JP2001225391A - Method and apparatus for optically molding - Google Patents

Method and apparatus for optically molding

Info

Publication number
JP2001225391A
JP2001225391A JP2001018209A JP2001018209A JP2001225391A JP 2001225391 A JP2001225391 A JP 2001225391A JP 2001018209 A JP2001018209 A JP 2001018209A JP 2001018209 A JP2001018209 A JP 2001018209A JP 2001225391 A JP2001225391 A JP 2001225391A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
cured
region
scan
curing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001018209A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Asano
純一 浅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2001018209A priority Critical patent/JP2001225391A/en
Publication of JP2001225391A publication Critical patent/JP2001225391A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a molding time by enhancing a molding accuracy in a laminating direction and preventing a curing deformation of a resin model to be obtained while enhancing interlayer adhesive properties. SOLUTION: A method for optically molding obtains a stereoscopic resin model W by the steps of scanning a light beam LB on a surface of a photosetting resin liquid 1 and sequentially laminating cured scanned cured layers 6. In this case, in order to scan the beam and to cure the resin, a curing depth D of a region to be cured by depositing on a region 51 cured by previous time scanning is set larger than that of a region cured by deposited on a region 52 not cured by the previous time curing. A scanning phase of the region cured by the previous time scanning and a scanning phase of the region cured by this time scanning are relatively deviated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば紫外線硬化性樹
脂などの光硬化性樹脂に光線を走査して照射することに
より所望の樹脂モデルを造形する光学的造形方法と光学
的造形装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical molding method and an optical molding apparatus for molding a desired resin model by irradiating a light curable resin such as an ultraviolet curable resin with a light beam by scanning.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、紫外線硬化性樹脂液を収容した
槽の表面に対して、紫外線レーザをON/OFFしなが
ら走査し、これにより硬化した走査硬化層を順次積み上
げることにより、所望の樹脂モデルを造形することが試
みられている。かかる樹脂モデルは、例えば製品のマス
ターモデルとして利用されることから、造形するにあた
っては造形精度、層間接着性、および造形効率などを高
める必要がある。
2. Description of the Related Art For example, a desired resin model is obtained by scanning a surface of a tank containing an ultraviolet-curable resin liquid while turning on / off an ultraviolet laser and successively stacking the hardened scanning hardened layers. It has been attempted to shape Since such a resin model is used, for example, as a master model of a product, it is necessary to increase the molding accuracy, interlayer adhesion, and molding efficiency when molding.

【0003】従来の光学的造形方法は、紫外線レーザか
ら紫外線を発生させ、ガルバノミラーおよびシャッター
などを有する光学系によって紫外線レーザのON/OF
Fと光線の走査方向を制御しながら、紫外線硬化性樹脂
液を収容した槽の表面に対して照射する。槽内には紫外
線レーザを遮断するとともに昇降可能なエレベータが設
けられており、樹脂液表面とエレベータとの間に介在す
る樹脂液が紫外線レーザによって硬化するようになって
いる。
In a conventional optical shaping method, ultraviolet rays are generated from an ultraviolet laser and the ultraviolet laser is turned on / off by an optical system having a galvanometer mirror, a shutter, and the like.
Irradiation is performed on the surface of the tank containing the ultraviolet-curable resin liquid while controlling the scanning direction of F and the light beam. An elevator that cuts off the ultraviolet laser and can move up and down is provided in the tank, and the resin liquid interposed between the resin liquid surface and the elevator is hardened by the ultraviolet laser.

【0004】そして、造形工程の第1段階においてはエ
レベータを上昇させておき、樹脂液表面とエレベータと
の間に介在する樹脂液を紫外線レーザによって硬化させ
て第1層目の走査硬化層を形成したのち、エレベータを
1層分だけ下降させて、第1層目と同様の手順で第2層
目の走査硬化層を第1層目の走査硬化層の上に形成す
る。以下同様にして、順次走査硬化層を積層(以下、堆
積ともいう)し、最終層目の走査硬化層の形成が終了す
るとエレベータを上昇させて、樹脂液からモデルを取り
出したのち、さらに最終的な硬化を行うために、図18
に示す如く、紫外線ランプ50などを用いてモデルW全
体に対して紫外線を長時間照射する。
In the first stage of the molding process, the elevator is raised, and the resin liquid interposed between the surface of the resin liquid and the elevator is hardened by an ultraviolet laser to form a first scanning hardened layer. After that, the elevator is lowered by one layer, and the second scan hardened layer is formed on the first scan hardened layer in the same procedure as the first layer. In the same manner as above, the scan hardened layers are sequentially laminated (hereinafter, also referred to as deposition), and when the formation of the final scan hardened layer is completed, the elevator is raised, the model is taken out from the resin liquid, and then the final Fig. 18
As shown in (1), the entire model W is irradiated with ultraviolet rays for a long time using an ultraviolet lamp 50 or the like.

【0005】以下、本明細書においては、上述したエレ
ベータの同一移動ピッチ内における平面を「等高断面」
と称するが、図19は、この一つの等高断面を示す平面
図であり、目的とするモデルWに応じて、「51」は樹
脂液を硬化させる領域、「52」は樹脂液を硬化させな
い領域を示している。すなわち、図18における横断面
を観察した状態が図19である。
Hereinafter, in the present specification, a plane within the same moving pitch of the above-mentioned elevator is referred to as a “constant section”.
FIG. 19 is a plan view showing this one contour cross section. According to the target model W, “51” is a region where the resin liquid is cured, and “52” is a region where the resin liquid is not cured. The area is shown. That is, FIG. 19 shows a state in which the cross section in FIG. 18 is observed.

【0006】また、図19および図20に示すように、
紫外線レーザ発振器から発生する紫外線ビーム53は、
光学系により図示する走査方向DLに沿って走査され、
このとき、樹脂液を硬化させる領域51では紫外線レー
ザがON(実際にはシャッターAOMが開)、樹脂液を
硬化させない領域52では紫外線レーザがOFF(実際
にはシャッターAOMが閉)となる。一つの走査線Lの
走査が終了すると、光学系を制御して走査ピッチP分だ
け位相させ、再び走査方向DLに沿って同様の走査が行
われる。
As shown in FIGS. 19 and 20,
The ultraviolet beam 53 generated from the ultraviolet laser oscillator is
The optical system is scanned along the illustrated scanning direction DL,
At this time, the ultraviolet laser is turned on (actually, the shutter AOM is opened) in the region 51 where the resin liquid is cured, and turned off (actually, the shutter AOM is closed) in the region 52 where the resin liquid is not cured. When the scanning of one scanning line L is completed, the optical system is controlled to be phased by the scanning pitch P, and the same scanning is performed again along the scanning direction DL.

【0007】なお、紫外線ビーム53が樹脂液内に照射
されると、樹脂液によって光エネルギーが徐々に減少す
ることから、微視的には、図20に示すように、先端鋭
利な照射領域(すなわち、走査硬化層)54を形成する
ことになる。
When the ultraviolet beam 53 is irradiated into the resin liquid, the light energy gradually decreases due to the resin liquid. Therefore, microscopically, as shown in FIG. That is, the scanning hardened layer) 54 is formed.

【0008】このようにして、等高断面の走査硬化層5
4が形成されるが、走査硬化層を順次積層するにあたっ
ては、上層の走査硬化層を形成する際に、紫外線ビーム
53を下層にも照射されるような光線強度、すなわち、
その等高断面における硬化深さDを積層厚T(図18参
照)より大きく制御し、各層間の接着性を高めるように
している。
In this manner, the scan-hardened layer 5 having a uniform cross section
4 are formed, but when sequentially laminating the scan hardened layers, when forming the upper scan hardened layer, the light intensity is such that the ultraviolet beam 53 is also applied to the lower layer, that is,
The hardening depth D at the uniform cross section is controlled to be larger than the lamination thickness T (see FIG. 18) so as to enhance the adhesion between the layers.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の光学的造形方法には、以下のような2つの基本的な
問題があった。
However, the above-mentioned conventional optical shaping method has the following two basic problems.

【0010】まず、既述したように、従来の光学的造形
方法では、ある等高断面の走査硬化層を形成する際に、
紫外線ビームが下層にも照射されるような光線強度、す
なわち、その等高断面における硬化深さDを積層厚Tよ
り大きく制御して、その等高断面における走査硬化層の
形成と同時に、各層間の接着性を高めるようにしている
ため、下層が非硬化領域である場合には、目的とする積
層深さより深い硬化深さで走査硬化層が形成されること
になる。そのため、積層方向の造形精度が著しく低下す
るという問題があった。
First, as described above, in the conventional optical shaping method, when forming a scan hardened layer having a certain uniform cross section,
The light intensity at which the ultraviolet beam is also applied to the lower layer, that is, the curing depth D at the same height section is controlled to be larger than the lamination thickness T, and at the same time as the formation of the scan hardening layer at the same height section, In the case where the lower layer is a non-cured region, the scan hardened layer is formed with a hardened depth greater than the intended lamination depth. Therefore, there is a problem that the modeling accuracy in the stacking direction is significantly reduced.

【0011】例えば、図21(A)に示すようなモデル
Wを造形する場合には、同図(B)に示すような複数の
等高断面で順次走査硬化層LY1 〜LY11を積層してゆ
くが、第8層目の走査硬化層LY8 を形成する場合に
は、図22に示すように、下層に走査硬化層が存在する
領域51においては、例えば、この第8層LY8 を形成
すると同時に、第8層LY8 と第4層LY4 から第7層
LY7 に至る下層との層間接着性を高める必要があるた
め、硬化深さDが第4層LY4 に至るように紫外線レー
ザ発振器を制御する。
For example, when a model W as shown in FIG. 21A is formed, a plurality of scan hardened layers LY 1 to LY 11 are sequentially laminated on a plurality of contour sections as shown in FIG. and Yuku but, in the case of forming the eighth layer of the scanning cured layer LY 8, as shown in FIG. 22, in a region 51 where there are scanned hardened layer in the lower layer, for example, the eighth layer LY 8 and at the same time formed, as for the eighth layer LY 8 from the fourth layer LY 4 it is necessary to increase the interlayer adhesion between the lower layer reaching the seventh layer LY 7, hardening depth D reaches the fourth layer LY 4 Control the ultraviolet laser oscillator.

【0012】ところが、このように硬化深さDを設定す
ると、下層に走査硬化層が存在しない領域52において
も、硬化深さDが第4層LY4 に至る深さとなり、積層
厚Tに比べて数倍以上の走査硬化層54が形成されてし
まう。そのため、例えば図22に示すように、目的とす
るモデルが通孔55(点線で示す)を有している場合な
どでは、通孔上面55aの面精度が著しく損なわれると
いう問題があった。
[0012] However, when setting such cure depth D, even in a region 52 underlying the scanning hardened layer is not present, it is the depth of cure depth D reaches the fourth layer LY 4, compared to the lamination thickness T As a result, the scanning hardened layer 54 is formed several times or more. Therefore, for example, as shown in FIG. 22, when the target model has the through hole 55 (shown by a dotted line), there is a problem that the surface accuracy of the through hole upper surface 55a is significantly impaired.

【0013】なお、このような問題は、層間接着性を高
めようとすればするほど顕著になるが、逆に硬化深さを
抑制して造形精度を高めようとすると層間接着性に問題
が発生することになった。
[0013] Such a problem becomes more remarkable as the interlayer adhesion is increased. Conversely, if the curing depth is suppressed to increase the molding accuracy, a problem occurs in the interlayer adhesion. I decided to do it.

【0014】従来の光学的造形方法における第2の問題
は、造形する際に樹脂液の硬化状態に差異が発生し、こ
れにより得られた樹脂モデルに変形が生じるということ
であった。
A second problem in the conventional optical molding method is that a difference occurs in the cured state of the resin liquid during molding, and the resulting resin model is deformed.

【0015】すなわち、従来の光学的造形方法では、各
等高断面において紫外線ビームを走査方向に沿って走査
させることにより所定の硬化深さで樹脂液は硬化するこ
とになるため、図27(A)に示すように走査線L,L
の間隔、つまり走査ピッチPを短く設定すればする程、
その等高断面で形成される走査硬化層54の硬化状態は
良好になる。
That is, in the conventional optical shaping method, the resin liquid is cured at a predetermined curing depth by scanning the ultraviolet beam along the scanning direction at each of the contour sections. ), The scanning lines L, L
, The shorter the scanning pitch P is set, the more
The hardened state of the scan hardened layer 54 formed with the equal height cross section becomes good.

【0016】しかしながら、走査ピッチPを小さくすれ
ばするほど、造形に要する時間が増加するため、樹脂モ
デルの造形を実用化するためには、図27(B)に示す
ように、走査ピッチPをある程度大きく設定せざるを得
なかった。そのため、一つの走査線Lによる走査硬化層
54と隣接する走査線Lによる走査硬化層54との間に
非硬化領域56が残り、しかも、図23(A)に示すよ
うに、硬化領域54が硬化する際には硬化による樹脂の
収縮挙動が生じるため、その等高断面における走査硬化
層54は、図23(B)に示すように変形する傾向があ
った。
However, as the scanning pitch P becomes smaller, the time required for molding increases, and in order to put the resin model to practical use, as shown in FIG. I had to set it to some extent. Therefore, a non-cured area 56 remains between the scan hardened layer 54 by one scan line L and the scan hardened layer 54 by the adjacent scan line L, and as shown in FIG. When the resin is cured, the resin shrinks due to the curing, so that the scan-cured layer 54 at the same contour has a tendency to deform as shown in FIG.

【0017】確かに、既述したように、ある等高断面に
おいて走査硬化層54を形成する際には、下層にまで紫
外線ビームを照射することにより(図24参照)、下層
の硬化変形をある程度は抑制することができるものの、
このような走査を積層方向に連続して行っても、図25
に示すように、非硬化領域56を消失させることはでき
なかった。
Certainly, as described above, when the scan hardened layer 54 is formed on a given contour, by irradiating the lower layer with an ultraviolet beam (see FIG. 24), the hardened deformation of the lower layer is reduced to some extent. Can be suppressed,
Even if such scanning is continuously performed in the stacking direction, FIG.
As shown in FIG. 7, the uncured area 56 could not be eliminated.

【0018】そのため、造形を終了したのち、図18に
示す手法で樹脂モデルW全体を最終的に硬化させる際
に、図25に示す非硬化領域56の樹脂が初めて硬化す
ることになり、その結果、非硬化領域56が硬化により
収縮し(図26(A)参照)、これにより得られた樹脂
モデルWに硬化変形が残留することになった(図26
(B)参照)。
Therefore, when the entire resin model W is finally cured by the method shown in FIG. 18 after the molding is completed, the resin in the non-cured region 56 shown in FIG. 25 is cured for the first time. The uncured region 56 shrinks due to curing (see FIG. 26A), and cured deformation remains in the obtained resin model W (FIG. 26).
(B)).

【0019】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、各等高断面において走査硬
化層を形成してゆくにあたり、非硬化領域を除去するこ
とにより、層間接着性を高めながら、得られる樹脂モデ
ルの硬化変形を防止し、造形時間の短縮を図ることを目
的とする。
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and in forming a scan-hardened layer at each contour section, the non-hardened area is removed to achieve interlayer adhesion. It is an object of the present invention to prevent the hardening deformation of the obtained resin model while shortening the molding time while improving the property.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光学的造形方法は、光硬化性樹脂液面上に
光線を走査し、硬化した走査硬化層を順次積み上げて立
体樹脂モデルを得る光学的造形方法において、前記光線
を走査して、前回の走査で硬化させた領域上に前記光硬
化性樹脂を堆積させて硬化させるにあたり、前回の走査
で硬化させた領域における走査位相と、今回の走査で硬
化させる領域における走査位相とを相対的にずらすこと
を特徴としている。
In order to achieve the above object, an optical molding method according to the present invention is characterized in that a light beam is scanned on a liquid surface of a photo-curable resin, and a cured scan-cured layer is sequentially stacked to form a three-dimensional resin. In the optical shaping method for obtaining a model, the light beam is scanned, and the photocurable resin is deposited and cured on the region cured in the previous scan. And the scanning phase in the region to be cured in the current scan is relatively shifted.

【0021】また、光硬化性樹脂液を入れた光硬化性樹
脂液槽と、前記光硬化性樹脂液を硬化させるのに適当な
波長を含む光線を発生し、該光線を走査させる光走査手
段と、前記光硬化性樹脂液の表面に光線が照射されたこ
とにより生成する硬化樹脂を昇降させる昇降手段と、前
記光走査手段と前記昇降手段とを制御する制御手段と、
を備えた光学的造形装置において、前記制御手段は、連
続する走査硬化層における平面の硬化情報を比較する平
面硬化情報比較部と、前記光線の走査に関する条件を設
定する光走査条件設定部とを有し、前記平面硬化情報比
較部における比較の結果、積層して硬化させる領域であ
ることが検出された領域では、前回の走査硬化層の走査
位相とは異なる走査位相で前記光線を走査するように、
前記光走査条件設定部の設定を行うことを特徴とする光
学的造形装置によっても、上記の目的を達成することが
できる。
A photocurable resin liquid tank containing the photocurable resin liquid; and a light scanning means for generating a light beam having a wavelength suitable for curing the photocurable resin liquid and scanning the light beam. And elevating means for elevating and lowering a cured resin generated by irradiating a light beam on the surface of the photocurable resin liquid, and control means for controlling the light scanning means and the elevating means,
In the optical shaping apparatus provided with, the control means, a plane curing information comparison unit that compares the curing information of the plane in the continuous scanning cured layer, and an optical scanning condition setting unit that sets the conditions for scanning the light beam As a result of the comparison in the plane curing information comparison unit, in the region where it is detected that the region is to be laminated and cured, the light beam is scanned at a scanning phase different from the scanning phase of the previous scanning cured layer. To
The above object can also be achieved by an optical shaping apparatus characterized by setting the optical scanning condition setting unit.

【0022】[0022]

【作用】上記目的を達成するための本発明では、光硬化
性樹脂液面上に光線を走査し、硬化した走査硬化層を順
次積み上げて立体樹脂モデルを得る場合、光線を走査し
て、前回の走査で硬化させた領域上に光硬化性樹脂を堆
積させて硬化させるにあたり、前回の走査で硬化させた
領域における走査位相と、今回の走査で硬化させる領域
における走査位相とを相対的にずらす。
According to the present invention for achieving the above object, in the case where a light beam is scanned on the photocurable resin liquid surface and a cured resin layer is sequentially stacked to obtain a three-dimensional resin model, the light beam is scanned and In depositing and curing the photo-curable resin on the region cured by the scan, the scanning phase in the region cured in the previous scan and the scan phase in the region cured in the current scan are relatively shifted. .

【0023】すなわち、光走査手段により光硬化性樹脂
液を硬化させるのに適当な波長を含む光線を発生し、入
れた光硬化性樹脂液槽に収容された光硬化性樹脂液に対
して光線を走査させる。一つの等高断面における走査を
終了すると、光線が照射されたことにより生成する硬化
樹脂を昇降手段によって昇降させ、このような手順を繰
り返すことにより、順次走査硬化層を積層する。
That is, a light beam having a wavelength suitable for curing the photocurable resin liquid is generated by the optical scanning means, and the light beam is applied to the photocurable resin liquid contained in the photocurable resin liquid tank. Is scanned. When the scanning at one contour section is completed, the cured resin generated by the irradiation of the light beam is raised and lowered by the lifting means, and by repeating such a procedure, the scanning hardened layers are sequentially laminated.

【0024】このとき、平面硬化情報比較部によって、
連続する走査硬化層の平面、すなわち一つの等高断面に
おける硬化情報を比較し、この比較の結果、重複して硬
化させる領域であることが検出された領域では、前回の
走査硬化層の走査位相とは異なる走査位相で光線を走査
するように、光走査条件設定部の設定を行って、光線を
走査する。
At this time, the plane hardening information comparing section
The curing information in the plane of the continuous scan-hardened layer, that is, in one iso-section, is compared, and as a result of the comparison, in the area where it is detected that the area is to be overlap-cured, the scan phase of the previous scan-hardened layer is compared. The light beam is scanned by setting the light scanning condition setting unit so that the light beam is scanned at a different scanning phase from that of the light beam.

【0025】これにより、重複して硬化させる領域であ
ることが検出された領域では、走査位相がずれるために
非硬化領域を減少させることができる。その結果、層間
接着性が向上するだけでなく、得られた樹脂モデルの硬
化状態の差異が小さくなるため、樹脂モデルの硬化変形
を防止することができる。また、造形を行う際に非硬化
領域を減少させることができるため、最終的に実施する
樹脂モデルの硬化時間を短縮することができる。
Thus, in the region where it is detected that the region is to be cured in an overlapping manner, the non-cured region can be reduced because the scanning phase is shifted. As a result, not only the interlayer adhesion is improved, but also the difference in the cured state of the obtained resin model is reduced, so that the cured deformation of the resin model can be prevented. In addition, since the non-cured region can be reduced when performing modeling, the curing time of the resin model that is finally performed can be shortened.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。まず最初に、図1を参照しながら本発明の一実
施例に係る光学的造形装置の構成について説明する。図
1は本発明の光学的造形装置の基本構成を示すブロック
図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the configuration of an optical modeling apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an optical modeling apparatus according to the present invention.

【0027】本実施例の光学的造形装置は、光硬化性樹
脂液槽2を有しており、この槽内に収容される光硬化性
樹脂液1は光を照射することにより付加重合を生じて硬
化する材料である。例えば、スチレン、メタクリル酸メ
チル、酢酸ビニルなどのビニル単量体は、光照射によっ
て、光重合の開始剤が存在しなくとも、あるいは紫外線
を吸収する増感剤や色素の存在下で、重合を起す。
The optical shaping apparatus of the present embodiment has a photo-curable resin liquid tank 2, and the photo-curable resin liquid 1 accommodated in the tank is irradiated with light to cause addition polymerization. It is a material that cures. For example, vinyl monomers such as styrene, methyl methacrylate, and vinyl acetate can be polymerized by light irradiation without the presence of a photopolymerization initiator or in the presence of a sensitizer or dye that absorbs ultraviolet light. cause.

【0028】ただし、本発明で用いられる光硬化性樹脂
液1の種類は特に限定されず、未硬化では液体状であっ
て硬化することにより固化する樹脂であればよい。ま
た、照射する光LBについても特に限定されず、紫外線
の他にも、用いられる光硬化性樹脂1に応じた光を選択
すればよい。
However, the type of the photocurable resin liquid 1 used in the present invention is not particularly limited, and may be any resin that is liquid when uncured and solidifies when cured. Also, the light LB to be irradiated is not particularly limited, and light other than the ultraviolet light may be selected according to the photocurable resin 1 to be used.

【0029】光硬化性樹脂液槽2内には、光線を遮断す
るとともに硬化させた樹脂を載置する台座を有するエレ
ベータ4aが設けられており、このエレベータ4aは、
昇降器4bにより光硬化性樹脂液槽2内を昇降可能とな
っている。昇降器4bは、機械的にエレベータ4aを昇
降させる機能と、この昇降動作の制御を司る制御機能と
を備えている。昇降器4bに対する指令信号は、制御手
段5の一般制御部5cから与えられるが、光走査手段3
への、あるいは光走査手段3からの情報に基づいて、一
般制御部5cは昇降器4bに指令信号を出力する。
An elevator 4a having a pedestal for blocking the light beam and mounting the cured resin is provided in the photo-curable resin liquid tank 2, and the elevator 4a is
The inside of the photo-curable resin liquid tank 2 can be moved up and down by the elevator 4b. The elevator 4b has a function of mechanically raising and lowering the elevator 4a, and a control function for controlling the lifting operation. The command signal to the elevator 4b is given from the general control section 5c of the control means 5,
The general control unit 5c outputs a command signal to the elevator 4b based on information from the optical scanning unit 3 or the information.

【0030】例えば、一つの等高断面における走査が終
了したことを光走査手段3から検知すると、次の等高断
面の走査に移行するために、一般制御部5cから昇降器
4bに対して指令信号を出力し、これにより昇降器4b
はエレベータ4aを所定のピッチ(すなわち、このピッ
チがその等高断面における積層厚Tとなる)だけ下降さ
せる。
For example, when the optical scanning means 3 detects that the scanning on one contour section is completed, the general control unit 5c instructs the elevator 4b to shift to the scanning on the next contour section. And outputs a signal to the elevator 4b.
Lowers the elevator 4a by a predetermined pitch (that is, this pitch becomes the lamination thickness T in the contour section).

【0031】一方、本実施例に係る光走査手段3は、紫
外線レーザなどの光線を発生させるレーザ発振器3a
と、このレーザ発振器3aで発生した光線を光硬化性樹
脂液の表面に対し所定の軌跡にしたがって走査させるた
めの光学系3bと、この光学系3bを制御するための光
学系コントローラ3cから構成されている。光学系3b
には、例えば光線を通過/遮断するためのシャッター器
(AOM)や光線の方向を変動させるための電圧印加器
およびガルバノミラーなどが設けられており、光線のO
N/OFF、光線強度の変更、光路の変更、光線の走査
速度の制御などを行う機能を有している。そして、この
光学系3bに対して、光学系コントローラ3cからは予
め教示された軌跡に応じた光走査条件に関する指令信号
が出力される。
On the other hand, the optical scanning means 3 according to the present embodiment comprises a laser oscillator 3a for generating a light beam such as an ultraviolet laser.
And an optical system 3b for scanning the surface of the photocurable resin liquid with a light beam generated by the laser oscillator 3a according to a predetermined trajectory, and an optical system controller 3c for controlling the optical system 3b. ing. Optical system 3b
Are provided with, for example, a shutter device (AOM) for passing / blocking a light beam, a voltage applying device for changing the direction of the light beam, and a galvanomirror.
N / OFF, change of light intensity, change of optical path, control of scanning speed of light, etc. are provided. The optical system controller 3c outputs to the optical system 3b a command signal relating to optical scanning conditions according to the trajectory taught in advance.

【0032】なお、本実施例における光走査手段3の動
作は、基本的には一般制御部5cに予め入力された基本
軌跡データに基づくが、後述する平面硬化情報比較部5
aの比較結果によっては、光走査条件設定部5bから光
学系コントローラ3cに指令信号が出力され、細部の光
走査条件が変更される。
The operation of the light scanning means 3 in this embodiment is basically based on basic trajectory data previously input to the general control section 5c.
Depending on the comparison result of a, a command signal is output from the optical scanning condition setting unit 5b to the optical system controller 3c, and the detailed optical scanning conditions are changed.

【0033】本実施例に係る制御手段5は、目的とする
樹脂モデルに応じて、予め入力されたデータに基づい
て、昇降手段4と光走査手段3とを相互に関連付けなが
ら制御する一般制御部5cを有している。また、今回走
査する等高断面に対して、その下層にあたる平面(単数
の等高断面あるいは複数の等高断面の何れでもよい)の
硬化情報を後述する演算により求める平面硬化情報比較
部5aと、一般制御部5cあるいは平面硬化情報比較部
5aからの情報に基づいて、光学系コントローラ3cに
対して光走査条件に関する情報を出力する光走査条件設
定部5bが設けられている。
The control means 5 according to this embodiment is a general control section for controlling the elevating means 4 and the light scanning means 3 while associating them with each other based on data input in advance in accordance with a target resin model. 5c. Further, for the contour section to be scanned this time, a plane curing information comparison unit 5a that obtains curing information of a plane (which may be a single contour section or a plurality of contour planes) under the lower layer by an operation described later; An optical scanning condition setting unit 5b that outputs information on optical scanning conditions to the optical system controller 3c based on information from the general control unit 5c or the planar curing information comparison unit 5a is provided.

【0034】なお、本実施例では、昇降器4b、光学系
コントローラ3c、および制御手段5などの情報処理装
置は、それぞれ別体に構成した具体例として図1に表わ
しているが、これは、それぞれの機能を容易に理解する
ために記載したものであって、上述した各機能を備えて
いる限り、これらを任意の組み合せで組み合わせて情報
処理装置を構成してもよいことは勿論である。
In this embodiment, the information processing apparatus such as the elevator 4b, the optical system controller 3c, and the control means 5 is shown in FIG. 1 as a specific example configured separately from each other. Each function is described for easy understanding, and it goes without saying that the information processing apparatus may be configured by combining these functions in any combination as long as the functions described above are provided.

【0035】次に、本実施例に係る平面硬化情報比較部
5aにおける処理手順について説明するが、この処理手
順の基本的考え方の理解を容易にするために、まず最初
に走査硬化層を2層とした例について説明したのち、走
査硬化層を複数層に一般化して説明する。
Next, the processing procedure in the plane curing information comparing section 5a according to the present embodiment will be described. In order to facilitate understanding of the basic concept of this processing procedure, first, two scanning hardened layers are formed. After the example described above, the scan hardened layer is generalized to a plurality of layers and described.

【0036】図2は、本実施例で造形する場合の走査硬
化層の発生状態を示す断面図であり、図21に示す樹脂
モデルを対象とした場合を示している。従来の光学的造
形方法では、図21に示すような樹脂モデルWを造形す
る場合に、図22に示す如く、下層の硬化/非硬化の状
態に拘らず紫外線ビームの光エネルギーを一定に維持し
ていたが、本実施例では、下層を構成する等高断面の硬
化/非硬化の状態を演算して求め、この情報に基づい
て、下層が非硬化の領域52であれば光エネルギーを弱
めて積層厚T分の走査硬化層7aとし、一方、下層が硬
化領域51である場合には複数層に至る光エネルギーで
照射して走査硬化層7bとし、層間接着性を高めるよう
にしている。すなわち、走査硬化層7aを得る場合に
は、硬化深さをDa とし、これに対して、走査硬化層7
bを得る場合には硬化深さをDb としている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the state of generation of a scan hardened layer in the case of molding in this embodiment, and shows a case where the resin model shown in FIG. 21 is used. In the conventional optical shaping method, when forming a resin model W as shown in FIG. 21, as shown in FIG. 22, the light energy of the ultraviolet beam is kept constant regardless of the cured / uncured state of the lower layer. However, in the present embodiment, the hardened / unhardened state of the uniform section constituting the lower layer is calculated and obtained, and based on this information, if the lower layer is the unhardened region 52, the light energy is reduced. When the lower layer is the hardened region 51, the layer is irradiated with light energy reaching a plurality of layers to form the hardened scan layer 7b, thereby increasing the interlayer adhesion. That is, when obtaining the scanning hardened layer 7a, the hardening depth is set to Da, and
It is a D b hardening depth in the case of obtaining a b.

【0037】図3は、本実施例の平面硬化情報比較部5
aにおける処理概念を説明する図であって、一例として
上下2つの走査硬化層UL(上層),LL(下層)を別
体に示す平面図であり、図示する横線は光走査手段から
の光線の走査線Lを表わしている。これら上下層UL,
LLを重ね合わせて示したのが図4であり、以下平面硬
化情報比較部5aで求めようとするのが、図4右上に示
す下層が硬化領域でない領域7aと、図4右下に示す下
層が硬化領域である領域7bとの識別である。
FIG. 3 shows a plane hardening information comparing section 5 of this embodiment.
3A is a plan view illustrating the processing concept in FIG. 3A, and two upper and lower scanning hardened layers UL (upper layer) and LL (lower layer) are separately illustrated as an example, and a horizontal line illustrated in FIG. The scanning line L is shown. These upper and lower layers UL,
FIG. 4 shows the LL superimposed, and the flat curing information comparison unit 5a intends to obtain the lower layer shown in the upper right of FIG. Is an identification with the region 7b which is a hardened region.

【0038】図4に示す2つの領域7a,7bの識別を
行うにあたり、本実施例では「スパン」なる概念を導入
している。本実施例にいう「スパン」とは、等高断面内
における多角形と光線の走査線との交わりをいい、この
スパン領域に光線を照射する。したがって、図4に示す
ような2次元の領域抽出に関する問題は、上下層で対応
する走査線上のスパンを比較する1次元の問題に帰着す
ることになる。
In discriminating the two areas 7a and 7b shown in FIG. 4, the present embodiment introduces the concept of "span". The “span” in the present embodiment refers to the intersection of a polygon and a scanning line of a light ray within a contour plane, and this span area is irradiated with a light ray. Therefore, the problem relating to the two-dimensional region extraction as shown in FIG. 4 results in a one-dimensional problem of comparing the spans on the corresponding scanning lines in the upper and lower layers.

【0039】このスパンデータは、Yi を水平走査(X
方向)時の同一走査線におけるy値と垂直走査(Y方
向)時の同一走査線におけるx値、Xi:j を水平走査時
の走査線と多角形との交点のx値と垂直走査時の走査線
と多角形との交点のy値としたときに、 Yii:0i:1i:2 …… Xi:n D Yi+1i+1:0 …… D なる情報フォーマットで表わすことができる。また、上
下層において対応する走査線上のスパンを比較するため
に、走査線データを図5のように定義する。なお、図5
におけるWi:j は「重み」であり、スパンでない領域、
下層領域、上層領域、および重複領域などの重みを意味
している。
[0039] The span data, Y i a horizontal scanning (X
Direction), the y value of the same scanning line at the time of vertical scanning (Y direction), the x value of the same scanning line at the time of the vertical scanning (Y direction), and X i: j are the x value of the intersection of the scanning line and the polygon at the time of horizontal scanning and Y i X i: 0 X i: 1 X i: 2 ... X i: n D Y i + 1 X i + 1 : 0 ... D It can be represented by the following information format. In order to compare the spans on the corresponding scanning lines in the upper and lower layers, the scanning line data is defined as shown in FIG. FIG.
J is the "weight", the area is not the span,: W i in
It means the weight of the lower region, the upper region, the overlap region, and the like.

【0040】このような情報フォーマットに基づいて、
まず、下層と上層の各スパンデータファイル8a,8b
から対応する走査線上のスパン端点を読みだし、挿入ソ
ート(すなわち大小比較)によって、スパン端点a,
b,c,dを昇順に並べる(図7参照)。このとき、各
重みWi:j の初期値として、次の値を設定しておく。す
なわち、図6において、 上層スパン始点a → 1 上層スパン終点b → −1 下層スパン始点c → 2 下層スパン終点d → −2
Based on such an information format,
First, the lower and upper span data files 8a, 8b
, The span endpoint on the corresponding scan line is read out, and by insertion sort (ie, comparison of magnitude), the span endpoint a,
b, c, and d are arranged in ascending order (see FIG. 7). At this time, the following values are set as initial values of the respective weights Wi: j . That is, in FIG. 6, the upper span start point a → 1 the upper span end point b → −1 the lower span start point c → 2 the lower span end point d → −2

【0041】続いて、図7に示す挿入ソート処理で昇順
に並んだスパンデータを、重みが領域を示す指標となる
ように処理する。図8はこの処理の様子を示す図であ
り、上段のデータが処理前のデータ(図7の挿入ソート
処理が行われたのちのデータ)であり、下段のデータが
処理後のデータである。具体的には、まず、第1番目の
データaは未処理とし、次のデータcについて、cの重
み(2)とaの重み(1)とを加算して(2+1)、処
理後のcの重み(3)とする。以下同様にして、自身の
重みと一つ前のデータの重みとを加算して、処理後の重
みとする。
Subsequently, span data arranged in ascending order by the insertion sort process shown in FIG. 7 is processed such that the weight becomes an index indicating the region. FIG. 8 is a diagram showing the state of this processing. The data in the upper row is the data before the processing (the data after the insertion sort processing in FIG. 7 is performed), and the data in the lower row is the data after the processing. Specifically, first, the first data a is unprocessed, the weight (2) of c and the weight (1) of a are added to the next data c (2 + 1), and c Weight (3). In the same manner, the own weight and the weight of the immediately preceding data are added to obtain the processed weight.

【0042】このようにして、図6に示す走査硬化層を
本実施例の平面硬化情報比較部5aにおいて処理した後
のデータと上下層との関係を、図9に示す。本図によ
り、重みの値が領域の識別の標識となっていることが理
解される。すなわち、 重み0 → スパンではない領域 重み1 → 上層のみの領域 重み2 → 下層のみの領域 重み3 → 上下層の重複領域 となる。そして、この重みによって識別された領域に関
するスパンデータを上層のみに関するスパンデータファ
イル9aと上下層が重複した領域に関するスパンデータ
ファイル9bとに格納する。
FIG. 9 shows the relationship between the data obtained by processing the scan hardened layer shown in FIG. 6 in the flat hardening information comparing section 5a of this embodiment and the upper and lower layers. From this figure, it is understood that the value of the weight is a marker for identifying the region. That is, weight 0 → area not spanned Weight 1 → area of upper layer only Weight 2 → area of lower layer only Weight 3 → overlap area of upper and lower layers Then, the span data relating to the region identified by the weight is stored in the span data file 9a relating only to the upper layer and the span data file 9b relating to the region where the upper and lower layers overlap.

【0043】以上が、本実施例に係る平面硬化情報比較
部5aにおける処理を、等高断面を上下2層として説明
した具体例であるが、このような処理手順は、以下の概
念によって一般化することができる。
The above is a specific example in which the processing in the plane hardening information comparing section 5a according to the present embodiment is described as having two upper and lower contour sections. Such a processing procedure is generalized by the following concept. can do.

【0044】図10は、本実施例の平面硬化情報比較部
における処理概念を説明する図であって、図2から図9
に示す上下2つの走査硬化層の一例を一般化するため
に、走査硬化層を複数層とした一例を示す断面図であ
る。この一般化にあたり、スパンデータファイルとして
用意しなければならないのは、積層しようとする層の硬
化深さをD、下層の積層厚をTi-k としたとき、 D>Ti +Ti-1 +Ti-2 + …… +Ti-m を満たす全ての層についてのスパンデータファイルであ
る。図10に示す例では、LY2 〜LY4 のスパンデー
タファイルが必要となる。
FIG. 10 is a diagram for explaining the concept of processing in the flat curing information comparison section of this embodiment, and is shown in FIGS.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example in which a plurality of scan hardened layers are used in order to generalize one example of the upper and lower scan hardened layers shown in FIG. For this generalization, the span data file must be prepared as follows: D is the hardening depth of the layer to be laminated and Tik is the lamination thickness of the lower layer. D> T i + T i-1 + T i -2 +... + T im is a span data file for all layers that satisfy im . In the example shown in FIG. 10, the span data files of LY 2 to LY 4 are required.

【0045】次に、用意されたスパンデータファイルか
ら走査線データを構成するには、各スパンデータファイ
ルを検索して対応する走査線を読みだし、逐次走査線デ
ータを追加してゆけばよい。このとき、重みの初期値と
して、次の値を設定する。ただし、0≦k≦mとする。 第i−k層スパン始点 → 2k 第i−k層スパン終点 → −2k このようにして、走査線データの初期値の設定を終了し
たら、図8に示す処理手順と同様な手順で処理を行い、
重みと領域との対応関係を正当化する。その結果、第i
層を含み下方に連続的な重なりをもつ領域は、重みの初
期値を上記のように定めたことから、重み2k+1 −1の
とき、第i層から下方にi−k層まで連続的な重なりを
もつことになる。
Next, in order to compose the scanning line data from the prepared span data file, it is sufficient to search each span data file, read out the corresponding scanning line, and sequentially add the scanning line data. At this time, the following value is set as the initial value of the weight. Note that 0 ≦ k ≦ m. In the first i-k layer span start → 2 k first i-k layer span endpoint → -2 k Thus, when finished the setting of the initial value of the scan line data, processed by the processing procedure similar to the procedure shown in FIG. 8 Do
Justify the correspondence between weights and regions. As a result, the i-th
In the region including the layer and having a continuous lower part, the initial value of the weight is determined as described above. Therefore, when the weight is 2 k + 1 −1, the region continuously extends from the i-th layer to the i-k layer below. Will have an overlap.

【0046】図11は、図4に示す2つの層上にさらに
1層を造形する場合を示す平面図であり、図12は、重
みと領域(走査硬化層)との対応関係を示す図である。
複数の走査硬化層に対する平面硬化情報比較部5aの処
理は、上述した手法(図11および図12)にて達成さ
れ、重みとして与えられる2k という処理についても一
般的な計算機であれば十分対応することができる。しか
しながら、各層についてのスパンデータファイルを一度
に用意することが情報処理装置の能力の点で困難である
場合には、以下のようにして処理することができる。
FIG. 11 is a plan view showing a case where one more layer is formed on the two layers shown in FIG. 4, and FIG. 12 is a view showing the correspondence between weights and regions (scanning hardened layers). is there.
The processing of the plane hardening information comparison unit 5a for a plurality of scan hardened layers is achieved by the above-described method (FIGS. 11 and 12), and the processing of 2 k given as a weight can be sufficiently handled by a general computer. can do. However, if it is difficult to prepare a span data file for each layer at a time in terms of the capability of the information processing apparatus, the processing can be performed as follows.

【0047】すなわち、前回の造形の際に抽出された領
域毎のスパンデータファイルと今回造形しようとする新
たな層のスパンデータファイルに着目する。図11の左
図は前回に造形された走査硬化層であり、このとき用い
られた領域毎のスパンデータファイルは既知となってい
る。したがって、この下層のスパンデータファイルを用
いて、まず、図13左に示すように今回造形しようとす
る走査硬化層と下層の重みが同一であるスパンデータと
によって図13右のように識別する。ついで、図14左
に示すように、識別された領域のうちの一つと下層の他
の重みが同一であるスパンデータとを用いて同様の処理
を行い、図14右のように識別する。このようにして
も、図12と同じ結果を得ることができる。
That is, attention is paid to the span data file for each area extracted in the previous modeling and the span data file of a new layer to be formed this time. The left diagram in FIG. 11 shows the scan hardened layer formed last time, and the span data file for each area used at this time is known. Therefore, using the lower layer span data file, the scan hardened layer to be formed this time and the span data having the same lower layer weight are first identified as shown in FIG. 13 right as shown in FIG. Next, as shown on the left side of FIG. 14, similar processing is performed using one of the identified areas and span data having the same other weights in the lower layer, and identification is performed as shown on the right side of FIG. Even in this case, the same result as in FIG. 12 can be obtained.

【0048】図15は、上述した手順で処理した結果、
その重みのデータに基づいて硬化深さを制御する様子を
示す断面図である。具体的には、平面硬化情報比較部5
aから光走査条件設定部5bを介して光学系コントロー
ラ3cを制御し、光エネルギーを変動させることにより
硬化深さを調節する。
FIG. 15 shows the result of processing according to the above-described procedure.
It is sectional drawing which shows a mode that the hardening depth is controlled based on the data of the weight. Specifically, the plane hardening information comparison unit 5
From a, the optical system controller 3c is controlled via the light scanning condition setting unit 5b, and the curing depth is adjusted by changing the light energy.

【0049】このように、本実施例の光学的造形方法お
よび光学的造形装置によれば、前回の走査で硬化させた
領域上に走査硬化層を形成する場合には、硬化深度を相
対的に大きくすることができ、層間接着性を高めること
ができる。一方、前回の走査で硬化させていない領域上
に走査硬化層を形成する場合には、硬化深度を相対的に
小さくすることができ、積層方向における造形精度を高
めることができる。
As described above, according to the optical shaping method and the optical shaping apparatus of the present embodiment, when forming the scan hardened layer on the area hardened by the previous scan, the hardening depth is relatively set. The thickness can be increased, and the interlayer adhesion can be increased. On the other hand, when a scan hardened layer is formed on an area that has not been hardened in the previous scan, the hardening depth can be relatively reduced, and the modeling accuracy in the stacking direction can be increased.

【0050】次に、第2の実施例について説明する。従
来の光学的造形方法では、ある等高断面において走査硬
化層54を形成するにあたり、図24に示すように下層
にまで紫外線ビームを照射することにより、下層の硬化
変形をある程度は抑制することができるものの、このよ
うな走査を積層方向に連続して行っても、図25に示す
ように、非硬化領域56を消失させることはできなかっ
た。
Next, a second embodiment will be described. In the conventional optical shaping method, in forming the scan hardened layer 54 at a certain contour, it is possible to suppress the hardening deformation of the lower layer to some extent by irradiating the lower layer with an ultraviolet beam as shown in FIG. Although it was possible, even if such scanning was continuously performed in the laminating direction, as shown in FIG. 25, the uncured region 56 could not be eliminated.

【0051】そのため、造形を終了したのち、図18に
示す手法で樹脂モデルW全体を最終的に硬化させる際
に、図25に示す非硬化領域56の樹脂が初めて硬化す
ることになり、その結果、非硬化領域56が硬化により
収縮し(図26(A)参照)、これにより得られた樹脂
モデルWに硬化変形が残留することになった(図26
(B)参照)。
Therefore, when the entire resin model W is finally cured by the method shown in FIG. 18 after the molding is completed, the resin in the non-cured area 56 shown in FIG. 25 is cured for the first time. The uncured region 56 shrinks due to curing (see FIG. 26A), and cured deformation remains in the obtained resin model W (FIG. 26).
(B)).

【0052】そこで、本実施例では、光線を走査して、
前回の走査で硬化させた領域上に光硬化性樹脂を堆積さ
せて硬化させるにあたり、前回の走査で硬化させた領域
における走査位相と、今回の走査で硬化させる領域にお
ける走査位相とを相対的にずらすように構成している。
Therefore, in this embodiment, the light beam is scanned and
In depositing and curing the photocurable resin on the region cured in the previous scan, the scan phase in the region cured in the previous scan and the scan phase in the region cured in the current scan are relatively determined. It is configured to be staggered.

【0053】図16は、第2の実施例に係る光学的造形
方法を示す断面図であり、上下2層の走査硬化層を示す
断面図、図17は、図16に示す走査硬化層を複数積層
した例を示す断面図である。なお、本実施例の光学的造
形装置の構成は、図1に示すものと同様に構成されてい
るため、その詳細な説明は相違点のみを説明することに
より省略する。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing an optical shaping method according to the second embodiment. FIG. 17 is a cross-sectional view showing two upper and lower scanning hardened layers. FIG. It is sectional drawing which shows the example laminated. The configuration of the optical modeling apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. 1, and a detailed description thereof will be omitted by describing only differences.

【0054】前回の走査で硬化させた領域における走査
位相と、今回の走査で硬化させる領域における走査位相
とを相対的にずらす具体的な手法は、各走査硬化層のス
パンを演算するための走査線を、走査線のY軸ピッチの
半分だけずらすように制御手段で変換する。
A specific method of relatively shifting the scan phase in the region cured in the previous scan and the scan phase in the region cured in the current scan is a scan for calculating the span of each scan-hardened layer. The line is converted by the control means so as to be shifted by half the Y-axis pitch of the scanning line.

【0055】すなわち、まず、本実施例の光学的造形装
置が有する分解能により走査線が取り得る最大のY座標
を設定し、走査線間隔(Y軸方向のピッチ)のn倍のY
座標を走査線とするために0に初期化する。そして、造
形しようとする走査硬化層が偶数番目に積層される層で
あるか否かを判断し、偶数番目である場合には走査線の
Y座標を走査線間隔のn倍+走査線間隔の半分とする。
造形しようとする走査硬化層が奇数番目である場合には
走査線のY座標を走査線間隔のn倍とする。
That is, first, the maximum Y coordinate that a scanning line can take is set according to the resolution of the optical shaping apparatus of the present embodiment, and the Y coordinate which is n times the scanning line interval (pitch in the Y-axis direction) is set.
Initialize to 0 to make the coordinates a scan line. Then, it is determined whether or not the scan hardened layer to be formed is an even-numbered layer. If the layer is an even-numbered layer, the Y coordinate of the scan line is set to n times the scan line interval + the scan line interval. Reduce to half.
When the scanning hardened layer to be formed is an odd number, the Y coordinate of the scanning line is set to n times the scanning line interval.

【0056】このようにして走査線のY座標を設定した
のち、決定された走査線と各等高断面との交点を上述し
た第1の実施例と同様の手順で演算する。なお、かかる
演算は制御手段5の一般制御部5cで行い、平面硬化情
報比較部5aおよび光走査条件設定部5bを介して光学
系コントローラ3cに出力してもよいし、あるいは、平
面硬化情報比較部5aで全ての演算を行い、光走査条件
設定部5bを介して光学系コントローラ3cを制御して
もよい。
After the Y coordinate of the scanning line is set in this way, the intersection between the determined scanning line and each of the contour sections is calculated in the same procedure as in the first embodiment. The calculation may be performed by the general control unit 5c of the control unit 5 and output to the optical system controller 3c via the plane curing information comparison unit 5a and the light scanning condition setting unit 5b. All operations may be performed by the unit 5a, and the optical system controller 3c may be controlled via the optical scanning condition setting unit 5b.

【0057】上述した本実施例によれば、図16に示す
ように下層を構成する走査硬化層の非硬化領域56に対
して、その等高断面で硬化させようとする硬化領域が深
く形成されるため、これらの走査を継続すれば、図17
に示すように、総合的な等高断面においては非硬化領域
56の残留を抑制することができる。その結果、硬化深
さを大きく設定することにより層間接着性が向上するだ
けでなく、得られた樹脂モデルWの硬化状態の差異が小
さくなるため、樹脂モデルの硬化変形を防止することが
できる。また、造形を行う際に非硬化領域を減少させる
ことができるため、最終的に実施する樹脂モデルの硬化
時間を短縮することができる。
According to the above-described embodiment, as shown in FIG. 16, a hardened area to be hardened at an equal cross section is formed deeper than the non-hardened area 56 of the scan hardened layer constituting the lower layer. Therefore, if these scans are continued, FIG.
As shown in (1), the remaining of the non-cured region 56 can be suppressed in the overall contoured section. As a result, by setting the curing depth to be large, not only the interlayer adhesion is improved, but also the difference in the cured state of the obtained resin model W is reduced, so that the cured deformation of the resin model can be prevented. In addition, since the non-cured region can be reduced when performing modeling, the curing time of the resin model that is finally performed can be shortened.

【0058】なお、以上説明した各実施例は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、これ
らの発明を限定するために記載されたものではない。し
たがって、上記の各実施例に開示された各要素は、本発
明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含
む趣旨である。
The embodiments described above have been described for the purpose of facilitating the understanding of the present invention, but are not intended to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in each of the above embodiments is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明では、光線を走査して、前回の走
査で硬化させた領域上に光硬化性樹脂を堆積させて硬化
させるにあたり、前回の走査で硬化させた領域における
走査位相と、今回の走査で硬化させる領域における走査
位相とを相対的にずらすように構成しているので、重複
して硬化させる領域であることが検出された領域では、
走査位相がずれるために非硬化領域を減少させることが
できる。
According to the present invention, when the light beam is scanned to deposit and cure the photocurable resin on the region cured by the previous scan, the scanning phase in the region cured by the previous scan is determined by: Since it is configured so that the scan phase in the region to be cured in the current scan is relatively shifted, in the region where it is detected that the region is to be cured in duplicate,
The non-cured area can be reduced due to the shift of the scanning phase.

【0060】その結果、層間接着性が向上するだけでな
く、得られた樹脂モデルの硬化状態の差異が小さくなる
ため、樹脂モデルの硬化変形を防止することができる。
また、造形を行う際に非硬化領域を減少させることがで
きるため、最終的に実施する樹脂モデルの硬化時間を短
縮することができる。
As a result, not only is the interlayer adhesion improved, but the difference in the cured state of the obtained resin model is reduced, so that the resin model can be prevented from being cured and deformed.
In addition, since the non-cured region can be reduced when performing modeling, the curing time of the resin model that is finally performed can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る光学的造形装置の
基本構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an optical shaping apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の装置、方法で造形する場合の走査
硬化層の発生状態を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where a scanning hardened layer is formed when forming by the apparatus and method of the first embodiment.

【図3】第1実施例の平面硬化情報比較部における処理
概念を説明する図であって、一例として上下2つの走査
硬化層を別体に示す平面図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a processing concept in a plane curing information comparison unit of the first embodiment, and is a plan view showing two upper and lower scanning cured layers separately as an example;

【図4】図3と同じく、第1実施例の平面硬化情報比較
部における処理概念を説明する図であって、上下2つの
走査硬化層を重ね合わせて示す平面図である。
FIG. 4 is a view for explaining the concept of processing in the flat curing information comparison unit of the first embodiment, as in FIG. 3, and is a plan view showing two scanning hardened layers superimposed on each other;

【図5】図3および図4と同じく、第1実施例の平面硬
化情報比較部における一つの走査線に対する情報フォー
マットを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an information format for one scanning line in the flat curing information comparison unit of the first embodiment, similarly to FIGS. 3 and 4;

【図6】図3および図4と同じく、第1実施例の平面硬
化情報比較部における処理概念を説明する図であって、
上下2つの走査硬化層を重ね合わせて示す平面図であ
る。
FIG. 6 is a diagram for explaining a processing concept in the flat curing information comparison unit of the first embodiment, similarly to FIGS. 3 and 4;
It is a top view which shows two scanning hardened layers on top and bottom on top of each other.

【図7】図6に示す走査硬化層を第1実施例の平面硬化
情報比較部において処理する場合の処理手順を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a processing procedure when the scan hardened layer shown in FIG. 6 is processed by the flat hardened information comparison unit of the first embodiment.

【図8】図6と同じく、第1実施例の平面硬化情報比較
部において処理される情報フォーマットを示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing an information format processed in the flat curing information comparison unit of the first embodiment, similarly to FIG. 6;

【図9】図6に示す走査硬化層を本発明の平面硬化情報
比較部において処理した後の情報フォーマットと等高断
面における走査硬化層との関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the information format after processing the scan hardened layer shown in FIG. 6 in the plane hardening information comparison unit of the present invention and the scan hardened layer at a contour cross section.

【図10】平面硬化情報比較部における処理概念を説明
する図であって、図2から図9に示す上下2つの走査硬
化層の一例を一般化するために、走査硬化層を複数層と
した一例を示す断面図である。
FIG. 10 is a view for explaining the concept of processing in a plane curing information comparison unit, and in order to generalize one example of two upper and lower scanning curing layers shown in FIGS. 2 to 9, a plurality of scanning curing layers are used. It is sectional drawing which shows an example.

【図11】図10と同じく、平面硬化情報比較部におけ
る処理概念を説明する図であって、走査硬化層を複数層
とした一例を示す平面図である。
11 is a diagram for explaining the concept of processing in the flat curing information comparison unit, similar to FIG. 10, and is a plan view showing an example in which a plurality of scanning hardened layers are used.

【図12】図11と同じく、平面硬化情報比較部におい
て情報処理する際の情報(重み付け)と走査硬化層との
関係を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between information (weighting) and a scanning hardened layer when information is processed in a flat hardening information comparing unit, as in FIG. 11;

【図13】図11に示す走査硬化層を平面硬化情報比較
部において処理する場合の処理手順を示す平面図であ
る。
FIG. 13 is a plan view showing a processing procedure when the scan hardened layer shown in FIG. 11 is processed by the flat hardened information comparison unit.

【図14】図13と同じく、図11に示す走査硬化層を
平面硬化情報比較部において処理する場合の処理手順を
示す平面図である。
14 is a plan view showing a processing procedure in the case where the scan hardened layer shown in FIG. 11 is processed by the flat hardened information comparison unit, similarly to FIG. 13;

【図15】図13、図14に示す手順で処理した重みの
データに基づいて硬化深さを制御する様子を示す断面図
である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing how the curing depth is controlled based on the weight data processed in the procedures shown in FIGS.

【図16】第2の実施例に係る光学的造形方法を示す断
面図であり、上下2層の走査硬化層を示す断面図であ
る。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing an optical shaping method according to the second embodiment, and is a cross-sectional view showing two upper and lower scanning hardened layers.

【図17】図16に示す走査硬化層を複数積層した例を
示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating an example in which a plurality of scan hardened layers illustrated in FIG. 16 are stacked.

【図18】従来の光学的造形方法であって、走査硬化層
を積層したのち最終の硬化を行う工程を示す側面図であ
る。
FIG. 18 is a side view showing a step of performing a final curing after laminating a scanning curing layer in a conventional optical shaping method.

【図19】従来の光学的造形方法であって、一つの等高
断面における硬化領域と非硬化領域、および光線の走査
方向を示す平面図である。
FIG. 19 is a plan view showing a cured region and an uncured region and a scanning direction of a light beam in one contour section in a conventional optical shaping method.

【図20】同じく従来の光学的造形方法であって、一つ
の等高断面における光線の走査方向および硬化深さを示
す斜視図である。
FIG. 20 is a perspective view showing a scanning direction and a curing depth of a light beam at one contour section in a conventional optical shaping method.

【図21】(A)は従来の光学的造形方法で造形しよう
とする樹脂モデルの一例を示す斜視図、(B)は(A)
に示す樹脂モデルを造形する際の各等高断面における走
査硬化層を示す斜視図である。
FIG. 21 (A) is a perspective view showing an example of a resin model to be molded by a conventional optical molding method, and FIG. 21 (B) is (A).
FIG. 5 is a perspective view showing a scan hardened layer in each of the contour sections when the resin model shown in FIG.

【図22】図21(A)に示す樹脂モデルを従来の光学
的造形方法で造形する場合において、走査硬化層の発生
状態を示す断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a state where a scan hardened layer is generated when the resin model shown in FIG. 21A is formed by a conventional optical forming method.

【図23】従来の光学的造形方法で造形する場合の樹脂
液の硬化状態を示す断面図であり、(A)は硬化前を示
し、(B)は硬化後を示す。
23A and 23B are cross-sectional views showing a cured state of a resin liquid when molding is performed by a conventional optical molding method. FIG. 23A shows a state before curing, and FIG. 23B shows a state after curing.

【図24】従来の光学的造形方法で造形する場合におい
て、従来の硬化変形を防止する手法を示す2層間の断面
図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view between two layers showing a conventional method for preventing hardening deformation when molding by a conventional optical molding method.

【図25】同じく従来の光学的造形方法で造形する場合
において、従来の硬化変形を防止する手法を示す複数層
間の断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view of a plurality of layers showing a conventional method of preventing hardening deformation when molding by a conventional optical molding method.

【図26】従来の光学的造形方法で造形したのちに最終
的な硬化を行う工程における樹脂モデルの硬化状態を示
す断面図であり、(A)は硬化前を示し、(B)は硬化
後を示す。
26A and 26B are cross-sectional views showing a cured state of a resin model in a step of performing final curing after molding by a conventional optical molding method, where FIG. 26A shows a state before curing, and FIG. Is shown.

【図27】従来の光学的造形方法で造形する際の走査ピ
ッチを示す断面図であり、(A)は走査ピッチが小さい
場合を示し、(B)は走査ピッチが大きい場合を示す。
27A and 27B are cross-sectional views showing a scanning pitch when forming by a conventional optical shaping method, wherein FIG. 27A shows a case where the scanning pitch is small, and FIG. 27B shows a case where the scanning pitch is large.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光硬化性樹脂液 2…光硬化性樹脂液槽 3…光走査手段 3a…レーザ発振器 3b…光学系 3c…光学系コントローラ 4…昇降手段 4a…エレベータ 4b…昇降器 5…制御手段 5a…平面硬化情報比較部 5b…光走査条件設定部 5c…一般制御部 7a,7b…走査硬化層 LB…光線 T…積層厚 D…硬化深さ P…走査ピッチ L…走査線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photocurable resin liquid 2 ... Photocurable resin liquid tank 3 ... Optical scanning means 3a ... Laser oscillator 3b ... Optical system 3c ... Optical system controller 4 ... Elevating means 4a ... Elevator 4b ... Elevator 5 ... Control means 5a ... Flat curing information comparison unit 5b Optical scanning condition setting unit 5c General control unit 7a, 7b Scanning hardened layer LB Light beam T Stacking thickness D Curing depth P Scanning pitch L Scanning line

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光硬化性樹脂液面上に光線を走査し、硬化
した走査硬化層を順次積み上げて立体樹脂モデルを得る
光学的造形方法において、 前記光線を走査して、前回の走査で硬化させた領域上に
前記光硬化性樹脂を堆積させて硬化させるにあたり、前
回の走査で硬化させた領域における走査位相と、今回の
走査で硬化させる領域における走査位相とを相対的にず
らすことを特徴とする光学的造形方法。
1. An optical shaping method for scanning a light beam on a liquid surface of a photo-curable resin and sequentially stacking hardened scan-cured layers to obtain a three-dimensional resin model, wherein the light beam is scanned and cured in a previous scan. In depositing and curing the photocurable resin on the region that has been cured, the scan phase in the region cured in the previous scan and the scan phase in the region cured in the current scan are relatively shifted. Optical modeling method.
【請求項2】光硬化性樹脂液を入れた光硬化性樹脂液槽
と、 前記光硬化性樹脂液を硬化させるのに適当な波長を含む
光線を発生し、該光線を走査させる光走査手段と、 前記光硬化性樹脂液の表面に光線が照射されたことによ
り生成する硬化樹脂を昇降させる昇降手段と、 前記光走査手段と前記昇降手段とを制御する制御手段
と、を備えた光学的造形装置において、 前記制御手段は、連続する走査硬化層における平面の硬
化情報を比較する平面硬化情報比較部と、前記光線の走
査に関する条件を設定する光走査条件設定部とを有し、 前記平面硬化情報比較部における比較の結果、積層して
硬化させる領域であることが検出された領域では、前回
の走査硬化層の走査位相とは異なる走査位相で前記光線
を走査するように、前記光走査条件設定部の設定を行う
ことを特徴とする光学的造形装置。
2. A photo-curable resin liquid tank containing a photo-curable resin liquid, and a light scanning means for generating a light ray having a wavelength suitable for curing the photo-curable resin liquid and scanning the light ray. An optical device comprising: an elevating unit that elevates and lowers a cured resin generated by irradiating a light beam on the surface of the photocurable resin liquid; and a control unit that controls the optical scanning unit and the elevating unit. In the modeling apparatus, the control unit includes a plane curing information comparison unit that compares curing information of planes in a continuous scanning cured layer, and an optical scanning condition setting unit that sets conditions relating to scanning of the light beam. As a result of the comparison in the curing information comparison unit, in the region where it is detected that the region is to be laminated and cured, the light scanning is performed such that the light beam is scanned at a scanning phase different from the scanning phase of the previous scanning cured layer. Condition setting Optical modeling apparatus and performs settings.
JP2001018209A 2001-01-26 2001-01-26 Method and apparatus for optically molding Pending JP2001225391A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001018209A JP2001225391A (en) 2001-01-26 2001-01-26 Method and apparatus for optically molding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001018209A JP2001225391A (en) 2001-01-26 2001-01-26 Method and apparatus for optically molding

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33255092A Division JP3173196B2 (en) 1992-11-18 1992-11-18 Optical shaping method and optical shaping apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001225391A true JP2001225391A (en) 2001-08-21

Family

ID=18884266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001018209A Pending JP2001225391A (en) 2001-01-26 2001-01-26 Method and apparatus for optically molding

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001225391A (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02113925A (en) * 1988-10-24 1990-04-26 Sony Corp Formation of stereoscopic image
WO1991006378A1 (en) * 1989-10-30 1991-05-16 3D Systems, Inc. Improved stereolithographic construction techniques
JPH04169222A (en) * 1990-11-02 1992-06-17 Mitsubishi Corp Optical solidifying and shaping apparatus
JPH05154924A (en) * 1991-12-04 1993-06-22 Shiimetsuto Kk Flat laminated sheet shaping method in photosetting shaping method
JPH05169551A (en) * 1991-12-20 1993-07-09 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Method of forming three-dimensional image
JPH0671761A (en) * 1992-08-26 1994-03-15 Matsushita Electric Works Ltd Formation of three-dimensional form

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02113925A (en) * 1988-10-24 1990-04-26 Sony Corp Formation of stereoscopic image
WO1991006378A1 (en) * 1989-10-30 1991-05-16 3D Systems, Inc. Improved stereolithographic construction techniques
JPH04169222A (en) * 1990-11-02 1992-06-17 Mitsubishi Corp Optical solidifying and shaping apparatus
JPH05154924A (en) * 1991-12-04 1993-06-22 Shiimetsuto Kk Flat laminated sheet shaping method in photosetting shaping method
JPH05169551A (en) * 1991-12-20 1993-07-09 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Method of forming three-dimensional image
JPH0671761A (en) * 1992-08-26 1994-03-15 Matsushita Electric Works Ltd Formation of three-dimensional form

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5609812A (en) Method of making a three-dimensional object by stereolithography
US5609813A (en) Method of making a three-dimensional object by stereolithography
JP4015339B2 (en) Method and apparatus for forming a three-dimensional object with less distortion by stereolithography
JP2853497B2 (en) Optical molding equipment
US5965079A (en) Method and apparatus for making a three-dimensional object by stereolithography
JP3378862B2 (en) Method and apparatus for forming a three-dimensional object
JP3803223B2 (en) Stereolithography method and apparatus for three-dimensional object shaping using recoating parameters for layers
US6036911A (en) Method of making a three-dimensional object by stereolithography
JP3218769B2 (en) Optical molding method
JP3173196B2 (en) Optical shaping method and optical shaping apparatus
JP3458593B2 (en) Method for forming a three-dimensional shape
JP2001225391A (en) Method and apparatus for optically molding
JP3422039B2 (en) Optical shaping method and optical shaping apparatus
JPH06270266A (en) Method and apparatus for optical shaping
JP2010052318A (en) Light shaping method
JPH05154924A (en) Flat laminated sheet shaping method in photosetting shaping method
JP3653385B2 (en) Optical modeling method
EP0681906B1 (en) Stereolithographic construction techniques
JPH05169551A (en) Method of forming three-dimensional image
JP3664200B2 (en) Stereolithography method
JP3314608B2 (en) Stereolithography
JP3412278B2 (en) Stereolithography device and method
JPH03193433A (en) Method of formation of three-dimensional shape
JPH07100937A (en) Photosetting shaping method for reducing internal stress
US6652797B1 (en) Method for determining resin curing areas in an optical stereolithography process

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040713

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041102

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041202

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050125