JP2613929B2 - 三次元形状の形成方法および装置 - Google Patents
三次元形状の形成方法および装置Info
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- JP2613929B2 JP2613929B2 JP63263779A JP26377988A JP2613929B2 JP 2613929 B2 JP2613929 B2 JP 2613929B2 JP 63263779 A JP63263779 A JP 63263779A JP 26377988 A JP26377988 A JP 26377988A JP 2613929 B2 JP2613929 B2 JP 2613929B2
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- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
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- B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、三次元形状の形成方法および装置に関
し、光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を用いて、
立体的な三次元形状を有する物品を成形製造する方法、
および、この方法を実施するための装置に関するもので
ある。
し、光の照射によって硬化する光硬化性樹脂を用いて、
立体的な三次元形状を有する物品を成形製造する方法、
および、この方法を実施するための装置に関するもので
ある。
光硬化性樹脂を用いて三次元形状を形成する方法は、
複雑な三次元形状を、成形型や特別な加工工具等を用い
ることなく、簡単かつ正確に形成することができる方法
として、各種の製品モデルや立体模型の製造等に利用す
ることが考えられており、例えば、特開昭62−35966号
公報，特開昭61−114817号公報等に開示されている。
複雑な三次元形状を、成形型や特別な加工工具等を用い
ることなく、簡単かつ正確に形成することができる方法
として、各種の製品モデルや立体模型の製造等に利用す
ることが考えられており、例えば、特開昭62−35966号
公報，特開昭61−114817号公報等に開示されている。
第６図には、従来の一般的な、光硬化性樹脂を用いた
三次元形状の成形方法の一例を示しており、樹脂液槽１
に貯えられた液状の光硬化性樹脂２に対して、液面上方
から集光レンズ30で集光されたレーザービーム等の光ビ
ーム３を照射することによって、光ビーム３の焦点位置
付近の、液面から一定の深さまでの光硬化性樹脂液２を
硬化させ、光ビーム３の照射位置を順次移動させること
によって、所定のパターンを有する光硬化層40を形成す
る。この光硬化層40の上に新たな光硬化性樹脂液２を供
給し、この光硬化性樹脂液２を再び光ビーム３で所定の
パターン状に硬化させれば、前記光硬化層40の上に別の
パターンを有する光硬化層40が形成される。このように
して、複数層の光硬化層40…を順次積み重ねていけば、
所望の三次元形状を有する成形品４が形成できる。
三次元形状の成形方法の一例を示しており、樹脂液槽１
に貯えられた液状の光硬化性樹脂２に対して、液面上方
から集光レンズ30で集光されたレーザービーム等の光ビ
ーム３を照射することによって、光ビーム３の焦点位置
付近の、液面から一定の深さまでの光硬化性樹脂液２を
硬化させ、光ビーム３の照射位置を順次移動させること
によって、所定のパターンを有する光硬化層40を形成す
る。この光硬化層40の上に新たな光硬化性樹脂液２を供
給し、この光硬化性樹脂液２を再び光ビーム３で所定の
パターン状に硬化させれば、前記光硬化層40の上に別の
パターンを有する光硬化層40が形成される。このように
して、複数層の光硬化層40…を順次積み重ねていけば、
所望の三次元形状を有する成形品４が形成できる。
前記のような、従来の三次元形状の形成方法におい
て、形成される三次元形状の寸法または形状精度を高め
るには、積み重ねる光硬化層の形状および厚みを正確に
制御する必要がある。光硬化層の厚みを正確に制御する
には、光硬化性樹脂の液面に照射する光ビームの焦点位
置や光エネルギーの強度によって決定される光ビームの
浸透深さが重要になってくる。
て、形成される三次元形状の寸法または形状精度を高め
るには、積み重ねる光硬化層の形状および厚みを正確に
制御する必要がある。光硬化層の厚みを正確に制御する
には、光硬化性樹脂の液面に照射する光ビームの焦点位
置や光エネルギーの強度によって決定される光ビームの
浸透深さが重要になってくる。
ところが、従来の三次元形状の形成方法では、光ビー
ムの照射エネルギーのバラツキや、光硬化性樹脂液の液
面高さのバラツキ等によって光ビームの浸透深さが変わ
るので、形成される光硬化層の厚みが変動し、均一な厚
みの光硬化層が得られず、そのため形成された三次元形
状の寸法精度や外観品質が悪くなるという問題があっ
た。
ムの照射エネルギーのバラツキや、光硬化性樹脂液の液
面高さのバラツキ等によって光ビームの浸透深さが変わ
るので、形成される光硬化層の厚みが変動し、均一な厚
みの光硬化層が得られず、そのため形成された三次元形
状の寸法精度や外観品質が悪くなるという問題があっ
た。
そこで、この発明の課題は、均一な厚みを有し、品質
の良好な光硬化層が得られる三次元形状の形成方法およ
び装置を提供することにある。
の良好な光硬化層が得られる三次元形状の形成方法およ
び装置を提供することにある。
上記課題を解決する、この発明のうち、請求項１記載
の三次元形状の形成方法は、光硬化性樹脂に光を照射し
て光硬化層を形成し、この光硬化層を複数層積み重ね
て、所望の三次元形状を形成する方法において、光硬化
層の表面に光反射層を形成するとともに、この光反射層
の上に光硬化性樹脂を供給した後、この光硬化性樹脂に
光を照射することによって、次層の光硬化層を形成する
ようにしている。
の三次元形状の形成方法は、光硬化性樹脂に光を照射し
て光硬化層を形成し、この光硬化層を複数層積み重ね
て、所望の三次元形状を形成する方法において、光硬化
層の表面に光反射層を形成するとともに、この光反射層
の上に光硬化性樹脂を供給した後、この光硬化性樹脂に
光を照射することによって、次層の光硬化層を形成する
ようにしている。
請求項２記載の三次元形状の形成方法は、光反射層
が、光反射材を光硬化層の表面に散布することによって
形成されるようにしている。
が、光反射材を光硬化層の表面に散布することによって
形成されるようにしている。
請求項３記載の三次元形状の形成方法は、光反射層
が、光反射性磁性粒子に磁界を作用させて、光硬化層の
表面に一様に分布させることによって形成されるように
している。
が、光反射性磁性粒子に磁界を作用させて、光硬化層の
表面に一様に分布させることによって形成されるように
している。
請求項４記載の三次元形状の形成装置は、光硬化性樹
脂液を溜める樹脂液槽と、樹脂液層の液面付近に光ビー
ムを照射する光照射機構を備え、樹脂液槽内で光硬化層
を形成して順次積み重ねる三次元形状の形成装置におい
て、樹脂液槽で形成された光硬化層の表面に光反射材を
散布する光反射材散布機構を備えているようにしてい
る。
脂液を溜める樹脂液槽と、樹脂液層の液面付近に光ビー
ムを照射する光照射機構を備え、樹脂液槽内で光硬化層
を形成して順次積み重ねる三次元形状の形成装置におい
て、樹脂液槽で形成された光硬化層の表面に光反射材を
散布する光反射材散布機構を備えているようにしてい
る。
請求項１記載の方法によれば、前段階で硬化された光
硬化層の表面に光反射層を形成し、この光反射層の上で
光硬化性樹脂に光を照射して硬化させるので、照射され
た光の一部が光反射層で反射され、この反射された光の
エネルギーも光硬化性樹脂の光硬化作用に役立ち、光エ
ネルギーを有効に利用することができて、硬化効率を高
め硬化速度を向上させることができる。また、照射する
光の浸透深さが、硬化させようとする光硬化性樹脂の厚
みよりも深くなっても、光反射層で反射されるので、前
段階で硬化された光硬化層の中まで入ることはなく、目
的とする光硬化性樹脂のみに光硬化作用を与えることが
できる。
硬化層の表面に光反射層を形成し、この光反射層の上で
光硬化性樹脂に光を照射して硬化させるので、照射され
た光の一部が光反射層で反射され、この反射された光の
エネルギーも光硬化性樹脂の光硬化作用に役立ち、光エ
ネルギーを有効に利用することができて、硬化効率を高
め硬化速度を向上させることができる。また、照射する
光の浸透深さが、硬化させようとする光硬化性樹脂の厚
みよりも深くなっても、光反射層で反射されるので、前
段階で硬化された光硬化層の中まで入ることはなく、目
的とする光硬化性樹脂のみに光硬化作用を与えることが
できる。
請求項２記載の方法によれば、請求項１記載の方法の
実施に際し、光反射材を光硬化層の表面に散布して光反
射層を形成するので、通常の光硬化性樹脂を用いる三次
元形状の形成方法に、光反射材の散布工程を追加するた
だけで、前記請求項１記載の方法の作用を簡単に果たす
ことができる。
実施に際し、光反射材を光硬化層の表面に散布して光反
射層を形成するので、通常の光硬化性樹脂を用いる三次
元形状の形成方法に、光反射材の散布工程を追加するた
だけで、前記請求項１記載の方法の作用を簡単に果たす
ことができる。
請求項３記載の方法は、請求項１記載の方法の実施に
際し、光硬化性樹脂内で光反射性磁性粒子に磁界を作用
させことによって、光反射性磁性粒子が磁界の方向にし
たがって配向した状態に並んで層状に集まるので、光反
射性磁性粒子を光硬化層の全面に一様な厚みで分布させ
ることができ、光反射層の厚みや反射特性等を均一に形
成することができる。
際し、光硬化性樹脂内で光反射性磁性粒子に磁界を作用
させことによって、光反射性磁性粒子が磁界の方向にし
たがって配向した状態に並んで層状に集まるので、光反
射性磁性粒子を光硬化層の全面に一様な厚みで分布させ
ることができ、光反射層の厚みや反射特性等を均一に形
成することができる。
請求項４記載の装置は、光反射材散布機構を備えてい
ることによって、光硬化層の表面に光反射材を散布する
ことができ、前記した請求項２記載の方法を良好に実施
することができる。
ることによって、光硬化層の表面に光反射材を散布する
ことができ、前記した請求項２記載の方法を良好に実施
することができる。
ついで、この発明を、実施例を示す図面を参照しなが
ら、以下に詳しく説明する。
ら、以下に詳しく説明する。
第１図は、成形装置の全体構造を示している。樹脂液
槽１には液状の光硬化性樹脂２溜められている。樹脂液
槽１の中には、その上で光硬化槽40を形成する成形台５
が設けられている。成形第５は昇降アーム50に固定さ
れ、昇降アーム50はボールネジ51等の回転−直線運動変
換機構を介してＺ軸（垂直軸）方向移動制御装置53に連
結され、このＺ軸方向移動制御装置53の作動をコンピュ
ータ６で制御することによって、成形台５の昇降を自由
に制御できるようになっている。ボールネジ51の一端に
はエンコーダ52が取り付けられてあって、ボールネジ51
の回転量すなわち成形台５の昇降量を検出してコンピュ
ータ６に伝える。
槽１には液状の光硬化性樹脂２溜められている。樹脂液
槽１の中には、その上で光硬化槽40を形成する成形台５
が設けられている。成形第５は昇降アーム50に固定さ
れ、昇降アーム50はボールネジ51等の回転−直線運動変
換機構を介してＺ軸（垂直軸）方向移動制御装置53に連
結され、このＺ軸方向移動制御装置53の作動をコンピュ
ータ６で制御することによって、成形台５の昇降を自由
に制御できるようになっている。ボールネジ51の一端に
はエンコーダ52が取り付けられてあって、ボールネジ51
の回転量すなわち成形台５の昇降量を検出してコンピュ
ータ６に伝える。
樹脂液槽１の上方には、硬化用の光ビーム３を発生す
る紫外線レーザー等の発生装置33、光フィルタ32、光ビ
ーム３の方向を転換する反射鏡31および集光レンズ30等
からなる光照射機構が設けられており、樹脂液槽１に収
容した光硬化性樹脂液２の液面付近に焦点を結ぶように
光ビーム３が照射される。これらの基本的な構造につい
ては、光硬化性樹脂を用いる通常の三次元形状の形成装
置と同様である。
る紫外線レーザー等の発生装置33、光フィルタ32、光ビ
ーム３の方向を転換する反射鏡31および集光レンズ30等
からなる光照射機構が設けられており、樹脂液槽１に収
容した光硬化性樹脂液２の液面付近に焦点を結ぶように
光ビーム３が照射される。これらの基本的な構造につい
ては、光硬化性樹脂を用いる通常の三次元形状の形成装
置と同様である。
樹脂液槽１の側方には、光反射材60の散布機構を備え
ている。光反射材散布機構は、反射材タンク70とその下
部に設けられた散布ノズル71がXY駆動装置72に支持され
ている。XY駆動装置72は、前記Ｚ方向移動制御装置53と
ともにコンピュータ６で制御され、散布ノズル71を樹脂
液槽１の側方から、樹脂液槽１の中央で形成される光硬
化槽40の上方位置へと移動させて、光反射材タンク70内
の光反射材60を形成された光硬化層40の上方に散布でき
るようになっている。この光反射材タンク70には、光ビ
ーム３に対する光反射性の高い金属や金属化合物、その
他の材料からなる粒状の光反射材60が収容されている。
ている。光反射材散布機構は、反射材タンク70とその下
部に設けられた散布ノズル71がXY駆動装置72に支持され
ている。XY駆動装置72は、前記Ｚ方向移動制御装置53と
ともにコンピュータ６で制御され、散布ノズル71を樹脂
液槽１の側方から、樹脂液槽１の中央で形成される光硬
化槽40の上方位置へと移動させて、光反射材タンク70内
の光反射材60を形成された光硬化層40の上方に散布でき
るようになっている。この光反射材タンク70には、光ビ
ーム３に対する光反射性の高い金属や金属化合物、その
他の材料からなる粒状の光反射材60が収容されている。
第２図には、上記のような装置を使用する三次元形状
の形成方法を工程順に示している。
の形成方法を工程順に示している。
まず、第２図（ａ）に示すように、樹脂液槽１に沈め
た成形台５と液面との間に、集光レンズ30を用いて、液
面付近に焦点を有し、所定の光エネルギーや浸透深さに
設定された硬化用の光ビーム３を照射する。硬化用の光
ビーム３が照射された樹脂液２は硬化して、所定パター
ンの光硬化層40が形成される。
た成形台５と液面との間に、集光レンズ30を用いて、液
面付近に焦点を有し、所定の光エネルギーや浸透深さに
設定された硬化用の光ビーム３を照射する。硬化用の光
ビーム３が照射された樹脂液２は硬化して、所定パター
ンの光硬化層40が形成される。
つぎに、第２図（ｂ）に示すように、光反射材タンク
70が、樹脂液槽１の側方から中央上方に進出し、形成さ
れた光硬化層40の表面に散布ノズル71から光反射材60を
散布して光反射層６を形成する。光反射材60は、光硬化
層40の表面に一様に分布するように、光硬化層40の表面
に出来るだけ均等に散布するのが好ましい。
70が、樹脂液槽１の側方から中央上方に進出し、形成さ
れた光硬化層40の表面に散布ノズル71から光反射材60を
散布して光反射層６を形成する。光反射材60は、光硬化
層40の表面に一様に分布するように、光硬化層40の表面
に出来るだけ均等に散布するのが好ましい。
第２図（ｃ）に示すように、成形台５を降下させて、
形成された光硬化層40を樹脂液５内に沈ませ、光硬化層
40の上に新たな樹脂液２を供給した後、再び光ビーム３
を照射して２層目の光硬化層40を形成すれば、先に形成
された光硬化層40の上に新たな光硬化層40が積層され
る。その後、第２図（ｄ）に示すように、再び光反射材
60の散布を行う。このような工程を繰り返すことによっ
て、複数層に積層された光硬化層40が形成される。
形成された光硬化層40を樹脂液５内に沈ませ、光硬化層
40の上に新たな樹脂液２を供給した後、再び光ビーム３
を照射して２層目の光硬化層40を形成すれば、先に形成
された光硬化層40の上に新たな光硬化層40が積層され
る。その後、第２図（ｄ）に示すように、再び光反射材
60の散布を行う。このような工程を繰り返すことによっ
て、複数層に積層された光硬化層40が形成される。
第３図は、上記方法における光硬化作用を詳しく示し
ており、光硬化層40の上の光硬化性樹脂液２に照射され
た光ビーム３は、樹脂液２に浸透しながら、その部分の
樹脂液２を光硬化させる。光ビーム３が光硬化層40の表
面の光反射層６に到達すると反射されて、再び上方の液
面側に戻ることになるので、反射された光ビーム３が通
過する部分の樹脂液２に再び光硬化作用を行うことにな
る。すなわち、光硬化層40の上の樹脂液２には、光ビー
ム３が二重に照射されて光硬化作用を行うことになり、
光ビーム３の光エネルギーを無駄なく有効に利用して、
樹脂液２の光硬化を能率良く行うことができ、硬化時間
の短縮および形成された光硬化層40の品質を向上させる
ことができる。
ており、光硬化層40の上の光硬化性樹脂液２に照射され
た光ビーム３は、樹脂液２に浸透しながら、その部分の
樹脂液２を光硬化させる。光ビーム３が光硬化層40の表
面の光反射層６に到達すると反射されて、再び上方の液
面側に戻ることになるので、反射された光ビーム３が通
過する部分の樹脂液２に再び光硬化作用を行うことにな
る。すなわち、光硬化層40の上の樹脂液２には、光ビー
ム３が二重に照射されて光硬化作用を行うことになり、
光ビーム３の光エネルギーを無駄なく有効に利用して、
樹脂液２の光硬化を能率良く行うことができ、硬化時間
の短縮および形成された光硬化層40の品質を向上させる
ことができる。
光反射層６より下方の光硬化層40には光ビーム３が浸
透しないので、硬化済みの光硬化層40に光ビーム３が浸
透して光硬化層40に悪影響を与える心配がない。また、
光ビーム３の浸透深さを、光硬化層40の表面位置に正確
に合わせず、少し深めに設定しておけば、光ビーム３が
光反射層６で反射されて樹脂液２に対する光硬化作用が
有効に果たせるので、この方法では、光ビーム３の浸透
深さを正確に設定しておく必要がない。
透しないので、硬化済みの光硬化層40に光ビーム３が浸
透して光硬化層40に悪影響を与える心配がない。また、
光ビーム３の浸透深さを、光硬化層40の表面位置に正確
に合わせず、少し深めに設定しておけば、光ビーム３が
光反射層６で反射されて樹脂液２に対する光硬化作用が
有効に果たせるので、この方法では、光ビーム３の浸透
深さを正確に設定しておく必要がない。
つぎに、第４図および第５図には別の実施例を示して
いる。この実施例も基本的には前記第１図の実施例と同
様の構成を備えているので、共通する個所には同じ符号
を付けるとともに、重複する説明は省略する。
いる。この実施例も基本的には前記第１図の実施例と同
様の構成を備えているので、共通する個所には同じ符号
を付けるとともに、重複する説明は省略する。
この実施例では、予め光硬化性樹脂液２に光反射性磁
性粒子61を分散しておく。光反射性磁性粒子61は、前記
実施例で用いた光反射材60と同様に光反射性を有すると
ともに、磁性を有する金属材料等からなり、磁界の作用
を受けて磁気的に配向するものを用いる。そして、三次
元形状の形成装置としては、前記実施例における光反射
材散布機構の代わりに、磁場発生機構を備えている。
性粒子61を分散しておく。光反射性磁性粒子61は、前記
実施例で用いた光反射材60と同様に光反射性を有すると
ともに、磁性を有する金属材料等からなり、磁界の作用
を受けて磁気的に配向するものを用いる。そして、三次
元形状の形成装置としては、前記実施例における光反射
材散布機構の代わりに、磁場発生機構を備えている。
磁場発生機構は、樹脂液槽１の上下に対向して配置さ
れる一対の磁場発生器80,81を備え、このうち下方の磁
場発生器81は固定されているが、上方の磁場発生器80は
樹脂液槽１の中央と樹脂液１の外との間を移動するよう
に設けられている。すなわち、上方の磁場発生器80は、
樹脂液槽１の側方に回転可能に設けられた回転駆動装置
82の回転腕83に支持されており、回転腕83の回転に伴っ
て、樹脂液槽１の上方中央から側方へと移動できるよう
になっている。これは、光ビーム３を照射する際に、磁
場発生器80が邪魔にならないように述がしておくためで
ある。磁場発生器80を光ビーム３の照射光路の外、例え
ば、図中の反射鏡31よりも上方に設置する場合には、光
ビーム３の照射の邪魔にならないので、磁場発生器80が
固定されたままであっても構わない。磁場発生器80,81
は磁場制御装置84に連結され、磁場発生器80,81の間の
樹脂液槽１に対して、下方から上方に向かう磁界、また
は、逆に上方から下方に向かう磁界を適当な強度で作用
させ得るようになっている。磁場制御装置84は、前記し
た成形台５のＺ軸方向移動制御装置53とともにコンピュ
ータ６で制御されるようになっている。
れる一対の磁場発生器80,81を備え、このうち下方の磁
場発生器81は固定されているが、上方の磁場発生器80は
樹脂液槽１の中央と樹脂液１の外との間を移動するよう
に設けられている。すなわち、上方の磁場発生器80は、
樹脂液槽１の側方に回転可能に設けられた回転駆動装置
82の回転腕83に支持されており、回転腕83の回転に伴っ
て、樹脂液槽１の上方中央から側方へと移動できるよう
になっている。これは、光ビーム３を照射する際に、磁
場発生器80が邪魔にならないように述がしておくためで
ある。磁場発生器80を光ビーム３の照射光路の外、例え
ば、図中の反射鏡31よりも上方に設置する場合には、光
ビーム３の照射の邪魔にならないので、磁場発生器80が
固定されたままであっても構わない。磁場発生器80,81
は磁場制御装置84に連結され、磁場発生器80,81の間の
樹脂液槽１に対して、下方から上方に向かう磁界、また
は、逆に上方から下方に向かう磁界を適当な強度で作用
させ得るようになっている。磁場制御装置84は、前記し
た成形台５のＺ軸方向移動制御装置53とともにコンピュ
ータ６で制御されるようになっている。
第５図は、上記のような装置を使用する三次元形状の
形成方法を示しており、基本的には、前記した第１図の
実施例で説明した方法と同様にして、成形台５の上で順
次、光硬化層40を形成し積層していく。
形成方法を示しており、基本的には、前記した第１図の
実施例で説明した方法と同様にして、成形台５の上で順
次、光硬化層40を形成し積層していく。
まず、第５図（ａ）に示すように、成形台５の上で光
ビーム３を照射して光硬化層40を形成する。この段階で
は、樹脂液２中の光反射性磁性粒子61の磁気的配向はバ
ラバラである。第５図（ｂ）に示すように、成形台５お
よび光硬化層４を樹脂液２の下方に沈め、光硬化層４の
上に樹脂液２を供給する。ついで、磁場発生器80を樹脂
液槽１の上方に配置させて、樹脂液槽１に対して、下方
から上方に向かう磁界ｍを作用させる。樹脂液２中に分
散された光反射性磁性粒子61は、磁界の作用で磁界ｍの
方向に従って磁気的に配向するとともに、液面側に移動
して液面付近に層状に集まる。その後、第５図（ｃ）に
示すように、磁場発生器80による磁界を反転させて、樹
脂液槽１の上方から下方に向かう磁界ｍ′を作用させる
と、液面付近で磁気的に配向して層状に集まっていた光
反射性磁性粒子61が、逆方向に磁気的に配向させられる
とともに液面から下方側に移動させられ、樹脂液１内の
光硬化層40の表面に付着して光反射層６が形成されるこ
とになる。つぎに、磁界の作用を止めて、樹脂液槽１上
方の磁場発生器80を樹脂液槽１の側方に退出させた後、
第５図（ｄ）に示すように、光ビーム３を照射すれば、
光反射層６の上の光硬化性樹脂液２が光硬化して、先に
硬化された光硬化層40の上に次層の光硬化層40が形成さ
れて積み重ねられる。その後、第５図（ｅ）に示すよう
に、再び成形台５を沈めて、光硬化層40の上に樹脂液２
を供給して、下方から上方に向かう磁界ｍを作用させる
と、樹脂液２中に分散された光反射性磁性粒子が再び磁
気的に配向させられて液面に層状に集まる。
ビーム３を照射して光硬化層40を形成する。この段階で
は、樹脂液２中の光反射性磁性粒子61の磁気的配向はバ
ラバラである。第５図（ｂ）に示すように、成形台５お
よび光硬化層４を樹脂液２の下方に沈め、光硬化層４の
上に樹脂液２を供給する。ついで、磁場発生器80を樹脂
液槽１の上方に配置させて、樹脂液槽１に対して、下方
から上方に向かう磁界ｍを作用させる。樹脂液２中に分
散された光反射性磁性粒子61は、磁界の作用で磁界ｍの
方向に従って磁気的に配向するとともに、液面側に移動
して液面付近に層状に集まる。その後、第５図（ｃ）に
示すように、磁場発生器80による磁界を反転させて、樹
脂液槽１の上方から下方に向かう磁界ｍ′を作用させる
と、液面付近で磁気的に配向して層状に集まっていた光
反射性磁性粒子61が、逆方向に磁気的に配向させられる
とともに液面から下方側に移動させられ、樹脂液１内の
光硬化層40の表面に付着して光反射層６が形成されるこ
とになる。つぎに、磁界の作用を止めて、樹脂液槽１上
方の磁場発生器80を樹脂液槽１の側方に退出させた後、
第５図（ｄ）に示すように、光ビーム３を照射すれば、
光反射層６の上の光硬化性樹脂液２が光硬化して、先に
硬化された光硬化層40の上に次層の光硬化層40が形成さ
れて積み重ねられる。その後、第５図（ｅ）に示すよう
に、再び成形台５を沈めて、光硬化層40の上に樹脂液２
を供給して、下方から上方に向かう磁界ｍを作用させる
と、樹脂液２中に分散された光反射性磁性粒子が再び磁
気的に配向させられて液面に層状に集まる。
このような工程を繰り返すことによって、複数層の光
硬化層40が積み重ねられた三次元形状を有する成形品４
が製造されるのである。この実施例においても、前記実
施例で第３図によって説明したのと同様に、光反射層６
による光ビーム３の反射作用が行われる。
硬化層40が積み重ねられた三次元形状を有する成形品４
が製造されるのである。この実施例においても、前記実
施例で第３図によって説明したのと同様に、光反射層６
による光ビーム３の反射作用が行われる。
この実施例では、光反射層６の材料として光反射性磁
性粒子61を用い、磁界の作用によって光反射性磁性粒子
61を一様な厚みの薄い層状に集めて光硬化層40の表面に
付着させるので、光反射層６の厚みや反射特性が均一に
なり、反射された光ビーム３による光硬化性樹脂液２の
光硬化作用も全体にわたって均一になる。したがって、
形成された光硬化層40の品質性能も局部的なバラツキの
少ない均一なものとなる。
性粒子61を用い、磁界の作用によって光反射性磁性粒子
61を一様な厚みの薄い層状に集めて光硬化層40の表面に
付着させるので、光反射層６の厚みや反射特性が均一に
なり、反射された光ビーム３による光硬化性樹脂液２の
光硬化作用も全体にわたって均一になる。したがって、
形成された光硬化層40の品質性能も局部的なバラツキの
少ない均一なものとなる。
なお、この実施例において、光反射性磁性粒子61は、
予め樹脂液２に混合撹拌して分散させておくだけでもよ
いが、光硬化層40の形成段階に合わせて、順次、必要な
量の光反射性磁性粒子61を樹脂液２に追加供給してもよ
い。磁界の作用方向や強さは、使用する光反射性磁性粒
子61の材質や、形成しようとする光反射層６の厚み等に
応じて適当に調整される。
予め樹脂液２に混合撹拌して分散させておくだけでもよ
いが、光硬化層40の形成段階に合わせて、順次、必要な
量の光反射性磁性粒子61を樹脂液２に追加供給してもよ
い。磁界の作用方向や強さは、使用する光反射性磁性粒
子61の材質や、形成しようとする光反射層６の厚み等に
応じて適当に調整される。
光硬化層40の表面に光反射層６を形成する方法として
は、上記実施例のほかに、形成された光硬化層40の表面
にエキシマレーザーを照射して粗面化させる方法も採用
でき、そのほか、光硬化層40の表面に、光反射性の高い
膜または薄層を、物理的あるいは化学的手段で形成する
方法が適用できる。
は、上記実施例のほかに、形成された光硬化層40の表面
にエキシマレーザーを照射して粗面化させる方法も採用
でき、そのほか、光硬化層40の表面に、光反射性の高い
膜または薄層を、物理的あるいは化学的手段で形成する
方法が適用できる。
以上に説明した、この発明のうち、請求光１記載の三
次元形状の形成方法によれば、光硬化層の表面に形成さ
れた光反射層で、照射された光を反射して上方の光硬化
性樹脂に有効に作用させることができるので、光硬化作
用が効率的に行われ、硬化時間を短縮できるとともに、
十分な光硬化作用が行われた光硬化層は、その品質や性
能が優れたものとなる。また、光反射層よりも下方の光
硬化層には光が浸透しなくなるので、硬化済みの光硬化
層に光が照射されて悪影響を与える心配もない。したが
って、照射する光の浸透深さを厳密に設定しなくても、
光反射層から上の光硬化性樹脂のみを確実に光硬化させ
ることができ、光の制御や調整が簡単になる。
次元形状の形成方法によれば、光硬化層の表面に形成さ
れた光反射層で、照射された光を反射して上方の光硬化
性樹脂に有効に作用させることができるので、光硬化作
用が効率的に行われ、硬化時間を短縮できるとともに、
十分な光硬化作用が行われた光硬化層は、その品質や性
能が優れたものとなる。また、光反射層よりも下方の光
硬化層には光が浸透しなくなるので、硬化済みの光硬化
層に光が照射されて悪影響を与える心配もない。したが
って、照射する光の浸透深さを厳密に設定しなくても、
光反射層から上の光硬化性樹脂のみを確実に光硬化させ
ることができ、光の制御や調整が簡単になる。
請求光２記載の発明によれば、請求光１記載の発明の
上記効果に加え、光反射材の散布という極めて簡単な手
段で光反射層を形成することができる。
上記効果に加え、光反射材の散布という極めて簡単な手
段で光反射層を形成することができる。
請求項３記載の発明によれば、請求光１記載の発明の
上記効果に加え、光反射性磁性粒子に磁界を作用させる
だけで、光反射性磁性粒子を光硬化層の全面に一様な厚
みで分布させて、光り反射層の厚みや反射特性等を均一
に形成することができる。
上記効果に加え、光反射性磁性粒子に磁界を作用させる
だけで、光反射性磁性粒子を光硬化層の全面に一様な厚
みで分布させて、光り反射層の厚みや反射特性等を均一
に形成することができる。
請求光４記載の装置は、光反射材散布機構を備えてお
くだけで、前記した請求項２記載の方法を良好に実施す
ることができる。
くだけで、前記した請求項２記載の方法を良好に実施す
ることができる。
第１図はこの発明の実施例を示す三次元形状の形成装置
の全体構造図、第２図は形成方法を工程順に示す説明
図、第３図は光硬化作用を示す説明図、第４図は別の実
施例を示す装置全体の構造図、第５図は形成方法を工程
順に示す説明図、第６図は従来例の概略構成図である。 １……樹脂液槽、２……光硬化性樹脂液、３……光ビー
ム、40……光硬化層、５……成形台、６……光反射層、
60……光反射材、61……光反射性磁性粒子、70……光反
射材タンク、71……散布ノズル、80,81……磁場発生器
の全体構造図、第２図は形成方法を工程順に示す説明
図、第３図は光硬化作用を示す説明図、第４図は別の実
施例を示す装置全体の構造図、第５図は形成方法を工程
順に示す説明図、第６図は従来例の概略構成図である。 １……樹脂液槽、２……光硬化性樹脂液、３……光ビー
ム、40……光硬化層、５……成形台、６……光反射層、
60……光反射材、61……光反射性磁性粒子、70……光反
射材タンク、71……散布ノズル、80,81……磁場発生器
Claims (4)
- 【請求項１】光硬化性樹脂に光を照射して光硬化層を形
成し、この光硬化層を複数層積み重ねて、所望の三次元
形状を形成する方法において、光硬化層の表面に光反射
層を形成するとともに、この光反射層の上に光硬化性樹
脂を供給した後、この光硬化性樹脂に光を照射すること
によって、次層の光硬化層を形成することを特徴とする
三次元形状の形成方法。 - 【請求項２】光反射層が、光反射剤を光硬化層の表面に
散布することによって形成される請求項１記載の三次元
形状の形成方法。 - 【請求項３】光反射層が、光反射性磁性粒子に磁界を作
用させて、光硬化層の表面に一様に分布させることによ
って形成される請求項１記載の三次元形状の形成方法。 - 【請求項４】光硬化性樹脂液を溜める樹脂液槽と、樹脂
液槽の液面付近に光ビームを照射する光照射機構を備
え、樹脂液槽内で光硬化層を形成して順次積み重ねる三
次元形状の形成装置において、樹脂液槽で形成された光
硬化層の表面に光反射材を散布する光反射材散布機構を
備えていることを特徴とする三次元形状の形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63263779A JP2613929B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 三次元形状の形成方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63263779A JP2613929B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 三次元形状の形成方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02108519A JPH02108519A (ja) | 1990-04-20 |
| JP2613929B2 true JP2613929B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=17394161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63263779A Expired - Lifetime JP2613929B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 三次元形状の形成方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2613929B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1142712A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 三次元成形装置および三次元成形方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3448987B2 (ja) * | 1994-10-31 | 2003-09-22 | 三菱電機株式会社 | 微小機構部品の製造方法 |
| US20110123728A1 (en) * | 2009-11-25 | 2011-05-26 | Ricoh Company, Ltd. | Thin film manufacturing method and thin film element |
| US20160016360A1 (en) | 2014-07-17 | 2016-01-21 | Disney Enterprises, Inc. | Three dimensional (3d) printer and filament material providing scanning protection for 3d printed objects |
| CN105196537A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-12-30 | 南京百川行远激光科技有限公司 | 激光线性扫描式光固化三维打印快速成型系统 |
| CN117001995A (zh) * | 2018-04-06 | 2023-11-07 | 聚合-医药有限公司 | 用于光致聚合增材制造的方法和组合物 |
| CA3097530A1 (en) | 2018-04-19 | 2019-10-24 | Poly-Med, Inc. | Macromers and compositions for photocuring processes |
| JP7367358B2 (ja) * | 2019-07-11 | 2023-10-24 | 大同特殊鋼株式会社 | ボンド磁石製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63263780A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-10-31 | Fujikura Ltd | ジヨセフソン素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-10-19 JP JP63263779A patent/JP2613929B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63263780A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-10-31 | Fujikura Ltd | ジヨセフソン素子の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1142712A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | 三次元成形装置および三次元成形方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02108519A (ja) | 1990-04-20 |
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