JP2697137B2 - 三次元成形装置 - Google Patents
三次元成形装置Info
- Publication number
- JP2697137B2 JP2697137B2 JP12868689A JP12868689A JP2697137B2 JP 2697137 B2 JP2697137 B2 JP 2697137B2 JP 12868689 A JP12868689 A JP 12868689A JP 12868689 A JP12868689 A JP 12868689A JP 2697137 B2 JP2697137 B2 JP 2697137B2
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- Japan
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- resin
- molding
- dimensional
- jet head
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49015—Wire, strang laying, deposit fluid, welding, adhesive, hardening, solidification, fuse
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３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に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、このような装置は、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。
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に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、このような装置は、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。
そのため、光硬化性樹脂を小滴として吐出する複数の
インクジェットヘッドを用いて、外部入力された一層ず
つの成形物断面の情報に応じて光硬化性樹脂を積層させ
光照射することで硬化し立体成形を行う多色三次元成形
装置が考案されている（第４図）。このような多色三次
元成形装置は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マジェンタ）、Ｃ
（シアン）、Bk（ブラック）４色のインクジェットヘッ
ドを有しており、成形物を載せる成形ステージをＺ軸方
向に移動させながら、各色用のインクジェットヘッドを
XY方向に移動させながら、またステージ回りを旋回させ
ながら、各色の光硬化性樹脂を吐出する。その動作の
際、近傍に設置された光源により光照射され、樹脂が硬
化することにより三次元成形物が成形される。
インクジェットヘッドを用いて、外部入力された一層ず
つの成形物断面の情報に応じて光硬化性樹脂を積層させ
光照射することで硬化し立体成形を行う多色三次元成形
装置が考案されている（第４図）。このような多色三次
元成形装置は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マジェンタ）、Ｃ
（シアン）、Bk（ブラック）４色のインクジェットヘッ
ドを有しており、成形物を載せる成形ステージをＺ軸方
向に移動させながら、各色用のインクジェットヘッドを
XY方向に移動させながら、またステージ回りを旋回させ
ながら、各色の光硬化性樹脂を吐出する。その動作の
際、近傍に設置された光源により光照射され、樹脂が硬
化することにより三次元成形物が成形される。
しかしながら、このような三次元成形装置において
は、各色を精密に制御して、リアルに減色混合を行うた
め、吐出量の少ないインクジェットヘッドを使用してい
る。そのため、広い面積を同一色で成形しようとした
り、また構造的に肉厚が必要ではあるが、表面に現れな
い部分を形成する場合には非常に時間がかかり、能率が
悪い。
は、各色を精密に制御して、リアルに減色混合を行うた
め、吐出量の少ないインクジェットヘッドを使用してい
る。そのため、広い面積を同一色で成形しようとした
り、また構造的に肉厚が必要ではあるが、表面に現れな
い部分を形成する場合には非常に時間がかかり、能率が
悪い。
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、三次元成形、とりわけ多色の三次元
成形を能率的に短時間で行うことを目的にしている。こ
の目的を達成するために本発明の三次元成形装置は、従
来の三次元装置、即ち、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装置を改良して、吐出量の
異なるインクジェットヘッドを複数個有するようになっ
ている。多色成形の場合には、とりわけ吐出量の異なる
複数のインクジェットヘッドが、各基本色毎に備えられ
ていれば好適である。
されたものであり、三次元成形、とりわけ多色の三次元
成形を能率的に短時間で行うことを目的にしている。こ
の目的を達成するために本発明の三次元成形装置は、従
来の三次元装置、即ち、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装置を改良して、吐出量の
異なるインクジェットヘッドを複数個有するようになっ
ている。多色成形の場合には、とりわけ吐出量の異なる
複数のインクジェットヘッドが、各基本色毎に備えられ
ていれば好適である。
本発明の三次元成形装置は、その成形物の微妙な吐出
を必要とする成形部分には、最少吐出量のジェットヘッ
ドを用いて成形を行う。また大面積、大容量の成形部分
や表面が現れない構造部分には、吐出量の大きなジェッ
トヘッドを用いて成形を行う。このような吐出量の変更
は、繊細な色混合をする必要のある多色三次元成形にお
いて、より適するものである。
を必要とする成形部分には、最少吐出量のジェットヘッ
ドを用いて成形を行う。また大面積、大容量の成形部分
や表面が現れない構造部分には、吐出量の大きなジェッ
トヘッドを用いて成形を行う。このような吐出量の変更
は、繊細な色混合をする必要のある多色三次元成形にお
いて、より適するものである。
上記の構成を有する本発明の三次元成形装置によれ
ば、微妙な吐出を必要とする部分に最少吐出量のジェッ
トヘッドを用い、大面積、大容量の部分や表面が現れな
い構造部分に吐出量の大きなジェットヘッドを用いて成
形するので、能率的に三次元成形が行われて、成形時間
が短縮できる。
ば、微妙な吐出を必要とする部分に最少吐出量のジェッ
トヘッドを用い、大面積、大容量の部分や表面が現れな
い構造部分に吐出量の大きなジェットヘッドを用いて成
形するので、能率的に三次元成形が行われて、成形時間
が短縮できる。
以下に本発明を図面に基づき、とりわけ多色三次元成
形において詳細に説明する。
形において詳細に説明する。
本発明の三次元成形装置は、基本的に、従来の多色三
次元成形装置と同様に、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、当該コンピュータ
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、当該駆動制御部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、旋回移動制御装置及びＺ方向移動制御装置
11、インクジェットヘッドユニット12、樹脂用タンク、
ポンプ、成形ステージ13及び樹脂硬化用光源14から構成
されていて、しかも前記インクジェットヘッドは、各基
本色について吐出量の異なるヘッドを複数個ずつ有して
いる。インクジェットヘッドユニット12は吐出量の大き
い第一ヘッド15と吐出量の小さい第二ヘッド16とから構
成されている。
次元成形装置と同様に、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、当該コンピュータ
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、当該駆動制御部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、旋回移動制御装置及びＺ方向移動制御装置
11、インクジェットヘッドユニット12、樹脂用タンク、
ポンプ、成形ステージ13及び樹脂硬化用光源14から構成
されていて、しかも前記インクジェットヘッドは、各基
本色について吐出量の異なるヘッドを複数個ずつ有して
いる。インクジェットヘッドユニット12は吐出量の大き
い第一ヘッド15と吐出量の小さい第二ヘッド16とから構
成されている。
次に本装置の動作を第１図及び第２図の実施例に基づ
き、説明する。
き、説明する。
本装置は、ホストコンピュータ・駆動制御部からの指
示に従い、三次元成形物を作成するように作動する。ホ
ストコンピュータ・駆動制御部からの制御信号によっ
て、成形ステージ13はＺ方向に変位する。同様にヘッド
ユニット12はＸ、Ｙ方向に変位しながら、第一ヘッド1
5、第二ヘッド16より光硬化性樹脂を吐出する。第１図
において、成形物の構造部分となる表面に現れない成形
部分は、吐出量の大きな第一ヘッド15で成形を行う。ま
た、第２図に示すように成形物の表面形状となったり、
微妙な色調整が必要である成形部分には、吐出量の小さ
な第二ヘッド16で成形を行う。
示に従い、三次元成形物を作成するように作動する。ホ
ストコンピュータ・駆動制御部からの制御信号によっ
て、成形ステージ13はＺ方向に変位する。同様にヘッド
ユニット12はＸ、Ｙ方向に変位しながら、第一ヘッド1
5、第二ヘッド16より光硬化性樹脂を吐出する。第１図
において、成形物の構造部分となる表面に現れない成形
部分は、吐出量の大きな第一ヘッド15で成形を行う。ま
た、第２図に示すように成形物の表面形状となったり、
微妙な色調整が必要である成形部分には、吐出量の小さ
な第二ヘッド16で成形を行う。
光硬化性樹脂は吐出され、成形物に順次積層した後、
直ちに付設の樹脂硬化用光源14にて硬化される。
直ちに付設の樹脂硬化用光源14にて硬化される。
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ことは言うまでもない。
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ことは言うまでもない。
第１図、第２図は本発明の三次元成形装置における成形
ステージ及びインクジェットヘッド近辺の拡大部分図、
第３図は従来の単一材料・単一色用三次元成形装置の概
略図、第４図は従来の多色三次元成形装置の概略図であ
る。 11……Ｚ方向移動制御装置 12……インクジェットヘッドユニット 13……成形ステージ 14……樹脂硬化用光源 15……第一ヘッド 16……第二ヘッド
ステージ及びインクジェットヘッド近辺の拡大部分図、
第３図は従来の単一材料・単一色用三次元成形装置の概
略図、第４図は従来の多色三次元成形装置の概略図であ
る。 11……Ｚ方向移動制御装置 12……インクジェットヘッドユニット 13……成形ステージ 14……樹脂硬化用光源 15……第一ヘッド 16……第二ヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 3/00 Ｇ０５Ｄ 3/00
Claims (2)
- 【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、 吐出量の異なるインクジェットヘッドを複数個有するこ
とを特徴とする三次元成形装置。 - 【請求項２】吐出量の異なる複数のインクジェットヘッ
ドが、各基本色毎に備えられていることを特徴とする請
求項第（１）項に記載の三次元成形装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12868689A JP2697137B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP12868689A JP2697137B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 三次元成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03114731A JPH03114731A (ja) | 1991-05-15 |
| JP2697137B2 true JP2697137B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=14990921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12868689A Expired - Lifetime JP2697137B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-24 | 三次元成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697137B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0715573B1 (en) * | 1993-08-26 | 2001-11-07 | Solidscape, Inc. | 3-d model maker |
| FR2859128B1 (fr) * | 2003-08-29 | 2006-03-10 | Centre Nat Rech Scient | Procede et dispositif de fabrication d'un composant multimateriaux tridimensionnel par impression du type jet d'encre |
| WO2009070500A1 (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-04 | Huntsman Advanced Materials Americas Inc. | Photocurable resin composition for producing three dimensional articles having high clarity |
| US8916084B2 (en) * | 2008-09-04 | 2014-12-23 | Xerox Corporation | Ultra-violet curable gellant inks for three-dimensional printing and digital fabrication applications |
| JP6162565B2 (ja) * | 2013-10-04 | 2017-07-12 | 株式会社ミマキエンジニアリング | 三次元造形装置及び三次元造形対象物の成形方法 |
-
1989
- 1989-05-24 JP JP12868689A patent/JP2697137B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03114731A (ja) | 1991-05-15 |
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Legal Events
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