JP2002036372A - Stereo lithographic apparatus - Google Patents

Stereo lithographic apparatus

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JP2002036372A
JP2002036372A JP2000219211A JP2000219211A JP2002036372A JP 2002036372 A JP2002036372 A JP 2002036372A JP 2000219211 A JP2000219211 A JP 2000219211A JP 2000219211 A JP2000219211 A JP 2000219211A JP 2002036372 A JP2002036372 A JP 2002036372A
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Japan
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resin
resin tank
stirring
tank
stereolithography
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Application number
JP2000219211A
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Inventor
Nobuyuki Kondo
信幸 近藤
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a cycle time of a stereo lithography by effectively suppressing a precipitation or a deposition of filler or beads in a photosetting resin in a stereo lithographic apparatus for molding a stereoscopic molding of a predetermined shape by disposing an elevation table 2 in the resin in a resin tank 1, scanning a laser beam on a liquid surface of the resin and thereby laminating while curing the resin on the table 2. SOLUTION: The stereo lithographic apparatus comprises agitating fins 5 and 5 installed at a bottom of the resin tank 1 to reciprocate to move in cooperation with a reciprocating movement of a knife 3. In this apparatus, the fins 5 and 5 are reciprocated within a period except a scanning step of the laser beam, and the resin is agitated in a series of the steps of curing the resin for one layer part.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光の照射に
よって硬化する光硬化性樹脂を資材として、立体造形物
を成形する光造形装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical molding apparatus for molding a three-dimensional object using a photocurable resin which is cured by irradiation with a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電気機器等の各種商品の開発過程
においては、商品の立体モデルを作製して、デザインや
動作についてのチェックが行なわれるが、近年における
商品のライフサイクルの短縮化に伴って、より短期間に
立体モデルを作製する必要が生じている。そこで、樹脂
槽内の光硬化性樹脂の表面にレーザ光を照射して、光硬
化性樹脂を硬化させることによって、立体造形物を成形
する光造形装置が開発されている(米国特許第4,575,300
号、特公平5-18704号等)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the development process of various products such as electric devices, a three-dimensional model of the product is prepared and design and operation are checked. However, with the recent shortening of the product life cycle, Therefore, it is necessary to produce a three-dimensional model in a shorter time. Therefore, a laser beam is applied to the surface of the photo-curable resin in the resin tank to cure the photo-curable resin, whereby a stereolithography device for molding a three-dimensional molded object has been developed (U.S. Pat.No.4,575,300).
No., Tokuhei 5-18704).

【0003】光造形装置においては、図8に示す如く、
樹脂槽(9)内の光硬化性樹脂(90)中に、駆動機構(92)に
よって昇降駆動される昇降テーブル(91)が水平に配置さ
れると共に、樹脂槽(9)の上方には、レーザ発振装置(9
4)が接続されたプロジェクター(95)が配備され、該プロ
ジェクター(95)から出射されるレーザ光が、昇降テーブ
ル(91)上の光硬化性樹脂(90)に照射される。プロジェク
ター(95)には制御装置(93)が接続されて、レーザ光のス
キャン動作が制御される。これによって、昇降テーブル
(91)上の光硬化性樹脂(90)を硬化させつつ積層し、所定
形状の立体造形物(96)を成形するのである。
In an optical shaping apparatus, as shown in FIG.
An elevating table (91) driven up and down by a driving mechanism (92) is horizontally arranged in the photocurable resin (90) in the resin tank (9), and above the resin tank (9), Laser oscillator (9
A projector (95) to which 4) is connected is provided, and laser light emitted from the projector (95) is applied to the photocurable resin (90) on the lifting table (91). The control device (93) is connected to the projector (95), and the scanning operation of the laser beam is controlled. This allows the lifting table
The photocurable resin (90) on (91) is laminated while being cured, and a three-dimensional structure (96) having a predetermined shape is formed.

【0004】ところで、立体造形物の強度や耐熱性を上
げるために、光硬化性樹脂中にガラス、セラミック等か
らなるフィラーやビーズを混合することが行なわれてい
る。この様な光硬化性樹脂を用いた光造形においては、
1つの立体造形物を成形する造形期間中に、樹脂槽の底
部にフィラーやビーズが徐々に沈降して堆積し、これを
放置すると、その除去が困難となる。又、樹脂槽内の表
層部と底層部で樹脂濃度の異なった状態が生じて、立体
造形物の品質に支障を来たす虞がある。
By the way, in order to increase the strength and heat resistance of a three-dimensional structure, a filler or beads made of glass, ceramic, or the like is mixed in a photocurable resin. In stereolithography using such a photocurable resin,
Fillers and beads gradually settle and accumulate on the bottom of the resin tank during the molding period for molding one three-dimensional object, and if left undisturbed, it becomes difficult to remove them. Further, a state in which the resin concentration differs between the surface layer portion and the bottom layer portion in the resin tank may occur, which may hinder the quality of the three-dimensional structure.

【0005】そこで、従来の光造形装置においては、光
造形の終了後、図9に示す如く樹脂槽(9)内に、スクリ
ュー(99)を具えた樹脂攪拌機(98)を設置し、該スクリュ
ー(99)を回転させることによって、光硬化性樹脂(90)を
攪拌し、フィラーやビーズの沈降、堆積の防止を図って
いた。
Therefore, in the conventional stereolithography apparatus, after the stereolithography is completed, a resin stirrer (98) having a screw (99) is installed in a resin tank (9) as shown in FIG. By rotating (99), the photocurable resin (90) was agitated to prevent sedimentation and accumulation of fillers and beads.

【0006】図10は、従来の光造形装置における光造
形作業の工程を表わしている。先ずステップS11にて
造形条件を設定した後、ステップS12では、昇降テー
ブルを1積層分だけ降下せしめ、続いて、ステップS1
3では光硬化性樹脂の表面を均すためのナイフを水平方
向に移動させる。その後、ステップS14にてレーザ光
によるスキャンを行なって、1積層分の光硬化を行な
う。次に、ステップS15にて全ての積層が完了したか
どうかを判断し、ここでノーと判断されたときはステッ
プS12に戻って、テーブルの降下、レーザスキャンを
繰り返す。そして、ステップS15にてイエスと判断さ
れたときは、ステップS16に移行して、ナイフを初期
位置へ移動させた後、ステップS17にてテーブルを上
昇させ、ステップS18にてテーブルから立体造形物を
取り外し、光造形を完了する。その後、ステップS19
では、樹脂槽に樹脂攪拌機を取り付けて、ステップS2
0にて攪拌作業を行なう。
FIG. 10 shows the steps of a stereolithography operation in a conventional stereolithography apparatus. First, after forming conditions are set in step S11, in step S12, the elevating table is lowered by one layer, and then in step S1
In 3, the knife for leveling the surface of the photocurable resin is moved in the horizontal direction. After that, in step S14, scanning by laser light is performed, and photo-curing for one layer is performed. Next, it is determined in step S15 whether or not all the laminations have been completed. If the determination is no, the process returns to step S12 to repeat the lowering of the table and the laser scanning. When the determination is YES in step S15, the process proceeds to step S16, in which the knife is moved to the initial position. Then, the table is raised in step S17, and the three-dimensional structure is removed from the table in step S18. Remove and complete stereolithography. Then, step S19
Then, a resin stirrer is attached to the resin tank, and step S2
Perform stirring operation at 0.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光造装置を用いた光造形においては、図10に示すステ
ップS11からステップS19までの期間、樹脂槽で
は、フィラーやビーズの沈降、堆積が進行するので、そ
の後のステップS20での攪拌作業には、半日以上の長
い時間を要していた。この結果、光造形のサイクルタイ
ムが長くなる問題があった。
However, in the stereolithography using the conventional stereolithography apparatus, during the period from step S11 to step S19 shown in FIG. 10, the sedimentation and deposition of fillers and beads progress in the resin tank. Therefore, the stirring operation in the subsequent step S20 required a long time of half a day or more. As a result, there is a problem that the cycle time of the optical shaping becomes long.

【0008】そこで本発明の目的は、フィラーやビーズ
の沈降、堆積を効果的に抑制して、光造形のサイクルタ
イムを短縮することが出来る光造形装置を提供すること
である。
An object of the present invention is to provide a stereolithography apparatus capable of effectively suppressing the settling and deposition of fillers and beads and shortening the stereolithography cycle time.

【0009】[0009]

【課題を解決する為の手段】本発明に係る光造形装置
は、樹脂槽(1)内の光硬化性樹脂(10)中に昇降テーブル
(2)を配置し、光硬化性樹脂(10)の液面に対してレーザ
光によるスキャンを施すことにより、昇降テーブル(2)
上の光硬化性樹脂(10)を硬化させつつ積層し、所定形状
の立体造形物を成形するものであって、樹脂槽(1)の底
部には攪拌装置が設置され、該攪拌装置は、1積層分の
光硬化性樹脂(10)を硬化させる一連の工程中、レーザ光
によるスキャン工程を除く期間内に攪拌装置を動作させ
ることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an optical shaping apparatus comprising: an elevation table in a photocurable resin (10) in a resin tank (1);
(2) is arranged, and the liquid surface of the photo-curable resin (10) is scanned with a laser beam to thereby raise and lower the table (2).
The above photocurable resin (10) is laminated while being cured to form a three-dimensional molded article having a predetermined shape, and a stirrer is installed at the bottom of the resin tank (1). The stirrer is operated during a period excluding a scanning step using a laser beam during a series of steps for curing one layer of the photocurable resin (10).

【0010】上記本発明の光造形装置は、攪拌装置を樹
脂槽(1)の底部に設置する構造であるので、攪拌装置を
樹脂槽(1)内に設置したままで、光造形を実施すること
が出来、その一連の工程中、レーザ光によるスキャン工
程を除く期間内に攪拌装置を動作させることによって、
樹脂槽(1)内を攪拌する。これによって、フィラーやビ
ーズの沈降、堆積が抑制される。又、この様に、レーザ
光によるスキャン中は、攪拌装置の動作が停止するの
で、光硬化性樹脂(10)の液面が波打つことはなく、この
結果、精度の良い立体造形物が得られる。
Since the stereolithography apparatus of the present invention has a structure in which the stirrer is installed at the bottom of the resin tank (1), the stereolithography is performed while the stirrer is installed in the resin tank (1). It is possible to operate the stirrer within a period except for a scanning step using a laser beam during the series of steps,
Stir the inside of the resin tank (1). As a result, sedimentation and accumulation of fillers and beads are suppressed. Further, as described above, during the scanning by the laser beam, the operation of the stirring device is stopped, so that the liquid level of the photocurable resin (10) does not undulate, and as a result, a three-dimensional structure with high accuracy is obtained. .

【0011】第1の具体的構成において、光造形装置
は、光硬化性樹脂(10)の表面に沿って往復駆動されるナ
イフ(3)を具え、前記攪拌装置は、ナイフ(3)の往復移
動に連動して、樹脂槽(1)の底面に沿って往復移動する
攪拌フィン(5)を具えている。該具体的構成によれば、
ナイフ(3)を往復駆動する駆動機構によって、同時に攪
拌フィン(5)も往復駆動されるので、攪拌フィン専用の
駆動機構が不要となる。この様に、樹脂槽(1)内には、
攪拌フィン専用の駆動機構を配備する必要がないので、
攪拌フィン(5)を往復移動させるための機構が簡易とな
って、これを樹脂槽(1)の底部に配備したままで、光造
形の工程を実施することが可能となる。
In a first specific configuration, the optical shaping apparatus comprises a knife (3) reciprocally driven along the surface of the photocurable resin (10), and the stirring device comprises a reciprocating knife (3). The stirring fin (5) reciprocates along the bottom surface of the resin tank (1) in conjunction with the movement. According to the specific configuration,
Since the stirring fin (5) is simultaneously reciprocated by the drive mechanism for reciprocating the knife (3), a dedicated drive mechanism for the stirring fin is not required. Thus, in the resin tank (1),
Since there is no need to provide a dedicated drive mechanism for the stirring fin,
The mechanism for reciprocating the stirring fin (5) is simplified, and the stereolithography process can be performed while the stirring fin (5) is provided at the bottom of the resin tank (1).

【0012】ここで、攪拌フィン(5)は、断面形状が斜
め上方を向いた円弧状に形成され、一対の攪拌フィン
(5)(5)が背中合わせに配備されている。この様に斜め
上方を向いた一方の攪拌フィン(5)が一方向に移動する
ことによって、樹脂槽底部の光硬化性樹脂(10)が該攪拌
フィン(5)によってすくい上げられ、この結果、光硬化
性樹脂(10)には旋回流が誘起される。次に、背中合わせ
の他方の攪拌フィン(5)が逆方向に移動することによっ
て、逆向きの旋回流が誘起される。これらの旋回流の発
生によって、光硬化性樹脂(10)が十分に攪拌される。
Here, the stirring fin (5) is formed in an arc shape whose cross section is directed obliquely upward, and a pair of stirring fins (5).
(5) (5) is deployed back to back. As the one stirring fin (5) facing obliquely upward moves in one direction, the photocurable resin (10) at the bottom of the resin tank is scooped up by the stirring fin (5). A swirling flow is induced in the curable resin (10). Next, the other agitating fin (5) in back-to-back movement in the opposite direction induces a swirling flow in the opposite direction. Due to the generation of these swirling flows, the photocurable resin (10) is sufficiently stirred.

【0013】第2の具体的構成において、前記攪拌装置
は、樹脂槽(1)の底面及び両内側面に沿って張設された
ベルト(71)と、該ベルト(71)の表面に突設された1或い
は複数の攪拌板(7)と、樹脂槽(1)の外部に設置されて
該ベルト(71)を樹脂槽(1)の底面及び両内側面に沿って
往復駆動する駆動機構とを具えている。該具体的構成に
おいては、樹脂槽(1)の底面及び両内側面に沿ってベル
ト(71)及び攪拌板(7)が移動することによって、樹脂槽
(1)内の光硬化性樹脂(10)に対流が発生して、光硬化性
樹脂(10)が十分に攪拌される。該具体的構成によれば、
樹脂槽(1)の外側に駆動機構が配備されており、樹脂槽
(1)内には、その底面及び両内側面に沿ってベルト(71)
が張設され、該ベルトに攪拌板(7)が突設されているに
過ぎないので、ベルト(71)及び攪拌板(7)を樹脂槽(1)
の底部に配備したままで、光造形の工程を実施すること
が可能となる。
In a second specific configuration, the stirring device includes a belt (71) stretched along the bottom surface and both inner side surfaces of the resin tank (1), and a protruding member provided on the surface of the belt (71). One or more stirring plates (7), and a driving mechanism installed outside the resin tank (1) to reciprocate the belt (71) along the bottom surface and both inner side surfaces of the resin tank (1). It has. In this specific configuration, the belt (71) and the agitating plate (7) move along the bottom surface and both inner side surfaces of the resin tank (1), whereby the resin tank (1) is moved.
Convection occurs in the photocurable resin (10) in (1), and the photocurable resin (10) is sufficiently stirred. According to the specific configuration,
A drive mechanism is provided outside the resin tank (1).
(1) In the belt along the bottom and both inner sides (71)
The belt (71) and the stirring plate (7) are connected to the resin tank (1) because only the stirring plate (7) is protruded from the belt.
It is possible to carry out the optical shaping process while being provided at the bottom of the.

【0014】ここで、樹脂槽(1)の上方には、ベルト(7
1)に付着した光硬化性樹脂(10)を掻き落とすためのへら
(74)が配備されている。これによって、樹脂槽(1)内の
光硬化性樹脂(10)がベルト(71)の移動に伴って外部へ漏
出することが防止される。
The belt (7) is provided above the resin tank (1).
Spatula for scraping off the photocurable resin (10) attached to 1)
(74) has been deployed. This prevents the photocurable resin (10) in the resin tank (1) from leaking to the outside with the movement of the belt (71).

【0015】第3の具体的構成において、前記攪拌装置
は、樹脂槽(1)の底面に転動自在に配置された攪拌ロー
ラ(8)と、樹脂槽(1)の外部に配備されて該攪拌ローラ
(8)を樹脂槽(1)の底面に沿って往復駆動する電磁駆動
装置(81)とを具えている。該具体的構成においては、樹
脂槽(1)の底面に配置された攪拌ローラ(8)が電磁駆動
装置(81)からの電磁力を受けて、該底面に沿って往復移
動し、これによって光硬化性樹脂(10)が攪拌される。該
具体的構成によれば、樹脂槽(1)の外側に電磁駆動装置
(81)が配備されており、樹脂槽(1)内には、その底面に
攪拌ローラ(8)が配置されているに過ぎないので、この
状態で光造形の工程を実施することが出来る。
In a third specific configuration, the stirring device is provided with a stirring roller (8) rotatably disposed on the bottom surface of the resin tank (1), and provided outside the resin tank (1). Stirring roller
And (8) an electromagnetic drive device (81) for reciprocatingly driving the (8) along the bottom surface of the resin tank (1). In this specific configuration, the stirring roller (8) disposed on the bottom surface of the resin tank (1) receives the electromagnetic force from the electromagnetic driving device (81) and reciprocates along the bottom surface, whereby the light The curable resin (10) is stirred. According to the specific configuration, the electromagnetic driving device is provided outside the resin tank (1).
(81) is provided, and only the stirring roller (8) is disposed on the bottom surface of the resin tank (1), so that the optical shaping process can be performed in this state.

【0016】ここで、攪拌装置は更に、樹脂槽(1)の内
側面に転動自在に配置された第2の攪拌ローラ(82)と、
樹脂槽(1)の外部に配備されて該攪拌ローラ(82)を樹脂
槽(1)の内側面に沿って往復駆動する第2の電磁駆動装
置(83)とを具えている。これによって、樹脂槽(1)内の
光硬化性樹脂(10)には、前記第1の攪拌ローラ(8)によ
って水平方向の流れが誘起されると同時に、前記第2の
攪拌ローラ(82)によって垂直方向の流れが誘起され、光
硬化性樹脂(10)が十分に攪拌される。
Here, the stirring device further includes a second stirring roller (82) rotatably disposed on the inner surface of the resin tank (1),
A second electromagnetic drive (83) is provided outside the resin tank (1) and drives the stirring roller (82) back and forth along the inner surface of the resin tank (1). Thereby, a horizontal flow is induced by the first stirring roller (8) in the photocurable resin (10) in the resin tank (1), and at the same time, the second stirring roller (82) is induced. This induces a flow in the vertical direction, and the photocurable resin (10) is sufficiently stirred.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明に係る光造形装置においては、光
硬化性樹脂中にフィラーやビーズが混合されている場合
であっても、光造形工程中に攪拌装置が動作して、光硬
化性樹脂が十分に攪拌されるので、フィラーやビーズの
沈降、堆積が効果的に抑制される。この結果、光造形完
了後の攪拌は不要となり、光造形のサイクルタイムを短
縮することが出来る。
In the stereolithography apparatus according to the present invention, even when fillers or beads are mixed in the photocurable resin, the stirrer operates during the stereolithography process, and the photocurable resin is hardened. Since the resin is sufficiently stirred, sedimentation and deposition of fillers and beads are effectively suppressed. As a result, stirring after the completion of stereolithography becomes unnecessary, and the cycle time of stereolithography can be shortened.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。第1実施例 本実施例の光造形装置は、図1に示す如く、樹脂槽(1)
の内部に昇降テーブル(2)を配備し、該昇降テーブル
(2)は図2の如く昇降機構(6)に連結されて、垂直方向
に往復駆動される。樹脂槽(1)の内部には、フィラー及
びビーズが混合された光硬化性樹脂(10)が注入されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below.
The description will be made specifically with reference to the drawings.First embodiment  As shown in FIG. 1, the optical shaping apparatus of the present embodiment has a resin tank (1)
A lifting table (2) is provided inside the
(2) is connected to the lifting mechanism (6) as shown in FIG.
Is reciprocated. Filler and resin are contained inside the resin tank (1).
Photo-curable resin (10) mixed with
You.

【0019】樹脂槽(1)の上方位置には、図1の如くレ
ーザ照射装置(4)及びスキャナーミラー(41)が配備さ
れ、レーザ照射装置(4)から発せられたレーザ光(42)が
スキャナーミラー(41)により反射されて、昇降テーブル
(2)上の光硬化性樹脂をスキャンする。又、樹脂槽(1)
の上部には、一対の水平ガイドレール(11)(11)が配設さ
れ、該ガイドレール(11)(11)にナイフ(3)の両端部が係
合しており、図示省略する駆動機構によってナイフ(3)
が水平方向に往復駆動される。これによって、レーザ光
を照射すべき光硬化性樹脂(10)の表面が平面に均され
る。
A laser irradiation device (4) and a scanner mirror (41) are provided above the resin tank (1) as shown in FIG. 1, and a laser beam (42) emitted from the laser irradiation device (4) is provided. Elevated table reflected by the scanner mirror (41)
(2) Scan the upper photocurable resin. In addition, resin tank (1)
A pair of horizontal guide rails (11) and (11) are disposed at the upper part of the knife, and both ends of the knife (3) are engaged with the guide rails (11) and (11). By knife (3)
Is reciprocated in the horizontal direction. Thereby, the surface of the photocurable resin (10) to be irradiated with the laser beam is leveled.

【0020】ナイフ(3)の駆動機構の出力部には一対の
支持アーム(51)(51)の基端部が固定され、該支持アーム
(51)(51)の下端部は、樹脂槽(1)の底部まで伸び、該下
端部に、一対の攪拌フィン(5)(5)が取り付けられてい
る。従って、ナイフ(3)の往復移動に連動して、攪拌フ
ィン(5)(5)が往復移動することになる。両攪拌フィン
(5)(5)は、それぞれ断面形状が斜め上方を向いた円弧
状を呈しており、互いに背中合わせに配備されている。
従って、左方への移動時には、左側の攪拌フィン(5)が
図1に破線で示す様に樹脂槽底部の光硬化性樹脂をすく
い上げ、右方への移動時には、右側の攪拌フィン(5)が
樹脂槽底部の光硬化性樹脂をすくい上げて、光硬化性樹
脂に旋回流を誘起させる。これによって、光硬化性樹脂
は十分に攪拌されることになる。
The bases of a pair of support arms (51, 51) are fixed to the output of the drive mechanism of the knife (3).
(51) The lower end of (51) extends to the bottom of the resin tank (1), and a pair of stirring fins (5) (5) is attached to the lower end. Therefore, the stirring fins (5) (5) reciprocate in conjunction with the reciprocation of the knife (3). Both stirring fins
(5) and (5) each have an arc shape with a cross-sectional shape facing obliquely upward, and are arranged back to back.
Therefore, when moving to the left, the left stirring fin (5) scoops up the photocurable resin at the bottom of the resin tank as shown by the broken line in FIG. 1, and when moving to the right, the right stirring fin (5). Scoops the photocurable resin at the bottom of the resin tank and induces a swirling flow in the photocurable resin. Thereby, the photocurable resin is sufficiently stirred.

【0021】本実施例の光造形装置においては、樹脂槽
(1)の底部に一対の攪拌フィン(5)(5)が配備されてお
り、該攪拌フィン(5)(5)が昇降テーブル(2)の昇降移
動やナイフ(3)の水平移動の邪魔になることはないの
で、攪拌フィン(5)(5)を樹脂槽(1)から取り外すこと
なく、光造形工程を実施することが出来る。
In the stereolithography apparatus of this embodiment, a resin tank
A pair of stirring fins (5) and (5) are provided at the bottom of (1), and the stirring fins (5) and (5) obstruct the vertical movement of the lifting table (2) and the horizontal movement of the knife (3). Therefore, the stereolithography process can be performed without removing the stirring fins (5) from the resin tank (1).

【0022】図5は、上記光造形装置における光造形工
程を表わしている。先ずステップS1にて造形条件を設
定した後、ステップS2では、昇降テーブルを1積層分
だけ降下せしめ、続いて、ステップS3ではナイフを水
平方向に移動させる。これに伴って、前記一対の攪拌フ
ィンが移動することになる(ステップS4)。その後、ス
テップS5にてレーザ光によるスキャンを行なって、1
積層分の光硬化を行なう。次に、ステップS6にて全て
の積層が完了したかどうかを判断し、ここでノーと判断
されたときはステップS2に戻って、テーブルの降下、
レーザスキャンを繰り返す。そして、ステップS6にて
イエスと判断されたときは、ステップS7に移行して、
ナイフを初期位置へ移動させた後、ステップS8にてテ
ーブルを上昇させ、ステップS9にてテーブルから立体
造形物を取り外し、光造形を完了する。
FIG. 5 shows a stereolithography process in the stereolithography apparatus. First, after forming conditions are set in step S1, in step S2, the elevating table is lowered by one layer, and then in step S3, the knife is moved in the horizontal direction. Accordingly, the pair of stirring fins move (Step S4). After that, in step S5, scanning with laser light is performed, and 1
Light curing is performed for the stacked layers. Next, it is determined in step S6 whether or not all the laminations have been completed. If the determination is no, the process returns to step S2 to lower the table,
Repeat the laser scan. And when it is determined to be Yes in step S6, the process proceeds to step S7,
After moving the knife to the initial position, the table is raised in step S8, and the three-dimensional object is removed from the table in step S9, and the optical modeling is completed.

【0023】上記光造形装置においては、一連の光造形
工程中、図5のステップS2とステップS5の処理期間
にフィラーやビーズの沈降が生じるに過ぎないので、そ
の沈降量は軽微であり、ステップS4の攪拌フィンの移
動によって、その沈降及び堆積を抑制することが出来
る。従って、造形終了後の攪拌は不要、若しくは最小限
で済み、この結果、造形のサイクルタイムを短縮するこ
とが出来る。
In the above-described stereolithography apparatus, during a series of stereolithography processes, only the sedimentation of fillers and beads occurs during the processing period of steps S2 and S5 in FIG. 5, so that the sedimentation amount is small. By the movement of the stirring fin in S4, its settling and deposition can be suppressed. Therefore, stirring after completion of modeling is unnecessary or minimal, and as a result, the cycle time of modeling can be shortened.

【0024】第2実施例 本実施例の光造形装置においては、図3に示す如く、樹
脂槽(1)の上部に左右一対の原動ローラ(72)(72)を配設
すると共に、樹脂槽(1)の底部には左右一対の従動ロー
ラ(73)(73)を配設し、これらのローラ間にベルト(71)を
張設している。尚、ベルト(71)としては、ステンレス鋼
やアルミニウム等からなる金属シート、若しくはテフロ
ン(登録商標)やナイロン等からなる耐薬品シートを用
いることが出来る。又、樹脂槽(1)の底面に沿って伸び
るベルト(71)の中央部には、攪拌板(7)が上向きに突設
されている。更に、各原動ローラ(72)には、図3中に拡
大して示す様に、ベルト(71)に付着している光硬化性樹
脂(10)を掻き落とすためのへら(74)が配備されている。
[0024]Second embodiment  In the stereolithography apparatus of the present embodiment, as shown in FIG.
A pair of left and right driving rollers (72) and (72) are arranged above the fat tank (1).
At the bottom of the resin tank (1), a pair of left and right driven
Rollers (73) and (73), and a belt (71) is placed between these rollers.
It is stretched. The belt (71) is made of stainless steel.
Metal sheet made of aluminum or aluminum, or tephro
Use a chemical-resistant sheet made of nylon (registered trademark), nylon, etc.
Can be. It also extends along the bottom of the resin tank (1).
In the center of the belt (71), a stirring plate (7) protrudes upward.
Have been. Further, each driving roller (72) is expanded in FIG.
As shown, the photocurable resin adhering to the belt (71)
A spatula (74) is provided for scraping the fat (10).

【0025】図示省略するモータによって原動ローラ(7
2)(72)を正逆に回転駆動することによって、ベルト(71)
は、樹脂槽(1)の底面及び両内側面に沿って往復移動
し、攪拌板(7)は、樹脂槽(1)の底面に沿って往復移動
する。このベルト(71)及び攪拌板(7)の往復移動によっ
て、樹脂槽(1)内の光硬化性樹脂(10)に対流が発生し
て、光硬化性樹脂(10)が十分に攪拌される。
A driving roller (7) is driven by a motor not shown.
2) By rotating (72) forward and reverse, the belt (71)
Reciprocates along the bottom surface and both inner side surfaces of the resin tank (1), and the stirring plate (7) reciprocates along the bottom surface of the resin tank (1). Due to the reciprocating movement of the belt (71) and the stirring plate (7), convection occurs in the photocurable resin (10) in the resin tank (1), and the photocurable resin (10) is sufficiently stirred. .

【0026】本実施例の光造形装置においては、樹脂槽
(1)の内面に沿ってベルト(71)及び攪拌板(7)が配備さ
れており、該ベルト(71)及び攪拌板(7)が昇降テーブル
(2)の昇降移動やナイフの水平移動の邪魔になることは
ないので、この状態で光造形工程を実施することが出来
る。
In the stereolithography apparatus of this embodiment, a resin tank
A belt (71) and a stirring plate (7) are provided along the inner surface of (1), and the belt (71) and the stirring plate (7) are moved up and down a table.
Since there is no hindrance to the vertical movement and the horizontal movement of the knife in (2), the stereolithography process can be performed in this state.

【0027】図6は、上記光造形装置における光造形工
程を表わしている。先ずステップS1にて造形条件を設
定した後、ステップS2では、昇降テーブルを1積層分
だけ降下せしめ、続いて、ステップS3ではナイフを水
平方向に移動させる。又、テーブルの降下中及びナイフ
の移動中に、前記の原動ローラを回転駆動して、光硬化
性樹脂の攪拌を行なう(ステップS41)。その後、ステ
ップS5にてレーザ光によるスキャンを行なって、1積
層分の光硬化を行なう。次に、ステップS6にて全ての
積層が完了したかどうかを判断し、ここでノーと判断さ
れたときはステップS2に戻って、テーブルの降下、レ
ーザスキャンを繰り返す。そして、ステップS6にてイ
エスと判断されたときは、ステップS7に移行して、ナ
イフを初期位置へ移動させた後、ステップS8にてテー
ブルを上昇させ、ステップS9にてテーブルから立体造
形物を取り外し、光造形を完了する。
FIG. 6 shows a stereolithography process in the stereolithography apparatus. First, after forming conditions are set in step S1, in step S2, the elevating table is lowered by one layer, and then in step S3, the knife is moved in the horizontal direction. Also, while the table is moving down and the knife is moving, the driving roller is driven to rotate to stir the photocurable resin (step S41). After that, in step S5, scanning by laser light is performed to perform photo-curing for one layer. Next, it is determined in step S6 whether or not all the laminations have been completed. If the determination is no, the process returns to step S2 to repeat the lowering of the table and the laser scanning. If the determination is yes in step S6, the process proceeds to step S7, in which the knife is moved to the initial position, the table is raised in step S8, and the three-dimensional structure is removed from the table in step S9. Remove and complete stereolithography.

【0028】上記光造形装置においては、一連の光造形
工程中、図6のステップS5の処理期間にフィラーやビ
ーズの沈降が生じるに過ぎないので、その沈降量は軽微
であり、ステップS41のローラ駆動によって、その沈
降及び堆積を抑制することが出来る。従って、造形終了
後の攪拌は不要、若しくは最小限で済み、この結果、造
形のサイクルタイムを短縮することが出来る。又、へら
(74)の装備によって、樹脂槽(1)内の光硬化性樹脂(10)
がベルト(71)の移動に伴って外部へ漏出することが防止
される。
In the above-mentioned stereolithography apparatus, during a series of stereolithography steps, only the sedimentation of fillers and beads occurs during the processing period of step S5 in FIG. 6, so that the amount of sedimentation is small. By driving, the sedimentation and deposition can be suppressed. Therefore, stirring after completion of modeling is unnecessary or minimal, and as a result, the cycle time of modeling can be shortened. Also a spatula
Depending on the equipment of (74), the photocurable resin (10) in the resin tank (1)
Is prevented from leaking outside due to the movement of the belt (71).

【0029】第3実施例 本発明実施例の光造形装置においては、図4に示す如
く、樹脂槽(1)の底面と側面に沿って、攪拌ローラ(8)
(82)が配置され、これらの攪拌ローラ(8)(82)は、樹脂
槽(1)の外側に配備された電磁駆動装置(81)(83)によっ
て吸引保持されると共に、樹脂槽(1)の内面に沿って往
復駆動される。両攪拌ローラ(8)(82)の往復移動によっ
て、樹脂槽(1)内の光硬化性樹脂(10)には、水平方向の
流れと垂直方向の流れが誘起されることとなり、この結
果、光硬化性樹脂(10)が十分に攪拌される。
[0029]Third embodiment  In the stereolithography apparatus according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG.
Agitating roller (8) along the bottom and side of resin tank (1)
(82) are arranged, and these stirring rollers (8) and (82)
Electromagnetic drives (81) and (83) provided outside the tank (1)
As well as going along the inner surface of the resin tank (1).
It is driven back. The reciprocating movement of both stirring rollers (8) and (82)
The photocurable resin (10) in the resin tank (1)
A flow in the direction perpendicular to the flow is induced, and this
As a result, the photocurable resin (10) is sufficiently stirred.

【0030】本実施例の光造形装置においては、樹脂槽
(1)の底面及び側面に攪拌ローラ(8)(82)が配備されて
おり、該攪拌ローラ(8)(82)が昇降テーブル(2)の昇降
移動やナイフの水平移動の邪魔になることはないので、
この状態で光造形工程を実施することが出来る。
In the stereolithography apparatus of this embodiment, a resin tank
Stirring rollers (8) and (82) are provided on the bottom and side surfaces of (1), and the stirring rollers (8) and (82) hinder the vertical movement of the lifting table (2) and the horizontal movement of the knife. There is no
In this state, the stereolithography process can be performed.

【0031】図7は、上記光造形装置における光造形工
程を表わしている。先ずステップS1にて造形条件を設
定した後、ステップS2では、昇降テーブルを1積層分
だけ降下せしめ、続いて、ステップS3ではナイフを水
平方向に移動させる。又、テーブルの降下中及びナイフ
の移動中に、前記の電磁駆動装置を動作させて、光硬化
性樹脂の攪拌を行なう(ステップS42)。その後、ステ
ップS5にてレーザ光によるスキャンを行なって、1積
層分の光硬化を行なう。次に、ステップS6にて全ての
積層が完了したかどうかを判断し、ここでノーと判断さ
れたときはステップS2に戻って、テーブルの降下、レ
ーザスキャンを繰り返す。そして、ステップS6にてイ
エスと判断されたときは、ステップS7に移行して、ナ
イフを初期位置へ移動させた後、ステップS8にてテー
ブルを上昇させ、ステップS9にてテーブルから立体造
形物を取り外し、光造形を完了する。
FIG. 7 shows a stereolithography process in the stereolithography apparatus. First, after forming conditions are set in step S1, in step S2, the elevating table is lowered by one layer, and then in step S3, the knife is moved in the horizontal direction. Further, while the table is being lowered and the knife is being moved, the above-mentioned electromagnetic drive device is operated to stir the photocurable resin (step S42). After that, in step S5, scanning by laser light is performed to perform photo-curing for one layer. Next, it is determined in step S6 whether or not all the laminations have been completed. If the determination is no, the process returns to step S2 to repeat the lowering of the table and the laser scanning. If the determination is yes in step S6, the process proceeds to step S7, in which the knife is moved to the initial position, the table is raised in step S8, and the three-dimensional structure is removed from the table in step S9. Remove and complete stereolithography.

【0032】上記光造形装置においては、一連の光造形
工程中、図7のステップS5のレーザスキャン中にフィ
ラーやビーズの沈降が生じるに過ぎないので、その沈降
量は軽微であり、ステップS42の電磁駆動装置の動作
によって、その沈降及び堆積を抑制することが出来る。
従って、造形終了後の攪拌は不要、若しくは最小限で済
み、この結果、造形のサイクルタイムを短縮することが
出来る。
In the above-mentioned stereolithography apparatus, during a series of stereolithography processes, only the sedimentation of fillers and beads occurs during the laser scan in step S5 in FIG. 7, so that the amount of sedimentation is very small. By the operation of the electromagnetic driving device, the sedimentation and accumulation can be suppressed.
Therefore, stirring after completion of modeling is unnecessary or minimal, and as a result, the cycle time of modeling can be shortened.

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

【図1】本発明の第1実施例の光造形装置を示す一部破
断斜視図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an optical shaping apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】該光造形装置の主要構成を表わす断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a main configuration of the optical shaping apparatus.

【図3】第2実施例の光造形装置の主要構成を表わす断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a main configuration of an optical shaping apparatus according to a second embodiment.

【図4】第3実施例の光造形装置の主要構成を表わす断
面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a main configuration of an optical shaping apparatus according to a third embodiment.

【図5】第1実施例の光造形装置を用いた光造形の工程
図である。
FIG. 5 is a process chart of the optical shaping using the optical shaping apparatus of the first embodiment.

【図6】第2実施例の光造形装置を用いた光造形の工程
図である。
FIG. 6 is a process diagram of an optical shaping using the optical shaping apparatus of the second embodiment.

【図7】第3実施例の光造形装置を用いた光造形の工程
図である。
FIG. 7 is a process chart of the optical shaping using the optical shaping apparatus of the third embodiment.

【図8】従来の光造形装置の主要構成を表わす図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating a main configuration of a conventional stereolithography apparatus.

【図9】従来の光造形装置に攪拌機を取り付けた状態の
一部破断斜視図である。
FIG. 9 is a partially cutaway perspective view showing a state in which a stirrer is attached to a conventional stereolithography apparatus.

【図10】該光造形装置による光造形の工程図である。FIG. 10 is a process chart of the optical shaping by the optical shaping apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) 樹脂槽 (11) ガイドレール (2) 昇降テーブル (3) ナイフ (4) レーザ照射装置 (41) スキャナーミラー (42) レーザ光 (51) 支持アーム (5) 攪拌フィン (6) 昇降機構 (7) 攪拌板 (71) ベルト (8) 攪拌ローラ (81) 電磁駆動装置 (1) Resin tank (11) Guide rail (2) Elevating table (3) Knife (4) Laser irradiation device (41) Scanner mirror (42) Laser beam (51) Support arm (5) Stirring fin (6) Elevating mechanism (7) Stirring plate (71) Belt (8) Stirring roller (81) Electromagnetic drive

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 樹脂槽(1)内の光硬化性樹脂(10)中に昇
降テーブル(2)を配置し、光硬化性樹脂(10)の液面に対
してレーザ光によるスキャンを施すことにより、昇降テ
ーブル(2)上の光硬化性樹脂(10)を硬化させつつ積層
し、所定形状の立体造形物を成形する光造形装置におい
て、樹脂槽(1)の底部には攪拌装置が設置され、該攪拌
装置は、1積層分の光硬化性樹脂(10)を硬化させる一連
の工程中、レーザ光によるスキャン工程を除く期間内に
攪拌装置を動作させることを特徴とする光造形装置。
An elevation table (2) is arranged in a photo-curable resin (10) in a resin tank (1), and a liquid surface of the photo-curable resin (10) is scanned with a laser beam. Thus, in the optical shaping apparatus for laminating and curing the photo-curable resin (10) on the elevating table (2) to form a three-dimensional object having a predetermined shape, a stirrer is installed at the bottom of the resin tank (1). The stirrer operates the stirrer during a period excluding a scanning step using a laser beam during a series of steps of curing one layer of the photocurable resin (10).
【請求項2】 光硬化性樹脂(10)の表面に沿って往復駆
動されるナイフ(3)を具え、前記攪拌装置は、ナイフ
(3)の往復移動に連動して、樹脂槽(1)の底面に沿って
往復移動する攪拌フィン(5)を具えている請求項1に記
載の光造形装置。
2. A knife (3) reciprocatingly driven along the surface of the photocurable resin (10), wherein the stirring device comprises a knife.
The stereolithography apparatus according to claim 1, further comprising a stirring fin (5) reciprocating along the bottom surface of the resin tank (1) in conjunction with the reciprocating movement of (3).
【請求項3】 攪拌フィン(5)は、断面形状が斜め上方
を向いた円弧状に形成され、一対の攪拌フィン(5)(5)
が背中合わせに配備されている請求項2に記載の光造形
装置。
3. The stirring fin (5) is formed in an arc shape whose cross section is directed obliquely upward, and a pair of stirring fins (5) (5).
The stereolithography device according to claim 2, wherein the devices are arranged back to back.
【請求項4】 前記攪拌装置は、樹脂槽(1)の底面及び
両内側面に沿って張設されたベルト(71)と、該ベルト(7
1)の表面に突設された1或いは複数の攪拌板(7)と、樹
脂槽(1)の外部に設置されて該ベルト(71)を樹脂槽(1)
の底面及び両内側面に沿って往復駆動する駆動機構とを
具えている請求項1に記載の光造形装置。
4. The stirrer includes a belt (71) stretched along the bottom surface and both inner side surfaces of the resin tank (1), and the belt (7).
One or a plurality of stirring plates (7) protruding from the surface of (1), and the belt (71) installed outside the resin tank (1) and the resin tank (1)
The stereolithography apparatus according to claim 1, further comprising a drive mechanism that reciprocates along a bottom surface and both inner side surfaces of the laser beam.
【請求項5】 樹脂槽(1)の上方には、ベルト(71)に付
着した光硬化性樹脂(10)を掻き落とすためのへら(74)が
配備されている請求項4に記載の光造形装置。
5. The light according to claim 4, wherein a spatula (74) for scraping off the photocurable resin (10) attached to the belt (71) is provided above the resin tank (1). Modeling equipment.
【請求項6】 前記攪拌装置は、樹脂槽(1)の底面に転
動自在に配置された攪拌ローラ(8)と、樹脂槽(1)の外
部に配備されて該攪拌ローラ(8)を樹脂槽(1)の底面に
沿って往復駆動する電磁駆動装置(81)とを具えている請
求項1に記載の光造形装置。
6. The stirrer includes a stirring roller (8) rotatably disposed on the bottom surface of the resin tank (1), and a stirring roller (8) provided outside the resin tank (1). The optical shaping apparatus according to claim 1, further comprising: an electromagnetic drive device (81) that reciprocates along a bottom surface of the resin tank (1).
【請求項7】 前記攪拌装置は更に、樹脂槽(1)の内側
面に転動自在に配置された第2の攪拌ローラ(82)と、樹
脂槽(1)の外部に配備されて該攪拌ローラ(82)を樹脂槽
(1)の内側面に沿って往復駆動する第2の電磁駆動装置
(83)とを具えている請求項6に記載の光造形装置。
7. The stirrer further includes a second stirring roller (82) rotatably disposed on the inner surface of the resin tank (1), and a stirring roller provided outside the resin tank (1). Roller (82) in resin tank
(2) The second electromagnetic drive device that reciprocates along the inner surface of (1)
The stereolithography apparatus according to claim 6, comprising (83).
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