JP2008003527A - デモ用３次元造形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】展示会場などで3次元造形装置のデモを行う場合、見学者は、短時間で造形作業の全体を理解することが出来、また主催者は、搬入搬出の運送、設置、調整、稼動の費用が大幅に軽減できるデモ用３次元造形装置を提供する。
【解決手段】単数もしくは複数の窓３を備えた３次元造形装置１の筐体内４で、材料を収納するタンクに変えて、テレビジョン５などの映像描画手段に、３次元造形作業の動画像を描写されたもので、あたかも筐体内のタンクで３次元造形物が実際に造形されているように見える。
【選択図】図２

Description

本発明は展示会場や客先にて営業を行う際に、簡単に実際の装置の動きを描写することができるデモ用３次元造形装置（デモ用ラピッド・プロトタイピング装置）に関する。

従来は、展示会場等へ完成品の３次元造形装置を搬入し、装置が実際に動くようにして実演を行っていた。

３次元造形装置としては、３次元光造形装置（特開平５−１６９５４９）や３次元粉末焼結造形装置（ＷＯ２００２／０６２５６０）、３次元シート積層造形装置（特開平６−１９０９２９）等がある。
特開平０５−１６９５４９号公報 国際公開２００２−０６２５６０号公報 特開平０６−１９０９２９号公報

発明が解決しようとする課題

しかし、３次元造形装置のトラックなどでの搬入搬出の輸送費や、それを展示会場で設置して、稼動の為の立上げ調整をし、展示期間中稼動する為の費用が大変高価であった。
また見学者は展示会場などで、実際に３次元造形装置が造形作業中、長時間立ったままの姿勢で観察し続け、苦痛であった。また、実際に３次元造形の造形過程全体の中で、特に見たい画像をタイムリーにデモすることができなかった。さらに、展示会場は照明が明るく紫外線レーザを使用するため、コントラストが不鮮明で、実際に３次元造形の機械の動作は、見えにくく判りにくかった。

課題を解決するための手段

上記課題を解決する為に、請求項１の発明によれば、単数もしくは複数の窓を備えた３次元造形装置の筐体内で、テーブルに代えてもしくはその近傍に映像描画手段を配置し、該映像描画手段に造形作業の動画像を描写する手段を備えた。３次元光造形装置装置ではテーブルは光硬化性樹脂を収容するタンクと該タンク内でＺ軸方向に移動する台とで構成され、映像描画手段の描画面が、光硬化性樹脂の光線が照射される表面とほぼ一致する位置に配置する。該描画面に光造形作業を行っている映像を描画することにより、視覚者は実際の造形作業を視覚するのと変わらない感覚で見ることができる。映像描画手段の描画面に表示する描画像は描画面の真上の近傍で、例えば３次元光造形装置の場合はスキャナーの邪魔にならない位置にカメラを配置することにより撮影することができる。
次に、３次元粉末焼結造形装置のテーブルは、Ｚ軸方向移動台（Ｘ−Ｙ−Ｚ軸移動台の場合もある）で構成され、粉末状樹脂を移動台上に展開し、必要部分をレーザ照射することにより積層造形していく。映像描画手段の描画面は該レーザ照射面とほぼ一致するように配置する。また、移動台がＸ−Ｙ軸方向に移動する場合は、映像描画手段も描画に連動してＸ−Ｙ移動するようにすると、より実際の造形作業に近い状態を見ることができる。また、粉末状樹脂を展開する為のノズルやスクレーバ等は実物を使用し、Ｘ−Ｙ方向にノズルやスクレーバ等が動く場合は、映像描画手段も描画に連動して動かすをより実際の装置の視覚に近づけることができる。
次に、３次元シート積層造形装置のテーブルは、Ｚ軸方向に移動する台により構成されている。該台の上に、機材に樹脂を含浸したシート状材料または薄い樹脂フイルムを配置し、レーザを照射して積層するものである。映像描画手段の描画面はテーブルの代わりに該レーザ照射面とほぼ一致するように配置する。該描画面に造形作業を行っている映像を描画することにより、視覚者は実際の造形作業を視覚するのと変わらない感覚で見ることができる。
従って、見学者は、短時間で造形作業の全体を理解することが出来、また主催者は、搬入搬出の運送、設置、調整、稼動の費用が大幅に軽減できる。
以上の映像描画手段の描画面はフラットなものがより実際の造形に近い状態で視覚することができる。

請求項２の発明によれば、前記造形作業の動画像にストーリー性を付与した。
造形作業の動画像にストーリー性の付与するとは、３次元光造形装置装置については、以下の工程のうち少なくとも１つを選択し、造形作業の動画像を構成することである。
▲１▼光硬化性樹脂を樹脂タンクに入れる工程。
▲２▼台で光硬化性樹脂を攪拌する工程。
▲３▼台上に光硬化性樹脂の１層分を、コータをＸ−Ｙ面で移動させることにより形成する工程。
▲４▼光線を前記光硬化性樹脂層表面の所定位置に照射する工程。
▲５▼台をタンク内に１層分沈めて次の造形層を、コータをＸ−Ｙ面で移動させて形成する工程。
▲６▼前記▲４▼▲５▼を繰り返し、造形物を形成する工程。
▲７▼台を上昇させて完了した造形物を樹脂タンク内から取り出す工程。
次に、３次元粉末焼結造形装置については、以下の工程のうち少なくとも１つを選択し、造形作業の動画像を構成することである。
▲１▼光硬化性樹脂粉末を台上に１層分展開する工程。
▲２▼台に展開された光硬化性樹脂粉末の所定の位置に光線を当てて粉末を焼結させる工程。
▲３▼台を降下させ、台上に光硬化性樹脂粉末の次の１層分展開する工程。
▲４▼前記▲２▼▲３▼を繰り返し、造形物を形成する工程。
▲５▼未焼結の光硬化性樹脂粉末を除去し、造形物を樹脂タンク内から取り出す工程。
次に、３次元シート積層造形装置については、以下の工程のうち少なくとも１つを選択し、造形作業の動画像を構成することである。
▲１▼機材に樹脂を含浸したシート状材料または薄い樹脂フイルムを、台上に配置する工程。機材に樹脂を含浸したシート状材料または薄い樹脂フイルムの厚みは１層分をなしている。
▲２▼台上に配置された機材に樹脂を含浸したシート状材料または薄い樹脂フイルムの所定の位置に光線を当てて硬化させる工程。
▲３▼台を降下し、新しい機材に樹脂を含浸したシート状材料または薄い樹脂フイルムを台上に配置する工程。
▲４▼前記▲２▼▲３▼を繰り返し、造形物を形成する工程。
▲５▼造形物を取り出す工程。
このような構成により、見学者は、短時間で造形作業の全体を理解することが出来る、また主催者は、搬入搬出の運送、設置、調整、稼動の費用が大幅に軽減できる。

請求項３の発明によれば、造形作業の動画像は、記録媒体に記録され、再生装置により必要な動画像を選択的に再生する。記録媒体としては、光ディスク、磁気ディスク、磁気テープ等がある。この場合、再生装置を映像描画手段の近くに配置したり、一体形成することができるので、よりいっそう小型となり設置を容易にできる。

請求項４の発明によれば、前記造形作業の動画像は、所定の場所で実際に行われている造形作業もしくは記録媒体に記録され、再生装置により再生された造形作業を電気通信手段を通じて映像描画手段に表示する。
所定の場所としては、実際に３次元造形装置が稼動されていれば自社の工場内でもよい。自社工場で稼動している装置を描画すれば、装置に熟練した技術者が展示会場に行くことなく、見学者の要求に素早く対応した映像を描画することができる。また、万が一装置の調子が悪くなっても、素早く対応することが可能となり、装置の調整が大幅に軽減できる。
電気通信手段とはインターネット、電話回線等がある。
このような構成により、見学者は、短時間で造形作業の全体を理解することが出来る、また主催者は、搬入搬出の運送、設置、調整、稼動の費用が大幅に軽減できる。

発明の効果

見学者は展示会場などで、長時間立ったままの姿勢で観察し続けることなく、短時間で造形作業の全体を理解することが出来る、また主催者は、３次元造形装置の搬入搬出の運送、３次元造形装置の設置、調整、稼動の手間や費用が大幅に軽減できる。

以下、本発明のデモ用３次元造形装置として光造形装置の場合の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るデモ用３次元造形装置の全体的なプログラム構成ついて、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係わるデモ用３次元造形装置の全体図である、具体的には、同図においてデモ用３次元造形装置は、単数もしくは複数の窓を備えた３次元造形装置の筐体内で、材料を収納するタンクに変えて、テレビジョンなどの映像描画手段に、ビデオの３次元造形作業の動画像を描写する手段を備えたもので、同図の単数もしくは複数の窓から、見学者は３次元造形作業の動画像を見るものである、この見学者が見る動画像は、３次元造形装置の筐体内で材料を収納するタンクに変えて、テレビジョンなどの映像描画手段で描画されるデモンストレーション画像（約３分程度）が写し出されるため、３次元造形物の造形される位置、大きさ、色、手段などが実際のものと同様に思えて、あたかも筐体内のタンクで３次元造形物が実際に造形されているように見えるのである。

もしくは他の実施形態として、図示はしないが、単数もしくは複数の窓を備えた３次元造形装置の筐体内で、材料を収納するタンクに変えて、スクリーンなどを配置して、プロジェクタなどで、３次元造形作業の動画像を描写するようにしても、あたかも筐体内のタンクで３次元造形物が実際に造形されているように見えるのである。

図２は、デモ用３次元造形装置の単数もしくは複数の窓を備えた３次元造形装置の筐体内で、テレビジョンなどの映像描画手段に、３次元造形作業の動画像を描画されたものを図示したもので、見学者はこの描画を見て、あたかも筐体内のタンクで３次元造形物が実際に造形されているように見えるのである。

この描画された動画像は、露光用レーザ光が樹脂に照射されて光る様子のレーザ描画風景と、ナイフで余分な樹脂を掻き取ってリコートするコーティング風景と、出来上がった３次元造形物の造形されものを取り出すところの、造形完成品取り出し風景を映し出すことができる、このようにレーザ装置、描画スキャナー、リコート装置、昇降テーブルなど造形手段が動作して、時間とともに造形物が出来ていく様子が鮮明に、また時間短縮されて、写しだされるので、短時間で造形作業の全体を見ることができる。

これによって、見学者は展示会場などで、長時間立ったままの姿勢で観察し続けることなく、短時間で造形作業の全体を理解することが出来る、また主催者は、３次元造形装置の搬入搬出の運送、３次元造形装置の設置、調整、稼動の手間や費用が大幅に軽減できる。

本発明の実施形態に係わるデモ用３次元造形装置の全体図である。 ３次元造形装置の筐体内で、テレビジョンなどの映像描画手段に、３次元造形作業の動画像を描写されたもの。 実際の３次元造形装置の全体図で従来のデモンストレーション方法。

符号の説明

１、デモ用３次元造形装置
２、見学者
３、窓
４、筐体内
５、テレビジョン
６、ビデオ
７、描画
８、実際の３次元造形装置
９、レーザ
１０、スキャナー
１１、造形モデル
１２、リコータ
１３、樹脂タンク
１４、昇降テーブル

Claims (4)

1. 単数もしくは複数の窓を備えた３次元造形装置の筐体内で、テーブルに代えてもしくはその近傍に映像描画手段を配置し、該映像描画手段に造形作業の動画像を描写する手段を備えたことを特徴とするデモ用３次元造形装置。
2. 前記造形作業の動画像は、前記造形作業の動画像にストーリー性を付与したことを特徴とする請求項１に記載のデモ用３次元造形装置。
3. 前記造形作業の動画像は、記録媒体に記録され、再生装置により必要な動画像を選択的に再生することを特徴とする請求項１に記載のデモ用３次元造形装置。
4. 前記造形作業の動画像は、所定の場所で実際に行われている造形作業もしくは記録媒体に記録され、再生装置により再生された造形作業を電気通信手段を通じて映像描画手段に表示することを特徴とする請求項１に記載のデモ用３次元造形装置。

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