(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料の積層を繰り返して造形物を造形する積層造形装置に対し造形のためのデータを提供する情報処理装置であって、
造形対象の形状に関するデータを用いて、前記造形対象の体積を算出する体積算出手段と、
前記体積に応じて前記造形対象を支持する支持部の造形方法を決定する支持部造形方法決定手段と、を有し、
前記積層造形装置は吐出ノズルを往復させながら材料を吐出して前記支持部を造形するものであり、
前記支持部造形方法決定手段は、前記支持部を囲む輪郭を造形せずに、前記体積に応じて前記吐出ノズルが方向を１８０度変えて材料を吐出するまでに移動する折り返しピッチを変更する情報処理装置。
【請求項２】
前記材料の比重が記憶された記憶手段から前記材料の比重を取得し、前記比重を用いて前記造形対象の質量を算出する質量算出手段を有し、
前記支持部造形方法決定手段は、前記質量に応じて前記支持部の造形方法を決定する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記支持部造形方法決定手段は、前記質量が大きいほど前記支持部の中埋め具合を大きくし、前記質量が小さいほど前記支持部の中埋め具合を小さくする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記支持部造形方法決定手段は、前記質量によって前記支持部の中埋め構造を変更する請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記支持部造形方法決定手段は、前記造形対象に接する近傍部の前記中埋め具合を、前記近傍部よりも前記造形対象から離れた非近傍部の前記中埋め具合よりも疎にする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項６】
材料の積層を繰り返して造形物を造形する積層造形装置に対し造形のためのデータを提供する情報処理装置を、
造形対象の形状に関するデータを用いて、前記造形対象の体積を算出する体積算出手段と、
前記体積に応じて前記造形対象を支持する支持部の造形方法を決定する支持部造形方法決定手段、として機能させ、
前記積層造形装置は吐出ノズルを往復させながら材料を吐出して前記支持部を造形するものであり、
前記支持部造形方法決定手段は、前記支持部を囲む輪郭を造形せずに、前記体積に応じて前記吐出ノズルが方向を１８０度変えて材料を吐出するまでに移動する折り返しピッチを変更するプログラム。
【請求項７】
材料の積層を繰り返して造形物を造形する積層造形装置に対し造形のためのデータを提供する情報処理装置が行う情報処理方法であって、
体積算出手段が、造形対象の形状に関するデータを用いて、前記造形対象の体積を算出するステップと、
支持部造形方法決定手段が、前記体積に応じて前記造形対象を支持する支持部の造形方法を決定するステップと、を有し、
前記積層造形装置は吐出ノズルを往復させながら材料を吐出して前記支持部を造形するものであり、
前記支持部造形方法決定手段は、前記支持部を囲む輪郭を造形せずに、前記体積に応じて前記吐出ノズルが方向を１８０度変えて材料を吐出するまでに移動する折り返しピッチを変更する情報処理方法。
【請求項８】
材料の積層を繰り返して造形物を造形する積層造形装置と、情報処理装置とを有する造形システムであって、
造形対象の形状に関するデータを用いて、前記造形対象の体積を算出する体積算出手段と、
前記体積に応じて前記造形対象を支持する支持部の造形方法を決定する支持部造形方法決定手段と、を有し、
前記積層造形装置は吐出ノズルを往復させながら材料を吐出して前記支持部を造形するものであり、
前記支持部造形方法決定手段は、前記支持部を囲む輪郭を造形せずに、前記体積に応じて前記吐出ノズルが方向を１８０度変えて材料を吐出するまでに移動する折り返しピッチを変更する造形システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、プログラム、情報処理方法及び造形システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄデータで表された立体的な形状の３Ｄモデルを種々の方式で造形する積層造形装置が知られている。積層造形装置は３Ｄモデルが一層ごとにスライスされたスライスデータを下から積み上げていくことで造形物を造形する。このような造形手順のため、オーバーハング構造（傾斜が垂直以上の部分）、又は、上方からつり下げられているため下側に造形物がない立体部分などを造形するには、積層造形装置はオーバーハング部分を支持するサポート部をオーバーハング部分の下側に造形する必要がある。【０００３】
図１Ａ、図１Ｂは、造形対象の形状としてオーバーハング部分６０１とそのサポート部５０を説明する図である。図１Ａは３Ｄモデル５００のうちオーバーハング部分６０１の側面図を示す。オーバーハング部分６０１を空中に積層することは困難なので、図１Ｂに示すようにオーバーハング部分６０１に先だってサポート部５０が造形される。このようにサポート部５０はユーザが必要とする３Ｄモデル５００に対して余計に造形された部分であるため、造形の完了後にサポート部５０は除去される。一般的にはユーザが手作業で除去作業を行っているが、この作業はユーザにとって余分な手間であり、また、除去後の造形物の表面の品質に影響を与える場合がある。【０００４】
そこで、サポート部５０のうち３Ｄモデル５００に接する部分については離型性が高い材料で造形する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のように、サポート部５０の材料を変更する方法では、適切な材料を用意する必要があるという問題がある。すなわち、造形対象の形状に含まれるサポート部５０とオーバーハング部分６０１の離型性の程度は２つの材料の組み合わせによって異なるため、造形物に使われる材料が変わるとそれに適した離型性を有するサポート部５０の材料も別途用意（又は開発）する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2004-255839号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、除去が容易な支持部を造形できる情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、材料の積層を繰り返して造形物を造形する積層造形装置に対し造形のためのデータを提供する情報処理装置であって、造形対象の形状に関するデータを用いて、前記造形対象の体積を算出する体積算出手段と、前記体積に応じて前記造形対象を支持する支持部の造形方法を決定する支持部造形方法決定手段と、を有し、前記積層造形装置は吐出ノズルを往復させながら材料を吐出して前記支持部を造形するものであり、前記支持部造形方法決定手段は、前記支持部を囲む輪郭を造形せずに、前記体積に応じて前記吐出ノズルが方向を１８０度変えて材料を吐出するまでに移動する折り返しピッチを変更する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、除去が容易な支持部を造形できる積層造形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】オーバーハング部分とそのサポート部を説明する図である。
【図１Ｂ】オーバーハング部分とそのサポート部を説明する図である。
【図２Ａ】サポート部の造形方法の決定手順の概略を説明する図の一例である。
【図２Ｂ】サポート部の造形方法の決定手順の概略を説明する図の一例である。
【図３】造形システムの構成例を示す図である。
【図４】情報処理装置のハードウェア構成図の一例である。
【図５Ａ】積層造形装置のハードウェア構成図の一例である。
【図５Ｂ】積層造形装置のハードウェア構成図の一例である。
【図６】情報処理装置と積層造形装置を含む造形システムの機能構成図の一例である。
【図７】印刷データの一例としてＧコードを説明する図の一例である。
【図８】サポート部が必要な空間の判断手順を説明するフローチャート図の一例である。
【図９Ａ】サポート部が必要か否かの判断を説明するための３Ｄモデルの一例である。
【図９Ｂ】角度の判断の算出を説明する一例である。
【図９Ｃ】角度の一例を説明する一例である。
【図９Ｄ】角度の一例を説明する一例である。
【図１０Ａ】３Ｄデータで表される３Ｄモデルの体積の算出方法を説明する図の一例である。
【図１０Ｂ】３Ｄデータで表される３Ｄモデルの体積の算出方法を説明する図の一例である。
【図１０Ｃ】３Ｄデータで表される３Ｄモデルの体積の算出方法を説明する図の一例である。
【図１１Ａ】サポート部の場所を説明する図の一例である。
【図１１Ｂ】サポート部の場所を説明する図の一例である。
【図１２Ａ】サポート部の中埋め具合を模式的に説明する図の一例である。
【図１２Ｂ】サポート部の中埋め具合を模式的に説明する図の一例である。
【図１２Ｃ】サポート部の中埋め具合を模式的に説明する図の一例である。
【図１３】造形システムがサポート部を設計して造形物を造形する手順を示すシーケンス図の一例である。
【図１４Ａ】サポート部の近傍部の中埋め具合が非近傍部よりも疎であるサポート部を模式的に示す図の一例である。
【図１４Ｂ】サポート部の近傍部の中埋め具合が非近傍部よりも疎であるサポート部を模式的に示す図の一例である。
【図１４Ｃ】３段階以上にサポート部の中埋め具合が変化させられたサポート部を模式的に示す図の一例である。
【図１５Ａ】輪郭が造形されたサポート部の断面形状の一例を示す図である。
【図１５Ｂ】輪郭が造形されたサポート部の断面形状の一例を示す図である。
【図１５Ｃ】輪郭が造形されたサポート部の断面形状の一例を示す図である。
【図１６Ａ】内部が中埋めされないサポート部を示す図の一例である。
【図１６Ｂ】内部が中埋めされないサポート部を示す図の一例である。
【図１６Ｃ】内部が中埋めされないサポート部を示す図の一例である。
【図１６Ｄ】内部が中埋めされないサポート部を示す図の一例である。
【図１６Ｅ】内部が中埋めされないサポート部を示す図の一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。【００１２】
図２Ａ，図２Ｂは、サポート部５０の造形方法の決定手順の概略を説明する図の一例である。図２Ａに示すようなオーバーハング部分が造形される場合、又は、上方からつり下げられているため下側に造形物がない立体部分が造形される場合、サポート部５０が必要である。ここで、サポート部５０が支える必要のあるこれらの部分（以下、サポート必要部５１という）はサポート部５０の真上の部分である。【００１３】
図２Ｂではオーバーハング構造のサポート必要部５１が斜線で示されている。サポート部５０を特定できればサポート必要部５１も特定できるため、積層造形装置と接続された後述の情報処理装置はサポート必要部５１の体積を算出できる。【００１４】
情報処理装置は体積の算出結果に基づいてサポート部５０の造形方法を決定する。これによりサポート部５０の除去性と造形物の造形品質を両立させることができる。補足すると、サポート部５０の強度がサポート必要部５１の質量に対し十分でないと、サポート必要部５１の造形を適切に行えなくなる（自重で変形したりして３Ｄモデル５００の形状とは異なる形状の造形物になってしまう）。【００１５】
そこで、体積（又は質量）が大きい場合には、図２Ｂの右上に示すように、サポート部５０の中埋め具合（例えば、後述される材料の充填率）が高くなるようにサポート部５０を造形する。また、体積（又は質量）が小さい場合には、図２Ｂの右下に示すようにサポート部５０の中埋め具合を小さくする。図２Ｂの右上ではサポート部５０が密に造形されているが、図２Ｂの右下ではサポート部５０が疎に造形されている（支柱で造形されている）。したがって、サポート部５０の除去性と造形物の造形品質を両立させることができる。【００１６】
＜用語について＞
・造形対象の形状とは、積層造形装置で造形される立体的な形状である。立体は物でも人でもよい。本実施形態では一例として３Ｄモデルという用語で説明する。
・造形対象の形状に関するデータは、立体や三次元の形状を表すデータであればよい。本実施形態では一例として３Ｄデータという用語で説明する。
・造形対象を支持する支持部は、造形物が材料の重さなどで変形することを抑制又は防止するために造形される部品である。支持部は造形物と接して造形物を支持し、造形品質の低下を抑制する。本実施形態では支持部をサポート部と称する。
・支持部の造形方法は、支持部をどのように造形するかに関する情報である。造形方法は支持部の強度に影響するとしてもよい。具体的には、例えば中埋め具合、中埋めの構造、などである。
・支持部の造形方法を決定する要素は、サポート必要部５１の体積でよい。例えば、サポート必要部５１の面積が小さくてもｚ軸方向の厚みが大きい場合はサポート部５０でサポート必要部５１をサポートすることが好ましい。また、体積が大きい場合、必然的に質量も大きくなる傾向にある。したがって、体積だけを判断してもサポート部５０の造形方法を決定することができる。一方、質量を考慮することでより正確に造形方法を決定することができる。【００１７】
＜構成例＞
図３は、造形システム１の構成例を示す図である。造形システム１はネットワーク２を介して接続された情報処理装置２０と積層造形装置７０を有する。ネットワーク２は主に社内ＬＡＮであるが、ＷＡＮ又はインターネットを含んでいてもよい。また、情報処理装置２０と積層造形装置７０はＵＳＢケーブルなどの専用線を介して接続されていてもよい。ネットワーク２や専用線は全てが有線で構築されていてもよいし、一部又は全てが無線ＬＡＮ、Bluetooth（登録商標）、などの無線にて構築されていてもよい。【００１８】
情報処理装置２０は、主にＰＣ（Personal Computer）であるが、後述するプログラムが動作する装置であればよい。そのほか、情報処理装置２０としては、例えば、タブレット型端末、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話、ウェアラブルＰＣ、ゲーム機器、カーナビゲーション端末、電子ホワイトボード、プロジェクタなどでもよい。【００１９】
情報処理装置２０は３Ｄデータを解析して３Ｄモデル５００を構築し、これを積層厚（積層ピッチ）で等間隔にスライスしてスライスデータを作成する。スライスデータはＧコードという書式の印刷データに変換され、この印刷データが積層造形装置７０に送信される。印刷データは、ＵＳＢメモリやＳＤメモリカードなどの記憶媒体に記憶された状態で積層造形装置７０に提供されてもよい。積層造形装置７０は記憶媒体Ｉ／Ｆに装着された記憶媒体から印刷データを読み込む。したがって、ネットワーク２はなくてもよい。【００２０】
なお、情報処理装置２０と積層造形装置７０が一体に構成されていてもよい。すなわち、積層造形装置７０が情報処理装置２０の機能を有し、３Ｄデータから印刷データを作成するなどの処理を行う。また、情報処理装置２０がサーバ９０に３Ｄデータを送信しておき、サーバ９０が積層造形装置７０に印刷データを送信する形態も可能である。【００２１】
積層造形装置７０は、印刷データを元に造形物を造形する。積層造形装置７０の造形方式としては、材料押出堆積法（ＦＤＭ）、マテリアルジェッティング、バインダージェッティング、粉末焼結積層造形（ＳＬＳ）、光造形（ＳＬＡ）などがある。材料押出堆積法（ＦＤＭ）は主に熱で溶かした樹脂をノズルから押し出し、積み上げて造形物を造形する。樹脂の他、金属などの流動体であれば積層造形装置７０の材料となりうる。マテリアルジェッティングはインクジェットヘッドから噴射した樹脂を、紫外線で固めて積層する方式である。バインダージェッティングは、インクジェットヘッドから液体の結合剤を噴射し、石膏や樹脂粉末を一層ずつ固めていく方式である。粉末焼結積層造形（SLS）は粉末状の素材にレーザーを照射して焼結させる方式である。光造形（SLA）は液体状の光硬化性樹脂を、紫外線レーザーで一層ずつ硬化させて積層していく方式である。【００２２】
このうちサポート部５０が必要なのは材料押出堆積法（ＦＤＭ）、及びマテリアルジェッティングである。ただし、残りの方式でもサポート部５０を作成することができ、サポート必要部５１の体積や質量を利用して造形物の造形品質を向上させることができる。本実施形態のサポート部５０の作成方法は、積層造形装置７０の造形方式に制限されずサポート部５０を作成する積層造形装置７０に適用できる。【００２３】
<ハードウェア構成>
以下、図４，図５を用いて、情報処理装置２０、積層造形装置７０のハードウェア構成について説明する。【００２４】
<<情報処理装置のハードウェア構成>>
図４は情報処理装置２０のハードウェア構成図の一例である。情報処理装置２０は、ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)５０５、ディスプレイ５０８、ネットワークＩ／Ｆ５０９，キーボード５１１、マウス５１２、メディアドライブ５０７、光学ドライブ５１４、ＵＳＢＩ／Ｆ５１５、及び、これらを電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン５１０を備えている。【００２５】
ＣＰＵ５０１は情報処理装置２０全体の動作を制御する。ＲＯＭ５０２はＩＰＬ（Initial Program Loader）等のＣＰＵ５０１の駆動に用いられるプログラムを記憶している。ＲＡＭ５０３はＣＰＵ５０１のワークエリアとして使用される。ＨＤ５０４は、プログラム、ＯＳ（Operating System）及び各種データを記憶する。ＨＤＤ５０５は、ＣＰＵ５０１の制御にしたがってＨＤ５０４に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。ネットワークＩ／Ｆ５０９はネットワーク２を利用してデータ通信するためのインタフェースである。キーボード５１１は文字、数値、各種指示などをユーザが入力するための複数のキーを備えた装置である。マウス５１２は各種指示の選択や実行、処理対象の選択、カーソルの移動などをユーザが入力するための装置である。メディアドライブ５０７は、フラッシュメモリ等の記録メディア５０６に対するデータの読み出し又は書き込み（記憶）を制御する。光学ドライブ５１４は着脱可能な記録媒体の一例としての光学ディスク(CD-ROM,DVD、Blu-Ray等)５１３に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。ディスプレイ５０８はカーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、又は画像などの各種情報を表示する。ディスプレイ５０８はプロジェクタなどでもよい。ＵＳＢＩ／Ｆ５１５はＵＳＢケーブルやＵＳＢメモリ等を接続するインタフェースである。【００２６】
<<積層造形装置のハードウェア構成>>
図５Ａは、積層造形装置７０の構成を示す説明図の一例である。積層造形装置７０は、本体フレーム１２０の内部にチャンバー１０３を備えている。チャンバー１０３の内部は、三次元造形物を造形するための処理空間となっており、その処理空間内すなわちチャンバー１０３の内部には、載置台としてのステージ１０４が設けられている。このステージ１０４上に三次元造形物が造形される。【００２７】
チャンバー１０３の内部におけるステージ１０４の上方には、造形手段としての造形ヘッド１１０が設けられている。造形ヘッド１１０は、その下方に造形材料であるフィラメントを吐出する吐出ノズル１１５を有する。本実施形態では、造形ヘッド１１０上に４つの吐出ノズル１１５が設けられているが、吐出ノズル１１５の数は任意である。また、造形ヘッド１１０には、各吐出ノズル１１５に供給されるフィラメントを加熱する発熱手段としての造形材料加熱手段であるヘッド加熱部１１４が設けられている。【００２８】
フィラメントは、細長いワイヤー形状であり、巻き回された状態で積層造形装置７０にセットされており、フィラメント供給部１０６により造形ヘッド１１０上の各吐出ノズル１１５へそれぞれ供給される。なお、フィラメントは、吐出ノズル１１５ごとに異なるものであってもよいし、同じものであってもよい。本実施形態においては、フィラメント供給部１０６により供給されるフィラメントをヘッド加熱部１１４で加熱溶融し、溶融状態のフィラメントを所定の吐出ノズル１１５から押し出すようにして吐出することにより、ステージ１０４上に層状の造形構造物を順次積層して、三次元造形物を造形する。【００２９】
なお、造形ヘッド１１０上の吐出ノズル１１５には、造形材料のフィラメントではなく、三次元造形物を構成しないサポート材が供給される場合がある。このサポート材は、通常、造形材料のフィラメントとは異なる材料で形成され、最終的にはフィラメントで形成された三次元造形物から除去される。このサポート材も、ヘッド加熱部１１４で加熱溶融され、溶融状態のサポート材が所定の吐出ノズル１１５から押し出されるように吐出されて、層状に順次積層される。【００３０】
造形ヘッド１１０は、装置左右方向に延びるＸ軸駆動機構１０１に対し、そのＸ軸駆動機構１０１の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動可能に保持されている。造形ヘッド１１０は、Ｘ軸駆動機構１０１の駆動力により、装置左右方向（Ｘ軸方向）へ移動することができる。Ｘ軸駆動機構１０１の両端は、それぞれ、装置前後方向に延びるＹ軸駆動機構１０２に対し、そのＹ軸駆動機構１０２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿ってスライド移動可能に保持されている。Ｘ軸駆動機構１０１がＹ軸駆動機構１０２の駆動力によってＹ軸方向に沿って移動することにより、造形ヘッド１１０はＹ軸方向に沿って移動することができる。【００３１】
また、本実施形態においては、チャンバー１０３の内部（処理空間）に、チャンバー１０３内を加熱する処理空間加熱手段としてのチャンバー用ヒータ１０７が設けられている。本実施形態においては、熱溶解積層法（ＦＤＭ）で三次元造形物を造形するため、チャンバー１０３内の温度を目標温度に維持した状態で、造形処理を行うことが望ましい。そのため、本実施形態では、造形処理を開始する前に、予めチャンバー１０３内の温度を目標温度まで昇温させる予熱処理を行う。チャンバー用ヒータ１０７は、この予熱処理中には、チャンバー１０３内を目標温度まで昇温させるためにチャンバー１０３内を加熱すると共に、造形処理中には、チャンバー１０３内の温度を目標温度に維持するためにチャンバー１０３内を加熱する。チャンバー用ヒータ１０７の動作は、次述する制御部によって制御される。【００３２】
図５Ｂは、本実施形態の積層造形装置の制御ブロック図である。造形ヘッド１１０のＸ軸方向位置を検知するＸ軸ポジション検知機構１１１が設けられている。Ｘ軸ポジション検知機構１１１の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＸ軸駆動機構１０１を制御して、造形ヘッド１１０を目標のＸ軸方向位置へ移動させる。【００３３】
また、本実施形態においては、Ｘ軸駆動機構１０１のＹ軸方向位置（造形ヘッド１１０のＹ軸方向位置）を検知するＹ軸ポジション検知機構１１２が設けられている。Ｙ軸ポジション検知機構１１２の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＹ軸駆動機構１０２を制御することにより、Ｘ軸駆動機構１０１上の造形ヘッド１１０を目標のＹ軸方向位置へ移動させる。【００３４】
また、本実施形態においては、ステージ１０４のＺ軸方向位置を検知するＺ軸ポジション検知機構１１３が設けられている。Ｚ軸ポジション検知機構１１３の検知結果は、制御部１００に送られる。制御部１００は、その検知結果に基づいてＺ軸駆動機構１２３を制御して、ステージ１０４を目標のＺ軸方向位置へ移動させる。【００３５】
制御部１００は、このようにして造形ヘッド１１０及びステージ１０４の移動制御を行うことにより、チャンバー１０３内における造形ヘッド１１０とステージ１０４との相対的な三次元位置を、目標の三次元位置に移動させることができる。【００３６】
＜造形システムの機能構成例＞
図６は、情報処理装置２０と積層造形装置７０を含む造形システム１の機能構成図の一例である。【００３７】
<<情報処理装置>>
情報処理装置２０ではプログラム２０１０が実行される。このプログラム２０１０を情報処理装置２０が実行することで、以下で説明される主な機能を提供する。【００３８】
情報処理装置２０は、通信部２１、全体制御部２２、３Ｄデータ読込部２３、スライス部２４、印刷データ作成部２５、サポート判断部２６、体積算出部２７、質量算出部２８、及びサポート部設計部２９を有している。情報処理装置２０が有するこれらの機能は、図４に示されている各構成要素のいずれかが、ＨＤ５０４からＲＡＭ５０３上に展開されたプログラム２０１０に従ったＣＰＵ５０１からの命令によって動作することで実現される機能、又は機能される手段である。【００３９】
また、情報処理装置２０は、図４に示されているＨＤ５０４によって構築される記憶部２０００を有している。記憶部２０００には、材料比重保持部２００１、３Ｄデータ記憶部２００２、中埋め管理ＤＢ２００３、及び、プログラム２０１０が記憶されている。プログラム２０１０は図４の記録メディア５０６や光学ディスク５１３に記憶された状態で配布されたり、プログラムを配信するサーバから配信されたりする。プログラム２０１０はプリンタドライバと呼ばれていても、アプリケーションプログラムと呼ばれていてもよい。また、本実施形態で説明されるプログラム２０１０が例えばプリンタドライバとアプリケーションプログラムなどの２つ以上のプログラムを有するものでもよい。【００４０】
３Ｄデータ記憶部２００２には３Ｄデータが記憶されている。３ＤデータはＵＳＢメモリなどの可搬性の記憶媒体から情報処理装置２０又は積層造形装置７０が読み取ったものでもよいし、ネットワークを介して接続されたサーバなどからダウンロードしたものでもよいし、また、情報処理装置２０で動作した３Ｄアプリが作成したものでもよい。３Ｄアプリは、例えば３ＤＣＡＤや３ＤＣＧなどと呼ばれるソフトウェアである。３Ｄアプリが出力する３ＤデータのデータフォーマットとしてはＳＴＬ（Standard Triangulated Language）が知られているがこれに限られるものではなく、３ＭＦ、ＰＬＹ又はＯＢＪなどでもよい。【００４１】
【表１】
0006711394.tif 000002
表１は、３Ｄデータの一例を示す。表１はＳＴＬという書式の３Ｄデータである。ＳＴＬは三角形のポリゴンで形状を表す書式である。三次元空間の三角形の頂点と三角形の法線ベクトルが１つの三角形の情報である。【００４２】
表１のfacetからendfacetまでが１つの三角形の情報を表す。また、normalが三角形の法線ベクトル、３つのvertexがそれぞれ三角形の３つの頂点の座標を表している。この三角形のデータが繰り返されることで、三次元形状を表現している。３Ｄモデル５００の表面はこれらの三角形の各頂点で表現されるため、幾何計算することでスライスデータの算出、サポート部５０の有無の判断、及び、サポート必要部５１の体積の算出等が可能になる。【００４３】
なお、上記のように３Ｄデータは、三次元の形状を表現していればどのような書式でもよい。また、立体形状の表面形状が分かっていれば、表面を三角形に分割してＳＴＬに変換することもできる。【００４４】
【表２】
0006711394.tif 000003
表２は材料比重保持部２００１に記憶されている情報を模式的に示すテーブルである。材料比重保持部２００１は、造形に用いられる材料と比重とが対応付けられている。積層造形装置７０が使用する材料は例えばユーザにより指示されている。したがって、積層造形装置７０は材料の比重を一意に特定できる。なお、材料に対応付けてこの材料との剥離性が高いサポート部５０に用いられる材料が登録されていてもよい。【００４５】
【表３】
0006711394.tif 000004
表３は中埋め管理ＤＢ２００３に記憶されている情報を模式的に示すテーブルである。中埋め管理ＤＢ２００３にはサポート必要部５１の質量と中埋め具合が対応付けて記憶されている。中埋め具合は、サポート部５０の体積のうちどのくらいを材料で埋めるかを示す。中埋め具合は１００％以下のパーセンテージや比率で示される。【００４６】
表３に示すように、サポート必要部５１の質量が大きいほど中埋め具合が大きくなる。具体的には、中埋め具合はサポート部５０の内部の充填率により調整される。表３の中埋め具合は、サポート必要部５１を支えるため必要又は十分な値が定められている。したがって、サポート必要部５１の質量が定められると、中埋め具合を決定できる。【００４７】
あるいは、情報処理装置２０が、物理シミュレーションによりサポート必要部５１を支えるために必要又は十分な中埋め具合を決めてもよい。物理シミュレーションによりサポート部５０の中埋め具合によって耐えうる質量が決定されるため、いくつかの中埋め具合でサポート部５０を構築してみるとサポート必要部５１の質量に必要又は十分な中埋め具合が判明する。【００４８】
（情報処理装置の機能）
情報処理装置２０の通信部２１は、図４に示されているＣＰＵ５０１やＯＳからの命令及びネットワークＩ／Ｆ５０９等によって実現され、積層造形装置７０と通信する。具体的には３Ｄデータから変換された印刷データを積層造形装置７０に送信する。【００４９】
全体制御部２２は、図４に示されているＣＰＵ５０１からの命令等により実現され、情報処理装置２０が行う処理の手順の全体を有しており、各機能に処理を要求する。【００５０】
３Ｄデータ読込部２３は、図４に示されているＣＰＵ５０１からの命令、ＨＤＤ５０４等により実現され、３Ｄデータを３Ｄデータ記憶部２００２から読み込む。【００５１】
スライス部２４は、図４に示されているＣＰＵ５０１からの命令等により実現され、３Ｄモデル５００の造形に関する処理を行う。具体的には、スライス部２４は、３Ｄデータにて表された３Ｄモデル５００を積層造形装置７０の仮想空間に配置する。なお、ユーザの操作を受け付けて３Ｄモデル５００の向きを設定してもよい。また、３Ｄモデル５００をｚ軸方向に等間隔（積層厚の間隔で）にスライスし、スライスして得られた各ｚ座標における３Ｄモデル５００の断面形状を作成する。３Ｄデータは例えばポリゴンで表されているため、ｚ座標が決まるとそのｚ座標のポリゴンのｘ，ｙ座標が得られる。スライスデータはこのポリゴンの断面のｘ，ｙ座標の集合である。【００５２】
印刷データ作成部２５は、図４に示されているＣＰＵ５０１からの命令等により実現され、スライスデータに基づいて印刷データを作成する。印刷データはＧコードで記述されることが多いが、書式は限定されない。積層造形装置７０が解釈可能な書式の印刷データが記述されていればよい。Ｇコードの例については図７にて説明する。【００５３】
サポート判断部２６は、図４に示されているＣＰＵ５０１からの命令等により実現され、サポート部５０が必要な３Ｄモデル５００の一部分（サポート必要部５１）がどこであるかを判断する。詳細は図８，９にて説明される。【００５４】
体積算出部２７は、図４に示されているＣＰＵ５０１からの命令等により実現され、サポート必要部５１の体積を算出する。詳細は図１０にて説明される。【００５５】
質量算出部２８は、図４に示されているＣＰＵ５０１からの命令等により実現され、サポート必要部５１の質量を算出する。質量は、サポート必要部５１の体積と造形時の材料の比重の積として算出される。【００５６】
サポート部設計部２９は、図４に示されているＣＰＵ５０１からの命令等により実現され、サポート部５０の造形方法（どのように造形すればよいか）を決定する。決定するための情報として、サポート必要部５１の少なくとも体積が使用され、好ましくはサポート必要部５１の質量が使用される。【００５７】
＜印刷データ（Ｇコード）について＞
図７は印刷データの一例としてＧコードを説明する図の一例である。１行が印刷データの１命令を表している。１命令の内容は様々であるがここでは吐出ノズル１１５の移動に関する命令を示す。Ｇ１で始まる命令は吐出ノズル１１５の移動及び材料の供給を表している。１行目はＸ=１０,Ｙ=１０の位置に、６００〔mm/minute〕の速度で移動せよという意味である。２行目はＸ=２０, Ｙ=１０の位置に、６００〔mm/minute〕で移動しながら、５〔mm〕の材料を供給せよという意味である。【００５８】
ＧコードはＦＤＭ方式の積層造形装置７０で使用される場合が多い。しかし、吐出ノズル１１５の軌跡（２点の座標の集まり）、移動速度、及び、材料の供給量を表現していれば印刷データはどのような形式でもよい。また、ＦＤＭ方式以外の積層造形装置７０では方式に応じた適切な印刷データが使用される。【００５９】
＜サポート部の有無の判断＞
サポート部５０は下部に空間がある３Ｄモデル５００の一部分（サポート必要部５１）に対して必要になる。ただし、どの程度の大きさの空間に対しサポート部５０が必要であるかは造形方式によって異なったり、材料の粘度、比重といった材料特性によって異なったりする。以下では、判断の一例を説明する。【００６０】
図８は、サポート部５０が必要な空間の判断手順を説明するフローチャート図の一例であり、図９はサポート部５０が必要か否かの判断を説明するための３Ｄモデル５００の一例を示す。【００６１】
まず、サポート判断部２６は３Ｄモデル５００の面を検出する（Ｓ１０）。面とは３Ｄモデル５００とそれ以外の領域との境界面をいう。あるいは、空間に接している部分をいう。【００６２】
次に、サポート判断部２６が面の下に空間があるか否かを判断する（Ｓ２０）。面の下に空間があるとは、面の法線ベクトルｌをｘ、ｙ、ｚ成分に分解した場合にｚ成分が負であることをいう。面の法線は３Ｄデータ（ＳＴＬ）に含まれている。この処理はポリゴンの面ごとに行えばよい。【００６３】
ステップＳ２０の判断がＮｏの場合、面は少なくとも上方の空間と接しているか又は面の法線方向がｘｙ平面に平行（面はｚ軸に平行）なので、この面に対してはサポート部５０が不要であると判断される。【００６４】
ステップＳ２０の判断がＹｅｓの場合、面は少なくとも下方の空間と接しているので、サポート判断部２６は面のｚ軸方向に対する角度を算出する（Ｓ３０）。これは、面が下方を向いていても、ある角度まではサポート部５０が不要であることが経験的に知られているためである。詳細は図９で説明されるが、面の角度は面の法線から容易に算出される。【００６５】
サポート判断部２６は面の角度が４５度以上か否かを判断する（Ｓ４０）。４５度という閾値はあくまで一例であって、材料の粘度などにより決定される。【００６６】
ステップＳ４０の判断がＮｏの場合、面の角度が小さいのでサポート判断部２６は面の下の空間にサポート部５０が必要でないと判断する。【００６７】
ステップＳ４０の判断がＹｅｓの場合、面の角度が大きいのでサポート判断部２６は面の下の空間にサポート部５０が必要であると判断する（Ｓ５０）。【００６８】
図９Ａを用いて説明する。説明の便宜上、図示されている面について説明する（紙面の奥側の面はそもそもサポート部が不要である）。また、図９Ａでは１つの面が複数の三角形の集合で構成されている場合があるが、１つの面を構成する複数の三角形（ポリゴン）は平行であり、１つの三角形と同一視できるものとする。【００６９】
図９Ａに記載されている範囲では、面３０１ａ〜３０１ｌが検出される。このうち、面の下に空間があるのは、面３０１ａ、３０１ｈ、３０１ｊの３つである。【００７０】
次に、図９Ｂを用いて角度の算出を説明する。求める角度は図９Ｃのように面３０１ａとｚ軸の角度である。簡単のため、ｘ、ｚ平面で考える（ｙ成分はゼロ）。法線ベクトルｌはｘ成分であるx0（正）とｚ成分であるz0（負）を有している。ｚ方向に対する面３０１ａの傾きθは、図示するように法線ベクトルｌとｘ軸のなす角に相当する。したがって、下式によりθを求めることができる。
θ＝arctan(z0/x0)
図９Ｄに示すように面３０１ｈ、３０１ｊについても同様に傾きを算出できる。例えば面３０１ｈと面３０１ｊの傾きは垂直方向に対し９０度である。したがって、面３０１ａ、３０１ｈ、３０１ｊの下方の空間にサポート部５０が必要であると判断される。【００７１】
サポート部５０が必要な面３０１ａ、３０１ｈ、３０１ｊよりも上方の部分がサポート必要部５１である。面３０１ａ、３０１ｈ、３０１ｊの座標は分かっているので、これらの座標からサポート必要部５１を特定できる。【００７２】
＜サポート必要部の体積＞
次に、図１０を用いてサポート必要部５１の体積の算出について説明する。図１０は３Ｄデータで表される３Ｄモデル５００の体積の算出方法を説明する図の一例である。説明の便宜上、図１０Ａのように、三角錐の３Ｄモデル５００を例に説明する。なお、法線は全て三角錐の外側を向いているものとする。【００７３】
次に、図１０Ｂに示すように、三次元空間の任意の原点Ｏに頂点を一つ追加して、三角錐の頂点と原点とが結ばれたポリゴン形状６１０を作成する。足された体積は、図１０Ｃに示すように追加ポリゴン形状６１１の体積である。【００７４】
したがって、求めたい三角錐（３Ｄモデル５００）の体積は、図１０Ｂのポリゴン形状６１０の体積−図１０Ｃの追加ポリゴン形状６１１体積である。図１０Ｂ、図１０Ｃのポリゴン形状６１０及び追加ポリゴン形状６１１は三角形のポリゴンで構成されているので、各三角ポリゴンに原点を加えた四面体（三角柱）の体積の和として求めることができる。このような四面体の体積は以下の式で求まる。【００７５】
三角ポリゴン各頂点のx, y, z座標をそれぞれ(x_1, y_1, z_1), (x_2, y_2, z_2), (x_3, y_3, z_3)とすると、四面体の体積は、
[(y_1z_2 - z_1y_2)x_3 + (z_1x_2 - x_1z_2)y_3 + (x_1y_2 - y_1x_2)z_3]/6
となる。【００７６】
補足すると、図１０Ｃの追加ポリゴン形状６１１の体積はマイナスになり、図１０Ｂのポリゴン形状６１０の体積がプラスの値となるため、全ての四面体の体積を合計すると図１０Ａの３Ｄモデル５００の体積を算出することができる。【００７７】
なお、図１０の体積の算出方法は一例に過ぎず、サポート必要部５１を例えば三角錐の集合として表しサポート必要部５１の体積を算出してもよい。この三角錐は以下のように作成される。例えばサポート必要部５１の中に任意の点（頂点）を生成し、その点と三角形で構成される三角錐を生成する。任意の点では三角錐を作れない場合（三角錐を作るとサポート必要部５１からはみ出てしまう）、別の任意の点を生成する。サポート必要部５１の空間が三角錐で埋まるまで、三角錐を作る処理を繰り返す。これにより、３Ｄモデル５００のサポート必要部５１を三角錐の集合として表すことができる。１つの三角錐の体積は底面の面積と高さから求められるので、三角錐の体積の合計がサポート必要部５１の体積となる。【００７８】
＜中埋め具合の決定＞
まず、図１１を用いてサポート部５０の場所について説明する。図１１Ａはサポート部５０の場所を説明する図の一例である。上記のように、サポート部５０が必要な面３０１ａ、３０１ｈ、３０１ｊが決まっている。この面の下方の空間がサポート部５０の場所である。面３０１ａのｘ座標とｙ座標は３Ｄデータから判明するので、面３０１ａの頂点３０２１、３０２２、３０２４，３０２５のｘ座標とｙ座標も分かっている。したがって、頂点３０２１、３０２２から下ろした垂線がｚ＝０の面と交差する交点３０２３，３０２６もすぐに求められる。【００７９】
図１１Ｂに示すように、これらの頂点又は頂点（３０２１〜３０２６）で特定される空間がサポート部５０である。面３０１ｈ、３０１ｊの下方のサポート部５０についても同様に求められる。【００８０】
図１２を用いてサポート部５０の中埋め具合の決定について説明する。図１２は、サポート部５０の中埋め具合を模式的に説明する図の一例である。体積算出部２７がサポート必要部５１の体積を求め、質量算出部２８がサポート必要部５１の質量を算出すると、サポート部設計部２９が中埋め具合を決定できる。【００８１】
例えば、ＦＤＭ方式の積層造形装置７０の場合、吐出ノズル１１５がサポート部５０の範囲を往復しながら材料を吐出してサポート部５０を造形する。図１２Ａは材料が吐出して造形されるサポート部５０の断面形状の一例を示す。図１２Ａは中埋め具合が１００％となる充填率で造形される場合を示す。すなわち、サポート部５０の輪郭（これは造形されない）５０ａに対し、隙間が生じないように吐出ノズル１１５が往復しながら中埋め部５０ｂに材料を吐出している。【００８２】
したがって、吐出ノズル１１５の往復の回数、又は、往路と復路の吐出ノズル１１５の間隔を大きくすることで中埋め具合（充填率）を下げることができる。図１２Ｂは中埋め具合が５０％程度の場合のサポート部５０の断面形状の一例を示す。往復の回数が少ないため、又は、往路と復路の吐出ノズル１１５の間隔が大きいため、中埋め具合が低下していることが分かる。【００８３】
往復の回数、又は、往路と復路の吐出ノズル１１５の間隔、吐出ノズル１１５が方向を１８０度変えて材料を吐出するまでに移動する距離（折り返しピッチＰｔという）により制御される。サポート部設計部２９は中埋め具合に応じて折り返しピッチＰｔを変更することで充填率を変更することができる。【００８４】
サポート部設計部２９は、サポート部５０の座標（サポート部５０の形状を特定するための座標）及び折り返しピッチＰｔをサポート部５０のデータとして作成する。印刷データ作成部２５はこれを元にサポート部５０の印刷データを作成する。ｚ軸の高さに応じたサポート部５０の断面形状が分かるのでこの断面を折り返しピッチＰｔで充填する印刷データを作成する。【００８５】
また、図１２Ｃに示すようにサポート部５０の中埋め部５０ｂの構造を変えてもよい。図１２Ｃはいわゆるハニカム構造と呼ばれる構造で造形されるサポート部５０の断面形状を示す。図１２Ａ，図１２Ｂのような折り返し構造に対し、中埋め部５０ｂをハニカム構造にすることで中埋め具合を変更できる。【００８６】
また、ハニカム構造は少ない充填率で比較的高い強度が得られる構造である。同じ充填率であれば、図１２Ａ、図１２Ｂの構造よりもハニカム構造の方が高い強度が得られる。したがって、サポート部設計部２９は、ある質量以上の場合に中埋め具合を変える代わりに、ハニカム構造に変更してもよい。あるいは、中埋め具合を変更すると共にハニカム構造に変更してもよい。【００８７】
また、質量に対しハニカム構造のまま充填率を変更してもよい。ハニカム構造の充填率は六角形のサイズを大きくすれば小さくなり、六角形のサイズを小さくすれば大きくなる。【００８８】
＜動作手順＞
図１３は、造形システム１がサポート部５０を設計して造形物を造形する手順を示すシーケンス図の一例である。
S1：まず、ユーザは情報処理装置２０を操作して造形の実行を指示する。
S2：情報処理装置２０はこの操作を受け付けて、全体制御部２２は３Ｄデータ読込部２３に対し３Ｄデータの読込を要求する。
S3：３Ｄデータ読込部２３は３Ｄデータを記憶部２０００から読み込んで全体制御部２２に送出する。
S4：次に、全体制御部２２は３Ｄデータと共にサポート必要部５１の有無の判断をサポート判断部２６に要求する。
S5：サポート判断部２６は上記のようにしてサポート必要部５１を判断して全体制御部２２に送出する。
S6：次に、全体制御部２２はサポート必要部５１と共に体積の算出を体積算出部２７に要求する。
S7：体積算出部２７はサポート必要部５１ごとに体積を算出して全体制御部２２に送出する。
S8：全体制御部２２は、体積及び３Ｄデータと共にサポート部５０の設計をサポート部設計部２９に要求する。
S9：まず、サポート部設計部２９は記憶部２０００の材料比重保持部２００１から造形に使用する材料の比重を取得する。
S10：次に、サポート部設計部２９は質量算出部２８にサポート必要部５１の体積と比重を送出して質量の算出を要求する。
S11：質量算出部２８はサポート必要部５１の体積と比重の積によりサポート必要部５１の質量を算出する。この質量はサポート部設計部２９に送出される。
S12：サポート部設計部２９は質量を用いてサポート部５０を設計する。上記のように、質量に応じて中埋め管理ＤＢ２００３を参照して中埋め具合を決定し、中埋め具合に応じて折り返しピッチＰｔを決定したり、ハニカム構造のサイズを決定したりする。【００８９】
サポート部設計部２９はステップＳ１０〜Ｓ１２をサポート必要部５１の数だけ繰り返す。
S13：サポート部設計部２９はサポート部５０のデータをサポート部５０の数だけ全体制御部２２に送出する。
S14：全体制御部２２は、３Ｄデータとサポート部５０のデータと共にスライス部２４にスライスを要求する。
S15：スライス部２４は３Ｄデータとサポート部５０のデータからスライスデータを作成し、スライスデータを全体制御部２２に送出する。
S16：全体制御部２２は、スライスデータと共に印刷データの作成要求を印刷データ作成部２５に印刷データの作成を要求する。
S17：印刷データ作成部２５はスライスデータから印刷データを作成し、印刷データを全体制御部２２に送出する。
S18：全体制御部２２は通信部２１に３Ｄモデル５００とサポート部５０の印刷データを送出し造形の実行を要求させる。
S19：通信部２１は、積層造形装置７０に３Ｄモデル５００とサポート部５０の印刷データを送信して造形の実行を要求する。なお、ＵＳＢメモリやＳＤメモリカードなどの記憶媒体に記憶された印刷データを、ユーザが積層造形装置７０の記憶媒体Ｉ／Ｆに装着してもよい。この場合、造形指示はユーザが積層造形装置７０を操作することで行う。【００９０】
以上説明したように、本実施形態の情報処理装置２０は、サポート必要部５１の体積又は質量に応じてサポート部５０の中埋め具合を変更できるので、サポート部５０の除去性とモデル部の造形品質を両立させることができる。【００９１】
＜サポート部の他の造形方法  １＞
以下では、サポート部５０の造形方法をいくつか説明する。サポート部設計部２９は、例えば、サポート必要部５１の質量に応じて、サポート必要部５１に接するサポート部５０の部分及びその近傍の中埋め具合を疎にし、それ以外の部分のサポート部５０の中埋め具合を密にしてもよい。すなわち、近傍部の材料の中埋め具合は、非近傍部よりも疎になる。【００９２】
このような構成によれば、サポート必要部５１の近傍の中埋め具合は疎なので、サポート部５０がサポート必要部５１から除去されやすい。更に、非近傍部のサポート部５０の中埋め具合は蜜にすることができるので、サポート部５０がサポート必要部５１を不足なく支えることが可能となる。なお、サポート部５０はユーザが除去してもよいし、薬品や水などで除去してもよい。【００９３】
図１４Ａは、サポート部５０の近傍部５３の中埋め具合が非近傍部５２よりも疎であるサポート部５０を模式的に示す。中埋め管理ＤＢ２００３には、例えば、サポート必要部５１の質量Ａに対しサポート部５０の近傍部５３の中埋め具合が６０％、近傍部以外の非近傍部５２の中埋め具合が１００％として予め決定されている。【００９４】
また、図１４Ｂに示すように、中埋め管理ＤＢ２００３には、サポート必要部５１の質量Ｂに対しサポート部５０の近傍部５３の中埋め具合が５０％、非近傍部５２の中埋め具合が９０％として予め決定されている。質量Ｂ＜質量Ａである。【００９５】
このように、質量に応じて近傍部５３と非近傍部５２の中埋め具合が予め決まっていることで、サポート部５０の除去性を更に良好にして、サポート部５０の除去性とモデル部の造形品質を両立させることができる。【００９６】
なお、図１４Ｃに示すように、サポート部設計部２９は、３段階以上にサポート部５０の中埋め具合を変化させてもよい。図１４Ｃでは一例として、サポート必要部５１のある質量に対しサポート部５０の近傍部５３の中埋め具合が６０％、非近傍部５２ａの中埋め具合が９０％、近傍部から更に離れた非近傍部５２ｂの中埋め具合が１００％である。こうすることで、上記の効果に加えサポート部５０の材料を低減できる。【００９７】
また、近傍部５３の中埋め具合はユーザが情報処理装置２０を操作して入力してもよいし、物理シミュレーションによりサポート必要部５１を支えるために必要又は十分な中埋め具合を算出してもよい。【００９８】
＜サポート部の造形方法  ２＞
サポート部５０は除去されるため外観の精度はほとんど重視されない。このため図１２にも示したようにサポート部５０の輪郭を造形する必要がない。しかし、サポート部５０の輪郭を造形することで、サポート部５０の中埋め部５０ｂを輪郭５０ａに対し一体に構造化できる。【００９９】
図１５は輪郭５０ａが造形されたサポート部５０の断面形状を示す。なお、図１５の説明では図１２との相違を主に説明する。図１５Ａに示すようにサポートの輪郭５０ａが造形され、輪郭５０ａに接するように中埋め部５０ｂの材料が造形されている。このようなサポート部５０によれば、ユーザがサポート部５０を手作業で除去する場合、サポート部５０の全体を除去しやすくなる。補足すると、図１２Ａ、図１２Ｃのように材料が連続して造形されたサポート部５０は、ユーザが引っ張った場合に途中で切断される場合があり、除去に時間がかかる場合がある。図１２Ｃのハニカム構造では、ユーザが引っ張った場合に弱い部分で切断される場合があり、全体を除去するのに時間がかかる場合がある。【０１００】
これに対し、図１５Ａ〜図１５Ｃのサポート部５０では、輪郭５０ａにより中埋め部５０ｂを囲むように壁が造形されるので、ユーザは壁を持ってサポート部５０を一体的に除去することができる。【０１０１】
なお、サポート部設計部２９はサポート必要部５１の質量や体積に応じて輪郭５０ａの太さを変更してもよい。これにより、サポート必要部５１の質量や体積が大きい場合に造形品質を維持しやすくなる。【０１０２】
＜サポート部の他の造形方法  ３＞
サポート必要部５１の体積や質量が十分に小さい場合、輪郭５０ａのみのサポート部５０が造形されてもよい。すなわち、サポート部設計部２９はサポート必要部５１の面積が閾値より小さい場合、内部の中埋め部５０ｂを含まない輪郭５０ａだけのサポート部５０を設計する。サポート部５０に使用する材料が少なければ少ないほどサポート部５０は除去しやすくなる。そのため、中埋め部５０ｂがなくてもサポート部５０として機能する場合には中埋め部５０ｂがないサポート部５０をサポート部設計部２９が設計する。【０１０３】
サポート必要部５１の面積が十分に小さいと、サポート部５０が中埋めされなくても材料がたれにくいことは容易に想像できる。しかし、サポート必要部５１の面積が小さくてもｚ軸方向の厚みが大きい場合はサポート部５０が必要であるため、結局、サポート必要部５１の体積が十分に小さいことが必要になる。また、サポート必要部５１の面積が小さいことは質量も小さいことになるので（質量が大きいとたれてしまう）、結局、サポート必要部５１の面積が小さいことは、サポート必要部５１の質量が十分に小さいことを意味する。【０１０４】
なお、サポート部５０の内部を中埋めせず輪郭だけのサポート部５０を設計するかどうかの閾値は、材料の粘度や比重の影響を受けるため、適宜、実験的に決定される。あるいは物理シミュレーションにより決定されてもよい。【０１０５】
図１６Ａは内部が中埋めされないサポート部５０を示す図の一例であり、図１６Ｂは図１６ＡのＡＡ´線断面図を示す。図１６Ａではサポート必要部５１の体積又は質量が閾値以下であり、輪郭５０ａのみのサポート部５０が造形されている。輪郭５０ａのみであるので、ユーザが手作業でサポート部５０が除去する際、除去が容易になる。なお、図１６Ａの場合もサポート必要部５１との近傍にある近傍部５３の構造を疎にすることができる。【０１０６】
また、図１６Ｃに示すように、サポート部５０を支柱のみで造形してもよい。図１６Ｃは支柱を有するサポート部５０を示す図の一例であり、図１６Ｄは図１６ＣのＡＡ´線断面図を示す。図１６Ｃではサポート必要部５１の体積又は質量が閾値以下であり、支柱のみのサポート部５０が造形されている。支柱のみであるので、ユーザが手作業でサポート部５０を除去する際も薬品などで除去する際も、除去が容易になる。【０１０７】
サポート必要部５１の体積又は質量が閾値以下であるため、サポート部設計部２９が輪郭５０ａのみ又は支柱でサポート部５０を設計する場合、更に体積又は質量に応じてサポート部５０を設計することが好ましい。例えば図１６Ａのサポート部５０では輪郭５０ａの太さを体積又は質量に応じて変更する。また、図１６Ｃのサポート部５０では支柱の数や直径を体積又は質量に応じて変更する。こうすることで更にサポート部５０の除去性が向上する。【０１０８】
また、サポート必要部５１の質量又は体積によっては、図１６Ｅに示すように、中埋めされるサポート部５０と中埋めされないサポート部５０が組み合わされてもよい。すなわち、中埋め部５０ｂが一切ないサポート部５０を設計するほどサポート必要部５１の質量又は体積が小さくないが、サポート必要部５１の質量又は体積が比較的小さい場合、サポート部設計部２９は中埋め部５０ｂを有するサポート部５０と中埋め部５０ｂを有さないサポート部５０を組み合わせて設計する。これにより、サポート部５０の除去性と造形品質を両立させやすくなる。【０１０９】
＜その他の適用例＞
以上、サポート必要部５１の体積に応じてサポート部５０の造形方法を決定する情報処理装置２０について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。【０１１０】
例えば、本実施形態では主に樹脂や金属などの流動体が材料であると説明したが、積層造形装置７０は人、動物、植物などの細胞を吐出して造形することもできる。例えば、細胞で何らかの器官を作成したり、細胞シートを作成したりすることができる。【０１１１】
例えば図６などの構成例は、情報処理装置２０の処理の理解を容易にするために、主な機能に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって本願発明が制限されることはない。情報処理装置２０の処理は、処理内容に応じて更に多くの処理単位に分割することもできる。また、１つの処理単位が更に多くの処理を含むように分割することもできる。【０１１２】
また、例えば、情報処理装置２０の機能の一部を積層造形装置７０が有していてもよい。【０１１３】
また、本実施形態では３Ｄモデル５００の一部の体積を算出してサポート部５０の造形方法を決定したが、３Ｄモデル５００の全体の体積に基づいて造形方法が決定されてもよい。例えば、サポート部５０を造形すれば高さがゼロから始まらない３Ｄモデル５００を造形することができる。【０１１４】
なお、体積算出部２７は体積算出手段の一例であり、サポート部設計部２９は支持部造形方法決定手段の一例であり、質量算出部２８は質量算出手段の一例であり、材料比重保持部２００１は記憶手段の一例である。また、本実施形態で説明した情報処理装置２０が行う処理は情報処理方法の一例である。【０１１５】
本国際出願は２０１６年３月１６日に出願された日本国特許出願２０１６−０５２６２０号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１６−０５２６２０号の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【０１１６】
１          造形システム
２０        情報処理装置
２１        通信部
２２        全体制御部
２３        ３Ｄデータ読込部
２４        スライス部
２５        印刷データ作成部
２６        サポート判断部
２７        体積算出部
２８        質量算出部
２９        サポート部設計部
５０        サポート部
５１        サポート必要部
７０        積層造形装置
２０１０      プログラム
【図１Ａ】
0006711394.tif 000005
【図１Ｂ】
0006711394.tif 000006
【図２Ａ】
0006711394.tif 000007
【図２Ｂ】
0006711394.tif 000008
【図３】
0006711394.tif 000009
【図４】
0006711394.tif 000010
【図５Ａ】
0006711394.tif 000011
【図５Ｂ】
0006711394.tif 000012
【図６】
0006711394.tif 000013
【図７】
0006711394.tif 000014
【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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