JP2023149055A - Optical molding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光造形装置に関する。 The present invention relates to a stereolithography apparatus.
近年、持続可能な製造技術として、小規模かつ廃棄物の発生が少ない製造を可能にする3次元造形装置、いわゆる3Dプリンタの研究開発が行われている。特許文献1は、金属粉末が混入した液状の光硬化性樹脂が供給される材料槽と、材料槽の底部に設けられた透光性のプレートを通して光硬化性樹脂に光を照射し、光硬化性樹脂を硬化させて造形物を形成する光照射装置と、造形物を保持するホルダとを有する光造形装置を開示している。
In recent years, as a sustainable manufacturing technology, research and development has been carried out on three-dimensional printing devices, so-called 3D printers, which enable manufacturing on a small scale and with little waste generation.
プレートには、光の透過性が高いこと、硬化した光硬化性樹脂の剥離が容易であることと、光の散乱が少ないこととが要求される。光の散乱が多いと、光硬化性樹脂に照射される光の範囲が広くなり、成形された造形物の寸法精度が低下するという問題が生じる。 The plate is required to have high light transmittance, easy peeling of the cured photocurable resin, and low scattering of light. If there is a lot of light scattering, the range of the light irradiated onto the photocurable resin becomes wider, causing a problem that the dimensional accuracy of the molded object decreases.
本発明は、以上の背景を鑑み、光造形装置において、プレートと造形物との剥離を容易にすると共に、造形物の寸法精度を向上させることを課題とする。 In view of the above background, it is an object of the present invention to facilitate the separation of a plate and a modeled object and to improve the dimensional accuracy of the modeled object in a stereolithography apparatus.
上記課題を解決するために本発明のある態様は、光造形装置(1)であって、粉末材料が液状の光硬化性樹脂に懸濁された材料液(M)と接する表面を有する透光性のプレート(2)と、前記プレートを介して前記材料液に光を照射することにより前記光硬化性樹脂を硬化させて造形物を形成する光照射装置(3)と、前記プレートに対して移動可能に設けられ、前記造形物を保持するホルダ(4)とを有し、前記プレートは、ガラス板(31)と、前記ガラス板の表面に設けられた透明シリコーンゴム層(32)と、前記透明シリコーンゴム層の表面に設けられた非晶性フッ素樹脂層(33)とを有し、前記非晶性フッ素樹脂層が前記材料液に接触する。 In order to solve the above problems, an embodiment of the present invention is a stereolithography apparatus (1), which has a surface that is in contact with a material liquid (M) in which a powder material is suspended in a liquid photocurable resin. a light irradiation device (3) for curing the photocurable resin and forming a shaped object by irradiating the material liquid with light through the plate; The plate includes a holder (4) that is movably provided and holds the shaped object, and the plate includes a glass plate (31), a transparent silicone rubber layer (32) provided on the surface of the glass plate, It has an amorphous fluororesin layer (33) provided on the surface of the transparent silicone rubber layer, and the amorphous fluororesin layer comes into contact with the material liquid.
この態様によれば、光造形装置において、造形物の寸法精度を向上させることができる。非晶性フッ素樹脂層は、透過する光の散乱を抑制することができるため、光を精度良く材料液に照射することができる。また、非晶性フッ素樹脂層は造形物と接着し難い。透明シリコーンゴム層は、弾性変形することによって非晶性フッ素樹脂層と造形物との剥離を促進することができる。これにより、プレートと造形物との剥離を容易にすることができる。 According to this aspect, the dimensional accuracy of the model can be improved in the stereolithography apparatus. Since the amorphous fluororesin layer can suppress scattering of transmitted light, the material liquid can be irradiated with light with high precision. Furthermore, the amorphous fluororesin layer is difficult to adhere to the shaped object. The transparent silicone rubber layer can promote peeling between the amorphous fluororesin layer and the shaped object by elastically deforming. Thereby, the plate and the shaped object can be easily separated.
上記の態様において、前記非晶性フッ素樹脂層の厚さのばらつきが±5μm以下であってもよい。 In the above embodiment, the thickness variation of the amorphous fluororesin layer may be ±5 μm or less.
この態様によれば、非晶性フッ素樹脂層の各部位を透過する光の強度の差を小さくすることができる。これにより、造形物の寸法精度を向上させることができる。 According to this aspect, it is possible to reduce the difference in the intensity of light transmitted through each part of the amorphous fluororesin layer. Thereby, the dimensional accuracy of the shaped object can be improved.
上記の態様において、前記非晶性フッ素樹脂層は、入射光の角度が15度以上の領域において、前記入射光に対する反射散乱光量が0.025より小さくてもよい。 In the above aspect, the amorphous fluororesin layer may have an amount of reflected and scattered light with respect to the incident light that is smaller than 0.025 in a region where the angle of the incident light is 15 degrees or more.
この態様によれば、光造形装置において、造形物の寸法精度を向上させることができる。 According to this aspect, the dimensional accuracy of the model can be improved in the stereolithography apparatus.
上記の態様において、前記ガラス板は、300nm以上400nm以下の光に対する透過率が99%以上となるように厚みが設定されてもよい。 In the above aspect, the thickness of the glass plate may be set so that the transmittance for light of 300 nm or more and 400 nm or less is 99% or more.
この態様によれば、ガラス板を透過する光のエネルギーの低下が抑制される。これにより、1層当たりの造形物の厚みを厚くすることができる。その結果、造形物の成形速度を増加させることができる。 According to this aspect, a decrease in the energy of light transmitted through the glass plate is suppressed. Thereby, the thickness of each layer of the shaped object can be increased. As a result, the molding speed of the shaped object can be increased.
上記の態様において、前記透明シリコーンゴム層は、300nm以上400nm以下の光に対する透過率が99%以上であり、かつショア硬さが70以上となるように厚みが設定されてもよい。 In the above aspect, the thickness of the transparent silicone rubber layer may be set so that the transmittance for light of 300 nm or more and 400 nm or less is 99% or more, and the Shore hardness is 70 or more.
この態様によれば、透明シリコーンゴム層を透過する光のエネルギーの低下が抑制される。これにより、1層当たりの造形物の厚みを厚くすることができる。その結果、造形物の成形速度を増加させることができる。 According to this aspect, a decrease in the energy of light transmitted through the transparent silicone rubber layer is suppressed. Thereby, the thickness of each layer of the shaped object can be increased. As a result, the molding speed of the shaped object can be increased.
上記の態様において、前記プレートは、水平面に対して傾斜して配置され、前記プレートの上端側に、前記材料液を供給する材料液供給部(5)が設けられ、前記プレートの下端側に、前記材料液を排出する材料液排出部(6)が設けられ、前記材料液は、前記プレートの表面に沿って流れてもよい。 In the above aspect, the plate is arranged to be inclined with respect to a horizontal plane, a material liquid supply part (5) for supplying the material liquid is provided on the upper end side of the plate, and a material liquid supply part (5) for supplying the material liquid is provided on the lower end side of the plate, A material liquid discharge part (6) for discharging the material liquid may be provided, and the material liquid may flow along the surface of the plate.
この態様によれば、重力を利用して液状の光硬化性樹脂をプレートの内面側に供給することができる。 According to this aspect, the liquid photocurable resin can be supplied to the inner surface of the plate using gravity.
以上の構成によれば、光造形装置において、プレートと造形物との剥離を容易にすると共に、造形物の寸法精度を向上させることができる。 According to the above configuration, in the stereolithography apparatus, it is possible to easily separate the plate and the modeled object, and to improve the dimensional accuracy of the modeled object.
以下、図面を参照して、実施形態に係る光造形装置1について説明する。図1に示すように、光造形装置1は、粉末材料が液状の光硬化性樹脂に懸濁された材料液Mに光を照射して光硬化性樹脂を硬化させることにより、三次元の造形物Fを形成する装置である。光造形装置1は、いわゆる3Dプリンタである。
Hereinafter, a
光造形装置1は、プレート2、光照射装置3、ホルダ4、材料液供給部5、材料液排出部6、タンク7、及び制御装置8を備える。本実施形態では、プレート2は、材料槽10の底部10Aの少なくとも一部を構成する。
The
材料液Mに含まれる粉末材料は、最終製品を構成する金属材料の粉末である。粉末材料は、例えば、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)、ステンレス鋼等の粉末であるとよい。材料液Mに含まれる光硬化性樹脂は、公知のエポキシ樹脂やアクリル樹脂であるとよい。また、光硬化性樹脂は、光を受けてラジカル又はカチオン等の活性種を生じる光重合開始剤を含む。光硬化性樹脂は液状である。粉末材料が液状の光硬化性樹脂に懸濁された材料液Mは、ペースト状である。粉末材料に対する光硬化性樹脂の重量割合は、1以上3以下、好ましくは1以上2以下であるとよい。 The powder material contained in the material liquid M is a powder of a metal material that constitutes the final product. The powder material may be, for example, powder of YAG (yttrium aluminum garnet), stainless steel, or the like. The photocurable resin contained in the material liquid M is preferably a known epoxy resin or acrylic resin. Further, the photocurable resin includes a photopolymerization initiator that generates active species such as radicals or cations upon receiving light. The photocurable resin is liquid. The material liquid M, in which a powder material is suspended in a liquid photocurable resin, is in the form of a paste. The weight ratio of the photocurable resin to the powder material is preferably 1 or more and 3 or less, preferably 1 or more and 2 or less.
また、材料液Mは、光を拡散する拡散材としてアクリルビーズを含んでもよい。アクリルビーズは、粒径が0.5μm以上10μm以下、好ましくは1μm以上5μm以下であるとよい。材料液M中のアクリルビーズの重量濃度は、1%以上20%以下、好ましくは2%以上10%以下であるとよい。 Moreover, the material liquid M may contain acrylic beads as a diffusion material that diffuses light. The acrylic beads preferably have a particle size of 0.5 μm or more and 10 μm or less, preferably 1 μm or more and 5 μm or less. The weight concentration of the acrylic beads in the material liquid M is preferably 1% or more and 20% or less, preferably 2% or more and 10% or less.
図1及び図2に示すように、材料槽10は、比較的浅い深さ(例えば、5mm程度の深さ)を有し、上方が開放された略矩形状の容器である。プレート2は、材料槽10の底部10Aの中央部分に設けられているとよい。材料槽10は、横方向に延在し、第1端部10Bと第2端部10Cとを有する。材料液供給部5は、材料槽10の第1端部10Bに設けられ、材料槽10に材料液Mを供給する。材料液排出部6は、材料槽10の第2端部10Cに設けられ、材料槽10内の材料液Mを排出する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
材料槽10は、支持装置14を介して基台に支持されている。支持装置14は、材料槽10の水平面に対する角度を変更することができる。支持装置14は、第1端部10Bから第2端部10Cに向けて下るように材料槽10を傾斜させる。これにより、プレート2は、水平面に対して傾斜して配置される。また、プレート2の上端側に材料液供給部5が設けられ、プレート2の下端側に材料液排出部6が設けられる。これにより、材料液Mは、材料槽10内において重力によってプレート2の表面に沿って第1端部10Bから第2端部10Cに流れる。
The
材料液供給部5は、材料槽10の第1端部10Bの上方に配置されている。材料液供給部5は、材料液Mが流れる通路部材である。材料液供給部5は、材料供給管17を介して、材料液Mが貯留されたタンク7に接続されている。材料供給管17には供給ポンプ18が設けられている。供給ポンプ18の駆動によって、材料液Mがタンク7から材料供給管17及び材料液供給部5を介して材料槽10の第1端部10Bに流れる。材料槽10の第1端部10Bの底部10Aには、材料液供給部5側に傾斜した第1傾斜部10Dが形成されている。
The material
材料液供給部5には、材料液Mの流量を調整するための流量調整部19が設けられている。流量調整部19は、材料液Mの流れを規制する規制板である。流量調節部は、材料槽10の底部10Aの表面との間に所定の隙間dの流路を形成する。流量調節部と底部10Aの表面との隙間dは、一層分(例えば、0.01mm~0.5mmの厚み)の造形物Fを形成するために必要な量に応じた位置に設定されているとよい。
The material
材料液排出部6は、材料槽10の第2端部10Cの上方に配置されている。材料液排出部6は、材料液Mが流れる通路部材である。材料液供給部5は、材料排出管21を介してタンク7に接続されている。材料排出管21には排出ポンプ22が設けられている。材料槽10の第2端部10Cの底部10Aには、材料液排出部6側に傾斜した第2傾斜部10Eが形成されている。排出ポンプ22の駆動によって、材料液Mが材料槽10の第2端部10Cから材料液排出部6及び材料排出管21を介してタンク7に流れる。
The material
材料槽10の底部10Aの下方には、ヒータ24及び振動付与装置25が設けられている。ヒータ24は、材料槽10内の材料液Mを、例えば60℃~80℃といった所定温度に維持する。振動付与装置25は、例えば超音波振動子であってよく、材料槽10内の材料液Mを振動させる。
A
光照射装置3は、レーザ光源3Aとスキャナ3Bとを有する。レーザ光源3Aは、材料液M中の光硬化性樹脂が硬化する所定の波長のレーザ光を出力する。レーザ光は、例えば紫外線の波長を有してもよい。スキャナ3Bは、レーザ光源3Aからのレーザ光を、プレート2を介して材料液Mに照射する。スキャナ3Bは、プレート2と平行な面に沿ってレーザ光を操作するとよい。
The
ホルダ4は、材料槽10におけるプレート2の上方に設けられている。ホルダ4は、プレート2と隙間を介して対向する支持面4Aを有する。支持面4Aはプレート2の表面と平行な平面に形成されている。ホルダ4は昇降装置27によって支持され、プレート2に対して上下方向に移動する。ホルダ4の下部及び支持面4Aは、プレート2上を流れる材料液M内に突入している。すなわち、ホルダ4の下部及び支持面4Aは、材料液M内に浸漬し、材料液Mと接触している。
The
スキャナ3Bから照射されたレーザ光が、プレート2を介して材料液Mをスキャンすることによって、レーザ光が照射された光硬化性樹脂が硬化し、造形物Fを形成する。ホルダ4は、造形物Fを保持する。昇降装置27がホルダ4を上方に移動させることによって、層状に造形物Fが形成される。
When the laser beam irradiated from the
図3に示すように、プレート2は、ガラス板31と、ガラス板31の表面に設けられた透明シリコーンゴム層32と、透明シリコーンゴム層32の表面に設けられた非晶性フッ素樹脂層33とを有する。非晶性フッ素樹脂層33が材料液Mと接触する。プレート2は透光性を有する。
As shown in FIG. 3, the
ガラス板31は、300nm以上400nm以下の光に対する透過率が99%以上となるように厚みが設定されているとよい。ガラス板31は、例えば石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス等の公知のガラスによって形成されているとよい。ガラス板31は、平板状に形成されているとよい。
The thickness of the
透明シリコーンゴム層32は、ガラス板31の上方を向く表面、すなわち材料槽10の内側を向く表面に設けられている。透明シリコーンゴム層32は、300nm以上400nm以下の光に対する透過率が99%以上であり、かつショア硬さが70以上となるように厚みが設定されている。透明シリコーンゴム層32は、液体の透明シリコーンゴムをガラス板31の表面に塗布し、固化させることによって形成されているとよい。
The transparent
非晶性フッ素樹脂層33は、透明シリコーンゴム層32の上方を向く表面、すなわち材料槽10の内側を向く表面に設けられている。非晶性フッ素樹脂層33は、例えばCYTOP-100(登録商標、AGC株式会社)、テフロンTMAF(登録商標、三井・ケマーズフロロプロダクツ株式会社)等の公知の非晶性フッ素樹脂によって形成されているとよい。非晶性フッ素樹脂層33は、入射角が15度以上の領域において反射散乱光量が0.025より小さいとよい。反射散乱光量は、入射光量に対する割合で表される。非晶性フッ素樹脂層33の厚さのばらつきが±5μm以下であることが好ましい。非晶性フッ素樹脂層33は、300nm以上400nm以下の光に対する透過率が99%以上となるように厚みが設定されている。非晶性フッ素樹脂層33は、液体の非晶性フッ素樹脂を明シリコーンゴム層の表面に塗布し、固化させることによって形成されているとよい。
The
図1に示すように、制御装置8は、光造形装置1を制御するコンピュータである。制御装置8は、マイクロプロセッサと、非揮発性メモリと、揮発性メモリと、インターフェースとを有する。制御装置8は、非揮発性メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、光照射装置3(レーザ光源3A、スキャナ3B)、ヒータ24、振動付与装置25、昇降装置27、供給ポンプ18、排出ポンプ22を制御する。
As shown in FIG. 1, the
図2を参照して、光造形装置1の動作を説明する。最初に、支持装置14によって材料槽10が所望の傾斜角度θに維持される。これにより、材料槽10は、第1端部10Bから第2端部10Cに向けて下方に傾斜する。次に、制御装置8が、供給ポンプ18及び排出ポンプ22を駆動させる。これにより、タンク7内の材料液Mが材料供給管17を介して材料液供給部5に流れる。
The operation of the
材料液供給部5に供給された材料液Mは、材料槽10の第1端部10Bに供給される。材料槽10が傾斜角度θで傾斜しているため、材料槽10に供給された材料液Mは重力によって第2端部10C側に流れる。流量調整部19の下端部と底部10Aとの隙間dは、少なくとも一層分の造形物Fの形成に必要な深さに設定されている。そのため、流量調整部19からプレート2の上面上には、隙間dに相当する厚みの材料液Mが流動する。プレート2の上面上を通過した材料液Mは、第2傾斜部10Eを介して材料液排出部6に流れる。材料液排出部6に到達した材料液Mは、排出ポンプ22の吸引作用によって材料排出管21を介してタンク7に流れる。
The material liquid M supplied to the material
制御装置8は、ヒータ24を駆動させることによって、材料槽10内を流動する材料液Mを所定温度に維持する。また、制御装置8は、振動付与装置25を駆動させることによって、材料槽10内を流動する材料液Mに振動を付与してもよい。これらによって、材料液Mの滞留や材料液M中の粉末材料の沈殿が抑制され、材料液Mの流動を適切に制御することができる。
The
材料液Mが材料槽10に供給されている状態で、制御装置8は、昇降装置27を駆動させ、プレート2の上面を流動する材料液Mに対してホルダ4を上下に移動させる。この場合、昇降装置27は、ホルダ4の支持面4Aとプレート2の上面との間隔が造形物Fの一層分、例えば、0.01mm~0.5mm程度となるように、ホルダ4を移動させる。また、制御装置8は光照射装置3を駆動させ、光照射装置3のスキャナ3Bが、プレート2を介して材料液Mにレーザ光を照射する。これにより、レーザ光が照射された材料液M中の光硬化性樹脂が硬化し、造形物Fが形成される。造形物Fは、硬化した光硬化樹脂と、光硬化樹脂内に混入した粉末材料とを含む。
While the material liquid M is being supplied to the
最初の層の造形物Fはホルダ4の支持面4Aに形成され、支持面4Aに結合する。すなわち、造形物Fはホルダ4に支持される。一層分の造形物Fが形成されると、ホルダ4は、昇降装置27によって上方へ引き上げられる。これにより、ホルダ4とプレート2との間に形成された造形物Fは、ホルダ4に保持された状態で上方に引き上げられ、プレート2から離れる。このとき、造形物Fはプレート2から剥離する。
The first layer of shaped objects F is formed on the
プレート2がホルダ4の移動方向に対して傾斜している場合、プレート2がホルダ4の移動方向に対して直交する場合よりも、より小さな荷重でプレート2から造形物Fを剥離させることができる。また、プレート2の最外面に設けられた非晶性フッ素樹脂層33は、造形物Fに対する接着性が低いため、造形物Fはプレート2から容易に剥離することができる。非晶性フッ素樹脂層33は、ガラス板31及び透明シリコーンゴム層32よりも造形物Fに対する接着性が低い。また、透明シリコーンゴム層32は変形することによって、プレート2に対する造形物Fの剥離を促進する。図4に示すように、造形物Fが非晶性フッ素樹脂層33に接着した状態でホルダ4が上昇すると、造形物Fに引っ張られて透明シリコーンゴム層32及び非晶性フッ素樹脂層33が弾性変形する。このとき、透明シリコーンゴム層32には復元力が作用し、造形物Fから離れようとする。透明シリコーンゴム層32の弾性変形量は、造形物Fと非晶性フッ素樹脂層33との接着部の縁部に対応する部分において最も大きくなる。そのため、透明シリコーンゴム層32の復元力は、造形物Fと非晶性フッ素樹脂層33との接着部の縁部に対応する部分において最も大きくなる。これにより、造形物Fと非晶性フッ素樹脂層33との接着部の縁部に対応する部分に、造形物Fから非晶性フッ素樹脂層33を剥離する力が作用し、造形物Fに対する非晶性フッ素樹脂層33の剥離が促進される。
When the
ホルダ4が上昇することによって、ホルダ4に支持された造形物Fの下面とプレート2の上面との隙間に材料液Mが重力によって供給される。造形物Fの下面とプレート2の上面との隙間は、造形物Fの一層分、例えば、0.01mm~0.5mm程度に設定される。この状態で、光照射装置3のスキャナ3Bがレーザ光を再度照射することによって、造形物Fの下面に新たな層の造形物Fが形成される。このように、光照射装置3によるレーザ光の照射とホルダ4の上昇とが繰り返えされることによって、層状に造形物Fが形成され、三次元の造形物Fが形成される。
As the
光硬化樹脂の光硬化による造形物Fの形成が終了した後、ホルダ4が上昇し、造形物Fが材料液Mから引き上げられる。その後、造形物Fはホルダ4から分離される。得られた造形物Fは、脱脂工程により樹脂が除去される。最後に、樹脂が除去された造形物Fを焼結させることによって、粉末材料としての金属材料からなる所望の形状の金属製品が得られる。
After the formation of the modeled object F by photocuring of the photocurable resin is completed, the
実施形態に係る光造形装置1の効果について説明する。プレート2の最外層が非晶性フッ素樹脂によって形成されているため、造形物Fの寸法精度を向上させることができる。非晶性フッ素樹脂層33は、結晶性フッ素樹脂よりも透過する光の散乱を抑制することができる。これにより、材料液Mに精度良く光を照射することができる。図5は、各種材料の入射光の角度に対する反射散乱光量の強度を示す。反射散乱光量の強度は、入射光量に対する反射散乱光量の比を表す。図5では、材料として、CYTOP-100(AGC株式会社、実施例1)、AF-90(三井・ケマーズフロロプロダクツ株式会社、実施例2)、PTFE(比較例1)が使用されている。実施例1、2に係る材料は非晶性フッ素樹脂であり、比較例1、2は結晶性フッ素樹脂である。図5から非晶性フッ素樹脂である実施例1、2の反射散乱強度は、結晶性フッ素樹脂である比較例1、2の反射散乱強度よりも小さいことがわかる。実施例1及び実施例2では、入射光の角度が15度以上の領域において、入射光に対する反射散乱光量が0.025より小さい。
The effects of the
図6は、実施形態に係る光造形装置1の非晶性フッ素樹脂層33に、実施例1、2に係る非晶性フッ素樹脂を適用して造形物Fを形成したときの造形物Fの形状を示す画像である。図6は、比較例として、実施形態に係る光造形装置1の非晶性フッ素樹脂層33に、比較例1に係る結晶性フッ素樹脂を適用して造形物Fを形成したときの造形物Fの形状を示す画像である。図6のA、B、Cに係る造形物Fは、次に示す条件で形成された。粉末材料が粒子径33μmのYAGであり、光硬化性樹脂が1487F(岡本化学工業株式会社)であり、粉末材料と光硬化性樹脂との混合比が1:1.5であり、光照射装置3から照射されるレーザ光の出力を225mWとした。目標とする造形物Fの形状は、図6のA及びBに示される形状と概ね同一である。図6のCに示すように、結晶性フッ素樹脂である比較例1を使用した場合、目標とする造形物Fの周囲に余剰な硬化部が形成される。すなわち、結晶性フッ素樹脂である比較例1を使用した場合、造形物Fの成形精度が低下することが確認された。この原因は、図5に示すように、各材料の反射散乱光量の差に起因すると考えられる。非晶性フッ素樹脂は、結晶性フッ素樹脂のように結晶構造を含まないため、光の散乱が抑制され、レーザ光の照射範囲を狭く維持することができる。
FIG. 6 shows a modeled object F when the amorphous fluororesin according to Examples 1 and 2 is applied to the
透明シリコーンゴム層32は、弾性変形することによって非晶性フッ素樹脂層33と造形物Fとの剥離を促進することができる。
The transparent
非晶性フッ素樹脂層33の厚さのばらつきが±5μm以下であるため、非晶性フッ素樹脂層33の各部位を透過する光の強度の差を小さくすることができる。これにより、造形物Fの寸法精度を向上させることができる。
Since the variation in the thickness of the
非晶性フッ素樹脂層33は、入射角が15度以上の領域において反射散乱光量が0.025より小さいとよい。レーザ光の散乱が抑制されることによって、造形物Fの寸法精度を向上させることができる。
The
ガラス板31は、光透過率が99%以上であるとよい。また、透明シリコーンゴム層32は、光透過率が99%以上であるとよい。これにより、ガラス板31及び透明シリコーンゴム層32を透過する光のエネルギーの低下が抑制される。これにより、1層当たりの造形物Fの厚みを厚くすることができる。その結果、造形物Fの成形速度を増加させることができる。
The
材料液Mに含まれるアクリルビーズは、材料液M内においてレーザ光を散乱させ、光硬化樹脂の硬化を促進する。すなわち、アクリルビーズを含む材料液Mは、アクリルビーズを含まない材料液Mよりも、同じ強さのレーザ光に対して硬化する量が増加する。これにより、同じ強さのレーザ光に対して、アクリルビーズを含む材料液Mは、アクリルビーズを含まない材料液Mよりも、1層当たりの成形可能な厚さを厚くすることができる。 The acrylic beads contained in the material liquid M scatter the laser light within the material liquid M and promote curing of the photocurable resin. That is, the material liquid M containing acrylic beads is cured more by the same intensity of laser light than the material liquid M not containing acrylic beads. Thereby, for the same intensity of laser light, the material liquid M containing acrylic beads can have a thicker moldable thickness per layer than the material liquid M not containing acrylic beads.
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。 Although the description of the specific embodiments has been completed above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and can be widely modified and implemented.
1 :光造形装置
2 :プレート
3 :光照射装置
4 :ホルダ
4A :支持面
5 :材料液供給部
6 :材料液排出部
10 :材料槽
10A :底部
10B :第1端部
10C :第2端部
27 :昇降装置
31 :ガラス板
32 :透明シリコーンゴム層
33 :非晶性フッ素樹脂層
F :造形物
M :材料液
1 : Stereolithography device 2 : Plate 3 : Light irradiation device 4 :
Claims (6)
粉末材料が液状の光硬化性樹脂に懸濁された材料液と接する表面を有する透光性のプレートと、
前記プレートを介して前記材料液に光を照射することにより前記光硬化性樹脂を硬化させて造形物を形成する光照射装置と、
前記プレートに対して移動可能に設けられ、前記造形物を保持するホルダとを有し、
前記プレートは、ガラス板と、前記ガラス板の表面に設けられた透明シリコーンゴム層と、前記透明シリコーンゴム層の表面に設けられた非晶性フッ素樹脂層とを有し、
前記非晶性フッ素樹脂層が前記材料液に接触する光造形装置。 A stereolithography device,
a translucent plate having a surface in contact with a material liquid in which a powder material is suspended in a liquid photocurable resin;
a light irradiation device that cures the photocurable resin by irradiating the material liquid with light through the plate to form a shaped object;
a holder that is movably provided with respect to the plate and holds the shaped object;
The plate includes a glass plate, a transparent silicone rubber layer provided on the surface of the glass plate, and an amorphous fluororesin layer provided on the surface of the transparent silicone rubber layer,
A stereolithography device in which the amorphous fluororesin layer contacts the material liquid.
前記プレートの上端側に、前記材料液を供給する材料液供給部が設けられ、
前記プレートの下端側に、前記材料液を排出する材料液排出部が設けられ、
前記材料液は、前記プレートの表面に沿って流れる請求項1~5のいずれか1つの項に記載の光造形装置。 the plate is arranged obliquely with respect to a horizontal plane;
A material liquid supply section for supplying the material liquid is provided on the upper end side of the plate,
A material liquid discharge part for discharging the material liquid is provided on the lower end side of the plate,
The stereolithography apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the material liquid flows along the surface of the plate.
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