特許 6643436 統合型３Ｄ印刷システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6643436

(24)【登録日】2020年1月8日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】統合型３Ｄ印刷システム

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/386 20170101AFI20200130BHJP

   B29C 64/118 20170101ALI20200130BHJP

   B29C 64/124 20170101ALI20200130BHJP

   B29C 64/153 20170101ALI20200130BHJP

   B29C 64/165 20170101ALI20200130BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20200130BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20200130BHJP

【ＦＩ】

   B29C64/386

   B29C64/118

   B29C64/124

   B29C64/153

   B29C64/165

   B33Y30/00

   B33Y50/00

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-170722(P2018-170722)

(22)【出願日】2018年9月12日

(65)【公開番号】特開2020-11500(P2020-11500A)

(43)【公開日】2020年1月23日

【審査請求日】2018年9月12日

(31)【優先権主張番号】201810776619.X

(32)【優先日】2018年7月13日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】514008930

【氏名又は名称】三緯國際立體列印科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＸＹＺｐｒｉｎｔｉｎｇ， Ｉｎｃ．

(73)【特許権者】

【識別番号】511067204

【氏名又は名称】金▲宝▼電子工業股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】特許業務法人 エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】陳 朋暘

【審査官】 ▲来▼田 優来

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１６７３１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１８−０７５７６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ６４／００−６４／４０

Ｂ２２Ｆ３／１０５，３／１６

Ｂ３３Ｙ１０／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サーバーと、第１の３Ｄプリンタと、第２の３Ｄプリンタとを含む統合型３Ｄ印刷システムであって、
前記サーバーは、
３Ｄファイルをインポートして当該３Ｄファイルにおける複数の分離可能なサブオブジェクトから構成される３Ｄオブジェクトを表示し、前記複数のサブオブジェクトのそれぞれの指定された特性を取得し、前記複数のサブオブジェクトのそれぞれに対して特性分類処理を行うＧＵＩと、
前記ＧＵＩに接続されており、それぞれ異なる特性に対応する複数の構成ツールを含み、前記複数の構成ツールのそれぞれは、前記ＧＵＩから特性に対応する前記サブオブジェクトを受信し、前記サブオブジェクトに対してスライスデータを生成するようにスライス処理を行う処理ユニットと、
前記処理ユニットに接続される接続ポートと、
を含み、
前記第１の３Ｄプリンタは、前記サーバーの前記接続ポートを介して前記処理ユニットの前記複数の構成ツールのうちの１つに接続されて、第１の特性に対応する前記スライスデータを受信し、それに応じて印刷プロセスを行い、
前記第２の３Ｄプリンタは、前記第１の３Ｄプリンタとは異なる印刷方式を有し、前記サーバーの前記接続ポートを介して前記処理ユニットの前記複数の構成ツールのうちの１つに接続されて、第２の特性に対応する前記スライスデータを受信し、それに応じて前記印刷プロセスを行い、
前記特性は、材料又は印刷方式であり、
前記ＧＵＩは、前記複数のサブオブジェクトのそれぞれを分析して、前記複数のサブオブジェクトのそれぞれのオブジェクト名を識別し、これらのオブジェクト名に基づいて前記複数のサブオブジェクトのそれぞれの前記特性を自動的に指定することを特徴とする統合型３Ｄ印刷システム。

【請求項2】

前記ＧＵＩは、第１の外部操作を受信して、前記３Ｄオブジェクトから前記複数のサブオブジェクトをそれぞれ分離することを特徴とする請求項１に記載の統合型３Ｄ印刷システム。

【請求項3】

前記第１の３Ｄプリンタ及び前記第２の３Ｄプリンタの印刷方式は、それぞれ熱溶融積層（Ｆｕｓｅｄ Ｆｉｌａｍｅｎｔ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ＦＦＦ）方式、ステレオリソグラフィ（Ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ＳＬＡ）方式、レーザー焼結（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｌａｓｅｒ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ＳＬＳ）方式又は結合剤噴射（３ＤＰ）方式であることを特徴とする請求項１に記載の統合型３Ｄ印刷システム。

【請求項4】

前記複数の構成ツールのそれぞれは、キューを有し、特性に対応する前記複数のサブオブジェクトを前記キューに一時的に格納して前記複数のサブオブジェクトをスケジューリングし、このスケジュールに基づいて前記複数のサブオブジェクトに対して前記スライス処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の統合型３Ｄ印刷システム。

【請求項5】

前記複数の構成ツールのそれぞれは、前記スライス処理を実行するためのスライスプログラムを有し、当該スライスプログラムは、接続された３Ｄプリンタの前記印刷方式に対応することを特徴とする請求項４に記載の統合型３Ｄ印刷システム。

【請求項6】

前記複数の構成ツールのそれぞれは、接続された前記３Ｄプリンタを駆動するためのドライバを有することを特徴とする請求項５に記載の統合型３Ｄ印刷システム。

【請求項7】

前記複数の構成ツールのそれぞれは、複数のドライバを有し、
前記複数のドライバのそれぞれは、接続された複数の前記３Ｄプリンタのうちの１つを駆動するために用いられ、同一の前記構成ツールに接続された複数の前記３Ｄプリンタは、同一の前記印刷方式を有することを特徴とする請求項５に記載の統合型３Ｄ印刷システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３Ｄ印刷に関し、特に、統合型３Ｄ印刷システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、３Ｄ印刷技術の成熟化や３Ｄプリンタの小型化・低価格化に伴い、３Ｄプリンタが急速に普及している。

【0003】

異なる印刷方式の３Ｄプリンタが多く市場に出回っている。様々な３Ｄプリンタは、異なる印刷技術や異なる材料を使用する。例えば、レーザー焼結（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｌａｓｅｒ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ＳＬＳ）技術を用いた３Ｄプリンタは、ポリマー粉末の顆粒をレーザー光で選択的に焼結・溶融させ、オブジェクトを層ごとに構築し、ステレオリソグラフィ（Ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ＳＬＡ）技術を用いた３Ｄプリンタは、ポリマー樹脂に点光源又は面光源を照射し、化学反応により樹脂を硬化させてオブジェクトを層ごとに構築する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

既存の３Ｄ印刷技術は、描画された３Ｄオブジェクトを単一の３Ｄプリンタにインポートし、３Ｄプリンタに搭載されている印刷技術及び材料により、３Ｄオブジェクトに対応する３Ｄソリッドモデルを製造する。換言すれば、既存の３Ｄプリンタは、単一の材料で完成した３Ｄモデルしか製造することができない。

【0005】

上述したように、ユーザーがそれぞれ異なる強度、性質又は機能を必要とする複数のパーツを有する３Ｄオブジェクトを印刷したい場合、既存の３Ｄ印刷技術は、ユーザーのニーズを満たさないことになる。

【0006】

本発明は、３Ｄオブジェクトに含まれる複数のサブオブジェクトに対して特性分類処理を行い、異なる印刷方式の３Ｄプリンタにより特性の異なるサブオブジェクトを印刷することが可能な統合型３Ｄ印刷システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態では、本発明に係る統合型３Ｄ印刷システムは、サーバーと、第１の３Ｄプリンタと、第２の３Ｄプリンタとを含む統合型３Ｄ印刷システムであって、前記サーバーは、３Ｄファイルをインポートして当該３Ｄファイルにおける複数の分離可能なサブオブジェクトから構成される３Ｄオブジェクトを表示し、前記複数のサブオブジェクトのそれぞれの指定された特性を取得し、前記複数のサブオブジェクトのそれぞれに対して特性分類処理を行うＧＵＩと、前記ＧＵＩに接続されており、それぞれ異なる特性に対応する複数の構成ツールを含み、前記複数の構成ツールのそれぞれは、前記ＧＵＩから特性に対応する前記サブオブジェクトを受信し、前記サブオブジェクトに対してスライスデータを生成するようにスライス処理を行う処理ユニットと、前記処理ユニットに接続される接続ポートと、を含み、前記第１の３Ｄプリンタは、前記サーバーの前記接続ポートを介して前記処理ユニットの前記複数の構成ツールのうちの１つに接続されて、第１の特性に対応する前記スライスデータを受信し、それに応じて印刷プロセスを行い、前記第２の３Ｄプリンタは、前記第１の３Ｄプリンタとは異なる印刷方式を有し、前記サーバーの前記接続ポートを介して前記処理ユニットの前記複数の構成ツールのうちの１つに接続されて、第２の特性に対応する前記スライスデータを受信し、それに応じて前記印刷プロセスを行い、前記特性は、材料又は印刷方式であり、前記ＧＵＩは、前記複数のサブオブジェクトのそれぞれを分析して、前記複数のサブオブジェクトのそれぞれのオブジェクト名を識別し、これらのオブジェクト名に基づいて前記複数のサブオブジェクトのそれぞれの前記特性を自動的に指定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

関連技術と比較して、本発明は、３Ｄオブジェクトに含まれる各サブオブジェクトを分類し、印刷方式の異なる３Ｄプリンタにより特性の異なるサブオブジェクトをそれぞれ印刷することで、ユーザーが要求する強度、性質又は機能をそれぞれ有するサブオブジェクトを完成することができる。本発明は、印刷して組み立てられた３Ｄオブジェクトを、様々な強度、性質又は機能を同時に有するようにすることができ、３Ｄ印刷技術の自由度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る３Ｄ印刷システムを示す概略図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る３Ｄ印刷方法のフローチャートである。

【図3】本発明の第１の実施形態に係るプレゼンテーション層を示す概略図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る印刷のスケジュールを示す概略図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る印刷のスケジュールを示す概略図である。

【図6】本発明の第２の実施形態に係る３Ｄ印刷システムを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の好ましい実施例を図面に基づいて以下に説明する。

【0011】

図１は、本発明の第１の実施形態に係る３Ｄ印刷システムを示す概略図である。同図を参照すると、本発明に係る統合型３Ｄ印刷システム（以下、「印刷システム」と略称する）１は、編集された３Ｄオブジェクト（例えば、図３に示す３Ｄオブジェクト５０）を処理して、３Ｄオブジェクトに含まれる複数のパーツを分類し、複数台の種類の異なる３Ｄプリンタによりこれらのパーツをそれぞれ印刷する。

【0012】

本発明の技術的効果の一つは、複数台の種類の異なる３Ｄプリンタにより性質の異なるオブジェクトのパーツをそれぞれ印刷し、これらのオブジェクトのパーツをユーザーが必要とする３Ｄモデルになるように組み合わせることにより、３Ｄモデルに複数の強度、性質又は機能を同時に持たせることである。

【0013】

図１に示すように、印刷システム１は、主としてプレゼンテーション層２と、コネクション層３と、物理層４とを含む。プレゼンテーション層２は、主として印刷する３Ｄオブジェクトの表示、編集、識別、分離、特性の指定や分類等の前処理に用いられる。コネクション層３は、プレゼンテーション層２により前処理された３Ｄオブジェクトを受信し、３Ｄオブジェクトにおける分離された各オブジェクトのパーツに対してスライス処理をそれぞれ行い、対応する３Ｄプリンタに転送して印刷させる。物理層４は、印刷方式の異なる複数の３Ｄプリンタ（例えば、図１に示す第１のプリンタ４１、第２のプリンタ４２〜第ｎプリンタ４３の印刷方式がそれぞれ異なる）、各３Ｄプリンタは、コネクション層３により対応するデータを受信し、それぞれの印刷プロセスを開始する。

【0014】

一実施形態において、印刷システム１は、サーバーと、印刷方式の異なる複数の３Ｄプリンタとを含む。プレゼンテーション層２及びコネクション層３は、サーバーにより実現され、物理層４は、複数の３Ｄプリンタにより実現される。即ち、本実施形態において、印刷システム１は、サーバーにより印刷する３Ｄオブジェクトの表示、編集、識別、分離、特性指定、分類及びスライス処理を行い、処理したデータを対応する３Ｄプリンタにそれぞれ転送し、最後にタイプの異なる３Ｄプリンタによりそれぞれ印刷する。サーバーは、クラウドサーバーやパーソナルコンピュータ等であってもよく、限定されない。

【0015】

以下、より具体的な実施例について詳しく説明する。
プレゼンテーション層２は、３Ｄファイル５をインポートし、３Ｄファイル５内の３Ｄオブジェクトを開くために用いられる。本実施形態において、３Ｄオブジェクトは、複数の分離可能なサブオブジェクトから構成される。プレゼンテーション層２は、３Ｄオブジェクトから複数のサブオブジェクトを分離し、各サブオブジェクトの指定された特性を取得し、その特性に応じて各サブオブジェクトに対して特性分類処理を行う。

【0016】

第１の実施例において、ユーザーは、描画ソフトウェアで３Ｄオブジェクトを編集する際に、複数のサブオブジェクトをそれぞれ描画し、描画した複数のサブオブジェクトによって３Ｄオブジェクトを構築して３Ｄファイル５として保存してもよい。このようにして、プレゼンテーション層２は、３Ｄファイル５をインポートして３Ｄオブジェクトを開くと、３Ｄオブジェクトからユーザーによって編集された複数のサブオブジェクトを直接分離することができる。

【0017】

具体的に、上記の第１の実施例において、プレゼンテーション層２は、マンマシンインタフェースを提供してコンピュータ装置の表示画面（図示せず）に表示することができる。マンマシンインタフェースは、ユーザーの外部操作を受信して、３Ｄオブジェクトから複数のサブオブジェクトを分離することが可能である。

【0018】

第２の実施例において、プレゼンテーション層２は、開いた３Ｄオブジェクトに対して直接的に画像認識を行い、識別結果に基づいて３Ｄオブジェクトを分割して、３Ｄオブジェクトから複数のサブオブジェクトを自動的に分離してもよい。例えば、３Ｄオブジェクトがカップである場合、プレゼンテーション層２は、カップに対して画像認識を行った後、カップを自動的に分割し、カップ本体、取っ手及び蓋の３つのサブオブジェクトに分割してもよい。

【0019】

第３の実施例において、プレゼンテーション層２は、３Ｄオブジェクトから複数のサブオブジェクトを分離した後、マンマシンインタフェースを介してユーザーの外部操作を受信して、ユーザーにより各サブオブジェクトの特性をそれぞれ指定してもよい。これにより、プレゼンテーション層２は、ユーザーによって指定された特性に応じて、各サブオブジェクトに対して特性分類処理を行うことができる。

【0020】

第４の実施例において、ユーザーは、描画ソフトウェアで３Ｄオブジェクトを編集する際に、各サブオブジェクトの特性をそれぞれ指定してもよい。このようにして、プレゼンテーション層２が３Ｄオブジェクトを開き、３Ｄオブジェクトから複数のサブオブジェクトを分離した後に、複数のサブオブジェクトの指定された特性を直接得ることができる。

【0021】

第５の実施例において、プレゼンテーション層２は、３Ｄオブジェクトから複数のサブオブジェクトを分離した後、各サブオブジェクトに対して画像認識を行って、各オブジェクトのオブジェクト名（例えば、上記のカップ本体、取っ手及び蓋）を識別し、これらのオブジェクト名に基づいて各サブオブジェクトの特性を自動的に指定してもよい。

【0022】

本発明において、特性は、例えば、３Ｄプリンタに用いられる材料や３Ｄプリンタの印刷方式であってもよいが、特に限定されない。

【0023】

具体的に、材料としては、例えば、ポリ乳酸（Ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ， ＰＬＡ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ， ＰＰ）、熱可塑性エラストマー（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ， ＴＰＥ）、金属（Ｍｅｔａｌｓ）、石膏パウダー（Ｇｙｐｓｕｍ Ｐｏｗｄｅｒ）、感光性樹脂（Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｒｅｓｉｎ）等が挙げられる。また、異なる材料が異なる３Ｄプリンタに適用される。言い換えると、複数のサブオブジェクトがそれぞれ異なる材料に指定された場合、これらのサブオブジェクトは、物理層４内の異なる３Ｄプリンタによってそれぞれ印刷されることで、印刷された複数のオブジェクトモデルは、それぞれ異なる強度、性質又は機能を有することができる。

【0024】

印刷方式は、物理層４における３Ｄプリンタの３Ｄ印刷技術を指し、例えば、熱溶融積層（Ｆｕｓｅｄ Ｆｉｌａｍｅｎｔ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ＦＦＦ）方式、ステレオリソグラフィ（Ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ＳＬＡ）方式、レーザー焼結（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｌａｓｅｒ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ＳＬＳ）方式又は結合剤噴射（３ＤＰ）方式等が挙げられるが、これらに限定されない。換言すれば、１つのサブオブジェクトが１つの特定の印刷方式として指定された場合、このサブオブジェクトは、物理層４内の対応する印刷方式の３Ｄプリンタによって印刷されることになる。

【0025】

印刷システム１におけるコネクション層３は、プレゼンテーション層２に接続され、それぞれ異なる特性に対応する複数の構成ツール（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｔｏｏｌ）を含む。図１の実施形態において、複数の構成ツールは、第１の構成ツール３１、第２の構成ツール３２、及び第ｎの構成ツール３３によって例示される（即ち、多くともｎ個の構成ツールを有する）。ただし、複数の構成ツール３１〜３３の数は、図１に示すものに限定されず、実際の要求（例えば、上記の特性の数や３Ｄプリンタの印刷方式の数）に応じて設定されてもよい。

【0026】

プレゼンテーション層２は、３Ｄオブジェクトから複数のサブオブジェクトを分離し、各サブオブジェクトの特定された特性を得て、各サブオブジェクトに対して特性分類処理を行った後、コネクション層３は、構成ツール３１〜３３を介してプレゼンテーション層２から、特性に対応するサブオブジェクトをそれぞれ受信することができる。例えば、第１の構成ツール３１は、ポリプロピレン材料に対応する場合、プレゼンテーション層２から指定された特性がポリプロピレン材料である１つ又は複数のサブオブジェクトを受信ことができる。例えば、第２の構成ツール３２は、レーザー焼結構成に対応する場合、プレゼンテーション層２から指定された特性がレーザー焼結方式である１つ又は複数のサブオブジェクトを受信することができる（以下同様）。

【0027】

コネクション層３において、構成ツール３１〜３３のそれぞれは、受信したサブオブジェクトに対してスライス処理を行って、対応するスライスデータを生成することが可能である。なお、構成ツール３１〜３３のそれぞれは、主に、対応する印刷方式を有する３Ｄプリンタに接続される。そして、構成ツール３１〜３３のそれぞれは、対応する特性に関連するスライス処理を行い、接続された３Ｄプリンタに必要なスライスデータを生成する。

【0028】

例えば、第１の構成ツール３１が熱溶融積層方式に対応する場合、第１の構成ツール３１は、物理層４内の熱溶融積層方式の３Ｄプリンタに接続され、サブオブジェクトに対してスライス処理を行った後、熱溶融積層方式の３Ｄプリンタに必要なＧ−Ｃｏｄｅファイルフォーマット（Ｇ−Ｃｏｄｅ ｆｉｌｅ ｆｏｒｍａｔ）のスライスデータを生成するようになる。例えば、第２の構成ツール３２がステレオリソグラフィ方式に対応する場合、第２の構成ツール３２は、物理層４内のステレオリソグラフィ方式の３Ｄプリンタに接続され、サブオブジェクトに対してスライス処理を行った後、ステレオリソグラフィ方式の３Ｄプリンタに必要な画像ファイルフォーマット（Ｉｍａｇｅ ｆｉｌｅ ｆｏｒｍａｔ）のスライスデータが生成することになる。

【0029】

物理層４内の複数のプリンタは、それぞれ異なる印刷方式の３Ｄプリンタであり、コネクション層３内の対応する特性を有する構成ツール３１〜３３にそれぞれ接続される。図１の実施形態において、複数の３Ｄプリンタは、第１のプリンタ４１、第２のプリンタ４２〜第ｎのプリンタ４３（即ち、多くともｎ個のプリンタを有する）によって例示される。ただし、複数のプリンタ４１〜４３の数は、図１に示すものに限定されず、実際の要求（例えば、上記の特性の数や構成ツール３１〜３３の数）に応じて設定されてもよい。

【0030】

構成ツール３１〜３３がスライスデータをそれぞれ生成した後、物理層４内の３Ｄプリンタ４１〜４３は、コネクション層３から対応する特性のスライスデータをそれぞれ受信して、印刷プロセスをそれぞれ行う。これにより、３Ｄプリンタ４１〜４３のそれぞれは、対応する材料を用いて必要な強度、性質又は機能を有するオブジェクトモデルを印刷することができる。

【0031】

図２は、本発明の第１の実施例に係る３Ｄ印刷方法のフローチャートである。同図を併せて参照すると、本発明に係る統合型３Ｄ印刷方法（以下、「印刷方法」と略称する）は、主に図１に示す印刷システム１に適用される。

【0032】

図２に示すように、印刷を行う際に印刷システム１のプレゼンテーション層２により３Ｄファイル５をインポートし（ステップＳ１０）、プレゼンテーション層２により３Ｄファイル５内の３Ｄオブジェクトを開く（ステップＳ１２）。上述したように、３Ｄオブジェクトは、主に複数の分離可能なサブオブジェクトから構成される。

【0033】

次に、プレゼンテーション層２は、３Ｄオブジェクトから複数のサブオブジェクトを分離し、各サブオブジェクトの指定された特性を取得する（ステップＳ１４）。具体的に、上記の複数のサブオブジェクトは、ユーザーにより描画段階でそれぞれ描画しておき、ステップＳ１４においてプレゼンテーション層２のマンマシンインタフェースによりユーザーの外部操作を受信して分離してもよく、或いは、プレゼンテーション層２によりステップＳ１４において３Ｄオブジェクトをアルゴリズムによって分析し、複数のサブオブジェクトを自動的に分離してもよい。

【0034】

また、上記の特性は、ユーザーにより描画段階で指定しておき、ステップＳ１４においてプレゼンテーション層２のマンマシンインタフェースを介してユーザーの外部操作を受信して指定してもよく、或いは、ステップＳ１４においてプレゼンテーション層２により各サブオブジェクトをアルゴリズムによって分析して自動的に指定してもよい（例えば、各サブオブジェクトのオブジェクト名を識別し、オブジェクト名に基づいて各サブオブジェクトの特性を自動的に指定する）。

【0035】

一実施形態において、特性は、３Ｄプリンタに用いられる材料や３Ｄプリンタの印刷方式であってもよいが、特に限定されない。

【0036】

ステップＳ１４の後、プレゼンテーション層２は、各サブオブジェクトの特性に基づいて、各サブオブジェクトに対して特性分類処理を行い（ステップＳ１６）、分類した各サブオブジェクトをコネクション層３にそれぞれ送信する。具体的に、ステップＳ１６において、プレゼンテーション層２は、分類結果に基づいて各サブオブジェクトをコネクション層３内の対応する特性を有する構成ツール３１〜３３にそれぞれ送信する。

【0037】

コネクション層３は、複数の構成ツール３１〜３３を介して、特性に対応する１つ又は複数のサブオブジェクトをそれぞれ受信する（ステップＳ１８）。例えば、プレゼンテーション層２が特性分類処理を完了した後、第１の特性に対応する構成ツールは、プレゼンテーション層２から第１のカテゴリに分類された（即ち、第１の特性に指定された）１つ又は複数のサブオブジェクトを受信し、第２の特性に対応する構成ツールは、プレゼンテーション層２から第２のカテゴリに分類された（即ち、第２の特性に指定された）１つ又は複数のサブオブジェクトを受信することができる（以下同様）。そして、構成ツール３１〜３３のそれぞれは、受信したサブオブジェクトに対してスライス処理を行い、対応するスライスデータを生成することができる。

【0038】

具体的には、構成ツール３１〜３３のそれぞれは、キューを有する。例えば、図１に示すように、第１の構成ツール３１は第１のキュー３１１を有し、第２の構成ツール３２は第２のキュー３２１を有し、第ｎの構成ツール３３は第ｎのキュー３３１を有する。各カテゴリには、複数のサブオブジェクトが同時に含まれることがある。そのため、本実施形態において、構成ツール３１〜３３のそれぞれは、複数のサブオブジェクトをスケジューリングするために、受信した複数のサブオブジェクトをキューに一時的に格納する（ステップＳ２０）。そして、構成ツール３１〜３３のそれぞれは、スケジュールに基づいて、キュー内の複数のサブオブジェクトに対してスライス処理を行う（ステップＳ２２）。

【0039】

より具体的に、構成ツール３１〜３３のそれぞれは、キュー内の１番目のサブオブジェクトに対してスライス処理を行い、対応するスライスデータを生成し、次に、物理層４内の対応する印刷方式に属する３Ｄプリンタにスライスデータを転送する（ステップＳ２４）。これにより、物理層４内の各３Ｄプリンタは、特性に対応するスライスデータを受信し、印刷プロセスを行う（ステップＳ２６）。

【0040】

ステップＳ２６の後、印刷システム１は、３Ｄオブジェクトの印刷が完了したか否かを判定する（ステップＳ２８）。具体的に、印刷システム１は、構成ツール３１〜３３のキュー内の全てのサブオブジェクトが処理されたか否かを判定する。印刷システム１は、いずれかのキュー内に未処理のサブオブジェクトがある場合、再びステップＳ２２〜ステップＳ２６を実行するようにコネクション層３及び物理層４を制御して、スケジュールに基づいてキュー内の次のサブオブジェクトを取得し、サブオブジェクトに対してスライス処理を行い、対応するスライスデータを生成し、スライスデータを対応する３Ｄプリンタに送信して印刷させる。

【0041】

印刷システム１は、ステップＳ２８においてキュー内の全てのサブオブジェクトが処理されたと判定した場合、３Ｄオブジェクトの全てのサブオブジェクトが印刷されたことを意味するため、印刷プロセスを終了する。

【0042】

それぞれ本発明の第１の実施形態に係るプレゼンテーション層及び印刷のスケジュールを示す概略図である図３及び図４を併せて参照する。

【0043】

図３の実施形態において、プレゼンテーション層２は、３Ｄファイル５をインポートし、３Ｄファイル５内の３Ｄオブジェクト５０を開く（図３には、車で例示される）。図に示すように、３Ｄオブジェクト５０は、複数の分離可能なサブオブジェクトから構成される。これらのサブオブジェクトは、１番目のサブオブジェクト５１（屋根）、２番目のサブオブジェクト５２（窓）、３番目のサブオブジェクト５３（ドア）、４番目のサブオブジェクト５４（バンパー）、５番目のサブオブジェクト５５（アンテナ）、６番目のサブオブジェクト５６（タイヤ）、７番目のサブオブジェクト５７（車輪フレーム）を含む。ただし、これは具体的な実施例に過ぎず、複数のサブオブジェクトの数や項目は、実際にインポートされた３Ｄファイル５によって決定されるものであり、図３に示すものに限定されない。

【0044】

上述したように、ユーザーは、コンピュータ装置を用いて３Ｄオブジェクト５０を描画するときに、各サブオブジェクト５１〜５７の特性を直接指定してもよい。また、ユーザーは、印刷システム１のプレゼンテーション層２を介して３Ｄオブジェクト５０を開いた後、マンマシンインタフェースを操作することで、サブオブジェクト５１〜５７の特性をそれぞれ指定してもよい。

【0045】

一実施形態において、マンマシンインタフェースは、メニュー又はスクロールバー（図示せず）を介して物理層４が対応可能な複数の特性を表示してもよい。ユーザーは、表示された複数の特性のうちの１つを選択することによって、１つのサブオブジェクトの特性を指定してもよい。他の実施形態において、マンマシンインタフェースは、物理層４が対応可能な複数の特性を図３に示すようなフォームとして表示し、ユーザーによる入力、選択、又はドラッグにより、指定する特性の対応するフィールドにサブオブジェクト５１〜５７をそれぞれ記入してもよい。

【0046】

図３に示すフィールドには、１番目のサブオブジェクト５１、３番目のサブオブジェクト５３及び７番目のサブオブジェクト５７が第１の特性（例えば、ＦＦＦ）として指定され、２番目のサブオブジェクト５２は、第２の特性（例えば、ＳＬＡ）として指定され、４番目のサブオブジェクト５４及び５番目のサブオブジェクト５５は、第３の特性（例えば、ＳＬＳ）として指定され、第６のサブオブジェクト５６は、第４の特性（例えば、３ＤＰ）として指定される。

【0047】

上述したように、本発明の技術的特徴の１つは、ユーザーは、描画ソフトウェア又は印刷システム１のプレゼンテーション層２を介して、サブオブジェクトのアイデンティティ（例えば、図３に示す３番目のサブオブジェクト５３がドアであり、４番目のサブオブジェクト５４がバンパーである）を確認し、このサブオブジェクトのアイデンティティ、用途、必要な強度又は性質に応じて、適切な特性を指定することができる（例えば、ＳＬＡ方式の３Ｄプリンタでドアを製造し、ＳＬＳ方式の３Ｄプリンタでバンパーを製造する）。このようにして、完成した最終的な３Ｄモデル（即ち、複数の３Ｄプリンタによって製造された複数のオブジェクトモデルからなる３Ｄモデル）をより多様化することができる。

【0048】

図４を再び参照する。上述したように、コネクション層３の各構成ツールは、１つのキュー（図４には、キューＡ３０１、キューＢ３０２、キューＣ３０３及びキューＤ３０４で例示される）をそれぞれ有する。プレゼンテーション層２は、各サブオブジェクトの指定された特性を取得し、特性分類処理を完了した後、分類結果に基づいて各サブオブジェクトをコネクション層３内の対応する構成ツールにそれぞれ送信する。各構成ツールは、受信した１つ又は複数のサブオブジェクトをキュー３０１〜３０４にそれぞれ格納して、各サブオブジェクトをスケジューリングする。

【0049】

図４の実施形態において、キューＡ３０１が図３に示す第１の特性に対応しているので、構成ツールは、１番目のサブオブジェクト５１、３番目のサブオブジェクト５３及び７番目のサブオブジェクト５７をスケジューリングするためにキューＡ３０１に一時的に格納する。キューＢ３０２が図３に示す第２の特性に対応しているので、構成ツールは、２番目のサブオブジェクト５２をスケジューリングするためにキューＢ３０２に一時的に格納する。キューＣ３０３が図３に示す第３の特性に対応しているので、構成ツールは、４番目のサブオブジェクト５４及び５番目のサブオブジェクト５５をスケジューリングするためにキューＣ３０３に一時的に格納する。キューＤ３０４が図３に示す第４の特性に対応しているので、構成ツールは、６番目のサブオブジェクト５６をスケジューリングするためにキューＤ３０４に一時的に格納する。本発明は、複数のキューによって特性の異なるサブオブジェクトをスケジューリングすることで、複数台の印刷方式の異なる３Ｄプリンタの印刷プロセスを効果的に制御し、複数台の３Ｄプリンタの印刷作業をよりスムーズに行うことができる。

【0050】

図１に示すように、コネクション層３の構成ツール３１〜３３のそれぞれは、スライス処理を行うためのスライスプログラムをさらに有する（図１には、第１のスライスプログラム３１２、第２のスライスプログラム３２２〜第ｎのスライスプログラム３３２で例示される）。各スライスプログラムは、対応するキューからサブオブジェクトを取得し、サブオブジェクトに対してスライス処理を行って、対応するスライスデータを生成する。

【0051】

なお、各スライスプログラムは、接続された３Ｄプリンタの印刷方式にそれぞれ対応し、その印刷方式に対応するスライス処理を行い、その印刷方式が対応可能なスライスデータを生成する。

【0052】

各構成ツールは、スライスプログラムによりスライスデータを生成した後、スケジュールに基づいてスライスされたデータを物理層４内の対応する３Ｄプリンタに転送して、各プリンタにより対応するオブジェクトモデルをそれぞれ印刷する。図４の実施形態において、物理層４は、キューＡ３０１に対応するプリンタＡ４０１、キューＢ３０２に対応するプリンタＢ４０２、キューＣ３０３に対応するプリンタＣ４０３、及びキューＤ３０４に対応するプリンタＤ４０４を含む。つまり、プリンタＡ４０１は、キューＡ３０１内の１番目のサブオブジェクト５１、３番目のサブオブジェクト５３及び７番目のサブオブジェクト５７を印刷するために用いられ、プリンタＢ４０２は、キューＢ３０２内の２番目のサブオブジェクト５２を印刷するために用いられ、プリンタＣ４０３は、キューＣ３０３内の４番目のサブオブジェクト５４及び５番目のサブオブジェクト５５を印刷するために用いられ、プリンタＤ４０４は、キューＤ３０４内の６番目のサブオブジェクト５６を印刷するために用いられる。

【0053】

ただし、以上は具体的な実施例に過ぎず、ユーザーは、所望のオブジェクトモデルの態様に応じて、３Ｄプリンタの数や種類を増減させることができ、図４に示すものに限定されない。

【0054】

図１に示すように、構成ツール３１〜３３のそれぞれは、接続された３Ｄプリンタを駆動するためのデバイスドライバ（ｄｅｖｉｃｅ ｄｒｉｖｅｒ，以下、「ドライバ」と略称する）をさらに有する（図１の実施形態には、第１のドライバ３１３、第２のドライバ３２３〜第ｎのドライバ３３３で例示される）。各構成ツールは、スライスデータを接続された３Ｄプリンタに転送する際に、主に内蔵ドライバにより３Ｄプリンタを駆動して、３Ｄプリンタに受信したスライスデータに基づいて印刷プロセスを実行させる。

【0055】

同実施形態において、スライスプログラムとドライバとを単一のプログラムに統合して、同時にスライス処理を行い、対応する３Ｄプリンタを駆動してもよい。

【0056】

図１及び図４の実施形態において、各構成ツールは、異なる特性にそれぞれ対応し、対応する印刷方式に属する３Ｄプリンタにのみ接続される。ただし、他の実施形態において、構成ツールは、同じ印刷方式に属する複数台の３Ｄプリンタに同時に接続されてもよい。

【0057】

図５は、本発明の第２の実施形態に係る印刷のスケジュールを示す概略図である。図５に示すように、１つの構成ツール（例えば、構成ツールＡ）は、上記のキューＡ３０１を含み、同じ印刷方式の複数台のプリンタＡ４０１に同時に接続されてもよい。本実施形態において、構成ツールＡには、複数のドライバ（図示せず）が内蔵されてもよい。複数のドライバは、構成ツールＡが接続された複数台のプリンタＡ４０１に対応し、複数台のプリンタＡ４０１をそれぞれ駆動するために用いられる。

【0058】

図５の実施形態において、構成ツールＡが３台のプリンタＡ４０１に同時に接続されている場合、構成ツールＡは、同時にスライスプログラムにより１番目のサブオブジェクト５１、３番目のサブオブジェクト５３及び７番目のサブオブジェクト５７に対してスライス処理を行い、スライスデータを３台のプリンタＡ４０１にそれぞれ送信することが可能である。このようにして、印刷システム１は、３台のプリンタＡ４０１により、同じ特性を有する１番目のサブオブジェクト５１、３番目のサブオブジェクト５３及び７番目のサブオブジェクト５７を同期印刷することにより、全体の印刷速度を向上させることができる。

【0059】

本発明の印刷システム及び印刷方法によれば、ユーザーが印刷する完全な３Ｄオブジェクトを分解、分類、別々に印刷することができるので、印刷された３Ｄモデルは、同時に異なる強度、性質や機能を有することができる。その結果、３Ｄ印刷の実用性を大幅に向上させることができる。

【0060】

図６は、本発明の第２の実施形態に係る３Ｄ印刷システムを示す概略図である。本発明の第２の実施形態において、印刷システム１は、主にローカル又はクラウドのサーバー６と、印刷方式の異なる複数台の３Ｄプリンタ４１〜４３とによって構成される。図６に示すように、サーバー６は、第１の実施形態におけるプレゼンテーション層２及びコネクション層３をそれぞれ実現するためのグラフィカルユーザインタフェース（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，以下、「ＧＵＩ」と略称する）６１、処理ユニット６２、及び接続ポート６３とを主に備える。複数台の３Ｄプリンタ４１〜４３は、第１の実施形態における物理層４を実現するために用いられる。

【0061】

以下、本発明の第２の実施形態について具体的に説明する。
本実施形態において、サーバー６は、ＧＵＩ６１を介して編集された３Ｄファイル５をインポートして、３Ｄファイル５内の３Ｄオブジェクトを開いて表示する。上述したように、３Ｄオブジェクトは、複数の分離可能なサブオブジェクトから構成される。ＧＵＩ６１は、３Ｄオブジェクトから複数のサブオブジェクトを自動的に、又はユーザーの操作に基づいて分離し、各サブオブジェクトの指定された特性をそれぞれ取得することができる。これにより、ＧＵＩ６１は、特性に応じて、各サブオブジェクトに対して上述したような特性分類処理を行うことができる。

【0062】

本実施形態において、処理ユニット６２は、ＧＵＩ６１に接続される。他の実施形態において、ＧＵＩ６１は、処理ユニット６２によって直接に作成され提供されてもよいが、特に限定されない。

【0063】

本実施形態において、処理ユニット６２は、コネクション層３の複数の構成ツールをソフトウェア又はハードウェアで構築し、各構成ツールは、異なる特性に対応する（第１の構成ツールは第１の特性に対応し、第２の構成ツールは第２番の特性に対応する。以下同様）。ＧＵＩ６１（プレゼンテーション層２に相当する）が３Ｄオブジェクトに対して特性分類処理を行った後、処理ユニット６２（第１部分のコネクション層３に対応する）は、各構成ツールを介してＧＵＩ６１から特性に対応するサブオブジェクトをそれぞれ受信することができる。これにより、処理ユニット６２は、各構成ツールを介して、受信したサブオブジェクトに対してスライス処理を行い、さらに対応するスライスデータを生成することができる。

【0064】

本実施形態において、接続ポート６３は、処理ユニット６２に接続され、処理ユニット６２と共にコネクション層３を実現する。具体的に、サーバー６は、接続ポート６３（第２部分のコネクション層３に相当する）を介して複数の３Ｄプリンタ４１〜４３に接続されることで、処理ユニット６２内の各構成ツールは、対応する印刷方式を有する３Ｄプリンタにそれぞれ割り当てられる。ここで、処理ユニット６２内の各構成ツールは、対応する特性に関連するスライス処理をそれぞれ実行し、接続された３Ｄプリンタに必要なスライスデータを生成する。

【0065】

複数の３Ｄプリンタ４１〜４３は、接続ポート６３（例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ等）を介して処理ユニット６２内の対応する特性を有する構成ツールにそれぞれ接続される。各構成ツールがそれぞれスライスデータを生成した後、３Ｄプリンタ４１〜４３のそれぞれは、接続ポート６３を介して特性に対応するスライスデータを受信して印刷プロセスを行うことができる。これにより、３Ｄプリンタ４１〜４３のそれぞれは、対応する材料を用いて、必要な強度、性質又は機能を有するオブジェクトモデルを印刷することができる。

【0066】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明にあっては種々の変形が可能であって、かかる変形は、特許請求の範囲内に含まれる変形である限り本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0067】

１…印刷システム
２…プレゼンテーション層
３…コネクション層
３１…第１の構成ツール
３０１…キューＡ
３０２…キューＢ
３０３…キューＣ
３０４…キューＤ
３１１…第１のキュー
３１２…第１のスライスプログラム
３１３…第１のドライバ
３２…第２の構成ツール
３２１…第２のキュー
３２２…第２のスライスプログラム
３２３…第２のドライバ
３３…第ｎの構成ツール
３３１…第ｎのキュー
３３２…第ｎのスライスプログラム
３３３…第ｎのドライバ
４…物理層
４０１…プリンタＡ
４０２…プリンタＢ
４０３…プリンタＣ
４０４…プリンタＤ
４１…第１のプリンタ
４２…第２のプリンタ
４３…第ｎのプリンタ
５…３Ｄファイル
５０…３Ｄオブジェクト
５１…１番目のサブオブジェクト
５２…２番目のサブオブジェクト
５３…３番目のサブオブジェクト
５４…４番目のサブオブジェクト
５５…５番目のサブオブジェクト
５６…６番目のサブオブジェクト
５７…７番目のサブオブジェクト
６…サーバー
６１…ＧＵＩ
６２…処理ユニット
６３…接続ポート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】