JP2023073097A - Optical shaping device and method for manufacturing shaped article - Google Patents

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裕之 ▲高▼田
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雅弥 中迫
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Abstract

To provide an optical shaping device and a method for manufacturing a shaped article which can accurately mold a shaped article.SOLUTION: An optical shaping device includes: a shaping tank 11; a light irradiation part 20; a platform 12 which faces a light transmission plate 14, can move up and down with respect to the shaping tank 11, holds a cylindrical partition wall 213 formed around the shaped article 2 together with a shaped article 2 by irradiation with light L, and forms an airtight space 3 by cooperating with the partition wall 213; a lifting control part 231 which moves the platform 12 up and down, and forms a photocurable resin layer having a predetermined thickness between a lower surface 213A of the partition wall 213 and a lower surface 3A of the space 3, and the light transmission plate 14; and an irradiation control part 232 which irradiates the photocurable resin layer with light L corresponding to a cross-sectional shape at a predetermined height of the shaped article 2 and the partition wall 213 from the light irradiation part 20, and forms each curable layer.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、光造形装置および造形物の製造方法に関する。 The present invention relates to a stereolithography apparatus and a method of manufacturing a modeled object.

一般に、液状の光硬化性樹脂に、例えば紫外線などの光を照射して、硬化した樹脂からなる三次元の造形物を形成する光造形技術が知られている。特許文献1には、いわゆる規制液面方式として、光硬化性樹脂を貯留した液槽の底面に設けた光透過窓を通じて、この光透過窓に対向配置された基台に向けて造形物の所定の高さ位置における断面(所定断面)に対応する光を照射し、この基台の下面に所定断面と同形状に硬化した樹脂の層(硬化層)を成形する工程と、基台を液槽に対して、所定高さだけ上方へ引き上げる工程とを繰り返すことで、硬化層を積層して目的とする造形物を成形する光造形技術が開示されている。 2. Description of the Related Art In general, a stereolithography technique is known in which a liquid photocurable resin is irradiated with light such as ultraviolet rays to form a three-dimensional modeled object made of the cured resin. In Patent Document 1, as a so-called liquid surface regulation method, a predetermined level of a molded object is directed toward a base arranged opposite to the light transmission window through a light transmission window provided on the bottom surface of a liquid tank in which a photocurable resin is stored. A step of irradiating light corresponding to a cross section (predetermined cross section) at a height position of , forming a hardened resin layer (hardened layer) in the same shape as the predetermined cross section on the lower surface of the base, and placing the base in a liquid tank On the other hand, there is disclosed a stereolithography technique in which a step of lifting up a predetermined height is repeated to stack cured layers to form a desired modeled object.

特開2020-62841号公報JP 2020-62841 A

ところで、従来の規制液面方式では、硬化層の積層により成形された造形物は、液槽内の光硬化性樹脂に浸漬されることになる。このため、照射された光が余剰な光硬化性樹脂を硬化させてしまうこともあり、造形物を精度良く成形する点で改善の余地があった。 By the way, in the conventional liquid surface regulation method, the modeled object formed by laminating the hardened layers is immersed in the photocurable resin in the liquid tank. For this reason, the irradiated light may cure the excess photocurable resin, and there is room for improvement in terms of molding the modeled object with high accuracy.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、造形物を精度良く成形することができる光造形装置および造形物の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a stereolithography apparatus and a method of manufacturing a modeled article, which can form a modeled article with high accuracy.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光造形装置は、光硬化性樹脂を貯留し、底面に光透過部が設けられた造形槽と、光透過部を通じて光硬化性樹脂を硬化させる光を照射する光照射部と、光透過部に対向し、造形槽に対して昇降可能とするとともに、光の照射により造形物と一緒に該造形物の周囲に成形される筒状の隔壁を保持し、隔壁と協働して気密空間を形成するプラットホームと、プラットホームを昇降させ、隔壁の底面および気密空間の下面と光透過部との間に所定厚みの前記光硬化性樹脂層を形成する昇降制御部と、造形物および隔壁における所定の高さの断面形状に対応する光を、光照射部から光硬化性樹脂層に照射させて硬化層を形成する照射制御部と、を備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the stereolithography apparatus according to the present invention includes a modeling tank that stores a photocurable resin and has a light transmitting part provided on the bottom surface, and a photocurable resin through the light transmitting part. Facing the light irradiation part that irradiates the light for curing the hardening resin and the light transmission part, it can be moved up and down with respect to the modeling tank, and is molded around the modeled object together with the modeled object by light irradiation. A platform that holds a cylindrical partition and forms an airtight space in cooperation with the partition; An elevation control unit for forming a resin layer, and an irradiation control unit for forming a cured layer by irradiating the photocurable resin layer with light corresponding to the cross-sectional shape of the modeled object and the partition wall at a predetermined height from the light irradiation unit. , provided.

また、本発明は、光硬化性樹脂を貯留し、底面に光透過部が設けられた造形槽と、光透過部を通じて光硬化性樹脂を硬化させる光を照射する光照射部と、光透過部に対向し、造形槽に対して昇降可能とするとともに、光の照射により造形物と一緒に該造形物の周囲に成形される筒状の隔壁を保持し、隔壁と協働して気密空間を形成するプラットホームと、を備えた光造形装置を用いた造形物の製造方法であって、プラットホームを昇降させ、隔壁の底面および気密空間の下面と光透過部との間に所定厚みの光硬化性樹脂層を形成するステップと、造形物および隔壁における所定の高さの断面形状に対応する光を、光照射部から光硬化性樹脂層に照射させて硬化層を形成するステップと、を繰り返し実行する。 Further, the present invention includes a modeling tank that stores a photocurable resin and has a light transmission part provided on the bottom surface, a light irradiation part that irradiates light for curing the photocurable resin through the light transmission part, and a light transmission part. and is capable of moving up and down with respect to the modeling tank, holds a cylindrical partition that is formed around the modeled object together with the modeled object by light irradiation, and cooperates with the partition to create an airtight space and a platform for forming a molded object using a stereolithography apparatus, wherein the platform is raised and lowered, and a predetermined thickness of photo-curing is formed between the bottom surface of the partition wall, the bottom surface of the airtight space, and the light-transmitting part. The step of forming a resin layer and the step of forming a cured layer by irradiating the photocurable resin layer with light corresponding to a cross-sectional shape of a predetermined height in the modeled object and the partition wall from a light irradiation unit are repeatedly performed. do.

本発明によれば、造形物を精度良く成形することができる、という効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in the ability to shape|mold a modeled object with sufficient precision.

図1は、第1実施形態にかかる光造形装置の基本構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the basic configuration of the optical shaping apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態にかかる造形物の製造方法の手順を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing a modeled object according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態にかかる造形物の製造方法の手順を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing a modeled object according to the first embodiment. 図4は、第1実施形態にかかる造形物の製造方法の手順を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing a modeled object according to the first embodiment. 図5は、第1実施形態にかかる造形物の製造方法の手順を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing a modeled object according to the first embodiment. 図6は、第1実施形態にかかる造形物の製造方法の手順を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing a modeled object according to the first embodiment. 図7は、第1実施形態にかかる造形物の製造方法の手順を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing a modeled object according to the first embodiment. 図8は、第2実施形態にかかる光造形装置の基本構成を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing the basic configuration of the optical shaping apparatus according to the second embodiment. 図9は、第3実施形態にかかる光造形装置の基本構成を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing the basic configuration of an optical shaping apparatus according to the third embodiment. 図10は、第3実施形態にかかる造形物の製造方法の手順を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing a modeled object according to the third embodiment. 図11は、第3実施形態にかかる造形物の製造方法の手順を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing a modeled object according to the third embodiment. 図12は、第3実施形態にかかる造形物の製造方法の手順を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing a modeled object according to the third embodiment. 図13は、第3実施形態にかかる造形物の製造方法の手順を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing a modeled object according to the third embodiment. 図14は、第3実施形態にかかる造形物の製造方法の手順を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining the procedure of the method for manufacturing a modeled object according to the third embodiment. 図15は、第4実施形態にかかる光造形装置の基本構成を示す模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram showing the basic configuration of an optical shaping apparatus according to the fourth embodiment. 図16は、第4実施形態にかかる光造形装置の吸引機構の動作を説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining the operation of the suction mechanism of the optical forming apparatus according to the fourth embodiment;

以下、添付図面を参照して、本発明にかかる実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含む。また、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。 Embodiments according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention is not limited by this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, a combination of each embodiment is also included. Further, in the following embodiments, the same parts are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant explanations.

また、以下の実施形態の説明において、特段のただし書きがない限り、硬化していない液状の光硬化性樹脂を単に光硬化性樹脂という。また、液状の光硬化性樹脂を硬化させて成形した光造形物を、三次元造形物あるいは単に造形物という。この三次元造形物は、成形する複数の硬化層をすべて積層した完成品に限るものではなく、途中の硬化層まで積層した段階の未完成品も含む。 In the following description of the embodiments, unless otherwise specified, an uncured liquid photocurable resin is simply referred to as a photocurable resin. A stereolithographic object formed by curing a liquid photocurable resin is called a three-dimensional object or simply a modeled object. This three-dimensional modeled object is not limited to a finished product in which all of the plurality of hardened layers to be molded are laminated, but includes an unfinished product in which even hardened layers in the middle are laminated.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態にかかる光造形装置の基本構成を示す模式図である。光造形装置10は、図1に示すように、造形槽11と、プラットホーム12と、隔壁13と、光照射部20と、制御部30とを備える。また、本実施形態では、光造形装置10は、チャンバ40と、チャンバ内圧調整部41とを備えている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the basic configuration of the optical shaping apparatus according to the first embodiment. The stereolithography apparatus 10 includes a modeling tank 11, a platform 12, a partition wall 13, a light irradiation section 20, and a control section 30, as shown in FIG. Further, in this embodiment, the stereolithography apparatus 10 includes a chamber 40 and a chamber internal pressure adjustment section 41 .

造形槽11は、上面が開放した皿形状であり、液状の光硬化性樹脂1を貯留可能となっている。造形槽11は底面に光透過プレート(光透過部)14を有する。この光透過プレート14は、光硬化性樹脂1を硬化させる光を透過する。 The modeling tank 11 has a dish shape with an open upper surface, and is capable of storing the liquid photocurable resin 1 . The modeling tank 11 has a light transmission plate (light transmission portion) 14 on the bottom surface. The light transmission plate 14 transmits light for curing the photocurable resin 1 .

光硬化性樹脂1は、三次元造形物2の原材料であり、例えば、アクリル化合物やビニル化合物等の重合性化合物を含む。また、光硬化性樹脂1は、光照射によりラジカル種等を発生する重合開始剤を含むことが好ましい。 The photocurable resin 1 is a raw material for the three-dimensional structure 2, and includes polymerizable compounds such as acrylic compounds and vinyl compounds, for example. In addition, the photocurable resin 1 preferably contains a polymerization initiator that generates radical species and the like by light irradiation.

プラットホーム12は、硬化した光硬化性樹脂1による造形物2を保持するものであり、光透過プレート14と対向して造形槽11の上方に配置される。プラットホーム12は、例えば円板状あるいは四角板状などの多角形板状に形成され、その下面12Aが光透過プレート14とほぼ平行となるように配置される。また、プラットホーム12は、プラットホーム昇降機構15に接続され、このプラットホーム昇降機構15の動作により、造形槽11に対して昇降可能に設けられている。具体的には、プラットホーム12は、光透過プレート14に対して接近したり退避したりすることが可能であり、光透過プレート14と対向する下面12Aに成形された造形物2を保持する。 The platform 12 holds the modeled object 2 made of the cured photocurable resin 1 and is arranged above the modeling bath 11 so as to face the light transmission plate 14 . The platform 12 is formed in a polygonal plate shape such as a disk shape or square plate shape, for example, and is arranged so that its lower surface 12A is substantially parallel to the light transmission plate 14 . Also, the platform 12 is connected to a platform lifting mechanism 15 and is provided so as to be able to move up and down with respect to the modeling tank 11 by the operation of the platform lifting mechanism 15 . Specifically, the platform 12 can approach or retreat from the light transmission plate 14 and holds the modeled object 2 formed on the lower surface 12A facing the light transmission plate 14 .

隔壁13は、プラットホーム12の外側に配置され、プラットホーム12および造形物2を内側に収容する。隔壁13は、プラットホーム12の形状に対応した筒形状(円筒形状あるいは四角筒形状などの多角形筒形状)に形成されている。また、隔壁13は、隔壁昇降機構16に接続され、この隔壁昇降機構16の動作により、プラットホーム12に対して昇降可能に設けられている。すなわち、隔壁13は、プラットホーム12に対して相対的に上昇したり、下降したりすることが可能である。 The partition 13 is arranged outside the platform 12 and accommodates the platform 12 and the model 2 inside. The partition wall 13 is formed in a tubular shape corresponding to the shape of the platform 12 (a polygonal tubular shape such as a cylindrical shape or a rectangular tubular shape). Further, the partition wall 13 is connected to a partition lifting mechanism 16 and is provided so as to be able to move up and down with respect to the platform 12 by the operation of the partition lifting mechanism 16 . That is, the partition wall 13 can be raised or lowered relative to the platform 12 .

また、プラットホーム12の外周縁には、このプラットホーム12と隔壁13との間をシールする気密部材17が配置されている。この気密部材17は、例えばゴムなどの弾性部材により形成されたOリングである。気密部材17は、弾性変形した際の復元力により隔壁13の内面に付勢され、プラットホーム12と隔壁13との間をシールする。この気密部材17により、プラットホーム12と隔壁13との気密性が確保される。このため、プラットホーム12および隔壁13を光硬化性樹脂1内に降下させた場合、これらプラットホーム12および隔壁13と光硬化性樹脂1とで区画された空間3(気密空間)が形成される。 An airtight member 17 is arranged on the outer peripheral edge of the platform 12 to seal between the platform 12 and the partition wall 13 . The airtight member 17 is an O-ring made of an elastic member such as rubber. The airtight member 17 is biased against the inner surface of the partition wall 13 by a restoring force when elastically deformed, and seals between the platform 12 and the partition wall 13 . The airtightness between the platform 12 and the partition wall 13 is ensured by the airtight member 17 . Therefore, when the platform 12 and the partition 13 are lowered into the photocurable resin 1, a space 3 (airtight space) is formed by the platform 12 and the partition 13 and the photocurable resin 1.

光照射部20は、造形槽11の下方、すなわち光透過プレート14を挟んでプラットホーム12と反対側に配置される。光照射部20は、光透過プレート14を通じて、光硬化性樹脂1を硬化させる光Lを光硬化性樹脂1に向けて照射する。照射する光Lは、光硬化性樹脂1を硬化可能なものであればよく、例えば、紫外光や短波長の可視光が用いられる。光照射部20は、紫外線ランプ等の光源21と、画像形成素子22と、反射ミラー23と、投影レンズ24等を備える。 The light irradiation unit 20 is arranged below the modeling tank 11 , that is, on the side opposite to the platform 12 with the light transmitting plate 14 interposed therebetween. The light irradiation unit 20 irradiates the photocurable resin 1 with light L for curing the photocurable resin 1 through the light transmission plate 14 . The light L to be irradiated may be any light that can cure the photocurable resin 1, and for example, ultraviolet light or short-wavelength visible light is used. The light irradiation unit 20 includes a light source 21 such as an ultraviolet lamp, an image forming element 22, a reflecting mirror 23, a projection lens 24, and the like.

光源21は、画像形成素子22に照射する光を発するものであり、例えば紫外線ランプ等が用いられる。画像形成素子22は、形成すべき造形物2の各層の形状データに応じて変調するものであり、例えばエルコス(LCOS:Liquid Crystal On Silicon)デバイスやデジタル・ミラー・デバイス(DMD:Digital Mirror Device)又は液晶デバイスを用いることができる。反射ミラー23は、画像形成素子22で変調された光を投影レンズ24に向けて反射する。投影レンズ24は、反射ミラー23で反射された光を結像する。なお、光照射部20は、これに限るものではなく、例えばレーザー光源とミラーの駆動を利用したレーザー走査装置や、反射光学系や屈折光学系を利用した光学装置を用いてもよい。 The light source 21 emits light to irradiate the image forming element 22, and for example, an ultraviolet lamp or the like is used. The image forming element 22 modulates according to the shape data of each layer of the object 2 to be formed. Alternatively, a liquid crystal device can be used. Reflecting mirror 23 reflects the light modulated by image forming element 22 toward projection lens 24 . A projection lens 24 forms an image of the light reflected by the reflecting mirror 23 . The light irradiation unit 20 is not limited to this, and may be a laser scanning device using a laser light source and a mirror drive, or an optical device using a reflective optical system or a refractive optical system.

チャンバ40は、少なくとも造形槽11、プラットホーム12、隔壁13、光照射部20および各昇降機構15,16などを収容して、内部環境を外部から密閉する容器である。チャンバ内圧調整部41は、配管42を通じて、チャンバ40の内部に気体(例えば空気や窒素など)を導入したり、チャンバ40の外部に気体を排出したりすることでチャンバ40の内圧を調整する。このチャンバ40の内圧を微調整することにより、上記した空間3の下面の位置を自在に調整することが可能となる。 The chamber 40 is a container that accommodates at least the modeling tank 11, the platform 12, the partition wall 13, the light irradiation unit 20, the lifting mechanisms 15 and 16, and the like, and seals the internal environment from the outside. The chamber internal pressure adjustment unit 41 adjusts the internal pressure of the chamber 40 by introducing gas (for example, air or nitrogen) into the chamber 40 or discharging the gas to the outside of the chamber 40 through the pipe 42 . By finely adjusting the internal pressure of the chamber 40, the position of the lower surface of the space 3 can be freely adjusted.

制御部30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などで構成された演算処理装置であり、光造形装置10の各部と接続され、これらの動作を制御する。制御部30は、造形物2を製造する製造方法にかかるプログラムを記憶するとともに、このプログラムをメモリにロードして、プログラムに含まれる命令を実行する。制御部30には図示しない内部メモリが含まれ、内部メモリは制御部30におけるプログラム等のデータの一時記憶などに用いられる。 The control unit 30 is, for example, an arithmetic processing unit including a CPU (Central Processing Unit), etc., and is connected to each unit of the stereolithography apparatus 10 to control their operations. The control unit 30 stores a program related to a manufacturing method for manufacturing the modeled article 2, loads this program into the memory, and executes instructions included in the program. The control unit 30 includes an internal memory (not shown), which is used for temporary storage of data such as programs in the control unit 30 .

制御部30は、昇降制御部31と、照射制御部32と、チャンバ内圧制御部33とを備える。昇降制御部31は、プラットホーム昇降機構15および隔壁昇降機構16の動作を制御することにより、プラットホーム12および隔壁13の高さ位置をそれぞれ制御する。すなわち、昇降制御部31は、造形槽11に対してプラットホーム12および隔壁13を連動して昇降させたり、プラットホーム12を隔壁13に対して相対的に昇降させたりすることができる。昇降制御部31は、プラットホーム12および隔壁13をそれぞれ昇降させることで、隔壁13の下面および空間3の下面と光透過プレート14との間に所定厚みの光硬化性樹脂層を形成する。 The controller 30 includes an elevation controller 31 , an irradiation controller 32 , and a chamber internal pressure controller 33 . The elevation control unit 31 controls the height positions of the platform 12 and the partition wall 13 by controlling the operations of the platform elevation mechanism 15 and the partition wall elevation mechanism 16 . That is, the elevation control unit 31 can move the platform 12 and the partition wall 13 up and down in conjunction with the modeling tank 11 and can move the platform 12 up and down relative to the partition wall 13 . The lift control unit 31 lifts and lowers the platform 12 and the partition 13 to form a photocurable resin layer having a predetermined thickness between the lower surface of the partition 13 and the lower surface of the space 3 and the light transmission plate 14 .

照射制御部32は、例えば、3次元形状データに基づき、所定の高さ刻みで造形物の断面形状を示す光の照射パターンを演算し、光源21、画像形成素子22などを制御して光硬化性樹脂に光を照射する。このため、照射制御部32は、造形物の所定高さ位置の断面形状に対応する光を、上記空間3の下面と光透過プレート14との間の光硬化性樹脂層に照射することにより、所定厚みの硬化層を形成することができる。チャンバ内圧制御部33は、例えば、隔壁13の内側の空間3の下面(光硬化性樹脂の液面)の位置を監視し、その結果に応じて、チャンバ40の内圧を調整する。このため、空間3の下面の位置を隔壁13の下面に合わせることができ、空間3の下面と光透過プレート14との間の光硬化性樹脂層の厚みを精度良く規定することができる。 For example, based on the three-dimensional shape data, the irradiation control unit 32 calculates a light irradiation pattern that indicates the cross-sectional shape of the modeled object at predetermined height increments, controls the light source 21, the image forming element 22, etc., and performs photocuring. irradiate the resin with light. For this reason, the irradiation control unit 32 irradiates the photocurable resin layer between the lower surface of the space 3 and the light transmission plate 14 with light corresponding to the cross-sectional shape of the modeled object at a predetermined height position. A hardened layer having a predetermined thickness can be formed. The chamber internal pressure control unit 33 monitors, for example, the position of the lower surface of the space 3 inside the partition wall 13 (liquid surface of the photocurable resin), and adjusts the internal pressure of the chamber 40 according to the result. Therefore, the lower surface of the space 3 can be aligned with the lower surface of the partition wall 13, and the thickness of the photocurable resin layer between the lower surface of the space 3 and the light transmission plate 14 can be defined with high accuracy.

次に、図2から図7を参照して、第1実施形態にかかる造形物の製造方法を説明する。これらの図では、図1に示した光造形装置10の一部を模式的に示している。まず、図2に示すように、昇降制御部31は、プラットホーム12の下面12Aと隔壁13の下面(底面)13Aとが面一となるように、プラットホーム12および隔壁13の高さ位置を調整する。次に、昇降制御部31は、光硬化性樹脂1が貯留された造形槽11より高く配置されたプラットホーム12及び隔壁13を造形槽11内に降下させ、隔壁13の下面13Aと光透過プレート14との間が所定距離Tとなる位置に配置する。ここで所定距離Tは、成形する硬化層の一層分の厚み(例えば、数μmから100μm程度)に設定されている。この場合、プラットホーム12と光透過プレート14との間には、所定距離Tと同一の所定厚みTの光硬化性樹脂層1aが形成されている。 Next, a method for manufacturing a model according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 7. FIG. These figures schematically show a part of the stereolithography apparatus 10 shown in FIG. First, as shown in FIG. 2, the elevation control unit 31 adjusts the height positions of the platform 12 and the partition wall 13 so that the lower surface 12A of the platform 12 and the lower surface (bottom surface) 13A of the partition wall 13 are flush with each other. . Next, the elevation control unit 31 lowers the platform 12 and the partition wall 13, which are arranged higher than the modeling tank 11 in which the photocurable resin 1 is stored, into the modeling tank 11, and the lower surface 13A of the partition wall 13 and the light transmission plate 14 are moved downward. is arranged at a position with a predetermined distance T between Here, the predetermined distance T is set to the thickness of one layer of the cured layer to be molded (for example, about several μm to 100 μm). In this case, between the platform 12 and the light transmitting plate 14, a photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T which is the same as the predetermined distance T is formed.

続いて、照射制御部32は、成形目的の造形物2の3次元形状データに基づき、この造形物2の所定高さにおける断面形状を示す照射パターンを演算し、第1層の断面形状に対応する光Lを、光透過プレート14を通じて光硬化性樹脂層1aに照射する。これにより、光硬化性樹脂層1aは、第1層の断面形状と同一形状に硬化する。このため、図3に示すように、プラットホーム12には第1層となる所定厚みTの硬化層2aが保持される。 Next, based on the three-dimensional shape data of the object 2 to be formed, the irradiation control unit 32 calculates an irradiation pattern indicating the cross-sectional shape of the object 2 at a predetermined height, and corresponds to the cross-sectional shape of the first layer. The light L is applied through the light transmission plate 14 to the photocurable resin layer 1a. As a result, the photocurable resin layer 1a is cured to have the same cross-sectional shape as the first layer. For this reason, as shown in FIG. 3, the platform 12 holds a hardening layer 2a having a predetermined thickness T, which is the first layer.

続いて、昇降制御部31は、図4に示すように、プラットホーム12および隔壁13を上昇させて、造形槽11よりも高い位置に配置する。次に、昇降制御部31は、図5に示すように、プラットホーム12に対して隔壁13を所定厚みTだけ相対的に降下させる。これにより、隔壁13の下面13Aは、硬化層2aの下面2aAと面一となるとともに、硬化層2aの周囲には、プラットホーム12および隔壁13で区画された空間(気密空間)3が形成される。 Subsequently, the elevation control unit 31 raises the platform 12 and the partition wall 13 to place them at a position higher than the modeling tank 11, as shown in FIG. Next, the elevation control unit 31 lowers the partition wall 13 by a predetermined thickness T relative to the platform 12, as shown in FIG. As a result, the bottom surface 13A of the partition wall 13 is flush with the bottom surface 2aA of the hardening layer 2a, and a space (airtight space) 3 defined by the platform 12 and the partition wall 13 is formed around the hardening layer 2a. .

続いて、昇降制御部31は、プラットホーム12及び隔壁13を造形槽11内に、隔壁13の下面13Aと光透過プレート14との間が所定距離Tとなるまで鉛直に降下させる。この場合、プラットホーム12および隔壁13で区画された空間3は気密空間となるため、図6に示すように、空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に均一な所定厚みTの光硬化性樹脂層1aが形成される。 Subsequently, the elevation control unit 31 vertically lowers the platform 12 and the partition wall 13 into the modeling tank 11 until the lower surface 13A of the partition wall 13 and the light transmission plate 14 become a predetermined distance T. In this case, since the space 3 partitioned by the platform 12 and the partition wall 13 is an airtight space, as shown in FIG. A flexible resin layer 1a is formed.

ここで、空間3の下面3Aは、光硬化性樹脂層1aの液面と一致し、この光硬化性樹脂層1aの液面の高さ位置は、隔壁13の周囲に貯留された領域の光硬化性樹脂1の深さや表面の面積によって変動するおそれがある。このため、本実施形態では、図1に示すチャンバ内圧調整部41を用いて、光硬化性樹脂層1aの液面の高さ位置を適正に調整している。チャンバ内圧制御部33は、例えば、隔壁13の内側の光硬化性樹脂層1aの液面の位置を監視しており、その結果に応じて、光硬化性樹脂層1aが所定厚みTとなるようにチャンバ40の内圧を調整する。例えば、チャンバ内圧制御部33は、チャンバ内圧を当初の状態から低くすることにより、上記空間3の下面3Aを低下させ、光硬化性樹脂層1aの厚みを薄くすることができる。このようにチャンバ40の内圧を調整することにより、空間3の下面3Aの位置を隔壁13の下面13Aに合わせることができ、光硬化性樹脂層1aを硬化層2aの下面2aAにのみ接触させることができる。 Here, the lower surface 3A of the space 3 coincides with the liquid surface of the photocurable resin layer 1a, and the height position of the liquid surface of the photocurable resin layer 1a corresponds to the light of the area stored around the partition wall 13. It may vary depending on the depth and surface area of the curable resin 1 . For this reason, in the present embodiment, the chamber internal pressure adjusting section 41 shown in FIG. 1 is used to appropriately adjust the height position of the liquid surface of the photocurable resin layer 1a. The chamber internal pressure control unit 33 monitors, for example, the position of the liquid surface of the photocurable resin layer 1a inside the partition wall 13, and adjusts the thickness of the photocurable resin layer 1a to a predetermined thickness T according to the result. The internal pressure of the chamber 40 is adjusted to . For example, the chamber internal pressure control section 33 can lower the lower surface 3A of the space 3 and reduce the thickness of the photocurable resin layer 1a by lowering the chamber internal pressure from the initial state. By adjusting the internal pressure of the chamber 40 in this way, the lower surface 3A of the space 3 can be aligned with the lower surface 13A of the partition wall 13, and the photocurable resin layer 1a can be brought into contact only with the lower surface 2aA of the cured layer 2a. can be done.

次に、図6に示すように、照射制御部32は、第2層の断面形状に対応する光Lを、光透過プレート14を通じて光硬化性樹脂層1aに照射する。これにより、光硬化性樹脂層1aは、図7に示すように、第2層の断面形状と同一形状に硬化し、所定厚みTの第2層が第1層に積層されて硬化層2aが成形される。このように、本実施形態では、隔壁13の下面13Aおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成し、この光硬化性樹脂層1aを所定形状に硬化させるため、硬化層2aの厚みを精度良く成形することができ、ひいては造形物2を精度良く成形することができる。また、本実施形態では、先に成形された硬化層2aの周囲に空間3を設けることができるため、光透過プレート14を通じて照射された光Lが余剰な光硬化性樹脂1を硬化させる不具合を防止することができる。 Next, as shown in FIG. 6, the irradiation control unit 32 irradiates the photocurable resin layer 1a through the light transmission plate 14 with light L corresponding to the cross-sectional shape of the second layer. As a result, the photocurable resin layer 1a is cured to have the same cross-sectional shape as the second layer, as shown in FIG. molded. As described above, in this embodiment, the photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T is formed between the lower surface 13A of the partition wall 13 and the lower surface 3A of the space 3 and the light transmission plate 14, and the photocurable resin layer 1a is formed. is cured into a predetermined shape, the thickness of the cured layer 2a can be accurately molded, and the modeled object 2 can be accurately molded. In addition, in the present embodiment, since the space 3 can be provided around the hardening layer 2a that has been molded in advance, the problem that the light L irradiated through the light transmission plate 14 hardens the excess photocurable resin 1 can be avoided. can be prevented.

このように、昇降制御部31および照射制御部32は、光硬化性樹脂層1aの形成と、硬化層2aの形成とを交互に実行して、第n層(nは自然数)の硬化層2aに第n+1層の硬化層2aを積層することで造形物2を成形することができる。 In this way, the elevation control unit 31 and the irradiation control unit 32 alternately form the photocurable resin layer 1a and the hardened layer 2a to form the n-th layer (n is a natural number) of the hardened layer 2a. The modeled object 2 can be molded by laminating the (n+1)-th hardening layer 2a on the .

以上、第1実施形態にかかる光造形装置10は、光硬化性樹脂1を貯留し、底面に光透過プレート14が設けられた造形槽11と、光透過プレート14を通じて光硬化性樹脂1を硬化させる光Lを照射する光照射部20と、光透過プレート14に対向し、造形槽11に対して昇降可能なプラットホーム12と、プラットホーム12に対して昇降可能とするとともに、筒状に形成されてプラットホーム12の外側に気密部材17を介して配置され、プラットホーム12と協働して気密な空間3を形成する隔壁13と、プラットホーム12および隔壁13をそれぞれ昇降させ、隔壁13の下面13Aおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成する昇降制御部31と、目的とする造形物2の所定高さ位置の断面形状に対応する光Lを、光照射部20から光硬化性樹脂層1aに照射させて硬化層2aを形成する照射制御部32と、を備える。 As described above, the stereolithography apparatus 10 according to the first embodiment stores the photocurable resin 1 and hardens the photocurable resin 1 through the modeling tank 11 provided with the light transmission plate 14 on the bottom surface and the light transmission plate 14. A light irradiation unit 20 that irradiates light L that causes the light to be emitted, a platform 12 that faces the light transmission plate 14 and can be raised and lowered with respect to the modeling tank 11, and a platform 12 that can be raised and lowered with respect to the platform 12 and is formed in a cylindrical shape. A partition wall 13 is arranged outside the platform 12 via an airtight member 17 and cooperates with the platform 12 to form an airtight space 3. The platform 12 and the partition wall 13 are respectively raised and lowered to move the lower surface 13A of the partition wall 13 and the space 3. A lift control unit 31 that forms a photocurable resin layer 1a with a predetermined thickness T between the lower surface 3A and the light transmission plate 14, and light L that corresponds to the cross-sectional shape of the target object 2 at a predetermined height. from the light irradiation unit 20 to the photocurable resin layer 1a to form the cured layer 2a.

この構成によれば、隔壁13の下面13Aおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成し、この光硬化性樹脂層1aを所定形状に硬化させるため、硬化層2aの厚みを精度良く成形することができ、ひいては造形物2を精度良く成形することができる。また、この構成によれば、先に成形された硬化層2aの周囲に空間3を設けることができるため、光透過プレート14を通じて照射された光Lが余剰な光硬化性樹脂1を硬化させる不具合を防止することができ、造形物2を精度良く成形することができる。 According to this configuration, the photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T is formed between the lower surface 13A of the partition wall 13 and the lower surface 3A of the space 3 and the light transmission plate 14, and the photocurable resin layer 1a is formed in a predetermined shape. Since the cured layer 2a is hardened to a high degree of accuracy, the thickness of the hardened layer 2a can be accurately molded, and the modeled object 2 can be accurately molded. In addition, according to this configuration, since the space 3 can be provided around the hardened layer 2a formed in advance, the light L emitted through the light transmission plate 14 hardens the excess photocurable resin 1. can be prevented, and the modeled object 2 can be formed with high accuracy.

また、昇降制御部31は、硬化層2aの形成を終える度に、プラットホーム12に対して隔壁13を所定厚みTだけ相対的に降下させるため、プラットホーム12及び隔壁13を造形槽11内に降下させた場合、隔壁13の下面13Aおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間には、常に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成することができる。従って、硬化層2aの厚みを精度良く成形することができ、ひいては造形物2を精度良く成形することができる。 In addition, the elevation control unit 31 lowers the platform 12 and the partition wall 13 into the modeling tank 11 in order to lower the partition wall 13 by a predetermined thickness T relative to the platform 12 each time the formation of the hardened layer 2a is completed. In this case, a photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T can always be formed between the lower surface 13A of the partition wall 13 and the lower surface 3A of the space 3 and the light transmission plate 14. FIG. Therefore, the thickness of the hardened layer 2a can be accurately molded, and the modeled object 2 can be accurately molded.

また、昇降制御部31は、硬化層2aの形成を終える度に、プラットホーム12および隔壁13を一旦、光硬化性樹脂1の上方まで上昇させるため、プラットホーム12及び隔壁13の内側に気体が導入され、気密な空間を形成することができる。従って、硬化層2aの厚みを精度良く成形することができ、ひいては造形物2を精度良く成形することができる。 In addition, every time the formation of the hardening layer 2a is completed, the elevation control unit 31 temporarily raises the platform 12 and the partition walls 13 above the photocurable resin 1, so that gas is introduced inside the platform 12 and the partition walls 13. , can form an airtight space. Therefore, the thickness of the hardened layer 2a can be accurately molded, and the modeled object 2 can be accurately molded.

また、昇降制御部31および照射制御部32は、光硬化性樹脂層1aの形成と、硬化層2aの形成とを交互に実行し、プラットホーム12に複数の硬化層2aを積層して造形物2を成形するため、造形物2を精度良く成形することができる。 In addition, the elevation control unit 31 and the irradiation control unit 32 alternately form the photocurable resin layer 1a and the hardening layer 2a, stacking a plurality of hardening layers 2a on the platform 12 to form the modeled object 2. is molded, the modeled object 2 can be molded with high accuracy.

また、光造形装置10は、少なくとも造形槽11、プラットホーム12、隔壁13および光照射部20を収容するチャンバ40と、チャンバ40の内圧を調整するチャンバ内圧調整部41と、このチャンバ内圧調整部41を制御するチャンバ内圧制御部33とを備えるため、チャンバ40の内圧調整により、空間3の下面3Aの位置を隔壁13の下面13Aに合わせることができ、光硬化性樹脂層1aを所定厚みTに正確に規定することができる。従って、硬化層2aの厚みを精度良く成形することができ、ひいては造形物2を精度良く成形することができる。 The stereolithography apparatus 10 includes a chamber 40 that houses at least the modeling tank 11, the platform 12, the partition wall 13, and the light irradiation unit 20, a chamber internal pressure adjustment unit 41 that adjusts the internal pressure of the chamber 40, and the chamber internal pressure adjustment unit 41 By adjusting the internal pressure of the chamber 40, the position of the lower surface 3A of the space 3 can be aligned with the lower surface 13A of the partition wall 13, and the photocurable resin layer 1a can be formed to a predetermined thickness T. can be defined precisely. Therefore, the thickness of the hardened layer 2a can be accurately molded, and the modeled object 2 can be accurately molded.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態にかかる光造形装置について説明する。図8は、第2実施形態にかかる光造形装置の基本構成を示す模式図である。上記した実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
[Second embodiment]
Next, an optical shaping apparatus according to the second embodiment will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing the basic configuration of the optical shaping apparatus according to the second embodiment. The same reference numerals are assigned to the same configurations as those of the above-described embodiment, and the description thereof is omitted.

上記した第1実施形態の光造形装置のように、光硬化性樹脂1を貯留した造形槽11内に、プラットホーム12と隔壁13とが協働して、硬化層2aを積層した造形物2を収容する空間(気密空間)3を設け、この空間3の下面3Aと光透過プレート14と間に、一層分に相当する所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成する構成では、造形物2を精度良く成形することができるが、例えば空間3を形成する隔壁13の下面13Aと硬化した造形物2の下面2Aの高さにずれが生じた場合、硬化した造形物2と光硬化性樹脂層1aとが接触することができず、造形不良が生じる問題が想定される。 As in the stereolithography apparatus of the first embodiment described above, the platform 12 and the partition wall 13 work together to form the modeled object 2 in which the cured layer 2a is laminated in the modeling tank 11 in which the photocurable resin 1 is stored. In a configuration in which a space (airtight space) 3 is provided for housing, and a photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T corresponding to one layer is formed between the lower surface 3A of this space 3 and the light transmission plate 14, the modeled object 2 However, for example, if there is a difference in height between the lower surface 13A of the partition wall 13 forming the space 3 and the lower surface 2A of the cured molded object 2, the cured molded object 2 and the photocurable resin It is assumed that the layer 1a cannot come into contact with the layer 1a, resulting in a molding defect.

このため、この第2実施形態では、光造形装置110は、図8に示すように、造形槽11と、プラットホーム12と、隔壁13と、光照射部20と、エアシリンダ(給排気部)50と、制御部130とを備える。また、制御部130は、昇降制御部31と、照射制御部32と、給排気制御部133とを備える。 For this reason, in the second embodiment, as shown in FIG. and a control unit 130 . The controller 130 also includes an elevation controller 31 , an irradiation controller 32 , and an air supply/exhaust controller 133 .

エアシリンダ50は、ホース51を通じて、プラットホーム12と隔壁13とで区画された空間3に連通している。エアシリンダ50は、例えば筒状のシリンダ本体内にピストンを有する。給排気制御部133は、例えば、隔壁13の内側の光硬化性樹脂層1aの液面の位置を監視し、その結果に応じて、ピストンの位置を軸方向に変動することにより、シリンダ内の気体を空間3に導入したり、該空間3から排出したりする。給排気制御部133は、エアシリンダ50の動作により、光硬化性樹脂層1aの液面を造形物2の下面2Aに接触させる動作を行う。 The air cylinder 50 communicates with the space 3 partitioned by the platform 12 and the partition wall 13 through the hose 51 . The air cylinder 50 has a piston in, for example, a cylindrical cylinder body. The air supply/exhaust control unit 133 monitors, for example, the position of the liquid surface of the photocurable resin layer 1a inside the partition wall 13, and changes the position of the piston in the axial direction according to the result, thereby adjusting the pressure inside the cylinder. A gas is introduced into or discharged from the space 3 . The air supply/exhaust controller 133 operates the air cylinder 50 to bring the liquid surface of the photocurable resin layer 1 a into contact with the bottom surface 2 A of the modeled object 2 .

次に、第2実施形態にかかる造形物の製造方法を説明する。ここでは、エアシリンダ50の動作について主に説明する。上記したように、昇降制御部31および照射制御部32は、光硬化性樹脂層1aの形成と、硬化層2aの形成とを交互に実行して、第n層(nは自然数)の硬化層2aに第n+1層の硬化層2aを積層することで造形物2を成形する。 Next, a method for manufacturing a modeled object according to the second embodiment will be described. Here, the operation of the air cylinder 50 is mainly described. As described above, the elevation control unit 31 and the irradiation control unit 32 alternately form the photocurable resin layer 1a and the cured layer 2a to form the n-th layer (n is a natural number) of the cured layer. The modeled object 2 is formed by laminating the (n+1)-th hardened layer 2a on the 2a.

ここで、隔壁13の下面13Aおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aが形成されると、図8に示すように、給排気制御部133は、エアシリンダ50を動作させる。すなわち、給排気制御部133は、光硬化性樹脂層1aの液面の位置をセンサなどで監視し、エアシリンダ50により空間3の気体を所定量排出して、光硬化性樹脂層1aの液面を僅かに上昇させて既に硬化している造形物2の下面2Aと光硬化性樹脂層1aとを接触させる。続いて、給排気制御部133は、エアシリンダ50により、所定量の気体を空間3に供給し、光硬化性樹脂層1aの厚みを所定厚みTまで低減させる。この場合、光硬化性樹脂層1aは、表面張力により既に硬化している造形物2の下面2Aと接触状態を維持する。 Here, when the photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T is formed between the lower surface 13A of the partition wall 13 and the lower surface 3A of the space 3 and the light transmission plate 14, as shown in FIG. 133 operates the air cylinder 50 . That is, the supply/exhaust control unit 133 monitors the position of the liquid surface of the photocurable resin layer 1a with a sensor or the like, discharges a predetermined amount of gas in the space 3 by the air cylinder 50, and controls the liquid level of the photocurable resin layer 1a. The surface is raised slightly to bring the lower surface 2A of the modeled object 2 already cured and the photocurable resin layer 1a into contact with each other. Subsequently, the air supply/exhaust control unit 133 supplies a predetermined amount of gas to the space 3 using the air cylinder 50 to reduce the thickness of the photocurable resin layer 1a to a predetermined thickness T. FIG. In this case, the photocurable resin layer 1a maintains contact with the bottom surface 2A of the modeled object 2 that has already been cured due to surface tension.

このため、この状態で照射制御部32を動作させて新たな硬化層2aを成形した場合であっても、この硬化層2aは積層されて造形物2を構成するため、造形不良を抑制して精度良い造形物2を成形することができる。 Therefore, even if the irradiation control unit 32 is operated in this state to form a new hardened layer 2a, the hardened layer 2a is laminated to form the modeled object 2, so that molding defects are suppressed. A modeled object 2 with high accuracy can be formed.

以上、第2実施形態にかかる光造形装置110は、光硬化性樹脂1を貯留し、底面に光透過プレート14が設けられた造形槽11と、光透過プレート14を通じて光硬化性樹脂1を硬化させる光Lを照射する光照射部20と、光透過プレート14に対向し、造形槽11に対して昇降可能であり、光Lの照射による硬化層2aを積層してなる造形物2を保持するプラットホーム12と、プラットホーム12に対して昇降可能とするとともに、筒状に形成されてプラットホーム12の外側に気密部材17を介して配置され、プラットホーム12と協働して気密な空間3を形成する隔壁13と、空間3への気体の給入または排出を行うエアシリンダ50と、プラットホーム12および隔壁13をそれぞれ昇降させ、隔壁13の下面13Aおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成する昇降制御部31と、エアシリンダ50の動作により、光硬化性樹脂層1aの液面を造形物2の下面2Aに接触させる給排気制御部133と、造形物2の所定の高さの断面形状に対応する光Lを、光照射部20から光硬化性樹脂層1aに照射させて硬化層2aを形成する照射制御部32と、を備える。 As described above, the stereolithography apparatus 110 according to the second embodiment stores the photocurable resin 1 and cures the photocurable resin 1 through the modeling tank 11 provided with the light transmission plate 14 on the bottom surface and the light transmission plate 14. A light irradiation unit 20 that irradiates the light L for irradiating light L and a light transmission plate 14, which is capable of moving up and down with respect to the modeling tank 11, and holds a modeled object 2 formed by stacking cured layers 2a formed by irradiation of the light L. a platform 12, and a partition wall which is formed in a cylindrical shape and arranged outside the platform 12 via an airtight member 17 so as to be able to move up and down with respect to the platform 12, and forms an airtight space 3 in cooperation with the platform 12. 13, an air cylinder 50 for supplying or discharging gas to or from the space 3, the platform 12 and the partition wall 13 are lifted and lowered, respectively, between the lower surface 13A of the partition wall 13 and the lower surface 3A of the space 3 and the light transmission plate 14. A lift control unit 31 for forming the photocurable resin layer 1a with a predetermined thickness T, and an air supply/exhaust control unit 133 for bringing the liquid surface of the photocurable resin layer 1a into contact with the lower surface 2A of the object 2 by operating the air cylinder 50. and an irradiation control unit 32 for forming the cured layer 2a by irradiating the photocurable resin layer 1a from the light irradiation unit 20 with the light L corresponding to the cross-sectional shape of the modeled object 2 at a predetermined height.

この構成によれば、隔壁13の下面13Aおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成し、この光硬化性樹脂層1aを所定形状に硬化させるため、硬化層2aの厚みを精度良く成形することができ、ひいては造形物2を精度良く成形することができる。また、この構成によれば、先に成形された硬化層2aの周囲に空間3を設けることができるため、光透過プレート14を通じて照射された光Lが余剰な光硬化性樹脂1を硬化させる不具合を防止することができ、造形物2を精度良く成形することができる。また、この構成によれば、プラットホーム12と隔壁13とで区画された空間3に気体を給排気するエアシリンダ50を備えるため、光硬化性樹脂層1aの液面高さを調整して、光硬化性樹脂層1aと既に硬化している造形物2の下面2Aとの接触状態を維持する。従って、造形不良を抑制して精度良い造形物2を成形することができる。 According to this configuration, the photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T is formed between the lower surface 13A of the partition wall 13 and the lower surface 3A of the space 3 and the light transmission plate 14, and the photocurable resin layer 1a is formed in a predetermined shape. Since the cured layer 2a is hardened to a high degree of accuracy, the thickness of the hardened layer 2a can be accurately molded, and the modeled object 2 can be accurately molded. In addition, according to this configuration, since the space 3 can be provided around the hardened layer 2a formed in advance, the light L emitted through the light transmission plate 14 hardens the excess photocurable resin 1. can be prevented, and the modeled object 2 can be formed with high accuracy. Further, according to this configuration, since the air cylinder 50 for supplying and exhausting gas to the space 3 partitioned by the platform 12 and the partition wall 13 is provided, the liquid surface height of the photocurable resin layer 1a can be adjusted, The contact state between the curable resin layer 1a and the lower surface 2A of the modeled object 2 that has already been cured is maintained. Therefore, it is possible to mold the model 2 with high accuracy while suppressing molding defects.

また、昇降制御部31、給排気制御部133および照射制御部32は、光硬化性樹脂層1aの形成と、光硬化性樹脂層1aの液面と造形物2の下面2Aとの接触と、硬化層2aの形成とを繰り返し実行することにより、造形不良を抑えて造形物2を精度良く成形することができる。 In addition, the elevation control unit 31, the air supply/exhaust control unit 133, and the irradiation control unit 32 control the formation of the photocurable resin layer 1a, the contact between the liquid surface of the photocurable resin layer 1a and the lower surface 2A of the modeled object 2, By repeatedly performing the formation of the hardened layer 2a, molding defects can be suppressed and the modeled object 2 can be formed with high accuracy.

[第3実施形態]
次に、第3実施形態にかかる光造形装置について説明する。図9は、第3実施形態にかかる光造形装置の基本構成を示す模式図である。上記した実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, an optical shaping apparatus according to the third embodiment will be described. FIG. 9 is a schematic diagram showing the basic configuration of an optical shaping apparatus according to the third embodiment. The same reference numerals are assigned to the same configurations as those of the above-described embodiment, and the description thereof is omitted.

上記した第1、2実施形態の光造形装置では、光硬化性樹脂1を貯留した造形槽11内に、プラットホーム12と隔壁13とが協働して、硬化層2aを積層した造形物2を収容する空間(気密空間)3を設け、この空間3の下面3Aと光透過プレート14と間に、一層分に相当する所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成している。このような構成では、硬化層2aを成形するごとに隔壁13をプラットホーム12に対して所定厚みTだけ降下させる必要がある。この場合、所定厚みTは、例えば数μm程度に設定されているため、精密に昇降機構が必要になるという問題が想定される。 In the optical molding apparatus of the first and second embodiments described above, the platform 12 and the partition wall 13 work together to form the modeled object 2 in which the cured layer 2a is laminated in the modeling tank 11 in which the photocurable resin 1 is stored. An accommodation space (airtight space) 3 is provided, and a photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T corresponding to one layer is formed between the lower surface 3A of this space 3 and the light transmission plate 14. FIG. In such a configuration, it is necessary to lower the partition wall 13 by a predetermined thickness T with respect to the platform 12 each time the hardened layer 2a is formed. In this case, since the predetermined thickness T is set to, for example, about several μm, a problem is assumed in that a precise lifting mechanism is required.

このため、この第3実施形態では、光造形装置210は、図9に示すように、造形槽11と、プラットホーム12と、光照射部20と、制御部230とを備える。また、制御部230は、昇降制御部231と、照射制御部232とを備える。 For this reason, in the third embodiment, the stereolithography apparatus 210 includes a modeling tank 11, a platform 12, a light irradiation section 20, and a control section 230, as shown in FIG. The control unit 230 also includes an elevation control unit 231 and an irradiation control unit 232 .

この第3実施形態では、光造形装置210は、装置構成として隔壁を設ける代わりに、プラットホーム12の造形物2の周囲に、該造形物2と一緒に筒状の隔壁213を成形する構成となっている。プラットホーム12は、成形された隔壁213と協働して空間(気密空間)3を形成する。 In this third embodiment, the stereolithography apparatus 210 has a configuration in which a cylindrical partition wall 213 is formed around the modeled object 2 on the platform 12 together with the modeled object 2 instead of providing the partition wall as an apparatus configuration. ing. The platform 12 cooperates with the molded partition wall 213 to form the space (airtight space) 3 .

また、昇降制御部231は、プラットホーム昇降機構15の動作を制御することにより、プラットホーム12の高さ位置を制御する。昇降制御部231は、隔壁213が成形されたプラットホーム12を昇降させることで、隔壁213の底面および空間3の下面と光透過プレート14との間に所定厚みの光硬化性樹脂層を形成する。 The elevation control unit 231 also controls the height position of the platform 12 by controlling the operation of the platform elevation mechanism 15 . The elevation control unit 231 raises and lowers the platform 12 on which the partition walls 213 are formed to form a photocurable resin layer having a predetermined thickness between the bottom surface of the partition walls 213 and the lower surface of the space 3 and the light transmission plate 14 .

照射制御部232は、例えば、3次元形状データに基づき、所定の高さ刻みで造形物2および隔壁213の断面形状を示す光の照射パターンを演算し、光源21、画像形成素子22などを制御して光硬化性樹脂に光を照射する。照射制御部232は、造形物2および隔壁213の所定高さ位置における各断面形状に対応する光を、上記空間3の下面と光透過プレート14との間の光硬化性樹脂層に照射することにより、所定厚みの硬化層を形成することができる。 For example, based on the three-dimensional shape data, the irradiation control unit 232 calculates a light irradiation pattern indicating the cross-sectional shape of the modeled object 2 and the partition wall 213 at predetermined height increments, and controls the light source 21, the image forming element 22, and the like. Then, the photocurable resin is irradiated with light. The irradiation control unit 232 irradiates the photocurable resin layer between the lower surface of the space 3 and the light transmission plate 14 with light corresponding to each cross-sectional shape of the modeled object 2 and the partition wall 213 at a predetermined height position. can form a hardened layer having a predetermined thickness.

次に、図10から図14を参照して、第3実施形態にかかる造形物の製造方法を説明する。これらの図では、図9に示した光造形装置10の一部を模式的に示している。まず、図10に示すように、昇降制御部231は、光硬化性樹脂1が貯留された造形槽11より高く配置されたプラットホーム12を造形槽11内に降下させ、プラットホーム12の下面12Aと光透過プレート14との間が所定距離Tとなる位置に配置する。この場合、プラットホーム12と光透過プレート14との間には、所定距離Tと同一の所定厚みTの光硬化性樹脂層1aが形成されている。 Next, with reference to FIGS. 10 to 14, a method for manufacturing a modeled object according to the third embodiment will be described. These figures schematically show a part of the stereolithography apparatus 10 shown in FIG. First, as shown in FIG. 10, the elevation control unit 231 lowers the platform 12, which is arranged higher than the modeling tank 11 in which the photocurable resin 1 is stored, into the modeling tank 11, and the lower surface 12A of the platform 12 and the light source 12 move downward. It is arranged at a position where a predetermined distance T is provided between it and the transmission plate 14 . In this case, between the platform 12 and the light transmitting plate 14, a photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T which is the same as the predetermined distance T is formed.

続いて、照射制御部232は、成形目的の造形物2と、この造形物2を収容可能な筒状の隔壁213の3次元形状データに基づき、造形物2および隔壁213の所定高さにおける断面形状を示す照射パターンを演算し、造形物2および隔壁213の第1層の断面形状に対応する光Lを、光透過プレート14を通じて光硬化性樹脂層1aに照射する。これにより、光硬化性樹脂層1aは、造形物2および隔壁213の第1層の断面形状と同一形状に硬化する。このため、図11に示すように、プラットホーム12には、造形物2および隔壁213の第1層となる所定厚みTの硬化層2a、213aがそれぞれ保持される。 Next, based on the three-dimensional shape data of the object 2 to be molded and the cylindrical partition wall 213 that can accommodate the object 2, the irradiation control unit 232 determines the cross section of the object 2 and the partition wall 213 at a predetermined height. An irradiation pattern indicating the shape is calculated, and light L corresponding to the cross-sectional shape of the modeled object 2 and the first layer of the partition wall 213 is applied through the light transmission plate 14 to the photocurable resin layer 1a. As a result, the photocurable resin layer 1a is cured into the same cross-sectional shape as the first layer of the modeled object 2 and the partition wall 213 . Therefore, as shown in FIG. 11, the platform 12 holds hardened layers 2a and 213a each having a predetermined thickness T, which are the first layers of the modeled object 2 and the partition walls 213, respectively.

続いて、昇降制御部231は、図12に示すように、プラットホーム12を上昇させて、一旦、造形槽11よりも高い位置に配置する。ここで、造形物2の硬化層2aと隔壁213の硬化層213aは、それぞれ所定厚みTの同じ高さに成形される。このため、造形物2の硬化層2aの下面2aAと隔壁213の硬化層213aの下面213aAとは面一となるとともに、造形物2(硬化層2a)の周囲には、プラットホーム12および隔壁213(硬化層213a)で区画された空間(気密空間)3が形成される。 Subsequently, the elevation control unit 231 raises the platform 12 to temporarily place it at a position higher than the modeling tank 11, as shown in FIG. Here, the hardened layer 2a of the modeled object 2 and the hardened layer 213a of the partition wall 213 are formed to have a predetermined thickness T and the same height. Therefore, the lower surface 2aA of the hardened layer 2a of the modeled object 2 and the lower surface 213aA of the hardened layer 213a of the partition wall 213 are flush with each other, and the platform 12 and the partition wall 213 ( A space (airtight space) 3 defined by the hardening layer 213a) is formed.

続いて、昇降制御部231は、プラットホーム12を造形槽11内に、隔壁213の下面213Aと光透過プレート14との間が所定距離Tとなるまで鉛直に降下させる。この場合、プラットホーム12および隔壁213で区画された空間3は気密空間となるため、図13に示すように、空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に均一な所定厚みTの光硬化性樹脂層1aが形成される。 Subsequently, the elevation control unit 231 vertically lowers the platform 12 into the modeling tank 11 until the distance between the lower surface 213A of the partition wall 213 and the light transmission plate 14 becomes a predetermined distance T. In this case, the space 3 partitioned by the platform 12 and the partition wall 213 is an airtight space. Therefore, as shown in FIG. A flexible resin layer 1a is formed.

次に、照射制御部232は、造形物2および隔壁213の第2層の断面形状に対応する光Lを、光透過プレート14を通じて光硬化性樹脂層1aに照射する。これにより、光硬化性樹脂層1aは、図14に示すように、第2層の断面形状と同一形状に硬化し、所定厚みTの第2層が第1層に積層されて硬化層2a、213aが成形される。このように、本実施形態では、造形物2と一緒に成型される隔壁213の下面213aAおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成し、この光硬化性樹脂層1aを所定形状に硬化させる。このため、造形物2および隔壁213の各硬化層2a、213aの厚みを精度良く成形することができ、ひいては造形物2を精度良く成形することができる。また、本実施形態では、先に成形された硬化層2aの周囲に空間3を設けることができるため、光透過プレート14を通じて照射された光Lが余剰な光硬化性樹脂1を硬化させる不具合を防止することができる。また、本実施形態では、造形物2と一緒に隔壁213を成形するため、プラットホーム12の周囲に隔壁を別途設ける必要がなく、光造形装置210の装置構成を簡略化することができる。 Next, the irradiation control unit 232 irradiates the photocurable resin layer 1a through the light transmission plate 14 with the light L corresponding to the cross-sectional shape of the modeled object 2 and the second layer of the partition wall 213 . As a result, as shown in FIG. 14, the photocurable resin layer 1a is cured into the same cross-sectional shape as the second layer, and the second layer having a predetermined thickness T is laminated on the first layer to form the cured layer 2a, 213a is molded. Thus, in this embodiment, the photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T is formed between the lower surface 213aA of the partition wall 213 and the lower surface 3A of the space 3 molded together with the modeled object 2 and the light transmission plate 14. Then, the photocurable resin layer 1a is cured into a predetermined shape. Therefore, the thicknesses of the hardened layers 2a and 213a of the modeled object 2 and the partition wall 213 can be formed with high precision, and the modeled object 2 can be formed with high precision. In addition, in the present embodiment, since the space 3 can be provided around the hardening layer 2a that has been molded in advance, the problem that the light L irradiated through the light transmission plate 14 hardens the excess photocurable resin 1 can be avoided. can be prevented. Further, in this embodiment, since the partition 213 is molded together with the object 2, there is no need to separately provide a partition around the platform 12, and the configuration of the stereolithography apparatus 210 can be simplified.

また、昇降制御部231および照射制御部232は、光硬化性樹脂層1aの形成と、造形物2および隔壁213の各硬化層2a、213aの形成とを交互に実行して、第n層(nは自然数)の硬化層2a、213aに第n+1層の硬化層2a、213aを積層することで造形物2および隔壁213を成形することができる。 In addition, the elevation control unit 231 and the irradiation control unit 232 alternately form the photocurable resin layer 1a and the hardened layers 2a and 213a of the modeled object 2 and the partition wall 213 to form the n-th layer ( The molded object 2 and the partition wall 213 can be formed by laminating the (n+1)-th hardened layer 2a, 213a on the hardened layer 2a, 213a (where n is a natural number).

以上、第3実施形態にかかる光造形装置210は、光硬化性樹脂1を貯留し、底面に光透過プレート14が設けられた造形槽11と、光透過プレート14を通じて光硬化性樹脂1を硬化させる光Lを照射する光照射部20と、光透過プレート14に対向し、造形槽11に対して昇降可能とするとともに、光Lの照射により造形物2と一緒に該造形物2の周囲に成形される筒状の隔壁213を保持し、隔壁213と協働して気密な空間3を形成するプラットホーム12と、プラットホーム12を昇降させ、隔壁213の下面213Aおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成する昇降制御部231と、造形物2および隔壁213における所定の高さの断面形状に対応する光Lを、光照射部20から光硬化性樹脂層1aに照射させて各硬化層2a、213aを形成する照射制御部232とを備える。 As described above, the stereolithography apparatus 210 according to the third embodiment stores the photocurable resin 1, and cures the photocurable resin 1 through the modeling tank 11 having the light transmission plate 14 on the bottom surface and the light transmission plate 14. A light irradiation unit 20 that irradiates the light L that causes the light L to oppose the light transmission plate 14 and is capable of moving up and down with respect to the modeling tank 11 . A platform 12 that holds a molded cylindrical partition 213 and cooperates with the partition 213 to form an airtight space 3; A lift controller 231 that forms a photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T between itself and the plate 14, and a light irradiation unit 20 that emits light L corresponding to a cross-sectional shape of a predetermined height in the modeled object 2 and partition walls 213. and an irradiation control unit 232 for forming the respective cured layers 2a and 213a by irradiating the photocurable resin layer 1a.

この構成によれば、造形物2と一緒に成型される隔壁213の下面213aAおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成し、この光硬化性樹脂層1aを所定形状に硬化させる。このため、造形物2および隔壁213の各硬化層2a、213aの厚みを精度良く成形することができ、ひいては造形物2を精度良く成形することができる。また、本実施形態では、先に成形された硬化層2aの周囲に空間3を設けることができるため、光透過プレート14を通じて照射された光Lが余剰な光硬化性樹脂1を硬化させる不具合を防止することができる。また、本実施形態では、造形物2と一緒に隔壁213を成形するため、プラットホーム12の周囲に隔壁を別途設ける必要がなく、光造形装置210の装置構成を簡略化することができる。 According to this configuration, the photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T is formed between the lower surface 213aA of the partition wall 213 and the lower surface 3A of the space 3 molded together with the modeled object 2 and the light transmission plate 14. The photocurable resin layer 1a is cured into a predetermined shape. Therefore, the thicknesses of the hardened layers 2a and 213a of the modeled object 2 and the partition wall 213 can be formed with high precision, and the modeled object 2 can be formed with high precision. In addition, in the present embodiment, since the space 3 can be provided around the hardening layer 2a that has been molded in advance, the problem that the light L irradiated through the light transmission plate 14 hardens the excess photocurable resin 1 can be avoided. can be prevented. Further, in this embodiment, since the partition 213 is molded together with the object 2, there is no need to separately provide a partition around the platform 12, and the configuration of the stereolithography apparatus 210 can be simplified.

また、昇降制御部231は、硬化層2a、213aの形成を終える度に、プラットホーム12を一旦、光硬化性樹脂1の上方まで上昇させるため、プラットホーム12に成形された隔壁213の内側に気体が導入され、気密な空間を形成することができる。従って、硬化層2a、213aの厚みを精度良く成形することができ、ひいては造形物2を精度良く成形することができる。 In addition, every time the formation of the hardened layers 2a and 213a is completed, the elevation control unit 231 temporarily raises the platform 12 to above the photocurable resin 1, so that gas is trapped inside the partition wall 213 formed on the platform 12. can be introduced to form an airtight space. Therefore, the thickness of the hardened layers 2a and 213a can be formed with high accuracy, and the modeled object 2 can be formed with high accuracy.

また、昇降制御部231および照射制御部232は、光硬化性樹脂層1aの形成と、硬化層2a、213aの形成とを交互に実行し、プラットホーム12に複数の硬化層2a、213aをそれぞれ積層して造形物2および隔壁213を成形するため、光造形装置210の装置構成を簡略化しつつ、造形物2を精度良く成形することができる。 In addition, the elevation control unit 231 and the irradiation control unit 232 alternately form the photocurable resin layer 1a and the hardened layers 2a and 213a, and laminate the hardened layers 2a and 213a on the platform 12, respectively. Since the modeled object 2 and the partition wall 213 are formed in this manner, the modeled object 2 can be accurately formed while simplifying the device configuration of the stereolithography apparatus 210 .

また、造形物2の下面2Aと隔壁213の下面213Aとは、常に面一の状態にあるため、精度の高い造形物2を容易に成形することができる。 In addition, since the bottom surface 2A of the modeled object 2 and the bottom surface 213A of the partition wall 213 are always flush with each other, the modeled object 2 can be easily molded with high accuracy.

[第4実施形態]
次に、第4実施形態にかかる光造形装置について説明する。図15は、第4実施形態にかかる光造形装置の基本構成を示す模式図である。図16は、第4実施形態にかかる光造形装置の吸引機構の動作を説明するための図である。上記した実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
[Fourth embodiment]
Next, an optical shaping apparatus according to the fourth embodiment will be described. FIG. 15 is a schematic diagram showing the basic configuration of an optical shaping apparatus according to the fourth embodiment. FIG. 16 is a diagram for explaining the operation of the suction mechanism of the optical forming apparatus according to the fourth embodiment; The same reference numerals are assigned to the same configurations as those of the above-described embodiment, and the description thereof is omitted.

上記した第1、2実施形態の光造形装置のように、光硬化性樹脂1を貯留した造形槽11内に、プラットホーム12と隔壁13とが協働して、硬化層2aを積層した造形物2を収容する空間(気密空間)3を設け、この空間3の下面3Aと光透過プレート14と間に、一層分に相当する所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成する構成では、造形物2を精度良く成形することができるが、例えば、先に硬化した造形物2に未硬化や半硬化の光硬化性樹脂が残存すると、次の硬化層を硬化させる際に、残存する未硬化などの光硬化性樹脂自体が一緒に硬化してしまい高精度に造形を行うことができない問題が想定される。 Like the stereolithography apparatus of the first and second embodiments, a modeled object in which a hardening layer 2a is laminated in a modeling tank 11 in which a photocurable resin 1 is stored by cooperation of a platform 12 and a partition wall 13. 2 is provided, and a photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T corresponding to one layer is formed between the lower surface 3A of this space 3 and the light transmission plate 14. Although the object 2 can be molded with high precision, for example, if uncured or semi-cured photo-curing resin remains in the modeled object 2 that has been previously cured, the remaining uncured resin will be difficult to cure when the next cured layer is cured. A problem is assumed in which the photo-curing resin itself hardens together, making it impossible to perform modeling with high accuracy.

このため、この第4実施形態では、光造形装置310は、図15に示すように、造形槽11と、プラットホーム12と、光照射部20と、吸引機構60と、制御部330とを備える。また、制御部330は、昇降制御部231と、照射制御部232と、吸引制御部333とを備える。 Therefore, in the fourth embodiment, the stereolithography apparatus 310 includes a modeling tank 11, a platform 12, a light irradiation section 20, a suction mechanism 60, and a control section 330, as shown in FIG. The controller 330 also includes an elevation controller 231 , an irradiation controller 232 , and a suction controller 333 .

吸引機構60は、負圧を発生させることにより、造形物2に付着する未硬化などの光硬化性樹脂を吸引して除去するものである。吸引機構60は、図15に示すように、上面が開放した皿部61と、この皿部61にホース63を介して接続され、皿部61内に負圧を発生させる吸引部62と、皿部61を例えば水平方向に移動させる移動機構64とを備える。 The suction mechanism 60 sucks and removes uncured photocurable resin adhering to the modeled object 2 by generating a negative pressure. As shown in FIG. 15, the suction mechanism 60 includes a dish portion 61 with an open upper surface, a suction portion 62 connected to the dish portion 61 via a hose 63 to generate a negative pressure in the dish portion 61, and a and a moving mechanism 64 for moving the portion 61, for example, in the horizontal direction.

この第4実施形態では、第3実施形態と同様に、光造形装置310は、装置構成として隔壁を設ける代わりに、プラットホーム12の造形物2の周囲に、該造形物2と一緒に筒状の隔壁313を成形する構成となっている。プラットホーム12は、成形された隔壁313と協働して空間(気密空間)3を形成する。この隔壁313は、造形物2と一体的に成形されている。これら造形物2と隔壁313の成形する手順については、第3実施形態に記載したものと同等である。なお、この隔壁313は、目的の造形物2と一体となっているため、最後に隔壁313を造形物2から切り離す作業を要する。 In the fourth embodiment, similar to the third embodiment, the stereolithography apparatus 310 has a cylindrical structure around the object 2 on the platform 12 instead of providing a partition as an apparatus configuration. It is configured to mold the partition wall 313 . The platform 12 forms a space (airtight space) 3 in cooperation with a molded partition wall 313 . The partition wall 313 is formed integrally with the modeled object 2 . The procedures for molding these modeled objects 2 and partition walls 313 are the same as those described in the third embodiment. Since the partition wall 313 is integrated with the target object 2, it is necessary to separate the partition wall 313 from the object 2 at the end.

一方、吸引機構60の皿部61は、上記した隔壁313と同等な大きさに形成され、図16に示すように、吸引機構60をプラットホーム12の下方に配置し、このプラットホーム12を下降させると、隔壁313は、プラットホーム12と皿部61とで挟持される。上記したように、隔壁313は、造形物2と一体的に成形されているため、造形物2は、隔壁313を介して、プラットホーム12と皿部61とで支持される。このため、隔壁313は、造形物2を支持する支持体としても機能する。 On the other hand, the plate portion 61 of the suction mechanism 60 is formed to have the same size as the partition wall 313. As shown in FIG. , the partition wall 313 is sandwiched between the platform 12 and the plate portion 61 . As described above, the partition 313 is formed integrally with the modeled object 2 , so the modeled object 2 is supported by the platform 12 and the plate portion 61 via the partition 313 . Therefore, the partition wall 313 also functions as a support that supports the modeled object 2 .

また、本構成では、隔壁313をプラットホーム12と皿部61とで挟持した場合、この皿部61の縁部は隔壁313の下面(底面)313Aと当接して閉空間を形成する。このため、吸引部62を作動させると、この閉空間内を負圧にすることができ、造形物2に付着した未硬化の光硬化性樹脂70を容易に吸引して除去することができる。 Further, in this configuration, when the partition 313 is sandwiched between the platform 12 and the plate portion 61, the edge of the plate portion 61 contacts the lower surface (bottom surface) 313A of the partition 313 to form a closed space. Therefore, when the suction unit 62 is operated, the inside of the closed space can be made negative pressure, and the uncured photocurable resin 70 adhering to the modeled object 2 can be easily sucked and removed.

以上、第4実施形態にかかる光造形装置310は、光硬化性樹脂1を貯留し、底面に光透過プレート14が設けられた造形槽11と、光透過プレート14を通じて光硬化性樹脂1を硬化させる光Lを照射する光照射部20と、光透過プレート14に対向し、造形槽11に対して昇降可能とするとともに、光Lの照射により造形物2と一緒に該造形物2の周囲に成形される筒状の隔壁313を保持し、隔壁313と協働して気密な空間3を形成するプラットホーム12と、造形物2に付着した未硬化の光硬化性樹脂70を吸引して除去する吸引機構60と、プラットホーム12を昇降させ、隔壁313の底面313Aおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成する昇降制御部231と、造形物2および隔壁313における所定の高さの断面形状に対応する光Lを、光照射部20から光硬化性樹脂層1aに照射させて一体の硬化層を形成する照射制御部232と、プラットホーム12が光硬化性樹脂1の上方に位置する際に、プラットホーム12の下方に配置し、吸引機構60を作動させる吸引制御部333と、を備える。 As described above, the stereolithography apparatus 310 according to the fourth embodiment stores the photocurable resin 1 and hardens the photocurable resin 1 through the modeling tank 11 having the light transmission plate 14 on the bottom surface and the light transmission plate 14. A light irradiation unit 20 that irradiates the light L that causes the light L to oppose the light transmission plate 14 and is capable of moving up and down with respect to the modeling tank 11 . The platform 12 that holds the cylindrical partition wall 313 to be molded and cooperates with the partition wall 313 to form the airtight space 3, and the uncured photocurable resin 70 adhering to the modeled object 2 are removed by suction. a suction mechanism 60, an elevation control unit 231 that raises and lowers the platform 12 to form a photocurable resin layer 1a with a predetermined thickness T between the bottom surface 313A of the partition wall 313 and the lower surface 3A of the space 3 and the light transmission plate 14; an irradiation control unit 232 that irradiates the photocurable resin layer 1a from the light irradiation unit 20 with light L corresponding to a cross-sectional shape of a predetermined height in the modeled object 2 and the partition wall 313 to form an integral cured layer; and a suction control unit 333 that is arranged below the platform 12 and operates the suction mechanism 60 when the platform 12 is positioned above the photocurable resin 1 .

この構成によれば、隔壁313の下面313Aおよび空間3の下面3Aと光透過プレート14との間に所定厚みTの光硬化性樹脂層1aを形成し、この光硬化性樹脂層1aを所定形状に硬化させるため、造形物2および隔壁313の各硬化層の厚みを精度良く成形することができ、ひいては造形物2を精度良く成形することができる。また、この構成によれば、先に成形された造形物2の硬化層の周囲に空間3を設けることができるため、光透過プレート14を通じて照射された光Lが余剰な光硬化性樹脂1を硬化させる不具合を防止することができ、造形物2を精度良く成形することができる。さらに、プラットホーム12が光硬化性樹脂1の上方に位置する際に、プラットホーム12の下方に配置し、造形物2に付着した未硬化の光硬化性樹脂70を吸引して除去する吸引機構60を作動させるため、造形物2に付着した未硬化の光硬化性樹脂70が別途硬化されることが防止され、造形物2を精度良く成形することができる。 According to this configuration, the photocurable resin layer 1a having a predetermined thickness T is formed between the lower surface 313A of the partition wall 313 and the lower surface 3A of the space 3 and the light transmission plate 14, and the photocurable resin layer 1a is formed in a predetermined shape. Therefore, the thickness of each cured layer of the modeled object 2 and the partition walls 313 can be accurately formed, and the modeled object 2 can be formed with high accuracy. In addition, according to this configuration, since the space 3 can be provided around the cured layer of the molded object 2 that has been previously molded, the light L emitted through the light transmission plate 14 removes the excess photocurable resin 1. It is possible to prevent the problem of hardening, and it is possible to form the modeled object 2 with high accuracy. Furthermore, when the platform 12 is positioned above the photo-curing resin 1, a suction mechanism 60 is arranged below the platform 12 to suck and remove the uncured photo-curing resin 70 adhering to the modeled object 2. Since it is activated, the uncured photocurable resin 70 adhering to the modeled object 2 is prevented from being separately cured, and the modeled object 2 can be molded with high accuracy.

隔壁313は、造形物2と一体的に成形されて、吸引機構60の作動中に該吸引機構60の皿部61とプラットホーム12とで挟持され、造形物2を支持する支持体として機能する。このため、少なくとも吸引作業中に造形物2がプラットホーム12から離脱することを容易に防止することができる。 The partition wall 313 is molded integrally with the modeled object 2 , sandwiched between the plate portion 61 of the suction mechanism 60 and the platform 12 during operation of the suction mechanism 60 , and functions as a support for supporting the modeled object 2 . Therefore, it is possible to easily prevent the object 2 from detaching from the platform 12 at least during the suction operation.

吸引機構60は、上面が開放した皿部61を有し、この皿部61は隔壁313の下面313Aに当接して閉空間を形成するため、吸引部62を作動させると、この閉空間内を負圧にすることができ、造形物2に付着した未硬化の光硬化性樹脂70を容易に吸引して除去することができる。 The suction mechanism 60 has a plate portion 61 with an open upper surface, and the plate portion 61 contacts the lower surface 313A of the partition wall 313 to form a closed space. A negative pressure can be applied, and the uncured photocurable resin 70 adhering to the modeled object 2 can be easily sucked and removed.

また、昇降制御部231、照射制御部232および吸引制御部333は、光硬化性樹脂層1aの形成と、硬化層の形成と、未硬化の光硬化性樹脂70の吸引とを繰り返し実行し、プラットホーム12に複数の硬化層を積層して造形物2および隔壁313を成形するため、光造形装置310の装置構成を簡略化しつつ、造形物2を精度良く成形することができる。 In addition, the elevation control unit 231, the irradiation control unit 232, and the suction control unit 333 repeatedly perform the formation of the photocurable resin layer 1a, the formation of the cured layer, and the suction of the uncured photocurable resin 70, Since the modeled object 2 and the partition walls 313 are formed by laminating a plurality of hardened layers on the platform 12, the modeled object 2 can be accurately formed while simplifying the device configuration of the stereolithography apparatus 310. FIG.

これまで本発明に係る光造形装置および造形物の製造方法について説明したが、上述した実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。また、これらの実施形態の構成を適宜組み合わせてもよい。例えば、第1実施形態におけるチャンバ40、チャンバ内圧調整部41、チャンバ内圧制御部33を第2実施形態~第4実施形態にかかる光造形装置に組み合わせてもよいし、第2実施形態におけるエアシリンダ50、給排気制御部133を第1実施形態、第3実施形態~第4実施形態にかかる光造形装置に組み合わせてもよい。また、第4実施形態における吸引機構60、吸引制御部333を第1実施形態~第3実施形態にかかる光造形装置に組み合わせてもよい。 Although the stereolithography apparatus and the method of manufacturing a modeled object according to the present invention have been described so far, they may be implemented in various different forms other than the embodiments described above. Also, the configurations of these embodiments may be combined as appropriate. For example, the chamber 40, the chamber internal pressure adjustment unit 41, and the chamber internal pressure control unit 33 in the first embodiment may be combined with the stereolithography apparatus according to the second to fourth embodiments, or the air cylinder in the second embodiment. 50 and the air supply/exhaust control unit 133 may be combined with the optical shaping apparatus according to the first, third, and fourth embodiments. Further, the suction mechanism 60 and the suction control unit 333 in the fourth embodiment may be combined with the stereolithography apparatuses according to the first to third embodiments.

また、図示した光造形装置の各構成要素は、機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていなくてもよい。すなわち、各装置の具体的形態は、図示のものに限られず、各装置の処理負担や使用状況などに応じて、その全部または一部を任意の単位で機能的または物理的に分散または統合してもよい。 Also, each component of the illustrated stereolithography apparatus is functionally conceptual, and does not necessarily have to be physically configured as illustrated. In other words, the specific form of each device is not limited to the illustrated one, and all or part of it may be functionally or physically distributed or integrated in arbitrary units according to the processing load and usage conditions of each device. may

光造形装置の制御部の構成は、例えば、ソフトウェアとして、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。上記実施形態では、これらのハードウェアまたはソフトウェアの連携によって実現される機能ブロックとして説明した。すなわち、これらの機能ブロックについては、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、または、それらの組み合わせによって種々の形で実現できる。 The configuration of the control unit of the stereolithography apparatus is realized by, for example, a program loaded in the memory as software. In the above embodiments, functional blocks realized by cooperation of these hardware or software have been described. That is, these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.

1 光硬化性樹脂
1a 光硬化性樹脂層
2 三次元造形物(造形物)
2a 硬化層
3 空間(気密空間)
3A 下面
10、110、210、310 光造形装置
11 造形槽
12 プラットホーム
13、213、313 隔壁
13A、213A、313A 下面(底面)
14 光透過プレート(光透過部)
15 プラットホーム昇降機構
16 隔壁昇降機構
17 気密部材
20 光照射部
21 光源
22 画像形成素子
23 反射ミラー
24 投影レンズ
30、130、230、330 制御部
31、231 昇降制御部
32、232 照射制御部
33 チャンバ内圧制御部
40 チャンバ
41 チャンバ内圧調整部
50 エアシリンダ(給排気部)
60 吸引機構
61 皿部
62 吸引部
63 ホース
64 移動機構
70 未硬化の光硬化性樹脂
133 給排気制御部
333 吸引制御部
1 photocurable resin 1a photocurable resin layer 2 three-dimensional structure (modeled object)
2a hardened layer 3 space (airtight space)
3A lower surface 10, 110, 210, 310 stereolithography device 11 modeling tank 12 platform 13, 213, 313 partition wall 13A, 213A, 313A lower surface (bottom surface)
14 light transmission plate (light transmission part)
Reference Signs List 15 platform lifting mechanism 16 partition lifting mechanism 17 airtight member 20 light irradiation unit 21 light source 22 image forming element 23 reflection mirror 24 projection lens 30, 130, 230, 330 control unit 31, 231 lifting control unit 32, 232 irradiation control unit 33 chamber Internal pressure control unit 40 Chamber 41 Chamber internal pressure adjustment unit 50 Air cylinder (air supply/exhaust unit)
60 Suction Mechanism 61 Dish Part 62 Suction Part 63 Hose 64 Moving Mechanism 70 Uncured Photocurable Resin 133 Supply/Exhaust Control Part 333 Suction Control Part

Claims (5)

光硬化性樹脂を貯留し、底面に光透過部が設けられた造形槽と、
前記光透過部を通じて前記光硬化性樹脂を硬化させる光を照射する光照射部と、
前記光透過部に対向し、前記造形槽に対して昇降可能とするとともに、前記光の照射により造形物と一緒に該造形物の周囲に成形される筒状の隔壁を保持し、前記隔壁と協働して気密空間を形成するプラットホームと、
前記プラットホームを昇降させ、前記隔壁の底面および前記気密空間の下面と前記光透過部との間に所定厚みの光硬化性樹脂層を形成する昇降制御部と、
前記造形物および前記隔壁における所定の高さの断面形状に対応する前記光を、前記光照射部から前記光硬化性樹脂層に照射させて硬化層を形成する照射制御部と、
を備える光造形装置。
a modeling tank that stores a photocurable resin and has a light transmitting part on the bottom;
a light irradiation unit that irradiates light for curing the photocurable resin through the light transmission unit;
A cylindrical partition opposed to the light transmission part and capable of moving up and down with respect to the modeling tank and formed around the modeled object together with the modeled object by the irradiation of the light; a platform that cooperates to form an airtight space;
an elevation control unit for raising and lowering the platform to form a photocurable resin layer having a predetermined thickness between the bottom surface of the partition wall and the lower surface of the airtight space and the light transmitting portion;
an irradiation control unit for forming a cured layer by irradiating the photocurable resin layer with the light corresponding to the cross-sectional shape of the modeled object and the partition wall at a predetermined height from the light irradiation unit;
A stereolithography device.
前記昇降制御部は、前記硬化層の形成を終える度に、
前記プラットホームを一旦、前記光硬化性樹脂の上方まで上昇させる請求項1に記載の光造形装置。
Each time the formation of the hardened layer is completed, the elevation control unit
2. The stereolithography apparatus according to claim 1, wherein said platform is once raised above said photocurable resin.
前記昇降制御部および前記照射制御部は、前記光硬化性樹脂層の形成と、前記硬化層の形成とを交互に実行し、前記プラットホームに複数の前記硬化層を積層して前記造形物および前記隔壁を成形する請求項1または2に記載の光造形装置。 The elevation control unit and the irradiation control unit alternately form the photocurable resin layer and the hardening layer, and stack a plurality of the hardening layers on the platform to form the modeled object and the hardening layer. 3. The stereolithography apparatus according to claim 1, wherein partition walls are formed. 前記造形物の下面と前記隔壁の下面とは、常に面一の状態にある請求項1から3のいずれか一項に記載の光造形装置。 4. The optical shaping apparatus according to claim 1, wherein the bottom surface of the modeled object and the bottom surface of the partition wall are always flush with each other. 光硬化性樹脂を貯留し、底面に光透過部が設けられた造形槽と、前記光透過部を通じて前記光硬化性樹脂を硬化させる光を照射する光照射部と、前記光透過部に対向し、前記造形槽に対して昇降可能とするとともに、前記光の照射により造形物と一緒に該造形物の周囲に成形される筒状の隔壁を保持し、前記隔壁と協働して気密空間を形成するプラットホームと、を備えた光造形装置を用いた造形物の製造方法であって、
前記プラットホームを昇降させ、前記隔壁の底面および前記気密空間の下面と前記光透過部との間に所定厚みの光硬化性樹脂層を形成するステップと、
前記造形物および前記隔壁における所定の高さの断面形状に対応する前記光を、前記光照射部から前記光硬化性樹脂層に照射させて硬化層を形成するステップと、
を繰り返し実行する造形物の製造方法。
A modeling tank that stores a photocurable resin and has a light transmission part provided on the bottom surface; a light irradiation part that irradiates light for curing the photocurable resin through the light transmission part; a cylindrical partition which is formed around the modeled object together with the modeled object by the irradiation of light, and which cooperates with the partition to form an airtight space; A method for manufacturing a modeled object using a stereolithography apparatus comprising a forming platform,
elevating the platform to form a photocurable resin layer having a predetermined thickness between the bottom surface of the partition wall and the bottom surface of the airtight space and the light transmission part;
forming a cured layer by irradiating the photocurable resin layer from the light irradiation unit with the light corresponding to the cross-sectional shape of the modeled object and the partition wall at a predetermined height;
A method of manufacturing a modeled object by repeatedly performing
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