JP2699548B2 - 立体モデルの作成方法 - Google Patents
立体モデルの作成方法Info
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- JP2699548B2 JP2699548B2 JP12868989A JP12868989A JP2699548B2 JP 2699548 B2 JP2699548 B2 JP 2699548B2 JP 12868989 A JP12868989 A JP 12868989A JP 12868989 A JP12868989 A JP 12868989A JP 2699548 B2 JP2699548 B2 JP 2699548B2
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- Japan
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- resin
- dimensional model
- mesh sheet
- dimensional
- model
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、立体モデルの作成方法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、目的とする立体モデルを作成する方法に関
するものである。
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、目的とする立体モデルを作成する方法に関
するものである。
例えば、三次元CAD上で三次元モデラーを用いて物品
をデザインすることが行われている。
をデザインすることが行われている。
そこで得られたデザインは、グラフィックディスプレ
イ上で検討されて、変更されていくが、最終的には実際
に立体モデルを作成することが必要である。そのため、
三次元CADからオンライン或いはオフラインで結ばれたN
C加工機によって削り出しを行い、クレイモデルを得て
いる。
イ上で検討されて、変更されていくが、最終的には実際
に立体モデルを作成することが必要である。そのため、
三次元CADからオンライン或いはオフラインで結ばれたN
C加工機によって削り出しを行い、クレイモデルを得て
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、このような削り出し加工では、複雑形
状においては削り出し加工に時間がかかり、形状によっ
ては削り出し困難な場合がある。また、プロトタイプを
早く入手したいという要求に応じるのも困難である。
状においては削り出し加工に時間がかかり、形状によっ
ては削り出し困難な場合がある。また、プロトタイプを
早く入手したいという要求に応じるのも困難である。
さらに削り落とした部分は、スクラップとなり、その
ままでは再利用することができず、モデルの作成費は高
価になってしまう。
ままでは再利用することができず、モデルの作成費は高
価になってしまう。
そこで本発明は、上記の問題点を解決するために創出
させたものであり、光硬化性樹脂を用いて所定のプロセ
スを踏んで立体モデルを形成することにより、複雑な形
状の立体モデルを短時間でしかも安価に提供することを
目的としている。
させたものであり、光硬化性樹脂を用いて所定のプロセ
スを踏んで立体モデルを形成することにより、複雑な形
状の立体モデルを短時間でしかも安価に提供することを
目的としている。
この目的を達成するために本発明の立体モデルの作成
方法は、光硬化性樹脂を小滴として吐出する段階と、当
該光硬化性樹脂をスライス層として所定位置に載置する
段階と、この樹脂層に光を照射して、当該樹脂を硬化す
る段階とを包含して、これらの段階を繰り返し、樹脂を
積層することによって立体モデルを作成する方法にし
て、これらの段階の途中において、作成中の立体モデル
の断面にメッシュシートを配置する段階と、この配置し
たメッシュシート上に引き続いて光硬化性樹脂液滴を積
層させる段階とを加えて構成されている。
方法は、光硬化性樹脂を小滴として吐出する段階と、当
該光硬化性樹脂をスライス層として所定位置に載置する
段階と、この樹脂層に光を照射して、当該樹脂を硬化す
る段階とを包含して、これらの段階を繰り返し、樹脂を
積層することによって立体モデルを作成する方法にし
て、これらの段階の途中において、作成中の立体モデル
の断面にメッシュシートを配置する段階と、この配置し
たメッシュシート上に引き続いて光硬化性樹脂液滴を積
層させる段階とを加えて構成されている。
メッシュシートを立体モデルと同じ光硬化性樹脂から
成るものとすれば、均質な構造となって、外観だけでな
く、強度の評価を行うことも容易である。しかも当該シ
ートを半硬化の光硬化性樹脂によって成形させ、光照射
を積層箇所のみに限定するようにすれば、当該シートの
除去が容易になる。立体モデルの形状によっては、メッ
シュシートの材質を選択することによって、後加工の
際、溶剤などの除去液で不要部分のメッシュシートを溶
解させることもできる。光学系を収束構造とすれば、光
照射を樹脂液滴の吐出ごとに断続させることなく、連続
して行うことも可能である。
成るものとすれば、均質な構造となって、外観だけでな
く、強度の評価を行うことも容易である。しかも当該シ
ートを半硬化の光硬化性樹脂によって成形させ、光照射
を積層箇所のみに限定するようにすれば、当該シートの
除去が容易になる。立体モデルの形状によっては、メッ
シュシートの材質を選択することによって、後加工の
際、溶剤などの除去液で不要部分のメッシュシートを溶
解させることもできる。光学系を収束構造とすれば、光
照射を樹脂液滴の吐出ごとに断続させることなく、連続
して行うことも可能である。
上記の構成を有する本発明の立体モデル作成方法によ
れば、三次元成形装置のインクジェットヘッドから吐出
された光硬化性樹脂液滴を、成形ステージ上に所定形状
にスライス層として載置して、この層に光を照射して、
当該樹脂を硬化し、この硬化層にさらに樹脂液滴を重
ね、光照射して硬化する工程を繰り返し、その繰り返し
工程の途中に、作成中の立体モデルの断面にメッシュシ
ートを配置して、当該メッシュシート上にさらに樹脂液
滴を積層させて、立体モデルを作成する。
れば、三次元成形装置のインクジェットヘッドから吐出
された光硬化性樹脂液滴を、成形ステージ上に所定形状
にスライス層として載置して、この層に光を照射して、
当該樹脂を硬化し、この硬化層にさらに樹脂液滴を重
ね、光照射して硬化する工程を繰り返し、その繰り返し
工程の途中に、作成中の立体モデルの断面にメッシュシ
ートを配置して、当該メッシュシート上にさらに樹脂液
滴を積層させて、立体モデルを作成する。
本発明は、メッシュシートを成形途中の樹脂モデル断
面に押し当てつつ、インクジェットヘッドから光硬化性
樹脂液滴を吐出して、メッシュシート上に付着させて成
形物の立体モデルを成形することによって、三次元CAD
を用いてデザインされた種々の物品の立体モデルを、短
時間に成形することが可能である。とりわけメッシュシ
ートの利用によって、立体モデルの形状的制約を大幅に
減少させている。さらに樹脂も必要分しか使用しないた
めに経済性の面でも効果が大きい。
面に押し当てつつ、インクジェットヘッドから光硬化性
樹脂液滴を吐出して、メッシュシート上に付着させて成
形物の立体モデルを成形することによって、三次元CAD
を用いてデザインされた種々の物品の立体モデルを、短
時間に成形することが可能である。とりわけメッシュシ
ートの利用によって、立体モデルの形状的制約を大幅に
減少させている。さらに樹脂も必要分しか使用しないた
めに経済性の面でも効果が大きい。
以下に本発明を図面に基づき、詳細に説明する。
まず本発明の立体モデル作成方法に用いる三次元成形
装置は、基本的に、立体モデルの形成、データの送り出
しを行うホストコンピュータ11、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。この三次元成形装置は、
カラー立体モデルを作成できるように、垂直方向インク
ジェットヘッド、水平方向インクジェットヘッド及び樹
脂用タンクがそれぞれ複数個備えられている。
装置は、基本的に、立体モデルの形成、データの送り出
しを行うホストコンピュータ11、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。この三次元成形装置は、
カラー立体モデルを作成できるように、垂直方向インク
ジェットヘッド、水平方向インクジェットヘッド及び樹
脂用タンクがそれぞれ複数個備えられている。
そしてこの装置によって立体モデルの作成は次のよう
になされる。
になされる。
ホストコンピュータ11で形成されたカラー三次元イメ
ージは、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
13、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17へ指令が出され、ポンプを介して
対応するタンク23に入っている光硬化性樹脂が吐出され
る。一層ごとに成形ステージ31に積層されて、光源32の
照射によって、当該樹脂が硬化される（第２図）。積層
・硬化を一層ずつ行いながら、成形ステージ31をＺ方向
移動制御装置15を介して一層分に相当する距離だけずら
す。ここで、各層の厚みは、吐出される光硬化性樹脂の
量、粘度、比重、表面張力などにより決定される。そし
て、所定の厚さだけ積層を終えた段階で、上記樹脂材料
と同一材料によるメッシュシート33を当該成形途中の積
層物上に配置した上で、更に積層を続ける（第３図）。
このようなメッシュシートの存在することにより、第３
図の成形物の最外郭の部分のような積層も可能となる。
そして、インクジェット20からの樹脂の吐出によって、
成形物の成形を終える（第４図）。成形終了後に、不要
な部分であるメッシュシート33を後加工によって取り除
き、成形物を完成させる（第５図）。このような工程に
よれば、メッシュシートを第ｎ層の断面に押し当てて、
このメッシュシート上に光硬化性樹脂液滴を積層させる
ことによって、第ｎ層より広い面積の第ｎ＋１層を成形
することも可能である。
ージは、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
13、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17へ指令が出され、ポンプを介して
対応するタンク23に入っている光硬化性樹脂が吐出され
る。一層ごとに成形ステージ31に積層されて、光源32の
照射によって、当該樹脂が硬化される（第２図）。積層
・硬化を一層ずつ行いながら、成形ステージ31をＺ方向
移動制御装置15を介して一層分に相当する距離だけずら
す。ここで、各層の厚みは、吐出される光硬化性樹脂の
量、粘度、比重、表面張力などにより決定される。そし
て、所定の厚さだけ積層を終えた段階で、上記樹脂材料
と同一材料によるメッシュシート33を当該成形途中の積
層物上に配置した上で、更に積層を続ける（第３図）。
このようなメッシュシートの存在することにより、第３
図の成形物の最外郭の部分のような積層も可能となる。
そして、インクジェット20からの樹脂の吐出によって、
成形物の成形を終える（第４図）。成形終了後に、不要
な部分であるメッシュシート33を後加工によって取り除
き、成形物を完成させる（第５図）。このような工程に
よれば、メッシュシートを第ｎ層の断面に押し当てて、
このメッシュシート上に光硬化性樹脂液滴を積層させる
ことによって、第ｎ層より広い面積の第ｎ＋１層を成形
することも可能である。
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。例えば、本実施例に用いられるメ
ッシュシートは必ずしも立体モデルの作成に用いられる
樹脂材料と同一である必要はなく、ある程度の強度を持
ち且つ切り落とし可能なものであればよい。また、本実
施例のインクジェットヘッド19〜21を設置する代わり
に、水平方向から樹脂液滴を吐出すべき段階で更にメッ
シュシートを配置することとして、垂直方向のインクジ
ェットヘッド16〜18の吐出を行わせてもよい。
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。例えば、本実施例に用いられるメ
ッシュシートは必ずしも立体モデルの作成に用いられる
樹脂材料と同一である必要はなく、ある程度の強度を持
ち且つ切り落とし可能なものであればよい。また、本実
施例のインクジェットヘッド19〜21を設置する代わり
に、水平方向から樹脂液滴を吐出すべき段階で更にメッ
シュシートを配置することとして、垂直方向のインクジ
ェットヘッド16〜18の吐出を行わせてもよい。
第１図は本発明に用いる三次元成形装置の全体的概略
図、第２〜５図は本発明の立体モデルの作成方法の工程
を示す図である。 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 16〜21……インクジェットヘッド 31……ステージ 32……光源 33……メッシュシート
図、第２〜５図は本発明の立体モデルの作成方法の工程
を示す図である。 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 16〜21……インクジェットヘッド 31……ステージ 32……光源 33……メッシュシート
Claims (1)
- 【請求項１】光硬化性樹脂を小滴として吐出する段階
と、 当該光硬化性樹脂をスライス層として所定位置に載置す
る段階と、 この樹脂層に光を照射して、当該樹脂を硬化する段階と を包含して、これらの段階を繰り返し、樹脂を積層する
ことによって立体モデルを作成する方法において、 作成中の立体モデルの断面にメッシュシートを配置する
段階と、 この配置したメッシュシート上に引き続いて光硬化性樹
脂液滴を積層させる段階と を付加することを特徴とする立体モデルの作成方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12868989A JP2699548B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 立体モデルの作成方法 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP12868989A JP2699548B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 立体モデルの作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307733A JPH02307733A (ja) | 1990-12-20 |
| JP2699548B2 true JP2699548B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=14990990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12868989A Expired - Lifetime JP2699548B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-24 | 立体モデルの作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2699548B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6520084B1 (en) | 2000-11-13 | 2003-02-18 | Creo Inc. | Method for making printing plate using inkjet |
| CN104028760A (zh) * | 2014-06-05 | 2014-09-10 | 苏州铉动三维空间科技有限公司 | 一种3d打印机用的打印结构 |
-
1989
- 1989-05-24 JP JP12868989A patent/JP2699548B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02307733A (ja) | 1990-12-20 |
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Legal Events
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