JP2002103460A - Sheet lamination type three-dimensional shaping apparatus - Google Patents
Sheet lamination type three-dimensional shaping apparatusInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はシート積層式3次元
造形装置に係り、詳しくは、薄い素材シートを積層して
これを所定形状に切断する動作を繰り返すことにより3
次元立体形状を造形するシート積層式3次元造形装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sheet stacking type three-dimensional printing apparatus, and more particularly, to an operation of stacking thin material sheets and cutting the sheets into a predetermined shape.
The present invention relates to a sheet stacking type three-dimensional forming apparatus for forming a three-dimensional shape.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、加熱することにより溶融して
接着力を生じる接着剤が裏面に塗布された素材シート
を、造形テーブル上のそれまでに積層された中間積層体
の上面へ送り込み、その送り込んだ素材シートをヒータ
ローラ(ホットローラ)により加熱すると同時に押圧し
て中間積層体の上面に接着し、その接着した素材シート
をその高さ位置に対応する造形物の輪郭形状(スライス
データ)に沿ってレーザビームにより切断する、という
動作を繰り返すことにより3次元立体形状の造形を行う
シート積層式3次元造形装置(LOM:Laminated Obje
ct Manufacturing)が広く使用されている。本出願人
も、このようなシート積層式3次元造形装置を種々提案
している(特開平11−227073号公報、特開平11−227053
号公報、特開平11−198235号公報など)。2. Description of the Related Art Conventionally, a material sheet having a back surface coated with an adhesive which is melted by heating to generate an adhesive force is sent to an upper surface of an intermediate laminated body which has been laminated on a molding table. The fed material sheet is heated by a heater roller (hot roller) and pressed at the same time to be bonded to the upper surface of the intermediate laminate, and the bonded material sheet follows the contour shape (slice data) of the modeled object corresponding to the height position. 3D modeling machine (LOM: Laminated Obje) that forms a three-dimensional three-dimensional shape by repeating the operation of cutting with a laser beam.
ct Manufacturing) is widely used. The present applicant has also proposed various such sheet-stacking three-dimensional modeling apparatuses (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11-227073 and 11-227053).
JP-A-11-198235 and the like.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、シート積層
式3次元造形装置のオペレータ(作業者)は、3次元立
体形状の造形に先立ち、下降させた造形テーブルの上面
に、造形物の基部となる素材シートを両面粘着テープを
用いて接着する。尚、この両面粘着テープは、合成樹脂
からなるスポンジ状の基材の両面に粘着剤が塗布されて
形成されている。そして、オペレータはシート積層式3
次元造形装置の動作を開始させ、造形物の基部となる素
材シートの上面に素材シートを送り込ませ、前記のよう
に中間積層体を積層させて3次元立体形状の造形を行わ
せる。その後、3次元立体形状の造形が完了すると、オ
ペレータは、造形物の基部となる素材シートの下面に接
着されている両面粘着テープのスポンジ状の基材にヘラ
を差し込み、そのヘラによりスポンジ状の基材を崩すよ
うに抉じり上げる。すると、両面粘着テープが造形テー
ブルから引き剥がされ、造形テーブルから完成した造形
物を取り外すことができる。By the way, an operator (operator) of the sheet stacking type three-dimensional forming apparatus serves as a base of the formed object on the upper surface of the lowered forming table prior to forming the three-dimensional three-dimensional shape. The material sheet is adhered using a double-sided adhesive tape. The double-sided pressure-sensitive adhesive tape is formed by applying a pressure-sensitive adhesive to both surfaces of a sponge-like substrate made of a synthetic resin. And the operator is a sheet lamination type 3
The operation of the three-dimensional modeling apparatus is started, the material sheet is fed onto the upper surface of the material sheet that is the base of the modeled object, and the intermediate laminate is stacked as described above to perform three-dimensional modeling. Thereafter, when the formation of the three-dimensional three-dimensional shape is completed, the operator inserts a spatula into the sponge-like base material of the double-sided adhesive tape adhered to the lower surface of the material sheet serving as the base of the modeled object, and the sponge-like material is used by the spatula. Gouge up to break the substrate. Then, the double-sided adhesive tape is peeled off from the modeling table, and the completed model can be removed from the modeling table.
【0004】しかし、このようにヘラを用いて造形テー
ブルから完成した造形物を取り外す作業は、力仕事であ
るためオペレータに対する負担が大きいことに加え、作
業時間が長いためその作業時間分だけ製造TAT(Turn
Around Time)が増大することになる。さらに、ヘラに
より造形物に傷が付くおそれもある。本発明は上記問題
点を解決するためになされたものであって、その目的
は、造形テーブルから完成した造形物を傷付けることな
く容易かつ短時間に取り外すことが可能なシート積層式
3次元造形装置を提供することにある。[0004] However, the work of removing the completed model from the modeling table using a spatula as described above is a heavy work, so that the burden on the operator is large and the work time is long. (Turn
Around Time) will increase. Further, there is a possibility that the molded article is damaged by the spatula. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional sheet-stacking apparatus capable of easily and quickly removing a completed model from a modeling table without damaging it. Is to provide.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段・作用および発明の効果】
係る目的を達成するためになされた請求項1に記載の発
明は、作成する造形物が接着された造形テーブルと、作
成中の造形物の上面へ素材シートを送り込む素材シート
供給手段と、前記素材シートを前記作成中の造形物の上
面に接着する素材シート接着手段と、前記素材シートを
所定の形状に切断する素材シート切断手段と、前記造形
物と前記造形テーブルとの間に剪断力を働かせて両者の
界面を剥離させることにより、完成した造形物を前記造
形テーブルから取り外す分離手段とを備えたことをその
要旨とする。従って、請求項1に記載の発明によれば、
前記造形物と前記造形テーブルとの間に剪断力を働かせ
て両者の界面を剥離させる分離手段により、造形テーブ
ルから完成した造形物を傷付けることなく容易かつ短時
間に取り外すことができる。Means and Action for Solving the Problems and Effects of the Invention
The invention according to claim 1, which has been made to achieve the above object, comprises: a molding table to which a modeled object to be created is adhered; a material sheet supply means for feeding a material sheet to an upper surface of the modeled object being created; Material sheet bonding means for bonding a sheet to the upper surface of the shaped object being created, material sheet cutting means for cutting the material sheet into a predetermined shape, and applying a shearing force between the shaped object and the modeling table. The gist of the present invention is to provide a separating means for removing the completed model from the modeling table by peeling off the interface between them. Therefore, according to the first aspect of the present invention,
By the separating means for separating the interface between the modeling object and the modeling table by applying a shearing force between the modeling object and the modeling table, the completed modeling object can be easily and quickly removed from the modeling table without damaging it.
【0006】次に、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載のシート積層式3次元造形装置において、前記分
離手段は、前記造形テーブルに取付固定された固定部材
と、その固定部材に対して移動可能に取り付けられた可
動部材と、その可動部材を前記固定部材に対して移動さ
せるための移動手段とを備え、前記造形物は前記固定部
材と前記可動部材の両方に接着され、前記移動手段によ
り前記可動部材が移動されると、前記可動部材と前記造
形物との間に剪断力が働いて両者の界面が剥離されるこ
とをその要旨とする。つまり、造形物を固定部材と可動
部材の両方に接着しておき、造形が完了した後に、移動
手段により可動部材を移動させるだけで、可動部材と造
形物との間に剪断力が働いて両者の界面が剥離され、造
形テーブルから完成した造形物を取り外すことができ
る。ここで、前記剪断力は可動部材と造形物との界面を
剥離させるだけであるため、造形物に傷が付くのを防止
することができる。Next, a second aspect of the present invention is the first aspect of the present invention.
In the sheet stacking type three-dimensional modeling apparatus according to the above, the separating means includes: a fixed member attached and fixed to the modeling table, a movable member movably attached to the fixed member, and the movable member. Moving means for moving the movable member with respect to the fixed member, wherein the modeled object is bonded to both the fixed member and the movable member, and when the movable member is moved by the moving means, the movable member and the movable member The gist is that a shearing force acts between the shaped object and the interface between the two to separate. In other words, the molded object is adhered to both the fixed member and the movable member, and after the molding is completed, the movable member is simply moved by the moving means, and the shearing force acts between the movable member and the molded object to cause the two to move. Is peeled off, and the completed model can be removed from the modeling table. Here, since the shearing force only peels off the interface between the movable member and the object, it is possible to prevent the object from being damaged.
【0007】また、請求項3に記載の発明のように、請
求項2に記載のシート積層式3次元造形装置において、
前記移動手段は、前記固定部材および前記可動部材と螺
子係合される螺子を備えるようにすればよい。つまり、
螺子を緩めた状態で、造形物を固定部材と可動部材の両
方に接着しておき、造形が完了した後に、螺子を締める
だけで、前記可動部材と前記造形物との間に剪断力が働
いて両者の界面が剥離され、造形テーブルから完成した
造形物を取り外すことができる。ここで、螺子を回転さ
せるのに大きな力や長い時間は必要ないため、造形テー
ブルから完成した造形物を容易かつ短時間に取り外すこ
とができる。According to a third aspect of the present invention, as in the third aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional sheet forming apparatus according to the second aspect of the present invention.
The moving means may include a screw that is screw-engaged with the fixed member and the movable member. That is,
With the screw loosened, the modeled object is bonded to both the fixed member and the movable member, and after the modeling is completed, just by tightening the screw, a shearing force acts between the movable member and the modeled object. As a result, the interface between the two is peeled off, and the completed model can be removed from the modeling table. Here, since a large force and a long time are not required to rotate the screw, the completed model can be easily and quickly removed from the modeling table.
【0008】尚、上述した[特許請求の範囲]および
[課題を解決するための手段および発明の効果]に記載
した構成要素と、後述する[発明の実施の形態]に記載
した構成部材との対応関係は以下のようになっている。
「素材シート供給手段」は素材シート供給装置20に該
当する。「素材シート接着手段」は加熱押圧装置30お
よび移動装置50から構成される。「素材シート切断手
段」は切断装置40および移動装置50から構成され
る。「分離手段」は、造形テーブル71を構成する固定
部材91,可動部材92,螺子93から構成される。
「移動手段」は、支持部91bのU字溝91d,可動部
材92の雌螺子穴92a,螺子93から構成される。
「作成中の造形物」は中間積層体Wに該当する。[0008] The components described in the above [Claims] and [Means for Solving the Problems and Effects of the Invention] and the components described in [Embodiments of the Invention] described later The correspondence is as follows.
“Material sheet supply means” corresponds to the material sheet supply device 20. The “material sheet bonding unit” includes a heating / pressing device 30 and a moving device 50. “Material sheet cutting means” includes a cutting device 40 and a moving device 50. The “separating unit” includes a fixed member 91, a movable member 92, and a screw 93 that constitute the modeling table 71.
The “moving means” includes a U-shaped groove 91d of the support portion 91b, a female screw hole 92a of the movable member 92, and a screw 93.
The “modeled object being created” corresponds to the intermediate laminate W.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面と共に説明する。 [本実施形態の主要構成]図1は、本実施形態のシート
積層式3次元造形装置10の概略構成を示す斜視図であ
る。図2は、シート積層式3次元造形装置10の要部平
面図である。図3〜図7は、シート積層式3次元造形装
置10の動作状態における概略構成を示す全体正面図で
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. [Main Configuration of the Present Embodiment] FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a sheet laminated type three-dimensional printing apparatus 10 of the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of a main part of the sheet lamination type three-dimensional printing apparatus 10. 3 to 7 are overall front views showing a schematic configuration in an operating state of the sheet stacking type three-dimensional printing apparatus 10.
【0010】シート積層式3次元造形装置10は、それ
までに積層された中間積層体Wの上面に素材シートPを
送り込む素材シート供給装置20と、その送り込んだ素
材シートPを加熱し中間積層体の上面に押圧して接着す
る加熱押圧装置30と、接着された素材シートPを所定
形状に切断する切断装置40と、加熱押圧装置30およ
び切断装置40を所定位置に移動させる移動装置50
と、中間積層体Wを昇降させる昇降装置70と、制御装
置80とを備えている。The sheet stacking type three-dimensional modeling apparatus 10 includes a material sheet supply device 20 for feeding a material sheet P to the upper surface of the intermediate laminate W stacked up to that time, and heating the fed material sheet P to heat the intermediate laminate W. A heating and pressing device 30 for pressing and bonding the upper surface of the sheet, a cutting device 40 for cutting the bonded material sheet P into a predetermined shape, and a moving device 50 for moving the heating and pressing device 30 and the cutting device 40 to predetermined positions.
And an elevating device 70 for elevating and lowering the intermediate laminate W, and a control device 80.
【0011】制御装置80は、CPU,ROM,RA
M,I/O回路を有する周知のマイクロコンピュータを
含んで構成され、内蔵ROMに記録されている制御プロ
グラム(コンピュータプログラム)に従い、各装置2
0,30,40,50,70の動作を制御する。素材シ
ートPは良質の紙によって形成され、その裏面にはエチ
レン−酢酸ビニル共重合体のようなホットメルト接着剤
が塗布されている。この接着剤は加熱することにより溶
融し、冷えることにより接着力を生じるものである。
尚、素材シートPは紙に限らず、合成樹脂(例えば、ポ
リエチレンテレフタレートなど)のフィルムによって形
成してもよい。The control device 80 includes a CPU, ROM, RA
Each device 2 includes a known microcomputer having M and I / O circuits, and operates according to a control program (computer program) recorded in a built-in ROM.
0, 30, 40, 50 and 70 are controlled. The material sheet P is formed of good quality paper, and the back surface thereof is coated with a hot melt adhesive such as an ethylene-vinyl acetate copolymer. This adhesive melts when heated and produces an adhesive force when cooled.
The material sheet P is not limited to paper, and may be formed of a film of a synthetic resin (for example, polyethylene terephthalate).
【0012】昇降装置70は、造形テーブル71、サド
ル72、Z方向ガイドレール(Z軸スライド)73a,
73b、昇降送り螺子74、昇降モータ75、リミット
スイッチ77を備えている。図3〜図7に示すように、
造形テーブル71はサドル72上に着脱可能に載置固定
されている。サドル72の後側は各Z方向ガイドレール
73a,73bに対して摺動可能に嵌合されて案内支持
されている。各Z方向ガイドレール73a,73bは、
造形テーブル71の左右方向に所定間隔をあけて配置さ
れると共に、鉛直方向(Z方向)に延びるように、シー
ト積層式3次元造形装置10の後側の機枠(図示略)に
取付固定されている。サドル72における各Z方向ガイ
ドレール73a,73bの中間部分は、昇降送り螺子7
4に螺子係合されている。昇降送り螺子74は、機枠に
取付固定された昇降モータ75のモータ軸と一体化さ
れ、鉛直軸線周りに回転駆動される。そのため、制御装
置80によって制御される昇降モータ75により昇降送
り螺子74が回転駆動されることで、造形テーブル71
はその上面を水平に保ちながら各Z方向ガイドレール7
3a,73bと摺動されて昇降される。The elevating device 70 includes a modeling table 71, a saddle 72, a Z-direction guide rail (Z-axis slide) 73a,
73b, an elevating feed screw 74, an elevating motor 75, and a limit switch 77 are provided. As shown in FIGS.
The modeling table 71 is detachably mounted and fixed on a saddle 72. The rear side of the saddle 72 is slidably fitted to each of the Z-direction guide rails 73a and 73b to be guided and supported. Each Z-direction guide rail 73a, 73b is
The molding table 71 is attached to and fixed to a rear machine frame (not shown) on the rear side of the sheet stacking type three-dimensional molding device 10 so as to be arranged at predetermined intervals in the left-right direction and extend in the vertical direction (Z direction). ing. An intermediate portion of each of the Z-direction guide rails 73a and 73b in the saddle 72 is
4 is screw-engaged. The elevating feed screw 74 is integrated with the motor shaft of the elevating motor 75 attached and fixed to the machine frame, and is driven to rotate about a vertical axis. Therefore, the elevating feed screw 74 is rotationally driven by the elevating motor 75 controlled by the control device 80, and the molding table 71 is thus rotated.
Are each Z-direction guide rail 7 while keeping its upper surface horizontal.
3a and 73b slide up and down.
【0013】図11および図12は、造形テーブル71
の平面図である。図13は図11におけるA−A線断面
図であり、図14は図12におけるA−A線断面図であ
る。図15(A)は図13の要部拡大図であり、図15
(B)は図14の要部拡大図である。全体として四角略
平板状の造形テーブル71は、固定部材91、可動部材
92、螺子93を備えている。固定部材91は、サドル
72上に着脱可能に載置固定されている。固定部材91
の上面には、シート積層式3次元造形装置10の水平な
前後方向(Y方向)と平行に、同一形状の溝部91aが
複数個(本実施形態では5個)形成されている。固定部
材91の前端部には支持部91bが形成され、その支持
部91bと各溝部91aとの間には間隙91cが形成さ
れている。FIGS. 11 and 12 show a molding table 71.
FIG. 13 is a sectional view taken along line AA in FIG. 11, and FIG. 14 is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 15A is an enlarged view of a main part of FIG.
(B) is an enlarged view of a main part of FIG. 14. The modeling table 71 having a substantially rectangular flat plate shape as a whole includes a fixed member 91, a movable member 92, and screws 93. The fixing member 91 is detachably mounted and fixed on the saddle 72. Fixing member 91
A plurality (five in the present embodiment) of grooves 91a having the same shape are formed on the upper surface of the sheet lamination parallel to the horizontal front-rear direction (Y direction) of the sheet stacking type three-dimensional printing apparatus 10. A support 91b is formed at the front end of the fixing member 91, and a gap 91c is formed between the support 91b and each groove 91a.
【0014】各溝部91aにはそれぞれ細長板状の可動
部材92が摺動可能に埋設嵌合され、各溝部91aを除
く固定部材91の上面と各可動部材92の上面とは面一
になっている。各可動部材92の前端部には、可動部材
92の長手方向に雌螺子穴92aが形成されている。そ
して、固定部材91の支持部91bには、各可動部材9
2の雌螺子穴92aに対応する位置にそれぞれ各U字溝
91dが形成されている。An elongated plate-shaped movable member 92 is slidably embedded in each groove 91a, and the upper surface of the fixed member 91 except for each groove 91a and the upper surface of each movable member 92 are flush with each other. I have. At the front end of each movable member 92, a female screw hole 92a is formed in the longitudinal direction of the movable member 92. Each of the movable members 9 is provided on the support portion 91b of the fixed member 91.
Each U-shaped groove 91d is formed at a position corresponding to the second female screw hole 92a.
【0015】各螺子93は、固定部材91aの支持部9
1bの前側からU字溝91dおよび間隙91cを経て可
動部材92の雌螺子穴92aへ挿通されている。各螺子
93は、支持部91bに対して回動可能に嵌合されて支
持されると共に、可動部材92と螺子係合されている。
また、各螺子93には螺子頭93aとフランジ93bと
が形成され、螺子頭93aとフランジ93bとの間には
螺子が形成されておらず円筒状になっており、この円筒
状の部分がU字溝91dに嵌合され、螺子頭93aとフ
ランジ93bによりU字溝91dが挟まれている。各螺
子93の螺子頭93aには、オペレータが抓んで回しや
すいような模様パターン(例えば、平行溝やローレット
など)が刻まれている。Each screw 93 is connected to the supporting portion 9 of the fixing member 91a.
From the front side of 1b, it is inserted into the female screw hole 92a of the movable member 92 via the U-shaped groove 91d and the gap 91c. Each screw 93 is rotatably fitted to and supported by the support portion 91b, and is screw-engaged with the movable member 92.
Each screw 93 is formed with a screw head 93a and a flange 93b. No screw is formed between the screw head 93a and the flange 93b, and the screw 93 has a cylindrical shape. The U-shaped groove 91d is fitted in the U-shaped groove 91d, and is sandwiched between the screw head 93a and the flange 93b. On the screw head 93a of each screw 93, a pattern pattern (for example, a parallel groove or a knurl) that is easy for an operator to grasp and turn is engraved.
【0016】これにより、螺子93を緩めると、図1
1,図13,図15(A)に示すように、その螺子93
に螺子係合された可動部材92は、溝部91aと摺動し
ながら螺子頭93aの反対側(造形テーブル71の後
側)へ移動して間隙91cを拡げてゆく。反対に、螺子
93を締めると、図12,図14,図15(B)に示す
ように、その螺子93に螺子係合された可動部材92
は、溝部91aと摺動しながら螺子頭93aの側(造形
テーブル71の前側)へ移動して間隙91cを狭めてゆ
き、支持部91bと当接して停止すると間隙91cを無
くす状態になる。このように、螺子93を回転させるこ
とにより、その螺子93に螺子係合された可動部材92
を固定部材91に対してY方向に移動させることができ
る。As a result, when the screw 93 is loosened,
As shown in FIG. 1, FIG. 13 and FIG.
The movable member 92, which is screw-engaged, moves to the opposite side of the screw head 93a (the rear side of the molding table 71) while sliding with the groove 91a, and expands the gap 91c. Conversely, when the screw 93 is tightened, as shown in FIGS. 12, 14, and 15B, the movable member 92 screwed to the screw 93 is engaged.
Moves toward the screw head 93a (the front side of the molding table 71) while sliding with the groove 91a to narrow the gap 91c. When the gap 91c comes into contact with the support portion 91b and stops, the gap 91c is eliminated. In this manner, by rotating the screw 93, the movable member 92 screwed to the screw 93
Can be moved relative to the fixing member 91 in the Y direction.
【0017】図3〜図7に示すように、シート供給装置
20は、案内ローラ21a,21b,25a,25b、
送りローラ22、モータ23,24、供給側ロールP
a、回収側ロールPbを備えている。各Z方向ガイドレ
ール73a,73bの上端部の左右両側にはそれぞれ各
案内ローラ21a,21bが配設されている。案内ロー
ラ21aの上方には案内ローラ21aと転がり接触する
送りローラ22が配設されており、送りローラ22は機
枠に取付固定されたモータ23によってY方向水平軸線
周りに回転駆動される。案内ローラ21bの右側下方に
は回収側ロールPbが配設されており、回収側ロールP
bの下方には供給側ロールPaが配設されている。各ロ
ールPa,Pbは、筒材(図示略)に素材シートPが巻
回されて円筒形に形成されている。回収側ロールPb
は、機枠に取付固定されたモータ24によりY方向水平
軸線周りに回転駆動される。各Z方向ガイドレール73
a,73bの下端部の左右両側にはそれぞれ各案内ロー
ラ25a,25bが配設されている。各案内ローラ21
a,21b,25a,25bおよび供給側ロールPa
は、Y方向水平軸線周りに回転自在に機枠に支持されて
いる。尚、各モータ23,24は制御装置80によって
制御される。As shown in FIGS. 3 to 7, the sheet feeding device 20 includes guide rollers 21a, 21b, 25a, 25b,
Feed roller 22, motors 23 and 24, supply side roll P
a, a recovery-side roll Pb. Guide rollers 21a and 21b are provided on the left and right sides of the upper end of each of the Z-direction guide rails 73a and 73b, respectively. A feed roller 22 that is in rolling contact with the guide roller 21a is provided above the guide roller 21a, and the feed roller 22 is driven to rotate about a horizontal Y-axis by a motor 23 fixed to the machine frame. A collection-side roll Pb is disposed below and to the right of the guide roller 21b.
A supply-side roll Pa is provided below b. Each of the rolls Pa and Pb is formed in a cylindrical shape by winding a material sheet P around a tubular material (not shown). Collection side roll Pb
Is driven to rotate about a horizontal axis in the Y direction by a motor 24 fixed to the machine frame. Each Z-direction guide rail 73
Guide rollers 25a and 25b are disposed on the left and right sides of the lower end of the a and 73b, respectively. Each guide roller 21
a, 21b, 25a, 25b and supply-side roll Pa
Are supported by the machine frame so as to be rotatable about the horizontal axis in the Y direction. The motors 23 and 24 are controlled by the control device 80.
【0018】そして、供給側ロールPaから引き出され
た素材シートPは、まず、案内ローラ25bを通り、次
に、造形テーブル71の下方を通り、続いて、案内ロー
ラ25aにより鉛直上方向に方向転換され、案内ローラ
21aと送りローラ22の間を通り、案内ローラ21a
により水平な左右方向(X方向)に方向転換され、次
に、造形テーブル71の上面の上方を通り、その後、案
内ローラ21bを介して回収側ロールPbにより巻き取
られる。The material sheet P pulled out from the supply roll Pa first passes through the guide roller 25b, then passes below the shaping table 71, and then changes direction vertically upward by the guide roller 25a. The guide roller 21a passes between the guide roller 21a and the feed roller 22 and passes through the guide roller 21a.
Then, the direction is changed to a horizontal left-right direction (X direction), and then passes over the upper surface of the modeling table 71, and is then wound up by the collection-side roll Pb via the guide roller 21b.
【0019】図1に示すように、加熱押圧装置30は、
ヒータローラ(ホットローラ)31、ヒータカートリッ
ジ32、温度センサ34を備えている。ヒータローラ3
1は、略円筒状のステンレススチールからなる。このヒ
ータローラ31の内部に、円柱状のセラミックスヒータ
からなるヒータカートリッジ32が挿通されている。
尚、ヒータローラ31の長さは素材シートPの幅よりも
長く設定されている。制御装置80は、ヒータローラ3
1の外周面の温度を検出する温度センサ34の検出信号
に基づいて、ヒータカートリッジ32への通電を制御
し、ヒータローラ31の外周面の温度が所定温度(例え
ば、280〜300℃程度)に保たれるように加熱させ
る。As shown in FIG. 1, the heating and pressing device 30 comprises:
A heater roller (hot roller) 31, a heater cartridge 32, and a temperature sensor 34 are provided. Heater roller 3
1 is made of substantially cylindrical stainless steel. A heater cartridge 32 composed of a cylindrical ceramic heater is inserted into the heater roller 31.
The length of the heater roller 31 is set longer than the width of the material sheet P. The controller 80 controls the heater roller 3
1, the power supply to the heater cartridge 32 is controlled based on the detection signal of the temperature sensor 34 for detecting the temperature of the outer peripheral surface of the heater roller 31 to maintain the temperature of the outer peripheral surface of the heater roller 31 at a predetermined temperature (for example, about 280 to 300 ° C.). Heat to drip.
【0020】図1,図3〜図7に示すように、切断装置
40は、レーザ発振器41、ミラーボックス42〜4
5、レーザトーチ46を備えている。レーザ発振器41
は炭酸ガスレーザのレーザビームLを生成し、そのレー
ザビームLは、各ミラーボックス42〜45に内蔵され
たミラー(図示略)により反射されてレーザトーチ46
から下向きに照射され、中間積層体Wの上面に接着され
た素材シートPを切断する。このとき、制御装置80
は、1枚分の厚さよりわずかに大きい深さまで素材シー
トPを切断するように、レーザ発振器41を制御してレ
ーザビームLの出力を調整する。尚、切断装置40は、
上記のようにレーザを用いたものに限らず、どのような
切断機構(例えば、超音波カッタなど)を用いたものに
置き代えてもよい。As shown in FIGS. 1, 3 to 7, the cutting device 40 comprises a laser oscillator 41, mirror boxes 42 to 4
5. A laser torch 46 is provided. Laser oscillator 41
Generates a laser beam L of a carbon dioxide gas laser, and the laser beam L is reflected by mirrors (not shown) built in each of the mirror boxes 42 to 45 to form a laser torch 46.
The material sheet P that is irradiated downward from above and is adhered to the upper surface of the intermediate laminate W is cut. At this time, the control device 80
Controls the laser oscillator 41 to adjust the output of the laser beam L so as to cut the material sheet P to a depth slightly larger than the thickness of one sheet. In addition, the cutting device 40
The cutting mechanism is not limited to the one using a laser as described above, and may be replaced with one using any cutting mechanism (for example, an ultrasonic cutter).
【0021】移動装置50は、X方向フレーム51a,
51b、Y方向キャリッジ52、移動ヘッド53、プー
リ54a,54b,58a,58b、駆動ベルト55,
59、モータ56,60、ヒータスライド(ヒータ移動
台)57を備えている。図2に示すように、四角筒状の
長尺物である各X方向フレーム51a,51bは、シー
ト積層式3次元造形装置10の水平な前後方向(Y方
向)に所定間隔をあけて素材シートPを挟むように配置
されると共に、水平な左右方向(X方向)に延びるよう
に、シート積層式3次元造形装置10の前側および後側
の機枠(図示略)にそれぞれ取付固定されている。尚、
X方向とY方向とは直交している。The moving device 50 includes an X-direction frame 51a,
51b, Y-direction carriage 52, moving head 53, pulleys 54a, 54b, 58a, 58b, drive belt 55,
59, motors 56 and 60, and a heater slide (heater moving table) 57. As shown in FIG. 2, the X-direction frames 51 a and 51 b, which are long rectangular tubes, are spaced apart from each other by a predetermined distance in the horizontal front-rear direction (Y direction) of the sheet stacking type three-dimensional printing apparatus 10. The sheet stacking type three-dimensional modeling apparatus 10 is attached and fixed to the front and rear machine frames (not shown) so as to sandwich the P and extend in the horizontal left-right direction (X direction). . still,
The X direction and the Y direction are orthogonal.
【0022】細長板状のY方向キャリッジ52は、各X
方向フレーム51a,51bの上側にて各X方向フレー
ム51a,51bと直交して水平な前後方向(Y方向)
に延びるように差し渡され、各X方向フレーム51a,
51bの上面に取付固定されたX方向ガイドレール(図
示略)に対して摺動可能に嵌合されて案内支持されてい
る。Y方向キャリッジ52の後側端部の上側には、ミラ
ーボックス44が取付固定されている。Each of the elongated plate-like Y-direction carriages 52
A horizontal front-rear direction (Y direction) orthogonal to each X-direction frame 51a, 51b above the direction frames 51a, 51b.
Are extended so as to extend to each X-direction frame 51a,
An X-direction guide rail (not shown) attached and fixed to the upper surface of 51b is slidably fitted and guided and supported. A mirror box 44 is attached and fixed above the rear end of the Y-direction carriage 52.
【0023】Y方向キャリッジ52の上側には、ミラー
ボックス45およびレーザトーチ46が設けられた移動
ヘッド53が配置されている。移動ヘッド53は、Y方
向キャリッジ52の長手方向(Y方向)に沿って往復移
動可能に案内支持され、制御装置80によって制御され
る駆動機構(図示略)により往復移動される。尚、移動
ヘッド53を移動させる駆動機構としては、造形テーブ
ル71の昇降機構と同様に送り螺子を用いたものや、後
述するY方向キャリッジ52の移動機構と同様にプーリ
と駆動ベルトを用いたもの、などがある。A moving head 53 provided with a mirror box 45 and a laser torch 46 is disposed above the Y-direction carriage 52. The moving head 53 is guided and supported so as to be able to reciprocate along the longitudinal direction (Y direction) of the Y-direction carriage 52, and is reciprocated by a driving mechanism (not shown) controlled by the control device 80. As a driving mechanism for moving the moving head 53, a mechanism using a feed screw in the same manner as the elevating mechanism of the modeling table 71, or a mechanism using a pulley and a driving belt in the same manner as a moving mechanism for the Y-direction carriage 52 described later. ,and so on.
【0024】図3〜図7に示すように、各X方向フレー
ム51a,51bの左右両端部にはそれぞれ各プーリ5
4a,54bが取付固定され(図示略)、各プーリ54
a,54b間には駆動ベルト55が掛けられ、駆動ベル
ト55にはY方向キャリッジ52が取付固定されてい
る。プーリ54bはY方向水平軸線周りに回転自在に機
枠に支持されている。また、プーリ54aは、機枠に取
付固定されたモータ56によってY方向水平軸線周りに
回転駆動される。そのため、制御装置80によって制御
されるモータ56によりプーリ54aが回転駆動される
と、それに連動して駆動ベルト55が移動すると共にプ
ーリ54bが回転され、その駆動ベルト55の移動に伴
い、Y方向キャリッジ52は各X方向フレーム51a,
51bの長手方向(X方向)に沿って往復平行移動され
る。これにより、移動ヘッド53に設けられたレーザト
ーチ46は、中間積層体Wを支持する造形テーブル71
に対してX方向およびY方向に移動され、その軌跡は制
御装置80によって3次元CADデータを基に制御され
る。つまり、レーザトーチ46から素材シートPに照射
されるレーザビームLの軌跡は、制御装置80によって
3次元CADデータを基に制御される。As shown in FIGS. 3 to 7, pulleys 5 are provided at both left and right ends of each of the X-direction frames 51a and 51b.
4a and 54b are attached and fixed (not shown).
A drive belt 55 is hung between a and b, and the Y-direction carriage 52 is fixedly mounted on the drive belt 55. The pulley 54b is supported by the machine frame so as to be rotatable around a horizontal axis in the Y direction. The pulley 54a is driven to rotate about a horizontal Y-axis by a motor 56 fixed to the machine frame. Therefore, when the pulley 54a is rotationally driven by the motor 56 controlled by the control device 80, the drive belt 55 moves in conjunction therewith, and the pulley 54b rotates, and with the movement of the drive belt 55, the Y-direction carriage 52 is each X direction frame 51a,
Reciprocating parallel movement is performed along the longitudinal direction (X direction) of 51b. As a result, the laser torch 46 provided on the moving head 53 moves the modeling table 71 supporting the intermediate laminate W.
Is moved in the X direction and the Y direction, and its trajectory is controlled by the control device 80 based on the three-dimensional CAD data. That is, the trajectory of the laser beam L emitted from the laser torch 46 to the material sheet P is controlled by the control device 80 based on the three-dimensional CAD data.
【0025】図2に示すように、細長板状のヒータスラ
イド57は、各X方向フレーム51a,51bの下側に
て各X方向フレーム51a,51bと直交して水平な前
後方向(Y方向)に延びるように差し渡され、各X方向
フレーム51a,51bの下面に取付固定されたX方向
ガイドレール(図示略)に対して摺動可能に嵌合されて
案内支持されている。図3〜図7に示すように、ヒータ
スライド57の下面には、その長手方向に沿って、ヒー
タローラ31がY方向水平軸線周りに回転自在で且つ多
少上下動可能に支持されている。As shown in FIG. 2, an elongated plate-shaped heater slide 57 is disposed below the X-direction frames 51a and 51b and is orthogonal to the X-direction frames 51a and 51b in the front-rear direction (Y direction). , And is slidably fitted and guided and supported by an X-direction guide rail (not shown) attached and fixed to the lower surface of each of the X-direction frames 51a and 51b. As shown in FIGS. 3 to 7, a heater roller 31 is supported on the lower surface of the heater slide 57 along the longitudinal direction thereof so as to be rotatable around a horizontal axis in the Y direction and to be able to move up and down to some extent.
【0026】図3〜図7に示すように、各X方向フレー
ム51a,51bの左右両端部にはそれぞれ各プーリ5
8a,58bが取付固定され、各プーリ58a,58b
間には駆動ベルト59が掛けられ、駆動ベルト59には
ヒータスライド57が取付固定されている。プーリ58
bはY方向水平軸線周りに回転自在に機枠に支持されて
いる。また、プーリ58aは、機枠に取付固定されたモ
ータ60によってY方向水平軸線周りに回転駆動され
る。そのため、制御装置80によって制御されるモータ
60によりプーリ58aが回転駆動されると、それに連
動して駆動ベルト59が移動すると共にプーリ58bが
回転され、その駆動ベルト59の移動に伴い、ヒータス
ライド57は各X方向フレーム51a,51bの長手方
向(X方向)に沿って往復平行移動される。これによ
り、ヒータスライド57に支持されて外周面が加熱され
たヒータローラ31は、ヒータスライド57の移動に伴
い、それまでに積層された中間積層体Wの上面に送り込
まれた素材シートPの上を転動し、素材シートPを加熱
すると同時に、ヒータローラ31の自重で中間積層体W
の上面に素材シートPを押圧して接着させる。As shown in FIGS. 3 to 7, pulleys 5 are provided at both left and right ends of each of the X-direction frames 51a and 51b.
8a and 58b are attached and fixed, and each pulley 58a and 58b
A drive belt 59 is hung between them, and a heater slide 57 is attached and fixed to the drive belt 59. Pulley 58
b is supported by the machine frame so as to be rotatable about the horizontal axis in the Y direction. The pulley 58a is driven to rotate around a horizontal Y-axis by a motor 60 fixed to the machine frame. Therefore, when the pulley 58a is rotationally driven by the motor 60 controlled by the control device 80, the drive belt 59 moves in conjunction therewith and the pulley 58b rotates, and the heater slide 57 moves with the movement of the drive belt 59. Is reciprocally translated along the longitudinal direction (X direction) of each of the X-direction frames 51a and 51b. As a result, the heater roller 31 whose outer peripheral surface is heated by being supported by the heater slide 57 moves on the material sheet P sent to the upper surface of the intermediate laminated body W that has been laminated by the movement of the heater slide 57. Rolls and heats the material sheet P, and at the same time, the intermediate laminate W
The material sheet P is pressed and adhered to the upper surface of the substrate.
【0027】図2〜図7に示すように、ヒータスライド
57の長手方向略中央部の下面にはリミットスイッチ7
7が設けられている。このリミットスイッチ77は、造
形テーブル71と共に上昇する中間積層体Wおよび素材
シートPの上面が所定の高さに達すると、素材シートP
に当接して作動する。制御装置80は、リミットスイッ
チ77の作動に基づいて昇降モータ75の回転を停止さ
せることにより、中間積層体Wに素材シートPを乗せた
高さが、ヒータローラ31の下面より若干高い位置にな
った時点で、造形テーブル71の上昇を停止させる。
尚、この造形テーブル71の停止位置は、リミットスイ
ッチ77の作動する位置を変更することにより、任意に
設定することができる。As shown in FIGS. 2 to 7, a lower limit switch 7 is provided on the lower surface of the heater slide 57 at a substantially central portion in the longitudinal direction.
7 are provided. When the upper surfaces of the intermediate laminate W and the material sheet P that rise together with the molding table 71 reach a predetermined height, the limit switch 77
It operates in contact with. The control device 80 stops the rotation of the lifting / lowering motor 75 based on the operation of the limit switch 77, so that the height of the material sheet P placed on the intermediate laminate W is slightly higher than the lower surface of the heater roller 31. At this time, the ascent of the modeling table 71 is stopped.
The stop position of the molding table 71 can be arbitrarily set by changing the position where the limit switch 77 operates.
【0028】[本実施形態の動作]次に、本実施形態の
動作について説明する。図8は、三次元立体形状(造形
物)の造形サイクルを説明するための説明図である。図
9は、造形中の中間積層体Mの切断箇所(切断線)であ
る各線M1〜M4を示す平面図である。図10は、造形
中の中間積層体Mの断面図である。[Operation of this embodiment] Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a molding cycle of a three-dimensional three-dimensional shape (molded object). FIG. 9 is a plan view showing the lines M1 to M4, which are cutting locations (cutting lines) of the intermediate laminate M during modeling. FIG. 10 is a cross-sectional view of the intermediate laminate M during molding.
【0029】まず、シート積層式3次元造形装置10の
オペレータは、3次元立体形状の造形に先立ち、図1
1,図13,図15(A)に示すように、造形テーブル
71の全ての螺子93を緩めることにより、全ての可動
部材92を螺子頭93aの反対側(造形テーブル71の
後側)へ移動させて間隙91cを拡げておく。そして、
図3に示すように下降させた造形テーブル71の上面の
略中央部にて、固定部材91と可動部材92の両方にか
かるように、作成する造形物の基部となる素材シートP
Bを両面粘着テープBTを用いて接着し(図10参
照)、その後に制御装置80を起動させる。図11に示
す例では、造形テーブル71の中央部の1つの可動部材
92とその両側の固定部材91との両方に、素材シート
PBが両面粘着テープBTを用いて接着されている。
尚、素材シートPBは素材シートPを所定寸法形状に切
り取ったものである。また、両面粘着テープBTは、合
成樹脂からなるスポンジ状の基材の両面に粘着剤が塗布
されて形成されている。First, the operator of the sheet stacking type three-dimensional modeling apparatus 10 performs the operation shown in FIG.
As shown in FIGS. 13 and 15A, by loosening all the screws 93 of the molding table 71, all the movable members 92 are moved to the opposite side of the screw head 93a (the rear side of the molding table 71). Then, the gap 91c is expanded. And
As shown in FIG. 3, at a substantially central portion of the upper surface of the modeling table 71 lowered, a material sheet P serving as a base of a model to be created so as to cover both the fixed member 91 and the movable member 92.
B is adhered using a double-sided adhesive tape BT (see FIG. 10), and then the control device 80 is activated. In the example illustrated in FIG. 11, the material sheet PB is bonded to both the one movable member 92 at the center of the modeling table 71 and the fixed members 91 on both sides thereof using a double-sided adhesive tape BT.
The material sheet PB is obtained by cutting the material sheet P into a predetermined size and shape. Further, the double-sided pressure-sensitive adhesive tape BT is formed by applying a pressure-sensitive adhesive to both surfaces of a sponge-like substrate made of a synthetic resin.
【0030】制御装置80が起動すると、内蔵ROMに
記録されている制御プログラムに従い、コンピュータに
よる各種演算処理によって、以下の処理動作を実行す
る。尚、前記制御プログラムをコンピュータで読み取り
可能な記録媒体(半導体メモリ(メモリスティックな
ど),ハードディスク,フロッピー(登録商標)ディス
ク,データカード(ICカード,磁気カードなど),光
ディスク(CD−ROM,CD−R,CD−RW,DV
Dなど),光磁気ディスク(MDなど),相変化ディス
ク,磁気テープなど)に記録しておき、当該プログラム
を必要に応じて制御装置80にロードして起動すること
により用いるようにしてもよい。When the control device 80 is started, the following processing operations are executed by various types of arithmetic processing by a computer according to a control program recorded in a built-in ROM. A computer-readable recording medium (semiconductor memory (memory stick, etc.), hard disk, floppy (registered trademark) disk, data card (IC card, magnetic card, etc.), optical disk (CD-ROM, CD-ROM) R, CD-RW, DV
D), a magneto-optical disk (eg, MD), a phase-change disk, a magnetic tape, etc.), and the program may be loaded into the control device 80 as needed and activated to be used. .
【0031】まず、制御装置80は、図4に示すよう
に、モータ60を作動させることにより、リミットスイ
ッチ77が素材シートPBにかかるようにヒータスライ
ド57を左方向に移動させ、その状態で昇降モータ75
を作動させることにより造形テーブル71を上昇させ、
リミットスイッチ77が素材シートPBの上面と当接し
た時点で造形テーブル71の上昇を停止させる。そし
て、制御装置80は、モータ60を作動させることによ
り、ヒータスライド57を図3に示す基準位置まで右方
向に移動させる。First, as shown in FIG. 4, the control device 80 operates the motor 60 to move the heater slide 57 to the left so that the limit switch 77 is engaged with the material sheet PB. Motor 75
To raise the modeling table 71,
When the limit switch 77 contacts the upper surface of the material sheet PB, the ascent of the modeling table 71 is stopped. Then, the control device 80 moves the heater slide 57 rightward to the reference position shown in FIG. 3 by operating the motor 60.
【0032】次に、制御装置80は、切断装置40を動
作させ、図9および図10に示すように、素材シートP
Bに対してレーザトーチ46からレーザビームLを照射
させることにより、素材シートPBを中間積層体Wの最
も外側となる四角い外輪郭線M1に沿って切断させる。
その後、制御装置80は、モータ56を作動させること
により、移動ヘッド53を図3に示す基準位置まで右方
向に移動させる。そして、制御装置80は、造形テーブ
ル71を下降させることにより、素材シートPBにおけ
る外輪郭線M1の外側の部分を造形テーブル71の上面
から剥がして除去させる。尚、素材シートPBを外輪郭
線M1に沿って切断させるのではなく、後述する内輪郭
線M2または造形輪郭線M3および分割線M4に沿って
切断させるようにしてもよい。Next, the control device 80 operates the cutting device 40, and as shown in FIG. 9 and FIG.
By irradiating B with the laser beam L from the laser torch 46, the material sheet PB is cut along the square outer contour M1 that is the outermost of the intermediate laminate W.
Thereafter, the control device 80 operates the motor 56 to move the moving head 53 rightward to the reference position shown in FIG. Then, the control device 80 removes the portion of the material sheet PB outside the outer contour line M1 from the upper surface of the modeling table 71 by lowering the modeling table 71. Note that, instead of cutting the material sheet PB along the outer contour line M1, the material sheet PB may be cut along the later-described inner contour line M2 or molding contour line M3 and the dividing line M4.
【0033】続いて、オペレータは、供給側ロールPa
から引き出した素材シートPを各案内ローラ21b,2
1a,25a,25bの間に渡し、その素材シートPの
先端部を回収ロールPbに巻回し、その後に制御装置8
0を動作させる。すると、制御装置80は、各モータ2
3、24により素材シートPを軽く緊張させ、各部材を
図3および図8(A)に示す状態にさせる。次に、制御
装置80は、モータ60を作動させることによりヒータ
スライド57を左方向に移動させ、図4に示すように、
リミットスイッチ77だけが中間積層体Wにかかる位置
で停止させる。そして、制御装置80は、昇降モータ7
5を作動させて造形テーブル71を上昇させ、中間積層
体W(第1回目の上昇の場合は造形物の基部となる素材
シートPB)の上面が素材シートPの下面に当接してこ
れをわずかに押し上げ、リミットスイッチ77が素材シ
ートPの上面と当接した時点で、造形テーブル71の上
昇を停止させると共に、この造形テーブル71の停止位
置を内蔵RAMに記憶させる。Subsequently, the operator sets the supply-side roll Pa
The material sheet P drawn out from each of the guide rollers 21b, 2
1a, 25a, and 25b, and the leading end of the material sheet P is wound around a collection roll Pb.
Operate 0. Then, the control device 80 controls each motor 2
The material sheet P is lightly tensioned by 3 and 24, and each member is brought into a state shown in FIG. 3 and FIG. Next, the controller 80 moves the heater slide 57 to the left by operating the motor 60, and as shown in FIG.
Only the limit switch 77 is stopped at the position where it is applied to the intermediate laminate W. The control device 80 controls the lifting motor 7
5, the modeling table 71 is raised, and the upper surface of the intermediate laminated body W (the material sheet PB serving as the base of the modeled object in the case of the first rising) abuts against the lower surface of the material sheet P and is slightly When the limit switch 77 comes into contact with the upper surface of the material sheet P, the elevation of the modeling table 71 is stopped, and the stop position of the modeling table 71 is stored in the built-in RAM.
【0034】続いて、制御装置80は、図5に示すよう
に、モータ60を作動させることによりヒータスライド
57を左右方向(X方向)に往復移動させ、図8(B)
に示すように、所定温度に加熱させたヒータローラ31
を中間積層体W(第1回目の作動の場合は造形物の基部
となる素材シートPB)の上面に当接された素材シート
Pに押圧させながら往復転動させる。すると、素材シー
トPが加熱されて裏面のホットメルト接着剤が溶融され
ると同時に、その素材シートPの裏面が中間積層体W
(または素材シートPB)の上面に押圧されて接着され
る。次に、制御装置80は、モータ60を作動させるこ
とにより、ヒータスライド57を図6に示す基準位置ま
で右方向に移動させる。そして、制御装置80は、図
1,図6,図8(C),図9,図10に示すように、切
断装置40を動作させ、それまでに積層された中間積層
体W(第1回目の作動の場合は造形物の基部となる素材
シートPB)の上面に新たに接着された素材シートPに
対してレーザビームLを照射させることにより、素材シ
ートPを切断させる。Subsequently, the controller 80 reciprocates the heater slide 57 in the left-right direction (X direction) by operating the motor 60 as shown in FIG.
As shown in the figure, the heater roller 31 heated to a predetermined temperature
Is reciprocatingly rolled while being pressed against the material sheet P abutting on the upper surface of the intermediate laminate W (in the case of the first operation, the material sheet PB serving as the base of the modeled object). Then, the material sheet P is heated to melt the hot melt adhesive on the back surface, and at the same time, the back surface of the material sheet P is
(Or the material sheet PB) is pressed and adhered to the upper surface. Next, the control device 80 operates the motor 60 to move the heater slide 57 rightward to the reference position shown in FIG. Then, as shown in FIGS. 1, 6, 8C, 9, and 10, the control device 80 operates the cutting device 40, and the intermediate laminate W (the first In the case of the operation of (1), the material sheet P newly cut on the upper surface of the material sheet PB) serving as the base of the modeled object is irradiated with the laser beam L to cut the material sheet P.
【0035】続いて、制御装置80は、モータ56を作
動させることにより、移動ヘッド53を図7に示す基準
位置まで右方向に移動させる。その後、制御装置80
は、昇降モータ75を作動させることにより、造形テー
ブル71を図3に示す位置まで下降させる。そして、制
御装置80は、3次元立体形状の造形が完了したかどう
かを判断し、造形が完了していなければ各モータ23,
24を作動させて素材シートPの切り抜かれた部分を回
収側ロールPbの方へ送らせ、供給側ロールPaから新
たに素材シートPを引き出させて中間積層体Wの上面へ
送り込ませる。Subsequently, the control device 80 operates the motor 56 to move the moving head 53 rightward to the reference position shown in FIG. Thereafter, the control device 80
Operates the elevating motor 75 to lower the modeling table 71 to the position shown in FIG. Then, the control device 80 determines whether or not the formation of the three-dimensional three-dimensional shape is completed.
24, the cut-out portion of the material sheet P is sent to the collection-side roll Pb, and the material sheet P is newly pulled out from the supply-side roll Pa and sent to the upper surface of the intermediate laminate W.
【0036】以上の動作が繰り返されることにより、中
間積層体Wは次第に厚くなり、造形物の基部となる素材
シートPBにおける造形テーブル71の停止位置と、今
回接着した素材シートPにおける造形テーブル71の停
止位置との差により与えられる高さが次第に増大する。
そして、制御装置80は、この停止位置の差により与え
られる高さと完成した状態の造形物の高さとの差が、素
材シートPの厚さよりも小さくなったことをもって3次
元立体形状の造形が完了したことを判断し、各装置2
0,30,40,50,70の動作を停止させる。By repeating the above operation, the intermediate laminated body W gradually becomes thicker, and the stop position of the molding table 71 on the material sheet PB serving as the base of the molded article and the molding table 71 on the material sheet P bonded this time are determined. The height given by the difference from the stop position gradually increases.
Then, the control device 80 completes the formation of the three-dimensional solid shape when the difference between the height given by the difference between the stop positions and the height of the formed object in the completed state is smaller than the thickness of the material sheet P. Each device 2
The operations of 0, 30, 40, 50 and 70 are stopped.
【0037】その後、オペレータは、図12,図14,
図15(B)に示すように、造形テーブル71におい
て、造形物の基部となる素材シートPBが接着されてい
る可動部材92に対応する螺子93を締めることによ
り、当該可動部材92を螺子頭93aの側(造形テーブ
ル71の前側)へ移動させて間隙91cを狭めてゆく。
すると、当該可動部材92の移動に伴い、素材シートP
Bの下面に接着されている両面粘着テープBTと当該移
動する可動部材92との間に剪断力が働き、両面粘着テ
ープBTと造形テーブル71との界面が剥離される。そ
の結果、オペレータは造形テーブル71から完成した造
形物を取り外す(分離する)ことができる。Thereafter, the operator checks the state shown in FIGS.
As shown in FIG. 15B, in the modeling table 71, the movable member 92 is tightened with the screw 93 corresponding to the movable member 92 to which the material sheet PB serving as the base of the model is adhered, so that the movable member 92 is screwed to the screw head 93 a. (The front side of the modeling table 71) to narrow the gap 91c.
Then, as the movable member 92 moves, the material sheet P
A shear force acts between the double-sided adhesive tape BT adhered to the lower surface of B and the moving movable member 92, and the interface between the double-sided adhesive tape BT and the modeling table 71 is peeled off. As a result, the operator can remove (separate) the completed model from the modeling table 71.
【0038】尚、図10に示すように、レーザトーチ4
6から照射されたレーザビームLにより素材シートPが
切断される際には、造形輪郭線M3→分割線M4→内輪
郭線M2→外輪郭線M1の順で切断される。制御装置8
0は、造形物の基部となる素材シートPBにおける造形
テーブル71の停止位置と今回接着した素材シートPに
おける造形テーブル71の停止位置との差により与えら
れる高さ位置に対応する造形物の輪郭形状(スライスデ
ータ)を演算し、レーザビームLの径よりも多少大きい
幅を有する造形輪郭線M3の内縁がこのスライスデータ
と一致するように、レーザトーチ46(移動ヘッド5
3)をX方向およびY方向に移動させる。ここで、外輪
郭線M1,内輪郭線M2,分割線M4の軌跡は、中間積
層体Wの全ての層について同一であり、中間積層体Wを
形成する各層の素材シートPの造形輪郭線M3は上下方
向に連続したものとなる。As shown in FIG. 10, the laser torch 4
When the material sheet P is cut by the laser beam L irradiated from 6, the shaping contour line M3 → the dividing line M4 → the inner contour line M2 → the outer contour line M1 is cut in this order. Control device 8
0 is the contour shape of the modeled object corresponding to the height position given by the difference between the stop position of the modeling table 71 on the material sheet PB serving as the base of the modeled object and the stop position of the modeling table 71 on the material sheet P bonded this time. (Slice data) is calculated, and the laser torch 46 (moving head 5) is moved so that the inner edge of the shaping contour line M3 having a width slightly larger than the diameter of the laser beam L matches this slice data.
3) is moved in the X direction and the Y direction. Here, the locus of the outer contour line M1, the inner contour line M2, and the division line M4 is the same for all the layers of the intermediate laminated body W, and the molding contour line M3 of the material sheet P of each layer forming the intermediate laminated body W Is continuous in the vertical direction.
【0039】[本実施形態の作用・効果]以上詳述した
ように、本実施形態においては、全ての螺子93を緩め
た状態で、造形物の基部となる素材シートPBを両面粘
着テープBTを用いて造形テーブル71の固定部材91
と可動部材92の両方に接着しておき、3次元立体形状
の造形が完了した後に、素材シートPBが接着されてい
る可動部材92に対応する螺子93を締めるだけで、両
面粘着テープBTと当該可動部材92(造形テーブル7
1)との間に剪断力を働かせて両者の界面を剥離させ、
造形テーブル71から完成した造形物を取り外すことが
できる。[Operation / Effect of this Embodiment] As described above in detail, in this embodiment, the material sheet PB serving as the base of the molded article is attached to the double-sided adhesive tape BT with all the screws 93 loosened. Fixing member 91 of modeling table 71 using
After the formation of the three-dimensional three-dimensional shape is completed, simply tighten the screw 93 corresponding to the movable member 92 to which the material sheet PB is adhered, and the double-sided adhesive tape BT and the The movable member 92 (the molding table 7)
1) By applying a shearing force between them and exfoliating the interface between them,
The completed model can be removed from the modeling table 71.
【0040】ここで、螺子93を回転させるのに大きな
力や長い時間は必要ないため、造形テーブル71から完
成した造形物を容易かつ短時間に取り外すことができ
る。さらに、各螺子93の螺子頭93aにはオペレータ
が抓んで回しやすいような模様パターンが刻まれている
ため、オペレータは螺子93を回転させるための工具を
用いることなく小さな力で速やかに螺子93を回転させ
ることができる。Here, since a large force and a long time are not required to rotate the screw 93, the completed model can be easily and quickly removed from the modeling table 71. Further, since a pattern is formed on the screw head 93a of each screw 93 so that the operator can easily grasp and turn the screw 93, the operator can quickly turn the screw 93 with a small force without using a tool for rotating the screw 93. Can be rotated.
【0041】また、造形テーブル71の可動部材92の
移動に伴って両面粘着テープBTと可動部材92との間
に働く剪断力は、両面粘着テープBTと造形テーブル7
1との界面を剥離させるだけであるため、造形物に傷が
付くことはない。The shearing force acting between the double-sided adhesive tape BT and the movable member 92 in accordance with the movement of the movable member 92 of the molding table 71 is reduced by the double-sided adhesive tape BT and the molding table 7.
Since only the interface with 1 is peeled off, the molded article is not damaged.
【0042】[他の実施形態]尚、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、以下のように変更しても
よく、その場合でも、上記実施形態と同等もしくはそれ
以上の作用・効果を得ることができる。 (1)造形テーブル71の上面の平面寸法と同一サイズ
の3次元立体形状を造形する場合には、両面粘着テープ
BTを用いないで、所定枚数(例えば、20枚程度)だ
け接着積層させた素材シートPを両面粘着テープBTの
代わりに用いてもよい。この場合は、まず、素材シート
Pの裏面の接着剤を用いて素材シートPを造形テーブル
71の上面に直接接着させ、次に、素材シートPを所定
枚数だけ接着積層させ、続いて、その所定枚数だけ接着
積層させた素材シートPの上に中間積層体Wを形成さ
せ、最後に、所定枚数だけ接着積層させた素材シートP
と可動部材92との間に剪断力を働かせて両者の界面を
剥離させ、造形テーブル71から完成した造形物を取り
外す。つまり、所定枚数だけ接着積層させた素材シート
Pを捨て紙として用いるわけである。[Other Embodiments] It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be modified as follows. The effect can be obtained. (1) When forming a three-dimensional three-dimensional shape having the same size as the planar dimension of the upper surface of the modeling table 71, a material in which a predetermined number (for example, about 20) of adhesive materials are laminated without using the double-sided adhesive tape BT. The sheet P may be used instead of the double-sided adhesive tape BT. In this case, first, the material sheet P is directly adhered to the upper surface of the modeling table 71 by using an adhesive on the back surface of the material sheet P, and then a predetermined number of the material sheets P are adhered and laminated. The intermediate laminated body W is formed on the material sheet P bonded and laminated by the number of sheets, and finally, the material sheet P bonded and laminated by a predetermined number of sheets.
A shear force is applied between the movable member 92 and the movable member 92 to separate the interface therebetween, and the completed model is removed from the modeling table 71. That is, a predetermined number of the material sheets P bonded and laminated are used as discarded paper.
【0043】(2)上記実施形態では素材シートPを接
着した後にレーザビームLにより切断しているが、素材
シートPをレーザビームLにより切断した後に接着する
ようにしてもよい。 (3)上記実施形態では、移動装置50としてプーリ5
4a,54b,58a,58bと駆動ベルト55,59
を用いた機構を採用したが、本出願人の既出願の公報
(特開平11−227053号公報、特開平11−198235号公報)
に開示されるように、送り螺子を用いた機構を採用して
もよい(2) In the above embodiment, the material sheet P is cut by the laser beam L after bonding, but the material sheet P may be cut by the laser beam L and then bonded. (3) In the above embodiment, the pulley 5 is used as the moving device 50.
4a, 54b, 58a, 58b and drive belts 55, 59
Was adopted, but the applicant's already-published gazettes (JP-A-11-227053, JP-A-11-198235)
, A mechanism using a feed screw may be adopted.
【0044】(4)上記実施形態では、加熱することに
より溶融して接着力を生じる接着剤が塗布された素材シ
ートPを用いたが、加圧するだけで接着力を生じる接着
剤が塗布された素材シートPを用いるようにしてもよ
い。また、特開平11−235762号公報に開示されるよう
に、素材シートP間に静電転写により接着剤を供給して
接着剤層を介在させ、この接着剤層を介して素材シート
P間を接着するようにしてもよい。そして、特開平6−1
90929号公報に開示されるように、光硬化型接着剤が塗
布された素材シートPを用い、光を照射して光硬化型接
着剤を硬化させることで素材シートPを接着するように
してもよい。(4) In the above embodiment, the material sheet P to which the adhesive which melts by heating to generate an adhesive force is used, but the adhesive which generates the adhesive force only by pressing is applied. The material sheet P may be used. Further, as disclosed in JP-A-11-235762, an adhesive is supplied between the material sheets P by electrostatic transfer to interpose an adhesive layer, and the material sheets P are interposed via the adhesive layer. You may make it adhere. And, JP-A-6-1
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 90929, a material sheet P coated with a photocurable adhesive is used, and the material sheet P is bonded by irradiating light to cure the photocurable adhesive. Good.
【図1】本発明を具体化した一実施形態のシート積層式
3次元造形装置の概略構成を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a sheet lamination type three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the invention.
【図2】一実施形態のシート積層式3次元造形装置の要
部平面図。FIG. 2 is a plan view of a main part of the three-dimensional sheet forming apparatus according to the embodiment.
【図3】一実施形態のシート積層式3次元造形装置の動
作状態における概略構成を示す全体正面図。FIG. 3 is an overall front view showing a schematic configuration in an operating state of the sheet lamination type three-dimensional printing apparatus of one embodiment.
【図4】一実施形態のシート積層式3次元造形装置の動
作状態における概略構成を示す全体正面図。FIG. 4 is an overall front view showing a schematic configuration in an operating state of the sheet stacking type three-dimensional printing apparatus of one embodiment.
【図5】一実施形態のシート積層式3次元造形装置の動
作状態における概略構成を示す全体正面図。FIG. 5 is an overall front view showing a schematic configuration in an operating state of the sheet lamination type three-dimensional printing apparatus of one embodiment.
【図6】一実施形態のシート積層式3次元造形装置の動
作状態における概略構成を示す全体正面図。FIG. 6 is an overall front view showing a schematic configuration in an operating state of the sheet stacking type three-dimensional printing apparatus of one embodiment.
【図7】一実施形態のシート積層式3次元造形装置の動
作状態における概略構成を示す全体正面図。FIG. 7 is an overall front view showing a schematic configuration in an operating state of the sheet stacking type three-dimensional printing apparatus of one embodiment.
【図8】一実施形態における三次元立体形状の造形サイ
クルを説明するための説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a molding cycle of a three-dimensional three-dimensional shape according to the embodiment.
【図9】一実施形態における造形中の中間積層体の切断
箇所を示す平面図。FIG. 9 is a plan view showing cut portions of the intermediate laminate during molding according to one embodiment.
【図10】一実施形態における造形中の中間積層体の断
面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of an intermediate laminate during modeling in one embodiment.
【図11】一実施形態における造形テーブルの平面図。FIG. 11 is a plan view of a modeling table according to one embodiment.
【図12】一実施形態における造形テーブルの平面図。FIG. 12 is a plan view of a modeling table according to one embodiment.
【図13】図11におけるA−A線断面図。FIG. 13 is a sectional view taken along line AA in FIG. 11;
【図14】図12におけるA−A線断面図。FIG. 14 is a sectional view taken along line AA in FIG. 12;
【図15】図15(A)は図13の要部拡大図。図15
(B)は図14の要部拡大図。FIG. 15A is an enlarged view of a main part of FIG. 13; FIG.
(B) is an enlarged view of a main part of FIG. 14.
10…シート積層式3次元造形装置 20…素材シート供給装置 30…加熱押圧装置 31…ヒータローラ 40…切断装置 50…移動装置 70…昇降装置 71…造形テーブル 91…固定部材 92…可動部材 93…螺子 93a…螺子頭 93b…フランジ 91b…支持部 91d…U字溝 92a…雌螺子穴 P…素材シート PB…造形物の基部となる素材シート W…中間積層体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Sheet lamination type three-dimensional shaping apparatus 20 ... Material sheet feeding apparatus 30 ... Heat press apparatus 31 ... Heater roller 40 ... Cutting apparatus 50 ... Moving apparatus 70 ... Elevating apparatus 71 ... Modeling table 91 ... Fixed member 92 ... Movable member 93 ... Screw 93a: Screw head 93b: Flange 91b: Supporting part 91d: U-shaped groove 92a: Female screw hole P: Material sheet PB: Material sheet serving as a base of a molded article W: Intermediate laminate
Claims (3)
ルと、 作成中の造形物の上面へ素材シートを送り込む素材シー
ト供給手段と、 前記素材シートを前記作成中の造形物の上面に接着する
素材シート接着手段と、 前記素材シートを所定の形状に切断する素材シート切断
手段と、 前記造形物と前記造形テーブルとの間に剪断力を働かせ
て両者の界面を剥離させることにより、完成した造形物
を前記造形テーブルから取り外す分離手段とを備えたこ
とを特徴とするシート積層式3次元造形装置。A molding table to which a model to be created is bonded; a material sheet supply unit for feeding a material sheet to an upper surface of the model to be created; and a material sheet to be bonded to an upper surface of the model to be created. A material sheet bonding means, a material sheet cutting means for cutting the material sheet into a predetermined shape, and a shearing force acting between the modeled object and the modeling table to peel off an interface therebetween, thereby completing the completed modeling A sheet stacking type three-dimensional modeling apparatus, comprising: separating means for removing an object from the modeling table.
形装置において、 前記分離手段は、 前記造形テーブルに取付固定された固定部材と、 その固定部材に対して移動可能に取り付けられた可動部
材と、 その可動部材を前記固定部材に対して移動させるための
移動手段とを備え、 前記造形物は前記固定部材と前記可動部材の両方に接着
され、前記移動手段により前記可動部材が移動される
と、前記可動部材と前記造形物との間に剪断力が働いて
両者の界面が剥離されることを特徴とするシート積層式
3次元造形装置。2. The three-dimensional sheet forming apparatus according to claim 1, wherein the separating unit includes: a fixed member fixed to the shaping table; and a movable member movably mounted to the fixed member. A movable member for moving the movable member with respect to the fixed member, wherein the object is bonded to both the fixed member and the movable member, and the movable member is moved by the movable member. Then, a shearing force acts between the movable member and the modeled object, and an interface between the movable member and the modeled object is peeled off.
形装置において、 前記移動手段は、前記固定部材および前記可動部材と螺
子係合される螺子を備えたことを特徴とするシート積層
式3次元造形装置。3. The sheet stacking type three-dimensional printing apparatus according to claim 2, wherein the moving unit includes a screw that is screwed with the fixed member and the movable member. 3D modeling equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000296256A JP2002103460A (en) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | Sheet lamination type three-dimensional shaping apparatus |
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Publications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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