JP2008155477A - 三次元造形装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光の照射により硬化する光硬化樹脂を用いて三次元造形物を作製する三次元造形装置において、液体状の光硬化樹脂を貯留可能な容器と、上記容器に貯留された光硬化樹脂に対して光を照射する光源と、上記容器内において光硬化樹脂が硬化する際の土台となる三次元造形物保持板とを有し、上記容器は、上記光源からの光を透過可能かつ伸縮性を備えた膜を表面に着脱自在に配設した透光板を有する底部と、上記底部上に着脱自在に配設された枠体とを有して構成され、上記三次元造形物保持板は、可撓材料よりなるようにした。
【選択図】 図1
Description
また、上記目的を達成するために、本発明は、容器内において光硬化樹脂が硬化する際の土台となる三次元造形物保持板を、可撓材料により構成するようにしたものである。
即ち、本発明のうち請求項1に記載の発明は、光の照射により硬化する光硬化樹脂を用いて三次元造形物を作製する三次元造形装置において、液体状の光硬化樹脂を貯留可能な容器と、上記容器に貯留された光硬化樹脂に対して光を照射する光源と、上記容器内において光硬化樹脂が硬化する際の土台となる三次元造形物保持板とを有し、上記容器は、上記光源からの光を透過可能な膜を表面に着脱自在に配設した透光板を有する底部と、上記底部上に着脱自在に配設された枠体とを有して構成されるようにしたものである。
ここで、図1(a)には、本発明の実施の形態の一例による三次元造形装置の概略構成断面説明図が示されており、また、図1(b)には、図1(a)に示したA矢印方向から見た場合の構成説明図(A矢視説明図)が示されている。
より詳細に説明すると、光源12として可視光により画像を投影するプロジェクターを用い、レンズ14として凸レンズを用いた。
また、容器18は、ミラー16よりの光を透過可能な底板となる透光板24と、透光板24の上面に配置された光を透過可能な膜26と、膜26上に配置された所定の高さを有する枠体28とを有して構成されている。
また、三次元造形物保持板20は、所定の厚さt3を備えた可撓材料よりなるものである。より具体的には、三次元造形物保持板20は、厚さが薄く柔軟な素材から形成されているものであり、作業者が力を加えると容易に湾曲するように構成されている。こうした三次元造形物保持板20としては、例えば、厚さt3が1〜5mm、好ましくは、2mmのポリアセタール製の板状体を用いることができる。
また、駆動手段22としては、各種機構を用いることができ、例えば、ステッピングモーターにより駆動機構を用いることができる。
以上の構成において、図2を参照しながら、上記した三次元造形装置10を用いて三次元造形物を作製する際の動作について説明することとする。
ここで、光源12から出射される光は、作製する三次元造形物の形状を表すものであるが、パーソナルコンピュータ(図示せず)から光源12へは、作製する三次元造形物の形状を水平方向に分割して複数の層に分けたデータが、第1層目から順に一定時間ごと1層分ずつ転送されるようにプログラムされているものとする。
三次元造形装置10を用いて三次元造形物を作製するにあたっては、まず、容器18の透光板24と枠体28とで囲まれた内部領域に、液体状の光硬化樹脂を流し込んで貯留する。
次に、三次元造形物保持板20の下面20bが膜26から30μm上方に位置するように、三次元造形物保持板20を駆動手段22により移動する(図2(a)を参照する。)。つまり、膜26の表面と三次元造形物保持板20の下面20bとの間隙が30μmとなるように、三次元造形物保持板20の位置を調整する。
次に、三次元造形物の第2層目を作製するため、駆動手段22により三次元造形物保持板20を上方へ移動させ、三次元造形物の第1層目として硬化した光硬化樹脂を上方へ移動させることになる。
また、三次元造形物保持板20の上方への移動時に、可撓材料よりなる三次元造形物保持板20も撓むため、光硬化樹脂に弾性が与えられるようになり、光硬化樹脂が膜26から剥離する際の急激な剥離が緩和され、スムーズに剥がれるようになっている(図2(d)を参照する。)。
硬化した光硬化樹脂が膜26から剥離した後には、膜26は再び元の平らな形状に復帰する(図2(e)を参照する。)。この間に底部の硬化して上方に持ち上げられた部分には未硬化の樹脂が満たされる。
そして、三次元造形物の第2層目を作製するための三次元造形物保持板20の配置として、第1層目を作製した位置よりもさらに30μm上方に三次元造形物保持板20が位置するように、駆動手段22により三次元造形物保持板20の位置を調整する。つまり、膜26の表面と三次元造形物保持板20の下面20bとの間隙が60μmとなるように、三次元造形物保持板20の位置を調整する。
上記した第2層目の作製の際の動作と同様な三次元造形物保持板20の移動と光の照射とを繰り返し行って、三次元造形物の作製を完了するものである。
以上において説明したように、三次元造形装置10の容器18は、簡潔な構成を備えているため、製造コストの大幅な上昇をもたらすことがなく、また、容易に分解できるようになされているため、その清掃や交換を容易に行うことが可能である。
なお、上記した実施の形態は、以下の(1)乃至(4)に示すように変形することができるものである。
12 光源
14 レンズ
16 ミラー
18 容器
20 三次元造形物保持板
20a 貫通孔
20b 下面
21 支持部
22 駆動手段
24 透光板
26 膜
28 枠体
Claims (7)
- 光の照射により硬化する光硬化樹脂を用いて三次元造形物を作製する三次元造形装置において、
液体状の光硬化樹脂を貯留可能な容器と、
前記容器に貯留された光硬化樹脂に対して光を照射する光源と、
前記容器内において光硬化樹脂が硬化する際の土台となる三次元造形物保持板と
を有し、
前記容器は、前記光源からの光を透過可能な膜を表面に着脱自在に配設した透光板を有する底部と、前記底部上に着脱自在に配設された枠体とを有して構成される
ことを特徴とする三次元造形装置。 - 請求項1に記載の三次元造形装置において、
前記膜は、表面に光硬化樹脂が容易に剥離可能なコーティングを施されている
ことを特徴とする三次元造形装置。 - 請求項1に記載の三次元造形装置において、
前記膜は、ポリエチレンテレフタラート(PET)の表面にフルオロシリコン系離型材を塗布したフィルムである
ことを特徴とする三次元造形装置。 - 請求項3に記載の三次元造形装置において、
前記フィルムの厚さは、50〜120μmである
ことを特徴とする三次元造形装置。 - 請求項1、2、3または4のいずれか1項に記載の三次元造形装置において、
前記三次元造形物保持板は、複数の貫通孔が穿設されている可撓材料よりなる
ことを特徴とする三次元造形装置。 - 請求項1、2、3、4または5のいずれか1項に記載の三次元造形装置において、
前記三次元造形物保持板は、ポリアセタール製の板状体である
ことを特徴とする三次元造形装置。 - 請求項6に記載の三次元造形装置において、
前記板状体の厚さは、1〜5mmである
ことを特徴とする三次元造形装置。
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