特許 7593490 ３次元プリントデータ生成方法および３次元造形品の製造方法

(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】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】３次元プリントデータ生成方法および３次元造形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/386 20170101AFI20241126BHJP

   B29C 64/112 20170101ALI20241126BHJP

   B29C 64/165 20170101ALI20241126BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20241126BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

B29C64/386

B29C64/112

B29C64/165

B33Y50/02

B33Y10/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023522243

(86)(22)【出願日】2022-02-28

(86)【国際出願番号】 JP2022008361

(87)【国際公開番号】W WO2022244370

(87)【国際公開日】2022-11-24

【審査請求日】2023-10-24

(31)【優先権主張番号】P 2021084006

(32)【優先日】2021-05-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(72)【発明者】

【氏名】濱田 秀

【審査官】岩▲崎▼ 則昌

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－９６４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０２７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５０１０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５０７８３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６４／３８６

Ｂ２９Ｃ ６４／１１２

Ｂ２９Ｃ ６４／１６５

Ｂ３３Ｙ ５０／０２

Ｂ３３Ｙ １０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３次元形状データから、堆積面に材料を堆積するとともに前記堆積面に交差する積層方向に材料を積層する３次元プリントのための複数のスライスデータを含む３次元プリントデータを生成する方法であって、
前記３次元形状データは、複数の３次元形状を有し、
前記複数の３次元形状は、非多様体ではなく、互いに交差せず、互いに異なる材料からなり、
前記方法は、
前記３次元形状データに３次元補間形状を補間して、前記複数の３次元形状および前記３次元補間形状を有する３次元補間形状データを生成する形状補間工程であって、前記３次元補間形状は、前記スライスデータにおける外形を規定するための補間形状であり、前記３次元プリントの前記堆積面における前記複数の３次元形状の最大外形よりも外側に配置され、かつ、前記３次元プリントの前記積層方向における前記複数の３次元形状の最下端から最上端まで連続する形状である、前記形状補間工程と、
前記３次元補間形状データにおいて、前記複数の３次元形状ごとに、前記３次元形状および前記３次元補間形状をスライスして、複数の補間スライスデータを生成するスライス工程と、
前記複数の補間スライスデータから、前記３次元補間形状によって規定される外形情報を残すように前記３次元補間形状を削除して、複数のスライスデータを生成する形状削除工程と、
を含む、３次元プリントデータ生成方法。

【請求項2】

前記３次元補間形状は、前記３次元プリントの前記堆積面における前記複数の３次元形状の最大外形を囲う枠形状である、請求項１に記載の３次元プリントデータ生成方法。

【請求項3】

前記３次元補間形状は、前記３次元プリントの前記堆積面における前記複数の３次元形状の最大外形の対角線上の少なくとも２か所に配置される柱形状である、請求項１に記載の３次元プリントデータ生成方法。

【請求項4】

前記３次元補間形状の内周は、前記複数の３次元形状の最大外形の外周よりも大きい、請求項１～３のいずれか１項に記載の３次元プリントデータ生成方法。

【請求項5】

前記３次元プリントデータは、材料押し出し法、マテリアルジェッティング法、または、バインダージェッティング法を用いる前記３次元プリントのためのデータである、請求項１～４のいずれか１項に記載の３次元プリントデータ生成方法。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の３次元プリントデータ生成方法によって生成された３次元プリントデータを用いて、３次元プリントすることにより、３次元造形品を製造する、３次元造形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元プリントデータ生成方法および３次元造形品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

３次元造形品の製造方法として、種々の方法が知られている。これらの中でも、複数の材料からなる３次元造形品を比較的容易に製造する方法として、材料押し出し法、マテリアルジェッティング法およびバインダージェッティング法が挙げられる。これらの方法では、材料ごとに、堆積面に材料を堆積するとともに、堆積面に交差する積層方向に材料を積層する３次元プリントを行う。

【0003】

３次元造形品を製造する方法では、３次元形状をスライスした複数のスライスデータを３次元プリントデータとして生成することが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１６８６９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、複数の材料からなる３次元造形品を作成する場合には、複数の材料からなる３次元形状データにおいて、材料ごとに３次元形状をスライスした複数のスライスデータを３次元プリントデータとして生成することが考えられる。この場合、材料ごとの３次元形状の外形が異なると、スライスデータの層数またはサイズ（大きさ）が異なってしまう。例えば、３次元プリントの積層方向において、材料ごとの３次元形状の外形が異なると、材料ごとの３次元形状のスライスデータの層数が異なってしまう。一方、３次元プリントの堆積面において、材料ごとの３次元形状の外形が異なると、材料ごとの３次元形状のスライスデータのサイズが異なってしまう。

【0006】

本発明は、スライスデータの層数およびサイズを一致させることができる３次元プリントデータ生成方法および３次元造形品の製造方法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】

本発明に係る３次元プリントデータ生成方法は、３次元形状データから、堆積面に材料を堆積するとともに前記堆積面に交差する積層方向に材料を積層する３次元プリントのための複数のスライスデータを含む３次元プリントデータを生成する方法であって、前記３次元形状データは、複数の３次元形状を有し、前記複数の３次元形状は、非多様体ではなく、互いに交差せず、互いに異なる材料からなる。前記方法は、前記３次元形状データに３次元補間形状を補間して、前記複数の３次元形状および前記３次元補間形状を有する３次元補間形状データを生成する形状補間工程であって、前記３次元補間形状は、前記スライスデータにおける外形を規定するための補間形状であり、前記３次元プリントの前記堆積面における前記複数の３次元形状の最大外形よりも外側に配置され、かつ、前記３次元プリントの前記積層方向における前記複数の３次元形状の最下端から最上端まで連続する形状である、前記形状補間工程と、前記３次元補間形状データにおいて、前記複数の３次元形状ごとに、前記３次元形状および前記３次元補間形状をスライスして、複数の補間スライスデータを生成するスライス工程と、前記複数の補間スライスデータから、前記３次元補間形状によって規定される外形情報を残すように前記３次元補間形状を削除して、複数のスライスデータを生成する形状削除工程と、を含む。

【0008】

本発明に係る３次元造形品の製造方法は、上記の３次元プリントデータ生成方法によって生成された３次元プリントデータを用いて、３次元プリントすることにより、３次元造形品を製造する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、互いに異なる種類の材料のスライスデータの層数またはサイズを一致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係る３次元プリントデータ生成装置の概略構成の一例を示す図である。

【図2】本実施形態に係る３次元プリントデータ生成方法の一例を示すフローチャートである。

【図3A】３次元形状データにおける３次元形状の一例を示す斜視図である。

【図3B】図３Ａに示す３次元形状のＸＹ平面図である。

【図3C】図３Ｂに示す３次元形状のIIIC-IIIC線断面図、すなわちＹＺ断面図である。

【図4A】３次元補間形状データにおける３次元形状および３次元補間形状の一例を示す斜視図である。

【図4B】図４Ａに示す３次元形状および３次元補間形状のＸＹ平面図である。

【図4C】図４Ｂに示す３次元形状および３次元補間形状のIVC-IVC線断面図、すなわちＹＺ断面図である。

【図5A】図４Ａ～図４Ｃに示す３次元補間形状データにおける３次元形状１および３次元補間形状３をＸＹ平面でスライスした補間スライスデータの一例を示す図である。

【図5B】図４Ａ～図４Ｃに示す３次元補間形状データにおける３次元形状２および３次元補間形状３をＸＹ平面でスライスした補間スライスデータの一例を示す図である。

【図6A】図５Ａに示す補間スライスデータに対応するスライスデータの一例を示す図である。

【図6B】図５Ｂに示す補間スライスデータに対応するスライスデータの一例を示す図である。

【図7A】図３Ａ～図３Ｃに示す３次元形状データにおける３次元形状１をＸＹ平面でスライスしたスライスデータの一例を示す図である。

【図7B】図３Ａ～図３Ｃに示す３次元形状データにおける３次元形状２をＸＹ平面でスライスしたスライスデータの一例を示す図である。

【図8A】変形例の３次元補間形状データにおける３次元形状および３次元補間形状のＸＹ平面図である。

【図8B】図８Ａに示す３次元形状および３次元補間形状の側面図、すなわちＹＺ平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

【0012】

図１は、本実施形態に係る３次元プリントデータ生成装置の概略構成の一例を示す図である。図１に示す３次元プリントデータ生成装置１００は、３次元ＣＡＤ（Computer-Aided Design）２００等の３次元形状データ生成装置によって生成された３次元形状データから、３次元プリンタ３００による３次元プリントのための複数のスライスデータを含む３次元プリントデータを生成する。

【0013】

３次元プリンタ３００は、３次元プリントデータ生成装置１００によって生成された３次元プリントデータを用いて、３次元プリントすることにより、３次元造形品を製造する。具体的には、３次元プリンタ３００は、材料ごとに、堆積面に材料を堆積するとともに堆積面に交差する積層方向に材料を積層する３次元プリントを行う。このような３次元プリントの方式としては、材料押し出し法（Fused Deposition Modeling：ＦＤＭ）、マテリアルジェッティング法、または、バインダージェッティング法が挙げられる。

【0014】

図１に示すように、３次元プリントデータ生成装置１００は、入出力部１０１と、データ処理部１０２と、記憶部１０３と、操作部１０４と、表示部１０５とを備える。

【0015】

入出力部１０１は、３ＤＣＡＤ２００からの３次元形状データを入力する。また、入出力部１０１は、データ処理部１０２によって生成された３次元プリントデータを、３次元プリンタ３００へ出力する。入出力部１０１は、例えば公知の有線または無線の通信規格に従う通信インターフェースである。

【0016】

入出力部１０１と３ＤＣＡＤ２００との通信規格としては、特に限定されないが、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）または３Ｇ等の無線通信規格、或いは有線ＬＡＮ等の通信規格が挙げられる。また、入出力部１０１と３次元プリンタ３００との通信規格としては、特に限定されないが、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）または３Ｇ等の無線通信規格、或いは有線ＬＡＮ等の通信規格、更にはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等の所謂近距離の無線通信規格が挙げられる。

【0017】

データ処理部１０２は、３次元形状データにおける３次元形状から、ポリゴンデータおよびスライスデータを生成することにより、３次元プリントデータを生成する。３次元形状データのフォーマットとしては、特に限定されないが、例えばＳＴＥＰ（Standard for the Exchange of Product Model Data）が挙げられる。ポリゴンデータとしては、特に限定されないが、例えばＳＴＬ（Standard Triangulated Language）が挙げれれる。スライスデータとしては、特に限定されないが、画像形式のＢＭＰや数値制御プログラムのＧコードの複数のデータの組み合わせが挙げられる。データ処理部１０２による３次元プリントデータ生成処理の詳細は後述する。

【0018】

データ処理部１０２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の演算プロセッサで構成される。データ処理部１０２の各種機能は、例えば記憶部１０３に格納されたプログラム（アプリケーション）を実行することで実現される。プログラム（アプリケーション）は、ネットワークを介して提供されてもよいし、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read only memory）またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体（computer readable storage medium）１１０に記録されて提供されてもよい。記録媒体１１０としては、一時的でない有形の媒体（non-transitory tangible media）が挙げられる。

【0019】

記憶部１０３は、データ処理部１０２により実行されるプログラム（アプリケーション）またはデータを記憶する。記憶部１０３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、または着脱可能なメモリカード等の記録媒体で構成される。

【0020】

操作部１０４は、ユーザが操作を行う操作部である。操作部１０４は、例えば物理的な操作ボタンを有するキーボードまたはマウス等、或いは仮想的な操作ボタンを有するタッチパネル等、で構成される。

【0021】

表示部１０５は、ユーザに情報を表示する表示部である。表示部１０５は、例えば液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイで構成される。

【0022】

次に、図２を参照して、本実施形態に係る３次元プリントデータ生成装置１００による３次元プリントデータ生成処理の一例について説明する。図２は、本実施形態に係る３次元プリントデータ生成方法の一例を示すフローチャートである。

【0023】

まず、入出力部１０１は、Ｎ種類の材料からなる３次元形状を含む３次元形状データを入力する（Ｎは２以上の整数）（Ｓ１）。３次元形状データは、例えば３次元ＣＡＤ２００で生成されたデータであり、Ｎ種類の材料ごとの３次元形状（例えば、画素情報）を含む。入出力部１０１は、各々の３次元形状に対して、固有の材料の指定を行う。なお、３次元ＣＡＤ２００で生成されたデータのファイル内のメタ情報に材料名が指定されていてもよい。なお、Ｎ種類の３次元形状は、非多様体ではなく、互いに交差しない（すなわち重ならない）ものとする。

【0024】

図３Ａ～図３Ｃを参照して、３次元形状データにおける３次元形状の一例について説明する。図３Ａは、３次元形状データにおける３次元形状の一例を示す斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａに示す３次元形状のＸＹ平面図であり、図３Ｃは、図３Ｂに示す３次元形状のIIIC-IIIC線断面図、すなわちＹＺ断面図である。図３Ａ～図３Ｃ（および後述する図４Ａ～図８Ｂ）には、ＸＹＺ直交座標系が示されている。ＸＹ平面は、３次元プリントにおいて材料を堆積する堆積面（堆積造形面）であり、Ｚ方向は、３次元プリントにおいて材料を積層する積層方向（積層造形方向）である。

【0025】

図３Ａ～図３Ｃの一例では、３次元形状データにおける３次元形状は、異なる材料からなる２つの３次元形状（ソリッドボディ）１と３次元形状（ソリッドボディ）２とを有する。３次元形状１は、Ｚ方向（積層方向）の下端側の領域Ｒ１に配置されており、３次元形状２は、Ｚ方向の上端側の領域Ｒ２に配置されている。すなわち、３次元形状２は、Ｚ方向において３次元形状１上に配置されている。ＸＹ平面において、３次元形状２の外形は、３次元形状１の外形よりも小さい。

【0026】

次に、データ処理部１０２は、３次元形状データに３次元補間形状を補間して、Ｎ種類の３次元形状および３次元補間形状を有する３次元補間形状データを生成する（形状補間工程、Ｓ２）。３次元補間形状データは、上述したＮ種類の材料ごとの３次元形状（例えば、画素情報）と材料情報とに加え、３次元補間形状（例えば、画素情報）を含む。

【0027】

図４Ａ～図４Ｃを参照して、３次元補間形状データにおける３次元形状および３次元補間形状の一例について説明する。図４Ａは、３次元補間形状データにおける３次元形状および３次元補間形状の一例を示す斜視図であり、図４Ｂは、図４Ａに示す３次元形状および３次元補間形状のＸＹ平面図であり、図４Ｃは、図４Ｂに示す３次元形状および３次元補間形状のIVC-IVC線断面図、すなわちＹＺ断面図である。

【0028】

図４Ａ～図４Ｃの一例では、３次元補間形状データにおける３次元形状および３次元補間形状は、上述した２つの３次元形状１，２に加え、３次元補間形状（ソリッドボディ）３を有する。３次元補間形状３は、スライスデータにおける外形Ａを規定するための補間形状である。詳説すれば、３次元補間形状３は、材料ごとの複数のスライスデータにおける、Ｘ方向の最小座標値および最大座標値、および、Ｙ方向の最小座標値および最大座標値（すなわち、スライスデータのサイズ）を揃えるための補間形状である。また、３次元補間形状３は、材料ごとの複数のスライスデータにおける、Ｚ方向の最小座標値および最大座標値（すなわち、スライスデータの層数）を揃えるための補間形状である。

【0029】

３次元補間形状３は、ＸＹ平面（３次元プリントの堆積面）における複数の３次元形状１，２の最大外形よりも外側に配置され、かつ、Ｚ方向（３次元プリントの積層方向）における複数の３次元形状の最下端から最上端まで、すなわち領域Ｒ１および領域Ｒ２に、Ｚ方向に平行に連続する形状である。

【0030】

３次元補間形状３は、ＸＹ平面（３次元プリントの堆積面）における３次元形状１，２の最大外形を囲う枠形状である。３次元補間形状３の内周は、３次元形状１，２の最大外形の外周と同じであってもよい。すなわち、３次元補間形状３の内周面は、３次元形状１，２の最大外形の外周面と接していてもよい。

【0031】

或いは、図４Ａ～図４Ｃに示すように、３次元補間形状３の内周は、３次元形状１，２の最大外形の外周よりも大きくてもよい。すなわち、３次元補間形状３の内周面は、３次元形状１，２の最大外形の外周面と離間していてもよい。３次元補間形状３の内周面と３次元形状１，２の最大外形の外周面との離間間隔は、例えばポリゴンのサイズ（大きさ）に基づいて決定されればよい。これにより、ポリゴンデータを生成する際に、３次元形状１，２と３次元補間形状３との境界におけるポリゴンが、３次元形状１，２と３次元補間形状３との両方の形状に属することを回避することができる。

【0032】

次に、材料の種類数Ｎに関するインクリメント変数ｎを１に設定する（Ｓ３）。次に、ｎ番目の材料の３次元形状と３次元補間形状との複合形状のポリゴンデータを生成する（Ｓ４）。次に、ポリゴンデータにおける３次元形状と３次元補間形状との複合形状を所定の厚さでスライスして、複数の補間スライスデータを作成する（スライス工程、Ｓ５）。このとき、表示部１０５は、ポリゴンデータにおけるポリゴンメッシュの設定値、スライスデータにおける所定の厚さの設定値等の各種設定値の入力画面を表示してもよい、これにより、ユーザは、操作部１０４の操作により、各種設定値を設定することができる。補間スライスデータは、ｎ番目の材料の３次元形状（例えば、画素情報）と３次元補間形状（例えば、画素情報）とを含む。

【0033】

図５Ａを参照して、補間スライスデータの一例について説明する。図５Ａは、図４Ａ～図４Ｃに示す３次元補間形状データにおける３次元形状１および３次元補間形状３をＸＹ平面でスライスした補間スライスデータの一例を示す図である。図５Ａに示すように、補間スライスデータは、Ｚ方向において、３次元補間形状３で規定された外形Ａの層数、すなわち領域Ｒ１および領域Ｒ２の層数で生成される。また、補間スライスデータは、ＸＹ平面において、３次元補間形状３で規定された外形Ａ、すなわちサイズ（大きさ）で生成される。

【0034】

次に、複数の補間スライスデータから、３次元補間形状３によって規定される外形Ａの情報を残すように３次元補間形状３を削除して、ｎ番目の材料の３次元形状の複数のスライスデータ（３次元プリントデータ）を生成する（形状削除工程、Ｓ６）。スライスデータは、ｎ番目の材料の３次元形状（例えば、画素情報）を含む。

【0035】

図６Ａを参照して、スライスデータの一例について説明する。図６Ａは、図５Ａに示す補間スライスデータに対応するスライスデータの一例を示す図である。図６Ａに示すように、スライスデータは、Ｚ方向において、３次元補間形状３で規定された外形Ａの層数、すなわち領域Ｒ１および領域Ｒ２の層数で生成される。また、スライスデータは、ＸＹ平面において、３次元補間形状３で規定された外形Ａ、すなわちサイズ（大きさ）で生成される。

【0036】

次に、インクリメント変数ｎを１増加する（Ｓ７）。次に、インクリメント変数ｎが材料の種類数Ｎを超えたか否かを判断する（Ｓ８）。

【0037】

インクリメント変数ｎが材料の種類数Ｎ以下の場合、ステップＳ４に戻り、上述したステップＳ４～Ｓ８の処理を繰り返す。

【0038】

図５Ｂは、図４Ａ～図４Ｃに示す３次元補間形状データにおける３次元形状２および３次元補間形状３をＸＹ平面でスライスした補間スライスデータの一例を示す図である。図５Ｂに示すように、補間スライスデータは、Ｚ方向において、３次元補間形状３で規定された外形Ａの層数、すなわち領域Ｒ１および領域Ｒ２の層数で生成される。また、補間スライスデータは、ＸＹ平面において、３次元補間形状３で規定された外形Ａ、すなわちサイズで生成される。

【0039】

図６Ｂは、図５Ｂに示す補間スライスデータに対応するスライスデータの一例を示す図である。図６Ｂに示すように、スライスデータは、Ｚ方向において、３次元補間形状３で規定された外形Ａの層数、すなわち領域Ｒ１および領域Ｒ２の層数で生成される。また、スライスデータは、ＸＹ平面において、３次元補間形状３で規定された外形Ａ、すなわちサイズで生成される。

【0040】

このようにして、ステップＳ３～Ｓ８の処理を材料の種類数Ｎだけ繰り返すことにより、スライス工程（Ｓ５）では、３次元補間形状データにおいて、Ｎ種類の３次元形状ごとに、３次元形状および３次元補間形状を同時にスライスして、複数の補間スライスデータを生成し、形状削除工程（Ｓ６）では、複数の補間スライスデータから、３次元補間形状によって規定される外形情報を残すように３次元補間形状を削除して、複数のスライスデータを３次元プリントデータとして生成することとなる。これにより、上述したように、スライスデータは、Ｚ方向において、３次元補間形状３で規定された層数で生成される。また、スライスデータは、ＸＹ平面において、３次元補間形状３で規定されたサイズで生成される。

【0041】

一方、ステップＳ８において、インクリメント変数ｎがＮを超えた場合、３次元プリントデータ生成処理を終了する。

【0042】

ここで、図３Ａ～図３Ｃに示す３次元形状データにおけるＺ方向に重なって配置された２つの３次元形状１，２をそのままスライス処理した場合を考える。この場合、３次元形状１のスライスデータとしては、図７Ａに示すように、Ｚ方向において３次元形状１の領域Ｒ１のみの層数で、かつ、ＸＹ平面において３次元形状１のサイズで生成される。一方、３次元形状２のスライスデータとしては、図７Ｂに示すように、Ｚ方向において３次元形状２の領域Ｒ２のみの層数で、かつ、ＸＹ平面において３次元形状２のサイズで生成される。すると、３次元形状１のスライスデータの層数と３次元形状２のスライスデータの層数とが異なってしまう。また、３次元形状１のスライスデータのサイズと３次元形状２のスライスデータのサイズとが異なってしまう。

【0043】

この点に関し、本実施形態の３次元プリントデータ生成装置１００および３次元プリントデータ生成方法によれば、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、３次元形状１のスライスデータも３次元形状２のスライスデータも、Ｚ方向において、３次元補間形状３で規定された外形Ａの層数、すなわち領域Ｒ１および領域Ｒ２の層数で生成され、かつ、ＸＹ平面において、３次元補間形状３で規定された外形Ａ、すなわちサイズで生成される。これにより、３次元形状１のスライスデータの層数およびサイズと、３次元形状２のスライスデータの層数およびサイズとを一致させることができる。

【0044】

次に、本実施形態に係る３次元造形品の製造方法について説明する。３次元プリンタ３００は、３次元プリントデータ生成装置１００から供給される３次元プリントデータであって、上述した３次元プリントデータ生成方法によって生成された３次元プリントデータを用いて、３次元プリントすることにより、３次元造形品を製造する。具体的には、３次元プリンタ３００は、Ｎ種類の材料ごとに順にＸＹ平面（堆積面）に材料を堆積するとともに、Ｎ種類の材料ごとに順にＺ方向（積層方向）に材料を積層する。例えば、図６Ａおよび図６Ｂの一例に示すように、３次元形状（ソリッドボディ）１および３次元形状（ソリッドボディ）２に材料情報が示す材料をそれぞれ割り当て、３次元プリント（積層造形）する。

【0045】

複数の材料からなる３次元造形品としては、特に限定されないが、例えば導体と絶縁体（誘電体）とが積層された積層セラミック電子部品が挙げられる。上述した３次元プリントデータ生成装置１００および３次元プリントデータ生成方法は、このような積層セラミック電子部品の製造に用いられるスライスデータ（３次元プリントデータ）の生成に好適に適用可能である。

【0046】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更、変形および組み合わせが可能である。例えば、上述した実施形態では、３次元補間形状３として、ＸＹ平面における３次元形状１，２の最大外形を囲う枠形状を例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、例えば３次元補間形状３は、ＸＹ平面における角部の４か所に配置される柱形状であってもよいし、或いは図８Ａおよび図８Ｂに示すように、ＸＹ平面における少なくとも対角線上の角部２か所に配置される柱形状であってもよい。

【0047】

この形態でも、ＸＹ平面における複数の３次元形状１，２の最大外形よりも外側に配置され、かつ、Ｚ方向（３次元プリントの積層方向）における複数の３次元形状の最下端から最上端まで、すなわち領域Ｒ１および領域Ｒ２に、Ｚ方向に平行に連続する形状であれば、図８Ａおよび図８Ｂに破線で示すように、３次元プリントデータにおける外形Ａを規定することができる。詳説すれば、３次元補間形状３は、材料ごとの複数のスライスデータにおける、Ｘ方向の最小座標値および最大座標値、および、Ｙ方向の最小座標値および最大座標値（すなわち、スライスデータのサイズ）を揃えることができる。また、３次元補間形状３は、材料ごとの複数のスライスデータにおける、Ｚ方向の最小座標値および最大座標値（すなわち、スライスデータの層数）を揃えることができる。なお、この変形例のように、３次元補間形状３が、ＸＹ平面における角部の４か所または少なくとも対角線上の角部２か所に配置される柱形状である場合、スライスデータにおけるＸＹ平面の外形Ａは矩形形状である。これに対して、上述した実施形態のように、３次元補間形状３が、ＸＹ平面における３次元形状１，２の最大外形を囲う枠形状であれば、ＸＹ平面の外形Ａが様々な形状のスライスデータに適用可能である。

【0048】

また、上述した実施形態では、ＸＹ平面、ＹＺ平面およびＸＺ平面において矩形形状の３次元形状データの３次元プリントデータを生成する方法について例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、種々の３次元形状データの３次元プリントデータの生成方法にも適用可能である。

【0049】

また、上述した実施形態では、ＸＹ平面に１種類の材料を含む３次元形状データの３次元プリントデータを生成する方法について例示した。しかし、本発明はこれに限定されず、ＸＹ平面に２種類以上の材料を含む形状データの３次元プリントデータの生成方法にも適用可能である。

【符号の説明】

【0050】

１，２ ３次元形状
３ ３次元補間形状
１００ ３次元プリントデータ生成装置
１０１ 入出力部
１０２ データ処理部
１０３ 記憶部
１０４ 操作部
１０５ 表示部
１１０ 記録媒体
２００ ３次元形状データ生成装置
３００ ３次元プリンタ

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】