(57)【要約】      （修正有）【課題】液体形成材料の利用効率を上げることのできる３Ｄプリンティング方法の提供。【解決手段】タンク１７０、プラットフォーム１６０、注入モジュール１３０、警告モジュール、硬化モジュール１４０、および制御モジュールを含む３Ｄプリンティングシステム１００に適した３Ｄプリンティング方法であって、制御モジュールは、硬化モジュール、注入モジュール、および警告モジュールに電気接続される。３Ｄプリンティング方法は、３Ｄオブジェクトに対応する液体形成材料の必要量Ｖrequireを分析することと；タンク内の液体形成材料の安全量Ｖsafetyを取得することと；必要量Ｖrequireと安全量Ｖsafetyを比較することとを含む。制御モジュールは、安全量が必要量よりも少ない時に注入または警告モジュールに応答信号を提供する。注入モジュールは、応答信号を受信して、タンクに液体形成材料を注入する。【選択図】図１
2019107873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク、プラットフォーム、注入モジュール、警告モジュール、硬化モジュール、および制御モジュールを含む３Ｄプリンティングシステムに適した３Ｄプリンティング方法であって、前記制御モジュールが、前記硬化モジュール、前記注入モジュール、および前記警告モジュールに電気接続され、前記注入モジュールが、前記制御モジュールによって制御され、前記タンクに液体形成材料を注入し、前記硬化モジュールが、前記制御モジュールによって制御され、前記プラットフォームに前記液体形成材料の層を順番に硬化して積み重ねることにより、３Ｄオブジェクトをプリンティングし、前記３Ｄプリンティング方法が、
前記３Ｄオブジェクトを分析して、前記３Ｄオブジェクトに対応する前記液体形成材料の必要量Ｖrequireを取得することと、
前記タンク内の前記液体形成材料の安全量Ｖsafetyを取得することと、
前記必要量と前記安全量を前記制御モジュールで比較して、前記注入モジュールまたは前記警告モジュールに応答信号を提供し、前記注入モジュールが、前記応答信号を受信して、前記タンクに前記液体形成材料を注入し、前記警告モジュールが、前記応答信号を受信して、前記タンクに前記液体形成材料を注入するようユーザーに知らせることと、
を含む３Ｄプリンティング方法。
【請求項２】
前記３Ｄプリンティングシステムが、さらに、前記制御モジュールに電気接続された検査モジュールを含み、前記３Ｄプリンティング方法が、さらに、
３Ｄプリンティングプロセス中に前記制御モジュールで前記検査モジュールを駆動して、前記タンク内の前記液体形成材料を検査することにより、前記タンク内の前記液体形成材料の現在の残量Ｖresidualを取得することと、
前記現在の残量Ｖresidualと前記安全量Ｖsafetyを比較して、前記制御モジュールにより前記注入モジュールまたは前記警告モジュールに前記応答信号を提供することと、
を含む請求項１に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項３】
Ｖresidual＜Ｖsafetyの時、前記注入モジュールが、前記応答信号に基づいて、注入量Ｖmの前記液体形成材料を前記タンクに提供し、あるいは前記警告モジュールが、前記注入量Ｖmの警告を提供して、前記ユーザーに知らせ、Ｖm＝Ｖrequire＋［Ｖsafety−Ｖresidual］であり、
Ｖresidual＞Ｖsafetyの時、前記注入モジュールが、前記応答信号に基づいて、前記注入量Ｖmの前記液体形成材料を前記タンクに提供し、あるいは前記警告モジュールが、前記注入量Ｖmの警告を提供して、前記ユーザーに知らせ、Ｖm＝Ｖrequire−Ｖresidualであり、
Ｖresidual＝Ｖsafetyの時、前記注入モジュールが、前記応答信号に基づいて、前記注入量Ｖmの前記液体形成材料を前記タンクに提供し、あるいは前記警告モジュールが、注入量Ｖmの警告を提供して、前記ユーザーに知らせ、Ｖm＝Ｖrequireである請求項２に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項４】
前記安全量Ｖsafetyが、前記タンク内の前記液体形成材料を再充填して３Ｄプリンティングを行うのに必要な最小量である請求項２に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項５】
前記タンク内の前記安全量Ｖsafetyの前記液体形成材料の空気に接触する面積がＲであり、前記タンク内の前記液体形成材料の高さがＨであり、Ｖsafety＝Ｒ×Ｈであり、前記面積Ｒを有する前記液体形成材料が、前記タンクの内底面を完全に覆い、前記高さＨが、前記液体形成材料が前記タンクの前記内底面を完全に覆うのに必要な最小の高さである請求項４に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項６】
Ｒ／Ｈ≦０．００４％である請求項５に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項７】
前記３Ｄオブジェクトを分析して、複数の形成層｛Ａn｝に分解し、｛Ａn｝＝Ａ1、Ａ2、Ａ3、…、Ａnであり、ｎが、正の整数であることと、
前記形成層Ａnに対応する前記液体形成材料の単層容積Ｖnを分析および取得し、前記注入量Ｖmが、前記単層容積Ｖnよりも大きいか、それに等しいことと、
をさらに含む請求項３に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項８】
前記注入量Ｖmが、前記単層容積Ｖnの正の整数倍である請求項７に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項９】
前記制御モジュールが、前記硬化モジュールを駆動して、前記注入量Ｖmの前記液体形成材料に一回の硬化プロセスを行い、前記プラットフォームに単一の形成層を形成する請求項３に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項１０】
前記制御モジュールが、前記硬化モジュールを駆動して、前記注入量Ｖmの前記液体形成材料に複数の硬化プロセスを行い、前記プラットフォームに複数の形成層を形成する請求項３に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項１１】
前記タンクの内底面が円形輪郭を表し、前記円形輪郭の直径が３００ｍｍよりも大きいか、それに等しい請求項１に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項１２】
前記注入量Ｖmの前記液体形成材料を硬化した後、前記制御モジュールが、前記検査モジュールを駆動して、前記タンク内の前記液体形成材料を検査し、前記タンク内の別の現在の残量Ｖresidual'を取得し、
前記制御モジュールが、前記別の現在の残量Ｖresidual'と前記安全量Ｖsafetyを再度比較して、次の３Ｄプリンティングプロセスに必要な前記注入量Ｖmを決定する請求項３に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項１３】
前記検査モジュールが、前記タンク内の前記液体形成材料の液位と変化を検査する超音波モジュールである請求項２に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項１４】
前記検査モジュールが、前記タンク内の前記液体形成材料の液位と変化を検査する赤外光モジュールである請求項２に記載の３Ｄプリンティング方法。
【請求項１５】
前記検査モジュールが、前記タンク内の前記液体形成材料の液位と変化を検査するコンデンサモジュールである請求項２に記載の３Ｄプリンティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄプリンティング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、３Ｄプリンタ（three-dimensional printer）は、様々な分野で幅広く応用されており、様々な３Ｄ印刷技術が次々と開発され、なんでも印刷できる時代になった。大部分の３Ｄプリンティングシステムには液体形成材料として光硬化樹脂（photopolymer）が採用される。例えば、光硬化樹脂は、光造形法（stereolithography apparatus, SLA）、デジタル光処理（digital light processing, DLP）技術、および継続液体界面製造（continuous liquid interface production, CLIP）等の技術において、プリンティング材料として採用される。しかしながら、光硬化樹脂はコストが高いため、光硬化樹脂の使用は、ユーザーの懸念になっている。プリンティングプロセス中に提供される材料が最終的に硬化に必要な材料よりも多い場合、コストが無駄になる。また、光硬化樹脂は、環境要因に影響されやすいため、時間が経つにつれて次第に硬化し、使用不可能になる。
【０００３】
そのため、３Ｄプリンティングの主な消耗材料として光硬化樹脂を使用する場合には、使用量を精密に制御して、供給量および収率の安定性を最適化し、コストを下げる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の１つまたはいくつかの例示的実施形態は、液体形成材料の利用効率を上げ、タンク内の液体形成材料が再充填するのに十分であることを確保することのできる３Ｄプリンティング方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリンティング方法は、３Ｄプリンティングシステムに適している。システムは、タンクと、プラットフォームと、注入モジュールと、警告モジュールと、硬化モジュールと、制御モジュールとを含む。制御モジュールは、硬化モジュール、注入モジュール、および警告モジュールに電気接続される。注入モジュールは、制御モジュールによって制御され、タンクに液体形成材料を注入する。硬化モジュールは、制御モジュールによって制御され、プラットフォーム上の液体形成材料の層を順番に硬化して積み重ねることにより、３Ｄオブジェクトをプリントする。３Ｄプリンティング方法は、３Ｄオブジェクトを分析して、３Ｄオブジェクトに対応する液体形成材料の必要量Ｖrequireを取得することと；タンク内の液体形成材料の安全量Ｖsafetyを取得することと；制御モジュールにより必要量Ｖrequireと安全量Ｖsafetyとを比較して、注入モジュールまたは警告モジュールに応答信号を提供することとを含む。注入モジュールは、応答信号を受信して、タンクに液体形成材料を注入し、警告モジュールは、応答信号を受信して、タンクに液体形成材料を注入するようユーザーに知らせる。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように、本発明の１つの実施形態に係る３Ｄプリンティング方法は、３Ｄオブジェクトに対応する液体形成材料の必要量Ｖrequireを取得し、検査モジュールを使用してタンク内の液体形成材料を検査することによって、現在の残量Ｖsafetyを取得する。必要量Ｖrequireと残量Ｖsafetyを比較した後、それに基づいて、注入モジュールを駆動して液体形成材料をタンクに注入する回数および注入量を決定する。そのため、適量の液体形成材料が注入され、例えば、劣化を防止することができる。一方、必要に応じた液体形成材料の注入量は、３Ｄオブジェクトのレイヤリング結果に基づいて変更されるため、タンク内の液体形成材料を３Ｄプリンティングプロセスの進行とともにリアルタイムで制御することができる。そのため、液体形成材料の利用効率が上がり、コストが減少し、３Ｄオブジェクトの品質も考慮される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】３Ｄプリンティングシステムを示す部分的概略図である。
【図２】３Ｄプリンティングシステムのいくつかの構成要素間の電気接続を示した概略図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、それぞれ３Ｄプリンティング方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、３Ｄプリンティングシステムを示す部分的概略図である。図２は、３Ｄプリンティングシステムのいくつかの構成要素間の電気接続を示した概略図である。ここで、直角座標系（Cartesian coordinates system）Ｘ−Ｙ−Ｚを提供して、構成要素をより簡単に説明する。図１および図２を参照すると、本実施形態において、光造形法（ＳＬＡ）等の３Ｄプリンティングシステム１００は、制御モジュール１１０と、駆動モジュール１２０と、注入モジュール１３０と、硬化モジュール１４０と、検査モジュール１５０と、プラットフォーム１６０と、タンク１７０と、ベース１８０と、警告モジュール１９０とを含む。図１に示すように、駆動モジュール１２０は、ベース１８０の上に配置されたガントリー移動型ステージ（gantry movable stage）を含む。プラットフォーム１６０は、ガントリー移動型ステージに配置され、且つそれによって駆動されて、Ｘ−Ｚ平面に移動する。また、駆動モジュール１２０は、さらに、ベース１８０内に配置された回転メカニズムを含む。タンク１７０は、回転メカニズムの上に配置され、Ｚ軸を回転軸として用いることにより回転可能になる。駆動モジュール１２０の詳細については、周知の移動メカニズムから知ることができるため、ここでは説明を省略する。ここで、駆動モジュール１２０は、制御モジュール１１０に電気接続され、且つそれによって制御されて、駆動する。
【０００９】
注入モジュール１３０は、ベース１８０の上に配置され、タンク１７０に液体形成材料を注入する。硬化モジュール１４０は、ベース１８０の中に配置され、タンク１７０の下方に設置される。そのため、プラットフォーム１６０を駆動して、タンク１７０内の液体形成材料に浸漬した時、硬化モジュール１４０は、（例えば、透明材料で作られる）タンク１７０の底部を介して硬化光（例えば、紫外光）を提供し、液体形成材料を硬化してプラットフォーム１６０に形成層を形成する。プラットフォーム１６０が駆動されて次第に正のＺ軸方向に向かって移動するにつれ、複数の形成層が層毎に形成され、積み重ねられる。最終的に、プラットフォーム１６０に３Ｄオブジェクトがプリントされる。ここで、３Ｄプリンティングシステム１００において３Ｄオブジェクトおよび対応する構成要素を形成する方法は、ＳＬＡ技術において既に教示されているため、ここでは説明を省略する。ここで、注入モジュール１３０および硬化モジュール１４０は、それぞれ制御モジュール１１０に電気接続されて、プリンティングを行う。
【００１０】
本実施形態において、タンク１７０の内底面は、比較的大きい。具体的には、本実施形態のタンク１７０の内底面は、円形輪郭を表し、タンク１７０の外径は、３００ｍｍ以上である。そのため、プラットフォーム１６０の３Ｄオブジェクトの投影面積が比較的小さい場合、大部分の面積のおける液体形成材料は、硬化モジュール１４０によって硬化されない。そのため、過剰量の液体形成材料が提供されると、液体形成材料の使用率が比較的低くなり、液体形成材料が無駄になる可能性がある。また、液体形成材料は、極端に長い間外部に露出すると、劣化する可能性がある。液体形成材料の使用を効率よく制御し、３Ｄプリンティングプロセス中に過剰量の液体形成材料が注入されることによって液体形成材料が劣化するのを防ぐため、本実施形態は特定の方法を実施して制御を行い、それにより、液体形成材料の使用効率を向上させる。
【００１１】
図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ３Ｄプリンティング方法のフローチャートである。
【００１２】
図３（ａ）を参照すると、ステップＴ１００において、３Ｄオブジェクトのモデル情報を分析し、３Ｄオブジェクトに対応する液体形成材料の必要量（Ｖrequire）を取得する。同時に、タンク１７０内の液体形成材料の安全量（Ｖsafety）も取得する。そして、ステップＴ１１０において、制御モジュール１１０は、必要量（Ｖrequire）と安全量（Ｖsafety）を比較して、対応する信号を生成する。必要量（Ｖrequire）が安全量（Ｖsafety）よりも多いか、それに等しい時、ステップＴ１２０において、制御モジュール１１０は、注入モジュール１３０または警告モジュール１９０に応答信号を提供する。したがって、注入モジュール１３０は、応答信号に基づいて、タンク１７０に液体形成材料を注入することができ、あるいは、警告モジュール１９０は、ユーザーに警告し、それにより、タンク１７０に液体形成材料を提供するようユーザーに知らせることができる。必要量（Ｖrequire）が安全量（Ｖsafety）よりも少ない時、ステップＴ１３０において、制御モジュール１１０は、注入モジュール１３０または警告モジュール１９０に応答信号を提供する。したがって、注入モジュール１３０は、タンク１７０に液体形成材料を提供することができ、あるいは、警告モジュール１９０は、警告を送信し、それにより、タンク１７０に液体形成材料を提供するようユーザーに知らせることができる。さらに詳しく説明すると、対応するステップＴ１２０とステップＴ１３０の相違点は、必要量（Ｖrequire）が安全量（Ｖsafety）よりも多い時に、どの方法を採用するかに関わらず、タンク１７０に提供される液体形成材料の注入量（Ｖm）は、注入量（Ｖm）≦必要量（Ｖrequire）の関係を示すことである。それに比べ、必要量（Ｖrequire）が安全量（Ｖsafety）よりも少ない時は、材料をどのように注入するかに関わらず、タンク１７０に提供される液体形成材料の注入量（Ｖm）は、注入量（Ｖm）＞必要量（Ｖrequire）の関係を示し、フローがステップＴ１００に戻って、タンク１７０内の液体形成材料が注入後に安全量（Ｖsafety）を満たすことを確保する。
【００１３】
詳しく説明すると、図１および図２と合わせて図３（ｂ）を参照すると、本実施形態の３Ｄプリンティング方法では、ステップＳ１００において、３Ｄオブジェクトを分析して、液体形成材料の対応する必要量（Ｖrequire）を取得する。つまり、ステップＳ１００において、３Ｄオブジェクトの体積を分析して、その体積を必要な液体形成材料の容積に変換する。また、液体形成材料の材料特性および使用環境等の関連条件を考慮して、硬化されていない液体形成材料と硬化された液体形成材料の間の変換率を取得する必要がある。その後、外部の処理モジュール２００によって層分析を行った後、３Ｄオブジェクトのモデルパラメータを３Ｄプリンティングシステム１００の制御モジュール１１０にロードすることができる。あるいは、制御モジュール１１０のプロセッサ１１２で直接分析を行ってもよい。本発明は、これに限定する意図はない。
【００１４】
そして、ステップＳ１１０および図１を参照すると、本実施形態において、検査モジュール１５０をベース１８０に、且つタンク１７０の上方に配置する。また、検査モジュール１５０は、制御モジュール１１０に電気接続され、タンク１７０内の液体形成材料を検査した後に受信した関連情報を制御モジュール１１０に送信する。ここで、検査モジュール１５０は、例えば、超音波モジュールである。検査モジュール１５０は、タンク１７０の上方に配置され、タンク１７０の検査領域１７２（すなわち、プラットフォーム１６０で覆われていないタンク１７０の領域）に対応し、タンク１７０内の液体形成材料の液位と変化を検査する。ここに図示していない他の実施形態において、検査モジュールは、同様に、タンク１７０内の液体形成材料を検査して、液体形成材料の液位と変化を検証することのできる赤外線モジュールまたはコンデンサモジュールであってもよい。
【００１５】
ここで、ステップＳ１１０において、制御モジュール１１０は、検査モジュール１５０を駆動して、タンク１７０内の液体形成材料を検査することにより、液体形成材料の現在の残量（Ｖresidual）を取得し、それにより、現在の残量（Ｖresidual）に関する情報を制御モジュール１１０に送信して、後続の比較プロセスを行う。
【００１６】
しかしながら、後続のプリンティングプロセスの円滑な実施を確保するため、本実施形態の３Ｄプリンティング方法は、さらに、ステップＳ１２０を含む。詳しく説明すると、制御モジュール１１０のプロセッサ１１２は、現在の残量（Ｖresidual）と所定の安全量（Ｖsafety）を比較して、現在の残量（Ｖresidual）が安全量（Ｖsafety）よりも多いか、少ないか、またはそれに等しいかを判断する。ここで、タンク１７０内の安全量（Ｖsafety）において液体形成材料が空気に接触する面積はＲであり、タンク１７０内の液体形成材料の高さはＨであり、安全量（Ｖsafety）は、下記の式：安全量（Ｖsafety）＝Ｒ×Ｈで表される。さらに詳しく説明すると、安全量（Ｖsafety）の液体形成材料はタンク１７０の内底面１７４を完全に覆ってもよく、高さＨは液体形成材料がタンク１７０の内底面１７４を完全に覆うのに必要な最小の高さである。
【００１７】
つまり、安全量（Ｖsafety）は、タンク１７０が回転、またはプラットフォーム１６０がタンク１７０を出入りして、液体形成材料に乱れや波が生じた時にタンク１７０の内底面１７４を完全に覆うことのできるタンク１７０内の液体形成材料の量を示す。また、本実施形態のタンク１７０は、実質的に大きな面積を有するため、注入された液体形成材料の量を精密に制御する必要がある。そのため、本実施形態の安全量（Ｖsafety）は、Ｒ／Ｈ≦０．００４％であってもよい。例えば、内底面１７４が円形輪郭を示し、その直径が３００ｍｍである時、必要な高さＨは、３ｍｍ（すなわち、３ｍｍ／π＊１５０ｍｍ２〜０．００４％）であってもよい。ここで、高さＨは、液体形成材料が迅速に再充填され、タンク１７０全体の内底面１７４に渡って分布されることを確保できるように設定される。つまり、安全量（Ｖsafety）は、タンク１７０内の液体形成材料を再充填して３Ｄプリンティングを行うのに必要な最小量である。
【００１８】
そのため、タンク１７０のどこで３Ｄプリンティングが行われても、液体形成材料は、３Ｄプリンティングを円滑に実施することができる。また、液体形成材料は、通常、粘度が高い（すなわち、流動性が低い）ため、液体形成材料において乱れや波が生じた時に、液体形成材料の液面が水平レベル（すなわち、本実施形態のＸ−Ｙ平面）まで戻るのに時間がかかる。そのため、タンク１７０内の液体形成材料の安全量（Ｖsafety）を設定することによって、液体形成材料が再充填されるまでの待機時間を減らすことができる。つまり、タンク１７０内の液体形成材料の容積が既に安全量（Ｖsafety）よりも多いか、それに等しい時、液体形成材料が水平レベルに戻るまで待つ必要がない。そのため、製造時間が増加しない。
【００１９】
したがって、ステップＳ１３０に示すように、タンク１７０内の液体形成材料の容積が液体形成材料の安全量（Ｖsafety）よりも少ないことを検査モジュール１５０が発見した時、制御モジュール１１０は、注入モジュールを駆動して、タンク１７０内の液体形成材料の容積が安全量（Ｖsafety）よりも多いか、それに等しくなるまで、タンク１７０に液体形成材料を注入することができる。そして、ステップＳ１４０を実行する。あるいは、タンク１７０内の液体形成材料の容積がバッファ量（Ｖbuffer）よりも多いか、それに等しい条件を既に満たしている場合、直接ステップＳ１４０を実行する。
【００２０】
本実施形態のステップＳ１４０において、制御モジュール１１０は、さらに、検査により得られた現在の残量（Ｖresidual）と分析により得られた必要量（Ｖrequire）とを比較して、液体形成材料をタンク１７０に注入する回数（ｍ）および注入量を決定する。注入量は、｛Ｖｍ｝＝Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖｍで表され、ｍ≧０およびｍは整数であり、Ｖm≦Ｖrequireである。つまり、（Ｖresidual）＜（Ｖsafety）の時、注入量は（Ｖm）＝（Ｖrequire）＋［（Ｖsafety）−（Ｖresidual）］で表され、（Ｖresidual）＞（Ｖsafety）の時、注入量は（Ｖm）＝（Ｖrequire）−（Ｖresidual）で表され、（Ｖresidual）＝（Ｖsafety）の時、注入量は（Ｖm）＝（Ｖrequire）で表される。
【００２１】
そして、ステップＳ１５０において、制御モジュール１１０により注入モジュール１３０を駆動して、注入量（Ｖm）の液体形成材料をタンク１７０に注入した後、制御モジュール１１０は、硬化モジュール１４０を駆動して、注入量（Ｖm）の液体形成材料を硬化し、プラットフォーム１６０上に形成層を形成する。つまり、本実施形態では、本実施形態の３Ｄプリンティング方法で液体形成材料を制御して、硬化前にのみ注入する。そのため、タンク１７０内の液体形成材料の滞留時間を効果的に減らして、液体形成材料を新鮮に保ち（すなわち、劣化を回避し）、それにより、３Ｄオブジェクトのプリンティング品質を向上させることができる。また、液体形成材料の利用効率を上げ、液体形成材料の使用量を減らすことができる。
【００２２】
そして、ステップＳ１６０において、制御モジュール１１０は、ステップＳ１５０において３Ｄオブジェクトのプリンティングが完了したかどうかを判断する。もし完了していた場合、本実施形態の３Ｄプリンティングプロセスを終了する。もし完了していない場合、ステップＳ１１０を再度実行する。詳しく説明すると、制御モジュール１１０は、検査モジュール１５０を制御して、タンク１７０内の液体形成材料を検査し、ステップＳ１５０において注入と硬化を行った後に液体形成材料がどのように変化したかを検証することにより、別の現在の残量（Ｖresidual'）を得ることができる。そして、ステップＳ１２０およびＳ１５０を再度実行する。詳しく説明すると、３Ｄオブジェクトが完全にプリンティングされるまで、別の現在の残量（Ｖresidual'）と安全量（Ｖsafety）を比較して、次の３Ｄプリンティングプロセスに必要な注入量（Ｖm）を決定する。
【００２３】
本実施形態において、液体形成材料の必要量（Ｖrequire）および安全量（Ｖsafety）は、それぞれ液体形成材料の材料特性および使用環境に基づいて決定することができる。例えば、必要量（Ｖrequire）が安全量（Ｖsafety）と等しい時、または（Ｖresidual）＝（Ｖsafety）の時、タンク１７０に注入する必要のある液体形成材料の注入量（Ｖm）は、必要量（Ｖrequire）である。しかしながら、タンク１７０内の液体形成材料の蒸発速度も考慮すると、タンク１７０に注入する実際の量は、必要量（Ｖrequire）に調整値（Ｖa）を足した量であるべきである。調整値（Ｖa）は、環境要因または液体形成材料の材料特性に基づいて注入モジュール１３０に提供される変動値、または警告モジュール１９０を介してユーザーに通知する提案値である。調整値（Ｖa）は、３Ｄプリンティングシステムの環境および液体形成材料の特性に基づいて正確に調整することができる。しかしながら、調整値（Ｖa）は、タンク１７０内の液体形成材料が再充填可能であることを前提として決定される。
【００２４】
図３（ｃ）を参照すると、本実施形態のステップＳ１００における分析は、さらに、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２を含む。ステップＳ１０１において、３Ｄオブジェクトに対して層（薄切り）分析を行い、３Ｄオブジェクトを複数の形成層｛Ａn｝に分解する。｛Ａn｝＝Ａ1、Ａ2、Ａ3、…、Ａnであり、ｎは、正の整数である。そして、ステップＳ１０２において、複数の形成層｛Ａn｝をそれぞれ分析して、液体形成材料に対応する必要な単層容積（Ｖn）を取得する。つまり、単層容積（Ｖn）は、実質的に、単一の形成層（Ａn）の体積から変換することにより得られる。
【００２５】
そのため、制御モジュール１１０は、単層容積（Ｖn）に基づいて、ステップＳ１４０において必要な液体形成材料の注入量（Ｖm）を決定することができる。また、注入量（Ｖm）は、単層容積（Ｖn）よりも多いか、それに等しい。さらに詳しく説明すると、単一の注入量（Ｖm）が単層容積（Ｖn）と等しい時、必要な液体形成材料を層毎にタンク１７０に注入する。また、制御モジュール１１０で硬化モジュール１４０を制御して、液体形成材料を層毎に硬化する（すなわち、１つの硬化プロセスを次々に順番に実行する）。つまり、注入モジュール１３０によって毎回注入される液体形成材料の量は、単層容積（Ｖn）のみを満たす。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。別の態様において、単一の注入量（Ｖm）は、単層容積（Ｖn）の正の整数倍である。つまり、単一の注入量（Ｖm）は、複数の形成層に対応する液体形成材料の容積を含むことができる。すなわち、単一の注入量（Ｖm）＝ｐ×単層容積（Ｖn）であり、ｐは２よりも大きい正の整数である。そのため、単一の注入量（Ｖm）＝ｐ×単層容積（Ｖn）をタンク１７０に注入した後、制御モジュール１１０は、単一の注入量（Ｖm）＝ｐ×単層容積（Ｖn）の量の液体形成材料を複数回硬化して、複数の形成層をプラットフォーム１６０に形成することができる。
【００２６】
言及すべきこととして、各注入モード、すなわち、単一の注入量（Ｖm）＝単層容積（Ｖn）および注入量（Ｖm）＝ｐ×単層容積（Ｖn）を適切な方法で合わせて使用することにより、３Ｄプリンティング方法の効果を向上させ、且つ３Ｄオブジェクトの品質を管理することができる。つまり、その関係を単一の注入量（Ｖm）＝ｋ×単層容積（Ｖn）で表すことができ、ｋは正の整数である。
【００２７】
また、ここに図示していない別の実施形態において、ｋの値は、正の整数でなくともよい。つまり、ｋ＝ｇ＋ｈであり、ｇは、正の整数であり、０≦ｈ≦１である。つまり、プリンティングプロセスの間、単一の注入量（Ｖm）は、タンク１７０内の液体形成材料の状態によって決まる。本実施形態において、増加したｈの値は、プリンティングプロセス中の液体形成材料の潜在的損失に対処するための付加的な補充を示す。
【００２８】
以上のように、本発明の実施形態に係る３Ｄプリンティング方法は、３Ｄオブジェクトに対応する液体形成材料の必要量を取得し、検査モジュールを使用してタンク内の液体形成材料を検査することによって、現在の残量を取得する。必要量と残量を比較した後、注入モジュールを駆動して液体形成材料をタンクに注入する回数および注入量を決定する。そのため、適量の液体形成材料が注入され、例えば、劣化を防止することができる。一方、必要に応じた液体形成材料の注入量は、３Ｄオブジェクトのレイヤリング結果に基づいて変更されるため、タンク内の液体形成材料を３Ｄプリンティングプロセスの進行とともにリアルタイムで制御することができる。そのため、液体形成材料の利用効率が上がり、コストが減少し、３Ｄオブジェクトの品質も考慮される。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、３Ｄオブジェクトに対応する液体形成材料の必要量を特定する３Ｄを提供する。必要量と残量を比較した後、注入モジュールを駆動して液体形成材料をタンクに注入する回数および注入量を決定する。そのため、適量の液体形成材料が注入され、劣化を防止することができる。一方、必要に応じた液体形成材料の注入量は、３Ｄオブジェクトのレイヤリング結果に基づいて変更されるため、タンク内の液体形成材料を３Ｄプリンティングプロセスの進行とともにリアルタイムで制御することができる。そのため、液体形成材料の利用効率が上がり、コストが減少し、３Ｄオブジェクトの品質も考慮される。
【符号の説明】
【００３０】
１００  ３Ｄプリンティングシステム
１１０  制御モジュール
１１２  プロセッサ
１２０  駆動モジュール
１３０  注入モジュール
１４０  硬化モジュール
１５０  検査モジュール
１６０  プラットフォーム
１７０  タンク
１７２  検査領域
１７４  底面
１８０  ベース
１９０  警告モジュール
２００  外部処理モジュール
Ｔ１００、Ｔ１１０、Ｔ１２０、Ｔ１３０、Ｓ１００、Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０、Ｓ１５０、Ｓ１６０、Ｓ１０１、Ｓ１０２  ステップ
Ｘ−Ｙ−Ｚ  直角座標系
【図１】
2019107873.tif 000003
【図２】
2019107873.tif 000004
【図３ａ】
2019107873.tif 000005
【図３ｂ】
2019107873.tif 000006
【図３ｃ】
2019107873.tif 000007
【外国語明細書】
2019107873000001.pdf