特開 2022-57621 データ生成プログラム及び三次元造形システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022057621

(43)【公開日】2022-04-11

(54)【発明の名称】データ生成プログラム及び三次元造形システム

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/386 20170101AFI20220404BHJP

   B29C 64/40 20170101ALI20220404BHJP

   B33Y 50/00 20150101ALI20220404BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20220404BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20220404BHJP

   B22F 3/16 20060101ALI20220404BHJP

   B22F 3/24 20060101ALI20220404BHJP

   B22F 3/105 20060101ALI20220404BHJP

【ＦＩ】

B29C64/386

B29C64/40

B33Y50/00

B33Y30/00

B33Y10/00

B22F3/16

B22F3/24 G

B22F3/105

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020165974

(22)【出願日】2020-09-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104178

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100143960

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 早百合

(72)【発明者】

【氏名】矢澤 宏明

【テーマコード（参考）】

4F213

4K018

【Ｆターム（参考）】

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL55

4F213WL62

4F213WL85

4F213WW02

4F213WW23

4F213WW24

4K018CA33

4K018CA44

4K018EA51

4K018EA60

4K018FA06

(57)【要約】

【課題】三次元製品と、三次元製品に連結する支柱とを、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを、支柱が三次元製品から除去されることを考慮して生成可能なデータ生成プログラム及び造形システムを提供すること。
【解決手段】データ生成プログラムは、コンピュータの制御部に、三次元データを取得し、三次元製品に連結する支柱の配置条件を取得し（Ｓ１）、支柱の延伸方向、幅方向、及び高さ方向を設定し、被切削面に切削代を付加し（Ｓ１６）、付加された切削代に、延伸方向の一端部が連結する支柱を設定し（Ｓ１９）、延伸方向において、三次元製品と離隔し、幅方向に延び、支柱の延伸方向の他端部と連結する梁を設定し（Ｓ２０）、被造形物を三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成（Ｓ２１）、出力させる（Ｓ２５）ための指示を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータの制御部に、
三次元製品の三次元形状を表す三次元データを取得するデータ取得ステップと、
前記三次元製品に連結する支柱を、前記三次元製品に対して配置する配置条件を取得する条件取得ステップと、
前記支柱の延伸方向、幅方向、及び高さ方向を設定する方向設定ステップと、
前記三次元製品の前記高さ方向の一方側の被切削面に所定の厚みの切削代を付加する切削代付加ステップと、
前記配置条件に従って前記延伸方向に延び、前記三次元製品に付加された前記切削代に、前記延伸方向の一端部が連結する前記支柱を設定する支柱設定ステップと、
前記延伸方向において、前記切削代が付加された前記三次元製品と離隔し、前記幅方向に延び、前記支柱の前記延伸方向の他端部と連結する梁を設定する梁設定ステップと、
前記三次元製品、前記切削代、前記支柱、及び前記梁を含む被造形物を、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成する造形データ生成ステップと、
前記三次元造形データを出力する出力ステップと
を実行させるための指示を含むことを特徴とするデータ生成プログラム。

【請求項2】

前記被造形物の内の、前記切削代及び前記支柱の前記一端部を切削装置で切削除去するための三次元切削データを生成する切削データ生成ステップを前記制御部に実行させるための指示を更に含み、
前記出力ステップは、前記三次元造形データと前記三次元切削データとを出力することを特徴とする請求項１に記載のデータ生成プログラム。

【請求項3】

前記高さ方向の前記一方側の前記被切削面の指定を受け付ける受付ステップを前記制御部に実行させるための指示を更に含み、
前記方向設定ステップは、指定された前記被切削面に従って、前記支柱の前記延伸方向、前記幅方向、及び前記高さ方向を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ生成プログラム。

【請求項4】

前記配置条件は、前記支柱の前記幅方向の長さ、前記高さ方向の長さ、及び隣合う前記支柱の間隔に応じた長さを含むことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のデータ生成プログラム。

【請求項5】

前記配置条件に基づき前記支柱の前記幅方向の延設範囲を設定する範囲設定ステップと、
前記三次元データに基づき、前記支柱の前記幅方向の前記延設範囲内の前記被切削面の外周縁部を特定する縁部特定ステップを前記制御部に実行させるための指示を更に含み、
前記支柱設定ステップは、前記延伸方向の前記一端部が連結する前記三次元製品に付加された前記切削代の内の、前記縁部特定ステップで特定された前記被切削面の前記外周縁部に応じた位置に、前記高さ方向の前記長さだけ延びる前記支柱を設定することを特徴とする請求項４に記載のデータ生成プログラム。

【請求項6】

前記外周縁部に応じた位置は、前記支柱の前記延伸方向の前記一端部の少なくとも一部が前記外周縁部に接した位置であることを特徴とする請求項５に記載のデータ生成プログラム。

【請求項7】

前記縁部特定ステップは、前記支柱の前記幅方向の前記延設範囲内の前記三次元データの内の、前記延伸方向の最大値又は最小値に応じて、前記切削代が付加された前記三次元製品の前記被切削面の前記外周縁部を特定することを特徴とする請求項５又は６に記載のデータ生成プログラム。

【請求項8】

三次元製品の三次元形状を表す三次元データを取得するデータ取得部と、
前記三次元製品に連結する支柱を、前記三次元製品に対して配置する配置条件を取得する条件取得部と、
前記支柱の延伸方向、幅方向、及び高さ方向を設定する方向設定部と、
前記三次元製品の前記高さ方向の一方側の被切削面に所定の厚みの切削代を付加する切削代付加部と、
前記配置条件に従って前記延伸方向に延び、前記切削代が付加された前記三次元製品に、前記延伸方向の一端部が連結する前記支柱を設定する支柱設定部と、
前記延伸方向において、前記切削代が付加された前記三次元製品と離隔し、前記幅方向に延び、前記支柱の前記延伸方向の他端部と連結する梁を設定する梁設定部と、
前記三次元製品、前記切削代、前記支柱、及び前記梁を含む被造形物を、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成する造形データ生成部と、
前記被造形物の内の、前記切削代及び前記支柱の前記一端部を切削装置で切削除去するための三次元切削データを生成する切削データ生成部と、
前記三次元造形データと前記三次元切削データとを出力する出力部と、
前記三次元造形データに従って、前記被造形物を造形する三次元造形装置と、
前記三次元切削データに従って、前記被造形物を切削し、前記三次元製品を削り出す
切削装置と
を備えることを特徴とする三次元造形システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、データ生成プログラム及び三次元造形システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、三次元造形データに基づいて三次元造形を行なう三次元造形装置と、三次元造形された被造形物をＮＣデータに従って切削加工して三次元製品を作製する加工装置と、を備える三次元製品作製システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。ＮＣデータは、三次元造形データに基づき生成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－１３６６０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記造形装置が生成する三次元造形データは、支柱を造形するためのデータを含む。支柱は、三次元製品と連結して延び、三次元造形時に三次元製品の位置を規制する。三次元造形装置は、ユーザの操作を受けて、三次元製品の形状に合わせて、三次元製品を造形するための三次元造形データに、支柱を造形するためのデータを付加する。支柱は、三次元製品から除去されることを考慮して三次元製品に対して配置されることが好ましい。しかしながら、三次元製品から除去されることを考慮して三次元製品に対して支柱を配置することは、設計者にとっては煩雑な作業である。

【0005】

本発明は、三次元製品と、三次元製品に連結する支柱とを、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを、支柱が三次元製品から除去されることを考慮して生成可能なデータ生成プログラム及び造形システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第一態様に係るデータ生成プログラムは、コンピュータの制御部に、三次元製品の三次元形状を表す三次元データを取得するデータ取得ステップと、前記三次元製品に連結する支柱を、前記三次元製品に対して配置する配置条件を取得する条件取得ステップと、前記支柱の延伸方向、幅方向、及び高さ方向を設定する方向設定ステップと、前記三次元製品の前記高さ方向の一方側の被切削面に所定の厚みの切削代を付加する切削代付加ステップと、前記配置条件に従って前記延伸方向に延び、前記三次元製品に付加された前記切削代に、前記延伸方向の一端部が連結する前記支柱を設定する支柱設定ステップと、前記延伸方向において、前記切削代が付加された前記三次元製品と離隔し、前記幅方向に延び、前記支柱の前記延伸方向の他端部と連結する梁を設定する梁設定ステップと、前記三次元製品、前記切削代、前記支柱、及び前記梁を含む被造形物を、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成する造形データ生成ステップと、前記三次元造形データを出力する出力ステップとを実行させるための指示を含む。

【0007】

第一態様のデータ生成プログラムによれば、コンピュータは、データ生成プログラムを実行することで、三次元製品、切削代、支柱、及び梁を含む被造形物を、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成できる。支柱は、配置条件に従って延伸方向に延び、三次元製品に付加された切削代に、延伸方向の一端部が連結する。支柱は、切削装置により切削代が三次元製品から除去されることで切削代と一緒に除去される。このためユーザは、被造形物から三次元製品を得るために、被造形物から切削代を除去する工程とは別に、支柱を除去する工程を設ける必要がない。つまり、データ生成プログラムは、三次元製品と、三次元製品に連結する支柱とを、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを、支柱が三次元製品から除去されることを考慮して生成できる。

【0008】

本発明の第二態様に係る三次元造形システムは、三次元製品の三次元形状を表す三次元データを取得するデータ取得部と、前記三次元製品に連結する支柱を、前記三次元製品に対して配置する配置条件を取得する条件取得部と、前記支柱の延伸方向、幅方向、及び高さ方向を設定する方向設定部と、前記三次元製品の前記高さ方向の一方側の被切削面に所定の厚みの切削代を付加する切削代付加部と、前記配置条件に従って前記延伸方向に延び、前記切削代が付加された前記三次元製品に、前記延伸方向の一端部が連結する前記支柱を設定する支柱設定部と、前記延伸方向において、前記切削代が付加された前記三次元製品と離隔し、前記幅方向に延び、前記支柱の前記延伸方向の他端部と連結する梁を設定する梁設定部と、前記三次元製品、前記切削代、前記支柱、及び前記梁を含む被造形物を、三次元造形装置を用いて造形するための三次元造形データを生成する造形データ生成部と、前記被造形物の内の、前記切削代及び前記支柱の前記一端部を切削装置で切削除去するための三次元切削データを生成する切削データ生成部と、前記三次元造形データと前記三次元切削データとを出力する出力部と、前記三次元造形データに従って、前記被造形物を造形する三次元造形装置と、前記三次元切削データに従って、前記被造形物を切削し、前記三次元製品を削り出す切削装置とを備える。

【0009】

第二態様の三次元造形システムは、第一態様のデータ生成プログラムと同様の効果を奏する。三次元造形システムは、三次元造形データとは別途三次元切削データを生成するためのユーザの手間を省くことができる。三次元造形システムは、三次元造形データを生成するのに必要な処理を利用して三次元切削データを生成できるので、三次元造形データとは別途三次元切削データを生成する場合に比べ、処理を簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】、３Ｄプリンタ１１、切削装置１２、及びデータ生成装置１を備える三次元造形システム９の構成を示すブロック図である。

【図2】データ生成装置１が実行する第一実施形態のデータ生成処理のフローチャートである。

【図3】三次元データ２０、三次元データ２０によって表される三次元製品４０、及び表示部７に表示される設定画面３０の説明図である。

【図4】（Ａ）はデータ生成処理によって生成される具体例１の三次元造形データによって表される被造形物１２１の斜視図であり、（Ｂ）は具体例２の三次元造形データによって表される被造形物１２２の斜視図であり、（Ｃ）は具体例３の三次元造形データによって表される被造形物１２３の斜視図である。

【図5】第一実施形態のデータ生成処理で実行される支柱設定処理のフローチャートである。

【図6】データ生成処理で具体例１の三次元製品４０に、四本の柱７１から７４、切削代５６、支柱８１から８８、及び梁１１１、１１２が順に設定される過程を、マトリクス状に示した説明図。

【図7】データ生成処理で具体例２の三次元製品４０に、四本の柱７１から７４、切削代５７、支柱９１から９８、及び梁１１３、１１４が順に設定される過程を、マトリクス状に示した説明図。

【図8】データ生成処理で具体例３の三次元製品４０に、四本の柱７１から７４、切削代５８、支柱１０１から１０８、及び梁１１５、１１６が順に設定される過程を、マトリクス状に示した説明図。

【図9】具体例１において三次元製品６１に支柱を設定する処理の説明図である。

【図10】具体例１の三次元製品６１と、具体例２の三次元製品６２との各々に、支柱を設定する過程をマトリクス状に示した説明図である。

【図11】図１０のＳ３３の欄のＢ－Ｂ線における矢視方向断面を用いた、具体例１の三次元製品６１に支柱２５、２６を仮設定する処理の説明図である。

【図12】図１０のＳ３３の欄のＣ－Ｃ線における矢視方向断面を用いた、具体例２の三次元製品６２に支柱２７、２８を仮設定する処理の説明図である。

【図13】図１０のＳ３３の欄のＢ－Ｂ線における矢視方向断面を用いた、具体例１の三次元製品６１に支柱８４、８８を設定する処理の説明図である。

【図14】図１０のＳ３３の欄のＣ－Ｃ線における矢視方向断面を用いた、具体例２の三次元製品６２に支柱９１、９５を設定する処理の説明図である。

【図15】第二実施形態のデータ生成処理で実行される支柱設定処理のフローチャートである。

【図16】（Ａ）は第二実施形態のデータ生成処理に従って、具体例１の三次元製品６１に設定される支柱１３１から１３８の説明図であり、（Ｂ）は第二実施形態のデータ生成処理に従って、具体例２の三次元製品６２に設定される支柱１４１から１４８の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の第一、第二実施形態の三次元造形システム９（以下、単に「システム９」という。）を、図面を参照して順に説明する。図１及び図２を参照して、第一、第二実施形態のシステム９に共通するシステム９構成を説明する。図１に示すように、システム９は、３Ｄプリンタ１１、切削装置１２、及びデータ生成装置１を備える。３Ｄプリンタ１１は、三次元造形データに基づき立体造形物を造形できる装置である。３Ｄプリンタ１１の種類は、公知の粉末床溶融型、指向性エネルギー型、結合剤噴射型、シート積層型、光重合硬化（光造形）型、材料押出型、及び材料噴射型等の何れでもよく、特に限定されない。切削装置１２は三次元切削データに基づき立体造形物を、切断刃等の工具を用いて所定形状に切削加工できる装置である。切削装置１２は例えば、立体造形物に対して工具を三次元的に相対移動して、立体造形物を切削加工する。

【0012】

データ生成装置１は、公知のパーソナルコンピュータであり、後述のデータ生成プログラムを実行することで、三次元製品の形状を表す三次元データに基づき、三次元造形データと、三次元切削データとを生成できる。データ生成装置１は、ＣＰＵ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、記憶装置５、外部通信ＩＦ６、表示部７、操作部８、及びバス１０を備える。ＣＰＵ２は、データ生成装置１の制御を司り、バス１０を介し、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、記憶装置５、外部通信ＩＦ６、表示部７、及び操作部８と電気的に接続されている。ＲＯＭ３は、ＣＰＵ２が実行するＢＩＯＳ等のプログラムを記憶する。ＲＡＭ４は、各種データを一時的に記憶する。記憶装置５は不揮発性の記憶装置であり、データ生成装置１の動作を制御するためのプログラム及び各種設定値が記憶される。表示部７は、画像を表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイである。操作部８は、ユーザによる操作に応じた信号をＣＰＵ２に入力可能な装置である。操作部８は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、及びジョイスティックの少なくとも何れかである。外部通信ＩＦ６は、データ生成装置１を３Ｄプリンタ１１及び切削装置１２等の外部機器に接続する。

【0013】

図３及び図４に示す具体例１から３を用いて、システム９のデータ生成装置１が実行するデータ生成処理の概要を説明する。具体例１から３は各々、切削装置１２による被切削面の設定が互いに異なり、図３の三次元製品４０の三次元形状を表す三次元データ２０に基づき、データ生成装置１が図４の被造形物１２１から１２３を造形するための三次元造形データを生成する例である。三次元データは、三次元ＣＡＤ、三次元モデラー、及び三次元スキャナ等で生成されたデータであり、例えば、ＳＴＬ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ）形式、ＩＧＥＳ（Ｉｎｉｔｉａｌ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）形式、ＳＴＥＰ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｘｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｔ ｍｏｄｅｌ ｄａｔａ）形式、ＡＭＦ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）形式等の任意の形式のデータを用いることができる。三次元データはデータ生成装置１で生成されてもよいし、外部機器で生成されてもよい。図３に示すように、三次元製品４０は、例えば、全体として、所定の厚みを有する、一方側に凸となる立体造形物であり、凸面４１、凹面４２、及び切欠き部５２、５３を備える。凸面４１は、平面部４１１、側面部４１２、及び外周縁部４１３を備える。平面部４１１は平面状に延びる。三次元製品４０の平面部４１１には、厚み方向に貫通する孔４３から４５が形成されている。孔４３は、円状であり、孔４４、４５は矩形状である。側面部４１２は、平面部４１１の外周と連結し、平面部４１１の延設面に交差する方向、且つ、平面部４１１から離れる程、平面部４１１の中心から離れる方向に延びる。外周縁部４１３は、側面部４１２の内の、平面部４１１と離れる側の端部である。凹面４２は凸面４１の反対側の面である。凹面４２は、平面部４１１に対応する平面部４２１、側面部４１２に対応する側面部４２２、外周縁部４１３に対応する内周縁部４２３を備える。切欠き部５２、５３は、側面部４１２、４２２に形成された縁部４１３、４２３から平面部４２１側に切欠かれた部分である。

【0014】

図４（Ａ）に示す具体例１は、三次元製品４０の凸面４１が被切削面に設定される例であり、データ生成処理により、三次元製品４０に対し、切削代５６、四本の柱７１から７４、板状部分７５、支柱８１から８８、及び梁１１１、１１２が付加された被造形物１２１を造形するための三次元造形データを生成がされる。切削代５６は、被切削面に所定の厚みで付加される。支柱８１から８８は、三次元造形時に、特に切削加工時において、三次元製品４０の位置を規制する。データ生成装置１は切削装置１２により支柱８１から８８が三次元製品４０から除去されることを考慮し、支柱８１から８８の一端部を切削代５６に連結するよう設定する。本実施形態のデータ生成装置１は一例として、支柱８１から８８の一端部の少なくとも一部が三次元製品６１の外周縁部６６に接した位置に設定する。同様に図４（Ｂ）に示す具体例２は、三次元製品４０の凹面４２が被切削面に設定される例であり、データ生成処理により、三次元製品４０に対し、切削代５７、四本の柱７１から７４、板状部分７５、支柱９１から９８、及び梁１１３、１１４が付加された被造形物１２２を造形するための三次元造形データを生成がされる。データ生成装置１は一例として、支柱９１から９８の一端部の少なくとも一部が三次元製品６２の外周縁部６７に接した位置に設定する。図４（Ｃ）に示す具体例３は、三次元製品４０の凸面４１及び凹面４２の双方が被切削面に設定され、且つ、凸面４１が最後に切削される例であり、データ生成処理により、三次元製品４０に対し、切削代５８、四本の柱７１から７４、板状部分７５から７７、支柱１０１から１０８、及び梁１１５、１１６が付加された被造形物１２３を造形するための三次元造形データを生成がされる。データ生成装置１は一例として、支柱１０１から１０８の一端部の少なくとも一部が三次元製品６３の外周縁部６８に接した位置に設定する。

【0015】

図２から図１４を参照し、具体例１から３を用いて、第一実施形態のデータ生成装置１のＣＰＵ２によって実行されるデータ生成処理について説明する。データ生成処理は、処理の対象となる三次元データ２０を指定された状態で、操作部８を介して処理を開始する指示が検出された場合に、ＣＰＵ２が記憶装置５に記憶されたプログラムをＲＡＭ４に読み出して実行することによって開始される。具体例１から３の各々のデータ生成処理は、互いに異なるタイミングで実行されるが、説明を簡単にするために、並列に説明する。以下の説明では、三次元製品４０に対して立体造形物（例えば、支柱）が付加、設定された場合、設定された立体構造物の三次元形状を表す三次元データが、三次元製品４０の三次元データ２０に付加されてもよいし、三次元データ２０とは別途生成され、三次元データ２０と対応付けて記憶されてもよい。データ生成処理で参照される各種設定値は、予め設定されてもよいし、三次元製品４０の形状、大きさ等に応じて複数種類の値の中から所定の値が自動的に設定されてもよいし、操作部８を介してユーザによって設定されてもよい。

【0016】

図２に示すように、ＣＰＵ２は、三次元製品４０の三次元形状を表す三次元データ２０を取得する（Ｓ１）。一例として、ＣＰＵ２は図３に模式的に示すＳＴＬ形式の三次元データ２０を外部機器から有線又は無線で取得する。ＳＴＬ形式の三次元データ２０は、三次元製品４０の三次元形状を表す三角形群の頂点の三次元座標データを含む。

【0017】

ＣＰＵ２は、Ｓ１で取得された三次元データ２０に関する設定画面３０（図３参照）を表示部７に表示する（Ｓ２）。図３に示すように、設定画面３０は、欄３１から３５、及びキー３６を含む。欄３１は、Ｓ１で取得された三次元データ２０に基づく三次元製品４０の三次元形状を表示する。ＣＰＵ２は初期状態では、三次元データ２０のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を各々、左右方向、前後方向、及び上下方向として、三次元製品４０の三次元形状を欄３１に表示させる。Ｘプラス側、Ｙプラス側、及びＺマイナス側は各々、右方、後方、及び上方である。欄３２は、Ｓ１で取得された三次元データ２０に基づく三次元製品４０のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の全体の大きさを表示する。欄３３は、片面／両面設定を行うための欄である。片面／両面設定は、３Ｄプリンタ１１により造形された被造形物を切削装置１２により切削加工する場合、被造形物の高さ方向の一方側の面を被切削面とするか（片面）、それとも、被造形物の高さ方向の一方側の面と、他方側の面の両方を被切削面とするか（両面）をラジオボタン形式で選択、設定する。片面／両面設定の初期値は、片面である。被造形物の高さ方向の一方側、他方側は、切削装置１２により最後に切削される最終被切削面に応じて設定される。欄３４は、最終被切削面設定を行う欄である。最終被切削面設定は、最終被切削面を、Ｘプラス側の面、Ｘマイナス側の面、Ｙプラス側の面、Ｙマイナス側の面、Ｚプラス側の面、及びＺマイナス側の面の中から選択でき、初期値はＺプラス側の面である。欄３５は、Ｚ軸中心回転を指示する欄であり、欄３１に表示されている三次元製品４０をＺ軸中心に回転する回転角度を入力する欄である。キー３６は、設定画面３０を用いた条件の設定を確定する指示する場合に選択される。ＣＰＵ２は、Ｓ３からＳ９において、設定画面３０を介して、各種設定の変更を受け付ける処理を行う。

【0018】

ＣＰＵ２は、操作部８の出力に基づき、キー３６の選択が検出されたか否かを判断する（Ｓ３）。キー３６の選択が検出されない場合（Ｓ３：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、操作部８の出力に基づき、欄３４の最終被切削面設定の選択が検出したかを判断する（Ｓ４）。最終被切削面設定の選択が検出された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、操作部８の出力に応じて、最終被切削面を設定し、最終被切削面が上側になるように欄３１の三次元形状の表示を変更し（Ｓ５）、処理をＳ３に戻す。具体例１、３では、最終被切削面に、凸面４１が設定される。具体例２では、最終被切削面に、凹面４２が設定される。最終被切削面設定の選択が検出されない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、操作部８の出力に基づき、欄３３の片面／両面設定の選択を検出したかを判断する（Ｓ６）。片面／両面設定の選択が検出された場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、操作部８の出力に応じて、片面／両面設定に片面又は両面を設定し（Ｓ７）、処理をＳ３に戻す。具体例１及び具体例２では片面／両面設定に、片面が設定される。具体例３では、片面／両面設定に両面が設定される。片面／両面設定の選択が検出されない場合（Ｓ６：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、操作部８の出力に基づき、欄３５のＺ軸中心回転の指示を検出したかを判断する（Ｓ８）。Ｚ軸中心回転の指示が検出された場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、欄３５に入力された回転角度に応じて、欄３１に表示されている三次元製品４０をＺ軸中心に回転し、回転結果に応じて欄３１に表示された三次元製品４０を変更して（Ｓ９）、処理をＳ３に戻す。Ｚ軸中心回転の指示が検出されない場合（Ｓ８：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、処理をＳ３に戻す。

【0019】

Ｓ３でキー３６の選択が検出された場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、設定画面３０の設定に基づき、三次元造形データと三次元切削データとを生成し、生成したデータを出力する処理を行う。具体的には、ＣＰＵ２は、設定画面３０の設定に基づき、新たなＺ軸を設定する（Ｓ１０）。ＣＰＵ２は、欄３４で設定された最終被切削面を新たなＺプラス方向に設定する。ＣＰＵ２は、新たなＸ軸、Ｙ軸を設定する（Ｓ１１）。ＣＰＵ２は、Ｓ１１で設定されたＺプラス方向から、Ｚ軸に垂直な仮想ＸＹ平面に三次元製品４０を投影した場合の、投影図形の長手方向を新たなＸ軸、短手方向を新たなＹ軸に設定する。ＣＰＵ２は、Ｓ１０、Ｓ１１で設定された新たなＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に基づき、Ｓ１で取得された三次元データを変換する。具体例１、３では図６のＳ１１の欄に示すようにＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸が設定される。具体例２では図７のＳ１１の欄に示すようにＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸が設定される。図６から図８では、対象をＺプラス側から見た図を平面図、Ｘプラス側から見た図を右側面図、Ｘマイナス側から見た図を左側面図と表す。

【0020】

ＣＰＵ２は、新たなＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に従って変換された三次元データに基づき、三次元製品４０に対して、四本の柱７１から７４を設定する（Ｓ１２）。四本の柱７１から７４は、三次元製品４０と離隔してＺ方向に延び、３Ｄプリンタ１１による三次元造形時に三次元製品４０の位置決めするのに利用される。ＣＰＵ２は、例えば次の手順で三次元製品４０に対して四本の柱７１から７４を設定する。ＣＰＵ２は、変換された三次元データのＸ座標の最小値、Ｘ座標の最大値、Ｙ座標の最小値、Ｙ座標の最大値、Ｚ座標の最小値、及びＺ座標の最大値に基づき、三次元製品４０と内接する最小の直方体Ｊを定義する。直方体Ｊは、ＸＹ平面に平行な二面、ＹＺ平面に平行な二面、及びＺＸ平面に平行な二面を有する。ＣＰＵ２は、ＸＹ平面に平行な一面の四頂点Ｐ１からＰ４の各々について、Ｘ方向に所定距離Ｄ１、Ｙ方向に所定距離Ｄ２、三次元製品４０の中心から離れる側に離隔した点を円柱の中心軸の位置に設定する。四頂点Ｐ１からＰ４の座標（Ｘ，Ｙ）は各々、（Ｘ座標の最小値，Ｙ座標の最小値）、（Ｘ座標の最小値，Ｙ座標の最大値）、（Ｘ座標の最大値，Ｙ座標の最小値）、及び（Ｘ座標の最大値，Ｙ座標の最大値）である。四頂点Ｐ１からＰ４に対応する中心軸の座標（Ｘ，Ｙ）は各々、（Ｘ座標の最小値－Ｄ１，Ｙ座標の最小値－Ｄ２）、（Ｘ座標の最小値－Ｄ１，Ｙ座標の最大値＋Ｄ２）、（Ｘ座標の最大値＋Ｄ１，Ｙ座標の最小値－Ｄ２）、及び（Ｘ座標の最大値＋Ｄ１，Ｙ座標の最大値＋Ｄ２）である。ＣＰＵ２は、四本の柱７１から７４の各々のＺ方向の延設範囲を、三次元製品４０のＺ座標の最小値よりも所定量Ｄ３小さい座標（Ｚ座標の最小値－Ｄ３）から、三次元製品４０のＺ座標の最大よりも所定量Ｄ４大きい座標（Ｚ座標の最大値＋Ｄ４）までの範囲に設定する。ＣＰＵ２は、設定された四本の柱７１から７４の各々のＺ方向の延設範囲に亘って延設され、設定された円柱の中心軸から半径所定値の円柱を設定する。Ｓ１２で設定される柱７１から７４の形状、配置、大きさ、及び延設範囲等は適宜変更されてよい。

【0021】

ＣＰＵ２は、加工原点を設定する（Ｓ１３）。加工原点は、３Ｄプリンタ１１で被造形物を造形する際の基準となる機械原点であり、切削装置１２で被造形物を切削加工する際の基準となる機械原点である。３Ｄプリンタ１１の加工原点と、切削装置１２の加工原点とは互いに異なっていてもよい。ＣＰＵ２は、Ｓ１２で設定された四本の柱７１から７４の内の、例えば、三次元製品４０に対し、Ｘマイナス方向、Ｙマイナス方向に設定された、柱７１の位置を加工原点に設定する。ＣＰＵ２は、片面／両面設定が、片面に設定されているかを判断する（Ｓ１４）。具体例１、２では、片面／両面設定が、片面に設定されていると判断される（Ｓ１４：ＹＥＳ）。図６のＳ１６の欄のように、具体例１では、ＣＰＵ２は、加工原点の目印として、四本の柱７１から７４の内、三次元製品４０に対し、Ｘマイナス方向、Ｙマイナス方向に設定された柱７１に、Ｘプラス方向の幅が所定長さ、柱７１の中心軸からＹプラス方向に所定長さの板状部分７５を付加する（Ｓ１５）。ＣＰＵ２は、三次元製品４０のＺプラス側の被切削面である凸面４１全体に所定の厚みを含めた切削代５６を付加する（Ｓ１６）。具体例１において切削代５６が付加された三次元製品４０を単に三次元製品６１と言い、切削代５６が付加された外周縁部４１３を単に外周縁部６６と言う。同様に具体例２では、図７のＳ１６の欄に示すように、四本の柱７１から７４の内、柱７１に板状部分７５が付加され（Ｓ１５）、凹面４２全体、内周縁部４２３と外周縁部４１３との間の面に所定の厚みを含めた切削代５７が付加される（Ｓ１６）。具体例２において切削代５７が付加された三次元製品４０を単に三次元製品６２と言い、切削代５７が付加された外周縁部４１３を単に外周縁部６７と言う。

【0022】

具体例３では、片面／両面設定が、両面に設定されていると判断される（Ｓ１４：ＮＯ）。図８のＳ１８の欄に示すようにＣＰＵ２は、加工原点の目印として、四本の柱７１から７４の内、三次元製品４０に対し、Ｘマイナス方向、Ｙマイナス方向に設定された柱７１に、Ｘプラス方向の幅が所定長さ、柱７１の中心軸からＹプラス方向及びＹマイナス方向に所定長さの板状部分７５、７６を付加する。更にＣＰＵ２は、三次元製品４０に対し、Ｘマイナス方向、Ｙプラス方向に設定された柱７２に、Ｘプラス方向の幅が所定長さ、柱の中心軸からＹマイナス方向に所定長さの板状部分７７を付加する（Ｓ１７）。ＣＰＵ２は、三次元製品４０のＺプラス側及びＺマイナス側の被切削面、つまり、凸面４１全体に所定の厚みを含めた切削代５８を付加し、且つ、凹面４２全体に所定の厚みを含めた切削代５８を付加する（Ｓ１８）。具体例３において切削代５８が付加された三次元製品４０を単に三次元製品６３と言い、切削代５８が付加された外周縁部４１３を単に外周縁部６８と言う。このように本実施形態では、三次元製品４０の被切削面が凸面４１であるか、凹面４２であるか、凸面４１及び凹面４２の両面であるかに応じて、三次元製品４０の外周縁部４１３に所定の厚みの切削代５６から５８の何れかが付加される。

【0023】

Ｓ１６又はＳ１８の次に、ＣＰＵ２は、支柱設定処理を実行する（Ｓ１９）。支柱設定処理は、配置条件に従って延伸方向に延びる支柱であって、三次元製品４０に付加された切削代に、支柱の延伸方向の一端部が連結する支柱を設定する処理が実行される。図５、図９から図１４を参照し、具体例１、２の場合の支柱設定処理を説明し、具体例３の場合の説明は具体例１の場合と同様であるので省略する。図５に示すように、ＣＰＵ２は、三次元製品６１、６２に対し、支柱をどのような条件で配置するかを示す配置条件を取得する（Ｓ３０）。配置条件は予め設定されてもよいし、三次元製品６１、６２の形状、大きさ等に応じて自動的に設定されてもよいし、ユーザが設定可能でもよい。本実施形態の配置条件は、三次元製品６１、６２の形状、大きさ等によらず、自動的に設定され、支柱の幅方向の長さＱ、支柱の高さ方向の長さＨ、及び隣合う支柱の間隔に応じた長さである幅方向のピッチＰを含む。隣合う支柱の幅方向のピッチＰは、隣合う支柱の幅方向の長さを考慮した値であり、隣合う支柱の幅方向の長さを考慮しない場合、隣り合う支柱の幅方向の間隔であってもよい。ＣＰＵ２は、支柱の幅方向及び延伸方向を設定する（Ｓ３１）。支柱の幅方向及び延伸方向は、三次元製品４０の形状、大きさ等に応じて自動的に設定されてもよいし、ユーザが設定可能でもよい。本実施形態のＣＰＵ２は、Ｓ１０、Ｓ１１で設定されたＸＹＺ座標系に基づき自動的に設定し、Ｘ方向を支柱の延伸方向に設定し、Ｙ方向を支柱の幅方向に設定し、Ｚ方向を支柱の高さ方向に設定する。

【0024】

ＣＰＵ２は、Ｓ３０で取得された配置条件に応じて、三次元製品６１、６２に対して設定される支柱の幅方向の延設範囲を設定する（Ｓ３２）。具体例１では図９及び図１０のＳ３３の欄に示すように、ＣＰＵ２は、三次元製品６１のＹ方向の中心Ｄを基準として、中心Ｄに隣接する支柱と中心Ｄとの距離Ｅ、隣合う支柱の幅方向のピッチＰ、及び支柱の幅方向の長さＱに基づき、式（１）に従って支柱の延設範囲Ｒ１からＲ４を設定する。式（１）の変数は、式（２）を満たすように設定される。ただし、式（１）、式（２）においてｎは整数である。
Ｙ＝Ｄ±Ｅ、Ｄ±（Ｅ＋Ｐ×ｎ） ・・・式（１）
Ｙ方向の最大長／２＞（Ｅ＋Ｐ×ｎ＋Ｑ） ・・・式（２）
三次元製品６１にはＹ方向プラス側から順に延設範囲Ｒ１からＲ４が設定される。同様に具体例２では図１０のＳ３３の欄に示すように、ＣＰＵ２は、支柱の延設範囲Ｒ１からＲ４を設定する。ＣＰＵ２は、変数Ｎに１を設定する（Ｓ３３）。変数Ｎは、Ｓ３３で設定された支柱の延設範囲Ｒ１からＲ４をＹプラス側に配置された範囲から順に読み出すための変数である。ＣＰＵ２は、設定方向に延伸方向プラスを設定し、座標条件に延伸方向最大値を設定する（Ｓ３４）。設定方向は、三次元製品６１、６２に対する支柱の延伸方向である。座標条件は、三次元製品６１、６２の外周縁部６６、６７を特定する条件である。設定方向が延伸方向プラスである場合、座標条件は延伸方向最大値であり、設定方向が延伸方向マイナスである場合、座標条件は延伸方向最小値である。

【0025】

ＣＰＵ２は、Ｎ番目の支柱の延設範囲のＹ座標の最大値を、Ｎ番目の支柱の延設範囲の幅方向の一端部の座標として特定し、変数Ｍに１を設定する（Ｓ３５）。変数Ｍは、Ｓ３３で設定された各延設範囲Ｒ１からＲ４を幅Ｋで複数に分割した範囲をＹプラス側に配置された範囲から順に読み出すための変数である。図９に示すように、本実施形態のＣＰＵ２は、一例として、各延設範囲Ｒ１からＲ４を、幅Ｋで１０個に分割し、範囲Ｕ１からＵ１０を順に読み出す。ＣＰＵ２は、Ｓ３５で特定された座標と、変数Ｍと、幅Ｋとに応じて、Ｎ番目の支柱の延設範囲のＭ番目の範囲を設定する（Ｓ３６）。具体例１において、変数Ｎが１であり、変数Ｍが１である場合、図９に示す、Ｎ番目の支柱の延設範囲のＭ番目の範囲として範囲Ｕ１が設定される。ＣＰＵ２は、Ｓ３６で設定された範囲において、Ｓ３４又はＳ４８で設定された座標条件に基づき、具体例１では三次元製品６１の外周縁部６６を特定し、具体例２では三次元製品６１の外周縁部６７を特定する（Ｓ３７）。図１０の具体例１のＳ３７の欄では、具体例１のＳ３３の欄のＢ－Ｂ線における矢視方向断面図を示し、具体例２のＳ３７の欄では、具体例２のＳ３３の欄のＣ－Ｃ線における矢視方向断面図を示す。具体例１において変数Ｎが４であり、変数Ｍが１である時、図１０の具体例１のＳ３７の欄に示すように、ＣＰＵ２は、三次元製品６１のＸ座標の最大値を有する点Ｘｍａｘを、Ｓ３６で設定された範囲における外周縁部６６の座標として特定し、変数Ｎ、変数Ｍと対応付けて記憶する。同様に具体例２において変数Ｎが１であり、変数Ｍが１０である時、図１０の具体例２のＳ３７の欄に示すように、ＣＰＵ２は、三次元製品６２のＸ座標の最大値を有する点Ｘｍａｘを、Ｓ３６で設定された範囲における外周縁部６７の座標として特定し、変数Ｎ、変数Ｍと対応付けて記憶する。ＣＰＵ２は、Ｓ３６で設定されたＭ番目の範囲が、Ｎ番目の支柱の延設範囲の幅方向の他端部を含むかを判断する（Ｓ３８）。本実施形態のＣＰＵ２は、変数Ｍが１０である場合に、Ｎ番目の支柱の延設範囲の幅方向の他端部を含むと判断する。設定されたＭ番目の範囲が、Ｎ番目の支柱の延設範囲の幅方向の他端部を含まない場合（Ｓ３８：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、変数Ｍを１だけインクリメントして（Ｓ３９）、処理をＳ３６に戻す。繰り返し実行されるＳ３７の処理により、Ｎ番目の支柱の延設範囲について、範囲Ｕ１からＵ１０に対応する１０個の座標が取得される。

【0026】

設定されたＭ番目の範囲が、Ｎ番目の支柱の延設範囲の幅方向の他端部を含む場合（Ｓ３８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、三次元製品６１、６２に対し、Ｎ番目の支柱の延設範囲内に、Ｓ３４で設定された設定方向に延びるＮ番目の支柱を仮設定する（Ｓ４０）。ＣＰＵ２は、例えば、次の手順で、三次元製品６１、６２に対し、設定方向に延びるＮ番目の支柱を仮設定する。図１１に示すように、具体例１においてＮが４である時、ＣＰＵ２は、Ｓ３７で特定された複数の座標の各々について、Ｘ方向の最大値を含む点Ｘｍａｘから、Ｘマイナス側に所定距離Ｇ離れ、且つ、Ｚプラス側に高さＨ離れた点Ｆを設定する。ＣＰＵ２は、支柱の高さ方向の延設範囲（Ｚ方向の延設範囲）に、点Ｘｍａｘから点Ｆまでを設定し、延伸方向の延設範囲（Ｚ方向の延設範囲）に、点Ｆから三次元製品６１に対しＸプラス側にある柱７３、７４の中心軸までを設定する。ＣＰＵ２は、延伸方向の延設範囲、支柱の高さ方向の延設範囲、Ｓ３２で設定された支柱の幅方向の延設範囲に亘って延びる立体造形物を、三次元製品６１に対し、設定方向に延びる具体例１の４番目の支柱２５として仮設定する。同様に図１２に示すように、具体例２においてＮが１である時、ＣＰＵ２は、支柱の延伸方向の延設範囲、支柱の高さ方向の延設範囲、Ｓ３２で設定された幅方向の延設範囲に亘って延びる立体造形物を、三次元製品６２に対し、設定方向に延びる具体例２の１番目の支柱２７として仮設定する。

【0027】

ＣＰＵ２は、Ｓ４０で仮設定された支柱２５、２７のＺプラス側の面と、三次元製品６１とに交点があるかを判断する（Ｓ４１）。具体例１の支柱２５のように、交点がある場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、凸面４１に支柱を設定する場合の処理を行う（Ｓ４２）。具体的には、図１３に示すように、ＣＰＵ２は、Ｓ４０で仮設定された支柱２５と、三次元製品６１とが交わる交差面を特定し、Ｓ４０で仮設定された支柱２５のＸマイナス側の端部を特定された交差面に変更して、三次元製品６１に対し、Ｓ３４で設定された設定方向に延びるＮ番目の支柱８４を設定する。つまり、支柱８４は、支柱８４のＸマイナス側の端部が、三次元製品６１の切削代５６に連結するように設定される。具体例２の支柱２７のように、交点がない場合（Ｓ４１：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、凹面４２に支柱を設定する場合の処理を行う（Ｓ４３）。具体的には、図１４に示すように、ＣＰＵ２は、Ｓ４０で仮設定された支柱２７が、三次元製品６２と交わる部分において、三次元製品６２と交わる交差面を特定し、Ｓ４０で仮設定された支柱２７のＸマイナス側の端部を特定された交差面に変更して、三次元製品６２に対し、Ｓ３４で設定された設定方向に延びる１番目の支柱９１を設定する。Ｓ４０で仮設定された支柱２７が、三次元製品６２と交わる部分がない場合には、ＣＰＵ２は、Ｓ４０で仮設定された支柱２７のＺマイナス側の面を、三次元製品６２と接する位置まで、Ｚマイナス側に伸ばす。

【0028】

Ｓ４２又はＳ４３の処理の次に、ＣＰＵ２は、設定方向が延伸方向プラスかを判断する（Ｓ４４）。設定方向が延伸方向プラスである時（Ｓ４４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、設定方向に延伸方向マイナスを設定し、座標条件に延伸方向最小値を設定して（Ｓ４８）、処理をＳ３５に戻し、三次元製品６１、６２に対し延伸方向マイナス側に延びるＮ番目の支柱を設定する処理を行う（Ｓ３５からＳ４３）。

【0029】

三次元製品６１、６２に対し延伸方向マイナス側に延びるＮ番目の支柱を設定する場合のＳ３７では、図１０のＳ３７の欄に示すように、ＣＰＵ２は、具体例１、２において、三次元製品６１、６２のＸ座標の最小値を有する点Ｘｍｉｎを、Ｓ３６で設定された範囲における外周縁部６６、６７の座標として特定し、変数Ｎ、変数Ｍと対応付けて記憶する。具体例１について、図１１に示すように、ＣＰＵ２は、支柱２６を仮設定する（Ｓ４０）。図１３に示すように、ＣＰＵ２は、Ｓ４０で仮設定された支柱２６と、三次元製品６１とが交わる交差面を特定し、Ｓ４０で仮設定された支柱２６のＸプラス側の端部を特定された交差面に変更して、三次元製品６１に対し、Ｓ４８で設定された設定方向に延びる４番目の支柱８８を設定する（Ｓ４２）。つまり、支柱８８は、支柱８８のＸプラス側の端部が、三次元製品６１の切削代５６に連結するように設定される。具体例２について、図１２に示すように、ＣＰＵ２は、支柱２８を仮設定する（Ｓ４０）。図１４に示すように、Ｓ４０で仮設定された支柱２８は点Ｘｍｉｎ以外で三次元製品６２と交わる部分がないので、ＣＰＵ２は、Ｓ４０で仮設定された支柱２８のＺマイナス側の面を、三次元製品６２と接する位置まで、Ｚマイナス側に伸ばし、三次元製品６２に対し、Ｓ４８で設定された設定方向に延びる１番目の支柱９５を設定する（Ｓ４２）。つまり、支柱９５は、支柱９５のＸプラス側の端部のＺマイナス側の面が、三次元製品６２の切削代５７に連結するように設定される。

【0030】

設定方向が延伸方向マイナスである時（Ｓ４４：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、変数ＮがＳ３２で設定された延設範囲の数であるかを判断する（Ｓ４６）。具体例１、２では変数Ｎが４ではないとき（Ｓ４６：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、変数Ｎを１だけインクリメントし（Ｓ４７）、処理をＳ３４に戻す。変数Ｎが４である時（Ｓ４６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、以上で支柱設定処理を終了し、処理を図２のデータ生成処理に戻す。支柱設定処理によって、具体例１について、図６のＳ１９の欄に示すように、Ｘ方向を長手方向として延びる支柱８１から８８が設定される。支柱８１から８４のＺプラス側の面及びＺマイナス側の面は各々、外周縁部６６の形状に応じて屈曲又は傾斜している。支柱８５から８８のＺプラス側の面及びＺマイナス側の面は各々、外周縁部６６の形状に応じてＸＹ平面と平行に延びる。同様に、具体例２について、図７のＳ１９の欄に示すように、Ｘ方向を長手方向として延びる支柱９１から９８が設定される。具体例３について、図８のＳ１９の欄に示すように、Ｘ方向を長手方向として延びる支柱１０１から１０８が設定される。

【0031】

ＣＰＵ２は、三次元製品６１から６３に対し、梁を設定する（Ｓ２０）。図６のＳ２０の欄に示すように、具体例１の三次元製品６１に対して設定される梁１１１、１１２は、支柱８１から８８の延伸方向において、三次元製品６１と離隔し、支柱８１から８８の幅方向に延び、支柱８１から８８の延伸方向の両端部の内、三次元製品６１と離れる側の他端部と連結する。本実施形態では、梁１１１のＹ方向の両端部は、Ｓ１２で設定された柱７３、７４に連結し、梁１１２のＹ方向の両端部は、Ｓ１２で設定された柱７１、７２に連結する。ＣＰＵ２は以下の手順で梁１１１、１１２を設定する。ＣＰＵ２は、梁１１１、１１２のＸ方向、Ｙ方向の延設範囲を、Ｓ１２で設定された四本の柱７１から７４に基づき設定する。ＣＰＵ２は、柱７１、７２の間の梁のＸ方向の延設範囲のＸマイナス方向の端部を、Ｘ方向の柱７１、７２の中心から、マイナス方向に長さＤ５の位置に設定する。長さＤ５は、０よりも大きく、柱７１、７３の半径よりも小さい。ＣＰＵ２は、柱７１、７２の間の梁１１２のＸ方向の延設範囲のＸプラス方向の端部を、柱７１、７２のＸプラス方向の端部の位置に設定する。同様に、ＣＰＵ２は、柱７３、７４間の梁１１１のＸ方向の延設範囲のＸプラス方向の端部を、Ｘ方向の柱７３、７４の中心からマイナス方向に長さＤ５の位置に設定する。ＣＰＵ２は、柱７３、７４の間の梁１１１のＸ方向の延設範囲のＸマイナス方向の端部を、柱７１、７２のＸマイナス方向の端部の位置に設定する。

【0032】

ＣＰＵ２は、梁１１１のＺ方向の延設範囲を、梁１１１と連結する複数の支柱８１から８４のＺ方向の最小値から、最大値までに設定する。ＣＰＵ２は、梁１１２のＺ方向の延設範囲を、梁１１２と連結する複数の支柱８５から８８のＺ方向の最小値から、最大値までに設定する。ＣＰＵ２は、設定されたＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の延設範囲に基づき、Ｙ方向を長手方向として延びる四角柱状の梁１１１、１１２を設定する。具体例１において、三次元製品６１、四本の柱７１から７４、板状部分７５、支柱８１から８８、梁１１１、１１２を含む立体造形物を、被造形物１２１とも言う。同様な手順で具体例２について、図７のＳ２０の欄に示すように、Ｙ方向を長手方向とする梁１１３、１１４が設定される。具体例１において、三次元製品６２、四本の柱７１から７４、板状部分７５、支柱９１から９８、梁１１３、１１４を含む立体造形物を、被造形物１２２とも言う。具体例３について、図８のＳ２０の欄に示すように、Ｙ方向を長手方向とする梁１１５、１１６が設定される。具体例３において、三次元製品６３、四本の柱７１から７４、板状部分７５から７７、支柱１０１から１０８、梁１１５、１１６を含む立体造形物を、被造形物１２３も言う。

【0033】

ＣＰＵ２は、被造形物１２１から１２３を３Ｄプリンタ１１で造形するための三次元造形データを生成する（Ｓ２１）。三次元造形データの形式は、３Ｄプリンタ１１の造形形式に応じて適宜定められればよい。例えば、具体例１の三次元造形データは、被造形物１２１を造形するためのデータ、即ち、三次元製品４０と、Ｓ１２で設定される四本の柱７１から７４と、Ｓ１５で付加される目印形状である板状部分７５と、Ｓ１６で付加される切削代５６と、Ｓ１９で設定される支柱８１から８８と、Ｓ２０で設定される梁１１１、１１２との各々の三次元形状を表すデータとを含む。ＣＰＵ２は、切削加工により三次元製品４０をするための三次元切削データを生成する（Ｓ２２）。三次元切削データは、切削装置１２によって切削加工された後に切削されずに残る立体造形物の形状を表すデータである。例えば具体例１の三次元切削データは、Ｓ１２で設定される四本の柱７１から７４と、Ｓ１５で付加される板状部分７５と、三次元製品４０との三次元形状を表すデータを含む。ＣＰＵ２は、Ｓ２１で生成された三次元造形データと、Ｓ２２で生成された三次元切削データとの差分を取得する（Ｓ２３）。例えば、具体例１ではＣＰＵ２は、Ｓ１６で付加される切削代５６と、Ｓ１９で設定される支柱８１から８８と、Ｓ２０で設定される梁１１１、１１２との各々の三次元形状を表すデータを取得する。ＣＰＵ２は、Ｓ２３で取得された差分に基づき、切削装置１２を用いて、被造形物１２１から１２３を切削加工するためのＮＣデータを生成する（Ｓ２４）。例えば、具体例１ではＣＰＵ２は、Ｓ２３で取得された差分に含まれる、Ｓ１６で付加される切削代５６と、Ｓ１９で設定される支柱８１から８８と、Ｓ２０で設定される梁１１１、１１２との各々を被造形物１２１から切削除去するためのＮＣデータを生成する。ＣＰＵ２は、Ｓ２１で生成された三次元造形データを、３Ｄプリンタ１１に出力し、Ｓ２４で生成された切削装置１２用のＮＣデータを切削装置１２に出力する（Ｓ２５）。ＣＰＵ２は、以上でデータ生成処理を終了する。システム９において、３Ｄプリンタ１１は、データ生成装置１から出力された三次元造形データに基づき、被造形物１２１から１２３を造形する処理を実行する。切削装置１２では、３Ｄプリンタ１１によって造形された被造形物１２１から１２３を、データ生成装置１から出力された切削装置１２用ＮＣデータに基づき切削加工して、被切削面が切削された三次元製品４０を作成する。

【0034】

上記第一実施形態のデータ生成処理では、具体例１では三次元製品６１の外周縁部６６の形状に沿った支柱８１から８８が設定される。これに対し、第二実施形態のデータ生成処理のように、三次元製品６１の外周縁部６６によって特定される位置に、所定のＸＺ断面形状を有する支柱が設定されてもよい。図１５及び図１６を参照して、第二実施形態のデータ生成処理について説明する。第二実施形態のデータ生成処理は、Ｓ１９の支柱設定処理において第一実施形態のデータ生成処理と互いに異なり、他の処理は第一実施形態のデータ生成処理と互いに同じである。図１５では、図５に示す第一実施形態の支柱設定処理と同様の処理には同じステップ番号を付与している。図１５に示すように、第一実施形態の支柱設定処理は、Ｓ３５からＳ４３の処理に替えて、Ｓ５１からＳ５６の処理を行う点で、第一実施形態の支柱設定処理と互いに異なり、他の処理は、第一実施形態の支柱設定処理と互いに同じである。第一実施形態の支柱設定処理と同様の処理については、説明を省略又は簡略化し、以下、第一実施形態の支柱設定処理と互いに異なるＳ５１からＳ５６の処理について、第一実施形態と同様の具体例１、２を用い説明する。

【0035】

Ｓ５１では、ＣＰＵ２はＳ３３で設定されたＮ番目の支柱の延設範囲を取得する（Ｓ５１）。ＣＰＵ２は、Ｓ５１で取得されたＮ番目の支柱の延設範囲の外周縁部６６、６７の内、所定条件に従って代表外周縁部を特定する（Ｓ５２）。所定条件は適宜設定さればよい。例えば、Ｓ５１で取得されたＮ番目の支柱の延設範囲の、Ｙ方向の一端部、他端部、及び中心等の代表点における、座標条件を満たす座標が代表外周縁部として特定されてもよい。Ｓ５１で取得されたＮ番目の支柱の延設範囲の座標条件を満たす座標が代表外周縁部として特定されてもよい。ＣＰＵ２は、一例として、Ｓ５１で取得されたＮ番目の支柱の延設範囲の、Ｙ方向の一端部における座標条件を満たす座標で表される点と、Ｙ方向の他端部における座標条件を満たす座標で表される点との内、Ｚ座標が大きい方の点を、代表外周縁部として特定する。

【0036】

ＣＰＵ２は、Ｓ５２で特定された代表外周縁部と、代表外周縁部によって特定される位置の条件と、ＸＺ断面形状の条件と、Ｓ３０で設定された配置条件とに基づき、三次元製品６１、６２に対して、第一実施形態と同様のＳ３４又はＳ４８で設定された設定方向に延びるＮ番目の支柱を仮設定する（Ｓ５３）。代表外周縁部によって特定される位置の条件は、代表外周縁部の特定条件に応じて適宜設定されればよく、例えば、支柱の延伸方向の一端部の少なくとも一部がＳ５２で特定された代表外周縁部に接した位置である。ＸＺ断面形状の条件は、例えば、矩形状、円状、楕円状、及び多角形状の何れかであってもよい。各条件はユーザが設定可能であってもよいし、予め設定されていてもよい。ＣＰＵ２は、例えば、代表外周縁部が、Ｎ番目の支柱の延設範囲のＹプラス方向の端部の点であるとき、ＸＺ断面形状が、代表外周縁部をＺマイナス側、Ｙプラス側の頂点とする矩形となる、四角柱状の支柱を設定する。ＣＰＵ２は、Ｎ番目の支柱の設定方向とは反対側の端部の位置を、第一実施形態のＳ４０の処理と同様に設定する。

【0037】

ＣＰＵ２は、Ｓ５３で設定された四角柱状のＮ番目の支柱の、Ｚプラス側においてＸ方向に延びる二辺の何れかと、三次元製品６１、６２との交点があるかを判断する（Ｓ５４）。具体例１では交点があると判断され（Ｓ５４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２は、凸面４１に支柱を設定する場合の処理を行う（Ｓ５５）。ＣＰＵ２は、支柱の延伸方向の両端部のうち三次元製品６１側の一端部の少なくとも一部が、三次元製品６１の切削代５６に連結するように設定する。ＣＰＵ２は、Ｓ５３で仮設定された支柱の延伸方向の一端部の内、三次元製品６１と交差する部分については、三次元製品６１と交差する交差面を特定し、Ｓ５３で仮設定された支柱の延伸方向の一端を特定された交差面に変更する。ＣＰＵ２は、Ｓ５３で仮設定された支柱の延伸方向の一端部の内、三次元製品６１と交差しない部分については、仮設定時の条件のままとする。具体例１では支柱設定処理により、図１６（Ａ）に示すように、支柱１３１から１３８が設定される。支柱１３５から１３８は、三次元製品６１のＸマイナス方向の側面からＸ方向マイナス側に延び、Ｘプラス方向からは見えないため、図１６（Ａ）ではＺ方向及びＹ方向の位置を仮想線で示している。支柱１３１から１３８のＺプラス側の面及びＺマイナス側の面は、三次元製品６１の外周縁部６６の形状によらず、ＸＹ平面と平行な平面である。具体例２では交点がないと判断され（Ｓ５４：ＮＯ）、ＣＰＵ２は、凹面４２に支柱を設定する場合の処理を行う（Ｓ５６）。第一実施形態のＳ４３と同様な処理により、図１６（Ｂ）に示すように、支柱１４１から１４８が設定される。支柱１４１から１４８のＺプラス側の面及びＺマイナス側の面は、三次元製品６２の外周縁部６７の形状によらず、ＸＹ平面と平行な平面である。

【0038】

上記第一及び第二実施形態のデータ生成装置１及びシステム９において、データ生成装置１、ＣＰＵ２は、３Ｄプリンタ１１、及び切削装置１２は各々、本発明のコンピュータ、制御部、三次元造形装置、及び切削装置の一例である。Ｓ１の処理は、本発明のデータ取得ステップの一例である。Ｓ３０の処理は、本発明の条件取得ステップの一例である。Ｓ３１、Ｓ３２は本発明の方向設定ステップの一例である。Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ５５、Ｓ５６の処理は、本発明の支柱設定ステップの一例である。Ｓ２０の処理は本発明の梁設定ステップの一例である。Ｓ２１の処理は本発明の造形データ生成ステップの一例である。Ｓ２５の処理は、本発明の出力ステップの一例である。Ｓ２２、Ｓ２４の処理は、本発明の切削データ生成ステップの一例である。Ｓ４、Ｓ６の処理は本発明の受付ステップの一例である。Ｓ３７、Ｓ５２の処理は、本発明の縁部特定ステップの一例である。

【0039】

上記第一及び第二実施形態のデータ生成プログラム及びシステム９の効果を、第一実施形態の具体例１を主に用いて説明し、具体例２、３の場合及び第二実施形態の場合に同様の効果が得られる場合には説明を適宜省略する。第一及び第二実施形態のデータ生成プログラム及びシステム９によれば、データ生成装置１は、データ生成プログラムを実行することで、三次元製品４０、切削代５６、支柱８１から８８、及び梁１１１、１１２を含む被造形物１２１を、３Ｄプリンタ１１を用いて造形するための三次元造形データを生成できる。支柱８１から８８は、配置条件に従って延伸方向に延び、三次元製品４０に付加された切削代５６に、延伸方向の一端部が連結する。支柱８１から８８は、切削装置１２により切削代５６が三次元製品４０から除去されることで切削代５６と一緒に除去される。このためユーザは、被造形物１２１から三次元製品４０を得るために、被造形物１２１から切削代５６を除去する工程とは別に、支柱８１から８８を除去する工程を設ける必要がない。つまり、データ生成プログラムは、三次元製品６１と、三次元製品６１に連結する支柱８１から８８とを、３Ｄプリンタ１１を用いて造形するための三次元造形データを、支柱８１から８８が三次元製品４０から除去されることを考慮して生成できる。データ生成プログラムは、支柱８１から８８に延伸方向の一端部が切削代５６に連結するように、支柱８１から８８の配置を自動で設定できるので、従来のプログラムに比べユーザの負担を軽減できる。本実施形態のＣＰＵ２は、梁１１１の延設範囲を、梁１１１に接続する支柱８１から８４の延設範囲に基づき設定し、梁１１２の延設範囲を、梁１１２に接続する支柱８５から８８の延設範囲に基づき設定するので、梁１１１、１１２のＺ方向の長さをＹ方向に亘って一定としつつ、Ｚ方向の長さを最小限にできる。これによりデータ生成プログラムは、梁１１１のＺ方向の長さが梁１１１に接続する支柱８１から８４の延設範囲を考慮せずに設定され、梁１１２のＺ方向の長さが梁１１２に接続する支柱８５から８９の延設範囲を考慮せずに設定される場合に比べ、被造形物１２１の造形時間を短縮でき、及び被造形物１２１の材料の使用量を低減できる。

【0040】

データ生成プログラムは、被造形物１２１の内の、切削代５６及び支柱８１から８８の一端部を切削装置１２で切削除去するための三次元切削データを生成する処理（Ｓ２２、Ｓ２４）を実行させるための指示を含む。ＣＰＵ２は、Ｓ２５で三次元造形データと三次元切削データとを出力する（Ｓ２５）。故にデータ生成プログラム及びシステム９は、三次元造形データとは別途三次元切削データを生成するためのユーザの手間を省くことができる。データ生成プログラム及びシステム９は、三次元造形データを生成するのに必要な処理を利用して三次元切削データを生成できるので、三次元造形データとは別途三次元切削データを生成する場合に比べ、三次元切削データを生成する処理を簡単にできる。

【0041】

データ生成プログラムは、三次元製品４０の高さ方向の一方側の被切削面の指定を受け付ける処理を実行させるための指示を含む（Ｓ４、Ｓ６）。Ｓ３１、Ｓ３２では、指定された被切削面に従って、支柱８１から８８の延伸方向、幅方向、及び高さ方向が設定される。データ生成プログラムは、ユーザが被切削面を指定できないプログラムに比べ、ユーザの利便性を向上できる。データ生成プログラムは、被切削面とは別途、支柱８１から８８の延伸方向、幅方向、及び高さ方向を設定するユーザの手間を省くことができる。

【0042】

Ｓ３０で取得される配置条件は、支柱８１から８８の幅方向の長さＱ、支柱８１から８８の高さ方向の長さＨ、及び隣合う支柱の間隔に応じた長さであるピッチＰを含む。故に、データ生成プログラムは、ユーザが配置条件を指定できないプログラムに比べ、支柱８１から８８の配置の自由度を向上できる。本実施形態のＣＰＵ２は、三次元製品６１のＹ方向の中心Ｄを用い、支柱８１から８８の配置を設定するので、Ｙ方向において、支柱８１から８８が偏った位置に配置される可能性を低減できる。

【0043】

データ生成プログラムは、Ｓ３０で取得された配置条件に基づき支柱の幅方向の延設範囲を設定し（Ｓ３２）、三次元製品６１の三次元データに基づき、支柱８１から８８の幅方向の延設範囲内の被切削面の外周縁部６６を特定する（Ｓ３７、Ｓ５２）に実行させるための指示を含む。三次元製品４０に付加された切削代５６の内の特定された被切削面の外周縁部６６に応じた位置に、支柱８１から８８の高さ方向の長さＨだけ延びる支柱８１から８８又は支柱１３１から１３８を設定する（Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ５５、Ｓ５６）。データ生成プログラムは、被切削面の中心部に応じた位置に支柱８１から８８を設定する場合に比べ、支柱８１から８８の延伸方向の長さを短く設定した三次元造形データを生成できる。これによりデータ生成プログラムは、被造形物１２１の造形時間を短縮でき、及び被造形物１２１の材料の使用量を低減できる。

【0044】

データ生成プログラムの外周縁部６６に応じた位置は、支柱８１から８８の延伸方向の一端部の少なくとも一部が外周縁部６６に接した位置である。故にデータ生成プログラムは、支柱８１から８８の延伸方向の一端部が、外周縁部６６から離隔する場合に比べ、支柱８１から８８の延伸方向の長さを短く設定した三次元造形データを生成できる。これによりデータ生成プログラムは、被造形物１２１の造形時間を短縮でき、及び被造形物１２１の材料の使用量を低減できる。

【0045】

Ｓ３７又はＳ５２では、支柱８１から８８の幅方向の延設範囲内の三次元製品６１の三次元データの内の、延伸方向の最大値又は最小値に応じて、切削代５６が付加された三次元製品６１の被切削面の外周縁部６６を特定する。データ生成プログラムは、三次元製品６１の三次元データ全体を走査して三次元製品６１の外周縁部６６を特定する場合に比べて、簡単な処理により切削代５６の内の被切削面の外周縁部６６を特定できる。

【0046】

本発明のデータ生成プログラム及び三次元造形システムは、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更が加えられてもよい。例えば、以下の変形が適宜加えられてもよい。

【0047】

（Ａ）データ生成装置１及びシステム９の構成は適宜変更してよい。データ生成装置１は、三次元製品を表す三次元データに基づき三次元造形データを生成できればよく、専用の装置であってもよいし、汎用の装置であってもよい。システム９は、３Ｄプリンタ１１と、切削装置１２のみを備え、データ生成処理は、３Ｄプリンタ１１及び切削装置１２の少なくとも何れかの制御部により実行されてもよい。

【0048】

（Ｂ）図２のデータ生成処理を実行させるための指令を含むプログラムは、ＣＰＵ２がプログラムを実行するまでに、システム９の記憶機器に記憶されればよい。従って、プログラムの取得方法、取得経路及びプログラムを記憶する機器の各々は、適宜変更してもよい。ＣＰＵ２が実行するプログラムは、ケーブル又は無線通信を介して、他の装置から受信し、フラッシュメモリ等の記憶装置に記憶されてもよい。他の装置は、例えば、ＰＣ、及びネットワーク網を介して接続されるサーバを含む。

【0049】

（Ｃ）システム９で実行される処理の各ステップは、データ生成装置１によって実行される例に限定されず、システム９で実行される処理の一部又は全部は、システム９が有する他の電子機器（例えば、ＡＳＩＣ）によって実行されてもよい。データ生成処理の各ステップは、複数の電子機器（例えば、複数のＣＰＵ）によって分散処理されてもよい。データ生成処理の各ステップは、必要に応じて順序の変更、ステップの省略、及び追加が可能である。データ生成装置１上で稼動しているオペレーティングシステム（ＯＳ）等が、ＣＰＵ２からの指令に基づきデータ生成処理の一部又は全部を行う態様も、本開示の範囲に含まれる。例えば、データ生成処理に以下の変更が適宜加えられてもよい

【0050】

Ｓ２２からＳ２４の少なくとも何れかの処理は、省略されてよいし、データ生成装置１ではなく、切削装置１２で実行されてもよい。例えば、データ生成装置１で、Ｓ２２の処理を実行し、Ｓ２５で生成された三次元造形データ、三次元切削データを切削装置１２に出力してもよい。切削装置１２で、データ生成装置１から出力された三次元造形データ及び三次元切削データに基づき、Ｓ２３、Ｓ２４の処理を実行してもよい。

【0051】

支柱８１から８８、９１から９８、１０１から１０８、１３１から１３８、１４１から１４８、梁１１１から１１６、及び四本の柱７１から７４を設定する処理の少なくとも何れかは、適宜変更されてもよい。Ｓ１２の処理は省略され、四本の柱７１から７４が設定されなくてもよい。この場合、例えば第一実施形態の具体例１で設定される支柱８１から８８の幅方向における、梁１１１、１１２の両端部は、柱７１から７４に連結せず、所定形状に形成されてもよい。支柱８１から８４の高さ方向において、梁１１１の延設範囲は、梁１１１に接続する支柱８１から８４の延設範囲によらず設定されてもよく、例えば、柱７１から７４と同様に三次元製品６１の延設範囲に応じて設定されてもよい。Ｓ３からＳ９の処理の少なくとも何れかは、省略されてもよいし、設定方法が適宜変更されてもよい。Ｓ３０で取得される配置条件は、支柱８１から８８の幅方向の長さ、支柱８１から８８の高さ方向の長さ、及び隣合う支柱８１から８８の間隔の少なくとも何れかを含まなくてもよいし、他の条件を含んでもよい。外周縁部６６の特定方法は適宜変更されてもよい。三次元データを走査して、三次元製品６１の外周面が特定され、外周縁部６６が特定されてもよい。三次元製品４０の三次元データに基づき、外周縁部４１３が特定され、特定された外周縁部４１３と、切削代５６とに基づき外周縁部６６が特定されてもよい。三次元製品６１に対して設定される支柱８１から８８は、三次元製品６１の外周縁部６６に基づき、外周縁部６６から所定距離離隔した位置に配置されてもよい。三次元製品６１に対して設定される支柱８１から８８は、支柱８１から８８の延伸方向の両端部の内、三次元製品６１側の支柱８１から８８の一端部の少なくとも一部が切削代５６に連結していればよく、三次元製品６１の外周縁部６６を特定せずに、配置が決定されてもよい。

【符号の説明】

【0052】

１ ：データ生成装置
２ ：ＣＰＵ
３ ：ＲＯＭ
４ ：ＲＡＭ
５ ：記憶装置
７ ：表示部
８ ：操作部
９ ：三次元造形システム
１０ ：バス
１１ ：３Ｄプリンタ
１２ ：切削装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】