CN212684741U - 三维造型装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供能够均匀地造型的三维造型装置。一种三维造型装置，具有激光源、使从激光源射出的激光反射并朝向造型台扫描的光扫描部以及配置在光扫描部与造型台之间，将被光扫描部反射的激光汇聚的聚光透镜。

Description

三维造型装置
技术领域
本实用新型涉及一种三维造型装置。
背景技术
在上述技术领域中，专利文献1公开了一种在光扫描部的后方未配置聚光透镜的装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-94563号公报
实用新型内容
实用新型要解决的问题
但是，在上述文献所记载的技术中，在光扫描部的后方未配置聚光透镜，因此无法均匀地造型。
本实用新型的目的在于，提供一种解决上述问题的技术。
用于解决问题的手段
为了达到上述目的，本实用新型的三维造型装置具有：激光源；光扫描部，使从所述激光源射出的激光反射并朝向造型台扫描；以及聚光透镜，配置在所述光扫描部与所述造型台之间，将被所述光扫描部反射的激光汇聚。
实用新型效果
根据本实用新型，因为在光扫描部的后方配置有聚光透镜，所以能够均匀地造型。
附图说明
图1是示出本实用新型的第一实施方式的三维造型装置的结构的图。
图2是示出本实用新型的第二实施方式的三维造型装置的结构的图。
图3是示出本实用新型的第三实施方式的三维造型装置的聚光透镜的特性的图。
图4是用于对本实用新型的第三实施方式的三维造型装置的聚光透镜中的入射角与反射率的关系进行说明的图。
图5是用于对本实用新型的第三实施方式的三维造型装置的聚光透镜中的法线角进行说明的图。
图6A是示出本实用新型的第三实施方式的三维造型装置的概略结构的图。
图6B是示出本实用新型的第三实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。
图7A是示出本实用新型的第四实施方式的三维造型装置的概略结构的图。
图7B是示出本实用新型的第四实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。
图8A是示出本实用新型的第五实施方式的三维造型装置的概略结构的图。
图8B是示出本实用新型的第五实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。
图9A是示出本实用新型的第六实施方式的三维造型装置的概略结构的图。
图9B是示出本实用新型的第六实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。
图10A是示出本实用新型的第七实施方式的三维造型装置的概略结构的图。
图10B是示出本实用新型的第七实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。
图11A是示出本实用新型的第八实施方式的三维造型装置的概略结构的图。
图11B是示出本实用新型的第八实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。
图12A是示出本实用新型的第九实施方式的三维造型装置的概略结构的图。
图12B是示出本实用新型的第九实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。
图13A是示出本实用新型的第十实施方式的三维造型装置的概略结构的图。
图13B是示出本实用新型的第十实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。
图14A是示出本实用新型的第十一实施方式的三维造型装置的概略结构的图。
图14B是示出本实用新型的第十一实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。
图15A是示出本实用新型的第十二实施方式的三维造型装置的概略结构的图。
图15B是示出本实用新型的第十二实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。
图16A是示出本实用新型的第十三实施方式的三维造型装置的概略结构的图。
图16B是示出本实用新型的第十三实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。
图17是对本实用新型的第十四实施方式的三维造型装置的结构进行说明的图。
图18是示出使用本实用新型的第十四实施方式的三维造型装置进行造型的包括微流路的三维造型物的一个示例的立体图。
图19是示出使用本实用新型的第十四实施方式的三维造型装置进行造型的包括微流路的三维造型物的其他示例的立体图。
图20是示出使用本实用新型的第十四实施方式的三维造型装置进行造型的包括微流路的三维造型物的又一示例的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，例示性地对用本实用新型的实施方式进行详细的说明。但是，以下的实施方式所记载的结构、数值、处理流程、功能要素等只不过是一个示例，可自由地对其进行变形或变更，而并非旨在将本实用新型的技术范围限定在以下所记载的范围内。
[第一实施方式]
使用图1，对本实用新型的第一实施方式的三维造型装置100进行说明。三维造型装置100是对三维造型物进行造型的装置。
如图1所示，三维造型装置100包括激光源101、光扫描部102以及聚光透镜103。
激光源101是激光的光源。光扫描部102使从激光源101射出的激光反射并朝向造型台104扫描。聚光透镜103配置在光扫描部102与造型台104之间，将被光扫描部102反射的激光汇聚。
根据本实施方式，因为在光扫描部与造型台之间具有聚光透镜，所以能够均匀地造型。
[第二实施方式]
接着，使用图2，对本实用新型的第二实施方式的三维造型装置进行说明。图2是用于对本实施方式的三维造型装置的结构进行说明的图。三维造型装置200具有激光源201、光扫描部202、聚光透镜203以及造型台204。
激光源201射出激光(光线)。激光源201是LD(Laser Diode；激光二极管)，是振荡出紫外激光、可见激光、红外激光等激光的激光振荡元件。
光扫描部202使从激光源201放射的激光反射并朝向造型台扫描。更详细地说，光扫描部202具有二维MEMS(Micro Electro Mechanical System：微机电系统)反射镜221。因为二维MEMS反射镜221在二维方向上移动，所以被二维MEMS反射镜221反射的激光按照二维MEMS反射镜221的移动而朝向造型台在二维方向上扫描。二维MEMS反射镜221是机电式反射镜。此外，可以使用两个一维MEMS反射镜来代替二维MEMS反射镜221。
聚光透镜203将被光扫描部202反射的激光汇聚。聚光透镜203配置在满足E/D＜5.0的位置。在此，D是从光扫描部202的二维MEMS221反射镜到聚光透镜203的两个面中靠近光扫描部202一侧的面的距离。另外， E是从光扫描部202的二维MEMS反射镜221到造型面204的距离。此外，若E/D大于5.0，则透镜有效直径变小，且NA(Numerical Aperture：数值孔径)值小，难以使激光汇聚。
聚光透镜203进一步配置在满足3.5＜E/D的位置。此外，若E/D小于 3.5，则NA值变大，因此激光的光束直径变小，但透镜有效直径变大，因此结构上难以进行配置。
根据本实施方式，因为在光扫描部与造型台之间配置有聚光透镜，所以能够聚拢激光的光束直径，从而能够均匀地进行造型。
[第三实施方式]
接着，使用图3至图6B，对本实用新型的第三实施方式的三维造型装置进行说明。图3是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的特性的图。图4是用于对本实施方式的三维造型装置的聚光透镜中的入射角与反射率之间的关系进行说明的图。本实施方式的三维造型装置与上述第二实施方式的不同点在于，聚光透镜为规定的形状。因为其他的结构以及动作与第二实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
因为从LD(Laser Diode；发光二极管)发出的激光是线偏振光，所以被反射镜反射的激光也是线偏振光，因此，入射到聚光透镜的激光也是线偏振光。根据以下示出的菲涅耳公式，垂直偏振光(p偏振光)的反射率 Rp以及水平偏振光(s偏振光)的反射率Rs如以下公式所示，反射率与入射角相关，且p偏振光与s偏振光的反射率也不同。
Rp＝tan2(α-β)/tan2(α+β)，
Rs＝sin2(α-β)/sin2(α+β)，
其中，α是入射角，β是折射角。
若将被反射镜反射的激光的强度设为I0，则到达造型台(像面)的激光的强度I是I＝I0-Ir(Ir：反射强度)，反射率越高，造型台上的激光强度越低。
如图3所示，在透镜材料是ZEONEX330R(301)的情况下，激光的波长为405nm时，折射率是1.5251，因此反射率如图4所示的图表。如图 4所示，在布儒斯特角(403)以下的角度中，s偏振光的反射率(Rs)(401) 单调增加，p偏振光的反射率(Rp)(402)单调减少。
但是，即使入射角相同，因为激光是线偏振光，所以根据向透镜的入射方向，反射率发生变化，造型台上的激光强度也不同，因此导致被造型的造型物不均匀。在本实施方式中，通过使p-s偏振光的反射率的差在15％以内，优选在10％以内，进一步优选在5％以内，由此均匀地对造型物进行造型。根据菲涅耳公式，在为ZEONEX330R时，当入射角在35.4度以内时，p偏振光与s偏振光的反射率差为5％。
此外，图3示出了根据菲涅耳公式计算出的各透镜材料的波长为405nm 时的折射率以及当p-s偏振光的反射率差为15％时的入射角的值。其中，Δn 是透镜材料与空气的折射率差。
图5是用于对本实施方式的三维造型装置的聚光透镜中的法线角进行说明的图。从光扫描部501反射并入射到聚光透镜502(聚光透镜503)的激光的法线角(A)以及激光摆角(Θ：最大视角(半角))的关系如图5 所示。光扫描部501包括二维MEMS反射镜511。此外，二维MEMS反射镜511通过一边使反射镜面在二维方向摆动一边反射激光，来使激光在二维方向上扫描。
接着，p偏振光与s偏振光的反射率与激光入射角以及折射率差相关。其中，当δR为15％(反射率差在15％以内)时，图3所示的各透镜材料的激光入射角与折射率差的关系遵循以下的公式(1)。
K＝(激光入射角)×sqrt(Δn)…(1)，
其中，K满足0＜K＜40…(2)
其中，在图3中，ZEONEX330R(301)的K为40.22。但是，在聚光透镜502的两个面中的S2面(距光扫描部501远的面)处的反射率差比在聚光透镜502的两个面中的S1面(距光扫描部501近的面)处的反射率差小，因此K满足公式(2)即可。对于其他透镜材料也是如此。
因为激光入射角＝激光摆角(Θ)+法线角(A)，所以公式(1)变为 K＝(A+Θ)×sqrt(Δn)，将其带入公式(2)中，则变为0＜(A+Θ)×sqrt (Δn)＜40，再将其展开，则变为0＜A+Θ＜40/sqrt(Δn)，进一步整理，则变为-Θ＜A＜40/sqrt(Δn)-Θ…(3)。聚光透镜502是满足公式(3)的形状的透镜。
通过形成这种形状的透镜，在聚光透镜502中，两个面中的距光扫描部501近的面(S1面)的垂直偏振光(p偏振光)的反射率与水平偏振光 (s偏振光)的反射率之差、与两个面中的距光扫描部501远的面(S2面) 的垂直偏振光(p偏振光)的反射率与水平偏振光(s偏振光)的反射率之差、这两者的和在15％以内，优选两者的和在10％以内，进一步优选两者的和在5％以内。
图6A是示出本实施方式的三维造型装置的概略结构的图。图6B是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。三维造型装置600 具有激光源601、光扫描部602、聚光透镜603以及造型台604。激光源601 放射405nm激光。光扫描部602包括二维MEMS反射镜621，二维MEMS 反射镜621使激光反射并朝向造型台604扫描。聚光透镜603的透镜材料为ZEONEX330R，焦点距离(f)为84.98mm(405nm激光)，激光摆角(Θ) 为24度，A为-24＜A＜31.22，其他方面具有如图6B所示的特性。
S1面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、与S2面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、这两者的和为0.96％，在5％以内。从二维MEMS反射镜621到S1面的距离D为20mm，从二维 MEMS反射镜621到造型台604的距离E为83.90mm，E/D为4.2。经聚光透镜603汇聚而聚拢的激光的光束直径为50.5μm×28.5μm。
根据本实施方式，能够将激光的光束直径聚拢，从而能够均匀地造型。另外，能够进行非常精细的加工。
[第四实施方式]
接着，使用图7A以及图7B，对本实用新型的第四实施方式的三维造型装置进行说明。图7A是示出本实施方式的三维造型装置的概略结构的图。图7B是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。本实施方式的三维造型装置与上述第二实施方式以及第三实施方式的不同点在于，聚光透镜的形状不同。因为其他的结构以及动作与第二实施方式以及第三实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
三维造型装置700具有激光源601、光扫描部602、聚光透镜703以及造型台604。聚光透镜703的透镜材料为ZEONEX330R，焦点距离(f)为 85.00mm(405nm激光)，激光摆角(Θ)为24度，A为-24＜A＜31.22，其他方面具有如图7B所示的特性。
S1面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、与S2面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、这两者的和为4.99％，在5％以内。从二维MEMS反射镜621到S1面的距离D为20mm，从二维 MEMS反射镜621到造型台604的距离E为83.90mm，E/D为4.2。经聚光透镜703汇聚而聚拢的激光的光束直径为50.3μm×28.4μm。
根据本实施方式，能够将激光的光束直径聚拢，从而能够均匀地造型。另外，能够进行非常精细的加工。
[第五实施方式]
接着，使用图8A以及图8B，对本实用新型的第五实施方式的三维造型装置进行说明。图8A是示出本实施方式的三维造型装置的概略结构的图。图8B是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。本实施方式的三维造型装置与上述第二实施方式至第四实施方式的不同点在于，聚光透镜的形状不同。因为其他的结构以及动作与第二实施方式至第四实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
三维造型装置800具有激光源601、光扫描部602、聚光透镜803以及造型台604。聚光透镜803的透镜材料为ZEONEX330R，焦点距离(f)为 85.00mm(405nm激光)，激光摆角(Θ)为24度，A为-24＜A＜31.22，其他方面具有如图8B所示的特性。
S1面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和S2面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、这两者的和为5.50％，在10％以内。从二维MEMS反射镜621到S1面的距离D为20mm，从二维MEMS反射镜621到造型台604的距离E为83.90mm，E/D为4.2。经聚光透镜803汇聚而聚拢的激光的光束直径为50.3μm×28.4μm。
根据本实施方式，能够将激光的光束直径聚拢，从而能够均匀地造型。另外，能够进行非常精细的加工。
[第六实施方式]
接着，使用图9A以及图9B，对本实用新型的第六实施方式的三维造型装置进行说明。图9A是示出本实施方式的三维造型装置的概略结构的图。图9B是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。本实施方式的三维造型装置与上述第二实施方式至第五实施方式的不同点在于，聚光透镜的形状不同。因为其他的结构以及动作与第二实施方式至第五实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
三维造型装置900具有激光源601、光扫描部602、聚光透镜903以及造型台604。聚光透镜903的透镜材料为ZEONEX330R，焦点距离(f)为 106.82mm(405nm激光)，激光摆角(Θ)为24度，A为-24＜A＜31.22，其他方面具有如图9B所示的特性。
S1面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和S2面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、这两者的和为0.39％，在5％以内。从二维MEMS反射镜621到S1面的距离D为20mm，从二维 MEMS反射镜621到造型台604的距离E为83.50mm，E/D为4.2。经聚光透镜903汇聚而聚拢的激光的光束直径为50.3μm×28.4μm。
根据本实施方式，能够将激光的光束直径聚拢，从而能够均匀地造型。另外，能够进行非常精细的加工。
[第七实施方式]
接着，使用图10A以及图10B，对本实用新型的第七实施方式的三维造型装置进行说明。图10A是示出本实施方式的三维造型装置的概略结构的图。图10B是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。本实施方式的三维造型装置与上述第二实施方式至第六实施方式的不同点在于，聚光透镜的形状不同。因为其他的结构以及动作与第二实施方式至第六实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
三维造型装置1000具有激光源601、光扫描部602、聚光透镜1003以及造型台604。聚光透镜1003的透镜材料为ZEONEX330R，焦点距离(f) 为107.44mm(405nm激光)，激光摆角(Θ)为24度，A为-24＜A＜31.22，其他方面具有如图10B所示的特性。
S1面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和S2面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、这两者的和为10.76％，在15％以内。从二维MEMS反射镜621到S1面的距离D为20mm，从二维MEMS反射镜621到造型台604的距离E为83.50mm，E/D为4.2。经聚光透镜1003汇聚而聚拢的激光的光束直径为50.4μm×28.5μm。
根据本实施方式，能够将激光的光束直径聚拢，从而能够均匀地造型。另外，能够进行非常精细的加工。
[第八实施方式]
接着，使用图11A以及图11B，对本实用新型的第八实施方式的三维造型装置进行说明。图11A是示出本实施方式的三维造型装置的概略结构的图。图11B是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。本实施方式的三维造型装置与上述第二实施方式至第七实施方式的不同点在于，聚光透镜的形状不同。因为其他的结构以及动作与第二实施方式至第七实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
三维造型装置1100具有激光源601、光扫描部602、聚光透镜1103以及造型台604。聚光透镜1103的透镜材料为ZEONEX350R，焦点距离(f) 为21.35mm(405nm激光)，激光摆角(Θ)为24度，A为-24＜A＜31.23，其他方面具有如图11B所示的特性。
S1面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和S2面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、这两者的和为3.84％，在5％以内。从二维MEMS反射镜621到S1面的距离D为10.05mm，从二维MEMS反射镜621到造型台604的距离E为35.55mm，E/D为3.53。经聚光透镜1103汇聚而聚拢的激光的光束直径为20.4μm×11.3μm。
根据本实施方式，能够将激光的光束直径聚拢，从而能够均匀地造型。另外，能够进行非常精细的加工。
[第九实施方式]
接着，使用图12A以及图12B，对本实用新型的第九实施方式的三维造型装置进行说明。图12A是示出本实施方式的三维造型装置的概略结构的图。图12B是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。本实施方式的三维造型装置与上述第二实施方式至第八实施方式的不同点在于聚光透镜的形状不同。因为其他的结构以及动作与第二实施方式至第八实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
三维造型装置1200具有激光源601、光扫描部602、聚光透镜1203以及造型台604。聚光透镜1203的透镜材料为ZEONEX350R，焦点距离(f) 为21.34mm(405nm激光)，激光摆角(Θ)为24度，A为-24＜A＜31.23，其他方面具有如图12B所示的特性。
S1面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和S2面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、这两者的和为3.29％，在5％以内。从二维MEMS反射镜621到S1面的距离D为10.02mm，从二维MEMS反射镜621到造型台604的距离E为35.50mm，E/D为3.54。被聚光透镜1203汇聚而聚拢的激光的光束直径为20.4μm×11.3μm。
根据本实施方式，能够将激光的光束直径聚拢，从而能够均匀地造型。另外，能够进行非常精细的加工。
[第十实施方式]
接着，使用图13A以及图13B，对本实用新型的第十实施方式的三维造型装置进行说明。图13A是示出本实施方式的三维造型装置的概略结构的图。图13B是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。本实施方式的三维造型装置与上述第二实施方式至第九实施方式的不同点在于，聚光透镜的形状不同。因为其他的结构以及动作与第二实施方式至第九实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
三维造型装置1300具有激光源601、光扫描部602、聚光透镜1303以及造型台604。聚光透镜1303的透镜材料为ZEONEX350R，焦点距离(f) 为107.53mm(405nm激光)，激光摆角(Θ)为20度，A为-24＜A＜31.23，其他方面具有如图13B所示的特性。
S1面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和S2面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、这两者的和为3.97％，在5％以内。从二维MEMS反射镜621到S1面的距离D为20mm，从二维 MEMS反射镜621到造型台604的距离E为83.50mm，E/D为4.2。经聚光透镜1303汇聚而聚拢的激光的光束直径为60.5μm×33.0μm。
根据本实施方式，能够将激光的光束直径聚拢，从而能够均匀地造型。另外，能够进行非常精细的加工。
[第十一实施方式]
接着，使用图14A以及图14B，对本实用新型的第十一实施方式的三维造型装置进行说明。图14A是示出本实施方式的三维造型装置的概略结构的图。图14B是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。本实施方式的三维造型装置与上述第二实施方式至第十实施方式的不同点在于，聚光透镜的形状不同。因为其他的结构以及动作与第二实施方式至第十实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
三维造型装置1400具有激光源601、光扫描部602、聚光透镜1403以及造型台604。聚光透镜1403的透镜材料为ZEONEX350R，焦点距离(f) 为107.53mm(405nm激光)，激光摆角(Θ)为20度，A为-24＜A＜31.23，其他方面具有如图14B所示的特性。
S1面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和S2面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、这两者的和为5.29％，在10％以内。从二维MEMS反射镜621到S1面的距离D为20mm，从二维MEMS反射镜621到造型台604的距离E为83.50mm，E/D为4.2。经聚光透镜1403汇聚而聚拢的激光的光束直径为60.6μm×33.1μm。
根据本实施方式，能够将激光的光束直径聚拢，从而能够均匀地造型。另外，能够进行非常精细的加工。
[第十二实施方式]
接着，使用图15A以及图15B，对本实用新型的第十二实施方式的三维造型装置进行说明。图15A是示出本实施方式的三维造型装置的概略结构的图。图15B是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。本实施方式的三维造型装置与上述第二实施方式至第十一实施方式的不同点在于，聚光透镜的形状不同。因为其他的结构以及动作与第二实施方式至第十一实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
三维造型装置1500具有激光源601、光扫描部602、聚光透镜1503以及造型台604。聚光透镜1503的透镜材料为ZEONEX350R，焦点距离(f) 为107.47mm(405nm激光)，激光摆角(Θ)为24度，A为-24＜A＜31.23，其他方面具有如图15B所示的特性。
S1面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和S2面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、这两者的和为2.00％，在5％以内。从二维MEMS反射镜621到S1面的距离D为20mm，从二维 MEMS反射镜621到造型台604的距离E为83.50mm，E/D为4.2。经聚光透镜1503汇聚而聚拢的激光的光束直径为60.5μm×33.0μm。
根据本实施方式，能够将激光的光束直径聚拢，从而能够均匀地造型。另外，能够进行非常精细的加工。
[第十三实施方式]
接着，使用图16A以及图16B，对本实用新型的第十三实施方式的三维造型装置进行说明。图16A是示出本实施方式的三维造型装置的概略结构的图。图16B是示出本实施方式的三维造型装置的聚光透镜的性能的图。本实施方式的三维造型装置与上述第二实施方式至第十二实施方式的不同点在于，聚光透镜的形状不同。因为其他的结构以及动作与第二实施方式至第十二实施方式相同，所以对相同结构以及动作标注相同的附图标记，省略其详细说明。
三维造型装置1600具有激光源601、光扫描部602、聚光透镜1603以及造型台604。聚光透镜1603的透镜材料为ZEONEX350R，焦点距离(f) 为107.47mm(405nm激光)，激光摆角(Θ)为24度，A为-24＜A＜31.23，其他方面具有如图16B所示的特性。
S1面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和S2面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、这两者的和为10.45％，在15％以内。从二维MEMS反射镜621到S1面的距离D为20mm，从二维MEMS反射镜621到造型台604的距离E为83.50mm，E/D为4.2。经聚光透镜1603汇聚而聚拢的激光的光束直径为60.6μm×33.1μm。
根据本实施方式，能够将激光的光束直径聚拢，从而能够均匀地造型。另外，能够进行非常精细的加工。
[第十四实施方式]
接着，使用图17以及图18，对本实用新型的第十四实施方式的三维造型装置进行说明。图17是用于对本实施方式的三维造型装置的结构进行说明的图。本实施方式的三维造型装置作为聚光透镜具有在上述第二实施方式至第十三实施方式中所示的聚光透镜中的任意一个。
三维造型装置1700具有激光源601、光扫描部602以及聚光透镜1703。聚光透镜1703是在上述第二实施方式至第十三实施方式中所示的聚光透镜中的任意一个。二维MEMS反射镜621使激光反射而朝向载置在工作台 1750上的槽1740内的树脂1730进行扫描。树脂1730是作为三维造型物 1710的材料的树脂。并且，三维造型装置1700一边使平台1720上升，一边对槽1740内的树脂1730照射被聚光透镜1703聚拢的激光。树脂1730 是被激光照射则发生固化的光固化性的树脂。
图18是示出使用本实施方式的三维造型装置进行造型的包括微流路的三维造型物的一个示例的立体图。三维造型物1710包括微流路1801、1802、 1803、1804、1805、1806，这些微流路设置在长2.5cm、宽1cm、高4mm 的长方体的三维造型物1710的内部。从集液槽1810注入的液体沿着箭头 1820在微流路1801流动。在微流路1801中流动的液体与从微流路1802流出的液体合流，排出至外部。从集液槽1830注入的液体在微流路1805中，并根据液体所含有的粒子的大小而向微流路1803和微流路1804分支。在微流路1803中流动的液体根据比重而向微流路1802和微流路1806分支。
利用微流路1802将微流路1801和微流路1803连结，微流路1802是在截面内倾斜的倾斜流路。微流路1801、1803、1804与外部相连。此外，微流路1801、1802、1803、1804、1805、1806的流路直径可以设定为任意大小以便分离液体。
在微流路1801、1802、1803、1804、1805、1806中流动的液体为血液等。通过使血液在微流路1801、1802、1803、1804、1805、1806中流动，能够将血中成分即红细胞、白细胞、血小板等分离。被分离的成分从微流路1801、1804、1806排出至外部。
图19是使用本实施方式的三维造型装置进行造型的包括微流路的三维造型物的其他示例的立体图。三维造型物1900包括4个集液槽1911、1912、 1921、1922以及微流路1901、1902。造型有标准的交叉(十字路口)图案的微流路1901、1902。在微流路1901的两端设置有集液槽1911、1912。即，集液槽1911以及集液槽1912利用微流路1901相连。在微流路1902 的两端设置有集液槽1921、1922。集液槽1921以及集液槽1922利用微流路1902相连。微流路1901与微流路1902正交。微流路1901以及微流路 1902在正交部分相连。
图20是使用本实施方式的三维造型装置进行造型的包括微流路的三维造型物的又一示例的立体图。三维造型物2000的内部包括螺旋形状(单螺旋)的微流路2001。从集液槽2010注入的液体沿着箭头2020在螺旋形状的微流路2001中流动，排出至外部。
根据本实施方式，因为能够聚拢激光的光束直径，所以能够造型均匀且非常精细的三维造型物造型。因为能够造型非常精细的三维造型物，所以能够进行如微流路那样的微细的造型。
[其他实施方式]
以上参照实施方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型并不限于上述实施方式。本实用新型的结构以及详细内容，能够在本实用新型的范围内进行本领域技术人员能够理解的各种变更。另外，将各个实施方式所包含的各特征以任何方式组合而成的系统或装置也包含在本实用新型的范畴内。

Claims (9)

1.一种三维造型装置，其特征在于，具有：
激光源；
光扫描部，使从所述激光源射出的激光反射并朝向造型台扫描；以及
聚光透镜，配置在所述光扫描部与所述造型台之间，将被所述光扫描部反射的激光汇聚。
2.根据权利要求1所述的三维造型装置，其特征在于，
在将从所述光扫描部到所述聚光透镜的距离设为D、将从所述光扫描部到所述造型台的距离设为E的情况下，所述聚光透镜被配置在满足下式的位置，
E/D＜5.0。
3.根据权利要求2所述的三维造型装置，其特征在于，
所述聚光透镜配置在还满足下式的位置，
3.5＜E/D。
4.根据权利要求1所述的三维造型装置，其特征在于，
在将A设为法线角、将Θ设为激光摆角、将Δn设为所述聚光透镜与空气的折射率差的情况下，所述聚光透镜满足下式，
-Θ＜A＜40/sqrt(Δn)-Θ。
5.根据权利要求2所述的三维造型装置，其特征在于，
在将A设为法线角、将Θ设为激光摆角、将Δn设为所述聚光透镜与空气的折射率差的情况下，所述聚光透镜满足下式，
-Θ＜A＜40/sqrt(Δn)-Θ。
6.根据权利要求3所述的三维造型装置，其特征在于，
在将A设为法线角、将Θ设为激光摆角、将Δn设为所述聚光透镜与空气的折射率差的情况下，所述聚光透镜满足下式，
-Θ＜A＜40/sqrt(Δn)-Θ。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的三维造型装置，其特征在于，
关于所述聚光透镜，
所述聚光透镜的两个面中的距所述光扫描部近的面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和
所述聚光透镜的两个面中的距所述光扫描部远的面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、
这两者的和在15％以内。
8.根据权利要求7所述的三维造型装置，其特征在于，
关于所述聚光透镜，
所述聚光透镜的两个面中的距所述光扫描部近的面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和
所述聚光透镜的两个面中的距所述光扫描部远的面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、
这两者的和在10％以内。
9.根据权利要求8所述的三维造型装置，其特征在于，
关于所述聚光透镜，
所述聚光透镜的两个面中的距所述光扫描部近的面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、和
所述聚光透镜的两个面中的距所述光扫描部远的面中的垂直偏振光的反射率与水平偏振光的反射率之差、
这两者的和在5％以内。
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