JP6138493B2 - Stereolithography equipment - Google Patents
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Description
本発明は、硬化性材料に選択的に光線を照射して三次元形状物を造形する光造形装置に関する。 The present invention relates to an optical modeling apparatus that forms a three-dimensional shape by selectively irradiating a curable material with light rays.
硬化性材料に光線を照射してその一部を硬化させ、三次元形状物を造形する光造形装置が実用化されている。この光造形装置は、CADシステムで設計した機械部品等を容易に実体化して、設計の確認と直接的な評価とを行うことができる(例えば、特許文献1参照)。 An optical modeling apparatus that forms a three-dimensional shape by irradiating light to a curable material and partially curing the curable material has been put into practical use. This stereolithography apparatus can easily materialize mechanical parts and the like designed by a CAD system, and can perform design confirmation and direct evaluation (for example, see Patent Document 1).
光造形装置は、硬化性材料として液状の光硬化性樹脂で満たされた液槽中に昇降可能な昇降テーブルを備えている。液槽の上部が開口しており、上部から光線が照射される。三次元形状物を造形する際に、まず、光造形装置は、昇降テーブルを液状の光硬化性樹脂の液面から最下層の厚さ分だけ下降した高さに位置させる。光造形装置は、この状態でスキャナによって光線を必要な範囲内に走査して、最下層を光硬化させる。次に、光造形装置は、昇降テーブルを最下層から二番目の層の厚さ分だけ下降させ、同様にして二番目の層を光硬化させる。以降、光造形装置は、同様にして、下から順に一層ずつ光硬化させることによって製品が造形される。 The optical modeling apparatus includes an elevating table that can be moved up and down in a liquid tank filled with a liquid photocurable resin as a curable material. The upper part of the liquid tank is open, and light is irradiated from the upper part. When modeling a three-dimensional shaped object, first, the optical modeling apparatus positions the lifting table at a height lowered from the liquid surface of the liquid photocurable resin by the thickness of the lowermost layer. In this state, the optical modeling apparatus scans the light beam within a necessary range by the scanner, and photocures the lowermost layer. Next, the optical modeling apparatus lowers the lifting table by the thickness of the second layer from the lowermost layer, and similarly photocures the second layer. Thereafter, the optical modeling apparatus similarly models the product by photocuring one layer at a time from the bottom.
光造形装置の液槽は、光造形装置の枠体(フレーム)に固定されている。このため、光造形装置は、光硬化性樹脂を交換する際には、液槽の下部に台車を挿入して、台車が液槽を持ち上げることで液槽を枠体から取り外して、台車を光造形装置から引き出すことで、液槽ごと交換する。 The liquid tank of the optical modeling apparatus is fixed to the frame (frame) of the optical modeling apparatus. For this reason, when replacing the photo-curing resin, the stereolithography apparatus inserts a carriage into the lower part of the liquid tank, and the carriage lifts the liquid tank so that the liquid tank is removed from the frame, and the carriage is lightened. By pulling out from the modeling device, the entire liquid tank is replaced.
ところで、光造形装置の液槽を交換するために台車を挿入して、液槽を持ち上げることが面倒である。なお、上記課題は、光硬化性樹脂を硬化性材料として使用する光造形装置に限らず、液槽に代えてタンクに収容された金属粉末等を硬化性材料として使用する光造形装置においても同様に存在する。このため、タンクの交換作業が容易である光造形装置が求められている。 By the way, it is troublesome to insert the carriage and lift the liquid tank in order to replace the liquid tank of the optical modeling apparatus. The above problem is not limited to an optical modeling apparatus that uses a photocurable resin as a curable material, but also applies to an optical modeling apparatus that uses a metal powder or the like contained in a tank as a curable material instead of a liquid tank. Exists. For this reason, there is a need for an optical modeling apparatus that facilitates tank replacement.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タンクの交換作業が容易である光造形装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical modeling apparatus in which a tank replacement operation is easy.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決する光造形装置は、筐体内に設置されたタンク内の硬化性材料に選択的に光線を照射して前記硬化性材料を硬化させることによって三次元形状物を造形する光造形装置であって、前記タンクには、走行可能な車輪が設けられ、前記タンクを前記筐体の枠体に位置決めする位置決め部材を備え、前記位置決め部材は、前記タンクを前記枠体に設置した状態で前記タンクの出し入れ方向に沿った側面に沿って延出する誘導部材と、前
記誘導部材に取り付けられて、前記タンクと前記枠体とを固定する固定部材と、であることをその要旨としている。
Hereinafter, means for achieving the above-described object and its operation and effects will be described.
An optical modeling apparatus that solves the above-described problem is an optical modeling apparatus that models a three-dimensional object by selectively irradiating light to a curable material in a tank installed in a casing to cure the curable material. The tank is provided with a wheel capable of traveling , and includes a positioning member that positions the tank on the frame of the housing, and the positioning member is installed in a state where the tank is installed on the frame. A guide member extending along a side surface along the direction of taking in and out of the tank;
The gist of the invention is a fixing member that is attached to the guide member and fixes the tank and the frame .
同構成によれば、タンクに車輪を設けたので、タンクをそのまま光造形装置から取り出すことができ、タンクの交換作業が容易である。そして、タンクは位置決め部材によって筐体の枠体に位置決めされるので、車輪によって動いて位置が変わることを抑制できる。また、タンクを枠体に設置した状態でタンクの出し入れ方向に沿った側面に沿って延出する誘導部材を位置決め部材として備えた。このため、タンクを出し入れする際にタンクの側面を誘導して位置決めを行うことができる。また、タンクと枠体とを固定する固定部材を位置決め部材として備えた。このため、タンクは枠体に固定部材によって固定されることで、動いて位置が変わることを抑制できる。 According to this configuration, since the wheels are provided in the tank, the tank can be taken out of the optical modeling apparatus as it is, and the tank replacement operation is easy. And since a tank is positioned by the frame of a housing | casing by a positioning member, it can suppress that a position changes by moving with a wheel. Moreover, the guide member extended along the side surface along the in-and-out direction of the tank in the state which installed the tank in the frame was provided as a positioning member. For this reason, when the tank is taken in and out, the side surface of the tank can be guided and positioned. Moreover, the fixing member which fixes a tank and a frame was provided as a positioning member. For this reason, it can suppress that a tank moves and a position changes by fixing to a frame with a fixing member.
上記光造形装置について、前記位置決め部材は、前記タンクに設けられ、前記枠体の下方に挿入される挿入部材であることが好ましい。
同構成によれば、枠体の下方に挿入される挿入部材を位置決め部材としてタンクに備えた。このため、タンクが鉛直上向きに変位しようとすると、挿入部材が枠体の下部に当接して、タンクの鉛直上向きの変位を抑制できる。ここで、タンクの鉛直上向きの変位は、タンクの出し入れ時や地震時における動きである。
About the said optical modeling apparatus, it is preferable that the said positioning member is an insertion member provided in the said tank and inserted under the said frame.
According to this configuration, the tank includes the insertion member that is inserted below the frame as a positioning member. For this reason, when the tank is to be displaced vertically upward, the insertion member comes into contact with the lower portion of the frame body, and the vertically upward displacement of the tank can be suppressed. Here, the vertical upward displacement of the tank is a movement when the tank is taken in and out or during an earthquake.
上記光造形装置について、前記位置決め部材は、前記タンクと前記枠体とを係止する係止部材であることが好ましい。
同構成によれば、タンクと枠体とを係止する係止部材を位置決め部材として備えた。このため、タンクを光造形装置の筐体に入れると、タンクが枠体と係止部材によって係止することで、動いて位置が変わることを抑制できる。
About the said optical modeling apparatus, it is preferable that the said positioning member is a latching member which latches the said tank and the said frame.
According to this configuration, the locking member that locks the tank and the frame is provided as the positioning member. For this reason, when a tank is put in the housing | casing of an optical modeling apparatus, it can suppress that a tank changes with a frame and a locking member, and moves and a position changes.
本発明によれば、液槽の交換作業が容易である。 According to the present invention, it is easy to replace the liquid tank.
以下、図1〜図8を参照して、光造形装置の一実施形態について説明する。
図1及び図2に示されるように、光造形装置は、硬化性材料として液状の光硬化性樹脂で満たされた液槽5と、光線を出射するレーザ6と、レーザ6から出射された光線を液槽5に照射するスキャナ7とを備えている。レーザ6から出射された光線は、光学系装置9を介してスキャナ7に入射される。光造形装置は、液槽5内において上下方向に昇降可能な昇降テーブル8を備えている。昇降テーブル8は、昇降装置8aによって上下方向に移動される。光造形装置は、液状の光硬化性樹脂で満たされた液槽5の昇降テーブル8の上面に光線を選択的に照射することで液状の光硬化性樹脂を硬化して三次元形状物を造形する。なお、液槽5がタンクに相当する。
Hereinafter, an embodiment of an optical modeling apparatus will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the optical modeling apparatus includes a
光造形装置の筐体10は、ほぼ直方体であって、正面視において奥行きTよりも幅Wが長い(T<W)。筐体10の正面11の左上部分には、開閉可能なフロントドア16が設置されている。フロントドア16は、フロントドア16の左側を軸として開閉できる。筐体10の正面11の右上部分には、操作画面18と操作部19とが設置されている。筐体10の左側面12の上部分には、開閉可能なサイドドア17が設置されている。サイドドア17は、サイドドア17の左側を軸として開閉できる。フロントドア16及びサイドドア17は、三次元形状物を造形する前の準備する際や造形した三次元形状物を取り出す際に開く。ここで、昇降装置8aを筐体10の中心に配置されている。液槽5は、筐体10の左側面12から出し入れする。このため、光造形装置の重量バランスがよくなり、筐体10の奥行きTを抑制することができる。
The
光造形装置には、収容部材を支持する枠体20が設けられている。枠体20には、光造形装置の外形をなす複数のカバー14が取り付けられている。枠体20は、直方体状の枠が二段積まれた構造である。そして、枠体20の左側面部分は、下側が開口するコ字状に形成されている。カバー14は、板部材であって、枠体20に螺子固定されている。
The optical modeling apparatus is provided with a
筐体10の正面視左側下部には、液槽5が設けられている。液槽5は、筐体10の左側面12から出し入れされる。筐体10の左側面下部のカバー14aは、液槽5を出し入れする際に、枠体20から取り外される。液槽5は、筐体10内に挿入されると、枠体20に固定される。筐体10の正面視左側上部には、光学系装置9が設けられている。光学系装置9は、枠体20の上部に設置されている。また、筐体10の正面視右側には、三次元造形物を造形するための図示しない制御装置や駆動装置等が設置されている。制御装置や駆動装置等は、枠体20に設置されている。
A
図7及び図8に示されるように、昇降テーブル8は、昇降装置8aに接続されている。昇降テーブル8は、テーブル支持部材61に載置されている。テーブル支持部材61には、昇降装置8aと接続する一対の腕62が設けられている。一対の腕62の基端部には、直方体状の連結部63がそれぞれ設けられている。連結部63には、ボルト66を締結する螺子孔63aが形成されている。昇降装置8aには、一対の連結部63とそれぞれ接続する一対の直方体状の連結部65を有するテーブル連結部材64が設けられている。連結部65には、貫通孔65aが形成されている。昇降テーブル8を昇降装置8aに接続する際には、テーブル支持部材61の連結部63の当接面63bをテーブル連結部材64の連結部65の当接面65bに当接させる。そして、ボルト66をテーブル連結部材64の上面側からテーブル連結部材64の連結部65の貫通孔65aに挿通して、テーブル支持部材61の連結部63の螺子孔63aに螺着する。よって、テーブル支持部材61の連結部63の当接面63bとテーブル連結部材64の連結部65の当接面65bとによって、昇降装置8aに昇降テーブル8を水平に接続することができる。
As shown in FIGS. 7 and 8, the lifting table 8 is connected to a
液槽5には、走行可能な車輪30が設けられている。車輪30は、筐体10の左側面12に近い側(後側)に2個、筐体10の内部側(前側)に2個の計4個設けられている。後側の車輪30の間には、車輪30の上下方向の位置を変更できるジャッキ33が液槽5に設けられている。液槽5の側面下部には、後側の車輪30を固定する後側車輪取付部31が設けられている。また、液槽5の前側下部には、前側の車輪30を固定する前側車輪取付部32が設けられている。このため、液槽5は、台車を使用せずに、液槽5自体を作業者が押したり引いたりすることで枠体20に対して出し入れできる。液槽5には、枠体20に対して位置決めする位置決め部材40が設けられている。
The
図3に示されるように、位置決め部材40は、枠体20を構成する下部の下枠21に設けられる誘導部材41である。誘導部材41は、液槽5の出し入れ方向に沿った側面に沿って延出する第1板材42と、第1板材42の液槽5と接触する側の端部に設けられる第2板材43とを備える。第1板材42は、水平方向に延出する。第2板材43は、鉛直方向に延出する。第1板材42と第2板材43とは、L字状の取付部材44によって取り付けられている。液槽5の後側車輪取付部31の誘導部材41と対向する部分には、板状の接触部材45が設けられている。よって、液槽5を枠体20に対して出し入れする際は、誘導部材41によって液槽5が誘導されて位置決めされる。
As shown in FIG. 3, the positioning
また、図3及び図4に示されるように、位置決め部材40は、液槽5と枠体20とを固定する固定部材46である。固定部材46は、ボルト47とナット48とによって固定する。誘導部材41の第1板材42には、ボルト47の螺子部を挿通する貫通孔42aが形成されている。液槽5の後側車輪取付部31には、ボルト取付部材49が設けられている。ボルト取付部材49には、ボルト47を挿通する貫通孔49aが形成されている。誘導部材41の貫通孔42aと液槽5の貫通孔49aとの位置を一致させ、ボルト47を挿通してナット48によって締結することで枠体20と液槽5とを固定する。よって、液槽5を枠体20に挿入した後、固定部材46によって液槽5が枠体20に固定されて位置決めされる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the positioning
また、図5及び図6に示されるように、位置決め部材40は、液槽5に設けられ、下枠21の下方に挿入される挿入部材50である。挿入部材50は、液槽5に設けられた凸部である。枠体20には、抑え部材51の上方に延出して挿入部材50の跳ね上げを抑制する。よって、液槽5を枠体20に挿入した後、挿入部材50によって液槽5が枠体20に対する上向きの動きを抑制されて位置決めされる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the positioning
また、位置決め部材40は、液槽5と枠体20の下枠21とを係止する係止部材52である。係止部材52は、液槽5に設けられた凸部53の固定ピン56と、下枠21に設けられた凹部54とを備える。凸部53と凹部54とは、板材によって形成されている。固定ピン56は、円柱状であって、凸部53に形成された貫通孔に挿入されている。凹部54は、支持部材55に形成されている。液槽5を枠体20内に挿入した際に、凸部53の固定ピン56と凹部54とが係合する。固定ピン56が位置決めピンとして作用する。よって、液槽5を枠体20に挿入した際に、係止部材52によって液槽5が枠体20に係合されて位置決めされる。
The positioning
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)液槽5に車輪30を設けたので、液槽5をそのまま光造形装置から取り出すことができ、液槽5の交換作業が容易である。そして、液槽5は位置決め部材40によって筐体10の枠体20に位置決めされるので、車輪30によって動いて位置が変わることを抑制できる。
As described above, according to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) Since the
(2)液槽5を枠体20に設置した状態で液槽5の出し入れ方向に沿った側面に沿って延出する誘導部材41を位置決め部材40として備えた。このため、液槽5を出し入れする際に液槽5の側面を誘導して位置決めを行うことができる。
(2) The guiding
(3)液槽5と枠体20とを固定する固定部材46を位置決め部材40として備えた。このため、液槽5は枠体20に固定部材46によって固定されることで、動いて位置が変わることを抑制できる。
(3) The fixing
(4)枠体20の下方に挿入される挿入部材50を位置決め部材40として液槽5に備えた。このため、液槽5が鉛直上向きに変位しようとすると、挿入部材50が枠体20の下部に当接して、液槽5の鉛直上向きの変位を抑制できる。ここで、液槽5の鉛直上向きの変位は、液槽5の出し入れ時や地震時における動きである。
(4) The
(5)液槽5と枠体20とを係止する係止部材52を位置決め部材40として備えた。このため、液槽5を光造形装置の筐体10に入れると、液槽5が枠体20と係止部材52によって係止することで、動いて位置が変わることを抑制できる。
(5) The locking
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記構成において、他の部材で液槽5と枠体20とを位置決めできれば、係止部材52を省略した構成を採用してもよい。
In addition, the said embodiment can be implemented with the following forms which changed this suitably.
In the above configuration, a configuration in which the locking
・上記構成において、液槽5の鉛直上向きの変位を抑制する必要がなければ、挿入部材50を省略した構成を採用してもよい。
In the above configuration, if it is not necessary to suppress the upward upward displacement of the
・上記実施形態では、硬化性材料として光硬化性樹脂を使用する光造形装置に採用したが、硬化性材料として金属粉末等を使用する光造形装置に採用してもよい。この場合、液槽5に代えてタンクを採用する。
-In the said embodiment, although employ | adopted for the optical modeling apparatus which uses photocurable resin as a curable material, you may employ | adopt for the optical modeling apparatus which uses a metal powder etc. as a curable material. In this case, a tank is employed instead of the
5…液槽、6…レーザ、7…スキャナ、8…昇降テーブル、9…光学系装置、10…筐体、11…正面、12…左側面、14…カバー、14a…カバー(左側面下部)、16…フロントドア、17…サイドドア、18…操作画面、19…操作部、20…枠体、21…下枠、30…車輪、31…後側車輪取付部、32…前側車輪取付部、33…ジャッキ、40…位置決め部材、41…誘導部材、42…第1板材、42a…貫通孔、43…第2板材、44…取付部材、45…接触部材、46…固定部材、47…ボルト、48…ナット、49…ボルト取付部材、49a…貫通孔、50…挿入部材、51…抑え部材、52…係止部材、53…凸部、54…凹部、55…支持部材、56…固定ピン、61…テーブル支持部材、62…腕、63…連結部、63a…螺子孔、63b…当接面、64…テーブル連結部材、65…連結部、65a…貫通孔、65b…当接面、66…ボルト、T…奥行き、W…幅。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記タンクには、走行可能な車輪が設けられ、
前記タンクを前記筐体の枠体に位置決めする位置決め部材を備え、
前記位置決め部材は、前記タンクを前記枠体に設置した状態で前記タンクの出し入れ方向に沿った側面に沿って延出する誘導部材と、前記誘導部材に取り付けられて、前記タンクと前記枠体とを固定する固定部材と、である
ことを特徴とする光造形装置。 In an optical modeling apparatus that forms a three-dimensional shape by selectively irradiating light to a curable material in a tank installed in a housing and curing the curable material,
The tank is provided with wheels capable of traveling,
Comprising a positioning member for positioning the tank to the frame body of the housing,
The positioning member includes a guide member extending along a side surface along a direction of taking in and out of the tank in a state where the tank is installed on the frame body, and the tank and the frame body attached to the guide member. A stereolithography apparatus, wherein the stereolithography apparatus is a fixing member .
前記位置決め部材は、前記タンクに設けられ、前記枠体の下方に挿入される挿入部材である
ことを特徴とする光造形装置。 The optical modeling apparatus according to claim 1 ,
The stereolithography apparatus, wherein the positioning member is an insertion member that is provided in the tank and is inserted below the frame.
前記位置決め部材は、前記タンクと前記枠体とを係止する係止部材である
ことを特徴とする光造形装置。 The optical modeling apparatus according to claim 1 or 2 ,
The optical modeling apparatus, wherein the positioning member is a locking member that locks the tank and the frame.
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