(57)【要約】【課題】ビームに反応して硬化する流動性媒体から層ごとに三次元物体を形成する方法および装置において、応力による歪みやカールの影響を低減する。【解決手段】三次元物体の連続する複数の層のうちの１つの層の形成に際し、当該１つの層に対応する断面形状内の一部のみを直下の層への接着を保証するレベルで硬化し、残りの部分を未硬化の状態またはより弱いレベルで硬化された状態に残す。その後、より後に形成される層の形成に際し、上記の未硬化の状態またはより弱いレベルで硬化された状態に残された部分を、その上方部分と共に、直下の層への接着を保証するレベルで硬化する。【選択図】　　　　　図１２
2004025843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の三次元物体の一連の断面形状を示すデータにしたがってビームを走査することにより、該ビームに反応して硬化する流動性媒体から層ごとに三次元物体を形成する方法であって、
連続する複数の層のうちの１つの層の形成に際し、当該１つの層に対応する断面形状内の一部のみを当該１つの層の直下の層への接着を保証するレベルで硬化し、残りの部分を未硬化の状態またはより弱いレベルで硬化された状態に残す工程と、
前記連続する複数の層のうちの前記１つの層より後に形成される層の形成に際し、前記１つの層の前記残りの部分を、当該後に形成される層における前記残りの部分の上方部分と共に、前記残りの部分の前記直下の層への接着を保証するレベルで硬化する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
所望の三次元物体の一連の断面形状を示すデータにしたがってビームを走査することにより、該ビームに反応して硬化する流動性媒体から層ごとに三次元物体を形成する装置であって、
連続する複数の層のうちの１つの層の形成に際し、当該１つの層に対応する断面形状内の一部のみを当該１つの層の直下の層への接着を保証するレベルで硬化し、残りの部分を未硬化の状態またはより弱いレベルで硬化された状態に残す手段と、
前記連続する複数の層のうちの前記１つの層より後に形成される層の形成に際し、前記１つの層の前記残りの部分を、当該後に形成される層における前記残りの部分の上方部分と共に、前記残りの部分の前記直下の層への接着を保証するレベルで硬化する手段を備えていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体媒質から三次元物体を形成する方法および装置の改良に関する。詳細には、三次元物体の生産のための改良されたデータ操作および造形技術の利用を含む新規で改良された立体造形システムに関する。これによって、こうした物体は、より迅速に、高信頼性をもって、正確に、経済的に、かつ応力およびカールを低減させて作成できる。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック部品などの生産では、通常、初めにこうした部品を設計し、その後、苦労してこの部品の原型を作る。これらはいずれも、相当の時間、労力および費用を要する。その後、この設計を検討し、設計が最適になるまで、この手間のかかる過程を何回も繰り返す。設計が最適になった後、次の工程は製造である。ほとんどの量産プラスチック部品は射出成形される。この製法は、設計時間が長く、金型費が非常に高いので、通常、プラスチック部品の大量生産の場合にしか実用的ではない。プラスチック部品の生産には、直接的な機械加工、真空成形および直接成形といった他の加工法が利用できるが、これらの方法は主として短時間運転による生産についてのみコスト効果を示し、製造された部品は通常、射出成形部品よりも品質が劣る。
【０００３】
これまで、流体媒質の中で三次元物体を作成する極めて精巧な技術が開発されている。流体媒質の三次元の容積内の規定の交点で選択的に焦点を結ぶ放射ビームによって、流体媒質が選択的に硬化する。こうした三次元システムの典型は、米国特許第４，０４１，４７６号、同第４，０７８，２２９号、同第４，２３８，８４０号および同第４，２８８，８６１号に記述されている。これらのシステムはいずれも、流体容積内の他のすべての点を除外して、流体容積内の選択された深さの点に相乗的なエネルギーを付与することに頼っている。しかし、残念ながら、こうした三次元造形システムは、分解能および露光の制御に関して多くの問題に遭遇している。交点が流体媒質の深部に移行するにつれての焦点の輻射強度および造形分解能の損失により、制御が困難となっている。吸収、拡散、分散および回析といったすべてが、経済性および信頼性にもとづく流体媒質内の深部での加工の困難さを招いている。
【０００４】
近年、「立体造形法による三次元物体の生産のための装置」と題する米国特許第４，５７５，３３０号に記載された、「立体造形」システムが使用されている。この立体造形は、基本的に、感光性重合体（液状プラスチックなど）の薄い層を所定の断面パターンに露光固化させ、この固化薄層のすべてが順に接合され部品全体を形成するまで、それぞれの上に連続的に作画形成することによって、複雑なプラスチック部品を自動的に作成する方法である。この技術では、部品は液状プラスチックのタンクの中で文字通り成長する。この加工法は、具体的な成形の設計方案を容易に削減し、原型を作成するための極めて強力な方法である。
【０００５】
光硬化性重合体は、光の照射で液体から固体に変化し、紫外線（ＵＶ）によるその感光速度は、この重合体を実用的な模型製作材料とするに十分である。一つの部品が作成される時に重合化しないで残った材料はそのまま再使用することができ、連続して部品が作成される間タンク内に残されている。紫外線レーザは、小さな強い紫外線スポットを発生する。このスポットは検流鏡Ｘ−Ｙスキャナにより液体表面を移動する。スキャナは、コンピュータが生成するベクトルなどによって操作される。こうした技術によって、精密で複雑なパターンを迅速に作ることができる。
【０００６】
レーザ・スキャナ、感光性重合体タンクおよび昇降器は制御用コンピュータとともに一体をなし、ＳＬＡ（Ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ）と称する立体造形装置を形成する。ＳＬＡは、１度に１層の薄層断面を描き、その部分を各層ごとに作り上げることによって、１つのプラスチック部品を自動的に製造するようにプログラムされる。
【０００７】
立体造形は、部品の複雑単純を問わず、金型を用いずに容易に部品を製作するまったく新しい方法である。この技術は、断面のパターンを作成するためにコンピュータの使用にもとづいているので、ＣＡＤ／ＣＡＭへの自然なデータ・リンクが存在する。しかし、こうしたシステムは、分解能、精度および一定の物体形状を作る際の困難さと同様、収縮、応力およびカールその他の変形に関する困難性を有している。
【０００８】
立体造形を用いて作られる物体は、使用する材料が液状状態から固体状態に転移する間で密度を変化させる際に、変形する傾向がある。密度の変化は材料を収縮または膨張させ、このことが、部品の形成に際して、前に硬化させた下層または隣接する構造を「カール」させることによって応力を生じ、結果として全体的な変形をもたらす。密度の変化が少ない材料はカールを示しにくいが、他の点で立体造形に有効な多くの材料は高収縮性である。カールの発生は、立体造形による物体形成の精度を制限する。本発明は、このカールの発生を解消または低減する方法を提供する。
【０００９】
材料の収縮は、重合体材料および、こうした材料を使用する加工法（プラスチック成形など）にとって共通の問題である。しかし、立体造形は新技術であり、収縮による変形に関する問題は広範に取り組まれていない。発明人が採った物体の変形を低減するための他の主な方法は、収縮が少なく応力を生じにくい感光性材料または低剛性で応力を生じさせにくい材料を使用することであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
こうした他の方法は、ある程度効果的であるが、短所がある。感光性重合体において低収縮を得るための方法は、まず高初期当量を持つ低重合体材料を使用することであった。これらの材料は、光重合反応での単位体積当たりの新しい結合形成が少ないので、収縮を起こしにくい。しかし、こうした高当量材料は、一般に、低分子量材料に比べて高分子量であり、所与の温度においてずっと高粘度である。高粘度は液面の平坦化を遅くさせる。また、高粘度は加工温度を高めることによって克服できるが、高温は液体の寿命を制限する。
【００１１】
感光性重合体の収縮は、アクリル結合の形成における収縮によるものである。感光性重合体は、アクリル系誘導体以外の官能基を反応させることによっても作られるが、アクリル結合材料に比べ反応性がかなり低く、従って、一般に固体形成に不適当な速度となっている。
【００１２】
成形の際に多少柔軟な材料は、物体中で歪みを長距離伝えることができないので、通常、低変形の物体が得られる。しかし、この特性は、最終目的が剛性物体を作ることである場合は、欠点となる。一部の材料は、成形時に柔軟であるが、高レベルの輻射その他の手段によって後硬化時に硬化する。これらは立体造形に有効な材料である。液体から固体に転移する過程によって低変形を生じる材料の全体の課題は、現在、検討されている。しかし、変形のまったくない部品を製造できる材料は、現在、存在しない。
【００１３】
設計段階から原型段階へ、さらに最終生産へ迅速かつ高信頼性をもって移行できる、特に、経済性および自動化にもとづく大量生産のために、そうしたプラスチック部品のコンピュータ設計から事実上ただちに原型に直接移行できる技術および設備についての設計生産技術に関する必要性が長期にわたり存在する。
【００１４】
従って、三次元プラスチック物体などの開発生産関係者は、先行技術の三次元生産システムの複雑な焦点合わせ、整合および露光の問題を回避しながら、設計段階から原型段階さらに生産へとすばやく移行できる、より迅速で、高信頼性をもって、経済的かつ自動化された手段に関する改良が望ましいことを長い間認めている。
【００１５】
本発明は、こうした問題のすべてを満足させるものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明による三次元物体を形成する方法は、所望の三次元物体の一連の断面形状を示すデータにしたがってビームを走査することにより、該ビームに反応して硬化する流動性媒体から層ごとに三次元物体を形成する方法であって、連続する複数の層のうちの１つの層の形成に際し、当該１つの層に対応する断面形状内の一部のみを当該１つの層の直下の層への接着を保証するレベルで硬化し、残りの部分を未硬化の状態またはより弱いレベルで硬化された状態に残す工程と、上記の連続する複数の層のうちの上記の１つの層より後に形成される層の形成に際し、上記の１つの層の残りの部分を、当該後に形成される層における該残りの部分の上方部分と共に、該残りの部分の直下の層への接着を保証するレベルで硬化する工程を含むことを特徴とする方法である。
【００１７】
また、本発明による三次元物体を形成する装置は、所望の三次元物体の一連の断面形状を示すデータにしたがってビームを走査することにより、該ビームに反応して硬化する流動性媒体から層ごとに三次元物体を形成する装置であって、連続する複数の層のうちの１つの層の形成に際し、当該１つの層に対応する断面形状内の一部のみを当該１つの層の直下の層への接着を保証するレベルで硬化し、残りの部分を未硬化の状態またはより弱いレベルで硬化された状態に残す手段と、上記の連続する複数の層のうちの上記の１つの層より後に形成される層の形成に際し、上記の１つの層の残りの部分を、当該後に形成される層における該残りの部分の上方部分と共に、該残りの部分の直下の層への接着を保証するレベルで硬化する手段を備えていることを特徴とする装置である。
【００１８】
好ましい実施例では、これに限らないが例えば、本発明は、コンピュータ図形処理の原理を立体造形と組み合わせて利用する。すなわち、コンピュータの命令によって直接三次元物体を製造する際の、コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）およびコンピュータ援用製造（ＣＡＭ）を同時に行うために、立体造形技術を三次元物体の生産に応用する。本発明は、製品開発の設計段階での模型および原型を製作する目的で、または製造装置を目的に、または純粋な芸術形式を目的としても、応用できる。
【００１９】
ＣＡＤシステムのデータベースはいくつかの形式を採ることができる。一つは、物体の表面を三角形の網目として表すものである。これらの三角形は、物体の内面および外面を完全に形成する。このＣＡＤ表現は一般に、各三角形についての単位長さの法線ベクトルも含む。法線ベクトルはその三角形が囲む固体から向かう。
【００２０】
「立体造形」は、紫外線硬化材料などの流動性媒体の薄層の上に新たな薄層を連続的に作画形成することによって三次元物体を製作するための方法および装置である。紫外線硬化性液体の表面または層を照射するプログラムされた可動紫外線スポットビームを用いて、液面で物体の固体断面を形成する。その後物体は、プログラムに従って１層の厚さだけ液面から内部に遠ざけられ、次の断面層が液面に形成されてその物体を形成している直前の層に付着する。こうして、完全な物体が形成されるまでこの過程が継続される。
【００２１】
本発明の技術によって、ほとんどすべての種類の物体の形が作成できる。複雑な形は、プログラム命令の生成を助け、プログラム信号を立体造形成形下位システムに送信するコンピュータの機能を用いることにより、容易に作成できる。
【００２２】
粒子による衝撃（電子ビームなど）、マスクを介してまたはインクジェットによる材料の吹付けまたは、紫外線以外の衝撃性輻射線による化学反応などの、硬化性流体媒質への他の適当な形式の相乗的なエネルギーも、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、本発明の実施に利用できることは当然理解できる。
【００２３】
立体造形は、液状プラスチックの連続的な層を凝固させることにより部品を作るために可動レーザビームを使用する三次元作画製法である。この方法により、設計者は、ＣＡＤシステムで設計を行い、数時間で正確なプラスチック部品を作ることができる。立体造形の過程は、現在好ましい実施例では、これに限らないが例えば、以下の手順から成る。
【００２４】
初めに、立体造形の過程に特に関係することなく、ＣＡＤシステムで通常の方法により固体模型を設計する。立体造形加工用の模型の複製を作る。本発明に従えば、以下に詳述するように、物体は、最終成形物体において応力およびカールを低減する構造形状で設計できる。
【００２５】
本発明に従えば、物体の垂直または水平構成の一部である立体造形の線が実線ではなく切れ目を持つ線で描かれる場合（「破線」技術）、通常そのベクトルに沿って伝達される引張り力は除去される。物体の垂直または水平構成の一部である立体造形の線が実線ではなく屈曲部のある線で描かれる場合（「折れ線」技術）、通常そのベクトルに沿って伝達される引張り力は低減され、カールが低減される。物体の垂直または水平構成の一部である立体造形の線がその下または横の線には直接には結合しないが、二次構造物が形成された後に結合されるように描かれる場合（「二次構造」技術）、通常そのベクトルの下方に伝達される引張り力は除去され、隣接する線の曲げモーメントは低減され、カールは大幅に低減される。物体の垂直または水平構成の一部である立体造形の線が、材料が十分に反応するまで、その下または横の線に直接結合しないように描かれる場合（「マルチパス」技術）、そのベクトルの下方の引張り力は低減され、構造は変形に耐えられるだけ硬質であり、カールは大幅に低減される。
【００２６】
これに限らないが例えば、本発明は、カールの低減された軌条（レーザビーム等に線状に露出したレール状硬化部）を描く方法を想定している。１）引張り力を分断させるための破線。２）引張り力を分断するために相互に角をなす短い線分による線。３）引張り力を除去するために、層の下方に付かないが、他の構造とともに保持される線。４）ゲル化点（および付着）を下層にまで達する露光が適用される前に可能な限り十分に固化する線。
【００２７】
立体造形のための物体作成は、昇降台の最適な配向を選択して、三次元物体の支持部を加え、立体造形システムの作業パラメータを選択することから成る。最適な配向は、（１）　物体が液体をすべて消費することを可能にし、（２）　無支持表面を最低数にし、（３）　重要な表面を最適化し、（４）　物体が樹脂タンク内に適合することを可能にする。支持は、非接合部分を保持するなどの目的で加えられ、支持部のＣＡＤライブラリは、この目的で用意できる。立体造形の作業パラメータは、物体のスケールおよび薄層（スライス）の厚さの選択を含む。
【００２８】
固体模型の表面はその後、通常“ＰＨＩＧＳ”〔プログラマー階層会話形図形処理システム〕により三角形に分割される。三角形はベクトル計算のための最も単純な多角形である。より多くの三角形が形成されればされるほど、表面の分解能は良好になり、従ってＣＡＤ設計に関して物体は高精度になる。
【００２９】
三角形の座標を示すデータ点はその後、適切なネットワーク通信を介して立体造形システムに伝送される。立体造形システムのソフトウエアは、選択した層の厚さで三角形の断面を水平（ＸＹ平面）にスライスする。
【００３０】
次に、立体造形装置（ＳＬＡ）は、スライス断面の輪郭を形成する境界線ベクトル、輪郭内を接続するクロスハッチ・ベクトルおよび表面を形成する平面（外皮）ベクトルを計算する。クロスハッチ・ベクトルは、境界線ベクトルの間のクロスハッチから構成される。いくつかの様式が使用できる。外皮ベクトルは、高速度で、大きな重なり合いで描かれ、物体の外側の平面を形成する。上部および下部外皮の、内部の平面領域は、クロスハッチ・ベクトル以外では充填されない。
【００３１】
ＳＬＡはその後、光硬化流動性樹脂の表面を横切るようにヘリウム−カドミウム・レーザによる紫外線ビームを動かし、露光された部分の液体を凝固させることにより、一度に物体のスライスされた１平面層を形成する。樹脂による紫外線の吸収は、レーザ光が深く透過するのを妨げ、薄層を形成させる。各層は、境界線ベクトル、クロスハッチ・ベクトル、外皮ベクトルの順序で描かれる各ベクトルによって構成される。
【００３２】
ＳＬＡによって描かれた第１の層は、液面直下に位置する水平の台に付着する。この台は、コンピュータ制御のもとで垂直に下降する昇降器に取り付けられている。１層が描かれた後、台は、数ミリメートル液中に浸漬し、前に硬化した層が新しい液体樹脂に覆われると、わずかに上昇して、第２の層が形成される分の液体樹脂の層を残す。液面が十分に平滑になるように間を置いた後、次の層が描かれる。樹脂には接着性があるので、第２の層は第１の層にしっかり付着する。すべての層が描かれ、全体の三次元物体が形成されるまで、この過程が繰り返される。通常、物体の底部０．２５インチほどが、希望の部品が作られるための支持構造である。レーザ光に露出されていない樹脂は、タンク内に残り、次の部品に使用される。材料のむだはほとんどまったくない。
【００３３】
後処理は、過剰樹脂を除去するために成形物体を加熱する、重合を完了させるために紫外線または加熱により硬化させる、支持部を除去することから成る。サンダー仕上げおよび作業模型への組立てを含む付加的な処理が行われることもある。
【００３４】
立体造形装置は、プラスチックの物体を製造するために現在使用されている装置に優る多くの利点がある。この装置は、設計のための配置図および図面を作成すること、さらに、金型の図面および金型を製作する必要がない。設計者は、コンピュータおよび立体造形装置を用いて直接作業することができ、コンピュータの出力画面に表示された設計に満足すれば、部品を作成して直接調査することができる。設計を修正しなければならない場合も、コンピュータを通じて容易に行うことができ、その後、新たな部品を作成して変更が正しいことを確認することができる。相互に関連する設計パラメータを持つ複数の部品を要求する設計の場合、本発明の方法はいっそう有効である。その部品の設計のすべてについて容易に変更でき、必要な場合何度でも繰り返して作成し、全体の組立品を製作し調査できるからである。
【００３５】
設計が完了すれば、部品の生産はただちに開始でき、設計から生産の間の数週間、数ヶ月が節約できる。最終生産速度および部品コストは、短時間運転生産の現在の射出成形のコストと同様で、労務費は射出成形に関するよりもずっと低くなるはずである。射出成形は多数の同一部品が求められる場合にのみ経済的である。立体造形は、金型の必要がなくなり、生産のための設備時間が最小であるため、短時間運転生産に有効である。同様に、この技術を用いることにより、設計の変更および特注部品の供給が容易に行える。部品製作の容易さにより、立体造形は、現在は金属その他の材料の部品が使用されている多くの分野でのプラスチック部品の使用を可能にする。さらに、費用のかかる金属その他の材料の部品の製造を決定する前に、迅速かつ経済的に物体のプラスチック模型を製造できるようにする。
【００３６】
このように、立体造形装置は、三次元プラスチック部品などを、迅速に、高信頼性をもって、正確に、経済的に設計加工できるＣＡＤ／ＣＡＭシステムに対して長く存在する必要性を満足させる。
【００３７】
本発明の上記および他の目的および効果は、例示する実施例の添付図面とともに理解される、以下の詳細な説明によって明らかとなろう。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明は、物体の各断面を規定する一連のベクトルをライトペンシルにより液面に描くことにより各層が形成され、この時カールを除去または低減することを改良とする、感光性重合体の連続層を堆積する形式の改良された三次元物体の形成方法および装置である。多くの技術は、線状露光の一連の層である軌条（ｒａｉｌ）を作り、結果として生じる変形を検査して調べる。この場合、その力すなわち応力は、以下の図に示すように、感光性重合体が硬化（および収縮）し下位の層に付着する面で生じる。
【００３９】
ここで図面、特に第１図および第２図を説明する。ライトペンシル３は図示の方向に液体２（流動性媒体）の上を移動し、その結果液体を固体１に変化させる。これは固体の上層４を形成し、前に形成された下層５に付着する。用語「ライトペンシル」は、液状感光性重合体の表面に当たる紫外線などの相乗的なエネルギーを言う。
【００４０】
拡大図（第２図）に示すように、ライトペンシルからの光は感光性重合体に透過し、反応領域６を形成する。固体／液体界面９、すなわちゲル化点が示される。しかし、反応領域の材料の重合状態はもっと複雑である。領域のすべての材料は反応している。領域の左上の材料は、光が最も強く、ペンシルがこの部分に最も多くの時間あるので、最も強く反応する。右下の下層の真上の材料は、光が最も弱く、ペンシルがこの部分に最も少ない時間あるので、最も反応が弱い。
【００４１】
材料は、反応と同時に、密度を変化させる。ここでの検討では、密度の変化は収縮を生じさせると仮定するが、膨張も生じ得る。反応領域６は複雑な収縮円筒部としてふるまい、収縮７はこの円筒部の内部に向かう。反応領域６の左下部分では、上層４の新しい固体材料が付着８によって下層５に結合する。
【００４２】
上層４が下層５に付着せずに形成された場合は、反応領域６が収縮するにつれて、自己の層４で結合（および抑圧）しているだけなので、「カール」の変形は生じない。この単層４を得る際に、この層は圧縮状態にあるが、曲げモーメントはまったく生じない。これは、収縮反応による水平方向の力のすべてが、成形直後の層以外に加わるための確固とした基礎を持たず、新しく固体となった反応物は、形成されると同時にわずかに左側に戻ることができるからである。
【００４３】
しかし、上層４が形成されると同時に下層に付着する場合、反応領域の結合材料の部分はやはり収縮する。この収縮は２つの形式で軌条の他の部分に結合する。すなわち、
ａ．付着点の真上の材料が収縮する。この収縮する材料は、この時下層の上部を確固とした基礎として使用することができるので、この基礎に圧縮応力を加える。新しい層が形成されるにつれ、以前の（下位の）層の上部のすべては圧縮され、このことが下層で曲げモーメントを生じさせる。
【００４４】
ｂ．反応領域が収縮し、現在形成されている上層に結合する。この領域は、未結合層が形成される場合のように左側に引っ張られる。しかし、反応領域がこの時、下層にも結合されるので、左側への移動に抵抗し、そのため収縮も上層を右へ引っ張る。これは軌条で曲げモーメントを生じさせる。
【００４５】
感光性重合体の反応に関して２種類の収縮があることに注意しなければならない。第一の機構は、重合体が高分子結合の形成により収縮するものである。結果は、固体の重合体の状態が液体の初期重合体の状態よりも高密度であるので、重合体の所与の量は、これが形成された初期重合体よりも小さい体積を持つことになる。この収縮の機構は、レーザ・パターンを発生するためにかかる時間に比較して、ほとんど瞬時である（１マイクロ秒未満）。
【００４６】
第二の機構は、熱効果である。感光性重合体は、発熱性であるので、反応時に熱を発する。この熱は、重合体の温度を高め、地質に広がっていく。以後の冷却および収縮は、緩慢な場合を除き、状態の変化による収縮と同じ効果を持っており、レーザ・パターンを発生するためにかかる時間に比較して、長くかかる（数秒）。現在加工に使用される感光性重合体については、状態機構の変化は、この２種類の収縮のうちの大きいほうである。
【００４７】
立体造形用感光性重合体の典型的な例は、デソト・インコーポレーテッド（ＤｅＳｏｔｏ．　Ｉｎｃ．，　１７００　Ｓｏｕｔｈ　Ｍｔ．　Ｐｒｏｓｐｅｃｔ　Ｒｏａｄ，　Ｄｅｓ　Ｐｌａｉｎｅｓ，　Ｉｌｌｉｎｏｉｓ　６００１８）が製造するＤｅＳｏｔｏ　ＳＬＲ８００　立体造形樹脂である。
【００４８】
〔カールの管理方法〕
本発明に従えば、物体の垂直または水平形成の一部である立体造形の線が実線ではなく切れ目のある線で描かれる場合（「破線」技術）、そのベクトルに沿って通常伝達される引張り力は除去される。物体の垂直または水平形成の一部である立体造形の線が直接ではなく屈曲のある線で描かれる場合（「折れ線」技術）、そのベクトルに沿って通常伝達される引張り力は低減され、カールが低減される。物体の垂直または水平形成の一部である立体造形の線がその下または横に直接付着しないが、二次構造が形成された後に付着するように描かれる場合（「二次構造」技術）、そのベクトルの下方に通常伝達される引張り力は除去され、隣接する線の曲げモーメントは低減され、カールは大幅に低減される。物体の垂直または水平形成の一部である立体造形の線が、材料が十分に反応するまで、その下または横の線に直接付着しないように描かれる場合（「マルチパス」技術）、そのベクトルの下方の引張り力は低減され、構造はカールに耐えられるように硬質である。
【００４９】
カールを管理する方法は、前述の（ａ）および（ｂ）の現象が除去または低減されるような方法で部品を作ることにかかっている。カールを低減させて軌条を描く方法の単純な例はいくつかある。１）引張り力を分断させるための破線。２）引張り力を分断するために相互に角をなす短い線分による線。３）引張り力を除去するために、下層に付かないが、他の構造とともに保持される線。４）ゲル化点（および付着）を下層にまで拡張する露光が適用される前に、可能な限り十分に反応する線。これらの技術は、それぞれ、破線技術、折れ線技術、二次構造技術およびマルチパス技術と呼ぶ。これらの基本的な軌条を以下に詳述する。
【００５０】
破線技術によって作られる軌条は第３図に示す。第４図は、互いに角をなす短線分によって作られた軌条を示す。第５ａ図および第５ｂ図は、下層に付着しないが、他の構造とともに保持される線によって作られた軌条を示す。
【００５１】
下層への付着に先行する線の反応方法をできる限り完全に理解するには、固体の形成過程を理解することが必要である。立体造形における単層の形成にかかる反応時間は、層の厚さ、入射反応体エネルギーの吸着速度および材料の反応速度によって異なる。
【００５２】
入射反応体エネルギーによって液面に固体の膜を形成するための厚さ応答曲線は、対数関数である。液体／固体界面の固体材料は、ちょうどゲル化点であり、表面の固体材料は最も反応している。薄層が形成された後、以後の露光は表面の反応を高めるが、薄層の残りの厚さをどんどん小さくする。
【００５３】
カールを管理する効果的な方法は、新しい上層本体が高度に硬化（反応）するように十分な大きさの層厚さ（下層上の液体樹脂層の厚さ）を選択することである。最後の数回の露光だけが上層と下層に付着させるように多数の露光によってこの層を硬化させることは、さらに効果的である。この場合、反応領域の材料のほとんどは、反応が生じる前に、すでに密度を変化させている。また、新しい上層および下層は、より完全に硬化し、変形に耐えられる。
【００５４】
本発明の現在好ましい実施例では、軌条は、第６図のように、両層が付着しない程度に十分小さい露光による、互いに接近した２つの平行な壁によって作られ、この壁は、層がこれらの点で付着し、その構造を結合するように十分な深さまで露光された、短い垂直ベクトルによって接続されている。
【００５５】
この方法では、２つの壁のベクトルは両方とも、各層について伸び、付着はこの接続ベクトルに付加的な露光を用いることにより得られる。
【００５６】
この概念は、部品作成方法として一般化されている。この方法では、部品は、内壁および外壁、さらに接続ウェブによって設計される。後述の４分の１円筒体（Ｑｕａｒｔｅｒ　Ｃｙｌｉｎｄｅｒ）は、前述のそうした部品例である。図面の第７図はこの部品を示す。この製作方法は「リベッティング」と称し、この時、高露光を受けた接続ベクトルを「リベット」と呼ぶ。
【００５７】
この製作方法を使用する際に、内壁および外壁が付着を生じさせるほど十分に露光された場合、その部品のカールの程度は、重合体の深さを層の深さに等しくさせるのに必要な量を超える露光量にかかっている。すなわち、それらの壁が、その層が下位の層に触れる点を超えて露光されればされるほど、部品はカールが大きくなる。これは実際、本出願において後に詳述する各種樹脂の標準「カール試験」の基礎である。この試験によれば、これらの一連の４分の１円筒体は、各種露光によって製作され、露光に対するカールがプロットされる。この試験によって、各種の樹脂配合物が様々にカールすることがわかっており、最善の樹脂の選択を可能にする。
【００５８】
また、カールを低減するためにここに説明する方法は、発熱レーザを用いて金属またはプラスチック粉末を溶融させることにより部品を製作する技術にも適用できることに注目しなければならない。実際、粉末溶融技術は、感光性重合体によって製作する場合よりもカールを受けやすいはずなので、このカール低減技術は、この方法にとって、さらに必要になる。
【００５９】
また、米国特許出願番号第１８２，８３０号、その一部継続出願番号第２６９，８０１号およびその継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ　事件番号第１８６／１９５号に説明された、一般的な製作アルゴリズムにより、部品は、ＣＡＤシステムによって設計でき、Ｘ軸クロスハッチ、６０°および１２０°クロスハッチによってスライスされ、適切なＭＩＡ（最小交差角で、スライス中に層の境界に平行なハッチ・ベクトルを削除する処理）によって放射状クロスハッチを作成するために指定できるということも注意しなくてはならない。この部品がその後クロスハッチについて大きな露光を、境界線について少ない露光を受ければ、前段に述べた部品製作方法は、ＣＡＤ設計によって実施されたことになる。図面の第８図は、上記の同時係属出願に詳述されたこの目的に適した立体造形システム全体を示す。
【００６０】
この基本発明の変更技術は、破線または折れ線が表面構造を平滑にするために低露光による破線によって「充填」できるようなものとして可能である。破線は、その下位または隣合う線に直接付着しない支持線として使用できる。この非支持線は、小さな付加的な構造の線によって支持線に接続される。非支持線を接合するための二次構造は、下層にこれらの線を接続するために上層への高露光の「リベット」となり得る。
【００６１】
薄い層は、上部表面近くの材料がほぼ完全に反応する一方、所与の露光が薄膜を生じるように、材料の吸収を調整することによって形成できる。
【００６２】
カールを管理するために説明した各種方法は累積的である。すなわち、２以上の方法を組み合わせた場合、カールはいっそう低減される。また、説明した技術の他の多くの変更技術が可能である。
【００６３】
本発明を実施しているカリフォルニア州シルマーのスリー・デー・システムズ社（３Ｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，　Ｉｎｃ．，　Ｓｙｌｍａｒ，　Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）によって提供された商用システムの一つの実施例は、全体構成が付記Ａに抜粋した、その据え付けおよび操作を含む、初期型式のＳＬＡ−１ベータ・サイト立体造形システムのシステム全体を説明する説明書に記載され、ソフトウエアの概略が付記Ｂに抜粋した、ＳＬＡ−１ソフトウエア・マニュアルに記載されている。
【００６４】
ここで図面、特に第９図を説明する。この図は、本発明の実施に適した立体造形システム全体のブロック図を示す。ＣＡＤジェネレータＳ２および適切なインタフェースＳ３は、形成される物体のデータ記述を主としてＰＨＩＧＳ書式で行う。これは、インタフェース・コンピュータＳ４へのイーサネット（ＥＴＨＥＲＮＥＴ）（登録商標）などのネットワーク通信を介して行われる。このコンピュータにおいて、物体のデータは、データを最適化し、かなり難しい複雑な物体形成についても、応力、カールおよび変形を低減し、分解能、強度、精度、再生産の速度および経済性を高める、出力ベクトルを与えるために操作される。インタフェース・コンピュータＳ４は、連続的にスライシングを行い、層の厚さを変化させ、多角形の頂点を巡り、充填し、平坦な表面、平坦に近い表面、上向き表面および下向き表面を生成し、スケーリング、クロスハッチング、ベクトルのオフセットおよびベクトルの順序づけを行うことによってスライス薄層のベクトルのデータを生成する。
【００６５】
コンピュータＳ４からのデータおよびパラメータは、システムの立体造形レーザ、ミラー、昇降器などを作動するための制御下位システムＳ５に送られる。
【００６６】
第１０図および第１１図は、立体造形によって三次元物体を作成するための本発明の基本システムを示すフローチャートである。
【００６７】
紫外線の露光または、可視不可視光を問わず、電子ビームなどの他の形式の相乗的なエネルギーの露光または、インクジェットもしくは適切なマスクを介して適用される反応性化学薬品等の刺激に露出することによって、固体重合体プラスチックに転移変化させることが可能な多くの液状化学薬品（流動性媒体）が知られている。紫外線硬化化学薬品は、現在、高速印刷用インクとして、紙その他の材料の被覆過程において、接着剤として、また他の特殊分野において使用されている。
【００６８】
「リソグラフィー」は、各種技術を用いた図形対象を再現する技術である。現代の例としては、写真の複製、乾式複写および、マイクロエレクトロニクス回路板の製造において使用されているようなマイクロリソグラフィーがある。プロッタまたはＣＲＴ表示装置に表示されるコンピュータ生成図形もリソグラフィーの形式であり、ここでは像がコンピュータ符号化対象である。
【００６９】
コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）およびコンピュータ援用製造（ＣＡＭ）は、コンピュータの能力を設計および製造の過程に応用する技術である。ＣＡＤの典型的な例は、電子部品のプリント回路の設計の分野であり、この場合、コンピュータおよびプロッタがプリント回路板の設計を描き、設計パラメータはコンピュータのデータ入力として与えられる。ＣＡＭの典型的な例は数値制御フライス盤であり、この場合、コンピュータおよびフライス盤が金属部品を製造し、適切なプログラム命令が与えられる。ＣＡＤおよびＣＡＭとも、重要であり、急速に発展している技術である。
【００７０】
本発明の最も重要な目的は、ＣＡＤおよびＣＡＭを同時に実行し、コンピュータの命令によって三次元物体を直接製造するために、紫外線硬化性プラスチックなどの使用と組み合わせて、コンピュータ図形処理の原理を活用することである。本発明は、立体造形と称し、製品開発の設計段階での模型および原型を製作するためにまたは、製造装置としてまたは、純粋な芸術形式としても、使用できる。本発明は、発明人の一人であるチャールズ・Ｗ．ハルに対して１９８６年３月１１日に交付された米国特許第４，５７５，３３０号に述べられた立体造形の開発を敷衍する。
【００７１】
ここで、立体造形の方法を概説する、図面第１０図をより詳しく説明する。段階Ｓ８は、このシステムにより形成される三次元物体を表す、主としてデジタル形式によるＣＡＤその他のデータの生成を要求する。このＣＡＤデータは、通常、現在好ましいとされる勾配の指示などについて、多辺形形式、三角形およびこれらの三角形の平面に垂直な法線により表面を規定し、本発明の現在好ましい実施例において、現在ＡＮＳＩ規格に適合するプログラマー階層会話形図形処理システム（ＰＨＩＧＳ　［Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒ’ｓ　Ｈｉｅｒａｒｃｈｉａｌ　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｓｙｓｔｅｍ］）に適合する。この規格は、例えば、テンプレート社（Ｔｅｍｐｌａｔｅ，　Ｍｅｇａｔｅｋ　Ｃｏｒｐ．，　Ｓａｎ　Ｄｉｅｇｏ，　Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から出版された、「ＰＨＩＧＳの理解」“Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ＰＨＩＧＳ”に説明されている。
【００７２】
本発明に従えば、段階Ｓ９で、ＰＨＩＧＳデータまたはその等価物は、三次元物体を形成する際に立体造形出力システムを作動させるための修正データベースに独自の変換システムによって変換される。この点に関して、物体を定義する情報は、応力、カールおよび変形を低減し、分解能、強度および再現精度を高めるために、特に処理される。
【００７３】
第１０図の段階Ｓ１０は、形成される三次元物体の断面を表す個々の固体単層の作成を要求する。段階Ｓ１１は、選択的な硬化のためにシステムにプログラムされた希望の三次元物体を形成するために、連続的に形成された隣接する単層を結合する。
【００７４】
このように、本発明の立体造形システムは、流体媒質の選択された表面で形成される物体の断面パターンを作成することによって三次元物体を生成する。流体媒質は例えば、衝撃性輻射線、電子ビームその他の粒子による衝撃、または、（流体表面に隣接するマスクの上にインクジェットまたは吹付けにより）塗布された化学薬品などの適切な相乗的なエネルギーに応答して、その物理状態を転移変化させる紫外線硬化性液体などであって、物体の対応する連続する隣接断面を表す連続する隣接単層は、物体の段階的なまたは薄層の堆積を与えるために自動的に形成され統合され、これによって、三次元物体は、形成過程において流体媒質のほぼ平面またはシート状表面から形成され、引き出される。
【００７５】
第１０図に示した前記の技術は、第１１図のフローチャートにおいてさらに詳しく概説されており、この図においても、段階Ｓ８は、このシステムにより形成される三次元物体を表す、主としてデジタル形式によるＣＡＤその他のデータの生成を要求する。また、段階Ｓ９で、ＰＨＩＧＳデータは、三次元物体を形成する際に立体造形出力システムを作動させるための修正データベースに独自の変換システムによって変換される。段階Ｓ１２は、既定の反応性エネルギーに応答して凝固できる流体媒質を含むことを要求する。段階Ｓ１３は、第９図のコンピュータＳ４から出力されたデータに応答して、その表面で、製造する三次元物体の隣接断面を表す各層である、薄い固体の個別層を形成するために、規定の流体表面に、そのエネルギーを図形パターンとして加えることを要求する。本発明の実際の用途では、各単層は、薄い単層であるが、断面を形成し、形成される物体の他の断面を規定する隣接する単層に付着する上で適切に凝集性であるのに十分な厚さである。
【００７６】
第１１図の段階Ｓ１４は、各層を統合し、希望の三次元物体を形成するために、形成と同時に、それぞれの層の上に連続的な隣接する層または単層を付加することを要求する。本発明の通常の実施においては、流体媒質が硬化して単層を規定するために固体が形成されると同時に、その単層は流体媒質の作業面から遠ざけられ、以前に形成された単層に取って代わった新しい液体の層において次の単層が形成され、それぞれの連続する単層が他の断面の単層にすべてに（硬化した流体媒質の自然の接着性によって）付加され統合される。当然、前述のように、本発明は、垂直および水平の間の転移の際に生じる問題も扱っている。
【００７７】
こうした断面単層を作成する過程が、全体の三次元物体が形成されるまで繰り返される。物体はその後取り出され、システムは、以前の物体と同一である、または、立体造形システムを制御するプログラムを変更することによってまったく新しい物体として形成される別の物体を製造する準備が整えられる。
【００７８】
図面の第１２図および第１３図は、システムおよび第９図から第１１図のフローチャートによって説明された立体造形を実施するために適切な各種装置を示す。
【００７９】
前に指摘したように、「立体造形」は、紫外線硬化性材料などの硬化性材料の薄層を他の層の上に連続的に作画形成することによって物体を作成するための方法および装置である。紫外線硬化性液体の表面または層を照らすプログラム可能可動紫外線スポットビームが、液面で物体の固体断面を形成するために使用される。その後、この物体は、プログラムされた方法で１層の厚さの分だけ液面から移動して遠ざけられ、物体を形成する直前の層に付着し、次の断面が作成される。この過程は、全体の物体が形成されるまで継続される。
【００８０】
本発明の技術によって、ほとんどすべての種類の物体の形が作成できる。複雑な形は、プログラムされたコマンドの生成を助け、プログラム信号を立体造形成形下位システムに送信する、コンピュータの機能を用いて、より容易に作成できる。
【００８１】
ＣＡＤシステムのデータベースはいくつかの形式を採ることができる。一つは、以前に指摘したように、物体の表面を三角形の網目として表すものである（ＰＨＩＧＳ）。これらの三角形は、物体の内面および外面を完全に形成する。このＣＡＤ表現は、各三角形の単位長さの法線ベクトルも含む。この法線はその三角形が囲む固体から向かう。本発明は、こうしたＣＡＤデータを、立体造形によって物体を形成するために必要な層ごとのベクトルのデータに処理する手段を提供する。
【００８２】
立体造形が有効に働くためには、１層と次の層に良好な付着がなければならない。従って、１層の樹脂は、以前の層が作成された時に形成された樹脂を覆わなければならない。垂直線分でできた物体を製作する際に、１層の上に形成されたプラスチックは、直前の層から以前に形成された樹脂に正確に当たるので、良好な付着を与える。垂直部分から水平部分に移行し始めるにつれ、層の厚さによる有限ジャンプを用いて、点は、１層の上に形成された樹脂が以前の層の上に形成された樹脂に接触しないところに事実上達するので、これは重大な付着の問題を生じる。水平面自体は、水平であることによって、全体の断面は、構造統合性を維持する各硬化線の側面対側面の付着によって１層に作られるので、付着の問題を生じない。本発明は、垂直断面から水平断面に、または、水平断面から垂直断面に移行する際に、層間の付着を保証する一般的な手段を提供すると同時に、表面を完全に境界を定める方法および成形部品の応力および歪みを除去または低減する方法を提供する。
【００８３】
新規で改良された立体造形システムの現在好ましい実施例は、第１２図の立体断面図に示す。容器２１は、既定の作業表面２３を与えるために紫外線硬化性液体２２などの所定の刺激に露出することにより転移可能な流動性媒体で充填されている。プログラム可能な紫外線の光源２６（刺激の供給源）などは、表面２３の面に紫外線のスポット２７（刺激）を生じる。スポット２７は、光源２６とともに使用されるミラーその他の光学または機械要素（第１２図には図示しない）の動きによって表面２３を動くことができる。表面２３でのスポット２７の位置は、コンピュータ制御装置２８によって制御される。以前に指摘したように、制御装置２８は、ＣＡＤ設計システムなどのジェネレータ２０によって生成され、ＰＨＩＧＳ形式または等価形式で、物体を定義する情報が、応力、カールおよび変形を低減し、分解能、強度および再現精度を高めるために特に処理されるコンピュータ変換システム２５に向けられるＣＡＤデータの制御のもとにある。
【００８４】
容器２１の内側の可動昇降台２９は、選択的に上下に可動でき、台２９の位置は制御装置２８によって制御されている。この台が動きながら、３０ａ、３０ｂ、３０ｃなどの統合された単層（薄層）の段階的な堆積（厚み方向の重ね合わせ）によって三次元物体３０を製造する。
【００８５】
紫外線硬化性液体２２の表面２３は、容器２１で一定の液面が維持され、紫外線のスポット２７または、液体を硬化させ固体に転化させるのに十分な強度の他の適切な形式の反応性エネルギーが、プログラムされた方法で作業表面２３の上を動く。液体２２が硬化し、固体が形成されると、初め表面２３の直下にあった昇降台２９は、いずれかの適切な作動器によって、プログラムされた方法で表面２３から下方へ動く。こうして、初めに形成された薄層は、表面２３の下に移動し、新しい液体２２が流れて表面２３を覆う液体の層を形成する。この新しい液体の層が、次に、プログラムされた紫外線スポット２７によって固体薄層に転移され、新しい薄層部分はその下の薄層部分に付着して結合される。この過程が、三次元物体３０全体が形成されるまで継続される。物体３０はその後容器２１から取り出され、システムは別の物体を製造する準備が整えられる。その後、別の物体が製造でき、または、コンピュータ制御装置２８のプログラムを変更することによっていずれかの新しい物体が作成できる。
【００８６】
紫外線硬化性液体などの硬化性液体２２は、いくつかの重要な特性を持っていなければならない。（Ａ）使用可能な紫外線源について、実際的な物体形成時間ができる限り十分に速くなければならない。（Ｂ）連続する層が互いに付着できるように接着性がなければならない。（Ｃ）昇降器が物体を動かした時に、新しい液体材料の層がすばやく表面を覆うことができる程度、その粘度が十分に低くなければならない。（Ｄ）形成された薄膜が合理的に薄くなるほど、紫外線を吸収しなければならない。（Ｅ）物体が形成された後に紫外線硬化性液体および部分硬化液体を除去するために洗浄できる程度、固定状態の同様の溶剤に合理的に不溶性でなければならない。（Ｆ）可能な限り無毒性かつ非刺激性でなければならない。
【００８７】
また、硬化した固形物は、固体状態となった後に希望の特性を持っていなければならない。これらの特性は、他のプラスチック材料の従来の用途と同様、関係する用途によって異なる。色、質感、強度、電気的性質、易燃性および柔軟性といった項目が検討すべき特性に含まれる。さらに、材料のコストも多くの場合重要である。
【００８８】
立体造形作業装置の現在好ましい実施例（第１２図）で使用される紫外線硬化性材料は、デソト・インコーポレーデッド（ＤｅＳｏｔｏ，　Ｉｎｃ．，　１７００　Ｓｏｕｔｈ　Ｍｔ．　Ｐｒｏｓｐｅｃｔ　Ｒｏａｄ，　Ｄｅｓ　Ｐｌａｉｎｅｓ，　Ｉｌｌｉｎｏｉｓ　６００１８）が製造するＤｅＳｏｔｏ　ＳＬＲ８００立体造形用樹脂である。
【００８９】
光源２６は、希望する物体の細部が形成できるほど十分に小さく、使用される紫外線硬化性液体２２を十分に実用的な程度に急速に硬化させるだけ十分な強度を持つ紫外線スポット２７を生じる。光源２６は、電源の入切および、集中されたスポット２７が液体２２の表面２３上に動けるように動作するために、プログラムできるようになっている。従って、スポット２７が動くにつれて、液体２２を硬化させ、図表記録器またはプロッタがペンを用いて紙の上に描くのとほぼ同じ方法で表面に固体のパターンを作画する。
【００９０】
立体造形システムの現在好ましい実施例の光源２６は、主に、カリフォルニア州サニーベールのリンコニスク社（Ｌｉｎｃｏｎｉｘ）が製造する４２４０−Ｎ型ＨｅＣｄマルチモード・レーザ（Ｍｏｄｅｌ　４２４０−Ｎ　ＨｅＣｄ　Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ　Ｌａｓｅｒ）などのヘリウム−カドミウム紫外線レーザである。
【００９１】
第１２図のシステムにおいて、焦点スポット２７が一定の焦点面で焦点をはっきりと保ち、それによって作業表面２３に沿って高位の層を形成する際に最大の分解能を保証するように、表面２３を一定のレベルに保ち、物体３０が移動された後にこの材料を補充するための手段を付与することもできる。これに関して、作業表面２３で高強度のスポット２７が得られ、液体内で急速に強度が低下し、それにより形成される物体に最も薄い適切な断面層を付与するために硬化過程の深さを限定できるように焦点を形成することが望まれる。
【００９２】
昇降台２９は、形成される物体３０を支持し、必要に応じてそれを上下させるために使用される。通常、層が形成された後、物体３０は、次の層の厚さ以上に動かされ、それにより液体２２は前に硬化し固体が形成された薄層と表面２３との間のわずかな隙間に流れ込むことができ、その後物体は次の薄層の正しい厚さに戻され流体の層が形成される。昇降台２９の要求事項は、プログラムされた方法で適切な速度で適切な精度をもって動くことができ、さらに、形成される物体３０の重量を扱えるだけ十分な強度を持つことである。さらに、設定段階および物体が移動する際に昇降台２９の位置を手動で微調整できればより有効である。
【００９３】
昇降台２９は、機械式、空圧式、液圧式または電子式が可能であって、位置を精密に制御するために光学または電子式フィードバックを行うこともできる。昇降台２９は、通常、ガラスまたはアルミニウムのいずれかにより加工されるが、硬化したプラスチック物体が付着するいずれかの材料が適する。
【００９４】
コンピュータ制御ポンプ（図示せず）は、作業表面２３で液体２２のレベルを一定に維持するために使用できる。適切なレベル検知システムおよびフィードバック網は、公知の技術であり、流体容積の変化を相殺し、表面２３で一定の流体レベルを維持するために、昇降台２９が流体媒質の中に動くにつれて流体媒質から動く中実棒（図示せず）などの流体ポンプまたは液体変位装置を駆動するために使用できる。他に、光源２６は、検知されたレベルに関連して動くことができ、作業表面２３ではっきりした焦点を自動的に維持することができる。こうした選択方法はいずれも、コンピュータ制御システム２８と関係した適切なデータオペレーティングによって容易に得られる。
【００９５】
三次元物体３０が形成された後、昇降台２９は上げられ、物体は後処理のために台２９から取り外される。
【００９６】
図面第１３図から明らかなように、立体造形システムの別な機器構成を示すことができる。紫外線硬化性液体２２または類似物は、液体２２に対して非混和性かつ非湿潤性である重い紫外線透過性液体３２の上に浮いている。例えば、エチレングリコールまたは重水はこの中間液体３２に適する。第１３図のシステムでは、三次元物体３０は、第１２図のシステムに示すような、液体２２中に下方に向かうよりもむしろ液体２２から引き上げられる。
【００９７】
第１３図において、光源２６は、液体２２と非混和性中間液体３２との間の界面でスポット２７の焦点を結び、紫外線は、容器２１の底部で支持された水晶などの適切な紫外線透過窓３３を経て通過する。硬化性液体２２は、非混和性中間液体３２の上にごく薄い層で与えられ、それによって、理想的には極薄単層が形成されるので硬化深さを限定するためにもっぱら吸収などに頼るのではなく直接に層の厚さを限定できる利点がある。従って、形成の領域がより明確に限定され、一部の表面は第１２図の装置よりも第１３図の装置によっていっそう平滑に形成される。さらに、紫外線硬化性液体２２の容積の小さいことが求められ、一つの硬化性材料を他の材料に交換することが容易である。
【００９８】
この新規で改良された立体造形の方法および装置は、プラスチック物体を製造するために現在使用されている方法に優る多くの利点がある。この方法は、金型の図面および金型を製作する必要をなくす。設計者は、コンピュータおよび立体造形装置を用いて直接作業することができ、コンピュータの出力画面に表示された設計に満足すれば、直接に部品を製造して調査することができ、得られた情報により、カールおよび変形を低減し、分解能、強度および再現精度を高めるために特別に加工される物体を定義できる。設計を修正しなければならない場合もコンピュータを通じて容易に行うことができ、その後、新たに別の部品を作って変更が正しいことを確認することができる。相互の連関する設計パラメータを持つ複数の部分を要求する設計の場合、本発明の方法は、その部品の設計のすべてが容易に変更でき、全体の組立品を、必要な場合何度でも繰り返して形成し調査できるので、いっそう有効である。
【００９９】
設計が完了した後、部品の生産はただちに開始でき、設計から生産の間の数週間、数カ月が節約できる。最終生産速度および部品コストは、短時間運転生産の現在の射出成形のコストと同様で、労務費は射出成形に関するよりもずっと低くなるはずである。射出成形は、多数の同一部品が求められる場合にのみ経済的である。立体造形は、金型の必要がなくなり、生産のための設備時間が最小であるため、短時間運転生産に有効である。同様に、この技術を用いることにより、設計の変更や特注部品の供給が容易に行える。部品製造の容易さによって、立体造形は、現在は金属その他の材料の部品が使用されている多くの分野でのプラスチック部品の使用を可能にする。さらに、費用のかかる金属その他の材料の部品の製造を決定するのに先立って、迅速かつ経済的に物体のプラスチック模型を製造することを可能にする。
【０１００】
前述から明らかなように、各種の立体造形システムが本発明の実施のために開示されているが、これらはいずれも、事実上二次元表面で描き、その表面から三次元物体を抽出するという概念を共通して持っている。
【０１０１】
本発明は、三次元のプラスチック部品などを、迅速に、信頼性をもって、正確に、経済的に設計加工でき、かつ、応力およびカールを低減できるＣＡＤ／ＣＡＭシステムのための技術に対して長期に存在する必要性を満足させる。
【０１０２】
ここで前述のマルチパス・カール低減技術の実施例を説明する。この実施例では、液状樹脂の薄層は、層が最初のパス（最初の露出）では下位の隣接するすでに硬化した層（前に形成された薄層）に付着しないように樹脂の上に紫外線レーザビームの多数のパスによって特定の深さまで段階的に硬化させられる。その代わりに、後のパス（さらなる露出）で付着が得られ、実際、付着が得られた後の付加的なパスは、さらに付着を得ることができる。例えば、０．５１ミリ（２０ミル）の層の厚さについて、付着は、０．５１ミリ（２０ミル）まで層を増分をもって段階的に硬化させるように十分なパスが行われた場合に得られる。しかし、付着が得られた後でも、層間にさらに大きな付着を与えるために、下位のすでに硬化した層にさらに０．１５ミリ（６ミル）層を浸透させるために付加的なパスを行うことができる。その結果、層の厚さが０．５１ミリ（２０ミル）だけであっても０．６６ミリ（２６ミル）の硬化深さが得られる。
【０１０３】
マルチパスは２通りの方法でカールを低減する。第１の方法は、層を増分をもって硬化させ、層の上部がすでに硬化した層に応力を伝えることなく硬化させる。第１４ａ図に関して、上層１００が１回のパスで硬化する場合、層を作る樹脂は下層１０１（前に形成された薄層）に対する付着と収縮が同時に生じ、応力をこの層に伝える。その結果、下層１０１がある程度応力の伝達に抵抗するように固着しなければ、両層とも第１４ｂ図に示すように上方にカールする。他方、上層１００が多数のパスで硬化した場合、下層１０１に相当の応力を伝えることなく硬化できる。第１５ａ図に関して、マルチパスによって、上層１００は下層１０に接近してほとんど硬化できるが、ほぼ数ミル（ミルは１０００分の１インチ＝０．０２５４ミリ）の距離１０２だけ分離できる。その後、以後のパス（最終パス）では、層は互いに付着するが、最終パスで硬化する樹脂量は少量であるので、最終パスでの収縮は前記１回のパスに比べて少なく、従って、下層１０１に伝わる応力も少なくなる。
【０１０４】
マルチパスによってカールを低減する第２の方法は、付着を生じるパスが行われた時に、そのパスで硬化する樹脂がすでに硬化した硬質な下層と、現在の上層のすでに硬化した硬質部分との間でサンドイッチになるようにすることである。第１５ｂ図に関して、この中間層１０２の樹脂の硬化は、硬化した上層１００および下層１０１の両方に同時に応力を生じ、互いに相殺し合う傾向がある。例えば、中間層１０２の収縮により、下層１０１は、上方に曲がる傾向があり、一方、上層１００は図示のように下方に曲がる傾向がある。その結果、これらの効果は、下層１０１を上方に曲げようとする力は上層１００のすでに硬化した部分の剛性によってつり合うが、上層１００を下方に曲げようとする力は下層１０１の剛性によってつり合うので、互いに相殺することになる。
【０１０５】
マルチパスの可能な実施例は、所与の層に対して、２回目のパスで付着（およびさらに良好な付着のために次の層に浸透するために可能な過硬化）が生じるように２回だけのパスを行うことである。この実施例では、１回目のパス（最初の露出）で、下層に可能な限り密接する（０．０２５ミリ（１ミル）以内）ように硬化させ、２回目のパス（さらなる露出）で下層に付着することが好ましい。
【０１０６】
マルチパスの好ましい実施例は、所与の層に対して、１回目のパスの後、層間の未硬化の隙間の増分量が約０．０５〜０．０８ミリ（２〜３ミル）だけの隙間が残るまで以後のパスで増分をもって硬化するように、３回以上、つまり４または５回のパスを実施することである。その後、以後の１回のパスで残っている０．０５〜０．０８ミリ（２〜３ミル）の隙間が硬化し、付着を得る。
【０１０７】
２回だけのパスによるマルチパスか３回以上のパスによるマルチパスを実施するかの決定には、所与の層の硬化深さを評価および／または管理できる精度を考慮することが重要である。例えば、硬化深さが０．０５〜０．０８ミリ（２〜３ミル）の精度で評価される場合は、２回パスの実施例では最初のパスで付着がなされ、第１の例でマルチパスを使用する目的を無効にし、カールを生じる場合もある。当然、前記の好ましいマルチパスの実施例におけるよりも、硬化深さを評価する際の不正確さによって、希望のパス以前に付着が生じる（次の層への過硬化が生じた場合最終パスではなくなる）危険があるが、これは、付着が生じるパスでは主としてごく少量の樹脂だけが硬化し、従ってごくわずかな応力しか下層に伝わらないので、２回パスの場合よりもずっと小さな問題である。他方、２回パスの場合、一般に、最初のパスで多量の液状樹脂が硬化し、その結果、下層へ伝わる応力は付着が生じる際に硬化した樹脂の量の依存するので、このパスでの付着が大きなカールをもたらすことになる。２回パスの場合において１回目のパスで多量の樹脂が硬化する理由は、前述のように、この実施例では、１回目のパスで下層の数ミル以内までが硬化し、２回目のパスで付着が得られるように硬化させることが重要だからである。従って、１回目のパスでは、通例、下層の数ミル以内まで硬化させるために多量の樹脂が硬化させられる。０．５１ミリ（２０ミル）の層厚さでは、これは、１回目のパスが下層に向って約０．４６〜０．４８ミリ（１８〜１９ミル）まで作用することを要し、大量の液状樹脂を硬化させることを意味する。
【０１０８】
他方、好ましいマルチパスの実施例では、第１パスが層をそれぞれの数ミルの範囲にする必要はない。それどころか、第１パスの後にもっと大きな隙間を残すことができ、層をそれぞれの数ミルの範囲にするのは以後のパスに任せ、最終的に付着させることになる。従って、希望のパス以前に付着がすべて生じる場合、大量の液状樹脂だけが硬化する時は確かに第１パスで生じないが、比較的少量の液状樹脂だけが硬化する時は後のパスで生じるだけである。また、ベールの法則（後述）に従えば、硬化深さのかなり少ない透過は通常、紫外線レーザの露光が各パスで同じに保たれていても、第１パスに比べて以後のパスで得られる。
【０１０９】
硬化深さを評価する際の不正確は、多くの原因による。一般に、硬化深さは紫外線レーザの露光に対数関数的に依存する。つまり、露光が２倍、３倍になっても、硬化深さは２倍、３倍にならず、これよりずっと小さく増加する。
【０１１０】
この関係（露光と硬化深さとの間の）は、ベールの法則として公知の式Ｉｆ＝ＩｏｅａＸによって理論的に記述される。式中、Ｉｆは距離Ｘでの液体への紫外線の強度、Ｉｏは液面での紫外線の強度、ａは比例定数、Ｘは強度Ｉｆが測定される液体中の距離を表す。従って、原則的に、所与のパスでの硬化深さの増加は、以前のパスの累積された露光および所与のパスで受けた増分の露光にもとづいて決定できる。
【０１１１】
しかし、いくつかの「現実の」実際的な理由のために、硬化深さの増加はベールの法則に正確に従わない場合がある。第一に、「レンズ効果」として公知の現象によって、マルチパスの実施においてベールの法則にもとづいて評価される硬化深さは、約０．０５〜０．０８ミリ（２〜３ミル）だけ、得られた実際の硬化深さよりも過少に評価される。そのため、付着は予想よりも早期に得られる。
【０１１２】
このレンズ効果は、硬化した樹脂が液状樹脂に比べて異なる反射率を持つので、以前のパスにより硬化した樹脂がレンズとして作用するために生じる。マルチパスの実施において、中間パスでは、レーザビームは以前のパスですでに硬化した樹脂を通過し、上述のように、この硬化樹脂はレンズとして作用し、紫外線レーザビームを集中させ、その結果、ベールの法則によって予測されるよりも大きな硬化深さの透過を得させる。
【０１１３】
レンズ効果は、第１６図によって例証できる。この図では、以前の第１４図に対して類似の要素は類似の参照番号で示される。第１６ａ図は、特定の露光での紫外線レーザの１回のパスによって得られた硬化樹脂１０３を示す。得られた硬化深さはＴ１で指示される。
【０１１４】
第１６ｂ図は、紫外線レーザビームのマルチパスによって得られた硬化樹脂を示す。この図で、各パスでの硬化深さの累進的増加は、それぞれ、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃおよび１０３ｄで指示される。各パスで適用された増分露光の合計がベールの法則にもとづき、第１６ａ図の１回のパスで適用された露光に等しいと仮定すれば、Ｔ２はＴ１に等しいと予想される。しかし図示したように、レンズ効果によって、Ｔ２は、約０．０５〜０．０８ミリ（２〜３ミル）になるＴ３で指示された増分だけ、　Ｔ１より大きくなる。
【０１１５】
硬化深さの評価の不正確さの別な理由は、樹脂の光重合開始剤成分の漂白（別名「光漂白」）によるものであり、これは、樹脂が紫外線のマルチパスによって何度も露光されることによって生じる。光漂白により、光重合開始剤は予測よりも少ない紫外線を吸収し、その結果、レーザは予測よりも深く樹脂に透過する。
【０１１６】
不正確さの第３の理由は、レーザが作る光の強度の変動であり、これはさかのぼればレーザ出力の変動によって生じる。
【０１１７】
例えば、３Ｄシステムズ社が製造する商用立体造形装置ＳＬＡ−２５０に現在使用されているレーザは、約２０ｍＷの連続出力を有する。出力の変動のために、レーザの出力は１６〜２８ｍＷの出力バーストによって中断されることもある。ＳＬＡ−２５０では、レーザビームは、増分をもって増加する各段階で液状樹脂の表面を移動し、その後各段階後に所与の期間静止するように指示される。液面の極小部分のレーザの露光は、段階の大きさで割った段階期間をかけたレーザ出力に正比例する。言い換えれば、所与のレーザ出力について、樹脂への露光は、段階の期間を増すかまたは段階の大きさを減じることによって増大できる。従って、レーザ出力の変動は、露光の変動として直接現れ、その結果、硬化深さはこうした変動のために期待される深さから数ミルだけ変化することもある。
【０１１８】
すなわち、レンズ効果の組み合わされた影響、光重合開始剤の漂白およびレーザ出力の変動が、硬化深さを評価する際の不正確さをもたらし、その結果、実際問題として３回以上のパスによるマルチパスを実施することが好ましい。
【０１１９】
マルチパスの他の好ましい実施例は、各パスのレーザの露光を一定にすることである。しかし、多くの場合、各パスでの均一な露光は、各パスの露光の一定の増分は硬化深さの一定の増分をもたらさないことを示すベールの法則のために、不可能である。むしろ、第１のパスでは、以降のパスに比べて、より多くの部分が硬化する。例えば、第１のパスが層の厚さの９０％を硬化させ、第２のパスが第１のパス後に残された未硬化の隙間の９０％を硬化させ、第３のパスが第２のパス後に残された未硬化の隙間の９０％を硬化させる…といったことが完全に可能である。その結果、均一な露光により、層は２回のパスだけで付着し、付加的なパスにより層間にさらに大きな付着をもたらすことになる。結果として、一般に、異なるパスで非均一の露光が可能な実施例が好ましい。
【０１２０】
ここで、異なるパスで非均一の露光の選択を行う利益を示すいくつかの例を挙げる。これらの例はすべて、希望の層厚さが０．５１ミリ（２０ミル）であり、各層は隣接する下層に０．１５ミリ（６ミル）透過するように硬化し、１累積露光レベルによって０．６６ミリ（２６ミル）の硬化深さが得られ、露光の倍加は硬化深さで０．１０ミリ（４ミル）の増分増加をもたらすものと仮定する。これらの仮定にもとづき、以下の硬化深さと露光レベルの関係が得られる。
【０１２１】
硬化深さ　　　　　　　　　　　　累積露光
０．６６ミリ（２６ミル）　　　　１
０．５６ミリ（２２ミル）　　　　１／２
０．４６ミリ（１８ミル）　　　　１／４
０．３６ミリ（１４ミル）　　　　１／８
０．２５ミリ（１０ミル）　　　　１／１６
全部の例において、すべてのパスによる累積露光が１であって、その結果すべてのパスが行われた後の硬化深さが０．６６ミリ（２６ミル）になると仮定する。パスの数および各パスの露光の増分は各例で変化する変量である。従って、これらの例では、露光は、そのパス以前に適用された累積露光ではなく、それぞれのパスで適用された増分の露光を言う。
【０１２２】
最初の例は、マルチパスの２回パスの実施例である。
【０１２３】
例１．）　２回パス、一定露光
パス　　　露　光　　　　　硬化深さ
１　　　　１／２　　　０．５６ミリ（２２ミル）
２　　　　１／２　　　０．６６ミリ（２６ミル）
この例（１／２の各パスで一定の露光を示す）は、第１パスで、層厚さ０．５１ミリ（２０ミル）よりも大きな０．５６ミリ（２２ミル）の硬化深さを得るので、層が第１パスで付着されることからマルチパスの好ましくない実施である。
【０１２４】
例２．）　２回パス、変化露光
パス　　　露　光　　　　　硬化深さ
１　　　　１／４　　　０．４６ミリ（１８ミル）
２　　　　３／４　　　０．２０ミリ（　８ミル）
第１パスでの硬化深さは０．４６ミリ（１８ミル）だけなので、この例は容認できる実施である。
【０１２５】
例３．）　２回パス、変化露光
パス　　　露　光　　　　　硬化深さ
１　　　　１／８　　　０．３６ミリ（１４ミル）
２　　　　７／８　　　０．３０ミリ（１２ミル）
第１パスでの硬化深さは０．３６ミリ（１４ミル）だけなので、この例も容認できる実施である。
【０１２６】
例２．）と３．）を比較すれば、例２．）が好ましいことが示される。上層が第１パス後に下層に近接して硬化し、その結果第２パスでは硬化する際に硬化すべき樹脂が少ないからである。実際、硬化深さが第１パスで正確に評価できれば、最適な解決は、第１パス後に層間の隙間を小さくさせる、１／４〜１／２の範囲となる第１パスの露光を要求する。しかし、上述の硬化深さを評価する際の不正確さのために、第１パスの露光が１／２よりもむしろ１／４に近いことが好ましい。従って例３．）に比べて例２．）が好ましい。
【０１２７】
次の例は３回パスの実施例である。
【０１２８】
例４．）　３回パス、一定露光
パス　　　露　光　　　　　硬化深さ
１　　　　１／３　　　０．５０ミリ（１９．７ミル）
２　　　　１／３　　　０．６０ミリ（２３．７ミル）
３　　　　１／３　　　０．６６ミリ（２６　　ミル）
指摘したように、この例は容認できる実施ではないであろう。付着が第２パスで生じるためであり、さらに、関係する不正確の程度によって、０．５０ミリ（１９．７ミル）の硬化深さは層の厚さ０．５１ミリ（２０ミル）に非常に近いので、恐らく、ある程度の付着が第１パスで生じるためである。硬化する液状樹脂の量が多い場合、第１パスで付着が生じる重大な危険があるので、この例はマルチパスの好ましい実施例ではない。
【０１２９】
例５．）　３回パス、変化露光
パス　　　露　光　　　　　硬化深さ
１　　　　１／４　　　０．４６ミリ（１８ミル）
２　　　　１／４　　　０．５６ミリ（２２ミル）
３　　　　１／２　　　０．６６ミリ（２６ミル）
この例では、第２パス後の硬化深さは０．５６ミリ（２２ミル）であるので、付着は第２パスで生じるため、付着が第３パスで望まれる場合、許容できない。他方、第１パスは０．４６ミリ（１８ミル）の硬化深さを得るので、第２パスにおいて硬化する樹脂の量は多くなく、第２のパスでの付着によって生じる硬化はたぶん大きなものではない。
【０１３０】
例６．）　３回パス、変化露光
パス　　　露　光　　　　　硬化深さ
１　　　　１／４　　　０．４６ミリ（１８　　ミル）
２　　　　１／８　　　０．５２ミリ（２０．３ミル）
３　　　　５／８　　　０．６６ミリ（２６　　ミル）
第２パス後の硬化深さが０．５２ミリ（２０．３ミル）であるので、第２パス後に恐らくある程度の付着が生じるが、第２パスで硬化する樹脂の量は、第１パスが０．４６ミリ（１８ミル）の硬化深さを得られると評価されるので、少ない。さらに、硬化深さを評価する際の不正確さのために、付着が第２パスではまったく生じないことが起こり得る。
【０１３１】
例７．）　３回パス、変化露光
パス　　　露　光　　　　　硬化深さ
１　　　　１／４　　　０．４６ミリ（１８　　ミル）
２　　　　１／１６　　０．４９ミリ（１９．３ミル）
３　　　１１／１６　　０．６６ミリ（２６　　ミル）
第２パス後の硬化深さが０．４９ミリ（１９．３ミル）だけであるので、この例は容認できる実施であるが、硬化深さを評価する際の不正確さのために、ある程度の付着が第２パスの後で起こる。しかし、付着が第２パス後に生じたとしても、第２パスで硬化する樹脂の量は、第１パスがすでに０．４６ミリ（１８ミル）の硬化深さを得ているので、多くはない。
【０１３２】
例８．）　３回パス、変化露光
パス　　　露　光　　　　　硬化深さ
１　　　　１／１６　　０．２５ミリ（１０ミル）
２　　　　１／１６　　０．３６ミリ（１４ミル）
３　　　１４／１６　　０．６６ミリ（２６ミル）
第２パス後の硬化深さが０．３６ミリ（１４ミル）だけであるので、この例は容認できる実施である。しかし、０．１５ミリ（６ミル）の厚さの樹脂量は、付着が生じる第３パスで硬化しなければならず、それが相当のカールを生じる。従って、例８．）は、第３パスで硬化しなければならない樹脂は相当少ないので、好ましい実施である。
【０１３３】
すなわち、上記の諸例は、異なるパスで一定でない露光レベルは、多くの場合、一定の露光は早期の付着をもたらすので、各パスで一定の露光レベルを要求する実施にとって好ましい。また、上記の諸例は、例示する目的でのみ提示したものであって、いかなる制限を与えるものではない。
【０１３４】
マルチパスのための露光レベルを選択する際の検討事項は、下方へのカールを防止することであり、この問題は、以前のパスで得られた硬化深さが非常に小さい場合、後のパスで生じる液状樹脂の硬化が以前のパスで硬化した樹脂を下方に曲げさせるということが、所与のパスで生じ得る。実際、下方への曲げが十分に大きい場合は、下層への付着が予測よりも早期に生じ、上述のように、下層の上方へのカールを生じることによって部品にさらに大きな応力を生じ得る。この問題は、各パスでの増分の硬化深さが一定の場合、この例では、以前のパスでの硬化樹脂が（第１パスを除き）比較的薄く、従って後のパスでの硬化によっていっそう曲がりやすいので、特に深刻になる。
【０１３５】
さらに、下方への曲がりは、後のパスにおいて硬化する樹脂の量が増えれば増えるほど、初期のパスによって硬化した樹脂に伝わる応力が大きくなるので、後のパスにおいて硬化する樹脂の量に依存する。しかし、特にマルチパスが３回以上のパスで実施された場合は、後のパスで硬化する樹脂の量は比較的小さく、その結果、下方への曲がりの問題はこの形式の実施によって軽減される。
【０１３６】
下方への曲がりの問題は、第１７ａ図によって例示される。この図では、以前の図についてと同様、類似の要素は類似の参照番号で指示される。
【０１３７】
図示したように、個々のマルチパスの実施においては、下層１０１はすでに硬化しており、上層１００は、それぞれ参照番号１０４ａ，１０４ｂおよび１０４ｃで指示される液状樹脂の増分が硬化するマルチパスによって硬化している。図示のように、樹脂１０４ｃが硬化すると、収縮と硬化樹脂１０４ｂへの付着が同時に生じ、その結果、応力を伝え、下方への曲げを生じる。上層１００のすでに硬化した下面部分１０４ｃの両端における下方への曲がりは、十分に大きく、両端が下層１０１の上面に接触する場合もあり、早期の付着をもたらすことになる。
【０１３８】
この問題を軽減するには、２つの解決が可能である。それぞれ１０４ａおよび１０４ｂの初期のパスにおいて硬化する樹脂の厚さを後のパスで硬化する樹脂１０４ｃの厚さに対して大きくするか、または逆に、後のパス硬化する樹脂１０４ｃでの厚さを１０４ａおよび１０４ｂの初期のパスにおいて硬化した樹脂厚さに対して小さくすることである。これは第１７ｂ図に示す。この図では、以前の図についてと同様、類似の要素は類似の参照番号で指示される。
【０１３９】
マルチパスによって生じ得る別の問題は、マルチパスの間に相当の遅延があった場合に起こり得る変形である、“鳥の巣状の変形”である。この問題は、特定のパスで硬化する樹脂が、付加的なパス（さらなる露出）がこの硬化樹脂を下層に付着させる前に、液状樹脂の表面で長時間浮遊させられた場合に生じる。この遅延が十分に長い場合、液面に浮遊する硬化樹脂は、下層に付着する前に、移動し得る。鳥の巣状の変形は、同一線上に多数のパスを行うリドロー（ＲＥＤＲＡＷ）機能として既知のマルチパスの商用実施例の検討の際に以下で詳述するが、こうした変形の可能な解決は、連続するパス間の遅延を可能な限り低減することであると留意すべきである。
【０１４０】
リドローの完全に作動する商用バージョン（マルチパスの一定ではない露光の値の指定を付与する）は、付記ＢのＳＬＡ−１ベータ・リリース・ソフトウエア・マニュアルに説明されている。
【０１４１】
リドロー機能は、ビルド（ＢＵＩＬＤ）プログラム（他のソフトウエア・バージョンではＳＵＰＥＲ）にある（第８図参照）。これらのプログラムについては、１９８８年４月１８日に出願された、米国特許出願番号第１８２，８３０号、その同時係属一部継続出願である米国特許出願番号第２６９，８０１号およびその同時係属継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ　事件番号第１８６／１９５号に詳述されている。要約すれば、ビルドプログラムは、ＳＴＥＲＥＯおよびＬＡＳＥＲという他の２つのプログラムを用いてレーザの動きを制御し、また、以下のいずれかのファイルに与えられた情報にもとづいて多数のリドロー機能を実施するために必要なパラメータを得る。これらのファイルは、１．）ユーザが省略時リドローパラメータを指定できる　．ＰＲＭ省略時パラメータファイル、２．）ユーザが層ごとに、またはベクトル形式ごとにリドローパラメータを指定できる　．Ｌ層制御ファイル、３．）ユーザが１範囲の層、１範囲のベクトル形式についてリドローパラメータを指定できる　．Ｒ範囲制御ファイルである。リドロー機能を実施するには、リドローパラメータを指定する各種コマンド行が、（上記同時係属出願に説明した）他の硬化パラメータを定義するのと同様の方法で、これらのファイルのいずれかに配置される。
【０１４２】
ビルドプログラムがリドロー制御パラメータを探す最初の位置は、　．Ｌファイルまたは　．Ｒファイルのいずれか一方であり、両方ではない。上述の通り、　．Ｌファイルはユーザが硬度の制御でリドローパラメータを指定できるようにする。ユーザは、　．Ｌファイルによって、物体の１層内の個々のベクトル形式についてリドローパラメータを指定できる。例えば、第１８図に示す、４物体のマージされたデータから成る　．Ｌファイルでは、そのデータは１１の異なるベクトル形式を表し、　．Ｌファイルは、各層について指定される４４の異なるリドローパラメータを指定できる。つまり、　．Ｌファイルはマルチパスの層ごとの制御を行う。
【０１４３】
第１９図に示す　．Ｒファイルは、　．Ｌファイルによって可能な層ごとの制御が必要ない用途向けに設計されている。層ごとの制御を行うのではなく、　．Ｒファイルは、いくつかの隣接する層を１範囲とする範囲ごとに制御を行う。
【０１４４】
リドローパラメータは、プリペア（ＰＲＥＰＡＲＥ）プログラムとして既知のユーザ・インタフェース・プログラムを用いて　．Ｒファイルに置くことができる。リドローパラメータを　．Ｌファイルに置くには、標準のワードプロセッサ型ラインエディタが使用できる。
【０１４５】
ビルドプログラムが　．Ｌファイルまたは　．Ｒファイルから得ることができないいずれかのリドローパラメータを要求する場合、ビルドプログラムは、第２０図に示す　．ＰＲＭ省略時パラメータ・ファイルからそれらのパラメータを求める。リドローパラメータは、プリペアプログラムを用いることによって、これらのファイルに置くことができる。
【０１４６】
第１のリドローコマンドはＲＣ＃＃であり、ここでＲＣは“リドロー・カウント”のニーモニックである。このコマンドは、レーザビームが、断面の各ベクトルについて行うパスの回数、すなわち個々の層に対するパスの回数を指定する。指定できるパスの回数は１から１０の範囲である。
【０１４７】
第２のリドローコマンドはＲＤ＃＃＃＃であり、ここでＲＤは“リドロー・ディレイ”のニーモニックである。このコマンドは、レーザが各パスの開始時に待機する時間の長さを指定する。前述の通り、レーザビームは、各段階で遅延を伴った段階で樹脂の表面を移動する。各段階の遅延は、ニューモニックＳＰで指示される“ステップ・ピリオド”として既知であり、ＳＰの個々の値を指定するコマンドは、ＳＰ＃＃で、この時選択される値は１０マイクロ秒単位である。ＲＤの値は０から６５，５３５の範囲のいずれかの数として指定でき、この数はＳＰ値の倍数である単位で遅延を表す。従って、１０のＲＤは、ＳＰについて指定した値の１０倍の遅延を表す。一般に、ＲＤコマンドはそれほど使用されないので、標準値は０である。ＲＤコマンドはＪＤコマンド（“ジャンプ・ディレイ”のニューモニックを意味する）に類似する。
【０１４８】
ここで注意しなければならないことは、ＪＤコマンドおよびＲＤコマンドとも、プロセスコンピュータで走行するソフトウエア（このソフトウエアはダイナミック・ミラーの回転を制御し、それによりレーザビームの液状樹脂への動きを制御する）が、レーザビームが最初のベクトルを描き終わった後に別のベクトルにジャンプするのにかかる時間を考慮できないことによって必要になるということである。レーザビームが個々のベクトルを描くように指示された後、ソフトウエアは、ビームが以前のベクトルの端とは異なる位置から始まるであろう別のベクトルを描くことを開始するように指示すると同時に、ビームがその次のベクトルの始点に瞬時に位置されるように、レーザがベクトルを動くのにかかる時間をカウントダウンし始める。多くの場合、プロセスコンピュータは、レーザビームがまだベクトルの始点にジャンプしている間にカウントを開始する。レーザが最終的に正しい位置に達すると、プロセスコンピュータは、ただちにカウントダウンした位置に位置づけ、その結果ベクトルの最初の部分が飛ばされ、未硬化のまま残される。
【０１４９】
この作用は第２１ａ図および第２１ｂ図によって例示できる。第２１ａ図は、物体の断面１０５ならびに、断面の表面を走査するベクトル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄおよび１０６ｅを示す。これらのベクトルは、断面１０５を形成する液状樹脂を硬化させる際のレーザビームの動きを示す。連続するベクトルの始点と終点の間の点線は、ベクトルから次のベクトルにジャンプする際のレーザの動きであり、上述の問題を生じさせるこれらのジャンプのジャンプ時間である。
【０１５０】
このジャンプ時間の影響は、第２１ｂ図によって例示される。この図では、第２１ａ図についてと同様、類似の要素は類似の参照番号で指示される。ジャンプ時間は、第２１ｂ図で参照番号１０７で指示される領域をもたらし、これは未硬化のまま残される。
【０１５１】
ＪＤコマンドおよびＲＤコマンドの使用は、この問題を回避するように設計される。これらのコマンドによって指定された遅延は、プロセスコンピュータが、個々のベクトルを硬化させた後、次のベクトルにかかるまでに待機を指示する時間である。リドローの文脈において、ＲＤは、個別の領域に対するパスを完了した後、その領域の次のパスを開始するまでに待機を指示される時間である。次の処理はレーザビームが正しく位置づけられるまで遅延される。
【０１５２】
前述のとおり、ＪＤおよびＲＤコマンドはほとんど使用されず、その理由は第２１ｃ図に示す。第２１ｃ図は、移動距離を減らすことにより連続するベクトル間のジャンプ時間を減少させるために現在このソフトウェアで実施されている「ジグザグ」技術として既知の技術を例示する。図示のように、連続するベクトル１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄおよび１０６ｅは、すべて、第２１ａ図および第２１ｂ図のように同じ方向に向くのではなく、第２１ｃ図の通り交互の方向を向くようになっている。これらのベクトルの方向は、レーザビームがこのベクトルを描く際の樹脂表面での動きを示している。その結果、ジャンプ時間は大幅に削減され、ＪＤコマンドを使用することをほとんど不要にする。この技術は、リドローでも実施され、レーザビームは、マルチパスにおいて、個々の領域のパスごとに交互の方向に生じることになる。その結果、ＲＤコマンドを使用することもほとんど不要になる。
【０１５３】
第３のリドローコマンドは、ＲＳ＃＃＃＃であり、ここでＲＳは“リドロー・サイズ”のニーモニックである。既知の通り、一部の形式によるマルチパスの問題は鳥の巣状の変形であり、この問題を軽減するには、ＲＳコマンドを加えて、所与の断面の大きなベクトルを小さな小ベクトルに分解させ、マルチパスが、各小ベクトルで実施された後に次の小ベクトルにかかるようにすることである。小ベクトルの適当な大きさを選択することによって、初期のパスによる硬化樹脂は、所与のパスで全体のベクトルを描く場合よりも、ずっと速く下層に付着できる。ＲＳコマンドは、断面のベクトルが分割される小ベクトルの大きさを指定する。
【０１５４】
前述の通り、レーザビームは各ステップで移動し、そのステップの大きさはニーモニックＳＳで指示される。ステップの大きさを指定するコマンドは、ＳＳ＃＃であり、ここで指定される数は０から６５，５３８ビットの範囲が可能であり、１ビットは約０．００８ミリ（０．３ミル）を表す（実際の変換は１インチ当たり３５６０ビットである）。その結果、個々のパスは、最低約０．００８ミリ（０．３ミル）から最大約５０．８センチ（２０インチ）までの範囲が可能な距離について処理できる。
【０１５５】
ＲＳの単位はＳＳの倍数である。例えば、ＳＳが２でＲＳが１０００の場合、各パスは、後のパスで行うためにジャンプして戻る前に、２０００ビットのベクトル情報を描くことになる。また、ＳＳが８でＲＳが１０００の場合、別のパスを開始する前に８０００ビットのベクトル情報を描く。
【０１５６】
リドローの最後のコマンドは、各パスについて異なるレーザ露光値を与えるためのコマンドである。これは、前述の通り、露光はＳＰに正比例するので、各パスについて異なるＳＰ値を指定することによって行える。コマンドの形式は、ＳＰ＃＃＃＃，＃＃＃＃，＃＃＃＃…であり、パスの回数によって異なる。ＳＰの値は１０マイクロ秒を単位とし、各ＳＰは約５ないし１５から約４０００ないし６５００の範囲の値が可能である。
【０１５７】
前述の通り、物体の所与の層について、　．Ｌファイルを用いることにより、その層の各ベクトル形式に対し異なるリドローパラメータを指定できる。さらに、すべてのリドローコマンドは、次のベクトル形式についてのリドローコマンドが予想される前に、個々のベクトル形式について完了する。
【０１５８】
．Ｌファイルにおける典型的なコマンド行は、以下のようになる。９２０，ＬＢ１，“ＲＣ３；ＲＤ０；ＲＳ１０００；ＳＰ２５０，１５０，１０００；ＳＳ２”。このコマンド行は、底部から９２０垂直ビットに位置する第１の物体の層において、ニーモニックＬＢ１によって指示されたその物体の層の輪郭部分を形成する境界線ベクトルについて、各境界線ベクトルに対して３回のパスが実施され（コマンドＲＣ３が示す）、各パスは次のパスに移行するまでに２０００ビットの境界線ベクトルを描き（ＳＳ２およびＲＳ１０００が示す）、第１、第２および第３のパスのＳＰ値がそれぞれ２５０，１５０および１０００であることを指示する。
【０１５９】
．Ｒファイルにおける典型的なコマンド行は、以下のようになる。ＬＢ１，“ＲＣ３；ＲＤ０；ＲＳ１０００；ＳＰ２５０，１５０，１０００；ＳＳ２”。このコマンドは、指定範囲内のすべての層に適用されるために層の指定が与えられていないことを除き、　．Ｌファイルの上記コマンド行に同じである。　．ＰＲＭ省略時パラメータのコマンドはこれに類似する。
【０１６０】
．Ｌファイルの形式を例示するプログラムは第１８図に示す。図示した通り、第１の物体のベクトルだけが表されており、リドローコマンドはその物体の１層内の各ベクトルについて指定できる。ベクトル形式および関係するニーモニックは以下の通りである。
【０１６１】
ＬＢ　　　　層の境界線
ＬＨ　　　　層のクロスハッチ
ＮＦＤＢ　　平坦に近い下向き外皮境界線
ＮＦＤＨ　　平坦に近い下向き外皮クロスハッチ
ＮＦＵＢ　　平坦に近い上向き外皮境界線
ＦＢ　　　　平坦下向き外皮境界線
ＦＤＦ　　　平坦下向き外皮充填
ＮＦＤＦ　　平坦に近い下向き外皮充填
ＮＦＵＦ　　平坦に近い上向き外皮充填
ＦＵＢ　　　平坦上向き外皮境界線
ＦＵＦ　　　平坦上向き外皮充填
これらの各種ベクトル形式については、米国特許出願番号第１８２，８３０号、その同時係属一部継続出願米国特許出願番号第２６９，８０１号およびその同時係属継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ　事件番号第１８６／１９５号に詳述されている。簡単に言えば、境界線ベクトルは各層の周囲の輪郭部分を描くために、クロスハッチ・ベクトルは層の境界線によって囲まれた各層の内部を描くために、外皮充填ベクトルは物体の外面を描くために使用される。これらは、境界線、クロスハッチおよび外皮の順序で描かれる。
【０１６２】
第１９図は、　．Ｒファイルの形式を例示するプログラムである。図示した通り、この形式は、リドローパラメータの指定は１範囲の層の個々のベクトル形式について可能なことだけを除き、　．Ｌファイルの形式と同様である。
【０１６３】
第１９図に示すように、個々の範囲のリドローコマンドはニーモニック＃ＴＯＰおよび＃ＢＴＭによって形成され、リドローコマンドが適用する層の範囲は＃ＴＯＰの前の行で与えられる。
【０１６４】
第１９図のリドローコマンドの第１ブロックについて、指定された範囲は９２０，９２０であり、これは、リドローコマンドの第１ブロックの指定された範囲が、底部から９２０スライス（ＳＬＩＣＥ）単位にある１層（９２０番目の層）であることを示す（ＣＡＤ／ＣＡＭ単位はインチ、希望の分解能は１０００と仮定すれば、スライスの単位はミルである。ＣＡＤ／ＣＡＭスケールとスライス基準スケールとの間の差は、米国特許出願番号第１８２，８３０号、その同時係属一部継続出願米国特許出願番号第２６９，８０１号およびその同時係属継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ事件番号第１８６／１９５号に詳述されている）。これは、この範囲の始点と終点が、２３．４ミリ（９２０ミル）と同一であるためである。範囲の終点は、ＣＡＤ／ＣＡＭ基準スケールの他の値とはまったく同様に指定でき、この場合、コマンドのブロックは指定された範囲のすべての層に適用される。
【０１６５】
第２０ａ図および第２０ｂ図は、　．ＰＲＭファイルにリストされた省略時パラメータを示し、このパラメータは、　．Ｌファイルまたは　．Ｒファイルのいずれでも指定されない場合に使用される。例示のように、省略時パラメータは各物体について指定でき（２個以上の物体が同時に作成されると仮定して）、さらに、各物体について、その物体の層内の各ベクトル形式について指定できる。例えば、第１の物体の層の境界線ベクトルについて指定される省略時パラメータは以下の通りである。ＬＢ１，“ＲＤ１；ＲＳ３００；ＲＣ１；ＳＰ２０；ＪＤ０；ＳＳ８”。このコマンド行は以下のように解釈される。省略時のリドロー・ディレイは１（省略時ＳＰ値２０によって与えられる２００マイクロ秒を表す）、リドロー・サイズは３００（省略時ＳＳ値８によって与えられる、２４００ビット、約１８．３ミリ（７２０ミル）を表す）、リドロー・カウントは１（１回パスを示し、層境界線ベクトルはマルチパスで描かれないことを示す）、ステップ・ピリオドは２０（２００マイクロ秒を表す）、ジャンプ・ディレイは０（このコマンドが使用されないことを示す）、ステップ・サイズは８（８ビット、約０．０６ミリ（２．４ミル）を示す）である。ＲＣの省略時値が１であるので、層境界線ベクトルについて　．Ｌまたは　．Ｒファイルでマルチパスが指定されない限り、これらのベクトルについてはマルチパスが行われないことを示す。
【０１６６】
前述から明らかなように、リドロー機能の商用実施例は「短ベクトル」技術として既知の技術を利用している。この技術では、いずれかのベクトルが一連の短い小ベクトルに分割され、各小ベクトルについて連続的にマルチパスを実施することにより全体のベクトルのマルチパスが実施される。この短ベクトル技術の目的は、特に大きなベクトルについてベクトル全体にマルチパスを実施しようとする場合に生じる得る問題である、鳥の巣状の変形を除去することである。この場合、初期パスにおいて硬化する樹脂は、以後の追加のパスでの硬化によって下層表面に付着する前に液状樹脂表面でしばらく浮遊することになる。その結果、この硬化樹脂は、下層に最終的に付着する前に動く可能性があり、最終部品での変形として現れる問題を生じる。この変形は、鳥の巣に似ているので、鳥の巣状の変形と呼ばれる。
【０１６７】
短小ベクトルが過度に小さくされると、別の問題が生じることがわかっている。これは、下方への曲がりまたは下方湾曲を生じることであり、第１７ａ図および第１７ｂ図に関して前に検討されており、これによれば、初期パスで硬化した樹脂は、後のパスで硬化する樹脂の下の樹脂の収縮によって下方への湾曲が生じる。この影響により、付着が早期に生じ、上方へのカールが起こる。この問題は、部品の表面の波形外観として現れる。
【０１６８】
上述の鳥の巣状変形および下方湾曲を軽減するには、いくつかの方法が可能である。第一に、境界線ベクトルは、通例、他のベクトルと断絶して描かれ、従って描かれている時に付着する部分を持たないので、マルチパスによって描かれているベクトルによって鳥の巣状変形が生じる唯一のベクトルである。他方、クロスハッチ・ベクトルは、通常、境界線ベクトルが描かれた後に描かれるので、マルチパスで描かれるとしても、描かれた時に境界線ベクトルによる硬化樹脂に付着する。外皮ベクトルおよび平坦に近い外皮ベクトルも、通常、境界線ベクトルおよびクロスハッチ・ベクトルが描かれた後に描かれるので、描かれた時にこれらのベクトルによる硬化樹脂に付着する。さらに、これらのベクトル間の間隔は通常ごく小さいので（クロスハッチ・ベクトルの約０．７６〜２．５４ミリ（３０〜１００ミル）の間隔に対して約０．０３〜０．１０ミリ（１〜４ミル））、付着は隣接する外皮ベクトルおよび平坦に近い外皮ベクトルの硬化樹脂によっても生じることになる。
【０１６９】
従って、鳥の巣状変形の問題に対する一つの解決は、クロスハッチ・ベクトルだけをマルチパスで描き、境界線ベクトルは行わないことである。すべてのクロスハッチ・ベクトルをマルチパスで描くことができ、または選択的に、クロスハッチ・ベクトルの一部だけをマルチパスで描くこともできる。クロスハッチ・ベクトルがマルチパスによって下方湾曲の外観を持ったとしても、これは部品の外観に影響しない。この解決は、　．Ｌファイル、　．Ｒファイルまたは　．ＰＲＭファイルの使用はすべて、選択したベクトル形式についてのみマルチパスが実施できるようにするので、前述のリドロー機能の商用実施例で実現可能である。従って、リドロー機能はクロスハッチ・ベクトルについてのみ行える。
【０１７０】
別の解決法は、すべてのベクトル形式についてマルチパスを行うが、“ウェブ・サポート”または“スモーリー方式”などの他の技術を使用して鳥の巣状変形を削除することである。“ウェブ・サポート”は、１９８８年４月１８日に出願された、米国特許出願番号第１８２，８０１号に詳述されている。“スモーリー方式”は、１９８８年４月１８日に出願された、米国特許出願番号第１８３，０１５号に詳述されている。
【０１７１】
第３の解決法は、第１パスによる硬化樹脂が第２パスで付着し、それにより短時間しか浮遊しないように、２回パスのマルチパスの実施を使用することである。その欠点は、前述の通り、硬化深さの評価に際しての不正確さを処理するには３回以上のパスのほうが有効である点である。この欠点は、（鳥の巣状の変形が問題となる）境界線ベクトルだけを２回パスのマルチパスで描き、残りのベクトルは３回以上のパスによるマルチパスを行うことによって軽減できる。
【０１７２】
第４の可能な解決法は、部品の片持ばり断面などの極めて変形を受けやすい領域である、重要な容積の特徴を持つ部品の領域（クリティカルエリア）にマルチパスの使用を限定することである。これらの領域は、マルチパスが適用される１範囲の断面を指定するために使用できる　．Ｒファイルを用いて限定できる。
【０１７３】
前記リドロー機能の商用実施例の重要な側面は、異なるパスについて、異なるＳＰ値（従って異なる露光）を指定できることである。前述の通り、希望より早期に付着が生じることを防ぐために、異なるパスについて異なる露光値を指定することが多くの場合必要になる。好ましくは、第１のパスで層間の隙間の大部分が硬化し、連続するパスで硬化する未硬化領域を残し、この領域は、層厚さおよび可能な公差によって異なるがわずか０．０３〜０．１３ミリ（１〜５ミル）の範囲の厚さを持つように、ＳＰ値は選択すべきである。隙間の好ましい大きさは、層厚さによって以下の通りである。
【０１７４】
層　厚　さ　　　　　　　　　　　未硬化隙間
０．５１ミリ（２０ミル）　０．０３〜０．１３ミリ（１〜５ミル）
０．３８ミリ（１５ミル）　０．０３〜０．０８ミリ（１〜３ミル）
０．１３ミリ（　５ミル）　０．０３〜０．０５ミリ（１〜２ミル）
上記からわかるように、第１パスの後に残される未硬化隙間の大きさは層厚さにつれて大きくすることができる。この理由は、層厚さが大きくなればなるほど、第１パスで硬化する樹脂の量も多くなり、この樹脂は、硬化するにつれて未硬化隙間の樹脂の収縮によって下方への曲がりを受けにくくなるためである。
【０１７５】
第１パスの後、残りのパスについてのＳＰ値は、好ましくは、パス当たりの硬化深さに０．０３〜０．０５ミリ（１〜２ミル）の増加を生じるように選択すべきである。その結果、付着が生じるパスでは、ごくわずかな量の樹脂だけが硬化し、それにより、上層の硬化部分および下位の硬化層に伝わるはずであった、そのパスでの樹脂の収縮によって生じる応力は最小になる。
【０１７６】
ここで、破線技術、折れ線技術および二次構造技術の例をいくつか説明する。第２２ａ図から第２２ｅ図は、軌条（線状の露出によるレール状硬化部分）を結合するために未固化部分を残す構造物としての二次構造とリベットを使用する技術を組み合わせた例を示す。これらの図ではいずれも、類似の要素は類似の参照番号で指示される。第２２ａ図は、相互の上に堆積される層１０７ａ、１０７ｂおよび１０７ｃの側面図を示す。図示の通り、これらの層は、層が硬化中に相互に応力を伝える能力を層から除去することによってカールを低減するために、互いに隔絶して硬化される。しかし、図示するように層を互いに隔絶して硬化させることによる問題は、層を一体に保持する部分がないために、最終部品が非常に弱くなることである。その結果、層を結合するために二次構造を付加しなければならない。
【０１７７】
第２２ａ図の各層は、事実上、平行な２線から構成され、各層の平面図は第２２ｂ図に示す。この図は平行な線１０７ｂ（１）および１０７ｂ（２）から構成される層１０７ｂを示す。図示の通り、所与の層の線もカールを低減するために相互に隔絶して硬化させられており、部品に構造を付与するためにいずれかの二次構造によって結合されなければならない。
【０１７８】
第２２ｂ図は層１０７ｂの平面図であり、特定の層の線、この場合、層１０７ｂの線１０７ｂ（１）および１０７ｂ（２）を結合するための二次構造物１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄおよび１０８ｅを示す。さらに、この二次構造物は、隣接する他の層１０７ｃの線を結合してもいる。これは第２２ｃ図に示されており、この図は、層１０７ｃの線の上に堆積された層１０７ｂの線であり、二次構造１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ，１０８ｄおよび１０８ｅによって結合された線の側面図を示す。
【０１７９】
この二次構造物は、２面を持っており、低露光の支持線および、隣接層の支持線を結合するためのリベットとしての高露光の領域から成る。これは第２２ｄ図および第２２ｅ図に示す。第２２ｅ図に示す通り、層１０７ｂの二次構造物１０８は、層を構成する線１０７ｂ（１）および１０７ｂ（２）に比べて低露光による結合支持線１０８ａ（１），１０８ｂ（１），１０８ｃ（１），１０８ｄ（１）および１０８ｅ（１）から一部構成されている（その結果、支持線は層を構成する線に比べて低い硬化深さを持つ）。さらに、支持線は、層を構成する線を、この場合、層１０７ｂの線１０７ｂ（１）および１０７ｂ（２）も結合している。また、二次構造物１０８は、リベットとして既知の高露光の領域から一部構成されている。第２２ｅ図では、これらのリベットは１０８ａ（２），１０８ｂ（２），１０８ｃ（２），１０８ｄ（２）および１０８ｅ（２）として指示されており、それぞれ、支持線または層を構成する線のいずれよりも高露光を受ける領域であり、その結果リベットは、隣接層１０７ｃの支持線に深くまで透過し付着する硬化深さを持つ。このことは、第２２ｄ図に例示されており、層１０７ｂおよび１０７ｃの支持線を結合するリベット１０８ａ（２）を示す。
【０１８０】
リベットの重要な点は、第２３ａ図から第２３ｃ図に例示されており、この図では類似の要素は類似の参照番号で指示される。異なる層の線がリベットによって結合される場合、ある例では、リベットの径を線の幅よりも小さくすることが重要になる。これは逆に、この状態が生じないようにリベットを作成するために使用する露光を十分に低く保つことによって達成できる。第２３ａ図は、リベットの径が線の幅よりもずっと小さいリベット１０９ａ，１０９ｂおよび１０９ｃを持つ線を示す。第２３ｂ図は、第２３ａ図の径よりも大きいリベットを持つ線を示す。第２３ｃ図は、リベットの径が線の幅よりもずっと大きいリベットを持つ線を示す。
【０１８１】
リベットの径を線の幅よりも小さくすることは、線が部品の層の外面を形成する場合にのみ重要である。この場合、部品の外面が平滑を保つように、リベットの径を線の幅よりも小さくすることが重要である。リベット締めされる線が物体内部の支持線である場合、リベットの径を線の幅よりも小さくすることは必要ではないこともある。実際、この場合、第２３ｂ図および第２３ｃ図に図示した通り、リベットの径を支持線の幅よりも大きくすることができる。
【０１８２】
リベットのこの点は、第２４ａ図から第２４ｄ図に詳細に図示されており、この図では類似の要素は類似の参照番号で指示される。
【０１８３】
第２４ａ図は、リベット１０９ａ（２）および１０９ｂ（２）（層１０７ａを層１０７ｂに結合する）ならびにリベット１０８ａ（２）および１０８ｂ（２）（層１０７ｂを層１０７ｃに結合する）によって隣接層と結合されている各層１０７ａ，１０７ｂおよび１０７ｃから構成される部品を示す。
【０１８４】
リベット１０８ａ（２）および１０８ｂ（２）の平面図は第２４ｂ図に示す。線１０７ｂが最終部品の外面を構成し、リベットの径が線の幅よりも大きい場合、粗い外面が生じる。
【０１８５】
この問題を軽減するには３つの技術が可能である。前述の１つの技術は単にリベットの径の大きさを小さくすることである。第２の技術は、第２４ｃ図に図示したように、リベットが表面のレベルを超えないように、最終部品の外面を形成する線の表面１１０からリベットをずらすことである。第３の技術は、第２４ｄ図に図示し、前に詳述したように、支持線を採用し、この支持線だけをリベット締めすることである。実際、上記のこれらの技術は組み合わせることができる。第２４ｄ図は、隣接層の支持線にリベット１０８ａ（２）および１０８ｂ（２）によって結合される低露光支持線によって結合された線１０７ｂ（１）および１０７ｂ（２）を示す。さらに、線１０７ｂ（１）はリベット１１１ａ（２）および１１１ｂ（２）によって隣接層の線に結合され、線１０７ｂ（２）はリベット１１０ａ（２）および１１０ｂ（２）によって隣接層の線に結合される。これらの線のいずれかが部品の外面を形成する場合、前述の通り、リベットの径は過度に大きくできない。その場合、リベットは、リベットが部品の外面のレベルを超えないように、部品の内部方向にずらさなければならない。
【０１８６】
第２４ｄ図で注意しなければならないことは、同一層の線間の距離１１２が１．０２〜７．６２ミリ（４０〜３００ミル）の範囲にあり、さらに、連続する隣接層の線もこの距離の分だけ分離されている場合に部品が良好に作成されていることである。しかし、この範囲を多少外れた距離で線を分割することによって他の例も可能であり、上記の範囲は例示する目的でのみ挙げたものであって、いかなる限定を与えるものではない。
【０１８７】
第２５ａ図から第２５ｃ図は、線を結合するために二次構造を使用する別の例を示す。これらの図では、類似の要素は類似の参照番号で指示される。第２５ａ図に図示するように、連続する層１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃおよび１１３ｄが描かれ、この時、各構造は、第２５ｃ図に示すように、比較的低露光により作成された部分１１３ａ（１）および高露光により作成された別の部分１１３ａ（２）を持つ。さらに、第２５ａ図に図示するように、高露光部分を作成するために選択された露光は、図中の１１３ａ（２）および１１３ｃ（２）の連続して堆積する高露光部分がわずかに接触するようなものにすべきである。実際、良好な部品は、連続する高露光部分が相互に１．０２〜７．６２ミリ（４０〜３００ミル）以内で、この技術を用いて作成される。しかし、上記の範囲は例示する目的でのみ挙げたものであって、いかなる限定も付与するものではない。
【０１８８】
図中１１３ａ（１）および１１３ｂ（１）の連続する低露光部分は重なり合っていることに注意しなければならず、連続層が相互に付着するようにこれらの重なり合う部分をリベット締めする必要がある。これは第２５ｂ図に図示されており、この図は、１１３ａ（１）および１１３ｂ（１）で示す連続層による重なり合う低露光部分を結合するリベット１１６ａ，１１６ｂおよび１１６ｃを示す。部品の外面１１４および１１５は連続層の高露光部分の堆積によって形成され、表面１１４は堆積部分１１３ａおよび１１３ｃから一部成っており、表面１１５は堆積部分１１３ｂおよび１１３ｄから一部成っていることに注意しなければならない。
【０１８９】
上述のカール低減技術はすべて、以下の３通りの方法のいずれかを用いてカールを低減するということに注意しなければならない。１．）応力を低減する、２．）応力に耐える、３．）応力を除去する。１．）の例は、連続層が多数のパスを通じて硬化し、付着する際に隣接層にごくわずかな応力だけが伝わるようにするマルチパスである。２．）の例は、層の可能な限り多くの部分が第１パスで硬化し、この部分が上方へのカールだけでなく上方のカールによる下方への湾曲にも耐えるように強度を持たせることである。３．）の例は、破線または折れ線であり、この場合、応力は事実上、層から他の層に伝わらず、切れ目や折れが応力を除去するように作用する。
【０１９０】
所与の用途について適切なカール低減技術は、構造強度とカールとの相殺が関係する。一般に、それぞれの用途について構造強度が高くなればなるほど、カールは大きくなる。
【０１９１】
第２６ａ図から第２６ｃ図は、異なるカール低減技術を用いて作成された部品を示す。第２６ａ図は破線技術を、第２６ｂ図は折れ線技術を、第２６ｃ図は二次構造技術を用いて作成された部品を示す。第２６ａ図に関して、図中参照番号１１７ａにより指示された線の実線部分の長さが１．０２〜７．６２ミリ（４０〜３００ミル）の範囲であり、図中参照番号１１７ｂにより指示された連続する線間の断絶部分も１．０２〜７．６２ミリ（４０〜３００ミル）の範囲である場合、部品は良好に作成される。しかし、上記の範囲は例示する目的でのみ挙げたものであって、いかなる限定も付与するものではない。
【０１９２】
第２６ｂ図では、図中参照番号１１８ａで指示された線の実線部分の長さが１．０２〜７．６２ミリ（４０〜３００ミル）の範囲であり、さらに、図中参照番号１１８ｂで指示された実線部分の間の隙間も同じ範囲である場合、部品は良好に作成される。やはり、上記の範囲は例示する目的でのみ挙げたものであって、いかなる限定も付与するものではない。
【０１９３】
第２６ｃ図では、図中参照番号１１９で指示された個々の層の軌条間の距離が１．０２〜７．６２ミリ（４０〜３００ミル）の範囲である場合に、部品は良好に作成される。上記の範囲は例示する目的でのみ挙げたものであって、他の例も可能である。
【０１９４】
破線技術による問題は、線の断絶部分のために不良な部品表面の仕上がりが生じることがあり、さらに部品が弱くなる可能性があることである。この問題を軽減するために、３通りの変更技術が使用でき、これらは第２７ａ図から第２７ｄ図に示してあり、類似の要素は類似の参照番号で指示される。
【０１９５】
第１の変更技術である「れんが・モルタル」技術は、第２７ａ図に示す。この技術によれば、破線の実線部分は“れんが”にたとえられ、連続するれんがの間の切れ目は“モルタル”にたとえられる液状樹脂で満たされ、れんが部分よりも低露光で硬化される。この技術の問題は、モルタルが強度を改善するためにれんがと同じレベルで連続して露光を受けた場合、カールが再び生じることである。
【０１９６】
第２の変更技術は第２７ｂ図に示す。この場合、破線は実線の上に置かれる。第２７ｂ図では図示した部分が連続的に硬化する順序を示している。図示したように、固体層が描かれると、その上に間隔をおいてれんがが描かれ、れんがの間の隙間はモルタルで充填された後、好ましくはれんが部分よりも低露光で硬化される。固体層の上でれんがを硬化させる利益は、固体層が上方のカールに耐える強度を持つようになることである。
【０１９７】
第３の変更技術は第２７ｃ図に示す。この技術は、線の実線部分が第２の線の切れ目の部分にまたがるように、第２の線の上にずらして破線を置くものである。第２７ｃ図は図示された部分が硬化する順序を示している。図示の通り、れんがが１層の上に描かれた後、次の層にもれんがが描かれるが、この時、第２の層のれんがは第１の層のれんがの間の隙間にまたがるように第１の層のれんがとずらして描かれる。この技術の問題は、標準の実線が描かれた場合とほとんど同じ程度のカールが生じることである。
【０１９８】
破線技術のその他の変更技術は第２７ｄ図に示す。図中の数字は図示された実線部分を描く順序を示す。第２７ｄ図は、実線上に第１の破線を置き、第１の破線の上に第２の破線がずらされて置かれることを示す。
【０１９９】
折れ線技術の概略は第２６ｂ図に示されており、この技術の変更技術は第２８ａ図から第２８ｊ図に示す。第２８ａ図に示す通り、折れ線技術の基本的な考え方は、所与の層に隣接する層から伝わる応力を解放することである。第２８ａ図について、線１１８の部分１１８ａおよび１１８ｂに生じた応力は、これらの部分の間隙１１８ｃへの横方向の動きによって解放される。これは、部分が応力を解放しようとするからであり、第２８ａ図の例では、間隙１１８ｃへ横に動くことができる部分１１８ａおよび１１８ｂがこれに当たる。
【０２００】
第２８ｂ図に示した寸法、すなわち線の実線部分が１．０２〜７．６２ミリ（４０〜３００ミル）の範囲であり、実線部分間の間隙もこの範囲である場合に、部品は良好に作成されている。他の例も可能であり、上記の範囲は例示する目的でのみ挙げたものであって、いかなる限定も付与するものではない。間隙の大きさは、好ましくは、可能な限り小さくすべきであるが、実際には、連続する固体部分が接触しないことが極めて重大であるので、可能な公差によって異なる。第２８ａ図の例では、間隙１１８ｃが小さすぎて、実線部分１１８ａおよび１１８ｂが接触しないことが極めて重大である。これらが接触すると、カールが生じる。従って、可能な公差が小さくなればなるほど、折れ線の連続する実線部分の間の間隙は大きくすべきである。１．０２ミリ（４０ミル）程度の小さい間隙によって良好な部品が作成されるが、さらに小さい間隙も可能である。第２８ｃ図は、間隙が実線部分の長さに比べてかなり小さい折れ線の例を示す。
【０２０１】
破線技術と比較した際の折れ線技術の利益は、折れ線は破線よりもずっと強度があり、さらに、その応力抵抗は、部品が折れ線を用いて作成された後に極めて大きくなることである。
【０２０２】
第２８ｄ図は、線の屈曲部が三角形状をしている折れ線の変更例を示す。各三角形状屈曲部が約６．３５ミリ（２５０ミル）（１／４インチ）の長さによって部品は良好に作成される。さらに、各三角形状屈曲部の頂角は、第２８ｄ図では９０°と図示されているが、この角度から変更できる。実際、この角度より小さくされた場合、結果として得られる線は第２８ｃ図の線に類似し、さらにカールを除去することができる。角度をこれより大きくすると、折れ線は直線に近くなり、カール効果が顕著になる。
【０２０３】
折れ線の別の変更例は、第２８ｅ図および第２８ｆ図に示す。第２８ｅ図に示す通り、折れ線を用いて部品は良好に作成できる。この時、線の屈曲部は図示したように反転された三角形状を持っており、第２８ｆ図では各屈曲部は図示の寸法、すなわち幅３．１８ミリ（１２５ミル）（１／８インチ）、連続する実線部分間の間隙１．０２ミリ（４０ミル）以下、各三角形状屈曲部の角度はそれぞれ４５°，４５°および９０°となっている。前述の通り、折れ線の連続する固体部分が接触しないことが極めて重大である。接触した場合、カールが生じる。従って、第２８ｅ図において、線の間隙は、連続する実線部分が接触しない限り、できるだけ小さくすべきである。第２８ｇ図は、屈曲部が台形状をしている、折れ線技術の別の変更例を示す。他の例も可能であり、上記の例は例示の目的でのみ挙げたものであって、いかなる限定も与えるものではない。
【０２０４】
破線技術と同様、折れ線で作成した部品も不良な表面仕上がりを示すことがある。この問題を回避するには、折れ線の間隙を液状樹脂で充填した後部分的に露光する、折れ線技術の「れんが・モルタル」変更技術が可能である。破線技術について前述したように、この樹脂が線の残りの部分と同じ露光を受けた場合、カールが生じる。第２８ｈ図は、線の間隙を液状樹脂で充填した後その樹脂を部分的に露光する技術を示す。図の数字は、図示した部分が硬化する順序を示す。
【０２０５】
別の変更例は、第２８ｉ図に示すように、実線上に折れ線を置くことである。この場合、最初に描かれた実線が上方へのカールに耐えるという利点がある。さらに、表面の外観を改善するには、第２８ｈ図のように、折れ線の間隙を樹脂で充填して部分的に露光する。硬化が生じる順序は図中の数字で示している。
【０２０６】
第２８ｊ図は、さらに別の変更例を示す。この場合、第１の折れ線が実線の上に置かれ、第２の折れ線は、第１の折れ線の上に置かれるが、この時、第２の折れ線の固体部分が第１の折れ線の間隙の部分にまたがるように、第１の線からずらして置かれる。図の数字は図示した部分が硬化する順序を示す。
【０２０７】
次に、カールを低減するためのリベット技術の実施について説明する。リベットの初期の実施では、基本プログラミング言語で記述されたプログラムとして与えられており、部品の層が、米国特許出願番号第１８２，８３０号、その一部継続出願米国特許出願番号第２６９，８０１号およびその継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ　事件番号第１８６／１９５号に説明されているように、層を記述するデータをベクトルに再フォーマットする中間段階を持たずに、レーザビームで直接走査されるようにプログラムされていた。これらの層は、硬化深さが層間に付着を生じさせるのに必要な深さよりも小さくなるように走査された。その後プログラムは、付着を生じさせるために各層の選択した領域の付加的な、しかしそれらの選択した領域だけについての走査（露光）を要求する。付着が生じるそうした領域の数が比較的少ない場合、層の付着によって生じる変形およびカールは最小限であることがわかった。このような高露光付着領域がここでリベットと呼ばれるものであり、部品の変形は、付着点の数が増えるにつれて大きくなるが、付着領域の数が少ない場合はその影響も小さい。
【０２０８】
その後の実施では、層データをベクトルに再フォーマットする中間段階を伴って行われている。各種ベクトル形式の詳細は、米国特許出願番号第１８２，８３０号、その一部継続出願米国特許出願番号第２６９，８０１号およびその継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ　事件番号第１８６／１９５号に説明されている。初期のベクトルにもとづいた実施は、付記Ｂに説明してある。これらの実施は、個々のベクトルの大きさが層間の付着に寄与するベクトルについて小さく、これらのベクトル間に間隙があることを必要とする。さらに、部品の構造統合性を保証するために層間に多数の付着ベクトルを使用することが許容できるであろう。ただしこれらのベクトルは、結果として生じるいずれのカールも表面の精度に影響しないように、部品の外部境界線の内部になければならない。
【０２０９】
また、これらのベクトルは、一般に、起こり得る変形の方向に対して垂直になるように配置すべきである。例えば、片持ちばりに関しては、これらのベクトルの方向は好ましくは片持ちばりの断面の軸に対して垂直とすべきである。第２９ａ図は、隣接する層に図示のように付着して全体の断面を構成する個々の層１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄおよび１２０ｅから成る未変形の片持ちばり断面１２０を示す。この片持ちばり断面は、通常、軌条（ｒａｉｌ）と呼ばれるものである。この断面は台１２２に直接接触している支持部１２１によって支持されている。断面の方向も図示している。
【０２１０】
第２９ｂ図は、カールによって生じた変形が表れている同じ片持ちばり断面を示す。この図では、第２９ａ図に対して、類似の要素は類似の参照番号で指示される。図示の通り、カールの方向は、片持ちばり断面の軸と同じ方向で、上向きである。
【０２１１】
第２９ｃ図は、層１２０ｄと１２０ｅとの間の付着に寄与するベクトルの方向を示す断面の層１２０ｄの平面図である。図示の通り、これらのベクトルの方向はすべて、変形の方向に対して、従って片持ちばり断面の軸に対して垂直である。
【０２１２】
この初期のベクトルにもとづいた実施の問題は、部品の軸の方向への依存性のために部品の幾何学形状に依存することである。最近のベクトルにもとづいた実施では、リベットによる上述の顕著な利益を与えると同時に、そうした部品の幾何学形状への高い依存性を伴わずに良好な構造統合性を保証する、別の方法が採られている。
【０２１３】
このような初期のベクトルにもとづいたリベットの実施では、各種のベクトル形式を表すために使用されるニーモニックは、米国特許出願番号第１８２，８３０号、その一部継続出願米国特許出願番号第２６９，８０１号およびその継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ　事件番号１８６／１９５号で使用されたものとは異なっていた。簡単に言えば、境界線ベクトルは層の周囲の輪郭部分を描くために、クロスハッチ・ベクトルは層の内部を描くために、外皮充填ベクトルは部品の外面を描くために使用される。これらは、境界線ベクトル、クロスハッチ・ベクトル、外皮充填ベクトルの順序で描かれる。以下は、これらのニーモニックの対応を示す。
【０２１４】
１）　層境界線ベクトルは、ＬＢではなくＺが使用されていた。
【０２１５】
２）　クロスハッチ・ベクトルは、Ｘ，Ｙおよび６０／１２０クロスハッチ・ベクトルを表すために、それぞれ、Ｘ，Ｙ，Ｉが使用されていた。その後の実施では、これらのベクトルは一緒になり、単一のニーモニックＬＨで表される。
【０２１６】
３）　平坦上向き外皮境界線ベクトルは、平坦および平坦に近い境界線ベクトル両方を表すために単一のニーモニックとしてＳが使用されていた。その後の実施では、これらのベクトル形式は、それぞれ、ＦＵＢおよびＮＦＵＢで表される異なる形式に分類された。
【０２１７】
４）　上向き外皮クロスハッチ・ベクトルは、Ｘ，Ｙおよび６０／１２０外皮クロスハッチ・ベクトルを表すために、それぞれ、Ａ，Ｂ，Ｊが使用されていた。現在の実施で使用されるニーモニックには対応するものがない。
【０２１８】
５）　上向き外皮充填ベクトルは、ＸおよびＹ外皮充填ベクトルを表すために、それぞれ、ＨおよびＶが使用されていた。平坦および平坦に近い充填ベクトルの両方がこれらのニーモニックに含まれていた。その後の実施では、ＸおよびＹ外皮充填ベクトルは一緒になり、平坦および平坦に近い充填ベクトルは分割された。新しいニーモニックは、それぞれ、ＦＵＦおよびＮＦＵＦである。
【０２１９】
６）　下向き外皮境界線ベクトルは、平坦および平坦に近い境界線ベクトルの両方を表すためにＣが使用されていた。その後の実施では、これらのベクトル形式は分割され、それぞれ、ニーモニックＦＤＢおよびＮＦＤＢで表される。
【０２２０】
７）　下向き外皮クロスハッチ・ベクトルは、Ｘ，Ｙおよび６０／１２０クロスハッチ・ベクトルを表すために、それぞれ、Ｆ，Ｇ，Ｋが使用されていた。最近の実施では、平坦に近い下向き外皮クロスハッチだけが可能であり、ニーモニックＮＦＤＨで表される。
【０２２１】
８）　下向き外皮充填ベクトルは、ＸおよびＹ外皮充填ベクトルを表すために、それぞれ、ＤおよびＥが使用されていた。平坦および平坦に近い充填ベクトルの両方がこれらのニーモニックに含まれていた。その後の実施では、ＸおよびＹ外皮充填ベクトルは１つのニーモニックになり、平坦および平坦に近い充填ベクトルは分割された。新しいニーモニックは、平坦および平坦に近い充填ベクトルについて、それぞれ、ＦＤＦおよびＮＦＤＦである。
【０２２２】
リベットのベクトルにもとづいた実施の第１の点は、リベットが位置する、個々または複数の層のクリティカルエリアを指定することである。これらのクリティカルエリアは、クリティカルボックス・ファイルとして既知のファイルを生成することにより指定される。このファイルは、クロスハッチ・ベクトルをリベット締めさせるか走査をまったく行わせない容積を囲む２以上の指定を含む。ボックス指定の最初に置かれたＸＶはボックス内部のクロスハッチ・ベクトルがリベット締めされることを示し、ボックス指定の最初に置かれたＸＩはボックス内部のクロスハッチ・ベクトルが走査されないことを示す。このクリティカルボックス・ファイルは、従来のテキストエディタによって生成されたＡＳＣＩＩファイルであり、マージ（ＭＥＲＧＥ）プログラムによって生成される出力ファイルの名称と同じ名称が付与される（　．Ｌファイルおよび　．Ｖファイル）。マージプログラムは、ベクトルを描く過程を開始する前に、　．Ｌまたは　．Ｖファイルの代わりに拡張　．ＢＯＸファイルを持っている場合を除き、各種物体の　．ＳＬＩファイルをマージする（米国特許出願番号第１８２，８３０号、その一部継続出願米国特許出願番号第２６９，８０１号およびその継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ　事件番号第１８６／１９５号に詳述する）。簡単に言えば、物体のＣＡＤファイルは、その物体の、　．ＳＴＬファイルと呼ばれる。ＳＬＩＣＥとして既知のプログラムは、　．ＳＴＬファイルを、物体の　．ＳＴＬファイルに置かれるベクトルにもとづく層のデータにスライスまたは変換する。その後マージプログラムは、各物体の　．ＳＬＩファイルをマージし、マージされたベクトル・データを含む　．Ｖファイルとともに、制御用の　．Ｌファイルを作成する。その後、ビルドプログラムが　．Ｖファイルおよび　．Ｌファイルを受け取り、ベクトルを描き始める。マージプログラムが各種物体のその入力　．ＳＬＩファイルをマージし始める時、対応する　．ＢＯＸファイルを探す。このファイルが見つかると、マージプログラムは、要求に応じて指示されるすべての層についてクリティカルエリアの指定を付加する。
【０２２３】
その内容は、第３０図に例示するように、１以上の単一行によるクリティカルボックスの指定から成る。単一のボックスは、空間の位置を伴った個々のベクトル形式の直方体から成る。典型的な指定は以下のようになる。
【０２２４】
ＸＶ，．９４，．０４，．２５０，８．７５０，．２５０，．２５０，４．３７５，．２５０，４．３７５，８．７５０
ＸＶはこのボックスがリベット締めされる容積を囲むものであることを示す。
【０２２５】
次の０．９４は、このボックスの底の位置が、部品のＣＡＤ設計で使用されるものと同じ単位および基準スケールにあることを示す。ＣＡＤの単位がインチの場合、０．９４は、ボックスの底の位置が、ＣＡＤ空間の底から０．９４インチであることを示す。０．０４は、ＣＡＤ単位で（上例ではインチ）底の上のボックスの高さを表す。次の８個の数字は、ＣＡＤ単位でのボックスの角を示し、ＣＡＤシステムによって指定される空間における部品の位置にもとづく。第３０図は、通常の　．ＢＯＸファイル（例示する目的でＲＥＶＩＴ　．ＢＯＸと呼ぶ）のフォーマットを示し、このファイルはリベット締めされる容積を指定する２個のボックスを表す。この例は、作画形成するためだけに囲まれる単一のテキスト行から成るファイルを示す。
【０２２６】
注意すべきことは、マージプログラムの利益は、物体の異なる下位容積について、異なる下位容積を別々の　．ＳＬＩファイルに置き、各下位容積について異なる　．ＳＬＩファイルにそれぞれ分割し、それらをマージすることにより指定できる点である。これは、各　．ＳＴＩファイルについて異なるリベッティング・パラメータが指定できるからである。　．ＳＴＩおよび　．ＳＴＩファイルのフォーマットについての詳細は、米国特許出願番号第１８２，８３０号、その一部継続出願米国特許出願番号第２６９，８０１号およびその継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ　事件番号第１８５／１９５号に述べられている。
【０２２７】
リベッティングを制御するための　．ＢＯＸファイルの使用にとって別な選択方法は、リベットか、ベクトル形式単位で、層ごとおよび層の範囲内で制御されるようにする　．Ｌファイルのリベット・コマンドを指定することである。リベッティングを制御する別の方法は、個々のベクトル形式について、省略時リベッティング・パラメータを　．ＰＲＭファイルで指定することである。簡単に言えば、　．ＰＲＭファイルは省略時パラメータを含み、ビルドプログラムが　．Ｌファイルで特定のリベッティング・パラメータを見つけることができないと、　．ＰＲＭファイルでそのパラメータを探す。リベット・コマンドは以下のように説明される。
【０２２８】
１．）ＶＣは“リベット・カウント”のニーモニックであり、このコマンドは引数１〜７を持ち、層のベクトルを隣接層にリベット締めする際に行うパスの数を表す。コマンド形式ＶＣ２およびＶＣ５は、それぞれ、２回パスおよび５回パスを指定する。
【０２２９】
２．）ＶＲは“リベット・リダクション”のニーモニックであり、このコマンドは、大きな変形により部品の表面仕上がりの劣化を生じさせないために、クロスハッチ・ベクトルが境界線ベクトルに接触する地点でリベット締めされるのを防止するために用いられる。部品の幾何学形状に大きく依存していた、初期のベクトルにもとづいたリベットの実施に比べ、リベット締めのためのクロスハッチ・ベクトルの使用は、必ずしもすべての層ではないがほとんどの層に存在するクロスハッチ・ベクトルが層間付着を与えるので、幾何学形状に依存しないことを可能にする。特定の用途が特定の部品形状に合わせてリベット締めを行うことが必要な場合、クリティカルボックス構成を指定する　．ＢＯＸファイルの使用および、前述のようにマージされる各種下位容積の　．ＳＬＩファイルの各種リベッティング・パラメータの指定によって、それを行うことができる。
【０２３０】
ＶＲコマンドは、最初の走査を除き、縮小された長さであるすべての走査を要求する。すなわち、最初の走査はベクトルの全長で行われるが、その後の走査はＶＲ量だけ縮小される。このコマンドは、リベット締めされないベクトルの各端で特定の距離を指定する引数を受け取る。引数は、１〜６５５３５の範囲の値をとることができる。この引数は、ＶＣコマンドによって指定される複数の走査を行う前にベクトルの各端から引かれるＳＳの倍数の数値を示す。ＳＳの引数がビット（１ビットは約０．００８ミリ（０．３ミル））にもとづいているので、ＶＲの引数は、それをＳＳパラメータに掛けることによりビットに変換できる。
【０２３１】
３．）ＶＰは“リベット・ピリオド”のニーモニックであり、ＶＣコマンドによって指定された各走査の露光量を指定するという点でＳＰに類似のコマンドである。リドロー機能によるのと同様、露光値が各パスで指定できる場合、ＶＰはＶＣコマンドによって要求される走査ごとの引数を持つ。各引数は、１０μ秒単位で約１０〜６５００の値を取ることができる。ＶＣ＝４の典型的なＶＰコマンドは次のようになる。
【０２３２】
ＶＣ　４；ＶＰ　４０，５０，６０，７０
このコマンドは以下のように解釈される。第１の走査はベクトルの大きさ全体に行われ、４０のＳＰを持つことになる。このＳＰ値は、この走査によって得られる硬化深さが層厚さよりもわずかに小さくなるように選択されることが多い。第２の走査は、その端点がＶＲコマンドによって指定された量だけ移され、５０のＳＰに従って描かれるベクトルにわたって行われる。第３の走査は第２の走査と同じ領域を行うが、描く速度はＳＰ６０にもとづく。第４の走査は、描く速度がＳＰ７０にもとづくことを除き、前の２つの走査と同じである。これらのリベット・コマンドはクロスハッチの各種形式にもとづいてのみ使用されることに注意しなければならない。
【０２３３】
リドロー機能として既知のマルチパスの実施に関して前述したように、　．Ｌファイルは、標準テキストエディタにより生成され、硬化プロセスの層ごとの制御のためのビルド（ソフトウエア・バージョンによってはＳＵＰＥＲ）プログラムにより使用される。　．Ｒファイルは、１範囲の層についての制御を行うが、ここで説明された個々のリベットの実施のためのリベット締めを制御するのには使用できない。　．ＰＲＭファイルは、個々のパラメータが　．Ｌファイルに指定されていない時に省略時リベッティング・パラメータを得るためにビルドプログラムによって使用される。すなわち、　．Ｌファイルは、ベクトル形式ごとにもとづいて、層単位で、１層の範囲内でリベット締めを制御するために使用される。　．ＰＲＭファイルは、クリティカルリベッティング・パラメータが　．Ｌファイルに指定されていない場合にのみ使用される。
【０２３４】
リベット締めを制御する際に使用される　．Ｌファイルのフォーマットは、第３１図に示す。上述のように、このファイルは例示の目的でのみ、ＲＩＶＩＴ　．Ｌと名づけられており、リベット・パラメータがまったく指定されていない状態の層９２０を示す。他方、層９４０は、適用される多数のリベッティング・コマンドを持っており、これらのコマンドはニーモニック＃ＴＯＰおよび＃ＢＴＭで形成される。パラメータがＣＡＤ単位で指定されるＲＩＶＩＴ　．ＢＯＸファイルとは異なり、　．Ｌおよび　．ＰＲＭファイルのパラメータは、スライス単位で指定されることに注意しなければならない。ＣＡＤ単位は、ＣＡＤシステムで物体が設計される単位であり、物体の　．ＳＴＬファイルに関係する単位である。スライス単位は、物体がスライス（ＳＬＩＣＥ）プログラムによって層にスライスされる時の単位であり、その物体の　．ＳＴＬファイルに関係する単位である。例えばＣＡＤ単位がインチで、希望のスライス分解能が１０００である場合、スライス単位はミルである。ＣＡＤ単位、スライス単位および分解能については、米国特許出願番号第１８２，８３０号、その一部継続出願米国特許出願番号第２６９，８０１号およびその継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ　事件番号第１８５／１９５号に詳述されている。
【０２３５】
第３１図において、層９４０について指定された第１リベッティング・コマンド行は、＃ＣＡＸＶ，２５０，２５０，３７５０，２５０，３７５０，８７５０，２５０，８７５０であり、ニーモニックＣＡは“クリティカル・エリア”を意味する。このコマンドは、前述の　．ＢＯＸファイルに類似しており、クリティカルボックスを指定し、その範囲内でクロスハッチ・ベクトルは、リベット締めされるか、またはまったく走査されない。ニーモニックＸＶは、クロスハッチ・ベクトルがリベット締めされることを示す。その次の８個の数字は、クリティカルエリアを構成するボックスの角を表す４組のＸＹペア（スライス単位で）である。
【０２３６】
層９４０の次のコマンド行は、Ｚベクトル（層の境界線ベクトルであり、前記の表の通り、ニーモニックＬＢによるその後の実施で関係する）だけに適用されるコマンドである。図示のように、コマンド行は、ＳＳ８；ＳＰ１００；ＪＤ０；ＲＣ１であり、ＶＣコマンドが指定されていないので、層の境界線ベクトルはリベット締めされないことを示す。層９４０の次のコマンド行は、Ｘベクトル（前記の表の通り、Ｘクロスハッチは現在、Ｙおよび６０／１２０クロスハッチと結合され、単一のニーモニックＬＨである）だけに適用され、次のようになる。ＳＳ８：ＳＰ１００；ＪＤ０；ＲＣ１；ＶＣ２；ＶＲ５００；ＶＰ２０，１００。コマンドＶＣ２は、２回のパスのリベット・カウントを指定し、第１パスについては露光２０が、第２パスについては露光１００が指定される。露光単位は１０μ秒で与えられており、これは、それぞれ、４００μ秒および１０００μ秒の露光と解釈される。コマンドＶＲ５００は、第２パスについて、Ｘクロスハッチ・ベクトルがクロスハッチ・ベクトルが層の境界線ベクトルに結合する点から５００ＳＳマルチパス以内でリベット締めされるだけであることを示している。ＳＳは８ビット（約０．０６ミリ（２．４ミル））で与えられており、これは、端から約３０．４８ミリ（１２００ミル）（１．２インチ）のオフセットが取られていると解釈される。
【０２３７】
第３２ａ図及び第３２ｂ図は、例示する目的でのみＳＵＰＥＲ　．ＰＲＭと名づけた　．ＰＲＭファイルの例を示す。　．ＰＲＭファイルについては、米国特許出願番号第１８２，８３０号、その一部継続出願米国特許出願番号第２６９，８０１号およびその継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ　事件番号第１８５／１９５号に詳述されており、ここでは、省略時リベッディング・パラメータに関連する部分だけを説明する。初めに、示された唯一の省略時リベッティング・パラメータは、第１の物体の層のクロスハッチ・ベクトルについてのもの（図中ニーモニックＬＨで表されてあり、前述の実施では、上記の表に従えば、Ｘ，Ｙまたは６０／１２０クロスハッチ・ベクトルについてそれぞれニーモニックＸ，ＹまたはＩで表されていた）および、第１の物体の平坦に近い下向き外皮ベクトルについてのもの（図中ニーモニックＮＦＤＨ１で表されてあり、上記の表に従えば、Ｘ，Ｙまたは６０／１２０クロスハッチ・ベクトルについてそれぞれニーモニックＦ，ＧまたはＫで表されていた）である。ファイルの関連部分は以下のように再生される。
【０２３８】
ＬＨ１，ＲＣ　２；ＳＰ　２０，８０；ＪＤ　０；ＳＳ　８；
ＶＣＲ　５；　　　　　　　　　　　　　　！リベット・カウント
ＶＲ　９９；　　　　　　　　　　　　　　！リベット・リダクション
ＶＰ　１１，１２，１３，１４，１５”　　！リベット・ステップ量期間
ＮＦＤＨ１，ＲＣ　１；ＳＰ　１７６；ＪＤ　０；ＳＳ　２；ＶＣ　５；ＶＲ　９９；ＶＰ　１１，１２，１３，１４，１５”
初めに、各行の！の後の部分は、読みやすさを目的とした注釈である。層のクロスハッチ・ベクトルについて、省略時リベット・カウントは５パスであり、各パスで指定された露光は１１，１２，１３，１４および１５である（露光単位は１０μ秒であり、それぞれ、１１０，１２０，１３０，１４０および１５０μ秒と解釈される）。省略時のリベット・リダクションの量は、９９ＳＳの倍数であり、省略時のＳＳは８と与えられているので、７９２ビット、約６．０４ミリ（２３７．６ミル）と解釈される。平坦に近い下向き外皮ベクトルについては、この省略時リベッティング・パラメータは、層のクロスハッチ・ベクトルについて指定されたものと同じである。
【０２３９】
マージプログラムによって生成された　．Ｖファイルは、第３３ａ図及び第３３ｂ図に示す。このファイルは、各種ベクトル形式に分割された、各層で描かれるベクトルから構成される。図示の通り、層９２０の場合、層境界線ベクトルのＸＹペア（第１で唯一の物体であることを示す１を伴うニーモニックＺ１で示された）は、クロスハッチ・ベクトル（ニーモニックＸ１で示された）のＸＹペアの後に置かれる。その後、層の境界線ベクトルおよびクロスハッチ・ベクトルが、層９４０について置かれる。
【０２４０】
次に、上記の各種技術の効率を示す部分について説明する。前述の技術のいずれかのカールへの影響を測定するために特に開発された形式の部品である、４分の１円筒体を作成する。
【０２４１】
この４分の１円筒体は、実際、隣接する層に付着して全体のはりを形成する多数の層から構成される片持ちばりである。４分の１円筒体の一面は、上方（または垂直の）カールの測定であり、これは、層の隣接する層への付着によって得られる。第３４ａ図および第３４ｂ図は、上方カールの影響を示す４分の１円筒体の側面図である。４分の１円筒体は、層１２０ａ，１２０ｂおよび１２０ｃから成る片持ちばり１２０から構成されており、これは支持部１２１に支持されている。第３４ａ図は、上方カールが生じる前の４分の１円筒体であり、第３４ｂ図は、上方カールが生じた後の同じ４分の１円筒体を示す。第３４ｂ図は、上方カールの別の部分を示し、硬化した層の数が増えるにつれ、これらの層は、連続的に硬化した層により生じるねじりモーメントに耐えるうえで、より効果的になることを示している。その結果、第３４ｂ図の例では、層１２０が硬化するまでには、上方カールの影響はほとんど消滅する。
【０２４２】
層は、水平の隣接する線が連続的に硬化して全体の層を形成する段階で、実際に硬化する場合もあるということに注意することが重要である。線がすでに硬化した線に沿って硬化した場合、第１の線は収縮し、すでに硬化した線をそれらの線の間の付着の程度にもとづいて水平方向にカールさせる。この硬化は、第３４ｃ図及び第３４ｄ図に示す。第３４ｃ図は、線１２３ａ，線１２３ｂおよび１２３ｃから成る層１２０ａの平面図であり、第３４ｄ図は、同じ層での水平方向のカールの影響を示す。図示の通り、より多くの線が描かれるにつれて、すでに硬化した線が連続する線により生じるねじりモーメントに十分耐えられるようになるので、水平方向のカールの影響は低減される。
【０２４３】
４分の１円筒体の別の部分は、「微少な湾曲」としてある程度図形的に知られる別の形式のカールを測定できることである。微少な湾曲は、４分の１円筒体の全体の構造を説明した後で説明する。
【０２４４】
４分の１円筒体の特殊な例は第３５ａ図に示す。図示の通り、この部品は、上層１２４、支持層１２５、支柱層１２６および基層１２７から構成される。好ましくは、上層１２４は２５層から成り、支柱層１２６は８層から成り、基層１２７は１層から成り、支持層１２５は１層から成る。しかし、他の例も可能であり、この例は例示する目的でのみ示されたものであって、いかなる限定を付与するものではない。
【０２４５】
４分の１円筒体の平面図である、第３５ｂ図に示す通り、各層は、好ましくは、それぞれ１２８および１２９で示す、同心円の内側および外側の曲線軌条で構成されており、内側の軌条１２９の半径は２７ｍｍで、外側の軌条１２８の半径は３０ｍｍである。第３５ｃ図に示す通り、曲線軌条１２８，１２９はわずかに９０°より小さい５π／１２の角度である。
【０２４６】
第３５ａ図に関して、支柱層１２６は支柱の組１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃおよび１２６ｄから成り、第３５ｃ図に図示する通り、各支柱の組は好ましくは２つの支柱から成る。例えば、支柱の組１２６ａは、それぞれ、支柱１２６ａ（１）および１２６ａ（２）から成る。また、第３５ｃ図に示す通り、同心円の弧の、半分よりやや大きい、π／４ラジアンが、支柱によって支持されており、各支柱の組は好ましくは円弧の支持部分に沿ってπ／１２ラジアンずつ一定に間隔を置かれている。
【０２４７】
第３５ｄ図に関して、層の内側および外側の軌条１２９，１２８は、好ましくは、２１の一定に間隔を置かれた低露光の支持線（米国特許出願番号第１８２，８３０号、その一部継続出願米国特許出願番号第２６９，８０１号およびその継続出願Ｌｙｏｎ　＆　Ｌｙｏｎ　事件番号第１８５／１９５号に説明されたクロスハッチ・ベクトルに類似しており、従って、ここでは単にクロスハッチとして知られる）によって接続されており、この場合、各線は好ましくはπ／４８ラジアンずつ一定に間隔を置かれている。好ましくは、クロスハッチは、所与の層のクロスハッチが隣接する層のクロスハッチに当初は付着しないように、低露光で露光される。最後に、第３５ｅ図に図示の通り、第１のクロスハッチ線に始まり、所与の層の１つおきのクロスハッチの中心は余分な露光を受け、すなわちリベット締めされ、その位置の下位のクロスハッチに付着される。第３５ｅ図では、特定の層の連続するリベットは、それぞれ、参照番号１３０ａ，１３０ｂおよび１３０ｃで指示される。前述の通り、リベットの使用は、上方カールを低減する技術である。
【０２４８】
部品は、好ましくは、０．２５ミリ（１０ミル）の厚さの層で作成されるが、露光は異なる硬化深さを付与するために層において変えられる。このことは、異なる硬化深さでカールの測定を可能にする。基層１２７は、好ましくは、昇降台（図示せず）に良好な付着を確保するのに十分な露光を与えられ、これは０．７６ミリ（３０ミル）の硬化深さに相当する。支柱１２６は、好ましくは、同じく０．７６ミリ（３０ミル）の硬化深さに相当する、以前の層への良好な付着を確保するのに十分な露光を与える。支持層１２５は、好ましくは浸漬中に樹脂の流れに耐えるために十分な強さを保証するために０．７６ミリ（３０ミル）の硬化を行う。リベット１３０は、好ましくは、上層１２４の線の層間の付着を保証するための硬化深さで露光される。内側および外側両方の上層１２４の線ならびに支持クロスハッチ線は、好ましくは、異なる硬化深さで露光され、そのパラメータは、４分の１円筒体を作るために使用される特定のカール低減技術について作成された硬化深さ対カール曲線によって異なる。４分の１円筒体の全体の見取図は第３５ｆ図に示す。
【０２４９】
個々のカール低減技術についてのカールを測定するために、上層の線の硬化深さは、０．０３〜０．０５ミリ（１〜２ミル）から最大１．０２ミリ（４０ミル）までの間で変えられる。第３５ｇ図に図示するように、各硬化深さで、４分の１円筒体の厚さは２カ所で測定される。１）上層の無支持端から最初のリベットにおいて、第３５ｇ図ではその位置は参照番号１３１で指示され、その位置の厚さはｓで示されている。２）上層の支持端から最初のリベットにおいて、第３５ｇ図ではその位置は参照番号１３２で指示され、その位置の厚さはｆで示される。所与の硬化深さについてのカール係数ＣＦは比ｆ／ｓとして定義される。ある範囲の硬化深さのカール係数ＣＦを計算した後、硬化深さに対してプロットする。個々の曲線がプロットされた後、異なるカール低減技術について上記を繰り返して、個々の適用について最善のカール低減技術を見つける。上記は、カールを低減するためにリベットと組み合わせた二次構造の使用について述べたものであるが、破線、折れ線、マルチパスといった前述の他の技術も、この技術によって評価することができる。
【０２５０】
次に、微少な湾曲として既知のカールについて説明する。直線の片持ちばりのバーがカールを測定するために使用された場合、微少な湾曲の影響は生じないか測定できないことに注意しなければならない。微少な湾曲が生じるのは、４分の１円筒体を形成するための片持ちばり部分の層を曲げた場合だけである。
【０２５１】
第３５ｄ図に関して、それぞれ１２９、１２８の内側および外側の線がカールする場合、これらはほぼ同じ率で収縮する。収縮の率がほぼ同じなので、外側の線１２８の半径が収縮する程度は、半径が大きい場合同じ率の変化を得るにはより大きな増分変化が必要なので、内側の線１２９が収縮する程度よりも大きい。その結果、外側の線は、より大きな応力を周囲の構造に伝える。クロスハッチの存在は、内側の線に向かう外側の線１２８の動きによって、応力の除去を妨げる。従って、応力を除去するには、通常、外側の線は上方に動き、微少な湾曲として既知の影響を生じる。微少な湾曲の影響は、検討している部品の断面の半径が大きくなるにつれて、生じやすくなることに注意しなければならない。
【０２５２】
微少な湾曲は、溝付断面１３１ａ，１３１ｂおよび１３１ｃを持つ個々の部品の側面図、正面図および平面図をそれぞれ示す、第３６ａ図から第３６ｃ図によって図示される。微少な湾曲の影響は、第３６ｄ図に示されており、部品の領域が図中の溝１３１ｃの部分で、より大きく変形し、部品の固体部分を分割させるほど大きいものであることを示している。これは図中参照番号１３１ｄで示されている。
【０２５３】
従って、４分の１円筒体は、上記の各種技術の微少な湾曲に対する影響を評価するためにも使用できる。
【０２５４】
本発明の個々の形態を図示し説明したが、様々な修正が本発明の精神および範囲を逸脱することなく可能であることは、前述より明らかである。従って、本発明は、付随する特許請求の範囲によるところ以外、何ら限定を受けるものではない。
【０２５５】
以下、本発明のよりよき理解のための補足説明を付記Ａ，Ｂに示す。
【０２５６】
付記Ａ
（３Ｄシステムズ社ＳＬＡ−１ベータサイト立体造形装置説明書抜粋）
第１節　説明および一般的知識
１．１　目的
ＳＬＡ−１立体造形装置は、ＣＡＤシステムから直接、三次元の部品を作成する。長さ、幅、高さがそれぞれ９インチまでの作成された物体は、光硬化性プラスチックで作成されている。それらは、種々の用途に広く利用することができ、例えば、次のような分野で使用されている。
【０２５７】
・　工業でのエンジニアリング
・　設計エンジニアリング
・　建築設計
・　医学
・　科学
１．２　説明
１．２．１　立体造形プロセス
立体造形は、レーザー・ビームを動かして、液状プラスチックの連続層を固化することによって部品を作成する三次元作画プロセスである。本方法によれば、設計者は、ＣＡＤシステムでの設計ができ、精確なプラスチック・モデルを２、３時間で作成することができる。立体造形プロセスは、第３７図に示すように、次の８段階から構成されている。
【０２５８】
・　固体モデル設計
・　立体造形用モデルの準備
・　モデルの三角形への分割と転送用にデータの変形
・　データ・ファイルのＳＬＡ−１スライス・コンピュータへの転送
・　三角形ファイルの水平スライス
・　ベクトルの計算、ハッチングおよびぬりつぶし
・　物体の作成
・　後処理
１．　固体モデルは、立体造形プロセスとは特に関係なく、ＣＡＤシステムで、通常の方法で設計される。モデルのコピーが、立体造形処理用に作成される。
【０２５９】
２．　立体造形のモデル準備には、最適方向の選択、サポートの追加、ＳＬＡ−１操作パラメータの選択がある。最適の方向をとることによって、（１）物体の液排水を可能にし、（２）支持のない表面の数が最少になり、（３）重要な表面を最適状態にし、（４）物体を樹脂容器に適合させることができる。支持は、離れた断面を固定するためとその他の目的のために追加しなければならない。支持のＣＡＤライブラリを本目的のため準備することができる。ＳＬＡ−１操作パラメータには、モデル寸法と層厚さ（スライス）の選択が含まれている。
【０２６０】
３．　固体モデルの表面は、次いで三角形に分割される。三角形は、ベクトル計算には、複雑さの最も少ない多角形である。ＢｅｔａＳＬＡ−１の能力は、２００，０００個の三角形に近付いており、ＳＬＡ−１の生産に関して計画されたさらに改良された点がある。三角形の数が多い程、表面の分解はより十分になり、したがって、ＣＡＤ設計で形成される物体はより正確になる。
【０２６１】
４．　三角形の座標を表わすデータ点は、「イーサネット」通信でＳＬＡ−１に伝達される。ＳＬＡ−１のソフトウエアは、選択した層の厚さで、三角形断面を水平に（Ｘ−Ｙ面）スライスする。
【０２６２】
５．　ＳＬＡ−１は次に、断面の境界、ハッチング、および水平面（表面）ベクトルを計算する。ハッチベクトルは、境界ベクトルの間の、クロスハッチングならなる。数種のタイプがある。高速で画かれ、大きな重なりのある表面ベクトルは、物体の水平表面の外側を形成する。上下の表面内の内部水平部分は、クロスハッチ・ベクトルによる以外はぬりつぶされない。
【０２６３】
６．　ＳＬＡ−１は、光硬化性樹脂の表面を、ヘリウム、カドミウム・レーザーの紫外線を動かし、それがあたった部分の液を固化させることによって一度に１つの水平層の物体を形成する。樹脂に吸収されるので、レーザー光線は深く浸透せず、薄い層をつくることができる。各層は境界線、ハッチ、表面の順に画かれたベクトルから成る。
【０２６４】
７．　最初に画かれた層は、液面のすぐ下にある水平な台に付着する。この台はコンピュータ制御で台を降ろす昇降台に取り付けられている。１つの層を画いてから、台は数ミリメータ液の中に浸って、先に硬化した層を新しい液で覆う。ついで、薄い液の層をのこして少しだけ上昇しこの薄い液の層から第２の層がつくられる。液面が平らになるように、しばらく休止した後、次の層が画かれる。樹脂は付着性をもっているので、第２の層は、第１の層へしっかりくっつく。このプロセスが、すべての層が画かれ、三次元物体の全体が形成されるまで繰り返される。通常、物体の下部の０．２５インチ程度は、望みの部品がその上につくられる支持構造である。光にあたらなかった樹脂は、容器の中に残って次の部品用に使用される。材料の浪費は非常に少い。
【０２６５】
８．　後処理では、余分の樹脂を除くために、作成された物体を熱し、紫外線または加熱硬化をして重合を完全にし、支持を取り除く。さらにやすりでみがき、実用モデルに組立てるなどの処理も追加して行われる。
【０２６６】
１．２．２　立体造形装置
ＳＬＡ−１はユーザーのＣＡＤシステムと直接接合する完備した装置である。ＳＬＡ−１は、第３８ａ図〜第３８ｃ図に示すように、スライス・コンピュータ端末装置、電子キャビネット組立品、光学系組立品、およびチャンバ組立品の４主要要素グループから構成されている。ＳＬＡ−１のブロック図を第３９図に示す。
【０２６７】
１．２．２．１　電子キャビネット組立図
電子キャビネットには、プロセス・コンピュータ（ディスク駆動）、キーボード、モニター、電源、ＡＣ電力配電盤、および制御盤がある。コンピュータ組立品には、端末装置の制御用プラグイン回路盤、高速走査鏡および垂直（Ｚ形の台）昇降機がある。レーザー用電源、ダイナミックミラー、昇降機モータは、キャビネットの下部に取り付けられている。
【０２６８】
制御盤には、電源投入スイッチ／表示器、チャンバー灯スイッチ／表示器、レーザー投入表示器およびシャッター開表示器がある。故障診断およびレーザー性能情報を含む操作と保守パラメータはモニターに表示される。操作はキーボード、エントリで制御される。キーボードおよびディスク・ドライブのまわりの作業面は、掃除しやすく、且つ長期使用に耐えるようフォーマイカでおおってある。
【０２６９】
１．２．２．２　光学系組立品
ヘリウム、カドミウム（ＨｅＣｄ）レーザーと光学系構成要素は、電子キャビネットとチャンバー組立品の上に取り付けられている。レーザーと光学系板は、それぞれのカバーをはずせば使いやすいようになっている。安全のために、カバーとめ具をはずすのに専用工具が必要で、カバーがはずされている時は、インターロック・スイッチが生きている。インターロックは、どちらかのカバーがはずれている時、レーザー光線を遮るためにソレノイド制御のシャッターを作動させる。
【０２７０】
光学系組立品の洗浄用具一式とインターロック短絡用具が光学系カバーの下にある。洗浄用具は綿棒、専用の洗浄ガーゼ、光線回転鏡と光線拡大レンズ洗浄用材料である。インターロック・短絡用具は、使用中にインターロックをころすために使用される。これは、光学系およびレーザーのカバーがはずれた状態で、レーザーの照射を必要とする、光学系の配列調整および実施操作を可能にする。
【０２７１】
シャッター組立品、２個の９０°の光線回転鏡、光線拡大器、走査鏡組立品および光学窓は光学板の上に取り付けられている。回転ソレノイド作動シャッターはレーザーの出口に取り付けられ、安全インターロックが開いている時、光線を遮るために回転する。９０°光線回転鏡はレーザー光線を次の光学系構成要素へ反射する。光線拡大器はレーザー光線を拡大して液面に集中する。高速走査鏡はレーザー光線が樹脂表面にベクトルを画くようにする。光学系の封入されたものと反応室の間の水晶窓は、レーザー光線を反応室へ通すが、それ以外は、２つの部分は隔離されている。
【０２７２】
１．２．２．３　チャンバー組立品
チャンバー組立品には、環境制御されたチャンバーがあり、台、反応容器、昇降機および光線プロファイラを収納している。
【０２７３】
物体がつくられた室は、操作者の安全を考え、一様な操作条件を確保するように設計されている。室は約４５℃（１４０摂氏）に熱してもよい。そして空気は循環させ、ろ過される。上からのランプが反応容器と作業面を照らす。ガラスのアクセスドア上のインターロックは開いているときにレーザー光線を遮るようにシャッターを作動させる。
【０２７４】
反応容器はチャンバーの中、昇降機および台が配列されている誘導装置上に設置されている。
【０２７５】
部品は垂直軸昇降機あるいはｚ形の台に取り付けられた台の上に形成される。台は樹脂容器の中に浸され、物体が形成されていく間に、下の方へ調節して動かされる。形成された部品を取り外すために、台は容器の上の位置まで上げられる。ついで、台は昇降機から取りはずされ、後処理のためにチャンバーから取り外される。したたり落ちる樹脂を受けるために受け皿が準備されている。
【０２７６】
光線プロファイラは、反応容器の一方の側でレーザーの焦点距離のところに取り付けられている。走査鏡は、周期的に光線プロファイラ上へのレーザー光線に向くように指令され、プロファイラは光線の強度プロファイルを測定する。そのデータは、強度の輪郭線のあるプロファイルまたは全体的な（積分された）光線強度を表わす簡単な数として端末に表示される。この情報は、鏡を洗浄および心合わせすべきか、レーザーを使用すべきか、望みの厚さと幅のベクトルを出すパラメータ値などを決定するのに使用される。
【０２７７】
１．２．３　ソフトウエア
ＳＬＡ−１のソフトウエア図を第４０図に示す。立体造形装置を制御するのに必要なコンピュータは３つあり、それはＣＡＤシステム、スライスコンピュータおよびプロセスコンピュータである。どのＣＡＤシステムも三次元空間の部品を設計するのに使用することができる。これは対象物のファイルと認められる。部品をつくるためには、ゆがみを防ぐために支持を設けなければならない。これは、ＣＡＤ部品設計に必要な支持を加え、ＣＡＤ支持ファイルをつくることによって実行される。結果としてＣＡＤでつくられた２個以上のファイルは、「イーサネット」を通してスライスコンピュータに物理的に挿入される。
【０２７８】
立体造形装置は、一番下の層から始めて一度に１層の部品をつくる。スライスコンピュータは、ＣＡＤ部品を個々の水平なスライスに分割する。スライスコンピュータは、また、どこにハッチベクトルができるかを計算する。これは各層がつくられるとき最大強度になるように行われる。Ｂｅｔａ　Ｓｉｔｅｓのスライスコンピュータは、それ自身のキーボードとモニターをもった別個のコンピュータである。生産モデルでは、スライスコンピュータは、ＳＬＡ−１の電子キャビネットの中にあり、プロセスコンピュータとキーボードとモニターを共有することが予想される。操作者は各スライスの厚さを変更することができ、ユーザー・インターフェイス・プログラムと各スライスの他のパラメータを変えることができる。スライスコンピュータは、ゼニックス機械語を使用しており、「イーサネット」・データ・バスによってＳＬＡ−１プロセス・コンピュータに接続されている。
【０２７９】
スライスされたファイルは、ついで、「イーサネット」を通してプロセス・コンピュータに転送される。各プロセス・コンピュータは、スライスされた物体と支持ファイルを層制御ファイルとベクトル・ファイルに併合する。操作者は、次に、層およびパラメータ・ファイルにおいて立体造形装置を運転するのに必要な制御を挿入する（ベクトル・ファイルは、いつもは編集されていない）。操作者は、リベットを挿入することによって、部品の特定の容積を強くすることができる。このことは、スライスされたファイルを組合せる前に、必要なパラメータをクリティカル・ボリューム・ファイルに挿入することによって行われる。併合プログラムは、物体、支持、クリティカル・ボリューム・ファイルを総合して、その結果のデータを層制御ファイルに挿入する。操作者は、層制御ファイルを編集することができ、省略パラメータ・ファイルを変更することができる。省略パラメータ・ファイルは、部品を作る立体造形装置を操作するのに必要な制御を含んでいる。プロセス・コンピュータは、ＭＳＤＯＳ機械語を使用しており、立体造形装置に直接接続されている。
【０２８０】
１．３　性能仕様
ベータＳＬＡ−１の性能仕様を、すばやく参照できるように、表１−１に示した。
【０２８１】
◎
【表１】
2004025843.tif 000003
◎
【表２】
2004025843.tif 000004
第２節　操　作　説　明
２．１　序
本節には、モデル部品の設計と製作の全ての操作説明が含まれている。ＣＡＤシステムによる部品の支持の設計、スライスコンピュータによる部品のスライス、部品を作るためのＳＬＡ−１装置の操作と制御の説明が含まれている。また、ファイル転送、クリティカル・ボリュームの挿入、スライスされたファイルの組合せ、部品制御ファイルの編集、省略パラメータ・ファイルの準備、部品作成のスーパバイザの実行、部品の後処理および作業曲線の使用についての説明も含まれている。
【０２８２】
２．２　ＳＬＡ−１部品用ＣＡＤ設計
２．２．１　ＳＬＡ−１用ＣＡＤ部品設計法
ＳＬＡ−１装置で部品を作製する前にＣＡＤシステムでまず設計しなければならない。このマニュアルでは、操作者がＣＡＤシステムを使用して部品を設計する方法を知っているものとする。ＣＡＤ設計をＳＬＡ−１装置に適合するようにするには、操作者は、物体ファイルと支援ファイルなどの２つ以上のファイルをＣＡＤシステムに準備するのが普通である。物体ファイルは、単にＣＡＤ部品である。支援ファイルは、ＳＬＡ−１装置で部品を作っている間、その形を保つことができるように支持構造を加えるのに必要である。
【０２８３】
２．２．２　部品設計のルール
ＳＬＡ−１装置用ＣＡＤ設計を準備するには、操作者は、次のようにＣＡＤ物体ファイルを変更しなければならない。
【０２８４】
ａ．　壁厚さは、０．０２０〜０．１５０ｉｎｃｈとするのが理想的である。
【０２８５】
ｂ．　ＣＡＤ部品を下記の条件になるような方向に回転する。
【０２８６】
１．　部品ができる時の気泡部分を最小にする。
【０２８７】
２．　上向きのよい表面を利用する。
【０２８８】
３．　下向きの表面をできるだけ見えないようにする。
【０２８９】
４．　支持の設計を容易にし、最適とする。
【０２９０】
５．　部品が作られるとき安定および強くする。
【０２９１】
ｃ．　水平ギャップと穴がレーザの走査線の幅により望まれるより大きくなるように部品を設計する。
【０２９２】
ｄ．　すべての固体部品は完全に一つの容積を構成しなければならない。単一平面ではクロスハッチのアルゴリズムを混乱させる。
【０２９３】
２．２．３　ＳＬＡ−１用支援ファイル設計法
支持構造は、土台と柱とウェブで構成され、それらは部品を適切に支持し、部品がＳＬＡ−１装置で作られている間に曲がるのを防ぐ。支持は別の支援ファイルにおいてＣＡＤシステムで設計されなければならない。
【０２９４】
２．２．４　支持設計のルール
操作者は次のようにＣＡＤ支援ファイルを作らなければならない。
【０２９５】
ａ．　昇降機パネルにのるＣＡＤ部品の底部に構造を設計する。この台には、少くとも０．６５ｉｎｃｈの長さ（台の１／４ｉｎｃｈ穴の直径の２倍以上）数本の水平な脚がなければならない。
【０２９６】
ｂ．　部品の外側に各角と交差するように支持を設計する。そこは大きな応力が生ずる場所であるからである。
【０２９７】
ｃ．　支持されていない下向きの境界が、先に作られた支持の上になるように支持を配列する。
【０２９８】
ｄ．　最良の応力抵抗のため、最小距離を隔てて支持を配置する。
【０２９９】
ｅ．　強力な結合のため、少くとも二つの垂直な二層が部品の中に重なりをもつよう設計する。
【０３００】
２．３　スライス操作
２．３．１　ファイルのスライスの方法
スライスコンピュータ（Ｗｙｓｅ　ＰＣ　３８６　）は、ユーザーの制御の下で、物体と支援ファイルを個々のスライスに、自動的に分割する。ユーザーは各スライスの厚さを選択し、クロスハッチングの形と方法を決定しなければならない。
【０３０１】
２．３．２　スライスのルール
操作者は、ＣＡＤ物体と支援ファイルを次のようにスライスしなければならない。
【０３０２】
ａ．　上向きの表面は１次元（ＸまたはＹ）だけのもので、０．００２ｉｎｃｈのオフセットでなければならない。露出面は低くなければならない。
【０３０３】
ｂ．　クロスハッチは通常、部品の端にできるだけ垂直に近い状態でなければならない。部品の端に平行なクロスハッチは生産時間を増加し応力を増加する。
【０３０４】
ｃ．　表面をつくらないで支援ファイルをスライスする。
【０３０５】
２．３．３　ユーザー・インターフェースの動かし方
この手順はユーザー・インターフェース・プログラムを使用してスライス・パラメータを挿入し、スライス・プログラムを動かすためにスライス・コンピュータを操作する方法を示す。この手順は、ＣＡＤファイルがスライス・コンピュータの中に設置されているものと仮定している。ステップの前の星印（＊）は、これが、共通のキーボードを使用してスライス・コンピュータとプロセス・コンピュータとを操作している場合に行われるためにだけ必要な任意のステップであることを示している。
【０３０６】
ａ．　ＥＮＴＥＲ　を押す。−ＭＡＩＮ　ＭＥＮＵが表示される。
【０３０７】
＊ｂ．　データ転送（スライス）を選択して、ＥＮＴＥＲ　を押す。−データ転送メニューが表示される。
【０３０８】
＊ｃ．　ＴＥＬＮＥＴ、端末ユーティリティを選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３０９】
ｄ．　Ｓ　ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、ＵＩ（ｕｓｅｒ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）とタイプして、ＥＮＴＥＲ　を押す。−ＳＬＩＣＥ　ＵＳＥＲ　ＩＮＴＥＲＦＡＣＥメニューが表示される。
【０３１０】
ｅ．　オプション１（ＤＡＴＡＢＡＳＥファイル名）を選択する。
【０３１１】
ｆ．　Ｅｎｔｅｒ　Ｄａｔａ　Ｆｉｌｅ　Ｎａｍｅ；　ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、データ・ファイル名、つづいて、Ｓｔｌ（例えば−ｔｅｓｔ．ｓｔｌ）をタイプして、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３１２】
ｇ．　Ｔｙｐｅ　Ｆｉｌｅ　ＢｉｎａｒｙまたはＡＳＣＩＩ（Ｂ，Ａ）；　Ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、ｂ（ｂｉｎａｒｙ）または（ＡＳＣＩＩ　）を適用としてタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３１３】
ｈ．　オプション２（ｓｃａｌｅ　）を選択する。
【０３１４】
ｉ．　Ｅｎｔｅｒ　Ｓｃａｌｅ　Ｖａｌｕｅ：　ｐｒｏｍｐｔ　が表示されたら、ｓｃａｌｅ　ｖａｌｕｅ　ｐｅｒ　ＣＡＤ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｕｎｉｔ）をタイプしてＥＮＴＥＲ　を押す。（１０００を選択した場合、１０００．０００が値の列に挿入される。これは１つのＣＡＤ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｕｎｉｔの１／１０００である。）（例えばインチで設計された部品のＣＡＤの場合は、１０００のＳｃａｌｅ　は各スライス、単位を１ｍｉｌ　とする）
ｊ．　オプション３（Ｚ　ｓｐａｃｉｎｇ）を選択する。
【０３１５】
ｋ．　Ｅｎｔｅｒ　ＦｉｘｅｄまたはＶａｒｉｂｌｅ　ｓｐａｃｉｎｇ（Ｆ，ＶまたはＱ）Ｖａｌｕｅ：　ｐｒｏｍｐｔ　が表示されたら、Ｆ（ｆｉｘｅｄ　）をタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。次にスライス・スケール単位（オプション２より）（例えば−２０）で厚さをタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。（可変の厚さを選択する場合は、ソフトウエア・マニュアルを参照）。
【０３１６】
ｌ．　オプション４（Ｘ　ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇ）を選択する。
【０３１７】
ｍ．　Ｅｎｔｅｒ　Ｈａｔｃｈ　Ｓｐａｃｉｎｇ　（ｈｘ）　ｖａｌｕｅ：　ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、スライス・スケール単位（例えば、２００（５ハッチ／ｉｎｃｈ））でＸ　ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇをタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３１８】
オプション６（６０／１２０度ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇ　）を使用する場合は、オプション５（Ｙ　ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇ）は使用しない。
【０３１９】
ｎ．　オプション５（Ｙ　ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇ）を選択する。
【０３２０】
ｏ．　Ｅｎｔｅｒ　Ｈａｔｃｈ　Ｓｐａｃｉｎｇ　（ｈｙ）　ｖａｌｕｅ：　ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、スライス・スケール単位（例えば、２００）でＹ　ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇをタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３２１】
ｐ．　オプション６（６０／１２０度ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇ　）を選択する。
【０３２２】
ｑ．　Ｅｎｔｅｒ　Ｈａｔｃｈ　Ｓｐａｃｉｎｇ　（６０／１２０）ｖａｌｕｅ：　ｐｒｏｍｐｔ　が表示されたら、スライス・スケール単位（例えば、２０）で６０／１２０ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇ　をタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３２３】
ｒ．　オプション７（Ｘ　ｓｋｉｎ　ｆｉｌｌ　ｆｏｒ　ｎｅａｒ　ｆｌａｔ　ｓｕｒｆａｃｅ）を選択する。
【０３２４】
ｓ．　Ｅｎｔｅｒ　ｓｋｉｎ　ｆｉｌｌ　ｆｏｒ　ｎｅａｒ　ｆｌａｔ　ｓｕｒｆａｃｅ　（ｈｆｘ）　Ｖａｌｕｅ：　ｐｒｏｍｐｔ　が表示されたら、Ｘ　ｓｋｉｎ　ｆｉｌｌ　ｏｆｆｓｅｔ　をスライス・スケール単位（例えば、２）でタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３２５】
ｔ．　オプション８（Ｙ　ｓｋｉｎ　ｆｉｌｌ　ｆｏｒ　ｎｅａｒ　ｆｌａｔ　ｓｕｒｆａｃｅ）を選択する。Ｘ　ｓｋｉｎ　ｆｉｌｌが使用される時は、Ｙは使用してはならない。逆もまた同じである。
【０３２６】
ｕ．　Ｅｎｔｅｒ　ｓｋｉｎ　ｆｉｌｌ　ｆｏｒ　ｎｅａｒ　ｆｌａｔ　ｓｕｒｆａｃｅ　（ｈｆｙ）　Ｖａｌｕｅ　；　ｐｒｏｍｐｔ　が表示されたら、Ｙ　ｓｋｉｎ　ｆｉｌｌをｍｉｌ　でタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３２７】
ｖ．　オプション９（ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ａｎｇｌｅ　ｆｏｒ　ｓｃａｎｎｅｄ　ｆａｃｅｔｓ）を選択する。
【０３２８】
ｗ．　Ｅｎｔｅｒ　ａ　Ｍｉｎｉｕｍ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ａｎｇｌｅ　ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、垂直からの望みの角（例えば、６０）を度でタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３２９】
ｘ．　オプション１０（Ｍｉｎｉｕｍ　Ｈａｔｃｈ　Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔ　Ａｎｇｌｅ　）を選択する。
【０３３０】
ｙ．　Ｅｎｔｅｒ　ａ　Ｍｉｎｉｕｍ　Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔ　Ａｎｇｌｅ　Ｖａｌｕｅ：　Ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔ　Ａｎｇｌｅを度で（例えば、２０）タイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３３１】
ｚ．オプション１１（Ｓｅｇｍｅｎｔ　Ｏｕｔｐｕｔ　ｆｉｌｅ　Ｎａｍｅ）を選択する。
【０３３２】
ａａ．　Ｅｎｔｅｒ　Ｓｅｇｍｅｎｔ　Ｆｉｌｅ　Ｎａｍｅ：　ｐｒｏｍｐｔ　が表示されたら、望みのｏｕｔｐｕｔ　ｆｉｌｅ　ｎａｍｅ、次いで、ｓｌｉ（ｓｌｉｃｅ）（例えば、ｔｅｓｔ．ｓｌｉ）をタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３３３】
ａｂ．　すべてのスライス・パラメータが選択されてしまってから、Ｓ（Ｓａｖｅ）を選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。（これはパラメータを将来の使用と参考のためにセーブする）
ａｃ．　“Ｐｒｅｓｓ（Ｅｎｔｅｒ）　ｔｏ　Ｃｏｎｔｉｎｕｅ”ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、ＥＮＴＥＲ　を押す。次に、ｄ（ＤｏＳｌｉｃｅ　）を選択しＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３３４】
ａｄ．　Ｓｌｉｃｅ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｏ　ｕｓｅ（Ｄｅｆａｕｌｔ　ＸＹ）；ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、ＥＮＴＥＲ　を押す。（プログラムは挿入されたスライス・パラメータを使用して、ファイルをスライスする。）
ａｅ．　スライスが完了したら、ＤＡＴＡ　ＴＲＡＮＳＦＥＲ　ＮＥＭＵが表示される。
【０３３５】
ａｆ．　Ｑ（Ｑｕｉｔ）とＥＮＴＥＲ　を押す。（スライスされたファイルは、プロセス・コンピュータに転送される状態になっている。）
２．４　ＳＬＡ−１の操作
２．４．１　始動手順
ａ．　ＰＯＷＥＲ　ＯＮスイッチをＯＮにする。（上）ＰＯＷＥＲ　ＯＮ表示灯の点灯を確認する。
【０３３６】
ｂ．　ＯＶＥＮ　ＬＩＧＨＴスイッチをＯＮにする。（上）ＯＶＥＮ　ＬＩＧＨＴ表示灯の点灯と反応室のオーバーヘッド灯の点灯を確認する。
【０３３７】
ＳＨＵＴＴＥＲ　ＯＰＥＮおよびＬＡＳＥＲ　ＯＮ表示灯は操作中点灯する。ＳＨＵＴＴＥＲ　ＯＰＥＮ表示灯は、レーザーシャッターが開いている時、点灯し、ＬＡＳＥＲ　ＯＮ表示灯は、レーザーが作動している時、点灯する。
【０３３８】
ｃ．　プロセス・コンピュータが始動した時、ＭＡＩＮ　ＭＥＮＵがモニタに表示される。“Ｐｏｗｅｒ　ｏｎ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ”を選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３３９】
ｄ．　ＰＯＷＥＲ　ＳＥＱＵＥＮＣＥメニューが表示される。続いて、レーザー、鏡および昇降機駆動機の電力を上げるためとレーザー・シャッターを開けるために、ファンクション・キー１，２および３を押す。
【０３４０】
ｅ．　レーザーの出力が安定して部品を作り始めるまで少なくとも１５分は持つ。他の機能（ファイル準備、データ転送など）はレーザーの起動中に行える。
【０３４１】
２．４．２　スライス・コンピュータからプロセスコンピュータへのファイルの移し方
この手順は、スライスされた物体および支持ファイルを、ＳＬＡ−１内でスライス・コンピュータからプロセスコンピュータ（Ｗｙｓｅ　ＰＣ　２８６　）へ移す方法を説明する。
【０３４２】
ａ．　ＥＮＴＥＲ　を押す。ＭＡＩＮ　ＭＡＮＵ　が表示される。
【０３４３】
ｂ．　オプション１（Ｄａｔａ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　）を選択する。
【０３４４】
ｃ．　（ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　）ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、２（ＦＴＰ）（ｆｉｌｅ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｐｒｏｇｒａｍ　）をタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３４５】
ｄ．　（ｆｔｐ　）ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、ＯＰＥＮをタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３４６】
ｅ．　（ｔｏ）ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、スライス・コンピュータのアドレスをタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３４７】
ｆ．　Ｒｅｍｏｔｅ　ｕｓｅｒ　ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、貴方の登録簿の名前をタイプして、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３４８】
ｇ．　Ｐａｓｓｗｏｒｄ　ｐｒｏｍｐｔ　が表示されたらあなたのｐａｓｓｗｏｒｄをタイプして、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３４９】
ｈ．　（ｆｔｐ　）ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、ＧＥＴをタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３５０】
ｉ．　（ｒｅｍｏｔｅ−ｆｉｌｅ　）ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、ｎａｍｅ　ｏｆ　ｄｉｓｉｒｅｄ　ｆｉｌｅと通常それに次いで、ｓｌｉ　（例えば、ｔｅｓｔ．ｓｌｉ）をタイプして、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３５１】
ｊ．　（ｌｏｃａｌ−ｆｉｌｌ　ｔｅｓｔ．ｓｌｉ　ｉｎ　ｄｅｆａｎｅｔ）ｐｒｏｍｐｔと表示されたら、ＥＮＴＥＲ　を押す。（名前を変えたいとするのでなければ）、ＦＴＰルーチンがファイルをプロセス・コンピュータに転送する。それは転送が完了する時にｐｒｏｍｐｔする。
【０３５２】
ｋ．　ＦＴＰから出るには、（ｆｔｐ　）ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、ＢＹＥをタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。（スライスされたファイルは、ＳＬＡ−１プロセス・コンピュータに転送されている。）
ｌ．　ＭＡＩＮ　ＭＥＮＵ　は、転送が完了した後に表示される。
【０３５３】
２．４．３　クリティカル・ボリュームの挿入法
この手順は、クリティカル・ボリュームのセットアップの方法を示す。これらのクリティカル・ボリュームは、強度を増加するための、クロスハッチベクトルの上のレーザー光線の多重パスであるリベットを挿入するため、あるいは、他の特別な処理のために使用することができる。（この手順は、ＣＡＤ部品にクリティカル・ボリュームがない場合は省略することができる。）
ａ．　ＣＡＤコンピュータ上で、部品のＣＡＤ表示を呼び出す。
【０３５４】
ｂ．　長方形の固体の４つの底の角について、ＣＡＤ空間でのＸ、Ｙ、Ｚ座標を確認する。（クリティカル・ボリューム）
ｃ．　プロセス・コンピュータで、オプション５（編集装置ファイル）を選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３５５】
ｄ．　新しいファイルをつくるオプションを選択する。−Ｔｕｒｂｏ　Ｂａｓｉｃ　が表示される。
【０３５６】
ｅ．　矢印キーを使用してＷｒｉｔｅ　を選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３５７】
ｆ．　Ｎｅｗ　Ｎａｍｅ　ｐｒｏｍｐｔ　が表示されたら、クリティカル・ボリュームの名についで．ｂｏｘ（例えば、ｔｅｓｔ　．ｂｏｘ　）を入力し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３５８】
ｇ．　矢印キーを使用してＥｄｉｔを選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３５９】
ｈ．　Ｃ：　Ｔｅｓｔ　Ｂｏｘ　ｅｎｔｅｒ：ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、下記を挿入する。
【０３６０】
＜ｔｙｐｅ＞，＜ｂａｓｅ＞，＜ｈｅｉｇｈｔ＞，＜ｘ１＞，＜ｙ１＞，＜ｘ２＞，＜ｙ２＞，＜ｘ３＞，＜ｙ３＞，＜ｘ４＞，＜ｙ４＞（必ず各項の間にコンマを入れること。適切な構文が重要である。）
＜ｔｙｐｅ＞は、囲まれた範囲内でのクロス・ハッチを固定するための“ＸＶ”、またはクロス・ハッチを無視するための“ＸＩ”である。
【０３６１】
＜ｂａｓｅ＞はスライス・スケールに相対するｂｏｘ　のｂａｓｅであり、＜ｈｅｉｇｈｔ＞はｂｏｘ　の高さである。
【０３６２】
＜ｘ１，ｙ１＞はｂｏｘ　の第１座標である。＜ｘ２，ｙ２＞は第２座標、＜ｘ３，ｙ３＞は第３座標、＜ｘ４，ｙ４＞は第４座標である。
【０３６３】
ｉ．　ＥＳＣ（ｅｓｃａｐｅ　）キーを押す。
【０３６４】
ｊ．　矢印キーを使用してＦｉｌｅを選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３６５】
ｋ．　矢印キーを使用してＳａｒｅを選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３６６】
ｌ．　矢印キーを使用してＱｕｉｔを選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。（新しい＜ｐａｒｔ＞．ｂｏｘファイルがクリティカル・ボリュームを確認するためにつくられている。）
２．４．４　スライス・ファイルの組合せ方
この手順は、物体と支援のファイルをベクトルと層制御ファイルに組合せる方法を示す。
【０３６７】
ａ．　ＥＮＴＥＲ　を押す。−ＮＡＩＮ　ＭＥＮＵが表示される。
【０３６８】
ｂ．　オプション２（ＭＥＲＧＥ　）を選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３６９】
ｃ．　Ｓｌｉｃｅ　Ｆｉｌｅ　Ｎａｍｅ　ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、組合されるファイルの名前（名前の部分として、ＳＬＩが含まれる）をタイプし、ＥＮＴＥＲ　を押す。（適合するならば、必ずクリティカル・ボリュームを含めること）
ｄ．　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｆｉｌｅ　Ｎａｍｅ　ｐｒｏｍｐｔ　が表示されたら、出力ファイルの望み名前をタイプして、ＥＮＴＥＲ　を押す。（“ｘｘｘ　”ｅｎｄｉｎｇは不用である）
ｅ．　ＥＮＴＥＲ　を押し、プロセス・コンピュータがファイル（一度に１スライス）を組合せるのを待つ。（プログラムは、組合せが完了するとプロンプトする。）２．４．５　部品を作るためのＳＬＡ−１の操作方法
これらの手順は、反応容器の中で実際に部品をつくるためのプロセス・コンピュータの使用方法を示す。反応容器の準備、組合せベクトルおよび制御ファイルの変更、省略パラメータの準備、部品製作（スーパバイザ）プログラムの活用が含まれている。
【０３７０】
２．４．５．１　ＳＬＡ−１部品の組立ルール
ＳＬＡ−１を部品をつくるように準備するために、操作者は操作者のチェックリストを実行し、層制御（．Ｌ）ファイル（ＳＵＰＥＲ　．ＰＲＭ）を編集し、省略パラメータを準備し、スーパバイザ・プログラムを次のように作動させなければならない。
【０３７１】
ａ．　第１支持層の速度を通常の層を画く速度の３倍遅い速度に設定する。このことは第１層を昇降機の台にしっかり付着させることができるように充分硬化する。
【０３７２】
ｂ．　進行中の部品に不必要な応力を与えないように浸す速度を遅くする。
【０３７３】
ｃ．　次の場合は、さらに長く浸す。
【０３７４】
１．　こわれやすい層
２．　台に近い支持の最低の層
３．　大面積の層の後
４．　樹脂の大きな気泡部分のある範囲
５．　浅い浸漬深さの場合（薄い層厚さ）
ｄ．　単一パスを使用し、先に作られた層に０．００６〜０．００８ｉｎｃｈの過硬化を与える作業曲線からの露出速度を選ぶ。
【０３７５】
ｅ．　パートログ（第４１ｃ図の例）の中の重要なパラメータとコメントを記録する。（ユーザーは特別の要求に対して、顧客のパート・ログをつくることをすすめる。）プリンタがあれば、重要パラメータは永久記録用にプリントする。
【０３７６】
２．４．５．２　省略パラメータにファイルの準備方法
この手順は、部品作成アクセスを制御するための省略パラメータ（．ＰＲＭ）を準備する方法を示す。
【０３７７】
ａ．　ＥＮＴＥＲ　を押す。−ＭＡＩＮ　ＭＥＮＵが表示される。
【０３７８】
ｂ．　オプション５（編集システムファイル）を選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３７９】
ｃ．　Ｌｏａｄ　Ｆｉｌｅ　Ｎａｍｅ　Ｐｒｏｍｐｔ　が表示されたら、ファイル名（ＳＵＰＥＲ．ＰＲＭのみ挿入）を入力し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３８０】
ｄ．　矢印をＥｄｉｔ　１ｂｌｏｃｋ　まで移動し、ＥＮＴＥＲ　を押す。値を省略パラメータ（ＳＵＰＥＲ．ＰＲＭ）ファイルに挿入することができる。（コードの定義は、ソフトウエア・マニュアルを参照）
ｅ．　編集ファイルをやめるには、
１．　Ｅｓｃ　キーを押す。
【０３８１】
２．　矢印キーを使用して、Ｆｉｌｅを選択しＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３８２】
３．　矢印キーを使用してＳａｖｅを選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３８３】
４．　Ｑキーを押す。−ＭＡＩＮ　ＭＥＮＵが表示される。
【０３８４】
２．４．５．３　部品をつくるスーパバイザの動かし方
ここで準備作業は全部完了した。この手順は実際に部品を作る方法を説明する。
【０３８５】
ａ．　プロセスコンピュータで、ＥＮＴＥＲ　を押す。−ＭＡＩＮ　ＭＥＮＵが表示される。
【０３８６】
ｂ．　オプション４（スーパバイザ）を選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３８７】
ｃ．　Ｐａｒｔ　Ｐｒｅｆｉｘ　ｐｒｏｍｐｔが表示されたら、部品ファイルの名前をタイプして、ＥＮＴＥＲ　を押す。これがレーザーに第１層のトレースを開始させる。操作者用制御盤のＳＨＵＴＴＥＲ　ＯＰＥＮおよびＬＡＳＥＲ　ＯＮ表示灯が点灯するのを確認する。
【０３８８】
ｄ．　第１層の形を監視する。
【０３８９】
１．　部品が昇降機の台の中心にあるか？
２．　第１層が台に固着するか？
３．　そうでない場合は、運転を中止して、問題点を修正する。
【０３９０】
２．４．５．４　ＳＬＡ−１部品の後処理
この手順は、容器から仕上った部品を取り出し、液をきり、硬化および乾燥させて、支持を取り除く方法を示す。
【０３９１】
ａ．　容器から上げて予備的に液をきる。
【０３９２】
１．　プロセス・コンピュータで、ＥＮＴＥＲ　を押す。−ＭＡＩＮ　ＭＥＮＵが表示される。
【０３９３】
２．　ユーティリティ・メニューを選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３９４】
３．　Ｚ−ｓｔａｇｅ　Ｍｏｖｅｒ　を選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０３９５】
４．　非常にゆっくりと、矢印キー↑を利用して昇降機が反応容器の上端から５１ｉｎｃｈのところまで上昇させる。部品を急激に上げてはならない。さもないと、ゆがみが生じる可能性がある。
【０３９６】
５．　余分の樹脂が部品からしたたり落ちるように約１５分待つ。
【０３９７】
ｂ．　部品と台の取りはずし
１．　吸収性の敷き物を専用の液ぬき皿に敷く。
【０３９８】
２．　液ぬき皿を昇降機の台の下にすべり込ませ、容器の一方の側の棚上に置く。
【０３９９】
３．　キーボードの矢印キー↓を入れたり切ったりして、昇降機の台を吸収性敷き物の上約１／４ｉｎｃｈのところまでおろす。
【０４００】
４．　昇降機軸のノブの１個を１回ひねる。これは昇降機軸の内側のねじのついた棒を昇降機台の一方の側のねじ穴からゆるめ、部分的に台をゆるめる。
【０４０１】
５．　ステップ（４）を反対側の昇降機軸のノブについても行う。
【０４０２】
６．　ステップ（４）および（５）を交互に行って、台が軸からはなれて、１ｉｎｃｈの何分の１か落ちて吸収性敷き物の上にのるようにする。
【０４０３】
７．　必要ならば、キーボードの矢印キー↑で昇降機軸を上昇させる。
【０４０４】
８．　液ぬき皿、台および取り付けられている部品を容器室から取り除く。できれば、硬化していない部品に横応力を与えないように台は水平に保っておく。
【０４０５】
ｃ．　オーブン液抜き
１．　昇降機の台と部品をオーブンの中に入れる。
【０４０６】
２．　温度を８０℃〜９０℃に設定して、１時間待つ。
【０４０７】
３．　上向きおよび下向きの表面に付着している余分の液状樹脂を綿棒で注意してふき取る。
【０４０８】
ｄ．　後硬化
１．　昇降機の台と部品を紫外線投光オーブンに入れる。
【０４０９】
２．　部品に紫外線を、乾燥し粘りがなくなるまであてる。
【０４１０】
３．　目の細い鋸を使用し、部品を台に取り付けている底部の支持を鋸で切ることによって、部品を昇降機の台からはずす。この手順の間、部品が応力や初期衝撃をうけないように保護する。
【０４１１】
４．　次に進む前に「鋸くず」や支持のかけらをすべて掃除する。
【０４１２】
５．　部品をさかさまにして、（またはこれができなければ、部品を横にして）ステップ１および２を繰り返す。
【０４１３】
ｅ．　台の交換
１．　部品をはずした後にまだ昇降機の台に付着している乾燥した樹脂をかき落す。台のねじ穴に＃１０−３２のタップでねじを切る必要があるかもしれない。
【０４１４】
２．　空の台を液抜き皿にのせる。
【０４１５】
３．　液抜き皿を棚上のＳＬＡ−１容器室に入れ、容器の上にできるだけ中心におく。
【０４１６】
４．　キーボードの矢印キー↓を非常にゆっくりと入り切りして昇降機軸をねじを切った棒が台に非常に接近するまで下げる。軸のねじを破壊するので、軸が台または皿の方へ行かないようにする。
【０４１７】
５．　皿と台を、台のねじ穴が、正確にねじ棒の下になるよう調節する。
【０４１８】
６．　キーボードの矢印キー↓をゆっくりと入り切りして、ねじ棒が静かにねじ穴に接触するようにする。
【０４１９】
７．　昇降機軸のノブの１個を１回ねじる。これにより昇降機軸内のねじ棒は回転し、盤のねじ穴とかみあう。
【０４２０】
８．　反対側の昇降機軸のノブについても、ステップ７を繰返す。
【０４２１】
９．　台が液抜き皿からはなれ、昇降機軸の底にしっかりと接触するまで、ステップ７と８を繰返す。
【０４２２】
１０．　盤を軸に固定するために、昇降機軸のノブを備える。内部のねじ棒を折ってしまうので締め過ぎないこと。
【０４２３】
１１．　キーボードの矢印キー↑を入り切りして昇降機を上昇させる。
【０４２４】
１２．　液抜き皿を取り除く。
【０４２５】
ｆ．　支持の取りはずしと仕上げ
１．　横切りペンチで支持を注意しながら切りはなす。
【０４２６】
２．　適当なやすりで荒い表面を注意しながら滑らかにする。
【０４２７】
３．　要求通りに表面を仕上げる。
【０４２８】
２．４．５．５　停止手順
ａ．　ＯＶＥＮ　ＬＩＧＨＴスイッチをＯＦＦ（下）にする。ＯＶＥＮ　ＬＩＧＨＴ表示灯が消灯するのを確認する。
【０４２９】
ｂ．　ＰＯＷＥＲ　ＯＮスイッチをＯＦＦ（下）にする。ＰＯＷＥＲ　ＯＮおよびその他の表示灯が消灯するのを確認する。
【０４３０】
２．４．５．６　作業曲線の作り方と使い方
液状プラスチックが固化されうる程度は、次の３要因で決定される。すなわち、（１）使用される樹脂の種類、（２）レーザーの出力、（３）レーザーの焦点整合の程度。操作者は、作業曲線を作ることによって、これら３要因の変化を相殺するようにレーザーの作画速度を調節することができる。したがって、新しい樹脂材料を使用する毎に新しい作業曲線を準備しなければならない。そうしないと、パートログに示されているようにレーザー出力にかなりの損失を生ずる。作業曲線は、ステップの時間（レーザー作画速度）や省略パラメータと層制御ファイルの中のステップの大きさを変更するのに使用される。
【０４３１】
ａ．　キーボードの矢印キー↓を入り切りして、昇降機の台を樹脂面の１ｉｎｃｈ下まで下降させる。作業曲線を作るのに使用されるバンジョー・パートは樹脂表面に自由に浮んで準備される。
【０４３２】
ｂ．　プロセス・コンピュータで、ＥＮＴＥＲ　を押す。−ＭＡＩＮ　ＭＥＮＵが表示される。
【０４３３】
ｃ．　ユーティリティー・メニューを選択して、ＥＮＴＥＲ　を押す。
【０４３４】
ｄ．　Ｂａｎｊｏ　を選択し、ＥＮＴＥＲ　を押す。メニューにしたがって使用される最大ステップ時間（ＳＰ）を入力する。ＳＬＡ−１はｂａｎｊｏ　を容器中に準備する。
【０４３５】
ｅ．　ｂａｎｊｏ　部品が完成した後、乾燥し硬化させる。（３．５．５．６項）
ｆ．　顕微鏡を使用して各ストリングの水平幅を測定する。
【０４３６】
ｇ．　ｂａｎｊｏ　部品を横に切って顕微鏡を使用して各ストリングの厚さ（深さ）を測定する。
【０４３７】
ｈ．　作業曲線上に（第４２図の例）選ばれたステップ時間（例えば、４０，８０，１６０，３２０および６４０）で高さと幅をプロットする。最低のステップ時間は最も薄いｂａｎｊｏ　ｓｔｒｉｎｇをつくり、最高のステップ時間は厚いｂａｎｊｏ　ｓｔｒｉｎｇをつくる。
【０４３８】
ｉ．　他のｂａｎｊｏ　は、作業曲線の範囲を拡げるために、異なったステップ時間でつくることができる。
【０４３９】
ｊ．　両方の作業曲線を形成するために５個以上の点を結ぶ。
【０４４０】
ｋ．　作業曲線は、各スライスに対して、ステップ時間とステップの大きさを選択するのに使用することができる。
【０４４１】
ｌ．　選択したステップ時間とステップの大きさを省略パラメータ・ファイルに挿入する。（２．５．５．２項）
付記Ｂ
（ＳＬＡ−１ソフトウエア・マニュアル抜粋）
１．１　システムの概要
ここで“システム”とは、立体造形ソフトウエアシステムを意味します。それは一つの体系となっています。２つのオペレーティングシステム（ＭＳ−ＤＯＳおよびＸＥＮＩＸ　）と、それぞれが立体造形プロセスのいずれかの局面にとって重要な１０以上のプログラムを含んでいます。最後に、９レベルのソフトウエアがあるとみなしています。各レベルは、独自のタスクを引き受けているブラックボックスと考えられます。
【０４４２】
１．２　主な部品製作構成要素
スライスコンピュータ
８０３８６ベースのスライスコンピュータは、多数のユーザが同時にサインオンし、ＣＡＤファイルを転送し、スライシングを行うことができる、フルボア・マルチタスキングＯＳであるＸＥＮＩＸを含んでいます。このコンピュータでは、いくつかのシステム管理プログラムおよび立体造形ソフトウエアを使用します。
【０４４３】
スライスコンピュータは、スライスプログラム（ＳＬＩＣＥ　）およびユーザインタフェースプログラム（ＵＩ）を含んでいます。ＳＬＩＣＥは、三次元データベースを受け取り、それを部品製作用に適した二次元データベースに変換するプログラムです。ＳＬＩＣＥは、プログラムの動作方法がＵＮＩＸ（登録商標）思想に従っているので、ＳＬＩＣＥに対する便利なメニュー方式のフロントエンドであるＵＩが開発されました。
【０４４４】
ＵＩは、ＳＬＩＣＥに知らせて、ＵＩを介してＳＬＩＣＥに実行させたいパラメータを入力するために使用します。一般に、何らかのディスクまたはシステムの保守を行う必要がない限り、サインオフするまでＵＩを出る必要はありません。
【０４４５】
スライスコンピュータ
レベル７　三次元ファイルをスライスコンピュータに転送
レベル６　三次元部品を二次元層にスライス
−ＵＩ　　　　ユーザインタフェースプログラム
−ＳＬＩＣＥ　部品スライシングプログラム
プロセスコンピュータ
プロセスコンピュータには多数のプログラムがあります。ＤＯＳから各プログラムを呼び出す方法を説明する代わりに、それに代わって使用できるメニュープログラムを開発しました。このメニュープログラムは、主な部品製作プログラム、ユーティリティプログラムのそれぞれに導き、いくつかのディスク管理機能を提供します。
【０４４６】
ＳＬＡ装置のオペレータは、スライスコンピュータを接続し、次に製作したい部品の二次元データベースを引き出します。これは、「イーサネット」ソフトウエアプログラムであるＴＥＬＮＥＴおよびＦＴＰによって実行されます。ＴＥＬＮＥＴは、スライスコンピュータにサインインし、ユーザインタフェースプログラムを実行できるように、一時的にプロセスコンピュータをコンピュータ端末にします。その後、ＦＴＰを使用して二次元データベースファイル（以下、これをスライスドファイルと呼びます）をプロセスコンピュータに転送することができます。
【０４４７】
１つのスライスドファイルがプロセスコンピュータに入ると、部品のベースを含むファイルなどの他のスライスドファイルと結合される必要がある場合もあります。パーザであるＰＡＲＳＥがこのジョブを行い、これはまた、部品製作プロセスを微調整するために編集することができる特殊な層制御ファイルを作成します。
【０４４８】
パーザの実行後、部品製作に責任を持つ唯一のプログラムである、スーパバイザ、ＳＵＰＥＲに進みます。スーパバイザは、レーザビームおよびＺステージエレベータの動き、各層についてのディピングおよびポージングを制御します。
【０４４９】
実際上、スーパバイザのジョブは、いくつかのより高度なメモリ常駐ソフトウエアにレーザ移動情報を“詰めていく”ことです。スーパバイザは、当社が作成した、ドローの特殊方法などのＳＬＡの特殊事項や、レーザビームに樹脂タンクの表面に線状に作図させる幾何学的補正を理解している、特殊な立体造形デバイスドライバであるＳＴＥＲＥＯにトークを行います。次に、ＳＴＥＲＥＯは、低レベルレーザコントローラであるＬＡＳＥＲにトークを行います。このプログラムは、絶えず実行し、レーザビームを１ステップ分ずつ移動させます。
【０４５０】
デバイスドライバＳＴＥＲＥＯは、所与の層でのレーザの動き方を制御する一連のコマンドを持っています。部品製作プロセス中に、ある点でレーザに異なった振る舞いを行わせたいような場合のために、スーパバイザには、一定のファイルに置かれてあるコマンドをＳＴＥＲＥＯに渡す能力を持たせてあります。
【０４５１】
多数の異なるプログラムによって使用できるドライバである、共通デバイスドライバのコマンドを習得していただきたいと思います。ＳＴＥＲＥＯのコマンドを習得すれば、他のプログラムに容易に適応できるでしょう。
【０４５２】
プロセスコンピュータ
レベル５　二次元ファイルをプロセスコンピュータに転送
−ＴＥＬＮＥＴ　端末エミュレーションプログラム
−ＦＴＰ　　　　ファイル転送ユーティリティ
レベル４　スライスドファイルをパーズ
−ＰＡＲＳＥ　　パーザ
レベル３　部品製作スーパバイザ
−ＳＵＰＥＲ　　スーパバイザ
レベル２　レーザデバイスドライバ
−ＳＴＥＲＥＯ　システム資源
レベル１　低レベルレーザコントローラ
−ＬＡＳＥＲ　　システム資源
１．３　ユーティリティ
主要構成要素のほかに、部品製作プロセスを助ける様々なユーティリティプログラムがあります。パワーオン／オフシーケンサ（ＰＯＷＥＲ　）は、適切な指示によってＳＬＡ装置の各種要素の電源の入切を安全に行うことができます。
【０４５３】
キャリブレータ（ＣＡＬＩＢ　）は、ＳＬＡ装置を幾何学的に補正させるために樹脂タンクの液面（“フィールド”）を校正するためにまれに実行されます。このプログラムを使用するには、特別な機器が必要です。
【０４５４】
プロファイラ（ＰＲＯＦＩＬＥ　）は、レーザビームを分析するもので、恐らく１日に１回程度の頻度で実行されます。ビームの正確な形状および強度について監視します。分析結果は、他のプログラムが読み出すことができる特別なファイルに保存されます。
【０４５５】
そうしたプログラムの一つがゲットステップピリオド（ＧＥＴＳＰ　）です。このプログラムによって、容易にＰＲＯＦＩＬＥのデータを読み出し、特定の部品を製作するためのステップピリオド（レーザの速度）を決定することができます。このプログラムは、各種材料の作業曲線を覚え、行おうとする部品製作プロセスの適切なステップピリオドを選択します。
【０４５６】
ＺＳＡＴＧＥは、部品が製作される垂直エレベータであるＺステージを制御します。部品を製作する直前にエレベータを設定するために使用されます。また、部品を樹脂タンクから取り出す際にも使用されます。
【０４５７】
ユーティリティプログラム
ＰＯＷＥＲ　　　−パワーオン／オフシーケンサ
ＣＡＬＩＢ　　　−フィールドキャリブレータ
ＰＲＯＦＩＬＥ　−ビームプロファイラ
ＧＥＴＳＰ　　　−ゲットステップピリオド
ＺＳＴＡＧＥ　　−Ｚステージコントローラ
２．０　始動
この章では、スライスコンピュータおよびプロセスコンピュータが据付け説明書に従って設置され、それぞれの正しい動作が確認されているものとします。従って、それ以降、部品製作プロセスのためにこれらの２台のコンピュータの始動について説明します。
【０４５８】
２．１　スライスコンピュータの始動
スライシングを行うコンピュータは、スライスコンピュータに自己のＸＥＮＩＸアカウントを設けなければなりません。アカウントが開設されると、〔ファイル〕オーナはサインオンできます。
【０４５９】
３．０　ＳＬＩＣＥおよびＵＩ（ユーザインタフェース）
ＳＬＩＣＥおよびＵＩプログラムを使用する場合、スライスコンピュータに、そのキーボードから直接に、または、「イーサネット」通信リンクによってプロセスコンピュータからサインオンできます。
【０４６０】
サインインされると、ＳＬＩＣＥに実行させたいことを伝えるのに２通りの方法があります。一つは、１行ですべてのオプションを指定しなければならないＸＥＮＩＸオペレーティングシステムから直接作業します。もう一方は、メニューセットを通じてオプションを指定できる、ＳＬＩＣＥユーザインタフェースプログラムのＵＩを使用することである。両方法については後に説明します。ほとんどの場合、ＵＩの使用が好まれているようです。
【０４６１】
３．１　ＳＬＩＣＥブロック
ＳＬＩＣＥは三次元物体データベースを受け取り、小平面を、平面、近平面、走査として分類します。ＳＬＩＣＥが二次元出力を生成することになると、層ベクトルを各種のブロックに組織します。
【０４６２】
ＳＬＩＣＥは以下の順序でブロックを出力します。
【０４６３】
１．Ｌ　　　　　　層識別子、ベクトルなし
２．ＬＢ　　　　　層境界線
３．ＬＨ　　　　　層ハッチ
４．ＮＦＤＢ　　　近平坦下向き外皮境界線
５．ＮＦＤＨ　　　近平坦下向き外皮ハッチ
６．ＮＦＵＢ　　　近平坦上向き外皮境界線
７．ＦＤＦ　　　　平坦下向き外皮充填
８．ＮＦＤＦ　　　近平坦下向き外皮充填
９．ＮＦＵＦ　　　近平坦上向き外皮充填
１０．ＦＵＦ　　　　平坦上向き外皮充填
ブロックＬは実際にはありません。これは、内部Ｚ層数に続くもので、以前のＺブロックと同様のものです。しかし、当該の層についての完全な境界線を持っていた以前のＺとは異なり、Ｌにはベクトルがまったくありません。
【０４６４】
３．２　ＳＬＩＣＥのコマンド行パラメータ
ＳＬＩＣＥをハードによって起動させるには、以下の書式でＸＥＮＩＸコマンド行を入力します。
【０４６５】
ＳＬＩＣＥ＜入力ファイル＜オプション＞
ここで、ＳＬＩＣＥは現在のＳＬＩＣＥプログラム（｀ｓｌｉｃｅ２０ｂ´など）。入力ファイルはＳＴＬ入力ファイル名です。＜オプション＞は、以下のＳＬＩＣＥプログラムオプションの組合せを表します。
【０４６６】
−ｓｃａｌｅ＜ｓｃａｌｅ　ｖａｌｕｅ＞
入力ファイル座標のスケールを与えるために用いられる実数スケール値を指定するために使用します。デフォールトのスケール値は１です。
【０４６７】
−ｓｆ＜ｓｅｇｍｅｎｔ　ｏｕｔｐｕｔ　ｆｉｌｅ＞
Ｚ平面の交点セグメントの出力ファイルを指定するために使用します。デフォールトはセグメント出力ファイルを生成しません。
【０４６８】
−ｚｓ＜Ｚ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｖａｌｕｅ＞
出力断面の一定のＺスペーシングを示すために使用します。
【０４６９】
−ｈｙ＜ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｖａｌｕｅ＞
Ｙ軸に平行なハッチ線の間隔を設定するために使用します。
【０４７０】
−ｈｘ＜ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｖａｌｕｅ＞
Ｘ軸に平行なハッチ線の間隔を設定するために使用します。
【０４７１】
−ｈａ＜ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｖａｌｕｅ＞
６０°角のハッチ線の間隔を設定するために使用します。
【０４７２】
−ｈｆｙ＜ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｖａｌｕｅ＞
平坦面のＹ軸に平行なハッチ線の間隔を設定します。
【０４７３】
−ｈｆｘ＜ｈａｔｃｈ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｖａｌｕｅ＞
平坦面のＸ軸に平行なハッチ線の間隔を設定します。
【０４７４】
−ｚｓｆ＜Ｚ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｉｌｅ＞
可変Ｚスペーシングを内容とするファイルを指定するために使用します。
【０４７５】
−ｃ　　　センタリング
物体の座標を３２７６８，３２７６８を中心にします。
【０４７６】
−ｎｓｃ　　セクションコードなし
出力ファイルのセクションコードを抑制します。
【０４７７】
−ｍｓａ　　最小表面角
走査小平面の最小表面角度を指示します。有効値は０〜９０°です。
【０４７８】
−ｍｉａ　　最小交角
ハッチ線の最小交角を指示します。有効値は０〜９０°です。
【０４７９】
−ｂ　　　バイナリ入力
入力ファイルが２進形式であることを示します。
【０４８０】
−ｄ　　　ディスプレイ
断面を作成されている通り画面上に表示させます。
【０４８１】
−ｈ　　　ヘルプ
このリストと同様のオプションの一覧を印刷し停止させます。
【０４８２】
−ｂ　　　バイナリ入力
入力ファイルが２進属性化形式であることを示します。
【０４８３】
−ａｒｉｅｓ　ＡＲＩＥＳ属性化２進入力
２進ファイルがＡＲＩＥＳであり属性が与えられている場合に使用します。
【０４８４】
−ｄｉｓｋ　ディスク
メモリではなくディスク上に中間情報をセーブさせます。
【０４８５】
−ｘ　または−ｙ　スライス軸
標準Ｚ軸ではなく、ｘ軸またはｙ軸をスライス軸として使用します。
【０４８６】
ＳＬＩＣＥは、標準ＸＥＮＩＸプログラムとして直接実行させることができますが、ＳＬＩＣＥ用の特殊なユーザインタフェースプログラムを開発しており、以下に説明します。
【０４８７】
３．３　ＳＬＩＣＥユーザインタフェースプログラム
ＸＥＮＩＸで実行するＳＬＩＣＥ用の特殊なユーザインタフェースプログラムが開発されています。コマンド行を入力して実行させる方法に比べ、はるかに容易にＳＬＩＣＥを実行させることができます。このユーザインタフェース（ＵＩ）は、「イーサネット」を通じてリモートで実行できます。
【０４８８】
ＳＬＩＣＥユーザインタフェース、ＵＩは、メニューを提示するので、特定のＳＴＬスライス入力ファイルのための各種ＳＬＩＣＥオプションを容易に選択し定義することができます。各種ＳＴＬファイル用のオプションは、同一のファイル名プレフィクスを持っていますが、拡張子“．ＵＩＩ”（ＵＩ情報）を持った特殊設定ファイルにあることに留意してください。
【０４８９】
ＵＩはまた、部品の異なる断面について異なる間隔が与えられた層を生成するためにＳＬＩＣＥによって使用される、特殊な可変Ｚスペーシングファイル（拡張子“．ＵＩＺ”）を定義することもできます。
【０４９０】
３．３．１　ＵＩの概要
このユーザインタフェースプログラム（ＵＩ）の開発を促した要因は、特に「ＵＮＩＸ」ベースのシステムでＳＬＩＣＥを用いる際の複雑な性質でした。このプログラムは、立体造形ユーザが容易に行える単純なフロントエンドソフトウエアであり、メニューから項目を選択することによって、新しい部品のＳＬＩＣＥオプションを入力することができます。ＵＩの重要な特徴は、ＵＩの外部で使用するには困難なＳＬＩＣＥの機能である、可変Ｚスペーシングをサポートしていることです。
【０４９１】
ＵＩは、ＳＬＩＣＥユーザが、オプションを変更したり、ＳＬＩＣＥを呼び出したりすることを可能にします。ＳＬＩＣＥはその後、このＵＩオプションを用いて三次元物体を二次元層にスライスします。
【０４９２】
ＵＩは、いずれのプロセスの「ＵＮＩＸ」まははＸＥＮＩＸアカウントから呼び出すことができます。ただし、そのようなシステムは、すでに必要なソフトウエアが作成されていることが前提です。ＵＩおよびＳＬＩＣＥの使用を必要とする方は、各自のアカウントを得ておくことが勧められます。
【０４９３】
ＵＩコマンドのコマンドシンタクスは次の通りです。
【０４９４】
ｕｉ＜オプションファイル名＞
ここで、＜オプションファイル名＞は、新しいオプションセットに付けたい名前です。希望する場合、部品名に関連したものにすることができます。＜オプションファイル名＞を付けなかった場合、最後に使用されたオプションファイル名が使用され、そのオプションファイルがロードされます。
【０４９５】
３．３．２　ＵＩメインコマンドメニュー
ユーザインタフェースのメインコマンドメニューは以下の通りです。
【０４９６】
＜オルター＞オプションメニューに行き、ＳＬＩＣＥオプションを変更できます。
【０４９７】
エクストラ−エクストラパラメータ画面に行き、非標準ＳＬＩＣＥオプションを指定できます。
【０４９８】
＜ロード＞異なるオプションセットをＵＩにロードします。それまでの物体のオプション（それがある場合）は、自動的にはセーブされません。ロードの使用は、ＵＩを出て、新しい物体の名前で再実行することと同じです。
【０４９９】
＜セーブ＞現在のオプションデータを現在の物体ファイルにセーブします。メインメニューに留まります。
【０５００】
＜ライト＞セーブと同様ですが、オプションデータを格納するために別なファイルを指定できます。その新しい名前が現在の物体ファイル名になります。
【０５０１】
＜コピー＞異なる物体のオプションを現在の物体のオプションにコピーします。このコマンドは、以前のいずれかの物体についてのオプションに類似したオプションを新しい物体について定義しなければならない場合に、オプションの再入力の手間を省きます。それらの古いオプションをコピーして若干の調整を加えることによって、すばやくＳＬＩＣＥを実行させることができます。
【０５０２】
＜ドゥスライス＞現在のオプションによってスライシングに移ります。使用したいＳＬＩＣＥのバージョンを指定することができます。
【０５０３】
＜クイット＞ＵＩから出ます。セーブは行いません。「ＵＮＩＸ」またはＸＥＮＩＸコマンドレベルに戻ります。
【０５０４】
４．０　クリティカルエリア
ＰＡＲＳＥは、スーパバイザが、あるボックスの範囲内で何かを実行するようにまたは実行しないように命令することが可能な部分、クリティカルエリアをサポートしています。＜ｐａｒｔ＞というファイル名プレフィクスを持った部品が与えられた場合、ＰＡＲＳＥは＜ｐａｒｔ＞．ＢＯＸファイルを読み込もうとします。ファイルが見つからない場合、ＰＡＲＳＥは単に警告メッセージをプリントアウトし、実行を継続します。ファイルが見つかれば、ファイルを読み込み、パージング中にそれを解析します。
【０５０５】
“リベットによるクロスハッチ”（ＸＶ）および“クロスハッチ無視”（ＸＩ）という２種類のクリティカルエリアがサポートされます。つまり、クリティカルエリア内のすべてのクロスハッチベクトルは、リベット（強化のためのマルチパスドロー）になるか、無視されるかのいずれかです。
【０５０６】
＊．ＢＯＸ　ファイルのフォーマットについては　７．４を、リベットに関しては　５．５を参照して下さい。
【０５０７】
５．０　スーパバイザ
スーパバイザは、部品、製作プロセスを監視します。ファイルからベクトルを読み出し、レーザコントローラに送り、層制御ファイルに従って修正します。
【０５０８】
スーパバイザは、部品製作にかかる期間実行されます。パケットにされたベクトルをＳＴＥＲＥＯドライバに送り、Ｚステージを制御し、各層の浸漬についてそれを上下させます。
【０５０９】
スーパバイザは３つのファイルを読み込みます。各ブロックについてのデフォールトレーザコントローラパラメータを内容とするＳＵＰＥＲ．ＰＲＭ、オーバライドレーザコントローラパラメータを内容とする部品層制御ファイルの＜ｆｉｌｅｎａｍｅ＞．Ｌ、パーザによって一つに結合されるすべてのファイルからのすべてのベクトルを内容とする部品ファイルの＜ｆｉｌｅｎａｍｅ＞．Ｐの３種類です。
【０５１０】
スーパバイザは、各形式のブロックについて、また、それがどの番号のＰＡＲＳＥファイルのものであるかを知っています。いずれのファイルのいずれのブロックについても、スーパバイザに対して、ステップサイズやステップピリオドなどの一定のレーザコントローラパラメータを変更するように指示することができます。
【０５１１】
５．１　スーパバイザ実行前の手順
必要な場合、ビームプロファイラおよびＧＥＴＳＰプログラムを実行します。
【０５１２】
ＺステージコントローラプログラムによってＺステージを調整します。
【０５１３】
５．１．１　ステップピリオドの指定
新しい材料を使用するごとに、または、ビームプロファイラを実行させた後に、ＧＥＴＳＰプログラムを実行しなければなりません。ＧＥＴＳＰは、希望の線高さを（ミル単位で）尋ね、次の部品に使用しなければならないステップピリオドを見積もります。
【０５１４】
ＧＥＴＳＰは、ＳＵＰＥＲ．ＰＲＭのデフォールトパラメータファイルを更新するかどうかを尋ねます。‘ｙ’と答えると、次の部品は計算されたステップピリオドで製作されます。この時点では、希望する場合、一定のブロックについて＊．Ｌ　層制御ファイルの新しいステップピリオドを指定変更することができます。
【０５１５】
５．１．２　スーパバイザのデフォールトパラメータファイルの編集
以下に新しいＳＵＰＥＲ．ＰＲＭファイルの例を示します。
【０５１６】
！スーパバイザパラメータファイル
！バージョン　２．２１
！最終更新：９／２８／８７
！理由：このファイルの新しいＳＵＰＥＲ　デフォールトオプション行を試験するため！デフォールト　ＳＵＰＥＲオプション
！　オプションは引用符号の内側に一緒に入れる。オプションがない場合は“”！を用いる。あるプロトタイプ単位に必要な／ＮＥＧ２
！“／ＮＥＧ２”
！一般パラメータ
８００　　Ｅｌｅｖａｔｏｒ　ｂｏａｒｄ　ｂａｓｅ　ａｄｄｒｅｓｓ
５０　　Ｅｌｅｖａｔｏｒ　ｐｉｔｃｈ　ｐａｒｍ，　１００　ｆｏｒ　ａｌｐｈａｓ，　５０　ｆｏｒ　ｂｅｔａｓ
１．０　　ＸＹ−ｏｎｌｙ　ｓｃａｌｅ　ｆａｃｔｏｒ；　ｄｏｅｓ　ｎｏｔ　ａｆｆｅｃｔ　Ｚ−ａｘｉｓ
０　　　Ｘ−ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　ｏｆｆｓｅｔ
０　　　Ｙ−ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　ｏｆｆｓｅｔ
７５０　　Ｍａｘ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｖｅｃｔｏｒｓ　ｔｏ　ｓｅｎｄ　ｔｏ　Ｓｔｅｒｅｏ
！−ブロックデフォールト−
！　スーパバイザが１ブロックを始めるごとに、以下の各デフォールトストリン！グがＳＴＥＲＥＯドライバに送られる。Ｚ，Ｘ．．．はブロック形式（　Ｚ境界線、　Ｘクロス！ハッチなど）であり、その後にパーズ入力ファイル番号（　１は支柱ベクトルで！あり、　２は物体ベクトルなどである）。　２つの　ＳＬＩＣＥファイルのデフォールト！だけがここで設定されるが、最大１０のファイルがサポートされる。
【０５１７】
＃ＴＯＰ，”ＢＸ　８５００；ＢＹ　３４３００”　！レーザビームが（ホーム）ポジションから始まる
ＬＢ１，”ＲＤ　１；ＲＳ　３００；ＲＣ　１；　！リドローのディレイ、サイズおよびカウント
ＳＰ　２５；　　　　　！ステップピリオド
ＪＰ　０；　　　　　　！ジャンプディレイ
ＳＳ　２”　　　　　　！ステップサイズ
ＮＦＤＢ１，”ＲＰ　１；ＲＳ　３００；ＲＣ
１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ２”
ＬＨ１，　”ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　２；
ＶＣ　５；　　　　　　　　！リベットカウント
ＶＲ　９９；　　　　　　　　！リベット減少量
ＶＰ　１１，１２，１３，１４，１５”　！リベットステップピリオド
ＮＦＤＨ１”ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　２；ＶＣ　５；ＶＲ　９９；ＶＰ　１１，１２，１３，１４，１５”
ＦＤＦ１，”ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　１６”
ＮＦＤＦ１，　ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　１６”
ＮＦＧＦ１，”ＲＣ　１；ＳＰ　５０；ＪＤ　０；ＳＳ　１６”
ＦＵＦ１，”ＲＣ　１；ＳＰ　１０；ＪＤ　０；ＳＳ　１６”
ＬＢ２，”ＲＤ　１；ＲＳ　３００；ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　２”
ＮＦＤＢ２，　ＲＤ　１；ＲＳ　３００；ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　２”
ＬＨ２，”ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　２；ＶＣ　５；ＶＲ　９９；ＶＰ　１１，１２，１３，１４，１５”
ＮＦＤＨ２，”ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　２；ＶＣ　５；ＶＲ　９９；ＶＰ　１１，１２，１３，１４，１５”
ＦＤＦ２，”ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＰ　０；ＳＳ　１６”
ＮＦＤＦ２，　ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　１６”
ＮＦＵＦ２，　ＲＣ　１；５Ｐ　２５；ＪＰ　０；ＳＳ　１６”
ＦＵＦ２．”ＲＣ　１；ＳＰ　１０；ＪＤ　０；ＳＳ　１６”
＃ＢＴＭ，”ＺＷ　１０；　　　　　　！秒単位での　Ｚ軸の待ち時間
ＺＤ　５；　　　　　　　　　　！ｍｍ単位での　Ｚ軸浸漬深さ
ＺＶ　０．８；　　　　　　　　　！　Ｚ軸速度パラメータ
ＺＡ　０．１”　　　　　　　　　！　Ｚ軸加速パラメータ
空白行および！で始まる行は無視されます。同様に、！以降のテキストも無視されます。最初の数行は、ここで数を変更することによって影響されるにすぎない固定スーパバイザパラメータを内容としています。ファイルの残りは、各種ブロックのデフォールト設定を内容としています。
【０５１８】
Ｌ１の行は、（ＰＡＲＳＥ　入力）ファイルからのＬブロックが見つかると必ずＳＴＥＲＥＯレーザドライバに送られる、デフォールトのレーザ制御コマンドを内容としています。
【０５１９】
これらのデフォールトコマンドストリングは、いずれによっても固定されません。実験するためだけでも、希望する方法で自由に変更できます。混乱させるような場合、すべてのデフォールトを削除し、再び定義することができます。
【０５２０】
５．１．３　層制御ファイルの編集
ファイルを編集するには、メインメニューから項目５を選択し、エディタにどのファイルを編集したいかを知らせます。層制御ファイルは、必ず拡張子　．Ｌ”を持っています。
【０５２１】
＊．Ｌ　ファイル（　＊はいずれかのファイル名文字の組を示します）は、いずれかのブロックのオーバーライドを持っています。ＦＤＦ１（ファイル１からの平坦下向き外皮充填）ブロックがあると仮定します。スーパバイザは初めに、そのＳＵＰＥＲ．ＰＲＭファイルからＳＴＥＲＥＯにＦＤＦ１行を送ります。
【０５２２】
ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　２
次に、　＊．ＬからのＦＤＦ１オーバライド行がＳＴＥＲＥＯに送られます。
【０５２３】
ＳＰ　１０；ＪＤ　１０
後のコマンドは、前のコマンドにオーバライドするので、組み合わされた結果は次のようになります。
【０５２４】
ＲＣ　１；ＳＳ　２；ＳＰ　１０；ＪＤ　１０
ＮＦＤＦ１，　ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　１６”
ＮＦＤＦ１，”ＲＣ　１；ＳＰ　５０；ＪＤ　０；ＳＳ　１６”
ＦＵＦ１，”ＲＣ　１；ＳＰ　１０；ＪＤ　０；ＳＳ　１６”
ＬＢ２，”ＲＤ　１；ＲＳ　３００；ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　２”ＮＦＤＢ２，　ＲＤ　１；ＲＳ　３００；ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　２”ＬＨ２，”ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　２；ＶＣ　５；ＶＲ　９９；ＶＰ　１１，１２，１３，１４，１５”ＮＦＤＨ２，”ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　２；ＶＣ　５；ＶＲ　９９；ＶＰ　１１，１２，１３，１４，１５”ＦＤＦ２，”ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＰ　０；ＳＳ　１６”
ＮＦＤＦ２，”ＲＣ　１；ＳＰ　２５；ＪＤ　０；ＳＳ　１６”
ＮＦＵＦ２，”ＲＣ　１；ＳＰ　５０；ＪＤ　０；ＳＳ　１６”
ＦＵＦ２，”ＲＣ　１；ＳＰ　１０；ＪＰ　０；ＳＳ　１６”
＃ＢＴＭ，”ＺＷ　１０；　　　　　　！秒単位での　Ｚ軸の待ち時間
ＺＤ　５；　　　　　　　　　　！ｍｍ単位での　Ｚ軸浸漬深さ
ＺＶ　０．８；　　　　　　　　　！　Ｚ軸速度パラメータ
ＺＡ　０．１”　　　　　　　　　！　Ｚ軸加速パラメータ
空白行および！で始まる行は無視されます。同様に、！以降のテキストも無視されます。最初の数行は、ここで数を変更することによって影響されるにすぎない固定スーパバイザパラメータを内容としています。ファイルの残りは、各種ブロックのデフォールト設定を内容としています。
【０５２５】
Ｌ１の行は、（ＰＡＲＳＥ　入力）ファイル１からＬブロックが見つかると必ずＳＴＥＲＥＯレーザドライバに送られる、デフォールトのレーザ制御コマンドを含んでいます。
【０５２６】
これらのデフォールトコマンドストリングは、いずれによっても固定されません。実験するためだけでも、希望する方法で自由に変更できます。混乱させるような場合、すべてのデフォールトを削除し、再び定義することができます。
【０５２７】
５．２　スーパバイザの操作
ＳＵＰＥＲは、バージョン２の部品製作スーパバイザの名称です。バージョン１のスーパバイザはＳＵＰＶと呼ばれていましたが、すでに使用されていません。
【０５２８】
ＳＵＰＥＲを呼び出すと、以下のタイトルが表示されます。
【０５２９】
◎
【表３】
2004025843.tif 000005
ここで、部品のファイル名のプレフィクスを入力します。ＳＵＰＥＲは自動的に、層制御ファイルはプレフィクスの後に　．Ｌ”が、ベクトルファイルはプレフィクスの後に　．Ｐ”が加わるものと仮定します。ＳＵＰＥＲは、現在のＺ層番号およびブロック名を表示する点でＰＡＲＳＥとほぼ同様に、以下のように実行します。
【０５３０】
７８００：　Ｌ１　ＬＢ１　ＬＨ１　ＮＦＤＢ１　ＮＦＤＨ１　ＦＤＦ１　ＮＦＤＦ１　Ｌ２　ＬＢ２
Ｗａｉｔｉｎｇ　…　Ｄｉｐｐｉｎｇ…　Ｒｅｌａｘｉｎｇ　…　０
７８１０：　Ｌ１　ＬＢ１　ＬＨ１　Ｌ２　ＬＢ２　ＮＦＵＢ２　ＮＦＵＦ２　ＦＦＵＦ２
Ｗａｉｔｉｎｇ　…　Ｄｉｐｐｉｎｇ…　Ｒｅｌａｘｉｎｇ　…　１９
：　　　：　　　：
ＳＵＰＥＲは、レーザコントローラがアイドル状態にある間の自己の待ち時間、エレベータの浸漬時間およびリラクシング（遅延）時間を知らせます。次の層までの時間は、　Ｒｅｌａｘｉｎｇ”の後に表示されます。
【０５３１】
Ｚステージの制御
層制御ファイル（＊．Ｌ　）および自己のＳＵＰＥＲ．ＰＲＭファイルによって、ＳＵＰＥＲは、オペレータが、レーザビームホームポジション、ドロースピード、ステップサイズなどの項目を制御するためにＳＴＥＲＥＯにコマンドを送ることを可能にします。ＳＵＰＥＲは、ＳＴＥＲＥＯコマンドを見ないので、最大の柔軟性を有しています。それは、適切な時にＳＴＥＲＥＯに対してコマンドストリングを渡すだけです。
【０５３２】
ＸＹレーザの移動に対するその制御は、現在、Ｚステージにまで拡張されています。立体造形で各種のＺステージパラメータを変化させることができる次の４つの新しいコマンドが追加されています。
【０５３３】
ＺＷディレイ　　Ｚステージの（浸漬後の）待ち時間を設定
ＺＤデプス　　　Ｚステージの浸漬深さを設定（ｍｍ単位）
ＺＶベロシティ　Ｚステージの速度パラメータを設定
ＺＡアクセル　　Ｚステージの加速パラメータを設定
これらのコマンドは、以下のように、ＳＴＥＲＥＯコマンドの中に含めることができます。
【０５３４】
１８００，ＦＵＦ，　ＳＰ　１０，１０，；ＲＣ　２；ＺＷ　１０；ＺＤ　５；ＲＶ　２５０”
この層制御ファイルエントリは、新しいリドローパラメータを設定する中で、新しいＺステージの待ち時間および浸漬深さを設定しています。コマンドＳＰおよびＲＣはＳＴＥＲＥＯに渡され、ＳＵＰＥＲが自身でコマンドＺＷおよびＺＤを解析し、その後ＲＶコマンドはＳＴＥＲＥＯに渡されます。コマンドストリング全体に対して引用符“”がやはり必要であることに注意して下さい。
【０５３５】
５．３　リベットの使用
レーザコントローラは、製作中のプラスチック部品の強化を助けるために一定のベクトルの中間部分をリドローイングする。“リベット”をサポートしています。リベットは、レーザコントローラのリドローモードを使用する特殊な実施方法です。
【０５３６】
リベットは以下のように行われます。
【０５３７】
リドローパスカウントはＲＣコマンドによって１に設定されます。リベットのリドローパス数はＶＣコマンドによって設定され、リベット減少量（リベットベクトルの両端を断ち切るための量）はＶＲコマンドによって設定されます。また、パスについての各種ステップピリオドはＳＰコマンドによって設定されます。
【０５３８】
ＳＴＥＲＥＯドライバは、以前と同様にＪＸ、ＪＹおよびＮＸ、ＮＹコマンドを処理します。（ＳＴＥＲＥＯコマンドセットについては　６．３に説明してあります。）ＳＴＥＲＥＯドライバは、ＶＸ，ＶＹシーケンスを見つけると、このベクトルに対してリベットを製作します。内部的には、これは次のように動作します。
【０５３９】
１．　ＳＴＥＲＥＯはステップピリオドをＶＰ０（リベットピリオド＃０）値に設定します。
【０５４０】
２．　ＳＴＥＲＥＯはドローされる完全なベクトルを設定します。
【０５４１】
３．　ＳＴＥＲＥＯは、リドローカウントをＶＣ値に、マルチパスステップピリオドをＶＰ，ＶＰ２．．．　に設定し、さらにドローおよびリドローされる減少されたベクトルを設定します。
【０５４２】
４．　ＳＴＥＲＥＯはその後、もとのリドローカウントおよび通常のステップピリオドを復元します。
【０５４３】
５．　ＳＴＥＲＥＯはプロセスを続けます。
【０５４４】
最も一定したレーザの動きは、標準リドローパスカウントが１に設定された場合に生じます。この標準リドローモードをリベットのプロセス中に作動させたり、標準リドローパスカウントを例えば２にして、リベットリドローパスカウントを例えば６にするようなこともできるかもしれませんが、そうしたリベットリドローは、リベット直前のリドロー部分の距離を切りつめることになり、リベットの性能に影響を及ぼす可能性があります。
【０５４５】
リベットの実施
いくつかのＳＴＥＲＥＯコマンドがリベットをサポートしています。これらのコマンドは、すべて｀Ｖ’で始まります（｀Ｒ’はすでに“リドロー”について使用していますので｀Ｒ’ではありません）。“リベット製作”を行うためのこのコードは、ベクトル移動、ジャンプおよびベクトルリドローとの組合せで使用します。
【０５４６】
ＶＣ　１〜１０　　　リベットパスカウント　　　（＃パス）
ＶＰ　５〜６５５３，．．　リベットステップピリオド　（１０μｓ）
ＶＲ　０〜６５５３５　　リベット減少量　　　　　　（距離）
ＶＸ　０〜６５５３５　　リベット終了Ｘ位置　　　　（位置）
ＶＹ　０〜６５５３５　　リベット終了Ｙ位置　　　　（位置）
ここで、１０μｓ　：１０マイクロ秒ごとの数
分解能＝０．８４μｓ（１．１９　ＭＨｚクロックの場合）
位置　：フィールド内の絶対位置
距離　：ステップサイズ単位での絶対距離
＃パス　：リドローパス数
ＳＰコマンドと同様、ＶＰコマンドは多数の引数を持っています。リベットリドローの最大１０のパスのそれぞれは、それ自身のステップピリオドを持つことができます。ＶＰコマンドは１〜１０の引数を持つことができ、各パスについてのステップピリオドはそれぞれ以下のようになります。
【０５４７】
ＶＰ　ＶＰ０，ＶＰ１，ＶＰ２，ＶＰ３．．．
ここで、ＶＰ０はリベットリドローパス０のステップピリオドであり（完全なベクトルのドロー）、ＶＰ１はリドローパス１のステップピリオド（リベットの第１のパス）．．．　。ＶＰコマンドは、各リベットについてのバックグラウンドコマンドキューに詰め入れられるので、リベットリドローパスの数を制限するようにして下さい。
【０５４８】
６．０　その他のプログラム
６．１　ＳＴＥＲＥＯ（立体造形デバイスドライバ）
ＳＴＥＲＥＯは、立体造形のために特に設計されたメモリ常駐ドライバです。そのコマンドセットは、ジェネラル・スキャニング社のＰＧシリーズレーザ制御用電子パッケージとある程度互換性があるようになっています。
【０５４９】
ＳＴＥＲＥＯは、プロセスコンピュータが起動された時点でそのコンピュータのメモリに自己をインストールし、メモリに留まります。レーザコントローラサービスを与えるために、いずれのプログラムもＳＴＥＲＥＯに呼び出すことができます。
【０５５０】
６．１．１　ＳＴＥＲＥＯコマンド
ＳＴＥＲＥＯは以下のコマンドを理解します。
【０５５１】
ＢＸ　０〜６５５３５　　開始Ｘ位置　　　　　　　　　　　　　（位置）
ＢＹ　０〜６５５３５　　開始Ｙ位置　　　　　　　　　　　　　（位置）
ＪＸ　０〜６５５３５　　新しいＸ位置にジャンプ　　　　　　　（位置）
ＪＹ　０〜６５５３５　　新しいＹ位置にジャンプ　　　　　　　（位置）
ＮＸ　０〜６５５３５　　次のＸ位置　　　　　　　　　　　　　（位置）
ＮＹ　０〜６５５３５　　次のＹ位置　　　　　　　　　　　　　（位置）
ＳＳ　１〜６５５３５　　ステップサイズ　　　　　　　　　　　（相対増分）
ＳＰ　５〜６５５３５　　マルチパスステップピリオド　　　　　（１０μＳ）
ＳＤ　０〜６５５３５　　スキャニングディレイ　　　　　　　　（ステップピリオド）
ＪＳ　１〜６５５３５　　ジャンプサイズ　　　　　　　　　　　（相対増分）
ＪＤ　０〜６５５３５　　ジャンプディレイ　　　　　　　　　　（ステップピリオド）
ＬＯ　０〜６５５３５　　レーザオンディレイ　　　　　　　　　（１０μＳ）
ＬＦ　０〜６５５３５　　レーザオフディレイ　　　　　　　　　（１０μＳ）
ＮＳ　　　　　　シーケンスモード入力　　　　　　　　　−
ＡＢ　　　　　　絶対モード入力　　　　　　　　　　　　−
ＥＸ　　　　　　実行　　　　　　　　　　　　　　　　　−
ＥＣ　　　　　　実行およびクリア　　　　　　　　　　　−
ＣＬ　　　　　　テーブルのクリア　　　　　　　　　　　−
ＭＤ　ＡＳ　−／＋　　　オートシャッタモードの設定　　　　　（オン／オフ）
ＭＤ　ＢＬ　−／＋　　　ブロックモードの設定　　　　　　　　（オン／オフ）
ＭＤ　ＰＡ　−／＋　　　Ｐｏｓ　Ａｃｋ　モードの設定　　　　　　　　（オン／オフ）
ＳＲ　　　　　　ソフトリセット
ＨＲ　　　　　　ハードリセット
ＲＣ　１〜１０　　　リドローパスカウント　　　　　　　　（＃パス）
ＲＤ　０〜６５５３５　　リドローディレイ　　　　　　　　　　（ステップピリオド）
ＲＳ　０〜６５５３５　　リドローサイズ　　　　　　　　　　　（距離）
ＶＣ　１〜１０　　　リベットパスカウント　　　　　　　　（＃パス）
ＶＰ　５〜６５５３５　　リベットステップピリオド　　　　　　（１０μＳ）
ＶＲ　０〜６５５３５　　リベット減少量　　　　　　　　　　　（距離）
ＶＸ　０〜６５５３５　　リベット終了Ｘ位置　　　　　　　　　（位置）
ＶＹ　０〜６５５３５　　リベット終了Ｙ位置　　　　　　　　　（位置）
ＷＩ　０〜３２７６７　　アイドル状態待ち　　　　　　　　　　（遅延）
ここで、１０μｓ　　：１０マイクロ秒ごとの数
分解能＝０．８４μｓ（１．１９　ＭＨｚクロックの場合）
位置　　：０〜６５５３５範囲のフィールド内の絶対位置
距離　　：ステップサイズ単位での絶対距離
相対増分：位置増分の相対数
＃パス　　：リドローパス数
ステップピリオド：ＳＰコマンドによってプログラムされたステップ数　（チックカウント）の範囲の時間
遅延　　：ミリ秒での遅延値（高速のコンピュータではより速くなる）上記のリストで、それぞれの２文字のコマンドの後には、そのコマンドの引数として許された範囲の数が付けられます。すべての数は符号なしの１０進数です。
【０５５２】
ＢＸおよびＢＹは、レーザビームのホームポジションを設定します。これは、部品製作活動が行われていない時にレーザビームが位置するフィールドの位置です。
【０５５３】
ＪＸおよびＪＹは、レーザビームを新しい位置にすばやく移動させます。重合化は行われません。
【０５５４】
ジャンプはＪＳおよびＪＤによっても調節されます。ＪＳは、１度にジャンプするフィールド単位数であるジャンプサイズを定義します。これは通常、１００００　などの大きな数です。ＪＤは、ジャンプ移動が完了した時のステップピリオド遅延数を設定します。これによって機械式ミラーを安定させます。
【０５５５】
ＮＸおよびＮＹは、レーザビームを新しい位置にゆっくり移動させます。重合化が行われます。
【０５５６】
この緩慢なレーザビーム移動は、ＳＳ，ＳＰおよびＳＤによって制御されます。ＳＰは、それぞれ独立したレーザステップについての時間であるステップピリオドを定義します。ＳＳは、各ステップピリオドで移動するフィールド単位数であるジャンプサイズを定義します。ＳＤは、レーザビームがその目的位置に達した時点での遅延です。
【０５５７】
ＬＯおよびＬＦは、アイドルモードに入出する際のレーザオンおよびレーザオフの遅延を設定します。これらは、レーザビームのホームポジションへの移動およびそこからの移動のための遅延です。
【０５５８】
ＮＳおよびＡＢは、受け付けられますが、動作はしません。これらは単にジェネラル・スキャニング社の互換性のために付与されているものです。
【０５５９】
ＳＬＡ−１では、通常ＭＤ　ＡＳ　−、ＭＤ　ＢＬ　＋およびＭＤ　ＰＡ　−が使用されます。ＭＤ　ＢＬ＋は、ブロックモードをオンにします。このモードでは、レーザコントローラコマンドはキューを作り、その後、　−ＥＸまたはＥＣコマンドとともに実行されます。この手法は不要なアイドル時間を防ぎます。
【０５６０】
ＥＸは、その後、レーザのコマンドセットを実行させます。追加のＥＸは、同一のコマンドセットを再度実行させます。ＥＣは実行を行った後、コマンドをクリアします。ＣＬは実行を行わずコマンドをクリアします。ブロックモードがオンの状態では、ＥＸまたはＥＣが使用されない限り、いずれのコマンドも解釈されません。
【０５６１】
ＳＲおよびＨＲは、低レベルレーザコントローラをリセットします。ＨＲは、現在の活動をすべて停止させ、以前のすべてのコマンドをクリアするので、極めて有用なコマンドです。ＨＲはプログラムの初めに使用できます。
【０５６２】
ＲＣ、ＲＤおよびＲＳは、リドローパラメータを制御します。リドローは、レーザコントローラが同一ベクトル上に多数のパスを行う場合をいいます。ＲＣはパスカウントを、ＲＤは１つのパスを開始するまでの遅延を、ＲＳはリドローのサイズを定義します。ＲＣが１より大きい場合、ベクトルのすべてのＲＳ部分はリドローされます。
【０５６３】
ＶＣ，ＶＰ，ＶＲ，ＶＸおよびＶＹは、リベットの特徴を制御します。　５．５で詳しく説明したように、リベットは、ベクトルの内部部分がリドローさる場合をいいます。ＶＣはリドローのパス数を、ＶＰは各パスについての多数のステップピリオドを、ＶＲはベクトル両端を断ち切るための量を定義します。ゼロおよび負の長さのベクトルはリドローされません。ベクトルがリベットであることをＳＴＥＲＥＯに知らせるには、ＮＸおよびＮＹではなく、ＶＸおよびＶＹを使用します。
【０５６４】
ＷＩはアイドル状態を待ちます。ＷＩのパラメータは、低レベルレーザコントローラがＳＴＥＲＥＯと同期をとるための時間を持てるようにするような遅延です。通常、ＷＩ１０００が最も良好に作動します。
【０５６５】
ＳＰ（およびＶＰ）は多数の引数を持ちます。最大１０までのリドローパスのそれぞれは、それ自身のステップピリオドを持つことができます。ＳＰコマンドは、１〜１０の引数を持つことができ、各パスについてのステップピリオドはそれぞれ以下のようになります。
【０５６６】
ＳＰ　ＳＰ０，ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３．．．
ここでＳＰ０はリドローパス０のステップピリオドであり（本来のベクトルの動き）、ＳＰ１はリドローパス１のステップピリオド、．．．　となります。
【０５６７】
ＳＴＥＲＥＯを呼び出し、それをメモリにインストールさせるコマンド行は、次のような形式をとります。
【０５６８】
ＳＴＥＲＥＯ　／ｏｐｔｉｏｎｓ
ここで、／ｏｐｔｉｏｎｓは以下のユーザ選択オプションのいずれかの数です。
【０５６９】
／ＮＶ　−ベクトル一定速度　なし
／ＮＧ　−幾何学的補正　なし
／ＮＣ　−インストール時のバージョンチェック　なし
ＳＴＥＲＥＯは、コンピュータが起動された後にのみインストールできます。異なるオプションが必要の場合は、コンピュータシステムを完全にリブートしなければなりません。
【０５７０】
幾何学的補正は自動的に呼び出されます。幾何学的補正が必要ない場合は、／ＮＧオプションコマンド行に指定しなければなりません。幾何学的補正は、ＳＴＥＲＥＯが低レベルレーザコントローラに渡すいずれかのベクトルの終点で行われます。
【０５７１】
７．０　ファイルフォーマット
この章では、各種の立体造形ファイルのフォーマットについて説明します。これらのうち、最も頻繁に使用するようになるファイルは、層制御ファイル（＊．Ｌ）およびＳＵＰＥＲ．ＰＲＭデフォールトパラメータファイルです。
【０５７２】
７．１　ＳＬＩＣＥの入力ファイル（＊．ＳＴＬ　）のフォーマット
ＣＡＤプログラムは、以下に説明する特定のフォーマットのファイルを生成できなければなりません。通常、このファイルは、極めて大きな規模（数十万バイト）のファイルであり、「イーサネット」などの高速データリンクによって３８６　ベースの立体造形コンピュータに転送されます。ＲＳ−２３２およびフロッピディスクによる小規模ファイルの転送も可能ですが、勧められません。
【０５７３】
ＳＬＩＣＥ入力フォーマットは、ＰＨＩＧＳ（プログラマー階層会話形図形処理規格）という図形処理規格にほぼ従っており、それをいくつかの点で改善してあります。第１に、すべての数値データは、２進形式に圧縮でき、それにより記憶ファイルの大きさを大幅に縮小し、立体造形コンピュータへのデータ転送時間を短縮します。第２に、特殊な部品製作属性のサポートによって、一定の特徴を小平面に“付属させる”ことができ、その部品製作スーパバイザにそのまま高速で渡されます。
【０５７４】
ＳＬＩＣＥに渡されるファイルは、拡張子“．ＳＴＬ”を持たなければなりません。つまり、ファイル名の後に“．ＳＴＬ”を付けなければなりません。ＳＬＩＣＥが実行され、拡張子を持たないファイルが与えられると、ＳＬＩＣＥは自動的に拡張子“．ＳＴＬ”があるものと仮定します。ファイル名に拡張子“ＤＡＴ　”を持った以前のファイルは、名前を付け直すか、または、ＳＬＩＣＥのコマンド行（　２．１参照）でそのファイル名を完全に指定させなければなりません。
【０５７５】
ファイルは、ＡＳＣＩＩまたは２進フォーマットのいずれかで格納できます。ＡＳＣＩＩフォーマットを使用することが勧められますが、現在、ＳＴＬファイル作成ソフトウエアを開発しており、その後、２進フォーマットのリリースに向けて転換する予定です。ＳＬＩＣＥの古いバージョン、ＳＬＩＣＥ１７以前は、２進フォーマットをサポートしていません。
【０５７６】
ＡＳＣＩＩフォーマットＳＴＬファイルの例は以下の通りです。これは単純な四面体を定義するものです。
【０５７７】
Ｓｏｌｉｄ　Ｓｏｌｉｄ　＿Ｔｅｔｒａ．２
Ｆａｃｅｔ　ｎｏｒｍａｌ　−１　０　０
ｏｕｔｅｒ　ｌｏｏｐ
ｖｅｒｔｅｘ　０　　０　　０
ｖｅｒｔｅｘ　０　　０　　１
ｖｅｒｔｅｘ　０　　１　　０
ｅｎｄｌｏｏｐ
ｅｎｄｆａｃｅｔ
Ｆａｃｅｔ　ｎｏｒｍａｌ　０　−０　０
ｏｕｔｅｒ　ｌｏｏｐ
ｖｅｒｔｅｘ　０　　０　　０
ｖｅｒｔｅｘ　１　　０　　０
ｖｅｒｔｅｘ　０　　１　　０
ａｔｔｒｉｂｕｔｅ　　　１６
ｅｎｄｌｏｏｐ
ｅｎｄｆａｃｅｔ
Ｆａｃｅｔ　ｎｏｒｍａｌ　　０　　０　　−１
ｏｕｔｅｒ　ｌｏｏｐ
ｖｅｒｔｅｘ　０　　０　　０
ｖｅｒｔｅｘ　０　　１　　０
ｖｅｒｔｅｘ　０　　１　　０
ａｔｔｒｉｂｕｔｅ　　　１６
ａｔｔｒｉｂｕｔｅ　　　９
ａｔｔｒｉｂｕｔｅ　　　２２
ｅｎｄｌｏｏｐ
ｅｎｄｆａｃｅｔ
：　　　　　　：
ｅｎｄｓｏｌｉｄ　Ｓｏｌｉｄ＿Ｔｅｔｒａ．２
ＡＳＣＩＩフォーマットＳＴＬファイルの重要な構造は、数値データの型を識別するためのワードの使用です。小平面の法線および頂点の情報は、浮動少数点とすることができ、４３．３３２３８２９１２および１．３０４Ｅ＋３のような数が受け付けられます。頂点は、右回りの規則に従います。法線ベクトルの大きさは１とします。
【０５７８】
７．２　クリティカルエリアファイル（＊．ＢＯＸ　）のフォーマット
バージョン２．０４は、スーパバイザが、あるボックスの範囲内で何かを実行するようにまたは実行しないように命令されることが可能な部分である、クリティカルエリアをサポートしています。＜ｐａｒｔ＞というファイル名プレフィクスを持った部品が与えられた場合、ＰＡＲＳＥは、＜ｐａｒｔ＞．ＢＯＸファイルを読み込もうとします。ファイルが見つからない場合、ＰＡＲＳＥは単に警告メッセージをプリントアウトし、実行を継続します。ファイルが見つかれば、ファイルを読み込み、パージング中にそれを解析します。
【０５７９】
．ＢＯＸファイルのフォーマットは以下の通りです。
【０５８０】
＜ｔｙｐｅ＞，＜ｂａｓｅ＞，＜ｈｅｉｇｈｔ＞，＜ｘ１＞，＜ｙ１＞，＜ｘ２＞，＜ｙ２＞，＜ｘ３＞，＜ｙ３＞，＜ｘ４＞，＜ｙ４＞
：　　：　　：　　：
ここで、
＜ｔｙｐｅ＞−囲まれた領域のクロスハッチをリベットとする場合は｀ＸＶ’、クロスハッチを無視する場合は｀ＸＩ’
＜ｂａｓｅ＞−スケールに対応したボックスのベース
＜ｈｅｉｇｈｔ＞−ボックスの高さ
＜ｘ１＞，＜ｙ１＞　−ボックスの第１の座標
＜ｘ２＞，＜ｙ２＞　−ボックスの第２の座標
＜ｘ３＞，＜ｙ３＞　−ボックスの第３の座標
＜ｘ４＞，＜ｙ４＞　−ボックスの第４の座標
ＣＡＤイメージがミル（１インチの１／１０００）単位で描かれ、スケールファクタが１０００である場合に、
ＸＶ，８．０，０．３，１，１，１，−１，−１，−１，−１，１
ＸＩ，７．９０，０．２，２，２，２，−０．５，−３，−２，−１，３．１
上記のファイルは、高さがそれぞれ３／１０および２／１０インチの２つのボックスを定義しています。最初のボックスはリベットによるクロスハッチが行われる場合を、第２のボックスはクロスハッチが行われない場合を示しています。すべての座標はインチ単位で表されています。現在のボックスのアルゴリズムは、Ｘ軸およびＹ軸に関する線だけをサポートしています。長方形のみ指定できます。ひし形または疑似三角形は指定できません。正確な領域を切り離す必要がある場合は、ほぼそれに近似する長方形の組を使用してください。
【０５８１】
７．３　スーパバイザデフォールトパラメータファイル（ＳＵＰＥＲ．ＰＲＭ）のフォーマット
空白行および！で始まる行は無視されます。最初の数行は、ここで数を変更することによって影響されるにすぎない固定スーパバイザパラメータを含んでいます。ファイルの残りは、各種ブロックのデフォールト設定を含んでいます。
【０５８２】
！スーパバイザパラメータファイル
！バージョン　２．２１
！最終更新：９／２８／８７
！　理由：このファイルの新しいＳＵＰＥＲ　デフォールトオプション行を試験する
！デフォールト　ＳＵＰＥＲオプション
！オプションは引用符号の内側に一緒に入れる。
【０５８３】
！オプションがない場合は“”を用いる。あるプロトタイプ単位に必要な／ＮＥＧ２
！“”
！一般パラメータ
８００　　エレベータボードベースアドレス
５０　　エレベータのピッチ、アルファ−１００　、ベータ−５０
１．０　　ＸＹのみのスケールファクタ；Ｚ　軸には影響しない
０　　　　Ｘ座標オフセット
０　　　　Ｙ座標オフセット
７５０　　ＳＴＥＲＥＯに送るための最大ベクトル数
！−ブロックデフォールト−
！　スーパバイザが　１ブロックを始めるごとに、以下の各デフォールトストリン！グがＳＴＥＲＥＯドライバに送られる。Ｚ，Ｘ．．．はブロック形式（　Ｚ境界線、　Ｘクロス！ハッチなど）であり、その後にパーズ入力ファイル番号（　１は支柱ベクトルで！あり、　２は物体ベクトルなどである）。　２つの　ＳＬＩＣＥファイルのデフォールト！だけがここで設定されるが、最大１０のファイルがサポートされる。
【０５８４】
2004025843.tif 000006
2004025843.tif 000007
このファイルは、ＳＴＥＲＥＯコマンドを特殊スーパバイザＺステージコマンドの中に包含させます。コマンドストリングは数行に分けることができ、いずれの行の最後には（！で始まる）注釈を置くことができます。
【０５８５】
７．４　ＳＴＥＲＥＯ．ＤＥＦドライバデフォールトファイルフォーマット
以下に、システムによって与えられるＳＴＥＲＥＯ．ＤＥＦファイルの例を示します。これらは、インストール時にＳＴＥＲＥＯによってロードされるデフォールト値です。このファイルの値はいずれも変更する必要のまったくないものです。実際、スーパバイザは、ＳＵＰＥＲ．ＰＲＭおよび＊．Ｌ　ファイルの適切な行によって、これらの値を常にリセットしています。
【０５８６】
！ＳＴＥＲＥＯデバイスドライバ初期セットアップ
２　　　　　ＳＳ　　ステップサイズ
１１９０　　　ＳＰ　　ステップピリオド
６４　　　　ＳＤ　　スキャンディレイ
６５５３５　　　ＪＳ　　ジャンプサイズ
１００　　　　ＪＤ　　ジャンプディレイ
０　　　　　ＬＯ　　レーザオンディレイ
０　　　　　ＬＦ　　レーザオフディレイ
１　　　　　ＲＣ　　リドローパスカウント
０　　　　　ＲＤ　　リドローディレイ
２００　　　　ＲＳ　　リドローサイズ
２　　　　　ＶＣ　　リベットパスカウント
１１９０　　　ＶＰ　　リベットステップピリオド
１００　　　　ＶＲ　　リベットリダクションアマウント
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、立体造形による軌条の形成を示す図
【図２】図２は、反応領域の詳細を示す図
【図３】図３は、破線軌条の斜視図
【図４】図４は、短線分または折れ線軌条の斜視図
【図５】図５ａは、二次構造物で結合した軌条の端面図および斜視図であり、図５ｂは、二次構造物で結合した軌条の端面図および斜視図
【図６】図６は、リベットにより結合された軌条の斜視図
【図７】図７は、４分の１円筒体の斜視図
【図８】図８は、本発明において作成し得る適切な立体造形システムのソフトウエア・アーキテクチャを示すフローチャート
【図９】図９は、本発明の実施のための立体造形システムの全体ブロック図
【図１０】図１０は、本発明の立体造形を実施する際に用いられる基本概念を示すフローチャート
【図１１】図１１は、本発明の立体造形を実施する際に用いられる基本概念を示すフローチャート
【図１２】図１２は、本発明の実施に適切なシステムの略立面断面図およびブロック図の組合せ
【図１３】図１３は、本発明の実施のためのシステムの別の実施例の立面断面図
【図１４】図１４ａは、下位の別の線の上にある線の引張り力を示す図であり、図１４ｂは、引張り力のために上側に反った、図１４ａの線を示す図
【図１５】図１５ａは、間に未硬化樹脂の隙間を持つ２層の硬化した線を示す図であり、図１５ｂは、図１５ａの隙間にある未硬化樹脂が硬化する際に働く対抗力を示す図
【図１６】図１６ａは、個々の露光が１回のパスで行われる際に得られる硬化深さを示す図であり、図１６ｂは、図１６ａの露光が多数のパスで行われる際に、レンズ効果によって得られる硬化深さを示す図
【図１７】図１７ａは、マルチパス技術での下方の曲がりの問題を示す図であり、図１７ｂは、マルチパス技術の初期段階での露光を増すことにより、図１７ａの問題の解決が可能であることを示す図
【図１８】図１８は、　．Ｌファイルのリドローコマンドを例示するプログラム
【図１９】図１９は、　．Ｒファイルのリドローコマンドを例示するプログラム
【図２０ａ】図２０ａは、　．ＰＲＭファイルのリドロー省略時パラメータを例示するプログラム
【図２０ｂ】図２０ｂは、　．ＰＲＭファイルのリドロー省略時パラメータを例示するプログラム
【図２１】図２１ａは、物体の断面を走査するベクトルを示す図であり、図２１ｂは、図２１ａのベクトルの描画に関する有限ジャンプ時間の影響を示す図であり、図２１ｃは、図２１ｂの問題を軽減するためのジグザグ技術の使用を示す図
【図２２】図２２ａは、異なる層で堆積する線の側面図であり、図２２ｂは、個々の層の隣接する線を結合するためにリベット締めされた二次構造の使用を示す図であり、図２２ｃは、図２２ｂの二次構造の側面図であり、図２２ｄは、隣接する堆積層から二次構造を結合するためのリベットの使用を示す図であり、図２２ｅは、図２２ｂのリベット締め二次構造の平面図
【図２３】図２３ａは、リベットの直径が線の幅よりも小さい場合のリベットを示す図であり、図２３ｂは、リベットの直径が図２３ａのリベットよりも大きい場合のリベットを示す図であり、図２３ｃは、リベットの直径が線の幅よりも大きい場合のリベットを示す図
【図２４】図２４ａは、リベットで接続された堆積する線の側面図であり、図２４ｂは、大形リベットの平面図であり、図２４ｃは、偏りリベットの平面図であり、図２４ｄは、堆積する支持線を接続するために使用されたリベットの平面図
【図２５】図２５ａは、隣接する線を接続するために使用された二次構造の側面図であり、図２５ｂは、堆積二次構造を接続するために使用されたリベットを示す図２５ａの構造の平面図であり、図２５ｃは、図２５ｂの二次構造およびリベットの側面図
【図２６】図２６ａは、破線技術に従って製造された部品を示す図であり、図２６ｂは、折れ線技術に従って製造された部品を示す図であり、図２６ｃは、二次構造技術に従って製造された部品を示す図
【図２７ａ】図２７ａは、破線技術による「れんが・モルタル」技術の使用を示す図
【図２７ｂ】図２７ｂは、破線技術の「れんが・モルタル」技術の変更技術の硬化の順序を示す図
【図２７ｃ】図２７ｃは、破線技術の別の変更技術の硬化の順序を示す図
【図２７ｄ】図２７ｄは、破線技術の第３の変更技術の硬化の順序を示す図
【図２８ａ】図２８ａは、折れ線技術による応力の除去を示す図
【図２８ｂ】図２８ｂは、１．０２〜７．６２ミリ（４０〜３００ミル）の大きさの隙間を持つ折れ線技術を示す図
【図２８ｃ】図２８ｃは、図２８ｂの隙間よりも小さい隙間を持つ折れ線技術を示す図
【図２８ｄ】図２８ｄは、三角形状を持つ折れ線技術の変更技術を示す図
【図２８ｅ】図２８ｅは、折れ線技術の別の変更技術を示す図
【図２８ｆ】図２８ｆは、図２８ｅの変更技術に関係する角度を示す図
【図２８ｇ】図２８ｇは、折れ線技術の第３の変更技術を示す図
【図２８ｈ】図２８ｈは、折れ線技術の「れんが・モルタル」技術の変更技術を示す図
【図２８ｉ】図２８ｉは、図２８ｈの変更技術の硬化の順序を示す図
【図２８ｊ】図２８ｊは、折れ線技術の「れんが・モルタル」技術の別の変更技術の硬化の順序を示す図
【図２９】図２９ａは、変形していない片持ちばり断面を示す図であり、図２９ｂは、変形した片持ちばり断面を示す図であり、図２９ｃは、カールを低減するために作られた片持ちばりの結合に寄与するベクトルの平面図
【図３０】図３０は、物体のクリティカルエリアの仕様を例示するプログラム
【図３１】図３１は、　．ＬファイルのＲＩＶＩＴコマンドの仕様を例示するプログラム
【図３２ａ】図３２ａは、　．ＰＲＭファイルのＲＩＶＩＴ省略時パラメータの仕様を例示するプログラム
【図３２ｂ】図３２ｂは、　．ＰＲＭファイルのＲＩＶＩＴ省略時パラメータの仕様を例示するプログラム
【図３３ａ】図３３ａは、　．Ｖファイルを例示するプログラム
【図３３ｂ】図３３ｂは、　．Ｖファイルを例示するプログラム
【図３４】図３４ａは、変形していない４分の１円筒体の側面図であり、図３４ｂは、変形した４分の１円筒体の側面図であり、図３４ｃは、円筒の層の平面図であり、図３４ｄは、水平カールを示す図３４ｃの層の平面図
【図３５ａ】図３５ａは、別の４分の１円筒体の側面図
【図３５ｂ】図３５ｂは、内心円および外心円曲線軌条を示す４分の１円筒体の平面図
【図３５ｃ】図３５ｃは、曲線軌条に対する支柱部の角度を示す４分の１円筒体の平面図
【図３５ｄ】図３５ｄは、クロスハッチによって接続された内心円および外心円軌条を示す４分の１円筒体の平面図
【図３５ｅ】図３５ｅは、図３５ｄの堆積クロスハッチを接続するためのリベットの使用を示す４分の１円筒体の平面図
【図３５ｆ】図３５ｆは、４分の１円筒体の斜視図
【図３５ｇ】図３５ｇは、カール係数の定義を示す変形した４分の１円筒体の側面図
【図３６】図３６ａは、溝のある断面を持つ部品の側面図であり、図３６ｂは、図３６ａの部品の正面図であり、図３６ｃは、図３６ａの部品の平面図であり、図３６ｄは、微少なカールを示す図３６ａの部品の側面図
【図３７】図３７は、立体造形製法の行程を示す図
【図３８ａ】図３８ａは、立体造形システムの主要な構成要素を示す斜視図
【図３８ｂ】図３８ｂは、立体造形システムの主要な構成要素を示す斜視図
【図３８ｃ】図３８ｃは、立体造形システムの主要な構成要素を示す斜視図
【図３９】図３９は、立体造形システムのブロック図
【図４０】図４０は、立体造形システムのソフトウエア構成図
【図４１ａ】図４１ａは、制御盤のスイッチおよび指示器を示す図
【図４１ｂ】図４１ｂは、制御盤のスイッチおよび指示器を示す図
【図４１ｃ】図４１ｃは、部品記録シートの例を示す図
【図４２】図４２は、作業曲線の例を示す図
【符号の説明】
ＬＢ　　層輪郭
ＦＵＢ　　上向輪郭
ＬＨ　　層ハッチング
ＦＤＢ　　下向輪郭
ＮＦＤＨ　　下向ハッチング
ＦＵＦ　　上向補充
ＦＤＦ　　下向補充
【図１】
2004025843.tif 000008
【図２】
2004025843.tif 000009
【図３】
2004025843.tif 000010
【図４】
2004025843.tif 000011
【図５】
2004025843.tif 000012
【図６】
2004025843.tif 000013
【図７】
2004025843.tif 000014
【図８】
2004025843.tif 000015
【図９】
2004025843.tif 000016
【図１０】
2004025843.tif 000017
【図１１】
2004025843.tif 000018
【図１２】
2004025843.tif 000019
【図１３】
2004025843.tif 000020
【図１４】
2004025843.tif 000021
【図１５】
2004025843.tif 000022
【図１６】
2004025843.tif 000023
【図１７】
2004025843.tif 000024
【図１８】
2004025843.tif 000025
【図１９】
2004025843.tif 000026
【図２０ａ】
2004025843.tif 000027
【図２０ｂ】
2004025843.tif 000028
【図２１】
2004025843.tif 000029
【図２２】
2004025843.tif 000030
【図２３】
2004025843.tif 000031
【図２４】
2004025843.tif 000032
【図２５】
2004025843.tif 000033
【図２６】
2004025843.tif 000034
【図２７ａ】
2004025843.tif 000035
【図２７ｂ】
2004025843.tif 000036
【図２７ｃ】
2004025843.tif 000037
【図２７ｄ】
2004025843.tif 000038
【図２８ａ】
2004025843.tif 000039
【図２８ｂ】
2004025843.tif 000040
【図２８ｃ】
2004025843.tif 000041
【図２８ｄ】
2004025843.tif 000042
【図２８ｅ】
2004025843.tif 000043
【図２８ｆ】
2004025843.tif 000044
【図２８ｇ】
2004025843.tif 000045
【図２８ｈ】
2004025843.tif 000046
【図２８ｉ】
2004025843.tif 000047
【図２８ｊ】
2004025843.tif 000048
【図２９】
2004025843.tif 000049
【図３０】
2004025843.tif 000050
【図３１】
2004025843.tif 000051
【図３２ａ】
2004025843.tif 000052
【図３２ｂ】
2004025843.tif 000053
【図３３ａ】
2004025843.tif 000054
【図３３ｂ】
2004025843.tif 000055
【図３４】
2004025843.tif 000056
【図３５ａ】
2004025843.tif 000057
【図３５ｂ】
2004025843.tif 000058
【図３５ｃ】
2004025843.tif 000059
【図３５ｄ】
2004025843.tif 000060
【図３５ｅ】
2004025843.tif 000061
【図３５ｆ】
2004025843.tif 000062
【図３５ｇ】
2004025843.tif 000063
【図３６】
2004025843.tif 000064
【図３７】
2004025843.tif 000065
【図３８ａ】
2004025843.tif 000066
【図３８ｂ】
2004025843.tif 000067
【図３８ｃ】
2004025843.tif 000068
【図３９】
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【図４０】
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【図４１ａ】
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【図４１ｂ】
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【図４１ｃ】
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【図４２】
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