(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）多材料３次元オブジェクトに対してスライス処理を実行して、多材料３次元モデルに対応した本体構造の複数の多材料オブジェクト層及び当該多材料３次元モデルに対応した補助構造の複数の補助オブジェクト層を生成するステップと、
ｂ）前記スライス処理において、前記それらの多材料オブジェクト層の複数の前記それらの材料切り換え点を算出するステップであって、当該それらの材料切り換え点は、前記それらの多材料オブジェクト層の複数の部位の境界に対応しており、隣接する前記それらの部位は、それぞれ異なる色の前記それらの材料または異なる材質の前記それらの材料に対応している、前記それらの材料切り換え点を算出するステップと、
ｃ）予測余材量に基づき、前記それらの材料切り換え点にそれぞれ対応している前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点を算出するステップと、
ｄ）前記それらの材料切り換え点及び前記それらの回復点を経過するプリント経路を算出するステップと、
ｅ）前記それらの材料を使用して前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層および補助オブジェクト層をプリントするために該材料を交互に使用するように噴射ヘッドを制御するステップと、
ｆ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層の前記それらの材料切り換え点のうち第１の材料切り換え点までプリントすると、異なる別の前記材料に切り換えるとともに、切り換え前の前記材料の余材を使用して前記それらの補助オブジェクト層を前記プリント経路に沿ってプリントするステップと、
ｇ）前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点のうちの第１の回復点までプリントすると、前記噴射ヘッドを前記プリント経路に沿って前記材料の切り換え時に所在していた前記第１の材料切り換え点まで戻すとともに、切り換え後の前記材料を使用して前記それらの多材料オブジェクト層の前記第１の材料切り換え点から前記多材料オブジェクト層を前記プリント経路に沿って引き続きプリントするステップと、
ｈ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層の前記それらの材料切り換え点のうち第２の材料切り換え点までプリントすると、異なる別の前記材料に切り換え、前記プリント経路に沿って前記噴射ヘッドを対応する前記それらの補助オブジェクト層の前記第１の回復点まで移動させるとともに、前記噴射ヘッドが切り換え前の前記材料の前記余材を使用して前記プリント経路に沿って前記それらの補助オブジェクト層をプリントするステップと、
ｉ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点のうちの第２の回復点までプリントすると、前記噴射ヘッドを前記プリント経路に沿って前記材料の切り換え時に所在していた前記第２の材料切り換え点まで戻すとともに、切り換え後の前記材料を使用して前記それらの多材料オブジェクト層の前記第２の材料切り換え点から前記多材料オブジェクト層を前記プリント経路に沿って引き続きプリントするステップと、
を含む、多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項２】
前記補助構造は、前記多材料３次元モデルの内部支持構造または外部支持構造である、請求項１に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項３】
前記ステップａ）は、
ａ１）前記多材料３次元モデルオブジェクトを取得するステップと、
ａ２）前記多材料３次元モデルオブジェクトに対してスライス処理を実行して、前記それらの多材料オブジェクト層及び前記それらの補助オブジェクト層を生成するステップと、
ａ３）予測余材総量が前記それらの補助オブジェクト層の予測材料総量を超えると判断すると、アラームを発するステップと、を含む、請求項１に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項４】
前記ステップｅは、前記それらの多材料オブジェクト層の１つの前記各部位に対応する前記材料を決定するとともに、当該材料を使用して前記プリント経路に沿って対応する前記多材料オブジェクト層の前記部位をプリントする、請求項１に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項５】
前記ステップｆと前記ステップｈは、切り換え前の前記材料の前記余材を使用して、前記プリント経路に沿って同一層高さの前記補助オブジェクト層をプリントするステップと、を含む、請求項４に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項６】
前記ステップｆと前記ステップｈは、切り換え前の前記材料の前記余材をすべて消費し、かつ、前記補助オブジェクト層のプリントが完了していない場合は、切り換え後の前記材料を使用して前記プリント経路に沿って前記補助オブジェクト層を引き続きプリントするステップを含む、請求項５に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項７】
前記プリント経路に沿ってすでにプリントされた前記それらの補助オブジェクト層上でスクレープ動作を実施して前記噴射ヘッド上の前記余材を掻き取るステップをさらに含む、請求項１に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項８】
ａ）多材料３次元オブジェクト及び付属３次元オブジェクトに対してそれぞれスライス処理を実行して、多材料３次元モデルに対応した複数の多材料オブジェクト層及び付属３次元モデルに対応した複数の付属オブジェクト層を生成するステップと、
ｂ）前記スライス処理において、前記それらの多材料オブジェクト層の複数の前記それらの材料切り換え点を算出するステップであって、当該それらの材料切り換え点は、前記それらの多材料オブジェクト層の複数の部位の境界に対応しており、隣接する前記それらの部位は、それぞれ異なる色の前記それらの材料または異なる材質の前記それらの材料に対応している、前記それらの材料切り換え点を算出するステップと、
ｃ）予測余材量に基づき、前記それらの材料切り換え点にそれぞれ対応している前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点を算出するステップと、
ｄ）前記それらの材料切り換え点及び前記それらの回復点を経過するプリント経路を算出するステップと、
ｅ）前記それらの材料を使用して前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層および補助オブジェクト層をプリントするために該材料を交互に使用するように噴射ヘッドを制御するステップと、
ｆ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層の前記それらの材料切り換え点のうち第１の材料切り換え点までプリントすると、異なる別の前記材料に切り換えるとともに、切り換え前の前記材料の余材を使用して前記それらの補助オブジェクト層を前記プリント経路に沿ってプリントするステップと、
ｇ）前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点のうちの第１の回復点までプリントすると、前記噴射ヘッドを前記プリント経路に沿って前記材料の切り換え時に所在していた前記第１の材料切り換え点まで戻すとともに、切り換え後の前記材料を使用して前記それらの多材料オブジェクト層の前記第１の材料切り換え点から前記多材料オブジェクト層を前記プリント経路に沿って引き続きプリントするステップと、
ｈ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層の前記それらの材料切り換え点のうち第２の材料切り換え点までプリントすると、異なる別の前記材料に切り換え、前記プリント経路に沿って前記噴射ヘッドを対応する前記それらの補助オブジェクト層の前記第１の回復点まで移動させるとともに、前記噴射ヘッドが切り換え前の前記材料の前記余材を使用して前記プリント経路に沿って前記それらの補助オブジェクト層をプリントするステップと、
ｉ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点のうちの第２の回復点までプリントすると、前記噴射ヘッドを前記プリント経路に沿って前記材料の切り換え時に所在していた前記第２の材料切り換え点まで戻すとともに、切り換え後の前記材料を使用して前記それらの多材料オブジェクト層の前記第２の材料切り換え点から前記多材料オブジェクト層を前記プリント経路に沿って引き続きプリントするステップと、
を含む、多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項９】
前記多材料３次元オブジェクトは、中空オブジェクトであり、前記ステップａは、前記それらの付属オブジェクト層を前記それらの多材料オブジェクト層の内部に設置する、請求項８に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項１０】
前記ステップａは、前記それらの付属オブジェクトを前記それらの多材料オブジェクト
層の外部に分離設置する、請求項８に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項１１】
前記ステップｅは、前記それらの多材料オブジェクト層の１つの前記各部位に対応する前記材料を決定するとともに、当該材料を使用して前記プリント経路に沿って対応する前記多材料オブジェクト層の前記部位をプリントする、請求項８に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項１２】
前記ステップｆと前記ステップｈは、切り換え前の前記材料の前記余材を使用して、前記プリント経路に沿って同一層高さの前記補助オブジェクト層をプリントするステップと、を含む、請求項１１に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項１３】
前記付属３次元モデルは、収容空間を有するモデルであり、前記ステップｆと前記ステップｈは、切り換え前の前記材料の前記余材を使用して前記プリント経路に沿って前記付属３次元モデルの外壁をプリントするとともに、前記付属３次元モデルの外壁のプリントが完了すると、前記プリント経路に沿って前記付属３次元モデルの内部を引き続きプリントするステップを含む、請求項１２に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【請求項１４】
前記プリント経路に沿ってすでにプリントされた前記それらの付属オブジェクト層上でスクレープ動作を実施して前記噴射ヘッド上の前記余材を掻き取るステップｊをさらに含む、請求項１３に記載の多材料３次元モデルのプリント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は３次元モデルのプリント方法に関するものであり、特に多材料３次元モデルプリント方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現有の熱溶融積層法（Ｆｕｓｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ、ＦＤＭ）技術を使用した多色３次元プリンタ（ｍｕｌｔｉ−ｃｏｌｏｕｒ  ３Ｄ  ｐｒｉｎｔｅｒ）において、多くは同一の単一噴射ヘッドを異なる色の着色材に変えて多色プリントを実現する。
【０００３】
２色プリントを例とすると、プリンタが第１着色材を使用して多色３次元モデルの第１色の部位をプリントした後、第１着色材から異なる色の第２着色材に切り換えることができる。次いで、プリンタは噴射ヘッドを多色３次元モデルから離間した位置に移動させるとともに、スロート管及び噴射ヘッド中の第１着色剤の余材を押し出して廃棄し、混色を回避しなければならない。余材をすべて押し出した後、プリンタは更に題２着色剤を使用して多色３次元モデルの第２色の部位をプリントし、…以下同様である。このようにして、多色３次元プリンタは多色３次元モデルを生成することができる。
【０００４】
上記の多色３次元モデルのプリント方法においては、色を変えるごとにいずれも大量の余材を廃棄しなければならず、かつ、廃棄される余材を再利用することができないため、着色剤の浪費及びプリントコストが増加するとの問題が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主な目的は、材料の余材を効果的に使用してプリントを実施することができる多材料３次元モデルのプリント方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では多材料３次元モデルのプリント方法が提供されており、
ａ）多材料３次元オブジェクトに対してスライス処理を実行して、多材料３次元モデルに対応した本体構造の複数の多材料オブジェクト層及び当該多材料３次元モデルに対応した補助構造の複数の補助オブジェクト層を生成するステップと、
ｂ）前記スライス処理において、前記それらの多材料オブジェクト層の複数の前記それらの材料切り換え点を算出するステップであって、当該それらの材料切り換え点は、前記それらの多材料オブジェクト層の複数の部位の境界に対応しており、隣接する前記それらの部位は、それぞれ異なる色の前記それらの材料または異なる材質の前記それらの材料に対応している、前記それらの材料切り換え点を算出するステップと、
ｃ）予測余材量に基づき、前記それらの材料切り換え点にそれぞれ対応している前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点を算出するステップと、
ｄ）前記それらの材料切り換え点及び前記それらの回復点を経過するプリント経路を算出するステップと、
ｅ）前記それらの材料を使用して前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層および補助オブジェクト層をプリントするために該材料を交互に使用するように噴射ヘッドを制御するステップと、
ｆ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層の前記それらの材料切り換え点のうち第１の材料切り換え点までプリントすると、異なる別の前記材料に切り換えるとともに、切り換え前の前記材料の余材を使用して前記それらの補助オブジェクト層を前記プリント経路に沿ってプリントするステップと、
ｇ）前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点のうちの第１の回復点までプリントすると、前記噴射ヘッドを前記プリント経路に沿って前記材料の切り換え時に所在していた前記第１の材料切り換え点まで戻すとともに、切り換え後の前記材料を使用して前記それらの多材料オブジェクト層の前記第１の材料切り換え点から前記多材料オブジェクト層を前記プリント経路に沿って引き続きプリントするステップと、
ｈ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層の前記それらの材料切り換え点のうち第２の材料切り換え点までプリントすると、異なる別の前記材料に切り換え、前記プリント経路に沿って前記噴射ヘッドを対応する前記それらの補助オブジェクト層の前記第１の回復点まで移動させるとともに、前記噴射ヘッドが切り換え前の前記材料の前記余材を使用して前記プリント経路に沿って前記それらの補助オブジェクト層をプリントするステップと、
ｉ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点のうちの第２の回復点までプリントすると、前記噴射ヘッドを前記プリント経路に沿って前記材料の切り換え時に所在していた前記第２の材料切り換え点まで戻すとともに、切り換え後の前記材料を使用して前記それらの多材料オブジェクト層の前記第２の材料切り換え点から前記多材料オブジェクト層を前記プリント経路に沿って引き続きプリントするステップと、
を含む。
【００１１】
好適には、当該ステップｅは、当該それらの多材料オブジェクト層の１つの当該各部位に対応する当該材料を決定するとともに、当該材料を使用して当該プリント経路に沿って対応する当該多材料オブジェクト層の当該部位をプリントする。
【００１２】
好適には、当該ステップｆと当該ステップｈは、切り換え前の当該材料の当該余材を使用して、当該プリント経路に沿って同一層高さの当該補助オブジェクト層をプリントするステップと、を含む。
【００１３】
好適には、当該ステップｆと当該ステップｈは、切り換え前の当該材料の当該余材をすべて消費し、かつ、当該補助オブジェクト層のプリントが完了していない場合は、切り換え後の当該材料を使用して当該プリント経路に沿って当該補助オブジェクト層を引き続きプリントするステップを含む。
【００１４】
好適には、当該プリント経路に沿ってすでにプリントされた当該それらの補助オブジェクト層上でスクレープ動作を実施して当該噴射ヘッド上の当該余材を掻き取るステップをさらに含む。
【００１５】
本発明では、多材料３次元モデルのプリント方法が更に提供されており、
ａ）多材料３次元オブジェクト及び付属３次元オブジェクトに対してそれぞれスライス処理を実行して、多材料３次元モデルに対応した複数の多材料オブジェクト層及び付属３次元モデルに対応した複数の付属オブジェクト層を生成するステップと、
ｂ）前記スライス処理において、前記それらの多材料オブジェクト層の複数の前記それらの材料切り換え点を算出するステップであって、当該それらの材料切り換え点は、前記それらの多材料オブジェクト層の複数の部位の境界に対応しており、隣接する前記それらの部位は、それぞれ異なる色の前記それらの材料または異なる材質の前記それらの材料に対応している、前記それらの材料切り換え点を算出するステップと、
ｃ）予測余材量に基づき、前記それらの材料切り換え点にそれぞれ対応している前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点を算出するステップと、
ｄ）前記それらの材料切り換え点及び前記それらの回復点を経過するプリント経路を算出するステップと、
ｅ）前記それらの材料を使用して前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層および補助オブジェクト層をプリントするために該材料を交互に使用するように噴射ヘッドを制御するステップと、
ｆ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層の前記それらの材料切り換え点のうち第１の材料切り換え点までプリントすると、異なる別の前記材料に切り換えるとともに、切り換え前の前記材料の余材を使用して前記それらの補助オブジェクト層を前記プリント経路に沿ってプリントするステップと、
ｇ）前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点のうちの第１の回復点までプリントすると、前記噴射ヘッドを前記プリント経路に沿って前記材料の切り換え時に所在していた前記第１の材料切り換え点まで戻すとともに、切り換え後の前記材料を使用して前記それらの多材料オブジェクト層の前記第１の材料切り換え点から前記多材料オブジェクト層を前記プリント経路に沿って引き続きプリントするステップと、
ｈ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの多材料オブジェクト層の前記それらの材料切り換え点のうち第２の材料切り換え点までプリントすると、異なる別の前記材料に切り換え、前記プリント経路に沿って前記噴射ヘッドを対応する前記それらの補助オブジェクト層の前記第１の回復点まで移動させるとともに、前記噴射ヘッドが切り換え前の前記材料の前記余材を使用して前記プリント経路に沿って前記それらの補助オブジェクト層をプリントするステップと、
ｉ）前記噴射ヘッドが前記プリント経路に沿って前記それらの補助オブジェクト層の前記それらの回復点のうちの第２の回復点までプリントすると、前記噴射ヘッドを前記プリント経路に沿って前記材料の切り換え時に所在していた前記第２の材料切り換え点まで戻すとともに、切り換え後の前記材料を使用して前記それらの多材料オブジェクト層の前記第２の材料切り換え点から前記多材料オブジェクト層を前記プリント経路に沿って引き続きプリントするステップと、を含む。
【００１６】
好適には、当該多材料３次元オブジェクトは、中空オブジェクトであり、当該ステップａは、当該それらの付属オブジェクト層を当該それらの多材料オブジェクト層の内部に設置する。
【００１７】
好適には、当該ステップａは、当該それらの付属オブジェクト層を当該それらの多材料オブジェクト層の外部に分離設置する。
【００２１】
好適には、当該ステップｅは、当該それらの多材料オブジェクト層の１つの当該各部位に対応する当該材料を決定するとともに、当該材料を使用して前記プリント経路に沿って対応する当該多材料オブジェクト層の当該部位をプリントする。
【００２２】
好適には、前記ステップｆと前記ステップｈは、切り換え前の前記材料の前記余材を使用して、前記プリント経路に沿って同一層高さの前記補助オブジェクト層をプリントするステップと、を含む。
【００２３】
好適には、当該付属３次元モデルは、収容空間を有するモデルであり、当該ステップｆと当該ステップｈは、切り換え前の当該材料の当該余材を使用して当該プリント経路に沿って当該付属３次元モデルの外壁をプリントするとともに、当該付属３次元モデルの外壁のプリントが完了すると、当該プリント経路に沿って当該付属３次元モデルの内部を引き続きプリントする。
【００２４】
好適には、前記プリント経路に沿ってすでにプリントされた前記それらの付属オブジェクト層上でスクレープ動作を実施して前記噴射ヘッド上の前記余材を掻き取るステップｊをさらに含む。
【００２５】
本発明は、材料切り換え後に残った余材を使用して有用オブジェクトをプリントすることにより、多材料プリントのコストを効果的に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例における３次元プリントシステムの構造図である。
【図２】本発明の第１実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の流れ図である。
【図３】本発明の第１実施例における多材料３次元モデルの第１概略図である。
【図４】本発明の第１実施例における多材料３次元モデルの第２概略図である。
【図５】本発明の第１実施例における多材料３次元モデルの第３概略図である。
【図６Ａ】本発明の第２実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の第１流れ図である。
【図６Ｂ】本発明の第２実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の第２流れ図である。
【図７】本発明の第３実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の一部の流れ図である。
【図８】本発明の第４実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の流れ図である。
【図９】本発明の第５実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の流れ図である。
【図１０】本発明の第５実施例における多材料３次元モデルの第１概略図である。
【図１１】本発明の第５実施例における多材料３次元モデルの第２概略図である。
【図１２】本発明の第６実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の流れ図である。
【図１３】本発明の第７実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の一部の流れ図である。
【図１４】本発明の第８実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
ここでは本発明の好適な実施例について、図面に基づき以下の通り詳細に説明する。
先ず図１を参照すると、それは本発明の第１実施例における３次元プリントシステムの構造図である。図１には本発明の３次元プリントシステム１（以下、当該プリントシステム１と称する）が開示されており、当該プリントシステム１には、主にコンピュータ装置１０及び多材料３次元プリンタ１２が含まれる。
【００２８】
当該コンピュータ装置１は、主に当該多材料３次元プリンタ１２に電気的に接続される接続ポート１０２（例えばＵＳＢ接続ポート）と、操作及び出力データを受け付けるためのヒューマンマシンインターフェイス１０４（例えばキーボード、マウスまたはタッチパネル）と、データを記憶するためのメモリ１０６と、上記素子に電気的に接続されるとともに、当該コンピュータ装置を制御するためのプロセッサ１００とを含む。好適には、当該コンピュータ装置１はデスクトップ型コンピュータ、ノート型コンピュータ、クラウドサーバまたはスマートフォンであるが、それらに限定されるべきではない。
【００２９】
好適には、当該メモリ１０６はコンピュータプログラム１０６０を記憶することができる。当該コンピュータプログラム１０６０にはコンピュータが実行可能なプログラムコードが記録されており、当該プロセッサ１００が当該コンピュータプログラム１０６０を実行した後に、本発明の各実施例に記載されている多材料３次元モデルのプリント方法を実現することができる。
【００３０】
当該多材料３次元プリンタ１２は多材料３次元モデルをプリントするために用いられる。具体的に述べると、当該多材料３次元プリンタ１２は、それぞれ異なる複数の材料を使用して多材料プリントを実現するように、噴射ヘッドを制御することができる。
【００３１】
具体的に述べると、当該多材料３次元プリンタ１２は、それぞれ異なる色の当該それらの材料（例えば、赤色プラスチック線材、青色プラスチック線材及び黒色プラスチック線材）を使用して多色プリントを実現することができ、それぞれ異なる材質の当該それらの材料を使用して（例えば、金属材料及びプラスチック材料を使用する）、多材質プリントを実現することができ、または異なる色かつ異なる材質の当該それらの材料（例えば、青色プラスチック線材、黒色プラスチック線材、銀色金属材料及び赤色金属材料）を使用して多色多材質プリントを実現することができる。
【００３２】
好適には、当該多材料３次元プリンタ１２は、熱溶融積層型３次元プリンタ（ＦＤＭ  ｍｕｌｔｉ−ｃｏｌｏｕｒ  ３Ｄ  ｐｒｉｎｔｅｒ）であり、当該複数の材料は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー（ＡＢＳ）またはポリ乳酸（ＰＬＡ）であるが、それらに限定されない。
【００３３】
続いて同時に図２を参照すると、それは本発明の第１実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の流れ図である。本発明の各実施例における多材料３次元モデルのプリント方法（以下、当該プリント方法と称する）は、主に図１に示されている当該プリントシステム１により実現される。本実施例のプリント方法は以下のステップを含む。
ステップＳ１００：当該プリントシステム１が多材料３次元オブジェクト（例えば、複数種の色からなる多色３次元オブジェクト、複数種の材質からなる多材質３次元オブジェクトまたは複数種の色及び材質からなる多色多材質オブジェクト）に対してスライス処理を実行して、当該多材料３次元モデルに対応した本体構造の複数の多材料オブジェクト層及び当該多材料３次元モデルに対応した補助構造の複数の補助オブジェクト層を生成し、当該それらの補助オブジェクト層は、当該多材料３次元オブジェクトに対応した補助構造（例えば、内部支持構造または外部支持構造）である。
【００３４】
好適には、各当該多材料オブジェクト層は、単一種類の材料のみに対応するか（つまり単一種類の材料のみを使用して当該多材料オブジェクト層のプリントを完了することができる）、または同時に複数種類の材料に対応することもでき（つまり複数種類の材料を使用してはじめて当該多材料オブジェクト層のプリントを完了することができる）、ここでは限定しない。
【００３５】
好適には、当該プリントシステム１は、当該スライス処理において、当該それらの補助オブジェクト層を生成するとともに、当該それらの補助オブジェクト層と当該それらの多材料オブジェクト層とを当該多材料３次元モデルとなるように併合する。
【００３６】
ここで提起すべきは、当該多材料３次元オブジェクトは、バーチャルなコンピュータオブジェクトデータであり、設計過程においては実体化後に遭遇するであろう物理的作用（例えば、地球の引力、材料強度及び粘性または成形方式）を考慮する必要がない点であり、当該多材料３次元モデルは、実体化（例えば、３次元プリント）された後、特定機能の当該補助構造を添加して前記の物理的作用に適応させ、プリントの失敗を回避しなければならない。
【００３７】
また、当該補助構造は、通常、外観の一部ではないため（例えば、当該外部支持構造は成形後に除去することができ、当該内部支持構造はモデルの内部に位置する）、複数の材料を混合してプリントする当該補助構造の色または材質は、プリント後の当該多材料３次元モデルの外観に影響を及ぼさない。
【００３８】
例を挙げて述べると、当該プリントシステム１は、当該多材料３次元モデルの斜面・曲面に当該外部支持構造を添加して、プリント後の当該多材料３次元モデルの斜面・曲面の材料の粘性不足または成形過程における無支持点によりプリントが失敗することを回避することができる。
【００３９】
または、当該プリントシステム１は、当該多材料３次元モデルの内部または内壁に異なる充填比率（例えば、３０％、５０％または７０％）または異なる類型（例えば、ハニカム状、中実または混合式）の当該内部支持構造を添加して、プリント後の当該多材料３次元モデルの強度を弾性的に調整することができる。
【００４０】
図３を参照すると、それは本発明の第１実施例における多材料３次元モデルの第１概略図である。図示されている通り、複数の補助オブジェクト層８２が複数の多材料オブジェクト層８０の内壁中に位置しているとともに、内部支持構造となっている。
【００４１】
図４を参照すると、それは本発明の第１実施例における多材料３次元モデルの第２概略図である。図示されている通り、複数の補助オブジェクト層８６が複数の多材料オブジェクト層８４の内部に位置しているとともに、ハニカム状の内部支持構造となっている。
【００４２】
図５を参照すると、それは本発明の第１実施例における多材料３次元モデルの第３概略図である。図示されている通り、複数の補助オブジェクト層８８２が複数の多材料オブジェクト層８８０の表面に接続されているとともに、プリント過程において外部支持構造となっている。また、プリント完了後に、当該外部支持構造は除去することができる。
【００４３】
好適には、当該プリントシステム１は、当該スライス処理において、当該それらの多材料オブジェクト層の少なくとも１つの材料切り換え点（例えば、第１材料切り換え点）及び当該それらの補助オブジェクト層の少なくとも１つの回復点（例えば、第１回復点）を更に算出する。
【００４４】
具体的に述べると、当該材料切り換え点は当該それらの多材料オブジェクト層における異なる材料の境界箇所に位置している。更に、後続のプリント過程において、当該プリントシステム１が当該それらの多材料オブジェクト層の当該材料切り換え点までプリントすると、先ず別の当該材料に切り換えなければ異なる材料の別の部分の当該それらの多材料オブジェクト層をプリントすることができない。また、当該回復点は材料の切り換えにより生じる余材量に対応している。言い換えると、当該プリントシステム１が当該それらの補助オブジェクト層の当該回復点までプリントすると、材料の切り換えにより生じる余材がすべて消費されたことを示している。
【００４５】
ステップＳ１０２：当該プリントシステム１が、異なる当該それらの材料のうちの１つ（例えば、第１材料）を選択するとともに、当該噴射ヘッドが当該第１材料を使用して当該多材料３次元モデルにおける複数の多材料オブジェクト層をプリントする。好適には、当該プリントシステム１が、当該多それらの多材料オブジェクト層のうちの特定部位（例えば、第１部位）をプリントし、当該第１部位の色または材質は当該第１材料の色または材質に対応している。
【００４６】
ステップＳ１０４：当該プリントシステム１が、当該それらの多材料オブジェクト層の当該第１材料切り換え点までプリントしたか否かを判断する。具体的に述べると、当該プリントシステム１は、当該第１材料切り換え点までプリントしたか否かに基づき、材料を切り換えて当該それらの多材料オブジェクト層のうちの別の部位（例えば、第２部位）を引き続きプリントすべきか否かを判断する。
【００４７】
当該第１材料切り換え点までプリントしたと判断された場合は、異なる別の材料（例えば、第２材料であり、当該第２材料の色または材質はまだプリントされていない当該それらの多材料オブジェクト層のうちの当該第２部位の色または材質に対応している）に切り換えるとともに、ステップＳ１０６を実行する。いいえの場合は、ステップＳ１０２を再度実行し、引き続き当該第１材料を使用してプリントを実施する。
【００４８】
ステップＳ１０６：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドにより切り換え前の当該第１材料の余材を使用して、当該多材料３次元モデルにおける複数の補助オブジェクト層をプリントする。具体的に述べると、材料切り換えの直後には、当該多材料３次元プリンタ１２のスロート管及び当該噴射ヘッド中にまだ当該第１材料の余材が存在しているため、当該プリントシステム１は当該第１材料の余材及び／または当該第２材料を使用して当該それらの補助オブジェクト層をプリントする。
【００４９】
このように、本発明は、材料が切り換えられた後に残っている余材を効果的に使用することができ、余材を廃棄することに起因する材料の浪費及びプリントコストの増加問題を効果的に回避することができる。
【００５０】
ステップＳ１０８：当該プリントシステム１が、当該それらの補助オブジェクト層の当該第１回復点までプリントしたか否かを判断する。具体的に述べると、当該プリントシステム１は、当該第１回復点までプリントしたか否かに基づき当該第１材料の余材をすべて消費したか否かを判断する。当該第１回復点までプリントしたと判断された場合は、ステップＳ１１０を実行し、いいえの場合は、ステップＳ１０６を再度実行し、引き続き当該第１材料の余材を使用して当該それらの補助オブジェクト層をプリントする。
【００５１】
ステップＳ１１０：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドにより当該第２材料を使用して当該第１材料切り換え点から引き続き当該それらの多材料オブジェクト層の当該第２部位をプリントする。
【００５２】
ステップＳ１１２：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元モデルのプリントが完了したか否か（つまり、当該それらの多材料オブジェクト層のすべての部位がいずれもプリントを完了したか否か）を判断する。完了していないと判断された場合は、当該ステップＳ１０４を再度実行し、次の当該材料切り換え点（例えば、第２材料切り換え点）までプリントしたか否かに基づき、別の材料（例えば、第１材料または第３材料）に切り換えて当該多材料３次元モデルの別の部位（例えば、第３部位）をプリントするか否かを判断し、完了している場合は、当該プリント方法を終了する。
【００５３】
本発明は、材料切り換え後に残った余材を使用して同一オブジェクトの補助構造をプリントすることにより、多材料プリントのコストを効果的に低減することができる。
【００５４】
続いて、図６Ａ及び図６Ｂを同時に参照すると、図６Ａは本発明の第２実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の第１流れ図であり、図６Ｂは本発明の第２実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の第２流れ図である。本実施例のプリント方法は以下のステップを含む。
【００５５】
ステップＳ２００：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元オブジェクトに対して当該スライス処理を実行して当該多材料３次元オブジェクトに対応した当該それらの多材料オブジェクト層及び当該補助構造に対応した当該それらの補助オブジェクト層を生成する。また、当該スライス処理において、当該プリントシステム１は当該それらの多材料オブジェクト層における複数の材料切り換え点及び当該それらの補助オブジェクト層における複数の回復点を算出し、当該それらの材料切り換え点はそれぞれ当該それらの回復点に対応している。
【００５６】
好適には、当該スライス処理において、当該プリントシステム１は当該それらの材料切り換え点及び当該それらの回復点を経過するプリント経路を更に算出する。好適には、当該プリント経路は当該噴射ヘッドがプリントを実施する際の移動経路である。
【００５７】
ステップＳ２０２：当該プリントシステム１が、当該それらの多材料オブジェクト層の１つ（例えば、まだプリントされていない最下層の当該多材料オブジェクト層）を選択し、当該多材料オブジェクト層における複数の部位の１つ（例えば、第１部位）を選択するとともに、当該第１部位に対応した色または材質に基づき１組の当該材料（例えば、第１材料）を決定する。
【００５８】
ステップＳ２０４：当該プリントシステム１が、決定された当該第１材料に切り換える。
ステップＳ２０６：当該プリントシステム１が、当該第１材料を使用して当該プリント経路に沿って当該多材料オブジェクト層の当該第１材料に対応した当該第１部位をプリントする。
【００５９】
ステップＳ２０８：当該プリントシステム１が、当該それらの切り換え点の１つ（例えば、第１切り換え点）までプリントしたか否かを判断することにより、材料を切り換えて引き続き当該多材料オブジェクト層における別の部位（例えば、第２部位）をプリントすべきか否かを判断する。切り換えるべきと判断された場合は、当該第２部位に対応した色または材質の別の材料（例えば、第２材料）に切り換えるとともに、ステップＳ２１０を実行する。いいえの場合は、ステップＳ２０６を再度実行し、引き続き当該第１材料を使用して当該プリント経路に沿ってプリントする。
【００６０】
ステップＳ２１０：当該プリントシステム１が、当該第２部位に対応した色または材質の当該第２材料に切り換える。
ステップＳ２１２：当該プリントシステム１が、当該第１材料の余材及び／または当該第２材料を使用して当該補助オブジェクト層をプリントする。好適には、当該プリントシステム１は、層ごとかつ材料ごとに当該それらの多材料オブジェクト層をプリントするとともに、各当該多材料オブジェクト層の材料切り換え間隔中に、余材を使用して当該第１切り換え点に対応した当該回復点（例えば、第１回復点）から当該プリント経路に沿って同一層高さの当該補助オブジェクト層のプリントを開始する。
【００６１】
ステップＳ２１４：当該プリントシステム１が、当該第１回復点から当該プリント経路に沿って別の当該回復点（例えば、第２回復点）までプリントするか否かに基づき、当該第１材料の余材をすべて消費したか否かを判断する。はいの場合は、ステップＳ２１６を実行し、いいえの場合は、ステップＳ２１２を再度実行する。
【００６２】
ステップＳ２１６：当該プリントシステム１が、すでに当該プリント経路に沿って別の回復点（例えば、第３回復点）までプリントしたか否かに基づき、同一層高さの当該補助オブジェクト層のプリントが完了したか否かを判断する。はいの場合は、ステップＳ２２０を実行し、いいえの場合は、ステップＳ２１８を実行する。
【００６３】
具体的に述べると、当該スライス処理において、当該プリントシステムが当該材料の切り換えにより生じる予測余材量が単一層の当該補助オブジェクト層のプリントに必要とする予測材料量よりも多くないと判断した場合、当該プリントシステムは、当該第３回復点を当該補助オブジェクト層のプリント終点に設置し、当該第３回復点を当該第１材料の余材全消費箇所には設置しない。それにより、当該プリントシステム１は、第１材料の余材をすべて消費した後、引き続き当該第２材料を使用して当該プリント経路に沿って当該補助オブジェクト層のプリントを完了することができる。
【００６４】
ステップＳ２１８：当該プリントシステム１が、当該多材料オブジェクト層における第１部位のプリントが完了し、かつ、同一層高さの当該補助オブジェクト層のプリントが完了していない場合は、当該第２材料を使用して当該プリント経路に沿って引き続き同一層高さの当該補助オブジェクト層をプリントする。次いでステップＳ２１４を再度実行する。
【００６５】
ここで提起すべきは、本実施例のステップＳ２１４〜Ｓ２１８の実行は、当該第１材料の余材をすべて消費し、かつ、必要とする当該それらの補助オブジェクト層（例えば、必要とする当該外部支持構造、中実の当該内部支持構造または充填比率が限定された当該内部支持構造）を確保してプリントを完了するためのみである点である。その他の実施例において、当該それらの補助オブジェクト層のプリントを完了する必要がない（例えば、当該外部支持構造または任意の充填比率の当該内部支持構造が必要ない）場合、当該プリントシステム１は余材をすべて消費したと判断した際に（当該ステップＳ２１４が、「はい」）、ステップＳ２２０を直接実行することもできる。
【００６６】
ステップＳ２２０：当該プリントシステム１が、当該プリント経路に沿ってすでにプリントされた当該それらの補助オブジェクト層上でスクレープ動作を実施して当該噴射ヘッド上の余材を掻き取る。好適には、当該プリントシステム１は、当該噴射ヘッドがすでにプリントされた当該それらの補助オブジェクト層の上縁を掠め、当該補助オブジェクト層の上縁を利用して当該噴射ヘッド上の余材を掻き取るように制御する。
【００６７】
本発明は、スクレープ動作を実施することにより、当該噴射ヘッド上の余材が当該それらの多材料オブジェクト層に付着して、プリント後の当該多材料３次元モデルの外観に瑕疵が存在することを効果的に回避することができる。
【００６８】
ステップＳ２２２：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドにより当該第２材料を使用して当該第１切り換え点から当該プリント経路に沿って引き続き同一の当該多材料オブジェクト層の当該第２部位をプリントする。
【００６９】
ステップＳ２２４：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元モデルのプリントが完了したか否かを判断する。プリントが完了していない場合は、当該ステップＳ２０８を再度実行して、第３材料に切り換えて当該多材料オブジェクト層の第３部位をプリントするか、または別の当該多材料オブジェクト層をプリントするか否かを判断し、完了している場合は、当該プリント方法を終了する。
【００７０】
図７は本発明の第３実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の一部の流れ図である。第２実施例に比べ、本実施例のステップＳ２００は更に下記のステップを含む。
ステップＳ３００：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元オブジェクトを取得する。
【００７１】
ステップＳ３０２：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元オブジェクトに対してスライス処理を実行して当該多材料３次元モデルに対応した当該本体構造の当該それらの多材料オブジェクト層を生成する。また、当該スライス処理において、当該プリントシステム１は、当該多材料３次元モデルは当該補助構造を添加する必要があるか否かを更に判断する。当該多材料３次元モデルが当該補助構造の添加を必要とする場合、当該プリントシステム１は、必要とする当該補助構造に対応した当該それらの多材料オブジェクト層を更に生成するとともに、当該それらの多材料オブジェクト層及び当該それらの補助オブジェクト層を併合して、プリント後の当該多材料３次元モデルに当該補助構造を備えさせる。
【００７２】
好適には、当該それらの多材料オブジェクト層を生成した後、当該プリントシステム１は、当該それらの多材料オブジェクト層の各々の部位の色、材質及び／または対応する当該材料を更に設定することができる。
【００７３】
ステップＳ３０４：当該プリントシステム１が、予測余材総量及び予測材料総量（つまり、予測される材料総需要量）を算出するとともに、当該予測余材総量が当該予測材料総量を超えているか否かを判断し、当該予測余材総量は、当該それらの多材料オブジェクト層をプリントする過程において材料の切り換えにより発生する予測される余材総量であり、当該予測材料総量は、当該それらの補助オブジェクト層をプリントするために必要とする予測される材料総量である。超えていると判断された場合は、ステップＳ３０８を実行し、いいえの場合は、ステップＳ２０２を実行する。
【００７４】
ステップＳ３０８：当該プリントシステム１が、ヒューマンマシンインターフェイス１０４を介してアラームを発して当該スライス処理を中断する。好適には、当該プリントシステム１は、使用者にその他の余材を選択した処理を設定するように更に指示することができる（例えば、本発明の第４実施例におけるプリント方法に改める）。
【００７５】
それにより、本発明は、余材の除去が不完全であることにより生じる、プリントされる当該多材料３次元モデルに材料の混合ミスが発生する状況を効果的に回避することができる。
【００７６】
図８を参照すると、それは本発明の第４実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の流れ図である。本実施例のプリント方法には以下のステップが含まれる。
ステップＳ４００：当該プリントシステム１が、当該スライス処理を実行して、当該多材料３次元モデルに対応した当該本体構造の当該それらの多材料オブジェクト層及び当該多材料３次元モデルに対応した当該補助構造の当該それらの補助オブジェクト層を生成する。
【００７７】
ステップＳ４０２：当該プリントシステム１が、当該それらの多材料オブジェクト層の当該それらの材料切り換え点を算出し、当該それらの材料切り換え点は、当該それらの多材料オブジェクト層に対応した複数の部位の境界であり、隣接する当該それらの部位は異なる材料の当該それらの材料にそれぞれ対応している。また、当該プリントシステム１は、当該それらの材料の切り換えにより発生が予測される予測余材量を算出し、当該予測余材量に基づき余材をすべて消費可能な当該それらの補助オブジェクト層の当該それらの回復点を算出し、当該それらの回復点はそれぞれ当該それらの材料切り換え点に対応している。
【００７８】
ステップＳ４０４：当該プリントシステム１が、当該それらの材料切り換え点及び当該それらの回復点を経過するプリント経路を算出する。好適には、当該プリント経路は、当該噴射ヘッドがプリントを実施する際の移動経路である。
【００７９】
本発明では、予め定められた経路計画により、当該プリントシステム１に余材が生じた場合は、スムーズかつ中断することなく当該噴射ヘッドを当該補助構造まで移動させて余材を使用してプリントするとともに、余材をすべて消費すると、スムーズかつ中断することなく当該噴射ヘッドを当該本体構造まで移動させて正確に当該材料を使用してプリントを実施させることができる。
【００８０】
ステップＳ４０６：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドが当該プリント経路に沿って当該第１材料を使用して当該それらの多材料オブジェクト層をプリントするように制御する。
ステップＳ４０８：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドがプリントするとともに、当該プリント経路の当該それらの材料切り換え点の１つ（例えば、第１材料切り換え点）まで移動したか否かを判断する。はいの場合は、ステップＳ４１０を実行する。いいえの場合は、ステップＳ４０６を再度実行する。
【００８１】
ステップＳ４１０：当該プリントシステム１が、当該第１材料から異なる当該第２材料に切り換えるとともに、当該プリント経路に基づき当該噴射ヘッドを当該それらの補助オブジェクト層の当該それらの回復点の１つまで移動させる。好適には、当該プリントシステム１は、当該噴射ヘッドを当該第１材料切り換え点に対応した当該回復点（例えば、第１回復点）まで移動させる。
【００８２】
ステップＳ４１２：当該プリントシステム１が、切り換え前の当該第１材料の当該余材を使用し、当該噴射ヘッドが当該プリント経路に沿って当該それらの補助オブジェクト層をプリントするように制御する。
【００８３】
ステップＳ４１４：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドがプリントするとともに、当該プリント経路の別の当該回復点（例えば、第２回復点）まで移動したか否かを判断する。はいの場合は、ステップＳ４１６を実行する。いいえの場合は、ステップＳ４１２を再度実行する。
【００８４】
ステップＳ４１６：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドが当該第２回復点まで移動したと判断すると、当該噴射ヘッドを当該材料の切り換え時に所在していた当該第１材料切り換え点に戻す。
【００８５】
ステップＳ４１８：当該プリントシステム１が、切り換え後の当該第２材料を使用して当該プリント経路に沿って引き続き当該それらの多材料オブジェクト層をプリントする。
ステップＳ４２０：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元モデルのプリントが完了したか否か（つまり、当該噴射ヘッドは当該プリント経路に沿ってプリントして移動を完了したか否か）を判断する。プリントは完了していないと判断された場合は、当該ステップＳ４０８を再度実行する。完了している場合は、当該プリント方法を終了する。
【００８６】
上記第１実施例、第２実施例、第３実施例及び第４実施例において、当該プリントシステム１は余材を当該多材料３次元モデルの当該補助構造のプリントに用いているが、それらには限定されない。当該プリントシステム１は余材をいずれかの有用オブジェクトのプリントに用いることもでき、例えば本発明のその他の実施例（例えば、後述の第５実施例、第６実施例、第７実施例及び第８実施例）において、当該プリントシステム１は余材を別の多材料３次元モデルのプリントに用いている。
【００８７】
図９を参照すると、それは本発明の第５実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の流れ図である。本実施例のプリント方法には以下のステップが含まれる。
ステップＳ５００：当該プリントシステム１が、多材料３次元オブジェクト及び付属３次元オブジェクトに対してそれぞれスライス処理を実行して、多材料３次元モデルに対応した複数の多材料オブジェクト層及び付属３次元モデルに対応した複数の付属オブジェクト層を生成する。
【００８８】
好適には、当該プリントシステム１は、当該スライス処理において、当該それらの多材料オブジェクト層の少なくとも１つの材料切り換え点（例えば、第１材料切り換え点）及び当該それらの付属オブジェクト層の少なくとも１つの回復点（例えば、第１回復点）を更に算出する。
【００８９】
ステップＳ５０２：当該プリントシステム１が、異なる当該それらの材料のうちから１つ（例えば、第１材料）を選択するとともに、当該噴射ヘッドにより当該第１材料を使用して当該多材料３次元モデルの当該それらの多材料オブジェクト層をプリントする。好適には、当該プリントシステム１は、当該それらの多材料オブジェクト層のうちの特定部位（例えば、第１部位）をプリントし、当該第１部位の色及び材質は当該第１材料の色または材質に対応している。
【００９０】
ステップＳ５０４：当該プリントシステム１が、当該それらの多材料オブジェクト層の当該第１材料切り換え点までプリントしたか否かを判断する。具体的に述べると、当該プリントシステム１は、当該第１材料切り換え点までプリントしたか否かに基づき、材料を切り換えて引き続き当該それらの多材料オブジェクト層のうちの別の部位（例えば、第２部位）をプリントする必要があるか否かを判断する。当該第１材料切り換え点までプリントしたと判断された場合は、別の材料に切り換えるとともに（例えば、第２材料であり、当該第２材料の色または材質はまだプリントしていない当該それらの多材料オブジェクト層のうちの当該第２部位の色または材質に対応している）、ステップＳ５０６を実行する。いいえの場合は、ステップＳ５０２を再度実行して、引き続き第１材料を使用してプリントを実施する。
【００９１】
ステップＳ５０６：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドにより当該第１材料の余材を使用して当該付属３次元モデルの当該それらの付属オブジェクト層をプリントする。
ステップＳ５０８：当該プリントシステム１が、当該それらの付属オブジェクト層の当該第１回復点までプリントしたか否かを判断する。具体的に述べると、当該プリントシステム１は、当該第１回復点までプリントしたか否かに基づき、当該第１材料の余材をすべて消費したか否かを判断する。当該第１回復点までプリントしたと判断された場合は、ステップＳ５１０を実行する。いいえの場合は、ステップＳ５０６を再度実行して、引き続き当該第１材料の余材を使用して当該それらの付属オブジェクト層をプリントする。
【００９２】
ステップＳ５１０：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドにより当該第２材料を使用して、当該第１材料切り換え点から引き続き当該多材料３次元モデルの当該それらの多材料オブジェクト層の当該第２部位をプリントする。
【００９３】
ステップＳ５１２：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元モデルのプリントが完了したか否かを判断する。プリントが完了していないと判断された場合は、当該ステップＳ５０４を再度実行して、次の当該材料切り換え点（例えば、第２材料切り換え点）までプリントしたか否かに基づき、別の材料（例えば、当該第１材料または第３材料）に切り換えて当該多材料３次元モデルの別の部位（例えば、第３部位）をプリントするか否かを判断し、完了している場合は、当該プリント方法を終了する。
【００９４】
本発明は、材料の切り換え後に残った余材を使用して別の独立した単一材料／複合材料の付属オブジェクトをプリントすることにより、余材を効果的に使用して別の付属３次元モデルを生成することができる。
【００９５】
図１０を参照すると、それは本発明の第５実施例における多材料３次元モデルの第１概略図である。図示されている通り、本実施例は、多材料３次元モデル９０をプリントする際に、余材を使用して当該多材料３次元モデル９０の外部に位置する付属３次元モデル９２（例えば、収容モデル）をついでにプリントすることができる。
【００９６】
図１１を参照すると、それは本発明の第５実施例における多材料３次元モデルの第２概略図である。図示されている通り、本実施例は、中空の多材料３次元モデル９４をプリントする際に、余材を使用して当該多材料３次元モデル９４の内部に位置する付属３次元モデル９６（例えば、収容モデル）をついでにプリントすることができる。
【００９７】
図１２は、本発明の第６実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の流れ図である。本実施例のプリント方法には以下のステップが含まれる。
ステップＳ６００：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元オブジェクト及び付属３次元オブジェクトに対して当該スライス処理を実行して、当該多材料３次元モデルに対応した当該それらの多材料オブジェクト層及び当該付属３次元モデルに対応した当該それらの付属オブジェクト層を生成する。また、当該スライス処理において、当該プリントシステム１は、当該それらの多材料オブジェクト層における複数の材料切り換え点及び当該それらの付属オブジェクト層における複数の回復点を算出し、当該それらの材料切り換え点はそれぞれ当該それらの回復点に対応している。
【００９８】
好適には、当該スライス処理において、当該プリントシステム１は、当該それらの材料切り換え点及び当該それらの回復点を経過するプリント経路を更に算出する。好適には、当該プリント経路は当該噴射ヘッドがプリントを実施する際の移動経路である。
【００９９】
ステップＳ６０２：当該プリントシステム１が、当該それらの多材料オブジェクト層の１つ（例えば、まだプリントされていない最下層の当該多材料オブジェクト層）を選択し、当該多材料オブジェクト層における複数の部位の１つ（例えば、第１部位）を選択するとともに、当該第１部位に対応した色または材質に基づき１組の当該材料（例えば、第１材料）を決定する。
【０１００】
ステップＳ６０４：当該プリントシステム１が、決定された当該第１材料に切り換える。
ステップＳ６０６：当該プリントシステム１が、当該第１材料を使用して当該プリント経路に沿って当該多材料オブジェクト層における当該第１材料に対応する当該第１部位をプリントする。
【０１０１】
ステップＳ６０８：当該プリントシステム１が、当該それらの切り換え点の１つ（例えば、第１切り換え点）までプリントしたか否かを判断することにより、材料を切り換えて引き続き当該多材料オブジェクト層における別の部位（例えば、第２部位）をプリントすべきか否かを判断する。切り換えるべきと判断された場合は、当該第２部位に対応した色または材質の別の材料（例えば、第２材料）に切り換えるとともに、ステップＳ６１０を実行する。いいえの場合は、ステップＳ６０６を再度実行し、引き続き当該第１材料を使用してプリントする。
【０１０２】
ステップＳ６１０：当該プリントシステム１が、当該第２部位に対応した当該第２材料に切り換える。
ステップＳ６１２：当該プリントシステム１が、当該第１材料の余材及び／または当該第２材料を使用して当該プリント経路に沿って当該付属オブジェクト層をプリントする。好適には、当該プリントシステム１は、層ごとかつ材料ごとに当該それらの多材料オブジェクト層をプリントするとともに、各当該多材料オブジェクト層の材料切り換え間隔中に、余材を使用して当該第１切り換え点に対応した当該回復点（例えば、第１回復点）から当該プリント経路に沿って同一層高さの当該付属オブジェクト層のプリントを開始する。
【０１０３】
ステップＳ６１４：当該プリントシステム１が、当該第１回復点から別の当該回復点（例えば、第２回復点）までプリントするか否かに基づき、当該第１材料の余材をすべて消費したか否かを判断する。はいの場合は、ステップＳ６２０を実行し、いいえの場合は、ステップＳ６１６を実行する。
【０１０４】
ステップＳ６１６：当該プリントシステム１が、第１材料の余材をすべては消費していないと判断すると、更に、すでに当該プリント経路に沿って別の当該回復点（例えば、第３回復点）までプリントしたか否かに基づき、同一層高さの当該付属オブジェクト層の外壁のプリントが完了したか否かを判断する。はいの場合は、ステップＳ６１８を実行し、いいえの場合は、ステップＳ６１２を再度実行する。
【０１０５】
具体的に述べると、当該スライス処理において、当該プリントシステムが当該材料の切り換えにより生じる予測余材量が単一層の当該付属オブジェクト層のプリントに必要とする予測材料量よりも多いと判断した場合、当該プリントシステム１は、当該第３回復点を当該付属３次元モデルの内部に設置する。それにより、当該プリントシステム１は、同一層高さの当該付属オブジェクト層の外壁のプリントが完了した後、当該噴射ヘッドを当該付属３次元モデルの内部に移動させ、余材を使用して引き続きプリントすることができる。
【０１０６】
ステップＳ６１８：当該プリントシステム１が、当該プリント経路に沿って当該噴射ヘッドを当該付属３次元モデルの内部に移動させ、引き続き当該第１材料の余材を使用して当該付属３次元モデルの内部をプリントする（例えば、当該付属３次元モデルの充填構造または内部支持構造をプリントする）。好適には、当該付属３次元モデルは、当該第１材料の余材を収納するに足る中空の３次元モデル（例えば、収容空間を有するモデル）とすることができる。次いで、当該ステップＳ６１４を再度実行する。
【０１０７】
ここで提起すべきは、本実施例のステップＳ６１４〜Ｓ６１８の実行は、当該第１材料の余材をすべて消費するためのみであり、当該それらの付属オブジェクト層のプリントを併せて完了するか否かは本実施例の重点ではないという点である。その他の実施例において、当該それらの付属オブジェクト層のプリントを併せて完了する必要がある場合、当該プリントシステム１は、余材をすべて消費したと判断した際に（当該ステップＳ６１４が、「はい」）、ステップＳ６１６を実行して対応する当該付属オブジェクト層のプリントを併せて完了することを確保することもできる。
【０１０８】
当該ステップＳ６１４において、当該第１材料の余材をすべて消費したと判断された場合は、ステップＳ６２０を実行し、当該プリントシステム１が、当該プリント経路に沿ってすでにプリントされた当該それらの付属オブジェクト層上で当該スクレープ動作を実施して当該噴射ヘッド上の余材を掻き取る。好適には、当該プリントシステム１は、当該噴射ヘッドがすでにプリントされた当該それらの付属オブジェクト層の上縁を掠め、当該それらの付属オブジェクト層の上縁を利用して当該噴射ヘッド上の余材を掻き取るように制御する。
【０１０９】
ステップＳ６２２：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドにより当該第２材料を使用して当該プリント経路に沿って同一の当該多材料オブジェクト層の当該第２部位をプリントする。
【０１１０】
ステップＳ６２４：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元モデルのプリントが完了したか否かを判断する。プリントが完了していない場合は、ステップＳ６０８を再度実行して、第３材料に切り換えて当該プリント経路に沿って当該多材料オブジェクト層の第３部位をプリントするか、または当該プリント経路に沿って別の当該多材料オブジェクト層をプリントするかを判断し、完了している場合は、当該プリント方法を終了する。
【０１１１】
図１３は本発明の第７実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の一部の流れ図である。第６実施例に比べ、本実施例のステップＳ６００は以下のステップを更に含んでいる。
ステップＳ７０：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元オブジェクト及び当該付属３次元オブジェクトを生成する。
【０１１２】
ステップＳ７２：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元オブジェクトに対して当該スライス処理を実行して当該それらの多材料オブジェクト層を生成するとともに、当該付属３次元オブジェクトに対して当該スライス処理を実行して当該それらの付属オブジェクト層を生成する。好適には、当該プリントシステム１は、更に当該それらの付属オブジェクト層を当該それらの多材料オブジェクト層の内部（当該多材料３次元オブジェクトが図１０に示されている中空オブジェクトの場合）または外部（当該多材料３次元オブジェクトが図９に示されている中実オブジェクトの場合）に設置することができる。好適には、当該それらの多材料オブジェクト層を生成した後、当該プリントシステム１は、当該それらの多材料オブジェクト層の各部位の色、材質及び／または対応する当該材料を更に設定することができる。
【０１１３】
図１４を参照すると、それは本発明の第８実施例における多材料３次元モデルのプリント方法の流れ図である。本実施例のプリント方法には以下のステップが含まれる。
ステップＳ８００：当該プリントシステム１が、当該スライス処理を実行して、当該多材料３次元モデルに対応した当該それらの多材料オブジェクト層及び当該付属３次元モデルに対応した当該それらの付属オブジェクト層を生成する。
【０１１４】
ステップＳ８０２：当該プリントシステム１が、当該それらの多材料オブジェクト層の当該それらの材料切り換え点を算出し、当該それらの材料切り換え点は、当該それらの多材料オブジェクト層に対応した複数の部位の境界であり、隣接する当該それらの部位はそれぞれ異なる材料の当該それらの材料に対応している。また、当該プリントシステム１は、当該それらの材料の切り換えにより発生が予測される予測余材量に基づき、余材をすべて消費可能な当該それらの付属オブジェクト層の当該それらの回復点を算出し、当該それらの回復点はそれぞれ当該それらの材料切り換え点に対応している。
【０１１５】
ステップＳ８０４：当該プリントシステム１が、当該それらの材料切り換え点及び当該それらの回復点を経過するプリント経路を算出する。好適には、当該プリント経路は、当該噴射ヘッドがプリントを実施する際の移動経路である。
【０１１６】
本発明では、予め定められた経路計画により、当該プリントシステム１に余材が生じた場合は、スムーズに当該噴射ヘッドを当該付属３次元モデルまで移動させて余材を使用してプリントするとともに、余材をすべて消費すると、スムーズに当該噴射ヘッドを当該多材料３次元モデルまで移動させて正確に当該材料を使用してプリントを実施させることができる。
【０１１７】
ステップＳ８０６：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドが当該プリント経路に沿って当該第１材料を使用して当該それらの多材料オブジェクト層をプリントするように制御する。
【０１１８】
ステップＳ８０８：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドがプリントするとともに、当該プリント経路の当該それらの材料切り換え点の１つ（例えば、第１材料切り換え点）まで移動したか否かを判断する。はいの場合は、ステップＳ８１０を実行する。いいえの場合は、ステップＳ８０６を再度実行する。
【０１１９】
ステップＳ８１０：当該プリントシステム１が、当該第１材料から異なる当該第２材料に切り換えるとともに、当該プリント経路に基づき当該噴射ヘッドを当該それらの付属オブジェクト層の当該それらの回復点の１つまで移動させる。好適には、当該プリントシステム１は、当該噴射ヘッドを当該第１材料切り換え点に対応した当該回復点（例えば、第１回復点）まで移動させる。
【０１２０】
ステップＳ８１２：当該プリントシステム１が、切り換え前の当該第１材料の当該余材を使用し、当該噴射ヘッドが当該プリント経路に沿って当該それらの付属オブジェクト層をプリントするように制御する。
【０１２１】
ステップＳ８１４：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドがプリントするとともに、当該プリント経路の別の当該回復点（例えば、第２回復点）まで移動したか否かを判断する。はいの場合は、ステップＳ８１６を実行する。いいえの場合は、ステップＳ８１２を再度実行する。
【０１２２】
ステップＳ８１６：当該プリントシステム１が、当該噴射ヘッドが当該第２回復点まで移動したと判断すると、当該噴射ヘッドを当該材料の切り換え時に所在していた当該第１材料切り換え点に戻す。
【０１２３】
ステップＳ８１８：当該プリントシステム１が、切り換え後の当該第２材料を使用して当該プリント経路に沿って引き続き当該それらの多材料オブジェクト層をプリントする。
ステップＳ８２０：当該プリントシステム１が、当該多材料３次元モデルのプリントが完了したか否か（つまり、当該噴射ヘッドは当該プリント経路に沿ってプリントして移動を完了したか否か）を判断する。プリントは完了していないと判断された場合は、当該ステップＳ８０８を再度実行する。完了している場合は、当該プリント方法を終了する。
【０１２４】
本発明では、材料の切り換え後に残った余材を使用して有用オブジェクトをプリントすることにより、多材料プリントのコストを効果的に削減することができる。
以上の記載は本発明の好適かつ具体的な実施例に過ぎず、それにより本発明の特許請求の範囲が制限されるものではないため、本発明の内容を運用して行われた等価な変化は、いずれも同様に本発明の範囲内に含まれるものであることを、ここに併せて表明する。
【符号の説明】
【０１２５】
１  プリントシステム
１０  コンピュータ装置
１００  プロセッサ
１０２  接続ポート
１０４  ヒューマンマシンインターフェイス
１０６  メモリ
１０６０   コンピュータプログラム
１２  多材料３次元プリンタ
８０、８４、８８０  多材料オブジェクト層
８２、８６、８８２  補助オブジェクト層
９０、９４  多材料３次元モデル
９２、９６  付属３次元モデル
Ｓ１００〜Ｓ１１２  第１プリントステップ
Ｓ２００〜Ｓ２２４  第２プリントステップ
Ｓ３００〜Ｓ３０８  第１スライスステップ
Ｓ４００〜Ｓ４２０  第３プリントステップ
Ｓ５００〜Ｓ５１２  第４プリントステップ
Ｓ６００〜Ｓ６２４  第５プリントステップ
Ｓ７０〜Ｓ７２  第２スライスステップ
Ｓ８００〜Ｓ８２０  第６プリントステップ
【図１】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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