(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレートへの造形物の積層造形を支援する積層造形支援装置であって、
前記造形物の三次元形状を示すデータである造形物データを読み込む読込部と、
前記プレートと前記造形物との間で切断装置の切断部が通過する領域に設けられる一次分離加工部の三次元形状を示すデータである一次データを生成する第１の生成部と、
前記プレートと前記造形物との間を前記切断部が通過する過程での切断対象と前記切断部とが交差する長さである加工代に基づいて、前記一次データよりも前記加工代の変化が抑えられた二次データを生成する第２の生成部と、を備えることを特徴とする積層造形支援装置。
【請求項２】
前記一次分離加工部に対する前記切断部の進行方向を示す情報を取得する切断部進行方向取得部をさらに備え、
前記二次データは、前記一次分離加工部と形状が異なり、前記一次分離加工部に代えて前記プレートと前記造形物との間に設けられる二次分離加工部の三次元形状を示すデータであり、
前記進行方向に沿って進む前記切断部で前記二次分離加工部を前記切断対象とした場合の前記加工代の標準偏差は、前記進行方向に沿って進む前記切断部で前記一次分離加工部を前記切断対象とした場合の前記標準偏差よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の積層造形支援装置。
【請求項３】
前記二次分離加工部は、前記進行方向に間隔を空けずに配列された柱状形状の複数の柱状部で構成されることを特徴とする請求項２に記載の積層造形支援装置。
【請求項４】
前記切断部が前記一次分離加工部を前記切断対象にして切断加工する過程でのサンプリングピッチを設定するピッチ設定部と、
前記サンプリングピッチごとの前記加工代を抽出する加工代抽出部と、
抽出された前記加工代の標準偏差を算出する偏差算出部と、をさらに備え、
前記第２の生成部は、前記加工代の抽出と前記標準偏差の算出を前記一次分離加工部の切断面内で前記一次分離加工部を回転させた複数の角度ごとに行わせて、算出された標準偏差に基づいて前記一次分離加工部の姿勢を異ならせた二次分離加工部の三次元形状を示すデータを前記二次データにすることを特徴とする請求項１に記載の積層造形支援装置。
【請求項５】
前記一次分離加工部は、前記切断部の経路において隙間を有する形状で構成され、
前記二次データは、前記一次分離加工部の形状を異ならせた二次分離加工部の三次元形状を示すデータであり、
前記二次分離加工部は、前記切断部の経路に設けられた中実形状の中実部と、前記中実部と前記プレートとの間に設けられて隙間を有する間隙部とを有することを特徴とする請求項１に記載の積層造形支援装置。
【請求項６】
前記切断部が前記一次分離加工部を前記切断対象にして切断加工する過程でのサンプリングピッチを設定するピッチ設定部と、
前記サンプリングピッチごとの前記加工代を抽出する加工代抽出部と、
抽出された前記加工代の標準偏差を算出する偏差算出部と、をさらに備え、
前記第２の生成部は、前記加工代の抽出と前記標準偏差の算出を前記一次分離加工部の切断面内で前記一次分離加工部を回転させた複数の角度ごとに行わせて、算出された標準偏差に基づいて、前記複数の角度のうち少なくとも１つの角度を示す情報を前記プレートおよび前記一次分離加工部の少なくとも一方に表示させるデータを前記二次データにすることを特徴とする請求項１に記載の積層造形支援装置。
【請求項７】
前記切断部が前記一次分離加工部を前記切断対象にして切断加工する過程でのサンプリングピッチを設定するピッチ設定部と、
前記サンプリングピッチごとの前記加工代を抽出する加工代抽出部と、
抽出された前記加工代の標準偏差を算出する偏差算出部と、をさらに備え、
前記第２の生成部は、前記加工代の抽出と前記標準偏差の算出を前記一次分離加工部の切断面内で前記一次分離加工部を回転させた複数の回転角度ごとに行わせて、算出された標準偏差に基づいて、前記切断部の進行方向を決定し、前記進行方向を示す情報を前記プレートおよび前記一次分離加工部の少なくとも一方に表示させるデータを前記一次データにすることを特徴とする請求項１に記載の積層造形支援装置。
【請求項８】
前記二次データが表示される表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の積層造形支援装置。
【請求項９】
プレートへの造形物の積層造形を支援する積層造形支援方法であって、
積層造形支援装置が、
前記造形物の三次元形状を示すデータである造形物データを読み込むステップと、
前記プレートと前記造形物との間に設けられて切断装置の切断部で切断加工される一次分離加工部の三次元形状を示すデータである一次データを生成するステップと、
前記プレートと前記造形物との間を前記切断部が通過する過程での切断対象と前記切断部とが交差する長さである加工代に基づいて、前記一次データよりも前記加工代の変化が抑えられた二次データを生成するステップと、を備えることを特徴とする積層造形支援方法。
【請求項１０】
プレートへの造形物の積層造形を支援する積層造形支援プログラムであって、
前記造形物の三次元形状を示すデータである造形物データを読み込むステップと、
前記プレートと前記造形物との間に設けられて切断装置の切断部で切断加工される一次分離加工部の三次元形状を示すデータである一次データを生成するステップと、
前記プレートと前記造形物との間を前記切断部が通過する過程での切断対象と前記切断部とが交差する長さである加工代に基づいて、前記一次データよりも前記加工代の変化が抑えられた二次データを生成するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする積層造形支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレートへの造形物の積層造形を支援する積層造形支援装置、積層造形支援方法、および積層造形支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
造形物を製造する方法には、特許文献１に示すように、プレート上に敷き詰められた金属粉末を部分的に焼結または溶融させる工程を繰り返して造形物を製造する粉末積層造形法がある。このような粉末積層造形法を用いた造形物の製造では、敷き詰められた金属粉末とプレートとが焼結または溶融によって結合されることで、プレートと造形物とが一体に成形されてしまう。そのため、造形物の成形後に後加工でプレートと造形物とを分離する必要がある。プレートと造形物とを分離させるために、ワイヤ放電加工装置に例示される切断装置を用いた切断が行われる。そのため、造形物とプレートとの間には、切断装置で切断するための切断代である分離加工部が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、分離加工部の形状は、造形物の三次元形状を示すデータである造形物データに基づいて、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）装置に例示される積層造形支援装置によって自動的に決定されることが一般的である。そして、自動的に決定される分離加工部の形状は、切断装置を用いた切断のしやすさが考慮されておらず、切断工程において切断装置の切断部と切断対象である分離加工部との加工代の変化が大きい形状で決定される場合がある。そのため、切断装置にワイヤ放電加工装置を用いた場合に、ワイヤと分離加工部との加工代が変化することで、切断加工が不安定となって加工速度が低下したり、ワイヤの断線が発生しやすくなったりするといった問題があった。なお、加工代とは、切断工程において切断部と切断対象とが対向する部分の長さである。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、切断装置を用いて分離加工部を切断しやすい積層造形を提案することができる積層造形支援装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、プレートへの造形物の積層造形を支援する積層造形支援装置である。積層造形支援装置は、造形物の三次元形状を示すデータである造形物データを読み込む読込部と、プレートと造形物との間で切断装置の切断部が通過する領域に設けられる一次分離加工部の三次元形状を示すデータである一次データを生成する第１の生成部と、切断部がプレートと造形物との間を通過する過程での切断部と切断対象との加工代に基づいて、加工代の変化を抑えるための二次データを生成する第２の生成部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる積層造形支援装置は、切断装置を用いて分離加工部を切断しやすい積層造形を提案することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】粉末積層造形法によって積層造形された造形物とプレートとを分離する工程を示す斜視図
【図２】粉末積層造形法によって積層造形された造形物とプレートとを分離する工程を示す斜視図
【図３】粉末積層造形法によって積層造形された造形物とプレートとを分離する工程を示す斜視図
【図４】粉末積層造形法によって積層造形された造形物とプレートとを分離する工程を示す斜視図
【図５】粉末積層造形法によってプレート上に成形された造形物の一例を示す斜視図
【図６】分離加工部の一例を示す図
【図７】分離加工部の一例を示す図
【図８】分離加工部の一例を示す図
【図９】本発明の実施の形態１にかかる積層造形支援装置の機能構成を示すブロック図
【図１０】実施の形態１における一次分離加工部に対してサンプリングピッチが設定された状態を示す図
【図１１】実施の形態１における加工代情報算出部によって算出される加工代情報を示す図
【図１２】実施の形態１における一次分離加工部の形状と二次分離加工部の形状を比較する図
【図１３】実施の形態１にかかる積層造形支援装置のハードウェア構成を示す図
【図１４】実施の形態１にかかる積層造形支援装置による二次分離加工部データの生成手順を示すフローチャート
【図１５】実施の形態１にかかる積層造形支援装置で生成される二次分離加工部の変形例を示す図
【図１６】実施の形態１にかかる積層造形支援装置で生成される二次分離加工部の変形例を示す図
【図１７】実施の形態１にかかる積層造形支援装置で生成される二次分離加工部の変形例を示す図
【図１８】本発明の実施の形態２にかかる積層造形支援装置の機能構成を示すブロック図
【図１９】ワイヤの進行方向に対して回転させた一次分離加工部にサンプリングピッチを設定した状態を示す図
【図２０】実施の形態２にかかる積層造形支援装置において、回転角度を異ならせて算出した加工代情報を示す図
【図２１】実施の形態２にかかる積層造形支援装置による二次分離加工部データの生成手順を示すフローチャート
【図２２】実施の形態３にかかる積層造形支援装置の機能構成を示すブロック図
【図２３】実施の形態３においてワイヤの好ましい角度を示す情報が表示されたプレートおよび一次分離加工部を示す図
【図２４】実施の形態３においてワイヤの好ましい進行方向を示す情報が表示されたプレートおよび一次分離加工部を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかる積層造形支援装置、積層造形支援方法、および積層造形支援プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
まず、粉末積層造形法によって成形された造形物のプレートからの分離について説明する。図１から図４は、粉末積層造形法によって積層造形された造形物とプレートとを分離する工程を示す斜視図である。図１では、金属粉末を積層させる粉末積層造形法によって、プレート１上に造形物２が積層造形された状態を示している。図１に示すように、プレート１上には、分離加工部３を介して造形物２が一体に成形される。
【００１１】
次に、図２に示すように、切断装置であるワイヤ放電加工装置４の切断部であるワイヤ４ａで、分離加工部３を切断することで、図３に示すようにプレート１から造形物２を分離させる。造形物２の損傷を避けるために、造形物２にある程度の分離加工部３が残った状態となるように切断される。そこで、造形物２に残った分離加工部３を研磨する仕上げ工程を行うことで、図４に示すように造形物２から分離加工部３が除去される。なお、切断装置には、ワイヤ放電加工装置以外にもバンドソーが例示される。
【００１２】
分離加工部３は、プレート１と造形物２との間に設けられて切断加工時の造形物の損傷を避けるだけでなく、積層造形過程において造形物を支持する機能を有する。図５は、粉末積層造形法によってプレート１上に成形された造形物２の一例を示す斜視図である。図５に示すように、造形物２がＴ字形状のような下部よりも大きな上部を有する形状である場合に、分離加工部３は造形物２のオーバーハングしている張出部２ａを下方から支持する。
【００１３】
図６から図８は、分離加工部３の一例を示す図である。造形物２の損傷を避ける目的で設けられた場合および造形物２を支持する目的で設けられた場合であっても、分離加工部３は造形物２自体には不要な部分であることから、仕上げ工程での除去のしやすさを考慮した形状で分離加工部３が形成される。また、敷き詰められた金属粉末のうち分離加工部３とならずに粉末状態で残った金属粉末は、積層造形に再利用できる可能性がある。そのため、分離加工部３はなるべく小さい体積となるように形成し、より多くの金属粉末を粉末状態で残存させることが図られる。
【００１４】
仕上げ工程での除去のしやすさおよび体積の小ささを考慮した分離加工部３の形状には、図６に示す格子形状、図７に示す柱状形状、図８に示す複雑な幾何学形状が例示される。このような分離加工部３の形状は、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）で生成された造形物２の三次元形状を示すデータである造形物データに基づいて、ＣＡＭ装置に例示される積層造形支援装置によって自動的に生成されるのが一般的である。
【００１５】
次に、本発明の実施の形態１にかかる積層造形支援装置について説明する。図９は、本発明の実施の形態１にかかる積層造形支援装置の機能構成を示すブロック図である。積層造形支援装置１０は、造形物２の造形物データに基づいて、分離加工部３の三次元形状を示す分離加工部データを生成する。
【００１６】
図９に示すように、積層造形支援装置１０は、造形物データを読み込む読込部１１を備える。造形物データは、使用者によって生成されたデータであり、後述する記憶部１２に予め記憶されていてもよいし、使用者によって積層造形支援装置１０に接続される外部記憶装置に記憶されていてもよいし、積層造形支援装置１０に接続された外部機器が備える記憶装置に記憶されていてもよい。
【００１７】
積層造形支援装置１０は、造形物データが示す三次元形状に基づいて、分離加工部３の三次元形状を示す分離加工部データを生成する第１の生成部１３を備える。なお、後述する第２の生成部１４でも分離加工部データが生成されるが、これらを区別するために、第１の生成部１３によって生成される分離加工部データを一次データである一次分離加工部データと称し、一次分離加工部データが示す三次元形状を切断対象である一次分離加工部３１と称して説明する。また、第２の生成部１４によって生成される分離加工部データを二次データである二次分離加工部データと称し、二次分離加工部データが示す三次元形状を切断対象である二次分離加工部３２と称して説明する。
【００１８】
第１の生成部１３は、予め定められたパターン形状で一次分離加工部データを生成する。予め定められたパターン形状を示すデータは、後述する記憶部１２に記憶されている。予め定められたパターン形状には、図６から図８で示した格子形状、柱状形状、または複雑な幾何学形状が挙げられる。ここでは、図６で示した格子形状が予め定められたパターン形状である場合を例にして説明する。
【００１９】
積層造形支援装置１０は、図２に示したように分離加工部３を切断する際のワイヤ４ａの進行方向を示す情報を取得する切断部進行方向取得部１５を備える。ワイヤ４ａの進行方向は、例えばワイヤ放電加工装置４においてプレート１が保持される姿勢によって定まる。そして、プレート１がワイヤ放電加工装置４に保持される姿勢は、プレート１の形状によって定まる。プレート１が直方体の板状形状であり、図２に示すように保持されるのであれば、プレート１のうち造形物２が成形される面の一辺と平行な方向がワイヤ４ａの進行方向となる。
【００２０】
積層造形支援装置１０は、ワイヤ４ａが切断対象である一次分離加工部を切断する過程でのサンプリングピッチｐを設定するピッチ設定部１６を備える。図１０は、実施の形態１における一次分離加工部に対してサンプリングピッチｐが設定された状態を示す図である。サンプリングピッチｐは、一次分離加工部３１が格子形状であれば格子の幅より小さく、好ましくはワイヤ４ａの径と同じかそれよりも小さいことが好ましい。サンプリングピッチｐが大きすぎると、後述する加工代情報の誤差が大きくなり、サンプリングピッチｐが小さすぎると、加工代情報の算出時間が長くなる。ワイヤ４ａの径および格子の幅が不明の場合には、積層造形において１回の金属粉末の敷き詰めおよび焼結によって成形される層の高さ、いわゆる積層ピッチをサンプリングピッチｐに設定してもよい。また、ワイヤ４ａの進行方向は矢印Ｘで示す。
【００２１】
積層造形支援装置１０は、サンプリングピッチｐごとの加工代を抽出する加工代抽出部１７を備える。ピッチ設定部１６は、サンプリングピッチｐごとに抽出された加工代の総和とサンプリングピッチｐとの積によって、一次分離加工部の切断面の仮の断面積を算出する。ここで、加工代とは、ワイヤ４ａのうち、ワイヤ４ａが切断加工を行う場合に分離加工部３を切断している部分の長さの和である。
【００２２】
また、ピッチ設定部１６は、一次分離加工部データに基づいて、一次分離加工部の切断面の実際の断面積を算出する。ピッチ設定部１６は、一次分離加工部の切断面の仮の断面積と、一次分離加工部の切断面の実際の断面積との差が、予め定められた許容誤差の範囲を超えた場合には、サンプリングピッチｐをより小さな値に設定する。
【００２３】
積層造形支援装置１０は、抽出されたサンプリングピッチｐごとの加工代に基づいて、加工代に関する情報である加工代情報を算出する加工代情報算出部１８を備える。図１１は、実施の形態１における加工代情報算出部１８によって算出される加工代情報を示す図である。
【００２４】
図１１に示すように、加工代情報には、サンプリングピッチｐごとの加工代のうち最大となる最大加工代と最小となる最小加工代が含まれる。また、加工代情報には、最大加工代と最小加工代との比、サンプリングピッチｐごとの加工代の平均である平均加工代が含まれる。また、加工代情報には、サンプリングピッチｐごとの加工代の標準偏差である加工代標準偏差が含まれる。このように、加工代情報算出部１８は、加工代標準偏差を算出する偏差算出部の機能を発揮する。なお、ワイヤ４ａと一次分離加工部３１とが接する状態では加工代が０となってしまい、加工代情報を適切に算出できない場合がある。そこで、抽出された加工代のうち一定の閾値以下のデータは除外して加工代情報を算出するようにしてもよい。
【００２５】
積層造形支援装置１０は、二次分離加工部の三次元形状を示すデータである二次分離加工部データを生成する第２の生成部１４を備える。第２の生成部１４は、加工代情報算出部１８によって算出される加工代情報に基づいて二次分離加工部の形状を決定し、二次分離加工部データを生成する。本実施の形態１では、加工代標準偏差がより小さくなるように二次分離加工部の形状を決定する。
【００２６】
図１２は、実施の形態１における一次分離加工部の形状と二次分離加工部の形状を比較する図である。第２の生成部１４は、二次分離加工部３２の切断過程における加工代が、一次分離加工部３１の平均加工代で一定となるように、二次分離加工部３２の形状を決定する。図１２に示すように、一次分離加工部３１では格子形状であったものが、二次分離加工部３２では断面が四角形形状の複数の柱状部３２ａが配列された形状となっている。図１１に示すように、一次分離加工部３１の平均加工代は４ｍｍである。柱状部３２ａが１ｍｍ角の柱状形状であれば、４個の柱状部３２ａをワイヤ４ａの延びる方向に並べることで、二次分離加工部３２の加工代を一次分離加工部３１の平均加工代と同じ４ｍｍにできる。ワイヤ４ａの延びる方向に並べられた柱状部３２ａを１ユニットとして、複数のユニットをワイヤ４ａの進行方向に間隔を空けずに配列することで、二次分離加工部３２の切断過程における加工代を４ｍｍで一定にできる。さらに、造形物２の形状に合わせてユニット内でワイヤ４ａの延びる方向に柱状部３２ａの間隔を空けて配列することで、図１２に示す二次分離加工部３２の形状を示す二次分離加工部データを生成することができる。なお、図１２には、幅が一定の壁３３ａをワイヤ４ａの延びる方向に並べた二次分離加工部３３も例示している。
【００２７】
図１１には、二次分離加工部３２の加工代情報も示している。図１１に示すように、二次分離加工部３２では、切断する過程で加工代が一定であるため、加工代標準偏差が０になっている。一方、一次分離加工部３１では、加工代標準偏差が４．１であり、一次分離加工部３１を切断する過程で加工代の変化が大きくなっている。
【００２８】
積層造形支援装置１０は、情報を表示する表示部１９、使用者が操作して情報を入力する入力部２０、情報を記憶する記憶部１２を備える。表示部１９には、図１１に示した二次分離加工部３２の加工代情報を含めた各種情報が表示される。入力部２０は、使用者が操作することで各種情報を入力することができる。ワイヤ４ａの進行方向は、使用者が入力部２０を操作して入力されてもよい。記憶部１２には、上述した許容誤差および一次分離加工部３１のパターン形状を含めた各種情報が記憶されている。
【００２９】
図１３は、実施の形態１にかかる積層造形支援装置１０のハードウェア構成を示す図である。積層造形支援装置１０は、演算装置４１、記憶装置４２、表示装置４３、受信装置４４を備える。演算装置４１には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が例示される。上述した読込部１１、第１の生成部１３、第２の生成部１４、切断部進行方向取得部１５、ピッチ設定部１６、加工代抽出部１７、加工代情報算出部１８の機能は、演算装置４１によって実現される。記憶装置４２には、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスクが例示される。上述した記憶部１２の機能は、記憶装置４２によって実現される。また、記憶装置４２には、演算装置４１に上記機能を発揮させるプログラムが記憶されている。記憶装置４２は、演算装置４１がプログラムを実行する際の一次記憶領域としても使用される。プログラムには、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせが例示される。表示装置４３には、液晶ディスプレイが例示される。上述した表示部１９の機能は、表示装置４３によって実現される。受信装置４４には、キーボードおよびタッチパネルが例示される。上述した入力部２０の機能は、受信装置４４によって実現される。
【００３０】
以上説明した積層造形支援装置１０による二次分離加工部データの生成手順について説明する。図１４は、実施の形態１にかかる積層造形支援装置１０による二次分離加工部データの生成手順を示すフローチャートである。
【００３１】
まず、造形物データが読み込まれ（ステップＳ１）、ワイヤ４ａの進行方向が取得される（ステップＳ２）。次に、一次分離加工部データが生成され（ステップＳ３）、サンプリングピッチｐが設定される（ステップＳ４）。次に、加工代情報が算出され（ステップＳ５）、二次分離加工部データが生成される（ステップＳ６）。
【００３２】
ここで、ワイヤ放電加工装置４で加工条件を設定するうえでの１つの基準に加工代の大きさが挙げられる。そのため、切断加工の過程で加工代が変化する場合には、加工条件の設定が難しくなる場合がある。例えば、ある加工代に適した加工条件を設定した場合であっても、切断加工の過程では現在の加工条件に適する加工代とは異なる加工代での切断加工が発生してしまう。そのため、切断加工が不安定となり加工速度が低下したり、ワイヤ４ａの断線が発生しやすくなったりする。
【００３３】
本実施の形態１では、図１１に示すように、一次分離加工部３１よりも二次分離加工部３２のほうが、加工代標準偏差が小さくなっている。すなわち、一次分離加工部３１を切断する場合よりも、二次分離加工部３２を切断する場合のほうが、加工代の変化が小さく、ワイヤ放電加工装置４における加工条件の設定が容易となる。したがって、上記手順で二次分離加工部データが生成されることで、ワイヤ放電加工装置４における加工条件の設定が容易となる。また、加工代の変化が小さいため、切断加工の安定化および加工速度の維持を図ることができる。すなわち、二次データである二次分離加工部データは加工代の変化を抑えるためのデータとなる。
【００３４】
なお、二次分離加工部３２の加工代標準偏差は必ずしも０である必要はなく、一次分離加工部３１の加工代標準偏差よりも小さければ、加工条件の設定の容易化を図ることができる。例えば、柱状部３２ａの間隔が基準値以上に空いている場合、または柱状部３２ａを密着させても造形物２からはみ出てしまう場合には、柱状部３２ａを追加または削除してもよい。この場合であっても、二次分離加工部３２の標準偏差が、一次分離加工部３１の標準偏差よりも小さければ、切断加工の安定化および加工速度の維持が図られることとなる。
【００３５】
また、図１０に示す加工代情報を表示装置４３に表示させれば、分離加工部３の外観からは把握することのできない切断面の断面積および加工代の変化を使用者に確認させることができる。これにより、加工条件の設定に必要なより多くの情報を使用者に把握させることができる。したがって、使用者は、多くの情報を把握することで、加工条件の設定がしやすくなる。
【００３６】
図１５から図１７は、実施の形態１にかかる積層造形支援装置１０で生成される二次分離加工部３２の変形例を示す図である。図１５から図１７では、ワイヤ４ａの経路に中実である中実部３２ｂを設けている。また、図１５から図１７に示す例では、中実部３２ｂとプレート１の間および中実部３２ｂと造形物２との間は、それぞれ格子形状、柱状形状、幾何学形状の隙間を有する間隙部３２ｃとなっている。
【００３７】
このように、中実部３２ｂを設けることで、二次分離加工部３２のうち実際にワイヤ４ａで切断加工される部分で、ガスまたは空気の残留および金属粉末の残留を排除することができる。ワイヤ４ａは、放電現象を利用して二次分離加工部３２を切断するが、放電部分にガスまたは空気が存在すると、気化爆発によってワイヤ４ａが断線しやすくなる。また、金属粉末が残留していると、ワイヤ４ａと二次分離加工部３２との間に金属粉末が介在して短絡の原因となりやすい。ワイヤ４ａが短絡すると局所的に高熱が発生することで断線しやすくなる。したがって、中実部３２ｂを設けることで、ワイヤ４ａの断線の発生を抑えることができる。なお、中実部３２ｂの厚さはワイヤ４ａの径以上であることが望ましい。
【００３８】
また、中実部３２ｂの形状をワイヤ４ａの進行方向と平行な１辺を有する直方体形状とすれば、加工代標準偏差を０にして、加工条件の設定の容易化、切断加工の安定化、および加工速度の維持を図ることができる。
【００３９】
実施の形態２．
図１８は、本発明の実施の形態２にかかる積層造形支援装置の機能構成を示すブロック図である。上記実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２にかかる積層造形支援装置５０では、プレート１または造形物２に対する一次分離加工部３１の相対的な姿勢を異ならせたものを切断対象である二次分離加工部３２にする。また、二次分離加工部３２の三次元形状を示すデータを二次データにする。
【００４０】
積層造形支援装置５０では、図１８に示す第２の生成部２１が、加工代抽出部１７と加工代情報算出部１８とに、ワイヤ４ａの進行方向に対して一次分離加工部３１を切断面内で回転させた複数の角度ごとに加工代の抽出および加工代情報の算出を行わせる。
【００４１】
図１９は、ワイヤ４ａの進行方向に対して回転させた一次分離加工部３１にサンプリングピッチｐを設定した状態を示す図である。図１０に示した状態が、ワイヤ４ａの進行方向に対して一次分離加工部３１を０°回転させた状態とすると、図１９に示した状態は、ワイヤ４ａの進行方向に対して一次分離加工部３１を３０°回転させた状態である。
【００４２】
図２０は、実施の形態２にかかる積層造形支援装置において、回転角度を異ならせて算出した加工代情報を示す図である。図２０に示す例では、一次分離加工部３１の回転角度を３０°とした場合が、加工代標準偏差が最も小さく、最大加工代と最小加工代との比も最も小さくなっている。そこで、図１９に示した状態で切断加工が行われる姿勢を二次分離加工部３２にし、二次分離加工部３２の三次元形状を示す二次分離加工部データが二次データとして第２の生成部２１によって生成される。なお、回転角度が少なくとも０〜４５°となる範囲で加工代の抽出および加工代情報の算出が行われ、望ましくは０°〜３６０°となる範囲で加工代の抽出および加工代情報の算出が行われる。抽出された加工代および加工代情報は記憶部１２に記憶される。なお、二次分離加工部３２の回転角度を決定する基準は、加工代標準偏差の小ささ、最大加工代と最小加工代との比に限定されるものではない。
【００４３】
次に、積層造形支援装置５０による二次分離加工部データの生成手順について説明する。図２１は、実施の形態２にかかる積層造形支援装置５０による二次分離加工部データの生成手順を示すフローチャートである。まず、造形物データが読み込まれ（ステップＳ１１）、ワイヤ４ａの進行方向が取得される（ステップＳ１２）。次に、一次分離加工部データが生成され（ステップＳ１３）、サンプリングピッチｐが設定される（ステップＳ１４）。次に、一次分離加工部３１の回転角度を異ならせた加工代情報が算出され（ステップＳ１５）、加工代情報に基づいて決定された姿勢で二次分離加工部データが生成される（ステップＳ１６）。
【００４４】
なお、積層造形支援装置５０のハードウェア構成は実施の形態１と同様であり、第２の生成部２１の機能は、図１３に示す演算装置４１によって実現される。
【００４５】
本実施の形態２では、より標準偏差の小さな姿勢で二次分離加工部３２を切断加工することができるので、加工代の変化が小さく、ワイヤ放電加工装置４における加工条件の設定が容易となる。したがって、上記手順で一次分離加工部データの姿勢が決定されることで、ワイヤ放電加工装置４における加工条件の設定が容易となる。また、加工代の変化が小さいため、切断加工の安定化および加工速度の維持を図ることができる。本実施の形態２でも、二次データである二次分離加工部３２の三次元形状を示すデータは加工代の変化を抑えるためのデータとなる。
【００４６】
実施の形態３．
図２２は、実施の形態３にかかる積層造形支援装置６０の機能構成を示すブロック図である。なお、上記実施の形態１，２と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態３では、実施の形態２と同様に第２の生成部２２が、回転角度ごとの加工代の抽出および加工代の算出を行わせるが、一次分離加工部３１の姿勢は０°のままで二次分離加工部データは生成しない。その代わりに、第２の生成部２２は、加工代情報に基づいて、ワイヤ放電加工装置４のワイヤ４ａの好ましい角度、すなわち複数の回転角度から選択された少なくとも１つの角度を示す情報を、プレート１および分離加工部３の少なくとも一方に表示させるデータを二次データとする。ここで、ワイヤ放電加工装置４には、ワイヤ４ａを支持するワイヤガイド５ａ，５ｂを相対的に移動させることで、ワイヤ４ａの傾きを異ならせることができるものがある。このようなワイヤ放電加工装置４を用いて切断加工を行う場合には、一次分離加工部３１の姿勢を変えずに、ワイヤ４ａの角度を変えて、切断加工の安定化および加工速度の維持を図ることができる。本実施の形態３でも、二次データであるプレート１および分離加工部３の少なくとも一方に表示させるデータは、加工代の変化を抑えるためのデータとなる。
【００４７】
図２３は、実施の形態３においてワイヤ４ａの好ましい角度を示す情報が表示されたプレート１および一次分離加工部３１を示す図である。図２３に示すように、ワイヤ４ａの好ましい角度を示す情報が「３０°」といった文字情報でプレート１に表示される。
【００４８】
なお、ワイヤ４ａの好ましい角度を示す情報は、文字情報に限られず、読み取り機で読み取り可能なコード情報であってもよい。コード情報には、バーコードおよびＱＲコード（登録商標）が例示される。また、ワイヤ放電加工装置４に読み取り機が設けられていれば、コード情報を読み込ませることで自動的にワイヤガイド５ａ，５ｂが移動して好適な角度にワイヤ４ａが設定されるように構成してもよい。また、ワイヤ４ａの好ましい角度を示す情報は、表示部１９に表示されてもよい。
【００４９】
なお、積層造形支援装置６０のハードウェア構成は実施の形態１と同様であり、第２の生成部２２の機能は、図１３に示す演算装置４１によって実現される。
【００５０】
図２４は、実施の形態３においてワイヤ４ａの好ましい進行方向を示す情報が表示されたプレート１および一次分離加工部３１を示す図である。図２４に示すように、第２の生成部２２は、加工代情報のうち平均加工代が予め定められた好適な加工代に近くなるワイヤ４ａの進行方向を、プレート１または一次分離加工部３１に表示させる。本実施の形態３では、プレート１に対して、ワイヤ４ａの好ましい進行方向を記号情報である矢印で表示させている。なお、ワイヤ４ａの好ましい進行方向を示す情報は、文字情報およびコード情報であってもよい。また、予め定められた好適な加工代は、記憶部１２に記憶されていてもよいし、入力部２０を介して使用者によって入力されてもよい。
【００５１】
ワイヤ放電加工装置４による切断加工では、ワイヤ４ａの径を含めた各種条件によって、切断加工に好適な加工代が定められる場合がある。一般的には、３０ｍｍ〜５０ｍｍが好適な加工代となる。図２４で示すように、長方形形状の一次分離加工部３１の長辺が５０ｍｍで短辺が１５ｍｍの場合には、短辺に平行な方向がワイヤ４ａの進行方向となるように矢印が表示される。このように、好適な加工代に近づけて切断加工を行うことで、切断加工の安定化および加工速度の向上を図ることができる。
【００５２】
なお、上述した積層造形支援装置１０，５０，６０は、造形物データを作成するコンピュータで実現されてもよいし、造形物データが入力されて積層造形を行う積層造形装置で実現されてもよい。また、造形物データを作成するコンピュータまたは積層造形を行う積層造形装置にネットワークを介して接続されたサーバで実現されてもよい。また、演算装置に上記各種機能を発揮させるプログラムまたはプログラムが記録された記録媒体として提供されてもよい。
【００５３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  プレート、２  造形物、２ａ  張出部、３  分離加工部、４  ワイヤ放電加工装置、４ａ  ワイヤ、５ａ，５ｂ  ワイヤガイド、１０，５０，６０  積層造形支援装置、１１  読込部、１２  記憶部、１３  第１の生成部、１４，２１，２２  第２の生成部、１５  切断部進行方向取得部、１６  ピッチ設定部、１７  加工代抽出部、１８  加工代情報算出部、１９  表示部、２０  入力部、３１  一次分離加工部、３２  二次分離加工部、３２ａ  柱状部、３２ｂ  中実部、３２ｃ  間隙部、４１  演算装置、４２  記憶装置、４３  表示装置、４４  受信装置。
【要約】
積層造形支援装置（１０）は、造形物の三次元形状を示すデータである造形物データを読み込む読込部（１１）と、プレートと造形物との間で切断装置の切断部が通過する領域に設けられる一次分離加工部の三次元形状を示すデータである一次データを生成する第１の生成部（１３）と、切断部がプレートと造形物との間を通過する過程での切断部と切断対象との加工代に基づいて、加工代の変化を抑えるための二次データを生成する第２の生成部（１４）と、を備える。【図１】
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【図２】
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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７】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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