JP2697136B2 - 三次元成形装置 - Google Patents
三次元成形装置Info
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- JP2697136B2 JP2697136B2 JP12785089A JP12785089A JP2697136B2 JP 2697136 B2 JP2697136 B2 JP 2697136B2 JP 12785089 A JP12785089 A JP 12785089A JP 12785089 A JP12785089 A JP 12785089A JP 2697136 B2 JP2697136 B2 JP 2697136B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/124—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
- 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
- B29C64/135—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 the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
- B29K2995/0018—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
- B29K2995/002—Coloured
- B29K2995/0021—Multi-coloured
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、三次元成形装置に関するものであって、と
りわけ光硬化性樹脂をインクジェット方式によって噴出
し、光照射によって硬化させ、これを積層することによ
って、目的とする三次元成形品を製造する三次元成形装
置に関するものである。
りわけ光硬化性樹脂をインクジェット方式によって噴出
し、光照射によって硬化させ、これを積層することによ
って、目的とする三次元成形品を製造する三次元成形装
置に関するものである。
従来、第２図に示されるような、三次元成形を行う装
置が存する。
置が存する。
CADで作られた三次元モデルが幾層もの薄い断面体に
スライスされる。このデータに従って制御コンピュータ
111により、XY方向移動制御装置112とＺ方向移動装置11
3とが作動して、同時にレーザー光源114よりレーザー光
線が照射されて、樹脂タンク115内の光硬化性樹脂116の
液体表面117を走査して、制御コンピュータ111の情報に
基づく断面形状が描かれる。タンク115内のテーブル118
上で、レーザー光線が当たった光硬化性樹脂116は、液
体から固体に変化して硬化する。これによって一層分の
断面体が作り出される。制御コンピュータ111によって
テーブル118は一層分の厚さに相当する距離だけ降下
し、次に形成された一層目に続いて上記と同様の操作に
よって新たな層が作り出される。このように連続的に作
り出された幾層もの薄い断面体が積層されて硬化物119
が成形される。
スライスされる。このデータに従って制御コンピュータ
111により、XY方向移動制御装置112とＺ方向移動装置11
3とが作動して、同時にレーザー光源114よりレーザー光
線が照射されて、樹脂タンク115内の光硬化性樹脂116の
液体表面117を走査して、制御コンピュータ111の情報に
基づく断面形状が描かれる。タンク115内のテーブル118
上で、レーザー光線が当たった光硬化性樹脂116は、液
体から固体に変化して硬化する。これによって一層分の
断面体が作り出される。制御コンピュータ111によって
テーブル118は一層分の厚さに相当する距離だけ降下
し、次に形成された一層目に続いて上記と同様の操作に
よって新たな層が作り出される。このように連続的に作
り出された幾層もの薄い断面体が積層されて硬化物119
が成形される。
しかしながら、従来の装置は、光硬化性樹脂が液状で
タンクに入っていて、これにレーザー光線を照射して硬
化させるといった構造を採っているため、一種類の光硬
化性樹脂でしか成形することができない。仮に成形途中
で、他色の光硬化性樹脂に変更しようとすれば、タンク
内の光硬化性樹脂をすべて入れ換える必要があり、洗浄
等の操作を施さなければならないため、時間と費用が必
要以上にかかる。また樹脂の重合の制御をすることも非
常に困難である。
タンクに入っていて、これにレーザー光線を照射して硬
化させるといった構造を採っているため、一種類の光硬
化性樹脂でしか成形することができない。仮に成形途中
で、他色の光硬化性樹脂に変更しようとすれば、タンク
内の光硬化性樹脂をすべて入れ換える必要があり、洗浄
等の操作を施さなければならないため、時間と費用が必
要以上にかかる。また樹脂の重合の制御をすることも非
常に困難である。
そこで本発明は、上記の問題点を解決するために創出
されたものであり、複数の色を有する成形物を作成する
場合であっても、あるいは任意の混合色からなる成形物
を作成する場合であっても、短時間で低コストで、且つ
容易で、しかも精密に成形を行うことが可能である三次
元成形装置を提供することを目的としている。
されたものであり、複数の色を有する成形物を作成する
場合であっても、あるいは任意の混合色からなる成形物
を作成する場合であっても、短時間で低コストで、且つ
容易で、しかも精密に成形を行うことが可能である三次
元成形装置を提供することを目的としている。
この目的を達成するために本発明の三次元成形装置
は、光硬化性樹脂を小滴として吐出するインクジェット
ヘッドと、当該インクジェットヘッドから吐出された光
硬化性樹脂が積層するステージと、積層した樹脂に光を
照射する光源と、樹脂の吐出途中に当該樹脂の吐出方向
を相対的に変化させる制御手段とを備え、前記インクジ
ェットヘッドを用いて、外部入力された成形物断面スラ
イスの情報に応じて、光硬化性樹脂を積層させて立体成
形を行うようになっていて、成形対象物のカラーをモデ
ル色に従ってデータ化処理する処理部位を設け、当該モ
デル色に応じたそれぞれ一色の光硬化性樹脂を吐出する
複数個のインクジェットヘッドを備えることを特徴とし
ている。
は、光硬化性樹脂を小滴として吐出するインクジェット
ヘッドと、当該インクジェットヘッドから吐出された光
硬化性樹脂が積層するステージと、積層した樹脂に光を
照射する光源と、樹脂の吐出途中に当該樹脂の吐出方向
を相対的に変化させる制御手段とを備え、前記インクジ
ェットヘッドを用いて、外部入力された成形物断面スラ
イスの情報に応じて、光硬化性樹脂を積層させて立体成
形を行うようになっていて、成形対象物のカラーをモデ
ル色に従ってデータ化処理する処理部位を設け、当該モ
デル色に応じたそれぞれ一色の光硬化性樹脂を吐出する
複数個のインクジェットヘッドを備えることを特徴とし
ている。
インクジェットヘッドがステージより低く位置してい
れば、より好適である。
れば、より好適である。
上記の構成を有する本発明の三次元成形装置は、ステ
ージより低く位置した複数のインクジェットヘッドから
上方に向かい、複数の樹脂をステージ上に吐出して、積
層させ、光照射することで硬化し、この工程を各色毎に
おいて、或いは同時に二色以上を噴出させることで混合
色を作成しながら、繰り返すことで三次元成形物を成形
する。
ージより低く位置した複数のインクジェットヘッドから
上方に向かい、複数の樹脂をステージ上に吐出して、積
層させ、光照射することで硬化し、この工程を各色毎に
おいて、或いは同時に二色以上を噴出させることで混合
色を作成しながら、繰り返すことで三次元成形物を成形
する。
本発明は、複数のインクジェットヘッドを備えている
ので、途中から色の異なる樹脂材料を用いて多色成形を
行うことや、任意の混合色の成形が可能である。また樹
脂が小滴状で吐出されるので樹脂の重合の制御も容易で
ある。
ので、途中から色の異なる樹脂材料を用いて多色成形を
行うことや、任意の混合色の成形が可能である。また樹
脂が小滴状で吐出されるので樹脂の重合の制御も容易で
ある。
インクジェットヘッドがステージの下側に位置するよ
うにすれば、樹脂を下から上へ吐出し、その都度硬化工
程を経るように構成されることとなって、途中から変更
した樹脂材料が前の異なる樹脂材料と混合することがな
いという効果がある。したがって、色の混じることが無
いとかたれ等の無い成形精度の良い成形などが可能とな
った。
うにすれば、樹脂を下から上へ吐出し、その都度硬化工
程を経るように構成されることとなって、途中から変更
した樹脂材料が前の異なる樹脂材料と混合することがな
いという効果がある。したがって、色の混じることが無
いとかたれ等の無い成形精度の良い成形などが可能とな
った。
以下に本発明を図面に基づき、詳細に説明する。
本発明の三次元成形装置は、基本的に、三次元モデル
の形成、データの送り出しを行うホストコンピュータ1
1、ホストコンピュータ11からのデータを取り込み、そ
のデータに従い各部位を制御する駆動制御部12、当該駆
動制御部12からの制御信号に従って光硬化性樹脂の噴出
方向を制御するためのXY方向移動制御装置13、旋回移動
制御装置14及びＺ方向移動制御装置15、インクジェット
ヘッド16〜21、樹脂用タンク22〜24、ポンプ25〜30、成
形ステージ31及び樹脂硬化用光源32から構成されてい
る。
の形成、データの送り出しを行うホストコンピュータ1
1、ホストコンピュータ11からのデータを取り込み、そ
のデータに従い各部位を制御する駆動制御部12、当該駆
動制御部12からの制御信号に従って光硬化性樹脂の噴出
方向を制御するためのXY方向移動制御装置13、旋回移動
制御装置14及びＺ方向移動制御装置15、インクジェット
ヘッド16〜21、樹脂用タンク22〜24、ポンプ25〜30、成
形ステージ31及び樹脂硬化用光源32から構成されてい
る。
次に本装置の動作を図示の実施例に基づき、説明す
る。
る。
ホストコンピュータ11で形成されたカラー三次元モデ
ルは、幾層もの薄い断面体にスライスされ、おのおのの
断面が座標データ化され、同時にモデル色に従って色が
カラーデータ化される。このデータが駆動制御部12に転
送されると、当該データに従い、XY方向移動制御装置1
3、旋回移動制御装置14及びＺ方向移動制御装置15が作
動し、インクジェットヘッド16〜21と、これより上側に
位置した成形ステージ31が所定の位置へ移動する。移動
後、ホストコンピュータ11から駆動制御部12を介してイ
ンクジェットヘッド16及び21、或いは17及び20、或いは
18及び21、もしくは16、17、20及び21、或いは17、18、
19及び20又はすべてのインクジェットヘッドへ指令が出
され、ポンプを介して対応するタンク22〜24に入ってい
る光硬化性樹脂が吐出される。当該タンク22〜24にはそ
れぞれ異なる色の光硬化性樹脂を収容しており、その結
果、任意の着色が可能である。インクジェットヘッドか
ら吐出された光硬化性樹脂の液滴は一層ごとに成形ステ
ージ31上に積層され、光源32の照射によって、当該樹脂
が硬化される。下方位置のインクジェットヘッド16〜18
と側方位置のインクジェットヘッド19〜21とからの上記
した吐出の繰り返しによって多色の或いは任意の混合色
の成形物が形成される。
ルは、幾層もの薄い断面体にスライスされ、おのおのの
断面が座標データ化され、同時にモデル色に従って色が
カラーデータ化される。このデータが駆動制御部12に転
送されると、当該データに従い、XY方向移動制御装置1
3、旋回移動制御装置14及びＺ方向移動制御装置15が作
動し、インクジェットヘッド16〜21と、これより上側に
位置した成形ステージ31が所定の位置へ移動する。移動
後、ホストコンピュータ11から駆動制御部12を介してイ
ンクジェットヘッド16及び21、或いは17及び20、或いは
18及び21、もしくは16、17、20及び21、或いは17、18、
19及び20又はすべてのインクジェットヘッドへ指令が出
され、ポンプを介して対応するタンク22〜24に入ってい
る光硬化性樹脂が吐出される。当該タンク22〜24にはそ
れぞれ異なる色の光硬化性樹脂を収容しており、その結
果、任意の着色が可能である。インクジェットヘッドか
ら吐出された光硬化性樹脂の液滴は一層ごとに成形ステ
ージ31上に積層され、光源32の照射によって、当該樹脂
が硬化される。下方位置のインクジェットヘッド16〜18
と側方位置のインクジェットヘッド19〜21とからの上記
した吐出の繰り返しによって多色の或いは任意の混合色
の成形物が形成される。
本実施例に用いられる光硬化性樹脂には、粘度、反応
速度、反応効率などを考慮に入れる必要がある。そし
て、当該樹脂は、主成分となる光重合プレポリマー及び
光重合性モノマー、光重合を開始させる光重合開始剤、
着色剤を包含している。光重合性プレポリマーとして
は、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレー
ト、ポリウレタンアクリレート等が適当であり、光重合
性モノマーとしては、1,6−ヘキサンジアクリレート、
ネオペンチルグリコールジアクリレート等が適当であ
り、光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ミヒラー
ズケトン、チオキサントン、アリールヨードニウム塩、
鉄−アレン化合物等が適当である。着色剤には、一般の
染料や顔料が使用できる。増感剤や安定剤、反応性希釈
剤などが適当な比率で混合されていることはいうまでも
ない。
速度、反応効率などを考慮に入れる必要がある。そし
て、当該樹脂は、主成分となる光重合プレポリマー及び
光重合性モノマー、光重合を開始させる光重合開始剤、
着色剤を包含している。光重合性プレポリマーとして
は、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレー
ト、ポリウレタンアクリレート等が適当であり、光重合
性モノマーとしては、1,6−ヘキサンジアクリレート、
ネオペンチルグリコールジアクリレート等が適当であ
り、光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ミヒラー
ズケトン、チオキサントン、アリールヨードニウム塩、
鉄−アレン化合物等が適当である。着色剤には、一般の
染料や顔料が使用できる。増感剤や安定剤、反応性希釈
剤などが適当な比率で混合されていることはいうまでも
ない。
本発明は以上に詳述した実施例に限定されるものでは
なく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を
加えることができる。例えば、前記制御コンピュータ11
にCAD/CAM/CAEのシステムを導入すれば更に「成形のス
ピードアップ化」と「デザインの質的向上」をおしすす
めることも可能である。
なく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を
加えることができる。例えば、前記制御コンピュータ11
にCAD/CAM/CAEのシステムを導入すれば更に「成形のス
ピードアップ化」と「デザインの質的向上」をおしすす
めることも可能である。
第１図は本発明の全体的概略図、第２図は従来の三次元
成形装置の概略図である。 11……ホストコンピュータ 12……駆動制御部 13……XY方向移動制御装置 14……旋回移動制御装置 15……Ｚ方向移動制御装置 16,17,18,19,20,21……インクジェットヘッド 22,23,24……樹脂用タンク 23,26,27,28,29,30……ポンプ 31……ステージ 32……光源
成形装置の概略図である。 11……ホストコンピュータ 12……駆動制御部 13……XY方向移動制御装置 14……旋回移動制御装置 15……Ｚ方向移動制御装置 16,17,18,19,20,21……インクジェットヘッド 22,23,24……樹脂用タンク 23,26,27,28,29,30……ポンプ 31……ステージ 32……光源
Claims (1)
- 【請求項１】光硬化性樹脂を小滴として吐出するインク
ジェットヘッドと、 当該インクジェットヘッドから吐出された光硬化性樹脂
が積層するステージと、 積層した樹脂に光を照射する光源と、 樹脂の吐出途中に当該樹脂の吐出方向を相対的に変化さ
せる制御手段とを備え、 前記インクジェットヘッドを用いて、外部入力された成
形物断面スライスの情報に応じて、光硬化性樹脂を積層
させて立体成形を行う三次元成形装置において、 成形対象物のカラーをモデル色に従ってデータ化処理す
る処理部位を設け、 当該モデル色に応じたそれぞれ一色の光硬化性樹脂を吐
出する複数個のインクジェットヘッドを備えることを特
徴とする三次元成形装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12785089A JP2697136B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 三次元成形装置 |
| GB9011461A GB2233928B (en) | 1989-05-23 | 1990-05-22 | Apparatus and method for forming three-dimensional article |
| US07/527,286 US5059266A (en) | 1989-05-23 | 1990-05-23 | Apparatus and method for forming three-dimensional article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12785089A JP2697136B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 三次元成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307730A JPH02307730A (ja) | 1990-12-20 |
| JP2697136B2 true JP2697136B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=14970212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12785089A Expired - Lifetime JP2697136B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 三次元成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697136B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011058953A1 (ja) | 2009-11-10 | 2011-05-19 | ソニー株式会社 | 立体造形物の造形方法及び造形装置 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100838878B1 (ko) * | 2000-04-14 | 2008-06-16 | 제트 코포레이션 | 입체물의 삼차원 인쇄용 조성물 |
| US6520084B1 (en) | 2000-11-13 | 2003-02-18 | Creo Inc. | Method for making printing plate using inkjet |
| EP1428666B1 (en) * | 2002-12-11 | 2007-04-25 | Agfa Graphics N.V. | Preparation of flexographic printing plates using ink jet recording |
| JP2007231230A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Fujifilm Corp | インク組成物、インクジェット記録方法、平版印刷版の製造方法、及び、平版印刷版 |
| JP5583595B2 (ja) * | 2008-11-21 | 2014-09-03 | 日立マクセル株式会社 | エネルギー線硬化型インクジェットインク組成物 |
| EP2433716A1 (en) * | 2010-09-22 | 2012-03-28 | Hexagon Technology Center GmbH | Surface spraying device with a nozzle control mechanism and a corresponding method |
| WO2016063665A1 (ja) | 2014-10-20 | 2016-04-28 | ソニー株式会社 | 光造形装置、および造形物の製造方法 |
| US10899079B2 (en) | 2015-09-17 | 2021-01-26 | Sony Corporation | Optical shaping apparatus and method of producing shaped article |
| CN112265272B (zh) * | 2020-09-23 | 2022-04-05 | 山西增材制造研究院有限公司 | 一种405nmDLP打印不同层间颜色的工艺 |
-
1989
- 1989-05-23 JP JP12785089A patent/JP2697136B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011058953A1 (ja) | 2009-11-10 | 2011-05-19 | ソニー株式会社 | 立体造形物の造形方法及び造形装置 |
| KR20120100966A (ko) | 2009-11-10 | 2012-09-12 | 소니 주식회사 | 입체 조형물의 조형 방법 및 조형 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02307730A (ja) | 1990-12-20 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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