(57)【要約】  １つの態様によると、３次元スキャンとプリントを促進するピンボードツールが提供され、平行ピンのアレイであって、アレイの平行ピンは、ピンボードツールが空のとき長手方向に一列に並べられる、アレイの平行ピンと、アレイを保持する固定具（３０３）と、所定の位置に固定されたアレイによって形成されるパターンに対応する表面を有するオブジェクトを３Ｄプリントするためのプリントベッドを提供するたように稼働されるとき、所定の位置に平行ピンのアレイを固定するように構成される固定手段（３０２）とを備え、固定手段が稼働しておらず、オブジェクトが平行ピンに対して押しつけられるとき、平行ピンは、動作範囲内でお互いに無関係に平行ピンの長手方向に自由に動くことができるように構成され、動作範囲は、それぞれの平行ピンの長さと等しいまたはそれより小さい。出願はさらに３Ｄスキャン及びプリントシステム（３００）及びまた３次元（３Ｄ）スキャン及びプリントの方法に関する。
2021514316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元（３Ｄ）スキャン及びプリントを促進するピンボードツールであって、
平行ピンのアレイであって、前記アレイの前記平行ピンは、前記ピンボードツールが空のとき、前記平行ピンの長手方向に一列に並べられる、平行ピンのアレイと、
前記平行ピンの前記アレイを保持する固定具と、
所定の位置に前記平行ピンの前記アレイが形成されたパターンに対応する表面を有するオブジェクトを３Ｄプリントするためのプリントベッドを提供するために稼働されたとき、所定の位置に前記平行ピンの前記アレイを固定するように構成された固定手段と、を備え、
前記固定手段が稼働しておらず、前記オブジェクトが前記平行ピンに対して押しつけられるとき、前記アレイの前記平行ピンは、動作範囲内でお互いに無関係に前記平行ピンの長手方向に自由に動くことができるように構成され、動作範囲は、それぞれの前記平行ピンの長さと等しいまたはそれより小さい、ピンボードツール。
【請求項２】
さらに、少なくとも１つの連続表面を形成する前記アレイの前記平行ピンの１またはそれ以上の端部に取り付けられる弾性材料の１またはそれ以上の層を備える、請求項１に記載のピンボードツール。
【請求項３】
前記固定具は、前記アレイが、長手方向に貫通する、開口、櫛構造、グリッド構造及び穴あき構造の１つを備える、及び／または前記固定手段が１またはそれ以上のクランプを備え、それぞれの前記クランプが把持された２またはそれ以上の前記平行ピンの周りに配置される、請求項１または２に記載のピンボードツール。
【請求項４】
前記固定具が前記開口を備えるならば、１またはそれ以上の前記クランプは、前記アレイの周りの１またはそれ以上の前記クランプを締め付けることにより所定の位置に前記アレイのすべての前記平行ピンを固定するように十分に小さく、隣接する前記平行ピンの間に空間を空ける、前記開口を貫通する前記平行ピンの前記アレイの周りに配置される、請求項３に記載のピンボードツール。
【請求項５】
それぞれの前記平行ピンは、第１の断面を有する第１の端部、第２の断面を有する第２の端部及び前記第１の端部と前記第２の端部の間の第３の断面を有する中間部とを備え、
前記第３の断面は、前記第１の断面及び前記２の断面の少なくとも１つより小さく、
前記固定具は、前記第１の端部及び前記第２の端部が貫通できない、櫛構造、グリッド構造及び穴あき構造の１つを備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のピンボードツール。
【請求項６】
前記固定具は、櫛構造を備えるならば、前記固定手段は、固定部及びクランププレートを備え、
前記固定部は、クランププレートに対する前記アレイの反対側に配置され、
前記クランププレートは、前記櫛構造の歯に直角な前記平行ピンの前記第１の端部及び前記第２の端部の少なくとも１つに対して配置され、
前記クランププレートは、前記アレイの幅を超えて延在し、前記平行ピンの前記第１の端部と前記第２の端部の前記少なくとも１つをお互いに対してしっかりと押しつけさせる前記固定部に対して前記平行ピンを把持するように構成され、
前記固定部は、所定の位置に前記平行ピンを固定する、請求項５に記載のピンボードツール。
【請求項７】
固定手段は、複数のモータまたはアクチュエータを備え、
それぞれの前記モータまたは前記アクチュエータは、少なくとも１つの前記平行ピンの動作、位置及び固定を制御できるように、前記アレイの少なくとも１つの前記平行ピンと接続される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のピンボードツール。
【請求項８】
前記平行ピンの長手方向は、垂直方向に対応し、
それぞれの前記平行ピンにおいて、前記第１の端部は、上端部に対応し、前記第２の端部は、下端部に対応し、
前記固定具は、前記ピンボードツールの下に配置された前記アレイのための支持構造を備え、
前記ピンボードツールは、さらにオブジェクトが上から前記ピンボードツールに設置されてないとき、さらに前記平行ピンが、重力によって完全に押し下げられることを防ぐために：
複数のばねであって、それぞれの前記ばねは、前記支持構造と前記アレイの前記平行ピンの第２の端部の間、または前記第３の断面が第１の断面より小さいならば、前記櫛構造、前記グリッド構造及び前記穴あき構造の１つと前記第１の端部の間に取り付けられる、複数のばねと、
前記支持構造と前記平行ピンの前記アレイの間、または前記第３の断面が前記第１の断面より小さいならば前記櫛構造、前記グリッド構造及び前記穴あき構造の１つと前記アレイの前記平行ピンの前記第１の端部の間に配置された弾性材料と、
前記支持構造と前記平行ピンの前記アレイの間、または前記第３の断面が前記第１の断面より小さいならば、前記櫛構造、前記グリッド構造及び前記穴あき構造の１つと、前記アレイの前記平行ピンの前記第１の端部の間に配置された柔らかい多孔質材料と、
の１つを備える、請求項５乃至７のいずれか１項に記載のピンボードツール。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の１またはそれ以上のピンボードツールと、
１またはそれ以上の前記ピンボードツールの固定手段によって、所定の位置に固定された１またはそれ以上の前記ピンボードツールの前記平行ピンの前記アレイによって形成されるパターンをスキャンするように構成された３Ｄスキャナと、
１またはそれ以上のプリント材料を用いてプリントオブジェクトを３Ｄプリントするように構成された３Ｄプリンタであって、前記プリントオブジェクトのそれぞれは、プリントベッドとして所定の位置に固定された前記平行ピンの前記アレイを用いて、スキャンされたパターンまたは所定のパターンに基づく１またはそれ以上の前記ピンボードツールに備えられた、所定に位置に固定された前記平行ピンの前記アレイによって形成されたパターンに対応する表面を有する３Ｄプリンタと、を備える３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項１０】
１またはそれ以上の前記ピンボードツールは、２またはそれ以上の前記ピンボードツールの前記平行ピンが、前記オブジェクトを貫通する共通平面と平行であり、前記オブジェクトに面するように前記オブジェクトの周りに配置される２またはそれ以上の前記ピンボードツールを備え、
２またはそれ以上の前記ピンボードツールの全ての隣接する前記ピンボードツールの間の角度分離が等しく、前記角度分離は、前記共通平面の前記オブジェクトの中心から観察される、請求項９に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項１１】
１またはそれ以上の前記ピンボードツールは、２つの前記ピンボードツールの前記平行ピンがお互いに平行であるように、前記オブジェクトの反対の側面に配置される２つの前記ピンボードツールからなる、請求項９に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項１２】
前記３Ｄプリンタによって３Ｄプリントするために用いられる１またはそれ以上の前記プリント材料は、連続繊維強化材及び熱可塑性マトリクスポリマからなるフィラメントを備える、請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項１３】
さらに、１またはそれ以上の前記ピンボードツールの前記平行ピンの１またはそれ以上の前記アレイ、１またはそれ以上の前記ピンボードツールの１またはそれ以上の前記固定手段、３Ｄスキャナ及び３Ｄプリンタの１またはそれ以上と接続され、それまたはそれらを制御するように構成された制御コンピュータを備える、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項１４】
少なくとも１つの前記ピンボードツールがそれぞれ対応する前記ピンボードツールの前記平行ピンの少なくとも長手方向に動作を提供するために取り付けられる１またはそれ以上の動作可能な台を備え、
１またはそれ以上の動作可能な前記台は、相互に動作可能である及び／または前記制御コンピュータは、１またはそれ以上の前記台に接続され、それまたはそれらを制御するように構成される、請求項１３に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項１５】
３次元（３Ｄ）スキャン及びプリントの方法であって、
平行ピンの第１のアレイ、前記平行ピンの前記第１のアレイを保持する第１の固定具、所定の位置に前記平行ピンの前記第１のアレイを固定するための第１の固定手段を備える第１のピンボードツールを提供するステップであって、前記平行ピンのアレイは、前記第１のピンボードツールが空であるとき、前記長手方向に１列に配置され、前記第１のピンボードツールは、前記第１の固定手段が稼働していないとき、前記第１のアレイの前記平行ピンが第１の動作範囲内で、お互いと無関係に前記平行ピンの長手方向に自由に動くことができるように構成され、前記第１の動作範囲は、前記第１のアレイのそれぞれの前記平行ピンの長さと等しいまたはそれより小さい、第１のピンボードツールを提供するステップと、
前記第１のアレイに対して設置されるオブジェクトを検知したとき、前記平行ピンの第１のアレイの１またはそれ以上の前記平行ピンを突き出させ、前記第１の固定手段を用いて、所定の位置の前記平行ピンの第１のアレイを第１の固定位置に固定させるステップと、
１またはそれ以上の突出する前記平行ピンを備える前記第１の固定位置に固定された前記平行ピンの前記第１のアレイによって形成される第１のパターンを３Ｄスキャンさせるステップと、
第１のプリントベッドとして前記第１の固定位置に固定された前記第１のピンボードツールを用いた前記第１のスキャンパターンに基づいて、第１のプリントオブジェクトを１またはそれ以上のプリント材料を用いて３Ｄプリントさせるステップであって、前記第１のプリントオブジェクトの第１の表面は、前記第１のパターンに対応する、３Ｄプリントさせるステップと、を備える方法。
【請求項１６】
前記第１のピンボードツールは、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のピンボードツールである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のプリントオブジェクトは、前記第１のパターンに続き、入れ子にされる、穴あきまたは固体の構造を有する第１の薄層を備える、請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の固定手段は、複数のモータまたはアクチュエータを備え、それぞれの前記モータまたは前記アクチュエータは、少なくとも１つの前記平行ピンの動作、位置及び固定を制御することができるように、前記第１のアレイで少なくとも１つの前記平行ピンに接続され、
前記平行ピンの前記第１のアレイを固定するステップは、前記オブジェクトの前の３Ｄスキャンまたは前記オブジェクトの３Ｄモデルに基づいて、決定される前記第１のパターンによって定義される位置に、前記平行ピンの第１のアレイのそれぞれの前記平行ピンを、複数の前記モータまたは前記アクチュエータを用いて、動かすことに応じて実行される、請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
さらに、第２のアレイの平行ピンが前記第１のアレイの前記平行ピンに平行であるように、前記平行ピンの前記第１のアレイと反対に配置される前記平行ピンの前記第２のアレイと、前記平行ピンの第２のアレイを保持する第２の固定具と、所定の位置に前記平行ピンの第２のアレイを固定するための第２の固定手段と、を備える第２のピンボードツールを提供するステップであって、前記第２のピンボードツールが空であるとき、前記平行ピンの前記第２のアレイは、長手方向に一列に並べられ、前記第２のピンボードツールは、前記第２の固定手段が稼働していないとき、前記第２のアレイの前記平行ピンが、動作範囲内でお互いと無関係に前記第２のアレイの前記平行ピンの長手方向に自由に動くことができるように、構成され、前記第２の動作範囲は、前記第２のアレイのそれぞれ前記平行ピンの長さと等しいまたはそれより小さい、第２のピンボードツールを提供するステップと、
前記第２のアレイに対して設置されるオブジェクトを検知したとき、前記第２のアレイの１またはそれ以上の前記平行ピンを突き出させ、前記第２の固定手段を用いて、所定の位置の前記平行ピンの第２のアレイを第２の固定位置に固定させるステップと、
前記第２の固定位置に固定された前記第２のアレイによって形成される第２のパターンを３Ｄスキャンさせるステップと、
第２のプリントベッドとして前記第２の固定位置に固定された前記第２のピンボードツールを用いた前記第２のスキャンパターンに基づいて、前記第２のパターンに対応する第２の表面を有する第２のプリントオブジェクトを３Ｄプリントさせるステップであって、前記第１のパターンと前記第２のパターンは、前記オブジェクトの反対の側面に対応する、３Ｄプリントさせるステップと、を備える請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２のピンボードツールは、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のピンボードツールである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
さらに前記オブジェクトが前記第１のピンボードツールに対して設置される前記オブジェクトの検知と、前記第２のピンボードツールに対して設置される前記オブジェクトの検知をさせる前記第１のピンボードツールと前記第２のピンボードツールによって包まれるように、前記第１のピンボードツールと前記第２のピンボードツールの１またはそれ以上のピンボードツールを上げるまたは下げるステップと、を備える請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１のプリントオブジェクトは、前記第１のパターンに続き、入れ子にされる、穴あきにされるまたは固体構造を有する、前記１またはそれ以上のプリント材料の第１の薄い層を備え、
前記第２のプリントオブジェクトは、前記第２のパターンに続き、入れ子にされる、穴あきにされるまたは固体構造を有する、前記１またはそれ以上のプリント材料の第２の薄い層を備える、請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記オブジェクトは、ヒトの体の骨折した部分であり、前記第１のプリントオブジェクトは、整形外科のギプスの第１の部分を形成し、前記第２のプリントオブジェクトは、整形外科のギプスの第２の部分を形成し、前記整形外科のギプスの前記第１の部分と前記第２の部分は、一緒にされたとき、実質的にヒトの体の骨折した部分を包むことができる、請求項１９乃至２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記方法は、請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステムを用いてまたは請求項１３または１４に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステムの制御コンピュータによって実行される、請求項１５乃至２３のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オブジェクトの３Ｄスキャン及びプリントに関し、具体的に支持材料のための要求を減らすことによってオブジェクトの３Ｄスキャン及びプリントを促進することに関する。
【背景技術】
【０００２】
次の背景記載技術は、洞察、発見、理解、または開示、または本発明より前の関連技術に知られてないが、本開示によって提供される開示との関連を含むかもしれない。本明細書で開示されるいくつかのそのような貢献は、具体的に以下に指摘される一方で、本開示によって含まれる他のそのような貢献は、発明がその文脈から明白であることを開示する。
【０００３】
３Ｄプリントは、３次元オブジェクトが当該オブジェクトの３次元コンピュータモデルに基づいて作り出されるプロセスを指す。３次元コンピュータモデルは、例えばコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）パッケージまたは３Ｄスキャナを用いて作り出されてきた。３Ｄプリントは、車のカスタムパーツを作り出す及び工業または研究のための急速な試作品を製造することから医療用途までの多くの分野で、用途を見つけられる。
【０００４】
３Ｄプリントが用いられる医療用途の１つの一般的な実施例は、骨折治癒を支持する整形外科のギプスを製造している。ほとんどのギプスは、まだぬらされた後に固める（また、パリのプラスタまたは石こうのプラスタとして知られる）石こうと結合された綿包帯から従来の方法で準備される。石こうギプスは広く使われる一方、それらは、いくつかの注目すべき制限がある。石こうギプスは、通常、石こうの下の皮膚を乾燥させ、うろこ状にする処置の間、手足に手を届かなくさせる。さらに、それらは、比較的重く、それらが湿るならば壊れるかもしれず、ギプスを壊すことなく取り外されることができない。３Ｄプリントされたギプスは、多くのまたは全ての前述の制限を克服することができる。
【０００５】
通常、３Ｄプリントギプスは、興味のある体の部分の３Ｄ表面スキャンを取ることによって始まる。追加の医療スキャンは、また例えば、Ｘ線スキャン、コンピュータ断層診断（ＣＴ）スキャンまたは磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）スキャンなどを実行される。さらに、ギプスのための最終デザインは、いくつかの場合において、また実行されるスキャンに基づいて手作業で準備される。３Ｄプリント自身は、例えば、３Ｄプリントオブジェクトを形成するために、熱可塑性材料の連続フィラメントが通常複層で、プリントヘッドのノズルを通って堆積される溶融フィラメント製造（ＦＦＦ）技術または高出力レーザが、焼結粉状材料に用いられ、固体３Ｄ構造を形成するために材料を結合するレーザ焼結技術を用いる。
【０００６】
しかしながら、３Ｄプリントギプスのために用いられる現在の技術にいくつかの制限がある。溶融フィラメント製造技術を用いることによって製造される３Ｄプリントオブジェクトの機械特性は、これらのオブジェクトが通常、ポリマのみからなる事実によって制限される。他方で、レーザ焼結技術は、高価で高出力レーザの使用を必要とし、これらの技術が他の３Ｄプリント技術ほど多く容易に利用可能でないことを意味する。さらに、この特定の用途のために用いられるほとんどの現在の３Ｄプリントプロセスは、比較的長い製造時間を要求する不利益を共有する。例えば、従来の溶融フィラメント堆積技術の３Ｄプリントは、数時間から数日取る。いくつかの解決法において、プリント時間の大部分は、かなりの量の時間を取る最終３Ｄプリント部品プリントギプスから取り外される、支持構造の３Ｄプリントによって消費される。したがって、支持構造のための必要を最小限にすることは、３Ｄプリント時間の減少と、３Ｄプリント部品の容積の減少につながり、かなり特定の用途のための３Ｄプリントの実行可能性を改善する。
【発明の概要】
【０００７】
次は、本発明のいくつかの典型的な態様の基本理解を提供するために、本明細書に開示される特徴の簡略化した概要を表す。この概要は、本発明の広範な概要ではない。本発明のキー／重要な要素を識別し、本発明の範囲の輪郭を描く意図はない。その１つの目的は、さらに詳細な記載への導入部として簡略化した形で、本明細書に記載されるいくつかの概念を表すことである。
【０００８】
１つの態様によると、独立請求項の主題が提供される。実施形態は従属請求項で定義される。
【０００９】
実施の１またはそれ以上の実施例は、以下に添付された図面と記載でさらに詳細に記載される。他の特徴は、記載及び図面から、及び請求項から明白であろう。
【００１０】
次に、本発明は、添付された図面を参照して好ましい実施形態によってさらに詳細に記載されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの典型的な実施形態による３Ｄスキャナ／プリンタシステムを描く。
【図２】本発明の１つの典型的な実施形態による３Ｄスキャナ／プリンタシステムを描く。
【図３】本発明の１つの典型的な実施形態による３Ｄスキャナ／プリンタシステムを描く。
【図４】本発明の１つの典型的な実施形態による一対のピンボードツールを描く。
【図５】本発明の１つの典型的な実施形態による把持機構を描く。
【図６】本発明の１つの典型的な実施形態による３Ｄスキャナ／プリンタシステムを描く。
【図７】本発明の１つの典型的な実施形態によるピンボードツールを描く。
【図８】本発明の１つの典型的な実施形態によるピンボードツールの固定機構を描く。
【図９】本発明の１つの典型的な実施形態によるピンボードツールの固定機構を描く。
【図１０】本発明の１つの典型的な実施形態によるピンボードツールを描く。
【図１１】本発明の典型的な実施形態による、３Ｄスキャン／プリントプロセスを描く、フローチャートである。
【図１２】本発明の１つの実施形態による制御コンピュータを描く。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次の実施形態は典型例である。明細書は、いくつかの場所で「１つの」（ａｎ）、「１つの」（ｏｎｅ）、または「いくつかの」（ｓｏｍｅ）実施形態を指すが、これは必ずしもそれぞれそのような参照が同じ実施形態への参照であること、またはその特徴が単一の実施形態のみに適用されることを意味するものではない。異なる実施形態の単一の特徴は、他の実施形態を提供するために結合されることもできる。さらに用語「備える」（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）、「含む」（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）及び「含む」（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）は、言及されたそれらの特徴のみからなることに記載された実施形態を限定しないことが理解されるべきであり、そのような実施形態は、具体的に言及されない特徴／構造も含んでもよい。
【００１３】
図１は、例えば負傷した手首などのオブジェクトの３Ｄスキャン及び３Ｄプリントのための本発明の１つの実施形態による典型的なシステムを描く。描かれるシステム１００は、少なくともピンボード自身を形成する平行ピン１０１のアレイと所定の位置に平行ピンの当該アレイを固定するための固定手段１０２を備えるピンボードツール１１０を備える。ピンボードツール１１０は、また、平行ピンのセットを保持する固定具１０３またはフレーム１０３を備える。システムは、さらに３Ｄスキャナ１３０、３Ｄプリンタ１４０及び３Ｄスキャナ１３０と３Ｄプリンタ１４０及びピンボードツール１１０と接続される制御コンピュータ１５０を備える。この実施例において、スキャンされるオブジェクト及びその結果のスキャンが結果として生じる３Ｄプリントで用いられるオブジェクトは、人の右手１２０である。
【００１４】
いくつかの実施形態において、システム１００は、制御コンピュータ１５０を備えなくてもよく、その場合、３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０の使用が自動化されないかもしれない。代わりに、３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０は、１またはそれ以上の技術者によって、手動で及び／または分離して操作される。いくつかの実施形態において、３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０のそれぞれは、それら自身の制御コンピュータを有するかもしれない。ピンボードツール１１０は、手動で操作されるまたは制御コンピュータ１５０である制御コンピュータによって遠隔で制御されるかもしれない。ピンボードツール１１０、３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０は、同じ装置内、同じ部屋内、または異なる場所において（すなわち異なる部屋でまたは、建物さえ異なって）配置されてもよい。１つの実施形態において、３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０は、単一の３Ｄスキャン／プリント装置またはシステムに含まれる。
【００１５】
平行ピンのアレイ１０１は、例えば図１に描かれるように長方形のメッシュなど、均一なメッシュによる平行ピンの長手方向に垂直な平面に構造化される。穴（または孔）１０３’の対応するセットは、平行ピンのアレイ１０１が固定具１０３を貫通することができる固定具１０３に配置される。アレイ１０１の平行ピンは、アレイ１０１の隣のピンに等しい空間を有し、等しい長さを有する。いくつかの実施において、アレイ１０１のそれぞれの平行ピンは、その隣のピンと接触する。そのような場合において、固定具１０３は、それぞれの平行ピンのための個々の穴を有さず、むしろ全アレイ１０１のための単一の大きな穴（または開口）を有する。アレイ１０１（すなわちアレイの輪郭）は、例えば図１で描かれるように長方形、楕円形または球形などの任意の形状を有することができる。
【００１６】
さらに、アレイ１０１の平行ピンは、ある動作範囲内で、その長手方向に自由に動くことができるが、長手方向と直角な方向で固定される。動作範囲は、平行ピンの長さと等しいまたはそれより小さい。ピンは、例えば円形、楕円形または長方形断面部を備える、金属またはプラスチック円筒体である。それぞれのピンの他端（図１に面する端）は、（明確のための差し込みの図１でのみ示される）固定具１０３の対応する穴１０３’の断面よりわずかに大きい断面を備える部分を有する。例えば、ピンは、爪の平らな頭部が、爪が図１の差し込みに描かれるように固定具１０３の対応する穴１０３’を通って落ちることを防ぐように、配向される（尖っていない）爪である。いくつかの実施において、わずかに大きい断面部を備える当該部分は、ピンのどちらかの端ではなく、ピンの中央に近いところに配置される。
【００１７】
いくつかの実施形態において、固定具１０３を貫通するアレイ１０１の平行ピンの上または下端は、オブジェクト１２０の３Ｄスキャン及び後に記載される３Ｄプリントを容易にするために、連続表面を形成する単一の弾性層（図１に図示せず）に取り付けられる。いくつかの場合において、分離弾性層は、２つの連続表面、アレイ１０１の上の１つとアレイ１０１の下の１つを形成するために、アレイ１０１に平行ピンの上及び下端のそれぞれに取り付けられる。いくつかの場合において、複数隣接弾性層は、連続表面を形成するために結合される。弾性層は、例えば柔軟な膜またはメッシュである。
【００１８】
固定具１０３は、平行ピンのアレイ１０１を保持する上層と例えばボルトまたはねじによって下から上層に取り付けられ、スキャンされるオブジェクト１２０のための支持を提供する、２つの層（平面構造要素）を備える。平行ピンが全ての時間において直立のままであることを確実にするために（すなわち平行ピンが傾くことを防ぐために）、上層は、（図１の差し込みに示されるように）単一の比較的厚い層材料またはお互いの上に設置された材料の２つの薄いサブレイヤを備え、それぞれのサブレイヤは、穴１０３’のセットを備える。いくつかの実施形態において、固定具は上層のみ備える。固定手段は、固定具１０３に一体化される。例えば、平行ピンが隣のピンに接触する実施形態において、固定手段は、単一のバンドクランプまたはさらに一般に固定具１０３と一体化され、平行ピンのアレイ１０１の周りに構造化される１より多いクランプを備える。１つの実施形態において、上及び下層の間の分離は、異なる大きさのオブジェクトのスキャンを促進するために調整可能である。固定具は、明確のために図１で透明にされるが、固定具は、一部または全体が不透明である。
【００１９】
固定手段１０２が係合されず、力がピンに行使されないとき、アレイ１０１の全てのピンの端部は、長手方向に一列に並べられる。しかしながら、力が不均一な方法でアレイ１０１に行使されるとき、例えば、オブジェクト１２０（描かれた実施例における、右手）が下からアレイ１０１に対して押されるとき、アレイ１０１のピンのいくつかは、他がそれらの最初の位置のままである一方で、アレイの他の側から様々な程度に突き出ることを強いる。このプロセスの結果は、下から平行ピンのアレイ１０１に対して押されるオブジェクト１２０の形状のアレイ１０１のピンの上端部による複製である。
【００２０】
オブジェクト１２０のこの複製形状がなくなることを防ぐために、オブジェクトがアレイ１０１の下から取り除かれるとすぐに、固定手段１０２は、稼働され、固定が再び解放されるまで、アレイ１０１のピンが所定の位置に固定させる。固定手段が例えば物理握り機構として、例えばクランプが現実化する。例えば、共有把持または握り機構が同時に所定の位置に全アレイ１０１を固定するために構造化される。共有把持または握り機構は、バンドクランプで外側ピンを把持することにより、図５に関して詳細に記載されるように、内側ピンがまた把持されるように、お互いに接触することが好ましい平行ピンのアレイ１０１の周りで構造化されるクランプ、例えばバンドクランプ、または複数のクランプに基づく。いくつかの実施形態において、２またはそれ以上の把持または握り機構（例えばクランプまたはバンドクランプ）は、それぞれの握り機構がアレイ１０１の２またはそれ以上の平行ピンの特定のセットを固定するために用いられるように構造化される（２またはそれ以上の平行ピンは、お互い及び／または固定具に対して把持される）。いくつかの実施形態において、アレイ１０１のそれぞれの平行ピンまたは平行ピンのいくつかと接続されるモータまたはアクチュエータは、固定手段及び図６に関して詳細に記載されるように平行ピンの自由制御のために用いられる。固定手段１０２は、手動でまたは例えばオブジェクトがピンボードツール１１０の内側に設置されたことを制御コンピュータが検知したとき、自動で制御コンピュータ１５０によって稼働される。
【００２１】
平行ピンのアレイ１０１によって複製される（または正確には、アレイ１０１の平行ピンの突出した端部によって複製される）及び固定手段１０２によって所定の位置に固定されるオブジェクト１２０の形状は、３Ｄモデルの形状を作り出すために、３Ｄスキャナ１３０によって３次元でスキャンされる。柔軟な膜がピンベッドの一側面に取り付けられるならば、３Ｄスキャナは、代わりにこの柔軟な膜に複製された３Ｄ表面をスキャンする。明白に、３Ｄモデルは、オブジェクトの一側面にのみ対応する（すなわち、平行ピンのアレイに対して押される側面）。３Ｄスキャナは、任意の現在または未来の接触（物理的なタッチによって探る）または非接触（放射によって探る）３Ｄスキャナ技術を用いることができる。例えば、３Ｄスキャナ１３０は、座標測定機（ＣＭＭ）または飛行時間型３Ｄレーザスキャナである。
【００２２】
３Ｄスキャナ１３０は、最初に３Ｄスキャナ１３０によって実行される測定に基づいて３Ｄ点群を生成する。３Ｄ点群は、平行ピンのアレイ１０１の表面上の複数の点に対応するｘ、ｙ及びｚ座標を備える。生じる３Ｄ点群及び３Ｄスキャナ１３０によって作り出される他の結果は、制御コンピュータ１５０へ出力される。その後、３Ｄスキャナ１３０または制御コンピュータ１５０は、スキャンされた表面の３Ｄモデルを作り出す３Ｄ点群の点に基づいて、オブジェクトの形状を推定する。その後、スキャンされた表面は、複製された３Ｄオブジェクトが３Ｄプリントされる３Ｄプリントベッドとしてこの表面を理解する、３Ｄプリントソフトウェアに移される。
【００２３】
本発明の１つの実施形態において、平行ピンの固定アレイ１０１のスキャンは、別の位置に、アレイ１０１を固定することによってオブジェクト１２０の形状のキャプチャから分離して実施される。さらに、スキャンは、両方の側面がオブジェクト１２０の形状の同じ情報を含むとき、平行ピンのアレイ１０１のどちらかの側面において同等に実行されてもよい。固定具１０３の一部と共にアレイ１０１（例えば固定具１０３の上層）は、３Ｄスキャナが利用できる別の位置に容易に動かされるように、設定の残りから取り外すことができる。
【００２４】
オブジェクト１２０の形状の３Ｄモデルが３Ｄスキャナ１３０及び／または制御コンピュータ１５０によって生成された後、当該３Ｄモデルに基づく３次元オブジェクトは、３Ｄプリンタ１４０によってプリントされる。３Ｄプリンタ１４０は、任意の現在または未来の３Ｄプリント技術を用いる３Ｄプリンタである。例えば、３Ｄプリンタは、３Ｄプリントオブジェクト２０１が層を形成するために即座に硬くなる材料の小さなビーズまたはストリームを押し出すことによって作り出される、溶融フィラメント製造（ＦＦＦ）を用いる。３Ｄプリンタ１４０は、異なる材料をプリントするために用いられる場合によっては異なる大きさを有する複数のノズルを有する。プリントのために用いられる材料または複数の材料は、例えば熱可塑性などのポリマ、金属、金属合金、石こう及びゴムを含む。別の例を示すと、例えば直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）または選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）などのレーザ焼結技術は、いくつかの実施形態において３Ｄプリントのために用いられる。レーザ焼結において、高出力レーザは、それを局所的に溶融することによって固体部品に金属粉を溶融（焼結）するために用いられる。３Ｄプリントオブジェクトは、層ごとに追加的にこの方法で作り上げられる。
【００２５】
いくつかの実施形態において、３Ｄプリントのために用いられる材料は、光硬化可能であり、すなわち、材料は、可視または例えば紫外範囲など近可視範囲での電磁放射との相互作用の結果として硬化される。他の実施形態において、材料の同様の硬化は、１またはそれ以上の化学反応によって達成される。前述の技術は、３Ｄプリンタの対応するノズルがプリント前に加熱される必要がない利点を有する。
【００２６】
オブジェクト１２０の一側面のみが、図１に描かれる実施形態において捕らえられるので、３次元プリントオブジェクトは、完全にスキャンオブジェクト１２０に対応しないが、オブジェクト１２０のスキャン表面に対応する単一表面を備える。例えば、３Ｄプリントオブジェクトは、一定の厚さを有する材料の比較的薄いが、頑丈な（形状を維持する）３次元層であり、オブジェクト１２０のスキャン表面の形状に続く。他の実施形態において、３Ｄプリントオブジェクトは、さらにかさばる材料であり、その一側面は、オブジェクト１２０のスキャン表面に対応する。
【００２７】
３Ｄプリントは、３Ｄスキャンの間と同じ位置に固定手段１０２によって所定の位置にまだ固定される平行ピンのアレイ１０１の上部に直接実行される。言い換えると、平行ピンのアレイ１０１（またはアレイ１０１の平行ピンの端部に接続される弾性材料層）は、３Ｄプリンタ１４０が材料を追加するプリントベッドの役目を果たす。３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０が単一の３Ｄスキャン／プリント装置またはシステムに含まれる実施形態において、全ピンボードツール１１０は、３Ｄスキャン及びプリント手順の始めから終わりまで、同じ位置のままである。図２は、３Ｄプリント後、図１の３Ｄスキャン／プリントシステムを描き、平行ピンのアレイ１０１の上部に３Ｄプリントされた３Ｄプリントオブジェクト２０１を示す。図２の３Ｄプリントオブジェクト２０１に見える層は、単に理解を助け、３Ｄプリントオブジェクトの組成または品質または用いられる３Ｄプリントの方法を反映することを意味しないことが理解されるべきである。３Ｄプリントのためのプリントベッドとして平行ピンのアレイ１０１を用いることによって、３Ｄプリントオブジェクト２０１のための追加の支持材は、平行ピンのアレイ１０１の表面が３Ｄプリントオブジェクトの表面に続くので、３Ｄプリントプロセスの間必要とされない。従来において、３Ｄプリントされる与えられたオブジェクトのための支持構造は、事前に準備される必要があり、特別な支持材料を用いる実在の３Ｄプリントオブジェクトで同時にプリントされた。支持材料は、３Ｄプリントオブジェクトにくっつき、かなりの作業（例えば、支持材料を研磨するまたは支持材料を化学的に溶解する）が清浄な方法で３Ｄプリントオブジェクトから支持材料を取り除くために必要とされることを意味する。この追加の作業にもかかわらず、支持材料の使用は、まだ染みまたは表面の粗さを生じる。最終的に支持構造のための支持材料における要求は、また３Ｄプリントの総コストを増加する。
【００２８】
骨折の治癒を促進するための３Ｄプリントのギプスの用途を考えると、材料の前記形状フィッティング薄層は、骨折領域（すなわち３Ｄスキャンされた領域）における完全な支持を提供する一方で、さらに石こうから作られる従来のギプスと比較して潜在的に比較的軽量である。３Ｄプリントギプスをさらに軽くするために、３Ｄプリントオブジェクトは、入れ子または穴あき構造を有することができる。穴あきまたは入れ子３Ｄプリントギプスは、軽さに加えて、例えばギプスの下の皮膚に通気を提供し、皮膚の健康を改善する及びギプスによって引き起こされるかゆみの場合においてギプスの下の皮膚をひっかくために患者に方法を提供するなど、他の利点を有する。３Ｄプリントオブジェクト２０１は、例えばガーゼを用いて、骨折が配置される体の部分の周りに固定される。３Ｄプリントオブジェクト２０１は、修正され、ギプスを作り出すために用いられる前に、骨折した領域を支持する必要がないいくつかの部品が取り外される。全体部分（おそらく手足）を包む完全な３Ｄプリントギプスは本発明の後の実施形態に関して記載されるように、２つの３Ｄスキャンに基づいて準備される。
【００２９】
いくつかの実施形態において、オブジェクト２０１は、複数の異なる材料を用いて３Ｄプリントされ、そのいくつかは繊維基礎材料である。例えば、オブジェクト２０１は、連続繊維強化材及び熱可塑性マトリクスポリマからなる単一のフィラメントのみを用いることによって３Ｄプリントされることができる。繊維強化材は、また光または熱硬化ポリマを用いるインノズル含浸である、非含浸繊維ストランドの形をなす。
【００３０】
本発明の実施形態において、次のプリント材料は、ポリマ及び連続繊維強化材のために用いられる。
・ポリマ（ポリマワイヤ）は、連続０．１−５ｍｍ直径のフィラメントの形をなす。ポリマノズルの内径及びプリントされた線幅は、微細である（両方とも好ましくは０．１−１．８ｍｍ）。
・繊維強化材は、比較的太いフィラメント（０．１−１０ｍｍ）の形をなす。その結果、繊維ノズル内径は、０．１−２０ｍｍであり、プリント線幅は、０．２−４０ｍｍである。
【００３１】
３Ｄプリンタを利用することによってプリントされた部品の繊維強化材は、ポリマ層の層厚さより厚い層厚さを有する。その結果、１つの繊維層のみが覆う同じ高さのいくつかのポリマ層である。繊維層は、プリントされる部品の内部に埋め込まれる。プリント時間の大部分は、通常プリントされる部品を満たすことによって消費されるので、部品の内部の層の厚さの増加は、プリント時間を減少する。
【００３２】
図３は、本発明の１つの実施形態に対応する代わりの３Ｄスキャン／プリントシステム３００を示す。描かれる代わりのシステム３００は、図１及び２に描かれるシステムにほとんどの部分において対応する。要素３３０、３４０、３５０は、図１及び２の要素１３０、１４０、１５０に対応する。２つのシステムの差は、３Ｄスキャンの間、平行ピンのアレイに対するスキャンされるオブジェクト１２０の配向と平行ピンのアレイ３０１は、固定具３０３に取り付けられる方法にある。スキャンの間、オブジェクト１２０は、平行ピンのアレイ３０１の上部に設置される。アレイ３０１の平行ピンは、オブジェクトがピンに設置されずスキャンされるオブジェクト１２０によって押し下げられないとき、固定具３０３から突き出る。アレイ３０１の平行ピンは、重力のみでは、固定具３０３の対応する穴を通ってそれを押し下げるのに十分ではないような方法で固定具３０３に取り付けられるが、それらは比較的小さい物理力が上からそれらに働かされるならば動くことができる。例えば、複数のばねは、いくつかの実施形態において平行ピンと固定具３０３の間で接続される。他の実施形態において、それぞれの平行ピンの一端部は、液体充填チューブに挿入される。チューブの液体の水位を制御することによって、平行ピンは所定の位置に固定される。他の実施形態において、アレイ３０１の平行ピンのそれぞれまたはいくつかは、図５に関連して詳細に記載されるようにアクチュエータまたはモータに接続される。
【００３３】
この実施形態において、平行ピンのアレイ３０１によって形成されるパターンは、凹面である一方で、図１及び２の実施形態において、それは凸面である（使用者の視点から）。それにもかかわらず、スキャンされたオブジェクト１２０の表面の同じ情報は、表面に対して押されるオブジェクト１２０の表面が同じであると想定する両方のパターンにおいて含まれる。しかしながら、これは、図１及び２及び図３の場合に当てはまらない。
【００３４】
図３の描かれた実施例において、手のひら側の形状が平行ピンのアレイ３０１によってキャプチャされる一方で、図１及び２の描かれた実施例において、手の甲の形状（ハーデル（ｔｈｅ  ｈａｒｄｅｌ））は、平行ピンのアレイ１０１によってキャプチャされる。言い換えると、固定されたアレイ１０１，３０１の２つのスキャンは、オブジェクトについての異なる情報を提供する。この情報は、オブジェクトの完全３Ｄモデルを形成するために結合される。さらに２つのスキャンは、結合されたとき（例えば一緒に接着されたとき）、完全３Ｄプリントギプスを形成する２つの部品を３Ｄプリントするために用いられる。明白に、２つの分離した３Ｄスキャンは、同じ結果を得るために２つのシステム１００、３００のいずれか１つで実行される。しかしながら、別のスキャンのために１８０°まで体の部分、特に骨折した体の部分を回転することは、難しく、さらに患者にとって痛みを伴う。したがって、オブジェクトの異なる側面をスキャンするために、平行ピンの２つの分離したアレイを有することで、実質的な利益を得られるかもしれない。
【００３５】
３Ｄスキャンは、オブジェクトの両面を同時にスキャンする、正確にはオブジェクトの反対の側面に対応する平行ピンの２つの固定されたアレイのスキャンができる３Ｄスキャン／プリントシステムを提供することによってよりさらに促進されることができる。本発明のそのような実施形態が図４に描かれる。具体的に、図４は、３Ｄスキャン手順の２つの異なる段階を描く。図４（ａ）において、スキャンされるオブジェクト１２０は、２つのアレイ４０１，４０１’の平行ピンを稼働する所定の位置に固定するための２つの固定手段４０２，４０２’のために位置している。オブジェクト１２０は、オブジェクトの上及び下側面の形状がそれぞれアレイ４０１，４０１’によって形成される上及び下面（パターン）によって複製されるように、アレイ４０１，４０１’のピンのいくつかを突き出させる。固定手段４０２，４０２’を稼働することによって、これらの２つのパターンは、所定の位置に固定される。描かれた位置において、平行ピンの２つのアレイの間の任意のオブジェクトの挿入は難しい。したがって、２つのピンボードツール４１０，４１０’は、オブジェクト１２０の挿入を促進するためにお互いから容易に取り外し可能である。１つの実施形態において、ピンボードツール４１０，４１０’の１つまたは両方は、システムの動作を促進するために、動作可能なステージまたは台に取り付けられる。図４（ｂ）において、２つの固定手段４０２，４０２’は、稼働され、オブジェクト１２０は、２つのピンボードツール４１０，４１０’の間から取り外され、２つのピンボードツール４０１，４０２，４０３，４０１’，４０２’，４０３’，４０４’は、引き離されている。図４（ｂ）に描かれるように、オブジェクト１２０の上及び下面は、それぞれ上及び下のピンボードツール４１０，４１０’によってキャプチャされている。要素４０４’は、この実施例においては、３Ｄスキャン及びプリントを促進するために下アレイ４０１’の平行ピンの上端部に取り付けられる、弾性層を表す。図４で明白に示されていないが、同様の弾性層は、また上アレイ４０１の平行ピンの下（及び／または下）端部に取り付けられる。
【００３６】
図４には示されないが、図１乃至３に描かれるように、３Ｄスキャナ、３Ｄプリンタ及び制御コンピュータは、また図１乃至３に関連して記載されるものと同じ方法で、主に図４の実施形態と共に用いられる。３Ｄスキャンは、設定が図４（ｂ）に示されるように「開かれる」とき、２つのピンボードツール４１０，４１０’において同時に実行されるまたは２つのピンボードツール４１０，４１０’において分離して実行されてもよい。２つの３Ｄプリント部品は、プリントベッドとしてそれぞれ固定されたピンボードツール４１０，４１０’を用いて分離して３Ｄプリントされ、完全な３次元オブジェクト（例えばギプス）を作り出すために、例えば接着剤を用いて結合される。
【００３７】
図４に描かれるようにオブジェクトの反対の側面に配置された２つのピンボードツールを用いることで、正確に多くのそれぞれ簡単な及び／または平らなオブジェクト（例えば人の手または手首）の形状をキャプチャすることができる一方で、さらに詳細な形状を備えるオブジェクトの形状、特に２つのピンボードツールに直角なオブジェクトの側面において、同様にキャプチャされない可能性がある。この問題を克服するために、前の実施形態に従ったピンボードツールを用いるオブジェクトの形状をキャプチャする概念は、オブジェクトの周りに配置された３またはそれ以上のピンボードツールを用いることによってさらに一般化されることができる。具体的に、２またはそれ以上のピンボードツールは、２またはそれ以上のピンボードツールの平行ピンがオブジェクトを貫通する及びオブジェクトに面する共通平面に平行であり、２またはそれ以上のピンボードツールの全ての隣接するピンボードツールの間の角度分離が等しいように、配置される。角度分離は、共通平面のオブジェクトの中心、すなわち共通平面とオブジェクトの間の交差領域の形状中心、または当該交差領域のいくつかの他の点のから観察されるような角度分離に対応する。例えば、２つのピンボードツールを用いてオブジェクトの上及び下面のみをキャプチャする代わりに、３、４、５または６のピンボードツールは、それぞれ１２０°／９０°／７２°／６０°分離で、オブジェクトの周りに記載された方法で配置される。十分な正確さでオブジェクトの形状をキャプチャする必要があるピンボードツールの数は、オブジェクトの形状及び望まれる正確さの水準に依存する。代わりに、ピンボードツールは、さらに完全にオブジェクトの形状をキャプチャするために、オブジェクトのそれぞれの側面において（すなわち、オブジェクトを囲う立方体のそれぞれの側面において）３次元に配置される。明白に、そのような形態は、キャプチャされるオブジェクトが手足ならば可能でないが、手足の先端がキャプチャされるならば（例えば膝や足首の代わりに足）、５つのピンボードツールが用いられる。
【００３８】
前述の通り、１またはそれ以上のクランプは、３Ｄスキャン及びプリントにおいて所定の位置に平行ピンのアレイを固定するために固定手段として用いられる。１つの典型例、本発明の１つの実施形態による平行ピンのアレイを把持するために用いられるバンドクランプの簡略化された実現は、図５に描かれる。
【００３９】
図５を参照しながら、平行ピンのアレイ５０１は、明確性のために固定具なく示されるが、描かれる把持構造は、前に議論された本発明の実施形態のいずれかと共に実施されることが理解されるべきである。本発明の描かれた実施形態において、アレイ５０１の周りに堅く締められたとき単一のバンド５０２が所定の位置の全アレイ５０１を固定するために用いられるように、隣接する平行ピンの間の距離が十分に小さいことが必要である。このような場合に、固定具は、それぞれの平行ピンにおける個々の穴を有さないが（図１の差し込みで描かれるように）、むしろ図１に関連して議論されたように、全アレイにおける単一の穴を有する。
【００４０】
描かれるバンドクランプは、バンド５０２と締め付け装置５０３：の２つの部分を備える。平行ピンのアレイ５０１を包むバンド５０２（等しくベルトまたはストラップと呼ばれる）は、例えば金属またはウェビングなど様々な材料で作られる。締め付け装置５０３は、手動または自動で操作されるとき、アレイ５０１を包むバンド５０２の周囲が短くされるねじまたはラチェット機構を備え、そのためアレイ５０１を固定する。描かれた実施例において、バンド５０２は、締め付け装置５０３の把手または握り部を単に回す（回転する）ことによって締め付けられる。いくつかの実施形態において、締め付け装置５０３は、制御コンピュータによって固定できるように、前の実施形態のいずれかによる制御コンピュータに接続される。
【００４１】
いくつかの実施形態において、１またはそれ以上の支持構造（図５に図示されず）は、バンド５０２を保持及び案内する及びバンド５０２の締め付けを促進するために配置されることができる。例えば、そのような支持構造は、多角形状（例えば図５のような長方形状）を有するアレイ５０１のそれぞれの角に構造化されることができる。
【００４２】
本発明の１つの実施形態において、ピンボードツールの操作は、完全に自動化されてもよい。平行ピンのアレイと固定手段は、オブジェクトが平行ピンに押されると、固定手段が所定の時間後、稼働するように自動化されることができる。１またはそれ以上のピンボードツールは、１またはそれ以上の動作可能な台に取り付けられ、台の位置は、１またはそれ以上の次元で物理的にまたは制御コンピュータまたは他の自動化手段によって制御可能である。１またはそれ以上の動作可能な台は、少なくともそれぞれの対応するピンボードツールの平行ピンの長手方向に動作を可能にする。
【００４３】
アレイまたは複数のアレイの全ての個々のピン（または当該ピンのサブセット）の動作は、また完全に自動化される。本発明のいくつかの実施形態において、平行ピンの全てまたはいくつかは、個々の平行ピンの動作を制御するために、及び／または固定手段として例えば制御コンピュータによって用いられる分離したアクチュエータまたはモータに接続されることができる。アクチュエータは、平行ピンの上または下に直接構造化されるまたはそれらはさらに平行ピンから取り外され、機械結合によってそれらに接続される。この概念を明示する典型的な実施形態は、図６に描かれる。図３の設定に基づく図６において、アレイ６０１のそれぞれの平行ピンは、機械結合６０４によってアクチュエータまたはモータ６０５に接続される。穴は、機械結合が固定具６０３を通ることができるように固定具６０３に配置される。描かれた実施例において、アクチュエータまたはモータ６０５は、固定手段及び制御コンピュータ３５０によってアレイ６０１の平行ピンの垂直位置の自由制御が可能であることの役目を果たす。別個の固定手段６０２は、手動動作ができるように、アクチュエータまたはモータ６０５に加えて、いくつかの実施形態で配置される。アクチュエータまたはモータ６０５は、また押し上げられた位置に、直立して平行ピンを保持し、力がそれらに働かされるときそれらが制御された方法で押し下げられることができる手段の役目を果たす。
【００４４】
例えば図６に描かれる実施形態など、アクチュエータまたはモータを利用する実施形態は、利用可能な実際のオブジェクトを有する必要なく、ピンボードツールにおいてプリントベッドパターンを作り出すために前に取得されたスキャンデータの使用ができる利点を有する。例えば、骨折した手首の３Ｄスキャンは、スキャンベッドの役目を果たす１またはそれ以上のピンボードツールを用いてある病院で実行される一方で、プリントされるオブジェクトの表面に順応するプリントベッドの役目を果たす１またはそれ以上の第２のピンボードツールを用いるスキャンデータに基づく３Ｄギプスの製造は、ある場所から別の場所へ固定されたピンボードツールを移す必要なく別の病院で実行される。プリントベッドは、スキャンベッドと同じパターンを有するためにスキャンデータに基づいて、自動的に調整されることができる。いくつかの実施形態において、３Ｄスキャナは、スキャン結果が３Ｄプリントを促進するために容易に共有されるように、３Ｄプリンタ及び１またはそれ以上の第２のピンボードツールを制御する制御コンピュータへの通信リンクを用いて、（場合によっては、例えばパーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータまたはスマートフォンなど端末装置によって）接続される。いくつかの場合において、３Ｄスキャンは、さらに用いられないことができる。代わりに、ピンボードツールのためのプリントベッドパターンは、３Ｄモデル化されたオブジェクトに基づく。
【００４５】
図７は、代わりの実施形態によるピンボードツールを描く。当該ピンボードツールは、図１乃至４及び６の典型的なシステムのいずれかと共に用いられ、当該ピンボードツールは、当該図に描かれたピンボードツールまたは複数のツールを置換する。そのため、前の実施形態によるシステムのいずれかの機能は、またピンボードツールを実現する次の代わりの実施形態に適用する。
【００４６】
図７を参照しながら、ピンボードツール７１０は、ここで少なくとも櫛構造７０４を備える固定具によって保持される、平行ピンのアレイ７０１（具体的に、制限なく描かれる実施例の長方形アレイ）を、前の実施形態と同様に備える。しかしながら、前に描かれた実施形態と対照的に、アレイ７０１の平行ピンのそれぞれは、すなわち、第１の端部７１０（図７の上端部）、第２の端部７１２（第１の端部７１０と反対の端部に対応する、すなわち図７の下端部）及び中間部７１１の３つの異なる部分を備える。部分７１０，７１１，７１２は全て、円筒形状である。第１の端部７１０は、他の端部７１２よりかなり長く、スキャンされるオブジェクトが設置されるピンの部分の役目を果たす。さらに、中間部７１１は、等しいまたは異なる断面を有する端部７１０，７１２の１または両方と比較して小さい断面を有する。描かれる実施例において、平行ピンの第１及び第２の端部７１０，７１２は、平行ピンの中間部７１１の断面より大きい等しい断面を有する。細い中間部７１１の断面は、アレイ７０１の平行ピンが固定具に含まれる櫛構造７０４の歯の間を通ることができるように十分に小さい。最初の位置において（すなわち、固定機構が係合しないとき）、平行ピンの端部７１０，７１２の間の空間は、比較的小さいが、ピンはお互いに接触しない。いくつかの実施形態において、グリッドまたはメッシュ構造または穴あき構造（すなわち、図１に関連して議論されたように固定具の複数の穴）は、ピンを保持するために櫛構造７０４の代わりに用いられる。他の実施形態において、第２の端部７１２は、省略される。
【００４７】
描かれる代わりの実施例において、固定手段は、固定部７０３及びクランププレート７０２によって形成されるクランプを備える。固定部は、アレイ７０１の一側面、すなわちクランププレートの側面に対向する側面に少なくとも沿って配置される。アレイに面する固定部７０３の表面は、アレイの対応する側面の形状に従う（すなわち、もしアレイが長方形ならば平坦であるまたはアレイが円筒形／楕円であるならば曲がっている）。図７に描かれるように、固定部は、さらにクランププレート７０２が把持を促進するために配置されない長方形アレイ７０１の他の２つの側面に延在する。クランププレート７０３は、櫛構造の上（または下）及び櫛構造の歯に直角に平行ピンのアレイ７０１に対して配置される。さらに、クランププレート７０３は、アレイの幅を超えて延在する。クランププレート７０３は、平行ピンの（描かれる実施例の両方の端部において）端部７１０，７１２の少なくとも１つがお互いに対してしっかりと押される固定部に対して平行ピンを把持するように構成され、固定部は、所定の位置に平行ピンを固定する。クランププレート７０３は、例えばねじまたはボルトまたは他の既知の締め付け／固定機構を用いて、固定部７０３に対して締め付けられる。具体的に、ねじまたはボルトは、穴７０６に挿入される。
【００４８】
いくつかの代わりの実施形態において、平行ピンの中間部７１１の断面は、対応する第１及び第２の端部７１０，７１２の断面より大きい。そのような実施形態において、第１及び第２の端部７１０，７１２のみが貫通できるように構成された複数の穴を備える材料シート（例えば、金属シート）は、櫛構造の上及び／または下に配置される。材料シートは、櫛構造自身が、図７に描かれる実施形態と対照的に、これを防ぐことができないので、ピンボードツールの内側にピンを維持するために作動する。
【００４９】
図８は、２つの異なる形態、すなわち、固定手段が稼働されないとき（上）、固定手段が稼働されるとき（下）における上から図７のピンボードツールを描く。図８の上部において、端部７１０，７１２は、お互いに接触するが、端部の間の空間は、図８の上の差し込みから観察されるように比較的小さい。固定手段が稼働されたとき、すなわち、クランププレート７０２が、固定部及び平行ピンのアレイ７０１に締め付けられたとき、端部７１０，７１２（または端部７１０，７１２の少なくとも１つ）は、固定部７０３に対してしっかりと押され、それぞれ他は、任意の水平及び垂直の動作を防ぐ。
【００５０】
図７及び８に示されるようにピンボードツール７１０は、図７の配向の視点において逆さまにピンボードツール７１０を回すことによって用いられ、その場合おいて、平行ピンは、第１の極端な位置に動き、櫛構造７０４の歯を通って適合できない第２の端部７１２によって保持される（第１の端部７１０が、櫛構造７０４と接触する第２の極端な位置に対応する図７の配置）。スキャンされるオブジェクトは、下から平行ピンのアレイに対して押され、平行ピンを当該オブジェクトの表面と合致させる。その後、固定手段は、アレイ７０１の平行ピン及び固定部７０３に対してクランププレート７０２を締め付けることによって稼働される。
【００５１】
明白に、前の段落に記載されるような動作は、ピンボードツール７１０が前記方法（すなわち、図７と比較して逆さまに）で配向され、オブジェクトが下から挿入される場合のみ働く。オブジェクトが図７に示されるようにピンボードツールの配向を維持するピンボードに設置されることが好ましい場合、追加の要素は、当該機能を実現するために必要とされる。いくつかの実施形態において、それぞれの平行ピンのためのばねは、当該平行ピンのための支持を提供するため、すなわち、オブジェクトがピンボードツール７１０に設置されないとき、平行ピンが重力によって完全に押し下げられることを防ぐために２つの場所の１つに設置される。第１の代替は、櫛構造７０４（またはグリッドまたは穴あき構造）とそれぞれの平行ピンの第１の端部７１０の間にばねを設置することである。ばねは、平行ピンの中間部７１１の隣に設置されるまたはばねは、平行ピンの中間部７１１の周りにらせん状になる。第２の代替は、それぞれの平行ピンの第２の端部７１２の下にばねを設置することである。明白に、そのような実施形態において、固定具は、例えば図３において示されるように、ピンボードツールの下の支持構造（例えばプレート）を備えるべきである。いくつかの実施形態において、ピンボードツールの下に設置されるばねのセットは、弾性材料の連続部品または複数の連続部品によって置換される。
【００５２】
いくつかの実施形態において、複数のクランププレートが用いられる。例えば、２つのクランププレートは、クランププレートがお互いに対して（及び平行ピンのアレイ７０１に対して）把持するように構成されるように、平行ピンのアレイ７０１の反対の側面に設置される。他の実施形態において、アレイの２つの角の２つのＬ字型クランプまたはアレイの４つの角の４つのＬ字型クランプが用いられる。そのような実施形態において、それぞれのＬ字型クランプは、アレイによって形成される長方形の対角線の方向に把持するように構成される。
【００５３】
いくつかの実施形態において、平行ピンのアレイ７０１は、クランププレート７０２は、弾性層を通って平行ピンのアレイ７０１を把持するように、把持（すなわち固定）を促進するために弾性層によって囲われる。言い換えると、弾性層は、平行ピンのアレイ７０１及び固定部７０３及びクランププレート７０２の間に配置される。
【００５４】
図８は、２つの異なる形態で、すなわち固定手段が稼働してないとき（上）及び固定手段が稼働しているとき（下）の、上から図７のピンボードツールを描く。図８の上部において、端部７１０，７１２は、お互いに接触するが、端部の間の空間は、図８の上の差し込みから観察できるように、比較的小さい。固定手段が稼働されたとき、すなわち、クランププレートが固定部及び平行ピンのアレイ７０１に対して締め付けられるとき、端部７１０，７１２は、固定部７０３に対してしっかりと押され、それぞれ他は、任意の水平及び垂直動作を防ぐ。
【００５５】
図１０は、代わりの実施形態による別のピンボードツールを描く。当該ピンボードツールは、図１乃至４及び６の典型的なシステムのいずれかと共に用いられ、当該ピンボードツールは、当該図に描かれたピンボードツールまたは複数のツールを置換する。そのため、前の実施形態によるシステムの任意の機能は、またピンボードツールを実現するための次の代わりの実施形態に適用する。
【００５６】
図１０を参照しながら、描かれたピンボードツールは、多くの態様において図７乃至９のピンボードツールと同様である。すなわち、櫛構造１００４（図１０に見えない）、（要素１００２，１００３を備える）固定手段及び平行ピンの第１の端部１０１０及び中間部１０１１は、図７の櫛構造７０４、（要素７０２，７０３を備える）固定手段、平行ピンの第１の端部７１０及び中間部７１１と同様である。しかしながら、図７のように短くて広い円筒部である第２の端部１０１２の代わりに、図１０の第２の端部１０１２は、中間部１０１１に隣接する第１の断面から第２の端部の端部におけるかなり小さい第２の断面へ、円筒の断面の先細りを備え、その結果針状構造を形成する。第２の端部１０１２の第１の断面は図１０に描かれるように中間部１０１１の断面より大きいまたは中間部１０１１の断面と等しいまたはさらに小さい。これらの実施形態において、アレイ１００１の平行ピンは、他の実施形態で前に記載されたようにばねによってではなく、平行ピンの針状第２の端部１０１２が貫通する柔らかい多孔質材料片１０３０（例えばスポンジ）で支えられる。平行ピンがどれだけ多孔質材料片１０３０を貫通するかは、アレイ１００１の平行ピンに加えられる力に依存する。その結果、多孔質材料片１０３０は、平行ピンのための基本の、二次固定機構の役目を果たす。平行ピンの最終固定は、さらに前の実施形態で議論されたように達成される。いくつかの実施形態において、柔らかい多孔質材料１０３０は、前の実施形態による（すなわち針状テーパがない）平行ピンのアレイと共に上で議論されたように配置される。他の実施形態において、要素１０３０は、前に議論されたように、柔らかい多孔質材料片の代わりに、弾性材料片またはばねのアレイ（またはセット）に対応する。
【００５７】
いくつかの実施形態において、柔らかい多孔質材料片は、先細りされたピンの使用を必要としない代わりの方法で用いられる。図７乃至９に描かれるような実施形態によるピンボードツールにおいて、多孔質材料片は、櫛構造と平行ピンの第１の端部の間（すなわち図７の形態の櫛構造の上）に設置される。多孔質材料片は、平行ピンの中間部を貫通する。正確には、多孔質材料片は、中間部の一部のみ長手方向に貫通し、当該貫通の伸長は、ピンに適用される力に依存し、中間部の一部が、櫛構造の「上」にある大きさによって異なる。平行ピンの第１の部分が押し下げられるので、多孔質材料片１１３０は、収縮でき、多孔質材料片１１３０によって引き起こされる抵抗により制御された方法で、平行ピンの動作を可能にする。この実施形態においても、平行ピンの最終固定は、さらに固定手段で前の実施形態で議論されたように達成される。
【００５８】
図１１は、ピンボードツールを用いてオブジェクトの表面をキャプチャし、ピンボードツールによって形成されるパターンをスキャンし、プリントベッドとしてピンボードツールを用いてスキャン結果に基づいてオブジェクトを３Ｄプリントするプロセスを描く。描かれたプロセスは、図１乃至４及び６のいずれかに描かれた３Ｄプリント／スキャンシステムまたはその組み合わせによってまたは当該図の制御コンピュータ、場合によっては図５及び７乃至１１のいずれかから１またはそれ以上の要素を利用することによって、実行される。制御コンピュータは、３Ｄスキャナ、３Ｄプリンタ及び／またはピンボードツールの固定手段と接続され、制御することができる。さらに、制御コンピュータは、ピンボードツールの平行ピンの位置を感知でき、場合によっては制御もできる。
【００５９】
図１１を参照しながら、ブロック１１０１において、等しい長さを有する平行ピンの第１のアレイを備える第１のピンボードツール、平行ピンの第１のアレイを保持する固定具及び所定の位置に平行ピンの第１のアレイを固定する第１の固定手段が提供され、平行ピンのアレイは、第１のピンボードツールが空のとき、長手方向に一列に並べられ、第１のピンボードツールは、第１の固定手段が稼働していないとき、第１のアレイの平行ピンが、第１の動作範囲内でお互いに無関係に平行ピンの長手方向に自由に動作できるように構成される。第１の動作範囲は、第１のアレイの平行ピンの長さと等しいまたはそれより小さい。ピンボードツールは、図１乃至５のいずれかに関連して記載されるとおりである。その後、制御コンピュータは、ブロック１１０２において、第１のアレイに対して設置された、オブジェクトを検知し、平行ピンの第１のアレイの１またはそれ以上の平行ピンを突き出させる。検知に応答して、制御コンピュータは、ブロック１１０３において、第１の固定手段を用いて、所定の位置に平行ピンの第１のアレイを固定する。固定手段は、検知から所定の時間が経過した後でのみ稼働される。第１の固定手段を用いた固定に応答して、制御コンピュータは、ブロック１１０４において、第１のアレイの１またはそれ以上突き出る平行ピンを備えて、平行ピンの第１のアレイによって形成された第１のパターンを３Ｄスキャンすることを引き起こす。最終的に、制御コンピュータは、ブロック１１０５において、プリントベッドとして固定された第１のピンボードツールを用いて第１のスキャンされたパターンに基づいて、第１のプリントオブジェクトを、１またはそれ以上のプリント材料を用いて３Ｄプリントすることを引き起こし、第１のプリントオブジェクトの第１の表面は、第１のパターンに対応する。第１のプリントオブジェクトは、第１のパターンに従い、入れ子にされた、穴あきまたは固体構造を有する１またはそれ以上のプリント材料の第１の薄い層を備える。第１のプリントオブジェクトは、整形外科のギプスのための部品である。
【００６０】
本発明のいくつかの実施形態において、図１１の方法ステップの１またはそれ以上は、手作業で実行されるまたは開始され、すなわち、ステップは、使用者による入力時に実行されるが、方法ステップの残りは、さらに自動で実行されてもよい。例えば、固定手段は、オブジェクトが所定の位置にあり、固定されたピンボードツールが、例えば３Ｄプリンタスキャナシステムの内部に適切な位置に動かされた後、スキャンが使用者による入力時に実行されたとき、使用者によって手動で稼働される。検知するステップ（ブロック１１０２）は、例えば固定手段が使用者によって手動で稼働される場合、いくつかの実施形態で省略される。他の実施形態において、当該ステップは、制御コンピュータによって、オブジェクトが所定の位置にあり、固定手段が稼働されることを示す使用者の入力またはオブジェクトが所定の位置にある後に固定が自動で実行されることを示す使用者の入力を検知するステップを備える。
【００６１】
いくつかの実施形態において、第１の固定手段は、複数のモータまたはアクチュエータを備え、それぞれのモータまたはアクチュエータは、図６に関連して前に記載されたように、少なくとも１つの平行ピンの動作、位置及び固定を制御できるように第１のアレイの少なくとも１つの当該平行ピンに接続される。それぞれの平行ピンの動作は、ブロック１１０３の平行ピンの第１のアレイを固定するステップは、所定のパターンによって定義された位置に複数のアクチュエータまたはモータまたはアクチュエータを用いて、平行ピンの第１のアレイのそれぞれの平行ピンを動かすステップをさらに備える方法に応答して実行されるように、個々のアクチュエータまたはモータを用いて制御できる。所定のパターンは、オブジェクトの前の３Ｄパターンに基づいてまたはオブジェクトの３Ｄモデルに基づいて決定された。
【００６２】
いくつかの実施形態において、第２のピンボードツールが提供される。当該第２のピンボードツールは、第１のピンボードツールと同様であり、第１のピンボードツールと同じ３Ｄスキャン及びプリントシステムの一部である。さらに第２のアレイの平行ピンが図４に描かれるように第１のアレイの平行ピンと平行であるように、平行ピンの第１のアレイの反対に配置される。第２のピンボードツールを用いる３Ｄスキャン及びプリントの手順は、第１のピンボードツールにおける図１１に示されるものと同様である。３Ｄスキャン及び３Ｄプリントは、第１及び第２のピンボードツールを用いて同時にまたは逐次に実行される。
【００６３】
３Ｄスキャン及びプリントシステムは、１またはそれ以上の動作可能な台を備え、その位置は、物理的にまたは上記されたように制御コンピュータによって制御可能である。第１及び第２のピンボードツールの１またはそれ以上のピンボードは、当該１またはそれ以上の動作可能な台に取り付けられる。この場合において、描かれた方法は、さらにオブジェクトが第１のピンボードツール及び第２のピンボードツールによって包まれ、ブロック１１０２で第１のピンボードツールに対して設置されるオブジェクトを検知するステップと、第２のピンボードツールに対して設置されるオブジェクトを検知するステップを引き起こすように、第１のピンボードツール及び第２のピンボードツールの１またはそれ以上のピンボードツールを上げるまたは下げるステップを備える。
【００６４】
図１乃至５において、スキャンされるオブジェクトは手である一方で、本発明の実施形態は、任意の形状の３Ｄスキャン、すなわち、様々な異なる人または動物の体の部分及び／または人でないオブジェクト及びプリントベッドとして固定されたピンボードツールを用いたスキャンに基づく３Ｄオブジェクトに用いられることが理解されるべきである。さらに、骨折の治癒を支持するために３次元ギプスをプリントするステップは、本発明の実施形態によるシステムが用いられる用途のただの１つの実施例であることが理解されるべきである。記載される概念及びシステムは、医療分野内と他の分野の両方で多くの異なるオブジェクトの３Ｄプリントを促進するために用いられる。さらに、本発明の実施形態は、また全プロセスカスケードなく、または異なるプロセスカスケードの一部として独立に用いられることができることが理解されるべきである。
【００６５】
図１２は、制御コンピュータに関連して上記された機能を実行するように構成された典型的な装置１２０１を描く。装置は、図１の要素１５０及び／または図３及び／または図６の要素３５０に対応する。装置は、電子回路を備える電子デバイスである。装置は、分離したネットークエンティティまたは複数の分離したエンティティである。装置は、例えば少なくとも１つのプロセッサなどの通信制御回路１２１０、及びコンピュータプログラムコード（ソフトウェア）１２３１を含む少なくとも１つのメモリ１２３０を備え、少なくとも１つのメモリ及びコンピュータプログラムコード（ソフトウェア）は、少なくとも１つのプロセッサによって、装置に上記された制御コンピュータの実施形態のいずれか１つを実行させるように構成される。
【００６６】
メモリ１２３０は、例えば半導体ベースメモリ装置、フラッシュメモリ、磁気メモリ装置及びシステム、光学メモリ装置及びシステム、固定メモリ及びリムーバブルメモリなど、任意の適切なデータストレージ技術を用いて実行される。メモリは、少なくとも１つのデータベース１２３２を備える。メモリ１２３０は、インターフェースによって通信制御回路１２２０と接続される。
【００６７】
通信インターフェース（Ｔｘ／Ｒｘ）１２１０は、１またはそれ以上の通信プロトコルによる、通信接続を実現するためのハードウェア及び／またはソフトウェアを備える。通信インターフェースは、例えば３Ｄスキャナ、３Ｄプリンタ、１またはそれ以上のピンボードツールの固定手段、１またはそれ以上のピンボードツールの平行ピン（例えば複数のモータまたはアクチュエータによって）及び１またはそれ以上の動作可能な台の１またはそれ以上と通信し及び／または制御するための通信能力を備える装置を提供することができる。通信インターフェース１２１０は、例えば、増幅器、フィルタ、周波数変換器、（復）変調器、及びエンコーダ／デコーダ回路及び１またはそれ以上のアンテナなど、標準のよく知られた構成要素を備える。
【００６８】
図１２を参照しながら、通信制御回路１２２０は、３Ｄスキャナ、３Ｄプリンタ、１またはそれ以上のピンボードツールの固定手段、１またはそれ以上のピンボードツールの平行ピン（例えば複数のモータまたはアクチュエータによって）及び１またはそれ以上の動作可能な台の１またはそれ以上の通信インターフェース１２１０によって制御を提供するように構成された３Ｄスキャン／プリント回路１２２１を備える。３Ｄスキャン／プリント回路１２２１は、図１１のステップの少なくともいくつかを実行するように構成される。
【００６９】
この態様で用いられるように、用語「回路」は、（ａ）例えばアナログ及び／またはデジタル回路のみの実装など、ハードウェアのみの回路、（ｂ）例えば（該当するものとして）（ｉ）プロセッサの組み合わせまたは（ｉｉ）装置に様々な機能を実行させるための一緒に働く、デジタルシグナルプロセッサ、ソフトウェア及びメモリを含むプロセッサ／ソフトウェアの一部などの回路及びソフトウェア（及び／またはファームウェア）の組み合わせ、（ｃ）例えば、ソフトウェアまたはファームウェアが物理的に存在しない場合でさえ、動作のためのソフトウェアまたはファームウェアを必要とするマイクロプロセッサまたはマイクロプロセッサの一部などの回路の全てを指す。「回路」のこの定義は、本出願のこの用語の全ての使用に適用する。さらなる実施例として、本明細書で用いられるように、用語「回路」は、またただ１つのプロセッサ（または複数のプロセッサ）またはプロセッサの一部及びその（またはそれらの）付属のソフトウェア及び／またはファームウェアの実装を対象にする。
【００７０】
１つの実施形態において、図１１に関連して記載されるプロセスの少なくともいくつかは、記載されたプロセスの少なくともいくつかを実行するための対応する手段を備える装置によって実行される。プロセスを実行するためのいくつかの実施例手段は、検出器、プロセッサ（デュアルコア及びマルチコアプロセッサを含む）、デジタルシグナルプロセッサ、コントローラ、レシーバ、トランスミッタ、エンコーダ、デコーダ、メモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ソフトウェア、ファームウェア、ディスプレイ、ユーザインターフェース、ディスプレイ回路、ユーザインターフェース回路、ユーザインターフェースソフトウェア、ディスプレイソフトウェア、回路、アンテナ、アンテナ回路及び回路の少なくとも１つを含む。１つの実施形態において、少なくとも１つのプロセッサ、メモリ、及びコンピュータプログラムコードは、プロセス手段を形成し、図１１の実施形態による１またはそれ以上の動作またはその動作を実行するために１またはそれ以上のコンピュータプログラムコード部分を含む。
【００７１】
制御コンピュータに関連して記載される技術及び方法は、様々な手段によって実施される。例えば、これらの技術は、ハードウェア（１またはそれ以上の装置）、ファームウェア（１またはそれ以上の装置）、ソフトウェア（１またはそれ以上のモジュール）、またはそれらの組み合わせで実行される。ハードウェアの実行のために、実施形態の装置は、１またはそれ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本明細書に記載された機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはその組み合わせで実行される。ファームウェアまたはソフトウェアにおいて、実装は、本明細書で記載された機能を実行する少なくとも１つのチップセット（手順、関数など）のモジュールによって実行される。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納され、プロセッサによって実行される。メモリユニットは、プロセッサ内またはプロセッサの外部に実装される。後者の場合、当該技術分野で知られているように、様々な手段によってプロセッサに通信的に連結されることができる。さらに、本明細書で記載されるシステムの構成要素（例えば３Ｄスキャン及びプリントシステム）は、そこに関して記載される様々な態様などの達成を促進するために追加の構成要素によって再配置及び／または補完され、それらは、当業者によって理解されるように、与えられた図に記載された正確な形態に制限されない。
【００７２】
制御コンピュータに関連して記載されるような実施形態は、コンピュータプログラムまたはその一部によって定義されるコンピュータプロセスの形で実施される。図１１に関連して記載された方法の実施形態は、対応する命令を含むコンピュータプログラムの少なくとも一部を実行することによって実施される。コンピュータプログラムは、ソースコード形態、オブジェクトコード形態、またはいくつかの中間形態であり、プログラムを運ぶことができる任意のエンティティまたは装置である、ある種のキャリアに格納される。例えば、コンピュータプログラムは、コンピュータまたはプロセッサによって読み込み可能なコンピュータプログラム配布媒体に格納される。コンピュータプログラム媒体は、例えばこれに限定されるものではないが、例えば、記録媒体、コンピュータメモリ、読み取り専用メモリ、電気キャリア信号、通信信号及びソフトウェア配布パッケージなどである。コンピュータプログラム媒体は、非一時的媒体である。示され、記載されるように実施形態を実行するためのソフトウェアのコーディングは、十分に当業者の範囲内である。
【００７３】
本発明は、添付された図に従って実施例を参照して上記されたが、本発明は、それらに制限されず、添付された請求項の範囲内でいくつかの方法で改良されることが明確である。したがって、全ての用語及び表現は、広く解釈されるべきで、それらは実施形態を制限するのではなく、説明する意図がある。技術は進歩するので、発明の概念は、様々な方法で実施されることが、当業者にとって明白である。さらに、記載された実施形態は、必須ではないが、様々な方法で他の実施形態と結合されることが当業者に明確である。
【図１】
2021514316.tif 000003
【図２】
2021514316.tif 000004
【図３】
2021514316.tif 000005
【図４（ａ）】
2021514316.tif 000006
【図４（ｂ）】
2021514316.tif 000007
【図５】
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【図６】
2021514316.tif 000009
【図７】
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【図８】
2021514316.tif 000011
【図９】
2021514316.tif 000012
【図１０】
2021514316.tif 000013
【図１１】
2021514316.tif 000014
【図１２】
2021514316.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月17日(2020.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オブジェクトの３Ｄスキャン及びプリントに関し、具体的に支持材料のための要求を減らすことによってオブジェクトの３Ｄスキャン及びプリントを促進することに関する。
【背景技術】
【０００２】
次の背景記載技術は、洞察、発見、理解、または開示、または本発明より前の関連技術に知られてないが、本開示によって提供される開示との関連を含むかもしれない。本明細書で開示されるいくつかのそのような貢献は、具体的に以下に指摘される一方で、本開示によって含まれる他のそのような貢献は、発明がその文脈から明白であることを開示する。
【０００３】
３Ｄプリントは、３次元オブジェクトが当該オブジェクトの３次元コンピュータモデルに基づいて作り出されるプロセスを指す。３次元コンピュータモデルは、例えばコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）パッケージまたは３Ｄスキャナを用いて作り出されてきた。３Ｄプリントは、車のカスタムパーツを作り出す及び工業または研究のための急速な試作品を製造することから医療用途までの多くの分野で、用途を見つけられる。
【０００４】
３Ｄプリントが用いられる医療用途の１つの一般的な実施例は、骨折治癒を支持する整形外科のギプスを製造している。ほとんどのギプスは、まだぬらされた後に固める（また、パリのプラスタまたは石こうのプラスタとして知られる）石こうと結合された綿包帯から従来の方法で準備される。石こうギプスは広く使われる一方、それらは、いくつかの注目すべき制限がある。石こうギプスは、通常、石こうの下の皮膚を乾燥させ、うろこ状にする処置の間、手足に手を届かなくさせる。さらに、それらは、比較的重く、それらが湿るならば壊れるかもしれず、ギプスを壊すことなく取り外されることができない。３Ｄプリントされたギプスは、多くのまたは全ての前述の制限を克服することができる。
【０００５】
通常、３Ｄプリントギプスは、興味のある体の部分の３Ｄ表面スキャンを取ることによって始まる。追加の医療スキャンは、また例えば、Ｘ線スキャン、コンピュータ断層診断（ＣＴ）スキャンまたは磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）スキャンなどを実行される。さらに、ギプスのための最終デザインは、いくつかの場合において、また実行されるスキャンに基づいて手作業で準備される。３Ｄプリント自身は、例えば、３Ｄプリントオブジェクトを形成するために、熱可塑性材料の連続フィラメントが通常複層で、プリントヘッドのノズルを通って堆積される溶融フィラメント製造（ＦＦＦ）技術または高出力レーザが、焼結粉状材料に用いられ、固体３Ｄ構造を形成するために材料を結合するレーザ焼結技術を用いる。
【０００６】
しかしながら、３Ｄプリントギプスのために用いられる現在の技術にいくつかの制限がある。溶融フィラメント製造技術を用いることによって製造される３Ｄプリントオブジェクトの機械特性は、これらのオブジェクトが通常、ポリマのみからなる事実によって制限される。他方で、レーザ焼結技術は、高価で高出力レーザの使用を必要とし、これらの技術が他の３Ｄプリント技術ほど多く容易に利用可能でないことを意味する。さらに、この特定の用途のために用いられるほとんどの現在の３Ｄプリントプロセスは、比較的長い製造時間を要求する不利益を共有する。例えば、従来の溶融フィラメント堆積技術の３Ｄプリントは、数時間から数日取る。いくつかの解決法において、プリント時間の大部分は、かなりの量の時間を取る最終３Ｄプリント部品プリントギプスから取り外される、支持構造の３Ｄプリントによって消費される。したがって、支持構造のための必要を最小限にすることは、３Ｄプリント時間の減少と、３Ｄプリント部品の容積の減少につながり、かなり特定の用途のための３Ｄプリントの実行可能性を改善する。
【発明の概要】
【０００７】
次は、本発明のいくつかの典型的な態様の基本理解を提供するために、本明細書に開示される特徴の簡略化した概要を表す。この概要は、本発明の広範な概要ではない。本発明のキー／重要な要素を識別し、本発明の範囲の輪郭を描く意図はない。その１つの目的は、さらに詳細な記載への導入部として簡略化した形で、本明細書に記載されるいくつかの概念を表すことである。
【０００８】
１つの態様によると、独立請求項の主題が提供される。実施形態は従属請求項で定義される。
【０００９】
実施の１またはそれ以上の実施例は、以下に添付された図面と記載でさらに詳細に記載される。他の特徴は、記載及び図面から、及び請求項から明白であろう。
【００１０】
次に、本発明は、添付された図面を参照して好ましい実施形態によってさらに詳細に記載されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの典型的な実施形態による３Ｄスキャナ／プリンタシステムを描く。
【図２】本発明の１つの典型的な実施形態による３Ｄスキャナ／プリンタシステムを描く。
【図３】本発明の１つの典型的な実施形態による３Ｄスキャナ／プリンタシステムを描く。
【図４】本発明の１つの典型的な実施形態による一対のピンボードツールを描く。
【図５】本発明の１つの典型的な実施形態による把持機構を描く。
【図６】本発明の１つの典型的な実施形態による３Ｄスキャナ／プリンタシステムを描く。
【図７】本発明の１つの典型的な実施形態によるピンボードツールを描く。
【図８】本発明の１つの典型的な実施形態によるピンボードツールの固定機構を描く。
【図９】本発明の１つの典型的な実施形態によるピンボードツールの固定機構を描く。
【図１０】本発明の１つの典型的な実施形態によるピンボードツールを描く。
【図１１】本発明の典型的な実施形態による、３Ｄスキャン／プリントプロセスを描く、フローチャートである。
【図１２】本発明の１つの実施形態による制御コンピュータを描く。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次の実施形態は典型例である。明細書は、いくつかの場所で「１つの」（ａｎ）、「１つの」（ｏｎｅ）、または「いくつかの」（ｓｏｍｅ）実施形態を指すが、これは必ずしもそれぞれそのような参照が同じ実施形態への参照であること、またはその特徴が単一の実施形態のみに適用されることを意味するものではない。異なる実施形態の単一の特徴は、他の実施形態を提供するために結合されることもできる。さらに用語「備える」（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）、「含む」（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）及び「含む」（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）は、言及されたそれらの特徴のみからなることに記載された実施形態を限定しないことが理解されるべきであり、そのような実施形態は、具体的に言及されない特徴／構造も含んでもよい。
【００１３】
図１は、例えば負傷した手首などのオブジェクトの３Ｄスキャン及び３Ｄプリントのための本発明の１つの実施形態による典型的なシステムを描く。描かれるシステム１００は、少なくともピンボード自身を形成する平行ピン１０１のアレイと所定の位置に平行ピンの当該アレイを固定するための固定手段１０２を備えるピンボードツール１１０を備える。ピンボードツール１１０は、また、平行ピンのセットを保持する固定具１０３またはフレーム１０３を備える。システムは、さらに３Ｄスキャナ１３０、３Ｄプリンタ１４０及び３Ｄスキャナ１３０と３Ｄプリンタ１４０及びピンボードツール１１０と接続される制御コンピュータ１５０を備える。この実施例において、スキャンされるオブジェクト及びその結果のスキャンが結果として生じる３Ｄプリントで用いられるオブジェクトは、人の右手１２０である。
【００１４】
いくつかの実施形態において、システム１００は、制御コンピュータ１５０を備えなくてもよく、その場合、３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０の使用が自動化されないかもしれない。代わりに、３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０は、１またはそれ以上の技術者によって、手動で及び／または分離して操作される。いくつかの実施形態において、３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０のそれぞれは、それら自身の制御コンピュータを有するかもしれない。ピンボードツール１１０は、手動で操作されるまたは制御コンピュータ１５０である制御コンピュータによって遠隔で制御されるかもしれない。ピンボードツール１１０、３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０は、同じ装置内、同じ部屋内、または異なる場所において（すなわち異なる部屋でまたは、建物さえ異なって）配置されてもよい。１つの実施形態において、３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０は、単一の３Ｄスキャン／プリント装置またはシステムに含まれる。
【００１５】
平行ピンのアレイ１０１は、例えば図１に描かれるように長方形のメッシュなど、均一なメッシュによる平行ピンの長手方向に垂直な平面に構造化される。穴（または孔）１０３’の対応するセットは、平行ピンのアレイ１０１が固定具１０３を貫通することができる固定具１０３に配置される。アレイ１０１の平行ピンは、アレイ１０１の隣のピンに等しい空間を有し、等しい長さを有する。いくつかの実施において、アレイ１０１のそれぞれの平行ピンは、その隣のピンと接触する。そのような場合において、固定具１０３は、それぞれの平行ピンのための個々の穴を有さず、むしろ全アレイ１０１のための単一の大きな穴（または開口）を有する。アレイ１０１（すなわちアレイの輪郭）は、例えば図１で描かれるように長方形、楕円形または球形などの任意の形状を有することができる。
【００１６】
さらに、アレイ１０１の平行ピンは、ある動作範囲内で、その長手方向に自由に動くことができるが、長手方向と直角な方向で固定される。動作範囲は、平行ピンの長さと等しいまたはそれより小さい。ピンは、例えば円形、楕円形または長方形断面部を備える、金属またはプラスチック円筒体である。それぞれのピンの他端（図１に面する端）は、（明確のための差し込みの図１でのみ示される）固定具１０３の対応する穴１０３’の断面よりわずかに大きい断面を備える部分を有する。例えば、ピンは、爪の平らな頭部が、爪が図１の差し込みに描かれるように固定具１０３の対応する穴１０３’を通って落ちることを防ぐように、配向される（尖っていない）爪である。いくつかの実施において、わずかに大きい断面部を備える当該部分は、ピンのどちらかの端ではなく、ピンの中央に近いところに配置される。
【００１７】
いくつかの実施形態において、固定具１０３を貫通するアレイ１０１の平行ピンの上または下端は、オブジェクト１２０の３Ｄスキャン及び後に記載される３Ｄプリントを容易にするために、連続表面を形成する単一の弾性層（図１に図示せず）に取り付けられる。いくつかの場合において、分離弾性層は、２つの連続表面、アレイ１０１の上の１つとアレイ１０１の下の１つを形成するために、アレイ１０１に平行ピンの上及び下端のそれぞれに取り付けられる。いくつかの場合において、複数隣接弾性層は、連続表面を形成するために結合される。弾性層は、例えば柔軟な膜またはメッシュである。
【００１８】
固定具１０３は、平行ピンのアレイ１０１を保持する上層と例えばボルトまたはねじによって下から上層に取り付けられ、スキャンされるオブジェクト１２０のための支持を提供する、２つの層（平面構造要素）を備える。平行ピンが全ての時間において直立のままであることを確実にするために（すなわち平行ピンが傾くことを防ぐために）、上層は、（図１の差し込みに示されるように）単一の比較的厚い層材料またはお互いの上に設置された材料の２つの薄いサブレイヤを備え、それぞれのサブレイヤは、穴１０３’のセットを備える。いくつかの実施形態において、固定具は上層のみ備える。固定手段は、固定具１０３に一体化される。例えば、平行ピンが隣のピンに接触する実施形態において、固定手段は、単一のバンドクランプまたはさらに一般に固定具１０３と一体化され、平行ピンのアレイ１０１の周りに構造化される１より多いクランプを備える。１つの実施形態において、上及び下層の間の分離は、異なる大きさのオブジェクトのスキャンを促進するために調整可能である。固定具は、明確のために図１で透明にされるが、固定具は、一部または全体が不透明である。
【００１９】
固定手段１０２が係合されず、力がピンに行使されないとき、アレイ１０１の全てのピンの端部は、長手方向に一列に並べられる。しかしながら、力が不均一な方法でアレイ１０１に行使されるとき、例えば、オブジェクト１２０（描かれた実施例における、右手）が下からアレイ１０１に対して押されるとき、アレイ１０１のピンのいくつかは、他がそれらの最初の位置のままである一方で、アレイの他の側から様々な程度に突き出ることを強いる。このプロセスの結果は、下から平行ピンのアレイ１０１に対して押されるオブジェクト１２０の形状のアレイ１０１のピンの上端部による複製である。
【００２０】
オブジェクト１２０のこの複製形状がなくなることを防ぐために、オブジェクトがアレイ１０１の下から取り除かれるとすぐに、固定手段１０２は、稼働され、固定が再び解放されるまで、アレイ１０１のピンが所定の位置に固定させる。固定手段が例えば物理握り機構として、例えばクランプが現実化する。例えば、共有把持または握り機構が同時に所定の位置に全アレイ１０１を固定するために構造化される。共有把持または握り機構は、バンドクランプで外側ピンを把持することにより、図５に関して詳細に記載されるように、内側ピンがまた把持されるように、お互いに接触することが好ましい平行ピンのアレイ１０１の周りで構造化されるクランプ、例えばバンドクランプ、または複数のクランプに基づく。いくつかの実施形態において、２またはそれ以上の把持または握り機構（例えばクランプまたはバンドクランプ）は、それぞれの握り機構がアレイ１０１の２またはそれ以上の平行ピンの特定のセットを固定するために用いられるように構造化される（２またはそれ以上の平行ピンは、お互い及び／または固定具に対して把持される）。いくつかの実施形態において、アレイ１０１のそれぞれの平行ピンまたは平行ピンのいくつかと接続されるモータまたはアクチュエータは、固定手段及び図６に関して詳細に記載されるように平行ピンの自由制御のために用いられる。固定手段１０２は、手動でまたは例えばオブジェクトがピンボードツール１１０の内側に設置されたことを制御コンピュータが検知したとき、自動で制御コンピュータ１５０によって稼働される。
【００２１】
平行ピンのアレイ１０１によって複製される（または正確には、アレイ１０１の平行ピンの突出した端部によって複製される）及び固定手段１０２によって所定の位置に固定されるオブジェクト１２０の形状は、３Ｄモデルの形状を作り出すために、３Ｄスキャナ１３０によって３次元でスキャンされる。柔軟な膜がピンベッドの一側面に取り付けられるならば、３Ｄスキャナは、代わりにこの柔軟な膜に複製された３Ｄ表面をスキャンする。明白に、３Ｄモデルは、オブジェクトの一側面にのみ対応する（すなわち、平行ピンのアレイに対して押される側面）。３Ｄスキャナは、任意の現在または未来の接触（物理的なタッチによって探る）または非接触（放射によって探る）３Ｄスキャナ技術を用いることができる。例えば、３Ｄスキャナ１３０は、座標測定機（ＣＭＭ）または飛行時間型３Ｄレーザスキャナである。
【００２２】
３Ｄスキャナ１３０は、最初に３Ｄスキャナ１３０によって実行される測定に基づいて３Ｄ点群を生成する。３Ｄ点群は、平行ピンのアレイ１０１の表面上の複数の点に対応するｘ、ｙ及びｚ座標を備える。生じる３Ｄ点群及び３Ｄスキャナ１３０によって作り出される他の結果は、制御コンピュータ１５０へ出力される。その後、３Ｄスキャナ１３０または制御コンピュータ１５０は、スキャンされた表面の３Ｄモデルを作り出す３Ｄ点群の点に基づいて、オブジェクトの形状を推定する。その後、スキャンされた表面は、複製された３Ｄオブジェクトが３Ｄプリントされる３Ｄプリントベッドとしてこの表面を理解する、３Ｄプリントソフトウェアに移される。
【００２３】
本発明の１つの実施形態において、平行ピンの固定アレイ１０１のスキャンは、別の位置に、アレイ１０１を固定することによってオブジェクト１２０の形状のキャプチャから分離して実施される。さらに、スキャンは、両方の側面がオブジェクト１２０の形状の同じ情報を含むとき、平行ピンのアレイ１０１のどちらかの側面において同等に実行されてもよい。固定具１０３の一部と共にアレイ１０１（例えば固定具１０３の上層）は、３Ｄスキャナが利用できる別の位置に容易に動かされるように、設定の残りから取り外すことができる。
【００２４】
オブジェクト１２０の形状の３Ｄモデルが３Ｄスキャナ１３０及び／または制御コンピュータ１５０によって生成された後、当該３Ｄモデルに基づく３次元オブジェクトは、３Ｄプリンタ１４０によってプリントされる。３Ｄプリンタ１４０は、任意の現在または未来の３Ｄプリント技術を用いる３Ｄプリンタである。例えば、３Ｄプリンタは、３Ｄプリントオブジェクト２０１が層を形成するために即座に硬くなる材料の小さなビーズまたはストリームを押し出すことによって作り出される、溶融フィラメント製造（ＦＦＦ）を用いる。３Ｄプリンタ１４０は、異なる材料をプリントするために用いられる場合によっては異なる大きさを有する複数のノズルを有する。プリントのために用いられる材料または複数の材料は、例えば熱可塑性などのポリマ、金属、金属合金、石こう及びゴムを含む。別の例を示すと、例えば直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）または選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）などのレーザ焼結技術は、いくつかの実施形態において３Ｄプリントのために用いられる。レーザ焼結において、高出力レーザは、それを局所的に溶融することによって固体部品に金属粉を溶融（焼結）するために用いられる。３Ｄプリントオブジェクトは、層ごとに追加的にこの方法で作り上げられる。
【００２５】
いくつかの実施形態において、３Ｄプリントのために用いられる材料は、光硬化可能であり、すなわち、材料は、可視または例えば紫外範囲など近可視範囲での電磁放射との相互作用の結果として硬化される。他の実施形態において、材料の同様の硬化は、１またはそれ以上の化学反応によって達成される。前述の技術は、３Ｄプリンタの対応するノズルがプリント前に加熱される必要がない利点を有する。
【００２６】
オブジェクト１２０の一側面のみが、図１に描かれる実施形態において捕らえられるので、３次元プリントオブジェクトは、完全にスキャンオブジェクト１２０に対応しないが、オブジェクト１２０のスキャン表面に対応する単一表面を備える。例えば、３Ｄプリントオブジェクトは、一定の厚さを有する材料の比較的薄いが、頑丈な（形状を維持する）３次元層であり、オブジェクト１２０のスキャン表面の形状に続く。他の実施形態において、３Ｄプリントオブジェクトは、さらにかさばる材料であり、その一側面は、オブジェクト１２０のスキャン表面に対応する。
【００２７】
３Ｄプリントは、３Ｄスキャンの間と同じ位置に固定手段１０２によって所定の位置にまだ固定される平行ピンのアレイ１０１の上部に直接実行される。言い換えると、平行ピンのアレイ１０１（またはアレイ１０１の平行ピンの端部に接続される弾性材料層）は、３Ｄプリンタ１４０が材料を追加するプリントベッドの役目を果たす。３Ｄスキャナ１３０及び３Ｄプリンタ１４０が単一の３Ｄスキャン／プリント装置またはシステムに含まれる実施形態において、全ピンボードツール１１０は、３Ｄスキャン及びプリント手順の始めから終わりまで、同じ位置のままである。図２は、３Ｄプリント後、図１の３Ｄスキャン／プリントシステムを描き、平行ピンのアレイ１０１の上部に３Ｄプリントされた３Ｄプリントオブジェクト２０１を示す。図２の３Ｄプリントオブジェクト２０１に見える層は、単に理解を助け、３Ｄプリントオブジェクトの組成または品質または用いられる３Ｄプリントの方法を反映することを意味しないことが理解されるべきである。３Ｄプリントのためのプリントベッドとして平行ピンのアレイ１０１を用いることによって、３Ｄプリントオブジェクト２０１のための追加の支持材は、平行ピンのアレイ１０１の表面が３Ｄプリントオブジェクトの表面に続くので、３Ｄプリントプロセスの間必要とされない。従来において、３Ｄプリントされる与えられたオブジェクトのための支持構造は、事前に準備される必要があり、特別な支持材料を用いる実在の３Ｄプリントオブジェクトで同時にプリントされた。支持材料は、３Ｄプリントオブジェクトにくっつき、かなりの作業（例えば、支持材料を研磨するまたは支持材料を化学的に溶解する）が清浄な方法で３Ｄプリントオブジェクトから支持材料を取り除くために必要とされることを意味する。この追加の作業にもかかわらず、支持材料の使用は、まだ染みまたは表面の粗さを生じる。最終的に支持構造のための支持材料における要求は、また３Ｄプリントの総コストを増加する。
【００２８】
骨折の治癒を促進するための３Ｄプリントのギプスの用途を考えると、材料の前記形状フィッティング薄層は、骨折領域（すなわち３Ｄスキャンされた領域）における完全な支持を提供する一方で、さらに石こうから作られる従来のギプスと比較して潜在的に比較的軽量である。３Ｄプリントギプスをさらに軽くするために、３Ｄプリントオブジェクトは、入れ子または穴あき構造を有することができる。穴あきまたは入れ子３Ｄプリントギプスは、軽さに加えて、例えばギプスの下の皮膚に通気を提供し、皮膚の健康を改善する及びギプスによって引き起こされるかゆみの場合においてギプスの下の皮膚をひっかくために患者に方法を提供するなど、他の利点を有する。３Ｄプリントオブジェクト２０１は、例えばガーゼを用いて、骨折が配置される体の部分の周りに固定される。３Ｄプリントオブジェクト２０１は、修正され、ギプスを作り出すために用いられる前に、骨折した領域を支持する必要がないいくつかの部品が取り外される。全体部分（おそらく手足）を包む完全な３Ｄプリントギプスは本発明の後の実施形態に関して記載されるように、２つの３Ｄスキャンに基づいて準備される。
【００２９】
いくつかの実施形態において、オブジェクト２０１は、複数の異なる材料を用いて３Ｄプリントされ、そのいくつかは繊維基礎材料である。例えば、オブジェクト２０１は、連続繊維強化材及び熱可塑性マトリクスポリマからなる単一のフィラメントのみを用いることによって３Ｄプリントされることができる。繊維強化材は、また光または熱硬化ポリマを用いるインノズル含浸である、非含浸繊維ストランドの形をなす。
【００３０】
本発明の実施形態において、次のプリント材料は、ポリマ及び連続繊維強化材のために用いられる。
・ポリマ（ポリマワイヤ）は、連続０．１−５ｍｍ直径のフィラメントの形をなす。ポリマノズルの内径及びプリントされた線幅は、微細である（両方とも好ましくは０．１−１．８ｍｍ）。
・繊維強化材は、比較的太いフィラメント（０．１−１０ｍｍ）の形をなす。その結果、繊維ノズル内径は、０．１−２０ｍｍであり、プリント線幅は、０．２−４０ｍｍである。
【００３１】
３Ｄプリンタを利用することによってプリントされた部品の繊維強化材は、ポリマ層の層厚さより厚い層厚さを有する。その結果、１つの繊維層のみが覆う同じ高さのいくつかのポリマ層である。繊維層は、プリントされる部品の内部に埋め込まれる。プリント時間の大部分は、通常プリントされる部品を満たすことによって消費されるので、部品の内部の層の厚さの増加は、プリント時間を減少する。
【００３２】
図３は、本発明の１つの実施形態に対応する代わりの３Ｄスキャン／プリントシステム３００を示す。描かれる代わりのシステム３００は、図１及び２に描かれるシステムにほとんどの部分において対応する。要素３３０、３４０、３５０は、図１及び２の要素１３０、１４０、１５０に対応する。２つのシステムの差は、３Ｄスキャンの間、平行ピンのアレイに対するスキャンされるオブジェクト１２０の配向と平行ピンのアレイ３０１は、固定具３０３に取り付けられる方法にある。スキャンの間、オブジェクト１２０は、平行ピンのアレイ３０１の上部に設置される。アレイ３０１の平行ピンは、オブジェクトがピンに設置されずスキャンされるオブジェクト１２０によって押し下げられないとき、固定具３０３から突き出る。アレイ３０１の平行ピンは、重力のみでは、固定具３０３の対応する穴を通ってそれを押し下げるのに十分ではないような方法で固定具３０３に取り付けられるが、それらは比較的小さい物理力が上からそれらに働かされるならば動くことができる。例えば、複数のばねは、いくつかの実施形態において平行ピンと固定具３０３の間で接続される。他の実施形態において、それぞれの平行ピンの一端部は、液体充填チューブに挿入される。チューブの液体の水位を制御することによって、平行ピンは所定の位置に固定される。他の実施形態において、アレイ３０１の平行ピンのそれぞれまたはいくつかは、図５に関連して詳細に記載されるようにアクチュエータまたはモータに接続される。
【００３３】
この実施形態において、平行ピンのアレイ３０１によって形成されるパターンは、凹面である一方で、図１及び２の実施形態において、それは凸面である（使用者の視点から）。それにもかかわらず、スキャンされたオブジェクト１２０の表面の同じ情報は、表面に対して押されるオブジェクト１２０の表面が同じであると想定する両方のパターンにおいて含まれる。しかしながら、これは、図１及び２及び図３の場合に当てはまらない。
【００３４】
図３の描かれた実施例において、手のひら側の形状が平行ピンのアレイ３０１によってキャプチャされる一方で、図１及び２の描かれた実施例において、手の甲の形状（ハーデル（ｔｈｅ  ｈａｒｄｅｌ））は、平行ピンのアレイ１０１によってキャプチャされる。言い換えると、固定されたアレイ１０１，３０１の２つのスキャンは、オブジェクトについての異なる情報を提供する。この情報は、オブジェクトの完全３Ｄモデルを形成するために結合される。さらに２つのスキャンは、結合されたとき（例えば一緒に接着されたとき）、完全３Ｄプリントギプスを形成する２つの部品を３Ｄプリントするために用いられる。明白に、２つの分離した３Ｄスキャンは、同じ結果を得るために２つのシステム１００、３００のいずれか１つで実行される。しかしながら、別のスキャンのために１８０°まで体の部分、特に骨折した体の部分を回転することは、難しく、さらに患者にとって痛みを伴う。したがって、オブジェクトの異なる側面をスキャンするために、平行ピンの２つの分離したアレイを有することで、実質的な利益を得られるかもしれない。
【００３５】
３Ｄスキャンは、オブジェクトの両面を同時にスキャンする、正確にはオブジェクトの反対の側面に対応する平行ピンの２つの固定されたアレイのスキャンができる３Ｄスキャン／プリントシステムを提供することによってよりさらに促進されることができる。本発明のそのような実施形態が図４に描かれる。具体的に、図４は、３Ｄスキャン手順の２つの異なる段階を描く。図４（ａ）において、スキャンされるオブジェクト１２０は、２つのアレイ４０１，４０１’の平行ピンを稼働する所定の位置に固定するための２つの固定手段４０２，４０２’のために位置している。オブジェクト１２０は、オブジェクトの上及び下側面の形状がそれぞれアレイ４０１，４０１’によって形成される上及び下面（パターン）によって複製されるように、アレイ４０１，４０１’のピンのいくつかを突き出させる。固定手段４０２，４０２’を稼働することによって、これらの２つのパターンは、所定の位置に固定される。描かれた位置において、平行ピンの２つのアレイの間の任意のオブジェクトの挿入は難しい。したがって、２つのピンボードツール４１０，４１０’は、オブジェクト１２０の挿入を促進するためにお互いから容易に取り外し可能である。１つの実施形態において、ピンボードツール４１０，４１０’の１つまたは両方は、システムの動作を促進するために、動作可能なステージまたは台に取り付けられる。図４（ｂ）において、２つの固定手段４０２，４０２’は、稼働され、オブジェクト１２０は、２つのピンボードツール４１０，４１０’の間から取り外され、２つのピンボードツール４０１，４０２，４０３，４０１’，４０２’，４０３’，４０４’は、引き離されている。図４（ｂ）に描かれるように、オブジェクト１２０の上及び下面は、それぞれ上及び下のピンボードツール４１０，４１０’によってキャプチャされている。要素４０４’は、この実施例においては、３Ｄスキャン及びプリントを促進するために下アレイ４０１’の平行ピンの上端部に取り付けられる、弾性層を表す。図４で明白に示されていないが、同様の弾性層は、また上アレイ４０１の平行ピンの下（及び／または下）端部に取り付けられる。
【００３６】
図４には示されないが、図１乃至３に描かれるように、３Ｄスキャナ、３Ｄプリンタ及び制御コンピュータは、また図１乃至３に関連して記載されるものと同じ方法で、主に図４の実施形態と共に用いられる。３Ｄスキャンは、設定が図４（ｂ）に示されるように「開かれる」とき、２つのピンボードツール４１０，４１０’において同時に実行されるまたは２つのピンボードツール４１０，４１０’において分離して実行されてもよい。２つの３Ｄプリント部品は、プリントベッドとしてそれぞれ固定されたピンボードツール４１０，４１０’を用いて分離して３Ｄプリントされ、完全な３次元オブジェクト（例えばギプス）を作り出すために、例えば接着剤を用いて結合される。
【００３７】
図４に描かれるようにオブジェクトの反対の側面に配置された２つのピンボードツールを用いることで、正確に多くのそれぞれ簡単な及び／または平らなオブジェクト（例えば人の手または手首）の形状をキャプチャすることができる一方で、さらに詳細な形状を備えるオブジェクトの形状、特に２つのピンボードツールに直角なオブジェクトの側面において、同様にキャプチャされない可能性がある。この問題を克服するために、前の実施形態に従ったピンボードツールを用いるオブジェクトの形状をキャプチャする概念は、オブジェクトの周りに配置された３またはそれ以上のピンボードツールを用いることによってさらに一般化されることができる。具体的に、２またはそれ以上のピンボードツールは、２またはそれ以上のピンボードツールの平行ピンがオブジェクトを貫通する及びオブジェクトに面する共通平面に平行であり、２またはそれ以上のピンボードツールの全ての隣接するピンボードツールの間の角度分離が等しいように、配置される。角度分離は、共通平面のオブジェクトの中心、すなわち共通平面とオブジェクトの間の交差領域の形状中心、または当該交差領域のいくつかの他の点のから観察されるような角度分離に対応する。例えば、２つのピンボードツールを用いてオブジェクトの上及び下面のみをキャプチャする代わりに、３、４、５または６のピンボードツールは、それぞれ１２０°／９０°／７２°／６０°分離で、オブジェクトの周りに記載された方法で配置される。十分な正確さでオブジェクトの形状をキャプチャする必要があるピンボードツールの数は、オブジェクトの形状及び望まれる正確さの水準に依存する。代わりに、ピンボードツールは、さらに完全にオブジェクトの形状をキャプチャするために、オブジェクトのそれぞれの側面において（すなわち、オブジェクトを囲う立方体のそれぞれの側面において）３次元に配置される。明白に、そのような形態は、キャプチャされるオブジェクトが手足ならば可能でないが、手足の先端がキャプチャされるならば（例えば膝や足首の代わりに足）、５つのピンボードツールが用いられる。
【００３８】
前述の通り、１またはそれ以上のクランプは、３Ｄスキャン及びプリントにおいて所定の位置に平行ピンのアレイを固定するために固定手段として用いられる。１つの典型例、本発明の１つの実施形態による平行ピンのアレイを把持するために用いられるバンドクランプの簡略化された実現は、図５に描かれる。
【００３９】
図５を参照しながら、平行ピンのアレイ５０１は、明確性のために固定具なく示されるが、描かれる把持構造は、前に議論された本発明の実施形態のいずれかと共に実施されることが理解されるべきである。本発明の描かれた実施形態において、アレイ５０１の周りに堅く締められたとき単一のバンド５０２が所定の位置の全アレイ５０１を固定するために用いられるように、隣接する平行ピンの間の距離が十分に小さいことが必要である。このような場合に、固定具は、それぞれの平行ピンにおける個々の穴を有さないが（図１の差し込みで描かれるように）、むしろ図１に関連して議論されたように、全アレイにおける単一の穴を有する。
【００４０】
描かれるバンドクランプは、バンド５０２と締め付け装置５０３：の２つの部分を備える。平行ピンのアレイ５０１を包むバンド５０２（等しくベルトまたはストラップと呼ばれる）は、例えば金属またはウェビングなど様々な材料で作られる。締め付け装置５０３は、手動または自動で操作されるとき、アレイ５０１を包むバンド５０２の周囲が短くされるねじまたはラチェット機構を備え、そのためアレイ５０１を固定する。描かれた実施例において、バンド５０２は、締め付け装置５０３の把手または握り部を単に回す（回転する）ことによって締め付けられる。いくつかの実施形態において、締め付け装置５０３は、制御コンピュータによって固定できるように、前の実施形態のいずれかによる制御コンピュータに接続される。
【００４１】
いくつかの実施形態において、１またはそれ以上の支持構造（図５に図示されず）は、バンド５０２を保持及び案内する及びバンド５０２の締め付けを促進するために配置されることができる。例えば、そのような支持構造は、多角形状（例えば図５のような長方形状）を有するアレイ５０１のそれぞれの角に構造化されることができる。
【００４２】
本発明の１つの実施形態において、ピンボードツールの操作は、完全に自動化されてもよい。平行ピンのアレイと固定手段は、オブジェクトが平行ピンに押されると、固定手段が所定の時間後、稼働するように自動化されることができる。１またはそれ以上のピンボードツールは、１またはそれ以上の動作可能な台に取り付けられ、台の位置は、１またはそれ以上の次元で物理的にまたは制御コンピュータまたは他の自動化手段によって制御可能である。１またはそれ以上の動作可能な台は、少なくともそれぞれの対応するピンボードツールの平行ピンの長手方向に動作を可能にする。
【００４３】
アレイまたは複数のアレイの全ての個々のピン（または当該ピンのサブセット）の動作は、また完全に自動化される。本発明のいくつかの実施形態において、平行ピンの全てまたはいくつかは、個々の平行ピンの動作を制御するために、及び／または固定手段として例えば制御コンピュータによって用いられる分離したアクチュエータまたはモータに接続されることができる。アクチュエータは、平行ピンの上または下に直接構造化されるまたはそれらはさらに平行ピンから取り外され、機械結合によってそれらに接続される。この概念を明示する典型的な実施形態は、図６に描かれる。図３の設定に基づく図６において、アレイ６０１のそれぞれの平行ピンは、機械結合６０４によってアクチュエータまたはモータ６０５に接続される。穴は、機械結合が固定具６０３を通ることができるように固定具６０３に配置される。描かれた実施例において、アクチュエータまたはモータ６０５は、固定手段及び制御コンピュータ３５０によってアレイ６０１の平行ピンの垂直位置の自由制御が可能であることの役目を果たす。別個の固定手段６０２は、手動動作ができるように、アクチュエータまたはモータ６０５に加えて、いくつかの実施形態で配置される。アクチュエータまたはモータ６０５は、また押し上げられた位置に、直立して平行ピンを保持し、力がそれらに働かされるときそれらが制御された方法で押し下げられることができる手段の役目を果たす。
【００４４】
例えば図６に描かれる実施形態など、アクチュエータまたはモータを利用する実施形態は、利用可能な実際のオブジェクトを有する必要なく、ピンボードツールにおいてプリントベッドパターンを作り出すために前に取得されたスキャンデータの使用ができる利点を有する。例えば、骨折した手首の３Ｄスキャンは、スキャンベッドの役目を果たす１またはそれ以上のピンボードツールを用いてある病院で実行される一方で、プリントされるオブジェクトの表面に順応するプリントベッドの役目を果たす１またはそれ以上の第２のピンボードツールを用いるスキャンデータに基づく３Ｄギプスの製造は、ある場所から別の場所へ固定されたピンボードツールを移す必要なく別の病院で実行される。プリントベッドは、スキャンベッドと同じパターンを有するためにスキャンデータに基づいて、自動的に調整されることができる。いくつかの実施形態において、３Ｄスキャナは、スキャン結果が３Ｄプリントを促進するために容易に共有されるように、３Ｄプリンタ及び１またはそれ以上の第２のピンボードツールを制御する制御コンピュータへの通信リンクを用いて、（場合によっては、例えばパーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータまたはスマートフォンなど端末装置によって）接続される。いくつかの場合において、３Ｄスキャンは、さらに用いられないことができる。代わりに、ピンボードツールのためのプリントベッドパターンは、３Ｄモデル化されたオブジェクトに基づく。
【００４５】
図７は、代わりの実施形態によるピンボードツールを描く。当該ピンボードツールは、図１乃至４及び６の典型的なシステムのいずれかと共に用いられ、当該ピンボードツールは、当該図に描かれたピンボードツールまたは複数のツールを置換する。そのため、前の実施形態によるシステムのいずれかの機能は、またピンボードツールを実現する次の代わりの実施形態に適用する。
【００４６】
図７を参照しながら、ピンボードツール７２０は、ここで少なくとも櫛構造７０４を備える固定具によって保持される、平行ピンのアレイ７０１（具体的に、制限なく描かれる実施例の長方形アレイ）を、前の実施形態と同様に備える。しかしながら、前に描かれた実施形態と対照的に、アレイ７０１の平行ピンのそれぞれは、すなわち、第１の端部７１０（図７の上端部）、第２の端部７１２（第１の端部７１０と反対の端部に対応する、すなわち図７の下端部）及び中間部７１１の３つの異なる部分を備える。部分７１０，７１１，７１２は全て、円筒形状である。第１の端部７１０は、他の端部７１２よりかなり長く、スキャンされるオブジェクトが設置されるピンの部分の役目を果たす。さらに、中間部７１１は、等しいまたは異なる断面を有する端部７１０，７１２の１または両方と比較して小さい断面を有する。描かれる実施例において、平行ピンの第１及び第２の端部７１０，７１２は、平行ピンの中間部７１１の断面より大きい等しい断面を有する。細い中間部７１１の断面は、アレイ７０１の平行ピンが固定具に含まれる櫛構造７０４の歯の間を通ることができるように十分に小さい。最初の位置において（すなわち、固定機構が係合しないとき）、平行ピンの端部７１０，７１２の間の空間は、比較的小さいが、ピンはお互いに接触しない。いくつかの実施形態において、グリッドまたはメッシュ構造または穴あき構造（すなわち、図１に関連して議論されたように固定具の複数の穴）は、ピンを保持するために櫛構造７０４の代わりに用いられる。他の実施形態において、第２の端部７１２は、省略される。
【００４７】
描かれる代わりの実施例において、固定手段は、固定部７０３及びクランププレート７０２によって形成されるクランプを備える。固定部は、アレイ７０１の一側面、すなわちクランププレートの側面に対向する側面に少なくとも沿って配置される。アレイに面する固定部７０３の表面は、アレイの対応する側面の形状に従う（すなわち、もしアレイが長方形ならば平坦であるまたはアレイが円筒形／楕円であるならば曲がっている）。図７に描かれるように、固定部は、さらにクランププレート７０２が把持を促進するために配置されない長方形アレイ７０１の他の２つの側面に延在する。クランププレート７０３は、櫛構造の上（または下）及び櫛構造の歯に直角に平行ピンのアレイ７０１に対して配置される。さらに、クランププレート７０３は、アレイの幅を超えて延在する。クランププレート７０３は、平行ピンの（描かれる実施例の両方の端部において）端部７１０，７１２の少なくとも１つがお互いに対してしっかりと押される固定部に対して平行ピンを把持するように構成され、固定部は、所定の位置に平行ピンを固定する。クランププレート７０３は、例えばねじまたはボルトまたは他の既知の締め付け／固定機構を用いて、固定部７０３に対して締め付けられる。具体的に、ねじまたはボルトは、穴７０６に挿入される。
【００４８】
いくつかの代わりの実施形態において、平行ピンの中間部７１１の断面は、対応する第１及び第２の端部７１０，７１２の断面より大きい。そのような実施形態において、第１及び第２の端部７１０，７１２のみが貫通できるように構成された複数の穴を備える材料シート（例えば、金属シート）は、櫛構造の上及び／または下に配置される。材料シートは、櫛構造自身が、図７に描かれる実施形態と対照的に、これを防ぐことができないので、ピンボードツールの内側にピンを維持するために作動する。
【００４９】
図８及び９は、２つの異なる形態、すなわち、固定手段が稼働されないとき（図８）、固定手段が稼働されるとき（図９）における上から図７のピンボードツールを描く。図８において、端部７１０，７１２は、お互いに接触するが、端部の間の空間は、図８の差し込みから観察されるように比較的小さい。固定手段が稼働されたとき、すなわち、クランププレート７０２が、固定部及び平行ピンのアレイ７０１に締め付けられたとき、端部７１０，７１２（または端部７１０，７１２の少なくとも１つ）は、固定部７０３に対してしっかりと押され、それぞれ他は、任意の水平及び垂直の動作を防ぐ。
【００５０】
図７乃至９に示されるようにピンボードツール７２０は、図７の配向の視点において逆さまにピンボードツール７２０を回すことによって用いられ、その場合おいて、平行ピンは、第１の極端な位置に動き、櫛構造７０４の歯を通って適合できない第２の端部７１２によって保持される（第１の端部７１０が、櫛構造７０４と接触する第２の極端な位置に対応する図７の配置）。スキャンされるオブジェクトは、下から平行ピンのアレイに対して押され、平行ピンを当該オブジェクトの表面と合致させる。その後、固定手段は、アレイ７０１の平行ピン及び固定部７０３に対してクランププレート７０２を締め付けることによって稼働される。
【００５１】
明白に、前の段落に記載されるような動作は、ピンボードツール７２０が前記方法（すなわち、図７と比較して逆さまに）で配向され、オブジェクトが下から挿入される場合のみ働く。オブジェクトが図７に示されるようにピンボードツールの配向を維持するピンボードに設置されることが好ましい場合、追加の要素は、当該機能を実現するために必要とされる。いくつかの実施形態において、それぞれの平行ピンのためのばねは、当該平行ピンのための支持を提供するため、すなわち、オブジェクトがピンボードツール７２０に設置されないとき、平行ピンが重力によって完全に押し下げられることを防ぐために２つの場所の１つに設置される。第１の代替は、櫛構造７０４（またはグリッドまたは穴あき構造）とそれぞれの平行ピンの第１の端部７１０の間にばねを設置することである。ばねは、平行ピンの中間部７１１の隣に設置されるまたはばねは、平行ピンの中間部７１１の周りにらせん状になる。第２の代替は、それぞれの平行ピンの第２の端部７１２の下にばねを設置することである。明白に、そのような実施形態において、固定具は、例えば図３において示されるように、ピンボードツールの下の支持構造（例えばプレート）を備えるべきである。いくつかの実施形態において、ピンボードツールの下に設置されるばねのセットは、弾性材料の連続部品または複数の連続部品によって置換される。
【００５２】
いくつかの実施形態において、複数のクランププレートが用いられる。例えば、２つのクランププレートは、クランププレートがお互いに対して（及び平行ピンのアレイ７０１に対して）把持するように構成されるように、平行ピンのアレイ７０１の反対の側面に設置される。他の実施形態において、アレイの２つの角の２つのＬ字型クランプまたはアレイの４つの角の４つのＬ字型クランプが用いられる。そのような実施形態において、それぞれのＬ字型クランプは、アレイによって形成される長方形の対角線の方向に把持するように構成される。
【００５３】
いくつかの実施形態において、平行ピンのアレイ７０１は、クランププレート７０２は、弾性層を通って平行ピンのアレイ７０１を把持するように、把持（すなわち固定）を促進するために弾性層によって囲われる。言い換えると、弾性層は、平行ピンのアレイ７０１及び固定部７０３及びクランププレート７０２の間に配置される。
【００５４】
図１０は、代わりの実施形態による別のピンボードツールを描く。当該ピンボードツールは、図１乃至４及び６の典型的なシステムのいずれかと共に用いられ、当該ピンボードツールは、当該図に描かれたピンボードツールまたは複数のツールを置換する。そのため、前の実施形態によるシステムの任意の機能は、またピンボードツールを実現するための次の代わりの実施形態に適用する。
【００５５】
図１０を参照しながら、描かれたピンボードツールは、多くの態様において図７乃至９のピンボードツールと同様である。すなわち、櫛構造１００４（図１０に見えない）、（要素１００２，１００３を備える）固定手段及び平行ピンの第１の端部１０１０及び中間部１０１１は、図７の櫛構造７０４、（要素７０２，７０３を備える）固定手段、平行ピンの第１の端部７１０及び中間部７１１と同様である。しかしながら、図７のように短くて広い円筒部である第２の端部１０１２の代わりに、図１０の第２の端部１０１２は、中間部１０１１に隣接する第１の断面から第２の端部の端部におけるかなり小さい第２の断面へ、円筒の断面の先細りを備え、その結果針状構造を形成する。第２の端部１０１２の第１の断面は図１０に描かれるように中間部１０１１の断面より大きいまたは中間部１０１１の断面と等しいまたはさらに小さい。これらの実施形態において、アレイ１００１の平行ピンは、他の実施形態で前に記載されたようにばねによってではなく、平行ピンの針状第２の端部１０１２が貫通する柔らかい多孔質材料片１０３０（例えばスポンジ）で支えられる。平行ピンがどれだけ多孔質材料片１０３０を貫通するかは、アレイ１００１の平行ピンに加えられる力に依存する。その結果、多孔質材料片１０３０は、平行ピンのための基本の、二次固定機構の役目を果たす。平行ピンの最終固定は、さらに前の実施形態で議論されたように達成される。いくつかの実施形態において、柔らかい多孔質材料１０３０は、前の実施形態による（すなわち針状テーパがない）平行ピンのアレイと共に上で議論されたように配置される。他の実施形態において、要素１０３０は、前に議論されたように、柔らかい多孔質材料片の代わりに、弾性材料片またはばねのアレイ（またはセット）に対応する。
【００５６】
いくつかの実施形態において、柔らかい多孔質材料片は、先細りされたピンの使用を必要としない代わりの方法で用いられる。図７乃至９に描かれるような実施形態によるピンボードツールにおいて、多孔質材料片は、櫛構造と平行ピンの第１の端部の間（すなわち図７の形態の櫛構造の上）に設置される。多孔質材料片は、平行ピンの中間部を貫通する。正確には、多孔質材料片は、中間部の一部のみ長手方向に貫通し、当該貫通の伸長は、ピンに適用される力に依存し、中間部の一部が、櫛構造の「上」にある大きさによって異なる。平行ピンの第１の部分が押し下げられるので、多孔質材料片１１３０は、収縮でき、多孔質材料片１１３０によって引き起こされる抵抗により制御された方法で、平行ピンの動作を可能にする。この実施形態においても、平行ピンの最終固定は、さらに固定手段で前の実施形態で議論されたように達成される。
【００５７】
図１１は、ピンボードツールを用いてオブジェクトの表面をキャプチャし、ピンボードツールによって形成されるパターンをスキャンし、プリントベッドとしてピンボードツールを用いてスキャン結果に基づいてオブジェクトを３Ｄプリントするプロセスを描く。描かれたプロセスは、図１乃至４及び６のいずれかに描かれた３Ｄプリント／スキャンシステムまたはその組み合わせによってまたは当該図の制御コンピュータ、場合によっては図５及び７乃至１１のいずれかから１またはそれ以上の要素を利用することによって、実行される。制御コンピュータは、３Ｄスキャナ、３Ｄプリンタ及び／またはピンボードツールの固定手段と接続され、制御することができる。さらに、制御コンピュータは、ピンボードツールの平行ピンの位置を感知でき、場合によっては制御もできる。
【００５８】
図１１を参照しながら、ブロック１１０１において、等しい長さを有する平行ピンの第１のアレイを備える第１のピンボードツール、平行ピンの第１のアレイを保持する固定具及び所定の位置に平行ピンの第１のアレイを固定する第１の固定手段が提供され、平行ピンのアレイは、第１のピンボードツールが空のとき、長手方向に一列に並べられ、第１のピンボードツールは、第１の固定手段が稼働していないとき、第１のアレイの平行ピンが、第１の動作範囲内でお互いに無関係に平行ピンの長手方向に自由に動作できるように構成される。第１の動作範囲は、第１のアレイの平行ピンの長さと等しいまたはそれより小さい。ピンボードツールは、図１乃至５のいずれかに関連して記載されるとおりである。その後、制御コンピュータは、ブロック１１０２において、第１のアレイに対して設置された、オブジェクトを検知し、平行ピンの第１のアレイの１またはそれ以上の平行ピンを突き出させる。検知に応答して、制御コンピュータは、ブロック１１０３において、第１の固定手段を用いて、所定の位置に平行ピンの第１のアレイを固定する。固定手段は、検知から所定の時間が経過した後でのみ稼働される。第１の固定手段を用いた固定に応答して、制御コンピュータは、ブロック１１０４において、第１のアレイの１またはそれ以上突き出る平行ピンを備えて、平行ピンの第１のアレイによって形成された第１のパターンを３Ｄスキャンすることを引き起こす。最終的に、制御コンピュータは、ブロック１１０５において、プリントベッドとして固定された第１のピンボードツールを用いて第１のスキャンされたパターンに基づいて、第１のプリントオブジェクトを、１またはそれ以上のプリント材料を用いて３Ｄプリントすることを引き起こし、第１のプリントオブジェクトの第１の表面は、第１のパターンに対応する。第１のプリントオブジェクトは、第１のパターンに従い、入れ子にされた、穴あきまたは固体構造を有する１またはそれ以上のプリント材料の第１の薄い層を備える。第１のプリントオブジェクトは、整形外科のギプスのための部品である。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態において、図１１の方法ステップの１またはそれ以上は、手作業で実行されるまたは開始され、すなわち、ステップは、使用者による入力時に実行されるが、方法ステップの残りは、さらに自動で実行されてもよい。例えば、固定手段は、オブジェクトが所定の位置にあり、固定されたピンボードツールが、例えば３Ｄプリンタスキャナシステムの内部に適切な位置に動かされた後、スキャンが使用者による入力時に実行されたとき、使用者によって手動で稼働される。検知するステップ（ブロック１１０２）は、例えば固定手段が使用者によって手動で稼働される場合、いくつかの実施形態で省略される。他の実施形態において、当該ステップは、制御コンピュータによって、オブジェクトが所定の位置にあり、固定手段が稼働されることを示す使用者の入力またはオブジェクトが所定の位置にある後に固定が自動で実行されることを示す使用者の入力を検知するステップを備える。
【００６０】
いくつかの実施形態において、第１の固定手段は、複数のモータまたはアクチュエータを備え、それぞれのモータまたはアクチュエータは、図６に関連して前に記載されたように、少なくとも１つの平行ピンの動作、位置及び固定を制御できるように第１のアレイの少なくとも１つの当該平行ピンに接続される。それぞれの平行ピンの動作は、ブロック１１０３の平行ピンの第１のアレイを固定するステップは、所定のパターンによって定義された位置に複数のアクチュエータまたはモータまたはアクチュエータを用いて、平行ピンの第１のアレイのそれぞれの平行ピンを動かすステップをさらに備える方法に応答して実行されるように、個々のアクチュエータまたはモータを用いて制御できる。所定のパターンは、オブジェクトの前の３Ｄパターンに基づいてまたはオブジェクトの３Ｄモデルに基づいて決定された。
【００６１】
いくつかの実施形態において、第２のピンボードツールが提供される。当該第２のピンボードツールは、第１のピンボードツールと同様であり、第１のピンボードツールと同じ３Ｄスキャン及びプリントシステムの一部である。さらに第２のアレイの平行ピンが図４に描かれるように第１のアレイの平行ピンと平行であるように、平行ピンの第１のアレイの反対に配置される。第２のピンボードツールを用いる３Ｄスキャン及びプリントの手順は、第１のピンボードツールにおける図１１に示されるものと同様である。３Ｄスキャン及び３Ｄプリントは、第１及び第２のピンボードツールを用いて同時にまたは逐次に実行される。
【００６２】
３Ｄスキャン及びプリントシステムは、１またはそれ以上の動作可能な台を備え、その位置は、物理的にまたは上記されたように制御コンピュータによって制御可能である。第１及び第２のピンボードツールの１またはそれ以上のピンボードは、当該１またはそれ以上の動作可能な台に取り付けられる。この場合において、描かれた方法は、さらにオブジェクトが第１のピンボードツール及び第２のピンボードツールによって包まれ、ブロック１１０２で第１のピンボードツールに対して設置されるオブジェクトを検知するステップと、第２のピンボードツールに対して設置されるオブジェクトを検知するステップを引き起こすように、第１のピンボードツール及び第２のピンボードツールの１またはそれ以上のピンボードツールを上げるまたは下げるステップを備える。
【００６３】
図１乃至５において、スキャンされるオブジェクトは手である一方で、本発明の実施形態は、任意の形状の３Ｄスキャン、すなわち、様々な異なる人または動物の体の部分及び／または人でないオブジェクト及びプリントベッドとして固定されたピンボードツールを用いたスキャンに基づく３Ｄオブジェクトに用いられることが理解されるべきである。さらに、骨折の治癒を支持するために３次元ギプスをプリントするステップは、本発明の実施形態によるシステムが用いられる用途のただの１つの実施例であることが理解されるべきである。記載される概念及びシステムは、医療分野内と他の分野の両方で多くの異なるオブジェクトの３Ｄプリントを促進するために用いられる。さらに、本発明の実施形態は、また全プロセスカスケードなく、または異なるプロセスカスケードの一部として独立に用いられることができることが理解されるべきである。
【００６４】
図１２は、制御コンピュータに関連して上記された機能を実行するように構成された典型的な装置１２０１を描く。装置は、図１の要素１５０及び／または図３及び／または図６の要素３５０に対応する。装置は、電子回路を備える電子デバイスである。装置は、分離したネットークエンティティまたは複数の分離したエンティティである。装置は、例えば少なくとも１つのプロセッサなどの通信制御回路１２１０、及びコンピュータプログラムコード（ソフトウェア）１２３１を含む少なくとも１つのメモリ１２３０を備え、少なくとも１つのメモリ及びコンピュータプログラムコード（ソフトウェア）は、少なくとも１つのプロセッサによって、装置に上記された制御コンピュータの実施形態のいずれか１つを実行させるように構成される。
【００６５】
メモリ１２３０は、例えば半導体ベースメモリ装置、フラッシュメモリ、磁気メモリ装置及びシステム、光学メモリ装置及びシステム、固定メモリ及びリムーバブルメモリなど、任意の適切なデータストレージ技術を用いて実行される。メモリは、少なくとも１つのデータベース１２３２を備える。メモリ１２３０は、インターフェースによって通信制御回路１２２０と接続される。
【００６６】
通信インターフェース（Ｔｘ／Ｒｘ）１２１０は、１またはそれ以上の通信プロトコルによる、通信接続を実現するためのハードウェア及び／またはソフトウェアを備える。通信インターフェースは、例えば３Ｄスキャナ、３Ｄプリンタ、１またはそれ以上のピンボードツールの固定手段、１またはそれ以上のピンボードツールの平行ピン（例えば複数のモータまたはアクチュエータによって）及び１またはそれ以上の動作可能な台の１またはそれ以上と通信し及び／または制御するための通信能力を備える装置を提供することができる。通信インターフェース１２１０は、例えば、増幅器、フィルタ、周波数変換器、（復）変調器、及びエンコーダ／デコーダ回路及び１またはそれ以上のアンテナなど、標準のよく知られた構成要素を備える。
【００６７】
図１２を参照しながら、通信制御回路１２２０は、３Ｄスキャナ、３Ｄプリンタ、１またはそれ以上のピンボードツールの固定手段、１またはそれ以上のピンボードツールの平行ピン（例えば複数のモータまたはアクチュエータによって）及び１またはそれ以上の動作可能な台の１またはそれ以上の通信インターフェース１２１０によって制御を提供するように構成された３Ｄスキャン／プリント回路１２２１を備える。３Ｄスキャン／プリント回路１２２１は、図１１のステップの少なくともいくつかを実行するように構成される。
【００６８】
この態様で用いられるように、用語「回路」は、（ａ）例えばアナログ及び／またはデジタル回路のみの実装など、ハードウェアのみの回路、（ｂ）例えば（該当するものとして）（ｉ）プロセッサの組み合わせまたは（ｉｉ）装置に様々な機能を実行させるための一緒に働く、デジタルシグナルプロセッサ、ソフトウェア及びメモリを含むプロセッサ／ソフトウェアの一部などの回路及びソフトウェア（及び／またはファームウェア）の組み合わせ、（ｃ）例えば、ソフトウェアまたはファームウェアが物理的に存在しない場合でさえ、動作のためのソフトウェアまたはファームウェアを必要とするマイクロプロセッサまたはマイクロプロセッサの一部などの回路の全てを指す。「回路」のこの定義は、本出願のこの用語の全ての使用に適用する。さらなる実施例として、本明細書で用いられるように、用語「回路」は、またただ１つのプロセッサ（または複数のプロセッサ）またはプロセッサの一部及びその（またはそれらの）付属のソフトウェア及び／またはファームウェアの実装を対象にする。
【００６９】
１つの実施形態において、図１１に関連して記載されるプロセスの少なくともいくつかは、記載されたプロセスの少なくともいくつかを実行するための対応する手段を備える装置によって実行される。プロセスを実行するためのいくつかの実施例手段は、検出器、プロセッサ（デュアルコア及びマルチコアプロセッサを含む）、デジタルシグナルプロセッサ、コントローラ、レシーバ、トランスミッタ、エンコーダ、デコーダ、メモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ソフトウェア、ファームウェア、ディスプレイ、ユーザインターフェース、ディスプレイ回路、ユーザインターフェース回路、ユーザインターフェースソフトウェア、ディスプレイソフトウェア、回路、アンテナ、アンテナ回路及び回路の少なくとも１つを含む。１つの実施形態において、少なくとも１つのプロセッサ、メモリ、及びコンピュータプログラムコードは、プロセス手段を形成し、図１１の実施形態による１またはそれ以上の動作またはその動作を実行するために１またはそれ以上のコンピュータプログラムコード部分を含む。
【００７０】
制御コンピュータに関連して記載される技術及び方法は、様々な手段によって実施される。例えば、これらの技術は、ハードウェア（１またはそれ以上の装置）、ファームウェア（１またはそれ以上の装置）、ソフトウェア（１またはそれ以上のモジュール）、またはそれらの組み合わせで実行される。ハードウェアの実行のために、実施形態の装置は、１またはそれ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本明細書に記載された機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはその組み合わせで実行される。ファームウェアまたはソフトウェアにおいて、実装は、本明細書で記載された機能を実行する少なくとも１つのチップセット（手順、関数など）のモジュールによって実行される。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納され、プロセッサによって実行される。メモリユニットは、プロセッサ内またはプロセッサの外部に実装される。後者の場合、当該技術分野で知られているように、様々な手段によってプロセッサに通信的に連結されることができる。さらに、本明細書で記載されるシステムの構成要素（例えば３Ｄスキャン及びプリントシステム）は、そこに関して記載される様々な態様などの達成を促進するために追加の構成要素によって再配置及び／または補完され、それらは、当業者によって理解されるように、与えられた図に記載された正確な形態に制限されない。
【００７１】
制御コンピュータに関連して記載されるような実施形態は、コンピュータプログラムまたはその一部によって定義されるコンピュータプロセスの形で実施される。図１１に関連して記載された方法の実施形態は、対応する命令を含むコンピュータプログラムの少なくとも一部を実行することによって実施される。コンピュータプログラムは、ソースコード形態、オブジェクトコード形態、またはいくつかの中間形態であり、プログラムを運ぶことができる任意のエンティティまたは装置である、ある種のキャリアに格納される。例えば、コンピュータプログラムは、コンピュータまたはプロセッサによって読み込み可能なコンピュータプログラム配布媒体に格納される。コンピュータプログラム媒体は、例えばこれに限定されるものではないが、例えば、記録媒体、コンピュータメモリ、読み取り専用メモリ、電気キャリア信号、通信信号及びソフトウェア配布パッケージなどである。コンピュータプログラム媒体は、非一時的媒体である。示され、記載されるように実施形態を実行するためのソフトウェアのコーディングは、十分に当業者の範囲内である。
【００７２】
本発明は、添付された図に従って実施例を参照して上記されたが、本発明は、それらに制限されず、添付された請求項の範囲内でいくつかの方法で改良されることが明確である。したがって、全ての用語及び表現は、広く解釈されるべきで、それらは実施形態を制限するのではなく、説明する意図がある。技術は進歩するので、発明の概念は、様々な方法で実施されることが、当業者にとって明白である。さらに、記載された実施形態は、必須ではないが、様々な方法で他の実施形態と結合されることが当業者に明確である。
【手続補正２】
【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（３Ｄ）スキャン及びプリントを促進するピンボードツールであって、
平行ピンのアレイであって、前記アレイの前記平行ピンは、前記ピンボードツールが空のとき、前記平行ピンの長手方向に一列に並べられ、それぞれの前記平行ピンは、第１の断面を有する第１の端部と、第２の断面を有する第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部の間の第３の断面を有する中間部と、を備え、前記第３の断面は、前記第１の断面及び前記第２の断面の少なくとも１つより小さい、平行ピンのアレイと、
前記平行ピンの前記アレイを保持する固定具であって、前記固定具は、複数の歯を有する櫛構造を備え、前記中間部は、前記櫛構造の複数の歯の間を通ることができ、前記第１の端部と前記第２の端部の少なくとも１つは、前記櫛構造の前記複数の歯を通ることができない、固定具と、
所定の位置に前記平行ピンの前記アレイによって形成されたパターンに対応する表面を有するオブジェクトを３Ｄプリントするためのプリントベッドを提供するために稼働されたとき、所定の位置に前記平行ピンの前記アレイを固定するように構成された固定手段と、を備え、
前記固定手段が稼働しておらず、前記オブジェクトが前記平行ピンに対して押しつけられるとき、前記アレイの前記平行ピンは、動作範囲内でお互いに無関係に前記平行ピンの長手方向に自由に動くことができるように構成され、動作範囲は、それぞれの前記平行ピンの長さと等しいまたはそれより小さく、前記固定手段は、固定部とクランププレートを備え、前記固定部は、前記クランププレートに対して前記アレイの反対側に配置され、前記クランププレートは、前記櫛構造の前記複数の歯に直角に、前記平行ピンの前記第１の端部及び前記第２の端部の少なくとも１つに対して配置され、前記クランププレートは、前記アレイの幅を超えて延在し、前記固定部に対して前記平行ピンを把持するように構成され、前記平行ピンの前記第１の端部及び前記第２の端部の前記少なくとも１つが、お互いに対してしっかりと押され、前記固定部は、所定の位置に前記平行ピンを固定する、ピンボードツール。
【請求項２】
さらに、少なくとも１つの連続表面を形成する前記アレイの前記平行ピンの１またはそれ以上の端部に取り付けられる弾性材料の１またはそれ以上の層を備える、請求項１に記載のピンボードツール。
【請求項３】
前記固定手段が１またはそれ以上のクランプを備え、それぞれの前記クランプが把持された２またはそれ以上の前記平行ピンの周りに配置される、請求項１または２に記載のピンボードツール。
【請求項４】
固定手段は、複数のモータまたはアクチュエータを備え、
それぞれの前記モータまたは前記アクチュエータは、少なくとも１つの前記平行ピンの動作、位置及び固定を制御できるように、前記アレイの少なくとも１つの前記平行ピンと接続される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のピンボードツール。
【請求項５】
前記平行ピンの長手方向は、垂直方向に対応し、
それぞれの前記平行ピンにおいて、前記第１の端部は、上端部に対応し、前記第２の端部は、下端部に対応し、
前記固定具は、前記ピンボードツールの下に配置された前記アレイのための支持構造を備え、
前記ピンボードツールは、さらに前記オブジェクトが上から前記ピンボードツールに設置されてないとき、さらに前記平行ピンが、重力によって完全に押し下げられることを防ぐために：
複数のばねであって、それぞれの前記ばねは、前記支持構造と前記アレイの前記平行ピンの前記第２の端部の間、または前記第３の断面が第１の断面より小さいならば、前記櫛構造、前記グリッド構造及び前記穴あき構造の１つと前記第１の端部の間に取り付けられる、複数のばねと、
前記支持構造と前記平行ピンの前記アレイの間、または前記第３の断面が前記第１の断面より小さいならば前記櫛構造、前記グリッド構造及び前記穴あき構造の１つと前記アレイの前記平行ピンの前記第１の端部の間に配置された弾性材料と、
前記支持構造と前記平行ピンの前記アレイの間、または前記第３の断面が前記第１の断面より小さいならば、前記櫛構造、前記グリッド構造及び前記穴あき構造の１つと、前記アレイの前記平行ピンの前記第１の端部の間に配置された柔らかい多孔質材料と、
の１つを備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のピンボードツール。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の１またはそれ以上の前記ピンボードツールと、
１またはそれ以上の前記ピンボードツールの固定手段によって、所定の位置に固定された１またはそれ以上の前記ピンボードツールの前記平行ピンの前記アレイによって形成されるパターンをスキャンするように構成された３Ｄスキャナと、
１またはそれ以上のプリント材料を用いてプリントオブジェクトを３Ｄプリントするように構成された３Ｄプリンタであって、前記プリントオブジェクトのそれぞれは、プリントベッドとして所定の位置に固定された前記平行ピンの前記アレイを用いて、スキャンされたパターンまたは所定のパターンに基づく１またはそれ以上の前記ピンボードツールに備えられた、所定に位置に固定された前記平行ピンの前記アレイによって形成されたパターンに対応する表面を有する３Ｄプリンタと、を備える３次元、３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項７】
１またはそれ以上の前記ピンボードツールは、２またはそれ以上の前記ピンボードツールの前記平行ピンが、前記オブジェクトを貫通する共通平面と平行であり、前記オブジェクトに面するように前記オブジェクトの周りに配置される２またはそれ以上のピンボードツールを備え、
２またはそれ以上の前記ピンボードツールの全ての隣接する前記ピンボードツールの間の角度分離が等しく、前記角度分離は、前記共通平面の前記オブジェクトの中心から観察される、請求項６に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項８】
１またはそれ以上の前記ピンボードツールは、２つの前記ピンボードツールの平行な前記ピンがお互いに平行であるように、前記オブジェクトの反対の側面に配置される２つの前記ピンボードツールからなる、請求項６に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項９】
前記３Ｄプリンタによって３Ｄプリントするために用いられる１またはそれ以上の前記プリント材料は、連続繊維強化材及び熱可塑性マトリクスポリマからなるフィラメントを備える、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項１０】
さらに、１またはそれ以上の前記ピンボードツールの前記平行ピンの１またはそれ以上の前記アレイ、１またはそれ以上の前記ピンボードツールの１またはそれ以上の前記固定手段、３Ｄスキャナ及び３Ｄプリンタの１またはそれ以上と接続され、それまたはそれらを制御するように構成された制御コンピュータを備える、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記ピンボードツールがそれぞれ対応する前記ピンボードツールの前記平行ピンの少なくとも長手方向に動作を提供するために取り付けられる１またはそれ以上の動作可能な台を備え、
１またはそれ以上の動作可能な前記台は、相互に動作可能である及び／または前記制御コンピュータは、１またはそれ以上の前記台に接続され、それまたはそれらを制御するように構成される、請求項１０に記載の３Ｄスキャン及びプリントシステム。
【請求項１２】
３次元、３Ｄスキャン及びプリントの方法であって、
第１のピンボードツールを提供するステップであって、前記第１のピンボードツールは、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のピンボードツールである、第１のピンボードツールを提供するステップと、
前記第１のピンボードツールの平行ピンの第１のアレイに対して設置されるオブジェクトを検知したとき、前記平行ピンの前記第１のアレイの１またはそれ以上の前記平行ピンを突き出させ、前記第１のピンボードツールの前記第１の固定手段を用いて、所定の位置の前記平行ピンの前記第１のアレイを第１の固定位置に固定させるステップと、
１またはそれ以上の突出する前記平行ピンを備える前記第１の固定位置に固定された前記平行ピンの前記第１のアレイによって形成される第１のパターンを３Ｄスキャンさせるステップと、
第１のプリントベッドとして前記第１の固定位置に固定された前記第１のピンボードツールを用いた前記第１のスキャンパターンに基づいて、第１のプリントオブジェクトを１またはそれ以上のプリント材料を用いて３Ｄプリントさせるステップであって、前記第１のプリントオブジェクトの第１の表面は、前記第１のパターンに対応する、３Ｄプリントさせるステップと、を備える方法。
【請求項１３】
前記第１のプリントオブジェクトは、前記第１のパターンに続き、入れ子にされる、穴あきまたは固体の構造を有する第１の薄層を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の固定手段は、複数のモータまたはアクチュエータを備え、それぞれのモータまたはアクチュエータは、少なくとも１つの前記平行ピンの動作、位置及び固定を制御することができるように、前記第１のアレイで少なくとも１つの前記平行ピンに接続され、
前記平行ピンの前記第１のアレイを固定するステップは、前記オブジェクトの前の３Ｄスキャンまたは前記オブジェクトの３Ｄモデルに基づいて、決定される前記第１のパターンによって定義される位置に、前記平行ピンの前記第１のアレイのそれぞれの前記平行ピンを、前記複数のモータまたはアクチュエータを用いて、動かすことに応じて実行される、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、第２のアレイの平行ピンが前記第１のアレイの前記平行ピンに平行であるように、前記平行ピンの前記第１のアレイと反対に配置される前記平行ピンの前記第２のアレイと、前記平行ピンの前記第２のアレイを保持する第２の固定具と、所定の位置に前記平行ピンの前記第２のアレイを固定するための第２の固定手段と、を備える第２のピンボードツールを提供するステップであって、前記第２のピンボードツールが空であるとき、前記平行ピンの前記第２のアレイは、長手方向に一列に並べられ、前記第２のピンボードツールは、前記第２の固定手段が稼働していないとき、前記第２のアレイの前記平行ピンが、動作範囲内でお互いと無関係に前記第２のアレイの前記平行ピンの長手方向に自由に動くことができるように、構成され、前記第２の動作範囲は、前記第２のアレイのそれぞれ前記平行ピンの長さと等しいまたはそれより小さい、第２のピンボードツールを提供するステップと、
前記第２のアレイに対して設置されるオブジェクトを検知したとき、前記第２のアレイの１またはそれ以上の前記平行ピンを突き出させ、前記第２の固定手段を用いて、所定の位置の前記平行ピンの前記第２のアレイを第２の固定位置に固定させるステップと、
前記第２の固定位置に固定された前記第２のアレイによって形成される第２のパターンを３Ｄスキャンさせるステップと、
第２のプリントベッドとして前記第２の固定位置に固定された前記第２のピンボードツールを用いた前記第２のスキャンパターンに基づいて、前記第２のパターンに対応する第２の表面を有する第２のプリントオブジェクトを３Ｄプリントさせるステップであって、前記第１のパターンと前記第２のパターンは、前記オブジェクトの反対の側面に対応する、３Ｄプリントさせるステップと、を備える請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
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