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JP2024008192A - Three-dimensional object manufacturing method and program - Google Patents

Three-dimensional object manufacturing method and program Download PDF

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JP2024008192A
JP2024008192A JP2022109846A JP2022109846A JP2024008192A JP 2024008192 A JP2024008192 A JP 2024008192A JP 2022109846 A JP2022109846 A JP 2022109846A JP 2022109846 A JP2022109846 A JP 2022109846A JP 2024008192 A JP2024008192 A JP 2024008192A
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forming
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manufacturing
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JP2022109846A
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Japanese (ja)
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与希 有田
Yoshiki Arita
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
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Abstract

To provide a manufacturing method for forming a three-dimensional molding object having a good skin touch feeling surface by relaxing irregular rough feeling on the surface of the three-dimensional molding object formed of powder as a molding material, and to provide the three-dimensional molding object formed by the manufacturing method.SOLUTION: A manufacturing method for forming a three-dimensional molding object 10 according to the present invention includes the steps of: receiving three-dimensional data of the three-dimensional molding object 10; specifying a surface to be a surface of the three-dimensional molding object 10 in the received three-dimensional data; adding shape data for forming a predetermined pattern by repeatedly arranging three-dimensional shapes on the specified surface to the three-dimensional data; and forming the three-dimensional molding object 10 using the molding material based on the three-dimensional data to which the shape data is added.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、粉末を造形材料として三次元造形物を形成する製造方法、およびプログラムに関する。 The present disclosure relates to a manufacturing method and program for forming a three-dimensional structure using powder as a modeling material.

近年、様々な方式で三次元造形物(以下、単に造形物ともいう)を形成する3Dプリンタが開発されている。具体的に、三次元造形法として、例えば、材料押出堆積法(FDM: Fused Deposition Modeling/FFF: Fused Filament Fabrication)、粉末焼結積層造形法(SLS: Selective Laser Sintering/SLM: Selective Laser Melting)、光造形法(レーザ方式/SLA: Stereo Lithography Apparatus)などがある。 In recent years, 3D printers that form three-dimensional objects (hereinafter also simply referred to as objects) using various methods have been developed. Specifically, three-dimensional manufacturing methods include, for example, material extrusion deposition method (FDM: Fused Deposition Modeling / FFF: Fused Filament Fabrication), powder sintering additive manufacturing method (SLS: Selective Laser Sintering / SLM: Selective Laser Melting), Examples include stereolithography (laser method/SLA: Stereo Lithography Apparatus).

様々な三次元造形法の中で、粉末焼結積層造形法は、例えば、金属の粉末にレーザを照射して焼結層を形成する処理を繰り返すことで、複数の焼結層が一体化した造形物を形成する方式であり、特開2013-163829号公報(特許文献1)などに開示がある。粉末焼結積層造形法で形成した造形物は、異方性が少なく、強度が優れている。しかし、粉末焼結積層造形法は造形速度が遅いため、造形物を形成するコストに問題があった。当該問題を解消するため、造形材料の粉末を焼結するのでなく、粉末に溶融促進剤を加え熱で融合することにより造形速度を速めた造形方式(例えば、ヒューレット・パッカード社のHP Multi Jet Fusion(登録商標))が開発されている。 Among various three-dimensional manufacturing methods, powder sintering additive manufacturing is a method that integrates multiple sintered layers by repeating the process of irradiating metal powder with a laser to form a sintered layer. This is a method of forming a shaped object, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-163829 (Patent Document 1). Modeled objects formed by powder sintering additive manufacturing have less anisotropy and are superior in strength. However, since the powder sintering additive manufacturing method has a slow manufacturing speed, there has been a problem in the cost of forming a shaped object. In order to solve this problem, instead of sintering the powder of the modeling material, a manufacturing method that increases the manufacturing speed by adding a melting accelerator to the powder and fusing it with heat (for example, Hewlett-Packard's HP Multi Jet Fusion) (registered trademark)) has been developed.

特開2013-163829号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-163829

粉末焼結積層造形法や、粉末に溶融促進剤を加え熱で融合する造形方式など、粉末を造形材料とする造形法で三次元造形物を形成する製造方法は、形成した造形物の異方性が少なく、強度も優れている利点を有している。しかし、造形材料が粉末であるため、形成した造形物の表面に不規則なザラザラした肌触りが残ってしまう欠点があった。当該欠点を改善する方法として、例えば、形成した造形物の表面を研磨する方法や、形成した造形物の表面を塗装する方法が考えられるが、何れの方法であっても製造コストが増加することになる。さらに、3Dプリンタは、その特徴から自由に、複雑な形状の造形物を形成することができるため、その造形物の表面を研磨や塗装することが困難な場合があった。 Manufacturing methods that use powder as a modeling material to form three-dimensional objects, such as powder sintering additive manufacturing and modeling methods that add a melting accelerator to powder and fuse it with heat, are capable of producing anisotropic objects. It has the advantages of low strength and excellent strength. However, since the modeling material is a powder, there is a drawback that an irregular, rough texture remains on the surface of the formed object. Possible methods to improve this drawback include, for example, polishing the surface of the formed object or painting the surface of the formed object, but either method increases manufacturing costs. become. Furthermore, since 3D printers can freely form objects with complex shapes due to their characteristics, it is sometimes difficult to polish or paint the surfaces of the objects.

本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、粉末を造形材料として形成した三次元造形物の表面の不規則なザラザラした感じを緩和し、肌触りの良い表面を有する三次元造形物を形成する製造方法、およびプログラムを提供することである。 The present disclosure has been made in order to solve such problems, and provides a three-dimensional model that has a surface that is comfortable to the touch and alleviates the irregular roughness of the surface of a three-dimensional model formed using powder as a modeling material. The purpose of the present invention is to provide a manufacturing method and a program for forming objects.

本開示の三次元造形物を形成する製造方法は、粉末を造形材料として三次元造形物を形成する製造方法である。当該製造方法は、三次元造形物の三次元データを受け付ける工程と、受け付けた三次元データにおいて三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定する工程と、特定した面に所定のパターンを形成する形状データを三次元データに追加する工程と、形状データを追加した三次元データに基づき、造形材料を用いて三次元造形物を形成する工程と、を含む。 A manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to the present disclosure is a manufacturing method for forming a three-dimensional structure using powder as a modeling material. The manufacturing method includes a step of receiving three-dimensional data of a three-dimensional structure, and a step of identifying, in the received three-dimensional data, a surface of the three-dimensional structure that forms a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged. a step of adding shape data for forming a predetermined pattern on the identified surface to the three-dimensional data; a step of forming a three-dimensional object using a modeling material based on the three-dimensional data to which the shape data has been added; including.

本開示の三次元造形物を形成する別の製造方法は、粉末を造形材料として三次元造形物を形成する製造方法である。当該製造方法は、三次元造形物の三次元データを受け付ける工程と、受け付けた三次元データに基づき、造形材料を用いて三次元造形物を形成する工程と、受け付けた三次元データにおいて三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定する工程と、特定した面に所定のパターンを形成する工程と、を含む。 Another manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to the present disclosure is a manufacturing method for forming a three-dimensional structure using powder as a modeling material. The manufacturing method includes a step of receiving 3D data of a 3D object, a step of forming the 3D object using a modeling material based on the received 3D data, and a step of forming the 3D object using the received 3D data. The method includes the steps of identifying, on the surface of an object, a surface on which a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged is formed, and a step of forming a predetermined pattern on the identified surface.

本開示のプログラムは、粉末の造形材料を用いて三次元造形物を形成する製造装置で受け付ける三次元データを変換するプロセッサで実行されるプログラムである。当該プログラムは、三次元造形物の三次元データを受け付けるステップと、受け付けた三次元データにおいて三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定するステップと、特定した面に所定のパターンを形成する形状データを三次元データに追加するステップと、を含む。 The program of the present disclosure is a program executed by a processor that converts three-dimensional data received by a manufacturing device that forms a three-dimensional object using powdered modeling material. The program includes a step of receiving 3D data of a 3D object, and a step of identifying, in the received 3D data, a surface of the 3D object that forms a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged. , adding shape data for forming a predetermined pattern on the identified surface to the three-dimensional data.

本開示の別のプログラムは、粉末の造形材料を用いて三次元造形物を形成する製造装置を制御するプロセッサで実行されるプログラムである。当該プログラムは、三次元造形物の三次元データを受け付けるステップと、受け付けた三次元データに基づき、造形材料を用いて三次元造形物を形成するステップと、を含む。三次元造形物を形成するステップは、三次元データにおいて三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定するステップと、特定した面に所定のパターンを形成するステップと、を含む。 Another program of the present disclosure is a program executed by a processor that controls a manufacturing device that forms a three-dimensional structure using powdered modeling material. The program includes a step of receiving three-dimensional data of a three-dimensional structure, and a step of forming the three-dimensional structure using a modeling material based on the received three-dimensional data. The step of forming a three-dimensional object includes the steps of identifying, in the three-dimensional data, a surface of the three-dimensional object that forms a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged, and a step of forming a predetermined pattern on the identified surface. forming.

上記の製造方法で形成された三次元造形物は、表面の不規則なザラザラした感じが緩和され、肌触りの良い表面を有している。 The three-dimensional structure formed by the above manufacturing method has a surface that is soft to the touch, with less irregular roughness.

実施の形態に従う三次元造形物の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a three-dimensional structure according to an embodiment. 実施の形態に従う三次元造形物を形成する製造装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a manufacturing apparatus for forming a three-dimensional structure according to an embodiment. 実施の形態に従う三次元造形物を形成する製造装置の制御部のブロック図である。It is a block diagram of the control part of the manufacturing device which forms a three-dimensional structure according to an embodiment. 実施の形態に従う三次元造形物を形成する製造装置に入力する三次元データを変換する方法を説明するフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a method of converting three-dimensional data input to a manufacturing apparatus for forming a three-dimensional structure according to an embodiment. 実施の形態に従う三次元造形物を形成する製造方法を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to an embodiment. 三次元造形物の表面に形成される異なる立体形状を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing different three-dimensional shapes formed on the surface of a three-dimensional structure. 三次元造形物の表面に形成されるさらに異なる立体形状を示す図である。It is a figure which shows the still different three-dimensional shape formed on the surface of a three-dimensional structure. 変形例に従う三次元造形物の概略図である。It is a schematic diagram of a three-dimensional structure according to a modification. 三次元造形物を形成する製造方法の変形例を説明するための図である。It is a figure for explaining the modification of the manufacturing method of forming a three-dimensional structure. 変形例に係る三次元造形物を形成する製造方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the manufacturing method of forming the three-dimensional structure based on a modification.

以下、実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are attached to the same or corresponding parts in the drawings, and the description thereof will not be repeated.

[三次元造形物]
図1は、実施の形態に従う三次元造形物10の概略図である。図1に示す三次元造形物10は、粉末を造形材料として3Dプリンタで形成した造形物である。三次元造形物10は、説明を簡単にするため形状を直方体としている。しかし、本来3Dプリンタは、その特徴から自由に、複雑な形状の造形物を形成することができるため、三次元造形物10の形状は直方体に限定されない。造形材料には、ポリプロピレン、ポリアミドなどの樹脂粉末、アルミニウム、鉄などの金属粉末などを用いる。
[Three-dimensional object]
FIG. 1 is a schematic diagram of a three-dimensional structure 10 according to an embodiment. A three-dimensional structure 10 shown in FIG. 1 is a structure formed using a 3D printer using powder as a modeling material. The three-dimensional structure 10 has a rectangular parallelepiped shape for ease of explanation. However, since a 3D printer is originally capable of freely forming a complex-shaped object due to its characteristics, the shape of the three-dimensional object 10 is not limited to a rectangular parallelepiped. The modeling materials used include resin powders such as polypropylene and polyamide, and metal powders such as aluminum and iron.

三次元造形物10は、造形材料に粉末を用いて、例えば、粉末焼結積層造形法で形成する。そのため、設計上、三次元造形物10の表面2を平面とした場合でも、造形材料の粉末に起因する不規則なザラザラした肌触りが残ってしまう。そこで、実施の形態では、三次元造形物10の表面2となる面に、立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを形成してある。図1に示す三次元造形物10では、6面すべての表面2に立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンが形成してある。所定のパターンは、例えば、図1に示すように立体形状2aをマトリクス状に規則的に繰り返し並べたパターンである。 The three-dimensional structure 10 is formed using powder as a modeling material, for example, by a powder sintering additive manufacturing method. Therefore, even if the surface 2 of the three-dimensional structure 10 is designed to be flat, an irregular rough texture remains due to the powder of the modeling material. Therefore, in the embodiment, a predetermined pattern in which three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged is formed on the surface 2 of the three-dimensional structure 10. In the three-dimensional structure 10 shown in FIG. 1, a predetermined pattern in which three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged is formed on all six surfaces 2. The predetermined pattern is, for example, a pattern in which three-dimensional shapes 2a are regularly and repeatedly arranged in a matrix, as shown in FIG.

三次元造形物10の表面2に、立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを形成しておくことで、造形材料の粉末に起因する不規則な凹凸よりも、繰り返し並べた立体形状2aの形状の方が、人の手で表面2を触ったときの感触として支配的になる。そのため、人が三次元造形物10の表面2に形成された所定のパターンを触った場合、三次元造形物10の表面2の不規則なザラザラした感じが緩和され、肌触りの良い表面であると感じられる。ここで、人の手で表面2を触ったときに所定のパターンが人の手の感触として支配的になるには、たとえば、指先で立体形状2aを同時に2つ以上触れる必要がある。 By forming a predetermined pattern in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged on the surface 2 of the three-dimensional structure 10, the shape of the three-dimensional shapes 2a that are repeatedly arranged is better than the irregular unevenness caused by the powder of the modeling material. is the dominant feeling when touching the surface 2 with a human hand. Therefore, when a person touches the predetermined pattern formed on the surface 2 of the three-dimensional structure 10, the irregular roughness of the surface 2 of the three-dimensional structure 10 is alleviated, and the surface feels nice to the touch. felt. Here, in order for the predetermined pattern to become dominant as the feel of a person's hand when touching the surface 2 with a person's hand, for example, it is necessary to simultaneously touch two or more three-dimensional shapes 2a with a fingertip.

具体的に、指の直径は、指輪のサイズなどから一般的な人で約13mm~約22mmであることが知られている。例えば、指の直径が18mmであれば、この間に繰り返し並べた2つの立体形状2aを含めるには、立体形状2aの一辺の長さを6mm以下にする必要がある。つまり、立体形状2aの一辺の長さは、指の直径の1/3以下であればよい。 Specifically, it is known that the diameter of an average person's finger is about 13 mm to about 22 mm, based on the size of a ring. For example, if the diameter of the finger is 18 mm, the length of one side of the three-dimensional shape 2a needs to be 6 mm or less in order to include the two three-dimensional shapes 2a arranged repeatedly between them. That is, the length of one side of the three-dimensional shape 2a may be 1/3 or less of the diameter of the finger.

一方、粉末を造形材料とする3Dプリンタでは、造形材料の粒子径より小さい単位で立体形状2aを形成できないので、立体形状2aの一辺の長さは、造形材料の粒子径以上であればよい。ここで、造形材料の粒子径は、体積分布または個数分布における平均粒子径であっても、モード径、メジアン径、任意%粒子径などであってもよい。 On the other hand, in a 3D printer that uses powder as a modeling material, the three-dimensional shape 2a cannot be formed in units smaller than the particle diameter of the modeling material, so the length of one side of the three-dimensional shape 2a only needs to be equal to or greater than the particle diameter of the modeling material. Here, the particle diameter of the modeling material may be an average particle diameter in volume distribution or number distribution, or may be a mode diameter, a median diameter, an arbitrary % particle diameter, or the like.

具体的に、図1に示す立体形状2aは、例えば、表面2に形成された円柱状の溝である。粉末の平均粒子径(以下、単に粒子径ともいう)が約50μmの場合、立体形状2aの大きさは、直径が約250μm、深さが約250μmである。ここでは、立体形状2aの大きさを、造形材料の粒子径の5倍としたが、指の直径の1/3以下であれば、人の手で表面2を触ったときの感触は、立体形状2aに基づく形状の方がより支配的になると考えられる。例えば、指の直径22mmとした場合、指の直径の1/3は約7.3mmとなり、造形材料の粒子径の約150倍である。粉末を造形材料として3Dプリンタにおける立体形状2aの作りやすさを考慮すると、立体形状の大きさは、造形材料の粒子径の5倍以上~150倍以下であることが好ましい。 Specifically, the three-dimensional shape 2a shown in FIG. 1 is, for example, a cylindrical groove formed on the surface 2. When the average particle size (hereinafter also simply referred to as particle size) of the powder is about 50 μm, the three-dimensional shape 2a has a diameter of about 250 μm and a depth of about 250 μm. Here, the size of the three-dimensional shape 2a was set to five times the particle diameter of the modeling material, but if it is 1/3 or less of the diameter of a finger, the feeling when touching the surface 2 with a human hand is It is thought that the shape based on shape 2a is more dominant. For example, if the diameter of the finger is 22 mm, 1/3 of the finger diameter is about 7.3 mm, which is about 150 times the particle size of the modeling material. Considering the ease with which the three-dimensional shape 2a can be produced using a 3D printer using powder as a modeling material, the size of the three-dimensional shape is preferably from 5 times to 150 times the particle diameter of the modeling material.

立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを三次元造形物10の表面2に形成する工程は、ユーザが形成しようとしている三次元造形物10の本体を形成する工程と同じ造形法(例えば、粉末焼結積層造形法)で行われる。そのため、三次元造形物10の表面2に所定のパターンを形成するために、当該表面2を研磨したり、塗装したりする必要がなく、製造コストを増加させることがない。また、同じ造形法で形成するため、三次元造形物10の完成後に表面を研磨や塗装するような困難な作業は生じない。 The process of forming a predetermined pattern in which three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged on the surface 2 of the three-dimensional structure 10 is performed using the same modeling method (for example, powder This is done using sintering additive manufacturing method). Therefore, in order to form a predetermined pattern on the surface 2 of the three-dimensional structure 10, there is no need to polish or paint the surface 2, and the manufacturing cost does not increase. Moreover, since they are formed using the same modeling method, difficult work such as polishing or painting the surface after the three-dimensional structure 10 is completed does not occur.

立体形状2aは、表面2が彫られたような円柱状の溝に限定されず、逆に表面2から突き出た円柱状の突起であってもよい。また、表面2に形成されるパターンは、全て円柱状の溝である立体形状2aが複数並べられたパターンでも、全て円柱状の突起である立体形状2aが複数並べられたパターンでも、円柱状の溝である立体形状2aと円柱状の突起である立体形状2aとが混在して複数並べられたパターンでもよい。 The three-dimensional shape 2a is not limited to a cylindrical groove carved into the surface 2, but may instead be a cylindrical protrusion protruding from the surface 2. Furthermore, the pattern formed on the surface 2 may be a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2a, which are all cylindrical grooves, are lined up, or a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2a, which are all cylindrical protrusions, are lined up. It may be a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2a, which are grooves, and three-dimensional shapes 2a, which are cylindrical projections, are mixed and arranged.

[三次元造形物の製造装置]
次に、三次元造形物10を形成するための製造装置について、図を用いて説明する。図2は、実施の形態に従う三次元造形物を形成する製造装置の概略図である。図2に示す製造装置は、粉末焼結積層造形装置の一例である。
[Manufacturing equipment for three-dimensional objects]
Next, a manufacturing apparatus for forming the three-dimensional structure 10 will be explained using the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram of a manufacturing apparatus for forming a three-dimensional structure according to an embodiment. The manufacturing apparatus shown in FIG. 2 is an example of a powder sintering additive manufacturing apparatus.

粉末焼結積層造形装置50は、造形材料の粉末20を造形領域7に供給するローラ3(またはブレード)、造形領域7に設置した粉末20を焼結または溶融させ積層を接合するレーザ光源4、造形領域7においてレーザ光6を高速で動かすためのガルバノミラー5を含む。また、粉末焼結積層造形装置50は、受け付けた三次元造形物の三次元データを変換したり、ローラ3やレーザ光源4などを制御したりする制御部30を含む。 The powder sintering additive manufacturing apparatus 50 includes a roller 3 (or blade) that supplies powder 20 of the modeling material to the modeling area 7, a laser light source 4 that sinters or melts the powder 20 placed in the modeling area 7 and joins the layers, It includes a galvanometer mirror 5 for moving the laser beam 6 at high speed in the modeling region 7. Further, the powder sintering additive manufacturing apparatus 50 includes a control unit 30 that converts the three-dimensional data of the received three-dimensional structure, controls the roller 3, the laser light source 4, and the like.

また、粉末焼結積層造形装置50は、三次元造形物10を造形する造形領域7、当該造形領域7の両側に配置される粉末20を保管する保管領域を有する容器8、造形領域7の粉末20を上下方向に動作させるためのピストン11、保管領域の粉末20を上下方向に動作させるためのピストン12を含む。図示していないが、粉末焼結積層造形装置50は、ヒータを含み、当該ヒータにより、造形領域7および保管領域を高温に保持する。なお、粉末20を保管する保管領域の温度は、造形領域7の温度以下としておくことが好ましい。 The powder sintering additive manufacturing apparatus 50 also includes a modeling area 7 for printing the three-dimensional object 10, a container 8 having a storage area for storing the powder 20 disposed on both sides of the printing area 7, and a container 8 for storing the powder 20 in the printing area 7. It includes a piston 11 for vertically moving the powder 20, and a piston 12 for vertically moving the powder 20 in the storage area. Although not shown, the powder sintering layered manufacturing apparatus 50 includes a heater, and the heater maintains the modeling area 7 and the storage area at a high temperature. Note that the temperature of the storage area where the powder 20 is stored is preferably lower than the temperature of the modeling area 7.

粉末焼結積層造形装置50では、まず、ローラ3で保管領域の粉末20を造形領域7に押し広げて、粉末20をレーザ光6で焼結または溶融させ、それらを繰り返し行うことで三次元造形物10を形成する。ローラ3で押し広げた粉末20の積層厚は、熱分解が起こさない程度の数百μm以下とする。 In the powder sintering additive manufacturing apparatus 50, first, the powder 20 in the storage area is spread over the modeling area 7 using the roller 3, the powder 20 is sintered or melted with the laser beam 6, and this process is repeated to create three-dimensional modeling. Object 10 is formed. The layered thickness of the powder 20 spread out by the roller 3 is set to several hundreds of micrometers or less to the extent that thermal decomposition does not occur.

粉末焼結積層造形装置50では、上記の処理を繰り返し行った結果、三次元造形物10が粉末20の中に埋もれた状態となる。その粉末20の中から三次元造形物10を取り出した後に、ブラスト処理などで三次元造形物10から粉末20を剥離することで三次元造形物10が完成する。 In the powder sintering layered manufacturing apparatus 50, as a result of repeatedly performing the above processing, the three-dimensional structure 10 is buried in the powder 20. After taking out the three-dimensional structure 10 from the powder 20, the three-dimensional structure 10 is completed by peeling the powder 20 from the three-dimensional structure 10 by blasting or the like.

粉末焼結積層造形装置50では、装置内の制御部30またはネットワークなどで接続されたコンピュータにおいて三次元造形物10を3DCADでモデル化し、当該モデルに基づいて、各層ごとにレーザ照射の照射条件(例えばレーザパワー、レーザ走査速度、レーザピッチ、照射方向および照射回数)などの処理手順を設定する。 In the powder sintering additive manufacturing apparatus 50, the three-dimensional object 10 is modeled using 3D CAD in the control unit 30 within the apparatus or a computer connected via a network, and based on the model, the irradiation conditions for laser irradiation ( For example, processing procedures such as laser power, laser scanning speed, laser pitch, irradiation direction, and number of irradiations are set.

この処理手順には、三次元造形物10の表面に立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを形成することも含まれている。三次元造形物10の設計者は、三次元造形物10の表面の処理手順に意識することなく、粉末焼結積層造形装置50が受け付けた三次元造形物10の三次元データに対して、自動で三次元造形物10の表面に立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを付加した三次元造形物10の三次元データに変換する。もちろん、設計者が、三次元造形物10の表面に立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを形成する必要がないと判断すれば、粉末焼結積層造形装置50において三次元造形物10の三次元データを変換しないように設定することはできる。 This processing procedure also includes forming a predetermined pattern in which three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged on the surface of the three-dimensional structure 10. The designer of the 3D object 10 automatically processes the 3D data of the 3D object 10 received by the powder sintering additive manufacturing apparatus 50 without being aware of the surface processing procedure of the 3D object 10. Then, the surface of the three-dimensional structure 10 is converted into three-dimensional data of the three-dimensional structure 10 with a predetermined pattern in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged. Of course, if the designer determines that it is not necessary to form a predetermined pattern in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged on the surface of the three-dimensional model 10, the powder sintering layered manufacturing apparatus 50 You can set it so that the original data is not converted.

図3は、実施の形態に従う三次元造形物を形成する製造装置の制御部のブロック図である。制御部30で実行されるプログラムにより、受け付けた三次元造形物10の三次元データが、三次元造形物10の表面に立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを形成した三次元造形物10の三次元データに変換される。制御部30、プロセッサ302と、メインメモリ304と、入力部306と、出力部308と、ストレージ310と、外部ドライブ312、通信コントローラ320とを含む。これらのコンポーネントは、プロセッサバス318を介して接続されている。 FIG. 3 is a block diagram of a control unit of a manufacturing apparatus for forming a three-dimensional structure according to an embodiment. A program executed by the control unit 30 allows the received three-dimensional data of the three-dimensional structure 10 to be used to create a three-dimensional structure 10 in which a predetermined pattern in which three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged on the surface of the three-dimensional structure 10 is formed. Converted to three-dimensional data. It includes a control section 30, a processor 302, a main memory 304, an input section 306, an output section 308, a storage 310, an external drive 312, and a communication controller 320. These components are connected via processor bus 318.

プロセッサ302は、CPUやGPUなどで構成され、ストレージ310に記憶されたプログラム(一例として、OS3102およびプログラム3104)を読出して、メインメモリ304に展開して実行することができる。プロセッサ302では、入力部306で受け付けた三次元造形物10の三次元データに対して、データ変換を行うプログラム3104が実行される。 The processor 302 is configured with a CPU, a GPU, or the like, and can read programs (for example, the OS 3102 and the program 3104) stored in the storage 310, expand them to the main memory 304, and execute them. The processor 302 executes a program 3104 that performs data conversion on the three-dimensional data of the three-dimensional structure 10 received by the input unit 306.

メインメモリ304は、DRAMやSRAMなどの揮発性記憶装置などで構成される。ストレージ310は、例えば、HDDやSSDなどの不揮発性記憶装置などで構成される。 The main memory 304 is composed of a volatile storage device such as DRAM or SRAM. The storage 310 is composed of, for example, a nonvolatile storage device such as an HDD or an SSD.

ストレージ310には、基本的な機能を実現するためのOS3102に加えて、データ変換を行うプログラム3104などが記憶される。すなわち、プログラム3104は、受け付けた三次元造形物10の三次元データを、三次元造形物10の表面に立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを形成した三次元造形物10の三次元データに変換する。 In addition to the OS 3102 for realizing basic functions, the storage 310 stores a program 3104 for converting data, and the like. That is, the program 3104 converts the received three-dimensional data of the three-dimensional structure 10 into three-dimensional data of the three-dimensional structure 10 in which a predetermined pattern in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged on the surface of the three-dimensional structure 10 is formed. Convert.

入力部306は、キーボードやマウスなどで構成され、ユーザからの操作をさらに受け付けることができる。入力部306は、例えば、使用する粉末の平均粒子径の情報、複数のパターンにおいて立体形状2aのサイズを変えながら何度か試作した結果に基づきユーザが選択した情報などを入力することができる。出力部308は、変換した三次元データに基づいて、ローラ3やレーザ光源4などを制御する制御信号を出力する。また、出力部308は、変換した三次元データ、立体形状2aの形状、パターンなどを、粉末焼結積層造形装置50に接続されたディスプレイなどを出力する。 The input unit 306 includes a keyboard, a mouse, and the like, and can further receive operations from the user. The input unit 306 can input, for example, information on the average particle diameter of the powder to be used, information selected by the user based on the results of trial production several times while changing the size of the three-dimensional shape 2a in a plurality of patterns, and the like. The output unit 308 outputs control signals for controlling the roller 3, laser light source 4, etc. based on the converted three-dimensional data. Further, the output unit 308 outputs the converted three-dimensional data, the shape of the three-dimensional shape 2a, the pattern, etc. to a display connected to the powder sintering additive manufacturing apparatus 50, etc.

ユーザは、三次元造形物10の表面に形成するパターンの立体形状2aのサイズや形状などを変更して何度か試作を行い、手触りなどを評価して、最適なパターンを粉末焼結積層造形装置50で選択することができる。また、ユーザは、使用する粉末の粒子そのものによるランダムな凹凸よりも形成したパターンによる凹凸の方が触感として支配的となるパターンが粉末焼結積層造形装置50にあらかじめ設定されており、ユーザは設定されたパターンの中から、種々の立体形状2aのサイズや形状を設定することができる。 The user performs trial production several times by changing the size and shape of the three-dimensional shape 2a of the pattern to be formed on the surface of the three-dimensional object 10, evaluates the feel, etc., and selects the optimal pattern by powder sintering and additive manufacturing. The selection can be made on the device 50. In addition, the user can preset a pattern in the powder sintering additive manufacturing apparatus 50 in which the unevenness due to the formed pattern is more dominant in terms of tactile sensation than the random unevenness due to the particles of the powder used. It is possible to set various sizes and shapes of the three-dimensional shape 2a from among the patterns created.

制御部30は、外部ドライブ312を有しており、コンピュータが読取可能なプログラムを記憶した記録媒体(例えば、DVD(Digital Versatile Disc)などの光学記録媒体、USBメモリ)から、その中に記憶されたプログラムが読取られてストレージ310などにインストールしてもよい。通信コントローラ320は、有線通信または無線通信を用いて、他の装置などとの間で信号を遣り取りする。粉末焼結積層造形装置50は、データサーバなどとの間で通信コントローラ320を介してデータの遣り取りを行ったりしてもよい。 The control unit 30 has an external drive 312, which stores data from a recording medium (for example, an optical recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc), a USB memory) in which a computer-readable program is stored. The program may be read and installed in the storage 310 or the like. The communication controller 320 exchanges signals with other devices using wired or wireless communication. The powder sintering additive manufacturing apparatus 50 may exchange data with a data server or the like via the communication controller 320.

制御部30で実行されるプログラム3104などは、コンピュータ読取可能な記録媒体を介してインストールされてもよいが、ネットワーク上のサーバ装置などからダウンロードする形でインストールするようにしてもよい。また、制御部30が提供する機能は、OSが提供するモジュールの一部を利用する形で実現される場合もある。 The program 3104 and the like executed by the control unit 30 may be installed via a computer-readable recording medium, or may be installed by downloading from a server device on a network. Further, the functions provided by the control unit 30 may be realized by using part of the modules provided by the OS.

次に、粉末焼結積層造形装置50が受け付けた三次元造形物10の三次元データに対して、自動で三次元造形物10の表面に立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを付加した三次元造形物10の三次元データに変換する処理について詳しく説明する。図4は、実施の形態に従う三次元造形物を形成する製造装置に入力する三次元データを変換する方法を説明するフローチャートである。まず、制御部30は、三次元造形物10の三次元データを受け付ける(ステップS101)。 Next, the three-dimensional data of the three-dimensional model 10 received by the powder sintering additive manufacturing apparatus 50 is automatically added to a predetermined pattern in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged on the surface of the three-dimensional model 10. The process of converting the original object 10 into three-dimensional data will be described in detail. FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for converting three-dimensional data input to a manufacturing apparatus for forming a three-dimensional object according to the embodiment. First, the control unit 30 receives three-dimensional data of the three-dimensional structure 10 (step S101).

次に、制御部30は、使用する粉末の平均粒子径の情報、複数のパターンにおいて立体形状2aのサイズを変えながら何度か試作した結果に基づきユーザが選択した情報などの入力を受け付けたか否かを判断する(ステップS102)。なお、制御部30は、ユーザが選択した情報を入力することで、ユーザの好みの立体形状2aのサイズを選択でき、造形材料の粒子そのものによるランダムな凹凸よりも、立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンが人の手の感触として支配的になる種々のパターンや立体形状2aのサイズを設定することができる。また、制御部30は、造形材料の粒子径の情報、およびユーザが選択した立体形状2aの情報のうち少なくとも一方の情報に基づいてパターンを決定することができればよい。 Next, the control unit 30 receives input information such as information on the average particle diameter of the powder to be used and information selected by the user based on the results of several trial productions while changing the size of the three-dimensional shape 2a in a plurality of patterns. (Step S102). In addition, the control unit 30 can select the size of the three-dimensional shape 2a of the user's preference by inputting the information selected by the user. It is possible to set various patterns and sizes of the three-dimensional shape 2a in which a predetermined pattern becomes dominant as a feel of the human hand. Further, the control unit 30 only needs to be able to determine the pattern based on at least one of information on the particle diameter of the modeling material and information on the three-dimensional shape 2a selected by the user.

粒子径の情報、ユーザが選択した情報などを受け付けた場合(ステップS102でYES)、制御部30は、受け付けた情報に基づき、三次元造形物10の表面に形成するパターンを決定する(ステップS103)。粒子径の情報、ユーザが選択した情報などを受け付けていない場合(ステップS102でNO)、制御部30は、処理をステップS102に戻し、情報の入力を待つ。もちろん、制御部30は、粒子径の情報、ユーザが選択した情報などが所定時間入力されない場合、三次元造形物10の表面に形成するパターンをデフォルトのパターンとしてもよい。 When the information on the particle size, the information selected by the user, etc. is received (YES in step S102), the control unit 30 determines a pattern to be formed on the surface of the three-dimensional structure 10 based on the received information (step S103). ). If particle size information, information selected by the user, etc. is not received (NO in step S102), the control unit 30 returns the process to step S102 and waits for information to be input. Of course, the control unit 30 may set the pattern formed on the surface of the three-dimensional structure 10 as the default pattern if the particle size information, user-selected information, etc. are not input for a predetermined period of time.

次に、制御部30は、受け付けた三次元データにおいて三次元造形物10の表面2のうち、立体形状2aを繰り返し並べたパターンを形成する面を特定する(ステップS104)。ステップS104で特定する面は、制御部30が受け付けた三次元データから自動で特定してもよいし、受け付けた三次元データをディスプレイなどに表示させてユーザが手動で特定してもよい。また、ステップS104で特定する面は、三次元造形物10の表面2のすべての面でもよいし、他の三次元造形物と接する面以外の面(最終製品で表面になる面)でもよい。もちろん、最終製品で表面になる面であっても、意匠性を優先して立体形状2aを繰り返し並べたパターンを形成しないのであれば、ステップS104で当該面を特定しなくてもよい。なお、意匠性を優先して立体形状2aを繰り返し並べたパターンを形成しない面は、ユーザが手動で特定することになる。 Next, the control unit 30 specifies, in the received three-dimensional data, a surface on the surface 2 of the three-dimensional structure 10 that forms a pattern in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged (step S104). The surface to be identified in step S104 may be automatically identified from the three-dimensional data received by the control unit 30, or may be manually identified by the user by displaying the received three-dimensional data on a display or the like. Further, the surfaces specified in step S104 may be all surfaces of the front surface 2 of the three-dimensional structure 10, or may be surfaces other than the surfaces that come into contact with other three-dimensional structures (surfaces that will become the surfaces of the final product). Of course, even if it is a surface that will become the surface of the final product, if a pattern in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged is not formed, giving priority to design, the surface does not need to be specified in step S104. It should be noted that the user manually specifies the surface on which a pattern in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged is not formed, giving priority to design.

制御部30は、特定した面に決定したパターンで立体形状2aを繰り返し並べた形状データを追加した三次元データに変換する(ステップS105)。制御部30は、変換して三次元データを粉末焼結積層造形装置50側に出力する(ステップS104)。粉末焼結積層造形装置50は、変換して三次元データに基づき、表面2となる面に、立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを形成した三次元造形物10を形成する。 The control unit 30 converts the shape data in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged in the determined pattern on the specified surface into three-dimensional data (step S105). The control unit 30 converts and outputs the three-dimensional data to the powder sintering additive manufacturing apparatus 50 (step S104). The powder sintering additive manufacturing apparatus 50 forms a three-dimensional structure 10 in which a predetermined pattern in which three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged is formed on the surface 2 based on the converted three-dimensional data.

[三次元造形物の製造方法]
次に、三次元造形物10を形成するための製造方法について、図を用いて説明する。図5は、実施の形態に従う三次元造形物10を形成する製造方法を説明するための図である。図5では、粉末焼結積層造形法を用いて三次元造形物10を形成する製造方法について説明する。
[Method for manufacturing three-dimensional objects]
Next, a manufacturing method for forming the three-dimensional structure 10 will be explained using the drawings. FIG. 5 is a diagram for explaining a manufacturing method for forming the three-dimensional structure 10 according to the embodiment. In FIG. 5, a manufacturing method for forming a three-dimensional structure 10 using a powder sintering additive manufacturing method will be described.

まず、図5(a)に示すように、ローラ3で粉末20を造形領域に設置する。次に、図5(b)に示すように、三次元造形物10の表面となる部分を形成するため、円柱状の突起である立体形状2aを規則的に繰り返し並べたパターン形成する。具体的に、立体形状2aを形成する部分の粉末20に対してレーザ光6を照射するようにガルバノミラー5を駆動し、レーザ光6を照射した部分の粉末20を焼結させる。 First, as shown in FIG. 5(a), the powder 20 is placed in the modeling area using the roller 3. Next, as shown in FIG. 5(b), in order to form a portion that will become the surface of the three-dimensional structure 10, a pattern is formed in which three-dimensional shapes 2a, which are cylindrical projections, are regularly and repeatedly arranged. Specifically, the galvanometer mirror 5 is driven so as to irradiate the laser beam 6 onto the powder 20 in the portion forming the three-dimensional shape 2a, and the portion of the powder 20 irradiated with the laser beam 6 is sintered.

さらに、図5(c)に示すように、立体形状2aの一部を形成した造形領域に、ローラ3で粉末20を設置する。ローラ3で粉末20を造形領域に設置し、レーザ光6を照射して粉末20を焼結させる処理を来る返すことで、立体形状2aが形成され、さらに、図5(d)に示すように三次元造形物10の一部が形成される。 Furthermore, as shown in FIG. 5(c), the powder 20 is placed with the roller 3 in the modeling area where a part of the three-dimensional shape 2a is formed. By placing the powder 20 in the modeling area with the roller 3 and repeating the process of irradiating the powder 20 with the laser beam 6 and sintering the powder 20, the three-dimensional shape 2a is formed, and further, as shown in FIG. 5(d), A part of the three-dimensional structure 10 is formed.

また、図5(e)に示すように、三次元造形物10の一部を形成した造形領域に、ローラ3で粉末20を設置する。ローラ3で粉末20を造形領域に設置し、レーザ光6を照射して粉末20を焼結させる処理を来る返すことで、図5(f)に示すように三次元造形物10が完成する。 Further, as shown in FIG. 5(e), the powder 20 is placed with the roller 3 in the modeling area where a part of the three-dimensional structure 10 is formed. By repeating the process of setting the powder 20 in the modeling area with the roller 3 and sintering the powder 20 by irradiating the laser beam 6, the three-dimensional structure 10 is completed as shown in FIG. 5(f).

[表面のパターン]
図1に示す三次元造形物10では、円柱状の溝である立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンが表面2に形成されると説明した。しかし、三次元造形物10の表面に形成される立体形状は、円柱状の溝に限定されない。図6は、三次元造形物10の表面に形成される異なる立体形状を示す図である。
[Surface pattern]
It has been explained that in the three-dimensional structure 10 shown in FIG. 1, a predetermined pattern in which three-dimensional shapes 2a, which are cylindrical grooves, are repeatedly arranged is formed on the surface 2. However, the three-dimensional shape formed on the surface of the three-dimensional structure 10 is not limited to a cylindrical groove. FIG. 6 is a diagram showing different three-dimensional shapes formed on the surface of the three-dimensional structure 10.

図6(a)に示すパターンは、三角柱状の溝である立体形状2bをマトリクス状に規則的に繰り返し並べたパターンである。具体的に、図6(a)に示す立体形状2bの大きさは、例えば、粉末の粒子が約50μmの場合、一辺の長さが約250μm、深さが約250μmである。 The pattern shown in FIG. 6A is a pattern in which three-dimensional shapes 2b, which are triangular prism-shaped grooves, are regularly and repeatedly arranged in a matrix. Specifically, the size of the three-dimensional shape 2b shown in FIG. 6(a) is, for example, when the powder particles are about 50 μm, the length of one side is about 250 μm, and the depth is about 250 μm.

立体形状2bは、表面2が彫られたような三角柱状の溝に限定されず、逆に表面2から突き出た三角柱状の突起であってもよい。また、表面2に形成されるパターンは、全て三角柱状の溝である立体形状2bが複数並べられたパターンでも、全て三角柱状の突起である立体形状2bが複数並べられたパターンでも、三角柱状の溝である立体形状2bと三角柱状の突起である立体形状2bとが混在して複数並べられたパターンでもよい。 The three-dimensional shape 2b is not limited to a triangular prism-shaped groove carved on the surface 2, but may instead be a triangular prism-shaped protrusion protruding from the surface 2. Furthermore, the pattern formed on the surface 2 may be a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2b, which are all triangular prism-shaped grooves, are lined up, or a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2b, which are all triangular prism-shaped protrusions, are lined up. It may be a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2b, which are grooves, and three-dimensional shapes 2b, which are triangular prism-shaped protrusions, are mixed and arranged.

図6(b)に示すパターンは、立方体の一部が埋め込まれたような溝である立体形状2cをマトリクス状に規則的に繰り返し並べたパターンである。具体的に、図6(b)に示す立体形状2cの大きさは、例えば、粉末の粒子が約50μmの場合、一辺の長さが約250μmである。 The pattern shown in FIG. 6(b) is a pattern in which three-dimensional shapes 2c, which are grooves in which a part of a cube is embedded, are regularly and repeatedly arranged in a matrix. Specifically, the size of the three-dimensional shape 2c shown in FIG. 6(b) is, for example, when the powder particles are about 50 μm, the length of one side is about 250 μm.

立体形状2cは、表面2が彫られたような溝に限定されず、逆に表面2から立方体の一部が突き出たような突起であってもよい。また、表面2に形成されるパターンは、全て溝である立体形状2cが複数並べられたパターンでも、全て突起である立体形状2cが複数並べられたパターンでも、溝である立体形状2cと突起である立体形状2cとが混在して複数並べられたパターンでもよい。 The three-dimensional shape 2c is not limited to a groove carved into the surface 2, but may instead be a protrusion such as a part of a cube protruding from the surface 2. Furthermore, the pattern formed on the surface 2 may be a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2c, which are all grooves, are lined up, or a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2c, which are all protrusions, are lined up. It may be a pattern in which a plurality of certain three-dimensional shapes 2c are mixed and arranged.

上記の立体形状2a~立体形状2cの形状は一例であって、当該形状に限定されない。また、三次元造形物10の表面2に形成される所定のパターンは、立体形状をマトリクス状に規則的に繰り返し並べたパターンに限定されず、例えば、一の方向には規則的に立体形状が複数並んでいるが、他の方向に不規則に立体形状が複数並んでいてもよい。また、三次元造形物10の表面2に形成される所定のパターンは、複数の立体形状をある模様に並べ、その模様を繰り返すようなパターンなどでもよい。造形材料の粉末に起因する不規則な凹凸よりも、立体形状を繰り返し並べた形状の方が、人の手で三次元造形物10の表面2を触ったときの感触として支配的になるパターンであれば、所定のパターンは、何れのパターンでもよい。 The shapes of the three-dimensional shapes 2a to 2c described above are examples, and the present invention is not limited to these shapes. Further, the predetermined pattern formed on the surface 2 of the three-dimensional structure 10 is not limited to a pattern in which three-dimensional shapes are regularly and repeatedly arranged in a matrix, for example, three-dimensional shapes are regularly arranged in one direction. Although a plurality of three-dimensional shapes are arranged side by side, a plurality of three-dimensional shapes may be arranged irregularly in other directions. Further, the predetermined pattern formed on the surface 2 of the three-dimensional structure 10 may be a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes are arranged in a certain pattern and the pattern is repeated. A pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged is more dominant in terms of the feel when the surface 2 of the three-dimensional object 10 is touched by a human hand than the irregular irregularities caused by the powder of the modeling material. If so, the predetermined pattern may be any pattern.

三次元造形物の表面に形成する立体形状は1種類に限定されず、異なる複数種類の立体形状であってもよい。例えば、図6(c)に示すパターンのように、立体形状が、円柱形状の溝である立体形状2a(第1の立体形状)と三角柱状の溝である立体形状2b(第2の立体形状)と異なる2種類の形状を有していてもよい。三次元造形物の表面に形成する所定のパターンは、円柱形状の溝である立体形状2a(第1の立体形状)および三角柱状の溝である立体形状2b(第2の立体形状)を規則的に繰り返し並べたパターンでもよい。 The three-dimensional shape formed on the surface of the three-dimensional structure is not limited to one type, and may be a plurality of different three-dimensional shapes. For example, as in the pattern shown in FIG. 6(c), the three-dimensional shapes are three-dimensional shape 2a (first three-dimensional shape) which is a cylindrical groove and three-dimensional shape 2b (second three-dimensional shape) which is a triangular prism groove. ) may have two different shapes. The predetermined pattern formed on the surface of the three-dimensional structure is formed by regularly forming a three-dimensional shape 2a (first three-dimensional shape) which is a cylindrical groove and a three-dimensional shape 2b (second three-dimensional shape) which is a triangular prism groove. It may also be a pattern that is repeated.

図7は、三次元造形物の表面に形成されるさらに異なる立体形状を示す図である。図7(a)に示すパターンは、図中斜め方向に連なる嶺2dを規則的に繰り返し並べたパターンである。具体的に、図7(a)に示す嶺2d(立体形状)の大きさは、例えば、粉末の粒子が約50μmの場合、深さが約250μmである。 FIG. 7 is a diagram showing still another three-dimensional shape formed on the surface of the three-dimensional structure. The pattern shown in FIG. 7A is a pattern in which ridges 2d connected diagonally in the figure are regularly and repeatedly arranged. Specifically, the size of the ridge 2d (three-dimensional shape) shown in FIG. 7(a) is, for example, when the powder particles are about 50 μm, the depth is about 250 μm.

嶺2dは、表面2から突き出た形状で、次の嶺2dまでになだらか傾斜した形状に限定されず、逆に表面2を削った崖であってもよい。また、嶺2dが連なる方向は、図7(a)に示す方向に限定されず、他の方向でもよい。 The ridge 2d is not limited to a shape that protrudes from the surface 2 and slopes gently to the next ridge 2d, but may instead be a cliff formed by carving the surface 2. Moreover, the direction in which the ridges 2d are continuous is not limited to the direction shown in FIG. 7(a), and may be in another direction.

図7(b)に示すパターンは、六角柱状の溝である立体形状2eをハニカム状に規則的に繰り返し並べたパターンである。具体的に、図7(b)に示す立体形状2eの大きさは、例えば、粉末の粒子が約50μmの場合、一辺の長さが約250μm、深さが約250μmである。 The pattern shown in FIG. 7(b) is a pattern in which three-dimensional shapes 2e, which are hexagonal columnar grooves, are regularly and repeatedly arranged in a honeycomb shape. Specifically, the size of the three-dimensional shape 2e shown in FIG. 7(b) is, for example, when the powder particles are about 50 μm, the length of one side is about 250 μm, and the depth is about 250 μm.

立体形状2eは、表面2が彫られたような六角柱状の溝に限定されず、逆に表面2から突き出た六角柱状の突起であってもよい。また、表面2に形成されるパターンは、全て六角柱状の溝である立体形状2eが複数並べられたパターンでも、全て六角柱状の突起である立体形状2eが複数並べられたパターンでも、六角柱状の溝である立体形状2eと六角柱状の突起である立体形状2eとが混在して複数並べられたパターンでもよい。 The three-dimensional shape 2e is not limited to a hexagonal columnar groove carved on the surface 2, but may instead be a hexagonal columnar protrusion protruding from the surface 2. Furthermore, the pattern formed on the surface 2 may be a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2e, which are all hexagonal columnar grooves, are lined up, or a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2e, which are all hexagonal columnar protrusions, are lined up. It may be a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2e, which are grooves, and three-dimensional shapes 2e, which are hexagonal columnar projections, are mixed and arranged.

図7(c)に示すパターンは、三方向に広がる柱状の溝である立体形状2fを規則的に繰り返し並べたパターンである。具体的に、図7(c)に示す立体形状2fの大きさは、例えば、粉末の粒子が約50μmの場合、一辺の長さが約250μm、深さが約250μmである。 The pattern shown in FIG. 7(c) is a pattern in which three-dimensional shapes 2f, which are columnar grooves extending in three directions, are regularly and repeatedly arranged. Specifically, the size of the three-dimensional shape 2f shown in FIG. 7(c) is, for example, when the powder particles are about 50 μm, the length of one side is about 250 μm, and the depth is about 250 μm.

立体形状2fは、表面2が彫られたような三方向に広がる柱状の溝に限定されず、逆に表面2から突き出た柱状の突起であってもよい。また、表面2に形成されるパターンは、全て三方向に広がる柱状の溝である立体形状2fが複数並べられたパターンでも、全て柱状の突起である立体形状2fが複数並べられたパターンでも、三方向に広がる柱状の溝である立体形状2fと突起である立体形状2fとが混在して複数並べられたパターンでもよい。 The three-dimensional shape 2f is not limited to a columnar groove extending in three directions as if carved on the surface 2, but may instead be a columnar protrusion protruding from the surface 2. Furthermore, the pattern formed on the surface 2 may be a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2f, all of which are columnar grooves extending in three directions, are lined up, or a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2f, all of which are columnar projections, are lined up. It may be a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2f, which are columnar grooves that spread in the direction, and three-dimensional shapes 2f, which are protrusions, are mixed and arranged.

[変形例]
図1に示す三次元造形物10では、6面すべての表面2に立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンが形成してある。しかし、6面すべての表面2に所定のパターンを形成しなくてもよい。図8は、変形例に従う三次元造形物10aの概略図である。図8に示す三次元造形物10aでは、図中上側の天面と図中下側の底面(図示せず)とに溝である立体形状2gを繰り返し並べた所定のパターンが形成し、他の面に立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンが形成してある。立体形状2gは、一方向に延びる溝であり、当該溝の大きさは、粉末の粒子が約50μmの場合、幅が約250μm、深さが約250μmで、隣の溝までの距離が約250μmである。
[Modified example]
In the three-dimensional structure 10 shown in FIG. 1, a predetermined pattern in which three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged is formed on all six surfaces 2. However, it is not necessary to form a predetermined pattern on all six surfaces 2. FIG. 8 is a schematic diagram of a three-dimensional structure 10a according to a modification. In the three-dimensional structure 10a shown in FIG. 8, a predetermined pattern in which three-dimensional shapes 2g, which are grooves, are repeatedly arranged is formed on the top surface at the upper side of the figure and the bottom surface (not shown) at the lower side of the figure. A predetermined pattern in which three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged is formed on the surface. The three-dimensional shape 2g is a groove extending in one direction, and the size of the groove is, when the powder particles are about 50 μm, the width is about 250 μm, the depth is about 250 μm, and the distance to the next groove is about 250 μm. It is.

なお、立体形状2gは、表面2が彫られたような溝に限定されず、逆に表面2から突き出ており、一方向に延びる突起であってもよい。また、表面2に形成されるパターンは、全て溝である立体形状2gが複数並べられたパターンでも、全て突起である立体形状2gが複数並べられたパターンでも、溝である立体形状2gと突起である立体形状2gとが混在して複数並べられたパターンでもよい。 Note that the three-dimensional shape 2g is not limited to a groove carved into the surface 2, but may instead be a protrusion that protrudes from the surface 2 and extends in one direction. Furthermore, the pattern formed on the surface 2 may be a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2g that are all grooves are lined up, or a pattern in which a plurality of three-dimensional shapes 2g that are all protrusions are lined up, or a pattern that is formed by a three-dimensional shape 2g that is a groove and a protrusion. It may be a pattern in which a plurality of certain three-dimensional shapes 2g are mixed and arranged.

図8では、6面のうち天面および底面の2面が他の面のパターンと異なるパターンを形成した三次元造形物10aを示した。そのため、天面および底面の2面が他の面と異なる肌触りとなる。また、天面および底面の2面が他の面より一つの方向に対して滑りやすくするなどの機能を付加することができる。なお、6面すべて異なるパターンを形成した三次元造形物であっても、6面のうち1面が異なるパターンを形成した三次元造形物であってもよい。もちろん、三次元造形物は、6面のうち、立体形状が複数並べられた所定のパターンが形成されない面があってもよい。 FIG. 8 shows a three-dimensional structure 10a in which two of the six surfaces, the top surface and the bottom surface, have a pattern different from the pattern on the other surfaces. Therefore, the two surfaces, the top surface and the bottom surface, have a different feel from the other surfaces. Further, it is possible to add a function such as making the two surfaces, the top surface and the bottom surface, more slippery in one direction than the other surface. It should be noted that the three-dimensional structure may be a three-dimensional structure in which different patterns are formed on all six sides, or a three-dimensional structure in which a different pattern is formed on one of the six sides. Of course, among the six sides of the three-dimensional structure, there may be a side on which a predetermined pattern in which a plurality of three-dimensional shapes are arranged is not formed.

次に、図5で説明した粉末焼結積層造形法を用いて三次元造形物10を形成する製造方法とは異なる製造方法について説明する。図9は、三次元造形物を形成する製造方法の変形例を説明するための図である。図9では、造形材料の粉末を焼結するのでなく、粉末に溶融促進剤を加え熱で融合する造形方式で、表面2に所定のパターンを形成した三次元造形物を形成する製造方法について説明する。 Next, a manufacturing method different from the manufacturing method of forming the three-dimensional structure 10 using the powder sintering additive manufacturing method explained in FIG. 5 will be described. FIG. 9 is a diagram for explaining a modification of the manufacturing method for forming a three-dimensional structure. In Figure 9, a manufacturing method is explained in which a three-dimensional model with a predetermined pattern formed on the surface 2 is formed by adding a melting accelerator to the powder and fusing it with heat instead of sintering the powder of the modeling material. do.

図9(a)では、既に三次元造形物10を上面まで当該製造方法で形成した後、次に、三次元造形物10の表面となる面に、立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを形成する工程を示している。まず、図示していないローラで粉末20を、三次元造形物10の表面を含む造形領域に設置する。次に、図9(b)に示すように、溶解促進剤9aと表面装飾剤9bとを高速噴射するヘッド9を走査させて、立体形状2aを形成する部分の粉末20に対して溶解促進剤9aを噴射し、それ以外の部分の粉末20に対して表面装飾剤9bを噴射する。 In FIG. 9(a), after the three-dimensional structure 10 has already been formed by the manufacturing method up to its upper surface, a predetermined pattern in which three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged is then formed on the surface of the three-dimensional structure 10. It shows the process of forming. First, the powder 20 is placed in a modeling area including the surface of the three-dimensional structure 10 using a roller (not shown). Next, as shown in FIG. 9(b), the head 9 that sprays the dissolution promoter 9a and the surface decoration agent 9b at high speed is scanned, and the dissolution promoter is applied to the powder 20 in the portion forming the three-dimensional shape 2a. 9a, and the surface decoration agent 9b is sprayed onto the powder 20 in other parts.

図9(c)において、ハッチングを付した粉末20の部分が、溶解促進剤9aが噴射された粉末20の部分を示している。さらに溶解促進剤9aを噴射した粉末20の部分に、ヒータ15(例えば、ハロゲンランプ)で熱を加えて粉末20を溶融させる。ここで、粉末20は、熱可塑性樹脂を用いている。なお、ヒータ15は、造形物の表面の温度を測定する温度センサーからの測定結果に基づいて、加熱する温度を制御している。当該制御により、三次元造形物の微細な形状を造形することができる。 In FIG. 9(c), the hatched portion of the powder 20 indicates the portion of the powder 20 onto which the dissolution promoter 9a has been injected. Further, heat is applied by a heater 15 (for example, a halogen lamp) to the part of the powder 20 onto which the dissolution promoter 9a has been sprayed, thereby melting the powder 20. Here, the powder 20 is made of thermoplastic resin. Note that the heater 15 controls the heating temperature based on the measurement result from a temperature sensor that measures the temperature of the surface of the molded object. Through this control, a fine shape of a three-dimensional structure can be formed.

図9(d)に示すように、複数の立体形状2aが三次元造形物10の表面に形成され、三次元造形物10の表面に立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを形成される。その後、ブラスト処理などで三次元造形物から粉末20を剥離することで三次元造形物が完成する。なお、三次元造形物を形成する造形法について、粉末焼結積層造形法、造形材料に溶融促進剤を加えて加熱する造形方式について説明したが、粉末を造形材料として三次元造形物を形成する造形法であれば何れの造形法でもよい。 As shown in FIG. 9D, a plurality of three-dimensional shapes 2a are formed on the surface of the three-dimensional structure 10, and a predetermined pattern in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged is formed on the surface of the three-dimensional structure 10. Thereafter, the powder 20 is peeled off from the three-dimensional structure by blasting or the like, thereby completing the three-dimensional structure. Regarding the modeling methods for forming three-dimensional objects, we have explained the powder sintering additive manufacturing method and the modeling method in which a melt accelerator is added to the modeling material and heated, but three-dimensional objects are formed using powder as the building material. Any modeling method may be used as long as it is a modeling method.

上述の実施の形態では、粉末焼結積層造形装置50が受け付けた三次元造形物10の三次元データに対して、自動で三次元造形物10の表面に立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを付加した三次元造形物10の三次元データに変換すると説明した。しかし、粉末焼結積層造形装置50は、三次元データを変換せず、受け付けた三次元データに基づいて三次元造形物10を形成する際に、三次元造形物10の表面のうち、立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定し、特定した面に対して所定のパターンを追加して形成してもよい。具体的に、三次元造形物10を形成する際、三次元造形物10の表面に所定のパターンを追加して形成する製造方法について説明する。図10は、変形例に係る三次元造形物を形成する製造方法を説明するフローチャートである。まず、制御部30は、三次元造形物10の三次元データを受け付ける(ステップS201)。 In the embodiment described above, the powder sintering additive manufacturing apparatus 50 automatically creates a predetermined pattern in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged on the surface of the three-dimensional structure 10 based on the three-dimensional data of the three-dimensional structure 10 received. It has been explained that the data is converted into three-dimensional data of the three-dimensional structure 10 to which the three-dimensional object 10 is added. However, the powder sintering additive manufacturing apparatus 50 does not convert the three-dimensional data, and when forming the three-dimensional object 10 based on the received three-dimensional data, the three-dimensional shape It is also possible to specify a surface on which a predetermined pattern is formed by repeatedly arranging 2a, and to form the predetermined pattern by adding the predetermined pattern to the specified surface. Specifically, when forming the three-dimensional structure 10, a manufacturing method in which a predetermined pattern is added and formed on the surface of the three-dimensional structure 10 will be described. FIG. 10 is a flowchart illustrating a manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to a modification. First, the control unit 30 receives three-dimensional data of the three-dimensional structure 10 (step S201).

次に、制御部30は、使用する粉末の平均粒子径の情報、複数のパターンにおいて立体形状2aのサイズを変えながら何度か試作した結果に基づきユーザが選択した情報などの入力を受け付けたか否かを判断する(ステップS202)。なお、制御部30は、ユーザが選択した情報を入力することで、ユーザの好みの立体形状2aのサイズを選択でき、造形材料の粒子そのものによるランダムな凹凸よりも、立体形状2aを繰り返し並べた所定のパターンが人の手の感触として支配的になる種々のパターンや立体形状2aのサイズを設定することができる。 Next, the control unit 30 receives input information such as information on the average particle diameter of the powder to be used and information selected by the user based on the results of several trial productions while changing the size of the three-dimensional shape 2a in a plurality of patterns. (Step S202). In addition, the control unit 30 can select the size of the three-dimensional shape 2a of the user's preference by inputting the information selected by the user. It is possible to set various patterns and sizes of the three-dimensional shape 2a in which a predetermined pattern becomes dominant as a feel of the human hand.

粒子径の情報、ユーザが選択した情報などを受け付けた場合(ステップS202でYES)、制御部30は、受け付けた情報に基づき、三次元造形物10の表面に形成するパターンを決定する(ステップS203)。粒子径の情報、ユーザが選択した情報などを受け付けていない場合(ステップS202でNO)、制御部30は、処理をステップS102に戻し、情報の入力を待つ。もちろん、制御部30は、粒子径の情報、ユーザが選択した情報などが所定時間入力されない場合、三次元造形物10の表面に形成するパターンをデフォルトのパターンとしてもよい。 When the information on the particle size, the information selected by the user, etc. is received (YES in step S202), the control unit 30 determines a pattern to be formed on the surface of the three-dimensional structure 10 based on the received information (step S203). ). If particle size information, information selected by the user, etc. is not received (NO in step S202), the control unit 30 returns the process to step S102 and waits for information to be input. Of course, the control unit 30 may set the pattern formed on the surface of the three-dimensional structure 10 as the default pattern if the particle size information, user-selected information, etc. are not input for a predetermined period of time.

次に、制御部30は、受け付けた三次元データに基づき三次元造形物10を形成する場合に、形成する部分が三次元造形物10の表面か否かを判断する(ステップS204)。形成する部分が三次元造形物10の表面でない場合(ステップS204でNO)、制御部30は、三次元データに基づき三次元造形物10を形成する(ステップS205)。 Next, when forming the three-dimensional structure 10 based on the received three-dimensional data, the control unit 30 determines whether the part to be formed is the surface of the three-dimensional structure 10 (step S204). If the part to be formed is not the surface of the three-dimensional structure 10 (NO in step S204), the control unit 30 forms the three-dimensional structure 10 based on the three-dimensional data (step S205).

形成する部分が三次元造形物10の表面である場合(ステップS204でYES)、制御部30は、決定したパターンで立体形状2aを繰り返し並べた形状を三次元造形物10の表面に形成する(ステップS206)。制御部30は、受け付けた三次元データに基づく三次元造形物10をすべて形成し、形成処理を終了してもよいか否かを判断する(ステップS207)。形成処理を終了してもよいと判断しない場合(ステップS207でNO)、制御部30は、処理をステップS204に戻し、三次元造形物10の形成処理を継続する。一方、形成処理を終了してもよいと判断した場合(ステップS207でYES)、制御部30は、三次元造形物10の形成処理を終了する。 If the part to be formed is the surface of the three-dimensional structure 10 (YES in step S204), the control unit 30 forms a shape in which the three-dimensional shapes 2a are repeatedly arranged in the determined pattern on the surface of the three-dimensional structure 10 ( Step S206). The control unit 30 determines whether it is okay to form all three-dimensional objects 10 based on the received three-dimensional data and end the forming process (step S207). If it is not determined that the forming process can be ended (NO in step S207), the control unit 30 returns the process to step S204 and continues the forming process of the three-dimensional structure 10. On the other hand, if it is determined that the forming process may be ended (YES in step S207), the control unit 30 ends the forming process of the three-dimensional structure 10.

[態様]
上述した実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Mode]
It will be understood by those skilled in the art that the embodiments described above are specific examples of the following aspects.

(第1項)
一態様に係る三次元造形物を形成する製造方法は、粉末を造形材料として三次元造形物を形成する製造方法であって、三次元造形物の三次元データを受け付ける工程と、受け付けた三次元データにおいて三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定する工程と、特定した面に所定のパターンを形成する形状データを三次元データに追加する工程と、形状データを追加した三次元データに基づき、造形材料を用いて三次元造形物を形成する工程と、を含む。
(Section 1)
A manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to one embodiment is a manufacturing method for forming a three-dimensional structure using powder as a modeling material, and includes a step of receiving three-dimensional data of the three-dimensional structure, and a step of receiving three-dimensional data of the three-dimensional structure; A process of identifying a surface of the three-dimensional object in the data that forms a predetermined pattern of repeating three-dimensional shapes, and a process of adding shape data that forms a predetermined pattern on the identified surface to the three-dimensional data. and a step of forming a three-dimensional object using a modeling material based on the three-dimensional data to which shape data has been added.

第1項に記載の三次元造形物を形成する製造方法によれば、表面に立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成するので、表面の不規則なザラザラした感じが緩和され、肌触りの良い表面を有する三次元造形物を形成することができる。また、当該製造方法によれば、表面に立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成した三次元造形物として一体として形成されるので、製造コストを増加させず、困難な作業を生じさせない。 According to the manufacturing method for forming a three-dimensional structure described in item 1, a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged on the surface is formed, so the irregular roughness of the surface is alleviated and the texture is pleasant to the touch. A three-dimensional structure having a surface can be formed. Further, according to the manufacturing method, since the three-dimensional structure is integrally formed with a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged on the surface, the manufacturing cost does not increase and difficult work is not required.

(第2項)
別の一態様に係る三次元造形物を形成する製造方法は、粉末を造形材料として三次元造形物を形成する製造方法であって、三次元造形物の三次元データを受け付ける工程と、受け付けた三次元データに基づき、造形材料を用いて三次元造形物を形成する工程と、受け付けた三次元データにおいて三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定する工程と、特定した面に所定のパターンを形成する工程と、を含む。
(Section 2)
A manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to another aspect is a manufacturing method for forming a three-dimensional structure using powder as a modeling material, which includes a step of receiving three-dimensional data of the three-dimensional structure; A process of forming a three-dimensional object using modeling materials based on three-dimensional data, and a process of forming a predetermined pattern of repeating three-dimensional shapes on the surface of the three-dimensional object based on the received three-dimensional data. The method includes a step of specifying, and a step of forming a predetermined pattern on the specified surface.

第1項に記載の三次元造形物を形成する製造方法によれば、表面に立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成するので、表面の不規則なザラザラした感じが緩和され、肌触りの良い表面を有する三次元造形物を形成することができる。また、当該製造方法によれば、三次元造形物を形成する工程と、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する工程とは、同じ造形法で行われるので、製造コストを増加させず、困難な作業を生じさせない。 According to the manufacturing method for forming a three-dimensional structure described in item 1, a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged on the surface is formed, so the irregular roughness of the surface is alleviated and the texture is pleasant to the touch. A three-dimensional structure having a surface can be formed. Furthermore, according to the manufacturing method, the process of forming a three-dimensional object and the process of forming a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged are performed using the same modeling method, so that the manufacturing cost does not increase. Do not create difficult tasks.

(第3項)
第1項または第2項に記載の三次元造形物を形成する製造方法であって、立体形状の一辺の長さは、造形材料の粒子径以上で、指の直径の1/3以下である。
(Section 3)
The manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to item 1 or 2, wherein the length of one side of the three-dimensional shape is greater than or equal to the particle diameter of the modeling material and less than or equal to 1/3 of the diameter of a finger. .

第3項に記載の三次元造形物を形成する製造方法によれば、立体形状の一辺の長さは、造形材料の粒子径以上で、指の直径の1/3以下であるので、表面の不規則なザラザラした感じが緩和され、肌触りの良い三次元造形物の表面を形成できる。 According to the manufacturing method for forming a three-dimensional structure described in item 3, the length of one side of the three-dimensional shape is greater than or equal to the particle diameter of the modeling material and less than or equal to 1/3 of the diameter of the finger. The irregular roughness is alleviated, and the surface of the three-dimensional object can be formed with a pleasant texture.

(第4項)
第1項~第3項のいずれか1項に記載の三次元造形物を形成する製造方法であって、造形材料の粒子径の情報、およびユーザが選択した立体形状の情報のうち少なくとも一方の情報に基づいて所定のパターンを決定する工程をさらに含む。
(Section 4)
A manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to any one of Items 1 to 3, wherein at least one of information on the particle size of the modeling material and information on the three-dimensional shape selected by the user is provided. The method further includes determining a predetermined pattern based on the information.

第4項に記載の三次元造形物を形成する製造方法によれば、造形材料の粒子径の情報、およびユーザが選択した立体形状の情報のうち少なくとも一方の情報に基づいて、三次元造形物の表面に形成する立体形状のパターンを決定することができる。 According to the manufacturing method for forming a three-dimensional structure described in Section 4, the three-dimensional structure is The three-dimensional pattern to be formed on the surface of the object can be determined.

(第5項)
第1項~第4項のいずれか1項に記載の三次元造形物を形成する製造方法であって、所定のパターンは、同じ形状の立体形状を繰り返し並べたパターンである。
(Section 5)
In the manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to any one of Items 1 to 4, the predetermined pattern is a pattern in which three-dimensional shapes having the same shape are repeatedly arranged.

第5項に記載の三次元造形物を形成する製造方法によれば、所定のパターンが、同じ形状の立体形状を繰り返し並べたパターンので、表面の不規則なザラザラした感じが緩和され、肌触りの良い三次元造形物の表面を形成できる。 According to the manufacturing method for forming a three-dimensional structure described in item 5, since the predetermined pattern is a pattern in which three-dimensional shapes of the same shape are repeatedly arranged, the irregular roughness of the surface is alleviated, and the texture is improved. It is possible to form the surface of a good three-dimensional object.

(第6項)
第1項~第4項のいずれか1項に記載の三次元造形物を形成する製造方法であって、立体形状は、形状の異なる第1の立体形状と第2の立体形状とを有し、所定のパターンは、第1の立体形状および第2の立体形状を規則的に繰り返し並べたパターンである。
(Section 6)
A manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to any one of paragraphs 1 to 4, wherein the three-dimensional shape includes a first three-dimensional shape and a second three-dimensional shape having different shapes. , the predetermined pattern is a pattern in which the first three-dimensional shape and the second three-dimensional shape are regularly and repeatedly arranged.

第6項に記載の三次元造形物を形成する製造方法によれば、多様なパターンを三次元造形物の表面を形成できる。 According to the manufacturing method for forming a three-dimensional structure described in item 6, various patterns can be formed on the surface of the three-dimensional structure.

(第7項)
第1項~第6項のいずれか1項に記載の三次元造形物を形成する製造方法であって、所定のパターンは、三次元造形物の表面のすべての面で同じである。
(Section 7)
A manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to any one of items 1 to 6, wherein the predetermined pattern is the same on all surfaces of the three-dimensional structure.

第7項に記載の三次元造形物を形成する製造方法によれば、三次元造形物の表面のすべての面で同じ肌触りにすることができる。 According to the manufacturing method for forming a three-dimensional structure described in item 7, all surfaces of the three-dimensional structure can be made to have the same texture.

(第8項)
第1項~第6項のいずれか1項に記載の三次元造形物を形成する製造方法であって、所定のパターンは、三次元造形物の表面のうち少なくとも1つの面でパターンが異なる。
(Section 8)
The manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to any one of items 1 to 6, wherein the predetermined pattern is different on at least one surface of the three-dimensional structure.

第8項に記載の三次元造形物を形成する製造方法によれば、三次元造形物の表面のうち少なくとも1つの面で異なる肌触りにすることができる。 According to the manufacturing method for forming a three-dimensional structure described in item 8, at least one surface of the three-dimensional structure can be made to have a different texture.

(第9項)
第1項~第8項のいずれか1項に記載の三次元造形物を形成する製造方法であって、立体形状の大きさは、造形材料の粒子径の5倍以上~150倍以下である。
(Section 9)
A manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to any one of paragraphs 1 to 8, wherein the size of the three-dimensional shape is from 5 times to 150 times the particle diameter of the modeling material. .

第9項に記載の三次元造形物を形成する製造方法によれば、人の手で表面を触ったときの感触が、立体形状に基づく形状の方がより支配的になる。 According to the manufacturing method for forming a three-dimensional structure described in item 9, the feel when touching the surface with a human hand becomes more dominant in a shape based on a three-dimensional shape.

(第10項)
第1項~第9項のいずれか1項に記載の三次元造形物を形成する製造方法であって、造形法は、粉末焼結積層造形法、または造形材料に溶融促進剤を加えて加熱する造形方式を用いる。
(Section 10)
A manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to any one of items 1 to 9, wherein the modeling method includes powder sintering additive manufacturing, or heating by adding a melting accelerator to the modeling material. A modeling method is used.

第10項に記載の三次元造形物を形成する製造方法によれば、異方性が少なく、強度が優れている三次元造形物を形成することができる。 According to the manufacturing method for forming a three-dimensional structure described in item 10, it is possible to form a three-dimensional structure with little anisotropy and excellent strength.

(第11項)
一態様に係るプログラムは、粉末の造形材料を用いて三次元造形物を形成する製造装置で受け付ける三次元データを変換するプロセッサで実行されるプログラムであって、三次元造形物の三次元データを受け付けるステップと、受け付けた三次元データにおいて三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定するステップと、特定した面に所定のパターンを形成する形状データを三次元データに追加するステップと、を含む。
(Section 11)
A program according to one aspect is a program executed by a processor that converts three-dimensional data received by a manufacturing device that forms a three-dimensional object using powdered modeling material, and is a program that converts three-dimensional data of the three-dimensional object. a step of receiving the received three-dimensional data; a step of identifying a surface of the three-dimensional structure that forms a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged; and shape data for forming a predetermined pattern on the identified surface. adding to the three-dimensional data.

第11項に記載のプログラムによれば、表面に立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する三次元データに変換するので、表面の不規則なザラザラした感じが緩和され、肌触りの良い表面を有する三次元造形物を形成することができる。 According to the program described in Section 11, the data is converted into three-dimensional data that forms a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged on the surface, which reduces the irregular roughness of the surface and creates a surface that feels nice to the touch. It is possible to form a three-dimensional structure with

(第12項)
別の一態様に係るプログラムは、粉末の造形材料を用いて三次元造形物を形成する製造装置を制御するプロセッサで実行されるプログラムであって、三次元造形物の三次元データを受け付けるステップと、受け付けた三次元データに基づき、造形材料を用いて三次元造形物を形成するステップと、を含み、三次元造形物を形成するステップは、三次元データにおいて三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定するステップと、特定した面に所定のパターンを形成するステップと、を含む。
(Section 12)
A program according to another aspect is a program executed by a processor that controls a manufacturing device that forms a three-dimensional object using a powder modeling material, and includes steps for receiving three-dimensional data of the three-dimensional object. , a step of forming a three-dimensional object using a modeling material based on the received three-dimensional data, and the step of forming the three-dimensional object includes: The method includes the steps of identifying a surface forming a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged, and forming a predetermined pattern on the identified surface.

第12項に記載のプログラムによれば、三次元造形物の表面に立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成するので、表面の不規則なザラザラした感じが緩和され、肌触りの良い表面を有する三次元造形物を形成することができる。 According to the program described in Section 12, a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged is formed on the surface of a three-dimensional model, so that the irregular roughness of the surface is alleviated and the surface is pleasant to the touch. Three-dimensional objects can be formed.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the description of the embodiments described above, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.

2 表面、2a,2b,2c,2d 立体形状、3 ローラ、4 レーザ光源、5 ガルバノミラー、6 レーザ光、7 造形領域、8 容器、9 ヘッド、9a 溶解促進剤、9b 表面装飾剤、10,10a 三次元造形物、11,12 ピストン、15 ヒータ、20 粉末、50 粉末焼結積層造形装置。 2 Surface, 2a, 2b, 2c, 2d Three-dimensional shape, 3 Roller, 4 Laser light source, 5 Galvanometer mirror, 6 Laser light, 7 Modeling area, 8 Container, 9 Head, 9a Dissolution promoter, 9b Surface decoration agent, 10, 10a Three-dimensional modeled object, 11, 12 Piston, 15 Heater, 20 Powder, 50 Powder sintering additive manufacturing device.

Claims (12)

粉末を造形材料として三次元造形物を形成する製造方法であって、
前記三次元造形物の三次元データを受け付ける工程と、
受け付けた前記三次元データにおいて前記三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定する工程と、
特定した面に前記所定のパターンを形成する形状データを前記三次元データに追加する工程と、
前記形状データを追加した前記三次元データに基づき、前記造形材料を用いて前記三次元造形物を形成する工程と、を含む、三次元造形物を形成する製造方法。
A manufacturing method for forming a three-dimensional object using powder as a modeling material, the method comprising:
a step of receiving three-dimensional data of the three-dimensional structure;
identifying, among the surfaces of the three-dimensional structure in the received three-dimensional data, a surface that forms a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged;
adding shape data for forming the predetermined pattern on the identified surface to the three-dimensional data;
A manufacturing method for forming a three-dimensional structure, the method comprising: forming the three-dimensional structure using the modeling material based on the three-dimensional data to which the shape data is added.
粉末を造形材料として三次元造形物を形成する製造方法であって、
前記三次元造形物の三次元データを受け付ける工程と、
受け付けた前記三次元データに基づき、前記造形材料を用いて前記三次元造形物を形成する工程と、
受け付けた前記三次元データにおいて前記三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定する工程と、
特定した面に前記所定のパターンを形成する工程と、を含む、三次元造形物を形成する製造方法。
A manufacturing method for forming a three-dimensional object using powder as a modeling material, the method comprising:
a step of receiving three-dimensional data of the three-dimensional structure;
forming the three-dimensional object using the modeling material based on the received three-dimensional data;
identifying, among the surfaces of the three-dimensional structure in the received three-dimensional data, a surface that forms a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged;
A manufacturing method for forming a three-dimensional structure, the method comprising: forming the predetermined pattern on a specified surface.
前記立体形状の一辺の長さは、前記造形材料の粒子径以上で、指の直径の1/3以下である、請求項1または請求項2に記載の三次元造形物を形成する製造方法。 The manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to claim 1 or 2, wherein the length of one side of the three-dimensional shape is greater than or equal to the particle diameter of the modeling material and less than or equal to ⅓ of the diameter of a finger. 前記造形材料の粒子径の情報、およびユーザが選択した立体形状の情報のうち少なくとも一方の情報に基づいて前記所定のパターンを決定する工程をさらに含む、請求項1または請求項2に記載の三次元造形物を形成する製造方法。 The tertiary material according to claim 1 or 2, further comprising the step of determining the predetermined pattern based on at least one of information on the particle size of the modeling material and information on the three-dimensional shape selected by the user. A manufacturing method for forming an original model. 前記所定のパターンは、同じ形状の前記立体形状を繰り返し並べたパターンである、請求項1または請求項2に記載の三次元造形物を形成する製造方法。 3. The manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to claim 1, wherein the predetermined pattern is a pattern in which the three-dimensional shapes having the same shape are repeatedly arranged. 前記立体形状は、形状の異なる第1の立体形状と第2の立体形状とを有し、
前記所定のパターンは、前記第1の立体形状および前記第2の立体形状を繰り返し並べたパターンである、請求項1または請求項2に記載の三次元造形物を形成する製造方法。
The three-dimensional shape has a first three-dimensional shape and a second three-dimensional shape that are different in shape,
3. The manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to claim 1, wherein the predetermined pattern is a pattern in which the first three-dimensional shape and the second three-dimensional shape are repeatedly arranged.
前記所定のパターンは、前記三次元造形物の表面のすべての面で同じである、請求項1または請求項2に記載の三次元造形物を形成する製造方法。 3. The manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to claim 1, wherein the predetermined pattern is the same on all surfaces of the three-dimensional structure. 前記所定のパターンは、前記三次元造形物の表面のうち少なくとも1つの面でパターンが異なる、請求項1または請求項2に記載の三次元造形物を形成する製造方法。 3. The manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to claim 1, wherein the predetermined pattern has a different pattern on at least one surface of the three-dimensional structure. 前記立体形状の大きさは、前記造形材料の粒子径の5倍以上~150倍以下である、請求項1または請求項2に記載の三次元造形物を形成する製造方法。 The manufacturing method for forming a three-dimensional structure according to claim 1 or 2, wherein the size of the three-dimensional shape is from 5 times to 150 times the particle diameter of the modeling material. 前記三次元造形物を形成する方法は、粉末焼結積層造形法、または前記造形材料に溶融促進剤を加えて加熱する造形法を用いる、請求項1または請求項2に記載の三次元造形物を形成する製造方法。 The method of forming the three-dimensional model according to claim 1 or 2, wherein the method of forming the three-dimensional model uses a powder sintering additive manufacturing method or a method of adding a melting accelerator to the modeling material and heating it. Manufacturing method to form. 粉末の造形材料を用いて三次元造形物を形成する製造装置で受け付ける三次元データを変換するプロセッサで実行されるプログラムであって、
前記三次元造形物の三次元データを受け付けるステップと、
受け付けた前記三次元データにおいて前記三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定するステップと、
特定した面に前記所定のパターンを形成する形状データを前記三次元データに追加するステップと、を含む、プログラム。
A program executed by a processor that converts three-dimensional data received by a manufacturing device that forms a three-dimensional object using a powder modeling material,
a step of receiving three-dimensional data of the three-dimensional structure;
identifying, among the surfaces of the three-dimensional structure in the received three-dimensional data, a surface that forms a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged;
A program comprising: adding shape data for forming the predetermined pattern on the specified surface to the three-dimensional data.
粉末の造形材料を用いて三次元造形物を形成する製造装置を制御するプロセッサで実行されるプログラムであって、
前記三次元造形物の三次元データを受け付けるステップと、
受け付けた前記三次元データに基づき、前記造形材料を用いて前記三次元造形物を形成するステップと、を含み、
前記三次元造形物を形成するステップは、
前記三次元データにおいて前記三次元造形物の表面のうち、立体形状を繰り返し並べた所定のパターンを形成する面を特定するステップと、
特定した面に前記所定のパターンを形成するステップと、を含む、プログラム。
A program executed by a processor that controls a manufacturing device that forms a three-dimensional object using a powder modeling material,
a step of receiving three-dimensional data of the three-dimensional structure;
forming the three-dimensional structure using the modeling material based on the received three-dimensional data,
The step of forming the three-dimensional structure includes:
identifying, among the surfaces of the three-dimensional structure in the three-dimensional data, a surface that forms a predetermined pattern in which three-dimensional shapes are repeatedly arranged;
A program comprising: forming the predetermined pattern on the specified surface.
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JPH11515058A (en) * 1995-10-31 1999-12-21 マサチューセッツ インスティチュート オブ テクノロジー Technology to improve thermal characteristics of molds made without using solids
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WO2016017155A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Method for producing three-dimensionally shaped molded article, and three-dimensionally shaped molded article

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