CN105034359A - 三维造型装置及三维造型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维造型装置及三维造型方法，在三维造型物的制作中能够使操作者明确地确认制作状况。该三维造型装置由表示三维造型物的形状的三维数据，生成截面图像数据，基于生成的截面图像数据，来制作三维造型物，具备：显示部，显示图像；生成部，通过向各层的截面图像数据附加厚度信息，而生成将各层以三维表示的层图像数据；输出部，输出生成的层图像数据；及显示控制部，当基于规定的层的截面图像数据而形成上述规定的层时，使显示部显示基于输出的上述规定的层的层图像数据的第1图像。

Description

三维造型装置及三维造型方法

技术领域

本发明涉及三维造型装置及三维造型方法。

背景技术

一直以来，已知有例如日本特公平6-98689号公报所示的技术：基于三维数据而从设于喷出头的喷嘴喷出光固化性树脂，通过使光固化性树脂固化来制作三维造型物。喷嘴设置成在XYZ正交坐标系中的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向这三轴方向上移动自如。

在日本特公平6-98689号公报公开的技术中，基于由三维数据生成的截面图像数据而从喷嘴喷出光固化性树脂，通过向喷出的光固化性树脂照射光，使光固化性树脂固化而形成树脂层。通过将基于截面图像数据的树脂层顺次层叠，来制作三维造型物。

发明内容

【发明要解决的课题】

然而，上述的截面图像数据是将三维数据所对应的三维造型物在Z轴方向上每隔规定间隔利用XY平面分割时的截面形状所对应的图像数据。即，截面图像数据对应于将三维造型物沿水平方向分割而分为多个层时的一个截面形状。由此，由一个三维数据来生成多个截面图像数据。

具体而言，如图1所示，通过运算处理，生成包括支撑模型SM在内的全模型FM的三维数据，所述支撑模型SM是在准确地制作与目标模型TM的形状对应的三维造型物时成为辅助的支撑构件的形状所对应的模型。基于生成的全模型FM的三维数据，将全模型FM的图像显示在监视器等显示装置上。操作者确认显示于显示装置的全模型FM，进行目标模型TM及支撑模型SM的编辑。

具体而言，操作者一边确认显示于显示装置的全模型FM，一边进行目标模型TM的放大、缩小及角度调整。而且，操作者一边确认显示于显示装置的全模型FM，一边进行支撑模型SM的删除或追加。

并且，根据需要，生成将进行了目标模型TM及支撑模型SM的编辑的全模型FM在Z轴方向上每隔规定间隔利用XY平面剖切时的截面形状所对应的多个截面图像数据。然后，使用生成的多个截面图像数据，沿着Z轴方向1层层地层叠树脂层来制作三维造型物。

在这样的以往的三维造型装置中，若在三维造型物的制作中切断电源或打开罩构件而使制作三维造型物的内部空间敞开，则三维造型物的制作在途中停止。因此，在上述那样的情况下，无法直至最后准确地制作三维造型物。而且，在三维造型装置的动作音小的情况下，对于操作者来说，难以判断三维造型物是否为制作中。

因此，被指出了如下的问题点：操作者未发现三维造型物为制作中的情况，而停止三维造型装置的电源或打开罩构件的结果是，无法直至最后准确地制作三维造型物。因此，希望提出一种操作者通过目视能够明确地确认三维造型物的制作状况的三维造型装置及三维造型方法的方案。

本发明鉴于上述问题点而作出，其目的在于提供一种即使为三维造型物的制作中，操作者也能够明确地确认制作状况的三维造型装置及三维造型方法。

【用于解决课题的方案】

本发明的三维造型装置由表示三维造型物的形状的三维数据，生成沿规定的方向分割成连续的多个层的截面形状的数据即截面图像数据，基于生成的截面图像数据，来制作三维造型物，具备：显示部，显示图像；层图像数据生成部，通过向各层的截面图像数据附加厚度信息，而生成将各层以三维表示的层图像数据；层图像数据输出部，输出在所述层图像数据生成部中生成的层图像数据；及显示控制部，当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，使所述显示部显示基于从所述层图像数据输出部输出的所述规定的层的层图像数据的第1图像。

根据本发明的一方案，所述层图像数据生成部具备：取得部，由各层的截面图像数据取得第1二维坐标数据；变换部，将所述第1二维坐标数据使用三角分割法变换成由三角形构成的第2二维坐标数据；第1生成部，向所述第2二维坐标数据附加高度信息而生成三维坐标数据；及第2生成部，向所述三维坐标数据附加厚度信息，从而生成将各层以三维表示的层图像数据。

根据本发明的一方案，所述层图像数据输出部在三维造型物的造型开始之前，将在所述层图像数据生成部中生成的全部的层图像数据向所述显示控制部输出。

根据本发明的一方案，所述显示控制部在三维造型物的造型开始之前，基于从所述层图像数据输出部输出的全部的层图像数据，使所述显示部显示将制作完成时的三维造型物以三维表示的第2图像，当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，使所述显示部以与所述第2图像不同的显示形态显示基于所述规定的层的层图像数据的第1图像。

根据本发明的一方案，所述显示控制部在所述规定的层的形成开始之前，使所述显示部预先以与所述第1图像不同的显示形态显示基于从所述层图像数据输出部输出的所述规定的层的层图像数据的第3图像。

根据本发明的一方案，所述三维造型装置具备向所述显示控制部输出三维数据的三维数据输出部，所述显示控制部使所述显示部显示基于从所述三维数据输出部输出的三维数据的第4图像，当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，使所述显示部以与所述第4图像不同的显示形态显示基于所述规定的层的层图像数据的第1图像。

根据本发明的一方案，所述层图像数据输出部当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，将在所述层图像数据生成部中生成的所述规定的层的层图像数据向所述显示控制部输出。

本发明的三维造型方法是制作三维造型物的三维造型方法，包括如下工序：准备显示图像的显示装置；由表示三维造型物的形状的三维数据，准备沿规定的方向分割成连续的多个层而得到的截面形状的数据即截面图像数据；通过向各层的截面图像数据附加厚度信息，而生成将各层以三维表示的层图像数据；输出在生成所述层图像数据的工序中生成的层图像数据；当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，将基于在输出所述层图像数据的工序中输出的所述规定的层的层图像数据的第1图像显示于所述显示装置；及基于所述准备的截面图像数据来制作三维造型物。

根据本发明的一方案，生成所述层图像数据的工序包括如下工序：由各层的截面图像数据取得第1二维坐标数据；将所述第1二维坐标数据使用三角分割法变换成由三角形构成的第2二维坐标数据；向所述第2二维坐标数据附加高度信息而生成三维坐标数据；及向所述三维坐标数据附加厚度信息，从而生成将各层以三维表示的层图像数据。

根据本发明的一方案，输出所述层图像数据的工序在三维造型物的造型开始之前将在生成所述层图像数据的工序中生成的全部的层图像数据输出。

根据本发明的一方案，显示于所述显示装置的工序包括如下工序：在三维造型物的造型开始之前，基于在输出所述层图像数据的工序中输出的全部的层图像数据，将以三维表示制作完成时的三维造型物的第2图像显示于所述显示装置，当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，将基于所述规定的层的层图像数据的第1图像以与所述第2图像不同的显示形态显示于所述显示装置。

根据本发明的一方案，显示于所述显示装置的工序包括如下工序：在所述规定的层的形成开始之前，将基于在输出所述层图像数据的工序中输出的所述规定的层的层图像数据的第3图像以与所述第1图像不同的显示形态预先显示于所述显示装置。

根据本发明的一方案，所述三维造型方法包括输出表示所述三维造型物的形状的三维数据的工序，显示于所述显示装置的工序包括如下工序：将基于在输出所述三维数据的工序中输出的三维数据的第4图像显示于所述显示装置，当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，将基于所述规定的层的层图像数据的第1图像以与所述第4图像不同的显示形态显示于所述显示装置。

根据本发明的一方案，输出所述层图像数据的工序当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，将在生成所述层图像数据的工序中生成的所述规定的层的层图像数据输出。

【发明效果】

本发明如以上说明那样构成，因此起到即使在三维造型物的制作中，操作者也能够明确地确认三维造型物的制作状况这样优异的效果。

附图说明

图1是表示包括目标模型及支撑模型的全模型的说明图。

图2是表示一实施方式的三维造型装置的结构的立体图。

图3是表示一实施方式的微型计算机的结构的框图。

图4A是表示在对全模型的三维数据进行编辑时，将目标模型作为编辑对象的状态的说明图。

图4B是表示在对全模型的三维数据进行编辑时，将支撑模型作为编辑对象的状态的说明图。

图5A是表示三维造型物的制作的指示作出之前的显示装置上显示的图像的说明图。

图5B是表示三维造型物的制作的指示刚作出之后的显示装置上显示的图像的说明图。

图5C是表示三维造型物的制作中的显示装置上显示的图像的说明图。

图5D是表示从图5C的状态进一步推进三维造型物的制作时的显示装置上显示的图像的说明图。

图6A是表示生成层图像数据的流程的流程图。

图6B是表示生成层图像数据的流程的流程图。

图7是表示制作三维造型物的流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。图2示出本实施方式的三维造型装置10。三维造型装置10通过使树脂材料固化并将规定的截面形状的树脂层顺次层叠而制作三维造型物。作为树脂材料，可列举热塑性树脂、光固化性树脂及紫外线固化性树脂等。在以下的说明中，以使用光固化性树脂作为树脂材料的情况为例进行说明，但并不是要将本发明的适用对象限定为上述种类的树脂材料。

在以下的说明中，图2中的标号F、Rr、L、R、Up、Dn分别表示前、后、左、右、上、下。图2中的标号X表示X轴，表示左右方向。图2中的标号Y表示Y轴，表示前后方向。图2中的标号Z表示Z轴，表示上下方向。它们只不过是为了便于说明的方向，没有对三维造型装置10的设置形态进行任何限定。

如图2所示，三维造型装置10具备微型计算机50。三维造型装置10的整体的动作由微型计算机50控制。微型计算机50基于包含支撑模型SM及目标模型TM在内的全模型FM的三维数据(三维模型的数据)，生成三维造型物的制作时所需的截面图像数据。

微型计算机50基于生成的各截面图像数据，生成将实际制作的各层以三维分别表示的图像的数据。以下，将“基于截面图像数据，将实际制作的层以三维表示的图像”适当称为“层图像”。而且，将“层图像的数据”适当称为“层图像数据”。

如图2所示，三维造型装置10具备显示装置78。显示装置78显示基于三维数据的三维造型物的图像等各种图像。微型计算机50与显示装置78连接。

将基于层图像数据而显示于显示装置78的层图像依次层叠，由此能够生成将实际制作的三维造型物以三维表示的图像。以下，将“将实际制作的三维造型物以三维表示的图像”适当称为“造型图像”。

当通过操作者指示三维造型物的制作时，通过微型计算机50，基于截面图像数据来控制各构成构件的动作。通过将基于截面图像数据形成的树脂层层叠，制作出所希望的三维造型物。

如图2所示，三维造型装置10具备壳体12、喷出头14、台16、移动机构21。

壳体12具备左壁12L、右壁12R、底壁12D、后壁12B及上壁12U。在壳体12的上侧到前侧形成开口18。在壳体12设有将开口18覆盖的罩20。罩20由透明的构件形成。罩20设置成开闭自如。通过打开罩20，壳体12的内部空间与壳体12的外部空间连通而成为开状态。通过关闭罩20，壳体12的内部空间与壳体12的外部空间隔断而成为闭状态。

通过打开罩20，进行在台16的上表面16A制作的三维造型物的取出等。通过关闭罩20，进行基于喷出头14的三维造型物的制作。

壳体12在后壁12B内具备未图示的罐。在罐内收容有光固化性树脂。在罐上连接有与喷出头14连接的管28。

如图2所示，移动机构21配置在壳体12内。移动机构21由微型计算机50控制。移动机构21具备一对导轨22和移动构件24。导轨22沿左右方向延伸。导轨22沿着XYZ正交坐标系的X轴方向延伸。导轨22将右壁12R与左壁12L连结。移动构件24移动自如地设于导轨22。移动构件24接受未图示的马达的驱动力而沿左右方向移动。该马达由微型计算机50控制。移动构件24在X轴上向左方及右方移动。

喷出头14喷出光固化性树脂。喷出头14具备喷嘴14A。喷嘴14A设置在喷出头14的下表面14C。从设于后壁12B内的未图示的罐经由管28向喷出头14供给光固化性树脂。供给的光固化性树脂从喷嘴14A喷出。

喷出头14使喷出的光固化性树脂固化。喷出头14具备光照射部14B。光照射部14B设置在喷出头14的下表面14C。光照射部14B对于从喷嘴14A喷出的光固化性树脂照射光。从喷嘴14A喷出的光固化性树脂通过从光照射部14B照射的光而固化。

喷出头14移动自如地配置在壳体12的内部。喷出头14安装于移动构件24。喷出头14安装在移动构件24的前表面。喷出头14设置成在XYZ正交坐标系的Z轴方向上移动自如。喷出头14移动自如地设于在移动构件24的前表面沿Z轴方向延伸设置的未图示的导轨。喷出头14接受设于喷出头14的未图示的马达的驱动力而沿上下方向移动。该马达由微型计算机50控制。喷出头14在Z轴上向上方及下方移动。由于安装于移动构件24，因此喷出头14与移动构件24一起也能够沿X轴方向移动。

喷出头14通过微型计算机50的控制，基于截面图像数据，一边沿X轴方向及Z轴方向移动，一边从喷嘴14A喷出光固化性树脂，并通过光照射部14B对于从喷嘴14A喷出的光固化性树脂照射光。

台16保持从喷出头14喷出的光固化性树脂。从喷出头14喷出的光固化性树脂保持于台16的上表面16A。台16移动自如地配置在壳体12的内部。台16移动自如地设置在一对导轨26上。导轨26设于壳体12的底壁12D。导轨26沿Y轴方向延伸。

在台16设有未图示的马达。该马达由微型计算机50控制。台16受到该马达的驱动力，沿着一对导轨26在Y轴上向前方及后方移动。由此，喷出头14与台16的相对的位置关系以三维进行变化。

接着，参照图3，说明微型计算机50的结构。

如图3所示，微型计算机50具备控制部52、支撑构件生成部72、三维数据编辑部74、截面图像数据生成部54、层图像数据生成部56、层图像数据输出部76、显示控制部58、存储部60。

控制部52控制三维造型装置10的各构成构件的动作。控制部52基于在截面图像数据生成部54中生成的截面图像数据，驱动未图示的马达等，进行移动构件24的X轴方向的移动的控制、喷出头14的Z轴方向的移动的控制、台16的Y轴方向的移动的控制及从喷出头14的光固化性树脂的喷出的控制等。

当基于截面图像数据而形成规定的层时，控制部52将形成了该规定的层的信息向层图像数据输出部76输出。即，当基于第i层(i为正整数)的截面图像数据而形成第i层时，控制部52将第i层的形成结束的信息向层图像数据输出部76输出。

支撑构件生成部72生成支撑模型SM，并生成包含支撑模型SM的全模型FM的三维数据。具体而言，支撑构件生成部72通过运算处理，生成表示支撑构件的形状的支撑模型SM。在准确地制作出通过目标模型(造型物模型)TM表示形状的三维造型物时，支撑构件对三维造型物进行支撑。关于用于生成与支撑模型SM形状对应的三维数据的运算处理，可以使用以往公知的技术，因此省略其详细说明。

在生成的全模型FM的三维数据中，目标模型TM的三维数据与支撑模型SM的三维数据能够分别识别。

支撑构件生成部72将全模型FM的三维数据向存储部60输出。全模型FM的三维数据存储于存储部60。支撑构件生成部72将全模型FM的三维数据向三维数据编辑部74输出。

三维数据编辑部74基于操作者的输入，对生成的全模型FM的三维数据进行编辑。三维数据编辑部74具备指定部80、编辑部82、输出部(三维数据输出部)84。指定部80基于操作者的输入，指定生成的全模型FM的三维数据中的目标模型TM或支撑模型SM中的任一方作为编辑对象。编辑部82基于操作者的输入，对指定部80所指定的编辑对象进行编辑。当作出截面图像数据生成的指示时，输出部84将全模型FM的三维数据向截面图像数据生成部54输出。输出部84将在支撑构件生成部72中生成的全模型FM的三维数据向显示控制部58输出。显示控制部58将基于全模型FM的三维数据的图像显示在显示装置78上。

指定部80将由指定部80指定作为编辑对象的目标模型TM及支撑模型SM中的任一方的信息向显示控制部58输出。显示控制部58对显示装置78进行控制，使基于该全模型FM的三维数据的图像显示在显示装置78上。显示控制部58基于由指定部80指定作为编辑对象的目标模型TM及支撑模型SM中的任一方的信息，将未被指定作为编辑对象的另一方的显示在显示装置78上以半透明的方式显示。

在通过指定部80指定目标模型TM作为编辑对象的情况下，将指定目标模型TM作为编辑对象的信息从指定部80向显示控制部58输出。如图4A所示，在显示于显示装置78的基于全模型FM的三维数据的图像中，通过显示控制部58的控制，将支撑模型SM以半透明的方式显示。

在通过指定部80指定支撑模型SM作为编辑对象的情况下，将指定支撑模型SM作为编辑对象的信息从指定部80向显示控制部58输出。如图4B所示，在显示于显示装置78的基于全模型FM的三维数据的图像中，通过显示控制部58的控制，将目标模型TM以半透明的方式显示。

通过操作者对未图示的操作件的操作，当执行被指定作为编辑对象的目标模型TM及支撑模型SM中的任一方的编辑时，编辑部82对于由指定部80指定的编辑对象，基于执行的编辑内容而进行全模型FM的三维数据的编辑。

即，编辑部82首先判断操作者对编辑对象是否进行了编辑。在判断为操作者进行了编辑的情况下，编辑部82基于由操作者编辑后的内容进行全模型FM的三维数据的编辑。编辑后的全模型FM的三维数据向存储部60输出，存储于存储部60。

通过操作者对未图示的操作件的操作，当指示截面图像数据的生成时，输出部84将存储于存储部60的全模型FM的三维数据向截面图像数据生成部54输出。

即，输出部84首先判断是否作出了截面图像数据的生成指示。当判断为作出了截面图像数据的生成指示的情况下，输出部84将存储于存储部60的全模型FM的三维数据向截面图像数据生成部54输出。需要说明的是，在判断为作出截面图像数据的生成指示的情况下，无论对全模型FM的三维数据的编辑的有无，输出部84都将存储于存储部60的全模型FM的三维数据向截面图像数据生成部54输出。

截面图像数据生成部54生成三维造型物的制作时所需的截面图像数据。截面图像数据生成部54根据从输出部84输出的全模型FM的三维数据来生成截面图像数据。

截面图像数据生成部54通过以往公知的技术，生成全模型FM的三维数据的截面图像数据。截面图像数据生成部54生成表示将由全模型FM的三维数据表示的三维造型物及支撑构件在Z轴方向每隔规定间隔分割成与XY平面平行的多个层时的截面形状的截面图像数据。生成的截面图像数据向存储部60输出，存储于存储部60。在Z轴方向上利用XY平面分割的规定的间隔作为表示相邻的截面形状的间隔的层间距而由操作者适当设定。层间距为例如0.1mm～0.15mm。

截面图像数据生成部54向生成的截面图像数据标注层编号。层编号例如从Z轴坐标小的截面图像数据依次标注。即，在取得Z轴的坐标值为0，Z₁，Z₂，Z₃，···，Z_n-1(n为正整数)的截面形状的情况下，将坐标值为“0”的截面图像数据作为第1层，将坐标值为“Z₁”的截面图像数据作为第2层，将坐标值为“Z₂”的截面图像数据作为第3层，将坐标值为“Z₃”的截面图像数据作为第4层。而且，将坐标值为“Z_n-1”的截面图像数据作为第n层(最终层)。

层图像数据生成部56基于在截面图像数据生成部54中生成的截面图像数据，生成实际制作的各层的层图像数据。层图像数据生成部56具备二维坐标数据取得部(取得部)62、二维坐标数据变换部(变换部)64、三维坐标数据生成部(第1生成部)66、层图像数据取得部(第2生成部)68。

二维坐标数据取得部62由截面图像数据取得二维坐标数据A。二维坐标数据取得部62由规定的层的截面图像数据取得该规定的层的二维坐标数据A。

二维坐标数据变换部64将在二维坐标数据取得部62中取得的规定的层的二维坐标数据A使用三角分割法变换成由三角形构成的二维坐标数据B。

三维坐标数据生成部66向在二维坐标数据变换部64中取得的规定的层的二维坐标数据B附加高度信息而生成三维坐标数据。即，在三维坐标数据生成部66中生成的三维坐标数据是高度信息表示的高度处的二维坐标数据。在此，高度信息是在由第i层(i为正整数)的截面图像数据生成层图像数据的情况下，向“i”乘以层间距后的值。

层图像数据取得部68通过向在三维坐标数据生成部66中生成的三维坐标数据附加厚度信息(即，Z轴方向的距离)，由此生成将各层以三维表示的层图像数据。在此，厚度信息是与层间距一致的值。

层图像数据取得部68在生成层图像数据时，将与截面图像数据的层编号相同的层编号向层图像数据标注。即，在生成第i层的层图像数据的情况下，向该层图像数据标注第i层的层编号。层图像数据取得部68将取得的层图像数据向存储部60输出。取得的层图像数据存储于存储部60。

当通过操作者对未图示的操作件的操作而作出三维造型物的制作的指示时，层图像数据输出部76将形成的层的层图像数据依次向显示控制部58输出。显示控制部58对显示装置78进行控制，将形成的层层叠后的图像显示于显示装置78。

具体而言，在操作者作出三维造型物的制作的指示之前，层图像数据输出部76将存储于存储部60的各层图像数据向显示控制部58输出。由此，如图5A所示，在显示装置78上显示将基于各层图像数据的层依次层叠至最后的图像，即，将实际制作的三维造型物以三维表示的造型图像。

并且，如图5B所示，当操作者作出三维造型物的制作的指示时，显示控制部58将显示于显示装置78的造型图像暂时消去。如图5C所示，当基于截面图像数据而实际形成层时，形成的层的层图像数据按照每1层向显示控制部58输出，在显示装置78上显示形成的层层叠后的图像。

此时，层图像数据输出部76基于使从控制部52输出的规定的层的形成结束的信息，将存储于存储部60的该规定的层的层图像数据向显示控制部58输出。即，基于第1层的截面图像数据，实际形成第1层时，从控制部52将使第1层的形成结束的信息向层图像数据输出部76输出。层图像数据输出部76基于该信息，将存储于存储部60的第1层的层图像数据向显示控制部58输出。由此，在显示装置78上显示第1层的层图像。

接着，基于第2层的截面图像数据，实际形成第2层时，从控制部52将使第2层的形成结束的信息向层图像数据输出部76输出。层图像数据输出部76基于该信息，将存储于存储部60的第2层的层图像数据向显示控制部58输出。由此，在显示装置78上，除了以前输出的第1层的层图像之外，还显示第2层的层图像。由于层图像数据包含高度信息，因此该第2层的层图像以层叠于第1层的层图像上的状态显示。

如图5C及图5D所示，实际上每当形成1个层时，显示装置78显示将形成的层的层图像层叠在前一个层图像上的图像。并且，当形成至最终层时，在显示装置78上显示形成了全部的层后的图像、即造型图像。

显示控制部58对显示装置78进行控制，将基于全模型FM的三维数据、截面图像数据及层图像数据等的图像显示于显示装置78。显示控制部58进行显示于显示装置78的显示内容的控制。显示控制部58对于显示装置78，进行基于全模型FM的三维数据的图像、基于层图像数据的图像等的显示及显示的删除。显示控制部58基于操作者进行的经由未图示的操作件的输入信息，对显示于显示装置78的内容进行变更。

存储部60存储包含目标模型TM的三维数据、包含支撑模型SM的全模型FM的三维数据、在截面图像数据生成部54中生成的截面图像数据、在层图像数据生成部56中生成的层图像数据的各种信息。

在以上的结构中，在通过三维造型装置10制作三维造型物的情况下，首先，通过操作者，将目标模型TM的三维数据向微型计算机50输入。并且，当通过操作者对未图示的操作件的操作而指示截面图像数据的生成时，在微型计算机50中，开始图像数据生成处理。

接着，关于生成图像数据的流程，参照图6A及图6B的流程图进行说明。

首先，在步骤S602中，支撑构件生成部72基于输入的目标模型TM的三维数据，生成包含支撑模型SM的全模型FM的三维数据。生成的全模型FM的三维数据向存储部60输出，存储于存储部60。

在步骤S604中，基于在步骤S602中得到的全模型FM的三维数据的图像显示于显示装置78。即，在步骤S604中，输出部84将在支撑构件生成部72中生成的全模型FM的三维数据向显示控制部58输出。显示控制部58将基于全模型FM的三维数据的图像显示于显示装置78。

在步骤S606中，通过操作者进行显示于显示装置78的基于全模型FM的三维数据的图像的编辑是否存在的判断。即，在步骤S606中，编辑部82通过操作者对未图示的操作件的操作，判断是否进行了全模型FM的三维数据的编辑。在判断为进行了全模型FM的三维数据的编辑时，进入步骤S608。另一方面，当判断为未进行全模型FM的三维数据的编辑时，进入步骤S610。

在步骤S608中，编辑部82基于由操作者编辑后的内容进行全模型FM的三维数据的编辑。编辑后的全模型FM的三维数据向存储部60输出，存储于存储部60。

在步骤S610中，通过操作者进行是否作出截面图像数据的生成指示的判断。即，在步骤S610中，输出部84通过操作者进行的未图示的操作件的操作，进行是否作出截面图像数据的生成指示的判断。当判断为未作出截面图像数据的生成指示时，返回步骤S606。另一方面，当判断为作出截面图像数据的生成指示时，进入步骤S612。

在步骤S612中，截面图像数据生成部54生成截面图像数据。即，在步骤S612中，首先，输出部84将存储于存储部60的全模型FM的三维数据向截面图像数据生成部54输出。并且，截面图像数据生成部54将输出的全模型FM的三维数据所对应的三维造型物及支撑构件在Z轴方向上每隔规定间隔(即，作为层间距而设定的值)，利用XY平面进行分割，生成与多个截面形状对应的截面图像数据。生成的截面图像数据向存储部60输出，存储于存储部60。

此时，从Z轴坐标小的截面图像数据依次标注层编号。即，在Z轴的坐标值为0，Z₁，Z₂，···，Z_i-1，···，Z_n-1(i<n，i、n为正整数)处取得截面形状，将坐标值为“0”的截面图像数据作为第1层，将坐标值为“Z₁”的截面图像数据作为第2层，将坐标值为“Z₂”的截面图像数据作为第3层。而且，将坐标值为“Z_i-1”的截面图像数据作为第i层，将坐标值为“Z_n-1”的截面图像数据作为第n层(最终层)。

在步骤S614中，将表示截面图像数据的层编号的“i”初始化为“1”。即，在步骤S614中，控制部52将表示截面图像数据的层编号的“i”设定为“1”。

在步骤S616中，由第i层的截面图像数据取得二维坐标数据A。即，在步骤S616中，二维坐标数据取得部62由第i层的截面图像数据取得第i层的二维坐标数据A。

在步骤S618中，取得的二维坐标数据A使用三角分割法变换成由三角形构成的二维坐标数据B。即，在步骤S618中，二维坐标数据变换部64将第i层的二维坐标数据A使用三角分割法变换成由三角形构成的二维坐标数据B。

在步骤S620中，向第i层的二维坐标数据B附加高度信息而生成三维坐标数据。即，在步骤S620中，三维坐标数据生成部66向第i层的二维坐标数据B附加由“i×层间距”表示的高度信息而生成第i层的三维坐标数据。

在步骤S622中，通过向第i层的三维坐标数据附加厚度信息，而生成将第i层以三维表示的层图像数据。即，在步骤S622中，层图像数据取得部68通过向第i层的三维坐标数据附加厚度信息(即层间距)，而生成第i层的层图像数据。生成的第i层的层图像数据向存储部60输出，存储于存储部60。

在步骤S624中，层图像数据取得部68判断第i层是否为最终层。在步骤S624中，当判断为第i层不是最终层时，进入步骤S626。另一方面，当判断为第i层是最终层时，结束图像数据的生成。

在步骤S626中，使“i”的值增加“1”。即，在步骤S626中，在步骤S616的处理中，以由通过步骤S622的处理取得了层图像数据的层的下一层的截面图像数据来取得二维坐标数据A的方式设定。

通过以上那样的图像数据生成处理，生成从第1层到第n层(最终层)的截面图像数据及层图像数据。

然后，当通过操作者对未图示的操作件进行操作而指示三维造型物的制作的开始时，通过微型计算机50的控制，开始三维造型物的制作。需要说明的是，当该三维造型物的制作开始时，显示控制部58将显示于显示装置78的造型图像暂时消去。

接着，关于制作三维造型物的流程，参照图7的流程图进行说明。

首先，在步骤S702中，控制部52将表示截面图像数据的层编号的“i”设定为“1”。

在步骤S704中，控制部52将设定了层编号“i”的信息向存储部60输出。并且，将存储于存储部60的第i层的截面图像数据向控制部52输出。

在步骤S706中，基于第i层的截面图像数据，喷出光固化性树脂，使光固化性树脂固化而形成第i层。即，在步骤S706中，控制部52控制台16、移动构件24及喷出头14的移动，基于在步骤S704中输出的第i层的截面图像数据，形成三维造型物的第i个层。此时，控制部52使台16沿Y轴方向移动，使移动构件24沿X轴方向移动，使喷出头14沿Z轴方向移动，同时从喷出头14向台16喷出光固化性树脂。

在步骤S708中，将基于第i层的层图像数据的图像显示于显示装置78。即，在步骤S708中，当形成第i个层时，从控制部52将使第i层的形成结束的信息向层图像数据输出部76输出。层图像数据输出部76基于该信息，将存储于存储部60的第i层的层图像数据向显示控制部58输出。由此，在显示装置78上显示第i层的层图像。作为基于第i层的层图像数据的图像的一例，例如是将从第1层到第i层的i个层图像数据按照生成顺序层叠后得到的造型图像。

在步骤S710中，当基于第i层的层图像数据的图像显示于显示装置78时，控制部52判断第i层是否为最终层。即，在步骤S710中，控制部52在形成第i个层时，判断该第i层是否为最终层。在步骤S710中，当判断为第i层不是最终层时，进入步骤S712。另一方面，当判断为第i层是最终层时，结束三维造型物的制作。

在步骤S712中，使“i”的值增加“1”。即，在步骤S712中，以在步骤S704的处理中输出通过步骤S708的处理显示了基于层图像数据的图像的层的下一层的截面图像数据的方式设定。

三维造型装置10基于目标模型TM的三维数据，生成支撑模型SM的三维数据，生成包含支撑模型SM的全模型FM的三维数据。在对全模型FM的三维数据进行编辑时，将目标模型TM及支撑模型SM中的未成为编辑对象的一方以半透明的方式显示。由此，在目标模型TM及支撑模型SM的编辑时，操作者能够明确地识别编辑对象。因此，在目标模型TM及支撑模型SM的编辑时，操作性提高，并且能够防止编辑对象的误认引起的编辑失误。

另外，三维造型装置10在基于截面图像数据的三维造型物的制作开始时，在1个层的形成实际结束时，将形成的层的层图像数据向显示控制部58输出，在显示装置78上显示基于该层图像数据的图像。由此，操作者通过确认显示于显示装置78的图像，能够可靠地识别三维造型物的制作状况。其结果是，在三维造型物的制作中，能够防止操作者进行的非故意的不适当的操作(例如，电源的停止、罩构件的敞开等)。需要说明的是，制作状况是例如操作者要制作的三维造型物的途中经过信息，包括在某时刻制作结束至何种程度等的状况。

需要说明的是，上述的实施方式也可以如以下的(1)至(9)所示那样变形。

(1)在上述的实施方式中，使移动构件24沿X轴方向移动，使台16沿Y轴方向移动，使喷出头14沿Z轴方向移动，但没有限定于此。只要是使台16与喷出头14的相对的位置关系为以三维变化的结构即可。而且，移动构件24、台16及喷出头14中的任一个可以固定。

(2)在上述的实施方式中，向微型计算机50输入目标模型TM的三维数据，生成包含支撑模型SM的全模型FM的三维数据、截面图像数据及层图像数据，但没有限定于此。例如，在另行准备的个人计算机中，可以生成包含支撑模型SM的全模型FM的三维数据、截面图像数据及层图像数据。这种情况下，可以将生成的各数据通过有线或无线的通信回线向微型计算机50输入，也可以经由记录介质向微型计算机50输入。

(3)在上述的实施方式中，从喷出头14将光固化性树脂向台16的上表面16A喷出，由此制作了三维造型物，但没有限定于此。例如，可以从积存有液体状的光固化性树脂的容器的底面通过投影机照射规定的图像，使光固化性树脂固化于该容器内配置的保持板的下表面而形成树脂层，使该树脂层层叠来制作三维造型物。只要是将基于截面图像的形状层叠而制作三维造型物的三维造型装置即可，可以是任意的三维造型装置。

(4)在上述的实施方式中，在生成全部的截面图像数据之后，基于各截面图像数据来生成层图像数据，但没有限定于此。例如，可以每当生成层的截面图像数据时，生成对应的层图像数据。即，可以按照每一层来生成截面图像数据及层图像数据。

(5)在开始三维造型物的制作之前显示的造型图像中，可以按照每1层显示(即，基于指定的规定的层的层图像数据的图像的显示)，也可以将连续的多个层依次层叠显示(即，基于指定的连续多个层的层图像数据的图像的显示)。而且，可以能够选择每1层的显示、连续多个层的显示、及表示全部的层的造型图像的显示，基于选择的显示，对显示于显示装置78的图像进行变更。

由此，能够高效地确认截面图像数据中的以三维造型物的截面形状的一部分产生缺损的“脱落”等不良情况为起因的层图像数据的不良情况。因此，操作者例如将产生不良情况的截面图像数据放大显示而确定“脱落”等的不良情况的部位，对截面图像数据进行编辑，在三维造型物的造型开始前能够消除截面图像数据的不良情况。

需要说明的是，操作者一边参照显示于显示装置78的基于截面图像数据的图像，一边进行编辑作业，但在显示于显示装置78的基于截面图像数据的图像中，将不是操作者指定作为编辑对象的构件的构件以半透明的方式显示时，能够使作业仅集中于编辑对象而作业效率提高。

(6)在上述的实施方式中，显示控制部58将目标模型TM及支撑模型SM中的操作者未选择作为编辑对象的一方的显示在显示装置78上以半透明的方式显示，但没有限定于此。即，只要将不是编辑对象的一方和作为编辑对象的另一方形成为操作者通过目视能够明确识别的显示即可，可以将不是编辑对象的一方和作为编辑对象的另一方任意显示。例如，可以在不是编辑对象的一方和作为编辑对象的另一方变更显示的颜色。而且，可以将不是编辑对象的一方仅利用表示外形的线段进行显示。

(7)在上述的实施方式中，在显示装置78上显示基于层图像数据的图像，由此操作者能够确认三维造型物的制作状况，但没有限定于此。例如，可以基于截面图像数据，将由目标模型TM的三维数据得到的图像显示于显示装置78，使操作者能够确认三维造型物的当前的制作状况或当前形成的三维造型物的层的制作状况。在此，作为预先显示于显示装置78的图像的一例，可列举例如当前造型中的层的每一层的层图像数据的图像，即造型途中的位于三维造型物的最上表面的截面图像数据的图像。这种情况下，在显示于显示装置78的图像中未显示支撑模型SM，而且，对于由基于层图像数据的图像表现的目标模型TM的侧面的形状(即，各层的大小的差异在目标模型TM的侧面上表现为阶梯状的形状)也没有显示。

另外，可以基于由包含支撑模型SM的全模型FM的三维数据生成的截面图像数据，将由全模型FM的三维数据得到的图像显示于显示装置78，从而使操作者能够确认三维造型物的制作状况。这种情况下，在显示于显示装置78的图像上显示支撑模型SM。

需要说明的是，在显示装置78上显示基于截面图像数据的图像的情况下，基于与生成的层对应的层编号的截面图像数据的图像(即由全模型FM的三维数据生成的截面图像数据)显示于显示装置78。

(8)在上述的实施方式中，显示装置78仅是显示基于形成的层的层图像数据的图像，但没有限定于此。例如，也可以在显示装置78上将造型图像以半透明的方式显示，在造型途中的时刻，将基于到目前为止形成的层的层图像数据的图像与该造型图像重叠显示。

具体而言，当开始三维造型物的制作时，通过层图像数据输出部76向显示控制部58输出全部的层图像数据，在显示装置78上将造型图像以半透明的方式显示。然后，可以每当形成1个层时，将新形成的层的层图像数据通过层图像数据输出部76向显示控制部58输出，在显示装置78的造型图像上，与基于这以前向显示控制部58输出的层图像数据的图像重叠显示。在上述的实施方式中，从三维造型物的制作的开始之前，从层图像数据输出部76向显示控制部58输出全部的层图像数据，在显示装置78上显示造型图像。这种情况下，若开始三维造型物的制作，则通过显示控制部58，变更显示于显示装置78的造型图像的显示形态。

另外，在显示装置78上，也可以不显示造型图像，而将基于包含支撑模型SM的全模型FM的三维数据的图像以半透明的方式显示，并将基于形成的层的层图像数据的图像与该图像重叠显示。

具体而言，当开始三维造型物的制作时，通过控制部52向显示控制部58输出全模型FM的三维数据，在显示装置78上将基于全模型FM的三维数据的图像以半透明的方式显示。然后，可以在每形成1个层时，将新形成的层的层图像数据通过层图像数据输出部76向显示控制部58输出，在显示装置78的基于全模型FM的三维数据的图像上重叠显示基于这以前向显示控制部58输出的层图像数据的图像。由此，操作者在确认显示于显示装置78的图像时，能够容易地确认三维造型物的制作的进展相对于整体进展了何种程度。

需要说明的是，关于显示装置78上显示的造型图像或基于全模型FM的三维数据的图像，没有限定为半透明的情况，只要是与基于形成的层的层图像数据的图像的显示形态不同的显示形态即可。可以是例如以与基于层图像数据的图像不同的色彩显示，或者仅以表示外形的线来显示。

(9)上述的实施方式以及上述的(1)至(8)所示的变形例可以适当地组合。

本发明优选使用作为制作三维造型物的三维造型装置。

Claims (14)

1.一种三维造型装置，由表示三维造型物的形状的三维数据，生成沿规定的方向分割成连续的多个层而得到的截面形状的数据即截面图像数据，基于生成的截面图像数据，来制作三维造型物，具备：

显示部，显示图像；

层图像数据生成部，通过向各层的截面图像数据附加厚度信息，而生成将各层以三维表示的层图像数据；

层图像数据输出部，输出在所述层图像数据生成部中生成的层图像数据；及

显示控制部，当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，使所述显示部显示基于从所述层图像数据输出部输出的所述规定的层的层图像数据的第1图像。

2.根据权利要求1所述的三维造型装置，其中，

所述层图像数据生成部具备：

取得部，由各层的截面图像数据取得第1二维坐标数据；

变换部，将所述第1二维坐标数据使用三角分割法变换成由三角形构成的第2二维坐标数据；

第1生成部，向所述第2二维坐标数据附加高度信息而生成三维坐标数据；及

第2生成部，向所述三维坐标数据附加厚度信息，从而生成将各层以三维表示的层图像数据。

3.根据权利要求1或2所述的三维造型装置，其中，

所述层图像数据输出部在三维造型物的造型开始之前，将在所述层图像数据生成部中生成的全部的层图像数据向所述显示控制部输出。

4.根据权利要求3所述的三维造型装置，其中，

所述显示控制部在三维造型物的造型开始之前，基于从所述层图像数据输出部输出的全部的层图像数据，使所述显示部显示将制作完成时的三维造型物以三维表示的第2图像，当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，使所述显示部以与所述第2图像不同的显示形态显示基于所述规定的层的层图像数据的第1图像。

5.根据权利要求1或2所述的三维造型装置，其中，

所述显示控制部在所述规定的层的形成开始之前，使所述显示部预先以与所述第1图像不同的显示形态显示基于从所述层图像数据输出部输出的所述规定的层的层图像数据的第3图像。

6.根据权利要求3所述的三维造型装置，其中，

所述三维造型装置具备向所述显示控制部输出三维数据的三维数据输出部，

所述显示控制部使所述显示部显示基于从所述三维数据输出部输出的三维数据的第4图像，当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，使所述显示部以与所述第4图像不同的显示形态显示基于所述规定的层的层图像数据的第1图像。

7.根据权利要求1或2所述的三维造型装置，其中，

所述层图像数据输出部当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，将在所述层图像数据生成部中生成的所述规定的层的层图像数据向所述显示控制部输出。

8.一种三维造型方法，制作三维造型物，包括如下工序：

准备显示图像的显示装置；

由表示三维造型物的形状的三维数据，准备沿规定的方向分割成连续的多个层而得到的截面形状的数据即截面图像数据；

通过向各层的截面图像数据附加厚度信息，而生成将各层以三维表示的层图像数据；

输出在生成所述层图像数据的工序中生成的层图像数据；

当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，将基于在输出所述层图像数据的工序中输出的所述规定的层的层图像数据的第1图像显示于所述显示装置；及

基于所述准备的截面图像数据来制作三维造型物。

9.根据权利要求8所述的三维造型方法，其中，

生成所述层图像数据的工序包括如下工序：

由各层的截面图像数据取得第1二维坐标数据；

将所述第1二维坐标数据使用三角分割法变换成由三角形构成的第2二维坐标数据；

向所述第2二维坐标数据附加高度信息而生成三维坐标数据；及

向所述三维坐标数据附加厚度信息，从而生成将各层以三维表示的层图像数据。

10.根据权利要求8或9所述的三维造型方法，其中，

输出所述层图像数据的工序在三维造型物的造型开始之前将在生成所述层图像数据的工序中生成的全部的层图像数据输出。

11.根据权利要求10所述的三维造型方法，其中，

显示于所述显示装置的工序包括如下工序：在三维造型物的造型开始之前，基于在输出所述层图像数据的工序中输出的全部的层图像数据，将以三维表示制作完成时的三维造型物的第2图像显示于所述显示装置，当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，将基于所述规定的层的层图像数据的第1图像以与所述第2图像不同的显示形态显示于所述显示装置。

12.根据权利要求8或9所述的三维造型方法，其中，

显示于所述显示装置的工序包括如下工序：在所述规定的层的形成开始之前，将基于在输出所述层图像数据的工序中输出的所述规定的层的层图像数据的第3图像以与所述第1图像不同的显示形态预先显示于所述显示装置。

13.根据权利要求10所述的三维造型方法，其中，

所述三维造型方法包括输出表示所述三维造型物的形状的三维数据的工序，

显示于所述显示装置的工序包括如下工序：将基于在输出所述三维数据的工序中输出的三维数据的第4图像显示于所述显示装置，当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，将基于所述规定的层的层图像数据的第1图像以与所述第4图像不同的显示形态显示于所述显示装置。

14.根据权利要求8或9所述的三维造型方法，其中，

输出所述层图像数据的工序当基于规定的层的截面图像数据而形成所述规定的层时，将在生成所述层图像数据的工序中生成的所述规定的层的层图像数据输出。