JP2016060173A - Container and three-dimensional molding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容器および三次元造形装置に関し、さらに詳細には、液体を貯留することが可能な容器および当該容器を用いて三次元造形物を作製する三次元造形装置に関する。 The present invention relates to a container and a three-dimensional modeling apparatus, and more particularly to a container capable of storing a liquid and a three-dimensional modeling apparatus that produces a three-dimensional modeled object using the container.
従来より、可視光または紫外光などの光の照射により硬化する特性を備えた液体状態の光硬化性樹脂を用いて三次元造形物を作製する三次元造形装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a three-dimensional modeling apparatus that produces a three-dimensional modeled object using a liquid-state photocurable resin having a property of curing by irradiation with light such as visible light or ultraviolet light.
こうした三次元造形装置としては、例えば、所定の形状に硬化させた光硬化性樹脂を積層して立体造形を行う吊り上げ積層構造方式が用いられる。 As such a three-dimensional modeling apparatus, for example, a lifting and laminating structure method is used in which a three-dimensional modeling is performed by laminating a photocurable resin cured in a predetermined shape.
この吊り上げ積層構造方式は、液体状態の光硬化性樹脂を貯留する容器の底面に透光板を用い、まず、当該透光板の下側にプロジェクタなどにより所定の画像を照射し、この容器内に配置された三次元造形物の土台となる造形物保持部の下面において所定の液層厚さ分だけ光硬化性樹脂を硬化させて、造形物保持部の下面に所定の液層厚さの硬化層を形成する。 In this suspended laminated structure method, a translucent plate is used on the bottom surface of a container that stores a photocurable resin in a liquid state, and a predetermined image is first irradiated by a projector or the like below the translucent plate. The photocurable resin is cured by a predetermined liquid layer thickness on the lower surface of the modeling object holding unit which is the foundation of the three-dimensional modeling object arranged in the lower surface of the modeling object holding unit. A cured layer is formed.
次に、造形物保持部の下面と容器の底面たる透光板との間で硬化した硬化層を、造形物保持部に保持した状態で透光板から剥離し、所定の液層厚さ分だけ造形物保持部を上昇させる。 Next, the cured layer cured between the lower surface of the modeled object holding unit and the translucent plate serving as the bottom surface of the container is peeled off from the translucent plate while being held in the modeled product holding unit, and a predetermined liquid layer thickness Only raise the model holding part.
その後、透光板の下側から所定の画像を照射し、造形物保持部の下面に保持された硬化層に、さらに所定の液層厚さ分だけの光硬化性樹脂を硬化させて、硬化層を積層する。 After that, a predetermined image is irradiated from the lower side of the translucent plate, and the cured layer held on the lower surface of the shaped article holding unit is further cured by curing the photocurable resin by a predetermined liquid layer thickness. Laminate the layers.
そして、こうした動作を順次繰り返し行うことにより、光硬化性樹脂の硬化層を積層させて立体造形を行って三次元造形物を作製することとなる。 And by repeating such operation | movement sequentially, the hardened layer of a photocurable resin is laminated | stacked, a three-dimensional modeling is performed, and a three-dimensional molded item will be produced.
こうした吊り上げ積層構造方式による三次元造形装置によれば、照射する画像に基づいて硬化層を形成し、形成した硬化層を積層して立体造形を行うため、所望の形状の硬化層を形成することで、所望の形状の三次元造形物を作製することができるものである。
According to such a three-dimensional modeling apparatus using the lifted laminated structure method, a hardened layer is formed based on an image to be irradiated, and a hardened layer having a desired shape is formed in order to perform three-dimensional modeling by stacking the formed hardened layers. Thus, a three-dimensional structure having a desired shape can be produced.
ここで、こうした吊り上げ積層構造方式の三次元造形装置では、液体状態の光硬化性樹脂を貯留するために、底面が透光板により形成された容器が用いられる。 Here, in such a three-dimensional modeling apparatus of the lifted laminated structure method, a container having a bottom surface formed of a translucent plate is used to store a liquid photocurable resin.
この容器は、貯留した光硬化性樹脂を硬化した硬化層と、容器底面を形成する透光板との剥離性を向上する図るために、透光板の光硬化性樹脂と接する面(つまり、上面である。)にシリコーンなどのコーティング材がコーティングされて剥離層が形成されている。なお、本願明細書においては、透光板上に形成された剥離層を含めて、容器の底面と適宜に称することとする。 In order to improve the releasability between the cured layer obtained by curing the stored photocurable resin and the translucent plate that forms the bottom surface of the container, this container has a surface in contact with the photocurable resin of the translucent plate (that is, The top surface is coated with a coating material such as silicone to form a release layer. In the specification of the present application, including the release layer formed on the light-transmitting plate, it is appropriately referred to as the bottom surface of the container.
そして、吊り上げ積層構造方式の三次元造形装置では、硬化層を積層して三次元造形物を作製するため、各硬化層が容器の底面の所定の領域内に集中して形成されることとなる。 And in the three-dimensional modeling apparatus of the lifting laminated structure method, the cured layers are laminated to produce a three-dimensional structure, so that each cured layer is formed in a concentrated manner in a predetermined region on the bottom surface of the container. .
従って、容器の底面の上面において硬化層が集中して形成される領域では、容器の底面から硬化層を剥離する処理が頻繁に行われるため、当該領域には硬化層を剥離する処理に起因する負荷が繰り返しかかることとなる。 Therefore, in the region where the hardened layer is concentrated and formed on the upper surface of the bottom surface of the container, the process of peeling the hardened layer from the bottom surface of the container is frequently performed, and thus the region is caused by the process of peeling the hardened layer. The load is repeatedly applied.
このため、硬化層が集中して形成される領域の剥離層には、硬化層を剥離する処理に起因する負荷が繰り返しかかることとなり、これにより、剥離層(つまり、剥離層を形成するコーティング材である。)が劣化してしまっていた。 For this reason, the load resulting from the process of peeling the cured layer is repeatedly applied to the release layer in the region where the hardened layer is concentrated, and thus the release layer (that is, the coating material for forming the release layer). ) Has deteriorated.
こうした剥離層の劣化によって剥離層の剥離機能は低下することとなり、これにより、硬化層を容器の底面から剥離する際に、硬化層が容器の底面から剥離せずに、硬化層を保持する造形物保持部から剥離してしまい、三次元造形物の作製に失敗してしまうことが問題点として指摘されていた。
With such a deterioration of the release layer, the release function of the release layer is reduced, so that when the cured layer is peeled from the bottom surface of the container, the cured layer is not peeled off from the bottom surface of the container, and the shaping layer holds the cured layer. It has been pointed out as a problem that it peels off from the object holding part and fails to produce a three-dimensional structure.
このため、容器の底面上に硬化された硬化物を剥離する処理を繰り返し行っても、容易に硬化物を容器の底面から剥離することができる容器の提案が望まれていた。
For this reason, even if the process which peels the hardened | cured material hardened | cured on the bottom face of a container is performed repeatedly, the proposal of the container which can peel a hardened | cured material from the bottom face of a container easily was desired.
なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。 Note that the prior art that the applicant of the present application knows at the time of filing a patent application is not an invention related to a known literature invention, and therefore there is no prior art document information to be described in the present specification.
本発明は、従来の技術の有する上記したような要望に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、底面上に硬化された硬化物を剥離する処理を繰り返し行っても、容易に硬化物を底面から剥離することができる容器を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned demands of the prior art, and the object of the present invention is to easily perform the process of peeling the cured product cured on the bottom surface repeatedly. An object of the present invention is to provide a container capable of peeling a cured product from the bottom surface.
また、本発明の目的とするところは、上記した容器を用いた三次元造形装置を提供しようとするものである。 Another object of the present invention is to provide a three-dimensional modeling apparatus using the container described above.
上記目的を達成するために、本発明による容器は、内部に液体を貯留することのできる容器において、透光板と、透光板の上面に形成された剥離層とを備えた底面と、透光板の端辺に立設された壁面とを有し、上記底面は、上記底面上において硬化した硬化物を剥離する際に撓むようにしたものである。 In order to achieve the above object, a container according to the present invention is a container capable of storing a liquid therein, and includes a translucent plate, a bottom surface provided with a release layer formed on an upper surface of the translucent plate, and a translucent plate. The bottom surface is configured to bend when the cured product cured on the bottom surface is peeled off.
また、本発明による容器は、上記した容器において、上記透光板は、上記壁面よりも剛性が低くなるように形成されるようにしたものである。 In the container according to the present invention, the translucent plate is formed so as to have lower rigidity than the wall surface.
また、本発明による容器は、上記した容器において、上記底面の厚さは、上記壁面の厚さと一致して、あるいは、上記壁面より薄く形成されるようにしたものである。 The container according to the present invention is such that the thickness of the bottom surface coincides with the thickness of the wall surface or is thinner than the wall surface.
また、本発明による容器は、上記した容器において、上記底面は、上記壁面を形成する材料よりも低い剛性を示す材料により形成されるようにしたものである。 In the container according to the present invention, the bottom surface is formed of a material having lower rigidity than the material forming the wall surface.
また、本発明による容器は、上記した容器において、上記壁面は、弾性を有する材料により形成されるようにしたものである。 In the container according to the present invention, the wall surface is formed of an elastic material.
また、本発明による容器は、上記した容器において、上記壁面は、蛇腹状に形成された領域が設けられるようにしたものである。 The container according to the present invention is such that the wall surface is provided with a bellows-shaped region in the container described above.
また、本発明による容器は、上記した発明において、上記壁面は、蛇腹状に形成されるようにしたものである。 In the container according to the present invention, the wall surface is formed in a bellows shape in the above-described invention.
また、本発明による三次元造形装置は、液体状態の光硬化性樹脂を貯留する容器の底面から該光硬化性樹脂に対して画像を投影し、上記容器内に配置された三次元造形物の土台となる造形物保持手段の下面に所定の液層厚さ分だけの硬化層を形成した後に、該所定の液層厚さ分だけ造形物保持手段を上昇させて新たな硬化層を形成する動作を順次繰り返し行うことにより、該光硬化性樹脂の硬化層を積層して三次元造形物を作製する三次元造形装置において、上記した容器を用いるようにしたものである。 Further, the three-dimensional modeling apparatus according to the present invention projects an image on the photocurable resin from the bottom surface of the container storing the photocurable resin in a liquid state, and the three-dimensional modeled object arranged in the container. After a hardened layer having a predetermined liquid layer thickness is formed on the bottom surface of the modeled object holding means as the base, a new hardened layer is formed by raising the modeled object holding means by the predetermined liquid layer thickness. The container described above is used in a three-dimensional modeling apparatus that produces a three-dimensional model by laminating the cured layer of the photocurable resin by sequentially repeating the operation.
本発明は、以上説明したように構成されているので、三次元造形装置に用いられ、容器の底面から硬化物を剥離する処理を繰り返し行っても、容易に硬化物を容器の底面から剥離することができるという優れた効果を奏するものである。 Since the present invention is configured as described above, the cured product is easily peeled off from the bottom surface of the container even if the process for peeling the cured product from the bottom surface of the container is repeatedly performed. It has an excellent effect of being able to.
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による容器を備えた三次元造形装置の実施の形態の一例を詳細に説明することとする。
Hereinafter, an example of an embodiment of a three-dimensional modeling apparatus provided with a container according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、図1には、本発明による容器を備えた三次元造形装置の一部を破断した概略構成説明図が示されている。 First, FIG. 1 shows a schematic configuration explanatory view in which a part of a three-dimensional modeling apparatus provided with a container according to the present invention is broken.
この図1に示す三次元造形装置10は、可視光または紫外光などの光の照射により硬化する液体状態の光硬化性樹脂を貯留する容器12と、容器12の底面12aへミラー14を介して画像を投影するプロジェクタ16と、駆動部(図示せず。)の駆動により上下方向に昇降し、容器12内で硬化した光硬化性樹脂を保持する造形物保持部18とを有して構成されている。
The three-
なお、造形物保持部18を昇降する駆動部(図示せず。)を含む三次元造形装置10の全体の動作は、マイクロコンピューター20により制御されている。
The entire operation of the three-
より詳細には、容器12は、上方側が開放された中空の略箱状体であって、底面12aを囲うように壁面12b、12c、12d、12eが形成されている。
More specifically, the
即ち、容器12は、底面12aの前方側端部に立設する壁面12bと、底面12aの後方側端部に立設する壁面12cと、壁面12b、12cと接続し、底面12aの右方側端部に立設する壁面12dと、壁面12b、12cと接続し、底面12aの左方側端部に立設する壁面12eとを有して構成されている(図2(a)を参照する。)。
That is, the
そして、容器12は、底面12aと壁面12b、12c、12d、12eとにより囲われて形成される空間内に光硬化性樹脂が貯留されることとなる。
The
底面12aは、アクリル樹脂などの透光性が高く、かつ、剛性が高い材料により形成された略四角形状の透光板12a−1と、透光板12a−1の上面12a−1aにシリコーンなどのコーティング材がコーティングされて形成された剥離層12a−2とを有して構成されている(図2(b)を参照する。)。
The
なお、剥離層12a−2は、底面12aの上面12a−1aの壁面12b、12c、12d、12eに囲われた領域に形成され、上面12a−2aに形成される硬化層の剥離を容易にするために形成された層である。
The
また、透光板12a−1は、壁面12b、12c、12d、12eよりも剛性が低く、かつ、底面12aから硬化層を剥離する際に撓むことが可能なように設計されている。
The
透光板12a−1の剛性が、壁面12b、12c、12d、12eの剛性より低くするためには、例えば、壁面12b、12c、12d、12eを形成する材料よりも剛性の低い材料により透光板12a−1を形成したり、あるいは、透光板12a−1と壁面12b、12c、12d、12eとを同じ材料により形成する場合には、透光板12a−1の厚さt1を、壁面12b、12c、12d、12eの厚さt3と一致した厚さとして、あるいは、壁面12b、12c、12d、12eの厚さt3よりも薄く設計する(図2(b)を参照する。)。
In order to make the rigidity of the light-transmitting
なお、透光板12a−1の剛性および壁面12b、12c、12d、12eの剛性とは、容器12を形成した状態で、透光板12a−1と平行な平面と直交する方向に引っ張られたときの変形し難さの度合いを表すものである。
The rigidity of the
また、底面12aから硬化層を剥離する際に撓むことが可能な透光板12a−1の厚さとは、壁面12ab、12c、12d、12eが形成された状態で、底面12aから硬化層を剥離する際に、底面12aが撓むことができる厚さのことであり、こうした厚さは、実験を繰り返して適正な値が求められる。
The thickness of the
なお、本実施の形態においては、透光板12a−1の厚さt1が、壁面12b、12c、12d、12eの厚さt3よりも薄くする場合について説明するものとし、透光板12a−1の厚さt1は、例えば、2mmとする。
In the present embodiment, it is assumed that the thickness t 1 of the
また、透光板12a−1の上面12a−1aに形成される剥離層12a−2の厚さt2は、例えば、3mmである。
The thickness t 2 of the
壁面12b、12c、12d、12eは、透光板12a−1と同様にして、アクリル樹脂などの透光性が高く、かつ、剛性が高い材料により形成される。
The wall surfaces 12b, 12c, 12d, and 12e are formed of a material having high translucency such as an acrylic resin and high rigidity in the same manner as the
壁面12bは、透光板12a−1より厚く形成されており、その厚さt3は、例えば、5mmとする(図2(b)、図3(a)を参照する。)。
また、壁面12bは、略中央位置に左右方向に長さL1だけ蛇腹状に形成された領域S1が設けられている(図2(a)、図3(a)を参照する。)。
In addition, the
なお、この長さL1は、壁面12bに領域S1を設け、壁面12cに領域S2(後述する。)を設けた際に、硬化層を底面12aから剥離するときに、透光板12a−1が撓み易くなる長さとする。
The length L1 is such that when the region S1 is provided on the
この領域S1では、壁面12bの厚さt3の幅内で山部12baと谷部12bbとが交互の形成されており、この領域S1における蛇腹形状部分の板厚T1は、例えば、0.5mmとする(図3(b)を参照する。)。
In the region S1, and a mountain portion 12ba and valley portions 12bb is alternating formed within the width of the thickness t 3 of the
壁面12cは、壁面12bと同様に、透光板12a−1より厚く形成されており、厚さt3として形成される(図2(b)を参照する。)。
また、壁面12cは、略中央位置に左右方向に長さL1だけ蛇腹状に形成された領域S2が設けられている(図2(a)、図3(a)を参照する。)。
Further, the
この領域S2は、壁面12cの厚さt3の幅内で山部12caと谷部12cbとが交互に形成されており、この領域S2における蛇腹形状部分の板厚T2は領域S1における板厚T1と一致する厚さとし、例えば、0.5mmとする(図3(b)を参照する。)。
The region S2 is a mountain portion 12ca and valley portions 12cb are formed alternately in the width of the thickness t 3 of the
壁面12d、12eはそれぞれ、壁面12b、12cと同様に、透光板12a−1より厚く形成されており、厚さt3として形成される(図2(b)を参照する。)。
Each
容器12は、ベース部材22の上面22aに形成された開口部22ab上に底面12aが位置するように配置される。そして、ベース部材22の上面22aに配設された固定部材40、42により壁面12d、12eが固定される。これにより、容器12がベース部材22に固定されることとなる。
The
こうしてベース部材22上に固定された容器12内に光硬化性樹脂を貯留し、当該光硬化性樹脂に対してベース部材22内に配設されたプロジェクタ16からミラー14を介して所定の画像が投影されることとなる。
In this manner, the photocurable resin is stored in the
プロジェクタ16は、ベース部材22内に配設されるとともに、マイクロコンピューター20から出力された画像データに基づく画像を、ミラー14を介して容器12に貯留された光硬化性樹脂に投影するようになされている。
The
なお、プロジェクタ16から投影する画像は、作製する三次元造形物の形状を水平方向に分割して複数の層に分けたときの各層を表す複数の画像である。
The image projected from the
そして、プロジェクタ16は、この複数の画像を順番に、一定時間毎に1層分ずつ投影するように、マイクロコンピューター20により制御される。
Then, the
造形物保持部18は、ベース部材22の上面22aの後端部22aaに立設した立設部材24において、上下方向に昇降自在に設けられている。
The modeled
そして、造形物保持部18は、モーターなどの駆動部(図示せず。)の駆動により、立設部材24の前面24aにおいて上方側および下方側に移動することとなる。
And the modeling thing holding |
また、造形物保持部18の下面18aは、容器12内で硬化する光硬化性樹脂と密着して三次元造形物を保持する土台となる。
In addition, the
なお、造形物保持部18は、例えば、アルミニウムなどの金属材料により形成され、下面18aには、硬化した光硬化性樹脂の密着性を向上するために、微少な凹凸のある粗面に加工される。
The model
以上の構成において、三次元造形装置10により三次元造形物を作製する場合について説明する。
In the above configuration, a case where a three-dimensional structure is produced by the three-dimensional
三次元造形装置10により三次元造形物を作製する場合には、まず、作業者が作製する三次元造形物を水平方向に分割して複数の層に分けた各層を表す複数の画像データをマイクロコンピューター20に入力し、操作子(図示せず。)を操作して三次元造形物の作製を指示する。
When a three-dimensional structure is produced by the three-dimensional
作業者により三次元造形物の作製が指示されると、マイクロコンピューター20の制御により三次元造形物の作製が開始され、マイクロコンピューター20に入力された画像データがプロジェクタ16に出力される。
When the operator instructs the production of the three-dimensional structure, the production of the three-dimensional structure is started under the control of the
なお、この画像データは、一定時間毎に第1層目の画像データから順番に一層分の画像データがマイクロコンピューター20からプロジェクタ16に出力される。
Note that this image data is output from the
そして、プロジェクタ16から容器12に貯留された光硬化性樹脂に画像が投影されて、造形物保持部18の下面18aに当該画像に基づいて、所定の液層厚さの硬化層が形成される。
Then, an image is projected from the
次に、造形物保持部18を上昇させて、硬化層を容器12の底面12aから剥離するとともに、硬化層と容器12の底面12aとの間の間隔が所定の液層厚さ分となるようにする。
Next, the shaped
ここで、硬化層を容器12の底面12から剥離する際には、造形物保持部18を上昇させるが、この造形物保持部18の上昇によって造形物保持部18に密着した硬化層も上昇することとなる。このとき、硬化層と密着している容器12の底面12aは、硬化層の上昇に伴って、壁面12b、12cの領域S1、S2に挟まれた領域を中心として上方側に緩やかに突出するようにして撓むこととなる(図4を参照する。)。
Here, when the hardened layer is peeled from the
その後、硬化層と密着した底面12aは、変形した底面12aおよび壁面12b、12cの復元力によって緩やかに硬化層から剥離されることとなり、従来の撓むことのない容器を用いた場合より、底面12a(剥離層12a−2)から硬化層を剥離しやすくなる。
Thereafter, the
即ち、本発明による容器を備えた三次元造形装置10では、従来の撓むことのない容器を用いた場合と比較して、硬化層を底面12aから剥離する際の力が小さくてよく、これにより、硬化層の剥離の際に底面12aにかかる負荷が低減されることとなる。
That is, in the three-
そして、硬化層の剥離の際に底面12aにかかる負荷が低減されることにより、底面12aにおいて硬化層と直接密着している剥離層12a−2にかかる負荷が低減され、剥離層12a−2の劣化も抑制されることとなる。
And by reducing the load applied to the
その後、マイクロコンピューター20から当該硬化層の次の層の画像データをプロジェクタ16に出力し、プロジェクタ16から当該硬化層の次の層の画像データに基づく画像を容器12に貯留された光硬化性樹脂に投影する。
Thereafter, image data of the next layer of the cured layer is output from the
こうした動作を繰り返し行うことにより、硬化層の下方側に新たな硬化層を形成して、三次元造形物を作製することとなる。
By repeating such an operation, a new hardened layer is formed on the lower side of the hardened layer to produce a three-dimensional structure.
ここで、本発明による容器を備えた三次元造形装置10と、従来の技術による撓むことのない容器を備えた三次元造形装置とにおいて、硬化層を容器の底面から剥離するときの引き剥がし力について、本願発明者が行った実験結果について説明する。
Here, in the three-
なお、本発明による容器を備えた三次元造形装置10は、透光板の厚さが2mm、剥離層の厚さが3mm、4つの壁面の厚さがそれぞれ5mm、前方側の壁面および後方側の壁面に蛇腹状に形成された領域が設けられている容器を用いた。
The three-
また、従来の技術による容器を備えた三次元造形装置は、透光板の厚さが5mm、剥離層の厚さが3mm、4つの壁面の厚さがそれぞれ5mm、どの壁面にも蛇腹状に形成された領域が設けられていない容器を用いた。
In addition, the three-dimensional modeling apparatus equipped with the container according to the prior art has a translucent plate thickness of 5 mm, a release layer thickness of 3 mm, and four wall surfaces each having a thickness of 5 mm. A container without a formed region was used.
さらに、この実験においては、下記の実験条件において、第120層目の硬化層を容器底面から剥離した際に生じた引き剥がし力として、造形物保持部18の上昇時のモーター(造形物保持部18を上下方向に移動するためのモーターである。)のトルク値を測定した。
Furthermore, in this experiment, under the following experimental conditions, as a peeling force generated when the 120th cured layer was peeled from the bottom surface of the container, a motor (modeled object holding part) when the modeled
造形物サイズ:W130×D70×H20
造形物ピッチ:0.15mm
照射時間:25秒
Model size: W130 × D70 × H20
Model pitch: 0.15mm
Irradiation time: 25 seconds
なお、造形物ピッチとは、上記した所定の液層厚さに相当し、また、照射時間とは、プロジェクタから光硬化性樹脂に対して所定の画像を照射する時間のことであり、また、光硬化性樹脂は継ぎ足して補充した。
The molded article pitch corresponds to the above-described predetermined liquid layer thickness, and the irradiation time is a time for irradiating a predetermined image from the projector to the photocurable resin. The photocurable resin was added and replenished.
図5には、本願発明者による実験の結果が示されている。ここで、図5において、実線は、本発明による容器を備えた三次元造形装置10における硬化層の剥離開始後の経過時間に対するトルク値の変化を示すものであり、破線は、従来の技術による撓むことのない容器を備えた三次元造形装置における硬化層の剥離開始後の経過時間に対するトルク値の変化を示すものである。
FIG. 5 shows the result of an experiment by the present inventor. Here, in FIG. 5, the solid line indicates the change in torque value with respect to the elapsed time after the start of peeling of the cured layer in the three-
図5に示すように、本発明による容器を備えた三次元造形装置10では、トルク値が40mN・m近傍のピーク値を複数回示す波形を示し、その最大トルク値は42mN・mであるのに対して、従来の技術による容器を備えた三次元造形装置では、時間が経過するにつれてトルク値のピーク値が高くなる波形を示し、硬化層を完全に剥離する直前では、最大トルク値が90mN・mであった。
As shown in FIG. 5, in the three-
このように、本発明による容器を備えた三次元造形装置10では、従来の技術による容器を備えた三次元造形装置と比較して、最大トルク値を大幅に抑制することができることが示された。
Thus, it was shown that the maximum torque value can be significantly suppressed in the three-
即ち、こうした実験結果から、本発明による容器を備えた三次元造形装置10は、従来の技術による撓むことのない容器を備えた三次元造形装置と比較して、より小さい引き剥がし力により硬化層を容器底面から引き剥がすことができることが示された。
That is, from these experimental results, the three-
つまり、本発明による容器を備えた三次元造形装置10は、従来の技術による容器を備えた三次元造形装置と比較して、硬化層を容器底面から引き剥がす際の力が小さくなっているため、硬化層を容器底面から引き剥がす際に容器底面にかかる負荷が小さくなり、硬化層をより剥離しやすくなる。
That is, the three-
このため、本発明による容器を備えた三次元造形装置10は、従来の技術による撓むことのない容器を備えた三次元造形装置と比較して、硬化層の剥離の際に容器12の底面12aにかかる負荷が抑制され、底面12aにおける硬化層と直接密着している剥離層12a−1の劣化が抑制されることとなる。
For this reason, the three-
以上において説明したように、本発明による三次元造形装置10は、容器12aにおいて、壁面12bに蛇腹状に形成した領域S1を設け、壁面12bに蛇腹状に形成した領域S2を設けるとともに、透光板12a−1を壁面12b、12c、12d、12eより薄く形成するようにした。さらに、透光板12a−1の厚さt1を、硬化層を底面12aから剥離する際に底面12aが撓むことが可能な厚さとした。
As described above, in the three-
これにより、本発明による容器を備えた三次元造形装置10によれば、三次元造形物を作製中に、硬化層を容器12の底面12aから剥離する際には容器12の底面12aが撓むこととなる。
Thereby, according to the three-
このため、本発明による容器を備えた三次元造形装置10によれば、従来の技術による撓むことのない容器を用いた三次元造形装置と比較して、硬化層の剥離の際に底面12aに生じる負荷が低減され、硬化層を剥離しやすくなるとともに、硬化層に密着している剥離層12a−1の劣化が抑制されるようになる。
For this reason, according to the three-
なお、上記した実施の形態は、以下の(1)乃至(9)に示すように変形するようにしてもよい。 The embodiment described above may be modified as shown in the following (1) to (9).
(1)上記した実施の形態においては、壁面12b、12cにそれぞれ蛇腹状に形成された領域S1、S2を設けるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、壁面12b、12cだけでなく、壁面12d、12eにもそれぞれ蛇腹状に形成された領域を設けるようにしてもよい。 (1) In the above-described embodiment, the wall surfaces 12b and 12c are provided with the regions S1 and S2 formed in a bellows shape, respectively. However, the present invention is not limited to this. Not only 12c but also the wall surfaces 12d and 12e may be provided with regions each formed in a bellows shape.
具体的には、壁面12dでは、壁面12dの略中央位置に前後方向に長さL1だけ蛇腹状に形成された領域を設けるようにし、また、壁面12eでは、壁面12eの略中央位置に前後方向に長さL1だけ蛇腹状に形成された領域を設けるようにしてもよい。
Specifically, the
なお、このときには、固定部材40、42は、壁面12b、12c、12d、12eにおける蛇腹状に形成された領域にかかることなく、かつ、底面12aの撓みを阻害しない位置で、容器12を固定することとなる。
At this time, the fixing
(2)上記した実施の形態においては、壁面12b、12cはそれぞれ、壁面12b、12cの略中央位置に左右方向に長さL1だけ蛇腹状に形成された領域を設けるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、壁面12b全体を蛇腹状に形成するとともに、壁面12c全体を蛇腹状に形成するようにしてもよい。
(2) In the above-described embodiment, the wall surfaces 12b and 12c are each provided with a bellows-like region having a length L1 in the left-right direction at a substantially central position of the wall surfaces 12b and 12c. Needless to say, the
(3)上記した実施の形態においては、壁面12b、12c、12d、12eをアクリル樹脂などの剛性の高い樹脂材料により形成するとともに、壁面12b、12cには、蛇腹状に形成した領域を設けるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。 (3) In the above-described embodiment, the wall surfaces 12b, 12c, 12d, and 12e are formed of a highly rigid resin material such as acrylic resin, and the wall surfaces 12b and 12c are provided with regions formed in a bellows shape. Of course, this is not a limitation.
即ち、壁面12b、12c、12d、12eを弾性を示す樹脂などの材料を用いるようにしてもよく、この場合には、壁面12b、12cに蛇腹状に形成した領域を設けないようにしてもよい。 That is, the wall surfaces 12b, 12c, 12d, and 12e may be made of a material such as a resin that exhibits elasticity. In this case, the wall surfaces 12b and 12c may not be provided with a bellows-like region. .
(4)上記した実施の形態においては、透光板12a−1をアクリル樹脂により形成するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。
(4) In the above-described embodiment, the
即ち、透光性が高いこと、底面12aが撓むことが可能な厚さとしたときに、容器12内に光硬化性樹脂を貯留した際に、当該光硬化性樹脂の重みで底面12aが開口部側に撓むことのない剛性を備えること、を満たすことが可能な材料であれば、どのような材料により透光板12a−1を形成するようにしてもよい。
That is, when the light curable resin is stored in the
(5)上記した実施の形態においては、プロジェクタ16は、容器12に貯留された光硬化性樹脂にミラー14を介して画像を投影するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、プロジェクタ16は、ミラー14を介することなく光硬化性樹脂に画像を投影するようにしてもよい。
(5) In the above-described embodiment, the
(6)上記した実施の形態においては、壁面12bの略中央位置に蛇腹状に形成された領域S1を設け、壁面12cの略中央位置に蛇腹状に形成された領域S2を設けるとともに、壁面12d、12eには蛇腹状に形成された領域を設けないようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。
(6) In the above-described embodiment, the region S1 formed in a bellows shape is provided at a substantially central position of the
即ち、壁面の略中央位置に設けられる蛇腹状に形成された領域を、壁面12b、12c、12d、12eの少なくともいずれか1つの壁面に形成するようにしてもよい。 That is, the bellows-like region provided at the approximate center of the wall surface may be formed on at least one of the wall surfaces 12b, 12c, 12d, and 12e.
(7)上記した実施の形態においては、壁面12b、12cにおいてそれぞれ、略中央位置に蛇腹状に形成された領域を長さL1で一箇所だけ設けるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。 (7) In the above-described embodiment, each of the wall surfaces 12b and 12c is provided with only one region having the length L1 in the substantially central position, but the present invention is not limited to this. Of course.
即ち、壁面12b、12cの略中央位置より右方側あるいは左方側に偏って、蛇腹状に形成された領域を設けるようにしてもよいし、略中央位置の右方側および左方側に蛇腹状に形成された領域を設けるようにしてもよく、要は、底面12aが硬化層を剥離する際に撓むのであれば、壁面12b、12cの任意の位置(一箇所または複数の箇所)に、任意の長さで蛇腹状に形成された領域を設けるようにしてもよい。
That is, a region formed in a bellows shape may be provided by being deviated to the right side or the left side from the substantially central position of the wall surfaces 12b and 12c, or on the right side and the left side of the substantially central position. An area formed in a bellows shape may be provided. In short, if the
(8)上記した実施の形態においては、容器12を、底面12aが矩形に形成され、上方側が開放された中空の略箱状体としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、底面12aが三角形、五角形以上の多角形、あるいは、円形とし、こうした底面の端辺に壁面が立設するような形状としてもよい。
(8) In the above-described embodiment, the
(9)上記した実施の形態ならびに上記した(1)および(8)に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。 (9) You may make it combine suitably the embodiment shown above and the modification shown in said (1) and (8).
本発明は、硬化する液体状態の樹脂を貯留する容器に用いて好適である。 The present invention is suitable for use in a container for storing a liquid resin to be cured.
10 三次元造形装置、12 容器、12a 底面、12b、12c、12d、12e 壁面、14 ミラー、16 プロジェクタ、18 造形物保持部、20 マイクロコンピューター、22 ベース部材、24 立設部材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
透光板と、透光板の上面に形成された剥離層とを備えた底面と、
透光板の端辺に立設された壁面と
を有し、
前記底面は、前記底面上において硬化した硬化物を剥離する際に撓む
ことを特徴とする容器。 In a container that can store liquid inside,
A bottom surface comprising a translucent plate and a release layer formed on the upper surface of the translucent plate;
A wall surface erected on the edge of the translucent plate,
The bottom surface bends when the cured product cured on the bottom surface is peeled.
前記透光板は、前記壁面よりも剛性が低くなるように形成される
ことを特徴とする容器。 The container according to claim 1,
The said translucent board is formed so that rigidity may become lower than the said wall surface. The container characterized by the above-mentioned.
前記底面の厚さは、前記壁面の厚さと一致して、あるいは、前記壁面より薄く形成される
ことを特徴とする容器。 The container according to claim 2,
The container is characterized in that the thickness of the bottom surface coincides with the thickness of the wall surface or is thinner than the wall surface.
前記底面は、前記壁面を形成する材料よりも低い剛性を示す材料により形成される
ことを特徴とする容器。 The container according to claim 2,
The container is characterized in that the bottom surface is formed of a material having lower rigidity than a material forming the wall surface.
前記壁面は、弾性を有する材料により形成される
ことを特徴とする容器。 The container according to any one of claims 2, 3 or 4,
The said wall surface is formed with the material which has elasticity. The container characterized by the above-mentioned.
前記壁面は、蛇腹状に形成された領域が設けられる
ことを特徴とする容器。 The container according to any one of claims 2, 3, 4 or 5,
The wall is provided with a region formed in a bellows shape.
前記壁面は、蛇腹状に形成される
ことを特徴とする容器。 The container according to any one of claims 2, 3, 4 or 5,
The container is characterized in that the wall surface is formed in a bellows shape.
請求項1、2、3、4、5、6または7のいずれか1項に記載の容器を用いる
ことを特徴とする三次元造形装置。 An image is projected onto the photocurable resin from the bottom surface of the container that stores the photocurable resin in a liquid state, and is predetermined on the lower surface of the modeling object holding means that serves as the foundation of the three-dimensional modeling object disposed in the container. After the hardened layer of the liquid layer thickness is formed, the photocuring is performed by sequentially repeating the operation of raising the shaped article holding means by the predetermined liquid layer thickness and forming a new hardened layer. In a three-dimensional modeling apparatus that laminates a cured layer of a functional resin to produce a three-dimensional structure,
A three-dimensional modeling apparatus using the container according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 7.
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---|---|---|---|
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2014
- 2014-09-22 JP JP2014192167A patent/JP2016060173A/en active Pending
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