JP2006124733A - 光造形方法と光造形システム並びに光造形用プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粉末材料の層に光ビームを照射して焼結層を形成することを繰り返すとともに、焼結層の形成の繰り返しの合間に造形物の外面の除去加工を行うにあたり、三次元CADモデルのデータをスライスした各断面の輪郭形状データと、造形パラメータデータベース中のパラメータデータとを基に造形パスを生成し、三次元CADモデルのデータと、除去加工パラメータデータベース中のパラメータデータと、除去加工タイミングデータとを基に除去加工パスを生成する。得られた造形パスと除去加工パス及び上記除去加工タイミングデータを基に、光造形機及び除去加工手段の駆動用のプログラムを作成し、上記プログラムに基づく光造形機及び除去加工手段の駆動で除去加工を伴う光造形を行う。
【選択図】図1
Description
ΔH=(w(2R−w)1/2
で求められるΔHだけ下げたところとして求める。もちろん、工具9がフラットエンドミルである場合は、R=0として扱って切り込み開始位置を求める。
2 造形パラメータデータベース
3 除去加工パラメータデータベース
Claims (12)
- 粉末材料の層の所定箇所に光ビームを照射することで該当箇所の粉末を焼結させて焼結層を形成し、この焼結層の上に粉末材料の新たな層を被覆して所定箇所に光ビームを照射することで該当箇所の粉末を焼結させて下層の焼結層と一体になった新たな焼結層を形成することを繰り返すとともに、焼結層の形成の繰り返しの合間に焼結層の積層物である造形物の外面の除去加工を行う光造形方法であって、
製造しようとする造形物の三次元CADモデルのデータを所定ピッチでスライスした各断面の輪郭形状データと、光造形用の各種パラメータを収めた造形パラメータデータベース中のパラメータデータとを基に造形パス生成処理手段にて光ビームの照射経路である造形パスを生成し、
併せて上記三次元CADモデルのデータと、除去加工用の各種パラメータを収めた除去加工パラメータデータベース中のパラメータデータと、除去加工をどの時点で行うのかの除去加工タイミングデータとを基に除去加工パス生成処理手段で除去加工経路である除去加工パスを生成し、
得られた造形パスと除去加工パス及び上記除去加工タイミングデータを基に、光造形機及び該光造形機にセットされた除去加工手段の駆動用のプログラムを駆動プログラム生成処理手段にて作成し、
上記プログラムに基づく光造形機及び除去加工手段の駆動で除去加工を伴う光造形を行うことを特徴とする光造形方法。 - 粉末材料の層の所定箇所に光ビームを照射することで該当箇所の粉末を焼結させて焼結層を形成し、この焼結層の上に粉末材料の新たな層を被覆して所定箇所に光ビームを照射することで該当箇所の粉末を焼結させて下層の焼結層と一体になった新たな焼結層を形成することを繰り返すとともに、焼結層の形成の繰り返しの合間に焼結層の積層物である造形物の外面の除去加工を行う光造形に用いる光造形システムであって、
光造形用の各種パラメータを収めた造形パラメータデータベースと、
除去加工用の各種パラメータを収めた除去加工パラメータデータベースと、
製造しようとする造形物の三次元CADモデルのデータを所定ピッチでスライスした各断面の輪郭形状データと上記造形パラメータデータベース中のパラメータデータとを基に光ビームの照射経路である造形パスを生成する造形パス生成処理手段と、
上記三次元CADモデルのデータと上記除去加工パラメータデータベース中のパラメータデータと除去加工をどの時点で行うのかの除去加工タイミングデータとを基に除去加工経路である除去加工パスを生成する除去加工パス生成処理手段と、
上記造形パス生成処理手段で得られた造形パスと除去加工パス生成処理手段で得られた除去加工パス及び除去加工タイミングデータを基に光造形機及び該光造形機にセットされた除去加工手段の駆動用のプログラムを作成する駆動プログラム生成処理手段と、
上記プログラムに従って光造形と除去加工とを行う光造形機及び除去加工手段とからなることを特徴とする光造形システム。 - 除去加工パス生成処理手段は、三次元CADモデルのデータと除去加工パラメータデータベース中のパラメータデータとに基づいて除去加工手段で使用する除去加工用工具を決定するものであることを特徴とする請求項2記載の光造形システム。
- 除去加工パス生成処理手段は、三次元CADモデルのデータと除去加工パラメータデータベース中のパラメータデータとに基づいて除去加工タイミングデータを生成するものであるとともに、この生成に際して参照する上記パラメータデータに、切削深さを下方にオーバーラップさせる量に関するデータを含めていることを特徴とする請求項2または3記載の光造形システム。
- 除去加工パス生成手段は、対象モデル全体に対して生成した除去加工パスを、除去加工タイミングで高さ方向で分割するものであることを特徴とする請求項2または3または4記載の光造形システム。
- 除去加工パス生成手段は、隣接する除去加工パス間を連続させる空中経路パスの生成を行うとともに、生成している除去加工パスの対象範囲よりも上方の形状を無視して空中経路パスを生成するものであることを特徴とする請求項5記載の光造形システム。
- 除去加工パス生成手段は、予め定められた除去加工タイミングデータに従って三次元CADモデルを高さ方向に分割して、分割されたモデル形状と、除去加工用の各種パラメータを収めた除去加工パラメータデータベース中のパラメータデータとに基づいて除去加工パスを生成するものであることを特徴とする請求項2または3または4記載の光造形システム。
- 除去加工パス生成手段は、造形時に生成されてしまう余剰硬化部分をモデル化するとともに、得られた余剰硬化部モデルを除去加工範囲として、この除去加工範囲を対象に除去加工パスを生成するものであることを特徴とする請求項7記載の光造形システム。
- 除去加工パス生成手段は、除去加工タイミングで指定される範囲のうちの最下部の輪郭と、この輪郭から外側に所定量だけオフセットさせたオフセット輪郭との間の領域を除去加工範囲として、この除去加工範囲を対象に除去加工パスを生成するものであることを特徴とする請求項7記載の光造形システム。
- 除去加工パス生成手段は、分割されたモデルの中で連続していない領域毎に除去加工パスを生成するとともに、これらの除去加工パス間をつなぐ空中経路パスを生成するものであることを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の光造形システム。
- 除去加工パス生成手段は、切削加工手段である除去加工手段における除去加工パラメータデータベース中に収められた工具形状に応じて除去加工対象部分との接触開始位置を求めて該位置に基づいて除去加工パスを生成するものであることを特徴とする請求項2〜10のいずれか1項に記載の光造形システム。
- 粉末材料の層の所定箇所に光ビームを照射することで該当箇所の粉末を焼結させて焼結層を形成し、この焼結層の上に粉末材料の新たな層を被覆して所定箇所に光ビームを照射することで該当箇所の粉末を焼結させて下層の焼結層と一体になった新たな焼結層を形成することを繰り返すとともに、焼結層の形成の繰り返しの合間に焼結層の積層物である造形物の外面の除去加工を行う光造形のための光造形機及び除去加工手段の駆動用プログラムを作成する光造形用プログラムであって、
製造しようとする造形物の三次元CADモデルのデータを所定ピッチでスライスした各断面の輪郭形状データと、光造形用の各種パラメータを収めた造形パラメータデータベース中のパラメータデータとを基に光ビームの照射経路である造形パスを生成するステップ、
上記三次元CADモデルのデータと、除去加工用の各種パラメータを収めた除去加工パラメータデータベース中のパラメータデータと、除去加工をどの時点で行うのかの除去加工タイミングデータとを基に除去加工経路である除去加工パスを生成するステップ、
得られた造形パス及び除去加工パスと除去加工タイミングデータを基に光造形機及び該光造形機にセットされた除去加工手段の駆動用のプログラムを作成するステップ
の各ステップをコンピュータに実行させるものであることを特徴とする光造形用プログラム。
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