JP7580688B2 - Method for creating 3D shape data for a solid model, method for manufacturing a solid model, and method for manufacturing a solid model - Google Patents
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特許法第30条第2項適用 令和元年10月16-18日、モノづくりフェア2019 令和2年1月16日、http://3dcreators.jp/column/ms_25.shtml 令和2年4月9日、www.hotaru3d.com/SHOP/CS_YMDK_001_100.html、www.hotaru3d.com/SHOP/CS_YMDK_002_100.htmlApplication of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act October 16-18, 2019, Manufacturing Fair 2019 January 16, 2020, http://3dcreators. jp/column/ms_25. shtml April 9, 2020, www. hotaru3d. com/SHOP/CS_YMDK_001_100. html, www. hotaru3d. com/SHOP/CS_YMDK_002_100. html
本発明は、立体模型用3次元形状データ作成方法、立体模型の製造方法及び立体模型に関する。 The present invention relates to a method for creating three-dimensional shape data for a three-dimensional model, a method for manufacturing a three-dimensional model, and a three-dimensional model.
マッコウクジラやアフリカゾウ等の巨大生物やシーラカンス等の「生きた化石」と呼ばれる学術的に貴重な生物、恐竜など絶滅した生物の骨格標本が博物館等で展示されている。しかし、博物館等で展示されている標本は、骨格のみであり、絵に描かれた外殻と見比べても、骨格と外殻の位置関係が把握しにくい。特に、マッコウクジラは頭部に脳油と呼ばれる器官が入っていて骨がほとんどないため、骨格と外殻の差異が大きい。また、アフリカゾウ等の長鼻目は鼻に骨がないため、骨格と外殻が大きく異なる。このように、骨格標本は、それだけで得られる情報が少ないため、研究や学習に最適とは言えない。さらに、従来の骨格標本は、骨格を組み立てるためにビス孔を開けたり、繋がっていない骨は接続のためにコーキング剤を用いる必要があり、貴重な資料を傷つけていた。また、大型の骨格標本は研究や学習に取り回しができないので、人が動きながら観察する必要があった。レプリカを作製するにしても、型取する必要があり、コストが高いうえ、骨が破損する恐れがあり、大量には生産できない。 Museums and other places exhibit skeletal specimens of huge creatures such as sperm whales and African elephants, academically valuable creatures called "living fossils" such as coelacanths, and extinct creatures such as dinosaurs. However, the specimens exhibited in museums and other places only have skeletons, and it is difficult to understand the relative positions of the skeleton and the shell even when comparing them with the drawings of the shell. In particular, sperm whales have an organ called cerebrospinal fluid in their heads and almost no bones, so the difference between the skeleton and the shell is large. In addition, proboscideans such as African elephants have no bones in their noses, so the skeleton and the shell are very different. As such, skeletal specimens are not ideal for research or study because there is little information that can be obtained by themselves. Furthermore, with conventional skeletal specimens, screw holes must be drilled to assemble the skeleton, and caulking must be used to connect unconnected bones, damaging valuable materials. In addition, large skeletal specimens cannot be handled for research or study, so people must move around while observing them. Even if replicas are made, they need to be molded, which is expensive and there is a risk of the bones being damaged, so they cannot be mass-produced.
解剖が難しい小型の動物に対しては、実際に生体を染色して作製する「透明骨格標本」が主に分類学、比較解剖学、発生学等の研究分野で広く用いられている。しかし、生体を処理するのに有毒性の薬品が必要であり、安全性の観点から子供の学習教材としては使用できない。また、ケースに入った状態で観察する必要があるので、手に取ることができないし、実際の生物を使用するため再現性がなく、大型生物では作製ができない。 For small animals that are difficult to dissect, "transparent skeletal specimens" made by staining the actual living organism are widely used in research fields such as taxonomy, comparative anatomy, and embryology. However, toxic chemicals are required to process the living organism, and from a safety standpoint they cannot be used as educational materials for children. In addition, they must be observed in a case, so they cannot be handled, and as they use actual living organisms, they cannot be reproduced, and they cannot be made for larger organisms.
医療・教育等の用途の人体模型は、3Dプリンタにより造形が行われている。例えば、特許文献1には、生体部位とその内部構造部位の3次元形状データを作成し、生体部位と内部構造部位毎に造形に用いるモデル材の素材を定義し、生体部位とその内部構造部位の3次元形状データに基づき、定義された素材を用いて3次元プリンタにより造形する3次元造形モデル作製方法が開示されている。しかし、この方法は、医用診断装置により得られたデータを利用するものであり、医用診断装置を利用できない大型生物の模型は造形できない。
Human body models for medical and educational purposes are created using 3D printers. For example,
近年、研究や教育目的で、恐竜や大型の生物(クジラ、象など)の精巧な骨格と外殻を再現した模型のニーズが高まっている。しかし、CTスキャンの画像データを利用して3Dプリンタで製作できる人体模型とは異なり、既に絶滅した恐竜や、CTスキャンや3Dスキャナが使用できない大型の生物は、正確な3次元データを作成することはできない。また、小型水中生物の場合、陸上で外殻が保持できないので、3Dスキャナを使用できないという問題がある In recent years, there has been an increasing need for models that reproduce the detailed skeletons and shells of dinosaurs and large creatures (whales, elephants, etc.) for research and educational purposes. However, unlike human models that can be made with a 3D printer using CT scan image data, accurate 3D data cannot be created for extinct dinosaurs or large creatures for which CT scans or 3D scanners cannot be used. In addition, there is a problem that 3D scanners cannot be used for small aquatic creatures because their shells cannot be preserved on land.
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、医用診断装置や3Dスキャナ等を利用しなくても内部構造物に関する3次元データと外部構造物の外観の2次元データから構造物の立体模型用3次元形状データを作成することができる立体模型用3次元形状データ作成方法、立体模型の製造方法及び立体模型を提供することを課題とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems with the conventional technology, and aims to provide a method for creating 3D shape data for a 3D model, a method for manufacturing a 3D model, and a 3D model that can create 3D shape data for a 3D model of a structure from 3D data on the internal structure and 2D data on the appearance of the external structure without using a medical diagnostic device, 3D scanner, etc.
前記課題を解決するため、第1発明の立体模型用3次元形状データ作成方法は、
3次元データ作成装置を用いて、複数の内部品を組み合わせた内部構造物と外部構造物とを備える構造物の立体模型を製造するための立体模型用3次元形状データ作成方法であって、
前記内部構造物の前記複数の内部品の3次元形状データを組み合わせて前記内部構造物の内部3次元形状データを作成する第1ステップと、
前記外部構造物の外観情報に基づいて前記外部構造物の外部2次元推定断面図を作成する第2ステップと、
前記内部3次元形状データ上の内部特徴点と、前記内部特徴点に対応する前記外部2次元推定断面図上の外部特徴点との相対的位置関係に基づいて、前記外部2次元推定断面図を前記内部3次元形状データに対して位置合わせして、外部2次元断面図を作成する第3ステップと、
複数の前記外部2次元断面図から外部3次元形状データを作成する第4ステップと、
前記内部3次元形状データと前記外部3次元形状データを結合して3次元形状データを作成する第5ステップと、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a method for creating three-dimensional shape data for a three-dimensional model according to a first aspect of the present invention comprises the steps of:
A method for creating three-dimensional shape data for a three-dimensional model, for manufacturing a three-dimensional model of a structure having an internal structure and an external structure formed by combining a plurality of internal parts, using a three-dimensional data creation device, comprising the steps of:
a first step of combining three-dimensional shape data of the plurality of internal parts of the internal structure to generate internal three-dimensional shape data of the internal structure;
A second step of creating an external two-dimensional estimated cross-sectional view of the external structure based on the appearance information of the external structure;
a third step of creating an external two-dimensional cross-sectional view by aligning the external two-dimensional estimated cross-sectional view with the internal three-dimensional shape data based on a relative positional relationship between internal feature points on the internal three-dimensional shape data and external feature points on the external two-dimensional estimated cross-sectional view corresponding to the internal feature points;
a fourth step of generating external three-dimensional shape data from the plurality of external two-dimensional cross-sectional views;
a fifth step of combining the internal three-dimensional shape data and the external three-dimensional shape data to generate three-dimensional shape data;
The present invention is characterized by comprising:
第1発明の立体模型用3次元形状データ作成方法において、内部構造物は、構造物の内部にある複数の内部品の組み合わせである。内部構造物の3次元形状データは、医用診断装置や3Dスキャナなどを利用して得られる実在する各部品の3次元形状データを組み合わせることで作成することができる。外部構造物は、内部構造物を覆う外部形態である。外部構造物の外部2次元推定断面図は、外観データ、または復元画、想像図、写真、動画のキャプチャ等の2次元画像からなる外観情報に基づいて作成することができる。外部構造物の外部2次元推定断面図は、実在する内部構造物を覆う実際の外部形態の3次元形状データに基づくものではないので、内部構造物の3次元形状データとは整合しない。そこで、内部3次元形状データ上の内部特徴点と、内部特徴点に対応する外部2次元推定断面図上の外部特徴点との相対的位置関係に基づいて、外部2次元推定断面図を内部3次元形状データに対して位置合わせして、外部2次元断面図を作成する。これにより、外部2次元断面図は内部3次元形状データと整合する。 In the method for creating three-dimensional shape data for a three-dimensional model of the first invention, the internal structure is a combination of multiple internal parts inside the structure. The three-dimensional shape data of the internal structure can be created by combining the three-dimensional shape data of each actual part obtained using a medical diagnostic device, a 3D scanner, or the like. The external structure is the external form that covers the internal structure. The external two-dimensional estimated cross-sectional view of the external structure can be created based on appearance information consisting of appearance data or two-dimensional images such as restored images, imagined images, photographs, and video captures. The external two-dimensional estimated cross-sectional view of the external structure is not based on three-dimensional shape data of the actual external form that covers the actual internal structure, so it does not match the three-dimensional shape data of the internal structure. Therefore, the external two-dimensional estimated cross-sectional view is aligned with the internal three-dimensional shape data based on the relative positional relationship between the internal feature points on the internal three-dimensional shape data and the external feature points on the external two-dimensional estimated cross-sectional view that correspond to the internal feature points, to create the external two-dimensional cross-sectional view. As a result, the external two-dimensional cross-sectional view is matched with the internal three-dimensional shape data.
前記第3ステップは、
a:前記内部3次元形状データ上の内部特徴点Aを選定し、
b:前記内部特徴点Aから前記外部構造物の外形までの距離L1を特定し、前記内部特徴点Aから距離L1離れた点を推定外部特徴点Bとし、
c:前記内部特徴点Aに対応する前記2次元推定断面図の輪郭線上の外部特徴点Cを選定し、
d:前記外部特徴点Cから前記内部構造物の外形までの距離L2を特定し、前記外部特徴点Cから距離L2離れた点を推定内部特徴点Dとし、
e:推定外部特徴点Bと外部特徴点Cを重ね合わせ、推定内部特徴点Dが内部特徴点Aに一致するように前記2次元推定断面図の縮尺を調整し、
f:前記外部特徴点Cの周辺の輪郭線有効範囲を設定して、前記輪郭線有効範囲を除く前記外部2次元断面図の輪郭線を削除し、
g:ステップa-fを他の内部特徴点Aに対して行い、
h:隣接する外部特徴点Cの前記輪郭線有効範囲の前記外部2次元推定断面図の輪郭線を接続して、外部2次元断面図を作成し、
i:ステップa-hを他の外部2次元推定断面図に対して行い、複数の外部2次元断面図を作成する、ことが好ましい
The third step is
a: selecting an internal feature point A on the internal three-dimensional shape data;
b: A distance L1 from the internal feature point A to the outline of the external structure is identified, and a point that is a distance L1 away from the internal feature point A is set as an estimated external feature point B;
c: selecting an external feature point C on the contour line of the estimated two-dimensional cross-sectional view that corresponds to the internal feature point A;
d: A distance L2 from the external feature point C to the outer shape of the internal structure is identified, and a point that is a distance L2 away from the external feature point C is set as an estimated internal feature point D;
e: superimposing the estimated external feature point B and the external feature point C, and adjusting the scale of the two-dimensional estimated cross-sectional view so that the estimated internal feature point D coincides with the internal feature point A;
f: setting a contour effective range around the external feature point C, and deleting the contour of the external two-dimensional cross-sectional view excluding the contour effective range;
g: Steps a-f are performed on other internal feature points A;
h: Connecting the contours of the external two-dimensional estimated cross-sections of the contour effective ranges of adjacent external feature points C to generate an external two-dimensional cross-section;
i. Preferably, steps a to h are performed on other external two-dimensional estimated cross-sectional views to generate a plurality of external two-dimensional cross-sectional views.
前記第4ステップは、
前記複数の外部2次元断面図をそれぞれ押し出して重ね合わせ演算することにより、複数の外部3次元形状データ部品を作成し、
前記複数の外部3次元形状データ部品を組み合わせ、
前記複数の外部3次元形状データ部品の間の不足部分を補完して、外部3次元形状データを作成することが好ましい。
The fourth step is
a plurality of external three-dimensional shape data components are created by extruding and overlapping the plurality of external two-dimensional cross-sectional views;
combining the plurality of external three-dimensional shape data components;
It is preferable to generate external three-dimensional shape data by supplementing missing parts between the plurality of external three-dimensional shape data parts.
第2発明の立体模型の製造方法は、
複数の内部品を組み合わせた内部構造物と外部構造物とを備える構造物の立体模型を製造する立体模型の製造方法であって、
前記第1発明の立体模型用3次元形状データ作成方法により内部3次元形状データと外部3次元形状データとを結合して3次元形状データを作成するステップと、
前記3次元形状データに基づいて3次元立体模型を造形するステップとを備え、
前記内部3次元形状データで囲まれる内部空間は不透明樹脂で造形し、
前記内部3次元形状データの外形と前記外部3次元形状データの外形の間の空間は透明樹脂で造形する、ことを特徴とする。
The method for producing a three-dimensional model according to the second aspect of the present invention comprises the steps of:
A method for manufacturing a three-dimensional model of a structure having an internal structure and an external structure, the method comprising the steps of:
a step of combining the internal three-dimensional shape data and the external three-dimensional shape data by the method of creating three-dimensional shape data for a solid model according to the first invention, thereby creating three-dimensional shape data;
and forming a three-dimensional model based on the three-dimensional shape data.
The internal space surrounded by the internal three-dimensional shape data is modeled using opaque resin,
A space between the contour of the internal three-dimensional shape data and the contour of the external three-dimensional shape data is formed from a transparent resin.
第2発明の立体模型の製造方法では、内部3次元形状データで囲まれる内部空間は不透明樹脂で造形し、内部3次元形状データの外形と外部3次元形状データの外形の間の空間は透明樹脂で造形するので、透明樹脂で造形された外部構造物と内部構造物の間の透明樹脂を通して、不透明樹脂で造形された内部構造物を観察でき、外部構造物と内部構造物の相対的位置関係を把握できる精巧な立体模型を製造することができる。 In the manufacturing method of a three-dimensional model of the second invention, the internal space surrounded by the internal three-dimensional shape data is modeled with opaque resin, and the space between the outline of the internal three-dimensional shape data and the outline of the external three-dimensional shape data is modeled with transparent resin, so that the internal structure modeled with opaque resin can be observed through the transparent resin between the external and internal structures modeled with transparent resin, making it possible to manufacture an elaborate three-dimensional model that allows the relative positional relationship between the external and internal structures to be understood.
前記内部構造物の隣接する前記内部品の一方の前記内部3次元形状データの外形と他方の前記内部3次元形状データの外形の間の空間は透明樹脂で造形することが好ましい。 It is preferable that the space between the outline of the internal 3D shape data of one of the adjacent internal parts of the internal structure and the outline of the internal 3D shape data of the other of the adjacent internal parts is molded from a transparent resin.
前記外部3次元形状データを内側にオフセットした位置にオフセット3次元形状データを作成し、前記オフセット3次元形状データが示すオフセット外形を着色透明樹脂で造形し、前記オフセット3次元形状データのオフセット外形と前記外部3次元形状データの外形との間を透明樹脂で造形することが好ましい。
あるいは、前記外部3次元形状データを外側にオフセットした位置にオフセット3次元形状データを作成し、前記外部3次元形状データが示す外形を着色透明樹脂で造形し、前記外部3次元形状データの外形と前記オフセット3次元形状データのオフセット外形との間を透明樹脂で造形することが好ましい。
外部3次元形状データの内側のオフセット外形を着色透明樹脂で造形したり、外部3次元形状データの外側のオフセット外形の内側を着色透明樹脂で造形することにより、外表面の透明樹脂を研磨したときに、着色透明樹脂が残り、外部構造物が半透明に着色された立体模型を製造することができる。
It is preferable to create offset 3D shape data at a position where the external 3D shape data is offset inward, to model an offset outer shape indicated by the offset 3D shape data using colored transparent resin, and to model an area between the offset outer shape of the offset 3D shape data and the outer shape of the external 3D shape data using transparent resin.
Alternatively, it is preferable to create offset 3D shape data at a position offset outward from the external 3D shape data, model the outer shape indicated by the external 3D shape data using colored transparent resin, and model the area between the outer shape of the external 3D shape data and the offset outer shape of the offset 3D shape data using transparent resin.
By molding the offset outer shape inside the external three-dimensional shape data with colored transparent resin, or molding the inner side of the offset outer shape outside the external three-dimensional shape data with colored transparent resin, the colored transparent resin remains when the transparent resin on the outer surface is polished, and a three-dimensional model in which the external structure is colored translucently can be manufactured.
第3発明の立体模型は、
複数の内部品を組み合わせた内部構造物と外部構造物とを備える構造物の立体模型であって、
前記内部構造物の内部空間が不透明樹脂で造形され、
前記内部構造物の外形と前記外部構造物の外形の間の空間が透明樹脂で造形されている、ことを特徴とする。
The three-dimensional model of the third invention is as follows:
A three-dimensional model of a structure having an internal structure and an external structure formed by combining a plurality of internal parts,
The internal space of the internal structure is formed from an opaque resin,
The space between the outer shape of the internal structure and the outer shape of the external structure is formed from a transparent resin.
第3発明の立体模型では、内部構造物の内部空間が不透明樹脂で造形され、内部構造物の外形と外部構造物の外形の間の空間が透明樹脂で造形されているので、外部構造物と内部構造物の間の透明樹脂を通して、不透明樹脂で造形された内部構造物を観察でき、外部構造物と内部構造物の相対的位置関係を把握できる。 In the three-dimensional model of the third invention, the internal space of the internal structure is molded from opaque resin, and the space between the external form of the internal structure and the external form of the external structure is molded from transparent resin, so that the internal structure molded from opaque resin can be observed through the transparent resin between the external and internal structures, and the relative positions of the external and internal structures can be understood.
前記内部構造物の隣接する前記内部品の一方の外形と他方の外形の間の空間は透明樹脂で造形されていることが好ましい。内部品の間の空間が透明樹脂で造形されていることで、内部品相互間の位置関係や結合状態を把握することができる。 It is preferable that the space between the outer contours of one of the adjacent internal parts of the internal structure is made of a transparent resin. By making the space between the internal parts out of a transparent resin, it is possible to grasp the relative positions and connection state between the internal parts.
前記透明樹脂は弾性を有することが好ましい。
外部構造物と内部構造物の間の透明樹脂が弾性を有することで、外部構造物を動かすとこれに追従して内部構造物が動くので、外部構造物と内部構造物の相対的な関係を把握することができる。
The transparent resin preferably has elasticity.
Because the transparent resin between the external and internal structures has elasticity, when the external structure is moved, the internal structure moves in response, making it possible to grasp the relative relationship between the external and internal structures.
前記外部構造物の外面の内側に着色透明樹脂層が形成され、前記着色透明樹脂層と前記外部構造物の外面の間の空間が透明樹脂で造形されていることが好ましい。
外部構造物の外面の内側に着色透明樹脂層が形成されていることで、表面の透明樹脂を研磨しても、着色透明樹脂層の着色が色落せず、外部構造物が半透明に着色された立体模型となる。
It is preferable that a colored transparent resin layer is formed on the inside of the outer surface of the external structure, and the space between the colored transparent resin layer and the outer surface of the external structure is formed with a transparent resin.
Since a colored transparent resin layer is formed on the inside of the outer surface of the external structure, the color of the colored transparent resin layer does not fade even when the transparent resin on the surface is polished, and the external structure becomes a three-dimensional model that is colored semi-transparently.
第1発明の立体模型用3次元形状データ作成方法によれば、内部3次元形状データ上の内部特徴点と、内部特徴点に対応する外部2次元推定断面図上の外部特徴点との相対的位置関係に基づいて、外部2次元推定断面図を内部3次元形状データに対して位置合わせして、外部2次元断面図を作成するので、外部構造物の外部2次元推定断面図が実在する内部構造物を覆う実際の外部形態の3次元形状データに基づくものではなくても、外部3次元形状データは内部3次元形状データと整合する。このため、医用診断装置や3Dスキャナ等を利用できない構造物の立体模型用の3次元形状データを作成することができる。 According to the method for creating 3D shape data for a 3D model of the first invention, an external 2D cross-sectional view is created by aligning the external 2D estimated cross-sectional view with the internal 3D shape data based on the relative positional relationship between the internal feature points on the internal 3D shape data and the external feature points on the external 2D estimated cross-sectional view that correspond to the internal feature points. Therefore, even if the external 2D estimated cross-sectional view of the external structure is not based on 3D shape data of the actual external form that covers the actual internal structure, the external 3D shape data is consistent with the internal 3D shape data. This makes it possible to create 3D shape data for a 3D model of a structure for which medical diagnostic equipment, 3D scanners, etc. cannot be used.
第2発明の立体模型の製造方法によれば、内部3次元形状データで囲まれる内部空間は不透明樹脂で造形し、内部3次元形状データの外形と外部3次元形状データの外形の間の空間は透明樹脂で造形するので、透明樹脂で造形された外部構造物と内部構造物の間の透明樹脂を通して、不透明樹脂で造形された内部構造物を観察でき、外部構造物と内部構造物の相対的位置関係を把握できる精巧な立体模型を製造することができる。 According to the manufacturing method of the three-dimensional model of the second invention, the internal space surrounded by the internal three-dimensional shape data is modeled with opaque resin, and the space between the external shape of the internal three-dimensional shape data and the external shape of the external three-dimensional shape data is modeled with transparent resin, so that the internal structure modeled with opaque resin can be observed through the transparent resin between the external structure and the internal structure modeled with transparent resin, and an elaborate three-dimensional model can be manufactured that allows the relative positional relationship between the external structure and the internal structure to be understood.
第3発明の立体模型によれば、内部構造物の内部空間が不透明樹脂で造形され、内部構造物の外形と外部構造物の外形の間の空間が透明樹脂で造形されているので、透明樹脂で造形された外部構造物と内部構造物の間の透明樹脂を通して、不透明樹脂で造形された内部構造を観察でき、外部構造物と内部構造物の相対的位置関係を把握できる。また、内部品の間の空間が透明樹脂で造形されていることで、内部品相互間の位置関係や結合状態を把握することができる。 According to the three-dimensional model of the third invention, the internal space of the internal structure is molded from opaque resin, and the space between the external form of the internal structure and the external form of the external structure is molded from transparent resin, so that the internal structure molded from opaque resin can be observed through the transparent resin between the external and internal structures molded from transparent resin, and the relative positional relationship between the external and internal structures can be grasped. In addition, because the space between the internal parts is molded from transparent resin, the relative positions and connection state between the internal parts can be grasped.
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the attached drawings.
<立体模型用3次元形状データの作成方法の実施形態>
図1は、3次元データ作成装置を用いて、複数の内部品を組み合わせた内部構造物と外部構造物とを備える構造物の立体模型を製造するための立体模型用3次元形状データ作成方法のフローを示す。
<Embodiment of a method for creating three-dimensional shape data for a solid model>
FIG. 1 shows a flow of a method for creating three-dimensional shape data for a three-dimensional model, for manufacturing a three-dimensional model of a structure having an internal structure and an external structure formed by combining a plurality of internal parts, using a three-dimensional data creation device.
3次元データ作成装置は、3次元コンピュータグラフィックス(3DCG)、3次元設計支援(3DCAD)等のソフトウェアを用いて3Dプリンタで造形可能な立体模型用3次元形状データを作成するコンピュータからなる。 The three-dimensional data creation device consists of a computer that uses software such as three-dimensional computer graphics (3DCG) and three-dimensional computer-aided design (3DCAD) to create three-dimensional shape data for a solid model that can be printed using a 3D printer.
本発明が対象とする立体模型は、複数の内部品を組み合わせた内部構造物と外部構造物とを備える構造物の立体模型である。例えば、マッコウクジラのような大型動物の立体模型の場合、内部構造物は複数の骨を組み合わせた骨格であり、外部構造物は骨格を覆う外殻である。立体模型の用途に応じて、内部構造物には骨格の他に脳や心臓等の内部器官を含んでいてもよい。 The three-dimensional model that is the subject of this invention is a three-dimensional model of a structure that has an internal structure made up of multiple internal parts and an external structure. For example, in the case of a three-dimensional model of a large animal such as a sperm whale, the internal structure is a skeleton made up of multiple bones, and the external structure is the shell that covers the skeleton. Depending on the purpose of the three-dimensional model, the internal structure may include internal organs such as the brain and heart in addition to the skeleton.
ステップ101では、内部構造物の内部3次元形状データを作成する。内部構造物の内部3次元形状データは、医用診断装置や3Dスキャナなどを利用して得られる実在する各部品の3次元形状データを3DCG又は3DCAD上で組み合わせることで作成することができる。3DCG又は3DCAD上では、3次元形状データの寸法は内部構造物の実寸に合わせる。マッコウクジラのような大型動物でも、内部構造物の骨格の各骨は小さいので、博物館等で展示されている骨格標本の各骨を3Dスキャナでスキャンすることで各骨の正確な3次元形状データを取得することができる。また、博物館などから骨格の3次元形状データが入手できる場合はそれを利用することができる。各骨の3次元形状データは、3DCG又は3DCAD上で組み合わせて骨格の内部3次元形状データを作成する。 In step 101, internal three-dimensional shape data of the internal structure is created. The internal three-dimensional shape data of the internal structure can be created by combining, on 3DCG or 3D CAD, three-dimensional shape data of each actual part obtained using a medical diagnostic device or a 3D scanner. On 3DCG or 3D CAD, the dimensions of the three-dimensional shape data are adjusted to the actual dimensions of the internal structure. Even for large animals such as sperm whales, the bones of the skeleton of the internal structure are small, so accurate three-dimensional shape data of each bone can be obtained by scanning each bone of a skeletal specimen exhibited in a museum or the like with a 3D scanner. In addition, if three-dimensional shape data of the skeleton is available from a museum or the like, it can be used. The three-dimensional shape data of each bone is combined on 3DCG or 3D CAD to create internal three-dimensional shape data of the skeleton.
骨格の一部しか3次元形状データが無い場合は、欠損部の骨の3次元形状データを2次元画像から3DCG又は3DCAD上で作成する。また、2次元画像データが一部のみしかない場合、存在しない骨の2次元画像を作成し、これらの2次元画像データから骨格の内部3次元形状データを3DCG又は3DCAD上で作成する。図4は、作成された内部3次元形状データで表したマッコウクジラの内部構造物である骨格1を示す。
When 3D shape data is only available for a portion of the skeleton, 3D shape data for the missing bone is created from 2D images on 3DCG or 3D CAD. When 2D image data is only available in part, 2D images of the nonexistent bones are created, and internal 3D shape data for the skeleton is created from these 2D image data on 3DCG or 3D CAD. Figure 4 shows
ステップ102では、構造物の外観情報に基づいて、外部構造物の外部2次元推定断面図を作成する。外観情報としては、体長、胴囲等の外観データ、または復元画、想像図、絵、写真、動画のキャプチャ等の2次元画像を使用できる。これらの外観情報を元に、複数断面の輪郭線を抽出し、外部2次元推定断面図を作成する。外部2次元推定断面図の方向は、図4に示すX,Y,Z軸の方向を基準にする。例えば、図5のマッコウクジラの画像2に基づいて、図6(a)の脊髄に沿った外部2次元推定XZ断面図、図6(b)のような外部2次元推定YZ断面図を複数作成する。 In step 102, an external 2D estimated cross-sectional view of the external structure is created based on the appearance information of the structure. The appearance information can be appearance data such as body length and waist circumference, or 2D images such as restored images, imagined drawings, pictures, photographs, and video captures. Based on this appearance information, the contours of multiple cross sections are extracted and an external 2D estimated cross-sectional view is created. The direction of the external 2D estimated cross-sectional view is based on the directions of the X, Y, and Z axes shown in Figure 4. For example, based on image 2 of a sperm whale in Figure 5, multiple external 2D estimated XZ cross-sectional views along the spinal cord in Figure 6(a) and external 2D estimated YZ cross-sectional views such as those in Figure 6(b) are created.
ステップ103では、外部2次元推定断面図を内部3次元形状データに対して位置合わせする。外部2次元推定断面図は、実在する内部構造物を覆う実際の外殻の3次元形状データに基づくものではないので、内部構造物の3次元形状データとは整合しない。そこで、内部3次元形状データ上の内部特徴点と、内部特徴点に対応する外部2次元推定断面図上の外部特徴点との相対的位置関係に基づいて、外部2次元推定断面図を位置合わせして、外部2次元断面図を作成する。この位置合わせにより得られる外部2次元断面図は内部3次元形状データと整合する。
In
具体的には、図2のステップ103aで、内部3次元形状データ上の内部特徴点Aを選定する。図7に示すように、マッコウクジラの場合、内部特徴点Aとしては、骨格1のうち、腰椎骨、尾椎骨先端、頭骨、上顎骨先端、下顎骨先端、下顎関節、目、肋骨、胸びれ付け根の関節、胸びれの指骨先端等を選定することができる。
Specifically, in
ステップ103bでは、内部3次元形状データ上の内部特徴点Aから外部構造物の外形までの距離L1を特定し、内部特徴点Aから距離L1離れた点を推定外部特徴点Bとする。内部特徴点Aから外部構造物の外形までの距離L1としては、マッコウクジラの場合、文献等から入手した皮膚や脂肪の厚さ等を参考にすることができる。
In
ステップ103cでは、図8に示すように、内部特徴点Aに対応する2次元推定断面図の輪郭線上の外部特徴点Cを選定する。
In
ステップ103dでは、外部特徴点Cから内部構造物の外形までの距離L2を特定し、外部特徴点Cから距離L2離れた点を推定内部特徴点Dとする。外部特徴点Cから内部構造物の外形までの距離L2としては、マッコウクジラの場合、文献等から入手した皮膚や脂肪の厚さ等を参考にすることができる。
In
ステップ103eでは、図9に示すように、推定外部特徴点Bと外部特徴点Cを重ね合わせ、推定内部特徴点Dが内部特徴点Aに一致するように、アスペクト比を固定して外部2次元推定断面図の縮尺を調整する。
In
ステップ103fでは、図10に示すように、外部特徴点Cの周辺の輪郭線有効範囲Wを設定して、輪郭線有効範囲を除く外部2次元推定断面図の輪郭線を削除する。輪郭線有効範囲Wは、外部特徴点C周辺の形状により調整する。例えば、外部特徴点Cの周辺の形状が複雑な場合は短く、単調な場合は長く設定する。図10の実施形態の外部特徴点Cの周辺の輪郭線有効範囲Wは、外部特徴点Cより前の部分は形状が比較的なだらかで単調であるので長くし、後ろの部分は前の部分より複雑であるため短くしている。
In
ステップ103gでは、ステップ103a-fを他の複数の内部特徴点Aに対して行う。
In
ステップ103hでは、隣接する外部特徴点Cの輪郭線有効範囲の外部2次元推定断面図の輪郭線を接続して、図11に示すような外部2次元断面図を作成する。
In
ステップ103iでは、ステップ103a-hを他の外部2次元推定断面図に対して行い、複数の外部2次元断面図を作成する。複数の外部2次元断面図としては、マッコウクジラの場合、図11(a)、(b)に示す脊椎方向の外部2次元XZ断面図と外部2次元XY断面図、図12(a)、(b)に示す左右方向の縦断面図である複数の外部2次元YZ断面図を作成することが好ましい。
In
ステップ104では、ステップ103で作成した外部2次元断面図に基づいて、外部3次元形状データを作成する。
In
具体的には、図3のステップ104aにおいて、図13に示すように、外部2次元XZ断面図をY方向に押し出して、立体を形成する。押し出しは、図13(b)に示すように、内部構造物が内部に含まれるように、Y方向両側に押し出すことが好ましい。
Specifically, in
ステップ104bでは、図14に示すように、外部2次元YZ断面図をX方向に押し出して、立体を形成する。押し出しは、図14(b)に示すように、輪郭線有効範囲と同じになるように、X方向両側に押し出すことが好ましい。
In
ステップ104cでは、図15に示すように、外部2次元XZ断面図をY方向に押し出した立体と、外部2次元YZ断面図をX方向に押し出した立体とを重ね合わせ演算し、両立体の交差した部分を抽出して、図16に示すような外部3次元形状データ仮部品3´を作成する。
In
ステップ104dでは、他の外部2次元YZ断面図がある場合、ステップ104bから104cを繰り返して、外部3次元形状データ仮部品3´を作成する。
In
ステップ104eでは、図17に示すように、複数の外部3次元形状データ仮部品3´を組み合わせる。
In
ステップ104fでは、図18に示すように、外部2次元XY断面図をZ方向に押し出して、立体を形成する。押し出しは、図18(b)に示すように、内部構造物が内部に含まれるように、Z方向両側に押し出すことが好ましい。
In
ステップ104gでは、図19に示すように、外部2次元XY断面図をZ方向に押し出した立体と、外部3次元形状データ仮部品3´とを重ね合わせ演算し、両立体の交差した部分を抽出して、図20に示すような外部3次元形状データ部品3を作成する。
In
ステップ104hでは、組み合わせた複数の外部3次元形状データ部品3の間の空間の不足部分をデータ補完して結合し、外部3次元形状データを作成する。図21(a)に示すように、外部3次元形状データ部品のX方向の端面には、重ね合わせ演算時に生じた切除部9が存在する。離接する外部3次元形状データ部品3の互いに対応する端面における切除部9とそれ以外の部分に接する内接線10を抽出し、図21(b)に示すように切除部9に沿う曲面からなる補完部品3aで補完する。
In
ステップ104iでは、外部3次元形状データ部品3の不足部分を補完した外部3次元形状データをスムージングして、連続した滑らかな表面を形成する。これにより、内部3次元形状データに整合した外部3次元形状データとなる。図22は、作成された外部3次元形状データで表したマッコウクジラの外部構造物である外殻4を示す。
In
外部3次元形状データを作成した後、図1のステップ105において、内部3次元形状データと外部3次元形状データを結合した3次元形状データを作成する。図23は、内部3次元形状データと外部3次元形状データで表したマッコウクジラの骨格1と外殻4を示す。図24は、3次元形状データの一部を示す拡大図である。
After the external three-dimensional shape data is created, in
ステップ106では、3次元形状データを模型サイズに縮小して模型サイズの3次元形状データを作成する。
In
以上により、外部構造物の外部2次元推定断面図が実在する内部構造物を覆う実際の外殻の3次元形状データに基づくものではなくても、外部3次元形状データは内部3次元形状データと整合する。このため、医用診断装置や3Dスキャナ等を利用できない構造物の立体模型用の3次元形状データを作成することができる。 As a result, even if the external 2D estimated cross-sectional view of the external structure is not based on 3D shape data of the actual shell that covers the actual internal structure, the external 3D shape data is consistent with the internal 3D shape data. This makes it possible to create 3D shape data for a solid model of a structure that cannot be created using medical diagnostic equipment or 3D scanners.
<立体模型の製造方法の実施形態>
図25は、本発明の立体模型の製造方法の実施形態を実施する3次元データ作成装置11と、3次元造形装置12を示す。
<Embodiment of Manufacturing Method for Three-Dimensional Model>
FIG. 25 shows a three-dimensional data creation device 11 and a three-
3次元データ作成装置11は、前述したように、3次元コンピュータグラフィックス(3DCG)、3次元設計支援(3DCAD)等のソフトウェアを用いて、3次元造形装置12で造形可能な立体模型用3次元形状データを作成するコンピュータであり、本体13、モニター14、キーボード15、マウス16等からなる。
As mentioned above, the three-dimensional data creation device 11 is a computer that uses software such as three-dimensional computer graphics (3DCG) and three-dimensional design support (3DCAD) to create three-dimensional shape data for a solid model that can be created by the three-
3次元造形装置12は、樹脂や金属を積層して造形する3Dプリンタである。3Dプリンタは、材料押出法、材料噴射法、粉末床溶融結合法、結合剤噴射法、液槽光重合法、シート積層法、指向エネルギー体積法等各種の方式を使用可能であるが、材料噴射法が一般的で好ましい。図25は、材料押出法の3Dプリンタを示し、プリンタヘッド17をX軸方向に往復移動させるX軸ユニット18と、該X軸ユニット18をZ軸方向に往復移動させるZ軸ユニット19と、Y方向に往復移動可能な造形ステージ20と、アクリル樹脂21のカートリッジ22と、アクリル樹脂21をプリンタヘッド17に供給するエクストルーダ23と、制御部24とを備える。制御部24は、3次元データ作成装置11の本体13とLAN接続されて、3次元データ作成装置11から3次元形状データをOBJ形式で受信し、各層にスライスしてGコードデータに変換し、X軸ユニット18、Z軸ユニット19、造形ステージ20及びエクストルーダ23を制御する。
The three-
図26は、本発明の立体模型の製造方法の実施形態を実施する造形フローを示す。ステップ201で、3次元データ作成装置11を用いて、前述した3次元形状データ作成方法により、内部3次元形状データと外部3次元形状データとからなる3次元形状データを作成する。この3次元形状データは、OBJ形式で3次元造形装置12に送られる。
Figure 26 shows a modeling flow for implementing an embodiment of the manufacturing method for a three-dimensional model of the present invention. In
ステップ202では、3次元造形装置12により立体模型を造形する。図27に示すように、立体模型5がマッコウクジラの場合、造形時間を短縮するため、マッコウクジラの脊椎の方向をX軸。左右の方向をY軸、上下方向をZ軸とすることが好ましい。
In
3次元造形装置12による造形において、図28に示すように、内部3次元形状データで囲まれる内部空間は不透明樹脂6で造形し、内部3次元形状データの外形と外部3次元形状データの外形の間の空間は透明樹脂7で造形する。不透明樹脂6としては、着色したアクリル樹脂が好ましいが、これに限らず、ABS樹脂、PLA樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ゴム、シリコン、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)等を採用することができる。透明樹脂7としては、着色していないアクリル樹脂が好ましいが、これに限らず、ABS樹脂、PLA樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ゴム、シリコン、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)等を採用することができる。また、内部構造物の隣接する内部品の一方の内部3次元形状データの外形と他方の内部3次元形状データの外形と間の空間、例えばマッコウクジラの場合、骨格1を構成する骨と骨の間の空間は、透明樹脂7で造形する。
In the modeling by the three-
3次元造形装置12で造形した後、透明樹脂7には紫外線を照射する。これにより、透明樹脂7の透明度を増加することができる。
After being modeled by the three-
3次元造形装置12により造形した後、ステップ203で、立体模型5の外表面を研磨する。これにより、造形時の現れる立体模型5の表面の粗さや層間の段差を除去し、表面を滑らかにすることができる。
After the modeling is performed by the three-
3次元造形装置12で造形中、立体模型5の外表面に着色を施すことができるが、研磨により色落ちしないように、次に示す2つの方法でする着色することができる。
During modeling using the
第1の方法は、図29(a)に示すように、外部3次元形状データを内側にオフセットした位置に、オフセット3次元形状データを作成し、該オフセット3次元形状データが示すオフセット外形4a上に所定厚さの着色透明樹脂層8を造形し、オフセット3次元形状データのオフセット外形4a上の着色透明樹脂層8と外部3次元形状データの外殻4との間を透明樹脂7で造形する。
As shown in FIG. 29(a), the first method involves creating offset 3D shape data at a position offset inward from the external 3D shape data, forming a colored transparent resin layer 8 of a predetermined thickness on the offset
第2の方法は、図29(b)に示すように、外部3次元形状データを外側にオフセットした位置にオフセット3次元形状データを作成し、外部3次元形状データが示す外殻4上に所定厚さの着色透明樹脂層8を造形し、外部3次元形状データの外殻4上の着色透明樹脂層8とオフセット3次元形状データが示すオフセット外形4bとの間を透明樹脂7で造形する。
As shown in FIG. 29(b), the second method involves creating offset 3D shape data at a position offset outward from the external 3D shape data, forming a colored transparent resin layer 8 of a predetermined thickness on the
いずれの方法においても、造形された立体模型5の外面の透明樹脂7の内側に着色透明樹脂8が存在するので、外面の透明樹脂7を研磨しても、内部の着色透明樹脂8は色落ちしない。
In either method, the colored transparent resin 8 is present inside the
<立体模型の実施形態>
図30は、前述した本発明の立体模型の製造方法により製造したマッコウクジラの立体模型5を示す。
<Embodiments of the Three-Dimensional Model>
FIG. 30 shows a three-
この立体模型5では、図31に示すように、骨格1の内部空間が不透明樹脂6で造形され、骨格1と外殻4の間の空間が透明樹脂7で造形されているので、骨格1と外殻4の間の透明樹脂7を通して、不透明樹脂6で造形された骨格1を観察でき、骨格1と外殻4の相対的位置関係を把握できる。例えば、マッコウクジラの場合、頭部に脳油と呼ばれる器官が入っていて骨がほとんどないことが確認できる。また、顎の状態や、骨盤痕跡のように繋がっていない骨等も模型5を持ってどのような方向からも明瞭に観察することができる。
As shown in Figure 31, in this three-
骨格1の隣接する骨の一方の骨1aの外形と他方の骨1bの外形の間の空間は透明樹脂6で造形されているので、隣接する骨1a、1bの相互間の位置関係や結合状態を把握することができる。
The space between the contours of one bone 1a and the
外部3次元形状データと内部3次元形状データの間の空間を造形する透明樹脂7は、弾性を有することが好ましい。外殻4と骨格1の間の透明樹脂7が弾性を有することで、外殻4を動かすとこれに追従して骨格1が動くので、外殻4と骨格1の相対的な関係を把握することができる。
The
外部構造物の外面の内側に着色透明樹脂層8が形成され、該着色透明樹脂層8と外部構造物の外面の間の空間が透明樹脂7で造形されていることが好ましい。外部構造物の外面の内側に着色透明樹脂層8が形成されていることで、表面の透明樹脂7を研磨しても、着色透明樹脂層8の着色が色落せず、外部構造物が半透明に着色された立体模型となる。
It is preferable that a colored transparent resin layer 8 is formed on the inside of the outer surface of the external structure, and the space between the colored transparent resin layer 8 and the outer surface of the external structure is formed with
本発明は前記実施形態に限るものではなく、本発明の範囲内で修正や変更を行うことができる。例えば、外部2次元断面図はXZ断面、XY断面、YZ断面に限らず、任意の方向の断面とすることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications and variations can be made within the scope of the present invention. For example, the external two-dimensional cross-sectional view is not limited to an XZ cross-section, an XY cross-section, or a YZ cross-section, and can be a cross-section in any direction.
また、前記実施形態は、マッコウクジラのような動物の立体模型用3次元形状データ作成方法、立体模型の製造方法及び立体模型について説明したが、本発明は建造物や構造物の立体模型にも適用することができる。 In addition, the above embodiment describes a method for creating three-dimensional shape data for a three-dimensional model of an animal such as a sperm whale, a method for manufacturing a three-dimensional model, and a three-dimensional model, but the present invention can also be applied to three-dimensional models of buildings and structures.
1…骨格
2…写真
3…外部三次元形状データ部品
3´…外部三次元形状データ仮部品
3a…補完部品
4…外殻
4a…オフセット外形
4b…オフセット外形
5…立体模型
6…不透明樹脂
7…透明樹脂
8…着色透明樹脂
9…切除部
10…内接線
11…3次元データ作成装置
12…3次元造形装置
Reference Signs List 1: skeleton 2: photograph 3: external three-dimensional shape data component 3': external three-dimensional shape data temporary component 3a: supplementary component 4:
Claims (9)
前記内部構造物の前記複数の内部品の3次元形状データを組み合わせて前記内部構造物の内部3次元形状データを作成する第1ステップと、
前記外部構造物の外観情報に基づいて前記外部構造物の外部2次元推定断面図を作成する第2ステップと、
前記内部3次元形状データ上の内部特徴点と、前記内部特徴点に対応する前記外部2次元推定断面図上の外部特徴点との相対的位置関係に基づいて、前記外部2次元推定断面図を前記内部3次元形状データに対して位置合わせして、外部2次元断面図を作成する第3ステップと、
複数の前記外部2次元断面図から外部3次元形状データを作成する第4ステップと、
前記内部3次元形状データと前記外部3次元形状データを結合して3次元形状データを作成する第5ステップと、
を備えることを特徴とする立体模型用3次元形状データ作成方法。 A method for creating three-dimensional shape data for a three-dimensional model, for manufacturing a three-dimensional model of a structure having an internal structure and an external structure formed by combining a plurality of internal parts, using a three-dimensional data creation device, comprising the steps of:
a first step of combining three-dimensional shape data of the plurality of internal parts of the internal structure to generate internal three-dimensional shape data of the internal structure;
A second step of creating an estimated two-dimensional external cross-sectional view of the external structure based on the appearance information of the external structure;
a third step of creating an external two-dimensional cross-sectional view by aligning the external two-dimensional estimated cross-sectional view with the internal three-dimensional shape data based on a relative positional relationship between internal feature points on the internal three-dimensional shape data and external feature points on the external two-dimensional estimated cross-sectional view corresponding to the internal feature points;
a fourth step of generating external three-dimensional shape data from the plurality of external two-dimensional cross-sectional views;
a fifth step of combining the internal three-dimensional shape data and the external three-dimensional shape data to generate three-dimensional shape data;
A method for creating three-dimensional shape data for a solid model, comprising:
a:前記内部3次元形状データ上の内部特徴点Aを選定し、
b:前記内部特徴点Aから前記外部構造物の外形までの距離L1を特定し、前記内部特徴点Aから距離L1離れた点を推定外部特徴点Bとし、
c:前記内部特徴点Aに対応する前記2次元推定断面図の輪郭線上の外部特徴点Cを選定し、
d:前記外部特徴点Cから前記内部構造物の外形までの距離L2を特定し、前記外部特徴点Cから距離L2離れた点を推定内部特徴点Dとし、
e:推定外部特徴点Bと外部特徴点Cを重ね合わせ、推定内部特徴点Dが内部特徴点Aに一致するように前記2次元推定断面図の縮尺を調整し、
f:前記外部特徴点Cの周辺の輪郭線有効範囲を設定して、前記輪郭線有効範囲を除く前記外部2次元断面図の輪郭線を削除し、
g:ステップa-fを他の内部特徴点Aに対して行い、
h:隣接する外部特徴点Cの前記輪郭線有効範囲の前記外部2次元推定断面図の輪郭線を接続して、外部2次元断面図を作成し、
i:ステップa-hを他の外部2次元推定断面図に対して行い、複数の外部2次元断面図を作成する
ことを特徴とする請求項1に記載の立体模型用3次元形状データ作成方法。 The third step is
a: selecting an internal feature point A on the internal three-dimensional shape data;
b: A distance L1 from the internal feature point A to the outline of the external structure is identified, and a point that is a distance L1 away from the internal feature point A is set as an estimated external feature point B;
c: selecting an external feature point C on the contour line of the estimated two-dimensional cross-sectional view that corresponds to the internal feature point A;
d: A distance L2 from the external feature point C to the outer shape of the internal structure is identified, and a point that is a distance L2 away from the external feature point C is set as an estimated internal feature point D;
e: superimposing the estimated external feature point B and the external feature point C, and adjusting the scale of the two-dimensional estimated cross-sectional view so that the estimated internal feature point D coincides with the internal feature point A;
f: setting a contour effective range around the external feature point C, and deleting the contour of the external two-dimensional cross-sectional view excluding the contour effective range;
g: Steps a-f are performed on other internal feature points A;
h: Connecting the contours of the external two-dimensional estimated cross-sections of the contour effective ranges of adjacent external feature points C to generate an external two-dimensional cross-section;
2. The method for creating three-dimensional shape data for a three-dimensional model according to claim 1, further comprising the steps of: i) performing steps a to h on other exterior two-dimensional estimated cross-sectional views to create a plurality of exterior two-dimensional cross-sectional views.
前記複数の外部2次元断面図をそれぞれ押し出して重ね合わせ演算することにより、複数の外部3次元形状データ部品を作成し、
前記複数の外部3次元形状データ部品を組み合わせ、
前記複数の外部3次元形状データ部品の間の不足部分を補完して、外部3次元形状データを作成する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の立体模型用3次元形状データ作成方法。 The fourth step is
a plurality of external three-dimensional shape data components are created by extruding and overlapping the plurality of external two-dimensional cross-sectional views;
combining the plurality of external three-dimensional shape data components;
3. The method for creating three-dimensional shape data for a solid model according to claim 1, wherein the external three-dimensional shape data is created by complementing missing parts between the plurality of external three-dimensional shape data components.
請求項1から3のいずれかに記載の立体模型用3次元形状データ作成方法により内部3次元形状データと外部3次元形状データとを結合して3次元形状データを作成するステップと、
前記3次元形状データに基づいて3次元立体模型を造形するステップとを備え、
前記内部3次元形状データで囲まれる内部空間は不透明樹脂で造形し、
前記内部3次元形状データの外形と前記外部3次元形状データの外形の間の空間を透明樹脂で造形する、ことを特徴とする立体模型の製造方法。 A method for manufacturing a three-dimensional model of a structure having an internal structure and an external structure, the method comprising the steps of:
a step of generating three-dimensional shape data by combining the internal three-dimensional shape data and the external three-dimensional shape data by the method for generating three-dimensional shape data for a solid model according to any one of claims 1 to 3;
and forming a three-dimensional model based on the three-dimensional shape data.
The internal space surrounded by the internal three-dimensional shape data is modeled using opaque resin,
A method for manufacturing a three-dimensional model, comprising the steps of: forming a space between an outline of the internal three-dimensional shape data and an outline of the external three-dimensional shape data with a transparent resin.
前記内部構造物の内部空間が不透明樹脂で造形され、
前記内部構造物の外形と前記外部構造物の外形の間の空間が透明樹脂で造形され、
前記外部構造物の外面の内側に前記外部構造物の外部3次元形状データをオフセットした位置にオフセット外形が形成され、前記オフセット外形の外面に着色透明樹脂層が形成され、前記着色透明樹脂層と前記外部構造物の外面の間の空間が透明樹脂で造形されている、ことを特徴とする立体模型。 A three-dimensional model of a structure having an internal structure and an external structure formed by combining a plurality of internal parts,
The internal space of the internal structure is formed from an opaque resin,
A space between the outer shape of the inner structure and the outer shape of the outer structure is formed of a transparent resin,
A three-dimensional model, characterized in that an offset outline is formed inside the outer surface of the external structure at a position where the external three-dimensional shape data of the external structure is offset, a colored transparent resin layer is formed on the outer surface of the offset outline, and a space between the colored transparent resin layer and the outer surface of the external structure is molded with transparent resin.
前記内部構造物の内部空間が不透明樹脂で造形され、
前記内部構造物の外形と前記外部構造物の外形の間の空間が透明樹脂で造形され、
前記外部構造物の外面の外側に前記外部構造物の外部3次元形状データをオフセットした位置にオフセット外形が形成され、前記外部構造物の外面に着色透明樹脂層が形成され、前記着色透明樹脂層と前記オフセット外形の間の空間が透明樹脂で造形されている、ことを特徴とする立体模型。 A three-dimensional model of a structure having an internal structure and an external structure formed by combining a plurality of internal parts,
The internal space of the internal structure is formed from an opaque resin,
A space between the outer shape of the inner structure and the outer shape of the outer structure is formed of a transparent resin,
A three-dimensional model, characterized in that an offset contour is formed outside the outer surface of the external structure at a position where the external three-dimensional shape data of the external structure is offset, a colored transparent resin layer is formed on the outer surface of the external structure, and a space between the colored transparent resin layer and the offset contour is formed with transparent resin.
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