(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元オブジェクトのシェルを分割する装置であって、プロセッサと、該プロセッサによる実行に応じて、該装置に、少なくとも、
第一ファセットとそれとは異なる第二ファセットとを含む複数のファセットで構成される三次元オブジェクトのシェルを受け取らせ、ならびに
層ごとに該三次元オブジェクトを形成する際に使用するための、該シェルの複数の層を定義する層データであって、該複数の層のうちの少なくともいくつかはそれぞれの第一断片を含み、該複数の層のうちの少なくともいくつかはそれぞれの第二断片を含み、該複数の層のうちの少なくとも１つの層が、該それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と、該それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含み、該第一断片が、第二ファセットを含まず第一ファセットによって作成され、該第二断片が、第一ファセットを含まず第二ファセットによって作成される、層データを形成させる、
実行可能な命令を保存するメモリとを有し、
前記それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と前記それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含む前記少なくとも１つの層のうちのいずれかの層につき、前記第一断片および第二断片が、オフセットギャップによって分離される、
装置。
【請求項２】
三次元オブジェクトのシェルを分割する装置であって、プロセッサと、該プロセッサによる実行に応じて、該装置に、少なくとも、
第一ファセットとそれとは異なる第二ファセットとを含む複数のファセットで構成される三次元オブジェクトのシェルを受け取らせ、ならびに
層ごとに該三次元オブジェクトを形成する際に使用するための、該シェルの複数の層を定義する層データであって、該複数の層のうちの少なくともいくつかはそれぞれの第一断片を含み、該複数の層のうちの少なくともいくつかはそれぞれの第二断片を含み、該複数の層のうちの少なくとも１つの層が、該それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と、該それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含み、該第一断片が、第二ファセットを含まず第一ファセットによって作成され、該第二断片が、第一ファセットを含まず第二ファセットによって作成される、層データを形成させる、
実行可能な命令を保存するメモリとを有し、
前記それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と前記それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含む前記少なくとも１つの層のうちのいずれかの層につき、前記装置が該層を定義する層データを形成することが、少なくとも、
該層と交差する第一および第二ファセットのそれぞれによって作成された第一および第二セグメントであって、該第一および第二セグメントのうちの第二セグメントが、対の頂点において他のセグメントと接触する、第一および第二セグメントで構成される初期ポリゴンを定義する該層を受け取ることと、
該対の頂点を該初期ポリゴン内のある深さの、対応する対の頂点へと移動させること、
該対応する対の頂点における頂点を接続するようにセグメントを作成し、ならびに該対の頂点における頂点を、該対応する対の頂点のそれぞれと接続することによって、該初期ポリゴン内に初期第二ポリゴンを形成することと、
該初期ポリゴンと初期第二ポリゴンとの間においてブール交差を形成することにより第二ポリゴンを作成することと、
該初期ポリゴンと第二ポリゴンとの間においてブール差を形成することにより第一ポリゴンを作成することと、
を含み、
該層の該第一断片が該第一ポリゴンを定義し、ならびに該層の該第二断片が該第二ポリゴンを定義する、
装置。
【請求項３】
前記装置が前記層データを形成することが、構築材料を操ることにより層ごとに三次元オブジェクトを形成するように構成された積層造形システムによる受け取りのために層データをフォーマットすることを含む、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記積層造形システムが、それぞれの構築材料を分配することにより層ごとに三次元オブジェクトを形成するように構成される、第一押出機と、それとは異なる第二押出機とを含み、ならびに、
前記装置が前記層データをフォーマットすることが、前記第一押出機による受け取りのために前記それぞれの第一断片のための該層データをフォーマットすること、および前記第二押出機による受け取りのために前記それぞれの第二断片のための該層データをフォーマットすることを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記積層造形システムが、構築材料上にビームを放射することにより層ごとに前記三次元オブジェクトを形成するように構成されるレーザを含み、
前記層データをフォーマットすることが、該レーザによる受け取りのために該層データをフォーマットすることを含み、該レーザによって放射されるビームの１つまたは複数の特性が、前記それぞれの第一断片のための該層データと前記それぞれの第二断片のための該層データとの間で異なる、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記積層造形システムが、構築材料上にそれぞれのバインダーを提供することにより層ごとに三次元オブジェクトを形成するように構成される、第一プリントヘッドと、それとは異なる第二プリントヘッドとを含み、
前記装置が前記層データをフォーマットすることが、該第一プリントヘッドによる受け取りのために前記それぞれの第一断片のための該層データをフォーマットすること、および前記第二プリントヘッドによる受け取りのために前記それぞれの第二断片のための該層データをフォーマットすることを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
三次元オブジェクトのシェルを分割する方法であって、
第一ファセットとそれとは異なる第二ファセットとを含む複数のファセットで構成される三次元オブジェクトのシェルを受け取るステップと、
層ごとに該三次元オブジェクトを形成する際に使用するための、該シェルの複数の層を定義する層データを形成するステップであって、該複数の層のうちの少なくともいくつかは、第二ファセットを含まず第一ファセットによって作成されたそれぞれの第一断片を含み、該複数の層のうちの少なくともいくつかは、第一ファセットを含まず第二ファセットによって作成されたそれぞれの第二断片を含み、該複数の層のうちの少なくとも１つの層は、該それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と、該それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含む、ステップと、
を含み、
前記それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と前記それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含む前記少なくとも１つの層のうちのいずれかの層につき、前記第一断片および第二断片が、オフセットギャップによって分離される、
方法。
【請求項８】
三次元オブジェクトのシェルを分割する方法であって、
第一ファセットとそれとは異なる第二ファセットとを含む複数のファセットで構成される三次元オブジェクトのシェルを受け取るステップと、
層ごとに該三次元オブジェクトを形成する際に使用するための、該シェルの複数の層を定義する層データを形成するステップであって、該複数の層のうちの少なくともいくつかは、第二ファセットを含まず第一ファセットによって作成されたそれぞれの第一断片を含み、該複数の層のうちの少なくともいくつかは、第一ファセットを含まず第二ファセットによって作成されたそれぞれの第二断片を含み、該複数の層のうちの少なくとも１つの層は、該それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と、該それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含む、ステップと、
を含み、
前記それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と前記それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含む前記少なくとも１つの層のうちのいずれかの層につき、該層を定義する層データを形成するステップが、
該層と交差する第一および第二ファセットのそれぞれによって作成された第一および第二セグメントであって、該第一および第二セグメントのうちの第二セグメントが、対の頂点において他のセグメントと接触する、第一および第二セグメントで構成される初期ポリゴンを定義する該層を受け取るステップと、
該対の頂点を該初期ポリゴン内のある深さの、対応する対の頂点へと移動させるステップと、
該対応する対の頂点における頂点を接続するようにセグメントを作成し、ならびに該対の頂点における頂点を、該対応する対の頂点のそれぞれと接続することによって、該初期ポリゴン内に初期第二ポリゴンを形成するステップと、
該初期ポリゴンと初期第二ポリゴンとの間においてブール交差を形成することにより第二ポリゴンを作成するステップと、
該初期ポリゴンと第二ポリゴンとの間においてブール差を形成することにより第一ポリゴンを作成するステップと、
を含み、
該層の該第一断片が該第一ポリゴンを定義し、ならびに該層の該第二断片が該第二ポリゴンを定義する、
方法。
【請求項９】
前記層データを形成するステップが、構築材料を操ることにより層ごとに前記三次元オブジェクトを形成するように構成される積層造形システムによる受け取りのために該層データをフォーマットするステップを含む、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記積層造形システムが、それぞれの構築材料を分配することにより層ごとに前記三次元オブジェクトを形成するように構成された、第一押出機と、それとは異なる第二押出機とを含み、
前記層データをフォーマットするステップが、前記第一押出機による受け取りのために前記それぞれの第一断片のための該層データをフォーマットするステップ、ならびに前記第二押出機による受け取りのために前記それぞれの第二断片のための該層データをフォーマットするステップを含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記積層造形システムが、構築材料上にビームを放射することにより層ごとに前記三次元オブジェクトを形成するように構成されるレーザを含み、ならびに
前記層データをフォーマットするステップが、該レーザによる受け取りのために該層データをフォーマットするステップを含み、該レーザによって放射される該ビームの１つまたは複数の特性が、前記それぞれの第一断片のための該層データと前記それぞれの第二断片のための該層データとの間で異なる、
請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記積層造形システムが、構築材料上にそれぞれのバインダーを提供することにより層ごとに三次元オブジェクトを形成するように構成された、第一プリントヘッドと、それとは異なる第二プリントヘッドとを含み、
前記層データをフォーマットするステップが、前記第一プリントヘッドによる受け取りのために前記それぞれの第一断片のための該層データをフォーマットするステップ、ならびに前記第二プリントヘッドによる受け取りのために前記それぞれの第二断片のための該層データをフォーマットするステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
三次元オブジェクトのシェルを分割するためのコンピュータ可読記憶媒体であって、非一時的であり、ならびに、プロセッサの実行に応じて、装置に、少なくとも、
第一ファセットとそれとは異なる第二ファセットとを含む複数のファセットで構成される三次元オブジェクトのシェルを受け取らせ、ならびに
層ごとに該三次元オブジェクトを形成する際に使用するための、前記シェルの複数の層を定義する層データであって、該複数の層のうちの少なくともいくつかは、第二ファセットを含まず第一ファセットによって作成されたそれぞれの第一断片を含み、該複数の層のうちの少なくともいくつかは、第一ファセットを含まず第二ファセットによって作成されたそれぞれの第二断片を含み、該複数の層のうちの少なくとも１つの層が、該それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と、該それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含む、層データを形成させる、
そこに保存されたコンピュータ可読プログラムコード部分を有し、
前記それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と前記それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含む前記少なくとも１つの層のうちのいずれかの層につき、前記第一断片および第二断片が、オフセットギャップによって分離される、
コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項１４】
三次元オブジェクトのシェルを分割するためのコンピュータ可読記憶媒体であって、非一時的であり、ならびに、プロセッサの実行に応じて、装置に、少なくとも、
第一ファセットとそれとは異なる第二ファセットとを含む複数のファセットで構成される三次元オブジェクトのシェルを受け取らせ、ならびに
層ごとに該三次元オブジェクトを形成する際に使用するための、前記シェルの複数の層を定義する層データであって、該複数の層のうちの少なくともいくつかは、第二ファセットを含まず第一ファセットによって作成されたそれぞれの第一断片を含み、該複数の層のうちの少なくともいくつかは、第一ファセットを含まず第二ファセットによって作成されたそれぞれの第二断片を含み、該複数の層のうちの少なくとも１つの層が、該それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と、該それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含む、層データを形成させる、
そこに保存されたコンピュータ可読プログラムコード部分を有し、
前記それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片と前記それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片との両方を含む前記少なくとも１つの層のうちのいずれかの層につき、前記装置が該層を定義する層データを形成することが、少なくとも、
該層と交差する第一および第二ファセットのそれぞれによって作成された第一および第二セグメントであって、該第一および第二セグメントのうちの第二セグメントが、対の頂点において他のセグメントと接触する、第一および第二セグメントで構成される初期ポリゴンを定義する該層を受け取ることと、
該対の頂点を該初期ポリゴン内のある深さの、対応する対の頂点へと移動させること、
該対応する対の頂点における頂点を接続するようにセグメントを作成し、ならびに該対の頂点における頂点を、該対応する対の頂点のそれぞれと接続することによって、該初期ポリゴン内に初期第二ポリゴンを形成することと、
該初期ポリゴンと初期第二ポリゴンとの間においてブール交差を形成することにより第二ポリゴンを作成することと、
該初期ポリゴンと第二ポリゴンとの間においてブール差を形成することにより第一ポリゴンを作成することと、
を含み、
該層の該第一断片が該第一ポリゴンを定義し、ならびに該層の該第二断片が該第二ポリゴンを定義する、
コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、積層造形法、特に、その積層造形のための三次元オブジェクトのシェルの分割に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、三次元オブジェクトの迅速な製造のための多くの異なる積層造形技術が開発されている。積層造形法および関連するその変形例は、場合により、３Ｄ印刷、立体造形（ｓｏｌｉｄ  ｉｍａｇｉｎｇ）、立体自由成形（ｓｏｌｉｄ  ｆｒｅｅｆｏｒｍ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）、ラピッドプロトタイピングおよびラピッドマニュファクチャリングなどとも呼ばれる。積層造形法は、オブジェクトの断面を表す層データまたはスライスされたデータを用いて、構築材料から、層ごとに三次元オブジェクトを形成するための多くの異なる技術を含む。これらの技術としては、例えば、押出堆積または選択堆積モデリング（ＳＤＭ）技術、例えば、溶融堆積モデリング（ＦＤＭ）および溶融フィラメント製造（ＦＦＦ）など、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）、ポリジェット印刷（ＰＪＰ）、マルチジェット印刷（ＭＪＰ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、三次元印刷（３ＤＰ）技術、例えば、カラージェット印刷（ＣＪＰ）など、が挙げられる。
【０００３】
いくつかの積層造形技術は、三次元オブジェクトを、対応するデジタルモデルから形成するが、これは、多くの場合、コンピュータ支援設計システムによって提供される（このデジタルモデルは、ＣＡＤモデルと呼ばれることがある）。当該デジタルモデルは、幾何学形状の集合によって、当該オブジェクトおよびその構造要素を表し得る。このデジタルモデルは、当該オブジェクトの閉じた形態の表面幾何形状を表す別の形態へとエクスポートされ得、当該別の形態は、場合により、シェルと呼ばれ得る。いくつかの例において、オブジェクトのシェルは、例えば、ＳＴＬ（標準テッセレーション言語（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ  ｌａｎｇｕａｇｅ））モデルもしくはファイルなどにおいて、ポリゴン（例えば、三角形）のメッシュの形態を取り得る。次いで、当該オブジェクトのシェルは、シェルの層を定義する層データへとスライスされ得る。この層データは、当該オブジェクトを形成するためのツールパスを記述する適切な言語へとフォーマットされ得、次いで、このデータは、構築材料を操ることにより層ごとに当該オブジェクトを形成するために、積層造形システムによって受け取られ得る。
【０００４】
積層造形技術は、単一のオブジェクトの形成において、異なる特性を有する構築材料を組み入れるように進化しており、これは、より複雑なオブジェクト、例えば多色オブジェクトなど、を可能にし得る。そのようなオブジェクトの形成を導くために必要なデータを調製するために、多くの技術が採用されている。ある技術は、それぞれの構築材料から形成される、オブジェクトの別々の部分のための別々の立体モデルの初期作成に関与し、それから、別々のシェルが、別々に作製され、処理され得る。しかし、この技術は、ＣＡＤまたは立体モデルを作製するために使用される他のシステムの専門知識、ならびに立体モデルのそれぞれを別々に処理するために必要な追加リソースを必要とする。
【０００５】
別の技術では、単一のシェルが、使用に便利な部分へと分割され得る。この技術により、シェルは、例えば、明確な稜線などに沿って、断片へと分離され得る。分離された後、当該元の閉じた状態のシェルは、複数の閉じていない状態の断片を含んでいる。次いで、当該閉じていない断片は、対応する閉じた状態の断片を形成するために修復されなければならず、それらは、それぞれの層データへと別々にスライスされ得る。このプロセスは、多くの場合、複雑であり、高性能のプロセッサを必要とする。さらに、当該プロセスは、オブジェクトの形成の際に当該断片が再接合されるときに結果として不十分な一致を生じるような、非対称な面を生じる傾向も有する。この不都合は、明確な稜線を有しないシェル、例えば、スキャンしたデータ（例えば、点群データ）から作製されたものなど、を扱う場合に顕著となり得る。
【０００６】
したがって、既存の技術を向上させる装置および方法を有することが望ましくあり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示の例示的実践形態は、概して、三次元オブジェクトのシェルを分割するための改良された装置、方法、およびコンピュータ可読記憶装置媒体を対象とする。例示的実践形態によれば、使用者は、単一のシェルの一部を容易に選択することができ、例えば、オブジェクトの一部を第二構築材料から形成されるように指定することができる（別の一部は、第一構築材料から形成され得る）。次いで、例示的実践形態は、スライス処理の際に、当該オブジェクトにおける選択された部分と、別の部分、すなわち残りの部分に対して、修復されたシェルの断片を作成し得る。これらの断片は、当該シェルの任意の手間のかかる前処理を省かない場合にそのような前処理を減じるような、ＣＡＤによって設計されるかまたはスキャンされたデータから作成されるモデルにおいて容易に実行され得るプロセスによって作成され得る。ならびにいくつかの実施例において、さらに、当該プロセスを使用することにより、現在の技術と比較した場合に、複数の構築材料間においてよりクリーンな継ぎ目を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
例示的実践形態の一態様により、三次元オブジェクトのシェルを分割するための装置が提供される。当該装置は、プロセッサと、当該プロセッサによる実行に応じて、当該装置に少なくとも、いくつかのオペレーションを実行させる、実行可能な命令を保存するメモリとを含む。これに関して、当該装置は、第一ファセットとそれとは異なる第二ファセットとを含む複数のファセットで構成される三次元オブジェクトのシェルを受け取り得、ならびに、層ごとの三次元オブジェクトの形成において使用するための、当該シェルの複数の層を定義する層データを形成し得る。当該複数の層の少なくともいくつかは、それぞれの第一断片を含み得、ならびに当該複数の層の少なくともいくつかは、それぞれの第二断片を含み得る。第一断片は、第二ファセットを含まず第一ファセットによって作成され得、第二断片は、第一ファセットを含まず第二ファセットによって作製され得る。当該複数の層のうちの少なくとも１つの層は、それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片およびそれぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片の両方を含み得る。
【０００９】
いくつかの実施例において、当該それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片および当該それぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片の両方を含む少なくとも１つの層のうちのいずれかの層では、当該第一断片および第二断片は、オフセットギャップによって分離され得る。
【００１０】
いくつかの実施例において、当該装置が層データを形成することには、構築材料を操ることにより層ごとに三次元オブジェクトを形成するように構成される積層造形システムによる受け取りのために、当該層データをフォーマットすることが含まれ得る。
【００１１】
いくつかのさらなる実施例において、当該積層造形システムは、それぞれの構築材料を分配することにより層ごとに三次元オブジェクトを形成するように構成される、第一押出機およびそれとは異なる第二押出機を含み得る。これらの実施例において、当該装置が当該層データをフォーマットすることには、第一押出機による受け取りのために当該それぞれの第一断片のための層データをフォーマットすること、ならびに第二押出機による受け取りのためにそれぞれの第二断片のための層データをフォーマットすることが含まれ得る。
【００１２】
他のさらなる実施例において、当該積層造形システムは、構築材料上にビームを放射することにより層ごとに三次元オブジェクトを形成するように構成されるレーザを含み得る。これらの実施例において、当該装置が層データをフォーマットすることには、当該レーザによる受け取りのために層データをフォーマットすることが含まれ得、この場合、レーザによって放射されるビームの１つまたは複数の特性は、それぞれの第一断片のための層データとそれぞれの第二断片のための層データとの間で異なる。
【００１３】
さらに他のさらなる実施例において、当該積層造形システムは、構築材料上にそれぞれのバインダーを提供することにより層ごとに三次元オブジェクトを形成するように構成される、第一プリントヘッドおよびそれとは異なるプリントヘッドを含み得る。これらの実施例において、当該装置が層データをフォーマットすることには、第一プリントヘッドによる受け取りのためにそれぞれの第一断片のための層データをフォーマットすること、ならびに第二プリントヘッドによる受け取りのためにそれぞれの第二断片のための層データをフォーマットすることが含まれ得る。
【００１４】
当該装置は、いくつかの異なる方式のいずれかにおいて、それぞれの第一断片のうちのいずれかの第一断片およびそれぞれの第二断片のうちのいずれかの第二断片を含む層のための層データを形成し得る。いくつかの例では、そのような層のうちのいずれかの層に対して、当該装置は、当該層と交差する第一および第二ファセットのそれぞれによって作成される第一および第二セグメントで構成される初期ポリゴンを定義する層を受け取り得、この場合、第一および第二セグメントのある第二セグメントは、対の頂点において他のセグメントに接触する。当該装置は、当該対の頂点を、初期ポリゴン内のある深さの、対応する対の頂点へと移動させ、当該対応する対の頂点における頂点を接続するようにセグメントを作成し、ならびに当該対の頂点における頂点を、当該対応する対の頂点のそれぞれと接続することにより、初期ポリゴン内に初期第二ポリゴンを形成し得る。当該装置は、初期ポリゴンと初期第二ポリゴンとの間においてブール交差を形成することによって第二ポリゴンを作成し、ならびに、当該初期ポリゴンと第二ポリゴンとの間においてブール差を形成することによって第一ポリゴンを作成し得る。したがって、当該層の第一断片は、第一ポリゴンを定義し得、ならびに当該層の第二断片は、第二ポリゴンを定義し得る。
【００１５】
例示的実践形態の他の態様において、三次元オブジェクトのシェルを分割するための方法およびコンピュータ可読記憶媒体が提供される。本明細書において説明した特徴、機能、および利点は、様々な例示的実践形態において、独立して達成され得、あるいは、さらなる詳細が以下の説明および図面を参照することによって分かり得るように、さらなる他の例示的実践形態おいて、組み合わせられ得る。
【００１６】
したがって、本開示の例示的実践形態を一般的な用語で説明して、ここで、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の例示的実践形態によるコンピューティング装置および積層造形システムを含むシステムの図である。
【図２Ａ】本開示の例示的実践形態による、三次元オブジェクトの好適なシェルおよびその様々な層を示す。
【図２Ｂ】本発明の例示的実践形態による、三次元オブジェクトの好適なシェルおよびその様々な層を示す。
【図２Ｃ】本発明の例示的実践形態による、三次元オブジェクトの好適なシェルおよびその様々な層を示す。
【図２Ｄ】本発明の例示的実践形態による、三次元オブジェクトの好適なシェルおよびその様々な層を示す。
【図３】いくつかの実施例において、図１に示されたシステムのコンピューティング装置に対応し得る装置を示す。
【図４】いくつかの実施例において、図１の積層造形システムに対応し得るそれぞれの積層造形システムを示す。
【図５】いくつかの実施例において、図１の積層造形システムに対応し得るそれぞれの積層造形システムを示す。
【図６】いくつかの実施例において、図１の積層造形システムに対応し得るそれぞれの積層造形システムを示す。
【図７Ａ】いくつかの例示的実践形態による、第一および第二断片の両方を含む層の層データを形成するために実施され得るオペレーションを示す。
【図７Ｂ】いくつかの例示的実践形態による、第一および第二断片の両方を含む層の層データを形成するために実施され得るオペレーションを示す。
【図７Ｃ】いくつかの例示的実践形態による、第一および第二断片の両方を含む層の層データを形成するために実施され得るオペレーションを示す。
【図７Ｄ】いくつかの例示的実践形態による、第一および第二断片の両方を含む層の層データを形成するために実施され得るオペレーションを示す。
【図７Ｅ】いくつかの例示的実践形態による、第一および第二断片の両方を含む層の層データを形成するために実施され得るオペレーションを示す。
【図７Ｆ】いくつかの例示的実践形態による、第一および第二断片の両方を含む層の層データを形成するために実施され得るオペレーションを示す。
【図７Ｇ】いくつかの例示的実践形態による、第一および第二断片の両方を含む層の層データを形成するために実施され得るオペレーションを示す。
【図７Ｈ】いくつかの例示的実践形態による、第一および第二断片の両方を含む層の層データを形成するために実施され得るオペレーションを示す。
【図８】いくつかの例示的実践形態による、三次元オブジェクトのシェルを分割する方法における様々なオペレーションを示すフローチャート。
【図９】いくつかの例示的実践形態による、第一および第二断片の両方を含む層の層データを形成する方法における様々なオペレーションを示す。
【図１０】いくつかの例示的実践形態による、押出ベースの積層造形システムによる形成前の、プロセスの様々な段階のアヒルのシェルを示す。
【図１１】いくつかの例示的実践形態による、押出ベースの積層造形システムによる形成前の、プロセスの様々な段階のアヒルのシェルを示す。
【図１２】いくつかの例示的実践形態による、押出ベースの積層造形システムによる形成前の、プロセスの様々な段階のアヒルのシェルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下において、本開示のいくつかの実践形態について、本開示の実践形態の全てではないがいくつかが示されている添付の図面を参照しながら、より詳しく説明する。実際に、本開示の様々な実践形態は、多くの異なる形態において具体化することができ、本明細書において説明される実践形態に限定されると解釈すべきではなく、むしろ、これらの例示的実践形態は、本開示が、綿密で完全であり、ならびに本開示の範囲が当業者に十分に伝わるように、提供される。例えば、明記されない限り、第一、第二などの何かについての言及は、特定の順序を意味すると解釈すべきではない。例えば、本明細書において、定量的な尺度、値、関係性など（例えば、平面の、同一平面上の、垂直な）についても言及され得る。特に明記されない限り、それらの全てでなくてもいずれか１つまたは複数は、生じ得る許容される変動、例えば、公差などに起因するものなど、を説明するために、絶対的または近似的であり得る。同じ符号は、全体を通じて同じ要素を意味する。
【００１９】
本開示の例示的実践形態は、概して、積層造形法、特に、その積層造形法のための三次元オブジェクトのシェルの分割に関する。しかしながら、例示的実践形態は、積層造形法以外のものを含めて、様々な他のアプリケーションと併せて利用され得ることを理解すべきである。
【００２０】
ここで図１を参照すると、本開示の例示的実践形態に従って、システム１００が示されている。当該システムは、１つまたは複数の機能およびオペレーションを実施するための、いくつかの異なる装置、サブシステムなどのいずれかを含み得る。示されているように、例えば、当該システムは、コンピューティング装置１０２および積層造形システム１０４を含み得る。当該コンピューティング装置は、概して、当該積層造形システムによる受け取りのために、データを受け取って調製するように構成され、ならびに当該積層造形システムは、それに基づいて構築材料を操ることによって物理的で有形な三次元オブジェクト１０６を形成するように構成され得る。
【００２１】
より詳細には、図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄにおいて示されているように、例えば、当該コンピューティング装置１０２は、第一ファセットおよびそれとは異なる第二ファセット、例えば、第一ファセット２０２ａおよび第二ファセット２０２ｂなど、を含む複数のファセットで構成される三次元オブジェクトのシェル２００を受け取るように構成され得る。例示的実践形態によれば、当該シェルは、閉じた形態の表面幾何形状を表している、当該オブジェクトのデジタル表現であり得る。いくつかの実施例において、当該シェルは、例えば、ＳＴＬ（標準テッセレーション言語）モデルまたはファイルの場合などにおいて、ポリゴン（例えば、三角形）のメッシュの形態、を取り得る。ならびに、いくつかの実施例では、当該シェルは、当該オブジェクトのデジタルモデル、例えば、適切なＣＡＤシステムによって作成されたものなど、をエクスポートすることによって作成され得る。
【００２２】
いくつかの実施例において、当該ファセット（例えば、三角形）は、第一ファセット２０２ａであり、そのうちの少なくともいくつかはユーザによって選択されており、それにより、第二ファセット２０２ｂとしての役割を果たす。当該ファセットは、当該第二ファセットのための識別子と共に保存され得る。当該ファセットは、例えば、シェル２００を表示することができるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）においてポインタを使用してファセットを選択するなど、いくつかの異なる方式のいずれかにおいて選択され得る。オブジェクトの特定の一部を着色するためにファセットが選択される、より特定の実施例において、当該ファセットは、それぞれのファセットを着色するために、グラフィックペインティングプログラムの適切なツール（例えば、ペイントブラシ）を使用して選択され得る。本明細書では、例示的実践形態について、第一および第二ファセットとの関連において説明するが、例示的実践形態は、より多い数のファセットに対しても同等に適用可能であり、より大きい数の断片に対応することができ、したがって、オブジェクトを形成するために使用することができるより多種多様な異なる構築材料に対応することができるということは理解されるべきである。
【００２３】
第一および第二ファセット２０２ａ、２０２ｂを含むようにシェル２００を作成する方式に関して、当該コンピューティング装置１０２は、層ごとの三次元オブジェクト１０６の形成において使用するために、当該シェルの複数の層２０４を定義する層データを形成するように構成され得、ならびに当該コンピューティング装置は、それを行うために第一および第二ファセットを使用し得る。これに関して、当該複数の層のうちの少なくともいくつかは、それぞれの第一断片、例えば、第一断片２０６ｂ、２０６ｄなど、を含み得、これらは、第二ファセット２０２ｂを含まず第一ファセット２０２ａによって作成され得る。これに関して、ある層の第一断片は、当該層と交差する第二ファセットを含まず、同じく当該層と交差する第一ファセットによって作成される第一ポリゴンを定義し得る。同様に、当該複数の層のうちの少なくともいくつかは、それぞれの第二断片、例えば、第二断片２０８ｂ、２０８ｃなど、を含み得、これは、第一ファセットを含まず第二ファセットによって作成され得る。ある層の第二断片について、当該第二断片は、当該層と交差する第一ファセットの不在において同じく当該層と交差する第二ファセットによって作成される第二ポリゴンを定義し得る。
【００２４】
いくつかの実施例において、図２Ｂに示されるように、当該複数の層２０４のうちの少なくとも１つの層２０４ｂは、それぞれの第一断片のうちの第一断片２０６ｂおよびそれぞれの第二断片のうちの第二断片２０８ｂの両方を含み得る。これらの実施例のうちの少なくともいくつかにおいて、当該第一断片および第二断片は、オフセットギャップ２１０ｂによって分離され得る。図２Ｃに示されるように、いくつかの実施例において、少なくとも１つの層２０４ｃは、それぞれの第一断片を含まず、またはその不在における、それぞれの第二断片のうちの第二断片２０８ｃを含み得る。ならびに図２Ｄに示されているように、いくつかの実施例において、少なくとも１つの層２０４ｄは、それぞれの第二断片を含まず、またはその不在における、それぞれの第一断片のうちの第一断片２０６ｄを含み得る。
【００２５】
図３は、いくつかの実施例において、図１のコンピューティング装置１０２に対応し得る装置３００を示している。いくつかの実施例において、当該装置は、お互いに接続されているかまたはそうでなければ、いくつかの異なる方式において、例えば、ワイヤによってまたは有線もしくは無線ネットワークなどによって直接的または間接的に、お互いに通信している、二つ以上の装置によって提供され得る。
【００２６】
概して、当該装置３００は、１つまたは複数の定置式または携帯式の電子デバイスを含み得るか、それらを具備し得るか、またはそれらにおいて具現化され得る。好適な電子デバイスの例としては、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ワークステーションコンピュータ、サーバコンピュータなどを含む。当該装置は、いくつかの構成要素、例えば、メモリ３０４に接続されたプロセッサ３０２など、のそれぞれのうちの１つまたは複数を具備し得る。これに関して、当該装置は、例示的実践形態に従って、単独において、あるいはコンピュータ可読記憶媒体からの１つまたは複数のコンピュータプログラムコード命令、プログラム命令、または実行可能なコンピュータ可読プログラムコード命令（場合により、一般的に「コンピュータプログラム」、例えば、ソフトウェア、ファームウェアなど、と呼ばれる）の指示において、オペレーションとして機能するように、またはそうでなければオペレーションを実施するように構成されたハードウェアを含み得る。
【００２７】
当該プロセッサ３０２は、概して、例えば、データ、コンピュータプログラム、および／または他の好適な電子情報などの情報を処理することが可能なコンピュータハードウェアの任意の一部である。当該プロセッサは、電子回路の集合から構成され、当該電子回路のいくつかは、１つの集積回路または相互接続された複数の集積回路としてパッケージ化され得る（集積回路は、場合により、より一般的には、「チップ」と呼ばれる）。当該プロセッサは、コンピュータプログラムを実行するように構成され得、当該コンピュータプログラムは、基板上のプロセッサに保存され得るか、さもなければ（同じまたは別の装置の）メモリに保存され得る。
【００２８】
メモリ３０４は、一般的に、情報、例えば、データ、コンピュータプログラム、および／または他の好適な情報など、を一時的および／または永続的に保存することができる、コンピュータハードウェアの任意の一部である。当該メモリは、揮発性および／または不揮発性メモリを含み得、ならびに固定されているかまたは取り外し可能であり得る。様々な例において、当該メモリは、コンピュータ可読記憶媒体とも呼ばれ得、これは、コンピュータ可読伝送媒体、例えば、ある場所から別の場所へと情報を運ぶことができる一時的電子信号など、とは、情報を保存することができる非一過性のデバイスとして区別可能であり得る。本明細書において説明されるコンピュータ可読媒体は、概して、コンピュータ可読記憶媒体またはコンピュータ可読伝送媒体を意味し得る。
【００２９】
メモリ３０４に加えて、プロセッサ３０２は、情報を表示、送信、および／または受信するための１つまたは複数のインタフェースにも接続され得る。当該インタフェースは、通信インタフェース３０６ならびに／あるいは１つまたは複数のユーザインタフェースを含み得る。当該通信インタフェースは、例えば、当該装置３００ならびに他の装置またはネットワークなどへおよび／またはそれらから、情報を送信および／または受信するように構成され得る。当該通信インタフェースは、物理的（有線）および／または無線通信リンクによって情報を送信および／または受信するように構成され得る。
【００３０】
当該ユーザインタフェースは、ディスプレイ３０８ならびに／あるいは１つまたは複数のユーザ入力インタフェース３１０を含み得る。当該ディスプレイは、使用者に対して情報を提示するように、さもなければ情報を表示するように構成され得る。当該ユーザ入力インタフェースは、例えば、処理、保存、および／または表示などのために、装置３００へのユーザから情報を受け取るように構成され得る。ユーザ入力インタフェースの好適な例としては、マイクロフォン、イメージもしくはビデオキャプチャデバイス、キーボードもしくはキーパッド、ジョイスティック、タッチセンサー式表面（タッチスクリーンから分離されているか、またはタッチスクリーンに統合された）、バイオメトリックセンサーなどが挙げられる。ユーザインタフェースはさらに、周辺機器、例えば、プリンタ、スキャナ、積層造形システムなど、と通信するための１つまたは複数のインタフェースを含み得る。
【００３１】
図１を簡潔に振り返ってみると、コンピューティング装置１０２はさらに、積層造形システム１０４による受け取りのために層データをフォーマットするように構成され得、当該積層造形システムは、上記において示されるように、構成材料を操ることにより層ごとに三次元オブジェクト１０６を形成するように構成され得る。これは、当該コンピューティング装置が、当該オブジェクトを形成するために、１つまたは複数のツールパスを記述する適切な言語へと層データをフォーマットするように構成されることを含み得、当該フォーマットされた層データは、構築材料を操ることにより層ごとに当該オブジェクトを形成するために、積層造形システムによって受け取られ得る。いくつかの実施例において、当該コンピューティング装置は、第一断片（例えば、第一断片２０６ｂ、２０６ｄ）および第二断片（例えば、第二断片２０８ｂ、２０８ｃ）のそれぞれに対して、ツールパスを記述するために層データをフォーマットするように構成され得る。
【００３２】
いくつかの実施例において、当該コンピューティング装置１０２は、１つのツールパスによって提供される構築材料が、別のツールパスによって提供される構築材料と一緒になる場所、またはそうでなければ、構築材料に対するツールパスが終わる場所に、１つまたは複数の継ぎ目を選択的に位置し得る。これは、いくつかの異なる方式のいずれかにおいて達成することができ、ならびに、結果として、複数の構築材料の間において、よりクリーンな継ぎ目を得ることができる。例えば、当該コンピューティング装置は、ある１つのツールパスによって提供される構築材料に対する継ぎ目を、別のツールパスによって提供される構築材料の下に、選択的に位置し得る。
【００３３】
当該積層造形システム１０４は、いくつかの積層造形技術のいずれかによってオブジェクトを形成するように構成され得る。好適な積層造形技術の例としては、押出堆積モデリングまたは選択堆積モデリング（ＳＤＭ）技術、例えば、溶融堆積モデリング（ＦＤＭ）および溶融フィラメント製造（ＦＦＦ）など、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）、ポリジェット印刷（ＰＪＰ）、マルチジェット印刷（ＭＪＰ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、三次元印刷（３ＤＰ）技術、例えば、カラージェット印刷（ＣＪＰ）など、が挙げられる。図４、５、および６は、それぞれの積層造形システム４００、５００、および６００を示しており、これらは、いくつかの実施例において、図１の積層造形システム１０４に対応している。
【００３４】
図４は、いくつかの異なる押出ベースの堆積モデリング技術または選択堆積モデリング（ＳＤＭ）技術、例えば、溶融堆積モデリング（ＦＤＭ）、溶融フィラメント製造（ＦＦＦ）など、のいずれかに従って作動するように構成され得る積層造形システム４００を示している。示されているように、当該積層造形システム４００は、それぞれの構築材料４０６、４０８を分配することにより層ごとに三次元オブジェクト４１０（例えば、オブジェクト１０６）を形成するように構成される、第一押出機４０２およびそれとは異なる第二押出機４０４を含み得る。好適な構築材料の例としては、熱可塑性プラスチック、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、共晶金属、食品材料、ゴム、モデリング用粘土、プラスティシン、ＲＴＶシリコーン、陶材、金属粘土など、が挙げられる。
【００３５】
当該コンピューティング装置１０２は、第一押出機４０２による受け取りのために、それぞれの第一断片（例えば、第一断片２０６ｂ、２０６ｄ）のための層データをフォーマットするように、ならびに、第二押出機４０４による受け取りのために、それぞれの第二断片（例えば、第二断片２０８ｂ、２０８ｃ）のための層データをフォーマットするように構成され得る。ならびに、いくつかの実施例において、第一押出機によって分配される構築材料４０６における少なくとも１つの特性は、第二押出機によって分配される当該構築材料４０８の対応する少なくとも１つの特性と異なり得る。第一および第二押出機の構築材料の間において異なり得る好適な特性の一例は色であり、それによって、多色オブジェクトの形成が可能となり得る。好適な特性の他の例としては、脆さ、弾性、硬度、塑性、強度、剛性、熱伝導性などの物理特性が挙げられる。
【００３６】
図５は、積層造形技術、例えば、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）など、により作動するように構成され得る積層造形システム５００を示している。示されているように、当該積層造形システム５００は、構築材料５０６上にビーム５０４を放射することにより層ごとに三次元オブジェクト５０８（例えば、オブジェクト１０６）を形成するように構成されたレーザ５０２を含み得る。ここで、好適な構築材料の例としては、フォトポリマー、熱可塑性プラスチック、金属粉末、セラミック粉末などが挙げられる。当該コンピューティング装置１０２は、レーザによる受け取りのための層データをフォーマットするように構成され得、この場合、レーザによって放射されるビームの１つまたは複数の特性は、それぞれの第一断片（例えば、第一断片２０６ｂ、２０６ｄ）のための層データと、それぞれの第二断片（例えば、第二断片２０８ｂ、２０８ｃ）のための層データとの間において異なる。
【００３７】
図６は、三次元印刷（３ＤＰ）技術、例えば、カラージェット印刷（ＣＪＰ）など、により作動するように構成され得る積層造形システム６００を示している。示されているように、当該積層造形システムは、それぞれのバインダー６０６、６０８を構築材料６１０上に提供することにより層ごとに三次元オブジェクト６１２（例えば、オブジェクト１０６）を形成するように構成される、第一プリントヘッド６０２およびそれとは異なる第二プリントヘッド６０４を含み得る。好適な構築材料の例としては、デンプン、石こうプラスター、砂、アクリル粉末、砂糖などが挙げられ、好適なバインダーの例としては、水または水ベースの液体、炭酸カルシウム、シアノアクリレート、他のタイプの液体など、が挙げられる。
【００３８】
当該コンピューティング装置１０２は、第一プリントヘッドによる受け取りのためにそれぞれの第一断片（例えば、第一断片２０６ｂ、２０６ｄ）のための層データを、ならびに第二プリントヘッドによる受け取りのためにそれぞれの第二断片（例えば、第二断片２０８ｂ、２０８ｃ）のための層データをフォーマットするように構成され得る。ならびに、いくつかの実施例において、第一プリントヘッドによって提供されるバインダーの少なくとも１つの特性は、第二プリントヘッドによって供給されるバインダーの対応する少なくとも１つの特性と異なり得る。上記において説明したのと同様に、第一および第二プリントヘッドのバインダーの間において異なり得る好適な特性の一例は色であり、これは、いくつかの実施例において、バインダーへの染料の添加によって適用され得、ならびに、同様に、多色オブジェクトの形成も可能にし得る。上記と同様に、好適な特性の他の例としては、脆さ、弾性、硬度、塑性、強度、剛性、熱伝導性などの物理特性が挙げられる。
【００３９】
再び簡潔に図１を参照すると、コンピューティング装置１０２は、いくつかの異なる方式のいずれかにおいて層データを形成するように構成され得る。図７Ａ〜図７Ｈは、いくつかの例示的実践形態による、第一および第二断片の両方を含む層の層データを形成するために実施され得るオペレーションを示している。これは、例えば、図７Ａに示されるように、層２０４ｂが第一断片２０６ｂおよびそれぞれの第二断片のうちの第二断片２０８ｂを含む場合であり得る。示されているように、シェル２００における様々なファセット（例えば、三角形）は、当該層と交差してセグメントを作成し得、当該セグメントは、当該セグメントが属する第一および第二断片によってタグ付けされ得る。当該セグメントは、複数の頂点を有する初期ポリゴンを形成するためにソートされて接続され得、これは、いくつかの実施例において、同様に、当該セグメントが属する第一および第二断片のセグメントでタグ付けされ得る。いくつかの実施例において、当該第一および第二断片は、共通の頂点を有し得るが、独自のセグメントを有し得る。異なる断片のセグメントが頂点において接続されている場合、第一断片からセグメントを形成する相補的頂点は、それが第一断片に属することを示すデフォルトのタグを有し得る。図７Ｂに示されるように、当該コンピューティング装置は、当該層と交差する第一および第二ファセット２０２ａ、２０２ｂのそれぞれのファセットによって作成される第一セグメント７０４ａからｎおよび第二セグメント７０４ｏ、ｐで構成される初期ポリゴン７０２を定義する当該層（例えば、層２０４ｂ）を受け取り得る。
【００４０】
初期ポリゴン７０２は、閉じた形態を有し得る。ここで、コンピューティング装置１０２は、当該初期ポリゴンをその第一セグメント７０４ａからｎおよび第二セグメント７０４ｏ、ｐに沿って分割することにより、第一断片２０６ｂおよび第二断片２０８ｂのそれぞれのセグメントに対して第一および第二ポリゴンを作成し得、この場合、当該第一および第二ポリゴンのそれぞれ（ならびに本明細書において説明される他のポリゴン）は、初期ポリゴンと同様の閉じた形態を有する。当該コンピューティング装置は、図７Ｃから図７Ｇに示されたオペレーションの１つまたは複数の実施を含む、いくつかの異なる方式のいずれかにおいて、当該初期ポリゴンを分割し得る。
【００４１】
図７Ｃに示されるように、いくつかの実施例において、当該コンピューティング装置１０２は、例えば、同一直線上にあるセグメントなど、様々な第一セグメントを一緒に、および／または様々な第二セグメントを一緒に組み合わせ得る。これらの実施例において、第一セグメントは、より小さい第一セグメントの組み合わせから形成される１つまたは複数の第一セグメントを含み得、および／または第二セグメントは、より小さい第二セグメントの組み合わせから形成される１つまたは複数の第二セグメントを含み得る。しかしながら、当該コンピューティング装置がセグメントを組み合わせるかどうかに関わらず、第一および第二セグメントの第二セグメント７０４ｏ、ｐは、対の頂点７０６ａ、７０６ｂにおいて他のセグメントに接触し得る。
【００４２】
図７Ｄに示されるように、当該コンピューティング装置１０２は、対の頂点７０６ａ、７０６ｂを、初期ポリゴン７０２内の深さｄの、対応する対の頂点７０６ａ’、７０６ｂ’へと移動させ得る。いくつかの実施例において、当該コンピューティング装置は、当該頂点を、そこに形成されたそれぞれの角を二等分するように位置された、それぞれの頂点の二等分線７０８ａ、７０８ｂに沿って移動させ得る。次いで、当該コンピューティング装置は、図７Ｅに示されるように、対応する対の頂点７０６ａ’、７０６ｂ’の頂点および対の頂点７０６ａ、７０６ｂの頂点を、対応する対の頂点のそれぞれの頂点と接続してセグメント７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃを作成することにより、初期ポリゴン内に初期第二ポリゴン７１２’を形成し得る。
【００４３】
当該コンピューティング装置１０２は、初期ポリゴン７０２と初期第二ポリゴン７１２’との間にブール交差を形成することにより第二ポリゴン７１２を作成し得る。これは、分割された第一および第二ポリゴンが初期ポリゴンより大きくないことを確実にし得、それは、リサイズされた分割ポリゴンを作成し得る。次いで、当該コンピューティング装置は、初期ポリゴンから第二ポリゴンを切り離して、第一ポリゴン７１４を作成し得る。これに関して、当該コンピューティング装置は、図７Ｆおよび図７Ｇに示されるように、初期ポリゴンと第二ポリゴンとの間にブール差を形成することにより、第一ポリゴンを作成し得る。次いで、図７Ｈに示されるように（図２Ｂと比較した場合）、層２０４ｂの第一断片２０６ｂは、第一ポリゴン７１４を定義し得、当該層の第二断片２０８ｂは、第二ポリゴン７１２を定義し得る。
【００４４】
図８は、本開示のいくつかの例示的実践形態による、三次元オブジェクトのシェルを分割する方法８００における様々なオペレーションを示している。ブロック８０２に示されるように、当該方法は、第一ファセットおよびそれとは異なる第二ファセットを含む複数のファセットで構成される三次元オブジェクトのシェルを受け取るステップを含む。ブロック８０４に示されるように、当該方法は、層ごとの三次元オブジェクトの形成において使用するための、当該シェルの複数の層を定義する層データを形成するステップも含む。これに関して、当該複数の層の少なくともいくつかは、第二ファセットを含まず第一ファセットによって作成されるそれぞれの第一断片を含み得、ならびに当該複数の層の少なくともいくつかは、第一ファセットを含まず第二ファセットによって作成されるそれぞれの第二断片を含み得る。いくつかの実施例において、当該複数の層のうちの少なくとも１つの層は、それぞれの第一断片の第一断片およびそれぞれの第二断片の第二断片の両方を含み得る。層データの形成は、ブロック８０６に示されるように、構築材料を操ることにより層ごとに三次元オブジェクトを形成するように構成される積層造形システムによる受け取りのためにフォーマットされることを含み得る。
【００４５】
図９は、本開示のいくつかの例示的実践形態による、第一および第二断片の両方を含む層のために層データを形成する方法９００における様々なオペレーションを示している。ブロック９０２に示されるように、当該方法は、第一および第二セグメントの第二セグメントが対の頂点において他方のセグメントに接触するように、当該層と交差する第一および第二ファセットのそれぞれによって作成される第一および第二セグメントで構成される初期ポリゴンを定義する当該層を受け取るステップを含み得る。当該方法はさらに、ブロック９０４および９０６に示されるように、当該対の頂点を、対応する対の頂点へと、初期ポリゴン内のある深さに移動させ、当該対応する対の頂点の頂点を接続してセグメントを作成し、ならびに当該対の頂点の頂点を、当該対応する対の頂点のそれぞれの頂点と接続することにより、初期ポリゴン内に初期第二ポリゴンを形成するステップも含み得る。ブロック９０８および９１０に示されるように、第二ポリゴンを作成するために、初期ポリゴンと初期第二ポリゴンとの間においてブール交差が形成され得、ならびに第一ポリゴンを作成するために、初期ポリゴンと第二ポリゴンとの間においてブール差が形成され得る。したがって、当該層の第一断片は、第一ポリゴンを定義し得、ならびに当該層の第二断片は、第二ポリゴンを定義し得る。
【００４６】
本願の例示的実践形態の有益性または利点のうちの少なくともいくつかをさらに示すために、図１０、図１１、および図１２を参照するが、これらは、押出ベースの積層造形システム、例えば、複数の押出機４０２、４０４を含む積層造形システム４００など、によって形成される前のプロセスにおける様々な段階のアヒル１０００のシェルを示している。これらの実施例において、当該複数の押出機に、異なる特性、例えば色、を有する構築材料を割り当てることにより、多色オブジェクト、この場合は多色のアヒル、を形成することが可能になる。例示的実践形態により、当該オブジェクトにおける１つまたは複数の部分が、当該オブジェクトの残りの部分とは異なる色を有するように選択され得る。図１０は、当該アヒルの本体１００６とは異なる色において押し出しされるように選択された目１００２およびくちばし１００４を有する、当該アヒルのシェル１０００を示している。当該シェルがポリゴンメッシュ（例えば、ＳＴＬファイル）の形態を取る実施例において、当該オブジェクトの有色の（または異なる色の）部分のためのメッシュのファセットが選択され得る。
【００４７】
さらに、例示的実践形態により、当該シェルは、当該シェルを、当該シェルの層を定義する層データへとスライスする際に、複数の断片へと分割され得る。当該断片のそれぞれは、それぞれの色が割り当てられ得、したがって、積層造形システム４００のそれぞれの押出機４０２、４０４が割り当てられ得る。図１１は、アヒル１０００の目１００２およびくちばし１００４に対して特定の色を割り当てられた当該（第二）断片に割り当てられた押出機に対するツールパス１００８を示している。ならびに図１２は、アヒルの本体を形成するための第一押出機４０２のためのツールパス１０１０ａ、ならびにアヒルの目およびくちばしを形成するための第二押出機４０４のためのツールパス１０１０ｂを含む、当該アヒルのシェルの１つの層に対するツールパス１０１０を示している。
【００４８】
上記において説明したのと同様に、例示的実践形態のコンピューティング装置１０２は、いくつかの異なる方式のいずれかにおいて層データを形成するように構成され得る。以下は、本開示のいくつかの例示的実践形態により、層データを形成するために当該コンピューティング装置によって実行可能な、またはそうでなければ実施可能な様々なオペレーションを記述する疑似コードである。
断片化されたスライス層
Ｆｏｒ  全ての三角形  ｉｎ  三角形リスト
ｉｆ  三角形が現在の層内にある場合
ｔｈｅｎ
三角形からセグメントを作成し、分割された点を表すゼロでない三角形ＩＤでセグメントをタグ付けする
セグメントをセグメントリストに保存する
ｅｎｄ  全ての三角形
セグメントリストをソートする
ソートされたセグメントリストから所定のｚ高さにおいて断面境界を作成する
／／断片由来の全ての頂点を識別する
Ｃｏｌｌｅｃｔ＿ｆｒａｇｍｅｎｔＰｏｉｎｔ（断面境界）
／／それを将来の作業のためにコンテナへと処理する
ｐｒｏｃｅｓｓ＿ｆｒａｇｍｅｎｔＰｏｉｎｔｓ（断面境界）
／／元の断面境界のコピーを作成し、この境界によって所望の量の分割深さを補う
／／新しい分割された境界を作成する
分割された境界＝ｐｒｏｃｅｓｓ＿ｆｒａｇｍｅｎｔＰｏｉｎｔｓ（元の断面、補われたコピーの断面）
当該分割された境界を元の断面境界と交差させて、分割された境界をトリミングする。
元の断面境界から、分割された境界を差し引いて、２つの別々の断面境界を作成する。分割された部分を除去された元のシェルおよび分割された部分。
ここで、当該分割された境界を、境界が重ならないように元の断面からオフセットしたい所望の量において補う。
ｃｏｌｌｅｃｔ＿ｆｒａｇｍｅｎｔＰｏｉｎｔｓ（ＰＯＬＹＬＩＳＴ＊ｐ１）
｛
ＰＯＬＹＬＩＮＥ  ＊ｐ；
ＳｔａｒｔＯｆＦｒａｃｒｕｒｅはＦａｌｓｅ；
ｆｏｒ（各ポリラインｐ  ｉｎ  ポリリストｐ１）
｛
新しい空の断片リストを作成する
ｆｏｒ（各頂点ｖ  ｉｎ  ポリラインｐ）
｛
ｉｆ（ｖが分割頂点としてタグ付けされている）
｛
ｖを現在のｆｒａｇｍｅｎｔ  ｖｅｒｔｅｘＬｉｓｔに保存する
｝
ｅｌｓｅ
｛
現在の断片リストの終わり
断片リストが空でない場合
｛
現在の断片リストを保存
｝
新しい空の断片リストを作成する
｝
｝
｝
｝
ｐｒｏｃｅｓｓ＿ｆｒａｇｍｅｎｔＰｏｉｎｔｓ（ＰＯＬＹＬＩＳＴ＊ｐ１）
｛
ＰＯＬＹＬＩＮＥ＊ｐ；
ｆｏｒ（各ポリラインｐ  ｉｎ  ポリリストｐ１）
｛
ｆｏｒ（各頂点ｖ  ｉｎ  ポリラインｐ）
｛
ｆｏｒ（各ｆ断片  ｉｎ  ｆｒａｇｍｅｎｔＬｉｓｔ）
｛
Ｆｏｒ（各ｆｖ  ｆｒａｇｍｅｎｔＶｅｒｔｅｘ  ｉｎ  断片）
｛
Ｉｆ（ｆｖ＝＝ｖ）
断片としてポリライン頂点ｖをマーキングする
断片ループから抜け出す
｝
｝
｝
｝
／／ｐ１は元の境界である
／／ｐ２は、分割深さに基づいて補われた境界である
／／返されたポリリスト内における結果として得られる境界は、収集された分割境界部分である
ＰＯＬＹＬＩＳＴ＊ｐｒｏｃｅｓｓ＿ｆｒａｇｍｅｎｔＰｏｉｎｔｓ（ＰＯＬＹＬＩＳＴ＊ｐ１、ＰＯＬＹＬＩＳＴ＊ｐ２）
｛
／／層の断面における全ての閉じた境界を処理する
ｆｏｒ（各ポリラインｐ  ｉｎ  ポリリストｐ１）
｛
頂点が分割された頂点であり、かつ補われた境界内に、一致する頂点を有する場合、
当該分割された点を、結果として得られる、返された境界リスト内に保存する（結果）
｝
結果を返す
｝
上記において示されるように、本明細書において説明するコンピューティング装置１０２の機能を実施するために、プログラムコード命令は、メモリ（例えば、メモリ３０４）に保存され、プロセッサ（例えば、プロセッサ３０２）によって実行され得る。理解されるであろうように、任意の好適なプログラムコード命令が、特定のマシンを製造するためにコンピュータ可読記憶媒体からプログラム可能な装置（例えば、装置３００）へロードされ得、それにより、当該特定のマシンは、本明細書において指定される機能を実践するための手段となる。これらのプログラムコード命令は、特定のマシンまたは特定の製造物を生成するために特定の方式において機能する、コンピュータ、プロセッサ、または他のプログラム可能な装置を対象とし得るコンピュータ可読記憶媒体にも保存され得る。コンピュータ可読記憶媒体に保存される命令は製造物を製造し得、この場合、当該製造物は、本明細書において説明される機能を実践するための手段となる。当該プログラムコード命令は、コンピュータ可読記憶媒体から取得され、ならびに、コンピュータ、プロセッサ、または他のプログラム可能な装置において、またはそれらによって実施されるべきオペレーションを実行するように当該コンピュータ、プロセッサ、または他のプログラム可能な装置を構成するために、当該コンピュータ、プロセッサ、または他のプログラム可能な装置にロードされ得る。
【００４９】
１つの命令が、一度に取得、ロード、および実行されるように、プログラムコード命令の取得、ロード、および実行は連続して実施され得る。いくつかの例示的実践形態において、複数の命令が一緒に、取得、ロード、および／または実行されるように、取得、ロード、および／または実行は、並行して実施され得る。コンピュータ、プロセッサ、または他のプログラム可能な装置によって実行される命令が、本明細書において説明する機能を実践するためのオペレーションを提供するように、プログラムコード命令の実行によって、コンピュータによって実践されるプロセスが作成され得る。
【００５０】
プロセッサによる命令の実施、またはコンピュータ可読記憶媒体での命令の保存は、指定された機能を実践するためのオペレーションの組み合わせをサポートする。１つまたは複数の機能、ならびに機能の組み合わせは、専用ハードウェアベースのコンピュータシステムおよび／または指定された機能を実行するプロセッサ、あるいは専用ハードウェアとプログラムコード命令との組み合わせによって実践され得ることも理解されるであろう。
【００５１】
前述の説明および関連する図面において提示される教示を参考にして、当業者は、本明細書において説明される本開示の多くの変更および他の実践形態を想到するであろう。したがって、本開示が、開示される特定の実践形態に限定されるものではないこと、ならびに変更および他の実践形態も添付の請求項の範囲内に含まれることが意図されることは理解されたい。さらに、前述の説明および関連する図面は、要素および／または機能のある特定の例示的組み合わせとの関連において例示的実践形態について説明しているが、要素および／または機能の別の組み合わせも、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、代替の実践形態によって提供され得ることは理解されるべきである。これに関して、例えば、上記において明確に説明したものとは異なる、要素および／または機能の組み合わせも、添付の請求項のうちのいくつかにおいて説明され得るように想到される。本明細書において特定の用語が用いられているが、それらは、一般的かつ説明的な意味のみにおいて使用されるのであって、限定を目的とするものではない。
【符号の説明】
【００５２】
１００  システム
１０２  コンピューティング装置
１０４、４００、５００、６００  積層造形システム
１０６、４１０、５０８、６１２  三次元オブジェクト
２００  シェル
２０２ａ  第一ファセット
２０２ｂ  第二ファセット
２０４  複数の層
２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄ  層
２０６ｂ、２０６ｄ  第一断片
２０８ｂ、２０８ｃ  第二断片
２１０ｂ  オフセットギャップ
３００  装置
３０２  プロセッサ
３０４  メモリ
３０６  通信インタフェース
３０８  ディスプレイ
３１０  ユーザ入力インタフェース
４０２  第一押出機
４０４  第二押出機
４０６、４０８、５０６、６１０  構築材料
５０２  レーザ
５０４  ビーム
６０２  第一プリントヘッド
６０４  第二プリントヘッド
７０２  初期ポリゴン
７０４ａからｎ  第一セグメント
７０４ｏ、ｐ  第二セグメント
７０６ａ、７０６ｂ、７０６ａ’、７０６ｂ’  頂点
７０８ａ、７０８ｂ  二等分線
７１０ａ、７１０ｂ、７１０ｃ  セグメント
７１２  第二ポリゴン
７１２’  初期第二ポリゴン
７１４  第一ポリゴン
１０００  アヒル
１００２  アヒルの目
１００４  アヒルのくちばし
１００６  アヒルの本体
１００８、１０１０、１０１０ａ、１０１０ｂ  ツールパス
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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