JP2011178051A - Fabrication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、造形方法等に関する。 The present invention relates to a modeling method and the like.
従来から、立体を造形する方法(造形方法)の1つとして、積層法が知られている。積層法では、一般的に、立体の外形を規定する複数の断面要素のそれぞれを、順次に断面パターンとして形成しながら積層することによって立体が造形され得る。
このような積層法では、従来、断面パターンをプリンターでシートに印刷し、印刷したシートを順次に積層した積層体から立体を造形する方法がある(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, a lamination method is known as one of methods for modeling a solid (modeling method). In the laminating method, generally, a solid body can be formed by laminating each of a plurality of cross-sectional elements that define a solid external shape while sequentially forming a cross-sectional pattern.
In such a lamination method, conventionally, there is a method in which a cross-sectional pattern is printed on a sheet with a printer, and a solid body is formed from a laminated body in which the printed sheets are sequentially laminated (for example, see Patent Document 1).
上記特許文献1に記載された造形方法では、水溶性のシートに非水溶性の樹脂で断面パターンを印刷してから、積層体を形成する。そして、積層体から立体を造形するときに、積層体を温水で洗浄する。これにより、立体が造形され得る。
特許文献1には、水溶性のシートとして、水溶性の紙が例示されている。紙には、紙繊維が含まれている。このため、水溶性の紙を積層した積層体から立体を造形すると、紙繊維によって立体がけば立ちやすくなる。
つまり、従来の造形方法では、造形物の品位を高めることが困難であるという課題がある。
In the modeling method described in Patent Document 1, a laminate is formed after a cross-sectional pattern is printed on a water-soluble sheet with a water-insoluble resin. And when modeling a solid from a layered product, a layered product is washed with warm water. Thereby, a solid can be modeled.
Patent Document 1 exemplifies water-soluble paper as a water-soluble sheet. The paper contains paper fibers. For this reason, if a solid is modeled from a laminated body in which water-soluble paper is laminated, it becomes easy to stand if the solid is formed by paper fibers.
That is, the conventional modeling method has a problem that it is difficult to improve the quality of the modeled object.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]造形対象である立体を複数の断面要素に分割し、水溶性を示す材料で、前記断面要素の外縁に沿って前記断面要素を囲む土手を形成する土手形成工程と、前記土手形成工程の後に、前記土手によって囲まれた領域内に、活性エネルギーを受けることによって硬化が促進する性質を有し、且つ少なくとも硬化した状態において非水溶性を示す液状体を塗布する塗布工程と、前記塗布工程の後に、前記土手によって囲まれた領域内の前記液状体に、前記活性エネルギーを付与するエネルギー付与工程と、を前記断面要素ごとに、前記複数の断面要素にわたって順次に重ねて実施する造形工程と、前記造形工程の後に、前記土手を、水を含む液体で溶かす溶解工程と、を含む、ことを特徴とする造形方法。 [Application Example 1] A bank forming step of dividing a solid to be shaped into a plurality of cross-sectional elements and forming a bank surrounding the cross-sectional element along an outer edge of the cross-sectional element with a water-soluble material, and the bank In the region surrounded by the bank, after the forming step, an application step of applying a liquid material having a property of being accelerated by receiving active energy and exhibiting water insolubility at least in a cured state; After the coating step, an energy application step of applying the activation energy to the liquid material in the region surrounded by the bank is sequentially performed over the plurality of cross-sectional elements for each cross-sectional element. The modeling method characterized by including the modeling process and the melt | dissolution process which dissolves the bank with the liquid containing water after the modeling process.
この適用例の造形方法は、造形工程と、溶解工程と、を含む。この造形方法では、造形対象である立体を複数の断面要素に分割する。
そして、造形工程では、土手形成工程と、塗布工程と、エネルギー付与工程と、を断面要素ごとに、複数の断面要素にわたって順次に重ねて実施する。
土手形成工程では、水溶性を示す材料で、断面要素の外縁に沿って断面要素を囲む土手を形成する。
土手形成工程の後に、塗布工程では、土手によって囲まれた領域内に、液状体を塗布する。液状体は、活性エネルギーを受けることによって硬化が促進する性質を有している。また、液状体は、少なくとも硬化した状態において非水溶性を示す。
塗布工程の後に、エネルギー付与工程では、土手によって囲まれた領域内の液状体に、活性エネルギーを付与する。
造形工程の後に、溶解工程では、土手を、水を含む液体で溶かす。
上記により、複数の断面パターンが積層した立体を形成することができる。
この造形方法では、土手によって囲まれた領域内に塗布した液状体を硬化させることによって断面パターンを形成するので、断面パターンに土手の精度を反映させやすくすることができる。このため、例えば、非水溶性の樹脂で断面パターンを印刷した水溶性の紙を積層した積層体から立体を造形する場合に比較して、造形物である立体の品位を高めやすくすることができる。
The modeling method of this application example includes a modeling process and a melting process. In this modeling method, a solid to be modeled is divided into a plurality of cross-sectional elements.
And in a modeling process, a bank formation process, an application process, and an energy provision process are carried out in piles sequentially over a plurality of section elements for every section element.
In the bank forming step, a bank surrounding the cross-sectional element is formed along the outer edge of the cross-sectional element with a material exhibiting water solubility.
After the bank forming process, in the coating process, a liquid material is applied in a region surrounded by the bank. The liquid has a property that curing is accelerated by receiving active energy. Further, the liquid material is insoluble in water at least in a cured state.
After the coating process, in the energy application process, active energy is applied to the liquid in the region surrounded by the bank.
After the modeling process, in the melting process, the bank is melted with a liquid containing water.
As described above, a solid in which a plurality of cross-sectional patterns are stacked can be formed.
In this modeling method, since the cross-sectional pattern is formed by curing the liquid applied in the region surrounded by the bank, the accuracy of the bank can be easily reflected in the cross-sectional pattern. For this reason, for example, compared with the case where a solid is modeled from a laminate in which a water-soluble paper having a cross-sectional pattern printed with a water-insoluble resin is laminated, it is possible to easily improve the quality of the three-dimensional model. .
[適用例2]上記の造形方法であって、前記造形工程では、前記活性エネルギーの付与を受けて硬化が促進した前記断面要素である断面パターンと、新たな前記土手によって囲まれた新たな前記断面要素の領域内の新たな前記液状体とを重ねた状態で、前記新たな液状体に前記活性エネルギーを付与する、ことを特徴とする造形方法。 [Application Example 2] In the modeling method described above, in the modeling process, the sectional pattern which is the sectional element that has been cured by receiving the activation energy, and the new section surrounded by the new bank A modeling method, wherein the active energy is applied to the new liquid material in a state in which the new liquid material is overlapped in the region of the cross-sectional element.
この適用例では、造形工程において、断面パターンと、新たな液状体とを重ねた状態で、新たな液状体に活性エネルギーを付与するので、重なり合う断面パターン同士を結合することができる。これにより、複数の断面パターンを積層することができる。
なお、断面パターンは、活性エネルギーの付与を受けて硬化が促進した断面要素である。また、新たな液状体は、新たな土手によって囲まれた新たな断面要素の領域内に塗布された液状体である。
In this application example, in the modeling process, the active energy is applied to the new liquid material in a state where the cross-sectional pattern and the new liquid material are overlapped, so that the overlapping cross-sectional patterns can be combined. Thereby, a some cross-sectional pattern can be laminated | stacked.
The cross-sectional pattern is a cross-sectional element that has been cured by receiving active energy. Further, the new liquid material is a liquid material applied in the area of a new cross-sectional element surrounded by a new bank.
[適用例3]上記の造形方法であって、前記造形工程では、前記活性エネルギーの付与を受けて硬化が促進した前記断面要素である断面パターンに、新たな前記断面要素を囲む新たな前記土手を重ねて形成し、前記新たな土手によって囲まれた領域内に塗布した新たな前記液状体に前記活性エネルギーを付与する、ことを特徴とする造形方法。 Application Example 3 In the above modeling method, in the modeling process, the new bank surrounding the new cross-sectional element in the cross-sectional pattern that is the cross-sectional element that has been cured by receiving the activation energy. Is formed, and the active energy is imparted to the new liquid material applied in the region surrounded by the new bank.
この適用例では、造形工程において、断面パターンに新たな土手を重ねて形成し、新たな土手によって囲まれた領域内に塗布した新たな液状体に活性エネルギーを付与する。これにより、重なり合う断面パターン同士を結合することができる。この結果、複数の断面パターンを積層することができる。
なお、断面パターンは、活性エネルギーの付与を受けて硬化が促進した断面要素である。また、新たな土手は、新たな断面要素を囲む土手である。
In this application example, in the modeling process, a new bank is formed on the cross-sectional pattern, and active energy is applied to a new liquid material applied in a region surrounded by the new bank. Thereby, the cross-sectional patterns which overlap can be couple | bonded. As a result, a plurality of cross-sectional patterns can be stacked.
The cross-sectional pattern is a cross-sectional element that has been cured by receiving active energy. The new bank is a bank surrounding a new cross-sectional element.
[適用例4]上記の造形方法であって、前記土手形成工程では、水溶性を示すシートで前記土手を形成する、ことを特徴とする造形方法。 Application Example 4 In the above modeling method, in the bank forming step, the bank is formed with a water-soluble sheet.
この適用例では、土手形成工程において、水溶性を示すシートで土手を形成するので、水溶性を示す材料で土手を形成することができる。 In this application example, since the bank is formed with a water-soluble sheet in the bank forming step, the bank can be formed with a water-soluble material.
[適用例5]上記の造形方法であって、前記土手形成工程では、水溶性を示す前記シートに、水を含む液体を塗布することによって、前記土手をパターニングする、ことを特徴とする造形方法。 Application Example 5 In the above-described modeling method, in the bank forming step, the bank is patterned by applying a liquid containing water to the water-soluble sheet. .
この適用例では、土手形成工程において、水溶性を示すシートに、水を含む液体を塗布することによって、土手をパターニングするので、水溶性を示す材料で土手を形成することができる。 In this application example, in the bank forming step, the bank is patterned by applying a liquid containing water to a water-soluble sheet, so that the bank can be formed of a water-soluble material.
[適用例6]上記の造形方法であって、前記液状体は、光の照射を受けることによって硬化が促進する性質である光硬化性を有しており、前記エネルギー付与工程では、前記液状体に前記光を照射する、ことを特徴とする造形方法。 Application Example 6 In the above modeling method, the liquid material has photocurability that is a property that curing is accelerated by light irradiation, and in the energy application step, the liquid material The modeling method characterized by irradiating the light.
この適用例では、液状体が光硬化性を有している。光硬化性は、光の照射を受けることによって硬化が促進する性質である。そして、エネルギー付与工程では、液状体に光を照射する。これにより、断面要素を構成する液状体の硬化を促進させることができる。 In this application example, the liquid material has photocurability. The photo-curing property is a property that curing is accelerated by receiving light irradiation. And in an energy provision process, light is irradiated to a liquid. Thereby, hardening of the liquid which comprises a cross-sectional element can be accelerated | stimulated.
[適用例7]上記の造形方法であって、前記塗布工程では、前記液状体をインクジェット法で吐出することによって、前記土手によって囲まれた領域内に前記液状体を塗布する、ことを特徴とする造形方法。 Application Example 7 In the modeling method described above, in the application step, the liquid material is applied in an area surrounded by the bank by discharging the liquid material by an inkjet method. Modeling method to do.
この適用例では、塗布工程において、液状体をインクジェット法で吐出することによって、土手によって囲まれた領域内に液状体を塗布する。これにより、土手によって囲まれた領域内に液状体を塗布することができる。 In this application example, in the application step, the liquid material is applied to the region surrounded by the bank by discharging the liquid material by an ink jet method. Thereby, a liquid body can be apply | coated in the area | region enclosed by the bank.
図面を参照しながら、実施形態について説明する。なお、各図面において、それぞれの構成を認識可能な程度の大きさにするために、構成や部材の縮尺が異なっていることがある。
本実施形態の造形システム1は、図1に示すように、コンピューター3と、造形装置5と、を有している。
コンピューター3は、造形対象である立体7の形状データから、複数の断面要素を抽出するための演算処理を行う。また、コンピューター3は、抽出した断面要素のデータ(以下、断面データと呼ぶ)を造形装置5に出力する。
造形装置5は、コンピューター3から出力される断面データに基づいて、断面要素を描画し、描画した断面要素を順次に積層することによって、立体7を造形する。
Embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, in order to make each structure the size which can be recognized, the structure and the scale of a member may differ.
The modeling system 1 of this embodiment has the
The
The
実施形態における造形装置5は、概略の構成を示す斜視図である図2に示すように、テーブル9と、テーブル搬送装置11と、キャリッジ12と、キャリッジ搬送装置13と、キャリッジ昇降装置15と、露光装置17と、を有している。
キャリッジ12には、ヘッドユニット14が設けられている。
造形装置5では、ヘッドユニット14とワークWとの平面視での相対位置を変化させつつ、ヘッドユニット14から液状体を液滴として吐出させることによって、ワークWに液状体で所望のパターンを描画することができる。本実施形態では、造形装置5は、コンピューター3(図1)から出力される断面データに基づいて、ワークWに断面要素を描画する。
なお、図中のY方向はワークWの移動方向を示し、X方向は平面視でY方向とは直交する方向を示している。また、X方向及びY方向によって規定されるXY平面と直交する方向は、Z方向として規定される。
As shown in FIG. 2, which is a perspective view showing a schematic configuration, the
The
In the
In the figure, the Y direction indicates the moving direction of the workpiece W, and the X direction indicates a direction orthogonal to the Y direction in plan view. A direction orthogonal to the XY plane defined by the X direction and the Y direction is defined as the Z direction.
テーブル搬送装置11は、図2に示すように、定盤21と、ガイドレール23aと、ガイドレール23bと、を有している。
定盤21は、例えば石などの熱膨張係数が小さい材料で構成されており、Y方向に沿って延びるように据えられている。ガイドレール23a及びガイドレール23bは、定盤21の上面21a上に配設されている。ガイドレール23a及びガイドレール23bは、それぞれ、Y方向に沿って延在している。ガイドレール23aとガイドレール23bとは、互いにX方向に隙間をあけた状態で並んでいる。
テーブル9は、ガイドレール23a及びガイドレール23bを挟んで定盤21の上面21aに対向した状態で設けられている。テーブル9は、定盤21から浮いた状態でガイドレール23a及びガイドレール23b上に載置されている。テーブル9は、ワークWが載置される面であるテーブル面9aを有している。テーブル面9aは、定盤21側とは反対側(上側)に向けられている。テーブル9は、ガイドレール23a及びガイドレール23bによってY方向に沿って案内され、定盤21上をY方向に沿って往復移動可能に構成されている。
As shown in FIG. 2, the
The
The table 9 is provided in a state of facing the
テーブル9は、図示しない移動機構及び動力源によって、Y方向に往復動可能に構成されている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。本実施形態では、テーブル9をY方向に沿って移動させるための動力源として、後述するテーブル搬送モーターが採用されている。テーブル搬送モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。
テーブル搬送モーターからの動力は、移動機構を介してテーブル9に伝達される。これにより、テーブル9は、ガイドレール23a及びガイドレール23bに沿って、すなわちY方向に沿って往復移動することができる。つまり、テーブル搬送装置11は、テーブル9のテーブル面9aに載置されたワークWを、Y方向に沿って往復移動させることができる。
また、テーブル搬送装置11は、後述するテーブル位置検出装置を有している。テーブル位置検出装置は、テーブル9のY方向における位置を検出する。テーブル位置検出装置での検出結果に基づいて、ワークWのY方向における位置が把握され得る。
The table 9 is configured to reciprocate in the Y direction by a moving mechanism and a power source (not shown). As the moving mechanism, for example, a mechanism combining a ball screw and a ball nut, a linear guide mechanism, or the like may be employed. In the present embodiment, a table transport motor described later is employed as a power source for moving the table 9 along the Y direction. Various motors such as a stepping motor, a servo motor, and a linear motor can be adopted as the table transport motor.
The power from the table transport motor is transmitted to the table 9 through the moving mechanism. Thereby, the table 9 can reciprocate along the
Further, the
ヘッドユニット14は、キャリッジ12を図2中のA視方向に見たときの正面図である図3に示すように、ヘッドプレート31と、吐出ヘッド33と、を有している。
吐出ヘッド33は、底面図である図4に示すように、ノズル面35を有している。ノズル面35には、複数のノズル37が形成されている。なお、図4では、ノズル37をわかりやすく示すため、ノズル37が誇張され、且つノズル37の個数が減じられている。
吐出ヘッド33において、複数のノズル37は、Y方向に沿って配列する12本のノズル列39を構成している。12本のノズル列39は、X方向に互いに隙間をあけた状態で並んでいる。各ノズル列39において、複数のノズル37は、Y方向に沿って所定のノズル間隔Pで形成されている。
The
As shown in FIG. 4 which is a bottom view, the
In the
以下において、12本のノズル列39のそれぞれが識別される場合に、ノズル列39a、ノズル列39b、ノズル列39c、ノズル列39d、ノズル列39e、ノズル列39f、ノズル列39g、ノズル列39h、ノズル列39i、ノズル列39j、ノズル列39k、及びノズル列39mという表記が用いられる。
吐出ヘッド33において、ノズル列39aとノズル列39bとは、互いにY方向にP/2の距離だけずれている。ノズル列39c及びノズル列39dも、互いにY方向にP/2の距離だけずれている。同様に、ノズル列39e及びノズル列39fも、互いにY方向にP/2の距離だけずれており、ノズル列39g及びノズル列39hも、互いにY方向にP/2の距離だけずれている。同様に、ノズル列39i及びノズル列39jも、互いにY方向にP/2の距離だけずれており、ノズル列39k及びノズル列39mも、互いにY方向にP/2の距離だけずれている。
In the following, when each of the 12
In the
吐出ヘッド33は、図3中のB−B線における断面図である図5に示すように、ノズルプレート46と、キャビティープレート47と、振動板48と、複数の圧電素子49と、を有している。
ノズルプレート46は、ノズル面35を有している。複数のノズル37は、ノズルプレート46に設けられている。
キャビティープレート47は、ノズルプレート46のノズル面35とは反対側の面に設けられている。キャビティープレート47には、複数のキャビティー51が形成されている。各キャビティー51は、各ノズル37に対応して設けられており、対応する各ノズル37に連通している。各キャビティー51には、図示しないタンクから機能液53(液状体)が供給される。
The
The
The
振動板48は、キャビティープレート47のノズルプレート46側とは反対側の面に設けられている。振動板48は、Z方向に振動(縦振動)することによって、キャビティー51内の容積を拡大したり、縮小したりする。
複数の圧電素子49は、それぞれ、振動板48のキャビティープレート47側とは反対側の面に設けられている。各圧電素子49は、各キャビティー51に対応して設けられており、振動板48を挟んで各キャビティー51に対向している。各圧電素子49は、駆動信号に基づいて、伸張する。これにより、振動板48がキャビティー51内の容積を縮小する。このとき、キャビティー51内の機能液53に圧力が付与される。その結果、ノズル37から、機能液53が液滴55として吐出される。吐出ヘッド33による液滴55の吐出法は、インクジェット法の1つである。インクジェット法は、塗布法の1つである。
The
The plurality of
上記の構成を有する吐出ヘッド33は、図3に示すように、ノズル面35がヘッドプレート31から突出した状態で、ヘッドプレート31に支持されている。
キャリッジ12は、図3に示すように、ヘッドユニット14を支持している。ここで、ヘッドユニット14は、ノズル面35がZ方向の下方に向けられた状態でキャリッジ12に支持されている。
なお、本実施形態では、縦振動型の圧電素子49が採用されているが、機能液53に圧力を付与するための加圧手段は、これに限定されず、例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電素子も採用され得る。また、加圧手段としては、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなども採用され得る。さらに、発熱体を用いてノズル内に泡を発生させ、その泡によって機能液に圧力を付与する構成も採用され得る。
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIG. 3, the
In the present embodiment, the longitudinal vibration type
本実施形態では、機能液53として、活性エネルギーを受けることによって硬化が促進する液状体と、水を含む液状体との2種類が採用されている。以下において、活性エネルギーを受けることによって硬化が促進する機能液53は、硬化性機能液57と呼ばれる。また、水を含む液状体で構成される機能液53は、水系機能液59と呼ばれる。
本実施形態では、活性エネルギーとして光が採用されている。つまり、本実施形態では、硬化性機能液57は、光の照射を受けることによって硬化が促進する性質である光硬化性を有している。さらに、本実施形態では、硬化性機能液57の硬化を促進させる光として紫外光が採用されている。硬化性機能液57は、硬化した状態において、非水溶性を示す。
光の照射を受けることによって硬化が促進する硬化性機能液57としては、樹脂材料に光硬化剤を添加したものなどが採用され得る。樹脂材料としては、例えば、アクリル系やエポキシ系の樹脂材料などが採用され得る。光硬化剤としては、例えば、ラジカル重合型の光重合開始剤や、カチオン重合型の光重合開始剤などが採用され得る。
ラジカル重合型の光重合開始剤としては、例えば、イソブチルベンゾインエーテルや、イソプロピルベンゾインエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンジル、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエトキシアセトフェノン、クロロチオキサントン、イソプロピルチオキサントンなどが挙げられる。
また、カチオン重合型の光重合開始剤としては、例えば、アリールスルホニウム塩誘導体や、アリルヨードニウム塩誘導体、ジアゾニウム塩誘導体、トリアジン系開始剤などが挙げられる。
In this embodiment, as the
In this embodiment, light is adopted as the active energy. That is, in the present embodiment, the curable functional liquid 57 has photocurability, which is a property that curing is accelerated by receiving light irradiation. Furthermore, in the present embodiment, ultraviolet light is employed as light that promotes curing of the curable
As the curable functional liquid 57 that is cured by being irradiated with light, a resin material to which a photocuring agent is added may be employed. As the resin material, for example, an acrylic or epoxy resin material may be employed. As the photocuring agent, for example, a radical polymerization type photopolymerization initiator or a cationic polymerization type photopolymerization initiator may be employed.
Examples of radical polymerization type photopolymerization initiators include isobutyl benzoin ether, isopropyl benzoin ether, benzoin ethyl ether, benzoin methyl ether, benzyl, hydroxycyclohexyl phenyl ketone, diethoxyacetophenone, chlorothioxanthone, and isopropylthioxanthone. .
Examples of the cationic polymerization type photopolymerization initiator include aryl sulfonium salt derivatives, allyl iodonium salt derivatives, diazonium salt derivatives, and triazine initiators.
上記の構成を有する硬化性機能液57に、顔料や染料等の色素や、親液性や撥液性等の表面改質材料などの機能性材料を添加することによって固有の機能を有する硬化性機能液57を生成することができる。
顔料や染料等の色素を含有する硬化性機能液57では、例えば、ワークWに描画する断面要素をカラー表現することができる。以下において、顔料や染料等の色素を含有する硬化性機能液57は、カラー塗料と呼ばれる。
また、硬化性機能液57の成分としての樹脂材料に、例えば、光透過性を有する樹脂材料を採用することによって、光透過性を有する機能液53を構成することができる。以下において、光透過性を有する機能液53は、透光塗料と呼ばれる。このような光透過性を有する硬化性機能液57は、例えば、クリアインクとしての用途が考えられる。
クリアインクの用途としては、例えば、画像を被覆するオーバーコート層としての用途や、画像を形成する前の下地層としての用途などが考えられる。以下において、下地層として適用される硬化性機能液57は、下地塗料と呼ばれる。
下地塗料としては、透光塗料だけでなく、透光塗料に種々の顔料を添加した硬化性機能液57を採用することもできる。
Curability having unique functions by adding functional materials such as pigments and dyes such as pigments and surface modifying materials such as lyophilicity and liquid repellency to the curable functional liquid 57 having the above-described configuration. A
In the curable functional liquid 57 containing pigments such as pigments and dyes, for example, cross-sectional elements drawn on the workpiece W can be expressed in color. Hereinafter, the curable functional liquid 57 containing a pigment such as a pigment or a dye is referred to as a color paint.
Further, for example, by adopting a resin material having optical transparency as the resin material as a component of the curable functional liquid 57, the
As the use of the clear ink, for example, a use as an overcoat layer for covering an image, a use as a base layer before forming an image, and the like can be considered. In the following, the curable functional liquid 57 applied as a base layer is referred to as a base paint.
As the base paint, not only the light-transmitting paint but also a curable functional liquid 57 obtained by adding various pigments to the light-transmitting paint can be employed.
本実施形態では、硬化性機能液57として、相互に色が異なる5種類のカラー塗料が採用されている。5種類のカラー塗料において、相互に異なる色は、それぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)及びホワイト(W)である。
なお、以下において、5種類の硬化性機能液57を色ごとに識別する場合に、硬化性機能液57Y、硬化性機能液57M、硬化性機能液57C、硬化性機能液57K、及び硬化性機能液57Wという表記が用いられる。
カラー塗料に適用され得る顔料としては、例えば、有機顔料の一種であるアゾ系顔料や、多環式系顔料などが挙げられる。
イエロー(Y)の顔料としては、例えば、アゾ系顔料であるファストイエロー、ジスアゾイエローなどや、多環式系顔料であるイソインドリノンイエローなどが挙げられる。
マゼンタ(M)の顔料としては、例えば、多環式系顔料であるキナクリドンマゼンタや、無置換キナクリドンなどが挙げられる。
シアン(C)の顔料としては、例えば、多環式系顔料であるフタロシアニンブルーなどが挙げられる。
また、ブラック(K)の顔料としては、例えば、カーボンブラックなどが挙げられ、ホワイト(W)の顔料としては、例えば、酸化チタンなどが挙げられる。
In the present embodiment, five types of color paints having different colors are employed as the curable
In the following description, when the five types of the curable functional liquid 57 are identified for each color, the curable functional liquid 57Y, the curable functional liquid 57M, the curable functional liquid 57C, the curable functional liquid 57K, and the curable function The notation liquid 57W is used.
Examples of pigments that can be applied to color paints include azo pigments, which are a kind of organic pigments, and polycyclic pigments.
Examples of yellow (Y) pigments include azo pigments such as fast yellow and disazo yellow, and polycyclic pigments such as isoindolinone yellow.
Examples of the magenta (M) pigment include quinacridone magenta, which is a polycyclic pigment, and unsubstituted quinacridone.
Examples of the cyan (C) pigment include phthalocyanine blue which is a polycyclic pigment.
Examples of the black (K) pigment include carbon black, and examples of the white (W) pigment include titanium oxide.
本実施形態では、異なる5色のカラー塗料(硬化性機能液57)が採用されているので、立体7におけるカラー表現が実現され得る。
吐出ヘッド33において、前述した12本のノズル列39(図4)は、機能液53の色ごとに区分されている。本実施形態では、ノズル列39a及びノズル列39bに属するノズル37は、硬化性機能液57Kを液滴55として吐出する。ノズル列39c及びノズル列39dに属するノズル37は、硬化性機能液57Cを液滴55として吐出する。ノズル列39e及びノズル列39fに属するノズル37は、硬化性機能液57Mを液滴55として吐出する。ノズル列39g及びノズル列39hに属するノズル37は、硬化性機能液57Yを液滴55として吐出する。ノズル列39i及びノズル列39jに属するノズル37は、硬化性機能液57Wを液滴55として吐出する。ノズル列39k及びノズル列39mに属するノズル37は、水系機能液59を液滴55として吐出する。
In the present embodiment, since different five color paints (curable functional liquid 57) are employed, color expression in the three-dimensional object 7 can be realized.
In the
キャリッジ搬送装置13は、図2に示すように、架台61と、ガイドレール63と、を有している。また、キャリッジ搬送装置13は、後述するキャリッジ位置検出装置(図示せず)と、後述するキャリッジ搬送モーター(図示せず)と、を有している。
架台61は、X方向に延在しており、テーブル搬送装置11をX方向にまたいでいる。架台61は、テーブル9の定盤21側とは反対側で、テーブル搬送装置11に対向している。架台61は、支柱67aと支柱67bとによって支持されている。支柱67a及び支柱67bは、定盤21を挟んでX方向に互いに対峙する位置に設けられている。支柱67a及び支柱67bは、それぞれ、テーブル9よりもZ方向の上方に突出している。これにより、架台61とテーブル9との間に隙間が保たれている。
As shown in FIG. 2, the
The
ガイドレール63は、架台61の定盤21側に設けられている。ガイドレール63は、X方向に沿って延在しており、架台61のX方向における幅にわたって設けられている。
前述したキャリッジ12は、ガイドレール63に支持されている。キャリッジ12がガイドレール63に支持された状態において、吐出ヘッド33のノズル面35は、Z方向においてテーブル9側に向いている。キャリッジ12は、ガイドレール63によってX方向に沿って案内され、X方向に往復動可能な状態でガイドレール63に支持されている。なお、平面視で、キャリッジ12がテーブル9に重なっている状態において、ノズル面35とテーブル9のテーブル面9aとは、互いに隙間を保った状態で対向する。
なお、キャリッジ位置検出装置は、キャリッジ12のX方向における位置を検出する。
The
The
The carriage position detection device detects the position of the
キャリッジ12は、図示しない移動機構及び動力源によって、X方向に往復動可能に構成されている。移動機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。また、本実施形態では、キャリッジ12をX方向に沿って移動させるための動力源として、後述するキャリッジ搬送モーターが採用されている。キャリッジ搬送モーターとしては、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。
キャリッジ搬送モーターからの動力は、移動機構を介してキャリッジ12に伝達される。これにより、キャリッジ12は、ガイドレール63に沿って、すなわちX方向に沿って往復移動することができる。つまり、キャリッジ搬送装置13は、キャリッジ12に支持されたヘッドユニット14を、X方向に沿って往復移動させることができる。
The
The power from the carriage transport motor is transmitted to the
キャリッジ昇降装置15は、前述した支柱67a及び支柱67bを有している。また、キャリッジ昇降装置15は、後述する昇降位置検出装置(図示せず)と、後述する昇降モーター(図示せず)と、を有している。
支柱67aは、ガイドレール69aを有している。支柱67bは、ガイドレール69bを有している。ガイドレール69a及びガイドレール69bは、それぞれ、Z方向に沿って延在している。ガイドレール69a及びガイドレール69bは、架台61をZ方向に沿って昇降可能に案内する。つまり、支柱67a及び支柱67bは、ガイドレール69a及びガイドレール69bを介して、架台61をZ方向に昇降可能な状態で支持している。
The carriage lifting / lowering
The
架台61は、図示しない昇降機構及び動力源によって、Z方向に昇降可能に構成されている。昇降機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などが採用され得る。本実施形態では、架台61をZ方向に沿って昇降させるための動力源として、後述する昇降モーターが採用されている。昇降モーターとしては、例えば、ステッピングモーター、サーボモーター、リニアモーターなどの種々のモーターが採用され得る。
昇降モーターからの動力は、昇降機構を介して架台61に伝達される。これにより、架台61は、ガイドレール69a及びガイドレール69bに沿って、すなわちZ方向に沿って昇降することができる。つまり、キャリッジ昇降装置15は、キャリッジ12に支持されたヘッドユニット14を、Z方向に沿って昇降させることができる。
なお、昇降位置検出装置は、キャリッジ12のZ方向における位置を検出する。昇降位置検出装置での検出結果に基づいて、吐出ヘッド33のZ方向における位置が把握され得る。
The
The power from the lifting motor is transmitted to the
The lift position detection device detects the position of the
露光装置17は、支柱81と、光源装置83と、を有している。露光装置17は、ワークWに描画された断面要素に紫外光を照射する装置である。露光装置17は、定盤21のY方向における一端側に設けられている。
支柱81は、定盤21のY方向における一端側に設けられており、平面視で、X方向に定盤21をまたいでいる。
光源装置83は、平面視で、定盤21に重なる位置に設けられている。光源装置83は、支柱81の梁部81aからZ方向の下方に向かって吊り下げられている。なお、テーブル9と光源装置83とが平面視で互いに重畳した状態において、テーブル9と光源装置83との間に隙間が保たれている。
The
The
The
上記の構成により、テーブル9は、平面視で、光源装置83に重畳し得る。
光源装置83は、図示しない光源を有している。光源は、紫外光を発する。光源としては、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等が採用され得る。
光源装置83の光源からの紫外光は、光源装置83から定盤21に向かって照射される。このため、テーブル9と光源装置83とが平面視で互いに重畳した状態において、光源装置83からの紫外光は、テーブル9に載置されたワークWに届き得る。
With the above configuration, the table 9 can be superimposed on the
The
Ultraviolet light from the light source of the
造形装置5は、図6に示すように、上記の各構成の動作を制御する制御部111を有している。制御部111は、CPU(Central Processing Unit)113と、駆動制御部115と、メモリー部117と、を有している。駆動制御部115及びメモリー部117は、バス119を介してCPU113に接続されている。
また、造形装置5は、キャリッジ搬送モーター121と、テーブル搬送モーター122と、昇降モーター124と、キャリッジ位置検出装置125と、テーブル位置検出装置126と、昇降位置検出装置127と、を有している。
キャリッジ搬送モーター121、テーブル搬送モーター122、及び昇降モーター124は、それぞれ、入出力インターフェース133とバス119とを介して制御部111に接続されている。また、キャリッジ位置検出装置125、テーブル位置検出装置126及び昇降位置検出装置127も、それぞれ、入出力インターフェース133とバス119とを介して制御部111に接続されている。
As illustrated in FIG. 6, the
The
The
キャリッジ搬送モーター121は、キャリッジ12をX方向に沿って駆動するための動力を発生させる。テーブル搬送モーター122は、テーブル9を駆動するための動力を発生させる。昇降モーター124は、キャリッジ12をZ方向に沿って昇降させるための動力を発生させる。
キャリッジ位置検出装置125は、キャリッジ12のX方向における位置を検出する。テーブル位置検出装置126は、テーブル9のY方向における位置を検出する。昇降位置検出装置127は、キャリッジ12のZ方向における位置を検出する。
なお、吐出ヘッド33及び光源装置83も、それぞれ、入出力インターフェース133とバス119とを介して制御部111に接続されている。また、コンピューター3も、入出力インターフェース133とバス119とを介して制御部111に接続されている。
The
The carriage
The
CPU113は、プロセッサーとして各種の演算処理を行う。駆動制御部115は、各構成の駆動を制御する。メモリー部117は、RAM(Random Access Memory)や、ROM(Read-Only Memory)などを含んでいる。メモリー部117には、造形装置5における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト135を記憶する領域や、各種のデータを一時的に展開する領域であるデータ展開部137などが設定されている。データ展開部137に展開されるデータとしては、例えば、描画すべき断面要素が示される断面データや、描画処理等のプログラムデータなどが挙げられる。
駆動制御部115は、モーター制御部141と、位置検出制御部143と、吐出制御部145と、露光制御部147と、を有している。
The
The
モーター制御部141は、CPU113からの指令に基づいて、キャリッジ搬送モーター121の駆動と、テーブル搬送モーター122の駆動と、昇降モーター124の駆動とを、個別に制御する。
位置検出制御部143は、CPU113からの指令に基づいて、キャリッジ位置検出装置125と、テーブル位置検出装置126と、昇降位置検出装置127とを、個別に制御する。
位置検出制御部143は、CPU113からの指令に基づいて、キャリッジ位置検出装置125にキャリッジ12のX方向における位置を検出させ、且つ検出結果をCPU113に出力する。
The
The position
The position
また、位置検出制御部143は、CPU113からの指令に基づいて、テーブル位置検出装置126にテーブル9のY方向における位置を検出させ、且つ検出結果をCPU113に出力する。
また、位置検出制御部143は、CPU113からの指令に基づいて、昇降位置検出装置127にキャリッジ12のZ方向における位置を検出させ、且つ検出結果をCPU113に出力する。
吐出制御部145は、CPU113からの指令に基づいて、吐出ヘッド33の駆動を制御する。
露光制御部147は、CPU113からの指令に基づいて、光源装置83の光源の発光状態を個別に制御する。
Further, the position
Further, the position
The discharge controller 145 controls the driving of the
The
ここで、造形装置5における描画処理について説明する。
造形装置5では、制御部111(図6)がコンピューター3から入出力インターフェース133及びバス119を介して断面データを取得すると、断面データごとにCPU113によって図7に示す描画処理が実施される。
ここで、断面データでは、描画すべき断面要素がビットマップ状に表現されている。ワークWへの断面要素の描画は、吐出ヘッド33をワークWに対向させた状態で、吐出ヘッド33とワークWとを相対的に往復移動させながら、吐出ヘッド33から液滴55を所定周期で吐出させることによって行われる。
Here, the drawing process in the
In the
Here, in the cross-sectional data, the cross-sectional elements to be drawn are expressed in a bitmap shape. The drawing of the cross-sectional element on the workpiece W is performed with the
描画処理では、CPU113は、まず、ステップS1において、キャリッジ搬送指令をモーター制御部141(図6)に出力する。このとき、モーター制御部141は、キャリッジ搬送モーター121の駆動を制御して、キャリッジ12を描画エリアの往路開始位置に移動させる。ここで、描画エリアは、図2に示すテーブル9によってY方向に沿って描かれる軌跡と、吐出ヘッド33によってX方向に沿って描かれる軌跡とが重なり合う領域である。往路開始位置は、キャリッジ12を往復移動させるときの往路が開始する位置である。本実施形態では、往路開始位置は、X方向において、定盤21の支柱67a側に位置している。往路開始位置は、平面視で、定盤21の外側に位置している。
次いで、ステップS2において、CPU113は、基板搬送指令をモーター制御部141(図6)に出力する。このとき、モーター制御部141は、テーブル搬送モーター122の駆動を制御して、ワークWを描画エリアに移動させる。
In the drawing process, the
Next, in step S2, the
次いで、ステップS3において、CPU113は、キャリッジ走査指令をモーター制御部141(図6)に出力する。このとき、モーター制御部141は、キャリッジ搬送モーター121の駆動を制御して、キャリッジ12の往復移動を開始させる。
ここで、キャリッジ12の往復移動では、キャリッジ12は、上述した往路開始位置と復路開始位置との間を往復移動する。つまり、往路開始位置から復路開始位置で折り返して往路開始位置に戻る経路がキャリッジ12の1往復である。このため、本実施形態では、往路開始位置から復路開始位置に向かう経路がキャリッジ12の往路である。他方で、復路開始位置から往路開始位置に向かう経路がキャリッジ12の復路である。
なお、復路開始位置は、X方向に定盤21(図2)を挟んで往路開始位置に対峙する位置である。復路開始位置は、平面視で、定盤21の外側に位置している。このため、往路開始位置と復路開始位置とは、平面視で、定盤21をX方向に挟んで互いに対峙している。
Next, in step S3, the
Here, in the reciprocating movement of the
The return path start position is a position facing the forward path start position with the surface plate 21 (FIG. 2) sandwiched in the X direction. The return path start position is located outside the
次いで、ステップS4において、CPU113は、吐出指令を吐出制御部145(図6)に出力する。このとき、吐出制御部145は、吐出ヘッド33の駆動を制御して、断面データに基づいて、各ノズル37から液滴55を吐出させる。これにより、往路での描画が行われる。
次いで、ステップS5において、CPU113は、キャリッジ12の位置が復路開始位置に到達したか否かを判定する。このとき、キャリッジ12の位置が復路開始位置に到達した(Yes)と判定されると、処理がステップS6に移行する。他方で、キャリッジ12の位置が復路開始位置に到達していない(No)と判定されると、キャリッジ12の位置が復路開始位置に到達するまで処理が待機される。
Next, in step S4, the
Next, in step S5, the
ステップS6において、CPU113は、吐出停止指令を吐出制御部145(図6)に出力する。このとき、吐出制御部145は、吐出ヘッド33の駆動を停止して、各ノズル37からの液滴55の吐出を停止させる。これにより、往路での描画が終了する。
次いで、ステップS7において、CPU113は、改行指令をモーター制御部141(図6)に出力する。このとき、モーター制御部141は、テーブル搬送モーター122の駆動を制御して、ワークWをY方向に移動(改行)させ、ワークWにおいてパターンを描画すべき新たな領域を描画エリアに移動させる。
次いで、ステップS8において、CPU113は、吐出指令を吐出制御部145(図6)に出力する。このとき、吐出制御部145は、吐出ヘッド33の駆動を制御して、断面データに基づいて、各ノズル37から液滴55を吐出させる。これにより、復路での描画が行われる。
In step S6, the
Next, in step S7, the
Next, in step S8, the
次いで、ステップS9において、CPU113は、キャリッジ12の位置が往路開始位置に到達したか否かを判定する。このとき、キャリッジ12の位置が往路開始位置に到達した(Yes)と判定されると、処理がステップS10に移行する。他方で、キャリッジ12の位置が往路開始位置に到達していない(No)と判定されると、キャリッジ12の位置が往路開始位置に到達するまで処理が待機される。
ステップS10において、CPU113は、吐出停止指令を吐出制御部145(図6)に出力する。このとき、吐出制御部145は、吐出ヘッド33の駆動を停止して、各ノズル37からの液滴55の吐出を停止させる。これにより、復路での描画が終了する。
Next, in step S9, the
In step S10, the
次いで、ステップS11において、CPU113は、断面データに基づく断面要素の描画が終了したか否かを判定する。このとき、断面要素の描画が終了した(Yes)と判定されると、処理が終了する。他方で、断面要素の描画が終了していない(No)と判定されると、処理がステップS12に移行する。
ステップS12において、CPU113は、改行指令をモーター制御部141(図6)に出力してから、処理をステップS4に移行させる。このとき、ステップS12では、モーター制御部141は、テーブル搬送モーター122の駆動を制御して、ワークWをY方向に移動(改行)させ、ワークWにおいてパターンを描画すべき新たな領域を描画エリアに移動させる。
Next, in step S <b> 11, the
In step S12, the
次に、造形装置5における露光処理について説明する。
造形装置5では、硬化性機能液57での描画処理が終了すると、CPU113によって図8に示す露光処理が開始される。なお、露光処理は、断面データに基づく硬化性機能液57での描画処理が実施されるごとに実施される。
露光処理では、CPU113は、まず、ステップS31において、基板搬送指令をモーター制御部141(図6)に出力する。このとき、モーター制御部141は、テーブル搬送モーター122の駆動を制御して、ワークWを露光エリアに移動させる。なお、露光エリアは、平面視で露光装置17に重なる領域である。
Next, the exposure process in the
In the
In the exposure process, the
次いで、ステップS32において、CPU113は、露光指令を露光制御部147(図6)に出力する。このとき、露光制御部147は、露光装置17の光源の駆動を制御して、露光装置17の光源を点灯させる。
次いで、ステップS33において、CPU113は、露光停止指令を露光制御部147(図6)に出力してから、処理を終了させる。このとき、ステップS33では、露光制御部147は、露光装置17の光源の駆動を制御して、露光装置17の光源を消灯させる。
上記により、断面要素が紫外光で露光される。
Next, in step S32, the
Next, in step S33, the
As described above, the cross-sectional element is exposed to ultraviolet light.
ここで、本実施形態における造形方法の流れについて説明する。
本実施形態における造形方法は、図9に示すように、断面データ生成工程S51と、造形工程S52と、溶解工程S53と、を含む。
さらに、造形工程S52は、土手形成工程S521と、描画工程S522と、露光工程S523と、を含む。
断面データ生成工程S51では、上述したように、造形対象である立体7の形状データから複数の断面データを生成する。断面データ生成工程S51では、コンピューター3によって、断面データの生成が行われる。
Here, the flow of the modeling method in the present embodiment will be described.
The modeling method in the present embodiment includes a cross-section data generation step S51, a modeling step S52, and a dissolution step S53, as shown in FIG.
Furthermore, modeling process S52 contains bank formation process S521, drawing process S522, and exposure process S523.
In the cross-section data generation step S51, as described above, a plurality of cross-section data is generated from the shape data of the solid 7 that is the modeling target. In the cross section data generation step S51, the
造形システム1では、コンピューター3によって、造形対象である立体7の形状データから複数の断面要素が抽出される。立体7は、図10に示すように、複数の断面要素161によって構成される。複数の断面要素161を順次に重ねると、造形対象である立体7が構成される。つまり、複数の断面要素161は、それぞれ、造形対象である立体7の形状を構成する要素である。本例では、立体7を3つの断面要素161に分割した例が示される。以下において、3つの断面要素161のそれぞれを個別に識別する場合に、3つの断面要素161は、断面要素161j(jは、1〜3までの整数)と表記される。
コンピューター3は、抽出した複数の断面要素161に基づいて、複数の断面データを生成する。このとき、1つの断面要素161から1つの断面データが生成される。複数の断面データは、それぞれ、造形装置5に出力される。
In the modeling system 1, the
The
土手形成工程S521では、断面要素161ごとに、断面要素161の外縁に沿って断面要素161を囲む土手を形成する。このとき、土手は、水溶性を示す材料で形成される。
土手形成工程S521の後に、描画工程S522では、断面データに基づいて、土手によって囲まれた領域内に硬化性機能液57を塗布することによって、断面要素161を描画する。描画工程S522では、造形装置5における描画処理(図7)に基づいて、断面要素の描画が行われる。
In the bank forming step S <b> 521, for each
After the bank formation step S521, in the drawing step S522, the
描画工程S522の後に、露光工程S523では、描画された断面要素161ごとに、露光装置17で断面要素161を紫外光で露光する。これにより、断面要素161の硬化が促進する。硬化が促進した断面要素161は、断面パターンと呼ばれる。
なお、土手形成工程S521、描画工程S522及び露光工程S523は、描画すべき新たな断面要素の断面データが尽きるまで反復して行われる。これにより、図11に示す積層体167が形成され得る。積層体167では、複数の断面パターン165が重畳している。このとき、積層体167では、断面パターン165に土手163が付着している。
ここで、土手163は、断面要素161に対応する断面パターン165ごとに設けられる。土手163は、断面要素161に対応する断面パターン165を囲んでいる。以下において、土手163のそれぞれを、断面要素161に対応させて個別に識別する場合には、土手163jという表記が用いられる。また、断面パターン165のそれぞれを、断面要素161jに対応させて個別に識別する場合には、断面パターン165jという表記が用いられる。
After the drawing step S522, in the exposure step S523, the
The bank formation step S521, the drawing step S522, and the exposure step S523 are repeatedly performed until the cross-sectional data of new cross-sectional elements to be drawn is exhausted. Thereby, the
Here, the
断面要素161ごとに、複数の断面要素161にわたって土手形成工程S521、描画工程S522及び露光工程S523を実施した後に、溶解工程S53では、立体7に付着している土手163を、水を含む液体で溶かす。
前述したように、土手163は、水溶性を示す材料で形成されている。このため、水を含む液体で土手163を溶かすことができる。本実施形態では、積層体167を、水を含む液体に浸漬することによって、土手163が溶かされる。
上記により、立体7が形成され得る。
After performing bank formation process S521, drawing process S522, and exposure process S523 for every
As described above, the
By the above, the solid 7 can be formed.
本実施形態では、土手形成工程S521の一部と、描画工程S522とが、造形装置5における描画処理によって実現される。本実施形態では、土手163のパターニング工程と、土手163によって囲まれた領域内への硬化性機能液57の塗布工程とが、造形装置5における描画処理(図7)に基づいて実施される。
ここで、図10に示す立体7を例に、造形方法の流れを説明する。
まず、図12(a)に示すように、積層シート171をワークWとして準備する。積層シートは、熱剥離シート173と水溶性シート175とを積層した構成を有している。熱剥離シート173としては、例えば、日東電工(株)社製のリバアルファなどが採用され得る。また、水溶性シート175としては、例えば、PVA(polyvinyl alcohol)シートなどが採用され得る。
なお、水溶性シート175の厚みは、断面要素1611の厚みt1(図10)に設定される。
In the present embodiment, a part of the bank forming step S521 and the drawing step S522 are realized by a drawing process in the
Here, the flow of the modeling method will be described using the solid 7 shown in FIG. 10 as an example.
First, as shown to Fig.12 (a), the
The thickness of the water-
次いで、図12(b)に示すように、土手1631を形成する。このとき、土手1631は、水溶性シート175にパターニング処理を施すことによって形成され得る。水溶性シート175のパターニング処理は、前述した描画処理(図7)に基づいて実施される。本実施形態では、断面データに基づいて、吐出ヘッド33から水溶性シート175に向けて水系機能液59を液滴55として吐出することによって、水溶性シート175のパターニング処理が実施される。
次いで、図12(c)に示すように、土手1631によって囲まれる領域内に硬化性機能液57を塗布する。このとき、硬化性機能液57の塗布は、前述した描画処理(図7)に基づいて実施される。硬化性機能液57の塗布は、吐出ヘッド33から、土手1631によって囲まれる領域内に向けて硬化性機能液57を液滴55として吐出することによって行われる。
次いで、硬化性機能液57に紫外光177を露光する。このとき、硬化性機能液57に対する紫外光177の露光は、前述した露光処理(図8)に基づいて実施される。これにより、図12(d)に示すように、土手1631によって囲まれる領域内に断面パターン1651が形成される。
Then, as shown in FIG. 12 (b), to form the
Then, as shown in FIG. 12 (c), applying a curable
Next, the curable functional liquid 57 is exposed to
次いで、図13(a)に示すように、土手1631上に水溶性シート179を積層する。なお、水溶性シート179の材料は、水溶性シート175と同じ材料が採用され得る。また、水溶性シート179の厚みは、断面要素1612の厚みt2(図10)に設定される。
ここで、水溶性シート179には、平面視で断面パターン1651に重なる領域に開口部179aが形成されている。このため、水溶性シート179は、平面視で、断面パターン1651を外側から囲んでいる。この水溶性シート179は、土手1632とされている。
次いで、図13(b)に示すように、土手1632によって囲まれる領域内に硬化性機能液57を塗布する。このとき、硬化性機能液57の塗布は、前述した描画処理(図7)に基づいて実施される。
次いで、硬化性機能液57に紫外光177を露光する。このとき、硬化性機能液57に対する紫外光177の露光は、前述した露光処理(図8)に基づいて実施される。これにより、図13(c)に示すように、土手1632によって囲まれる領域内に断面パターン1652が形成される。
Then, as shown in FIG. 13 (a), laminating a water-
Here, the water-
Then, as shown in FIG. 13 (b), applying a curable
Next, the curable functional liquid 57 is exposed to
次いで、図14(a)に示すように、土手1632上に水溶性シート181を積層する。なお、水溶性シート181の材料は、水溶性シート175と同じ材料が採用され得る。また、水溶性シート181の厚みは、断面要素1613の厚みt3(図10)に設定される。
次いで、図14(b)に示すように、土手1633を形成する。このとき、土手1633は、水溶性シート181にパターニング処理を施すことによって形成され得る。水溶性シート181のパターニング処理は、前述した描画処理(図7)に基づいて、水系機能液59で実施される。
Then, as shown in FIG. 14 (a), laminating a water-
Then, as shown in FIG. 14 (b), to form the
次いで、図15(a)に示すように、土手1633によって囲まれる領域内に硬化性機能液57を塗布する。このとき、硬化性機能液57の塗布は、前述した描画処理(図7)に基づいて実施される。
次いで、硬化性機能液57に紫外光177を露光する。このとき、硬化性機能液57に対する紫外光177の露光は、前述した露光処理(図8)に基づいて実施される。これにより、図15(b)に示すように、土手1633によって囲まれる領域内に断面パターン1653が形成される。
なお、断面要素161の描画ごとに、吐出ヘッド33と土手163との間のギャップ量が調整される。これは、図6に示す昇降モーター124の駆動を制御することによって達成され得る。
上記により、土手163j及び断面パターン165jが順次に重なった積層体167が形成され得る。
次いで、熱剥離シート173を加熱することによって、熱剥離シート173を積層体167から剥離する。
次いで、積層体167を、水を含む液体に浸漬する。これにより、立体7が形成され得る。
Then, as shown in FIG. 15 (a), applying a curable
Next, the curable functional liquid 57 is exposed to
Note that the gap amount between the
As described above, a
Next, the
Next, the laminate 167 is immersed in a liquid containing water. Thereby, the solid 7 can be formed.
本実施形態において、硬化性機能液57が液状体に対応し、描画工程S522が塗布工程に対応し、露光工程S523がエネルギー付与工程に対応している。
本実施形態では、造形工程S52において、土手163によって囲まれた領域内に塗布した硬化性機能液57を硬化させることによって断面パターン165を形成するので、断面パターン165に土手163の精度を反映させやすくすることができる。このため、例えば、非水溶性の樹脂で断面パターンを印刷した水溶性の紙を積層した積層体から立体を造形する場合に比較して、造形物である立体の品位を高めやすくすることができる。
In the present embodiment, the curable functional liquid 57 corresponds to a liquid, the drawing process S522 corresponds to a coating process, and the exposure process S523 corresponds to an energy application process.
In the present embodiment, since the
なお、本実施形態では、断面パターン1651に新たな硬化性機能液57を重ねて塗布することによって、断面パターン1652を断面パターン1651に重ねて形成する方法が採用されている。しかしながら、断面パターン165の形成方法は、これに限定されない。断面パターン165の形成方法としては、例えば、テーブル9に断面要素161jを描画し、この断面要素161jを構成する硬化性機能液57に、1つ前の断面パターン165j-1を重ねて載置してから、断面要素161jを露光する方法も採用され得る。
この方法では、まず、断面パターン1651を形成した後に、この断面パターン1651をテーブル9から別の場所に退避させる。
次に、テーブル9上に断面要素1612を描画する。
次に、断面要素1612に1つ前の断面パターン1651を重ねて載置する。
次に、断面要素1612を紫外光177で露光する。これにより、断面パターン1651と断面パターン1652が互いに接合する。
In the present embodiment, by applying overlapping the new curable functional liquid 57 in the cross-sectional pattern 165 1, a method of forming stacked
In this method, first, after forming a
Next, draw a cross
Next, the previous
Then, exposing the cross
上記の方法で、複数の断面要素161にわたって順次に断面パターン165を重ねていくことによって積層体167が形成され得る。
なお、この方法が適用され得る造形装置5では、露光装置17がテーブル9よりも定盤21側に引っ込んだ構成が採用され得る。また、この構成では、テーブル9として、紫外光177に対する光透過性を有するものが採用される。そして、露光工程S523では、平面視でテーブル9と露光装置17が重なった状態で、露光装置17は、光源装置83からテーブル9を経て断面要素161に向けて紫外光177を照射する。
上記の構成により、平面視でテーブル9と露光装置17が重なった状態で、紫外光177をテーブル9を介して断面要素161に照射することができる。
上記の断面パターン165の形成方法や造形装置5を適用しても立体7を形成することができる。
The
In the
With the above configuration, the
The solid 7 can also be formed by applying the method for forming the
また、本実施形態では、描画工程S522において、機能液53を塗布する方法として、塗布法の1つであるインクジェット法が採用されている。しかしながら、塗布法は、インクジェット法に限定されず、ディスペンス法や、印刷法なども採用され得る。しかしながら、インクジェット法を採用することは、ワークWの任意の箇所に任意の量の機能液53を塗布しやすい点で好ましい。
In the present embodiment, an ink jet method, which is one of the application methods, is employed as a method for applying the
また、本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック及びホワイトの5種類のカラー塗料が採用されている。しかしながら、カラー塗料の色は、これらの5種類に限定されない。カラー塗料の色としては、例えば、これらの5種類にライトシアンやライトマゼンタなどを加えた7種類等、1種類以上の任意の種類のカラー塗料が採用され得る。 In this embodiment, five kinds of color paints of yellow, magenta, cyan, black and white are employed. However, the color of the color paint is not limited to these five types. As the color of the color paint, for example, one kind or more of any kind of color paint such as seven kinds obtained by adding light cyan or light magenta to these five kinds can be adopted.
また、本実施形態では、硬化性機能液57の硬化を促進させるための活性エネルギーとして光が採用されているが、活性エネルギーは、光に限定されず、例えば、熱も採用され得る。つまり、硬化性機能液57としては、加熱を受けることによって硬化が促進する性質である熱硬化性を有するものも採用され得る。
この場合、露光装置17が加熱装置に替えられ、露光工程S523が加熱工程に替えられる。加熱工程において、断面要素161を構成する硬化性機能液57を加熱装置で加熱することによって、断面パターン165を形成することができる。
Moreover, in this embodiment, although light is employ | adopted as active energy for promoting hardening of the curable functional liquid 57, active energy is not limited to light, For example, heat can also be employ | adopted. In other words, as the curable functional liquid 57, a liquid having thermosetting properties, which is a property that curing is accelerated by being heated, may be employed.
In this case, the
1…造形システム、3…コンピューター、5…造形装置、7…立体、9…テーブル、11…テーブル搬送装置、12……キャリッジ、13…キャリッジ搬送装置、15…キャリッジ昇降装置、17…露光装置、21…定盤、33…吐出ヘッド、53…機能液、55…液滴、57…硬化性機能液、59…水系機能液、83…光源装置、161…断面要素、163…土手、165…断面パターン、167…積層体、171…積層シート、173…熱剥離シート、175…水溶性シート、177…紫外光、179…水溶性シート、181…水溶性シート。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Modeling system, 3 ... Computer, 5 ... Modeling apparatus, 7 ... Solid, 9 ... Table, 11 ... Table conveyance apparatus, 12 ... Carriage, 13 ... Carriage conveyance apparatus, 15 ... Carriage raising / lowering apparatus, 17 ... Exposure apparatus, DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記土手形成工程の後に、前記土手によって囲まれた領域内に、活性エネルギーを受けることによって硬化が促進する性質を有し、且つ少なくとも硬化した状態において非水溶性を示す液状体を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後に、前記土手によって囲まれた領域内の前記液状体に、前記活性エネルギーを付与するエネルギー付与工程と、を前記断面要素ごとに、前記複数の断面要素にわたって順次に重ねて実施する造形工程と、
前記造形工程の後に、前記土手を、水を含む液体で溶かす溶解工程と、を含む、
ことを特徴とする造形方法。 A bank forming step of dividing a solid to be shaped into a plurality of cross-sectional elements and forming a bank surrounding the cross-sectional element along an outer edge of the cross-sectional element with a material exhibiting water solubility;
After the bank formation step, an application step of applying a liquid material that has a property of promoting curing by receiving active energy in the region surrounded by the bank and that is at least water-insoluble in the cured state When,
After the coating step, an energy application step of applying the activation energy to the liquid material in the region surrounded by the bank is sequentially performed over the plurality of cross-sectional elements for each cross-sectional element. Modeling process,
After the modeling step, a dissolution step of dissolving the bank with a liquid containing water,
A modeling method characterized by this.
ことを特徴とする請求項1に記載の造形方法。 In the modeling process, a cross-sectional pattern that is the cross-sectional element that has been cured by receiving the activation energy, and a new liquid material in a region of the new cross-sectional element surrounded by the new bank In the stacked state, the active energy is imparted to the new liquid.
The modeling method according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1に記載の造形方法。 In the modeling step, a new bank that surrounds the new cross-sectional element is formed on the cross-sectional pattern that is the cross-sectional element that has been cured by receiving the activation energy, and is surrounded by the new bank. Imparting the active energy to the new liquid applied in the region
The modeling method according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の造形方法。 In the bank forming step, the bank is formed with a water-soluble sheet.
The shaping | molding method as described in any one of Claims 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項4に記載の造形方法。 In the bank forming step, the bank is patterned by applying a liquid containing water to the water-soluble sheet.
The modeling method according to claim 4, wherein:
前記エネルギー付与工程では、前記液状体に前記光を照射する、
ことを特徴とする請求項1に記載の造形方法。 The liquid material has photocurability, which is a property that curing is accelerated by irradiation with light,
In the energy application step, the liquid is irradiated with the light.
The modeling method according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の造形方法。 In the application step, the liquid material is applied in a region surrounded by the bank by discharging the liquid material by an inkjet method.
The modeling method according to any one of claims 1 to 6, wherein:
Priority Applications (1)
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