JP2914551B2 - シート積層造形方法および装置 - Google Patents
シート積層造形方法および装置Info
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- JP2914551B2 JP2914551B2 JP6023826A JP2382694A JP2914551B2 JP 2914551 B2 JP2914551 B2 JP 2914551B2 JP 6023826 A JP6023826 A JP 6023826A JP 2382694 A JP2382694 A JP 2382694A JP 2914551 B2 JP2914551 B2 JP 2914551B2
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- 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
- B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
- B29C64/147—Processes of additive manufacturing using only solid materials using sheet material, e.g. laminated object manufacturing [LOM] or laminating sheet material precut to local cross sections of the 3D object
-
- 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
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- G03G15/22—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20
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- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、紙シートを積層する
ことによって３次元物体を造形する方法および装置に関
する。
ことによって３次元物体を造形する方法および装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】複雑な形状の３次元物体を形成する装置
として、熱溶着性の接着剤を予め塗布した紙シートを積
層していく方法が知られている。この装置では、各紙シ
ートを積層した後にホットローラで紙シートを加熱する
ことによって紙シート同士を接着する。そして、上層の
紙シートを、３次元物体を構成する領域の輪郭に沿って
切断する。
として、熱溶着性の接着剤を予め塗布した紙シートを積
層していく方法が知られている。この装置では、各紙シ
ートを積層した後にホットローラで紙シートを加熱する
ことによって紙シート同士を接着する。そして、上層の
紙シートを、３次元物体を構成する領域の輪郭に沿って
切断する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は紙シー
トに接着剤が予め塗布されていたので、紙シートをカッ
トしても３次元物体となる部分と不要な部分とが分離し
ない場合があった。このため、従来は複雑な形状を有す
る３次元物体を成形することができないという問題があ
った。
トに接着剤が予め塗布されていたので、紙シートをカッ
トしても３次元物体となる部分と不要な部分とが分離し
ない場合があった。このため、従来は複雑な形状を有す
る３次元物体を成形することができないという問題があ
った。
【０００４】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、紙シートを積層
して複雑な形状の３次元物体を形成することのできる方
法および装置を提供することを目的とする。
を解決するためになされたものであり、紙シートを積層
して複雑な形状の３次元物体を形成することのできる方
法および装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】上述の課題を
解決するため、この発明の請求項１に記載した方法は、
（Ａ）３次元物体を構成する有効領域と３次元物体を構
成しない不要領域とに切断された第１の紙シート材を準
備する工程と、（Ｂ）前記第１の紙シート材の上方に第
２の紙シート材を供給するとともに、前記第１と第２の
紙シート材の間に、前記第１と第２の紙シート材の有効
領域のいずれにも含まれる領域内の少なくとも一部に形
成された接着剤層を介装する工程と、（Ｃ）前記接着剤
層を介して前記第１と第２の紙シート材を互いに接着す
る工程と、（Ｄ）前記第２の紙シート材を有効領域と不
要領域とに切断する工程と、（Ｅ）前記工程（Ｂ）ない
し（Ｄ）を繰り返すことにより紙シート材を順次積層し
て３次元物体を造形する工程と、を備える。
解決するため、この発明の請求項１に記載した方法は、
（Ａ）３次元物体を構成する有効領域と３次元物体を構
成しない不要領域とに切断された第１の紙シート材を準
備する工程と、（Ｂ）前記第１の紙シート材の上方に第
２の紙シート材を供給するとともに、前記第１と第２の
紙シート材の間に、前記第１と第２の紙シート材の有効
領域のいずれにも含まれる領域内の少なくとも一部に形
成された接着剤層を介装する工程と、（Ｃ）前記接着剤
層を介して前記第１と第２の紙シート材を互いに接着す
る工程と、（Ｄ）前記第２の紙シート材を有効領域と不
要領域とに切断する工程と、（Ｅ）前記工程（Ｂ）ない
し（Ｄ）を繰り返すことにより紙シート材を順次積層し
て３次元物体を造形する工程と、を備える。
【０００６】工程（Ｂ）および（Ｃ）によって第１と第
２の紙シート材の有効領域同士が接着剤層で接着される
ので、工程（Ｄ）において第２の紙シート材を有効領域
と不要領域に切断すると、第１と第２の紙シート材の有
効領域同士が接続された状態で、不要領域が有効領域か
ら切り放される。従って、これらの工程を繰り返すこと
によって、有効領域が積層された３次元物体を造形する
ことができる。
２の紙シート材の有効領域同士が接着剤層で接着される
ので、工程（Ｄ）において第２の紙シート材を有効領域
と不要領域に切断すると、第１と第２の紙シート材の有
効領域同士が接続された状態で、不要領域が有効領域か
ら切り放される。従って、これらの工程を繰り返すこと
によって、有効領域が積層された３次元物体を造形する
ことができる。
【０００７】請求項２記載の方法では、前記接着剤は粉
末状接着剤であり、前記工程（Ｂ）は、前記第１と第２
の紙シート材の互いに向かい合う表面の少なくとも一方
に前記粉末状接着剤を付着させる工程を含む。
末状接着剤であり、前記工程（Ｂ）は、前記第１と第２
の紙シート材の互いに向かい合う表面の少なくとも一方
に前記粉末状接着剤を付着させる工程を含む。
【０００８】粉末状接着剤は、例えばゼログラフィユニ
ットなどの技術を用いて所望の領域のみに付着させるこ
とが容易である。
ットなどの技術を用いて所望の領域のみに付着させるこ
とが容易である。
【０００９】請求項３記載の方法では、前記工程（Ｃ）
は、熱加圧手段によって前記第１と第２の紙シート材を
上方から加熱しつつ圧縮することによって前記粉末状接
着剤を溶融させ、これによって前記第１と第２の紙シー
ト材を互いに接着する工程、を含む。こうすれば、熱加
圧によって紙シート材同士を容易に接着させることがで
きる。
は、熱加圧手段によって前記第１と第２の紙シート材を
上方から加熱しつつ圧縮することによって前記粉末状接
着剤を溶融させ、これによって前記第１と第２の紙シー
ト材を互いに接着する工程、を含む。こうすれば、熱加
圧によって紙シート材同士を容易に接着させることがで
きる。
【００１０】請求項４に記載したシート積層造形装置
は、３次元物体を構成する有効領域と３次元物体を構成
しない不要領域とに切断された紙シート材が積層されて
形成される積層体を載置するための垂直方向に移動可能
な載置台と、前記積層体の最上層にある第１の紙シート
材の上面、および、前記第１の紙シート材の上部に積層
される第２の紙シート材の下面の少なくとも一方に、前
記第１の紙シート材の有効領域と前記第２の紙シート材
の有効領域のいずれにも含まれる領域内の少なくとも一
部に粉末状接着剤を転写する転写手段と、前記第１の紙
シート材の上に前記第２の紙シート材を所定の長さで供
給して載置するシート供給手段と、前記第２の紙シート
材の上から少なくとも加圧することによって、前記粉末
状接着剤を介して前記第１と第２の紙シート材を互いに
接着させる接合手段と、前記第２の紙シート材を有効領
域と不要領域とに切断する切断手段と、を備える。
は、３次元物体を構成する有効領域と３次元物体を構成
しない不要領域とに切断された紙シート材が積層されて
形成される積層体を載置するための垂直方向に移動可能
な載置台と、前記積層体の最上層にある第１の紙シート
材の上面、および、前記第１の紙シート材の上部に積層
される第２の紙シート材の下面の少なくとも一方に、前
記第１の紙シート材の有効領域と前記第２の紙シート材
の有効領域のいずれにも含まれる領域内の少なくとも一
部に粉末状接着剤を転写する転写手段と、前記第１の紙
シート材の上に前記第２の紙シート材を所定の長さで供
給して載置するシート供給手段と、前記第２の紙シート
材の上から少なくとも加圧することによって、前記粉末
状接着剤を介して前記第１と第２の紙シート材を互いに
接着させる接合手段と、前記第２の紙シート材を有効領
域と不要領域とに切断する切断手段と、を備える。
【００１１】請求項５記載の装置では、前記第１と第２
の紙シート材は、前記所定の長さに予め切断された紙シ
ートである。
の紙シート材は、前記所定の長さに予め切断された紙シ
ートである。
【００１２】請求項６記載の装置では、前記接合手段
は、前記第１と第２の紙シート材を上方から加熱しつつ
加圧することによって前記粉末状接着剤を溶融させ、こ
れによって前記第１と第２の紙シート材を互いに接着さ
せる手段を含む。
は、前記第１と第２の紙シート材を上方から加熱しつつ
加圧することによって前記粉末状接着剤を溶融させ、こ
れによって前記第１と第２の紙シート材を互いに接着さ
せる手段を含む。
【００１３】なお請求項７の方法のように、前記工程
（Ｃ）が、前記粉末状接着剤を加熱することによって前
記粉末状接着剤を少なくとも部分的に溶融させる工程
と、前記第１と第２の紙シート材を互いに圧着する工程
と、を含むようにしてもよい。
（Ｃ）が、前記粉末状接着剤を加熱することによって前
記粉末状接着剤を少なくとも部分的に溶融させる工程
と、前記第１と第２の紙シート材を互いに圧着する工程
と、を含むようにしてもよい。
【００１４】また請求項８の装置のように、前記接合手
段が、前記粉末状接着剤を加熱することによって前記粉
末状接着剤を少なくとも部分的に溶融させる加熱手段
と、前記第１と第２の紙シート材を互いに圧着する圧着
手段と、を含むようにしてもよい。
段が、前記粉末状接着剤を加熱することによって前記粉
末状接着剤を少なくとも部分的に溶融させる加熱手段
と、前記第１と第２の紙シート材を互いに圧着する圧着
手段と、を含むようにしてもよい。
【００１５】
Ａ．第１の実施例： 図１は、この発明の第１の実施例としてのシート積層造
形システムを示す図である。このシート積層造形システ
ムは、グラフィックワークステーション２００と造形装
置３１０とで構成されている。
形システムを示す図である。このシート積層造形システ
ムは、グラフィックワークステーション２００と造形装
置３１０とで構成されている。
【００１６】グラフィックワークステーション２００
は、３次元物体の形状を表わすデータに基づいて、３次
元物体の断面形状を表わす断面ベクトルデータを作成
し、作成した断面データを造形装置３１０に供給する。
なお、ＣＡＤデータから物体の断面形状を表わすデータ
を作成する方法は、ＣＡＤ（コンピュータ援用設計）の
分野において周知であり、例えば、イスラエル、サイテ
ックス社（Scitex Corp.）から市販されているQuantum1
システムのプロット機能により実現されている。物体の
断面形状を表わすデータを作成する方法や装置について
は前述の特開昭６３−７２５２６号公報および特開平２
−７８５３１号公報に記載されているので、ここではそ
の詳細は省略する。
は、３次元物体の形状を表わすデータに基づいて、３次
元物体の断面形状を表わす断面ベクトルデータを作成
し、作成した断面データを造形装置３１０に供給する。
なお、ＣＡＤデータから物体の断面形状を表わすデータ
を作成する方法は、ＣＡＤ（コンピュータ援用設計）の
分野において周知であり、例えば、イスラエル、サイテ
ックス社（Scitex Corp.）から市販されているQuantum1
システムのプロット機能により実現されている。物体の
断面形状を表わすデータを作成する方法や装置について
は前述の特開昭６３−７２５２６号公報および特開平２
−７８５３１号公報に記載されているので、ここではそ
の詳細は省略する。
【００１７】造形装置３１０は、グラフィックワークス
テーション２００から供給された３次元物体の断面ベク
トルデータをラスタデータに変換するためのデータ処理
部７０を備えている。ラスタデータは、３次元物体の断
面形状を表わすデータである。断面形状の輪郭の一方側
が３次元物体を構成する有効領域、他方側が不要領域で
ある。なお、断面ベクトルデータおよびラスタデータ
は、各カットシート毎に生成される。データ処理部７０
で生成されたラスタデータは、後述するゼログラフィユ
ニット４０１に与えられる。データ処理部７０は、さら
に、造形装置３１０内の各部の制御を行なう機能も有し
ている。
テーション２００から供給された３次元物体の断面ベク
トルデータをラスタデータに変換するためのデータ処理
部７０を備えている。ラスタデータは、３次元物体の断
面形状を表わすデータである。断面形状の輪郭の一方側
が３次元物体を構成する有効領域、他方側が不要領域で
ある。なお、断面ベクトルデータおよびラスタデータ
は、各カットシート毎に生成される。データ処理部７０
で生成されたラスタデータは、後述するゼログラフィユ
ニット４０１に与えられる。データ処理部７０は、さら
に、造形装置３１０内の各部の制御を行なう機能も有し
ている。
【００１８】造形装置３１０は、テーブル部１０やデー
タ処理部７０の他に、予め所定の長さに切断されたカッ
トシートＣＦを１枚ずつ供給するシート供給部１５０
と、シート供給部１５０から供給されたカットシートＣ
Ｆを搬送するシート搬送部１６０と、ゼログラフィユニ
ット４０１と、超音波カッタ６１と、除電ブラシ１８０
と、熱圧着ローラ１８２とを備えている。超音波カッタ
６１と、除電ブラシ１８０と、熱圧着ローラ１８２は、
レール５８に沿って移動可能である。
タ処理部７０の他に、予め所定の長さに切断されたカッ
トシートＣＦを１枚ずつ供給するシート供給部１５０
と、シート供給部１５０から供給されたカットシートＣ
Ｆを搬送するシート搬送部１６０と、ゼログラフィユニ
ット４０１と、超音波カッタ６１と、除電ブラシ１８０
と、熱圧着ローラ１８２とを備えている。超音波カッタ
６１と、除電ブラシ１８０と、熱圧着ローラ１８２は、
レール５８に沿って移動可能である。
【００１９】シート搬送部１６０は、無端チェイン１６
２と、チェイン１６２に所定の間隔で設けられた複数の
シート保持機構１６４と、スプロケット１６６と、スプ
ロケット１６６を駆動してチェイン１６２を周回させる
図示しないモータとで構成されている。チェイン１６２
と保持機構１６４とスプロケット１６６は、カットシー
トＣＦの幅方向（シートの進行方向と垂直な方向）の両
側に設けられている。図２は、チェイン１６２とシート
保持機構１６４を示す図であり、図２（Ａ）は正面図、
図２（Ｂ）は側面図である。また、図２（Ｃ）はシート
保持機構１６４の斜視図である。
２と、チェイン１６２に所定の間隔で設けられた複数の
シート保持機構１６４と、スプロケット１６６と、スプ
ロケット１６６を駆動してチェイン１６２を周回させる
図示しないモータとで構成されている。チェイン１６２
と保持機構１６４とスプロケット１６６は、カットシー
トＣＦの幅方向（シートの進行方向と垂直な方向）の両
側に設けられている。図２は、チェイン１６２とシート
保持機構１６４を示す図であり、図２（Ａ）は正面図、
図２（Ｂ）は側面図である。また、図２（Ｃ）はシート
保持機構１６４の斜視図である。
【００２０】シート保持機構１６４は、２枚の板状部材
１７１、１７２と、板状部材１７１、１７２の側面にそ
れぞれ係合されたバネ１７３と、上部の板状部材１７１
の上方に突出した開閉用爪１７４とで構成されている。
なお、２枚の板状部材１７１、１７２の内面にはシート
を保持し易くするための突起が数カ所ずつ設けられてい
る。図１において、シート供給部１５０からカットシー
トＣＦが供給される位置Ｐ１では、図２（Ｃ）に示す爪
１７４が図示しないガイドに沿って倒され、２枚の板状
部材１７１、１７２が開いた状態になる。位置Ｐ１を過
ぎると２枚の板状部材１７１、１７２は再び閉じ、これ
によって、カットシートＣＦの先端を保持する。保持機
構１６４の間隔はカットシートＣＦの長さと等しく設定
されており、位置Ｐ１においてカットシートＣＦの後端
も同様にして保持される。保持されたカットシートＣＦ
はチェイン１６２に沿って時計回りに搬送される。そし
て、テーブル部１０の上方の位置において、カットシー
トＣＦの先端と後端にそれぞれ２つずつある保持機構１
６４が開き、テーブル部１０の上にカットシートＣＦが
載置される。
１７１、１７２と、板状部材１７１、１７２の側面にそ
れぞれ係合されたバネ１７３と、上部の板状部材１７１
の上方に突出した開閉用爪１７４とで構成されている。
なお、２枚の板状部材１７１、１７２の内面にはシート
を保持し易くするための突起が数カ所ずつ設けられてい
る。図１において、シート供給部１５０からカットシー
トＣＦが供給される位置Ｐ１では、図２（Ｃ）に示す爪
１７４が図示しないガイドに沿って倒され、２枚の板状
部材１７１、１７２が開いた状態になる。位置Ｐ１を過
ぎると２枚の板状部材１７１、１７２は再び閉じ、これ
によって、カットシートＣＦの先端を保持する。保持機
構１６４の間隔はカットシートＣＦの長さと等しく設定
されており、位置Ｐ１においてカットシートＣＦの後端
も同様にして保持される。保持されたカットシートＣＦ
はチェイン１６２に沿って時計回りに搬送される。そし
て、テーブル部１０の上方の位置において、カットシー
トＣＦの先端と後端にそれぞれ２つずつある保持機構１
６４が開き、テーブル部１０の上にカットシートＣＦが
載置される。
【００２１】図３は、図１の造形装置３１０を用いて３
次元物体を造形する手順を示す工程断面図である。図３
（Ａ）の工程では、ゼログラフィユニット４０１が粉末
状の接着剤ＰＢをカットシート１１４上に転写する。粉
末状接着剤ＰＢを転写する領域は、上層と下層のシート
の有効領域Ｖ１，Ｖ２（図３（Ｂ）参照）の論理積（Ａ
ＮＤ）を取った領域である。粉末状接着剤ＰＢは、複写
機に用いられるトナーから着色剤（カーボンブラックな
ど）を除いた成分を有している。但し、カットシート１
１４を着色したい場合には、その色の着色剤を粉末状接
着剤ＰＢに含めるようにする。
次元物体を造形する手順を示す工程断面図である。図３
（Ａ）の工程では、ゼログラフィユニット４０１が粉末
状の接着剤ＰＢをカットシート１１４上に転写する。粉
末状接着剤ＰＢを転写する領域は、上層と下層のシート
の有効領域Ｖ１，Ｖ２（図３（Ｂ）参照）の論理積（Ａ
ＮＤ）を取った領域である。粉末状接着剤ＰＢは、複写
機に用いられるトナーから着色剤（カーボンブラックな
ど）を除いた成分を有している。但し、カットシート１
１４を着色したい場合には、その色の着色剤を粉末状接
着剤ＰＢに含めるようにする。
【００２２】図３（Ｂ）の工程では、シート搬送部１６
０によってカットシート１１４が反転されてテーブル部
１０の上方に位置決めされる。図３（Ｃ）の工程では、
カットシート１１４がテーブル部１０の最上層のカット
シート１１０の上に載置される。そして、除電ブラシ１
８０で除電するとともに、熱圧着ローラ１８２によって
粉末状接着剤ＰＢを溶融して２枚のカットシート１１
０，１１４を接着する（図３（Ｃ））。この後、図３
（Ｅ）に示すように超音波カッタ６１によって上層のカ
ットシート１１４を切断する。
０によってカットシート１１４が反転されてテーブル部
１０の上方に位置決めされる。図３（Ｃ）の工程では、
カットシート１１４がテーブル部１０の最上層のカット
シート１１０の上に載置される。そして、除電ブラシ１
８０で除電するとともに、熱圧着ローラ１８２によって
粉末状接着剤ＰＢを溶融して２枚のカットシート１１
０，１１４を接着する（図３（Ｃ））。この後、図３
（Ｅ）に示すように超音波カッタ６１によって上層のカ
ットシート１１４を切断する。
【００２３】粉末状接着剤ＰＢの溶融温度が約１４０℃
の場合には熱圧着ローラ１８２は約２００℃程度の温度
に加熱しておくのが好ましく、カットシート１１０，１
１４は耐熱温度が２００℃以上のものが好ましい。この
ようなシート材料としては、例えば紙シートやセラミッ
クシートを使用できる。
の場合には熱圧着ローラ１８２は約２００℃程度の温度
に加熱しておくのが好ましく、カットシート１１０，１
１４は耐熱温度が２００℃以上のものが好ましい。この
ようなシート材料としては、例えば紙シートやセラミッ
クシートを使用できる。
【００２４】なお、熱圧着ローラ１８２による加熱と圧
着の２つの機能を、それぞれ別個の手段で実現してもよ
い。すなわち、まずヒータなどの加熱手段を用いて粉末
状接着剤を溶融させ、次に加圧ローラなどの圧着手段を
用いて２枚のシートを接着してもよい。また、熱を加え
ずに加圧のみで接着させることも可能である。加圧のみ
で接着する粉末状接着剤としては、例えば、特開昭５９
−１８９３５４号公報に記載されたトナーから着色剤を
除いたものを使用することができる。
着の２つの機能を、それぞれ別個の手段で実現してもよ
い。すなわち、まずヒータなどの加熱手段を用いて粉末
状接着剤を溶融させ、次に加圧ローラなどの圧着手段を
用いて２枚のシートを接着してもよい。また、熱を加え
ずに加圧のみで接着させることも可能である。加圧のみ
で接着する粉末状接着剤としては、例えば、特開昭５９
−１８９３５４号公報に記載されたトナーから着色剤を
除いたものを使用することができる。
【００２５】上記の第１の実施例では、粉末状接着剤Ｐ
Ｂを使用するので接着剤の取扱いが容易であるという利
点がある。
Ｂを使用するので接着剤の取扱いが容易であるという利
点がある。
【００２６】 Ｂ．第２の実施例： 図４は、第２の実施例における造形装置３１１を示す図
である。この造形装置３１１は、図１の造形装置３１０
からシート搬送部１６０を省略し、ゼログラフィユニッ
ト４０１を左右に移動可能にした構成を有している。ま
た、シート供給部１５０は、テーブル部１０に隣接して
設けられている。
である。この造形装置３１１は、図１の造形装置３１０
からシート搬送部１６０を省略し、ゼログラフィユニッ
ト４０１を左右に移動可能にした構成を有している。ま
た、シート供給部１５０は、テーブル部１０に隣接して
設けられている。
【００２７】図５は、図４の造形装置３１１を用いて３
次元物体を造形する手順を示す工程断面図である。図５
（Ａ）の工程では、テーブル部１０の最上層にあるカッ
トシート１１０の上に、ゼログラフィユニット４０１が
粉末状接着剤ＰＢを転写する。図５（Ｂ）の工程では、
シート搬送部１６０によって新たなカットシート１１４
がカットシート１１０の上に載置される。図５（Ｃ）以
降の工程は、図３（Ｃ）以降の工程と同じである。
次元物体を造形する手順を示す工程断面図である。図５
（Ａ）の工程では、テーブル部１０の最上層にあるカッ
トシート１１０の上に、ゼログラフィユニット４０１が
粉末状接着剤ＰＢを転写する。図５（Ｂ）の工程では、
シート搬送部１６０によって新たなカットシート１１４
がカットシート１１０の上に載置される。図５（Ｃ）以
降の工程は、図３（Ｃ）以降の工程と同じである。
【００２８】図４の造形装置３１１も、図１の造形装置
３１０と同様な利点がある。但し、図４の装置ではシー
ト搬送部１６０が不要であるのに対して、図１の装置で
はゼログラフィユニット４０１を移動させる機構が不要
であるという違いがある。
３１０と同様な利点がある。但し、図４の装置ではシー
ト搬送部１６０が不要であるのに対して、図１の装置で
はゼログラフィユニット４０１を移動させる機構が不要
であるという違いがある。
【００２９】 Ｃ．第３の実施例： 図６は、第３の実施例における造形装置３１２を示す図
である。この造形装置３１２は、図１の造形装置３１０
のゼログラフィユニット４０１の後側の位置にネガパタ
ーン露光部４０を追加し、熱圧着ローラ１８２を単なる
圧着ローラ１８４に置き換えた構成を有している。
である。この造形装置３１２は、図１の造形装置３１０
のゼログラフィユニット４０１の後側の位置にネガパタ
ーン露光部４０を追加し、熱圧着ローラ１８２を単なる
圧着ローラ１８４に置き換えた構成を有している。
【００３０】図７は、図６の造形装置３１２を用いて３
次元物体を造形する手順を示す工程断面図である。図７
（Ａ）の工程では、ゼログラフィユニット４０１が接着
剤を含むマイクロカプセルＭＣをカットシート１１４上
の全面に転写する。マイクロカプセルは、カラー複写機
に使用されるマイクロカプセルの内部の発色剤を光硬化
型接着剤に置き換えたものである。
次元物体を造形する手順を示す工程断面図である。図７
（Ａ）の工程では、ゼログラフィユニット４０１が接着
剤を含むマイクロカプセルＭＣをカットシート１１４上
の全面に転写する。マイクロカプセルは、カラー複写機
に使用されるマイクロカプセルの内部の発色剤を光硬化
型接着剤に置き換えたものである。
【００３１】図７（Ｂ）の工程では、ネガパターン露光
部４０がデータ処理部７０から与えられたデータに従っ
てマイクロカプセルＭＣの一部を露光し、その部分のマ
イクロカプセルを硬化させ、その後、全体に強い圧力を
かけて未硬化のマイクロカプセルを破壊する。マイクロ
カプセルを破壊する領域は、上層と下層のシートの有効
領域Ｖ１，Ｖ２（図７（Ｃ）参照）の論理積（ＡＮＤ）
を取った領域である。
部４０がデータ処理部７０から与えられたデータに従っ
てマイクロカプセルＭＣの一部を露光し、その部分のマ
イクロカプセルを硬化させ、その後、全体に強い圧力を
かけて未硬化のマイクロカプセルを破壊する。マイクロ
カプセルを破壊する領域は、上層と下層のシートの有効
領域Ｖ１，Ｖ２（図７（Ｃ）参照）の論理積（ＡＮＤ）
を取った領域である。
【００３２】図７（Ｃ）の工程では、シート搬送部１６
０によってカットシート１１４が反転されてテーブル部
１０の上方に位置決めされる。図７（Ｄ）の工程では、
カットシート１１４がテーブル部１０の最上層のカット
シート１１０の上に載置され、除電ブラシ１８０で除電
するとともに、圧着ローラ１８４によって２枚のカット
シート１１０，１１４を接着する。この後、超音波カッ
タ６１によって上層のカットシート１１４を切断する
（図７（Ｅ））。
０によってカットシート１１４が反転されてテーブル部
１０の上方に位置決めされる。図７（Ｄ）の工程では、
カットシート１１４がテーブル部１０の最上層のカット
シート１１０の上に載置され、除電ブラシ１８０で除電
するとともに、圧着ローラ１８４によって２枚のカット
シート１１０，１１４を接着する。この後、超音波カッ
タ６１によって上層のカットシート１１４を切断する
（図７（Ｅ））。
【００３３】上記の第３の実施例も、第１の実施例と同
様な利点がある。なお、図４の造形装置３１１に移動可
能なネガパターン露光部４０を追加することによって、
マイクロカプセルＭＣを用いる造形装置を構成すること
も可能である。
様な利点がある。なお、図４の造形装置３１１に移動可
能なネガパターン露光部４０を追加することによって、
マイクロカプセルＭＣを用いる造形装置を構成すること
も可能である。
【００３４】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能であり、例えば次のよ
うな変形も可能である。
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能であり、例えば次のよ
うな変形も可能である。
【００３５】（１）上記の各実施例では、ロール状のシ
ートを使用する装置と、予め所定の長さに切断されたカ
ットシートを使用する装置を説明した。しかし、上記実
施例のいずれの装置においても、ロール状のシートおよ
び切断したシートをいずれも使用することが可能であ
る。ただし、ロール状のシートを使用すれば、製作する
３次元物体のサイズに応じて無駄無くシートを使用する
ことができるという利点がある。
ートを使用する装置と、予め所定の長さに切断されたカ
ットシートを使用する装置を説明した。しかし、上記実
施例のいずれの装置においても、ロール状のシートおよ
び切断したシートをいずれも使用することが可能であ
る。ただし、ロール状のシートを使用すれば、製作する
３次元物体のサイズに応じて無駄無くシートを使用する
ことができるという利点がある。
【００３６】（２）シートを切断する手段としては、切
断線を示すデータに応じて刃先を移動させることによっ
て薄いシートを切断するシートカッタを使用することも
可能である。
断線を示すデータに応じて刃先を移動させることによっ
て薄いシートを切断するシートカッタを使用することも
可能である。
【００３７】（３）上記の各種の実施例で示した各手段
を組み合わは上記実施例以外にも考えることができ、各
種の手段の組み合わせを変えることによって上記の実施
例と類似の装置を構成することも可能である。
を組み合わは上記実施例以外にも考えることができ、各
種の手段の組み合わせを変えることによって上記の実施
例と類似の装置を構成することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１および４にそれぞれ記載した方法および装置によれ
ば、第１と第２の紙シート材の有効領域同士が接続され
た状態で、不要領域が有効領域から切り放されるので、
紙シートを積層して複雑な形状の３次元物体を形成する
ことができるという効果がある。
１および４にそれぞれ記載した方法および装置によれ
ば、第１と第２の紙シート材の有効領域同士が接続され
た状態で、不要領域が有効領域から切り放されるので、
紙シートを積層して複雑な形状の３次元物体を形成する
ことができるという効果がある。
【００３９】また、請求項２および５にそれぞれ記載し
た方法および装置によれば、例えばゼログラフィユニッ
トなどを用いて、粉末状接着剤を所望の領域のみに付着
させることが容易であるという効果がある。
た方法および装置によれば、例えばゼログラフィユニッ
トなどを用いて、粉末状接着剤を所望の領域のみに付着
させることが容易であるという効果がある。
【００４０】請求項３、６、７および８に記載した方法
および装置によれば、熱加圧によって紙シート材同士を
容易に接着させることができるという効果がある。
および装置によれば、熱加圧によって紙シート材同士を
容易に接着させることができるという効果がある。
【図１】この発明の第１の実施例における造形装置を示
す図。
す図。
【図２】第１の実施例におけるシート搬送部の構成を示
す図。
す図。
【図３】第１の実施例における３次元物体の製作手順を
示す工程断面図。
示す工程断面図。
【図４】この発明の第２の実施例における造形装置を示
す図。
す図。
【図５】第２の実施例における３次元物体の製作手順を
示す工程断面図。
示す工程断面図。
【図６】この発明の第３の実施例における造形装置を示
す図。
す図。
【図７】第３の実施例における３次元物体の製作手順を
示す工程断面図。
示す工程断面図。
１０…テーブル部 ４０…ネガパターン露光部 ５８…レール ６１…超音波カッタ ７０…データ処理部 １１０，１１４…カットシート １５０…シート供給部 １６０…シート搬送部 １６２…無端チェイン １６４…シート保持機構 １６６…スプロケット １７１…板状部材 １７３…バネ １７４…開閉用爪 １８０…除電ブラシ １８２…熱圧着ローラ １８４…圧着ローラ ２００…グラフィックワークステーション ３１０…造形装置 ４０１…ゼログラフィユニット ＣＦ…カットシート ＭＣ…マイクロカプセル Ｕ１…不要領域 Ｕ２…不要領域 Ｖ１…有効領域 Ｖ２…有効領域
Claims (8)
- 【請求項１】 紙シート材を積層することによって３次
元物体を造形する方法であって、 （Ａ）３次元物体を構成する有効領域と３次元物体を構
成しない不要領域とに切断された第１の紙シート材を準
備する工程と、 （Ｂ）前記第１の紙シート材の上方に第２の紙シート材
を供給するとともに、前記第１と第２の紙シート材の間
に、前記第１と第２の紙シート材の有効領域のいずれに
も含まれる領域内の少なくとも一部に形成された接着剤
層を介装する工程と、 （Ｃ）前記接着剤層を介して前記第１と第２の紙シート
材を互いに接着する工程と、 （Ｄ）前記第２の紙シート材を有効領域と不要領域とに
切断する工程と、 （Ｅ）前記工程（Ｂ）ないし（Ｄ）を繰り返すことによ
り紙シート材を順次積層して３次元物体を造形する工程
と、 を備えるシート積層造形方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のシート積層造形方法であ
って、 前記接着剤は粉末状接着剤であり、 前記工程（Ｂ）は、前記第１と第２の紙シート材の互い
に向かい合う表面の少なくとも一方に前記粉末状接着剤
を付着させる工程を含むシート積層造形方法。 - 【請求項３】 請求項２記載のシート積層造形方法であ
って、 前記工程（Ｃ）は、熱加圧手段によって前記第１と第２
の紙シート材を上方から加熱しつつ圧縮することによっ
て前記粉末状接着剤を溶融させ、これによって前記第１
と第２の紙シート材を互いに接着する工程、を含むシー
ト積層造形方法。 - 【請求項４】 紙シート材を積層することによって３次
元物体を造形する装置であって、 ３次元物体を構成する有効領域と３次元物体を構成しな
い不要領域とに切断された紙シート材が積層されて形成
される積層体を載置するための垂直方向に移動可能な載
置台と、 前記積層体の最上層にある第１の紙シート材の上面、お
よび、前記第１の紙シート材の上部に積層される第２の
紙シート材の下面の少なくとも一方に、前記第１の紙シ
ート材の有効領域と前記第２の紙シート材の有効領域の
いずれにも含まれる領域内の少なくとも一部に粉末状接
着剤を転写する転写手段と、 前記第１の紙シート材の上に前記第２の紙シート材を所
定の長さで供給して載置するシート供給手段と、 前記第２の紙シート材の上から少なくとも加圧すること
によって、前記粉末状接着剤を介して前記第１と第２の
紙シート材を互いに接着させる接合手段と、 前記第２の紙シート材を有効領域と不要領域とに切断す
る切断手段と、 を備えるシート積層造形装置。 - 【請求項５】 請求項４記載のシート積層造形装置であ
って、 前記第１と第２の紙シート材は、前記所定の長さに予め
切断された紙シートであるシート積層造形装置。 - 【請求項６】 請求項５記載のシート積層造形装置であ
って、 前記接合手段は、前記第１と第２の紙シート材を上方か
ら加熱しつつ加圧することによって前記粉末状接着剤を
溶融させ、これによって前記第１と第２の紙シート材を
互いに接着させる手段を含むシート積層造形装置。 - 【請求項７】 請求項２記載のシート積層造形方法であ
って、 前記工程（Ｃ）は、 前記粉末状接着剤を加熱することによって前記粉末状接
着剤を少なくとも部分的に溶融させる工程と、 前記第１と第２の紙シート材を互いに圧着する工程と、 を含むシート積層造形方法。 - 【請求項８】 請求項５記載のシート積層造形装置であ
って、 前記接合手段は、 前記粉末状接着剤を加熱することによって前記粉末状接
着剤を少なくとも部分的に溶融させる加熱手段と、 前記第１と第２の紙シート材を互いに圧着する圧着手段
と、 を含むシート積層造形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6023826A JP2914551B2 (ja) | 1992-10-28 | 1994-01-25 | シート積層造形方法および装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31411192 | 1992-10-28 | ||
| JP4-314111 | 1992-10-28 | ||
| JP6023826A JP2914551B2 (ja) | 1992-10-28 | 1994-01-25 | シート積層造形方法および装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5027397A Division JPH0761686B2 (ja) | 1992-10-28 | 1993-01-21 | シート積層造形方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06278214A JPH06278214A (ja) | 1994-10-04 |
| JP2914551B2 true JP2914551B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=26361247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6023826A Expired - Fee Related JP2914551B2 (ja) | 1992-10-28 | 1994-01-25 | シート積層造形方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2914551B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09234798A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Toyoda Mach Works Ltd | 薄膜積層体およびその製造方法 |
| JP2001001408A (ja) * | 1999-06-18 | 2001-01-09 | Japan Steel Works Ltd:The | ３次元立体造形方法および造形装置 |
| JP2003136605A (ja) * | 2001-11-06 | 2003-05-14 | Toshiba Corp | 製品の作成方法及びその製品 |
| EP2961585B1 (en) * | 2013-02-26 | 2020-05-27 | Impossible Objects LLC | Methods and apparatus for three-dimensional printed composites |
-
1994
- 1994-01-25 JP JP6023826A patent/JP2914551B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06278214A (ja) | 1994-10-04 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |