(57)【要約】  三次元物体（１０２、１０４、１０６、１０８）を作成する方法およびシステム。１つの方法は、三次元物体内に識別構造（「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」ボクセル）を形成することを含む。三次元物体内の識別構造は、非侵襲的撮像装置を使用して検出することができる。
2007536106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元物体内に識別構造を形成するステップを含み、前記三次元物体内の前記識別構造が非侵襲的撮像装置を使用して検出されることを特徴とする、三次元物体を作成する方法。
【請求項２】
構造材料とコントラスト増強材料とを提供するステップをさらに含み、前記三次元物体が前記構造材料で構成され、前記識別構造が前記コントラスト増強材料で製造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】
形成するステップが、
前記構造材料の少なくとも１つの層を、第１の領域に繰り返して配置するステップと、
前記コントラスト増強材料と前記構造材料との少なくとも１つの層を前記第１の領域に配置するステップであって、前記コントラスト増強材料が指定領域に配置され、前記構造材料が第２の領域に配置され、前記第２の領域と前記指定領域とが前記第１の領域の異なる領域である、前記第１の領域に配置するステップと、
前記識別構造を、前記コントラスト増強材料の少なくとも１つの層から形成するステップと、
前記構造材料の少なくとも１つの層を前記第２の領域と前記指定領域とに配置するステップと、
前記三次元物体を形成するステップとを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記三次元物体内に複数の識別構造を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
構造材料とコントラスト増強材料とを提供するステップをさらに含み、前記三次元物体が前記コントラスト増強材料で構成され、前記識別構造が前記構造材料で製造されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記識別構造が、コントラスト増強材料で製造されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記識別構造がコントラスト増強材料で製造され、前記識別構造内に少なくとも１つのエアギャップを含み、前記コントラスト増強材料と前記エアギャップとの組み合わせが、文字、数字、記号、アイコン、紋章、ロゴ、サイン、バーコード、基準マーク、固有形状、パターン、およびこれらの組み合わせから選択された構造を画定することをさらに特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記非侵襲的撮像装置が、Ｘ線装置、磁気撮像装置、コンピューター断層写真（ＣＡＴ）走査装置、超音波装置、およびコンピュータ断層装置から選択された装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記コントラスト増強材料が、ナノ粒子、微粒子、着色剤、およびこれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記識別構造が、文字、数字、記号、アイコン、紋章、ロゴ、サイン、バーコード、基準マーク、固有形状、パターン、およびこれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記識別構造が間隙であり、前記間隙が、文字、数字、記号、アイコン、紋章、ロゴ、サイン、バーコード、基準マーク、固有形状、パターンおよびこれらの組み合わせから選択された前記識別構造を画定することをさらに特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法によって作成されたことを特徴とする三次元物体。
【請求項１３】
前記三次元物体が骨置換であることを特徴とする請求項１２に記載の三次元物体。
【請求項１４】
前記三次元物体がセキュリティ装置であることを特徴とする請求項１３に記載の三次元物体。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法によって作成されたことを特徴とする三次元物体。
【請求項１６】
構造材料とコントラスト増強材料とを含む定量吐出システム１６と、
層形成システム１４であって、
非侵襲的撮像装置を使用して検出することができる識別構造を形成し、
前記識別構造が中に配置される三次元物体を形成するように作動可能な層形成システム１４とを含むことを特徴とする三次元物体を作成するシステム１０。
【請求項１７】
前記識別構造が、前記コントラスト増強材料で製造されることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記識別構造が間隙であることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記識別構造が、文字、数字、記号、アイコン、紋章、ロゴ、サイン、バーコード、基準マーク、固有形状、パターンおよびこれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
三次元物体内に配置された識別構造を有する前記三次元物体を提供するステップと、
非侵襲的撮像装置を使用して前記三次元物体内の前記識別構造を観察するステップとを含むことを特徴とする三次元物体を識別する方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
固体自由形式製造（ＳＦＦ）または積層製造（ＬＭ）は、あらかじめ形成された工具（金型または鋳型）を使用せずに、任意の複雑な形状の物体を一層ずつまたは一箇所ずつ作成する製造技術である。この過程は、所望の物体の形状を表わすコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ファイルを作成することから始まる。ＳＦＦ技術によって、ＣＡＤイメージデータから三次元物体への直接変換が可能になる。ＳＦＦ技術は、ＣＡＤデータベースの検証、設計実現性の評価、部分的機能の試験、美しさの評価、設計人間工学の確認、工具および備品設計の支援、概念モデルおよび販売／マーケティングツールの作成、インベストメント鋳造用パターンの作成、製作時の技術変更の削減または削除、少生産工程の実現などの用途に使用されてもよい。
【０００２】
固体自由形式製造のいくつかの主要形態は、液体噴射プロセスを必要とする。そのような技術は、１つの層の所定の領域を１箇所ずつ形成するために、構造組成物を追加または付着させる必要がある。また、同時に付着させることができる多数の箇所を使用して所定の領域が形成されてもよい（例えば、インクジェット技術）。これらの所定の領域は、共に、ＣＡＤ配列によって、定義された三次元物体の薄片を構成する。次に、１つの層がその隣りの層に付けられるという所定の順序で、連続する層が付着されて、一体的な三次元の、多層物体が形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
簡単に説明すると、この開示の実施形態は、三次元物体を作成する方法およびシステムを含む。例示的な１つの方法は、特に、三次元物体内に識別構造を形成することを含み、三次元物体内の識別構造は、非侵襲的撮像装置を使用して検出されてもよい。
【０００４】
三次元物体を作成するシステムも提供される。例示的な１つの方法は、特に、構造材料及びコントラスト増強材料を含む定量吐出システムと、層形成システムとを含む。層形成システムは、識別構造を形成するように作動し、この場合は、識別構造はコントラスト増強材料で製造され、非侵襲的撮像装置を使用して識別構造を検出することができ、また三次元物体を形成するように動作し、この場合は、識別構造は三次元構造物内に配置される。
【０００５】
添付図面を参照してこの開示の多数の態様がよりよく理解され得る。図面内の構成要素は必ずしも一律の縮尺ではない。さらに、図面において、いくつかの図を通じて類似の参照数字は対応する部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
識別構造、及び識別構造を作成するためのシステムおよび方法が提供される。この開示の実施形態は、三次元物体及びその製造に関し、三次元物体内および／またはその表面に１つまたは複数の識別構造が配置される。詳細には、識別構造を含む三次元物体は、固体自由形式製造（ＳＦＦ）システムおよび方法を使用して作成され得る。用語「三次元物体」は、ＳＦＦシステムで使用するに適した程度に、一定の体積および形状を維持できるような十分な剛性の物体を指す。用語「識別構造」は、非侵襲的透過撮像装置または探査装置を使って識別され得る構造を指す。さらに、識別構造は、非侵襲的透過装置を使用して検出され得る三次元物体に関する情報（例えば、識別情報、定量的情報、定性的情報）を提供するように製作される。三次元物体と識別構造とに関するさらなる詳細は、後でさらに詳しく説明する。
【０００７】
一般に、識別構造は、三次元物体内および／またはその表面に配置され、三次元物体および／または三次元物体が配置された対象（例えば、動物や人間など）への侵襲的作用および／または有害作用なしに、他の方法では伝達、決定または検出することが難しいかまたは不可能な情報を提供する。例えば、識別構造が中に配置された骨置換を製造することができる。例えば、非侵襲性のＸ線技術を使用して識別構造を検出することができる。例えば、識別構造は、Ｘ線で読み取られ骨置換の特徴（例えば、作成日、製造者など）を識別するために使用されるバーコードおよび／または文字、数字、記号などを表わす。追加または代替として、識別構造は、侵襲的手術なしに骨置換を検査するのに役立つ可能性のある寸法、向き、および／またはアラインメントの特徴を含むことができる。現在は、骨識別情報は、侵襲的手術を使用してアクセスされる。
【０００８】
いくつかの実施形態において、識別構造は三次元物体内に配置される。三次元物体内に識別構造を入れることによって、識別構造を構成する材料は、三次元物体の外側にある物質（例えば、体液や組織など）と適合性がなくてもよくなり、それにより、識別構造に収容された情報が有害環境から保護され、かつ／または三次元物体の外側にある物質が識別構造から保護される。
【０００９】
別の実施形態において、識別構造は、キーカードなどのセキュリティ装置内に入れられる。例えば、識別構造は、非侵襲的透過装置または検出装置によって識別することができる磁性材料で作成される。例えば、識別構造が他のキーカードから識別されるように、識別構造が設計（例えば、形成）されてもよい。
【００１０】
三次元構造物としては、骨置換（例えば、関節置換術）、歯科組織（例えば、デンタルキャップ）、被験者の体内に入れられる医療機器の一部分、セキュリティ物品（例えば、セキュリティーキーまたはカード内、クレジットカード内、あるいはいくつかの他のセキュリティ装置に入れられる）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１１】
識別構造には、コード（例えば、バーコード）を規定する１つまたは複数の構造、署名または識別マーク（例えば、製造者、作成日、部品識別、基準マーク、固有形状、およびパターンを識別する言葉、文字、記号）を規定する１つまたは複数の構造、三次元物体のその物体自体または別の物体に対する向きを規定する１つまたは複数の構造、三次元物体のその物体自体または別の物体に対するアラインメント特徴を規定する１つまたは複数の構造、三次元物体のその物体自体または別の物体に対する次元関係（例えば、ｘ軸、ｙ軸、および／またはｚ軸における距離）を規定する１つまたは複数の構造、三次元物体内の構成（濃淡）を規定する１つまたは複数の構造、三次元構造物に埋め込んだ後で非侵襲的透過撮像装置を使って識別することができる１つまたは複数の光学的構造、異なる材料で作成され、同一または異なる非侵襲的透過撮像装置を使って識別される（例えば、互いに隣り合っているかあるいはある構造が別の構造に埋め込まれた）１つまたは複数の構造、三次元物体に関する情報または三次元物体と別の物体間との関係を識別しまたは別の方法で示す記号、アイコン、紋章、ロゴ、サインなどを規定する１つまたは複数の構造、およびこれらの組み合わせなどの、三次元物体に関する情報を提供する１つまたは複数の構造があるが、これらに限定されない。
【００１２】
識別構造は、領域内に分配され、非侵襲的透過撮像装置によって観察可能な１つまたは複数のコントラスト増強材料で作成された構造を含むことができる。さらに、識別構造は、構造内に間隙または空洞を有する構造を含み、間隙または空洞（例えば、エアギャップ）は、前述のような情報を伝達する１つまたは複数の構造を規定する。１つの実施形態において、コントラスト増強材料および／または構造材料とエアギャップとの間のコントラストは、非侵襲的透過撮像装置によって観察することができる。最初に、実質的に分解させることができる材料（例えば、高分子化合物）で間隙が充填され、それにより間隙が形成される。別の実施形態において、非侵襲的透過撮像装置を使用して対照材料と対比して観察することができる別のコントラスト増強試薬や他の材料（例えば、構造材料）で間隙が充填されてもよい。
【００１３】
識別構造は、一次元でも多次元でもよい。例えば、識別構造の寸法（例えば、厚さ、長さ、幅）は、数ナノメートルから数マイクロメートルでよく、これは、撮像技術／装置の解像度および三次元物体のサイズによって限定される。さらに、識別構造の寸法は、使用されるコントラスト増強材料、識別構造の周囲の材料、非侵襲的透過撮像装置、識別構造を作成するために使用される技術、および識別構造を使用して伝える情報に、少なくともある程度依存する。
【００１４】
図１は、コンピュータ制御システム１２と層形成システム１４とを含む代表的なＳＦＦシステム１０のブロック図を示す。層形成システム１４は、定量吐出システム１６と硬化システム１８とを含むが、これに限定されない。硬化システム１８は、従来の硬化システム（例えば、紫外線または可視光硬化システム）を含むことができる。コンピュータ制御システム１２は、定量吐出システム１６と硬化システム１８とを制御するように作動するプロセス制御システムを含む。さらに、コンピュータ制御システム１２は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムや他のＳＳＦ  ＣＡＤ関連システムを含むが、これらに限定されない。
【００１５】
定量吐出システム１６は、三次元物体を形成する構造材料またはその前駆成分を供給する従来のインクジェット技術、従来のコーティング技術、および未来のインクジェット／コーティング技術を含むが、これらに限定されない。さらに、定量吐出システムは、識別構造を形成するために、画定された部分にコントラスト増強材料または前駆成分を分配するように構成されている。構造材料またはその前駆成分、ならびにコントラスト増強材料または前駆成分が、同じか又は異なる定量吐出ヘッドから順に、又は同時に分配されてもよいことに注意されたい。
【００１６】
ドロップオンデマンド型や連続フロー型のインクジェット技術などのインクジェット技術を使用して、構造プラットフォームとその上に形成された材料層との上に、それぞれの構造材料、コントラスト増強材料または前駆成分を分配することができる。定量吐出システム１６は、複数のインクジェット印刷ヘッドディスペンサの１つまたは複数を通して、それぞれの構造材料、コントラスト増強材料または前駆成分を分配する（例えば、噴射する）ように作動する、少なくとも１つの従来のインクジェット印刷ヘッド（例えば、サーマルインクジェット印刷ヘッドや圧電性インクジェット印刷ヘッド）を含むことができる。代替として、それぞれの構造材料、コントラスト増強材料または前駆成分は、構造材料の１つまたは複数の層上に、他の自動化された技術または手動の技術を使用して分配されてもよい。
【００１７】
構造材料としては、構造材料、開始剤、着色剤（例えば、染料、顔料、インク）、分散剤などの当該技術分野で知られている１つまたは複数の構成要素が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１８】
さらに、定量吐出システム１６は、コントラスト増強材料を含むことができる。コントラスト増強材料としては、Ｘ線装置、磁気撮像装置、コンピュータ断層写真（ＣＡＴ）走査装置、超音波装置、およびコンピュータ断層装置などの非侵襲的透過装置を使って検出可能な材料が挙げられるが、これに限定されない。
【００１９】
コントラスト増強材料としては、金属含有化合物、金属および／または金属複合物の微粒子および／またはナノ粒子、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。詳細には、コントラスト増強材料としては、ビスマス、銀、鉛、鉄（鉄鋼材）、およびこれらの組み合わせなどの金属含有化合物が挙げられるが、これらに限定はされない。さらに、コントラスト増強材料としては、金属（例えば、銀、鉛および／またはビスマスのナノ粒子）と、金属複合物および／または金属酸化物との微粒子および／またはナノ粒子が挙げられる。微粒子および／またはナノ粒子は、分配中に定量吐出システムが詰まることがない範囲での直径を有することに注意されたい。１つの実施形態において、粒径は、オリフィスサイズの約１０〜２０％である。別の実施形態において、粒径は、滴径の約１５〜２０％である。例えば、液滴体積が５ピコリットルの場合、滴径は約１５〜２０マイクロメートルである。これは、粒径がその寸法の１５〜２０％であることを示唆する。考慮すべき別の因子は、固体の負荷であり、これは、サーマルインクジェットでは約５％未満、圧電性インクジェット液滴含有率では約１５％未満である。さらに、微粒子および／またはナノ粒子は溶液中に浮遊する。
【００２０】
さらに、コントラスト増強材料としては、着色剤（例えば、カーボンブラック）が挙げられるが、これに限定されない。着色剤としては、光学染料および顔料ならびにこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２１】
別の実施形態において、コントラスト増強材料としては、Ｘ線造影剤や磁気共鳴造影剤などの造影剤が挙げられる。Ｘ線造影剤は、Ｘ線のコントラストを変更する（例えば、Ｘ線の減衰量を増減させる）ために使用される。陽性Ｘ線造影剤は、Ｘ線の減衰量を高め、ヨード造影剤とバリウム造影剤とが挙げられるが、これらに限定されない。ヨード造影剤としては、不水溶性ヨード媒体（例えば、プロピリオドン化合物）、油性造影剤（例えば、油と混合したリピオドール化合物とヨードフェニルウンデシリック化合物）、および水溶性ヨード媒体（例えば、モノ／ポリヨードピリドン化合物およびトリヨード標識ベンゼン環式化合物（単量体／二量体））が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２２】
磁気共鳴造影剤としては、陽性造影剤と陰性造影剤とが挙げられる。磁気共鳴陽性造影剤としては、ガドリニウム（Ｇｄ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）を含む小分子量化合物、超常磁性造影剤、およびペルフルオロ造影剤が挙げられる。例えば、この媒体としては、ガドペンテト酸メグルミン化合物、ガドジアミド、ガドベルセトアミド、クエン酸第二鉄アンモニウム、ガドキセト酸、ジフェニルチクロヘキシルホスホジエステル、マンガン置換水酸燐灰石ＰＥＧ−ＡＰＤなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
磁気共鳴陰性造影剤としては、スプロジアミド、鉄酸化物、カルボキシル基デキストラン被覆酸化鉄ナノ粒子、ポリ結晶酸化鉄微粒子／ナノ粒子、臭化ペルフルオロオクチル、バリウム懸濁液、および粘土鉱物粒子などが挙げられるが、これらに限定されない。１つの実施形態において、粒径は、約３００ナノメートルより小さい。さらに他の化合物は、http://www.amershamhealth.com/medcyclopaediaで見ることができる。
【００２４】
別の実施形態において、コントラスト増強材料は、三次元物体を作成するために使用される構造材料、結合材料および／または他の構成要素の一部分でもよいし、これらを組み合わせでも良い。
【００２５】
別の実施形態において、２つの異なるコントラスト増強材料を使用することができ、その場合、同じかまたは異なる非侵襲的透過撮像装置を使用してこれら２つのコントラスト増強材料を観察することができる。２つの異なるコントラスト増強材料を使用して、１つまたは複数の識別構造（例えば、互いに隣り合わせかまたは埋め込まれて）を作成することができる。例えば、ある識別構造を別の識別構造に埋め込むことができ、その場合、各識別構造は、その各々が異なる非侵襲的透過撮像装置を使用して観察できる異なるコントラスト増強材料で作成される。
【００２６】
また、指定領域のコントラスト増強材料の密度即ち濃度は、定量吐出システムが指定領域の上を通過する回数によって制御できることに注意されたい（例えば、指定領域の上の通過回数を多くすると指定領域の濃度が高くなる）。また、これは、平坦化通過を実行せずに行うことができ、複数回の通過を実行して濃度が高まることになることに注意されたい。
【００２７】
ＳＦＦシステム１０は、支持体（例えば、製造中に三次元物体の一領域を支持するために使用される構造）上の繰り返し積層されるプロセスにおいて、識別構造を中に配置した三次元物体を製造すなわち構築するために使用されるプロセスに組み込むことができる。定量吐出システム１６からの出力を制御するためにコンピュータ制御システム１２が選択的に調整されることが可能であり、これは、相互プロセスの各層の各要素の厚さとパターンを制御する。三次元物体の層に関する更なる詳細は後述する。
【００２８】
ＳＦＦシステム１０は、層が形成された後で平坦化装置を使用して三次元物体の１つまたは複数の層の高さを標準化する平坦化システムを含むことができる。平坦化装置（例えば、加熱式または非加熱式）は、材料層の高さを所定の高さまたは厚さに標準化する。平坦化装置の例としては、層が形成された後で各層の上を通過する予熱された回転式平坦化装置が挙げられる。詳細には、予熱された円筒状ローラ（平坦化装置）が、各層の上を正確に通過し、層の構造材料および／またはコントラスト増強材料の一部分を局部的に溶融させる。それが回転するときに、構造材料および／またはコントラスト増強材料の一部が平坦化装置の表面に付着し、それにより層が所望の厚さに適合するように標準化される。平坦化装置から余分な構造材料および／またはコントラスト増強材料を剥がし、すなわち削り取るために、ブレードなどの拭き取り装置、すなわちかき取り装置を使用することができる。
【００２９】
層を平らにした後で層が硬化されてもよいことに注意されたい。一般に、層は、全体露光または走査露光によって硬化させることができる。層と層との付着を強化するために、製造工程の間に各層を部分的にだけ硬化させることが有用なことがある。物体を、製造工具から取り出した後でライトボックスに入れることによって十分な硬化を達成することができる。さらに、硬化プロセスは、層が構造プラットフォーム上に配置された後で実行されてもよい（例えば、フラッド露光や走査露光）。さらに、硬化プロセスは、構造材料および／またはコントラスト増強材料を、その材料が分配されているときに、走査露光することによって、実質的に同時期の方法で実行されてもよい。
【００３０】
図２は、ＳＦＦシステム１０を使用して、その中に配置された識別構造を有する三次元物体を形成する代表的な方法２０を説明するフローチャートである。ブロック２２で、コントラスト増強材料が提供される。前述のように、定量吐出システム１６は、コントラスト増強材料ならびに構造材料を保持する１つまたは複数の容器を含む。
【００３１】
ブロック２４で、コントラスト増強材料が、識別構造の寸法によって画定された指定領域に層ごとのやり方で配置され、この一方で構造材料は、三次元物体を部分的に形成する残りの領域に配置される。コンピュータ制御システム１２は、層形成システム１４と協力して、コントラスト増強材料の分配を制御する。コントラスト増強材料と構造材料の各層とが配置されるとき、各層が平坦化される。代替として、複数の層が形成された後で平坦化が行われてもよい。
【００３２】
ブロック２６で、コントラスト増強材料の複数の層が識別構造を形成する。次に、ブロック２８に示したように、その中に配置された識別構造を有する三次元物体の残りの部分を形成するために、構造材料の追加の層が配置される。
【００３３】
図３は、その上に配置された３つの識別構造を有する三次元物体１００の代表的な断面を示す。三次元物体１００を形成する前に、層形成システム１４は、三次元物体１００を複数の断面層に分割する。各層は、さらに、シェルボクセル（「Ｓ」）（例えば、外側層および／または三次元物体の内部に配置された別の層）と、内部ボクセル（「Ｉ」）と、識別構造ボクセル（「Ａ」ボクセル、「Ｂ」ボクセル、および「Ｃ」ボクセル）とに分割することができる。
【００３４】
一般に、シェルボクセルと内部ボクセルとは同じ材料で作成される。しかしながら、シェルボクセルと内部ボクセルとは、同じかまたは異なる材料で作成されてもよい。図３に示したように、シェルボクセルと内部ボクセルとの違いは、各ボクセルの位置である。シェルボクセルは、ボクセルと外気との間、ならびに層と支持体との間でのｘ、ｙおよびｚ方向の遷移における特定の距離内の領域として規定される。換言すると、シェルボクセルは、三次元物体１００の外側部分を表わす。識別構造ボクセルは、三次元物体のｘ方向、ｙ方向および／またはｚ方向における個別領域を含む一方で、内部ボクセルは、三次元物体１００の残りの内側領域を含む。識別構造層は、「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」によって表わされた識別構造を形成する。
【００３５】
図４Ａは、図３に示した三次元物体１００のベース層の断面Ａ−Ａの断面を示す。ベース層１０２は、構造プラットフォーム上に形成され、シェルボクセルと内部ボクセルとを含む。いくつかの実施形態において、ベース層１０２は、形成される三次元物体によって画定されるような様々な幾何学的な断面を有する複数の層を含むことができる。
【００３６】
図４Ｂは、その上に形成された第１の層１０４を有するベース層１０２の断面を示す。第１の層１０２は、シェルボクセル、内部ボクセルおよび識別構造ボクセル「Ａ」を含む。この識別構造ボクセルはｘ平面に形成されているが、識別構造ボクセルは、ｙ平面および／またはｚ平面に形成されてもよい。
【００３７】
図４Ｃは、ベース層１０２と第１の層１０４との断面を示し、この場合、第２の層１０６が第１の層１０４の上に形成されている。第２の層１０６は、シェルボクセル、内部ボクセル、および第２の識別構造ボクセル「Ａ」を含む。図３に示した識別構造を形成するために、識別可能ボクセルの２つの層だけが分配されているが、識別構造を形成するために追加の識別可能ボクセルが分配されてもよい。
【００３８】
図４Ｄは、ベース層１０２、第１の層１０４および第２の層１０６の断面を示し、ここで、第３の層１０８が第２の層１０６上に形成されている。第３の層１０８は、シェルボクセルと内部ボクセルとを含む。いくつかの実施形態において、第３の層１０８は、最終的に三次元物体１００を形成する複数の層を含むことができる。
【００３９】
図５Ａは、図３に示した三次元物体１００のベース層の断面Ｂ−Ｂによる断面を示す。ベース層１１２が、構造プラットフォーム上に形成され、シェルボクセルと内部ボクセルとを含む。いくつかの実施形態において、ベース層１１２は、形成される三次元物体によって画定される様々な幾何学的な断面を有する複数の層を含むことができる。
【００４０】
図５Ｂは、その上に形成された第１の層１１４を有するベース層１１２の断面を示す。第１の層１１２は、シェルボクセル、内部ボクセルおよび識別構造ボクセル「Ｂ」を含む。この識別構造ボクセルはｙ平面に形成されているが、識別構造ボクセルは、ｘ平面および／またはｚ平面に形成されてもよい。
【００４１】
図５Ｃは、ベース層１１２と第１の層１１４との断面を示し、この場合、第２の層１１６が第１の層１１４の上に形成されている。第２の層１１６は、シェルボクセル、内部ボクセルおよび第２の識別構造ボクセル「Ｂ」を含む。
【００４２】
図５Ｄは、ベース層１１２、第１の層１１４および第２の層１１６の断面を示し、この場合、第３の層１１８が第２の層１１６の上に形成されている。第３の層１１８は、シェルボクセルと内部ボクセルとを含む。いくつかの実施形態において、第３の層１１８は、最終的に三次元物体１００を形成する複数の層を含むことができる。
【００４３】
図６Ａは、図３に示した三次元物体１００のベース層の断面Ｃ−Ｃの断面を示す。ベース層１２２は、構造プラットフォーム上に形成され、シェルボクセルと内部ボクセルとを含む。いくつかの実施形態において、ベース層１２２は、形成される三次元物体によって画定される様々な幾何学的な断面を有する複数の層を含むことができる。
【００４４】
図６Ｂは、その上に形成された第１の層１２４を有するベース層１２２の断面を示す。第１の層１２２は、シェルボクセル、内部ボクセル、識別構造ボクセル「Ｂ」および識別構造ボクセル「Ｃ」を含む。識別構造ボクセル「Ｂ」はｙ平面に形成されているが、識別構造ボクセルは、ｘ平面および／またはｚ平面に形成されてもよい。識別構造ボクセル「Ｃ」はｘ平面に形成されているが、識別構造ボクセルは、ｙ平面および／またはｚ平面に形成されてもよい。
【００４５】
図６Ｃは、ベース層１２２と第１の層１２４との断面を示し、この場合、第２の層１２６が第１の層１２４の上に形成されている。第２の層１２６は、シェルボクセル、内部ボクセル、第２の識別構造ボクセル「Ｂ」および第２の識別構造ボクセル「Ｃ」を含む。
【００４６】
図６Ｄは、ベース層１２２、第１の層１２４および第２の層１２６の断面を示し、この場合、第３の層１２８が第２の層１２６の上に形成されている。第３の層１２８は、シェルボクセル、内部ボクセルおよび第３の識別構造ボクセル「Ｃ」を含む。
【００４７】
図６Ｅは、ベース層１２２、第１の層１２４、第２の層１２６および第３の層１２８の断面を示し、この場合、第４の層１３２が第３の層１２８の上に形成されている。第４の層１３２は、シェルボクセル、内部ボクセルおよび第４の識別構造ボクセル「Ｃ」を含む。
【００４８】
図６Ｆは、ベース層１２２、第１の層１２４、第２の層１２６、第３の層１２８および第４の層１３２の断面を示し、この場合、第５の層１３４が第４の層１３２の上に形成されている。第５の層１３４は、シェルボクセルと内部ボクセルとを含む。いくつかの実施形態において、第５の層１３４は、最終的に三次元物体１００を形成する複数の層を含むことができる。
【００４９】
以上の実施形態に対して多くの変形および改良を行うことができる。そのような改良と変形はここではすべて、この開示の範囲に含まれ、添付の特許請求の範囲によって保護されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】固体自由形式製造（ＳＦＦ）システムの実施形態を示す。
【図２】図１のＳＦＦシステムを使用して、その中に配置された識別構造を有する三次元物体を形成する方法の実施形態の代表的なフローチャートである。
【図３】図１のＳＦＦシステムの実施形態を使用して製造された３つの識別構造を含む三次元構造物の代表的な実施形態の平面図である。
【図４Ａ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＡ−Ａ断面による代表的な図の側面図である。
【図４Ｂ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＡ−Ａ断面による代表的な図の側面図である。
【図４Ｃ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＡ−Ａ断面による代表的な図の側面図である。
【図４Ｄ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＡ−Ａ断面による代表的な図の側面図である。
【図５Ａ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＢ−Ｂ断面による代表的な図の側面図である。
【図５Ｂ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＢ−Ｂ断面による代表的な図の側面図である。
【図５Ｃ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＢ−Ｂ断面による代表的な図の側面図である。
【図５Ｄ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＢ−Ｂ断面による代表的な図の側面図である。
【図６Ａ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＣ−Ｃ断面による代表的な図の側面図である。
【図６Ｂ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＣ−Ｃ断面による代表的な図の側面図である。
【図６Ｃ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＣ−Ｃ断面による代表的な図の側面図である。
【図６Ｄ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＣ−Ｃ断面による代表的な図の側面図である。
【図６Ｅ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＣ−Ｃ断面による代表的な図の側面図である。
【図６Ｆ】図３の三次元物体内の識別構造の１つを形成する方法の実施形態のＣ−Ｃ断面による代表的な図の側面図である。
【図１】
2007536106.tif 000003
【図２】
2007536106.tif 000004
【図３】
2007536106.tif 000005
【図４Ａ】
2007536106.tif 000006
【図４Ｂ】
2007536106.tif 000007
【図４Ｃ】
2007536106.tif 000008
【図４Ｄ】
2007536106.tif 000009
【図５Ａ】
2007536106.tif 000010
【図５Ｂ】
2007536106.tif 000011
【図５Ｃ】
2007536106.tif 000012
【図５Ｄ】
2007536106.tif 000013
【図６Ａ】
2007536106.tif 000014
【図６Ｂ】
2007536106.tif 000015
【図６Ｃ】
2007536106.tif 000016
【図６Ｄ】
2007536106.tif 000017
【図６Ｅ】
2007536106.tif 000018
【図６Ｆ】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年12月7日(2006.12.7)
【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】
三次元物体内に識別構造を形成するステップを含み、前記三次元物体内の前記識別構造が非侵襲的撮像装置を使用して検出されることを特徴とする、三次元物体を作成する方法。
【請求項２】
構造材料とコントラスト増強材料とを提供するステップをさらに含み、前記三次元物体が前記構造材料で構成され、前記識別構造が前記コントラスト増強材料で製造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】
形成するステップが、
前記構造材料の少なくとも１つの層を、第１の領域に繰り返して配置するステップと、
前記コントラスト増強材料と前記構造材料との少なくとも１つの層を前記第１の領域に配置するステップであって、前記コントラスト増強材料が指定領域に配置され、前記構造材料が第２の領域に配置され、前記第２の領域と前記指定領域とが前記第１の領域の異なる領域である、前記第１の領域に配置するステップと、
前記識別構造を、前記コントラスト増強材料の少なくとも１つの層から形成するステップと、
前記構造材料の少なくとも１つの層を前記第２の領域と前記指定領域とに配置するステップと、
前記三次元物体を形成するステップとを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記三次元物体内に複数の識別構造を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
構造材料とコントラスト増強材料とを提供するステップをさらに含み、前記三次元物体が前記コントラスト増強材料で構成され、前記識別構造が前記構造材料で製造されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記識別構造が、コントラスト増強材料で製造されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
構造材料とコントラスト増強材料とを含む定量吐出システムと、
層形成システムであって、
非侵襲的撮像装置を使用して検出することができる識別構造を形成し、
前記識別構造が中に配置される三次元物体を形成するように作動可能な層形成システムとを含むことを特徴とする三次元物体を作成するシステム。
【請求項８】
前記識別構造が、前記コントラスト増強材料で製造されることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記識別構造が間隙であることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記識別構造が、文字、数字、記号、アイコン、紋章、ロゴ、サイン、バーコード、基準マーク、固有形状、パターンおよびこれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【国際調査報告】
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2007536106.tif 000021
2007536106.tif 000022
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