JP2738016B2 - 三次元成形装置 - Google Patents
三次元成形装置Info
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- JP2738016B2 JP2738016B2 JP12784889A JP12784889A JP2738016B2 JP 2738016 B2 JP2738016 B2 JP 2738016B2 JP 12784889 A JP12784889 A JP 12784889A JP 12784889 A JP12784889 A JP 12784889A JP 2738016 B2 JP2738016 B2 JP 2738016B2
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- photocurable
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- ejected
- photocurable resin
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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、光硬化性樹脂を小滴として噴出する複数の
インクジェットヘッドと、当該インクジエットヘッドか
ら噴出されたそれぞれの光硬化性樹脂が積層するステー
ジと、積層した光硬化性樹脂に光を照射してその光硬化
性樹脂を硬化する光源と、光硬化性樹脂の噴出途中にこ
の光硬化性樹脂の噴出位置や方向を相対的に変化させる
制御手段とを備えている成形品を成形するための三次元
成形装置に関する。
インクジェットヘッドと、当該インクジエットヘッドか
ら噴出されたそれぞれの光硬化性樹脂が積層するステー
ジと、積層した光硬化性樹脂に光を照射してその光硬化
性樹脂を硬化する光源と、光硬化性樹脂の噴出途中にこ
の光硬化性樹脂の噴出位置や方向を相対的に変化させる
制御手段とを備えている成形品を成形するための三次元
成形装置に関する。
従来、第６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。このデータにしたがって制御コンピェ
ータ61により、XY方向移動制御装置62とＺ方向移動装置
63とが作動して、同時にレーザー光源64からレーザー光
線が照射されて、樹脂タンク65内の光硬化性樹脂66の液
体表面67を走査して、制御コンピュータ61の情報に基づ
く断面形状が描かれる。タンク65内のテーブル68上で、
レーザー光線が当たった光硬化性樹脂66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61によってテーブル68
は一層分の厚さに相当する距離だけ降下する。次いで、
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69が形成され
る。
スライスされる。このデータにしたがって制御コンピェ
ータ61により、XY方向移動制御装置62とＺ方向移動装置
63とが作動して、同時にレーザー光源64からレーザー光
線が照射されて、樹脂タンク65内の光硬化性樹脂66の液
体表面67を走査して、制御コンピュータ61の情報に基づ
く断面形状が描かれる。タンク65内のテーブル68上で、
レーザー光線が当たった光硬化性樹脂66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61によってテーブル68
は一層分の厚さに相当する距離だけ降下する。次いで、
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69が形成され
る。
しかしながら、この従来の装置は、レーザー光線をタ
ンクに入っている光硬化性樹脂に直接に照射して硬化さ
せるといった構造を採用していたため、単一材料でしか
成形することができなかった。仮に成形途中で材料を変
更しようすれば、タンク内の光硬化性樹脂のすべてを入
れ換える必要がある。したがって、洗浄等の操作を施さ
なければならないため、材料を変更する場合には、時間
と費用が必要以上にかかった。また、樹脂の重合の制御
も非常に困難であった。
ンクに入っている光硬化性樹脂に直接に照射して硬化さ
せるといった構造を採用していたため、単一材料でしか
成形することができなかった。仮に成形途中で材料を変
更しようすれば、タンク内の光硬化性樹脂のすべてを入
れ換える必要がある。したがって、洗浄等の操作を施さ
なければならないため、材料を変更する場合には、時間
と費用が必要以上にかかった。また、樹脂の重合の制御
も非常に困難であった。
本発明の課題は、成型品の成形途中で樹脂材料を変え
て成形を続行可能である三次元成形装置を提供すること
にある。
て成形を続行可能である三次元成形装置を提供すること
にある。
本発明の課題は、複数の異なる光硬化性樹脂の各々か
ら上記成形品を成形するため、異なる上記光硬化性樹脂
の各々に対してそれぞれに１つのインクジェットヘッド
を備えていること、成形品の一部は、複数のうちのいず
れか１つの光硬化性樹脂がインクジェットヘッドから噴
出されることによって、ステージ上に成形されること、
成形品のその他の一部若しくはその成形品の残りの全部
は、他の１つの光硬化性樹脂がインクジェットヘッドか
ら噴出されることによって上記成形品の一部に積層して
成形されることで解決される。
ら上記成形品を成形するため、異なる上記光硬化性樹脂
の各々に対してそれぞれに１つのインクジェットヘッド
を備えていること、成形品の一部は、複数のうちのいず
れか１つの光硬化性樹脂がインクジェットヘッドから噴
出されることによって、ステージ上に成形されること、
成形品のその他の一部若しくはその成形品の残りの全部
は、他の１つの光硬化性樹脂がインクジェットヘッドか
ら噴出されることによって上記成形品の一部に積層して
成形されることで解決される。
上記の構成を有する本発明の三次元成形装置は、イン
クジエットヘッドから光硬化性樹脂をステージ上に噴出
し、制御手段により当該樹脂の噴出位置や方向を相対的
に変化させてステージ上に積層させ、光源から光を照射
することで積層物を硬化し、この工程を繰り返すことで
三次元成形物を成形する。ここで、三次元成型品を複数
の異なる光硬化性樹脂から構成するには、成型品の一部
を一のインクジェットヘッドから所望の光硬化性樹脂を
噴出させて成形し、成型品のその他の一部又は成型品の
残りの全部を、他のインクジエットヘッドから他の光硬
化性樹脂を噴出させて成形する。このため、成型時の材
料の切り換えを早く行うことができる。これにより、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。また噴出と光硬化を繰り返すためにたれ
等が生じないので成形精度が良い。また、樹脂が小滴状
で噴射されるので樹脂の重合の制御も容易である。
クジエットヘッドから光硬化性樹脂をステージ上に噴出
し、制御手段により当該樹脂の噴出位置や方向を相対的
に変化させてステージ上に積層させ、光源から光を照射
することで積層物を硬化し、この工程を繰り返すことで
三次元成形物を成形する。ここで、三次元成型品を複数
の異なる光硬化性樹脂から構成するには、成型品の一部
を一のインクジェットヘッドから所望の光硬化性樹脂を
噴出させて成形し、成型品のその他の一部又は成型品の
残りの全部を、他のインクジエットヘッドから他の光硬
化性樹脂を噴出させて成形する。このため、成型時の材
料の切り換えを早く行うことができる。これにより、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。また噴出と光硬化を繰り返すためにたれ
等が生じないので成形精度が良い。また、樹脂が小滴状
で噴射されるので樹脂の重合の制御も容易である。
以下に、本発明を図面に基づ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、三次元モデル
の形成とそのデータに従い各部位を制御する制御コンピ
ュータ11、光硬化性樹脂の噴出位置や方向を制御するた
めのXY方向移動制御装置12及びＺ方向移動制御装置13、
インクジェットヘッド14〜19、樹脂用タンク20,21、ポ
ンプ22〜27、成形ステージ28及び樹脂硬化用光源29から
構成されている。
の形成とそのデータに従い各部位を制御する制御コンピ
ュータ11、光硬化性樹脂の噴出位置や方向を制御するた
めのXY方向移動制御装置12及びＺ方向移動制御装置13、
インクジェットヘッド14〜19、樹脂用タンク20,21、ポ
ンプ22〜27、成形ステージ28及び樹脂硬化用光源29から
構成されている。
次に、本装置の動作を実施例に基づいて説明する。
先ず成形されるべき物体の形状が制御コンピュータ11
に入力される。当該制御コンピュータ11からの情報に基
づいて、XY方向移動制御装置12とＺ方向移動制御装置13
が作動し、インクジェットヘッド14〜19と、これより上
側に位置した成形ステージ28が所定の位置へ移動する。
移動後、制御コンピュータ11からポンプ24へ指令が出さ
れ、インクジェットヘッド16からタンク21に入っている
光硬化性樹脂ＡがＸ方向乃至Ｙ方向に移動しながら噴出
されて、成形ステージ28上に積層する。光源29の照射に
よって、当該樹脂が硬化される（第２図）。次に制御コ
ンピュータ11からポンプ23,27へ指令が出され、インク
ジェットヘッド15,19から上記と同じくタンク21に入っ
ている光硬化性樹脂ＡがＸ方向乃至Ｙ方向に移動しなが
ら噴出されて（本実施例においては、その形成物体の形
状の関係からインクジェットヘッド15からは樹脂が噴出
されない）、先に硬化された物体上に積層する。光源29
の照射によって、当該樹脂が硬化される（第３図）。更
に制御コンピュータ11からの指令により、成形ステージ
28がＺ方向に移動し、且つインクジェットヘッド16,17
がＸ方向乃至Ｙ方向に移動し、しかるのち、インクジェ
ットヘッド17からタンク20に入っている光硬化性樹脂Ｂ
がＸ方向乃至Ｙ方向に移動しながら噴出されて、上記の
硬化物体上に積層する。光源29の照射によって、当該樹
脂が硬化される（第４図）。最後に制御コンピュータ11
からポンプ22,26へ指令が出され、インクジェットヘッ
ド14,18から上記と同じくタンク20に入っている光硬化
性樹脂ＢがＸ方向乃至Ｙ方向に移動しながら噴出されて
（本実施例においては、その形成物体の形状の関係から
インクジェットヘッド14からは樹脂が噴出されない）、
先に硬化された物体上に積層する。光源29の照射によっ
て、当該樹脂が硬化され、成形が終了する（第５図）。
に入力される。当該制御コンピュータ11からの情報に基
づいて、XY方向移動制御装置12とＺ方向移動制御装置13
が作動し、インクジェットヘッド14〜19と、これより上
側に位置した成形ステージ28が所定の位置へ移動する。
移動後、制御コンピュータ11からポンプ24へ指令が出さ
れ、インクジェットヘッド16からタンク21に入っている
光硬化性樹脂ＡがＸ方向乃至Ｙ方向に移動しながら噴出
されて、成形ステージ28上に積層する。光源29の照射に
よって、当該樹脂が硬化される（第２図）。次に制御コ
ンピュータ11からポンプ23,27へ指令が出され、インク
ジェットヘッド15,19から上記と同じくタンク21に入っ
ている光硬化性樹脂ＡがＸ方向乃至Ｙ方向に移動しなが
ら噴出されて（本実施例においては、その形成物体の形
状の関係からインクジェットヘッド15からは樹脂が噴出
されない）、先に硬化された物体上に積層する。光源29
の照射によって、当該樹脂が硬化される（第３図）。更
に制御コンピュータ11からの指令により、成形ステージ
28がＺ方向に移動し、且つインクジェットヘッド16,17
がＸ方向乃至Ｙ方向に移動し、しかるのち、インクジェ
ットヘッド17からタンク20に入っている光硬化性樹脂Ｂ
がＸ方向乃至Ｙ方向に移動しながら噴出されて、上記の
硬化物体上に積層する。光源29の照射によって、当該樹
脂が硬化される（第４図）。最後に制御コンピュータ11
からポンプ22,26へ指令が出され、インクジェットヘッ
ド14,18から上記と同じくタンク20に入っている光硬化
性樹脂ＢがＸ方向乃至Ｙ方向に移動しながら噴出されて
（本実施例においては、その形成物体の形状の関係から
インクジェットヘッド14からは樹脂が噴出されない）、
先に硬化された物体上に積層する。光源29の照射によっ
て、当該樹脂が硬化され、成形が終了する（第５図）。
本実施例に用いられる光硬化性樹脂Ａ及びＢ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性プレポ
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−ヘキサンジオールア
クリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、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、アリ
ールスルホニウム塩、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。
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性プレポ
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−ヘキサンジオールア
クリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、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、アリ
ールスルホニウム塩、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。
本発明は、複数の異なる光硬化性樹脂の各々に対して
それぞれ１つのインクジェットヘッドを備えているので
成型品の成形途中で樹脂材料を変えても成形を続行でき
る。このため、従来に比較して短時間できわめて容易に
複数種類の光硬化性樹脂から構成された三次元成型品を
高精度に成形できる。
それぞれ１つのインクジェットヘッドを備えているので
成型品の成形途中で樹脂材料を変えても成形を続行でき
る。このため、従来に比較して短時間できわめて容易に
複数種類の光硬化性樹脂から構成された三次元成型品を
高精度に成形できる。
第１図は、本発明を具体化した一実施例の三次元成形装
置の全体の概略図である。 第２図〜第５図は、三次元成形装置の成形過程の一例を
示す説明図である。 第６図は、従来の三次元成形装置の全体の概略図であ
る。 〔符号の説明〕 11……制御コンピュータ 12……XY方向移動制御装置 13……Ｚ方向移動制御装置 14〜19……インクジェットヘッド 20,21……樹脂用タンク 22〜27……ポンプ 28……ステージ 29……光源
置の全体の概略図である。 第２図〜第５図は、三次元成形装置の成形過程の一例を
示す説明図である。 第６図は、従来の三次元成形装置の全体の概略図であ
る。 〔符号の説明〕 11……制御コンピュータ 12……XY方向移動制御装置 13……Ｚ方向移動制御装置 14〜19……インクジェットヘッド 20,21……樹脂用タンク 22〜27……ポンプ 28……ステージ 29……光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 3/00 Ｇ０５Ｄ 3/00
Claims (1)
- 【請求項１】光硬化性樹脂を小滴として噴出する複数の
インクジエットヘッド（14〜19）と、当該インクジエッ
トヘッド（14〜19）から噴出されたそれぞれの光硬化性
樹脂が積層するステージ（28）と、積層した光硬化性樹
脂に光を照射してその光硬化性樹脂を硬化する光源（2
9）と、光硬化性樹脂の噴出途中にこの光硬化性樹脂の
噴出位置や方向を相対的に変化させる制御手段（11）と
を備えている、成形品を成形するための三次元成形装置
であって、 複数の異なる光硬化性樹脂（A;B）の各々から上記成形
品を成形するため、異なる上記光硬化性樹脂（A;B）の
各々に対してそれぞれに１つのインクジエットヘッド
（15,16,19;14,17,18）を備えていること、 成形品の一部は、複数のうちのいずれか１つの光硬化性
樹脂（Ａ）がインクジェットヘッド（15,16,19）から噴
出されることによって、ステージ（28）上に成形される
こと、 成形品のその他の一部若しくはその成形品の残りの全部
は、他の１つの光硬化性樹脂（Ｂ）がインクジエットヘ
ッド（14,17,18）から噴出されることによって、上記成
形品の一部に積層して成形されること、 を特徴とする三次元成形装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12784889A JP2738016B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP12784889A JP2738016B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 三次元成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307728A JPH02307728A (ja) | 1990-12-20 |
| JP2738016B2 true JP2738016B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=14970166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12784889A Expired - Lifetime JP2738016B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 三次元成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2738016B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5460758A (en) * | 1990-12-21 | 1995-10-24 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Method and apparatus for production of a three-dimensional object |
| US6520084B1 (en) | 2000-11-13 | 2003-02-18 | Creo Inc. | Method for making printing plate using inkjet |
| US7153454B2 (en) * | 2003-01-21 | 2006-12-26 | University Of Southern California | Multi-nozzle assembly for extrusion of wall |
| EP1711328B1 (en) * | 2004-01-20 | 2013-03-13 | University of Southern California | Robotic system for automated construction |
| JP2005261286A (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Chubu Nippon Kogyo Kk | 食品製造装置および食品製造方法 |
| US8916084B2 (en) * | 2008-09-04 | 2014-12-23 | Xerox Corporation | Ultra-violet curable gellant inks for three-dimensional printing and digital fabrication applications |
| JP2016011331A (ja) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | セイコーエプソン株式会社 | インク、インクセット、三次元造形物および三次元造形物の製造方法 |
| JP6874559B2 (ja) * | 2017-06-21 | 2021-05-19 | コニカミノルタ株式会社 | 硬化性組成物、立体造形物の製造方法および立体造形装置 |
| JP7310332B2 (ja) * | 2018-07-19 | 2023-07-19 | 株式会社リコー | 立体造形装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62255124A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-06 | Tatsuo Togawa | ロボツトによる三次元形成物の製造方法及び製造装置 |
| JPH0755538B2 (ja) * | 1987-04-03 | 1995-06-14 | ウイリアム イ− マスタ−ズ | コンピユ−タ援用製造方法及び装置 |
-
1989
- 1989-05-23 JP JP12784889A patent/JP2738016B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02307728A (ja) | 1990-12-20 |
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Legal Events
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