JP2020062762A - 三次元形状データの生成装置、三次元造形装置、及び三次元形状データの生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ボクセルで表された複数の三次元形状を組み合わせる場合において、組み合わせた後のボクセルの属性をユーザーが１つ１つ設定する手間を無くすことができる。【解決手段】三次元形状データの生成装置は、三次元形状を表す複数のボクセルの各々に、複数の第１の三次元形状を組み合わせた場合のボクセルの属性に関して予め設定された優先度に従って、複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状のボクセルの属性を設定する属性設定部２４を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、三次元形状データの生成装置、三次元造形装置、及び三次元形状データの生成プログラムに関する。

特許文献１には、三次元位置情報を含む三次元形状データで表される三次元形状の保護対象範囲及び編集可能範囲の少なくとも一方を編集制御範囲として設定する範囲設定手段と、前記編集可能範囲を編集する際に、前記保護対象範囲が編集されないように、前記編集可能範囲の編集を制御する制御条件を設定する制御条件設定手段と、を備えた三次元形状データの編集装置が開示されている。

特開２０１８−６７１２８号公報

三次元形状を設計する場合、複数の部品の三次元形状を組み合わせる場合がある。この場合、複数の部品の三次元形状の和、積、差を算出する所謂ブーリアン演算を行う場合が多い。

本発明は、ボクセルで表された複数の三次元形状を組み合わせる場合において、組み合わせた後のボクセルの属性をユーザーが１つ１つ設定する手間を無くすことができる三次元形状データの生成装置、三次元造形装置、及び三次元形状データの生成プログラムを提供することを目的とする。

第１態様に係る三次元形状データの生成装置は、三次元形状を表す複数のボクセルの各々に、複数の第１の三次元形状を組み合わせた場合のボクセルの属性に関して設定された優先度に従って、前記複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状のボクセルの属性を設定する属性設定部を備える。

第２態様に係る三次元形状データの生成装置は、前記属性設定部は、前記複数の第１の三次元形状が重複する重複部分のボクセルについては、前記優先度が高い方の属性を設定する。

第３態様に係る三次元形状データの生成装置は、前記重複部分に設定された優先度を、前記重複部分以外の非重複部分の少なくとも一部のボクセルに設定する第１の優先度設定部を備える。

第４態様に係る三次元形状データの生成装置は、前記属性設定部は、前記重複部分と前記重複部分以外の非重複部分との境界に位置するボクセルについては、前記境界を挟んだ両側のボクセルに設定された属性の中間の属性を設定する。

第５態様に係る三次元形状データの生成装置は、前記第１の三次元形状の中空部分に設定した仮想のボクセルに前記優先度を設定する第２の優先度設定部を備える。

第６態様に係る三次元形状データの生成装置は、前記属性設定部は、前記複数の第１の三次元形状の境界に位置するボクセルについては、前記属性として接着性を有する材料を設定する。

第７態様に係る三次元造形装置は、第１〜第６態様の何れかに記載の三次元形状データの生成装置により生成された三次元形状データに基づいて三次元形状を造形する造形部を備える。

第８態様に係る三次元形状データの生成プログラムは、コンピュータを、第１〜第７６態様の何れかに記載の三次元形状データの生成装置の各部として機能させるための三次元形状データの生成プログラムである。

第１、第７、及び第８態様によれば、ボクセルで表された複数の三次元形状を組み合わせる場合において、組み合わせた後のボクセルの属性をユーザーが１つ１つ設定する手間を無くすことができる、という効果を有する。

第２態様によれば、複数の第１の三次元形状が重複する重複部分のボクセルの属性を、何れかの第１の三次元形状のボクセルに設定された属性に設定する場合と比較して、複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状の機能を意図した機能とすることができる、という効果を有する。

第３態様によれば、重複部分のボクセルの優先度を非重複部分のボクセルに継承することができる、という効果を有する。

第４態様によれば、重複部分と非重複部分との境界で属性が極端に異なるのを抑制することができる、という効果を有する。

第５態様によれば、第１の三次元形状の中空部分に設定した仮想のボクセルに優先度を設定しない場合と比較して、複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状の中空部分を連結することができる、という効果を有する。

第６態様によれば、複数の第１の三次元形状の境界に位置するボクセルに設定する属性について接着性を考慮しない場合と比較して、複数の第１の三次元形状の境界部分の接着性を高めることができる、という効果を有する。

三次元造形システムの構成図である。 三次元形状データの生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 三次元形状データの生成装置の機能構成を示すブロック図である。 ボクセルデータで表された三次元形状の一例を示す図である。 三次元造形装置の構成図である。 三次元形状データの生成プログラムによる処理の流れを示すフローチャートである。 複数の第１の三次元形状の一例を示す図である。 複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状の一例を示す図である。 複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状の一例を示す図である。 複数の第１の三次元形状の各ボクセルに設定された優先度の一例を示す図である。 複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状に設定された優先度の一例を示す図である。 複数の第１の三次元形状の一例を示す図である。 複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状に設定された優先度の一例を示す図である。 複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状に設定された優先度の一例を示す図である。 複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状に設定された優先度の一例を示す図である。 複数の第１の三次元形状の一例を示す図である。 複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状に設定された優先度の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る三次元造形システム１の構成図である。図１に示すように、三次元造形システム１は、三次元形状データの生成装置１０及び三次元造形装置１００を備える。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る三次元形状データの生成装置１０の構成について説明する。

生成装置１０は、例えばパーソナルコンピュータ等で構成され、コントローラ１２を備える。コントローラ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２Ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２Ｃ、不揮発性メモリ１２Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１２Ｅを備える。そして、ＣＰＵ１２Ａ、ＲＯＭ１２Ｂ、ＲＡＭ１２Ｃ、不揮発性メモリ１２Ｄ、及びＩ／Ｏ１２Ｅがバス１２Ｆを介して各々接続されている。

また、Ｉ／Ｏ１２Ｅには、操作部１４、表示部１６、通信部１８、及び記憶部２０が接続されている。

操作部１４は、例えばマウス及びキーボードを含んで構成される。

表示部１６は、例えば液晶ディスプレイ等で構成される。

通信部１８は、三次元造形装置１００等の外部装置とデータ通信を行うためのインターフェースである。

記憶部２０は、ハードディスク等の不揮発性の記憶装置で構成され、後述する三次元形状データの生成プログラム、三次元形状の三次元形状データ（ボクセルデータ）等を記憶する。ＣＰＵ１２Ａは、記憶部２０に記憶された三次元形状データの生成プログラムを読み込んで実行する。

次に、ＣＰＵ１２Ａの機能構成について説明する。

図３に示すように、ＣＰＵ１２Ａは、機能的には、優先度設定部２２及び属性設定部２４を備える。

優先度設定部２２は、三次元形状を表す複数のボクセルの各々に、複数の第１の三次元形状を組み合わせた場合のボクセルの属性に関する優先度を設定する。複数の第１の三次元形状は、例えば第２の三次元形状を構成する複数の部品を表す三次元形状である。なお、優先度設定部２２は、第１の優先度設定部及び第２の優先度設定部の一例である。

属性設定部２４は、優先度設定部２２で設定された優先度に従って、複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状のボクセルの属性を設定する。なお、複数の第１の三次元形状を組み合わせた場合のボクセルの属性に関する優先度は、予め設定されていてもよい。例えば、複数の第１の三次元形状を作成するそれぞれの作成者が予め優先度を設定しても良く、また、第２の三次元形状を作成する作成者が予め優先度を設定してもよい。

図４には、三次元形状を複数のボクセルの集合で表した三次元形状データ（ボクセルデータ）によって表された三次元形状３２を示した。図４に示すように、三次元形状３２は、複数のボクセル３４で構成される。

ここで、ボクセル３４は、三次元形状３２の基本要素であり、例えば直方体が用いられるが、直方体に限らず、球又は円柱等を用いてもよい。ボクセル３４を積み上げることで所望の三次元形状が表現される。

また、各ボクセルには、属性が設定されている。属性は、例えば色、強度、材料、及び質感等のボクセルの性質を表す属性を少なくとも１つ含むが、属性の種類はこれらに限られるものではない。

三次元形状を造形する三次元造形法としては、例えば熱可塑性樹脂を溶かし積層させることで三次元形状を造形する熱溶解積層法（FDM:Fused Deposition Modeling）、粉末状の金属材料にレーザービームを照射し、焼結することで三次元形状を造形するレーザー焼結法（ＳＬＳ法：Selective Laser Sintering）等が適用されるが、他の三次元造形法を用いてもよい。本実施形態では、熱溶解積層法を用いて三次元形状を造形する場合について説明する。

次に、三次元形状データの生成装置１０により生成された三次元形状データを用いて三次元形状を造形する三次元造形装置について説明する。

図５には、本実施の形態に係る三次元造形装置１００の構成を示した。三次元造形装置１００は、熱溶解積層法により三次元形状を造形する装置である。

図５に示すように、三次元造形装置１００は、吐出ヘッド１０２、吐出ヘッド駆動部１０４、造形台１０６、造形台駆動部１０８、取得部１１０、及び制御部１１２を備える。なお、吐出ヘッド１０２、吐出ヘッド駆動部１０４、造形台１０６、及び造形台駆動部１０８は造形部の一例である。

吐出ヘッド１０２は、三次元形状４０を造形するための造形材料を吐出する造形材吐出ヘッドと、サポート材を吐出するサポート材吐出ヘッドと、を含む。サポート材は、三次元形状のオーバーハング部分（「張り出し部分」ともいう）を、造形が完了するまで支持する用途で用いられ、造形完了後に除去される。

吐出ヘッド１０２は、吐出ヘッド駆動部１０４によって駆動され、ＸＹ平面上を二次元に走査される。また、造形材吐出ヘッドは、複数種類の属性（例えば色）の造形材料に対応して複数の吐出ヘッドを備える場合がある。

造形台１０６は、造形台駆動部１０８によって駆動され、Ｚ軸方向に昇降される。

取得部１１０は、三次元形状データの生成装置１０が生成した三次元形状データ及びサポート材データを取得する。

制御部１１２は、取得部１１０が取得した三次元形状データに従って造形材料が吐出されると共に、サポート材データに従ってサポート材が吐出されるように、吐出ヘッド駆動部１０４を駆動して吐出ヘッド１０２を二次元に走査させると共に、吐出ヘッド１０２による造形材料及びサポート材の吐出を制御する。

また、制御部１１２は、各層の造形が終了する毎に、造形台駆動部１０８を駆動して造形台１０６を予め定めた積層間隔分降下させる。これにより、三次元形状データに基づく三次元形状が造形される。

次に、図６を参照して、本実施の形態に係る生成装置１０の作用を説明する。ＣＰＵ１２Ａにより三次元形状データの生成プログラムを実行させることで、図６に示す生成処理が実行される。なお、図６に示す生成処理は、例えば、ユーザーの操作により生成プログラムの実行が指示された場合に実行される。また、本実施形態では、サポート材データの生成処理については説明を省略する。

ステップＳ１００では、組み合わせ対象の複数の第１の三次元形状をユーザーに選択させる。例えば、記憶部２０に様々な種類の第１の三次元形状の三次元形状データを予め記憶しておき、記憶部２０から第１の三次元形状の三次元形状データを読み出して、第１の三次元形状を表示部１６に表示させる。ユーザーは、表示部１６に表示された第１の三次元形状の中から、組み合わせるべき複数の第１の三次元形状を選択する。

本実施形態では、例えば図７に示すように、基板を表す第１の三次元形状５０と、発光ダイオードを表す第１の三次元形状６０と、が選択され、これらを組み合わせる場合について説明する。なお、図７では、説明を簡単にするために、第１の三次元形状５０、６０を、ＸＺ平面における平面図で表している。

第１の三次元形状５０は、基板を表す三次元形状であり、属性として２種類の材料が設定されたボクセル５２、５４で構成されている。ボクセル５２には属性として材料の一種である絶縁体が設定されており、ボクセル５４には属性として材料の一種である導電体が設定されている。

また、第１の三次元形状６０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を表す三次元形状であり、属性として３種類の材料が設定されたボクセル６２、６４、６６で構成されている。ボクセル６２には属性として材料の一種である絶縁体が設定されており、ボクセル６４には属性として材料の一種である導電体が設定されており、ボクセル６６には属性として材料の一種である発光部材が設定されている。

この場合、発光ダイオードを発光させるために、発光ダイオードの導電体と基板の導電体とを接続し、導通させる必要がある。このため、第１の三次元形状５０と第１の三次元形状６０とを組み合わせた場合に重複部分が生じることになるが、重複部分のボクセルの属性をどのように設定するかが問題となる。具体的には、第１の三次元形状５０と第１の三次元形状６０とを組み合わせて第２の三次元形状とするような場合、第１の三次元形状５０と第１の三次元形状６０とが重なり合う部分に位置するボクセルについては、当該ボクセルの属性として、第１の三次元形状５０の当該位置のボクセルに設定されている属性と第１の三次元形状６０の当該位置のボクセルに設定されている属性のうち、どちらの属性を設定すればよいのか分からない。なお、本実施形態では、第１の三次元形状５０と第１の三次元形状６０とを組み合わせる場合、少なくとも重なり合う部分のそれぞれのボクセル同士の任意空間上の座標位置とサイズとを一致させた上で合成するものとしている。ただし、そのようなものに限定されず、重なり合う部分のそれぞれのボクセル同士の任意空間上の座標位置とサイズとを一致させずに重なり合わせてもよい。その場合のボクセルの位置及びサイズの少なくとも一方については、組み合わされるボクセルの一方の属性を用いてもよいし、組み合わされるボクセルの属性の平均値を用いる等してもよい。

図８には、第１の三次元形状６０を構成するボクセル６２、６４、６６に設定された属性を優先して重複部分のボクセルの属性を設定した第２の三次元形状７０Ａを示した。また、図９には、第１の三次元形状５０を構成するボクセル５２、５４に設定された属性を優先して重複部分のボクセルの属性を設定した第２の三次元形状７０Ｂを示した。

図８に示すように、第１の三次元形状６０を構成するボクセル６２、６４、６６に設定された属性を優先して重複部分のボクセルの属性を設定した場合、第１の三次元形状５０の導電体を表すボクセル５４と、第１の三次元形状６０の導電体を表すボクセル６４と、が接続されていない。このため、第２の三次元形状７０Ａは、発光ダイオードの導電体が基板の導電体と導通しないため発光ダイオードを発光させることができない。

また、図９に示すように、第１の三次元形状５０を構成するボクセル５２、５４に設定された属性を優先して重複部分のボクセルの属性を設定した場合、第１の三次元形状６０の導電体を表すボクセル６４が消失してしまうため、第２の三次元形状７０Ｂも発光ダイオードを発光させることができない。

そこで、ステップＳ１０２では、ステップＳ１００で選択した第１の三次元形状５０を構成するボクセル及び第１の三次元形状６０を構成するボクセルの各々に、第１の三次元形状５０、６０を組み合わせた場合のボクセルの属性に関する優先度を設定する。例えばユーザーが操作部１４を操作して第１の三次元形状５０、６０の各ボクセルに優先度を設定する。なお、既に各ボクセルに優先度が設定されている場合はステップＳ１０２の処理を省略してもよい。

なお、第１の三次元形状を構成する全ボクセルに対して優先度を設定するようにしてもよい。例えば、ユーザーが複数の第１の三次元形状から任意の第１の三次元形状を選択して優先度を１度選択すると、選択された優先度が、複数の第１の三次元形状から選択された第１の三次元形状を構成する全てのボクセルに設定されるようにしてもよい。また、第１の三次元形状に対して任意の範囲をユーザーが指定し、指定した範囲内のボクセルに対してユーザーが指定した優先度を一律に設定するようにしてもよい。これにより、優先度を設定する手間が少なくなる。

また、例えば、優先度を「１」〜「５」の５段階とした場合、絶対的な優先度として、優先度「１」〜「５」の何れか１つを設定できるようにしてもよい。また、相対的な優先度として、例えば優先度「Ａ」又は「Ｂ」を設定できるようにしてもよい。例えば、優先度「Ａ」が設定された場合は、組み合わされる第１の三次元形状のうち、値が大きい方の属性を優先させ、優先度「Ｂ」が設定された場合は、組み合わされる第１の三次元形状のうち、値が小さい方の属性を優先させるようにしてもよい。

図１０には、第１の三次元形状５０、６０を構成するボクセルに設定された優先度の一例を示した。ボクセル内の数値が優先度を表す。図１０の例では、優先度が「１」〜「５」までの５段階で設定されており、数値が小さい程優先度が高いことを表す。すなわち、優先度「１」が最も優先度が高く、優先度「５」が最も優先度が低いことを表す。なお、図１０の例では優先度を５段階としたが、これに限られるものでない。

また、図１０の例では、第１の三次元形状５０の導電体と第１の三次元形状６０の導電体とが接続されるように、第１の三次元形状５０の導電体を表すボクセル５４と、第１の三次元形状６０の導電体を表すボクセル６４と、の優先度を各々設定している。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で優先度を設定した第１の三次元形状５０、６０を組み合わせる。例えば、ユーザーは、操作部１４を操作して、図１１に示すように、発光ダイオードが基板に挿入された状態となるように第１の三次元形状５０、６０を組み合わせ、第２の三次元形状７０を生成する。

ステップＳ１０６では、ステップＳ１０２で設定された第１の三次元形状５０、６０の優先度に従って、第１の三次元形状５０、６０を組み合わせた第２の三次元形状７０を構成する各ボクセルの属性を設定する。

具体的には、図１１に示すように、第１の三次元形状５０、６０が重複する重複部分７２のボクセルについては、第１の三次元形状５０、６０の各ボクセルに設定された優先度のうち、優先度が高い方のボクセルの属性を設定する。また、重複部分７２以外の非重複部分の第１の三次元形状５０、６０のボクセルについては、各ボクセルに設定されていた属性がそのまま設定される。これにより、図１１に示すように、発光ダイオードの２つの導電体の各々が基板の導電体に接続されるように、重複部分７２のボクセルの属性が設定される。このため、発光ダイオードが発光するように第１の三次元形状５０、６０を組み合わせた第２の三次元形状７０のボクセルデータが生成される。

ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６で生成した第２の三次元形状７０のボクセルデータを記憶部２０に記憶する。

三次元造形装置１００の取得部１１０は、三次元形状データの生成装置１０が生成した三次元形状データ及びサポート材データを取得する。また、制御部１１２は、取得部１１０が取得した三次元形状データ及びサポート材データに従って造形材料及びサポート材が吐出されるように、吐出ヘッド駆動部１０４を駆動して吐出ヘッド１０２を二次元に走査させると共に、吐出ヘッド１０２による造形材料及びサポート材の吐出を制御する。これにより、第１の三次元形状５０、６０を組み合わせた第２の三次元形状７０が造形される。

このように、本実施形態では、第１の三次元形状５０、６０を構成する各ボクセルに優先度を設定し、設定した優先度に従って、第１の三次元形状５０、６０を組み合わせた第２の三次元形状７０を構成する各ボクセルの属性を設定する。このため、第２の三次元形状７０を構成するボクセルの属性をユーザーが１つ１つ設定する手間が無くなる。

なお、本実施形態では、第１の三次元形状５０、６０が重複する重複部分７２のボクセルについては、第１の三次元形状５０、６０に各ボクセルに設定された優先度のうち、優先度が高い方のボクセルの属性を設定する場合について説明したが、これに限らず、重複部分に設定された優先度を、重複部分以外の非重複部分の少なくとも一部のボクセルに設定するようにしてもよい。

例えば、図１２に示すように、第１の三次元形状７４、７６を組み合わせる場合に、第１の三次元形状７４、７６の各ボクセルに属性として強度が設定されている場合について説明する。強度は「強」、「中」、「弱」の３段階に設定可能とする。ここでは、第１の三次元形状７４の各ボクセル７４Ａには属性として強度「強」が設定され、第１の三次元形状７６の各ボクセル７６Ａには属性として強度「弱」が設定されているものとする。なお、第１の三次元形状７４の各ボクセルには最も高い優先度「１」が設定され、第１の三次元形状７６の各ボクセル７６Ａには優先度「１」よりも低い優先度「２」が設定されているとする。

この場合、図１３に示すように、第１の三次元形状７４、７６を組み合わせた第２の三次元形状７８では、第１の三次元形状７４、７６の重複部分８０のボクセルの優先度は「１」となる。このため、重複部分８０のボクセルの属性は第１の三次元形状７４のボクセル７４Ａに設定された「強」に設定される。ここで、図１４に示すように、第１の三次元形状７６の重複部分８０以外の非重複部分のボクセル７６Ａのうち一部のボクセル７６Ａ１の優先度を、重複部分８０のボクセルに設定した優先度と同じ優先度「１」を設定してもよい。これにより、ボクセル７６Ａ１の属性は、重複部分８０のボクセルの属性と同じ強度「強」に設定される。また、非重複部分の全てのボクセル７６Ａに重複部分８０のボクセルに設定した優先度と同じ優先度「１」を設定してもよい。

また、図１５に示すように、重複部分８０と非重複部分との境界８２に位置するボクセル、例えば境界８２を挟んだ両側のボクセル７４Ａ２、７６Ａ２については、ボクセル７４Ａ２、７６Ａ２に設定された属性の中間の属性、すなわち強度「中」を設定するようにしてもよい。

また、重複部分８０のボクセルのうち、第１の三次元形状７４と第１の三次元形状７６との境界に位置するボクセルついては、属性として接着性を有する材料を設定してもよい。例えば、図１５に示すように、重複部分８０のボクセルのうち、境界８２に位置するボクセル７４Ａ２、７６Ａ２の少なくとも一方については、属性として接着性を有する材料を設定してもよい。

また、第１の三次元形状に中空部分が存在し、中空部分に仮想のボクセルが設定されている場合には、仮想のボクセルに優先度を設定するようにしてもよい。

例えば水道管のように、中空部分を有する複数の第１の三次元形状を組み合わせる場合について説明する。図１６に示すように、水道管を構成するボクセル９０Ａと、水道管の中空部分に設定された仮想のボクセル９２Ａと、を含む第１の三次元形状９４Ａと、水道管を構成するボクセル９０Ｂと、水道管の中空部分に設定された仮想のボクセル９２Ｂと、を含む第１の三次元形状９４Ｂと、を組み合わせる場合、仮想のボクセル９２Ａ、９２Ｂにも優先度を設定する。図１６の例では、仮想のボクセル９２Ａには優先度「３」が設定され、仮想のボクセル９２Ｂには優先度「２」が設定されている。

これにより、図１７に示すように、第１の三次元形状９４、９６を組み合わせた第２の三次元形状９８は、中空部分が連結された三次元形状となり、水が通るようになる。

以上、各実施形態を用いて本発明について説明したが、本発明は各実施形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、本実施形態では、１つのボクセルの属性として設定できるものは、同一種類の属性に対しては１つとして説明した。例えば、１つのボクセルに対しては、属性として１つの材料が設定された場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１つのボクセルに対して、同一種類の属性を複数定義できるようにしておいてもよい。その場合、同一種類の複数の属性の中で優先順位を定めておき、基本的には優先順位の高い方の属性に基づいて表示部１６への表示制御を行ったり、優先順位の高い方の属性に基づいて三次元造形装置１００による造形処理を行ったりする。ただし、複数の第１の三次元形状を組み合わせた後でも、優先順位の低い方の属性に基づいて表示部１６への表示制御を行ったり、優先順位の低い方の属性に基づいて三次元造形装置１００による造形処理が行われるように、ユーザーが指示できるようにしてもよい。

また、本実施形態では、優先度の設定をユーザーが手動で行うものとして説明したが、これに限られず、手動に代えて自動で行われるものとしてもよい。自動で優先度の設定を行う場合、第１の三次元形状を組み合わせる前又は第１の三次元形状を組み合わせた後等に必要な箇所を自動的に特定して優先度が設定される。これにより、優先度の設定の手間が省かれる。

例えば、図１４に示される、第１の三次元形状７６の重複部分８０以外の非重複部分のボクセル７６Ａのうち一部のボクセル７６Ａ１を優先度設定部２２が自動的に特定するようにしてもよい。この場合、凸部となる側の第１の三次元形状の接触部分のボクセルを予め定めた階層分だけ特定するように定めておき、自動的に特定されるようにする。図１４の場合、非重複部分のボクセル７６Ａのうち１層分のボクセル７６Ａ１の優先度として、重複部分８０のボクセルに設定した優先度と同じ優先度「１」を優先度設定部２２が自動的に設定する。

また、例えば、図１５に示す重複部分８０と非重複部分との境界８２に位置するボクセルである境界８２を挟んだ両側のボクセル７４Ａ２、７６Ａ２を、優先度設定部２２が自動的に特定し、ボクセル７４Ａ２、７６Ａ２に設定された属性の中間の属性、すなわち強度「中」を属性設定部２４が自動的に設定してもよい。

また、例えば、図１６に示すように、水道管を構成するボクセル９０Ａと、水道管の中空部分に設定された仮想のボクセル９２Ａと、を含む第１の三次元形状９４Ａと、水道管を構成するボクセル９０Ｂと、水道管の中空部分に設定された仮想のボクセル９２Ｂと、を含む第１の三次元形状９４Ｂと、を組み合わせる場合、仮想のボクセルであるボクセル９２Ａとボクセル９２Ｂとを自動的に特定するようにしてもよい。この場合、特定されたボクセルが連続する方向又は形状等に基づいて、予め定義づけされた優先度のルールに従って、ボクセル９２Ａには優先度「３」が自動的に設定され、ボクセル９２Ｂには優先度「２」が自動的に設定されるようにしてもよい。例えば、仮想ボクセルが連続してなる形状が直線形状である場合は、優先度「３」を、仮想ボクセルが連続してなる形状が一部で屈折している場合は優先度「２」を設定するようにルール化しておく。そして、優先度設定部２２がルールを参照し、参照したルールに従って優先度を設定すればよい。

また、本実施形態では、三次元形状データを生成する生成装置１０と三次元形状データに基づいて三次元形状を造形する三次元造形装置１００とが別個の構成の場合について説明したが、三次元造形装置１００が生成装置１０の機能を備えた構成としてもよい。

すなわち、三次元造形装置１００の取得部１１０がボクセルデータを取得し、制御部１１２が図６の生成処理を実行して三次元形状データを生成してもよい。

また、例えば、図６に示した三次元形状データの生成処理をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアで実現するようにしてもよい。この場合、ソフトウエアで実現する場合に比べて、処理の高速化が図られる。

また、各実施形態では、三次元形状データの生成プログラムが記憶部２０にインストールされている形態を説明したが、これに限定されるものではない。本実施形態に係る三次元形状データの生成プログラムを、コンピュータ読取可能な記憶媒体に記録した形態で提供してもよい。例えば、本発明に係る三次元形状データの生成プログラムを、ＣＤ(Compact Disc)−ＲＯＭ及びＤＶＤ(Digital Versatile Disc)−ＲＯＭ等の光ディスクに記録した形態、若しくはＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ及びメモリカード等の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。また、本実施形態に係る三次元形状データの生成プログラムを、通信部１８に接続された通信回線を介して外部装置から取得するようにしてもよい。

１０ 生成装置
１２ コントローラ
２０ 記憶部
２２ 優先度設定部
２４ 属性設定部
５０、６０、７４、７６、９４Ａ、９４Ｂ 第１の三次元形状
５２、５４、６２、６４、６６ ボクセル
７０、７８、９８ 第２の三次元形状
７２、８０ 重複部分
１００ 三次元造形装置

Claims (8)

1. 三次元形状を表す複数のボクセルの各々に、複数の第１の三次元形状を組み合わせた場合のボクセルの属性に関して設定された優先度に従って、前記複数の第１の三次元形状を組み合わせた第２の三次元形状のボクセルの属性を設定する属性設定部
   を備えた三次元形状データの生成装置。
2. 前記属性設定部は、前記複数の第１の三次元形状が重複する重複部分のボクセルについては、前記優先度が高い方の属性を設定する
   請求項１記載の三次元形状データの生成装置。
3. 前記重複部分に設定された優先度を、前記重複部分以外の非重複部分の少なくとも一部のボクセルに設定する第１の優先度設定部
   を備えた請求項２記載の三次元形状データの生成装置。
4. 前記属性設定部は、前記重複部分と前記重複部分以外の非重複部分との境界に位置するボクセルについては、前記境界を挟んだ両側のボクセルに設定された属性の中間の属性を設定する
   請求項２又は請求項３記載の三次元形状データの生成装置。
5. 前記第１の三次元形状の中空部分に設定した仮想のボクセルに前記優先度を設定する第２の優先度設定部
   を備えた請求項１〜４の何れか１項に記載の三次元形状データの生成装置。
6. 前記属性設定部は、前記複数の第１の三次元形状の境界に位置するボクセルについては、前記属性として接着性を有する材料を設定する
   請求項１〜５の何れか１項に記載の三次元形状データの生成装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の三次元形状データの生成装置により生成された三次元形状データに基づいて三次元形状を造形する造形部
   を備えた三次元造形装置。
8. コンピュータを、請求項１〜６の何れか１項に記載の三次元形状データの生成装置の各部として機能させるための三次元形状データの生成プログラム。