JP2010036537A - Photo-fabricating apparatus - Google Patents

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Shigeo Uchiyama
茂生 内山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photo-fabricating apparatus capable of forming a solid molded object with favorable accuracy by curing a photo-curable resin quickly and exactly in spite of a depth of light in a resin bath. <P>SOLUTION: The photo-fabrication apparatus 100 is provided with the first optical system 110 and the second optical system 120 which emits light from different directions into a resin bath 101 in which the photo-curable resin 102 is stored. The first optical system 110 is constituted of two first photo-irradiating mechanisms 110a and 110b facing each other via the resin bath 101. In these, the first photo-irradiating mechanisms 110a and 110b are provided with MEMS mirrors 112a and 112b. The second optical system 120 is constituted of two second photo-irradiating mechanism 120a and 120b a facing each other through the resin bath 101. The photo-fabrication apparatus 100 molds a solid article W by curing a photo-curable resin 102 while displacing a crossing point P of the light emitted from the first optical system 110 and the second optical system 120. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光を照射することにより硬化する光硬化性樹脂を用いて所望する立体造形物を造形する光造形装置に関する。   The present invention relates to an optical modeling apparatus that models a desired three-dimensional model using a photocurable resin that is cured by irradiation with light.

従来から、紫外線などの光を照射することにより硬化する光硬化性樹脂を用いて、所望する立体(三次元)状の造形物(以下、「立体造形物」という)を製作する所謂光造形装置が知られている。光造形装置は、主として、光硬化性樹脂が貯留された樹脂槽内において立体造形物を支持するステージ上の上方に向かって立体造形物が造形される自由液面方式(下記特許文献1参照)と、同樹脂槽内においてステージの下方に向かって立体造形物が造形される規制液面方式(下記特許文献2参照)とに大別される。
特開2006−297953号公報 特開2003−39564号公報
Conventionally, a so-called optical modeling apparatus for manufacturing a desired three-dimensional (three-dimensional) shaped object (hereinafter referred to as “three-dimensional object”) using a photocurable resin that is cured by irradiation with light such as ultraviolet rays. It has been known. The optical modeling apparatus is mainly a free liquid surface method in which a three-dimensional model is modeled upward on a stage that supports the three-dimensional model in a resin tank in which a photocurable resin is stored (see Patent Document 1 below). And a regulated liquid level system (see Patent Document 2 below) in which a three-dimensional model is modeled toward the lower side of the stage in the resin tank.
JP 2006-297953 A JP 2003-39564 A

ところが、これらの光造形装置においては、各造形方式に起因する造形精度上の問題点が指摘されている。具体的には、自由液面方式においては、光硬化性樹脂の表面(液面)を硬化させて立体造形物が造形されるため、樹脂槽に貯留した光硬化性樹脂の表面の平滑度が損なわれると立体造形物の造形精度が著しく低下する。また、規制液面方式では、光硬化性樹脂を貯留した樹脂槽の底部で立体造形物の造形が行われるため、樹脂槽の底部または同底部に配置した透明フィルムに固着して造形される立体造形物の引き剥がしによって立体造形物の造形精度が低下することがある。   However, in these stereolithography apparatuses, problems in modeling accuracy due to each modeling method have been pointed out. Specifically, in the free liquid level method, the surface (liquid level) of the photocurable resin is cured to form a three-dimensional modeled object, so that the smoothness of the surface of the photocurable resin stored in the resin tank is If it is damaged, the modeling accuracy of the three-dimensional model is remarkably lowered. Further, in the regulated liquid surface method, since the three-dimensional object is formed at the bottom of the resin tank in which the photocurable resin is stored, the three-dimensional object that is fixedly attached to the bottom of the resin tank or the transparent film disposed on the bottom is formed. The modeling accuracy of the three-dimensional model may be reduced by peeling off the model.

そこで、このような自由液面方式および規制液面方式の各造形方式に起因する問題点を回避するため、例えば、下記特許文献3には、光硬化性樹脂を貯留する樹脂槽に対して互いに異なる2方向からそれぞれ光を照射して、これらの2つの光の交点を樹脂槽内で変位させることにより立体造形物を造形する光造形装置が提案されている。
特開昭63−251227号公報
Therefore, in order to avoid the problems caused by each modeling method such as the free liquid level method and the regulated liquid level method, for example, in Patent Document 3 below, a resin tank storing a photocurable resin is mutually connected. There has been proposed an optical modeling apparatus that forms a three-dimensional object by irradiating light from two different directions and displacing the intersection of these two lights in a resin tank.
JP-A-63-251227

しかしながら、上記した光造形装置においては、樹脂槽内に照射された光の強度(光量)が樹脂槽内を進行するに従って減衰するため、樹脂槽内における光の深度に応じて光硬化性樹脂が硬化し難くなり立体造形物の造形時間が増大するとともに造形精度が低下することがあるという問題点があった。   However, in the above-described stereolithography apparatus, since the intensity (light quantity) of light irradiated into the resin tank attenuates as it travels through the resin tank, the photo-curing resin depends on the depth of light in the resin tank. There is a problem that it becomes difficult to cure and the modeling time of the three-dimensional model increases, and the modeling accuracy may decrease.

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、光硬化性樹脂を貯留する樹脂槽内で少なくとも2つの光の交点を変位させることにより立体造形物を造形する光造形装置において、樹脂槽内における光の深度に関わらず光硬化性樹脂を迅速かつ適確に硬化させて立体造形物を精度良く造形することができる光造形装置を提供することにある。   The present invention has been made to address the above-described problem, and an object thereof is an optical modeling apparatus for modeling a three-dimensional modeled object by displacing an intersection of at least two lights in a resin tank storing a photocurable resin. Another object of the present invention is to provide an optical modeling apparatus capable of accurately and accurately modeling a three-dimensional model by quickly and accurately curing a photocurable resin regardless of the depth of light in a resin tank.

上記目的を達成するため、請求項1に係る発明の特徴は、所定の光量の光を照射することにより硬化する光硬化性樹脂を貯留する樹脂槽と、樹脂槽内に前記所定の光量未満の光量の光を照射する第1の光学系と、第1の光学系とは異なる方向から樹脂槽内に前記所定の光量未満の光量の光を照射する第2の光学系と、第1の光学系から照射された光と、第2の光学系から照射された光との交点に対して樹脂槽を相対的に変位させるための交点変位手段とを備え、第1の光学系から照射された光と、第2の光学系から照射された光との交点における光によって光硬化性樹脂を硬化させて立体造形物を造形する光造形装置において、第1の光学系は、樹脂槽内に光を照射する一方の第1光学系光照射手段と、樹脂槽を介して前記一方の第1光学系光照射手段に対向して設けられ、同一方の第1光学系光照射手段から照射された光の少なくとも一部に重ねることにより前記一方の第1光学系光照射手段から照射された光の光量を一定にするための光を照射する他方の第1光学系光照射手段とを備えたことにある。   In order to achieve the above object, a feature of the invention according to claim 1 is that a resin tank that stores a photocurable resin that is cured by irradiating a predetermined amount of light, and a resin tank that contains less than the predetermined amount of light. A first optical system for irradiating a light amount of light, a second optical system for irradiating a light amount of light less than the predetermined light amount into the resin tank from a direction different from the first optical system, and a first optical system An intersection displacing means for displacing the resin tank relative to the intersection of the light irradiated from the system and the light irradiated from the second optical system, and irradiated from the first optical system In an optical modeling apparatus that forms a three-dimensional model by curing a photocurable resin with light at an intersection of light and light irradiated from the second optical system, the first optical system is light in a resin tank. One first optical system light irradiating means for irradiating and the one first optical system via a resin tank The amount of light emitted from the one first optical system light irradiating means is provided by facing at least a part of the light emitted from the same first optical system light irradiating means. And the other first optical system light irradiating means for irradiating the light for making it constant.

このように構成した請求項1に係る発明の特徴によれば、光造形装置は、光硬化性樹脂が貯留された樹脂槽内に互いに異なる方向から光を照射する第1の光学系および第2の光学系を備えている。そして、これらの第1の光学系および第2の光学系のうち、第1の光学系は、樹脂槽を介して互いに対向した状態で2つの第1光学系光照射手段で構成されている。すなわち、第1の光学系は、樹脂槽を挟んだ両側から光を照射している。これにより、樹脂槽における第1の光学系の光軸上の全域において光硬化性樹脂を硬化させるために必要な光量の光を略均等に確保することができる。この結果、樹脂槽内における光の深度に関わらず光硬化性樹脂を迅速かつ適確に硬化させて立体造形物を精度良く造形することができる。   According to the feature of the invention according to claim 1 configured as described above, the optical modeling apparatus includes a first optical system that irradiates light from different directions in the resin tank in which the photocurable resin is stored, and a second optical system. It is equipped with the optical system. And among these 1st optical systems and 2nd optical systems, the 1st optical system is comprised by two 1st optical system light irradiation means in the state which mutually opposed through the resin tank. That is, the first optical system emits light from both sides of the resin tank. Thereby, the light of the light quantity required in order to harden photocurable resin in the whole region on the optical axis of the 1st optical system in a resin tank can be ensured substantially equally. As a result, regardless of the depth of light in the resin tank, the photo-curing resin can be quickly and accurately cured to accurately model the three-dimensional structure.

また、請求項2に係る発明の特徴は、前記光造形装置において、さらに、第2の光学系は、樹脂槽内に光を照射する一方の第2光学系光照射手段と、樹脂槽を介して前記一方の第2光学系光照射手段に対向して設けられ、同一方の第2光学系光照射手段から照射された光の少なくとも一部に重ねることにより前記一方の第2光学系光照射手段から照射された光の光量を一定にするための光を照射する他方の第2光学系光照射手段とを備えたことにある。   According to a second aspect of the present invention, in the optical modeling apparatus, the second optical system further includes a second optical system light irradiation unit that irradiates light into the resin tank, and a resin tank. The second optical system light irradiation means is provided opposite to the one second optical system light irradiation means and overlaps at least a part of the light emitted from the same second optical system light irradiation means. And the other second optical system light irradiating means for irradiating light for making the amount of light emitted from the means constant.

このように構成した請求項2に係る発明の特徴によれば、前記光造形装置において、さらに、第2の光学系は、樹脂槽を介して互いに対向した状態で2つの第2光学系光照射手段で構成されている。すなわち、第1の光学系に加えて第2の光学系は、樹脂槽を挟んだ両側から光を照射している。これにより、樹脂槽における第1の光学系および第2の光学系の各光軸上の全域において光硬化性樹脂を硬化させるために必要な光量の光を略均等に確保することができる。この結果、樹脂槽内における光の深度に関わらず光硬化性樹脂を迅速かつ適確に硬化させて立体造形物をより精度良く造形することができる。   According to the characteristic of the invention which concerns on Claim 2 comprised in this way WHEREIN: Furthermore, in the said optical modeling apparatus, a 2nd optical system is two 2nd optical system light irradiation in the state which mutually opposed through the resin tank Consists of means. That is, in addition to the first optical system, the second optical system emits light from both sides of the resin tank. Thereby, the light quantity of light required in order to harden photocurable resin in the whole region on each optical axis of the 1st optical system and 2nd optical system in a resin tank can be ensured substantially equally. As a result, regardless of the depth of light in the resin tank, the photocurable resin can be cured quickly and accurately, and the three-dimensional modeled object can be modeled more accurately.

また、請求項3に係る発明の特徴は、前記光造形装置において、第1の光学系における前記一方の第1光照射手段の光軸と前記他方の第1光照射手段の光軸とが一致、および/または第2の光学系における前記一方の第2光学系光照射手段の光軸と前記他方の第2光学系光照射手段の光軸とが一致していることにある。   According to a third aspect of the present invention, in the optical modeling apparatus, the optical axis of the one first light irradiation means and the optical axis of the other first light irradiation means in the first optical system coincide with each other. And / or the optical axis of the one second optical system light irradiation means in the second optical system and the optical axis of the other second optical system light irradiation means coincide.

このように構成した請求項3に係る発明の特徴によれば、第1の光学系および/または第2の光学系において、両第1光学系光照射手段および/または両第2光学系光照射手段の各光軸が一致している。これによれば、例えば、両第1光学系光照射手段の各光軸が一致している場合には、一方の第1光学系光照射手段の光軸と他方の第1光学系照射手段の光軸とは、常に光軸の全域において光量が略一定となる。すなわち、一方の第1光学系光照射手段から照射される光と他方の第1光学系照射手段から照射される光とを交差させる制御が不要となる。この結果、光造形装置の構成を簡単することができるとともに精度良く立体造形物を造形することができる。   According to the characteristic of the invention concerning Claim 3 comprised in this way, in a 1st optical system and / or a 2nd optical system, both 1st optical system light irradiation means and / or both 2nd optical system light irradiation Each optical axis of the means is coincident. According to this, for example, when the optical axes of both the first optical system light irradiating means coincide with each other, the optical axis of one of the first optical system light irradiating means and the other of the first optical system irradiating means. With the optical axis, the amount of light is always substantially constant throughout the entire optical axis. That is, it is not necessary to control the light emitted from one of the first optical system light irradiating means and the light emitted from the other first optical system irradiating means. As a result, the configuration of the optical modeling apparatus can be simplified and a three-dimensional model can be accurately modeled.

また、請求項4に係る発明の特徴は、前記光造形装置において、第1の光学系における各第1光学系光照射手段、および/または第2の光学系における各第2光学系光照射手段は、MEMSミラーで構成されていることにある。   The invention according to claim 4 is characterized in that, in the optical modeling apparatus, each first optical system light irradiation means in the first optical system and / or each second optical system light irradiation means in the second optical system. Is composed of MEMS mirrors.

このように構成した請求項4に係る発明の特徴によれば、第1の光学系の両第1光学系光照射手段および/または第2の光学系の両第2光学系光照射手段は、MEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラーで構成されている。これにより、他のミラーデバイス(例えば、DMD(Digital Micromirror Device)やガルバノミラー)を用いた場合に比して第1の光学系および/または第2の光学系を小型化することができるとともに、光造形装置の消費電力の省力化、低騒音化および低振動化を図ることができる。   According to the feature of the invention according to claim 4 configured as described above, both the first optical system light irradiation means of the first optical system and / or both the second optical system light irradiation means of the second optical system include: It consists of a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror. As a result, the first optical system and / or the second optical system can be reduced in size as compared with the case where other mirror devices (for example, DMD (Digital Micromirror Device) or galvanometer mirror) are used, It is possible to save power, reduce noise, and reduce vibration of the optical modeling apparatus.

以下、本発明に係る光造形装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係る光造形装置100の全体構成を模式的に示す構成概略図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この光造形装置100は、光(紫外線)を照射することにより硬化する性質を有する光硬化性樹脂に選択的に光を照射することにより、作業者が所望する立体造形物を造形するものである。   Hereinafter, an embodiment of an optical modeling apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing the overall configuration of an optical modeling apparatus 100 according to the present invention. Note that each drawing referred to in the present specification is schematically represented by exaggerating some of the components in order to facilitate understanding of the present invention. For this reason, the dimension, ratio, etc. between each component may differ. This optical modeling apparatus 100 models a three-dimensional model desired by an operator by selectively irradiating light to a photocurable resin having a property of curing by irradiating light (ultraviolet rays). .

(光造形装置100の構成)
光造形装置100は、樹脂槽101を備えている。樹脂槽101は、液体状の光硬化性樹脂102を貯留するための透光性を有するガラス製の容器であり、上面が開放された直方体状に形成されている。樹脂槽101の底部中央部には、光硬化性樹脂102を硬化させて造形する立体造形物Wを支持するための支持柱101aが設けられている。また、樹脂槽101の底部の縁側には、樹脂槽101内に光硬化性樹脂102を供給および排出するための配管101bの一端が接続されている。この配管101bの他端には、樹脂槽101内に対して光硬化性樹脂102を供給および排出するための送液ポンプ(図示せず)を介して同光硬化性樹脂102を貯留する貯留タンク(図示せず)が接続されている。
(Configuration of stereolithography apparatus 100)
The optical modeling apparatus 100 includes a resin tank 101. The resin tank 101 is a glass container having translucency for storing the liquid photocurable resin 102, and is formed in a rectangular parallelepiped shape having an open upper surface. A support column 101 a for supporting the three-dimensional model W to be modeled by curing the photocurable resin 102 is provided at the bottom center of the resin tank 101. Further, one end of a pipe 101 b for supplying and discharging the photocurable resin 102 into the resin tank 101 is connected to the edge side of the bottom of the resin tank 101. At the other end of the pipe 101b, a storage tank for storing the photocurable resin 102 via a liquid feed pump (not shown) for supplying and discharging the photocurable resin 102 to and from the resin tank 101. (Not shown) is connected.

この樹脂槽101は、略箱状に形成された変位装置103上に支持されている。変位装置103は、図示しない電動モータやネジ送り機構からなる変位機構を内蔵し、樹脂槽101を垂直方向(図示Z軸方向)および水平一方向(図示X軸方向)にそれぞれ変位させる。樹脂槽101の外側には、前記水平一方向(図示X方向)に沿って第1の光学系110が設けられている。第1の光学系110は、樹脂槽101を介して互いに対向した状態で配置された2つの第1光照射機構110a,110bで構成されている。   The resin tank 101 is supported on a displacement device 103 formed in a substantially box shape. The displacement device 103 has a built-in displacement mechanism including an electric motor and a screw feed mechanism (not shown), and displaces the resin tank 101 in the vertical direction (Z-axis direction in the drawing) and one horizontal direction (X-axis direction in the drawing). A first optical system 110 is provided outside the resin tank 101 along the horizontal one direction (X direction in the drawing). The first optical system 110 is composed of two first light irradiation mechanisms 110a and 110b arranged in a state of being opposed to each other via the resin tank 101.

第1の光学系110を構成する2つの第1光照射機構110a,110bは、主として光源111a,111b、MEMESミラー112a,112bおよびコリメートレンズ115a,115bをそれぞれ備えて構成されている。光源111a,111bは、光硬化性樹脂102を硬化させることができる光線、具体的には紫外線を出射する光学素子である。この光源111a,111bから出射される光の各光量は、光硬化性樹脂102を硬化させるために必要な光量の約1/4強の光量である。   The two first light irradiation mechanisms 110a and 110b constituting the first optical system 110 mainly include light sources 111a and 111b, MEMES mirrors 112a and 112b, and collimator lenses 115a and 115b, respectively. The light sources 111a and 111b are optical elements that emit light rays that can cure the photocurable resin 102, specifically, ultraviolet rays. The amount of light emitted from each of the light sources 111a and 111b is about ¼ of the amount of light necessary to cure the photocurable resin 102.

MEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラー112a,112bは、光源111a,111bから出射された光を反射面113a,113bによって樹脂層101側に向けて反射させて樹脂層101内における同一水平面内において走査(図示矢印参照)する光学素子である。このMEMSミラー112a,112bは、反射面113a,113bが図示しない一対の永久磁石およびコイルによって回転軸114a,114b回り(図示矢印参照)に振動するように構成されている。コリメートレンズ115a,115bは、MEMSミラー112a,112bによって樹脂槽101側に向けて反射された光を平行光に変換する光学レンズである。   MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirrors 112a and 112b reflect light emitted from the light sources 111a and 111b toward the resin layer 101 by the reflecting surfaces 113a and 113b, and scan in the same horizontal plane in the resin layer 101 ( This is an optical element to be referred to. The MEMS mirrors 112a and 112b are configured such that the reflecting surfaces 113a and 113b vibrate around the rotation shafts 114a and 114b (see the arrows in the drawing) by a pair of permanent magnets and coils (not shown). The collimating lenses 115a and 115b are optical lenses that convert light reflected toward the resin tank 101 by the MEMS mirrors 112a and 112b into parallel light.

これら2つの第1光照射機構110aおよび第1光照射機構110bの樹脂槽101内における各光の走査平面は、互いに一致している。そして、これら2つの第1光照射機構110aおよび第1光照射機構110bのうち、一方の第1光照射機構110aが、本発明に係る一方の第1光学系光照射手段に相当し、他方の第1光照射機構110bが、本発明に係る他方の第1光学系光照射手段に相当する。   The scanning planes of each light in the resin tank 101 of these two first light irradiation mechanisms 110a and 110b are coincident with each other. Of the two first light irradiation mechanisms 110a and 110b, one first light irradiation mechanism 110a corresponds to one first optical system light irradiation means according to the present invention, and the other one. The first light irradiation mechanism 110b corresponds to the other first optical system light irradiation means according to the present invention.

樹脂槽101の外側における前記水平一方向(図示X方向)に直交する他の水平一方向(図示Y方向)には、樹脂槽101を介して2つの第2光照射機構120a,120bが互いに対向した状態で配置されて構成された第2の光学系120が設けられている。第2の光学系120を構成する2つの第2光照射機構120a,120bは、主として、光源121a,121bでそれぞれ構成されている。   In the other horizontal direction (Y direction in the figure) orthogonal to the horizontal one direction (X direction in the figure) outside the resin tank 101, the two second light irradiation mechanisms 120a and 120b face each other through the resin tank 101. A second optical system 120 arranged and configured in the above state is provided. The two second light irradiation mechanisms 120a and 120b constituting the second optical system 120 are mainly configured by light sources 121a and 121b, respectively.

光源121a,121bは、前記光源111a,111bと同様に光硬化性樹脂102を硬化させることができる光線、具体的には紫外線をそれぞれ出射する光学素子である。また、これらの光源121a,121bは、前記光源111a,111bと同様に光硬化性樹脂102を硬化させるために必要な光量の約1/4強の光量の光をそれぞれ出射する。そして、これら2つの第2光照射機構120aおよび第2光照射機構120bのうち、一方の第2光照射機構120aが、本発明に係る一方の第2光学系光照射手段に相当し、他方の第2光照射機構120bが、本発明に係る他方の第2光学系光照射手段に相当する。   The light sources 121a and 121b are optical elements that emit light rays, specifically ultraviolet rays, that can cure the photo-curable resin 102 in the same manner as the light sources 111a and 111b. In addition, these light sources 121a and 121b emit light having a light amount that is about ¼ of the light amount necessary for curing the photocurable resin 102, similarly to the light sources 111a and 111b. Of these two second light irradiation mechanisms 120a and 120b, one second light irradiation mechanism 120a corresponds to one second optical system light irradiation means according to the present invention, and the other. The second light irradiation mechanism 120b corresponds to the other second optical system light irradiation means according to the present invention.

これら2つの第2光照射機構120a,120bにおける光源121a,121bの各光軸は、第1光照射機構110aおよび第1光照射機構110bにおける光の走査平面内で互いに一致している。すなわち、第1光照射機構110a,110bの各光軸と第2光照射機構120a,120bの各光軸とは、同一水平面内に位置している。この第1光照射機構110a,110bの各光軸と第2光照射機構120a,120bの各光軸とが位置する同一水平面を以後「加工水平面」という。   The optical axes of the light sources 121a and 121b in the two second light irradiation mechanisms 120a and 120b coincide with each other in the light scanning planes of the first light irradiation mechanism 110a and the first light irradiation mechanism 110b. That is, the optical axes of the first light irradiation mechanisms 110a and 110b and the optical axes of the second light irradiation mechanisms 120a and 120b are located in the same horizontal plane. The same horizontal plane where the optical axes of the first light irradiation mechanisms 110a and 110b and the optical axes of the second light irradiation mechanisms 120a and 120b are located is hereinafter referred to as a “processed horizontal plane”.

この光造形装置100は、前記した送液ポンプ(図示せず)、変位装置103、第1光照射機構110a,110bおよび第2光照射機構120a,120bの各作動を制御するコントローラ130を備えている。コントローラ130は、CPU、ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、インターフェース131を介して接続される外部コンピュータ装置140からの指示に従って図示しない造形加工プログラムを実行することにより、送液ポンプ(図示せず)、変位装置103、第1光照射機構110a,110bおよび第2光照射機構120a,120bの各作動を制御して立体造形物を造形する。なお、この造形加工プログラムは、予め前記ROMに記憶されている。   The stereolithography apparatus 100 includes a controller 130 that controls the operations of the liquid feed pump (not shown), the displacement device 103, the first light irradiation mechanisms 110a and 110b, and the second light irradiation mechanisms 120a and 120b. Yes. The controller 130 is configured by a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and executes a modeling process program (not shown) according to an instruction from an external computer device 140 connected via an interface 131, thereby supplying a liquid feed pump. (Not shown), the displacement device 103, the first light irradiation mechanisms 110a and 110b, and the second light irradiation mechanisms 120a and 120b are controlled to form a three-dimensional object. This modeling program is stored in advance in the ROM.

外部コンピュータ装置140は、CPU、ROM、RAM、ハードディスクなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、キーボードおよびマウスからなる入力装置141からの指示に従って、図示しない各種プログラムを実行することにより光造形装置100(コントローラ150)の作動を制御する。また、外部コンピュータ装置140は、液晶ディスプレイからなる表示装置142に、光造形装置100の作動状態および加工プログラム等の各実行状態などを適宜表示させる。すなわち、本実施形態において外部コンピュータ装置140は、個人向けパーソナルコンピュータ(所謂パソコン)を想定している。なお、外部コンピュータ装置140は、光造形装置100の作動を制御することができれば、どのような形式のコンピュータ装置であってもよい。   The external computer device 140 is configured by a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, hard disk, and the like, and executes various programs (not shown) according to instructions from the input device 141 including a keyboard and a mouse, thereby forming the optical modeling apparatus 100. The operation of the (controller 150) is controlled. In addition, the external computer device 140 causes the display device 142 formed of a liquid crystal display to appropriately display the operation state of the optical modeling device 100, each execution state of the machining program, and the like. That is, in the present embodiment, the external computer device 140 is assumed to be a personal computer for personal use (so-called personal computer). The external computer device 140 may be any type of computer device as long as it can control the operation of the optical modeling device 100.

(光造形装置100の作動)
次に、本発明に係る光造形装置100の作動について説明する。まず、作業者は光造形装置100と外部コンピュータ装置140とをインターフェース131を介して接続し、光造形装置100および外部コンピュータ装置140の電源をそれぞれ投入する。これにより、光造形装置100および外部コンピュータ装置140は、図示しない所定のプログラムを実行することにより作業者からの指令の入力を待つ待機状態となる。
(Operation of stereolithography apparatus 100)
Next, the operation of the optical modeling apparatus 100 according to the present invention will be described. First, the operator connects the optical modeling apparatus 100 and the external computer apparatus 140 via the interface 131, and turns on the optical modeling apparatus 100 and the external computer apparatus 140 respectively. Thereby, the stereolithography apparatus 100 and the external computer apparatus 140 will be in the standby state which waits for the input of the instruction | command from an operator by running the predetermined program which is not illustrated.

次に、作業者は、外部コンピュータ装置140に図示しない造形物描画プログラムを実行させて造形対象となる立体造形物Wを外部コンピュータ装置140上で生成する。この場合、外部コンピュータ装置140上において立体造形物Wを表す3次元画像データは、ベクタ(ベクトル)形式によって表されている。そして、作業者は、外部コンピュータ装置140を操作して、光造形装置100に加工データの生成を指示する。   Next, the operator causes the external computer device 140 to execute a modeling object drawing program (not shown) to generate the three-dimensional modeling object W to be modeled on the external computer apparatus 140. In this case, the three-dimensional image data representing the three-dimensional structure W on the external computer device 140 is represented in a vector (vector) format. Then, the operator operates the external computer device 140 to instruct the optical modeling device 100 to generate processing data.

この指示に応答して、外部コンピュータ装置140は、図示しない加工データ生成プログラムを実行することにより前記生成した3次元画像データに基づいて加工データを生成する。具体的には、コントローラ装置140は、3次元画像データによって表わされた立体造形物Wを水平方向に複数の層に分割した各層ごとの断面形状を表わす断面画像データを生成した後、同断面画像データにおける各断面形状を表す断面画像データをビットマップ形式で表された画像データに変換する。本実施形態においては、立体造形物Wを水平方向に約34μmの厚さの層に分割する。   In response to this instruction, the external computer device 140 generates processing data based on the generated three-dimensional image data by executing a processing data generation program (not shown). Specifically, the controller device 140 generates the cross-sectional image data representing the cross-sectional shape of each layer obtained by dividing the three-dimensional structure W represented by the three-dimensional image data into a plurality of layers in the horizontal direction, and then the same cross section. Cross-sectional image data representing each cross-sectional shape in the image data is converted into image data represented in a bitmap format. In the present embodiment, the three-dimensional structure W is divided into layers having a thickness of about 34 μm in the horizontal direction.

次に、作業者は、外部コンピュータ装置140を操作して光造形装置100による立体造形物Wの造形を指示する。この指示に応答して外部コンピュータ装置140は、生成した加工データを光造形装置100のコントローラ130に出力する。これにより、光造形装置100は、外部コンピュータ装置140から順次出力される各層ごとの断面画像データを順次記憶して立体造形物Wの造形を開始する。具体的には、光造形装置100のコントローラ130は、図示しない造形加工プログラムを実行して送液ポンプ(図示せず)の作動を制御して樹脂槽101内を光硬化性樹脂102で満たすとともに、変位装置103の作動を制御して支持柱101aの上面の位置を前記加工水平面に位置決めする。   Next, the operator operates the external computer device 140 to instruct the modeling of the three-dimensional structure W by the optical modeling apparatus 100. In response to this instruction, the external computer device 140 outputs the generated processing data to the controller 130 of the optical modeling device 100. Accordingly, the optical modeling apparatus 100 sequentially stores the cross-sectional image data for each layer sequentially output from the external computer apparatus 140 and starts modeling the three-dimensional modeled object W. Specifically, the controller 130 of the optical modeling apparatus 100 executes a modeling processing program (not shown) to control the operation of a liquid feeding pump (not shown) to fill the resin tank 101 with the photocurable resin 102. Then, the operation of the displacement device 103 is controlled to position the upper surface of the support column 101a on the processing horizontal plane.

次に、コントローラ130は、立体造形物Wを構成する一つ目の層の断面形状を表わす画像を支持柱101a上に描画する。具体的には、コントローラ130は、第1光照射機構110a,110bの各光源111a,111bおよび第2光照射機構120a,120bの各光源121a,121bからそれぞれ光を照射させて第2光照射機構120a,120bの光軸上に光源111a,111bから出射された光の交点Pを形成する。この場合、コントローラ130は、第1光照射機構110a,110bにおけるMEMSミラー112a,112b(反射面113a,113b)の向きをそれぞれ制御して第2光照射機構120a,120bの光軸上に交点Pを形成する。   Next, the controller 130 draws an image representing the cross-sectional shape of the first layer constituting the three-dimensional structure W on the support pillar 101a. Specifically, the controller 130 irradiates light from the light sources 111a and 111b of the first light irradiation mechanisms 110a and 110b and the light sources 121a and 121b of the second light irradiation mechanisms 120a and 120b, respectively. An intersection point P of light emitted from the light sources 111a and 111b is formed on the optical axes of 120a and 120b. In this case, the controller 130 controls the directions of the MEMS mirrors 112a and 112b (reflection surfaces 113a and 113b) in the first light irradiation mechanisms 110a and 110b, respectively, and intersects the optical axis of the second light irradiation mechanisms 120a and 120b with the intersection point P. Form.

そして、コントローラ130は、第1光照射機構110a,110bにおけるMEMSミラー112a,112bの向きおよび樹脂槽101の前記水平一方向(図示X軸方向)の位置を連続的に変位させることにより、加工水平面内において立体造形物Wを構成する1つ目の層の断面形状に沿って前記交点Pを変位させる。この加工水平面上を変位する光の交点Pは、光源111a,111b,121a、121bから出射された各光であって、光硬化性樹脂102を硬化させるために必要な光量の約1/4強の光量の4つの光の集合によって構成されている。すなわち、光の交点Pは、光硬化性樹脂102を硬化させるために必要な光量以上の光量の光となっている。このため、光の交点Pが位置した光硬化性樹脂102は速やかに硬化を開始する。これにより、立体造形物Wを構成する一つ目の層の断面形状が支持柱101a上に造形される。   Then, the controller 130 continuously displaces the direction of the MEMS mirrors 112a and 112b in the first light irradiation mechanisms 110a and 110b and the position of the resin tank 101 in the horizontal one direction (X-axis direction in the drawing), thereby processing the horizontal surface. Inside, the said intersection P is displaced along the cross-sectional shape of the 1st layer which comprises the three-dimensional molded item W. FIG. The intersection P of the light displaced on the processing horizontal plane is each light emitted from the light sources 111a, 111b, 121a, and 121b, and is about a quarter of the amount of light necessary for curing the photocurable resin 102. It is constituted by a set of four lights having a light quantity of. That is, the intersection P of light is light with a light quantity more than that necessary for curing the photo-curable resin 102. For this reason, the photocurable resin 102 where the light intersection P is located starts to cure quickly. Thereby, the cross-sectional shape of the 1st layer which comprises the three-dimensional molded item W is modeled on the support pillar 101a.

次に、コントローラ130は、支持柱101a上に立体造形物Wにおける第1層目を造形した後、樹脂槽101を1層分(34μm)下降させることにより支持柱101a上に形成された第1層目の上面を加工水平面に位置決めする。そして、コントローラ130は、前記第1層目の造形と同様にして立体造形物Wにおける第2層目を造形する。このように、立体造形物Wを構成する各断面形状を表す各層の造形と、樹脂槽101の図示Z方向の変位とを繰り返し実行することにより支持柱101a上に立体造形物Wが造形される。この場合、樹脂槽101内の加工水平面内において、例えば、一方の第1光照射機構110a側から遠い位置に光の交点Pを位置させて立体造形物Wの造形を行う場合には、同一方の第1光照射機構110aから照射された光は光硬化性樹脂102を透過する間に減衰する。しかし、一方の第1光照射機構110a側から遠い位置に位置する光の交点Pには、同一方の第1光照射機構110aに対向して配置された他方の第1光照射機構110bから光が補われているため、同位置における光の交点Pの光量の総量を減少させることがない。このため、同位置における光硬化性樹脂102を速やかに硬化させることができる。   Next, after forming the first layer of the three-dimensional structure W on the support pillar 101a, the controller 130 lowers the resin tank 101 by one layer (34 μm), thereby forming the first formed on the support pillar 101a. The upper surface of the layer is positioned on the processing horizontal plane. And the controller 130 models the 2nd layer in the three-dimensional molded item W like the modeling of the said 1st layer. As described above, the three-dimensional object W is formed on the support column 101a by repeatedly performing the formation of each layer representing each cross-sectional shape constituting the three-dimensional object W and the displacement of the resin tank 101 in the illustrated Z direction. . In this case, for example, in the case of modeling the three-dimensional structure W by positioning the intersection P of light at a position far from the first light irradiation mechanism 110a side in the processing horizontal plane in the resin tank 101, the same direction is used. The light emitted from the first light irradiation mechanism 110 a attenuates while passing through the photocurable resin 102. However, the light from the other first light irradiation mechanism 110b disposed opposite to the same first light irradiation mechanism 110a is at the intersection P of the light located far from the one first light irradiation mechanism 110a side. Therefore, the total amount of light at the intersection point P of light at the same position is not reduced. For this reason, the photocurable resin 102 at the same position can be quickly cured.

そして、コントローラ130は、立体造形物Wの断面形状を表す全ての断面画像データを用いて立体造形物Wの造形を実行した場合には、第1光照射機構110a,110bおよび第2光照射機構120a,120bからの光の照射を停止させて樹脂槽101の位置を原点復帰させるとともに、送液ポンプ(図示せず)の作動を制御して樹脂槽101内から光硬化性樹脂102を排出して造形加工プログラムの実行を終了する。作業者は、造形加工プログラムの実行の終了後、樹脂槽101内の支持柱101aから立体造形物Wを引き剥がす。これにより、光造形装置100による立体造形物Wの造形作業が終了する。   And the controller 130 will perform 1st light irradiation mechanism 110a, 110b and 2nd light irradiation mechanism, when modeling of the three-dimensional molded item W is performed using all the cross-sectional image data showing the cross-sectional shape of the three-dimensional molded item W. The irradiation of light from 120a and 120b is stopped to return the position of the resin tank 101 to the origin, and the operation of a liquid feed pump (not shown) is controlled to discharge the photocurable resin 102 from the resin tank 101. Then, the execution of the modeling program is finished. An operator peels off the three-dimensional molded item W from the support column 101a in the resin tank 101 after the execution of the modeling program. Thereby, the modeling operation | work of the three-dimensional molded item W by the optical modeling apparatus 100 is complete | finished.

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、光造形装置100は、光硬化性樹脂102が貯留された樹脂槽101内に互いに異なる方向から光を照射する第1の光学系110および第2の光学系120を備えている。そして、これらの第1の光学系110および第2の光学系120のうち、第1の光学系110は、樹脂槽101を介して互いに対向した状態で2つの第1光照射機構110a,110bで構成されている。また、第2の光学系120は、樹脂槽101を介して互いに対向した状態で2つの第2光照射機構120a,120bで構成されている。すなわち、第1の光学系110および第2の光学系120は、樹脂槽101を挟んだ両側から光を照射している。これにより、樹脂槽101における第1の光学系110および第2の光学系120の各光軸上の全域において光硬化性樹脂102を硬化させるために必要な光量の光を略均等に確保することができる。この結果、樹脂槽101内における光の深度に関わらず光硬化性樹脂102を迅速かつ適確に硬化させて立体造形物Wを精度良く造形することができる。   As can be understood from the above description of the operation, according to the embodiment, the optical modeling apparatus 100 irradiates light from different directions into the resin tank 101 in which the photocurable resin 102 is stored. 110 and a second optical system 120 are provided. Of the first optical system 110 and the second optical system 120, the first optical system 110 is formed by the two first light irradiation mechanisms 110 a and 110 b in a state of facing each other through the resin tank 101. It is configured. The second optical system 120 includes two second light irradiation mechanisms 120a and 120b in a state of facing each other through the resin tank 101. That is, the first optical system 110 and the second optical system 120 emit light from both sides of the resin tank 101. Thereby, the amount of light necessary for curing the photo-curable resin 102 in the entire area on the optical axes of the first optical system 110 and the second optical system 120 in the resin tank 101 is ensured substantially evenly. Can do. As a result, regardless of the depth of light in the resin tank 101, the photocurable resin 102 can be cured quickly and accurately, and the three-dimensional structure W can be accurately modeled.

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   Furthermore, in carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、第1の光学系110を構成する第1光照射機構110a,110bを光源111a,111b、MEMSミラー112a,112bおよびコリメートレンズ115a,115bで構成するとともに、第2の光学系120を構成する第2光照射機構120a,120bを光源121a,121bで構成した。しかし、第1光照射機構110a,110bおよび第2光照射機構120a,120bは、一方の第1光照射機構110aおよび第2光照射機構120aに対して樹脂槽101を介して対向して設けられ、同一方の第1光照射機構110aおよび第2光照射機構120から照射された光の少なくとも一部に重なる光を照射するように他方の第1光照射機構110bおよび第2光照射機構120bを構成すれば、上記実施形態に限定されるものではない。   For example, in the above-described embodiment, the first light irradiation mechanisms 110a and 110b configuring the first optical system 110 are configured by the light sources 111a and 111b, the MEMS mirrors 112a and 112b, and the collimating lenses 115a and 115b, and the second The second light irradiation mechanisms 120a and 120b constituting the optical system 120 are constituted by light sources 121a and 121b. However, the first light irradiation mechanisms 110a and 110b and the second light irradiation mechanisms 120a and 120b are provided to face the first light irradiation mechanism 110a and the second light irradiation mechanism 120a through the resin tank 101. The other first light irradiation mechanism 110b and the second light irradiation mechanism 120b are configured to irradiate light that overlaps at least a part of the light irradiated from the same first light irradiation mechanism 110a and second light irradiation mechanism 120. If it comprises, it will not be limited to the said embodiment.

例えば、第1光照射機構110a,110bを第2光照射機構120a,120bのように、主として光源111a,111bのみで構成してもよい。この場合、第1光照射機構110a,110bおよび第2光照射機構120a,120bを樹脂槽101に対して相対変位可能にするため、第1光照射機構110a,110bおよび第2光照射機構120a,120bを樹脂槽101に対して変位可能にする変位手段、または樹脂槽101を第1光照射機構110a,110bおよび第2光照射機構120a,120bに対して変位させる変位手段を設けるようにするとよい。また、第1光照射機構110a,110bおよび第2光照射機構120a,120bで用いられる各光源は、必ずしも2つである必要はなく、1つの光源から出射した光を分光素子などを用いて分けて樹脂槽101内に導くようにしてもよいことは、当然である。   For example, the first light irradiation mechanisms 110a and 110b may be mainly composed of only the light sources 111a and 111b like the second light irradiation mechanisms 120a and 120b. In this case, in order to make the first light irradiation mechanisms 110a and 110b and the second light irradiation mechanisms 120a and 120b displaceable relative to the resin tank 101, the first light irradiation mechanisms 110a and 110b and the second light irradiation mechanisms 120a, Displacement means that enables displacement of the resin tank 101 with respect to the resin tank 101 or displacement means that displaces the resin tank 101 with respect to the first light irradiation mechanisms 110a and 110b and the second light irradiation mechanisms 120a and 120b may be provided. . Further, the number of light sources used in the first light irradiation mechanisms 110a and 110b and the second light irradiation mechanisms 120a and 120b is not necessarily two, and the light emitted from one light source is divided using a spectroscopic element or the like. Naturally, it may be guided into the resin tank 101.

また、第2光照射機構120a,120bを第1光照射機構110a,110bのように、光源121a,121bのほかに前記MEMSミラー112a,112bおよびコリメートレンズ115a,115bと同様のコリメートレンズおよびMEMSミラーを用いて構成してもよい。この場合、第1光照射機構110a,110bのMEMSミラー112a,112b、および第2光照射機構120a,120bのMEMSミラーの各反射面の向きを制御することにより光の交点Pの位置を加工平面内において自由に変位させることができるため、上記実施形態のように樹脂槽101を水平一方向(図示X軸方向)に変位させる機構は不要である。   In addition to the light sources 121a and 121b, the second light irradiation mechanisms 120a and 120b are collimated lenses and MEMS mirrors similar to the MEMS mirrors 112a and 112b and the collimating lenses 115a and 115b, as in the first light irradiation mechanisms 110a and 110b. You may comprise using. In this case, the position of the intersection point P of the light is controlled by controlling the orientation of the reflecting surfaces of the MEMS mirrors 112a and 112b of the first light irradiation mechanisms 110a and 110b and the MEMS mirrors of the second light irradiation mechanisms 120a and 120b. Since it can be freely displaced inside, a mechanism for displacing the resin tank 101 in one horizontal direction (X-axis direction in the drawing) as in the above embodiment is unnecessary.

また、この場合、第1光照射機構110a,110bおよび第2光照射機構120a,120bに用いられるMEMSミラーを、MEMSミラーの反射面が垂直方向(図示Z軸方向)にも振動するタイプのものを用いてもよい。これによれば、光の交点Pを垂直方向(図示Z軸方向)にも変位させることが可能となるため、重量物である樹脂槽101を垂直方向(図示Z軸方向)に変位可能に構成する必要がなく光造形装置100の構成を簡単にすることができるとともに、立体造形物Wの造形精度を向上させることができる。   In this case, the MEMS mirror used in the first light irradiation mechanisms 110a and 110b and the second light irradiation mechanisms 120a and 120b is of a type in which the reflection surface of the MEMS mirror vibrates in the vertical direction (Z-axis direction in the drawing). May be used. According to this, the intersection point P of light can be displaced in the vertical direction (Z-axis direction in the drawing), so that the resin tank 101 which is a heavy object can be displaced in the vertical direction (Z-axis direction in the drawing). In addition to simplifying the configuration of the optical modeling device 100, the modeling accuracy of the three-dimensional model W can be improved.

また、第1の光学系110における第1光照射機構110a,110b、または第2の光学系120における第2光照射機構120a,120bをプロジェクタで構成してもよい。この場合、プロジェクタは、立体造形物Wを垂直方向に複数の層に分割した各層ごとの断面形状を樹脂層101内に投影する。そして、第2光照射機構120a,120bから照射される光、または第1光照射機構110a,110bから照射される光を樹脂槽101内に投影された断面投影画像に水平一方向(図示X方向)に所定量(例えば、34μm)ずつ変位させながら1層ごとに走査して立体造形物Wを造形することもできる。なお。この場合、樹脂槽101を介して互いに対向するプロジェクタは、互いに反転した断面画像を対向するプロジェクタに向けて投影する。   In addition, the first light irradiation mechanisms 110a and 110b in the first optical system 110 or the second light irradiation mechanisms 120a and 120b in the second optical system 120 may be configured by a projector. In this case, the projector projects the cross-sectional shape of each layer obtained by dividing the three-dimensional structure W into a plurality of layers in the vertical direction in the resin layer 101. Then, the light irradiated from the second light irradiation mechanisms 120a and 120b or the light irradiated from the first light irradiation mechanisms 110a and 110b is projected in one horizontal direction (X direction in the drawing) onto the cross-sectional projection image projected into the resin tank 101. ) To form a three-dimensional structure W by scanning one layer at a time while being displaced by a predetermined amount (for example, 34 μm). Note that. In this case, the projectors facing each other via the resin tank 101 project the cross-sectional images inverted to each other toward the facing projector.

また、上記実施形態においては、第1の光学系110と第2の光学系120とでそれぞれ樹脂槽101を介して互いに対向する側から光を照射するように構成した。すなわち、第1の光学系110を、樹脂槽101を介して互いに対向した状態で2つの第1光照射機構110a,110bで構成するとともに、第2の光学系120を、樹脂槽101を介して互いに対向した状態で2つの第2光照射機構120a,120bで構成した。しかし、第1の光学系110および第2の光学系120のうちのいずれか一方の光学系において樹脂槽101を介して互いに対向する側から光を照射するように構成してもよい。ただし、この場合には、他方の光学系から出射される光の光量を増加させる。これによれば、一方の光学系から出射された光の光量が全域に亘って略均一となるため、上記実施形態に準じた効果を期待できる。   In the above embodiment, the first optical system 110 and the second optical system 120 are configured to irradiate light from the sides facing each other through the resin tank 101. That is, the first optical system 110 is configured by the two first light irradiation mechanisms 110a and 110b in a state of being opposed to each other via the resin tank 101, and the second optical system 120 is configured via the resin tank 101. The second light irradiation mechanisms 120a and 120b are configured to face each other. However, in any one of the first optical system 110 and the second optical system 120, the light may be irradiated from the sides facing each other via the resin tank 101. However, in this case, the amount of light emitted from the other optical system is increased. According to this, the amount of light emitted from one of the optical systems becomes substantially uniform over the entire area, and therefore an effect according to the above embodiment can be expected.

また、上記実施形態においては、第2光照射機構120a,120bにおける光源121aの光軸と光源121bの光軸とを一致させて構成した。しかし、樹脂槽101内において、第2光照射機構120a,120bから照射された光が第1光照射機構110a,110bから照射される光に重なって交点Pを形成できれば、必ずしも光源121aの光軸と光源121bの光軸とは一致するように構成する必要はない。但し、この場合、第2光照射機構120a,120bから照射された光が第1光照射機構110a,110bから照射される光に重なように第2光照射機構120a,120bに光軸の向きを変更させる機構が必要となる。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。   In the above embodiment, the optical axis of the light source 121a and the optical axis of the light source 121b in the second light irradiation mechanisms 120a and 120b are configured to coincide with each other. However, in the resin tank 101, if the light irradiated from the second light irradiation mechanisms 120a and 120b can overlap the light irradiated from the first light irradiation mechanisms 110a and 110b to form the intersection point P, the optical axis of the light source 121a is not necessarily obtained. And the optical axis of the light source 121b need not be configured to coincide with each other. However, in this case, the direction of the optical axis is applied to the second light irradiation mechanisms 120a and 120b so that the light irradiated from the second light irradiation mechanisms 120a and 120b overlaps the light irradiated from the first light irradiation mechanisms 110a and 110b. A mechanism to change the value is required. Also by this, the same effect as the above-mentioned embodiment can be expected.

また、上記実施形態においては、支持柱101b上面から上方に向って立体造形物Wを造形するように構成したが、当然、これに限定されるものではない。本発明は、光を照射することにより硬化する光硬化性樹脂を用いて所望する立体造形物Wを製作する所謂光造形法に広く適用できるものである。したがって、例えば、支持柱101bを樹脂槽101一側面に設けて立体造形物を水平方向に造形するように構成してもよいし、樹脂槽101の上部に支持柱101bを備えた蓋部材を用意して立体造形物を支持柱101bの下面から下方に向って造形するように構成してもよい。これらによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。   Moreover, in the said embodiment, although it comprised so that the three-dimensional molded item W might be modeled toward upper direction from the upper surface of the support pillar 101b, naturally it is not limited to this. The present invention can be widely applied to a so-called stereolithography method for producing a desired three-dimensional model W using a photocurable resin that is cured by irradiating light. Therefore, for example, the support pillar 101b may be provided on one side surface of the resin tank 101 so as to form a three-dimensional modeled object in the horizontal direction, or a cover member provided with the support pillar 101b on the top of the resin tank 101 is prepared. Then, the three-dimensional modeled object may be configured to be modeled downward from the lower surface of the support column 101b. Also by these, the same effect as the above-mentioned embodiment can be expected.

また、上記実施形態においては、第1の光学系110および第2の光学系をそれぞれ構成する各光源111a,111b,121a,121bは、光硬化性樹脂102が硬化する光量の約1/4強の光量で光を出射するように構成した。これは、第1の光学系110および第2の光学系からそれぞれ照射される光の交点Pにおいて光硬化性樹脂102が硬化する光量とするためである。したがって、上記実施形態においては、第1の光学系110および第2の光学系において、それぞれ光硬化性樹脂102が硬化する光量の1/2強の光量を照射するように構成した。   In the above-described embodiment, each of the light sources 111a, 111b, 121a, and 121b constituting the first optical system 110 and the second optical system is about a quarter of the amount of light that the photocurable resin 102 is cured. It was configured to emit light with a quantity of light. This is because the amount of light that the photocurable resin 102 cures at the intersection P of the light irradiated from the first optical system 110 and the second optical system, respectively. Therefore, in the above embodiment, the first optical system 110 and the second optical system are configured to irradiate a light amount that is a little more than half of the light amount that the photocurable resin 102 is cured.

しかし、第1の光学系110から照射される光の光量と第2の光学系から照射される光の光量は、前記光の交点Pにおいて光硬化性樹脂102が硬化するために必要な光量を確保できれば、必ずしも1対1にする必要はない。また、上記実施形態においては、各光源111a,111b,121a,121bから連続的に光を照射するように構成したが、光硬化性樹脂102の硬化が必要な箇所にのみ断続的に光を照射するように構成してもよいことは当然である。   However, the amount of light emitted from the first optical system 110 and the amount of light emitted from the second optical system are the amounts of light necessary for the photocurable resin 102 to cure at the intersection P of the light. If it can be ensured, it does not necessarily have to be 1: 1. Moreover, in the said embodiment, although comprised so that light might be irradiated continuously from each light source 111a, 111b, 121a, 121b, light is irradiated intermittently only to the location where hardening of the photocurable resin 102 is required. Of course, it may be configured to do so.

本発明の一実施形態に係る光造形装置の全体構成を模式的に示す構成外略図である。1 is a schematic configuration diagram schematically illustrating the overall configuration of an optical modeling apparatus according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

W…立体造形物、P…光の交点、100…光造形装置、101…樹脂槽、102…光硬化性樹脂、103…変位装置、110…第1の光学系、110a,110b…第1光照射機構、111a,111b…光源、112a,112b…MEMSミラー、115a,115b…コリメートレンズ、120a,120b…第2光照射機構、121a,121b…光源、130…コントローラ、131…インターフェース、140…外部コンピュータ装置。 W ... Solid modeling object, P ... Intersection of light, 100 ... Optical modeling apparatus, 101 ... Resin tank, 102 ... Photocurable resin, 103 ... Displacement apparatus, 110 ... First optical system, 110a, 110b ... First light Illumination mechanism, 111a, 111b ... light source, 112a, 112b ... MEMS mirror, 115a, 115b ... collimating lens, 120a, 120b ... second light irradiation mechanism, 121a, 121b ... light source, 130 ... controller, 131 ... interface, 140 ... external Computer device.

Claims (4)

所定の光量の光を照射することにより硬化する光硬化性樹脂を貯留する樹脂槽と、
前記樹脂槽内に前記所定の光量未満の光量の光を照射する第1の光学系と、
前記第1の光学系とは異なる方向から前記樹脂槽内に前記所定の光量未満の光量の光を照射する第2の光学系と、
前記第1の光学系から照射された光と、前記第2の光学系から照射された光との交点に対して前記樹脂槽を相対的に変位させるための交点変位手段とを備え、
前記第1の光学系から照射された光と、前記第2の光学系から照射された光との交点における光によって前記光硬化性樹脂を硬化させて立体造形物を造形する光造形装置において、
前記第1の光学系は、前記樹脂槽内に光を照射する一方の第1光学系光照射手段と、前記樹脂槽を介して前記一方の第1光学系光照射手段に対向して設けられ、同一方の第1光学系光照射手段から照射された光の少なくとも一部に重ねることにより前記一方の第1光学系光照射手段から照射された光の光量を一定にするための光を照射する他方の第1光学系光照射手段とを備えたことを特徴とする光造形装置。
A resin tank for storing a photocurable resin that is cured by irradiating a predetermined amount of light;
A first optical system that irradiates the resin tank with a light amount less than the predetermined light amount;
A second optical system for irradiating the resin tank with a light amount less than the predetermined light amount from a direction different from the first optical system;
An intersection displacing means for displacing the resin tank relative to the intersection of the light irradiated from the first optical system and the light irradiated from the second optical system;
In the optical modeling apparatus that forms the three-dimensional object by curing the photocurable resin by light at the intersection of the light irradiated from the first optical system and the light irradiated from the second optical system,
The first optical system is provided so as to face one first optical system light irradiation means for irradiating light into the resin tank and the one first optical system light irradiation means through the resin tank. Irradiating light for making the amount of light emitted from the one first optical system light irradiating means constant by overlapping at least part of the light emitted from the same first optical system light irradiating means An optical modeling apparatus, comprising: the other first optical system light irradiating means.
請求項1に記載した光造形装置において、さらに、
前記第2の光学系は、前記樹脂槽内に光を照射する一方の第2光学系光照射手段と、前記樹脂槽を介して前記一方の第2光学系光照射手段に対向して設けられ、同一方の第2光学系光照射手段から照射された光の少なくとも一部に重ねることにより前記一方の第2光学系光照射手段から照射された光の光量を一定にするための光を照射する他方の第2光学系光照射手段とを備えたことを特徴とする光造形装置。
The optical modeling apparatus according to claim 1, further comprising:
The second optical system is provided facing one second optical system light irradiating means for irradiating light into the resin tank and the one second optical system light irradiating means via the resin tank. Irradiating light for making the amount of light emitted from the second optical system light irradiating means constant by overlapping at least part of the light emitted from the same second optical system light irradiating means An optical modeling apparatus, comprising: the other second optical system light irradiation means.
請求項1または請求項2に記載した光造形装置において、
前記第1の光学系における前記一方の第1光照射手段の光軸と前記他方の第1光照射手段の光軸とが一致、および/または前記第2の光学系における前記一方の第2光学系光照射手段の光軸と前記他方の第2光学系光照射手段の光軸とが一致していることを特徴とする光造形装置。
In the optical modeling apparatus according to claim 1 or 2,
The optical axis of the one first light irradiation means in the first optical system and the optical axis of the other first light irradiation means coincide, and / or the one second optical in the second optical system. An optical modeling apparatus characterized in that the optical axis of the system light irradiation means and the optical axis of the other second optical system light irradiation means coincide with each other.
請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載した光造形装置において、
前記第1の光学系における各第1光学系光照射手段、および/または前記第2の光学系における各第2光学系光照射手段は、MEMSミラーで構成されていることを特徴とする光造形装置。
In the optical modeling apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Each of the first optical system light irradiating means in the first optical system and / or each second optical system light irradiating means in the second optical system is constituted by a MEMS mirror. apparatus.
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