JP2001277367A - 光造形装置及び光造形品の制作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、サポート（１７）をテーブル（５）
から剥ぎ取る際に、時間と労力を要しない、また、光硬
化樹脂液（４）で作業員や光造形装置（１）が汚れな
い、また、造形後の清掃に、手間と労力を要しない光造
形装置及びその造形方法を提供することを目的とする。 【解決手段】テーブル（５）上に満たされた光硬化樹脂
（４）の液面（８）を形状データに従ってレーザー光
（１８）を露光させ、樹脂の硬化と積層を繰り返しなが
ら光造形品（２１）を造形する光造形装置（１）におい
て、光造形品（２１）と一体状に造形され、テーブル
（５）の上面に接着したサポート（２１）を、サポート
剥取り手段（８）が、テーブル（５）上面に沿って摺動
することにより、サポート（１７）をテーブル（５）か
ら剥ぎ取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、光造形装置に関す
るもので、さらに詳しくは、造形槽に収容された光硬化
樹脂に製品形状データーに従ってレーザー光を露光硬化
させ、造形品を成形する場合に、造形品の下部に一体成
形されたサポートを、テーブルから剥がす剥ぎ取り手段
に関するものである

【従来の技術】一般的に、光造形装置は、造形槽の中に
満たされた光硬化性樹脂に対して、３次元ＣＡＤシステ
ムで作成された形状データに従ってレーザ光を露光し、
光硬化樹脂の液面に集光されたレーザー光が製品断面形
状通りに露光硬化させ、これが液面のわずか下方に位置
し、テーブルで支持される。一つの断面形状について樹
脂硬化が完了すると、テーブルが、微少量下降し、これ
によって未硬化樹脂が既硬化樹脂層上に満たされ、既硬
化樹脂上に新たな未硬化樹脂膜が形成される。そして、
次の断面形状データに関するスキャニングデータにより
光硬化樹脂膜が既硬化樹脂上で、次の断面形状通りに硬
化し、既硬化樹脂上に積層される。この光造形装置（１
００）では、図５に示すように、実際の造形の際に、光
造形品の立体形状に応じて本来の光造形品（製品）（１
１０）面にいたるまでテーブル（１２０）の上面に樹脂
の仮り柱（以下、サポートと云う。）（１３０）を形成
して造形された製品を支えなければならない。このサポ
ート（１３０）は、テーブル（１２０）上に根元が仮接
着しており、造形品（１１０）が完成した後には、この
サポート（１３０）の接着を、テーブル（１２０）から
剥ぎ取ることにより、製品を造形槽（１４０）から取り
出さなければならない。このサポート（１３０）の剥ぎ
取りは、従来においては、図５に示すように、製品の完
成後、製品（１１０）をテーブル（１２０）から取り外
すため、作業員が、金属ヘラ（１５０）を用いて、手作
業で、テーブル（１２０）とサポート（１３０）根元の
間に金属ヘラ（１５０）を差し込み、剥ぎ取っていた。
この剥ぎ取り作業は、製品（１１０）が大きくなると、
金属ヘラ（１５０）を差し込むスペースが無いなど、剥
ぎ取り作業には大変な労力がかかっていた。また、剥ぎ
取り作業時、光硬化樹脂液（１６０）で作業員や光造形
機が汚れるため、後の清掃等にも、手間と時間がかかっ
ていた。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな欠点を解消するためになされたもので、サポートを
テーブルから剥ぎ取る際に、労力を要しない、また、造
形液で作業員や造形機が汚れることがない、また、成形
後の清掃等にも、手間と次間がかからない光造形装置及
び光造形品の制作方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】本発明は、造形槽に収容
された光硬化樹脂液内を昇降自在に設置されたテーブル
と、該テーブル上に満たされた前記光硬化樹脂の液面を
形状データに従ってレーザー光を露光させ、樹脂の硬化
と積層を繰り返しながら光造形品を造形する光造形装置
において、前記光造形品と一体状に造形され、前記テー
ブルに接着したサポートと、該テーブルのサポート接着
面に沿って、該サポートをテーブルから剥取りながら摺
動するサポート剥取り手段と、前記光造形品の造形が完
了時に、前記サポート剥取り手段を前記テーブル面に沿
って摺動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明における光造形品の制作方法は、造形槽に
収容された光硬化樹脂液内を自在に昇降するテーブル面
に満たされた該光硬化樹脂液を、形状データに従ってレ
ーザ光を露光させ、樹脂の硬化と積層を繰り返しながら
光造形品を造形する光造形品の制作方法において、前記
光造形品と一体状にサポートを造形し、該造形品の造形
が完了時に、サポート剥取り手段が、前記テーブルのサ
ポート接着面に沿って摺動し、該テーブルからサポート
を剥ぎ取ることを特徴とする。

【発明の実施の形態】本発明の光造形装置の一実施例を
図１に基づいて説明する。図１は、この光造形装置
（１）の構成を模式的に示したものである。図１におい
て、（２）は３次元ＣＡＤシステムであり、周知のよう
にコンピュータで、製品の形状データの作成や微少間隔
の水平断面における断面形状データの生成等が行われ
る。（３）は光硬化性樹脂（４）を収容した造形槽、
（５）は造形槽（３）内に昇降自在に設けられたテーブ
ルであり、テーブル（５）は、テーブル駆動制御装置
（６）からの指示で、テーブル上下駆動装置（７）によ
り、造形槽（３）内で光硬化樹脂（４）の液面（８）に
平行に昇降する。（９）は、サポート剥取り装置であ
り、剥取り刃（１０）と、剥取り刃（１０）をテーブル
（５）に沿って摺動させる剥取り刃摺動装置（１１）と
から構成され、前記サポート剥取り手段（９）は、剥取
り刃摺動制御装置（１２）により制御されている。剥取
り刃摺動装置（１１）は、テーブル（５）上に固定され
た軸受部（１３）と、軸受部（１３）に、テーブル
（５）に平行に軸支されたボールネジ（１４）と、ボー
ルネジ（１４）に軸支され、ボールネジ（１４）の回転
に伴なって、テーブル（５）に平行に移動する剥取り刃
固定部（１５）と、ボールネジ（１４）に連結し、ボー
ルネジ（１４）を回転させるサーボモータ（１６）より
構成されている。そして、剥取り刃（１０）は、剥取り
刃固定部（１５）の下部に固定され、刃面が、テーブル
（５）上を摺動し、テーブル（５）に接着したサポート
（１７）を根元から剥ぎ取る。光硬化樹脂液（４）は、
レーザー光（１８）が、レーザー光発生装置（１９）か
ら、光硬化樹脂液面（８）上に照射されるとレーザー光
（１８）が照射された部位は直ぐに硬化する性質を有す
る。造形の際は、テーブル（５）が、光硬化樹脂液面
（８）から一層分沈み、テーブル（５）上に光硬化樹脂
液（４）が満たされ、光硬化樹脂膜が形成され、レーザ
ー光（１８）が３次元ＣＡＤデータに基づいて、光硬化
樹脂膜を照射すると一層分の光硬化樹脂膜が硬化する。
一層分の硬化が完了すると、ＣＡＤデータ処理装置（２
０）は次層のデータを読み込むと共に、テーブル駆動制
御装置（６）に指示し、テーブル上下駆動装置（７）に
より、テーブル（５）を積層ピッチ（約３ｍｍ）だけさ
らに深く光硬化樹脂液面（８）より沈め、既硬化樹脂層
の上に新たに未硬化の光硬化樹脂液（４）を満たす。以
上述べた構成において光造形品（２１）が造形されるの
であるが、従来の技術で述べたように、実際に造形する
際は、光造形品（２１）の立体形状に応じて本来の光造
形品（２１）の樹脂硬化面に至るまでテーブル（５）上
面に樹脂の仮り柱（サポート）（１７）を形作らなけれ
ばならないから、光造形完了後、光造形品（２１）の下
側に、このサポート（１７）が一体状に造形される。以
上の構成における本発明の一実施例の動作を、図１乃至
図４において説明する。 （１）光造形品（２１）を造形する際、まず、３次元Ｃ
ＡＤシステム（１）で光造形品（２１）と、それを支え
るサポート（１７）の３次元形状データを生成し、この
３次元形状データから微少間隔毎の水平断面の断面形状
データを生成し、このデータをＣＡＤデータ処理装置
（２０）に入力する。そして、先ず、テーブル（５）上
にサポート(１７）を造形する。 （１）先ず、テーブル（５）が一層分だけ光硬化樹脂液
面（８）から沈み、テーブル（５）上に未硬化の光硬化
樹脂液（４）を満たす。 （２）次に、レーザー光発生装置（１９）は、断面形状
データに合せて、レーザ光（１８）をスキャンし、サポ
ート（１７）を造形する。すなわち、光硬化樹脂液面
（８）上に集光したレーザー光（１８）が、サポート断
面形状に合わせてスキャンした結果、未硬化の光硬化樹
脂（４）は、サポート断面形状通りに硬化し、これが、
テーブル（５）上に柱状に接着する。一層分のサポート
（１７）の樹脂硬化が完了すると、テーブル（５）が、
テーブル駆動制御装置の指示で、テーブル上下駆動装置
（７）によって微少量下降し、これによって、未硬化の
光硬化樹脂（４）が、先のプロセスで硬化したサポート
（１７）の断面形状の既硬化樹脂層上に流れ込み、再び
レーザー光（１８）の照射により、次のサポート（１
７）の断面形状データ通りに硬化し、前の既硬化樹脂層
上に積層される。 （３）このようにして、微少間隔毎の断面形状データに
基づいたレーザー光（１８）のスキャンによる樹脂硬化
と、テーブル（５）の下降により、一層分毎の既硬化樹
脂の形成を繰り返していくことにより、サポートの各断
面形状通りに硬化した光硬化樹脂（４）の積層体として
所定高さのサポート（１７）が成形される。 （４）サポート（１７）の造形が所定の高さまでくる
と、前述した動作の繰り返しでサポート（１７）の上に
続いて光造形品（２１）が造形されていく。 （５）光造形品（２１）の造形が完了すると、図３及び
図４において、ＣＡＤデータ処理装置（２０）の終了デ
ータに基づいて、サポート剥取り制御手段（９）に、サ
ポートの剥ぎ取り動作開始が指示され、剥取り刃摺動制
御装置（１２）により、サーボモータ（１６）が回転
し、ボールネジ（１４）が回転し、剥取り刃固定部（１
５）が、ボールネジ（１４）上を、図３において、右方
向に移動する。剥取り刃固定部（１５）が右方向に移動
することにより、剥取り刃固定部（１５）の下部に固定
された剥取り刃（１０）がテーブル（５）上を右方向に
摺動し、サポート（１７）の根元の接着部を剥ぎ取る。 （６）剥取り刃固定部（１５）がボールネジ（１４）の
右端まで移動すると、全てのサポート（１７）が剥ぎ取
られ、光造形品（２１）が、テーブル（５）から自由と
なり、光造形品（２１）を、光造形槽（５）内から取り
出すことができる。

【発明の効果】本考案は、サポータが手作業ではなく、
機械的に自動で切り離されるため、光造形品の取り外し
時間が短縮され、作業員が取り外しに要する労働から開
放されるとともに、光造形液により作業員や光造形装置
が汚れない等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における一実施例で、光造形装置（１）
の構成を示す概略構成断面図である。

【図２】同じく、光造形装置の上面図である。

【図３】同じく、光造形装置の断面図である。（サポー
ト（１７）の剥ぎ取り前）

【図４】同じく、光造形装置の断面図である。（サポー
ト（１７）の剥ぎ取り後）

【図５】従来の光造形装置（１００）の一例で、金属ヘ
ラ（１１０）にてサポート（１３０）を剥ぎ取っている
断面図である。

【符号の説明】

３ 造形槽 ４ 光硬化樹脂液 ５ テーブル ８ 液面 １８ レーザー光 ２１ 光造形品 １ 光造形装置 １７ サポート ９ サポート剥取り装置（サポート剥取り手段） １２ 剥取り刃摺動制御装置（制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】造形槽に収容された光硬化樹脂液内を昇降
   自在に設置されたテーブルと、該テーブル上に満たされ
   た前記光硬化樹脂の液面を形状データに従ってレーザー
   光を露光させ、樹脂の硬化と積層を繰り返しながら光造
   形品を造形する光造形装置において、前記光造形品と一
   体状に造形され、前記テーブルに接着したサポートと、
   該テーブルのサポート接着面に沿って、該サポートをテ
   ーブルから剥ぎ取りながら摺動するサポート剥取り手段
   と、前記光造形品の造形が完了時に、前記サポート剥取
   り手段を、前記テーブル面に沿って摺動させる制御手段
   とを備えたことを特徴とする光造形装置。
2. 【請求項２】造形槽に収容された光硬化樹脂液内を自在
   に昇降するテーブル面に満たされた該光硬化樹脂液を、
   形状データに従ってレーザ光を露光させ、樹脂の硬化と
   積層を繰り返しながら光造形品を造形する光造形品の制
   作方法において、前記光造形品と一体状にサポートを造
   形し、該造形品の造形が完了時に、サポート剥取り手段
   が、前記テーブルのサポート接着面に沿って摺動し、該
   テーブルからサポートを剥ぎ取ることを特徴とする光造
   形品の制作方法。