用された際に合体し、iii）構築材料のうち合体調整剤のみが付与され又は合体調整剤のみが浸透している複数の部分が、エネルギーが一時的にそこに適用された際に合体せず、及び、iv）構築材料のうち合体剤と合体調整剤が両方とも付与され又は浸透している複数の部分が、変更された度合いの合体を受けるように、選択することが可能である。合体調整剤は、種々の物理的効果及び／又は化学的効果を利用して、合体剤の効果を変更することが可能である。合体調整剤は、選択される薬剤の性質に応じて、合体の度合いを低下させ、又は合体の度合いを増大させることが可能である。
【００１１】
図１Ａないし図１Ｃは、一例による選択された構築材料の一連100の層の断面を示している。分かり易くするため、この例は単一の構築材料に関して説明するが、そのプロセスは、複数の構築材料へと拡張可能なものである。図１Ａにおいて、構築材料110の第１層は適当な支持部材（図示せず）上に配設される。一例では、該構築材料層の厚さは、約90〜110ミクロンの範囲内となるが、他の例では、一層薄い又は一層厚い構築材料層を配設することが可能である。図１Ａないし図１Ｃの例は、構築材料層110の表面の１つ以上の部分に選択的に付与される合体剤120及び合体調整剤130を使用する。合体剤120及び合体調整剤130の選択的な付与は、当該層のための制御データに従って行われる。この制御データは、以下で説明する複数の例により生成された制御データとすることが可能である。該選択的な付与とは、合体剤及び合体調整剤の両方を構築材料の表面層の選択された複数の部分にそれぞれ別個のパターンで付与することが可能であることを意味する。かかるパターンは、前記制御データにより決定することが可能である。
【００１２】
特定の場合には、合体剤120は、カーボンブラックを含むインクタイプの調合物といった黒い着色剤を含むことが可能である。合体調整剤130は、構築材料の凝固を抑制する任意の薬剤を含むことが可能である。例えば、合体調整剤130は、固体を含む液体、食塩水、適当な冷却効果を呈する流体、適当な可塑剤、又は表面張力調整剤を含むことが可能である。層110は、１つ以上の構築材料から構成することが可能である。かかる構築材料は、粉状状の半結晶熱可塑性材料（semi-crystalline thermoplastic material）を含むことが可能である。かかる構築材料はまた、粉末状の金属材料、粉末状の複合材料、粉末状のセラミック材料、粉末状のガラス材料、粉末状の樹脂材料、及び粉末状のポリマー材料等を含むことが可能である。
【００１３】
図１Ｂは、構築材料の表面に付与された合体剤120及び合体調整剤130が、例えば、位置140，150において該構築材料の層110内へと浸透することを示している。該合体剤120及び合体調整剤130が浸透する度合いは、該合体剤120と合体調整剤130との間で異なることが可能であり、又は実施例によっては実質的に同一であることが可能である。実施例によっては、該浸透の度合いは、積層造形システムの構成に応じて異ならせることが可能である。
【００１４】
合体剤120及び合体調整剤130の層110内への浸透に続いて、所定レベルのエネルギーが一時的に適用される。一例では、該適用されるエネルギーは、赤外線又は近赤外線エネルギーであるが、他の例では、マイクロ波エネルギー、紫外線（ＵＶ）光、ハロゲン光、及び超音波エネルギーといった他の種類のエネルギーを適用することが可能である。エネルギー源が適用される時間の長さ及び／又は該エネルギー源の種類は、積層造形システムの構成に応じて異ならせることが可能である。エネルギーの一時的な適用により、構築材料のうち合体剤が付与されまたは合体剤が浸透した複数の部分（例えば部分140）が該構築材料の融点を超えて加熱されて合体することになる。冷却されると、合体した部分が固体となって、生成された３次元オブジェクトの一部を形成する。１つのかかる部分が図１Ｃに部分160として示されている。この例では、構築材料のうち合体調整剤が付与され又は浸透した部分（例えば部分150）は、エネルギー源の適用後に合体しない。これは、側方への合体ブリード（coalescence bleed）効果の低減に資するものとなる。これは、例えば、オブジェクトの縁部又は表面の鮮鋭度（definition）又は精度（accuracy）を改善し及び／又は表面あらさを低減させるために用いることが可能である。別の例では、合体調整剤を合体剤にちりばめて付与することが可能であり、これは、オブジェクトの特性を変更可能とするために用いることが可能である。図１Ａないし図１Ｃに示したプロセスは、後続の平面又は３次元モデル（例えば上述のオブジェクトデータにより定義される３次元モデル）のｚスライス（z-slice）に関する後続の複数の構築材料層について繰り返すことが可能である。
【００１５】
図２は、３次元オブジェクトの作成用の制御データを生成するための装置200の一例の概略図を示している。図２では、該装置200は、インタフェイス210と、該インタフェイス210に通信可能となるよう接続されたコントローラ220とを含む。
【００１６】
該インタフェイス210は、生成すべき３次元オブジェクトについてのオブジェクトデータ230を受信し又は取得するよう構成されている。図２の例では、オブジェクトデータ230は少なくともオブジェクトモデルデータ240を含む。該オブジェクトモデルデータ240は、生成すべきオブジェクトの少なくとも一部の３次元モデルを定義することが可能である。該３次元モデルは、３次元座標系でオブジェクトの形状及び範囲（例えば、オブジェクトの固体部分）を定義することが可能である。オブジェクトモデルデータ240は、CAD（computer aided design）アプリケーションにより生成することが可能である。
【００１７】
図２の例では、インタフェイス210はまた、３次元オブジェクトを生成するために使用される少なくとも１つの構築材料を指示する選択データ250を受信し又は取得するよう構成される。特定の場合には、該選択データ250は、オブジェクトデータ230の一部を形成することが可能であり、例えば、オブジェクトモデルデータ240に関連して指定することが可能である。別の場合には、選択データ250は、３次元オブジェクトを生成するよう構成された積層造形システムから受信することが可能であり、例えば、選択データ250は、該積層造形システムにとって利用可能な１つ以上の構築材料を指示することが可能である。別の場合には、選択データ250は、ユーザインタフェイスから受信することが可能であり、例えば、ユーザは、ユーザインタフェイスを介して、オブジェクトを生成するための特定の構築材料を選択することが可能である。特定の場合には、上述の選択データの出所を組み合わせることが可能であり、例えば、ユーザは、利用可能な構築材料のサブセットを選択することが可能であり、及び／又はオブジェクトデータ230で指示された１つ以上の構築材料と１つ以上の利用可能な構築材料との間におけるマッピングを行うことが可能である。
【００１８】
図２の例では、コントローラ220は、１つ以上の構築材料に関する構築材料プロファイルデータ260にアクセスするよう構成される。図２において、構築材料プロファイルデータ260は、受信した選択データ250において指示された構築材料について読み出される。該構築材料プロファイルデータ260は、所与の構築材料の特性に依存する１つ以上のパラメータ値であって、予め定義された構築特性を有する３次元オブジェクトを生成するよう構成された、１つ以上のパラメータ値を定義する。構築材料プロファイルデータ260は、１つ以上のコンピュータファイルという形でアクセスすることが可能なものであり、例えば、利用可能な各構築材料は、構築材料プロファイルデータを含む別個のコンピュータファイルを有することが可能である。別の場合には、構築材料プロファイルデータ260は、リモート又はローカルデータベース等のデータベースにおいて利用可能とすることが可能であり、この場合には、前記選択データを使用して、特定の構築材料レコードに関するフィールドに格納されている１つ以上のパラメータ値が読み出される。
【００１９】
図２の例では、構築材料プロファイルデータ260は、記憶装置270からアクセスされる。一例では、該記憶装置270は、コントローラ220にローカルに接続され、例えば、コントローラ220からアクセス可能なメモリ又はハードディスクドライブから構成することが可能である。別の例では、構築材料プロファイルデータ260は、リモートに（例えばネットワークを介して）アクセスすることが可能である。この場合には、リモートアプリケーションプログラミングインタフェイスを使用して、所与の構築材料（例えば、選択データ250内の構築材料）の識別子を含むリモートリクエストに応じて１つ以上のパラメータ値を返すことが可能である。構築材料プロファイルデータ260は、積層造形システムのメーカー及び／又は構築材料のサプライヤにより提供することが可能である。特定の場合には、構築材料プロファイルデータ260を編集可能なものとすることが可能であり、例えば、技術者が所与の構築材料についてのパラメータ値を特定の積層造形システムの構成に基づいて編集することが可能である。
【００２０】
図２において、コントローラ220は、受信したオブジェクトデータ230に対し、アクセスされた構築材料プロファイルデータ260を適用することにより、３次元オブジェクトの生成のための制御データ280を生成するよう構成されている。これは、アクセスされた構築材料プロファイルデータ260及び受信したオブジェクトデータ230のうちの１つ以上のデータに基づいてイメージ及び／又は層処理技術を決定することを含む。例えば、選択された構築材料の厚さに関するパラメータ値を構築材料プロファイルデータ260から読み出し、該パラメータ値を使用してオブジェクトモデルデータ240の適当なｚ軸スライスを構築することが可能である。同様に、図１Ａないし図１Ｃに示すプロセスを用いる場合、１つ以上の合体剤及び合体調整剤の量に関するパラメータ値を、選択された構築材料の構築材料プロファイルデータ260から読み出し、該パラメータ値をオブジェクトモデルデータ240からの１つ以上のｚ軸スライスと併用して、構築材料の１つ以上の層上への前記合体剤及び前記合体調整剤の堆積のための命令を生成することが可能である。一例では、構築材料プロファイルデータ260は、３次元オブジェクトを生成するよう積層造形システムを構成するために使用されるパラメータ値を提供することが可能であり、例えば、構築材料プロファイルデータ260は、とりわけ、（例えば、構築材料、合体剤、及び合体調整剤のうちの１つ以上の）動作温度、適用されるエネルギー量、融解能力（fusing power）、及び堆積速度のうちの１つ以上を設定するために使用されるパラメータ値を提供することが可能である。積層造形システムのかかる構成は、制御データ280により指示することが可能である。所与の積層造形システムは、制御データ280を受信して、オブジェクトを作成するよう該システムを自動的に設定するよう構成することが可能である。
【００２１】
図２の装置が、図１Ａないし図１Ｃに示すプロセスを指示するための制御データ280を生成するために使用される場合、選択された構築材料のための構築材料プロファイルデータ260は、合体調整剤と該選択された構築材料との相互作用に関する少なくとも１つのパラメータ値を含むことが可能であり、該合体調整剤は、３次元オブジェクトの作成時に該選択された構築材料の合体を調整するために使用されるものである。例えば、該パラメータ値は、単位体積の該選択された構築材料に使用すべき合体調整剤の量、該選択された構築材料に使用すべき合体調整剤の半径、合体調整剤の半径に付与すべき傾斜輪郭（gradient profile）、該選択された構築材料のための構築材料混合物で使用すべき未合体構築材料の量、該選択された構築材料の１つの層のための少なくとも合体調整剤の付与のための通過回数（a number of passes）、及び該選択された構築材料の１つの層の１つ以上の未合体領域に適用すべき温度のうちの１つ以上に関するものとすることが可能である。特定の場合には、該１つ以上のパラメータ値は、単位体積の該選択された構築材料に使用すべき（例えば、単位体積の各オブジェクト部分に使用すべき）合体剤の量と、単位体積の該選択された構築材料に使用すべき（例えば、単位体積の各オブジェクト部分に使用すべき）合体調整剤の量との両方を含むことが可能である。該１つ以上のパラメータ値はまた、積層造形システムの融解及び結晶化温度を設定するために使用することが可能である。かかる値は、様々な材料毎に異なり得るものである。
【００２２】
所与の構築材料における相変化をトリガするため（例えば、合体を可能にするため）に必要なエネルギーは材料によって異なるので、構築材料プロファイルデータ260を使用して積層造形システムの動作を設定することにより、オブジェクトの作成を成功させるべく制御データ280を介して適当なパラメータを自動的に設定することが可能となる。３次元オブジェクトはまた、１つ以上の所定のオブジェクト特性（例えば、設計上の特性、機械的特性、及び／又は表面特性のうちの１つ以上）を満たすよう作成することが可能である。例えば、合体調整剤と所与の構築材料との相互作用を測定し、該測定された相互作用を、１つ以上の所定のオブジェクト特性を満たす３次元オブジェクトを生成することになる選択された積層造形システムのための１つ以上の動作パラメータを決定するために使用することが可能である。例えば、所望の構築安定性及び／又は部品特性を確保することが可能となり、例えば、カール、反り、及び／又は不完全な層堆積を回避すること及び／又は許容可能なしきい値まで最小化することが可能となる。
【００２３】
特定の場合には、積層造形システムは、複数の動作モードを有することが可能である。この場合、所与の構築材料のための構築材料プロファイルデータは、特定の１つの動作モードのために選択された複数組のパラメータ値を含むことが可能である。例えば、複数の動作モードは、生成されるオブジェクトの美的外観（cosmetic appearance）、生成されるオブジェクトの寸法精度、及び積層造形システムのスループット（例えば、所与の時間内に作成することができるオブジェクトの個数）のうちの１つ以上を最適化するよう定義することが可能である。これらの場合、構築材料プロファイルデータは、美的外観、寸法精度、及びスループットに関してそれぞれ最適化された複数組のパラメータ値を含むことが可能である。１つの動作モードが（例えば、ユーザにより又は生成パラメータに基づき自動的に）選択された際に、該モードに適したパラメータ値を構築材料プロファイルデータから読み出して積層造形システムの設定に適用することが可能である。このため、積層造形システムは、所与の構築材料を使用して様々な方法でオブジェクトを作成することが可能であり、その各々の場合に、設定に必要なデータは構築材料プロファイルデータにより提供される。
【００２４】
一例によれば、構築材料は再利用することが可能である。例えば、図１Ｃにおける合体部分160の一部を形成しない構築材料170を収集して、後続の構築材料層を形成するために使用することが可能である。かかる場合、未使用の構築材料は、一定量の合体調整剤を含むことが可能であり、例えば、図１Ｂの部分150で示すような合体調整剤を以前に吸収した部分170を含むことが可能である。部分170はまた、構築材料のうち薬剤が堆積されていない複数の部分を含み、該薬剤は、合体剤でも合体調整剤でも良い。このため、合体し又は合体していない構築材料の複数の層（例えば、図１Ｃに示すような複数の層）を用いた３次元オブジェクトの作成に続いて、合体していない構築材料を除去して合体した構築材料のみを残すことが可能であり、該残された構築材料は３次元オブジェクトの形を有するものとなる。かかる場合、合体していない構築材料は、薬剤が一切堆積されていない構築材料及び合体調整剤が堆積されている構築材料のうちの１つ以上を含み得るものであり、後続のオブジェクトの作成で構築材料として再利用するために収集することが可能である。
【００２５】
例えば、合体していない構築材料を「純粋な」又は「新しい」構築材料と混合して構築材料混合物（build material mix）を形成することが可能である。この構築材料混合物は、後続のオブジェクトの作成で構築材料として使用することが可能である。かかる場合、結果的に得られる構築材料混合物は、様々な特性を有し得るものとなる。構築品質の劣化が存在しないことを確実にするために、コントローラ220は、使用済み構築材料に対する未使用の構築材料の比率（すなわち、構築材料混合物における「再利用」構築材料に対する「新しい」構築材料の比率）に基づいて後続の構築のための制御データ280を設定するよう構成することが可能である。例えば、構築材料プロファイルデータ260からのパラメータ値を、構築材料の再利用を説明するよう修正することが可能であり、例えば、再利用される構築材料の量に基づいて設定を構成することが可能である。このパラメータ値の修正に使用される関数は、コントローラ220に格納することが可能であり、及び／又は構築材料プロファイルデータ260において定義することが可能である。代替的に、構築材料混合物における再利用される構築材料の１つ以上の比率に関連する一組をなす１つ以上のパラメータ値を構築材料プロファイルデータ260内に提供することが可能である。特定の場合には、オブジェクトの後続の層で使用すべき少なくとも合体剤の量及び合体調整剤の量をフィードバック及び構築材料プロファイルデータ260に基づいて修正することが可能である。
【００２６】
図３は、図２のコントローラ220と共に使用することができる個々の構築材料プロファイルのファイルツリー300からの構築材料プロファイルデータ340の選択の一例を示している。該構築材料プロファイルデータ340は複数の個々のパラメータを含み、該パラメータは記憶装置270上に便宜上格納することが可能である。一例として、構築材料プロファイルデータ340に対応する構築材料は、「プラスチック」又は「金属」といった共通パラメータを共有する複数の構築材料プロファイル330のサブカテゴリ330から選択することが可能であり、該共通パラメータ自体は、構築材料プロファイル320のサブカテゴリから選択することが可能である。カテゴリ320は、例えば、構築材料のメーカーにより提供される構築材料のサブカテゴリとすることが可能であり、及び／又は該サブカテゴリ内の一組の構築材料にわたって一定であるパラメータ値に関連するものとすることが可能である。カテゴリ320は、それ自体が「構築材料プロファイル」310のサブカテゴリを含むことが可能なものである。
【００２７】
一例では、前記ファイルツリーは、サードパーティーのプロバイダによりリモートで更新し維持することが可能であり、又はローカルで（例えば、コントローラ220及び制御データ280を使用する積層造形システムのうちの１つ以上に対してローカルに）維持することが可能である。更なる例では、構築材料プロファイルデータの別個のカテゴリへのアクセスは、コンピュータファイルとしてリモートに及びローカルに提供することが可能であり、又は積層造形システムに組み込まれたメモリ内で提供することが可能である。特定の場合には、装置200は、積層造形システムの一部を形成することが可能であり、別の場合には、装置200は、別個に配設することが可能であり、例えば、コンピュータ装置内のプロダクションドライバ（production driver）により実施することが可能である。構築材料プロファイルは、図２に示す場合のようにコントローラ220により自動的に選択することが可能であり、又はユーザにより選択することが可能である。プロファイルデータ340がアクセスされると、コントローラ220は、更なるユーザによる介在を伴うことなく制御データ280の生成へと進む。
【００２８】
特定の例では、選択された構築材料のための構築材料プロファイルデータは、パラメータ値、とりわけ、以下のパラメータのうちの１つ以上を含む：１つ以上の層で使用すべき選択された構築材料の予熱温度、選択された構築材料の１つの層の単位面積当たりに供給すべき融解エネルギー（例えば、所与のエネルギー源の出力及び適用速度の組み合わせとして提供することが可能なもの）、選択された構築材料に必要とされる加熱時間、選択された構築材料のための層厚さ、選択された構築材料の１つの層のための分配速度（speed of distribution）。パラメータ値はまた、作成すべきオブジェクトの様々な領域（例えば、内側本体（inner body）及び外殻領域（outer shell region））について区別することが可能なハーフトーニングストラテジー（halftoning stratedy）に関するものとすることが可能である。
【００２９】
図４は、一例による積層造形システム400を単純化して示す斜視図である。該システム400は、図１Ａないし図１Ｃに示すプロセスを適用するために使用することが可能であり、図２の装置200により生成された制御データ280を受信するよう構成することが可能である。
【００３０】
該システム400は、積層造形システム400の作成動作を制御するシステムコントローラ410を含む。この例では、該システムコントローラ410は、制御データ415を受信するよう構成されている。これは、図２の制御データ280を含むことが可能である。代替的に、システムコントローラ410は、図２のコントローラ220を含むことが可能であり、この場合には、該システムコントローラ410は、インタフェイス210も含むことが可能であり、及びオブジェクトデータを受信するよう構成することが可能である。これは、例えば、積層造形システムがスタンドアロンシステムである場合のためのものとなり得る。
【００３１】
図４では、システムコントローラ410は、構築材料分配手段420、合体剤分配手段430、及び合体調整剤分配手段440のうちの１つ以上の動作を制御するよう構成される。適当な構築材料分配手段は、例えば、ワイパーブレード及びローラを含むことが可能である。１つ以上の更なる材料及び／又は薬剤分配手段を配設することも可能である。これらの分配手段の制御を介して、少なくとも１つ以上の構築材料と１つ以上の薬剤とを支持構造450上に又は以前に堆積された構築材料層上に堆積させることが可能である。図４に示す構築材料層460は、支持構造450よりも小さな面積を有しているが、これは例示の容易化のためであり、実施形態によっては、１つの層は、支持構造450の面積と等しい面積までの任意の面積を有することが可能である。図１Ｃの場合と同様に、３次元オブジェクトの以前に堆積された層は典型的には、未合体の構築材料の部分と合体済みの構築材料465の部分とを含む。合体済み及び未合体の構築材料の相対的な比率は、作成されるオブジェクトによって決まる。特定の場合には、任意の所与の層における未合体の構築材料の部分は（例えば、構築材料分配手段420により分配される）後続の構築材料層のための支持を提供する。例えば、作成中に、各層は、オブジェクトが所定の体積内に構築されるように、共通の領域を有することが可能である。作成の最後に、未合体の構築材料を（例えば、手作業で又は機械で）除去して、オブジェクトを形成する合体済みの構築材料の部分を暴露することが可能である。
【００３２】
例えば、合体剤分配手段430は、システムコントローラ410から命令を受信し、及び制御データ415に従って少なくとも１つの構築材料の１つの層の複数の部分に合体剤を選択的に分配するよう構成することが可能である。同様に、合体調整剤分配手段440は、システムコントローラ410から命令を受信し、及び制御データ415に従って少なくとも１つの構築材料の１つの層の複数の部分に合体調整剤を選択的に分配するよう構成することが可能である。構築材料分配手段420は、少なくとも１つの構築材料の第１の層を配設し、及び以前に配設された層上に少なくとも１つの構築材料の後続の複数の層を配設するよう構成することが可能である。上述のように、各層は、共通の領域及び既定の厚さを有することが可能である。このため、先の層と、該層上に堆積させることができる後続の構築材料の層とは、互いに同じ厚さ及び面積を有するものとなる。この厚さは、構築材料プロファイルで定義することが可能である。また、支持構造450上に堆積された層460にエネルギーを適用するエネルギー源470を配設することが可能である。該エネルギー源470は、一様なレベルのエネルギーを堆積された層460に適用することが可能であり、及び／又はアドレス可能（addressable）及び／又は方向付け可能（directable）なエネルギー源（レーザ等）から構成することが可能である。このため、合体剤及び合体調整剤は、制御データ415に従った３次元オブジェクトの作成時にエネルギー源470が少なくとも１つの構築材料の１つの層に適用される際に、構築材料の選択的な合体を提供する。
【００３３】
特定の場合には、少なくとも合体剤分配手段430及び合体調整剤分配手段440は、サーマルプリントヘッド又は圧電インクジェットプリントヘッド等のプリントヘッドを含むことが可能である。支持構造450及び分配手段420,440は、１つ以上の次元で動くよう構成することが可能である。このため、構築材料及び／又は合体剤・合体調整剤は、３次元でアドレス可能な位置に付与することが可能である。一実施形態では、構築材料分配手段420は、約90〜110ミクロンの範囲内の層厚さを有する構築材料層を提供するよう構成することが可能であり、この場合、合体剤分配手段及び合体調整剤分配手段は、約10ピコリットル／滴の小滴を提供するよう構成することが可能である。
【００３４】
特定の実施形態では、構築材料供給源は、支持構造450に隣接して配設することが可能である。この構築材料供給源は、一定量の構築材料を露出させるよう移動することが可能なものである。次いで、該一定量の構築材料を構築材料分配手段420によって支持構造450にわたって分配することが可能であり、例えば、該構築材料分配手段420がワイパーである場合には、該一定量の構築材料を支持構造450にわたって塗りつけて構築材料層を形成することが可能である。
【００３５】
特定の場合には、構築材料供給源は、該構築材料供給源により提供される構築材料の識別に使用するためのデータを格納する構成された記憶媒体を含むことが可能である。例えば、構築材料供給源は、構築材料識別子を格納した電子回路又はチップを含むことが可能である。この構築材料識別子は、１つ以上の有線及び無線送信を介して、図２のインタフェイス210及び図４のシステムコントローラ410のうちの１つ以上へ送信することが可能である。例えば、この場合には、選択データ250は、（例えば、送信された構築材料識別子により）構築材料供給源を介して利用できる構築材料を示すことが可能である。このようにして、コントローラ220,410は何れも、構築材料供給源において利用可能な構築材料に関する構築材料プロファイルデータを自動的に読み出すよう構成することが可能である。別の場合には、構築材料プロファイルデータを電子回路又はチップ上に直接格納して、積層造形システムにより読み出すことが可能である。
【００３６】
特定の場合には、構築材料プロファイルデータの１つ以上のパラメータは、所与の構築材料について、構築材料分配手段によって分配されるべき未合体の構築材料の比率の指示を含むことが可能である。例えば、所与の構築材料は、再利用される構築材料が30％以下である場合には、十分なオブジェクト特性を提供することが可能である。これは、合体調整剤による汚染が使用済み構築材料（例えば、図１の部分170に見られる材料）の化学特性を変化させるためである。かかる汚染は、30％を超える比率で合体を妨げるものとなり得る。このため、選択された構築材料についての構築材料プロファイルデータに従って生成される制御データ（図２に示す制御データ280等）は、「新しい」構築材料と混合されるリサイクルされた構築材料の量を制限することが可能である。
【００３７】
特定の場合には、構築材料は、再混合ステーション（remixing station）上で混合することが可能である。この場合、その混合は３次元オブジェクトの作成とは別個に行うことが可能である。例えば、混合ステーション（mixing station）は、システム400からの一定量の使用済みの又はリサイクルされた構築材料ならびに一定量の「新しい」又は未使用の構築材料にアクセスすることが可能である。次いで、該混合ステーションは、上述したような構築材料として使用するための所定の比率の構築材料混合物を生成するように、該使用済み構築材料及び新しい構築材料の選択的な供給を制御することが可能である。特定の場合には、該混合ステーションは、該構築材料混合物を供給するようにシステム400に接続することが可能であり、例えば、構築材料混合物を構築材料供給源を介して供給することが可能である。該構築材料供給源に関連付けられた記憶媒体（例えば、上述したような電子回路又はチップ）が、例えば、使用済みの構築材料と新しい構築材料との比率を示すデータ並びに構築材料識別子を含むことが可能である。この比率は、構築材料プロファイルから適当な構築材料パラメータ値を読み出し及び／又は調節するために使用することが可能である。
【００３８】
図５は、一例による３次元オブジェクトを作成するための制御データを生成するための方法500を示しており、該方法は、図４の例示的なシステムと相まって使用することが可能なものである。
【００３９】
ブロック510で、作成すべき３次元オブジェクトを表すオブジェクトデータが取得される。特定の場合には、該オブジェクトデータは、該オブジェクトの形状及び大きさといったオブジェクト設計に関する１つ以上のパラメータを含む。特定の場合には、該オブジェクトデータはまた、オブジェクトの１つ以上の特性（例えば、１つ以上の指定された材料特性）に関するオブジェクト特性データを含むことが可能である。
【００４０】
ブロック520で、オブジェクトの作成に使用されるべき構築材料が決定される。該構築材料は、自動的に決定することが可能であり、又はユーザにより決定することが可能である。特定の場合には、オブジェクトは、オブジェクトの複数の異なる部分のための別個の構築材料を含むことが可能である。該構築材料は、オブジェクトデータ内で指示することが可能であり、及び／又は図２に関して説明したような選択データにより指示することが可能である。
【００４１】
ブロック530で、ブロック520で決定された各構築材料毎に構築材料プロファイルデータが取得される。これは、とりわけ、図３に示すようなツリーからのプロファイルデータにアクセスすること、１つ以上の構築材料についての構築材料プロファイルを格納している１つ以上のファイルにアクセスすること、及び／又はローカル又はリモートデータベースから構築材料プロファイルデータを読み出すことを含むことが可能である。特定の場合には、ブロック530は、新しい構築材料について新しい構築材料プロファイルを生成する（例えば、新しい構築材料ファイルを供給し又は構築材料プロファイルデータを入力して新しい構築材料プロファイルを生成する）ことを含むことが可能である。特定の場合には、構築材料プロファイルデータは、積層造形システム（例えば、該システム内に取り外し可能な状態で取り付けられた１つ以上の構築材料容器）から読み出した１つ以上の構築材料識別子に基づいて記憶装置又は供給サービスから要求することが可能である。
【００４２】
ブロック530で取得された構築材料プロファイルデータは、所与の構築材料の特性によって決まり及び所定の構築特性（例えば、公称的な又は最小限の構造的な特性）を有する３次元オブジェクトを生成するよう構成された、１つ以上のパラメータ値を定義する。特定の場合には、少なくとも１つのパラメータ値は、合体調整剤と所与の構築材料との相互作用に関するものとなり、該合体調整剤は、図１Ａないし図１Ｃ及び図４に関して説明したように３次元オブジェクトを作成する際に該所与の構築材料の合体を調整するために使用されるものである。特定の場合には、該１つ以上のパラメータ値は、少なくとも、該所与の構築材料の単位体積について使用すべき合体剤の量と、該所与の構築材料の単位体積について使用すべき合体調整剤の量とを含む。
【００４３】
ブロック540で、積層造形システムの制御に使用するための制御データが、前記取得されたオブジェクトデータと前記取得された構築材料プロファイルデータとに従って生成される。これは、１つ以上の構築材料プロファイルファイルからのデータをオブジェクトファイルからのデータに適用して積層造形システムのための設定パラメータを決定することを含むことが可能である。このデータは、図２及び図４の一方又は両方で示したようなコントローラにより生成することが可能である。該制御データは更に、（例えば、オブジェクトデータで定義されているオブジェクトの寸法及び前記取得した構築材料プロファイルデータで定義されている１つ以上の構築材料の特性に従って）構築材料の所与の領域に使用すべき合体剤及び合体調整剤のパターンを定義するデータを含むことが可能である。該生成された制御データはまた、作成された３次元オブジェクトにおける一組の所望の特性を達成するための、構築材料の１つの層上のそれぞれの薬剤のタイミング及び量といった、パラメータ値を更に含むことが可能である。該制御データは、積層造形システムによる後続の（例えば、時間的に後の）使用に備えて格納することが可能であり、またはオブジェクトを作成するための積層造形システムに渡すことが可能である。
【００４４】
図６は、一例による３次元オブジェクトの生成方法600を示している。この方法は、図５の方法500により生成された制御データを使用する。該方法600は、図４のシステム400を使用して適用することが可能である。
【００４５】
図６の方法600は、ステージ605で開始する。特定の場合には、ステージ605は、図５のステージ550と同じであり、すなわち、方法600は、図５の続きを表すものとなる。別の場合には、方法600は、図５からの制御データを使用することが可能であるが、（例えば、格納され及び／又は受信された制御データに基づいて）時間的に後に適用することが可能である。
【００４６】
ブロック610で、構築材料の１つの層が形成される。ブロック620で、合体剤及び合体調整剤が、制御データに従って１つ以上の構築材料の複数の領域上に選択的に堆積される。ブロック630で、該層の該複数の領域にエネルギーが適用される。その結果として、構築材料のうち合体剤が堆積された部分で材料の合体が生じることになる。例えば、図１Ａないし図１Ｃに関して上述したように、該構築材料は、合体剤及び合体調整剤が堆積された部分に従って３次元オブジェクトの一部を形成するよう凝固することが可能である。本方法の様々な実例では、適用されるエネルギーは、赤外線源、可視光源、又は紫外線源とすることが可能である。図６において、ブロック610〜630は、合体済み及び／又は未合体の構築材料の層上に後続の層を繰り返し付与するために、破線で示すように繰り返すことが可能である。該方法は、オブジェクト又はその一部が形成されるまで繰り返すことが可能である。
【００４７】
特定の例では、先の層からの構築材料は、堆積された合体剤が存在しないこと及び／又は堆積された合体調整剤が存在することに起因して合体しないことが可能である。かかる場合には、図１Ｃの部分170のように、残留する構築材料内に一定量の合体調整剤が存在し得る。この残留する構築材料を（例えば、１つ以上の積層造形システムでの後続の形成行程で）再利用することが望ましい。既述のように、特定の場合に構築材料を再利用するには、オブジェクトの所望の構築品質を獲得するために、システムを較正し及び構築材料の組成に基づいて層のための制御データを最終的に生成する必要がある。例えば、再利用される構築材料を考慮して、図４に示すコントローラ440等のコントローラにより、単位体積当たりの合体剤及び合体調整剤の量に関するパラメータ値を調整する必要がある。これは、作製プロセス全体を通して構築品質を維持するという利点を有するものとなる。一例では、このプロセスを各作成サイクル毎に繰り返すことが可能である。
【００４８】
特定の例では、構築材料プロファイルデータの１つ以上のパラメータは、所与の構築材料について、構築材料混合物を形成するために新しい構築材料と混合する未合体の構築材料の比率の指示を含むことが可能である。この場合、前記方法600は、構築材料プロファイルに従って未合体の構築材料と新しい構築材料とを混合して混合材料混合物を形成し、該構築材料混合物の層を（例えば、構築材料の後続の層として）堆積させることを含むことが可能である。特定の場合では、この混合はオフラインで（例えば、任意の特定の形成行程とは別個に）行うことが可能である。
【００４９】
同様に、前記１つ以上のパラメータ値は、所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき合体調整剤の最大量を含むことが可能である。この場合、方法600は、所与の構築材料混合物における再利用構築材料の比率を決定すること、該再利用構築材料に付与された合体調整剤の量を決定すること、及び該再利用構築材料の比率に従って制御データで指示された所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき合体調整剤の量、該再利用構築材料に付与された合体調整剤の量、及び使用すべき合体調整剤の最大量を調節することを含むことが可能である。
【００５０】
本書で説明する特定の例は、インクジェットプリントヘッドを使用して粉末構築材料上に１つ以上の薬剤を堆積させ層毎構築手法を用いて３次元オブジェクトを形成する積層造形システムで使用することが可能である。この特定の積層造形システムは、一例として提示したものであるが、とりわけ、選択的レーザ焼結システム、ステレオリソグラフィシステム、インクジェットシステム、任意の３次元プリンティングシステム、インクジェット堆積システム、及びオブジェクト積層作成システムを含む他の積層造形システムに、上述した複数の例を適用することが可能である。
【００５１】
特定の例は、使用すべき１つ以上の構築材料に従って積層造形システムを設定し及び／又は予め設定することを可能にする構築材料特性を構築材料プロファイル内に格納する。この構築材料プロファイルは、１つ以上の利用可能な原材料を用いて３次元オブジェクトを正しく作成するために必要な一組のパラメータを記述したものである。該構築材料プロファイルは、構築材料の融点又は該構築材料の合体特性（coalescing properties）等のデータに関する値を含むことが可能である。本書では例示として特定の複数のパラメータについて説明したが、それらは、構築材料プロファイルの一部を形成し得るパラメータのあらゆる全てのリストを提供することを意図したものではない。このため、構築材料プロファイルの一部として格納されるパラメータ値は、採用される積層造形システムの仕様に応じて異なり得るものである。構築材料プロファイルを使用することにより、各構築材料毎に正しい及び／又は最適なパラメータ値を適用することが可能となる。
【００５２】
特定の場合には、オブジェクトデータ230及び／又はブロック510で取得されたオブジェクトデータの一部としてオブジェクト特性データを提供することが可能である。このオブジェクト特性データは、形成されるべき３次元オブジェクトのための１つ以上の所望のオブジェクト特性を定義することが可能なものである。特定の場合には、該オブジェクト特性データ180は、形成すべきオブジェクトの少なくとも一部のための所望の材料特性を含むことが可能である。オブジェクト特性データ180は、例えば、作成すべきオブジェクト全体について定義することが可能であり（例えば、グローバル特性データ）、又は作成すべきオブジェクトの一部又は複数の部分について定義することが可能である（例えば、ローカル特性データ）。該オブジェクト特性データ180はまた、オブジェクトの一部または複数の部分についての複数のオブジェクト特性を定義するために使用することが可能である。オブジェクト特性は、例えば、可撓性、弾性、剛性、表面粗さ、気孔率（porosity）、層間強度（inter-layer strength）、及び密度などを含むことが可能であり、及びオブジェクトの作成に使用される構築材料又は薬剤の種類に応じて決定することが可能なものである。このオブジェクト特性データが与えられると、コントローラ220又は410等のコントローラは、構築材料プロファイルデータ及びオブジェクトモデルデータを処理して、形成される３次元オブジェクトに指定されたオブジェクト特性をもたらすことが可能となる。例えば、該コントローラは、構築材料プロファイルデータからの特定のパラメータ値を修正し及び／又は選択するための関数を適用して、指定されたオブジェクト特性を実現することが可能である。
【００５３】
本書で説明する特定の例は、一組の（場合によっては全ての）イメージ処理パラメータ及び／又は作成パラメータを単一ファイル内に組み合わせることが可能である。この場合、イメージ処理パラメータは、ハーフトーン化パラメータに関するものとすることが可能である。場合によっては、材料プロファイルを（例えば、利用可能な構築材料に基づいて）積層造形システムにより自動的に選択することが可能である。別の場合には、ユーザが、特定の構築材料、構築材料の特定の量、及び／又は構築材料の再利用の所望の比率を選択することが可能であり、並びに対応する構築材料プロファイルデータに基づいて適当なパラメータ値を適用することが可能である。
【００５４】
本書で説明する特定の例によれば、一組の構築材料プロファイルは、積層造形システムのメーカー及び／又は構築材料のサプライヤにより供給することが可能である。新しい原材料の使用が望ましい場合には、ユーザは、本書で説明した装置及び方法で使用することが可能な特別な（custom）構築材料プロファイルにおける新たな一組のパラメータ値を生成することが可能である。構築材料プロファイルはまた、（例えば、一組の製造マシン間で所与のプロファイルを共有するため及び／又は特定の積層造形システム上で構成され検査されたカスタムプロファイルを共有するために）複数の積層造形システム間でやりとりすることが可能である。特定の場合には、構築材料プロファイルはまた、インターネット等のネットワークを介して通信することが可能である。
【００５５】
本書で説明した特定の方法及びシステムは、持続性記憶媒体から読み出されたプログラムコードを処理するプロセッサにより実施することが可能である。例えば、これを使用して少なくともコントローラ220又はコントローラ410を実施することが可能である。図７は、プロセッサ720に接続されたマシン読取可能記憶媒体740を含む装置の一例700を示している。該装置は、コンピュータ及び／又は積層造形装置から構成することが可能である。マシン読取可能記憶媒体740は、命令実行システムにより使用するための又は該命令実行システムに関連するプログラム及びデータを収容し、格納し、又は維持することができる任意の媒体とすることが可能である。マシン読取可能記憶媒体は、例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁気的、又は半導体の媒体といった多数の物理媒体のうちの任意のものから構成することが可能である。適当なマシン読取可能記憶媒体の一層特定的な例として、ハードディスクドライブ、RAM（random access memory）、ROM（read-only memory）、EPROM（erasable programmable read-only memory）、又はポータブルディスクが挙げられる（但し、これには限定されない）。図７の例では、マシン読取可能記憶媒体は、本書で説明した上記実例の場合のようにコントローラ750を実施するためのプログラムコードと、１つ以上の構築材料プロファイルデータ760を表すデータとを含む。別の例では、構築材料プロファイルデータ760は、（例えば、図２に関して説明したような）別個の記憶媒体に格納することが可能である。
【００５６】
同様に、コントローラは、実際には、単一のチップ若しくは集積回路又は複数のチップ又は集積回路により提供することが可能であり、随意選択的に、チップセット、ASIC（application-specific integrated circuit）、FPGA（field-programmable gate array）等として提供することが可能である、ということが理解されよう。これは、例えば、コントローラ又はその他の制御回路の全て又は一部に適用することが可能である。該単一のチップ又は複数のチップは、少なくとも上述した１つのデータプロセッサ又は複数のデータプロセッサを実施する回路（並びにおそらくはファームウェア）を含むことが可能であり、及び上記実例に従って動作するよう構成することが可能なものである。これに関し、本開示の実例は、少なくとも部分的に（持続性）メモリに格納され及びプロセッサにより実行することが可能なコンピュータプログラムコードにより、又はハードウェアにより、又は明白に（tangibly）格納されたコード及びハードウェア（及び明白に格納されたファームウェア）の組み合わせにより、実施することが可能である。
【００５７】
上記説明は、本開示の原理の実例を例示し説明するために提示したものである。この説明は、余すところのない説明を意図したものではなく、また、かかる原理を本開示の厳密な形態に限定することを意図したものでもない。上記教示に照らして多数の修正及び変更を実施することが可能である。
【００５８】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施形態を示す。
１．３次元オブジェクトの作成のための制御データを生成する装置であって、
作成すべき３次元オブジェクトについてのオブジェクトデータと、
該３次元オブジェクトの作成に使用すべき少なくとも１つの構築材料を指示する選択データと
を受け取るよう構成されたインタフェイスと、
該選択データにおいて指示された該少なくとも１つの構築材料について構築材料プロファイルデータにアクセスするよう構成されたコントローラと
を備えており、
所与の構築材料についての該構築材料プロファイルデータが、該所与の構築材料の特性によって決まる１つ以上のパラメータ値であって、所定の構築特性を有する３次元オブジェクトを生成するよう構成された該１つ以上のパラメータ値を定義するものであり、
少なくとも１つのパラメータ値が、合体調整剤と前記所与の構築材料との相互作用に関するものであり、該合体調整剤が、前記３次元オブジェクトの作成時に該所与の構築材料の合体を調整するために使用されるものであり、
前記コントローラが、前記アクセスした構築材料プロファイルデータを前記受け取ったオブジェクトデータに適用することにより３次元オブジェクトの作成のための制御データを生成するよう構成されている、
３次元オブジェクトの作成のための制御データを生成する装置。
２．前記少なくとも１つの構築材料が構築材料混合物を含み、該構築材料混合物が、所定の比率の以前に使用した未合体の構築材料と所定の比率の新しい構築材料とからなり、前記構築材料プロファイルデータが、該構築材料混合物を使用した３次元オブジェクトの作成のためのパラメータ値を指示し、該パラメータ値が、新しい構築材料のためのパラメータ値とは異なる、前項１に記載の装置。
３．前記１つ以上のパラメータ値が、前記所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき合体剤の量と、該所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき合体調整剤の量とを含む、前項１に記載の装置。
４．前記コントローラから前記制御データを受け取り及び該制御データに従って前記少なくとも１つの構築材料の１つの層の複数の部分に前記合体剤を選択的に分配するよう構成された第１の薬剤分配手段と、
前記コントローラから前記制御データを受け取り及び該制御データに従って前記少なくとも１つの構築材料の１つの層の複数の部分に前記合体調整剤を選択的に分配するよう構成された第２の薬剤分配手段と、
前記少なくとも１つの構築材料の第１の層を配設し及び先に配設された層上に該少なくとも１つの構築材料の後続の層を配設するよう構成された構築材料分配手段と
を備えており、
前記合体剤及び前記合体調整剤が、前記制御データに従った前記３次元オブジェクトの作成時に前記少なくとも１つの構築材料の１つの層にエネルギー源が適用された際に選択的な合体を提供する、
前項３に記載の装置。
５．前記構築材料分配手段による分配のための構築材料を供給するよう構成された構築材料供給源を備えており、
前記選択データが、該構築材料供給源により供給される構築材料を指示するものである、
前項４に記載の装置。
６．前記構築材料供給源が、前記構築材料の識別に使用するためのデータを格納するよう構成された記憶媒体に関連付けられており、
該記憶媒体に格納されるデータが、前記選択データの少なくとも一部を含む、
前項５に記載の装置。
７．前記１つ以上のパラメータ値が、所与の構築材料について、
該所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき合体調整剤の量、
該所与の構築材料に使用すべき該合体調整剤の半径、
該所与の構築材料のための構築材料混合物で使用すべき未合体の構築材料の量、
該所与の構築材料の１つの層のための少なくとも合体調整剤の分配のための通過回数、  該所与の構築材料の１つの層の１つ以上の未合体領域に適用すべき温度
のうちの１つ以上を含む、前項１に記載の装置。
８．前記１つ以上のパラメータ値が更に、所与の構築材料について、
１つ以上の層で使用すべき該所与の構築材料の予熱温度、
該所与の構築材料の１つの層の単位面積当たりに供給すべき融解エネルギー、
該所与の構築材料に必要とされる再加熱時間、
該所与の構築材料のための層厚さ、
該所与の構築材料の１つの層のための分配速度
のうちの１つ以上を含む、前項７に記載の装置。
９．３次元オブジェクトを作成するための制御データの生成方法であって、
作成すべき３次元オブジェクトのためのオブジェクトデータを取得し、
該３次元オブジェクトの作成に使用すべき構築材料を決定し、
該構築材料についての構築材料プロファイルを取得し、
該構築材料プロファイルを該オブジェクトデータに適用することにより該３次元オブジェクトを作成するための積層造形システムのための制御データを生成し、該制御データの生成が、
該積層造形システムの構成を決定すること、及び、
該積層造形システムの構成で使用するための一組のパラメータ値を前記構築材料プロファイルから取得することを含み、該パラメータ値が、所定の一組の構築特性を有する３次元オブジェクトを生成するよう構成されたものであり、
前記制御データが、前記構築材料の少なくとも１つの層上への合体調整剤の堆積を指示するために使用され、該合体調整剤が、前記３次元オブジェクトの作成時に前記構築材料の合体を調整するものである、
３次元オブジェクトを作成するための制御データの生成方法。
１０．前記構築材料が構築材料混合物からなり、該構築材料混合物が、所定の比率の先に使用された未合体の構築材料と、所定の比率の新しい構築材料とからなり、
前記積層造形システムの構成を決定することが、該構築材料混合物における該先に使用された未合体の構築材料の比率を決定することからなり、
前記構築材料プロファイルから一組のパラメータ値を取得することが、該構築材料混合物における該先に使用された未合体の構築材料の比率について構成された該構築材料プロファイルを使用して制御データを決定することを含む、
前項９に記載の方法。
１１．前記１つ以上のパラメータ値が、前記所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき合体剤の量と、該所与の構築材料の単位体積当たりに使用すべき前記合体調整剤の量とを少なくとも含む、前項９に記載の方法。
１２．前記構築材料の１つの層を堆積させ、
前記合体剤及び前記合体調整座のうちの１つ以上を前記制御データに従って前記１つの層上に選択的に堆積させ、
該１つの層にエネルギーを適用して該構築材料の複数の部分を合体させ及び凝固させて前記合体剤及び前記合体調整剤が堆積された部分に従って前記３次元オブジェクトの一部を形成する、
前項１１に記載の方法。
１３．前記構築材料が、所与の種類の構築材料からなり、前記一組のパラメータ値が、該所与の種類の構築材料の化学的特性及び物理的特性のうちの１つ以上を指示するものである、前項９に記載の方法。
１４．前記３次元オブジェクトの作成に使用するための構築材料を決定することが、
構築材料供給源に関連付けられた記憶媒体から構築材料識別子を読み出し、
該構築材料識別子を使用して前記構築材料プロファイルにアクセスする
ことを含む、前項９に記載の方法。
１５．積層造形システムであって、
支持構造上に構築材料の第１の層を配設し及び先に配設された層上に構築材料の後続の層を配設するよう構成された構築材料分配手段と、
該構築材料の１つ層の複数の部分に合体剤を選択的に分配するよう構成された第１の薬剤分配手段と、
該構築材料の１つ層の複数の部分に合体調整剤を選択的に分配するよう構成された第２の薬剤分配手段とを備えており、
少なくとも１つの構築材料の１つの層にエネルギー源が適用された際に該合体剤及び該合体調整剤が選択的な合体を提供し、及び、
前記構築材料について構築材料プロファイルにアクセスし、該アクセスした構築材料プロファイルを、作成すべき３次元オブジェクトのためのオブジェクトデータに適用することにより、前記積層造形システムのための制御データを生成する、コントローラを備えており、該構築材料プロファイルが１つ以上のパラメータ値を定義するものであり、該１つ以上のパラメータ値が、前記構築材料の特性によって決まるものであり及び所定の構築特性を有する３次元オブジェクトを作成するよう構成されたものである、
積層造形システム。
【図１Ａ】
2018134866.tif 000003
【図１Ｂ】
2018134866.tif 000004
【図１Ｃ】
2018134866.tif 000005
【図２】
2018134866.tif 000006
【図３】
2018134866.tif 000007
【図４】
2018134866.tif 000008
【図５】
2018134866.tif 000009
【図６】
2018134866.tif 000010
【図７】
2018134866.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月20日(2018.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元オブジェクトの作成のための制御データを生成する装置であって、
作成すべき３次元オブジェクトについてのオブジェクトデータと、
該３次元オブジェクトの作成に使用すべき少なくとも１つの構築材料を指示する選択データであって、該少なくとも１つの構築材料が構築材料混合物を含み、該構築材料混合物が、以前に使用された未合体の構築材料及び新しい構築材料を含む、選択データと
を受け取るよう構成されたインタフェイスと、
該選択データにおいて指示された該少なくとも１つの構築材料について構築材料プロファイルデータにアクセスするよう構成されたコントローラと
を備えており、
所与の構築材料についての該構築材料プロファイルデータが、該所与の構築材料の特性によって決まる１つ以上のパラメータ値であって、所定の構築特性を有する３次元オブジェクトを生成するよう構成された該１つ以上のパラメータ値を定義するものであり、
少なくとも１つのパラメータ値が、３次元オブジェクトの作成のために以前に使用された未合体の構築材料の前記構築材料混合物における比率に関するものであり、
前記コントローラが、前記アクセスした構築材料プロファイルデータを前記受け取ったオブジェクトデータに適用することにより３次元オブジェクトの作成のための制御データを生成するよう構成されている、
３次元オブジェクトの作成のための制御データを生成する装置。
【請求項２】
前記以前に使用された未合体の構築材料が、薬剤が堆積されていない構築材料及び合体調整剤が堆積された構築材料の一方又は両方を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記以前に使用された未合体の構築材料の量に基づいて設定を構成するように前記構築材料プロファイルデータからのパラメータ値が修正される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
使用すべき合体剤の量及び合体調整剤の量が修正される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記以前に使用された未合体の構築材料の前記比率が30％以下である、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記構築材料混合物が、３次元オブジェクトの作成とは無関係に再混合ステーションで混合される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
３次元オブジェクトを作成するための制御データの生成方法であって、
作成すべき３次元オブジェクトのためのオブジェクトデータを取得し、
該３次元オブジェクトの作成に使用すべき構築材料を決定し、該構築材料が、以前に使用された未合体の構築材料及び新しい構築材料を含む構築材料混合物を含み、
該構築材料についての構築材料プロファイルデータを取得し、
該構築材料プロファイルデータを該オブジェクトデータに適用することにより該３次元オブジェクトを作成するための積層造形システムのための制御データを生成し、該制御データの生成が、
該積層造形システムの構成を決定すること、及び、
該積層造形システムの構成で使用するための一組のパラメータ値を前記構築材料プロファイルデータから取得することを含み、該パラメータ値が、所定の一組の構築特性を有する３次元オブジェクトを生成するよう構成されたものであり、該一組のパラメータ値が、３次元オブジェクトの作成のために以前に使用された未合体の構築材料の前記構築材料混合物における比率に関する少なくとも1つのパラメータ値を含む、
３次元オブジェクトを作成するための制御データの生成方法。
【請求項８】
前記以前に使用された未合体の構築材料が、薬剤が堆積されていない構築材料及び合体調整剤が堆積された構築材料の一方又は両方を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記以前に使用された未合体の構築材料の量に基づいて設定を構成するように前記構築材料プロファイルデータからのパラメータ値が修正される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記構築材料混合物の単位体積当たりに使用すべき合体剤の量、及び前記構築材料混合物の単位体積当たりに使用すべき合体調整剤の量が少なくとも修正される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記以前に使用された未合体の構築材料の前記比率が30％以下である、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記構築材料混合物が、３次元オブジェクトの作成とは無関係に混合される、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
プロセッサにより実行可能な命令がエンコードされた非一時的なマシン読み取り可能記憶媒体であって、該命令がその実行時に、
作成すべき３次元オブジェクトのためのオブジェクトデータを取得し、
該３次元オブジェクトの作成に使用すべき構築材料を決定し、該構築材料が、以前に使用された未合体の構築材料及び新しい構築材料を含む構築材料混合物を含み、
該構築材料についての構築材料プロファイルデータを取得し、及び、
該構築材料プロファイルデータを該オブジェクトデータに適用することにより該３次元オブジェクトを作成するための積層造形システムのための制御データを生成する
ことをコンピュータに行わせるものであり、該制御データの生成が、
該積層造形システムの構成を決定すること、及び、
該積層造形システムの構成で使用するための一組のパラメータ値を前記構築材料プロファイルデータから取得することを含み、該パラメータ値が、所定の一組の構築特性を有する３次元オブジェクトを生成するよう構成されたものであり、該一組のパラメータ値が、３次元オブジェクトの作成のために以前に使用された未合体の構築材料の前記構築材料混合物における比率に関する少なくとも1つのパラメータ値を含む、
非一時的なマシン読み取り可能記憶媒体。
【請求項１４】
前記制御データを生成するための前記命令が、前記プロセッサによる実行時に、前記以前に使用された未合体の構築材料の量に基づいて設定を構成するように前記構築材料プロファイルデータからのパラメータ値を修正することをコンピュータに行わせる、請求項１３に記載の非一時的なマシン読み取り可能記憶媒体。
【請求項１５】
前記制御データを生成するための前記命令が、前記プロセッサによる実行時に、前記構築材料混合物の単位体積当たりに使用すべき合体剤の量、及び前記構築材料混合物の単位体積当たりに使用すべき合体調整剤の量を少なくとも修正することをコンピュータに行わせる、請求項１３に記載の非一時的なマシン読み取り可能記憶媒体。