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立体物製造装置、立体物製造方法及びプログラム

国内特許コード P180014867
整理番号 S2016-0844-N0
掲載日 2018年4月19日
出願番号 特願2016-137857
公開番号 特開2018-008403
出願日 平成28年7月12日(2016.7.12)
公開日 平成30年1月18日(2018.1.18)
発明者
  • 田中 浩也
出願人
  • 学校法人慶應義塾
発明の名称 立体物製造装置、立体物製造方法及びプログラム
発明の概要 【課題】3Dプリンタによる製造物の品質評価をより適切に行うこと。
【解決手段】立体物製造装置1は、立体物造形部20と、画像取得制御部112によって制御される撮像部223と、造形物評価部115とを備えている。立体物造形部20は、立体物の形状を表す3次元形状データに基づいて、立体物を構成する積層要素を積層することにより当該立体物を造形する。撮像部223は、画像取得制御部112の制御によって、立体物造形部20によって造形されている立体物の積層部分の形状を表すデータを取得する。造形物評価部115は、撮像部223によって取得された立体物の積層部分の形状を表すデータと、当該積層部分に対応する3次元形状データとを対応付けることにより、当該立体物の品質を示す品質情報を生成する。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


近年、立体物を製造可能ないわゆる3Dプリンタが普及しつつある。
3Dプリンタによれば、物の表面のみならず、複雑な内部構造を印刷し、造形することが可能である。
なお、このような3Dプリンティングに関する技術は、例えば特許文献1に記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、立体物製造装置、立体物製造方法及びプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
立体物の形状を表す3次元形状データに基づいて、前記立体物を構成する積層要素を積層することにより当該立体物を造形する立体物造形手段と、
前記立体物造形手段によって造形されている前記立体物の積層部分の形状を表すデータを取得する形状取得手段と、
前記形状取得手段によって取得された前記立体物の積層部分の形状を表すデータと、当該積層部分に対応する前記3次元形状データとを対応付けることにより、当該立体物の品質を示す品質情報を生成する品質情報生成手段と、
を備えることを特徴とする立体物製造装置。

【請求項2】
前記形状取得手段は、前記立体物造形手段によって造形された前記立体物全体の形状を表すデータを取得し、
前記品質情報生成手段は、前記形状取得手段によって取得された前記立体物全体の形状を表すデータと、当該立体物全体の前記3次元形状データとを対応付けることにより、前記品質情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の立体物製造装置。

【請求項3】
前記形状取得手段は、前記立体物の前記形状を表すデータとして前記立体物の少なくとも一部における3次元形状を特定可能な画像を取得することを特徴とする請求項1または2に記載の立体物製造装置。

【請求項4】
前記形状取得手段は、前記立体物造形手段が前記積層要素を造形する際に、予め設定された取得タイミングとなった場合、前記積層部分の形状を表すデータを取得することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項5】
前記品質情報生成手段は、前記形状取得手段によって取得された前記立体物の積層部分の形状を表すデータと、前記3次元形状データとを比較した結果に基づいて、前記品質情報を生成することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項6】
前記品質情報生成手段は、前記形状取得手段によって取得された前記立体物の積層部分の形状を表すデータに基づいて、当該立体物の積層部分を表すボクセルデータを生成し、生成した当該ボクセルデータを、前記立体物造形手段が当該立体物の積層部分を造形するために使用したボクセルデータと比較した結果に基づいて、前記品質情報を生成することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項7】
前記形状取得手段は、複数方向から平面画像を撮像することにより前記立体物の積層部分の形状を表すデータとして複数の画像を取得し、取得した画像を合成することにより、前記立体物の形状を示す3次元画像を生成することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項8】
前記形状取得手段は、レーザによって前記立体物を走査することにより、前記立体物の形状を取得する3次元レーザスキャナを含むことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項9】
前記形状取得手段は、X線発生器とX線検出器とを備え、CT画像を撮像するCTスキャナを含むことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項10】
前記形状取得手段は、赤外線画像を撮像するサーモグラフィカメラを含むことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項11】
前記形状取得手段は、前記立体物に接触する接触子によって前記立体物の積層部分の形状を表すデータを取得する形状測定装置を含むことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項12】
前記立体物造形手段は、前記立体物の積層部分の品質が基準よりも低下した場合、前記立体物の積層を停止することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項13】
前記品質情報生成手段は、前記立体物の積層部分の前記品質情報に基づいて、当該積層部分以降の前記立体物を造形するためのデータを補正することを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項14】
前記品質情報生成手段は、前記立体物の積層部分の前記品質情報に基づいて、造形を継続した場合に発生する可能性のあるエラーを予測することを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項15】
前記立体物の前記品質情報には、当該立体物の高さの誤差、当該立体物の幅の誤差、当該立体物に発生している捩れの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の立体物製造装置。

【請求項16】
立体物製造装置が実行する立体物製造方法であって、
立体物の形状を表す3次元形状データに基づいて、前記立体物を構成する積層要素を積層することにより当該立体物を造形する立体物造形ステップと、
前記立体物造形ステップにおいて造形されている前記立体物の積層部分の形状を表すデータを取得する形状取得ステップと、
前記形状取得ステップにおいて取得された前記立体物の積層部分の形状を表すデータと、当該積層部分に対応する前記3次元形状データとを対応付けることにより、当該立体物の品質を示す品質情報を生成する品質情報生成ステップと、
を含むことを特徴とする立体物製造方法。

【請求項17】
立体物製造装置を制御するコンピュータに、
立体物の形状を表す3次元形状データに基づいて、前記立体物を構成する積層要素を積層することにより当該立体物を造形する立体物造形制御機能と、
前記立体物造形制御機能によって造形されている前記立体物の積層部分の形状を表すデータを取得する形状取得制御機能と、
前記形状取得制御機能によって取得された前記立体物の積層部分の形状を表すデータと、当該積層部分に対応する前記3次元形状データとを対応付けることにより、当該立体物の品質を示す品質情報を生成する品質情報生成機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。

【請求項18】
コンピュータに、
立体物の形状を表す3次元形状データに基づいて前記立体物を構成する積層要素が立体物製造装置において積層されている際の積層部分の形状を表すデータと、当該積層部分に対応する前記3次元形状データとに基づいて、当該積層部分の品質を評価する品質評価機能を実現させることを特徴とするプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016137857thum.jpg
出願権利状態 公開
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