JP2003245982A - ラピッドプロトタイピング微細穴造形方法および造形品 - Google Patents
ラピッドプロトタイピング微細穴造形方法および造形品Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ラピッドプロトタイピング微細穴造形では微細
穴の所望のメッシュ造形品が得られず、目詰まりなどが
発生していた。本発明は、ラピッドプロトタイピングで
微細孔を造形する際、三次元ＣＡＤデータの変換によっ
て目詰まりあるいは不要な突起物のない造形品を得る方
法を提供することにある。 【解決手段】三次元ＣＡＤモデルにより造形品を複数の
積層部分に分割し、分割した積層部分の造形素材を順次
硬化する造形品生成方法において、造形品に対して設け
られる直線状微細穴の軸が平行な複数の微細穴とし、前
記微細穴を有する造形品の前記三次元ＣＡＤモデルデー
タを前記積層面に平行な等高線データに変換し、前記変
換された等高線データに基づいて微細穴を有する造型品
を生成することに特徴がある。
穴の所望のメッシュ造形品が得られず、目詰まりなどが
発生していた。本発明は、ラピッドプロトタイピングで
微細孔を造形する際、三次元ＣＡＤデータの変換によっ
て目詰まりあるいは不要な突起物のない造形品を得る方
法を提供することにある。 【解決手段】三次元ＣＡＤモデルにより造形品を複数の
積層部分に分割し、分割した積層部分の造形素材を順次
硬化する造形品生成方法において、造形品に対して設け
られる直線状微細穴の軸が平行な複数の微細穴とし、前
記微細穴を有する造形品の前記三次元ＣＡＤモデルデー
タを前記積層面に平行な等高線データに変換し、前記変
換された等高線データに基づいて微細穴を有する造型品
を生成することに特徴がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元ＣＡＤモデ
ルデータを用いた光造形や粉末焼結、または粉末融着等
のラピッドプロトタイピング微細穴造型方法および造形
品に関する。
ルデータを用いた光造形や粉末焼結、または粉末融着等
のラピッドプロトタイピング微細穴造型方法および造形
品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の３次元ＣＡＤモデルデータを用い
たラピッドプロトタイピングでの造形法を図５により説
明する。まず３次元ＣＡＤで作成した立体データ（図５
（Ａ）、ｅｘ．ｘ、ｙ、ｚ）をスライスし等高線データ
に変換（図５（Ｂ）ｅｘ．ｚ１に対するｘ１、ｙ１）す
る。その等高線データに基づいて造形素材を硬化させる
ビームの軌跡データに座標変換（図５（Ｃ））する。そ
の後、等高線データの厚さ分（スライスピッチ）、造形
素材、例えば粉末プラスチックを散布し薄膜を形成する
（図５（Ｄ））。そしてビームを照射によることによっ
て、前記粉末素材を硬化させる（図５（Ｅ））。これを
順次、等高線データの枚数分（積層分）繰り返し（図
５、（Ｄ）−（Ｅ）−（Ｆ））、粉末にあたかも埋まっ
ているような製品Ｐを取り出すと（図５（Ｇ））、３次
元ＣＡＤモデルデータと同様の造形品Ｐが生成される。
たラピッドプロトタイピングでの造形法を図５により説
明する。まず３次元ＣＡＤで作成した立体データ（図５
（Ａ）、ｅｘ．ｘ、ｙ、ｚ）をスライスし等高線データ
に変換（図５（Ｂ）ｅｘ．ｚ１に対するｘ１、ｙ１）す
る。その等高線データに基づいて造形素材を硬化させる
ビームの軌跡データに座標変換（図５（Ｃ））する。そ
の後、等高線データの厚さ分（スライスピッチ）、造形
素材、例えば粉末プラスチックを散布し薄膜を形成する
（図５（Ｄ））。そしてビームを照射によることによっ
て、前記粉末素材を硬化させる（図５（Ｅ））。これを
順次、等高線データの枚数分（積層分）繰り返し（図
５、（Ｄ）−（Ｅ）−（Ｆ））、粉末にあたかも埋まっ
ているような製品Ｐを取り出すと（図５（Ｇ））、３次
元ＣＡＤモデルデータと同様の造形品Ｐが生成される。
【０００３】図５の右側に示した（ａ）〜（ｇ）は、図
５の（Ａ）〜（Ｇ）に対応して、生成される造型品のイ
メージを示している。この例では、造型品Ｐを生成する
過程を示している。
５の（Ａ）〜（Ｇ）に対応して、生成される造型品のイ
メージを示している。この例では、造型品Ｐを生成する
過程を示している。
【０００４】ここで、等高線データをビームの軌跡デー
タに変換する際、等高線データの硬化領域に鋭角のエッ
ジがある場合、照射する円形断面ビームの照射軌跡を硬
化領域Ｈからはみ出さないようにしなければならない。
例えば図６（Ａ）に示すように、ビーム照射ＴＲをおこ
なったとき、硬化領域Ｈのエッジの先端部までビームが
届かず、結果的には図６（Ｂ）のように先端部の硬化が
欠落してしまう。
タに変換する際、等高線データの硬化領域に鋭角のエッ
ジがある場合、照射する円形断面ビームの照射軌跡を硬
化領域Ｈからはみ出さないようにしなければならない。
例えば図６（Ａ）に示すように、ビーム照射ＴＲをおこ
なったとき、硬化領域Ｈのエッジの先端部までビームが
届かず、結果的には図６（Ｂ）のように先端部の硬化が
欠落してしまう。
【０００５】そこで、従来技術では上記鋭角エッジ部の
硬化欠落を防ぐため、硬化領域のエッジの角度が９０°
未満の場合、エッジ先端部を包み込むような照射ビーム
軌跡によりビームの照射をおこなうようにする。例え
ば、図６（Ｃ）に示すように、照射ビーム軌跡ＴＲ１に
より照射する。しかし結果的には、照射ビーム軌跡ＴＲ
１が、硬化領域Ｈをはみ出すため、３次元ＣＡＤデータ
には存在しない不要な突起物が生成されてしまう（例え
ば、図６（Ｄ））。
硬化欠落を防ぐため、硬化領域のエッジの角度が９０°
未満の場合、エッジ先端部を包み込むような照射ビーム
軌跡によりビームの照射をおこなうようにする。例え
ば、図６（Ｃ）に示すように、照射ビーム軌跡ＴＲ１に
より照射する。しかし結果的には、照射ビーム軌跡ＴＲ
１が、硬化領域Ｈをはみ出すため、３次元ＣＡＤデータ
には存在しない不要な突起物が生成されてしまう（例え
ば、図６（Ｄ））。
【０００６】これは特に微細穴がある場合などに顕著に
現れる。このため、特に微細穴がある３次元ＣＡＤモデ
ルデータを用いて積層造形した場合、穴周辺に対しモデ
ルデータには存在しない突起物が形成され、場合によっ
ては穴が塞がってしまう現象がある。
現れる。このため、特に微細穴がある３次元ＣＡＤモデ
ルデータを用いて積層造形した場合、穴周辺に対しモデ
ルデータには存在しない突起物が形成され、場合によっ
ては穴が塞がってしまう現象がある。
【０００７】また、先行技術として特開２００１−２７
７３６９号公報がある。この記載はモデルを所望の間隔
で輪切りにして複数の断面輪郭線データを作成するスラ
イス処理と、輪郭線の構成においてレーザーのスポット
径に応じた寸法だけオフセット処理することが開示され
ている。また、隣接する線分がなす角度に対応するスポ
ット径を変更することも記載されている。角度が小さい
ときは、スポット径を小さくすることが実施例に記載さ
れている。
７３６９号公報がある。この記載はモデルを所望の間隔
で輪切りにして複数の断面輪郭線データを作成するスラ
イス処理と、輪郭線の構成においてレーザーのスポット
径に応じた寸法だけオフセット処理することが開示され
ている。また、隣接する線分がなす角度に対応するスポ
ット径を変更することも記載されている。角度が小さい
ときは、スポット径を小さくすることが実施例に記載さ
れている。
【０００８】また、先行技術として特開平５−４２８４
号公報がある。この記載は、プリント基板用基材の製造
方法に関する。従来の垂直なスルーホールに加え、所望
の形状、例えば、斜めのスルーホールやＬ字のスルーホ
ールなどのスルーホールを有するプリント配線板用基材
およびその製造方法に関するものである。
号公報がある。この記載は、プリント基板用基材の製造
方法に関する。従来の垂直なスルーホールに加え、所望
の形状、例えば、斜めのスルーホールやＬ字のスルーホ
ールなどのスルーホールを有するプリント配線板用基材
およびその製造方法に関するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術は、硬化
領域が鋭角の形状の場合、ビームの大きさによってその
先端部（コーナ部）の硬化が出来ずに硬化の欠落部が生
じてしまう。したがって、前記従来技術のように、鋭角
の程度によってビームの大きさを可変にする方法もあ
る。しかし、一般的には、予め与えられた大きさで照射
硬化処理をする。また、ビームが小さすぎると硬化が十
分でない場合があり、造形品の品質にも影響を与えるこ
とになるから、ある程度の大きさのビームスポットは必
要である。
領域が鋭角の形状の場合、ビームの大きさによってその
先端部（コーナ部）の硬化が出来ずに硬化の欠落部が生
じてしまう。したがって、前記従来技術のように、鋭角
の程度によってビームの大きさを可変にする方法もあ
る。しかし、一般的には、予め与えられた大きさで照射
硬化処理をする。また、ビームが小さすぎると硬化が十
分でない場合があり、造形品の品質にも影響を与えるこ
とになるから、ある程度の大きさのビームスポットは必
要である。
【００１０】また前記の先行技術のようにプリント配線
板用基材の場合には、斜めあるいはＬ字のスルーホール
などを対象にした技術であり、平行な微細孔を有する造
形品を対象にしたものではない。前記いずれの先行技術
においても、平面あるいは傾斜面に均等に微細穴を設け
る造形品についての配慮はなされていない。
板用基材の場合には、斜めあるいはＬ字のスルーホール
などを対象にした技術であり、平行な微細孔を有する造
形品を対象にしたものではない。前記いずれの先行技術
においても、平面あるいは傾斜面に均等に微細穴を設け
る造形品についての配慮はなされていない。
【００１１】本発明の目的は、平面あるいは傾斜面にか
かわらず、平行な微細穴を設ける光造形品において、目
詰まりがなく良質のメッシュ造形品を得るラピッドプロ
トタイピング微細穴造形方法および造形品を提供するこ
とにある。
かわらず、平行な微細穴を設ける光造形品において、目
詰まりがなく良質のメッシュ造形品を得るラピッドプロ
トタイピング微細穴造形方法および造形品を提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題は以下の手段に
よって解決することができる。三次元ＣＡＤモデルによ
り造形品を複数の積層部分に分割し、分割した積層部分
の造形素材を順次硬化し、積層部分を積み重ねることに
よって微細穴を有する造形品生成において、造形品に対
して設けられる直線状微細穴の軸が平行な複数の微細穴
とし、前記微細穴を有する造形品の前記三次元ＣＡＤモ
デルデータを前記積層面に平行な等高線データに変換
し、前記変換された等高線データに基づいて微細穴を有
する造型品を生成することに特徴がある。
よって解決することができる。三次元ＣＡＤモデルによ
り造形品を複数の積層部分に分割し、分割した積層部分
の造形素材を順次硬化し、積層部分を積み重ねることに
よって微細穴を有する造形品生成において、造形品に対
して設けられる直線状微細穴の軸が平行な複数の微細穴
とし、前記微細穴を有する造形品の前記三次元ＣＡＤモ
デルデータを前記積層面に平行な等高線データに変換
し、前記変換された等高線データに基づいて微細穴を有
する造型品を生成することに特徴がある。
【００１３】また、前記微細穴の断面積は１ｍｍ２以下
でメッシュ状に配置されていること。また、前記微細穴
は平面あるいは曲面に均等間隔に設けられた複数の微細
穴であることに特徴がある。
でメッシュ状に配置されていること。また、前記微細穴
は平面あるいは曲面に均等間隔に設けられた複数の微細
穴であることに特徴がある。
【００１４】また、三次元ＣＡＤモデルにより造形品を
複数の積層部分に分割し分割した積層部分の造形素材を
順次硬化し、積層部分を積み重ねることによって得られ
る微細穴を有する造形品において、造形品に対して設け
られる直線状微細穴の軸を平行にした複数の微細穴と、
前記微細穴のＣＡＤモデルデータを前記積層面に平行な
等高線データに変換する三次元ＣＡＤと、前記変換され
た等高線データに基づいて造形された微細穴を有する造
型品であることに特徴がある。また、前記微細穴造形品
はパルプモールドの抄造形型であることに特徴がある。
複数の積層部分に分割し分割した積層部分の造形素材を
順次硬化し、積層部分を積み重ねることによって得られ
る微細穴を有する造形品において、造形品に対して設け
られる直線状微細穴の軸を平行にした複数の微細穴と、
前記微細穴のＣＡＤモデルデータを前記積層面に平行な
等高線データに変換する三次元ＣＡＤと、前記変換され
た等高線データに基づいて造形された微細穴を有する造
型品であることに特徴がある。また、前記微細穴造形品
はパルプモールドの抄造形型であることに特徴がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を用いて説明する。本発明は、三次元ＣＡＤで作成
する立体データ（例えば、図５（Ａ），（ａ））が、微
細穴を有する造形品を対象にする場合である。図１
（Ａ）に示すように、三次元ＣＡＤ上で、全ての微細穴
を直線的に、かつ平行にあけた造形品を生成する場合に
ついて説明する。
図面を用いて説明する。本発明は、三次元ＣＡＤで作成
する立体データ（例えば、図５（Ａ），（ａ））が、微
細穴を有する造形品を対象にする場合である。図１
（Ａ）に示すように、三次元ＣＡＤ上で、全ての微細穴
を直線的に、かつ平行にあけた造形品を生成する場合に
ついて説明する。
【００１６】図１（Ａ）は穴ｈ１〜ｈ４を有する造形品
を生成するために、三次元ＣＡＤデータから、スライス
方向の等高線データに変換する例を示している。その
際、積層面に対し微細穴の軸が平行になるように図１
（Ｂ）に示すように、図１（Ａ）の三次元ＣＡＤデータ
を、９０度回転させたデータに変換して造形を行う。こ
れ以降は従来技術で示したようにステップ（Ｃ）〜
（Ｆ）の処理をおこない、ステップ（Ｇ）で造形品Ｐを
取り出す。ここで９０度回転させることは、図１（Ａ）
の例の場合であって、微細穴の軸と積層面の関係から、
実際にはいろんな角度の場合がある。
を生成するために、三次元ＣＡＤデータから、スライス
方向の等高線データに変換する例を示している。その
際、積層面に対し微細穴の軸が平行になるように図１
（Ｂ）に示すように、図１（Ａ）の三次元ＣＡＤデータ
を、９０度回転させたデータに変換して造形を行う。こ
れ以降は従来技術で示したようにステップ（Ｃ）〜
（Ｆ）の処理をおこない、ステップ（Ｇ）で造形品Ｐを
取り出す。ここで９０度回転させることは、図１（Ａ）
の例の場合であって、微細穴の軸と積層面の関係から、
実際にはいろんな角度の場合がある。
【００１７】図１は、ある任意の断面について示してい
るが、図１（Ａ）の矢印Ｓから見た平面図は図２（Ａ）
のようになる。このように、通常は等間隔にメッシュ状
に微細穴が設けられることが多い。微細穴の断面積は１
ｍｍ２以下である（前記のような問題は、微細穴の断面
積が１ｍｍ２以下の場合に発生し易い）。したがって、
ここでは、穴の間隔も１ｍｍ以下のメッシュ状に穴を有
する造形品を、対象にして説明する。微細穴は円形、正
方形など任意の形状の場合があるが、ここでは正方形の
場合についての例示である。図１の（Ｂ）に示したよう
に穴の軸を積層面に平行に配置変換されたデータに基づ
いて（例えば図５（Ｃ）に示したように）、その等高線
データにより造形素材を硬化させるビームの軌跡データ
に座標変換する。
るが、図１（Ａ）の矢印Ｓから見た平面図は図２（Ａ）
のようになる。このように、通常は等間隔にメッシュ状
に微細穴が設けられることが多い。微細穴の断面積は１
ｍｍ２以下である（前記のような問題は、微細穴の断面
積が１ｍｍ２以下の場合に発生し易い）。したがって、
ここでは、穴の間隔も１ｍｍ以下のメッシュ状に穴を有
する造形品を、対象にして説明する。微細穴は円形、正
方形など任意の形状の場合があるが、ここでは正方形の
場合についての例示である。図１の（Ｂ）に示したよう
に穴の軸を積層面に平行に配置変換されたデータに基づ
いて（例えば図５（Ｃ）に示したように）、その等高線
データにより造形素材を硬化させるビームの軌跡データ
に座標変換する。
【００１８】それは、例えば図１（Ａ）において、三次
元ＣＡＤデータがＸ，Ｙ，Ｚ，のデータとして作成さ
れ、Ｘ軸方向がスライス方向で、Ｚ軸が積層方向であれ
ば、これを図１（Ｂ）のようにＺ’方向をスライス方向
とするデータＸ’，Ｙ’，Ｚ’のデータに変換し、造形
を行うことが本発明の造形方法である（この場合積層方
向はＸ’方向である）。
元ＣＡＤデータがＸ，Ｙ，Ｚ，のデータとして作成さ
れ、Ｘ軸方向がスライス方向で、Ｚ軸が積層方向であれ
ば、これを図１（Ｂ）のようにＺ’方向をスライス方向
とするデータＸ’，Ｙ’，Ｚ’のデータに変換し、造形
を行うことが本発明の造形方法である（この場合積層方
向はＸ’方向である）。
【００１９】その後、等高線データの厚さ分の（通常
０．１５ｍｍ）造形粉末素材を図５（Ｄ）、（ｄ）のよ
うに薄膜散布し、図５の（Ｅ），（ｅ）のようにビーム
照射による素材硬化を行う。これを等高線データの枚数
分繰り返し（図５（Ｄ）〜（Ｆ））、あたかも埋まった
製品を取り出すことになる（図５（Ｇ））。その結果、
微細孔に不要な突起物のない、３次元ＣＡＤモデルと同
様の造形品が生成される。
０．１５ｍｍ）造形粉末素材を図５（Ｄ）、（ｄ）のよ
うに薄膜散布し、図５の（Ｅ），（ｅ）のようにビーム
照射による素材硬化を行う。これを等高線データの枚数
分繰り返し（図５（Ｄ）〜（Ｆ））、あたかも埋まった
製品を取り出すことになる（図５（Ｇ））。その結果、
微細孔に不要な突起物のない、３次元ＣＡＤモデルと同
様の造形品が生成される。
【００２０】このようにステップ（Ｃ）以降は従来技術
と同じであるが、ステップ（Ａ）、（Ｂ）において、図
１に示したように、微細穴は全て直線状の穴であるこ
と、その直線状の穴は、輪切りにする積層面と平行にな
るスライス等高線データに変換してビームによる硬化処
理を行うことに特徴がある。
と同じであるが、ステップ（Ａ）、（Ｂ）において、図
１に示したように、微細穴は全て直線状の穴であるこ
と、その直線状の穴は、輪切りにする積層面と平行にな
るスライス等高線データに変換してビームによる硬化処
理を行うことに特徴がある。
【００２１】図１（Ａ）で、矢印方向Ｓから見た場合を
図２（Ａ）に示す。図１（Ａ）の穴、ｈ１〜ｈ４は図１
（Ａ）に対応した微細穴を示している。図１（Ａ）は一
断面の場合の説明図であるが、面で見ると図２（Ａ）の
ようにメッシュ状に穴があけられる場合を示している。
この穴の断面積は前記のように１ｍｍ２以下である。ま
た穴の間隔も１ｍｍ以下である。その穴は図２（Ｂ）に
示したように平面、曲面に係わらず等間隔にあけること
が要求される。本発明によれば、その場合にも対応でき
る。
図２（Ａ）に示す。図１（Ａ）の穴、ｈ１〜ｈ４は図１
（Ａ）に対応した微細穴を示している。図１（Ａ）は一
断面の場合の説明図であるが、面で見ると図２（Ａ）の
ようにメッシュ状に穴があけられる場合を示している。
この穴の断面積は前記のように１ｍｍ２以下である。ま
た穴の間隔も１ｍｍ以下である。その穴は図２（Ｂ）に
示したように平面、曲面に係わらず等間隔にあけること
が要求される。本発明によれば、その場合にも対応でき
る。
【００２２】また、穴径がこの例の場合のように１ｍｍ
２以下の場合には、穴の目詰まりという現象が生じる。
これを防ぐためには、例えば図３に示したように１ｍｍ
２以下の穴をもつ造形品の等高線データを作成すると
き、９０°未満の鋭角エッジの硬化領域を生成させない
ことが不可欠である。円形の穴の場合は、半径０．６ｍ
ｍ程度の穴をあける場合に問題になる。特に積層間燒結
のような場合には、例えば、積層間剥離などの問題があ
る。
２以下の場合には、穴の目詰まりという現象が生じる。
これを防ぐためには、例えば図３に示したように１ｍｍ
２以下の穴をもつ造形品の等高線データを作成すると
き、９０°未満の鋭角エッジの硬化領域を生成させない
ことが不可欠である。円形の穴の場合は、半径０．６ｍ
ｍ程度の穴をあける場合に問題になる。特に積層間燒結
のような場合には、例えば、積層間剥離などの問題があ
る。
【００２３】ここで、穴周辺に突起物が生成される原
因、すなわち穴周辺に９０°未満の鋭角エッジが形成さ
れる過程を説明する。微細孔を有する３次元ＣＡＤデー
タを等高線データに変換する際、微細孔が傾斜していた
場合、図３（Ａ）に示すように、スライス面は穴形状を
分断することになる。そのスライス面から形成された等
高線データの硬化領域には、穴の周辺に９０°未満の鋭
角エッジが図３（Ｂ）のように必ず存在することにな
る。この硬化領域に基づいて照射ビームの軌跡を計算す
ると、図３（Ｃ）のように、硬化領域外に照射ビーム軌
跡が生じ、図３（Ｄ）のように、結果的には穴の周りに
不要な突起物が形成され、穴を塞いでしまう要因となっ
ている。
因、すなわち穴周辺に９０°未満の鋭角エッジが形成さ
れる過程を説明する。微細孔を有する３次元ＣＡＤデー
タを等高線データに変換する際、微細孔が傾斜していた
場合、図３（Ａ）に示すように、スライス面は穴形状を
分断することになる。そのスライス面から形成された等
高線データの硬化領域には、穴の周辺に９０°未満の鋭
角エッジが図３（Ｂ）のように必ず存在することにな
る。この硬化領域に基づいて照射ビームの軌跡を計算す
ると、図３（Ｃ）のように、硬化領域外に照射ビーム軌
跡が生じ、図３（Ｄ）のように、結果的には穴の周りに
不要な突起物が形成され、穴を塞いでしまう要因となっ
ている。
【００２４】これに対して本発明の場合は、図３（Ａ）
〜（Ｄ）に対応して、図３（Ｅ）〜（Ｈ）に示した。図
３（Ｅ）は微細穴に対して平行にスライス面を有してい
ることの説明図、（Ｆ）は前記（Ｅ）のようにスライス
したときのエッジ部の説明図を、（Ｇ）は照射ビームの
軌跡を示す図である。（Ｈ）はこのようにビームを照射
したしたときの状態を示している。鋭角のエッジ部が形
成されないため、角部におおいても、ビ−ム軌跡は
（Ｇ）のようになって、（Ｈ）に示したようにビ−ムを
照射しても、微細穴を塞いでしまうことがない。これは
重要なことである。
〜（Ｄ）に対応して、図３（Ｅ）〜（Ｈ）に示した。図
３（Ｅ）は微細穴に対して平行にスライス面を有してい
ることの説明図、（Ｆ）は前記（Ｅ）のようにスライス
したときのエッジ部の説明図を、（Ｇ）は照射ビームの
軌跡を示す図である。（Ｈ）はこのようにビームを照射
したしたときの状態を示している。鋭角のエッジ部が形
成されないため、角部におおいても、ビ−ム軌跡は
（Ｇ）のようになって、（Ｈ）に示したようにビ−ムを
照射しても、微細穴を塞いでしまうことがない。これは
重要なことである。
【００２５】前記図３（Ａ）〜（Ｄ）に示した現象を防
ぐためには、３次元ＣＡＤデータを、生成しようとして
いる微細孔造形品をスライスし、等高線データを作成す
る際、微細孔に対して斜めに切断することを避け、不要
な突起物を生じさせるような鋭角エッジの硬化領域を生
じさせないようにすることである。そのためには、微細
穴に対して直角に切断、または、水平に切断の２通り考
えられるが、前者のように切断する手法は、曲面に穴が
あいている場合はどうしても鋭角ができてしまう欠点が
ある。したがって、後者が最もよい方法と考えられる。
このことから、３次元ＣＡＤで微細孔をモデリングする
際、穴を全て直線状にあけ、複数の穴の軸同士を全て平
行に配置する必要がある。さらに３次元ＣＡＤモデルデ
ータを等高線データに変換する際、積層面に対し３次元
モデルの穴の軸方向を積層面に対して平行に配置するデ
ータに変換することが重要となる。
ぐためには、３次元ＣＡＤデータを、生成しようとして
いる微細孔造形品をスライスし、等高線データを作成す
る際、微細孔に対して斜めに切断することを避け、不要
な突起物を生じさせるような鋭角エッジの硬化領域を生
じさせないようにすることである。そのためには、微細
穴に対して直角に切断、または、水平に切断の２通り考
えられるが、前者のように切断する手法は、曲面に穴が
あいている場合はどうしても鋭角ができてしまう欠点が
ある。したがって、後者が最もよい方法と考えられる。
このことから、３次元ＣＡＤで微細孔をモデリングする
際、穴を全て直線状にあけ、複数の穴の軸同士を全て平
行に配置する必要がある。さらに３次元ＣＡＤモデルデ
ータを等高線データに変換する際、積層面に対し３次元
モデルの穴の軸方向を積層面に対して平行に配置するデ
ータに変換することが重要となる。
【００２６】すなわち、微細孔が密集する場合は、三次
元ＣＡＤ上で穴を直線的にあけ、さらに微細孔の軸同士
を全て平行に空ける（図１（Ａ））。そして、三次元Ｃ
ＡＤデータをスライスし等高線データに変換（図１
（Ｂ））する際、積層面に対し微細孔の軸が平行になる
ように三次元ＣＡＤデータを回転変換し、ビームによる
硬化処理が出きるように配置する（図１（Ｂ））。
元ＣＡＤ上で穴を直線的にあけ、さらに微細孔の軸同士
を全て平行に空ける（図１（Ａ））。そして、三次元Ｃ
ＡＤデータをスライスし等高線データに変換（図１
（Ｂ））する際、積層面に対し微細孔の軸が平行になる
ように三次元ＣＡＤデータを回転変換し、ビームによる
硬化処理が出きるように配置する（図１（Ｂ））。
【００２７】また、前記の実施例では、ビーム軌跡が鋭
角にならない場合について説明したが、硬化材料あるい
は造形品の表面形状によっては、鋭角ができてしまう場
合がある。しかし、本発明によれば不用突起物の形成は
従来技術に比較して軽減される。さらに微細穴の断面積
が１ｍｍ２以下に限定されるわけではなく、図４（Ｂ）
に示したように不要な突起物による穴塞ぎが生じるよう
な場合であれば、本発明を適用することによって効果を
あげることができる。すなわち、穴塞ぎのない微細穴を
形成することができる。
角にならない場合について説明したが、硬化材料あるい
は造形品の表面形状によっては、鋭角ができてしまう場
合がある。しかし、本発明によれば不用突起物の形成は
従来技術に比較して軽減される。さらに微細穴の断面積
が１ｍｍ２以下に限定されるわけではなく、図４（Ｂ）
に示したように不要な突起物による穴塞ぎが生じるよう
な場合であれば、本発明を適用することによって効果を
あげることができる。すなわち、穴塞ぎのない微細穴を
形成することができる。
【００２８】また、製品への応用例として、パルプモー
ルドの抄造型を三次元ＣＡＤで設計製造する場合も前記
と同様である。三次元ＣＡＤ上で直線的な微細穴を有
し、さらに微細孔の軸同士を全て平行な場合を対象にす
る（図１（Ａ））。そして、三次元ＣＡＤデータをスラ
イスし、等高線データに変換（図１（Ｂ））する際、積
層面に対し微細孔の軸が平行になるように三次元ＣＡＤ
データを回転変換し配置する（図１（Ｂ））ようにす
る。
ルドの抄造型を三次元ＣＡＤで設計製造する場合も前記
と同様である。三次元ＣＡＤ上で直線的な微細穴を有
し、さらに微細孔の軸同士を全て平行な場合を対象にす
る（図１（Ａ））。そして、三次元ＣＡＤデータをスラ
イスし、等高線データに変換（図１（Ｂ））する際、積
層面に対し微細孔の軸が平行になるように三次元ＣＡＤ
データを回転変換し配置する（図１（Ｂ））ようにす
る。
【００２９】また他の製品への適用として、通気口メッ
シュ部品、流路フィルタ、照明用ルーバなどに使用する
微細穴を有する造形品を生成する場合にも、本発明を適
用することによって品質が良い成形品を得ることができ
る。
シュ部品、流路フィルタ、照明用ルーバなどに使用する
微細穴を有する造形品を生成する場合にも、本発明を適
用することによって品質が良い成形品を得ることができ
る。
【００３０】本発明の効果の例を図４に示す。本発明に
より造形品を生成することによって、密集した微細穴で
あっても不要な突起物を生成させることなく、３次元Ｃ
ＡＤデータに対し忠実に造形できる。図４（Ａ）はそれ
を示している。ｈｉ、ｊ、は微細穴を示している。この
場合の特徴として、製品の表面が平面であってもまた曲
面であっても、微細孔の造形が可能なことにある。全く
同一のデータでも、三次元ＣＡＤデータをスライスし等
高線データに変換する際、積層面に対し微細孔を平行に
配置したデータに変換することによって、微細孔周辺に
不要な突起物が生成されることなく、また穴が塞がるこ
ともない。
より造形品を生成することによって、密集した微細穴で
あっても不要な突起物を生成させることなく、３次元Ｃ
ＡＤデータに対し忠実に造形できる。図４（Ａ）はそれ
を示している。ｈｉ、ｊ、は微細穴を示している。この
場合の特徴として、製品の表面が平面であってもまた曲
面であっても、微細孔の造形が可能なことにある。全く
同一のデータでも、三次元ＣＡＤデータをスライスし等
高線データに変換する際、積層面に対し微細孔を平行に
配置したデータに変換することによって、微細孔周辺に
不要な突起物が生成されることなく、また穴が塞がるこ
ともない。
【００３１】図４（Ｂ）は従来の方法で生成した場合
で、ｈａ〜ｈｋが造形された微細穴であるが、所望の断
面積よりも小さな微細穴になっていることを示してい
る。場所によっては穴部が粉末造形素材によって全く塞
がれてしまっているものがある。図４（Ｂ）のｈａ〜ｈ
ｋはかろうじて穴部を保っているが、本来の微細穴より
も断面積が小さい微細穴である。これは、目標とする微
細穴ではない。
で、ｈａ〜ｈｋが造形された微細穴であるが、所望の断
面積よりも小さな微細穴になっていることを示してい
る。場所によっては穴部が粉末造形素材によって全く塞
がれてしまっているものがある。図４（Ｂ）のｈａ〜ｈ
ｋはかろうじて穴部を保っているが、本来の微細穴より
も断面積が小さい微細穴である。これは、目標とする微
細穴ではない。
【００３２】本発明によれば、ラピッドプロトタイピン
グ微細穴造形を行う際、三次元ＣＡＤデータをスライス
面に対して微細穴の軸が平行なデータに変換して造形を
おこなうことによって、目標とする断面積をもつ微細穴
を有する造形品を容易に得ることができる。
グ微細穴造形を行う際、三次元ＣＡＤデータをスライス
面に対して微細穴の軸が平行なデータに変換して造形を
おこなうことによって、目標とする断面積をもつ微細穴
を有する造形品を容易に得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、ラピッドプロトタイピ
ングにより、複数の微細孔を塞ぐことがない生成加工を
実現し、微細穴を有する所望のメッシュ造形品を生成す
ることができる。
ングにより、複数の微細孔を塞ぐことがない生成加工を
実現し、微細穴を有する所望のメッシュ造形品を生成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、三次元ＣＡＤによる積層造形の
データ変換を説明する図である。
データ変換を説明する図である。
【図２】造形品面における微細穴メッシュの説明図であ
る。
る。
【図３】微細孔とスライス面が平行でない場合と、平行
である場合の、ビームによる硬化ステップの対照説明図
である。
である場合の、ビームによる硬化ステップの対照説明図
である。
【図４】微細孔を生成した場合の本発明の効果を説明す
る図である。
る図である。
【図５】ラピッドプロトタイピングによる造形方法の説
明図である。
明図である。
【図６】従来例における不用突起物の生成過程を説明す
るための図である。
るための図である。
１；微細孔 ｈ１〜ｈ４；微細穴 ３；造形粉末素材
Ｈ； 硬化領域 ＴＲ，ＴＲ１；照射ビーム軌跡。
Ｈ； 硬化領域 ＴＲ，ＴＲ１；照射ビーム軌跡。
Claims (5)
- 【請求項１】三次元ＣＡＤモデルにより造形品を複数の
積層部分に分割し、分割した積層部分の造形素材を順次
硬化し、積層部分を積み重ねることによって微細穴を有
する造形品生成方法において、造形品に対して設けられ
る直線状微細穴の軸が平行な複数の微細穴とし、前記微
細穴を有する造形品の前記三次元ＣＡＤモデルデータを
前記積層面に平行な等高線データに変換し、前記変換さ
れた等高線データに基づいて微細穴を有する造型品を生
成することを特徴とするラピッドプロトタイピング微細
穴造形方法。 - 【請求項２】請求項１において、前記造形品は微細穴の
断面積は１ｍｍ２以下でメッシュ状に配置された微細穴
を有する造形品であることを特徴とするラピッドプロト
タイピング微細穴造形方法。 - 【請求項３】請求項２において、前記微細穴は平面ある
いは曲面に均等間隔に設けられた複数の微細穴であるこ
とを特徴とするラピッドプロトタイピング微細穴造形方
法。 - 【請求項４】三次元ＣＡＤモデルにより造形品を複数の
積層部分に分割し分割した積層部分の造形素材を順次硬
化し、積層部分を積み重ねることによって得られる微細
穴を有する造形品において、造形品に対して設けられる
直線状微細穴の軸を平行にした複数の微細穴と、前記微
細穴のＣＡＤモデルデータを前記積層面に平行な等高線
データに変換する三次元ＣＡＤと、前記変換された等高
線データに基づいて積層造形した微細穴を有する造型品
であること特徴とするラピッドプロトタイピング微細穴
造形品。 - 【請求項５】請求項４において、前記微細穴造形品はパ
ルプモールドの抄造形型であることを特徴とするラピッ
ドプロトタイピング微細穴造形品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051760A JP3772762B2 (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | ラピッドプロトタイピング微細穴造形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051760A JP3772762B2 (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | ラピッドプロトタイピング微細穴造形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003245982A true JP2003245982A (ja) | 2003-09-02 |
| JP3772762B2 JP3772762B2 (ja) | 2006-05-10 |
Family
ID=28663652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002051760A Expired - Fee Related JP3772762B2 (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | ラピッドプロトタイピング微細穴造形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3772762B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007528810A (ja) * | 2003-09-11 | 2007-10-18 | エクス ワン コーポレーション | 小直径流体流通孔を有する積層造形品およびその製造方法 |
-
2002
- 2002-02-27 JP JP2002051760A patent/JP3772762B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007528810A (ja) * | 2003-09-11 | 2007-10-18 | エクス ワン コーポレーション | 小直径流体流通孔を有する積層造形品およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3772762B2 (ja) | 2006-05-10 |
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