JP2000263650A - 光造形装置 - Google Patents
光造形装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光造形におけるモデル作成はより高精度に、か
つより高速に作成することが望まれている。ＸＹ二軸ス
キャナを複数設置するマルチスキャン方式により高速化
が一般的に考えられているが、複数領域の位置あわせが
難しく、精度、外観が悪くなる問題があった。 【解決手段】複数のＸＹ二軸スキャナにより造形された
モデルのずれをなくすように、スライス断面の最外周の
レーザ走査を一つのＸＹ二軸スキャナにより行う手段に
より有するずれの生じ易い継ぎ目を少なくすることによ
り解決する。
つより高速に作成することが望まれている。ＸＹ二軸ス
キャナを複数設置するマルチスキャン方式により高速化
が一般的に考えられているが、複数領域の位置あわせが
難しく、精度、外観が悪くなる問題があった。 【解決手段】複数のＸＹ二軸スキャナにより造形された
モデルのずれをなくすように、スライス断面の最外周の
レーザ走査を一つのＸＹ二軸スキャナにより行う手段に
より有するずれの生じ易い継ぎ目を少なくすることによ
り解決する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】三次元ＣＡＤデータから形状
モデルを短期に作成する技術である光造形技術、装置に
関する。光造形は、ＣＡＤの形状データを輪切りにして
変換された等高線データに従って、光硬化樹脂にレーザ
光を照射して、一層一層硬化積層を繰り返して立体形状
モデルを作成するものである。
モデルを短期に作成する技術である光造形技術、装置に
関する。光造形は、ＣＡＤの形状データを輪切りにして
変換された等高線データに従って、光硬化樹脂にレーザ
光を照射して、一層一層硬化積層を繰り返して立体形状
モデルを作成するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来は、特開平４−１２６２２５号公報
に提案されているように複数の光源を有し照射点を集中
させる。また、特開平４−１１３８２８号公報のよう
に、複数の光源により複数の場所に照射し、紫外線硬化
樹脂を硬化する方法および装置が考えられている。
に提案されているように複数の光源を有し照射点を集中
させる。また、特開平４−１１３８２８号公報のよう
に、複数の光源により複数の場所に照射し、紫外線硬化
樹脂を硬化する方法および装置が考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光造形のモデルを高速
に造形するには、レーザ光源やＸＹ二軸スキャナを複数
設置し、一つのスライス断面を各ＸＹ二軸スキャナにて
分担させる方法が用いられることがある。しかし、一つ
のスライス断面を複数のＸＹ二軸スキャナにて分担し造
形する従来方法では、各ＸＹ二軸スキャナによる造形物
の隣接面での位置あわせが難しくずれが生じ易く、精度
が低下する、外観が悪くなる等の課題がある。
に造形するには、レーザ光源やＸＹ二軸スキャナを複数
設置し、一つのスライス断面を各ＸＹ二軸スキャナにて
分担させる方法が用いられることがある。しかし、一つ
のスライス断面を複数のＸＹ二軸スキャナにて分担し造
形する従来方法では、各ＸＹ二軸スキャナによる造形物
の隣接面での位置あわせが難しくずれが生じ易く、精度
が低下する、外観が悪くなる等の課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】モデルのスライス断面の
露光硬化を複数のレーザ光源やＸＹ二軸スキャナにて分
担させたとき、スライス断面の外周の走査を複数の光源
やＸＹ二軸スキャナに分担させることなく、一つの光源
あるいはＸＹ二軸スキャナにて走査させる手段を光造形
装置に設けることで達成される。
露光硬化を複数のレーザ光源やＸＹ二軸スキャナにて分
担させたとき、スライス断面の外周の走査を複数の光源
やＸＹ二軸スキャナに分担させることなく、一つの光源
あるいはＸＹ二軸スキャナにて走査させる手段を光造形
装置に設けることで達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て以下説明する。
て以下説明する。
【０００６】図１は本発明の一実施例の光造形装置の構
成説明図である。光硬化樹脂１は光硬化樹脂タンク２の
中に注入されている。光硬化樹脂タンク２の中には、レ
ーザ６により硬化する硬化層５が作成されるワークテー
ブル３が設置されている。ワークテーブル３はＺ移動手
段４により上下に移動可能である。
成説明図である。光硬化樹脂１は光硬化樹脂タンク２の
中に注入されている。光硬化樹脂タンク２の中には、レ
ーザ６により硬化する硬化層５が作成されるワークテー
ブル３が設置されている。ワークテーブル３はＺ移動手
段４により上下に移動可能である。
【０００７】光硬化樹脂タンク２の上方には、複数のレ
ーザチューブ９、シャッター８、ＸＹ二軸スキャナ７が
設置されている。図１ではレーザチューブ９、シャッタ
ー８、ガルバノミラー７が各２つしか表示していない
が、液面方向（X−Y方向）に間隔を置いて４つ設置して
いる。光造形樹脂タンク２の上方から照射されるレーザ
光６はレーザ発振器９で発し、シャッター８、ガルバノ
ミラー７（Ｘ軸、Ｙ軸）を経て光硬化樹脂１の液面を走
査する。光造形システム制御回路１０は、等高線描画デ
ータ１１を読み込み、ガルバノミラー７および移動手段
４の動きを制御する。本発明の光造形装置は、以上の構
成となっている。
ーザチューブ９、シャッター８、ＸＹ二軸スキャナ７が
設置されている。図１ではレーザチューブ９、シャッタ
ー８、ガルバノミラー７が各２つしか表示していない
が、液面方向（X−Y方向）に間隔を置いて４つ設置して
いる。光造形樹脂タンク２の上方から照射されるレーザ
光６はレーザ発振器９で発し、シャッター８、ガルバノ
ミラー７（Ｘ軸、Ｙ軸）を経て光硬化樹脂１の液面を走
査する。光造形システム制御回路１０は、等高線描画デ
ータ１１を読み込み、ガルバノミラー７および移動手段
４の動きを制御する。本発明の光造形装置は、以上の構
成となっている。
【０００８】次に本発明における実際の動作を説明す
る。まずワークテーブル３を光硬化樹脂１の液面より積
層ピッチＰだけ下方に位置する。光造形システム制御回
路１０に第１層の等高線描画データ１１を読み込み該等
高線描画データ１１に従いＸＹ二軸スキャナ７を動作
し、レーザ発振器９に発したレーザ光６を光硬化樹脂１
の液面に照射する。光硬化樹脂１のレーザ光６を照射さ
れた部位は直ちに硬化し、硬化層５が形成される。一層
分の走査が完了後、光造形システム制御回路１０は、Ｚ
移動手段４を積層ピッチＰだけ沈める。
る。まずワークテーブル３を光硬化樹脂１の液面より積
層ピッチＰだけ下方に位置する。光造形システム制御回
路１０に第１層の等高線描画データ１１を読み込み該等
高線描画データ１１に従いＸＹ二軸スキャナ７を動作
し、レーザ発振器９に発したレーザ光６を光硬化樹脂１
の液面に照射する。光硬化樹脂１のレーザ光６を照射さ
れた部位は直ちに硬化し、硬化層５が形成される。一層
分の走査が完了後、光造形システム制御回路１０は、Ｚ
移動手段４を積層ピッチＰだけ沈める。
【０００９】次に第２層の等高線描画データ１１を読み
込み該等高線描画データ１１に従いＸＹ二軸スキャナ７
を動作し、レーザ発振器９に発したレーザ光６を光硬化
樹脂１の液面に照射する、というこれらの動作を繰り返
しモデルを作成する。
込み該等高線描画データ１１に従いＸＹ二軸スキャナ７
を動作し、レーザ発振器９に発したレーザ光６を光硬化
樹脂１の液面に照射する、というこれらの動作を繰り返
しモデルを作成する。
【００１０】図２は本発明の第１の請求項であるレーザ
照射方法について説明する図である。
照射方法について説明する図である。
【００１１】前図１の光造形システム制御回路１１にて
等高線描画データ１１を取り込み、光硬化樹脂表面の走
査範囲１４内に存在する該等高線描画データ１１の断面
形状、すなわち輪郭走査ライン１５の数を検査する。輪
郭走査ライン１５が１つである時、該輪郭走査ライン１
５の内側の領域を光造形装置に設置しているＸＹ二軸ス
キャナ７と同数に分割する。ここでは、ＸＹ二軸スキャ
ナ７を４つ設置しているので、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの
領域に分割し、分割された各領域を、それぞれ独立した
ＸＹ二軸スキャナ７に担当させ、レーザ照射、硬化させ
る。分割する断面形状の面積割合は任意であるが、面積
均等とした方が照射時間も均等化され、全体の照射時間
短縮には効果的である。
等高線描画データ１１を取り込み、光硬化樹脂表面の走
査範囲１４内に存在する該等高線描画データ１１の断面
形状、すなわち輪郭走査ライン１５の数を検査する。輪
郭走査ライン１５が１つである時、該輪郭走査ライン１
５の内側の領域を光造形装置に設置しているＸＹ二軸ス
キャナ７と同数に分割する。ここでは、ＸＹ二軸スキャ
ナ７を４つ設置しているので、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの
領域に分割し、分割された各領域を、それぞれ独立した
ＸＹ二軸スキャナ７に担当させ、レーザ照射、硬化させ
る。分割する断面形状の面積割合は任意であるが、面積
均等とした方が照射時間も均等化され、全体の照射時間
短縮には効果的である。
【００１２】そして、断面形状の外周部である輪郭走査
ライン１５は、領域毎のＸＹ二軸スキャナ７に分担し走
査させることなく、１つのＸＹ二軸スキャナ７によって
走査する。図２中の白丸印は輪郭走査ライン１５の走査
開始点１６を示し、黒丸印は走査終了点１７を示してい
る。輪郭走査ライン１５の走査開始点１６は、分割領域
にとらわれず、該輪郭走査ライン１５上であれば、どこ
でも構わない。
ライン１５は、領域毎のＸＹ二軸スキャナ７に分担し走
査させることなく、１つのＸＹ二軸スキャナ７によって
走査する。図２中の白丸印は輪郭走査ライン１５の走査
開始点１６を示し、黒丸印は走査終了点１７を示してい
る。輪郭走査ライン１５の走査開始点１６は、分割領域
にとらわれず、該輪郭走査ライン１５上であれば、どこ
でも構わない。
【００１３】この外周の輪郭走査ライン１５を１つのＸ
Ｙ二軸スキャナ７により走査させる本発明の方法によ
り、従来、１つの断面領域を４つの独立したＸＹ二軸ス
キャナ７にて硬化することで生じ易い各領域の隣接部の
ずれによる、外観上、精度上の問題を解決できる。
Ｙ二軸スキャナ７により走査させる本発明の方法によ
り、従来、１つの断面領域を４つの独立したＸＹ二軸ス
キャナ７にて硬化することで生じ易い各領域の隣接部の
ずれによる、外観上、精度上の問題を解決できる。
【００１４】図３（ａ）は、外周部を走査、硬化する前
の隣接部のずれを説明する図である。破線で囲まれた４
つの分割領域Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈは、円として存在する断面
を分割し、独立した４つのＸＹ二軸スキャナ７にてレー
ザ光６を走査し硬化した様子を表すものである。複数の
独立したＸＹ二軸スキャナ７にて１つの断面を硬化する
には、位置合わせが難しく、レーザビーム各領域の隣接
部で１つのビーム径程度のずれが見られ、モデル外観が
悪くなる。
の隣接部のずれを説明する図である。破線で囲まれた４
つの分割領域Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈは、円として存在する断面
を分割し、独立した４つのＸＹ二軸スキャナ７にてレー
ザ光６を走査し硬化した様子を表すものである。複数の
独立したＸＹ二軸スキャナ７にて１つの断面を硬化する
には、位置合わせが難しく、レーザビーム各領域の隣接
部で１つのビーム径程度のずれが見られ、モデル外観が
悪くなる。
【００１５】図３（ｂ）は、本発明の照射方法である外
周の輪郭走査ライン１８（実線部）を１つのＸＹ二軸ス
キャナ７により走査し、硬化させた様子を示している。
図３（ａ）のように断面の領域内の隣接部の位置がビー
ム径程度ずれていても、該断面の最外周の輪郭走査ライ
ン１８が断面形状部の外側を途切れなく走査するので、
モデルの外観は、該輪郭走査ライン１８となり、隣接部
のずれを解消できることを示したものである。
周の輪郭走査ライン１８（実線部）を１つのＸＹ二軸ス
キャナ７により走査し、硬化させた様子を示している。
図３（ａ）のように断面の領域内の隣接部の位置がビー
ム径程度ずれていても、該断面の最外周の輪郭走査ライ
ン１８が断面形状部の外側を途切れなく走査するので、
モデルの外観は、該輪郭走査ライン１８となり、隣接部
のずれを解消できることを示したものである。
【００１６】図４は、本発明の第２の請求項である少な
くとも２つ以上のＸＹ二軸スキャナ７を有する光造形方
法において、光硬化樹脂表面の走査可能範囲１４内に存
在する該等高線描画データ１１の断面形状が独立して複
数存在するときのＸＹ二軸スキャナ７によるレーザ光６
の走査について説明する図である。
くとも２つ以上のＸＹ二軸スキャナ７を有する光造形方
法において、光硬化樹脂表面の走査可能範囲１４内に存
在する該等高線描画データ１１の断面形状が独立して複
数存在するときのＸＹ二軸スキャナ７によるレーザ光６
の走査について説明する図である。
【００１７】図４では、Ｉ，Ｊ，Ｋの３つの独立した断
面形状が存在しており、断面の大きさも大差が無い。こ
のような場合は、上記複数のＸＹ二軸スキャナ７が各独
立した複数の断面形状ごとに分担しレーザ光６を走査す
る。さらに、各断面の外周の輪郭走査ライン２０，２
１，２２は、該断面形状を担当したＸＹ二軸スキャナ７
によるレーザ光６により走査される。この時、各断面形
状へのレーザ光６の走査は、時間的に並行して行われる
ので、レーザが１つのときよりも高速に造形モデルが出
来あがる。
面形状が存在しており、断面の大きさも大差が無い。こ
のような場合は、上記複数のＸＹ二軸スキャナ７が各独
立した複数の断面形状ごとに分担しレーザ光６を走査す
る。さらに、各断面の外周の輪郭走査ライン２０，２
１，２２は、該断面形状を担当したＸＹ二軸スキャナ７
によるレーザ光６により走査される。この時、各断面形
状へのレーザ光６の走査は、時間的に並行して行われる
ので、レーザが１つのときよりも高速に造形モデルが出
来あがる。
【００１８】図５は、本発明の第２の請求項である少な
くとも２つ以上のＸＹ二軸スキャナ７を有する光造形方
法において、光硬化樹脂表面の走査範囲１５内に存在す
る該等高線描画データ１１の断面形状が独立して複数存
在する場合のＸＹ二軸スキャナ７によるレーザ光６の別
の走査例について説明する図である。
くとも２つ以上のＸＹ二軸スキャナ７を有する光造形方
法において、光硬化樹脂表面の走査範囲１５内に存在す
る該等高線描画データ１１の断面形状が独立して複数存
在する場合のＸＹ二軸スキャナ７によるレーザ光６の別
の走査例について説明する図である。
【００１９】図５のように、光硬化樹脂表面の走査可能
範囲１４内に複数の独立したスライス断面形状Ｌおよび
Ｍが存在し、各断面形状ＬおよびＭの面積に大きな差が
ある時、面積の大きい断面形状Ｍに関しては、幾つかに
領域分け（Ｍ１，Ｍ２、Ｍ３，Ｍ４，・・・，Ｍｎ）し
上記複数のＸＹ二軸スキャナ７にて分担しレーザ光６を
走査させる。但し、外周輪郭走査ラインについては、領
域分けに関係なく１つのＸＹ二軸スキャナ７によるレー
ザ光６の走査が行われる。
範囲１４内に複数の独立したスライス断面形状Ｌおよび
Ｍが存在し、各断面形状ＬおよびＭの面積に大きな差が
ある時、面積の大きい断面形状Ｍに関しては、幾つかに
領域分け（Ｍ１，Ｍ２、Ｍ３，Ｍ４，・・・，Ｍｎ）し
上記複数のＸＹ二軸スキャナ７にて分担しレーザ光６を
走査させる。但し、外周輪郭走査ラインについては、領
域分けに関係なく１つのＸＹ二軸スキャナ７によるレー
ザ光６の走査が行われる。
【００２０】図５の例では、領域分けしたＭ１、Ｍ２、
Ｍ３は別々のＸＹ二軸スキャナ７により走査されるレー
ザ光６で硬化されるが、外周輪郭走査ライン２４は、白
丸印の走査開始点２５と黒丸印の走査終了点２６で結ぶ
１つのＸＹ二軸スキャナ７によるレーザ光６の走査が行
われる。領域分けの数は、所有するＸＹ二軸スキャナの
数および面積により効率的な数とする。
Ｍ３は別々のＸＹ二軸スキャナ７により走査されるレー
ザ光６で硬化されるが、外周輪郭走査ライン２４は、白
丸印の走査開始点２５と黒丸印の走査終了点２６で結ぶ
１つのＸＹ二軸スキャナ７によるレーザ光６の走査が行
われる。領域分けの数は、所有するＸＹ二軸スキャナの
数および面積により効率的な数とする。
【００２１】図６は、本発明の第３の請求項である、少
なくとも２つ以上のＸＹ二軸スキャナ７を有し、同一液
面上に各ＸＹ二軸スキャナによる複数の露光硬化を行う
光造形装置において、別の構成例について説明する図で
ある。光硬化樹脂１は光硬化樹脂タンク２の中に注入さ
れている。光硬化樹脂タンク２の中には、レーザ６によ
り硬化する硬化層５が作成されるワークテーブル３が設
置されている。ワークテーブル３はＺ移動手段４により
上下に移動可能である。
なくとも２つ以上のＸＹ二軸スキャナ７を有し、同一液
面上に各ＸＹ二軸スキャナによる複数の露光硬化を行う
光造形装置において、別の構成例について説明する図で
ある。光硬化樹脂１は光硬化樹脂タンク２の中に注入さ
れている。光硬化樹脂タンク２の中には、レーザ６によ
り硬化する硬化層５が作成されるワークテーブル３が設
置されている。ワークテーブル３はＺ移動手段４により
上下に移動可能である。
【００２２】光硬化樹脂タンク２の上方には、レーザチ
ューブ９、シャッター８、ＸＹ二軸スキャナ７および、
光分岐器１２を設置した構成となっている。前記図１で
はレーザ発振器９、シャッター８、ＸＹ二軸スキャナ７
を各々４つ設置していた。図６による別の構成例では、
レーザ発振器９とシャッター８の間に光分岐器１２を設
置し、１つのレーザ発振器９から照射されるレーザ光６
を分岐させることで、複数のレーザ光６を確保するもの
である。このように、光分岐器１２を利用することで、
高価なレーザ発振器９の使用数を低減でき、装置費用の
低減も図れる。
ューブ９、シャッター８、ＸＹ二軸スキャナ７および、
光分岐器１２を設置した構成となっている。前記図１で
はレーザ発振器９、シャッター８、ＸＹ二軸スキャナ７
を各々４つ設置していた。図６による別の構成例では、
レーザ発振器９とシャッター８の間に光分岐器１２を設
置し、１つのレーザ発振器９から照射されるレーザ光６
を分岐させることで、複数のレーザ光６を確保するもの
である。このように、光分岐器１２を利用することで、
高価なレーザ発振器９の使用数を低減でき、装置費用の
低減も図れる。
【００２３】図７は、本発明の第３の請求項である、少
なくとも２つ以上のＸＹ二軸スキャナ７を有し、同一液
面上に各ＸＹ二軸スキャナによる複数の露光硬化を行う
光造形装置において、ワークテーブル３およびｚ方向移
動手段４における別の構成例について説明する図であ
る。光硬化樹脂１は光硬化樹脂タンク２の中に注入され
ている。光硬化樹脂タンク２の中には、レーザ６により
硬化する硬化層５が作成されるワークテーブル３が設置
されている。光硬化樹脂タンク２の周りには、ワークテ
ーブル３をｚ方向に移動するＺ方向移動手段４が複数設
置されている。該ワークテーブル３は、ｚ方向移動手段
４の配置数の範囲内の数に分割出来、任意の大きさ、形
状で分割する事が出来る機構となっている。他、光造形
樹脂タンク２の上方には、複数のレーザ発振器９、シャ
ッター８、ＸＹ二軸スキャナ７を備えた構成となってい
る。
なくとも２つ以上のＸＹ二軸スキャナ７を有し、同一液
面上に各ＸＹ二軸スキャナによる複数の露光硬化を行う
光造形装置において、ワークテーブル３およびｚ方向移
動手段４における別の構成例について説明する図であ
る。光硬化樹脂１は光硬化樹脂タンク２の中に注入され
ている。光硬化樹脂タンク２の中には、レーザ６により
硬化する硬化層５が作成されるワークテーブル３が設置
されている。光硬化樹脂タンク２の周りには、ワークテ
ーブル３をｚ方向に移動するＺ方向移動手段４が複数設
置されている。該ワークテーブル３は、ｚ方向移動手段
４の配置数の範囲内の数に分割出来、任意の大きさ、形
状で分割する事が出来る機構となっている。他、光造形
樹脂タンク２の上方には、複数のレーザ発振器９、シャ
ッター８、ＸＹ二軸スキャナ７を備えた構成となってい
る。
【００２４】本発明の光造形装置の動作を以下に説明す
る。
る。
【００２５】光造形システム制御回路１０に等高線描画
データ１１の全てを取り込み、モデル数、描画範囲、積
層ピッチをチェックする。たとえば、Ｐ１のピッチで積
層するモデルとＰ２で積層するモデルの異なる積層ピッ
チモデルがあったとき、光造形システム制御回路１０
は、積層ピッチの同じもの同士が近接し、かつ干渉しな
いようにワークテーブル３上に再配置する。積層ピッチ
の種類毎に再配置された位置を元に、Ｐ１積層ピッチの
モデル領域とＰ２積層ピッチモデルの領域とに２分割す
るように、ワークテーブル３を分割する。
データ１１の全てを取り込み、モデル数、描画範囲、積
層ピッチをチェックする。たとえば、Ｐ１のピッチで積
層するモデルとＰ２で積層するモデルの異なる積層ピッ
チモデルがあったとき、光造形システム制御回路１０
は、積層ピッチの同じもの同士が近接し、かつ干渉しな
いようにワークテーブル３上に再配置する。積層ピッチ
の種類毎に再配置された位置を元に、Ｐ１積層ピッチの
モデル領域とＰ２積層ピッチモデルの領域とに２分割す
るように、ワークテーブル３を分割する。
【００２６】次に、積層ピッチＰ１のモデルを配置した
ワークテーブル３に関係するＺ方向移動手段４により該
ワークテーブル３を光硬化樹脂１の液面より積層ピッチ
Ｐ１だけ下方に位置し、同様に積層ピッチP２のモデル
を配置したワークテーブル３に関係するｚ方向移動手段
４により、該ワークテーブル３を光硬化樹脂１の液面よ
り積層ピッチＰ２だけ下方に位置する。各モデルの第１
層の等高線描画データ１１を読み込む。
ワークテーブル３に関係するＺ方向移動手段４により該
ワークテーブル３を光硬化樹脂１の液面より積層ピッチ
Ｐ１だけ下方に位置し、同様に積層ピッチP２のモデル
を配置したワークテーブル３に関係するｚ方向移動手段
４により、該ワークテーブル３を光硬化樹脂１の液面よ
り積層ピッチＰ２だけ下方に位置する。各モデルの第１
層の等高線描画データ１１を読み込む。
【００２７】該等高線描画データ１１の断面形状の大き
さにより、本発明の第１項または第２項の照射方法によ
りＸＹ二軸スキャナ７を動作し、レーザ発振器９に発し
たレーザ光６を光硬化樹脂１の液面に照射する。光硬化
樹脂１のレーザ光６を照射された部位は直ちに硬化し、
硬化層５が形成される。一層分の走査が完了後、光造形
システム制御回路１０は、Ｚ方向移動手段４を、積層ピ
ッチＰ１およびＰ２だけ沈める。次に第２層の等高線描
画データ１１を読み込み該等高線描画データ１１に従い
ＸＹ二軸スキャナ７を動作し、レーザ発振器９に発した
レーザ光６を光硬化樹脂１の液面に照射する、というこ
れらの動作を繰り返しモデルを作成する。
さにより、本発明の第１項または第２項の照射方法によ
りＸＹ二軸スキャナ７を動作し、レーザ発振器９に発し
たレーザ光６を光硬化樹脂１の液面に照射する。光硬化
樹脂１のレーザ光６を照射された部位は直ちに硬化し、
硬化層５が形成される。一層分の走査が完了後、光造形
システム制御回路１０は、Ｚ方向移動手段４を、積層ピ
ッチＰ１およびＰ２だけ沈める。次に第２層の等高線描
画データ１１を読み込み該等高線描画データ１１に従い
ＸＹ二軸スキャナ７を動作し、レーザ発振器９に発した
レーザ光６を光硬化樹脂１の液面に照射する、というこ
れらの動作を繰り返しモデルを作成する。
【００２８】従来の単一テーブルで積層ピッチの異なる
モデルを造形する場合の手順は、まず積層ピッチＰ１の
第１層分沈め、この積層ピッチＰ１の第１層をレーザ照
射し硬化後、積層ピッチＰ２の第１層高さになるようワ
ークテーブルを沈め、この積層ピッチＰ２の第１層をレ
ーザ照射し硬化する。続いて、積層ピッチＰ１の第２層
高さにワークテーブルを沈め、Ｐ１の第２層硬化、Ｐ２
の第２層高さに沈め、Ｐ２の第２層硬化する、というこ
れらの動作の繰り返し動作になる。すなわち、単一ワー
クテーブル３の従来法では、積層ピッチＰ１とＰ２の各
々の１層を硬化するのに２回テーブルの移動と２回のレ
ーザ照射が必要となる。
モデルを造形する場合の手順は、まず積層ピッチＰ１の
第１層分沈め、この積層ピッチＰ１の第１層をレーザ照
射し硬化後、積層ピッチＰ２の第１層高さになるようワ
ークテーブルを沈め、この積層ピッチＰ２の第１層をレ
ーザ照射し硬化する。続いて、積層ピッチＰ１の第２層
高さにワークテーブルを沈め、Ｐ１の第２層硬化、Ｐ２
の第２層高さに沈め、Ｐ２の第２層硬化する、というこ
れらの動作の繰り返し動作になる。すなわち、単一ワー
クテーブル３の従来法では、積層ピッチＰ１とＰ２の各
々の１層を硬化するのに２回テーブルの移動と２回のレ
ーザ照射が必要となる。
【００２９】しかし、本発明の光造形装置では、分割可
能なワークテーブル３および個別に動作可能なｚ方向移
動手段４を有しているため、ワークテーブル３を沈める
１つの動作で、ワークテーブル３の一方をＰ１積層ピッ
チ分、もう一方はＰ２積層ピッチ分という具合に、異な
る必要深さ分沈めることが出来る。そのため、レーザ照
射も、Ｐ１積層ピッチモデルとＰ２積層ピッチモデルを
１回の照射動作で硬化出来る。従来に比べ動作回数が半
減され造形の高速化が達成される。
能なワークテーブル３および個別に動作可能なｚ方向移
動手段４を有しているため、ワークテーブル３を沈める
１つの動作で、ワークテーブル３の一方をＰ１積層ピッ
チ分、もう一方はＰ２積層ピッチ分という具合に、異な
る必要深さ分沈めることが出来る。そのため、レーザ照
射も、Ｐ１積層ピッチモデルとＰ２積層ピッチモデルを
１回の照射動作で硬化出来る。従来に比べ動作回数が半
減され造形の高速化が達成される。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、光造形品を高速、高精
度、且つ外観良く入手できるため、設計の早期検討、設
計完成度の向上に効果がある。
度、且つ外観良く入手できるため、設計の早期検討、設
計完成度の向上に効果がある。
【図１】本発明の実施形態である光造形装置の構成説明
図。
図。
【図２】本発明の第一の実施形態である照射方法を説明
する図。
する図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第一の実施形態で
ある照射方法における効果を説明する図。
ある照射方法における効果を説明する図。
【図４】本発明の第二の実施形態である照射方法を説明
する図。
する図。
【図５】本発明の第二の実施形態である照射方法の別の
実施形態を説明する図。
実施形態を説明する図。
【図６】本発明の光造形装置の別の構成を説明する図。
【図７】本発明の光造形装置の別の構成を説明する図。
１…光硬化樹脂、２…光硬化樹脂タンク、３…ワークテ
ーブル、４…Ｚ方向移動手段、５…硬化物、６…レーザ
光、７…ＸＹ二軸スキャナ、８…シャッター、９…レー
ザチューブ、１０…光造形システム制御回路、１１…等
高線描画データ、１２…光分岐器、１３…反射ミラー、
１４…硬化樹脂表面の走査可能範囲、１５…輪郭走査ラ
イン、１６…走査開始点、１７…走査終了点、１８…輪
郭走査ライン、１９…輪郭走査ライン、２０…輪郭走査
ライン、２１…輪郭走査ライン、２２…輪郭走査ライ
ン、２３…輪郭走査ライン、２４…走査開始点、２５…
走査終了点、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｍ１，
Ｍ２，Ｍ３…分割領域、Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ…独立断面
形状。
ーブル、４…Ｚ方向移動手段、５…硬化物、６…レーザ
光、７…ＸＹ二軸スキャナ、８…シャッター、９…レー
ザチューブ、１０…光造形システム制御回路、１１…等
高線描画データ、１２…光分岐器、１３…反射ミラー、
１４…硬化樹脂表面の走査可能範囲、１５…輪郭走査ラ
イン、１６…走査開始点、１７…走査終了点、１８…輪
郭走査ライン、１９…輪郭走査ライン、２０…輪郭走査
ライン、２１…輪郭走査ライン、２２…輪郭走査ライ
ン、２３…輪郭走査ライン、２４…走査開始点、２５…
走査終了点、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｍ１，
Ｍ２，Ｍ３…分割領域、Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ…独立断面
形状。
フロントページの続き (72)発明者 遠藤 敏朗 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 (72)発明者 村中 昌幸 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 Ｆターム(参考） 4F213 WA25 WA97 WB01 WL03 WL80 WL92 WL95
Claims (2)
- 【請求項１】未硬化液状の光硬化樹脂の液面を等高線描
画データに従って露光硬化し、該硬化層の上に未硬化の
樹脂層を所定厚さ形成し、該未硬化樹脂層を次の等高線
描画データに従って露光硬化させることを繰り返して、
逐次積層して形状モデルを造形する光造形方法に係わ
り、少なくとも２つ以上のＸＹ二軸スキャナを有し、同
一液面上に各ＸＹ二軸スキャナによる複数の露光硬化を
行う光造形方法において、スライス断面形状部分が１つ
の場合は、そのスライス断面を領域分割し、各分割領域
のスライス断面形状部分のレーザ露光走査を各ＸＹ二軸
スキャナのレーザ光に分担し、且つ、スライス断面形状
の外周部の走査は複数あるＸＹ二軸スキャナの内どれか
１つのＸＹ二軸スキャナによるレーザ光で行うことを特
徴とする光造形装置。 - 【請求項２】少なくとも２つ以上のＸＹ二軸スキャナを
有し、同一液面上に各ＸＹ二軸スキャナによる複数の露
光硬化を行う上記光造形方法において、形状モデルの同
一スライス層におけるスライス断面形状が独立して複数
ある場合は、各スライス断面の大きさによりスライス断
面を領域分割するか否かを制御し、スライス断面を分割
した場合、上記請求項１による照射方法を行い、分割す
る必要が無いスライス断面の大きさの場合は、各スライ
ス断面毎に各ＸＹ二軸スキャナを割当て、各々のスライ
ス断面形状の走査および、該スライス断面の外周部の走
査を、各々割当てたＸＹ二軸スキャナのレーザ光に担当
させることを特徴とする光造形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11069569A JP2000263650A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 光造形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11069569A JP2000263650A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 光造形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000263650A true JP2000263650A (ja) | 2000-09-26 |
Family
ID=13406554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11069569A Pending JP2000263650A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 光造形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000263650A (ja) |
Cited By (12)
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| EP3538293B1 (de) | 2016-11-14 | 2022-07-13 | Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH | Verfahren zur schichtweisen additiven fertigung von bauteilen und zugehöriges computerprogrammprodukt |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP11069569A patent/JP2000263650A/ja active Pending
Cited By (25)
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