(57)【要約】      （修正有）【課題】オーセチック／非オーセチックのコンボオブジェクトの３Ｄ印刷方法を提供する。【解決手段】ベースプレート上に直接、第１のレイヤー内の少なくとも１つの第１の材料のブロックを堆積させるステップと、少なくとも１つの第２の材料のブロックを、前記第１のレイヤー内で、１つ以上の第１の材料のブロックに隣接して堆積させる、または、第２のレイヤー内で、第１のレイヤー内の少なくとも１つの第１の材料のブロック上に直接、堆積させる、ステップと、を含む。ここで、第１の材料は、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの一方であり、第２の材料は、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの他方である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレート上に３Ｄ印刷物を製造する方法であって、
前記ベースプレート上に直接、第１のレイヤー内の少なくとも１つの第１の材料のブロックを堆積させるステップと、
少なくとも１つの第２の材料のブロックを、
前記第１のレイヤー内で、１つ以上の前記第１の材料のブロックに隣接して堆積させる、または、
第２のレイヤー内で、前記第１のレイヤー内の少なくとも１つの前記第１の材料のブロック上に直接、堆積させる、ステップと、を含み、
前記第１の材料は、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの一方であり、前記第２の材料は、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの他方である、方法。
【請求項２】
前記第１のレイヤー内において、前記第１の材料のブロックに隣接して、少なくとも１つの前記第２の材料のブロックを堆積させるステップと、
前記第２のレイヤー内において、
前記第１のレイヤー内の前記第２の材料のブロックの直上に、少なくとも１つの前記第１の材料のブロックを堆積させる、または
前記第１のレイヤー内の前記第１の材料のブロックの真上に、少なくとも１つの前記第２の材料のブロックを堆積させるステップ、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ベースプレート上に、直接、複数の前記第１の材料のブロック、および複数の前記第２の材料のブロックを、堆積させるステップと、
前記第２のレイヤーにおいて、複数の前記第１の材料のブロックを、それぞれ、直接、前記第１のレイヤーの複数の前記第２の材料のブロック上に堆積させるステップと、
前記第２のレイヤーにおいて、複数の前記第２の材料のブロックを、それぞれ、直接、前記第１のレイヤーの複数の前記第１の材料のブロック上に堆積させるステップと、
を含む、請求項１、または２に記載の方法。
【請求項４】
複数の連続したレイヤー内において、複数の前記第１の材料のブロック、および複数の前記第２の材料のブロックを、堆積させるステップを、さらに含み、
それぞれの前記連続したレイヤー内において、前記第１の材料の各ブロックは、それぞれ前記第２の材料のブロックに隣接し、
それぞれの前記連続したレイヤー内において、前記第１の材料の各ブロックは、１つ前のレイヤーのそれぞれの前記第２の材料のブロック上に直接、堆積され、
それぞれの前記連続したレイヤー内において、前記第２の材料の各ブロックは、１つ前のレイヤーのそれぞれの前記第１の材料のブロック上に直接、堆積される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの連続したレイヤーおいて、１つ前のレイヤーの複数の前記第２の材料のブロックよりも少ない、複数の前記第１の材料のブロックを堆積さるステップと、
少なくとも１つの連続したレイヤーおいて、１つ前のレイヤーの複数の前記第１の材料のブロックよりも少ない、複数の前記第２の材料のブロックを堆積させるステップと、をさらに、含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの連続したレイヤーにおいて、１つ前のレイヤーの前記第２の材料のブロックそれぞれのサイズと、異なるサイズを有する少なくとも１つの前記第１の材料のブロックを堆積させるステップを、さらに含む請求項４、または５に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの連続したレイヤーにおいて、１つ前のレイヤーの前記第２の材料のブロックそれぞれの厚さと、異なる厚さを有する少なくとも１つの前記第１の材料のブロックを堆積させるステップを、さらに含む請求項４から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの連続したレイヤーにおいて、同一のレイヤーの前記第２の材料のブロックそれぞれのサイズと、異なるサイズを有する少なくとも１つの前記第１の材料のブロックを堆積させるステップを、さらに含む請求項４から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記３Ｄ印刷物の後処理として、前記３Ｄ印刷の構造物を、前記ベースプレートから取り外すステップを、さらに含む、請求項４から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のレイヤー、または前記第２のレイヤーの全部は、前記第１の材料、または前記第２の材料で、堆積される、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの連続したレイヤー内の複数の前記第１の材料のブロック、および複数の前記第２の材料のブロックが、前記連続したレイヤー内の前記第１の材料の前記ブロックと、前記連続したレイヤー内のそれぞれに隣接する前記第２の材料の前記ブロックとの間に垂直界面を形成し、
前記連続レイヤーの１つ前のレイヤー内の複数の前記第１の材料のブロック、および複数の前記第２の材料のブロックが、前記１つ前のレイヤー内の前記第１の材料の前記ブロックと、前記１つ前のレイヤー内のそれぞれに隣接する前記第２の材料の前記ブロックとの間に垂直界面を形成し、
１つの前記連続したレイヤーの１つ以上の前記垂直界面は、前記１つ前のレイヤーの前記垂直界面とオーバーラップしない、請求項４から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
３Ｄ印刷物であって、
前記３Ｄ印刷物の第１のレイヤー内の少なくとも１つの第１の材料のブロックと、
前記第１のレイヤー内で、１つ以上の前記第１の材料のブロックに隣接する、または、
第２のレイヤー内で、前記第１のレイヤー内の少なくとも１つの前記第１の材料のブロックに直接堆積された、少なくとも１つの第２の材料のブロックと、を備え、
前記第１の材料は、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの一方であり、前記第２の材料は、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの他方である、３Ｄ印刷物。
【請求項１３】
前記第１のレイヤー内において、前記第１の材料のブロックに隣接した、少なくとも１つの前記第２の材料のブロックと、を含み、
前記第２のレイヤー内において、
第１のレイヤー内の前記第２の材料のブロックの直上に、少なくとも１つの前記第１の材料のブロックが堆積され、または
前記第１のレイヤー内の第１の材料のブロックの真上に、少なくとも１つの前記第２の材料のブロックが堆積される、請求項１２に記載の３Ｄ印刷物。
【請求項１４】
ベースプレート上に、直接、複数の前記第１の材料のブロック、および複数の前記第２の材料のブロックが、堆積されており、
前記第２のレイヤーにおいて、複数の前記第１の材料のブロックが、それぞれ、直接、前記第１のレイヤーの複数の前記第２の材料のブロック上に堆積されており、
前記第２のレイヤーにおいて、複数の前記第２の材料のブロックが、それぞれ、直接、前記第１のレイヤーの複数の前記第１の材料のブロック上に堆積されている、請求項１２、または１３に記載の３Ｄ印刷物。
【請求項１５】
複数の連続したレイヤー内に堆積された、複数の前記第１の材料のブロック、および複数の前記第２の材料のブロックを、さらに含み、
それぞれの前記連続したレイヤー内において、前記第１の材料の各ブロックは、それぞれ前記第２の材料のブロックに隣接し、
それぞれの前記連続したレイヤー内において、前記第１の材料の各ブロックは、１つ前のレイヤーのそれぞれの前記第２の材料のブロック上に直接、堆積されており、
それぞれの前記連続したレイヤー内において、前記第２の材料の各ブロックは、１つ前のレイヤーのそれぞれの前記第１の材料のブロック上に直接、堆積されている、請求項１４に記載の３Ｄ印刷物。
【請求項１６】
少なくとも１つの連続したレイヤー内の前記第１の材料のブロックは、１つ前のレイヤー内に堆積された前記第２の材料のそれぞれのブロックの厚さとは、異なる厚さを有する、請求項１５に記載の３Ｄ印刷物。
【請求項１７】
前記連続したレイヤー内のある１つの連続したレイヤーにおいて、少なくとも１つの前記第１の材料のブロックの厚さが、該連続したレイヤー内で徐々に変化する、請求項１５、または１６に記載の３Ｄ印刷物。
【請求項１８】
少なくとも１つの連続したレイヤー内において、少なくとも１つの前記第１の材料のブロックが、同じ前記レイヤー内に堆積された１つ以上の前記第２の材料のブロックのサイズと、異なるサイズを有する、請求項１５から１７のいずれかに記載の３Ｄ印刷物。
【請求項１９】
前記第１のレイヤー、または前記第２のレイヤーの全体が、前記第１の材料、または前記第２の材料である、請求項１３に記載の３Ｄ印刷物。
【請求項２０】
連続したレイヤーのうちの１つの連続レイヤー内における、複数の前記第１の材料のブロック、および複数の前記第２の材料のブロックが、前記連続したレイヤー内の前記第１の材料の前記ブロックと、前記連続したレイヤー内のそれぞれに隣接する前記第２の材料の前記ブロックとの間に垂直界面を形成し、
前記１つの連続したレイヤーの１つ前のレイヤー内において、複数の前記第１の材料のブロック、および複数の前記第２の材料のブロックが、前記１つ前のレイヤー内の複数の前記第１の材料の前記ブロックと、前記１つ前のレイヤー内のそれぞれに隣接する前記第２の材料の前記ブロックとの間に垂直界面を形成し、
前記１つの連続したレイヤーの１つ以上の前記垂直界面は、前記１つ前のレイヤーの前記垂直界面とオーバーラップしない、請求項１５から１８のいずれかに記載の３Ｄ印刷物。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
オーセチック構造は、非オーセチック構造よりも高い引っ張り強度を有する。また、オーセチック構造は、従来の３次元印刷（３Ｄ印刷）法により印刷できる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
概して、ある態様では、本発明は、ベースプレート上の３Ｄ印刷物の体を製造する方法に関する。この方法は、ベースプレート上に直接、第１のレイヤー内の少なくとも１つの第１の材料のブロックを堆積させるステップと、少なくとも１つの第２の材料のブロックを、前記第１のレイヤー内で、１つ以上の前記第１の材料のブロックに隣接して堆積させる、または、第２のレイヤー内で、前記第１のレイヤー内の少なくとも１つの前記第１の材料のブロック上に直接、堆積させる、ステップと、を含む。この方法において、前記第１の材料は、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの一方であり、前記第２の材料は、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの他方である。
【０００３】
概して、ある態様では、本発明は、ベースプレート上の３Ｄ印刷物に関する。この３Ｄ印刷物は、３Ｄ印刷物の第１のレイヤー内の少なくとも１つの第１の材料のブロックと、前記第１のレイヤー内で、１つ以上の前記第１の材料のブロックに隣接する、または、第２のレイヤー内で、前記第１のレイヤー内の少なくとも１つの前記第１の材料のブロックに直接堆積された、少なくとも１つの第２の材料のブロックと、を備える。この３Ｄ印刷物において、前記第１の材料は、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの一方であり、前記第２の材料は、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの他方である。
【０００４】
本発明の他の態様は、以下の詳細な説明、および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】非オーセチック構造での引張挙動の例を示す図である。
【図１Ｂ】オーセチック構造での引張挙動の例を示す図である。
【図２】無秩序な網状組織でのオーセチック構造の例を示す図である。
【図３】コッセラ網状組織（Ｃｏｓｓｅｒａｔ  ｎｅｔｗｏｒｋ）のオーセチック構造の例を示す図である。
【図４】本発明の１つ以上の実施形態に係るシステムを示す図である。
【図５】本発明の１つ以上の実施形態に係るフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の１つ以上の実施形態における実施例を示す図である。
【図７】本発明の１つ以上の実施形態における実施例を示す図である。
【図８】本発明の１つ以上の実施形態における実施例を示す図である。
【図９】本発明の１つ以上の実施形態における実施例を示す図である。
【図１０】本発明の１つ以上の実施形態におけるコンピューターシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
次に、発明の一実施形態を添付の図面を参照し詳細に説明する。種種の図面においては、一貫性のため、同様の要素は、同様の参照番号を付される。
【０００７】
以下の本発明の実施形態の詳細な説明においては、本発明のより完全な理解のために、多数の具体的な詳細が記述されている。しかしながら、当業者にとっては、本発明がこれらの具体的な詳細がなくとも、実施できることは明らかであろう。他の例では、説明が必要以上に煩雑になるのを避けるため、周知の構成は、詳細な説明では、記述していない。
【０００８】
構造物に引張力（すなわち張力）を作用させた場合、その構造物の長さは、引張力の方向に沿って寸法が増加し、また、引張力に垂直な方向に沿って寸法が変化する。例として、図１Ａ、１Ｂを参照すると、長さＬで幅Ｗの構造物に対して、引張力（１０２Ａ、１０２Ｂ）を構造物の長さＬに渡って作用させると、長さＬおよび幅Ｗが、それぞれ特定量ｄＬおよびｄＷだけ変化する。
【０００９】
構造物の寸法に沿った歪み（変形）は、構造物の寸法における初期サイズからの変形量と、初期サイズとの比率として定義できる。例えば、縦方向の歪み（すなわち、引張力の方向に沿った歪み）、および横方向の歪み（すなわち、引張力に垂直な方向に沿った歪み）は、それぞれ、ｄＬ／Ｌ、およびｄＷ／Ｗとして測定できる。
【００１０】
上述の例では、張力により構造物の長さＬが増加した場合（すなわち正のｄＬ）、構造物の幅Ｗが減少（すなわち負のｄｗ）または増加（すなわち正のｄｗ）するかは、この構造物が非オーセチックまたはオーセチックであるかに依存する。図１Ａは、非オーセチック構造の例を示しており、オリジナルの構造体（１０６Ａ）の幅Ｗが、伸ばされた構造体（１０４Ａ）の幅Ｗ＋ｄｗよりも大きい（すなわち、オリジナルの幅は減少している）。一方で、図１Ｂはオーセチック構造の例を示しており、オリジナルの構造体（１０６Ｂ）の幅Ｗが、伸ばされた構造体（１０４Ｂ）の幅Ｗ＋ｄｗよりも小さい（すなわち、オリジナルの幅は増加している）。図１Ａ、図１Ｂに示すように、その幅が減少および増加する構造体は、それぞれ、非オーセチック構造、およびオーセチック構造として知られている。
【００１１】
オーセチック性は、引張力の作用に対して垂直に拡大する特性である。構造物のオーセチック性は、ポアソン比を用いて定量化できる。ポアソン比は、［−ｅＷ／ｅＬ］に等しい。ここで、ｅＷとｅＬはそれぞれ横方向と縦方向の歪みである。オーセチック構造は、正の横歪み（構造物の横方向の広がりによる正のｄｗ）を有するので、オーセチック構造のポアソン比は負である。一方で、非オーセチック構造は、負の横歪み（構造物の横方向の縮みによる負のｄｗ）を有するので、非オーセチック構造のポアソン比は正である。
【００１２】
オーセチック構造の特性のために、オーセチック構造は、非オーセチック構造よりも高い引張力に耐えることができる。一つの理由として、張力下において、オーセチック構造は横方向に厚くなるが、非オーセチック構造は厚くならない。したがって、オーセチック構造は、非オーセチック構造と比較して、より高い抗張力（すなわち、張力下での引き裂き耐性）を有する。また、オーセチック構造は、構造全体に渡って力をよりよく分散させるので、局所的な力の下で、よい引張耐性を有する。
【００１３】
オーセチック構造は、負のポアソン比を有する様々な構成を、取り得る。例えば、オーセチック構造は、図２に示すように、無秩序な網状組織（すなわち、無秩序なオーセチック構造）を含み得る。図２では、多くの不均一な空隙（２０４）を構成する材料（２０２）のレイヤーの無秩序な網状組織によって構成されたオーセチック構造の断面図を示す。本発明の１つ以上の実施形態においては、無秩序なオーセチック構造は、所望の負のポアソン比を得るために、コンピューターシミュレーションによって設計できる。
【００１４】
さらに、オーセチック構造は、均一網状構造（すなわち、均一なオーセチック構造）を含んでもよい。コッセラ（Ｃｏｓｓｅｒａｔ）弾性構造は、均一なオーセチック構造の例である。コッセラ弾性構造の網状組織は、ノード（すなわち、網状組織を形成するために、アームと接続する構造内の点）で構成される。このノードは、互いに対して回転可能であり、網状組織内の他のノードと機械的に結合できる。２つの異なる弾性定数だけを有する古典的な弾性材料と異なり、コッセラ弾性構造は、応力が運動（並進および回転）に関連する６つの異なる弾性定数を有する。これらの余分な弾性定数のため、コッセラ弾性構造のノードは、古典的な弾性材料（例えば、非オーセチック構造）に見られるノードよりも局所的に高い自由度で回転する。この局所的な回転のため、コッセラ弾性構造は、それらの網状組織において力をよりよく分散できる。これにより、コッセラ弾性構造では、局所的な応力が低下する。
【００１５】
図３は、その網状組織内にノード（３０２）を有するコッセラ弾性構造（３００）の例である。コッセラ弾性構造は、このノード（３０２）は、並進、回転、およびコッセラ網状組織内の他の領域との結合を可能にする。
【００１６】
一般に、本発明の実施形態は、方法、非一時的なコンピューター読取可能な記録媒体（ＣＲＭ：ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）、ならびに、オーセチック構造および非オーセチック構造の結合物を含む３次元印刷物の３次元印刷用のシステムを提供する。特に、３次元印刷物の３次元印刷のために、３次元印刷材料が表面に堆積されて、３次元印刷物を形成するように接続された複数のブロックを形成する。各ブロックは、オーセチック構造または非オーセチック構造のいずれかである（すなわち、それぞれオーセチックブロックおよび非オーセチックブロック）。以下においては、オーセチックおよび非オーセチックブロックの結合物を含む３Ｄ印刷物を、「結合された（結合）３次元印刷物」と称す。１つ以上の実施形態においては、ブロックは、任意のサイズで任意な形状の一片の材料（オーセチックまたは非オーセチック）であってもよい。１つ以上の実施形態においては、ブロックは、均一な網状組織、無秩序な網状組織、等である３次元印刷構造物であってもよい。
【００１７】
本発明の１つ以上の実施形態においては、非オーセチックブロックは、一片の非オーセチック材料を形成するために互いに隣接する材料の糸（すなわち、３Ｄプリンターの印刷ヘッドの印刷ノズルから押し出され、表面に堆積された材料でのワイヤ状の線材）を堆積することで形成される。
【００１８】
１つ以上の実施形態においては、この材料は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン／ポリアミド、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン、等を含む様々なポリマーから選択できる。
【００１９】
１つ以上の実施形態においては、この材料は、タルク、セルロースナノファイバー、粘土、ガラス繊維、炭素繊維、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）等の様々な充填剤を含む様々な高分子複合材料から選択できる。
【００２０】
本発明の１つ以上の実施形態においては、結合３次元印刷物の１つ以上のレイヤーを形成するため、オーセチックまたは非オーセチックブロックが堆積されてもよい。結合３Ｄ印刷物のレイヤーは、互いに、3Ｄ印刷物のある方向（すなわち垂直方向）に積み重なる。１つ以上の実施形態においては、オーセチックまたは非オーセチックブロックが、結合３Ｄ印刷物のある1つのレイヤー全体を形成してもよい。１つ以上の実施形態においては、オーセチックまたは非オーセチックブロックのうちの一方が、結合３Ｄ印刷物のあるレイヤーの一部のみを形成し、オーセチックまたは非オーセチックブロックのうちの他方との組み合わせでそのレイヤー全体を形成してもよい。
【００２１】
１つ以上の実施形態においては、垂直方向は、印刷ヘッドからの材料の押し出し方向に沿った方向であってもよい。この垂直方向は、結合３Ｄ印刷物のレイヤーがどのように関係し、堆積されるかの観点から、他の任意の方向であってもよい。
【００２２】
本発明の１つ以上の実施形態においては、各レイヤーは、オーセチックブロックまたは非オーセチックブロックのうちの一方のみを含んでもよい。１つ以上の実施形態においては、各レイヤーは、互いに接続する複数のオーセチックまたは非オーセチックブロックで作成されてもよい。
【００２３】
本発明の１つ以上の実施形態においては、結合３Ｄ印刷物のレイヤー内のオーセチックブロックとこれに隣接する非オーセチックブロックの間に垂直方向の界面（すなわち垂直界面）が形成される。１つ以上の実施形態においては、１つ以上のレイヤーのそれぞれは、複数の垂直界面を有してもよい。結合３Ｄ印刷物は、中間層界面（すなわち、直接接する２つの隣接するレイヤー間の界面）を含んでもよい。
【００２４】
本発明の１つ以上の実施形態においては、オーセチックブロックの厚さ（すなわち、垂直方向に沿ったブロックの幅）の合計と、非オーセチックブロックの厚さの合計の比率を調整することで、結合３Ｄ印刷物の垂直方向の引張強度を調整可能である。
【００２５】
本発明の１つ以上の実施形態における結合３Ｄ印刷物は、非オーセチックブロックのみで構成される同サイズ、同形状の通常の結合３Ｄ印刷物に比べて、結合３Ｄ印刷物の垂直方向に沿った引張強度が高く、軽量である。
【００２６】
本発明の１つ以上の実施形態における結合３Ｄ印刷物は、オーセチックブロックのみで構成される同サイズ、同形状の通常の結合３Ｄ印刷物に比べて、体積が小さい。
【００２７】
コッセラ弾性網状組織（すなわち、コッセラ弾性構造のコッセラ弾性ブロック）を有するオーセチックブロックは、無秩序なオーセチックブロック（すなわち無秩序オーセチックブロック）よりも高い剛性を与える。本発明の１つ以上の実施形態においては、オーセチックブロックは所望の剛性に応じて、コッセラ弾性ブロック、または無秩序オーセチックブロックのいずれかで設計され得る。
【００２８】
以下、本発明の１つ以上の実施形態を、図４から図１０を参照して説明する。
【００２９】
図４では、本発明の１つ以上の実施形態．に係る結合３Ｄ印刷物の３Ｄ印刷のためのシステム（４００）を示している。図４に示すように、システム（４００）は、例えば、バッファー（４０１）、および３Ｄ印刷エンジン（４０３）を含む複数の構成要素を有する。これらの構成要素（４０１、４０３）それぞれは、同一のコンピューターデバイス（例えばパーソナルコンピューター（ＰＣ）、ラップトップ、タブレットＰＣ、スマートフォン、多機能プリンター、キオスク、サーバー、等）上に配置、または、有線および／または無線セグメントを有する任意のサイズのネットワークで接続する異なる複数のコンピューターデバイス上に配置してもよい。
【００３０】
本発明の１つ以上の実施形態においては、バッファー（４０１）は、ハードウェア（すなわち電気回路）、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせに実装できる。システム（４００）は、結合３Ｄ印刷物の３Ｄモデルファイル（４０２）を取得し、バッファー（４００）は、この３Ｄモデルファイル（４０２）を格納するように構成される。３Ｄモデルファイル（４０２）は、画像および／またはグラフィック（例えば、ステレオリソグラフィー（ＳＴＬ）フォーマット、仮想現実モデル言語（ＶＲＭＬ）フォーマットファイル、ＡＭＦファイルフォーマット（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｆｉｌｅ  Ｆｏｒｍａｔ）、等）であり得る。この３Ｄモデルファイル（４０２）は、任意の供給源から取得できる（例えば、ダウンロードする、ローカルで作成する等）。
【００３１】
本発明の１つ以上の実施形態においては、３Ｄ印刷エンジン（４０３）は、ハードウェア（すなわち電気回路）、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせに実装できる。この３Ｄ印刷エンジン（４０３）は、結合３Ｄ印刷物を印刷するため、３Ｄモデルファイル（４０２）を実行する。以下、図５から図９を参照し、この実例をより詳細に示す。
【００３２】
システム（４００）は、２つの構成要素（４０１，４０３）を有するように示しているが、本発明の他の実施形態では、システム（４００）はこれよりも多い、または少ない構成要素を有してもよい。また、上述の各構成要素の機能は、構成要素間に渡って分離されてもよい。さらに、各構成要素（４０１、４０３）は、繰り返しの動作を実行するために、複数回利用されてもよい。
【００３３】
図５では、本発明の１つ以上の実施形態における、フローチャートを示す。このフローチャートは、上述した結合３Ｄ印刷物の製造プロセスを表す。図５の１つ以上のステップは、図４を参照して述べたシステム（４００）の構成要素により、実行され得る。具体的には、図５の１つ以上のステップは、図４を参照して述べた３Ｄ印刷エンジン（４０３）により実行され得る。本発明の１つ以上の実施形態においては、図５の１つ以上のステップは、省略され、繰り返され、および／または、図５に示される順序と異なる順序で実行されてもよい。したがって、本発明の範囲は、図５に示される特定のステップの配置に限定されるべきではない。
【００３４】
図５を参照すると、最初に、結合３Ｄ印刷物の３Ｄモデルファイルを、取得し、蓄積する（ステップ５０５）。例えば、システム（４００）は、３Ｄモデルファイルを取得し、それをバッファー（４０１）内に蓄積する。１つ以上の実施形態においては、３Ｄモデルファイルには、結合３Ｄ印刷物の３Ｄ構成図、印刷命令、または３Ｄ印刷に必要な他の任意のパラメータが含まれてもよい。
【００３５】
ステップ５１０では、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの一方である第１の材料の少なくとも１つのブロックを、ベースプレート上（基板上）の第１のレイヤー内に蓄積する。例えば、１つ以上の実施形態においては、３Ｄ印刷エンジン（４０３）は、３Ｄ印刷材料をベースプレート上に堆積できるプリントヘッドと連結される。
【００３６】
１つ以上の実施形態では、第１の材料の（単数または複数の）ブロックは、ベースプレート上に直接堆積されてもよい。１つ以上の実施形態では、第１の材料の（単数または複数の）ブロックは、ベースプレートと第１のレイヤーとの間にある他のレイヤー上に堆積されてもよい。
【００３７】
ステップ５１５では、第１のレイヤーに堆積するか、この第１のレイヤーの直上にある第２のレイヤーに堆積するかが決定される。例えば、１つ以上の実施形態では、３Ｄ印刷エンジン（４０３）に提供される命令に応じて、３Ｄ印刷エンジン（４０３）は、その印刷ジョブを、第１のレイヤーまたは第２のレイヤーで継続できる。これらの命令は、プロセッサーにより３Ｄ印刷エンジンに提供されてもよく、３Ｄ印刷物の３Ｄモデルに依存してもよい。
【００３８】
第１のレイヤーに堆積すると決定された場合、ステップ５２０では、第１のレイヤー内に、少なくとも１つの第２の材料のブロックが堆積され、このブロックは、第１の材料の（単数、または複数の）ブロックに隣接する。この第２の材料は、第１の材料との関連で、非オーセチック構造、またはオーセチック構造のうちの他方である。
【００３９】
１つ以上の実施形態では、第２のレイヤーに堆積すると決定された場合、ステップ５２５では、第２のレイヤー内に、少なくとも１つの第２の材料のブロックが堆積され、このブロックは、第１のレイヤーの第１の材料の（単数、または複数の）ブロックに直接堆積される。
【００４０】
以下においては簡単にするため、第１の材料はオーセチック構造であり、第２の材料は非オーセチック構造であるとみなす。関連し、以下においては、第１の材料のブロックは、オーセチックブロックであり、第２の材料のブロックは非オーセチックブロックである。しかしながら、当業者にとっては、第１の材料を非オーセチック構造に、第２の材料をオーセチック構造にし得ることは明らかである。関連し、当業者にとっては、第１の材料のブロックを非オーセチックブロックに、第２の材料のブロックをオーセチック構造のブロックにし得ることは明らかである。
【００４１】
本発明の１つ以上の実施形態では、第１、第２のレイヤーに、複数のオーセチックブロック、および非オーセチックブロックを堆積するために、ステップ５１０〜５２５は、連続して生じ得る。
【００４２】
１つ以上の実施形態に従った例では、複数のオーセチックブロック、および非オーセチックブロックは、ベースプレート上の第１のレイヤー内に堆積されてもよい。
【００４３】
１つ以上の実施形態に従った例では、複数のオーセチックブロックは第２のレイヤー内において、第１のレイヤーの複数の非オーセチックブロックのそれぞれのブロック上に直接堆積する。１つ以上の実施形態では、複数の非オーセチックブロックは、第２のレイヤー内において、第１のレイヤーの複数のオーセチックブロックのそれぞれのブロック上に直接堆積する。
【００４４】
本発明の１つ以上の実施形態では、それぞれが垂直界面を有し得る互いの上面に、複数の他のレイヤー（すなわち、連続したレイヤー）を堆積するために、ステップ５１０〜５２５は、連続して生じ得る。
【００４５】
１つ以上の実施形態では、ステップ５１０〜５２５は、少なくとも１つのレイヤー内で、（単数、または複数の）非オーセチックブロックに隣接する垂直界面から１つ以上のオーセチックブロックを形成してもよい。
【００４６】
本発明の１つ以上の実施形態では、レイヤーの１つ以上の垂直界面は、このレイヤーに隣接するレイヤーの垂直界面とは、オーバーラップしなくてもよい。例えば、レイヤーの１つ以上の垂直界面は、そのレイヤーの直下または真上の（接する）レイヤーの垂直界面とはオーバーラップしなくてもよい。１つ以上の実施形態では、設計および／または性能上の制約の結果として、レイヤーのある垂直界面は、隣接するレイヤーの垂直界面とオーバーラップしてもよい。
【００４７】
本発明の１つ以上の実施形態では、少なくとも１つのレイヤーの垂直界面はどれも、このレイヤーに隣接するレイヤー内の垂直界面とオーバーラップしない。
【００４８】
１つ以上の実施形態では、ステップ５１０〜５２５は、連続して、そしてこれらのステップでは、１つのレイヤーに、それぞれに隣接する下層のレイヤーの複数のオーセチックブロック、または非オーセチックブロックのよりも、少ない数の複数のオーセチックブロック、または非オーセチックブロックそれぞれを堆積させるようにしてもよい。
【００４９】
１つ以上の実施形態では、ステップ５０５〜５２５では、１つのレイヤー内で、オーセチックブロック、または非オーセチックブロックのサイズが、さまざまになるようにしてもよい。
【００５０】
１つ以上の実施形態において、１つのレイヤー内で、複数のオーセチックブロックは、同じサイズであってもよい。１つ以上の実施形態で、１つのレイヤー内で、複数の非オーセチックブロックは、同じサイズであってもよい。１つ以上の実施形態において、１つのレイヤー内で、全てのオーセチックブロック、および非オーセチックブロックが同じサイズであってもよい。
【００５１】
１つ以上の実施形態において、ステップ５０５〜５２５では、レイヤー（１つ以上のオーセチック、および非オーセチックブロックを含む）は、隣接するレイヤーとは異なる厚さ（レイヤーの垂直方向に沿ったサイズ）となるようにしてもよい。
【００５２】
１つ以上の実施形態において、ステップ５０５〜５２５では、１つのレイヤー内で、オーセチックブロックの厚さが徐々に変化するようにしてもよい。１つ以上の実施形態で、１つのレイヤー内で、非オーセチックブロックの厚さが徐々に変化してもよい。
【００５３】
本発明の１つ以上の実施形態において、図５のステップ５０５〜５２５は、システム（４００）と接続した３Ｄプリンターにより実行されてもよい。１つ以上の実施形態において、３Ｄ印刷エンジン（４０３）は、ステップ５１０〜５２５に記述されている処理を３Ｄプリンターに実行させることができる。
【００５４】
本発明の１つ以上の実施形態において、３Ｄ印刷物の３Ｄ印刷が完了した後、３Ｄ印刷物は、清掃、および表面平滑化等の後処理のために、ベースプレートから取り外される。
【００５５】
図６から図９に本発明の１つ以上の実施形態に係る実施例を示す。上述の図４、図５を参照して述べられた３Ｄプリント方法の実例は、図６から図９に示される実施例に適用される。
【００５６】
図６では、オーセチックブロック（６０４）、および非オーセチックブロック（６０２）が堆積した結合３Ｄ印刷物の一部分を示す。この結合３Ｄ印刷物では、Ｙ軸（すなわち、３Ｄ印刷物の垂直方向）に沿って、オーセチックブロックと、非オーセチックブロックが交互に並んでスタックを形成する。  それぞれのブロック（６０２、６０４）は、結合３Ｄ印刷物のブロックそれぞれのレイヤーを通じてＸ軸、またはＺ軸のいずれにも延在できる。１つ以上の実施形態では、図６に示されるそれぞれのオーセチックブロック（６０４）、または非オーセチックブロック（６０２）は、それぞれオーセチックレイヤー、または非オーセチックレイヤーであり得る。
【００５７】
本発明の１つ以上の実施形態において、オーセチックブロックの厚さ（ｔ）、および非オーセチックブロックの厚さ（Ｔ）は、所望の引張強度が得られるように、調整できる。１つ以上の実施形態では、ｔ、またはＴは、ブロック間で異なる値にしてもよい。本発明の１つ以上の実施形態において、オーセチックブロック（６０４）、または非オーセチックブロック（６０２）のいずれかが、結合３Ｄ印刷物全体に渡って同じ厚さを有してもよい。
【００５８】
図７は、非オーセチックブロック（７０２）ブロック、およびオーセチックブロック（７０４）内において、ブロックの厚さが変化する結合３Ｄ印刷物の一部分を示す。この厚さの変化は、設計および／または性能上の制約の結果として、滑らか、直線的、等にできる。
【００５９】
例えば、図７では、オーセチックブロック（７０４）の厚さがｔＬからｔＲまで直線的に減少している。オーセチックブロック（７０４）の厚さは、ある方向（例えば、図７のＸ軸）における距離に対して、非線形（すなわち、２次以上の関係を有する）で変化してもよい。
【００６０】
本発明の１つ以上の実施形態において、厚さの変化は、厚さの変化方向（すなわち、図７のＸ方向）に渡って様々な引張強度をもたらす（例えば、結合３Ｄ印刷物の引張強度は、オーセチックブロック（７０４）の厚さとともに変化する）。
【００６１】
図８は、複数のオーセチックブロック（８０４）ブロック、および非オーセチックブロック（８０２）が交互に並んで堆積されることで各レイヤー（８１０）が形成された結合３Ｄ印刷物の一部分を示す。これにより、オーセチックブロック（８０４）、および非オーセチックブロック（８０２）により、チェッカーボード形状のデザインを有する結合３Ｄ印刷材料が得られる。図８に示すように、各レイヤー（８１０）の垂直界面は、隣接する（複数の）レイヤー（８１０）の垂直界面とオーバーラップしない。本発明の１つ以上の実施形態において、１つ以上のレイヤー（８１０）の垂直界面は、各レイヤー（８１０）内で、周期的であり得る。１つ以上の実施形態において、１つ以上のレイヤー（８１０）は、非周期的な垂直界面を有してもよい。
【００６２】
本発明の１つ以上の実施形態において、各レイヤー（８１０）内のオーセチックブロック（８０４）、および非オーセチックブロック（８０２）が、垂直方向（鉛直方向）に垂直（直角）な方向において、レイヤー（８１０）全体に渡って延在してもよい。１つ以上の実施形態において、各レイヤー（８１０）内のオーセチックブロック（８０４）、および非オーセチックブロック（８０２）は、この垂直な方向において、レイヤー（８１０）の一部に渡って延在してもよい。例えば、図８では、各レイヤー（８１０）内のオーセチックブロック（８０４）、および非オーセチックブロック（８０２）は、Ｚ軸に沿って、レイヤー（８１０）の全体、または一部に渡って延在してもよい。この例では、この垂直な方向はＹ軸に沿う。
【００６３】
図９を参照すると、オーセチックブロック（９０４）の非オーセチックブロック（９０２）に対する比（すなわち、ブロックサイズ比）が増加すると、結合３Ｄ印刷物の引張強度が増加する。
【００６４】
結合３Ｄ印刷物に渡って引張強度を変化させるために、ブロックサイズ比を、結合３Ｄ印刷物に渡って変更してもよい。例えば、図９に示すように、各レイヤー（９１０）内で、ブロックサイズ比は、Ｘ軸に沿って左から右に向けて増加する。したがって、図９で、結合３Ｄ印刷物の引張強度は、同方向で増加する（すなわち、図９の結合３Ｄ印刷物の断片（左側）は、図８の結合３Ｄ印刷物の断片に比較してより高い引張強度を有する）。
【００６５】
本発明の実施形態は、使用するプラットホームに関わらす、実質的にあらゆるタイプのコンピューターシステム上で実施できる。例えば、コンピューターシステムは、１つ以上のモバイルデバイス（例えば、ラップトップコンピューター、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント、タブレットコンピューター、その他モバイルデバイス）、デスクトップコンピューター、サーバー、サーバーシャーシ内のブレード、または他のタイプの任意のコンピューターデバイス、すなわち、本発明の１つ以上の実施形態を実行可能な最小限の処理能力、メモリ、入出力デバイスを少なくとも含むデバイスとすることができる。
【００６６】
一例として図１０に示されるように、コンピューターシステム（１０００）は、１つ以上のコンピュータープロセッサ（１００２）、関連メモリ（１００４）（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、キャッシュメモリ、フラッシュメモリ等）、１つ以上の記憶デバイス（１００６）（例えばハードシスク、ＣＤドライブ、またはＤＶＤドライブ等の光学ドライブ、フラッシュメモリスティック、等）、および多数の他の要素、および機能を含んでもよい。コンピュータープロセッサー（１００２）は、命令を処理するための集積回路であり得る。例えば、コンピュータープロセッサー（１００２）は、１つ以上のコア、またはプロセッサーのマイクロコアであり得る。コンピューターシステム（１０００）は、また、１つまたは複数の入力装置（１０１０）を含み得る。入力装置（１０１０）は、タッチスクリーン、キーボード、マウス、マイクロフォン、タッチパッド、電子ペン、または、他の任意の種類の入力装置である、さらに、コンピューターシステム（１０００）は、１つ以上の出力装置（１００８）を含み得る。出力装置（１００８）は、スクリーン（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ、タッチスクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）モニタ、または他の表示デバイス）、プリンター、外部記憶装置、または、他の任意の種類の出力装置である。１つ以上の出力装置は、入力装置と同じでも、異なっていてもよい。
【００６７】
コンピューターシステム（１０００）は、ネットワークインタフェース接続（図示せず）を介して、ネットワーク（１０１２）（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、モバイルネットワーク、または任意の他の種類のネットワーク）と接続できる。入力および出力装置は、ローカルまたはリモートで（例えばネットワーク（１０１２）を介して）、コンピュータープロセッサ（１００２）、メモリ（１００４）、および記憶装置（１００６）に接続されてもよい。多くの異なる種類のコンピューターシステムが存在し、上述の入力および出力装置は他の形態を取り得る。
【００６８】
本発明の実施形態を実行するためのコンピューター可読プログラムコードの形態のソフトウェア命令は、その全部または一部、一時的または恒久的に、非一時的コンピューター可読媒体に格納できる。この非一時的コンピューター可読媒体には、ＣＤ、ＤＶＤ、記憶装置、ディスケット、テープ、フラッシュメモリ、物理メモリ、または他の任意のコンピューター可読記憶媒体、等である。具体的には、ソフトウェア命令は、プロセッサーによって実行されたときに本発明の実施形態を実行するように構成されたコンピューター可読プログラムコードに対応する。
【００６９】
さらに、上述のコンピューターシステム（１０００）の１つ以上の要素を遠隔地に配置し、他の要素とネットワーク（１０１２）を介して接続できる。さらに、本発明の１つ以上の実施形態は、複数のノードを有する分散システム上で実施することができ、ここでは、本発明の各部分は分散システム内の異なるノード上に配置される。本発明の一実施形態では、ノードは別個のコンピューター装置に対応する。１つ以上の実施形態では、ノードは関連物理メモリを有するコンピュータープロセッサに対応する。  １つ以上の実施形態では、ノードは、共有メモリおよび／またはリソースを有するコンピュータープロセッサまたはコンピュータープロセッサのマイクロコアに対応し得る。
【００７０】
本発明を、限られた数の実施形態で説明したが、本開示により恩恵を受ける当業者にとって、本明細書で開示された本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態とすることを理解するであろう。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【外国語明細書】
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