JP2942081B2 - ３次元物体造形装置 - Google Patents
３次元物体造形装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、３次元物体を造形す
る装置に関し、特に、少量の液剤を固化させつつ物体を
造形する装置に関する。
る装置に関し、特に、少量の液剤を固化させつつ物体を
造形する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】少量の液剤を固化させつつ物体を造形す
る装置としては、特開平４−５９２３１号公報に記載さ
れたものが知られている。この装置では、紫外線硬化型
樹脂をスポット的に供給し、その供給位置に紫外線レー
ザを照射して樹脂を硬化させることによって物体を造形
する。
る装置としては、特開平４−５９２３１号公報に記載さ
れたものが知られている。この装置では、紫外線硬化型
樹脂をスポット的に供給し、その供給位置に紫外線レー
ザを照射して樹脂を硬化させることによって物体を造形
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
装置では、硬化した樹脂の上にスポット的に次の樹脂を
供給して硬化しても、吐出時間がかかるために硬化した
樹脂のラジカル重合が弱くなる。すなわち、樹脂同士の
接着力が弱く、製作された物体が壊れやすいという問題
があった。
装置では、硬化した樹脂の上にスポット的に次の樹脂を
供給して硬化しても、吐出時間がかかるために硬化した
樹脂のラジカル重合が弱くなる。すなわち、樹脂同士の
接着力が弱く、製作された物体が壊れやすいという問題
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、少量の液剤を固
化させることにより、破壊しにくい物体を製作すること
のできる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、少量の液剤を固
化させることにより、破壊しにくい物体を製作すること
のできる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】上述の課題を解決するた
め、この発明の第１の装置は、（Ａ）造形中の物体を載
置するためのテーブルと、（Ｂ）前記テーブルの上部
に、前記物体を形成するための光硬化型接着剤を所定量
ずつ吐出する接着剤吐出手段と、（Ｃ）前記吐出された
接着剤に所定の光を照射することによって硬化させる光
照射手段と、（Ｄ）前記物体の形状に応じて前記テーブ
ルと前記接着剤吐出手段とを３次元方向に相対的に移動
させる駆動手段と、（Ｅ）凝固後においても所定の溶媒
によって溶解可能な凝固可能剤を前記テーブルの上部に
吐出するとともに、該凝固可能剤を凝固することによっ
て、硬化した光硬化型接着剤を支持するための支持部を
形成する凝固可能剤吐出手段と、を備える。なお、ここ
で「光」とは、可視光のみでなく紫外線などの非可視光
も含んでいる。
め、この発明の第１の装置は、（Ａ）造形中の物体を載
置するためのテーブルと、（Ｂ）前記テーブルの上部
に、前記物体を形成するための光硬化型接着剤を所定量
ずつ吐出する接着剤吐出手段と、（Ｃ）前記吐出された
接着剤に所定の光を照射することによって硬化させる光
照射手段と、（Ｄ）前記物体の形状に応じて前記テーブ
ルと前記接着剤吐出手段とを３次元方向に相対的に移動
させる駆動手段と、（Ｅ）凝固後においても所定の溶媒
によって溶解可能な凝固可能剤を前記テーブルの上部に
吐出するとともに、該凝固可能剤を凝固することによっ
て、硬化した光硬化型接着剤を支持するための支持部を
形成する凝固可能剤吐出手段と、を備える。なお、ここ
で「光」とは、可視光のみでなく紫外線などの非可視光
も含んでいる。
【０００６】また、この発明の第２の装置は、（Ａ）造
形中の物体を載置するためのテーブルと、（Ｂ）前記テ
ーブルの上部に、前記物体の型となる光硬化型接着剤を
所定量ずつ吐出する接着剤吐出手段と、（Ｃ）前記吐出
された接着剤に所定の光を照射することによって硬化さ
せる光照射手段と、（Ｄ）前記物体の型の形状に応じて
前記テーブルと前記接着剤吐出手段とを３次元方向に相
対的に移動させる駆動手段と、（Ｅ）硬化した光硬化型
接着剤により形成された型内に前記物体を形成するため
の樹脂を充填する樹脂充填手段と、（Ｆ）凝固後におい
ても所定の溶媒によって溶解可能な凝固可能剤を前記テ
ーブルの上部に吐出するとともに、該凝固可能剤を凝固
することによって、硬化した光硬化型接着剤を支持する
ための支持部を形成する凝固可能剤吐出手段と、を備え
る。
形中の物体を載置するためのテーブルと、（Ｂ）前記テ
ーブルの上部に、前記物体の型となる光硬化型接着剤を
所定量ずつ吐出する接着剤吐出手段と、（Ｃ）前記吐出
された接着剤に所定の光を照射することによって硬化さ
せる光照射手段と、（Ｄ）前記物体の型の形状に応じて
前記テーブルと前記接着剤吐出手段とを３次元方向に相
対的に移動させる駆動手段と、（Ｅ）硬化した光硬化型
接着剤により形成された型内に前記物体を形成するため
の樹脂を充填する樹脂充填手段と、（Ｆ）凝固後におい
ても所定の溶媒によって溶解可能な凝固可能剤を前記テ
ーブルの上部に吐出するとともに、該凝固可能剤を凝固
することによって、硬化した光硬化型接着剤を支持する
ための支持部を形成する凝固可能剤吐出手段と、を備え
る。
【０００７】
【０００８】
【作用】第１の装置では、接着剤吐出手段が光硬化型接
着剤を所定量ずつ吐出し、光照射手段がこれを硬化させ
ていくので、光硬化型接着剤が互いに接着しつつ物体が
されていく。この際、駆動手段が物体の形状に応じてテ
ーブルと接着剤吐出手段とを相対的に移動させるので、
所望の形状の３次元物体が形成される。また、支持部の
上に光硬化型接着剤の物体または型の一部を形成してお
き、これを、テーブル上に形成した物体の部分と接合す
るように光硬化型接着剤を硬化させていくことによっ
て、複雑な３次元形状の物体を製作することができる。
着剤を所定量ずつ吐出し、光照射手段がこれを硬化させ
ていくので、光硬化型接着剤が互いに接着しつつ物体が
されていく。この際、駆動手段が物体の形状に応じてテ
ーブルと接着剤吐出手段とを相対的に移動させるので、
所望の形状の３次元物体が形成される。また、支持部の
上に光硬化型接着剤の物体または型の一部を形成してお
き、これを、テーブル上に形成した物体の部分と接合す
るように光硬化型接着剤を硬化させていくことによっ
て、複雑な３次元形状の物体を製作することができる。
【０００９】第２の装置では、光硬化型接着剤で型を形
成し、樹脂充填手段によってその型内に樹脂を充填する
ので、所望の形状および材料の３次元物体を形成でき
る。また、支持部の上に光硬化型接着剤の物体または型
の一部を形成しておき、これを、テーブル上に形成した
型の部分と接合するように光硬化型接着剤を硬化させて
いくことによって、複雑な３次元形状の型を製作するこ
とができる。
成し、樹脂充填手段によってその型内に樹脂を充填する
ので、所望の形状および材料の３次元物体を形成でき
る。また、支持部の上に光硬化型接着剤の物体または型
の一部を形成しておき、これを、テーブル上に形成した
型の部分と接合するように光硬化型接着剤を硬化させて
いくことによって、複雑な３次元形状の型を製作するこ
とができる。
【００１０】
【００１１】
【実施例】図１は、この発明の一実施例としの３次元物
体造形システム１００を示す概念図である。この３次元
物体造形システム１００は、グラフィックワークステー
ション２００と造形装置３００とで構成されている。
体造形システム１００を示す概念図である。この３次元
物体造形システム１００は、グラフィックワークステー
ション２００と造形装置３００とで構成されている。
【００１２】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３次元物体造形システム１０
０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３次元物体造形システム１０
０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。
【００１３】造形装置３００は、次のようなサブシステ
ムによって構成されている。 （Ａ）テーブル部１０：造形中の物体を載置するための
テーブル１２と、テーブル１２を垂直方向に移動させる
モータ１４とを有している。テーブル部１０は、さら
に、テーブル１２の垂直方向の絶対位置を検出するため
の図示しない位置検出装置を備えている。モータ１４
は、物体を所定の高さだけ造形する度に、造形した高さ
分だけテーブル１２を下方に降下させる。
ムによって構成されている。 （Ａ）テーブル部１０：造形中の物体を載置するための
テーブル１２と、テーブル１２を垂直方向に移動させる
モータ１４とを有している。テーブル部１０は、さら
に、テーブル１２の垂直方向の絶対位置を検出するため
の図示しない位置検出装置を備えている。モータ１４
は、物体を所定の高さだけ造形する度に、造形した高さ
分だけテーブル１２を下方に降下させる。
【００１４】（Ｂ）ヘッド部２０：フォーカシングユニ
ット２２と、第１〜第３の液体用ノズル２４〜２６と、
気体用ノズル２８と、これらが固定された基台２９とで
構成されている。
ット２２と、第１〜第３の液体用ノズル２４〜２６と、
気体用ノズル２８と、これらが固定された基台２９とで
構成されている。
【００１５】（Ｃ）水平駆動機構３０：造形装置３００
の両側面にそれぞれ複数本立設された支持柱３２と、支
持柱３０上に固定されたＸ方向に伸びる水平レール３４
と、水平レール３４上に移動可能に係合された移動ビー
ム３６とを有している。移動ビーム３６には、ヘッド部
２０の基台２９がＹ方向に移動可能に係合されている。
移動ビーム３６と基台２９は、図示しないモータによっ
て駆動されてそれぞれＸ方向とＹ方向とに移動し、ヘッ
ド部２０を所望の位置に移動させる。なお、ヘッド部２
０をＸＹ方向に移動させる代わりに、テーブル１２をＸ
−Ｙテーブルとしてもよい。
の両側面にそれぞれ複数本立設された支持柱３２と、支
持柱３０上に固定されたＸ方向に伸びる水平レール３４
と、水平レール３４上に移動可能に係合された移動ビー
ム３６とを有している。移動ビーム３６には、ヘッド部
２０の基台２９がＹ方向に移動可能に係合されている。
移動ビーム３６と基台２９は、図示しないモータによっ
て駆動されてそれぞれＸ方向とＹ方向とに移動し、ヘッ
ド部２０を所望の位置に移動させる。なお、ヘッド部２
０をＸＹ方向に移動させる代わりに、テーブル１２をＸ
−Ｙテーブルとしてもよい。
【００１６】（Ｄ）接着剤供給部４０：光硬化型接着剤
を貯蔵するタンク４２と、光硬化型接着剤を第１のノズ
ル２４に供給するポンプ４４とで構成されている。光硬
化型接着剤としては、例えば、東亜合成化学工業製の可
視光硬化型接着剤「アロンタイトＶＬシリーズ」（商品
名）を使用することができる。この光硬化型接着剤は可
視光線を数十秒照射することにより硬化する。紫外線で
硬化するタイプの光硬化型接着剤としては、ソニーケミ
カル株式会社製の「ＵＶ１００３」や「ＵＶ１００６」
（いずれも商品名）を使用することができる。
を貯蔵するタンク４２と、光硬化型接着剤を第１のノズ
ル２４に供給するポンプ４４とで構成されている。光硬
化型接着剤としては、例えば、東亜合成化学工業製の可
視光硬化型接着剤「アロンタイトＶＬシリーズ」（商品
名）を使用することができる。この光硬化型接着剤は可
視光線を数十秒照射することにより硬化する。紫外線で
硬化するタイプの光硬化型接着剤としては、ソニーケミ
カル株式会社製の「ＵＶ１００３」や「ＵＶ１００６」
（いずれも商品名）を使用することができる。
【００１７】ポンプ４４は、粘性の高い液体を微量ずつ
吐出することができるポンプであり、例えば、日本計器
製作所と住友軽金属工業が実用化した超精密ポンプを使
用することができる。この超精密ポンプは、３元系超磁
わい材料を駆動源としたポンプを使用することができ
る。この超精密ポンプを使用すれば、１分間に１万分の
１ｃｃから１０ｃｃの流量で、吐出圧がゼロから４気圧
までの範囲で、連続吐出、瞬間飛滴および間歇飛滴を行
なうことができる。
吐出することができるポンプであり、例えば、日本計器
製作所と住友軽金属工業が実用化した超精密ポンプを使
用することができる。この超精密ポンプは、３元系超磁
わい材料を駆動源としたポンプを使用することができ
る。この超精密ポンプを使用すれば、１分間に１万分の
１ｃｃから１０ｃｃの流量で、吐出圧がゼロから４気圧
までの範囲で、連続吐出、瞬間飛滴および間歇飛滴を行
なうことができる。
【００１８】（Ｅ）溶融プラスチック供給部５０：溶剤
中に溶融したプラスチックを貯蔵するタンク５２と、溶
融プラスチックを第２の液体用ノズル２５に供給するポ
ンプ５４とで構成されている。プラスチック材料として
は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ＡＢＳ
樹脂などのエンジニアリングプラスチックを利用するこ
とが可能である。
中に溶融したプラスチックを貯蔵するタンク５２と、溶
融プラスチックを第２の液体用ノズル２５に供給するポ
ンプ５４とで構成されている。プラスチック材料として
は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ＡＢＳ
樹脂などのエンジニアリングプラスチックを利用するこ
とが可能である。
【００１９】（Ｆ）サポート用凝固剤供給部６０：液状
のサポート用凝固剤を貯蔵するタンク６２と、サポート
用凝固剤を第３のノズル２６に供給するポンプ６４とで
構成されている。サポート用凝固剤は、光硬化型接着剤
で製作される物体の外部を支持するサポート部を造形す
るために使用される凝固可能剤である。サポート用凝固
剤としては、凝固も所定の溶媒に溶解可能なものが好ま
しい。この実施例では、水溶性のポリエチレングリコー
ルを用いており、ポリエチレングリコールを溶融状態に
保つためにタンク６２の周囲にヒータ６６を設けてい
る。
のサポート用凝固剤を貯蔵するタンク６２と、サポート
用凝固剤を第３のノズル２６に供給するポンプ６４とで
構成されている。サポート用凝固剤は、光硬化型接着剤
で製作される物体の外部を支持するサポート部を造形す
るために使用される凝固可能剤である。サポート用凝固
剤としては、凝固も所定の溶媒に溶解可能なものが好ま
しい。この実施例では、水溶性のポリエチレングリコー
ルを用いており、ポリエチレングリコールを溶融状態に
保つためにタンク６２の周囲にヒータ６６を設けてい
る。
【００２０】（Ｇ）冷風供給部７０：テーブル１０上に
滴下されたポリエチレングリコールを冷却して固化させ
るために、約−６０℃の冷風を気体用ノズル２８に供給
する装置である。冷風供給部７０としては、例えばＩＮ
工業製の「パルスクーラント」（商品名）を使用するこ
とができる。
滴下されたポリエチレングリコールを冷却して固化させ
るために、約−６０℃の冷風を気体用ノズル２８に供給
する装置である。冷風供給部７０としては、例えばＩＮ
工業製の「パルスクーラント」（商品名）を使用するこ
とができる。
【００２１】（Ｇ）光源８０：光硬化型接着剤を硬化さ
せるための光を発生する光源である。紫外線硬化型接着
剤を使用する場合には、いわゆる石英製低圧水銀ラン
プ、重水素ランプ、殺菌ランプ、光重合用ランプ、ブラ
ックライトランプなどの種々の紫外線発生用光源を使用
することができる。これらの光源は紫外線レーザよりも
安価であり、また、光硬化型接着剤を硬化させるための
所望の波長範囲の光を発生する光源を選択できる。さら
に、大容量の光源を用いてこれを光ファイバ８２および
フォーカシングユニット２２で集光することによって、
短時間で硬化させるために十分な光量を容易に得られる
という利点がある。なお、前述の可視光硬化型接着剤は
可視光線を数十秒照射することに硬化するので、光源８
０として青色蛍光ランプやメタルハライドランプなどを
使用することができる。なお、これらの光源は、レーザ
に比べてより大きなエネルギを与えることができるの
で、より短時間で光硬化型接着剤を完全硬化させること
ができるという利点もある。
せるための光を発生する光源である。紫外線硬化型接着
剤を使用する場合には、いわゆる石英製低圧水銀ラン
プ、重水素ランプ、殺菌ランプ、光重合用ランプ、ブラ
ックライトランプなどの種々の紫外線発生用光源を使用
することができる。これらの光源は紫外線レーザよりも
安価であり、また、光硬化型接着剤を硬化させるための
所望の波長範囲の光を発生する光源を選択できる。さら
に、大容量の光源を用いてこれを光ファイバ８２および
フォーカシングユニット２２で集光することによって、
短時間で硬化させるために十分な光量を容易に得られる
という利点がある。なお、前述の可視光硬化型接着剤は
可視光線を数十秒照射することに硬化するので、光源８
０として青色蛍光ランプやメタルハライドランプなどを
使用することができる。なお、これらの光源は、レーザ
に比べてより大きなエネルギを与えることができるの
で、より短時間で光硬化型接着剤を完全硬化させること
ができるという利点もある。
【００２２】（Ｈ）制御部９０：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
トルデータに従ってヘッド部２０の位置を調整するとと
もに、造形装置３００内の他の各部の制御を行なう。な
お、断面ベクトルデータは、造形される３次元物体の所
定の高さ位置毎に生成される。
テーション２００から供給された３次元物体の断面ベク
トルデータに従ってヘッド部２０の位置を調整するとと
もに、造形装置３００内の他の各部の制御を行なう。な
お、断面ベクトルデータは、造形される３次元物体の所
定の高さ位置毎に生成される。
【００２３】図２は、３次元造形システム１００によっ
て３次元物体を製作する手順を示す工程断面図である。
図２（Ａ）の工程では、サポート用凝固剤供給部６０が
テーブル１２の上にポリエチレングリコールを吐出し、
冷風供給部７０がこれを冷却することによってサポート
部１１０が形成される。図３に示すように、サポート部
１１０は造形する物体１２０（破線で示す）の周囲に散
点状に形成される。ただし、物体１２０の周囲を取り囲
むように円環状に形成しても良い。
て３次元物体を製作する手順を示す工程断面図である。
図２（Ａ）の工程では、サポート用凝固剤供給部６０が
テーブル１２の上にポリエチレングリコールを吐出し、
冷風供給部７０がこれを冷却することによってサポート
部１１０が形成される。図３に示すように、サポート部
１１０は造形する物体１２０（破線で示す）の周囲に散
点状に形成される。ただし、物体１２０の周囲を取り囲
むように円環状に形成しても良い。
【００２４】図２（Ｂ）の工程では、接着剤供給部４０
がテーブル１２上に光硬化型接着剤を間歇的に吐出して
物体１２０を所定の高さ分だけ形成する。この高さは、
図２（Ａ）の工程で形成されたサポート部１１０の高さ
と等しい。光硬化型接着剤が滴下される位置にはフォー
カシングユニット２２によって硬化用の光が照射されて
おり、光硬化型接着剤は滴下されると直ちにその位置で
硬化する。接着剤を確実に硬化させるために、硬化用の
光の光点径を滴下される接着剤の径よりも大きな値に設
定する。なお、フォーカシングユニット２２を使用せず
に、硬化用の光をテーブル１２の全面に照射するように
してもよい。
がテーブル１２上に光硬化型接着剤を間歇的に吐出して
物体１２０を所定の高さ分だけ形成する。この高さは、
図２（Ａ）の工程で形成されたサポート部１１０の高さ
と等しい。光硬化型接着剤が滴下される位置にはフォー
カシングユニット２２によって硬化用の光が照射されて
おり、光硬化型接着剤は滴下されると直ちにその位置で
硬化する。接着剤を確実に硬化させるために、硬化用の
光の光点径を滴下される接着剤の径よりも大きな値に設
定する。なお、フォーカシングユニット２２を使用せず
に、硬化用の光をテーブル１２の全面に照射するように
してもよい。
【００２５】光硬化型接着剤を滴下する際には、グラフ
ィックワークステーション２００から与えられるベクト
ルデータに従って制御部９０が水平駆動機構３０を制御
し、物体の断面形状に応じてヘッド部２０を移動させ
る。図４は、ヘッド部２０の液体用ノズル２４の動きを
模式的に示す図である。図４（Ａ）ないし（Ｃ）に矢印
で示すように、内側から外側に向かって旋回しながら面
積を拡大していく。
ィックワークステーション２００から与えられるベクト
ルデータに従って制御部９０が水平駆動機構３０を制御
し、物体の断面形状に応じてヘッド部２０を移動させ
る。図４は、ヘッド部２０の液体用ノズル２４の動きを
模式的に示す図である。図４（Ａ）ないし（Ｃ）に矢印
で示すように、内側から外側に向かって旋回しながら面
積を拡大していく。
【００２６】従来使用されていた光硬化型樹脂は、既に
硬化しているものに未硬化のものを塗布して硬化させて
も両者がうまく接着せず、剥離しやすいので、光硬化型
樹脂では強固な物体を形成することができない。一方、
光硬化型接着剤は、既に硬化している光硬化型接着剤に
未硬化のものを塗布して硬化させると、両者が強固に接
着されるという特性を有している。従って、上述のよう
に、光硬化型接着剤を間歇的に滴下しつつ硬化させると
互いに接着された強固な物体１２０を形成することがで
きる。
硬化しているものに未硬化のものを塗布して硬化させて
も両者がうまく接着せず、剥離しやすいので、光硬化型
樹脂では強固な物体を形成することができない。一方、
光硬化型接着剤は、既に硬化している光硬化型接着剤に
未硬化のものを塗布して硬化させると、両者が強固に接
着されるという特性を有している。従って、上述のよう
に、光硬化型接着剤を間歇的に滴下しつつ硬化させると
互いに接着された強固な物体１２０を形成することがで
きる。
【００２７】図２（Ｃ）の工程では再びサポート部１１
０を所定の高さだけ追加形成し、図２（Ｄ）の工程では
物体１２０を所定の高さだけ追加形成する。図２（Ｅ）
は、図２（Ｃ）および（Ｄ）の工程を複数回繰り返した
後の状態を示しており、内部に空間のある球殻状の物体
１２０が形成されている。
０を所定の高さだけ追加形成し、図２（Ｄ）の工程では
物体１２０を所定の高さだけ追加形成する。図２（Ｅ）
は、図２（Ｃ）および（Ｄ）の工程を複数回繰り返した
後の状態を示しており、内部に空間のある球殻状の物体
１２０が形成されている。
【００２８】図２（Ｆ）の工程では、球殻状の物体１２
０が所定の高さだけ追加形成されるとともに、サポート
部１１０の上にも物体の周辺部になる部分１２０ａが形
成される。図２（Ｆ）には、物体の最終的な形状が破線
で示されている。製作すべき物体１２０が、このように
頂点１２０ｂからテーブル１２表面に向かって途中まで
下降する形状を有する場合には、下降する部分の下端に
サポート部１２０を予め形成しておく必要がある。な
お、頂点から両側に下降する形状を有さない場合（例え
ば図２（Ｅ）や（Ｆ）の球殻状の物体１２０が最終的な
形状である場合）には、サポート部１２０を形成する必
要がない場合がある。
０が所定の高さだけ追加形成されるとともに、サポート
部１１０の上にも物体の周辺部になる部分１２０ａが形
成される。図２（Ｆ）には、物体の最終的な形状が破線
で示されている。製作すべき物体１２０が、このように
頂点１２０ｂからテーブル１２表面に向かって途中まで
下降する形状を有する場合には、下降する部分の下端に
サポート部１２０を予め形成しておく必要がある。な
お、頂点から両側に下降する形状を有さない場合（例え
ば図２（Ｅ）や（Ｆ）の球殻状の物体１２０が最終的な
形状である場合）には、サポート部１２０を形成する必
要がない場合がある。
【００２９】図２（Ｇ）および（Ｈ）の工程では、さら
に、物体の中央部１２０と周辺部１２０ａが所定の高さ
だけそれぞれ追加形成される。この結果、図２（Ｈ）に
示すように、中央部１２０と周辺部１２０ａが互いに接
合して一体化した物体１２１が形成される。
に、物体の中央部１２０と周辺部１２０ａが所定の高さ
だけそれぞれ追加形成される。この結果、図２（Ｈ）に
示すように、中央部１２０と周辺部１２０ａが互いに接
合して一体化した物体１２１が形成される。
【００３０】図２（Ｈ）の物体１２１が最終的に形成し
たい物体である場合には、サポート部１１０を水洗して
溶解する。さらに、物体１２１を加熱炉で加熱処理する
ことによってその強度を増大させるようにしてもよい。
たい物体である場合には、サポート部１１０を水洗して
溶解する。さらに、物体１２１を加熱炉で加熱処理する
ことによってその強度を増大させるようにしてもよい。
【００３１】このように、上記実施例では光硬化型接着
剤を少量ずつ吐出して硬化させながら３次元物体を造形
するので、強固な物体を形成することができる。
剤を少量ずつ吐出して硬化させながら３次元物体を造形
するので、強固な物体を形成することができる。
【００３２】一方、図２（Ｈ）の物体１２１をプラスチ
ック物体の型として用いることもできる。物体１２１を
型として用いる場合には、図２（Ｉ）に示すように、溶
融プラスチック供給部５０によって物体１２１の内部に
溶融プラスチック１３０を充填する。そして、この溶融
プラスチックを加熱・乾燥させることによってプラスチ
ック成形物１３０を形成する。この加熱・乾燥は、加熱
炉で行なっても良く、乾燥空気を吹き付けることによっ
て行なっても良い。充填するプラスチックの材質は任意
に選択することができるので、所望の材質のプラスチッ
クで３次元物体を製作することが可能である。なお、硬
化させた光硬化型接着剤が不要の場合には、加熱によっ
て除去することができる。
ック物体の型として用いることもできる。物体１２１を
型として用いる場合には、図２（Ｉ）に示すように、溶
融プラスチック供給部５０によって物体１２１の内部に
溶融プラスチック１３０を充填する。そして、この溶融
プラスチックを加熱・乾燥させることによってプラスチ
ック成形物１３０を形成する。この加熱・乾燥は、加熱
炉で行なっても良く、乾燥空気を吹き付けることによっ
て行なっても良い。充填するプラスチックの材質は任意
に選択することができるので、所望の材質のプラスチッ
クで３次元物体を製作することが可能である。なお、硬
化させた光硬化型接着剤が不要の場合には、加熱によっ
て除去することができる。
【００３３】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る。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の装
置によれば、少量の光硬化型接着剤を硬化させていくこ
とにより、破壊しにくい物体を製作することができると
いう効果がある。また、凝固可能剤吐出手段を用いるこ
とによって、複雑な３次元形状の物体を製作することが
できるという効果がある。
置によれば、少量の光硬化型接着剤を硬化させていくこ
とにより、破壊しにくい物体を製作することができると
いう効果がある。また、凝固可能剤吐出手段を用いるこ
とによって、複雑な３次元形状の物体を製作することが
できるという効果がある。
【００３５】また、第２の装置によれば、光硬化型接着
剤を硬化させて型を作成し、この型内に樹脂を充填する
ことによって、所望の材質の物体を製作するできるとい
う効果がある。また、凝固可能剤吐出手段を用いること
によって、複雑な３次元形状の型を製作することができ
るという効果がある。
剤を硬化させて型を作成し、この型内に樹脂を充填する
ことによって、所望の材質の物体を製作するできるとい
う効果がある。また、凝固可能剤吐出手段を用いること
によって、複雑な３次元形状の型を製作することができ
るという効果がある。
【００３６】
【図１】この発明の一実施例としの３次元物体造形シス
テムを示す概念図。
テムを示す概念図。
【図２】３次元物体を製作する手順を示す工程断面図。
【図３】サポート部の配置例を示す斜視図。
【図４】光硬化型接着剤の塗布方法を示す説明図。
１０…テーブル部 １２…テーブル １４…モータ ２０…ヘッド部 ２２…フォーカシングユニット ２４〜２６…液体用ノズル ２８…気体用ノズル ２９…基台 ３０…水平駆動機構 ３２…支持柱 ３４…水平レール ３６…移動ビーム ４０…接着剤供給部 ４２…タンク ４４…ポンプ ５０…溶融プラスチック供給部 ５２…タンク ５４…ポンプ ６０…サポート用凝固剤供給部 ６２…タンク ６４…ポンプ ６６…ヒータ ７０…冷風供給部 ８０…光源 ８２…光ファイバ ９０…制御部 １１０…サポート部 １２０…物体の中央部 １２０ａ…物体の周辺部 １２０ｂ…物体の頂点 １２１…最終的な物体 １３０…プラスチック ２００…グラフィックワークステーション ３００…造形装置
Claims (2)
- 【請求項１】 ３次元物体を造形する装置であって、 （Ａ）造形中の物体を載置するためのテーブルと、 （Ｂ）前記テーブルの上部に、前記物体を形成するため
の光硬化型接着剤を所定量ずつ吐出する接着剤吐出手段
と、 （Ｃ）前記吐出された接着剤に所定の光を照射すること
によって硬化させる光照射手段と、 （Ｄ）前記物体の形状に応じて前記テーブルと前記接着
剤吐出手段とを３次元方向に相対的に移動させる駆動手
段と、（Ｅ）凝固後においても所定の溶媒によって溶解可能な
凝固可能剤を前記テーブルの上部に吐出するとともに、
該凝固可能剤を凝固することによって、硬化した光硬化
型接着剤を支持するための支持部を形成する凝固可能剤
吐出手段と、 を備えることを特徴とする３次元物体造形装置。 - 【請求項２】 ３次元物体を造形する装置であって、 （Ａ）造形中の物体を載置するためのテーブルと、 （Ｂ）前記テーブルの上部に、前記物体の型となる光硬
化型接着剤を所定量ずつ吐出する接着剤吐出手段と、 （Ｃ）前記吐出された接着剤に所定の光を照射すること
によって硬化させる光照射手段と、 （Ｄ）前記物体の型の形状に応じて前記テーブルと前記
接着剤吐出手段とを３次元方向に相対的に移動させる駆
動手段と、 （Ｅ）硬化した光硬化型接着剤により形成された型内に
前記物体を形成するための樹脂を充填する樹脂充填手段
と、（Ｆ）凝固後においても所定の溶媒によって溶解可能な
凝固可能剤を前記テーブルの上部に吐出するとともに、
該凝固可能剤を凝固することによって、硬化した光硬化
型接着剤を支持するための支持部を形成する凝固可能剤
吐出手段と、 を備えることを特徴とする３次元物体造形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4328856A JP2942081B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | ３次元物体造形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4328856A JP2942081B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | ３次元物体造形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06143438A JPH06143438A (ja) | 1994-05-24 |
| JP2942081B2 true JP2942081B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=18214858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4328856A Expired - Fee Related JP2942081B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | ３次元物体造形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2942081B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI627492B (zh) * | 2013-08-09 | 2018-06-21 | Musashi Engineering Inc | 焦點調節方法及其作業裝置 |
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| JP4148733B2 (ja) * | 2002-09-02 | 2008-09-10 | リコープリンティングシステムズ株式会社 | 三次元積層造形法とその装置 |
| US7625512B2 (en) | 2003-07-15 | 2009-12-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and a system for producing an object using solid freeform fabrication |
| JP5685052B2 (ja) * | 2010-11-01 | 2015-03-18 | 株式会社キーエンス | 三次元造形装置及び三次元造形方法 |
| JP2012096429A (ja) * | 2010-11-01 | 2012-05-24 | Keyence Corp | 三次元造形装置及び三次元造形方法 |
| JP5759850B2 (ja) * | 2011-09-22 | 2015-08-05 | 株式会社キーエンス | 三次元造形装置 |
| US9527241B2 (en) * | 2013-12-20 | 2016-12-27 | Xerox Corporation | Three dimensional (3D) printing of epoxy, hardener, and parts of an object to be assembled later |
| CN103934456A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-07-23 | 陕西科技大学 | 一种同步喷涂粘接的增材制造方法 |
| JP2016088004A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | セイコーエプソン株式会社 | 三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置および三次元造形物 |
| JP5921732B2 (ja) * | 2015-01-16 | 2016-05-24 | 株式会社キーエンス | 三次元造形装置及び三次元造形方法 |
| CN105172136B (zh) * | 2015-07-30 | 2018-02-27 | 范春潮 | 一种采用彩色3d打印装置快速打印的方法 |
| CN105082539B (zh) * | 2015-07-30 | 2018-02-27 | 范春潮 | 一种快速彩色3d打印装置 |
| CN105082538B (zh) * | 2015-07-30 | 2018-02-27 | 范春潮 | 一种快速彩色3d打印装置上的喷头组件 |
| KR102015738B1 (ko) | 2015-09-11 | 2019-08-28 | 후지필름 가부시키가이샤 | 젤라틴 구조체 제조 방법, 및 젤라틴 구조체 제조 시스템 |
| JP6751252B2 (ja) | 2015-10-15 | 2020-09-02 | セイコーエプソン株式会社 | 三次元造形物の製造方法及び三次元造形物の製造装置 |
| JP6751251B2 (ja) * | 2015-10-15 | 2020-09-02 | セイコーエプソン株式会社 | 三次元造形物の製造方法及び三次元造形物の製造装置 |
| WO2019150481A1 (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 株式会社ニコン | 処理装置及び処理方法 |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP4328856A patent/JP2942081B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI627492B (zh) * | 2013-08-09 | 2018-06-21 | Musashi Engineering Inc | 焦點調節方法及其作業裝置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06143438A (ja) | 1994-05-24 |
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