(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサを使用して３ＤオブジェクトのＣＡＤ表現を仮想的にスライスし、スライスされた層の間のギャップ及びシェルの弱点を検出し、
スライスされた層の間のギャップ及びシェルの弱点を分析し、スライスされた層の間のギャップ及びシェルの弱点の種類を検出し、
ギャップの種類に基づいて、内部支持セグメントの形状を生成することを含み、
前記生成された形状は、前記３Ｄオブジェクトと一体の部分になる方法。
【請求項２】
分析された層と少なくとも１つの隣接する層との間の空間的関係が、ギャップ及びシェルの弱点のサイズを決定する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記分析された層の下の層及び前記分析された層が少なくとも部分的に空間的な重なりを有するとき、プロセッサは前記分析された層を支持する内部支持構造を生成する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記分析された層の上の層及び前記分析された層が少なくとも部分的な空間的な重なりを有するとき、プロセッサは前記分析された層の上の層を支持する内部支持構造を生成する請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記分析された層に隣接する層及び前記分析された層が空間的に重なり合わないとき、プロセッサは前記分析された層を使用して両方の層を支持する外部支持構造を生成する請求項２に記載の方法。
【請求項６】
２つ以上のギャップ又はシェルの弱点の間で少なくとも部分的に共有された空間が、この空間を満たすのに必要な回数だけ層の欠落したセグメントをコピーすることによって満たされる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記支持構造の形状は、前記３Ｄオブジェクトの形状に従う請求項１に記載の方法。
【請求項８】
プロセッサを使用し、各点の下及び近くに配置される材料の量を考慮することによって、使用される材料の量を最小化する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
プロセッサは、コマンドを発行し、印刷ヘッド及びノズルを横に動かして、支持構造のセグメントを材料固化モジュールに曝し、シェル弱点の支持構造を硬化させるように構成された請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
プロセッサを使用し、３ＤオブジェクトのＣＡＤ表現を仮想的にスライスし、スライスされた層の間のギャップ及びシェルの弱点を検出し、
スライスされた層の間のギャップ及びシェルの弱点を分析し、スライスされた層の間のギャップのサイズ及びシェルの弱点を検出し、
ギャップのサイズ及びシェルの弱点に基づいて、内部支持セグメントの形状を生成することを含み、
内部支持セグメントの形状は、３Ｄオブジェクトの形状に従い、前記内部支持セグメントの形状は、前記３Ｄオブジェクトの内部構造と一体の部分になる方法。
【請求項１１】
３Ｄ印刷のための装置であって、
印刷される３Ｄオブジェクトを支持するように構成された支持体と、
前記支持体に対して移動するように構成され、３Ｄオブジェクトが構築される材料の層を分配するように構成された材料分注ノズルとを含み、
前記材料分注ノズルの移動は、印刷される２つの隣接する層の間のギャップ及びシェル弱点の関数である装置。
【請求項１２】
プロセッサは、少なくとも前記分注ノズルの移動及び材料凝固モジュールの動作を制御する請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
分注された材料を凝固させるように構成された材料凝固モジュールをさらに含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記材料凝固モジュールは、紫外線、赤外線、マイクロ波放射、及びそれらの組み合わせからなるグループのうちの１つである請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記プロセッサは、コマンドを発行し、印刷ヘッド及びノズルを横に動かして、支持構造のセグメントを材料固化モジュールに曝し、シェル弱点の支持構造を硬化させるように構成された請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、同一の譲受人に対する米国特許第８９７４２１３号及び米国特許出願第１４／７１２１１６号を含み、これらの全てはその全体が参照により本明細書に組み込まれており、それらから与えられるすべての利益を請求する。
【０００２】
技術分野
この装置及び方法は、３次元（３Ｄ）印刷の分野に関し、特に、３Ｄオブジェクトの印刷支持構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
３Ｄ印刷は、付加的な製造プロセスである。オブジェクトを印刷又は製造することは、材料を層ごとに追加するプロセスである。各層は、先に印刷された層の上に、又は先に印刷された層の下に、追加され得る。平行六面体又は同様のオブジェクトのような、真っ直ぐな壁及び垂直な壁を有する単純なオブジェクトが印刷される場合には、印刷プロセスは比較的簡単である。しかしながら、大部分のオブジェクトは構造がそれほど単純ではなく、湾曲した表面及びオブジェクトの本体の外部に張り出す表面を含んだり、又は中空のオブジェクトでは、オブジェクトの壁によって画定されたオブジェクトの内部にある中空の空隙又は空洞に突き出したりすることがあり得る。表面は傾斜していたり、異なる角度に向いていたり、異なる厚さ又はサイズを有していたりすることがあり得る。このようなオブジェクトを印刷するためには、（より狭い又はより広い）異なるサイズの材料の層が必要となることがあり得る。
【０００４】
そのように突出した又は張り出した表面の印刷又は製造は、通常、建築工事で使用される足場と同様のいわゆる支持構造の導入によって達成される。足場のいくつか、特にオブジェクトの外観に影響を与えるものは、オブジェクトの完成後に撤去され、他のものは残ることがあり得る。
【０００５】
足場構造又は支持構造を決定及び印刷するために、異なる技法が使用される。通常、支持構造は、３Ｄオブジェクトが作成される同じ材料で作成されるが、他の異なる材料の使用が知られ、例えば、同じ譲受人に対する米国特許第８９７４２１３号は、材料とは異なる材料の支持構造３Ｄオブジェクトが作成されることを開示している。
【０００６】
いくつかのプリンタは、自動的に支持構造を作成する。より複雑なオブジェクトの場合、操作する人の介入が必要になることがある。このことは、３Ｄオブジェクト生成プロセスを遅くし、操作する人の経験に大きく依存する。
【０００７】
そのような支持体又は補強構造の製造方法については、例えば、米国特許第５５９５７０３号、第６７９７３５１等、第８２８５４１１号及び米国特許出願公開第２０１０／００４２２４１号を参照されたい。
【０００８】
用語集
「シェル」本開示では、シェルという用語は、通常は中空の構造又は物理的オブジェクトを意味し、その肉厚は他の寸法に比べて小さい。シェル構造は、２次以上の曲率を有する湾曲構造であり得る。いくつかの例では、一定の平坦部又は平坦なセグメントを有することがあり得る。
【０００９】
「ギャップ」本開示では、ギャップという用語は、互いに完全に重なり合うと考えられる２つの隣接する層の物理的位置の差異を意味する。
【００１０】
「３Ｄ物理的オブジェクトのシェル材料」又は「シェル材料」は、本開示では、シェルを製造する材料を意味する。
【００１１】
「支持材料」本開示において使用される場合、支持材料という用語は、シェル材料支持体が作成される材料を意味する。
【００１２】
「従来の支持体」本開示で使用されるように、従来の支持体という用語は、少なくとも参照文献一覧から知られている支持構造を意味する。
【００１３】
用語「３Ｄ中空オブジェクト」及び「シェル」は、本開示では互換可能に使用され、同じ意味を有する。
【００１４】
本開示において使用される「鋭角」という用語は、９０度より小さい角度を意味する。
【００１５】
本開示で使用される用語「シェル弱点」又は「シェル弱空間又はボリューム」は、支持又は補強を必要とする空間として分析によって判定された印刷された３Ｄオブジェクトシェル内の定義された領域を意味する。
【発明の概要】
【００１６】
本明細書は、オブジェクトから内方及び外方に延びた湾曲した壁又は表面を含み薄い壁を有する大きな３Ｄ中空オブジェクト又はシェルの製造を支援する装置及び方法を開示している。本方法及び装置によって生成された支持構造は、３Ｄオブジェクト形状に基づき、それに従い、３Ｄオブジェクト内部構造の一体化された部分となる。これによって、３Ｄオブジェクトの印刷が完了した後に支持構造を取り外す必要がなくなる。開示された支持構造は、既に印刷された３Ｄオブジェクトの層に材料セグメント又は断片を取り付けることによって生成される。取り付けられた又は追加の材料セグメント又は断片は、中空の３Ｄオブジェクトの内部空間又は空洞内に配置され得る。
【００１７】
内部構造が３Ｄオブジェクトの指定されたセグメントを支持することができないいくつかの例では、支持構造を外部に実装することができる。３Ｄオブジェクトの外観に影響を与えないように、外部の支持構造は可溶性物質で行うことができる。印刷が完了すると、可溶性物質が容易に除去され、印刷された３Ｄオブジェクトの外観に影響を与えない。
【００１８】
開示された支持構造の形態／トポグラフィは、３Ｄオブジェクトの形態／トポグラフィに従うので、３Ｄオブジェクトの一体部分となり、３Ｄオブジェクトの印刷が完了した後に支持体を取り外す必要がない。いくつかの例では、支持構造は連続支持構造であり得る。取り付けられた材料の断片は、３Ｄオブジェクトの崩壊しやすい部分を補強し、追加の支持構造の必要性を排除している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】既知の方法によって印刷又は生成された３Ｄオブジェクトの一例の断面図である。
【図２】図２は、３Ｄオブジェクトの２Ｄ層仮想スライス技術及びギャップ形成への概要図である。
【図３】図３は、一例による３次元構造のアディティブ印刷による印刷又は製造に適したプリンタの概略を示す概要図である。
【図４】図４は、３Ｄオブジェクトの印刷中に生成された３Ｄの異なる層の間の空間的関係の一例である。
【図５】図５は、実施例による内部支持構造を印刷する段階の概要図である。
【図６】図６は、支持構造印刷の別の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、既知の方法によって印刷又は生成された３Ｄオブジェクトの一例の断面図である。オブジェクト１００は大きなオブジェクトであり、各寸法（高さ、長さ及び幅）は数メートルであり得る。オブジェクト１００は、中空の空洞又はシェルの内部セグメント１０４と、球状の空洞又はシェル１０４から突出する又は延長する１つ又は複数のセグメント１０８及び１１２とを含むことがあり得る。３Ｄオブジェクト１００のセグメント１０８及び１１２は、サイズが大きく、曲面及び／又は壁を有することがあり得る。オブジェクト１００の印刷中に、セグメント１０８／１１２が一定のサイズに達すると、壁セグメントは不安定になり、崩壊することさえあり得る。現在、平坦な傾斜壁及び水平壁の崩壊ならびにセグメントの延長を避けるために、そのような３Ｄオブジェクト又はモデルは、多数の内部１１６及び外部１２０支持体又は補強構造を与えることによって製造されている。支持構造は、３Ｄオブジェクトが作成されたのと同じ材料で作成することができる。支持構造１１６は、３Ｄオブジェクト１００の内部セグメントに配置される。このような支持構造は、観察者には見ることができず、３Ｄオブジェクトの視覚に影響を与えない。しかしながら、支持構造１２０は、観察者に見ることができ、３Ｄオブジェクトの印刷の完了時に除去する必要がある。このような支持構造の除去は、３Ｄオブジェクトの製造時間を大幅に増加させ、高価な材料を消費し、不要な材料の一部を除去するために追加の労力を必要とする。
【００２１】
大型３Ｄオブジェクト又はモデルが付加的な製造プロセスによって製造される製造アプリケーションのほとんどでは、観察者にさらされるオブジェクトの外観又はセグメントは、３Ｄ中空オブジェクト又はシェルの内部セグメント又はボリュームよりも重要である。このような３Ｄオブジェクトは、通常、比較的薄いシェル、例えば、１ｍｍ〜５ｍｍ又はさらには８ｍｍの壁を有するシェルを作成することによって製造される。製造された３Ｄオブジェクトのサイズは、例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍ、１０００ｍｍ×１０００ｍｍ、又は１００００ｍｍ×１００００ｍｍでさえあり得る。さらに、３Ｄオブジェクトは、曲面及び壁を有する大きなセグメントを含むことがあり得る。オブジェクトの印刷中に、そのようなセグメントが一定の大きさに達すると、シェル壁の壁セグメントの傾斜及び湾曲が不安定になり、崩壊することさえあり得る。現在、平坦な傾斜壁及び水平壁の崩壊を避けるために、３Ｄオブジェクト又はモデルの延長部分又は突出部分は、３Ｄオブジェクトと同じ材料で作られた多数の内部及び外部支持構造を与えることによって製造されている。
【００２２】
本明細書は、オブジェクト（外方に）に延びる又はオブジェクトの内部空間（内方）に突出する湾曲した壁及び面を含む薄い壁を有する大規模な３Ｄ中空オブジェクト又はシェルの製造を支援する装置及び方法を開示する。本方法及び装置によって生成された支持構造は、従来の支持構造又は足場、特に外部支持構造の必要性を軽減又は著しく低減している。支持構造の形状は、３Ｄオブジェクトの形状に基づき、それに従い、３Ｄオブジェクトの内部構造に一体の部分になる。これによって、３Ｄオブジェクトの印刷が完了した後に支持構造を取り外す必要がなくなる。
【００２３】
開示された支持構造は、本開示の著者によって開発された技術を利用して、すでに印刷された３Ｄオブジェクトセグメントに材料セグメント又は断片を印刷し及び取り付ける。取り付けられた材料セグメントは、崩壊する傾向がある３Ｄオブジェクトのセグメントを補強し、追加の支持構造を必要としない。取り付けられた又は追加の材料セグメント又は断片は、中空の３Ｄオブジェクトの内部空間又は空洞内に配置され得る。内部構造が３Ｄオブジェクトの指定されたセグメントを支持できないいくつかの例では、サポート構造は外方に実装することができる。３Ｄオブジェクトの外観に影響を与えないように、外部の支持構造は可溶性物質で行うことができる。印刷が完了すると、可溶性物質が容易に除去され、印刷された３Ｄオブジェクトの外観に影響を与えない。
【００２４】
開示された支持構造の形態／トポグラフィは、３Ｄオブジェクトの形態／トポグラフィに従い、したがって３Ｄオブジェクトの一体の部分となり、３Ｄオブジェクトの印刷が完了した後に支持体を取り外す必要がない。いくつかの例では、支持構造は連続支持構造であり得る。連続的な材料堆積又は印刷は、通常、支持構造の断片又は部分の印刷よりも速い。さらに、連続的な材料堆積は、３Ｄオブジェクトの支持構造の断片間のより良好な接続を支援する。
【００２５】
３Ｄオブジェクトの層は、ＣＡＤ生成３Ｄモデル２００を多数の離散２Ｄ層２０４に仮想的にスライスすることによって生成される。図２に示すように、２Ｄ層２０４−１，２０４−２等の各々は、その下又は上の層に正確に置かれてもよく、置かれなくてもよい。本開示では、例えば２０４−１及び２０４−２の２つの隣接する層の物理的位置の違いはギャップと名付けられる。
【００２６】
例えば、モデル２００から作成されたオブジェクトなどの３Ｄオブジェクトが印刷又は製造されるとき、支持構造２１２を３Ｄオブジェクトに追加して、印刷された３Ｄオブジェクトの張り出した部分の崩壊を防止することができる。
【００２７】
図３は、一例による３次元構造のアディティブ印刷による印刷又は製造に適したプリンタの概要図である。３Ｄ印刷装置３００は、例えば、ＰＣＴ／ＩＬ２０１５／０５０５２３に開示されている擬塑性高粘度材料などの硬化性又はその他の固化材料３０８を貯蔵するように適合された貯蔵又は材料供給タンク３０４と、固化材料３０８の粘度を低減して材料を流すように固化材料３０８を撹拌して薄く剪断するように構成されたポンプ３１２とを含んでいる。攪拌に加えてポンプ３１２は、硬化性擬似塑性材料３０８が吐出管３１６を通って押出ヘッド３２６、特に押出ノズル３２０に流れるように、大気圧より高い圧力を発生する。ポンプによって発生される大気圧よりも高い圧力は、０．１バール〜３０．０バール、典型的には１．０バール〜２０．０バール、時には２．０バール〜１０．０バールであり得る。
【００２８】
装置３００は、押出しノズル３２０を３Ｄ空間、すなわち３方向（ＸＹＺ）に移動させるように構成されたＸＹＺ方向移動ユニット３２４を含んでいる。あるいは、印刷された３Ｄオブジェクト３２８を支持するように構成された印刷テーブ３３０は、３座標系内を移動することができる。別の例では、３Ｄ空間、すなわち３つの方向（ＸＹＺ）の移動は、押出ノズル３２０と印刷テーブル３３０の両方の２つ又は３つの方向（ＸＹＺ）での複合的な移動に起因することがあり得る。装置３００は、移動ユニット３２４及びテーブル３３０の動作を制御するように構成されたプロセッサ３３２も含んでいる。
【００２９】
プロセッサ３３２は、硬化性材料３０８が押出ヘッド３２６及び押出ノズル３２０を通して画像通りに押出されるように、印刷される３次元オブジェクト３２８に関するデータを受信し、受信データからＸＹＺ移動コマンドを生成するようにさらに適合されている。ＸＹＺ移動は、印刷されるオブジェクトに応じて、ベクトルモード又はラスタモードで実行されることがあり得る。プロセッサ３３２は、印刷モードの選択を最適化するとともに、印刷されるオブジェクトの特性、使用される材料及び硬化要件に基づいて材料硬化又は凝固システム３３６によって提供される硬化又は他の放射電力出力を選択するように構成することもできる。
【００３０】
硬化又は凝固放射源３３６は、硬化材料の堆積と同時に連続的に動作し、放射線は硬化材料３０８を硬化又は凝固させるように選択される。プロセッサ３３２は、硬化放射源３３６の動作を制御し、それを印刷モードと同期させるように構成することもできる。硬化すべき印刷されたセグメントが小さすぎる場合に、印刷中に紫外線又は他の硬化放射線に適切に曝されるかどうかの懸念がある場合、プロセッサ３３２は、コマンドを発行して印刷ヘッド及びノズルを脇に移動し、セグメントを紫外線に曝し、印刷を再開する。
【００３１】
プロセッサ３３２は、３次元オブジェクト１３２のデータを受信し、受信されたデータからＸＹＺ移動コマンド及び互いに１つ上又は下（３Ｄオブジェクトの層間の空間的関係）の３４０−１，３４０−２のような印刷又は堆積されるべきストリップの長さを生成することができ、画像通りに押出（ヘッド）ノズル３２０を通して押出された硬化性材料３０８がオブジェクト２００（図２）のスライスに似ているようにされる。同様の方法で、次のストリップ又は硬化性材料３０８の層が堆積される。
【００３２】
支持構造をどこにどのように追加するかの決定は、３Ｄオブジェクトの印刷中に生成された３Ｄオブジェクトの異なる層の間の空間的関係（１つは上下に、もう１つはある角度だけ離れている、又は他の空間的関係）に依存している。図４は、３Ｄオブジェクトの印刷の過程で生成された３Ｄの異なる層の間の空間的関係の例である。図４Ａは、断面によって概略的に示される全ての印刷層４００，４０４及び４０８が同じサイズを有し、層の中心が同じ軸４１２に位置する理想的な場合を示している。実際には、そのような例はまれである。環境条件、材料条件及びパラメータ及び装置自体に関連する様々なパラメータは、印刷された層の間の空間的関係に影響を与える。図４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄは、印刷層４００、４０４及び４０８の間の異なる空間的関係を示している。一例では、先に印刷され、層４００の下に位置する層４００は、分析された層と呼ばれる層４０４と一部が空間的に重なり合うだけである。図４Ｃは、分析された層４０４の上に位置する層４０８の前に印刷された層４０４（分析された層）の異なる部分が空間的に重なりを有する例を示し、図４Ｄは層４００，４０４及び４０８がそれらの間にほとんど空間的に重ならない例を示している。
【００３３】
層の間の関係は、印刷層の全体について必ずしも一貫しているとは限らず、２つの隣接層はそれらの間に２つ以上の空間的関係を有することもあり得る。例えば、それらの間に空間的な重なりを持たないものとして図４に示された層４００，４０４，４０８は、続いていてもよく、時には層に沿って重なり合ってもよく、層は交差することもある。
【００３４】
印刷される３Ｄオブジェクトのための支持構造を提供するために、プロセッサ３３２は、３Ｄオブジェクトの形状と隣接層４００及び４０４又は４０４及び４０８間の関係を分析することができ、シェル弱点の種類及び位置と識別されたギャップ及び／又はシェルの弱点を支持するために導入される支持構造とを決定する。分析の過程で、層の１つは、分析が行われる層Ｉ（分析層）として設定することができる。３Ｄオブジェクトの印刷を続けると、分析される層も変化し、別の層が分析される層として層Ｉを置き換える。
【００３５】
図４Ｂの例に示すように、分析された層４０４の下に位置する層４００及び分析された層４０４の少なくとも一部が空間的な重なりを有する場合、プロセッサ３３２は分析された層４０４を支持する内部支持構造を生成する。分析された層４０４の上に位置する層４０８及び分析された層４０４の少なくとも一部が空間的に重なりを有する場合、プロセッサ３３２は、分析された層の上の層を支持する内部支持構造を生成する。層４００又は４０８の隣接する分析された層４０４と分析された膜４０４とが空間的な重なりを有していない場合（図４Ｄ）、プロセッサ３３２は、シェル弱点として重なりを欠いている領域を識別することができ、外方に両方の層を支持する支持構造を生成するために分析された層を使用することができる。
【００３６】
図４Ｄに示すように、シェルの弱点４２０及び４２４は、かなり大きくなり、隣接する層のサイズを超える可能性があり得る。シェル弱点として決定された空間は、この空間を埋めるために必要な回数だけ、欠落した、又は不適切に配置された層のフラグメントをコピーすることで充填することがあり得る。
【００３７】
開示されたすべての例において、支持構造の形態／トポグラフィは、３Ｄオブジェクトの形態／トポグラフィと同一であってもよく、又は３Ｄオブジェクトの形態／トポグラフィに近似してもよい。しかしながら、それだけで支持構造の層の断片化された層又はセグメントを堆積するのに十分であり、支持構造のサイズの増加を犠牲にして、支持構造の層は連続堆積方式で堆積することができる。層の間の支持の必要がない場合でも、層の近くに位置するセグメント又は断片は接続され得る。これによって、印刷が簡単になり、支持構造の品質と強度が向上する。
【００３８】
図５は、実施例による内部支持構造を印刷する段階の概要図である。図５Ａは、２つの印刷された層５０２及び５０６と、ならびに層５０２及び５０６の間の印刷の過程で形成されるいくつかのギャップ及びシェル弱点５１０とを示している。３Ｄオブジェクトの第１層５０２が印刷される。層５０２を支持する内部支持構造５１６が印刷される。内部支持構造の印刷は、シェルからシェルのキャビティに進む。支持構造の印刷順序は、次の通りであり得る。第１の層の断片５１６−１が印刷される。層５０２と接触する層５１６−１は、層５０２に張り付くように硬化される。次の断片又はセグメント５１６−２が印刷され、硬化されて第１の断片５１６−１に張り付くなどである。最後に、上の層、層５０６が印刷され、支持構造５１６の上に置かれる。
【００３９】
フラグメント５１６−１から５１６−４は、少なくともギャップ又はシェルの弱点の長さをカバーするために十分な長さであり得る。フラグメントに余分な長さを加えることができ、たとえば、次の通りである。
【００４０】
異なる断片を接続するために、連続した印刷を支援する。
【００４１】
それぞれのフラグメントが十分長い前のフラグメントを持つことを確保するために、それらは互いに張り付くことがあり得る。
【００４２】
フラグメントの長さを拡張する他の外部的な理由及び制約が存在することがあり得る。
【００４３】
図５Ｃは、結果として得られた支持構造５１６及び層５０２及び５０６を示している。層５０２の支持構造５１６を完成させた後、プロセッサ３３２は次の層を分析して脆弱な弱点を特定し、次の層の支持構造を印刷（又は生成）するための適切なコマンドを発行する。次の支持構造は、内部の支持構造であってもよく、又は上述のように、３Ｄオブジェクトの外部から印刷された外部の支持構造であってもよい。
【００４４】
プロセッサ３３２は、材料分注ヘッド３２６（図３）及びノズルの移動を制御することができ、それらの移動が、例えば、印刷される２つの隣接する層の間のギャップ又はシェル弱点がサイズの関数であるようにする。
【００４５】
使用される材料の量及び過剰な材料を有する領域の生成を最小にするために、プロセッサ３３２は、層の各点で堆積される材料の量を計算することができる。計算は、各点の下及び近くに配置される材料の量を考慮に入れることができる。正確に互いの上に位置する点は、下に重ならない点よりも支持材料が少なくて済む。
【００４６】
図６は、支持構造印刷の別の例である。３Ｄオブジェクトは、湾曲した表面及び壁、ならびに互いに９０度又は鋭角に位置する壁を有する実質的なセグメントを含むことがあり得る。互いに対して鋭角をなす３Ｄオブジェクトセグメントの印刷は、材料分注ノズルの移動方向に急激な変化を必要とすることがあり、移動方向を減速及び変更するために時間がかかることがあり得る。支持構造が別々の断片として印刷されるときにも、ノズルの動きが減速する。ノズルの材料が硬化するのを防ぐために、各減速又は急な移動方向の変更後にノズルを浄化して拭き取ることがあり得る。このクリーニング作業は、モデル上に過剰な材料が垂れ落ちることも防ぐ。印刷された層がお互いを横切っているとき、必要に応じてすでに印刷されたセグメントを避けるために、ノズルは動きの過程でわずかに上昇することがあり得る。
【００４７】
適切に設計され実装された支持構造は、使用される材料の量を減らし、３Ｄオブジェクトのコストを最小限に抑え、印刷時間を短縮する。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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