芸術科学会論文誌 投稿用カバーシート

■ 論文種類（以下のうちから一つ選択）
  ・原著論文 フルペーパー    

■ 論文分野（1)～3)のうちから一つ選択）
  2) 科学系分野

■ カテゴリ（1個以上選択）
  a-1) CG技術(モデリング)
  a-5) CAD/CAE/CAM
  d) その他( ディジタルファブリケーション )

■ 該当特集（以下のうちから一つ選択）
  ・一般論文

■ 論文題名(和文、英文)
和文：熱溶解積層方式3Dプリンタのブリッジ造形における太さ制御を用いた濃淡とモアレ表現
英文：Gray-scale and Moire using Thickness Control in Bridge Structure of Fused Deposition Modeling 3D Printers

■ 著者名(和文、英文)
高橋治輝（正会員）
…
Haruki Takahashi
…

■ 著者所属(和文、英文)
立命館大学情報理工学部
College of Information Science and Engineering, Ritsumeikan University

■ 著者e-mail
haruki＠fc.ritsumei.ac.jp

■ 連絡担当者の氏名、住所、所属、電話、Fax、e-mail
氏名：高橋治輝
住所：〒567-8570 大阪府茨木市岩倉町2-150 立命館大学 大阪いばらきキャンパス 情報理工学部 H5011室
所属：立命館大学情報理工学部実世界情報コース 講師
電話： 080-1092-1866
E-mail： ee97064@gmail.com

■ 論文概要(和文400字程度、英文100ワード程度)
熱溶解積層方式3Dプリンタを用いて造形可能な形状のひとつとして，空中に橋渡しされた細い構造「ブリッジ」があり，毛の造形やサポート構造の造形などに応用されている．本研究では，ブリッジの造形を発展させて芸術表現に活用することを目指し，橋渡しされた1本のブリッジの太さに注目した．これまでのブリッジは始点から終点まで一様な太さで造形されていたが，樹脂押出量と造形速度の制御を駆使することで，ブリッジの太さを直径0.5-0.2 mm程度の範囲で，橋渡しされた途中の部位であっても変化させられることがわかった．この太さを変化させたブリッジを1.0 mm程度の間隔で密集させれば，ハッチングのような濃淡表現が可能となる．また，造形方向を変化させながら複数層のブリッジを造形することで，モアレも発生させることができる．本論文では，ブリッジの太さ制御の実現可能性を検証するとともに，太さの制御に寄与するパラメータの探索を行い，材料や3Dプリンタが変化した際のキャリブレーションと造形の安定化について述べる．これらの知見をもとに実装したシステムを用いて造形例を制作し，本手法の課題や今後の展望について議論する．

Fused Deposition Modeling (FDM) 3D printers can print a structure called a "bridge," which is a thin structure formed in mid-air with both ends fixed. 
In this study, we focus on the thickness of each bridge to further develop this structure for artistic printing. In conventional 3D printing, bridges have a uniform thickness from beginning to end. By controlling the amount of material and the printing speed, it is possible to change the thickness of the bridge within a range of about 0.5-0.2 mm in diameter. We can also create a gray-scale representation similar to hatching by densely printing the bridges with controlled thickness at intervals of approximately 1.0 mm. It is also confirmed that moire patterns can be created by printing multiple bridge layers while changing the angle of the printing direction. This paper examines the feasibility of controlling bridge thickness, explores the parameters that contribute to our technique, discusses calibration when materials or 3D printers change, and describes efforts to achieve stable printing. We also present a design system and examples, and discuss future work of our technique.


■ キーワード(和文5個程度、英文5個程度)
和文：3Dプリンタ，熱溶解積層方式，CAD，ディジタルファブリケーション，造形手法
英文：3D printer, Fused deposition modeling, Computer aided design, Digital fabrication, 3D Printing technique