JP3004302B2 - 立体造形システム及び方法 - Google Patents

立体造形システム及び方法

Info

Publication number
JP3004302B2
JP3004302B2 JP1505840A JP50584089A JP3004302B2 JP 3004302 B2 JP3004302 B2 JP 3004302B2 JP 1505840 A JP1505840 A JP 1505840A JP 50584089 A JP50584089 A JP 50584089A JP 3004302 B2 JP3004302 B2 JP 3004302B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
support structure
data
support
dimensional
file
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1505840A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04506778A (ja
Inventor
ウイリアム ハル，チャールズ
ウイリアム ルイス，チャールズ
Original Assignee
スリーディー、システムズ、インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26878432&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP3004302(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from US07/182,801 external-priority patent/US4999143A/en
Application filed by スリーディー、システムズ、インコーポレーテッド filed Critical スリーディー、システムズ、インコーポレーテッド
Publication of JPH04506778A publication Critical patent/JPH04506778A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3004302B2 publication Critical patent/JP3004302B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C41/12—Spreading-out the material on a substrate, e.g. on the surface of a liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/34—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C41/36—Feeding the material on to the mould, core or other substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
    • B29C64/135—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C64/40—Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0037—Production of three-dimensional images
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70416—2.5D lithography
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/10—Constructive solid geometry [CSG] using solid primitives, e.g. cylinders, cubes
    • 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
    • G05B2219/49013—Deposit layers, cured by scanning laser, stereo lithography SLA, prototyping
    • 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
    • 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
    • G05B2219/49039—Build layer of different, weaker material between support and prototype

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、流体媒質から三次元物体を形成する方法お
よび装置の改良に関し、詳細には三次元物体の生産のた
めの改良されたデータ操作および造形技術の利用を含
む、新規な改良された立体造形システムに関するもので
ある。これにより、物体は、より迅速に、高信頼性をも
って、正確にかつ経済的に作成することができる。特
に、本発明は物体の立体造形技術における支持体の構造
に関するものである。
発明の背景 プラスチック部品などの生産では、通常、まずそれら
の部品を設計し、苦労してこの部品の試作品を作る。こ
れには、相当の時間、労力および費用を要する。その
後、この設計を検討し、設計が最適になるまで、この手
間のかかる過程を何回も繰り返す。設計が最適と判断さ
れると、次の工程は製造である。ほとんどの量産プラス
チック部品は射出成形される。この製法は、設計時間が
長く、金型費が非常に高いので、通常、大量生産の場合
にしか実用的ではない。プラスチック部品の生産には、
直接的な機械加工、真空成形および直接成形といった他
の加工法が利用できるが、これらの方法は主として寿命
の短い製品の生産の場合しか費用の面で効果的でなく、
製造された部品は通常、射出成形部品よりも品質が劣
る。
これまでに、流体媒質の中で三次元物体を作成する技
術が開発されている。流体媒質の三次元の容積内の所定
の交点で選択的に焦点を結ぶ放射ビームによって、流体
媒質が選択的に硬化する。このような三次元造形システ
ムの例は、米国特許第4,041,476号、同第4,078,229号、
同第4,238,840号および同第4,288,861号に記載されてい
る。これらのシステムはいずれも、流体容積内の他のす
べての点を除外して、流体容積内の選択された深さの点
に相乗的なエネルギーを付与することに頼っている。し
かし、残念ながら、この三次元造形システムは、分解能
および露光の制御に関して多くの問題を有している。交
点が流体媒質の深部に移行するにつれて焦点の輻射強度
および造形分解能の低下により、かなり明白で複雑な制
御状況を生じる。吸収、拡散、分散および回析といった
すべての現象が、流体媒質内の深部での経済性および信
頼性に基づく加工の困難さに影響する。
近年、「立体造形法による三次元物体の製造装置」と
題する米国特許第4,575,330号に記載された「立体造形
法」が実施されている。立体造形法は、基本的に、物体
の断層を構成する感光性重合体（液状プラスチックな
ど）の薄層を、全ての薄層が接合され物体全体を形成す
るまで各層を連続的に「積層する」ことによって複雑な
プラスチック部品を自動的に作成する方法である。この
技術では、物体は液状プラスチックのタンクの中で形成
される。この加工法は、迅速に試作品を作成するための
極めて強力な方法である。
光硬化性重合体は、光が存在すると液体から固体に変
化するもので、紫外線によるその感光速度は、この重合
体を実用的な模型製作材料とするに十分である。一つの
部品が作成される時に重合化しない材料はそのまま次に
使用することができ、引き続き部品が作成される間タン
ク内に残されている。紫外線レーザが小さな強い紫外線
スポットを発生し、このスポットは検流鏡Ｘ−Ｙスキャ
ナにより液体表面を移動する。スキャナが、コンピュー
タが生成するベクトルなどによって操作される。こうし
た技術によって、精密で複雑なパターンを迅速に作るこ
とができる。
レーザ走査装置、感光性重合体タンクおよび昇降器
は、制御用コンピュータと一体をなし、「SLA」（Stere
o−lithographic Apparatus）と称する立体造形装置を
形成する。SLAは一度に１個の断層を描き、それを重ね
ることによって、一つのプラスチック部品を自動的に製
造するようにプログラムされる。
立体造形は、部品の複雑単純を問わず、金型を用いず
に容易に部品を製作するまったく新しい方法である。こ
の技術は、断面のパターンを作成するためにコンピュー
タを使用しているので、CAD/CAMへの自然なデータ・リ
ンクが存在する。しかし、こうしたシステムは、分解
能、精度および一定の物体形状を作る際の困難さと同
様、収縮、応力およびカールその他の変形に関する困難
に遭遇している。
支持体は、米国特許第4,575,330号の図面に示されて
おり、これらの支持体は物体を昇降器に付着させるもの
である。
使用される最初の形式の支柱／支持体は、実際に、単
一の各点を硬化させることによって形成される。これら
の点は、対応する硬化幅で、適切な硬化深さを与えるよ
うに特定の時間長で硬化される。この形式の支柱は、そ
の強度および、この強度水準を得るために比較的長い硬
化時間が必要とされる。
別の形式の支柱／支持体構造は、層間の付着強さを増
すためのものである。この付着強さは層間の接触面積に
比例する。点を硬化させる時、硬化幅は、追加の硬化幅
が非実用的である限界にすぐに達してしまう。従って、
接触面積を増す別の方法が実施された。次の段階は、断
面における点のベクトルである支持体を硬化させる代わ
りに、断面が多角形である支持体を使用している。これ
らの多角形は、三角形、四角形、八角形などである。こ
れらの構造は、水平方向に対する構造強度を大きく高め
るとともに、層間の接触面積をいっそう増す（付着強さ
をいっそう高める）。これらの支持体は合理的に良好に
作用したが、依然以下のような難点があった。１）物体
から除去することが困難であった、２）限定された数の
物体ベクトルしか支持しない、３）この形式の支持体構
造は多孔台への付着を確実にするために多角形を支持す
るための基盤の使用を必要とした。
したがって、設計段階から試作段階へ、さらに最終生
産へ、迅速かつ高信頼性をもって移行できる、特に、プ
ラスチック部品のコンピュータ設計から事実上ただちに
試作に直接移行できる技術、ならびに経済性および自動
化にもとづく大量生産技術に対する必要性が長期にわた
り存在し続けている。
従って、三次元プラスチック物体などの開発生産関係
者は、従来の三次元生産システムの支持体の問題を回避
しながら、設計段階から試作段階さらに生産へと迅速に
移行できる、より迅速で高信頼性を持つ、経済的かつ自
動化された手段を長い間求めてきている。本発明は、こ
うした問題のすべてを明らかに満足させるものである。
発明の概要 本発明は、基本的に、適切なエネルギーに応答してそ
の物理的状態を変えることができる流体媒質の表面にそ
の物体の連続し隣接する断面層を成形することによって
三次元物体を作成するための新規で改良された立体造形
システムを提供するものであって、物体を規定する情報
は、必要な物体支持構造を形成するために特に処理され
ており、連続する断面層は所望の三次元物体を形成する
ために作成されると同時に自動的に一体化される。
本発明の好ましい実施例では、これに限らないが、例
えば、コンピュータ図形処理の原理を立体造形と組み合
わせて利用する。すなわち、コンピュータの命令によっ
て直接三次元物体を製造する際にコンピュータ支援設計
（CAD）およびコンピュータ支援製造（CAM）を同時に行
うために、立体造形技術を三次元物体の生産に応用す
る。本発明は、製品開発の設計段階での模型および試作
品を製作する目的で、または製造システムを構成する目
的で、または純粋な芸術形式を目的としても、応用でき
る。
簡単かつ広く言えば、本発明は、いくつかの問題を解
決する物体支持構造システムを提供する。物体を台に固
着させる方法を提供する。台から硬化した部品を容易に
取り外すことを可能にする。物体の第１の層の厚さの管
理の改善を可能にする。物体の内側および周囲への流体
の流れを改善する。必要な浸漬時間を低減させる。物体
による液体の消費をより迅速かつ良好にする。固定して
いない浮遊輪郭線を固定する（クロスハッチが描かれる
まで輪郭線を正しい位置に保持されるようにする）。カ
ール、浸漬に関係する力および、物体の自重による変形
を予防する。（以後の層が描かれるまで）付着する部分
がないような物体の部分を固定する。
本発明による立体造形システムは、三次元物体を形成
するための立体造形データであって、三次元物体を表現
する物体データおよびその物体の形成中に支持を要する
その物体の下向き面を支持する支持体構造を特定する支
持体構造データを含む立体造形データを出力する第１の
手段と、立体造形データに応じて連続した多数の断面を
それまでに形成された断面の上に追加することにより三
次元物体および支持体構造を自動的に形成する第２の手
段とからなり、前記支持体構造が、支持されるべき表面
に対して垂直な方向に延び、かつ支持されるべき表面の
一部に接触して支持する細長く形成された構造を有する
ウェブ状支持体であることを特徴とするものである。
すなわち、物体の支持されるべき下向き面を支持する
支持体を、細長く形成されたウェブ状支持体としたこと
を特徴とするものである。
ここでウェブ状支持体とは、硬化後に容易に取り外せ
る程度に極薄の帯状の支持体で、物体の作成中に重力あ
るいは応力による物体の変形を防ぐために物体の下向き
面を支持するものである。
また、本発明による立体造形方法は、 ａ）形成される三次元物体に関する、該三次元物体を
表現する物体データおよび該物体を形成中に支持を要す
る該物体の下向き面を支持する支持体構造を特定する支
持体構造データを含む、立体造形データを出力するステ
ップと、 ｂ）該立体造形データに応じて連続した多数の断面を
それまでに形成された断面の上に追加することにより該
三次元物体および該支持体構造を自動的に形成する該立
体造形データを使用するステップとからなり、 ｃ）該支持体構造が支持されるべき該表面に対して前記
垂直な方向に延びるよう形成されており、さらに、 ｄ）該支持体構造が、支持されるべき該表面の一部に接
触して支持する、硬化後に容易に取り外せる程度に極薄
のウェブ状の支持体からなるように構成することを特徴
とするものである。
さらに、本発明におけるウェブ状支持体は、支持され
るべき表面に対して垂直な方向に延びるものに限らず、
支持されるべき表面まで斜めに延びた支持体であっても
よい。
「立体造形」は、紫外線硬化材料などの硬化性材料の
薄層の上に新たな薄層を連続的に「積層する」ことによ
って固形物を製作するための方法および装置である。液
面に物体の中実な断面を形成するために、紫外線硬化性
液体の表面または層を照射するプログラムされた可動紫
外線スポットビームが用いられる。その後物体は、プロ
グラムに従って１層の厚さだけ液面から遠ざけられ、次
の断面が形成され、その断面はその物体を形成している
直前の層に付着する。このようにして、完全な物体が形
成されるまでこの過程が継続される。
本発明の技術によって、ほとんどすべての形式の物体
形状が作成できる。複雑な形は、プログラムの作成を助
けプログラム信号を立体造形成形下位システムに送信す
るコンピュータの機能を用いることにより、容易に作成
できる。
粒子による衝撃（電子ビームなど）、マスクを介して
またはインクジェットによる材料の吹付けまたは、紫外
線以外の衝撃性輻射線による化学反応などの、硬化性流
体媒質への他の適当な形式の相乗的なエネルギーも、本
発明の精神および範囲を逸脱することなく、本発明の実
施に利用できることは当然である。
本発明の実施には、例えば、所定の刺激に応答して固
化可能な一体の流体媒質が、連続する断面層が生成され
る流体媒質の所定の作業面を規定するために適切な容器
に入れられている。その後、紫外線スポットなどの適切
な形式の相乗的な刺激が流体媒質の所定の作業面に図形
パターンとして付与され、表面に個別の中実な薄層が形
成され、各層は製造される三次元物体の隣接断面を表
す。本発明の物体を規定する情報は、例えばカールおよ
び変形を低減し、分解能、強度、精度、再生産の速度お
よび経済性を高めるために特に処理される。
各層への連続隣接層の重ね合わせは、それらが形成さ
れると同時に自動的に行われ、各層は一体となって所望
の三次元物体を形成する。流体媒質が硬化して作業面に
薄層として形成されるにつれ、第１の単層が確保されて
いた適切な昇降台は、通常すべてマイクロコンピュータ
などの制御のもとにある適切な作動器によってプログラ
ムに従って作業面から遠ざけられる。このようにして、
作業面で最初に形成された層はその表面から遠ざけら
れ、新しい液体が作業面の位置に流入する。この新しい
液体部分が今度は、新しい層を描くためにプログラムさ
れたスポットビームによって固体に転化され、この新し
い層はそれに隣接する部分、すなわち直前の層に付着し
て接合される。この過程が三次元物体全体が形成される
まで継続する。形成された物体は容器から取り出され、
装置は、モデルの物体と同一か、あるいはコンピュータ
などによって生成された全く新しい物体を製造する。
CADシステムのデータベースはいくつかの形式を採る
ことができる。一つは物体の表面の多角形、通常は三角
形の網目として表すものである。これらの三角形は、物
体の内面および外面を完全に形成する。このCAD表現
は、各三角形の単位長さの法線ベクトルも含む。この法
線はその三角形が囲む固体から向かう傾きを指示する。
“PHIGS"といった形式が可能なこうしたCADデータを、
立体造形によって物体を形成するために使用できる層ご
とのベクトル・データに処理する手段が付与される。こ
うした情報は、最終的にラスタ走査出力データなどに変
換できる。
前述のように、立体造形は、液状プラスチックの連続
的な層を固化させることにより物体を作るために可動レ
ーザビームを使用する三次元積層法である。この方法に
よって、設計者は、CADシステムで設計を行うことがで
き、応力およびカールを低減し、適切な支持体を付与
し、数時間で正確なプラスチック模型を作るために本発
明の概念を応用できる。立体造形法は、例えば、以下の
手順から成る。
初めに、立体造形法に特に関係することなく、CADシ
ステムで通常の方法により固体模型を設計する。
立体造形のための模型作成は、物体の最適な作成時の
向きを選択して、それに支持体構造を加え、適切な応力
除去処理を組み込み、立体造形システムの作業パラメー
タを選択することから成る。最適な向きは、（１）物体
が液体をあとで排出することを可能にし、（２）支持さ
れない表面の数を最低にし、（３）重要な表面を最適化
し、（４）物体を樹脂タンク内にうまく収容できるよう
にするものである。支持体は、非接合部分を確保するな
どの目的で付け加えられ、支持体のCADライブラリは、
この目的で用意できる。立体造形作業パラメータは、模
型の寸法および層（“SLICE"）厚さの選択を含む。
固体模型の表面はその後、通常“PHIGS"〔プログラマ
ー階層会話形図形処理システム〕により三角形に分割さ
れる。三角形はベクトル計算のための最も単純な多角形
である。より多くの三角形が形成されればされるほど、
表面の分解能は良好になり、従ってCAD設計に関して成
形物体は高精度になる。
三角形の座標およびその法線を表すデータ点はその
後、イーサネット（ETHERNET）などの適切なネットワー
ク通信を介して立体造形システムに伝送される。立体造
形システムのソフトウエアは、選択した層の厚さで三角
形の断面を水平（XY平面方向）にスライスする。
次に、立体造形装置（SLA）は、断面の輪郭線ベクト
ル、クロスハッチ・ベクトルおよび平面（外皮）ベクト
ルを計算する。クロスハッチ・ベクトルは、輪郭線ベク
トルの間のクロスハッチから構成される。いくつかの
「様式」、つまりスライス・フォーマットが使用でき
る。外皮ベクトルは、高速度で大きな重ね合わせで描か
れ、物体の外側の平面を形成する。上部および下部外皮
の、内部の平面領域は、クロスハッチ・ベクトル以外で
は充填されない。ベクトルの詳細は、米国特許出願番号
第182,830号、第269,801号および第331,644号に説明さ
れている。
SLAはその後、光硬化性樹脂の表面をヘリウム−カド
ミウム・レーザなどの紫外線ビームを動かし、露光され
た部分の液体を固化させることにより、一度に物体の１
平面層を形成する。樹脂の吸収はレーザ光が深く透過す
るのを妨げ、薄層を形成させる。各層は、輪郭線ベクト
ル、クロスハッチ・ベクトル、外皮ベクトルの順序で描
かれる各ベクトルによって構成される。
SLAによって描かれた第１の層は、液面直下に位置す
る水平の台に付着する。この台は、コンピュータ制御の
もとで垂直に下降する昇降器に取り付けられている。１
層が描かれた後、台は、数ミリメートル液中に浸漬し、
前に硬化した層が新しい液体に覆われると、わずかに上
昇して、第２の層が形成される分の液体の薄層を残す。
液面が十分に平滑になるように間を置いた後、次の層が
描かれる。樹脂は接着性なので、第２の層は第１の層に
しっかり付着する。すべての層が描かれ、全体の三次元
物体が形成されるまで、この過程が繰り返される。通
常、物体の底部6.35mm（0.25インチ）ほどが、希望の物
体が作られるための支持構造である。レーザ光に暴露さ
れていない樹脂は、タンク内に残り、次の部品に使用さ
れる。材料のむだはほとんどない。
後処理には、過剰樹脂を除去するために形成物体を加
熱する、あるいは重合を完了させるために紫外線または
加熱により硬化させる、あるいは支持体を除去すること
などが含まれる。サンダー仕上げおよび作業模型への組
立てを含む付加的な処理が行われることもある。
本発明によれば、支持体は「ウェブ」の形式で与えら
れる。ウェブの断面は、細長い長方形である。その厚み
は、後硬化の後に物体が容易に取り外せる程度に十分薄
く設計される。その幅（長方形の断面の長辺）は、以下
の２つの要件をみたすように設計される。１）（基礎を
必要とせずに）昇降台に対して良好に付着する程度の十
分な長さであること、２）（クロスハッチおよびそれを
囲む輪郭線を支持するために）物体の断面に及ぶ程度の
十分な長さであること。
こうした支持体形式のすべては、物体を（昇降）台に
取り付けるために使用できるが、また物体の重要部分に
付加的な支持を与えるためにも使用できる。このような
重要な部分には、枠、片持ばりなどが含まれる。ウェブ
は、昇降台から支持を必要とする部分まで延びるか、ま
たは、実際に部品の一部から支持を必要とする部分まで
延びるようにすることができる。
本発明の新規で改良された立体造形システムは、プラ
スチックの物体を製造するために現在使用されている装
置に優る多くの効果がある。本発明の方法および装置は
設計のための配置図および図面を作成すること、さら
に、金型の図面および金型を製作する必要がない。設計
者は、コンピュータおよび立体造形装置を用いて直接作
業することができ、コンピュータの出力画面に表示され
た設計に満足すれば、部品を製作して吟味することがで
きる。設計を修正しなければならない場合も、コンピュ
ータを通じて容易に行うことができ、その後、新たな物
体を作って変更が正しいことを確認することができる。
相互に関連する設計パラメータを持つ複数の部品を要求
する設計の場合、本発明の方法はいっそう有効である。
その部品の設計のすべてについて容易に変更でき、必要
な場合何度でも繰り返して作成し、全体の組立品を製作
し、吟味することができるからである。さらに、本発明
のデータ操作技術は、難しい複雑な物体形状の場合も、
応力、カールおよび変形が低減され、分解能、強度、精
度、生産速度および経済性が改善された物体の生産を可
能にする。
設計が完了すれば、部品の生産は直ちに開始でき、設
計から生産の間の数週間、数ヶ月が節約できる。立体造
形は、金型の必要がなくなり、生産のための設備時間が
最小であるため、短時間の生産に有効である。同時に、
この技術を用いることにより、設計の変更および特注部
品の供給が容易に行える。部品製作の容易さにより、立
体造形は現在金属その他の材料の部品が使用されている
多くの分野でのプラスチック部品の使用を可能にする。
さらに、費用のかかる金属その他の材料の部品の製造を
決定する前に、迅速かつ経済的にその部品のプラスチッ
ク模型を製造することができる。（以下「部品」は「物
体」とも称する） このように、本発明の新規で改良された立体造形の方
法および装置は、応力およびカールが低減された適切な
支持体を有する三次元プラスチック部品などを、迅速
に、高信頼性をもって、正確に、かつ経済的に設計製作
することができる。
本発明の上述および他の目的および効果は、以下の実
施例の詳細な説明によって、更に明らかとなろう。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の実施のための立体造形システムの
全体ブロック図、 第２図および第３図は、本発明の立体造形を実施する
際に用いられる基本概念を示すフローチャート、 第４図は、本発明の実施に適切なシステムの略立面断
面図およびブロック図の組合せ、 第５図は、本発明の実施のためのシステムの別の実施
例の立面断面図、 第６図は、立体造形システムの全体のデータの流れ、
データ操作およびデータ管理をより詳細に示すソフトウ
エア・アークテクャのフローチャート、 第7a図および第7b図は、支持体が、クロスハッチ・ベ
クトルで描かれるまで、層輪郭線をどのように正しい位
置に固定するかを示す図、 第8a図および第8b図は、支持体が片持ばりおよび類似
の構造の変形およびカールをどのように防止するかを示
す図、 第9a図および第9b図は、物体が製作されている間に一
時的に無支持となる層部分をどのように付着するかを示
す図、 第10a図および第10b図は、垂直ウェブ支持体が層の歪
をどのように防止するかを示す図、 第11図は、斜め支持体の使用を示す図、 第12図は、立体造形製法の重要な各段階を示す図、 第13a図から第13c図は、立体造形システムの主要な構
成要素を示す図、 第14図は、立体造形システムのブロック図、 第15図は、立体造形システムのソフトウエア図、 第16a図および第16b図は、制御盤のスイッチおよび指
示器を示す図、 第17図は、見本の部品記録を示す図、 第18図は、見本の作業曲線を示す図、 第19a図から第19e図は、光学装置の推奨清浄技術を示
す図、 第20は、エアフィルタの交換を示す図、 第21a図および第21b図は、SLICEコンピュータの構成
要素を示す図、 第22a図および第22b図は、電子装置キャビネットの構
成要素を示す図、 第23a図から第23c図は、光学装置の構成要素を示す
図、 第24図は、チャンバの構成要素を示す図、 第25a図および第25b図は、レーザ・レゾネータの配列
を示す図、 第26a図および第26b図は、光学装置の配列を示す図、 第27図は、チャンバの配列を示す図、 第28図は、SLA−１立体造形システムを示す図、 第29a図および第29b図は、電子装置キャビネットの集
成装置を示す図、 第30図は、光学装置の集成装置を示す図、 第31a図および第31b図は、チャンバの集成装置を示す
図、 第32図は、SLA−１の配線図を示す図、 第33図は、立体造形製法を示す図、 第34a図および第34b図は、SLA−１レーザ・ポストキ
ュア装置を示す図、 第35図は、SLA−１の主要構成要素を示す図、 第36図は、SLA−１レーザ光学装置を示す図、 第37図は、ポストキュア装置を示す図、 第38a図および第38b図は、レーザ警告・安全情報ラベ
ルの位置を示す図、 第39図は、試験物体を示す図、 第40図は、曲面がその近似化のためにどのように多数
の三角形を要求するかを示す図、 第41図は、いずれかの（CAD）物体が、平坦な三角
形、平坦に近い三角形および鋭角三角形によってどのよ
うに完全に描けるかを示す図、 第42図は、SLICE断面三次元「ステレオリソグラフ
ィ」（.STL）が、どのようにして「スライス」（.SLI）
をファイル生成するかを示す図、 第43図は、層境界線間の領域がクロスハッチされるか
充填外皮されるかを、三角形の形式がどのようにして決
定するかを示す図、 第44図は、三角形の分類が平坦に近いから急傾斜まで
変化する角度が、SLICEパラメータMSAによってどのよう
にして定義されるかを示す図、 第45図は、SLA−１メニュー・システムを示す図、 第46図は、NETWORKがイーサネットを介して制御コン
ピュータとスライス・コンピュータとの間でどのように
してファイルを転送するかを示す図、 第47図は、TERMINAL UTILITYが使用者に対して制御
コンピュータからSLICEをどのようにして遠隔操作を可
能にするかを示す図、 第48図は、MERGEがどのようにして部品（支持体およ
び物体のファイル）の全部を結合し、レイヤー・ファイ
ル（.L）、ベクトル・ファイル（.V）およびレンジ・フ
ァイル（.R）を生成するかを示す図、 第49図は、VIEWが、STLファイルおよび.SLIファイル
をどのようにして制御コンピュータ画面に表示するかを
示す図、 第50図は、.STLファイルの図示を示す図、 第51図は、.SLIファイルの図示を示す図、 第52図および第53図は、BUILD状態画面を示す図、 第54a図から第54c図は、オペレーションの各段階での
PCAを示す図、 第55図は、SLA−１のヘリウム−カドミウム・レーザ
を示す図、 第56図は、光重合開始剤分子の励起および緩和を示す
図、 第57図は、温度の小さな変化がどのようにして粘度の
大きな変化をもたらすかを示す図、 第58図は、ビームの中心付近の最大値を示す強度分布
を示す図、 第59図は、屈折率の変化がどのようにして銃弾形状を
促進するかを示す図、 第60図は、ステップ期間値がどのようにして銃弾の全
体寸法を決定するかを示す図、 第61図は、ステップの大きさが銃弾の最大径未満また
は以下である場合に、ある点がどのようにしてより重度
に硬化されるかを示す図、 第62図は、作業曲線を示す図、 第63図は、バンジョーの頭部を示す図、 第64図は、SLAで物体を製造するために必要な手順の
外観を示す図、 第65a図および第65b図は、PHIGS図形処理標準に従っ
た物体の切り子面表現を示す図、 第66図は、インテル80287（Intel80287）数理双対プ
ロセッサとの互換性がある二進浮動小数点形式を示す
図、 第67図は、TEST 0017.STLファイルによって表現され
る箱を示す図、 第68a図および第68b図は、試験物体の仕様を示す図、 第69a図および第69b図は、前記試験物体の空間配置を
示す図である。
課題を解決するための手段 立体造形物体は、好ましくは、昇降台に直接ではな
く、支持体構造の上に作られる。支持体を使用する一つ
の理由は、昇降台から物体を取り外すことを容易にする
ためである。昇降台に直接硬化した物体は、特に付着面
が大きい場合、取り外しが困難である。さらに、昇降台
に形成された第１の層の厚さは、昇降台が反っていたり
昇降台に不正確に取付けられている場合、正確に管理で
きず、設計値よりずれる場合も起こり得る。これは、昇
降台に付着するのに十分な深さまで硬化していない線を
発生し、カールを促進する可能性がある。このような潜
在的な問題を除いても、昇降台の孔によって、昇降台に
直接作られた物体の底面にその孔に対応したこぶを生じ
ることになる。昇降台が浸漬されることによる液体の変
位は、最初の数層の厚さを変化させることになり、この
ような効果は物体自体において望ましくない。
支持体を使用する別の理由は、物体の周囲の液体の流
れを改善することである。支持体により、液面が改善さ
れた流れによってすばやく安定するので、使用する浸漬
時間を短縮することができる。さらに、余分な樹脂が完
成物体からすばやく排出され、後処理時間を短縮でき
る。
支持体はまた、支持を行わない場合に動く傾向がある
物体の部分を固定し、また、浸漬中にカールや損傷を受
けやすい領域を補強するために使用される。
ここで図面、特に第１図を説明する。この図は、本発
明の実施に適した立体造形システム全体のブロック図を
示している。CADジェネレータ２および適切なインター
フェース３は、形成される物体のデータ記述を、通常PH
IGS書式で行う。これは、インターフェース・コンピュ
ータ４へのイーサネット（ITHERNET）などのネットワー
ク通信を介して行われる。このコンピュータにおいて、
物体のデータは最適化され、かなり難しい複雑な物体形
状についても、応力、カールおよび変形を低減し、分解
能、強度、精度、再生産の速度および経済性を高める、
出力ベクトルを与えるために操作される。インターフェ
ース・コンピュータ４は、連続的にスライシングを行
い、層の厚さを変化させ、多角形の頂点を巡り、充填
し、平坦な外皮、平坦に近い外皮、上向き外皮および下
向き外皮を生成し、スケーリング、クロスハッチング、
ベクトルのオフセットおよびベクトルの順序づけを行う
ことによって層のベクトルのデータを生成する。これ
は、米国特許出願番号第182,830号、第269,801号および
第331,644号に詳述されている。要約すれば、輪郭線ベ
クトルは物体の各断面の輪郭を描くために使用され、ク
ロスハッチベクトルは各断面の内側部分を描くために使
用され、外皮ベクトルは物体の外面を描くために使用さ
れる。これらのベクトルは、輪郭線、クロスハッチ、外
皮の順で描かれる。
コンピュータ４からのベクトルのデータおよびパラメ
ータは、立体造形システムのレーザ、ミラー、昇降器な
どを作動するための制御サブシステム５に送られる。
第２図および第３図は、立体造形によって三次元物体
を作成するための本発明の基本システムを示すフローチ
ャートである。
紫外線の露光または、可視不可視光を問わず、電子ビ
ームなどの他の形式の相乗的なエネルギーの露光また
は、インクジェットもしくは適切なマスクを介して適用
される反応性化学薬品によって、固体重合体プラスチッ
クに変化させることが可能な多くの液状化学薬品が知ら
れている。紫外線硬化化学薬品は、現在、高速印刷用イ
ンクとして、紙その他の材料の被覆過程において、接着
剤として、また他の特殊分野において使用されている。
「リソグラフィー（造形法）」は、各種技術を用いて
図形対象を再現する技術である。現代の例としては、写
真の複製、乾式複写および、マイクロエレクトロニクス
回路板の製造において使用されているような「マイクロ
リソグラフィー」がある。プロッタまたはCRT表示装置
に表示されるコンピュータ生成図形もリソグラフィーの
形式であり、ここでは像がコンピュータ符号化対象であ
る。
コンピュータ支援設計（CAD）およびコンピュータ支
援製造（CAM）は、コンピュータの能力を設計および製
造の過程に応用する技術である。CADの典型的な例は、
電子部品のプリント回路の設計の分野であり、この場
合、コンピュータおよびプロッタがプリント回路板の設
計を描き、設計パラメータはコンピュータのデータとし
て与えられる。CAMの典型的な例は数値制御フライス盤
であり、この場合、コンピュータおよびフライス盤が金
属部品を製造し、適切なプログラム命令が与えられる。
CADおよびCAMとも、重要かつ急速に発展している技術で
ある。
本発明の最も重要な目的は、CADおよびCAMを同時に実
行し、コンピュータの命令によって三次元物体を直接製
造するために、紫外線硬化性プラスチックなどの使用と
組み合わせて、コンピュータ図形処理の原理を活用する
ことである。本発明は、立体造形と称し、製品開発の設
計段階での模型および原型を製作するためにまたは、製
造装置としてまたは、純粋な芸術形式としても、使用で
きる。本発明は、発明者の一人であるチャールズ・W.ハ
ルに対して1986年３月11日に交付された米国特許第4,57
5,330号に記載された立体造形の技術をさらに発展させ
たものである。
ここで、図面の特に第２図を参照して、立体造形の方
法を概説する。段階８は、このシステムにより形成され
る三次元物体を表し、主としてデジタル形式によるCAD
その他のデータの生成を要求する。このCADデータは、
通常、現在好ましいとされる勾配の指示などについて、
多角形形式、三角形およびこれらの三角形の平面に垂直
な法線により表面を規定し、本発明の現在好ましい実施
例において、現在ANSI規格に適合するプログラマー階層
会話形図形処理システム（PHIGS〔Programmer's Hierar
chial Interactive Graphics System〕）に適合する。
この規格は、例えば、テンプレート社（Template,Megat
ek Corp.,San Diego,California）から出版された、「P
HIGSの理解」“Understanding PHIGS"に説明されてい
る。
本発明によれば、段階９で、PHIGSデータまたはその
等価物は、三次元物体を形成する際の立体造形出力シス
テムを作動させるための修正データベースに独自の変換
システムによって変換される。物体を定義する情報は、
応力、カールおよび変形を低減し、分解能、強度および
再現精度を高めるために、特に処理される。
第２図の段階10は、形成される三次元物体の断面を表
す個々の断面層の作成を要求する。段階11は、選択的な
硬化のためにシステムにプログラムされた所望の三次元
物体を形成するために、連続的に形成される隣接する多
数の層を結合する。
このように、本発明の立体造形システムは、流体媒質
の選択された表面で形成される物体の断面パターンを作
成することによって三次元物体を形成する。流体媒質は
例えば、紫外線硬化性液体などであって、衝撃性輻射
線、電子ビームその他の粒子による衝撃、または、（流
体表面に隣接するマスクの上にインクジェットまたは吹
付けにより）塗布された化学薬品などの適切な相乗的な
エネルギーに応答してその物理状態を変化できるもので
あって、物体の対応する連続する隣接断面を表す連続す
る隣接層は、物体の段階的な堆積すなわち薄層の堆積を
作成するために自動的に形成され統合され、これによっ
て、三次元物体は、形成過程において流体媒質の実質的
に平面状すなわちシート状表面から形成され、流体媒質
中から引き上げられる。
第２図に示した前記の技術は、第３図のフローチャー
トにおいてさらに詳しく概説されており、この図におい
ても、段階８は、このシステムにより形成される三次元
物体を表す、主としてデジタル形跡によるCADその他の
データの生成を要求する。また、段階９で、PHIGSデー
タは、三次元物体を形成する際に立体造形出力システム
を作動させるための修正データベースに独自の変換シス
テムによって変換される。段階12は、既定の反応性エネ
ルギーに応答して固化可能な流体媒質を含むことを要求
する。段階13は、第１図のコンピュータ４から出力され
たデータに応答して、その表面で、製造する三次元物体
の隣接断面を表す各層である、薄い固体の個別層を形成
するために、所定の流体表面に、そのエネルギーを図形
パターンとして加えることを要求する。本発明の実際の
用途では、各層は薄い層であるが、断面を形成し、形成
される物体の他の断面を規定する隣接する層に付着する
ために必要な凝集性を有するのに十分な厚さを有してい
る。
第３図の段階14は、所望の三次元物体を形成する各層
に対して、それらが形成されるにつれてそれぞれの層の
上に連続的な隣接する層または単層を重ね合わせること
を要求する。本発明の通常の実施では、流体媒質が硬化
して固体が１単層を描くと、その単層は流体媒質の作業
面から遠ざけられ、前に形成された単層に取って代わっ
た新しい液体において次の単層が形成され、それぞれの
連続する単層が他の断面の単層のすべてに（硬化した流
体媒質の自然の接着性によって）重ね合わされ統合され
る。
こうした断面層を作成する過程が、三次元物体の全体
が形成されるまで繰り返される。物体はその後取り出さ
れ、システムは、以前の物体と同一である、または、立
体造形システムを制御するプログラムを変更することに
よってまったく新しい物体として形成される別の物体を
製造する。
図面の第４図および第５図は、システムおよび第１図
から第３図のフローチャートによって説明された立体造
形を実施するために適切な各種装置を示す。
前に指摘したように、「立体造形」は、紫外線硬化性
材料などの硬化性材料の薄層を他の層の上に連続的に
「積層する」ことによって物体を作成するための方法お
よび装置である。紫外線硬化性液体の表面または層を照
らすプログラム可能な可動紫外線スポットビームが、液
面で物体の固体断面を形成するために使用される。その
後、この物体は、プログラムされた方法で１層の厚さの
分だけ液面から移動して遠ざけられ、次の断面が作成さ
れ、物体を形成する直前の層に付着する。この過程は、
全体の物体が形成されるまで継続される。
本発明の技術によって、ほとんどすべての種類の物体
の形が作成できる。複雑な形は、プログラムされたコマ
ンドの作成を助け、プログラム信号を立体造形成形下位
システムに送信する、コンピュータの機能を用いて、よ
り容易に作成できる。
CADシステムのデータベースはいくつかの形式を採る
ことができる。一つは、以前に指摘したように、物体の
表面を三角形の網目として表すものである（PHIGS）。
これらの三角形は、物体の内面および外面を完全に形成
する。このCAD表現は、各三角形の単位長さの法線ベク
トルも含む。この法線はその三角形が囲む部分から外へ
向かうものである。本発明は、こうしたCADデータを、
立体造形によって物体を形成するために必要な層ごとの
ベクトルのデータに処理する手段を提供する。各種ベク
トル形式の詳細については、米国特許出願番号第182,83
0号、その一部継続出願番号第269,801号およびその継続
出願Lyon ＆ Lyon事件番号第186/195号に説明されてい
る。
立体造形が有効に働くためには、１層とその次の層に
良好な付着がなければならない。従って、次の層の樹脂
は、前の層が形成された時にその形成された樹脂を覆わ
なければならない。垂直線分でできた模型を製作する際
に、１層の上に形成されたプラスチックは、直前の層か
ら以前に形成された樹脂に正確に当たるので、良好な付
着を与える。垂直部分から水平部分に移行し始めるにつ
れ、層の厚さによるジャンプが生ずるため（層が厚くな
ると、斜めの側面には段階状の不連続面が顕著になって
くる）、点は事実上、１層の上に形成された樹脂が前の
層の上に形成された樹脂に接触しないところに達するの
で、これは重大な付着の問題を生じる。水平面自体は付
着の問題を生じない。なぜなら、水平であることによっ
て、断面全体が、構造統合性を維持する側面対側面の付
着によって１層上に作られるからである。従って本発明
は、垂直断面から水平断面に、または、水平断面から垂
直断面に移行する際に、層間の付着を保証する一般的な
手段を提供すると同時に、表面の輪郭を正確に作成する
方法および成形部品の応力および歪を除去または低減す
る方法を提供する。
新規で改良された立体造形システムの現在好ましい実
施例を、第４図の立面断面図に示す。容器21は、紫外線
硬化性液体22などで充填され、既定の作業表面23が与え
られている。プログラム可能な紫外線源26などは、表面
23の平面に紫外線27のスポットを生じる。スポット27
は、光源26とともに使用されるミラーその他の光学また
は機械要素（第４図には図示しない）の動きによって表
面23を動くことができる。表面23でのスポット27の位置
は、コンピュータ制御システム28によって制御される。
以前に指摘したように、システム28は、CAD設計システ
ムなどのジェネレータ20によって形成され、PHIGS形式
または等価形式で、物体を定義する情報が、応力、カー
ルおよび変形を低減し、分解能、強度および再現精度を
高めるために特に処理されるコンピュータ変換システム
25に向けられるCADデータの制御のもとにある。
容器21の内側の可動昇降台29は、選択的に上下に可動
でき、台の位置はシステム28によって制御されている。
この台が動きながら、30a、30b、30cなどの統合された
単層の段階的な堆積によって三次元物体30を製造する。
紫外線硬化性液体22の表面は、容器21で一定の液面が
維持され、紫外線27のスポットまたは、液体を硬化させ
固体に転化させるのに十分な強度の他の適切な形式の反
応性エネルギーが、プログラムされた方法で作業表面23
の上を動く。液体22が硬化し、固体が形成されると、初
め表面23の直下にあった昇降台29は、いずれかの適切な
作動器によって、プログラムされた方法で表面から下方
へ動く。こうして、初めに形成された固体は、表面23の
下に移動し、新しい液体22が流れて表面23を覆う。この
新しい液体の部分が、次に、プログラムされた紫外線ス
ポット27によって固体に転化され、新しい固体部分はそ
の下の部分に付着して結合される。この過程が、三次元
物体30全体が形成されるまで継続される。物体30はその
後容器21から取り出され、システムは別の物体を製造す
る準備が整えられる。その後、別の物体が製造でき、ま
たは、コンピュータ28のプログラムを変更することによ
っていずれかの新しい物体が作成できる。
紫外線硬化性液体などの硬化性液体22は、いくつかの
重要な特性を持っていなければならない。（Ａ）使用可
能な紫外線源について、実際的な物体形成時間ができる
限り十分に速くなければならない。（Ｂ）連続する層が
互いに付着できるように接着性がなければならない。
（Ｃ）昇降器が物体を動かした時に、新しい液体材料が
すばやく表面を覆うことができる程度にその粘度が十分
に低くなければならない。（Ｄ）形成された薄膜が合理
的に薄くなるように紫外線を吸収しなければならない。
（Ｅ）物体が形成された後に紫外線硬化性液体および部
分硬化液体を除去するために洗浄できる程度、固定状態
で同様の溶剤に合理的に不溶性でなければならない。
（Ｆ）可能な限り無毒性かつ非刺激性でなければならな
い。
また、硬化した固形物は、固体状態となった後に希望
の特性を持っていなければならない。これらの特性は、
他のプラスチック材料の従来の用途と同様、関係する用
途によって異なる。色、質感、強度、電気的性質、易燃
性および柔軟性といった項目が検討すべき特性に含まれ
る。さらに、材料のコストも多くの場合重要である。
実際的な立体造形システムの現在好ましい実施例（第
３図など）で使用される紫外線硬化性材料は、デソト・
インコーポレーデッド（DeSoto,Inc.,1700 South Mt.Pr
ospect Road,Des Plaines,Illinois 60018）が製造する
DeSoto SLR800立体造形用樹脂である。
光源26は、希望する物体の細部が形成できるほど十分
に小さく、使用される紫外線硬化性液体を十分に実用的
な程度に急速に硬化させるだけの十分な強度を持つ紫外
線スポット27を生じる。光源26は、電源の入切および、
焦点の合ったスポット27が液体22の表面23上を動作でき
るように、プログラムされている。従って、スポット27
が動くにつれて、液体22を固体に硬化させ、図表記録器
またはプロッタがペンを用いて紙の上に描くのとほぼ同
じ方法で表面に固体のパターンを「描く」。
立体造形システムの現在好ましい光源26の実施例は、
主に、カリフォルニア州サニーベールのリンコニスク社
（Linconix）が製造する4240−Ｎ型HeCdマルチモード・
レーザ（Model 4240−N HeCd Multimode Laser）などの
ヘリウム−カドミウム紫外線レーザである。
第４図のシステムにおいて、表面23を一定の水準に保
ち、物体が取り出された後にこの材料を補充するための
手段を備えることもでき、それによって、焦点スポット
27は、一定の焦点面で焦点を正確に保ち、作業表面23に
沿った層を形成する際に最大の分解能を保証する。これ
に関して、作業表面23で正確に高強度の領域が得られ、
ただちに低強度に発散することにより、硬化過程の深さ
を限定し、形成される物体に適切な最も薄い断面層を付
与するように焦点を形成することが望ましい。
昇降台29は、形成される物体30を支持し、必要に応じ
てそれを上下させるために使用される。通常、層が形成
された後、形成される物体30は、次の層の水準以上に動
かされ、それにより液体22は固体が形成された部分と表
面23との間のわずかな隙間に流れ込むことができ、その
後物体は次の層の正しい水準に戻される。昇降台29の要
求事項は、プログラムされた方法によって適切な速度と
精度をもって動くことができ、さらに、形成される物体
30の重量を扱えるだけ十分な強度を持っていることであ
る。さらに、設定段階および物体を取り外す際に昇降台
の位置を手動で微調整できればより有効である。
昇降台29は、機械式、空圧式、液圧式または電子式が
可能であって、位置を精密に制御するために光学または
電子式フィードバックを行うこともできる。昇降台29
は、通常、ガラスまたはアルミニウムのいずれかにより
製作されるが、硬化プラスチック材料が付着するような
いずれかの材料が適する。
コンピュータ制御ポンプ（図示せず）は、作業表面23
で液体22の水準を一定に維持するために使用できる。適
切な水準検知システムおよびフィードバック網は、公知
の技術であり、流体容積の変化を補い、表面23において
一定の流体水準を維持するために、流体ポンプを駆動さ
せたりまたは、昇降台が流体媒質の中に入るにつれて流
体媒質から出てくる中実棒（図示せず）などの液体変位
装置を使用できる。他に、光源26は、検知された表面23
に関連して動くことができ、作業表面23で正確な焦点を
自動的に維持することができる。こうした選択方法はい
ずれも、コンピュータ制御システム28と関係した適切な
データオペレーティングによって容易に得られる。
図面第６図は、本発明が実施される立体造形システム
の全ソフトウエア・アーキテクチャを示す。
外観として、発明人らか“SLICE"と呼ぶ処理の部分
は、それをより製作しやすくするために必要な足場また
は支持体とともに、製作したい物体を取り入れる部分で
ある。これらの支持体は、通常、使用者のCADによって
作成される。SLICEが最初に行うことは、物体および支
持体の輪郭を見つけることである。
SLICEは、一定の指定された制御様式にもとづいて一
度に１の各小部分または層を規定する。SLICEは、物体
の固体部分に輪郭を与える。例えば、物体が空洞であれ
ば、外側と内側の輪郭がある。その後、この輪郭が一次
情報になる。SLICEプログラムはその後、その輪郭すな
わち一連の輪郭を作成するが、相互に結合しない外側外
皮および内側外皮を製作したい場合、それらの間に液体
を持つように指定する。その液体はいずれ消失する。こ
れを実際の製品に言い換えれば、中実の部分は、２つの
表面の間にクロスハッチを加えるか、あるいはその間を
全部固化させる。また、１層が次の層の上に結合しない
ほど傾斜が穏やかである場合には、過去の経歴（それま
での層の形状の変化）あるいは三角形（PHIGS）の傾斜
を記憶しておいて外皮を加える。SLICEはこれらすべて
のことを行い、感光性重合体の化学特性、レーザの強
度、システムを作動するために用いられる各出力ベクト
ルを露光するための時間を示す関連パラメータに関す
る。いくつかの参照用テーブルを使用する。その出力は
識別可能なグループから成る。第１のグループは輪郭線
すなわち輪郭から成る。別のグループはクロスハッチか
ら成る。第３のグループは外皮から成り、これには、わ
ずかに異なって処理されなければならない上向き外皮お
よび下向き外皮などの下位グループがある。これらの下
位グループはすべて、わずかに異なる処理を受けるので
異なってトラックされ、その過程で出力データは希望の
物体および支持体を形成するために適切に管理される。
これらのベクトル形式および形成については、米国特許
出願番号第182,830号、第269,801号および第331,644号
に詳述されている。
三次元物体30が形成された後、昇降台29は上げられ、
物体は後処理のために台から取り外される。
さらに、本発明の実施において使用可能ないくつかの
容器21があり、各容器は、立体造形システムによって自
動的に選択できる異なる形式の硬化性材料を有する。こ
れに関して、各種材料は、異なる色のプラスチックにし
たり、または、電子製品の各種層に使用できる絶縁性お
よび伝導性材料も可能である。
図面第５図から明らかなように、立体造形システムの
別な機器構成を示すことができる。この構成では、硬化
性液体22または類似物は、硬化性液体22に対して非混和
性かつ非湿潤性である重い紫外線透過性液体32の上に浮
いている。例えば、エチレングリコールまたは重水はこ
の中間液層32に適する。第４図のシステムでは、三次元
物体30は、第３図のシステムのように液体媒質中に下方
に向かうよりもむしろ液体22から引き上げられる。
第５図において、紫外線源26は、液体22と非混和性中
間液層32との間の界面で焦点27を結び、紫外線は、容器
21の底部で支持された水晶などの適切な紫外線透過窓33
を経て通過する。硬化性液体22は、非混和性中間液層32
の上にごく薄い層で与えられ、それによって、理想的に
は極薄単層が形成されるので、硬化深さを限定するため
にもっぱら吸収などに頼るのではなく直接に層の厚さを
限定できるという利点がある。従って、形成の領域がよ
り明確に限定されるので、一部の表面は、第４図の装置
よりも第５図の装置によっていっそう平滑に形成され
る。さらに、紫外線硬化性液体22はより少ない量でよ
く、一つの硬化性材料を他の材料に置換することが容易
である。
商用立体造形システムは、第１図〜第５図で図式的に
示したもの以外の付加的な構成要素およびシステムを有
する。例えば、商用システムは、フレーム、ハウジング
および制御盤も持つであろう。過剰な可視光から操作者
を保護するための手段を持たなければならず、また、物
体の形成中に物体30を見ることができる手段を持たせる
こともできる。商用装置は、オゾンおよび有害煙霧を管
理するための安全手段のほか、従来の高圧防護、連動装
置を備えるであろう。このような商用装置は、電子雑音
源から過敏な電子部品を効果的に保護するための手段も
有するはずである。
本発明によれば、物体の支持体は使用者によってCAD
設計において付与される。まず、この用途で初期に付与
される支持体の必要性の概要を説明する。
物体支持体の必要性は第一に、台から物体を分離する
ことである。すなわち、硬化物体を容易に取り外し、第
１の層の厚さの管理を改善し、台の孔の物体のパターン
に適合させることを可能とする。
第二に、物体支持体は、物体内部および周囲の液体の
流れを改善する。すなわち、液体を早く安定させ、浸漬
時間を最短にし、物体が早く良好に液体を排出すること
を可能にする。
第三に物体支持体は、浮遊する層輪郭線を固定させる
ために必要とされる。すなわち球の場合、均分円の下側
で、層輪郭線の直径は急速に増加するが、層輪郭線は、
クロスハッチ・ベクトルが描かれるまで空気の流れや液
体の対流に影響されて浮遊することとなるからである。
外部支持体は均分円の上側では必要ないであろうが、内
部支持体は必要かもしれない。第7a図および第7b図は、
クロスハッチ・ベクトルが描かれるまで、支持体は層輪
郭線をどのようにして正しい位置に固定するかを示す。
第四に物体支持体は、支持を行わないと無支持となる
層部分を補強するために必要とされる。すなわち浸漬中
や、物体重量の増加による変形を防止し、また応力に耐
えられない層部分やスモーリーによるカールを防止する
ために支持体を使用できる。第8a図および第8b図は、支
持体がどのように片持ばりまたは類似構造の変形または
カールを防止するかを示す。
第五に物体支持体は、非接合層部分を固定するために
必要とする。すなわち、こうした層の部分が浸漬中に移
動するのを防止する。支持体は、物体が製作される基礎
とするために第１の非接合部分の下の層になければなら
ない。第9a図および第9b図は、支持がなければ浸漬中に
移動するような層部分を支持体がどのように接合するか
を示す。
次に、この用途で後に付与されるウェブ状支持体の概
要を説明する。
本発明では、「ウェブ」状支持体が使用される。ウェ
ブ状支持体は、第一にほとんどすべてに適用可能な実用
的形状である。すなわち、取り外しやすく、台から抜け
落ちることがなく、２つの連続する層の輪郭線であり、
クロスハッチや外皮が不要なので描くのに時間がかから
ないという特徴をもつ。
第二にウェブ状支持体は、共通に使用される支持体様
式のCADライブラリを作ることができるという特徴をも
つ。これは、多数の異なる部品について類似の支持体を
使用することが可能で、新しい支持体を作るよりも現行
の支持体を修正するほうが早いからである。例をとって
説明する。
例Ａ 第7a図および第7b図に示す固体球の底付近に層境界線
ベクトルは、その直径が各連続層で急速に増加する円か
ら成る。クロスハッチ・ベクトルが描かれるまで、層境
界線の多くは液面上で自由に浮遊する。空気流または液
体の対流は層境界線を正しい位置からずらす原因とな
る。
第7b図に示すように、球の均分円にまで伸長した支持
体を付加することがこの問題を解決する。均分円の上側
では、層境界線は以前の層のクロスハッチ・ベクトルの
上に直接形成され、そのままそれ以上の支持体を必要と
せずにしっかりと固定されることに注意しなければなら
ない。
例Ｂ 第8a図および第8b図に示す片持ばりの第１層（また
は、いずれかの無支持層輪郭線）は、物体が浸漬される
時に液体の静的抵抗によって永久変形を受ける場合があ
る。さらにこの層は、次の層が形成される時にカールす
るかもしれない。これらの問題は両方とも、支持体を付
加することによって解決される。
例Ｃ 第9a図および第9b図に示す紅茶茶わんの把手の第１層
は、形成される時完全に非接合状態であり、物体が浸漬
される時に漂流するかもしれない。支持体は、昇降台ま
たは茶わん本体に固定された表面を付与し、これに把手
を構築することができる。
支持体の最も一般的な形式は、前記の例図に示す薄肉
の垂直ウェブである。ウェブ状支持体（以下、ウェブ支
持体ともいう）は、後処理において取り外しが容易であ
り、適切に設計されていれば、昇降台の孔から抜け落ち
ることはない。他の形状も必要な支持体を付与すること
ができるが、描くのに時間がかかるだろう。
一般に、支持体は、部品ファイルとは別の単一CADフ
ァイルとして一緒に設計される。支持体は、部品が設計
され立体造形に適するように配向された後、固体模型に
関して位置決定される。物体および支持体ファイルは、
立体造形過程の後期に単一ファイルとして併用され描か
れる。各用途のために独自の支持体を設計するよりも、
CADに常駐する支持体のライブラリが勧められる。いず
れの場合でも、支持体は、以下の指針に従って設計さ
れ、部品に接合すべきである。
配置：支持体の配置は、物体が構築できる確固とした
基礎を付与するために必要なように位置決定されなけれ
ばならない。また、前記の例で検討したように、他の表
面を固定または補強するために付加しなければならな
い。
物体が後処理としての再硬化の後、支持体が取り外さ
れた後、通常、物体表面にうねが残る。（このうねは、
切除およびサンダー仕上げまたは研削できる。）従っ
て、可能な場合、美観または機能上の理由から平滑であ
る必要がある表面に支持体を配置することは避けるべき
である。支持体は、昇降台に接合する必要はないが、物
体の強度の高い部分に固定することができる。
間隔：一般に、支持体の間隔は、は、容易に認められ
る垂れ下がりまたはカールが決して生じないように十分
に密接な間隔で配置されなければならないが、過度に多
くの支持体を描くと、物体の構築過程を遅くすることに
なる。ウェブ支持体は、通常、0.1〜0.8インチ（2.54〜
20.32ミリ）離した間隔を置くべきである。
配向：物体の全部のウェブ支持体が第10a図および第1
0b図に示すように相互に平行に配列されている場合、物
体の重さによって、物体作成中にウェブが横方向に傾く
可能性がある。以後の層は以前の層に関してわずかにず
れる（斜めに傾く）ことになる。平行ウェブに対して垂
直であるウェブ支持体の付加は、層のゆがみを予防す
る。
高さ：曲がりまたは垂れ下がりを防止し、描画時間を
最小限にするために、ウェブ支持体の高さは、必要以上
に高くするべきではないが、部品は、最適な液体の排出
および安定（緩和）を保証するために昇降台上0.25イン
チ（6.35ミリ）以上に吊り下げられなければならない。
高さのあるウェブが必要な場合、第１のウェブに垂直な
第１のウェブを付加的な支持のために付加すべきであ
る。この組合せ支持体は、断面では第10図に示すように
十字（＋）状に見える。
長さ：描画時間を最小限にするために、支持体の長さ
は必要なだけの長さにすべきである。しかし、昇降台に
構築されたウェブの支持体は、その接触する部分が0.65
インチ（16.51ミリ）以上の長さがなければならず、そ
うでない場合、孔から垂れ下がったり抜け落ちたりする
こともある。物体を両端とする斜め支持体は、第11図に
示すように、控え壁状に設計しなければならず、除去が
困難になるほど部品の隅にまで及ぶようにすべきではな
い。
幅：ウェブ支持体の幅は、１〜２ミル（0.025〜0.051
ミリ）のCAD厚さの幅広厚板として設計されなければな
らない。レーザで描かれる幅は通常10〜20ミル（0.25〜
0.51ミリ）なので、実際の支持体はCAD設計よりも相当
厚くなる、CADボリュームをまったく用いずに単一表面
として設計される支持体は、クロスハッチを作成するソ
フトウエアを混乱させるので、避けたほうがよい。
厚さ：ウェブ支持体の厚さは、硬化用ビームのループ
状往復走査によって形成されるその往復時ビームが隣接
するとき最小厚さになるが、その厚さは硬化幅（１本の
ビームが硬化する幅）の２本分より小さくなる。（詳し
くは後述の例参照） ビーム幅の補償を用いる場合、支持体は、ビーム幅補
償アルゴリズムがレーザによって描かれる線の幅を補償
することになるので、希望する実際の幅、すなわち10〜
20ミル（0.25〜0.51ミリ）として設計すべきである。ビ
ーム幅の補償については、米国特許出願番号第182,830
号、第269,801号および第331,644号に詳述されている。
物体が支持体と確実に結合することを保証するため
に、ウェブ支持体は、２または３層の厚さだけ（通常40
〜60ミル（1.02〜1.52ミリ））物体に垂直に重なり合う
ように設計しなければならない。
支持体の一般的な形式としては、上記以外に以下のよ
うなものがある。
「ストレートウェブ」は一般に厚さが0.002インチ
（0.051ミリ）未満の極薄の断面長方形のものである。
単一表面ではなく、厚みのあるものとして規定しなけれ
ばならない。「十字形ウェブ」は直角に交差する２のス
トレートウェブから成るウェブである。ストレートウェ
ブよりも強力である。「円形ウェブ」は物体に強固に結
合された空洞管である。ストレートウェブおよび十字形
ウェブよりも大重量を支持できる。しかし、より多くの
三角形を必要とするので、より多くの記憶装置を使用す
る。「三角形ウェブ」は３のストレートウェブから成り
三角形を形成する。各頂点を交差するストレートウェブ
と関係して使用できる。他のすべての形式のウェブ支持
体よりも強力である。
前述のように、支持体の作成は、部品ファイルとは別
の単一のCADファイルで一緒に設計される。これらの立
体造形（.STL）ファイルは、１ファイルに併合される前
は、スライス・ファイルまたは断面ファイルである。支
持体に適用できるスライス・ソフトウエア（SLICE）お
よび併合ソフトウエア（MARGE）の特徴を以下に説明す
る。SLICEおよびMERGEソフトウエアの商用実施例に関す
る詳細は、米国特許出願番号第182,830号、第269,801号
および第331,644号に説明されている。
SLICEはスライス支持体ファイル作成時に通常０に設
定されているいくつかの選択機能を有している。ウェブ
支持体は薄肉なので、クロスハッチは不要であり、従っ
てＸ、Ｙおよび60/120クロスハッチ間隔値は０に設定す
べきである。同様に、支持体は外皮も必要としないの
で、ＸおよびＹ外皮充填値も０に設定できる。走査小面
の最小表面角（MSA）および最小クロスハッチ交差角（M
IA）は、ウェブ支持体が平坦に近い外皮を必要とせず、
クロスハッチをまったく持たないので、０に設定されな
ければならない。
この支持体ファイルに選択されたSLICEスケールおよ
びＺ間隔の値は、物体ファイルに選択された値と一致し
なければならない。すなわち、支持体SLICE厚さは、
（重なり合い領域で）物体ファイルのSLICE厚さによっ
て等しく割れるか、または、それに等しくなければなら
ない。そうでない場合、同一層で支持体および部位の線
を描くことができなくなる。
ウェブ支持体の壁（１ミル（0.0254ミリ）離れた）を
形成する際に、第１の描いている間に露光された層輪郭
線は、比較的広いレーザ線幅のために、第２の壁が描か
れている間に再び露光を受けることになる。これは事実
上、ステップ期間を倍増する。このため、作業曲線から
得られたステップ期間は、入力する前に２で割らなけれ
ばならない。
支持体を作成するために最後に必要な操作者の行動
は、PREPAREメニュー選択機能を用いて、支持体の第１
の層を形成する層輪郭線ベクトルの省略時ステップ期間
値を増加させることである。そうすることにより、層の
厚さ（硬化深さ）が増す。通常、省略時の支持体ステッ
プ期間を３倍にすると、支持体の第１層の昇降台への適
切な付着が保証される。
ウェブ支持体を作成する別な方法は、硬化中の物体の
下に内部クロスハッチを持つ箱を作成するものである。
この方法では、クロスハッチ・ベクトルを作成するため
にすでに実施されたSLICEアルゴリズムがウェブ支持体
を作成するために使用できる。この方法においては、前
述のように、CAD/CAMシステムでウェブ支持体を設計す
る必要がなくなる。この箱は、それ自身の.SLIファイル
におかれた別個の.SLIファイルに作成でき、その後、ス
ライスが終ってから物体の.SLIファイルと併合すること
ができる。特に、ストレートウェブは、ＸまたはＹ方向
に（両方向ではない）クロスハッチを描くことによって
作成できる。十字形ウェブ支持体は、ＸおよびＹ方向に
クロスハッチを描くことによって作成できる。三角形ウ
ェブ支持体は、60または120゜およびＸまたはＹ方向の
いずれかにクロスハッチを描くことによって実施され
る。さらに、クロスハッチの間隔は、必要な支持体に応
じて異なるが、1/4インチから１インチ（6.35〜25.4ミ
リ）と選択すべきである。
本発明を実施しているカリフォルニア州シルマーのス
リー・デー・システムズ社（3D Systems,Inc.,Californ
ia）によって提供された商用システムの一つの例（SLA
−１）を、後に実施の形態として詳述する。
この新規で改良された立体造形の方法および装置は、
プラスチック物体を製造するために現在使用されている
方法に優る多くの利点がある。この方法は、金型の図面
および金型を製作する必要をなくす。設計者は、コンピ
ュータおよび立体造形装置を用いて直接作業することが
でき、コンピュータの出力画面に表示された設計に満足
すれば、直接に物体を製造して調査することができ、得
られた情報により、カールおよび変形を低減し、分解
能、強度および再現精度を高めるために特別に加工され
る物体を定義できる。設計を修正しなければならない場
合もコンピュータを通じて容易に行うことができ、その
後、新たに別の部品を作って変更が正しいことを確認す
ることができる。相互に関連する設計パラメータを持つ
複数の部分を要求する設計の場合、本発明の方法は、そ
の部品の設計のすべてが容易に変更でき、全体の組立品
を、必要な場合何度でも繰り返して製造し調査できるの
で、いっそう有効である。
設計が完了した後、部品の生産はただちに開始でき、
設計から生産の間の数週間、数ヵ月が節約できる。最終
生産速度および部品コストは、短時間運転生産の現在の
射出成形のコストと同様で、労務費は射出成形に関する
よりもずっと低くなるはずである。射出成形は、多数の
同一部品が求められる場合にのみ経済的である。立体造
形は、金型の必要がなくなり、生産のための設備時間が
最小であるため、短時間運転生産に有効である。同様
に、この技術を用いることにより、設計の変更や特注部
品の供給が容易に行える。部品製造の容易さによって、
立体造形は、現在は金属その他の材料の部品が使用され
ている多くの分野でのプラスチック部品の使用を可能に
する。さらに、費用のかかる金属その他の材料の部品の
製造を決定するのに先立って、迅速かつ経済的に物体の
プラスチック模型を製造することを可能にする。
本発明は、三次元のプラスチック物体などを、迅速
に、信頼性をもって、正確に、経済的に設計加工できる
CAD/CAMシステムのための技術に対して長期に存在する
必要性を満足させる。
発明の実施の形態 SLA−１立体造形装置は、CADシステムから直接、三次
元の物体を作成する。長さ、幅、高さがそれぞれ９イン
チ（22.86センチ）までの作成された物体は、光硬化性
プラスチックで作成されている。それらは、種々の用途
に広く利用することができ、例えば、工業でのエンジニ
アリング，設計エンジニアリング，建築設計，医学，科
学のような分野で使用されている。以下に、SLA−１立
体造形装置の第一の実施の形態について詳しく説明す
る。
1.立体造形プロセス 立体造形は、レーザー・ビームを動かして、液状プラ
スチックの連続層を固化することによって部品を作成す
る三次元印刷プロセスである。本方法によれば、設計者
は、CADシステムでの設計ができ、精確なプラスチック
・モデルを２、３時間で作成することができる。立体造
形プロセスは、第12図に示すように、固体モデル設計，
立体造形用モデルの準備，モデルの三角形への分割と転
送用にデータの変形，データ・ファイルのSLA−１スラ
イス・コンピュータへの転送，三角形ファイルの水平ス
ライス，ベクトルの計算、ハッチングおよびぬりつぶ
し，物体の作成，後処理の８段階から構成されている。
固体モデル設計は、立体造形プロセスとは特に関係な
く、CADシステムで、通常の方法で設計される。モデル
のコピーが、立体造形処理用に作成される。
立体造形のモデル準備には、最適方向の選択、サポー
トの追加、SLA−１操作パラメータの選択がある。最適
の方向をとることによって、（１）物体の液排水を可能
にし、（２）支持のない表面の数が最少になり、（３）
重要な表面を最適状態にし、（４）物体を樹脂容器に適
合させることができる。支持は、離れた断面を固定する
ためとその他の目的のために追加しなければならない。
支持のCADライブラリを本目的のため準備することがで
きる。SLA−１操作パラメータには、モデル寸法と層厚
さ（スライス）の選択が含まれている。
固体モデルの表面は、次いで三角形に分割される。三
角形は、ベクトル計算には、複雑さの最も少ない多角形
である。BetaSLA−１の能力は、200,000個の三角形に近
付いており、SLA−１の生産に関して計画されたさらに
改良された点がある。三角形の数が多い程、表面の分解
はより十分になり、したがって、CAD設計で形成される
物体はより正確になる。
三角形の座標を表わすデータ点は、イーサネット通信
でSLA−１に伝達される。SLA−１のソフトウエアは、選
択した層の厚さで、三角形断面を水平に（Ｘ−Ｙ面）ス
ライスする。
SLA−１は次に、断面の輪郭、ハッチング、および水
平面（表面）ベクトルを計算する。ハッチベクトルは、
輪郭ベクトルの間の、クロスハッチングからなる。数種
のタイプがある。高速で画かれ、大きな重なりのある表
面ベクトルは、物体の水平表面の外側を形成する。上下
の表面内の内部水平部分は、クロスハッチ・ベクトルに
よる以外はぬりつぶさない。
SLA−１は、光硬化性樹脂の表面を、ヘリウム、カド
ミウム・レーザーの紫外線を動かし、それがあたった部
分の液を固化させることによって一度に１つの水平層の
物体を形成する。樹脂に吸収されるので、レーザー光線
は深く浸透せず、薄い層をつくることができる。各層は
輪郭線、ハッチ、表面の順に描かれたベクトルから成
る。
最初に画かれた層は、液面のすぐ下にある水平な台に
付着する。この台はコンピュータ制御で台を降ろす昇降
台に取り付けられている。１つの層を画いてから、台は
数ミリメータ液の中に浸って、先に硬化した層を新しい
液で覆う。ついで、薄い液の層を残して少しだけ上昇し
この薄い液の層から第２の層が作られる。液面が平らに
なるように、しばらく休止した後、次の層が描かれる。
樹脂は付着性をもっているので、第２の層は、第１の層
へ強固に付着する。このプロセスが、すべての層が描か
れ、三次元物体の全体が形成されるまで繰り返される。
通常、物体の下部の0.25インチ（6.35ミリ）程度は、望
みの物体がその上につくられる支持構造である。光にあ
たらなかった樹脂は、容器の中に残って次の物体用に使
用される。材料の浪費は非常に少い。
後処理では、余分の樹脂を除くために、作成された物
体を熱し、紫外線または加熱硬化をして重合を完全に
し、支持を取り除く。さらにやすりでみがき、実用モデ
ルに組立てるなどの処理も追加して行われる。
2.立体造形装置 SLA−１はユーザーのCADシステムと直接接合する完備
した装置である。SLA−１は、第13a図〜第13c図に示す
ように、スライス・コンピュータ端末装置、電子キャビ
ネット組立品、光学系組立品、およびチャンバ組立品の
４主要要素グループから構成されている。SLA−１のブ
ロック図を第14図に示す。
2.1 電子キャビネット組立品 電子キャビネット（第22a図，第22b図）には、プロセ
ス・コンピュータ（ディスク駆動）、キーボード、モニ
ター、電源、AC電力配電盤、および制御盤がある。コン
ピュータ組立品には、端末装置の制御用プラグイン回路
盤、高速走査鏡および垂直（Ｚ形の台）昇降機がある。
レーザー用電源、ダイナミックミラー、昇降機モータ
は、キャビネットの下部に取り付けられている。
制御盤（第16a図，第16b図）には、電源投入スイッチ
／表示器、チャンバー灯スイッチ／表示器、レーザー投
入表示器およびシャッター開表示器がある。故障診断お
よびレーザー性能情報を含む操作と保守パラメータはモ
ニターに表示される。操作はキーボード、エントリで制
御される。キーボードおよびディスク・ドライブのまわ
りの作業面は、掃除しやすく、且つ長期使用に耐えるよ
うフォーマイカでおおってある。
2.2 光学系組立品 ヘリウム、カドミウム（HeCd）レーザーと光学系構成
要素（第23a図〜第23c図）は、電子キャビネットとチャ
ンバー組立品の上に取り付けられている。レーザーと光
学系板は、それぞれのカバーをはずせば使いやすいよう
になっている。安全のために、カバーとめ具をはずすの
に専用工具が必要で、カバーがはずされている時は、イ
ンターロック・スイッチが生きている。インターロック
は、どちらかのカバーがはずれている時、レーザー光線
を遮るためにソレノイド制御のシャッターを作動させ
る。
光学系組立品の洗浄用具一式とインターロック短絡用
具が光学系カバーの下にある（第19a図〜第19e図）。洗
浄用具は綿棒、専用の洗浄ガーゼ、光線回転鏡と光線拡
大レンズ洗浄用材料である。インターロック・短絡用具
は、使用中にインターロックをころすために使用され
る。これは、光学系およびレーザーのカバーがはずれた
状態で、レーザーの照射を必要とする、光学系の配列調
整および実施操作を可能にする。
シャッター組立品、２個の90゜の光線回転鏡、光線拡
大器、走査鏡組立品および光学窓は光学板の上に取り付
けられている。回転ソレノイド作動シャッターはレーザ
ーの出口に取り付けられ、安全インターロックが開いて
いる時、光線を遮るために回転する。90゜光線回転鏡は
レーザー光線を次の光学系構成要素へ反射する。光線拡
大器はレーザー光線を拡大して液面に集中する。高速走
査鏡はレーザー光線が樹脂表面にベクトルを画くように
する。光学系の封入されたものと反応室の間の水晶窓
は、レーザー光線を反応室へ通すが、それ以外は、２つ
の部分は隔離されている。
2.3 チャンバー組立品 チャンバー組立品（第24図，第27図）には、環境制御
されたチャンバーがあり、台、反応容器、昇降機および
光線プロファイラを収納している。
物体がつくられた室は、操作者の安全を考え、一様な
操作条件を確保するように設計されている。室は約45℃
（華氏140度）に熱してもよい。そして空気は循環さ
れ、ろ過される。上方からランプが反応容器と作業面を
照らす。ガラスのアクセスドア上のインターロックは開
いているときにレーザー光線を遮るようにシャッターを
作動させる。
反応容器はチャンバー中の、昇降機および台が配列さ
れている誘導装置上に設置されている。
部品は垂直軸昇降機あるいはｚ形の台に取り付けられ
た台の上に形成される。台は樹脂容器の中に浸され、物
体が形成されていく間に、下の方へ調節して動かされ
る。形成された物体を取り外はずすために、台は容器の
上の位置まで上げられる。ついで、台は昇降機から取り
はずされ、後処理のためにチャンバーから取り外され
る。したたり落ちる樹脂を受けるために受け皿が準備さ
れている。
光線プロファイラは、反応容器の一方の側でレーザー
の焦点距離のところに取り付けられている。走査鏡は、
周期的に光線プロファイラ上へのレーザー光線に向くよ
うに指令され、プロファイラは光線の強度プロファイル
を測定する。そのデータは、強度の輪郭線のあるプロフ
ァイルまたは全体的な（積分された）光線強度を表わす
簡単な数として端末に表示される。この情報は、鏡を洗
浄および心合わせすべきか、レーザーを使用すべきか、
望みの厚さと幅のベクトルを出すパラメータ値などを決
定するのに使用される。
3.ソフトウエア SLA−１のソフトウエア図を第15図に示す。立体造形
装置を制御するのに必要なコンピュータは３つあり、そ
れはCADシステム、スライスコンピュータおよびプロセ
スコンピュータである。どのCADシステムも三次元物体
を設計するのに使用することができる。これは対称物の
ファイルと認められる。物体をつくるためには、ゆがみ
を防ぐために支持を設けなければならない。これは、CA
Dによる物体設計に必要な支持を加え、CAD支持ファイル
をつくることによって実行される。結果としてCADでつ
くられた２個以上のファイルは、イーサネットを通して
スライスコンピュータに物理的に挿入される。
立体造形装置は、一番下の層から始めて一度に１層の
部品をつくる。スライスコンピュータは、CAD上の物体
を個々の水平なスライス（薄層）に分割する。スライス
コンピュータは、また、どこにハッチベクトルができる
かを計算する。これは各層がつくられるとき最大強度に
なるように行われる。Beta Sitesのスライスコンピュー
タは、それ自身のキーボードとモニターをもった別個の
コンピュータである。生産モデルでは、スライスコンピ
ュータは、SLA−１の電子キャビネットの中にあり、プ
ロセスコンピュータとキーボードとモニターを共有する
ことが予想される。操作者は各スライスの厚さを変更す
ることができ、ユーザー・インターフェイス・プログラ
ムと各スライスの他のパラメータを変えることができ
る。スライスコンピュータは、ゼニックス機械語を使用
しており、イーサネット・データ・バスによってSLA−
１プロセス・コンピュータに接続されている。
スライスされたファイルは、ついで、イーサネットを
通してプロセス・コンピュータに転送される。プロセス
・コンピュータは、スライスされた物体と支持ファイル
を層制御ファイルとベクトル・ファイルに併合する。操
作者は、次に、層およびパラメータ・ファイルにおいて
立体造形装置を運転するのに必要な制御を挿入する。
（ベクトル・ファイルは、いつもは編集されていな
い）。操作者は、リベットを挿入することによって、物
体の特定の容積を強くすることができる。このことは、
スライスされたファイルを組合せる前に、必要なパラメ
ータをクリティカル・ボリューム・ファイルに挿入する
ことによって行われる。併合プログラムは、物体、支
持、クリティカル・ボリューム・ファイルを総合して、
その結果のデータを層制御ファイルに挿入する。操作者
は、層制御ファイルを編集することができ、省略パラメ
ータ・ファイルを変更することができる。省略パラメー
タ・ファイルは、部品を作る立体造形装置を操作するの
に必要な制御を含んでいる。プロセス・コンピュータ
は、MSDOS機械語を使用しており、立体造形装置に直接
接続されている。
4.性能仕様 ベータSLA−１の性能仕様を、表１−１に示した。
5.材料および装置 SLA−１装置の操作をよくする材料および装置を表３
−１に示した。同等のものを使用してもよい。
6.SLA−１物体用CAD設計 6.1 SLA−１物体用CAD設計法 SLA−１装置で物体を作製する前にCADシステムでまず
設計しなければならない。操作者はCADシステムを使用
して部品を設計する方法を知っているものとする。CAD
設計をSLA−１装置に適合するようにするには、操作者
は、物体ファイルと支援ファイルなどの２つ以上のファ
イルをCADシステムに準備するのが普通である。物体フ
ァイルは、単にCAD物体である。支援ファイルは、SLA−
１装置で物体を作っている間、その形を保つことができ
るように支持構造を加えるのに必要である。
6.2 部品設計のルール SLA−１装置用CAD設計を準備するには、操作者は、次
のようにCAD物体ファイルを変更しなければならない。
すなわち、第一に壁厚さは、0.020〜0.150inchとするの
が理想的である。第二に、CAD物体を次の条件になるよ
うな方向に回転する。条件とは、物体がてきる時の気泡
部分を最小となるように、また上向きのよい表面を利用
できかつ下向きの表面をできるだけ見えないように、ま
た支持の設計が容易かつ最適となるように、さらにまた
部品が作られるとき安定および強くなるようにすること
である。第三に水平ギャップと穴がレーザ・line widih
により望まれるより大きくなるように部品を設計する。
第四にすべての中実物体は完全に一つの容積を構成しな
ければならない。単一平面ではクロスハッチのアルゴリ
ズムを混乱させる。
6.3 SLA−１用支援ファイル設計法 支持構造は、土台と柱とウェブで構成され、それらは
物体を適切に支持し、物体がSLA−１装置で作られてい
る間に曲がるのを防ぐ。支持は別の支援ファイルにおい
てCADシステムで設計されなければならない。
6.4 支持設計のルール 操作者は次のようにCAD支援ファイルを作らなければ
ならない。すなわち、第一に昇降機パネルにのるCADで
作られる物体の底部に構造を設計する。この台には、少
くとも0.65inch（16.51mm）の長さ（台の1/4inch（6.35
mm）孔の直径の２倍以上）数本の水平な脚がなければな
らない。第二に部品の外側に各角と交差するように支持
を設計する。そこは大きな応力が生ずる場合であるから
である。第三に支持されていない下向きの境界が、先に
作られた支持の上になるように支持を配列する。第四に
最良の応力抵抗のため、最小距離を隔てて支持を配置す
る。第五に強力な結合のため、少くとも二つの垂直な二
層が物体の中に重なりをもつよう設計する。
7.スライス操作 7.1 ファイルのスライスの方法 スライスコンピュータ（Wyse PC386）（第21a図，第2
1b図）は、ユーザーの制御の下で、物体と支援ファイル
を個々のスライスに、自動的に分割する。ユーザーは各
スライスの厚さを選択し、クロスハッチングの形と方法
を決定しなければならない。
7.2 スライスのルール 操作者は、CAD物体と支援ファイルを次のようにスラ
イスしなければならない。すなわち第一に上向きの表面
は１次元（ＸまたはＹ）だけのもので、0.02inchのオフ
セットでなければならない。露出面は低くなければなら
ない。第二にクロスハッチは通常、物体の端にできるだ
け垂直に近い状態でなければならない。部品の端に平行
なクロスハッチは生産時間を増加し応力を増加する。第
三に表面をつくらないで支援ファイルをスライスする。
7.3 ユーザー・インターフェースの動かし方 この手順はユーザー・インターフェース・プログラム
を使用してスライス・パラメータを挿入し、スライス・
プログラムを動かすためにスライス・コンピュータを操
作する方法を示す。この手順は、CADファイルがスライ
ス・コンピュータの中に設置されているものと仮定して
いる。ステップの前の星印（＊）は、これが、共通のキ
ーボードを使用してスライス・コンピュータとプロセス
・コンピュータとを操作している場合に行われるために
だけ必要な任意のステップであることを示している。
a.ENTERを押す。−MAIN MENUが表示される。
＊b.データ転送（スライス）を選択して、ENTERを押
す。−データ転送メニューが表示される。
＊c.TELNET、端末ユーティリティを選択し、ENTERを
押す。
d.S promptが表示されたら、UI（user interface）と
タイプして、ENTERを押す。−SLICE USER INTERFACE
メニューが表示される。
e.オプション１（DATABASEファイル名）を選択する。
f.Enter Data File Name;promptが表示されたら、デ
ータ・ファイル名、つづいて、Stl（例えば−test.st
l）をタイプして、ENTERを押す。
g.Type File BinaryまたはASCII（B,A）;Promptが表
示されたら、ｂ（binary）または（ASCII）を適用とし
てタイプし、ENTERを押す。
h.オプション２（scale）を選択する。
i.Enter Scale Value:promptが表示されたら、scale
value per CAD dimension unit）をタイプしてENTERを
押す。（1000を選択した場合、100.000が値の列に挿入
される。これは１つのCAD dimension unitの1/1000であ
る。）（例えばインチで設計された部品のCADの場合
は、1000のScaleは各スライス、単位を1mil（１ミル＝
0.0254ミリ）とする） j.オプション３（Z spacing）を選択する。
k.Enter FixedまたはVarible spacing（Ｆ、Ｖまたは
Ｑ）Value:promptが表示されたら、Ｆ（fixed）をタイ
プし、ENTERを押す。次にスライス・スケール単位（オ
プション２より（例えば−20）で厚さをタイプし、ENTE
Rを押す。（可変の厚さを選択する場合は、ソフトウエ
ア・マニュアルを参照）。
l.オプション４（X hatch spacing）を選択する。
m.Enter Hatch Spacing（hx）value:promptが表示さ
れたら、スライス・スケール単位（例えば、200（５ハ
ッチ/inch））でX hatch spacingをタイプし、ENTERを
押す。オプション６（60/120度hatch spacing）を使用
する場合は、オプション５（Y hatch spacing）は使用
しないことに注意する。
n.オプション５（Y hatch spacing）を選択する。
o.Enter Hatch Spacing（hy）value:promptが表示さ
れたら、スライス・スケール単位（例えば、200）でY h
atch spacingをタイプし、ENTERを押す。
p.オプション６（60/120度hatch spacing）を選択す
る。
q.Enter Hatch Spacing（60/120）value:promptが表
示されたら、スライス・スケール単位（例えば、20）で
60/120hatch spacingをタイプし、ENTERを押す。
r.オプション７（X skin fill for near flat surfac
e）を選択する。
s.Enter skin fill for near flat surface（hfx）Va
lue:promptが表示されたら、X skin fill offsetをスラ
イス・スケール単位（例えば、２）でタイプし、ENTER
を押す。
t.オプション８（Y skin fill for near flat surfac
e）を選択する。X skin fillが使用される時は、Ｙは使
用してはならない。逆もまた同じである。
u.Enter skin fill for near flat surface（hfy）Va
lue:promptが表示されたら、Y skin fillをmilでタイプ
し、ENTERを押す。
v.オプション９（minimum Surface Angle for scanne
d facets）を選択する。
w.Enter a Minimum Surface Angle promptが表示され
たら、垂直からの望みの角（例えば、60）を度でタイプ
し、ENTERを押す。
x.オプション10（Minimum Hatch Intersect Angle）
を選択する。
y.Enter a Minimum Intersect Agnle Value:Promptが
表示されたら、Intersect Angleを度で（例えば、20）
タイプし、ENTERを押す。
z.オプション11（Segment Output file Name）を選択
する。
aa.Enter Segment File Name:promptが表示された
ら、望みのoutput file neme、次いで、sli（slice）
（例えば、test.sli）をタイプし、ENTERを押す。
ab.すべてのスライス・パラメータが選択されてしま
ってから、Ｓ（Save）を選択し、ENTERを押す。（これ
はパラメータを将来の使用と参考のためにセーブする） ac.“Press（Enter）to Continue"promptが表示され
たら、ENTERを押す。次に、ｄ（DoSlice）を選択しENTE
Rを押す。
ad.Slice Version to use（Default XY）;promptが表
示されたら、ENTERを押す。（プログラムは挿入された
スライス・パラメータを使用して、ファイルをスライス
する。） ae.スライスが完了したら、DATA TRANSFER NEMUが表
示される。
af.Q（Quit）とENTERを押す。（スライスされたファ
イルは、プロセス・コンピュータに転送される状態にな
っている。） 8.SLA−１の操作 8.1 始動手順 a.POWER ONスイッチをONにする。（上）POWER ON表示
灯の点灯を確認する。
b.OVEN LIGHTスイッチをONにする。（上）OVEN LIGHT
表示灯の点灯と反応室のオーバーヘッド灯の点灯を確認
する。SHUTTER OPENおよびLASER ON表示灯は操作中点灯
する。SHUTTER OPEN表示灯は、レーザーシャッターが開
いている時、点灯し、LASER ON表示灯は、レーザーが作
動している時、点灯する。
c.プロセス・コンピュータが始動した時、MAIN MENU
がモニタに表示される。“Power on sequence"を選択
し、ENTERを押す。
d.POWER SEQUENCEメニューが表示される。続いて、レ
ーザー、鏡および昇降機駆動機の電力を上げるためとレ
ーザー・シャッターを開けるために、ファンクション・
キー１、２および３を押す。
e.レーザーの出力が安定して物体を作り始めるまで少
なくとも15分は持つ。他の機能（ファイル準備、データ
転送など）はレーザーの起動中に行える。
8.2 スライス・コンピュータからプロセスコンピュー
タへのファイルの移し方 この手順は、スライスされた物体および支持ファイル
を、SLA−１内でスライス・コンピュータからプロセス
コンピュータ（Wyse PC286）で移す方法を説明する。
a.ENTERを押す。MAIN MANUが表示される。
b.オプション１（Date Transfer）を選択する。
c.（data transfer）promptが表示されたら、２（FT
P）（file transfer program）をタイプし、ENTERを押
す。
d.（ftp）promptが表示されたら、OPENをタイプし、E
NTERを押す。
e.（to）promptが表示されたら、スライス・コンピュ
ータのアドレスをタイプし、ENTERを押す。
f.Remote user promptが表示されたら、貴方の登録簿
の名前をタイプして、ENTERを押す。
g.Password promptが表示されたらあなたのposswowd
をタイプして、ENTERを押す。
h.（ftp）promptが表示されたら、GETをタイプして、
ENTERを押す。
i.（remote−file）promptが表示されたら、neme of
disired fileと通常それに次いで、sli（例えば、test.
sli）をタイプして、ENTERを押す。
j.（local−fill test.sli in defanet）promptと表
示されたら、ENTERを押す。（名前を変えたいとするの
でなければ）、（FTPルーチンがファイルをプロセス・
コンピュータに転送する。それは転送が完了する時にpr
omptする。
k.FTPから出るには、（ftp）promptが表示されたら、
BYEをタイプし、ENTERを押す。（スライスされたファイ
ルは、SLA−１プロセス・コンピュータに転送されてい
る。） l.MAIN MENUは、転送が完了した後に表示される。
8.3 クリティカル・ボリュームの挿入法 この手順は、クリティカル・ボリュームのセットアッ
プの方法を示す。これらのクリティカル・ポリューム
は、強度を増加するために、クロスハッチベクトルの上
のレーザー光線の多重パスであるリベットを挿入するた
め、あるいは、他の特別な処理のために使用することが
できる。（この手順は、CAD物体にクリティカル・ボリ
ュームがない場合は省略することができる。） a.CADコンピュータ上で、物体のCAD表示を呼び出す。
b.長方形の固体の４つの底の角について、CAD空間で
のＸ、Ｙ、Ｚ座標を確認する。（クリティカル・ボリュ
ーム） c.プロセス・コンピュータで、オプション５（編集装
置ファイル）を選択し、ENTERを押す。
d.新しいファイルをつくるオプションを選択する。−
Turbo Basicが表示される。
e.矢印キーを使用してWriteを選択し、ENTERを押す。
f.New Name promptが表示されたら、クリティカル・
ボリュームの名についで.box（例えば、tast.box）を入
力し、ENTERを押す。
g.矢印キーを使用してEditを選択し、ENTERを押す。
h.C:Test Box enter:promptが表示されたら、下記を
挿入する。
＜type＞，＜base＞，＜height＞，＜x1＞，＜y1＞，
＜x2＞，＜y2＞，＜x3＞，＜y3＞，＜x4＞，＜y4＞（必
ず各項の間にコンマを入れること。適切な構文が重要で
ある。） ここで ＜type＞は、囲まれた範囲内でのクロス・ハッチを固
定するための“XV"、またはクロス・ハッチを無視する
ための“XI"である。
＜base＞はスライス・スケールに相当するboxのbase
であり、＜height＞はbox高さである。
＜x1、y1＞はboxの第１座標である。
＜x2、y2＞は第２座標、 ＜x3、y3＞は第３座標、 ＜x4、y4＞は第４座標である。
i.ESC（escape）キーを押す。
j.矢印キーを使用してFileを選択し、ENTERを押す。
k.矢印キーを使用してSareを選択し、ENTERを押す。
l.矢印キーを使用してQuitを選択し、ENTERを押す。
（新しい＜patr＞.boxファイルがクリティカル・ボリュ
ームを確認するためにつくられている。） 8.4 スライス・ファイルの組合せ方 この手順は、物体と支援のファイルをベクトルと層制
御ファイルに組合せる方法を示す。
a.ENTERを押す。−MAIN MENUが表示される。
b.オプション２（MERGE）を選択し、ENTERを押す。
c.Slice File Name promptが表示されたら、組合され
るファイルの名前（名前の部分として、SLIが含まれ
る）をタイプし、ENTERを押す。（適合するならば、必
ずクリティカル・ボリュームを含めること） d.Output File Name promptが表示されたら、出力フ
ァイルの望み名前をタイプして、ENTERを押す。（“xx
x"endingは不用である） e.ENTERを押し、プロセス・コンピュータがファイル
（一度に１スライス）を組み合わせるのを待つ。（プロ
グラムは、組合せが完了するとプロンプトする。） 8.5 物体を作るためのSLA−１の操作方法 これらの手順は、反応容器の中で実際に物体をつくる
ためのプロセス・コンピュータの使用方法を示す。反応
容器の準備、組合せベクトルおよび制御ファイルの変
更、省略パラメータの準備、部品製作（スーパバイザ）
プログラムの活用が含まれている。
8.5.1 SLA−１物体の組立ルール SLA−１を物体をつくるように準備するために、操作
者は操作者のチェックリストを実行し、層制御（.L）フ
ァイル（SUPER.PRM）を編集し、省略パラメータを準備
し、スーパバイザ・プログラムを次のように作動させな
ければならない。すなわち第一に、第１支持層の速度を
通常の層を画く速度の３倍遅い速度に設定する。このこ
とは第１層を昇降機の台にしっかり付着させることがで
きるように充分硬化する。第二に、進行中の部品には不
必要な応力を与えないように浸す速度を遅くする。第三
に、こわれやすい層，台に近い支持の最低の層，大面積
の層の後，樹脂の大きな気泡部分のある範囲，浅い浸漬
深さの場合（薄い層厚さ）の場合は、さらに長く浸す。
第四に単一パスを使用し、先に作られた層に0.006〜0.0
08インチ（0.15〜0.20ミリ）の過硬化を与える作業曲線
からの露出速度を選ぶ。第五にパートログ（第17図の
例）の中の重要なパラメータとコメントを記録する。
（ユーザーは特別の要求に対して、顧客のパート・ログ
をつくることをすすめる。）プリンタがあれば、重要パ
ラメータは永久記録用にプリントする。
8.5.2 省略パラメータにファイルの準備方法 この手順は、物体作成アクセスを制御するための省略
パラメータ（.PRM）を準備する方法を示す。
a.ENTERを押す。−MAIN NENUが表示される。
b.オプション５（編集システムファイル）を選択し、
ENTERを押す。
c.Load File Name Promptが表示されたら、ファイル
名（SUPER.PEMのみ挿入）を入力し、ENTERを押す。
d.矢印をEdit blockまで移動し、ENTERを押す。値を
省略パラメータ（SUPER.PRM）ファイルに挿入すること
ができる。（コードの定義は、ソフトウエア・マニュア
ルを参照） e.編集ファイルをやめるには、 1.Escキーを押す。
2.矢印キーを使用して、fileを選択しENTERを押
す。
3.矢印キーを使用してSaveを選択し、、ENTERを押
す。
4.Qキーを押す。−MAIN MENUが表示される。
8.5.5 物体をつくるスーパバイザの動かし方 ここで準備作業は全部完了した。この手順は実際に部
品を作る方法を説明する。
a.プロセスコンピュータで、ENTERを押す。−MAIN M
ENUが表示される。
b.オプション４（スーパバイザ）を選択し、ENTERを
押す。
c.Part Prefix promptが表示されたら、部品ファイル
の名前をタイプして、ENTERを押す。これがレーザーに
第１層のトレースを開始させる。操作者用制御盤のSHUT
TER OPENおよびLASER ON表示灯が点灯するのを確認す
る。
d.第１層の形を監視する。
1.物体が昇降機の台の中心にあるか？ 2.第１層が台に固着するか？ 3.そうでない場合は、運転を中止して、問題転を修
正する。
8.5.6 SLA−１物体の後処理 この手順は、容器から仕上った物体を取り出し、液を
きり、硬化および乾燥させて、支持を取り除く方法を示
す。
a.容器から上げて予備的に液をきる。
1.プロセス・コンピュータで、ENTERを押す。−MAI
N MENUが表示される。
2.ユーティリティ・メニューを選択し、ENTERを押
す。
3.Z−stage Moverを選択し、ENTERを押す。
4.非常にゆっくりと、矢印キー↑を利用して昇降機
が反応容器の上端から51inchのところまで上昇させる。
物体を急激に上げてはならない。さもないと、ゆがみが
生じる可能性がある。
5.余分の樹脂が部品からしたたり落ちるように約15
分待つ。
b.物体と台の取りはずし 1.吸収性の敷き物を専用の液ぬき皿に敷く。
2.液ぬき皿の昇降機の台の下にすべり込ませ、容器
の一方の側の棚上に置く。
3.キーボードの矢印キー↓を入れたり切ったりし
て、昇降機の台を吸収性敷き物の上約1/4inchのところ
までおろす。
4.昇降機軸のノブの１個のCCW1回ひねる。これは昇
降機軸の内側のねじのついた棒を昇降機台の一方の側の
ねじ穴からゆるめ、部分的に台をゆるめる。
5.ステップ（ｄ）を反応側の昇降基軸のノブについ
ても行う。
6.ステップ（ｄ）および（ｅ）を交互に行って、台
が軸からはなれて、1inch何分の１か落ちて吸収性敷き
物の上にのるようにする。
7.必要ならば、キーボードの矢印キー↑で昇降機軸
を上昇させる。
8.液ねき皿、台および取り付けられている物体を容
器室から取り除く。できれば、硬化していない物体に横
応力を与えないように台は水平に保っておく。
c.オーブン液抜き 1.昇降機の台と物体をオーブンの中に入れる。
2.温度を80℃〜90℃に設定して、１時間待つ。
3.上向きおよび下向きの表面に付着している余分の
液状樹脂を綿棒で注意してふき取る。
d.後硬化 1.昇降機の台と部品を紫外線投光オーブンに入れ
る。
2.物体に紫外線を乾燥し粘りがなくなるまであて
る。
3.目の細い鋸を使用し、物体を台に取り付けている
底部の支持を鋸で切ることによって、物体を昇降機の台
からはずす。この手順の間、物体が応力や初期衝撃をう
けないように保護する。
4.次に進む前に「鋸くず」や支持のかけらをすべて
掃除する。
5.物体をさかさまにして、（またはこれができなけ
れば、物体を横にして）ステップ１および２を繰り返
す。
e.台の交換 1.物体をはずした後にまだ昇降機の台に付着してい
る乾燥した樹脂をかき落す。台のねじ穴に＃10−32のタ
ップでねじを切る必要があるかもしれない。
2.空の台を液抜き皿にのせる。
3.液抜き皿を棚上のSLA−１容器室に入れ、容器の
上にできるだけ中心におく。
4.キーボードの矢印キー↓を非常にゆっくりと入り
切りして昇降機軸のねじを切った棒が台に非常に接近す
るまで下げる。軸のねじを破壊するので、軸が台または
皿の方へ行かないようにする。
5.皿と台を、台のねじ穴が、正確にねじ棒の下にな
るよう調節する。
6.キーボードの矢印キー↓をゆっくりと入り切りし
て、ねじ棒が静かにねじ穴に接触するようにする。
7.昇降機軸のノブの１個をCEW?（前出）１回ねじ
る。これにより昇降機軸内のねじ棒は回転し、盤のねじ
穴とかみあう。
8.反対側の昇降機軸のノブについても、ステップ７
を繰返す。
9.台が液抜き皿からはなれ、昇降機軸の底にしっか
りと接触するまで、ステップ７と８を繰返す。
10.盤を軸に固定するために、昇降機軸のノブを備
える。内部のねじ棒を折ってしまうので締め過ぎないこ
と。
11.キーボードの矢印キー↑を入り切りして昇降機
を上昇させる。
12.液抜き皿を取り除く。
f.支持の取りはずしと仕上げ 1.横切りベンチで支持を注意しながら切りはなす。
2.適当なやすりで荒い表面を注意しながら滑らかに
する。
3.要求通りに表面を仕上げる。
8.5.7 停止手順 a.OVEN LIGHTスイッチをOFF（下）にする。OVEN LI
GHT表示灯が消灯するのを確認する。
b.POWER ONスイッチをOFF（下）にする。POWEW ON
およびその他の表示灯が消灯するのを確認する。
8.5.8 作業曲線の作り方と使い方 液状プラスチックが固化されうる程度は、次の３要因
で決定される。すなわち、（１）使用される樹脂の種
類、（２）レーザーの出力、（３）レーザーの焦点整合
の程度。操作者は、作業曲線を作ることによって、これ
ら３要因の変化を相殺するようにレーザーの作画速度を
調節することができる。したがって、新しい樹脂材料を
使用する毎に新しい作業曲線を準備しなければならな
い。そうしないと、パートログに示されているようにレ
ーザー出力にかなりの損失を生ずる。作業曲線は、ステ
ップの時間（レーザー作画速度）や省略パラメータと層
制御ファイルの中のステップの大きさを変更するのに使
用される。
a.キーボードの矢印キー↓を入り切りして、昇降機の
台を樹脂面の1inch下まで下降させる。作業曲線を作る
のに使用されるバンジョー・パートは樹脂表面に自由に
浮んで準備される。
b.プロセス・コンピュータで、ENTERを押す。−MAIN
MENUが表示される。
c.ユーティリティー・メニューを選択して、ENTERを
押す。
d.Banjoを選択し、ENTERを押す。メニューにしたがっ
て使用される最大ステップ時間（SP）を入力する。SLA
−１はbanjoを容器中に準備する。
e.banjo部品が完成した後、乾燥し硬化させる。（8.
5.6項） f.顕微鏡を使用して各ストリングの水平幅を測定す
る。
g.banjo部品を横に切って顕微鏡を使用して各ストリ
ングの厚さ（深さ）を測定する。
h.作業曲線上に（第18図の例）選ばれたステップ時間
（例えば、40、80、160、320および640）で高さと幅を
プロットする。最低のステップ時間は最も薄いbanjo st
ringをつくり、最高のステップ時間は厚いbanjo string
をつくる。
i.他のbanjoは、作業曲線の範囲を拡げるために、異
なったステップ時間でつくることができる。
j.両方の作業曲線を形成するために５個以上の点を結
ぶ。
k.作業曲線は、各スライスに対して、ステップ時間と
ステップの大きさを選択するのに使用することができ
る。
l.選択したステップ時間とステップの大きさを省略パ
ラメータ・ファイルに挿入する。（8.5.2項） 以下に、ここで使用した用語について簡単に説明す
る。
「60/120アングル・ハッチ」 標準のＸおよびＹハッチングを捕捉するクロスハッチ
型の１種。
「バンジョ（banjo）」 部品の作成と測定の時、作業曲線用にライン高さおよ
びライン幅のデータを与える部品 「BASES（支持）」 実際の物体が作成されている時に、構造支持を提供す
るCADによってできた構造。（Websを参照） 「ビーム・プロファイル」 レーザー光線エネルギの空間的分布 「輪郭」 部品のスライスされた層の壁を定義するベクトルのブ
ロック。
「CAD（Computer aided desing.）」 コンピュータ援用設計 「DENTERING」 自動的に部品を空間の中心に位置させるスライス・ル
ーチン。これは、ただ１つのスライス・ファイルで物体
が定義される場合にだけ行われる。ソフトウエア・マニ
ュアル参照。
「CLIFF」 BASICプログラムで主に使用されるソフトウエア・プ
ログラム。データをSTEREOに転送することによりDOSシ
ェルからの直接の指令を使用して鏡を動かすのにも使用
できる。
「クリティカル・エリア」 組合せの前にテキスト・ファイル中で定義された座標
をもつ物体内のエリア。このエリアはリベッティングな
どの特別の属性をもつことができる。ソフトウエア・マ
ニュアル参照。
「クロスハッチ」 壁に対する構造的完全さを与える一般的内部ベクトル
・タイプ。使用されるパターンはスライスの間に決めら
れる。ソフトウエア・マニュアル参照。
「CURL」 物体の不正確の原因になる物体作成中に時々遭遇する
影響。
「浸透加速」 昇降機の浸漬速度を決める物体作成変数。必要であれ
ば層毎に変更することができる。
「浸漬遅延」 浸漬ルーチンの開始と次の層計算（およびレーザーの
動き）の間の遅延を決める部品作成変数。層毎に変更す
ることができる。
「浸漬深さ」 浸漬中に昇降機が下方に移動する距離を決める物体作
成変数。
「浸漬速度」 昇降機の最大速度を決める部品作成変数。
「作画速度」 レーザーの作画速度は、スーパバイザの変数ステップ
時間とステップの大きさによって決められる。これは、
レーザーの厚さ、樹脂の種類、レーザーの出力によって
変化する。使用される作画速度は、作業曲線の使用によ
ってきまるのが典型的である。
「動的鏡」 検流計ベクトル走査鏡で、SLA−１のソフトウエアで
制御されている。レーザー光線の動きはこれらの鏡の回
転によってきまる。
「昇降機」 垂直に動く装置で、昇降機の台や部品がこれに取り付
けられる。
「イーサネット」 ファイル転送ソフトウエア・システム。大容量ファイ
ルの移動を容易にする。
「フットプリント（足跡）」 昇降機の台に直接付着している支持の底部。
「素地部品（グリーン部品）」 最終的に後硬化されていないレーザー硬化部品。
「ハッチ・スペース」 スライス中に決まるクロスハッチングの間隔 「HeCd」 ヘリウム・カドミウム 「Ｌファイル」 merge generated制御ファイルで、すべての層毎のベ
クトル・ブロック識別情報を含んでいる。個々の層パラ
メータはＬファイルの中で変更できる。
「LASER」 レーザー制御装置のソフトウエア。液状の光重合体を
重合させるのに必要な光エネルギを与える装置でもあ
る。
「層厚さ」 layer to layerの浸漬距離である。物体全体に対して
１つの値であるか、または、物体を通して何回も変更さ
れる。（可変の層厚さ参照） 「平坦化」 樹脂が浸漬によって分布された後、平坦な表面に落ち
つく時間と温度によって決まるプロセス、平坦化する時
間は、浸漬遅延変数によって決まる。
「ライン高さ」 レーザーで硬化したプラスチック・ラインの垂直厚
さ。作画速度とレーザー出力／焦点距離によって変化す
る。
「ライン幅」 レーザーで硬化したプラスチック・ラインの幅。作画
速度とレーザー出力／焦点距離によって変化する。
「組合せ」 物体用の個々のスライスされたファイルをとり、それ
らを組合せるソフトウエア・プログラム。スーパバイザ
が物体を作るのに使用するＬおよびＶファイルをつく
る。
「MIA」 最小交差角で、スライス中に層の境界に平行なハッチ
・ベクトルを削除するのに使用される。ソフトウエア・
マニュアル参照。
「モジュラス」 全体のじん性を決める、材料の物理的特性。
「モノマー」 化学上の種類で、一般に小さい分子量をもち、重合体
をつくるための成形ブロックとして使用される。
「MSA」 最小表面角でスライス中に使用される。ソフトウエア
・マニュアル参照。
「MSHA」 鉱山安全および健康局 「NIOSH」 国家職業安全および健康協会 「PHIGSフォーマット」 三角形を使ってCAD表面を定義するソフトウエア・プ
ログラム。
「光重合開始剤」 レーザー・エネルギを化学エネルギに変換して、重合
プロセスを開始させる薬剤。
「光重合体」 エネルギ源として光を使って作られる重合体。
「後硬化」 物体を硬化するのに使用されるプロセス。後硬化は、
紫外線または熱によって行うことができる。
「ポット寿命」 １ポットの化学薬品の予想有効寿命で、薬品の安全性
その他の要因によって決まる。
「１次基」 レーザー光線が重合開始剤に吸収された時に形成され
る初期の基の種類。１次基が重合プロセスを開始させ
る。
「ラジアル・クロスハッチ」 クロスハッチの特殊なタイプで、一般に最上の全体強
度と支持を与える。（クロスハッチ参照） 「ラジオメーター」 レーザー出力の測定をする装置 「樹脂」 液状光重合体 「RIVET」 物体作成プロセスであって、ひずみに関係した誤りが
起こりがちの重要な場所に使用することができる。
「目盛係数」 XY空間を大きくしたり、小さくしたりするのに使用で
きるスーパバイザの変数。垂直方向の寸法には影響しな
い。
「敏感性」 ある個人が一定の薬品に繰返し皮膚を接触させると生
ずるエネルギー反応。
「皮膜（表面ぬり）」 物体の水平（平坦）または水平（平坦）に近い部分の
コーティング。
「SLA」 stereolichography Apparatus立体造形装置 「スライス（SLICE）」 CADで設計した三次元の物体を、一連の二次元の層
（薄片slices）に変換するソフトウエア。
「SMALLEY」 CADで設計された応力除去（緩和）された構造。
「ステップ時間」 レーザー作画速度を決めるのに役立つスーパバイザの
変数。ステップ時間を増加すれば、速度は遅くなる。
（プラスチック・ラインの高さと幅が大きくなる。） 「ステレオ（STEREO）」 レーザー制御装置ソフトウエアのメモリ常駐部分。
「STLファイル（STL FILE）」 スライス用入力として使用されるPHIGSフォーマットC
ADファイル。
「スーパバイザ（SUPERVISOR）」 物体作成中に鏡を動かしたり、Ｚ−ステージを上下に
動かしたりするための変数やデータの経過を管理するソ
フトウエア。
「引張強さ」 材料を引き伸ばすのに必要なエネルギを規定する材料
の特性 「TRAPPED VOLUME（気泡部分）」 浸漬中に樹脂が流れ落ちない物体の部分。
「ユーザー・インターフェース」 スライス・プログラムを制御し、実行するのに使用さ
れるメニュー・駆動ソフトウエア。
「.Vファイル」 すべての層毎にベクトル情報を含んでいるmerge gene
reted file.ソフトウエア・マニュアル参照。
「可変層厚さ」 強さまたは精度を改善するために、異なった浸漬深さ
や層厚さを使うことを可能にするプロセス・トゥール
（手段）。スライス内で制御される。
「ウェブ」 CAD設計者によって設計された一種の支持構造で、必
要に応じて強度を増したり、支持を追加したりすること
ができる。
「作業曲線」 バンジョートップで与えられたライン高さおよびライ
ン幅のデータを線状に画いたもの。レーザー出力ととも
に、作画速度情報を得るのに使用される。
立体造形装置（SLA）について第二の実施の形態を示
す。
3Dシステムズ社の立体造形装置（SLA）は、CAD/CAM/C
AEシステムで設計・記憶された三次元モデルを設計エン
ジニアが容易に製作することができる新しいCAP（コン
ピュータ援用プロトタイピング）製品である。SLAは、
設計者のワークステーションと連係して、便利な、容易
に設置できる、真に統合されたCAD/CAM/CAE環境を実現
する。
第64図に、SLAを用いて製品を製造するために必要な
手順の概要を示す。
SLAを用いて物体を製造するには、設計者はまず本シ
ステムを利用してその部品のモデルを入力する。
通常、この物体は、約0.1インチ（約2.54ミリ）の肉
厚と、プラスチック製作材料へのCADモデルの正確な転
移を保証するための支持構造を必要とする。この支持構
造は、CAD設計者または、近い将来にはSLAユーザー自身
によって付加することができる。
さらに、CADシステムに入力されるモデルは、製作中
に特に注意を要する表面や構造上の特徴を有する場合が
ある。初めに、設計者は、手作業によりこれらの領域に
フラグを立てるか、物体設計を修正することが求められ
る。ソフトウエアが進化するにつれて、こうした特殊な
ケースもその多くがしだいにSLAコントローラに組み込
まれると思われる。潜在的な構造上の問題は、モデルの
表面の領域も強調される点であろう。現在、これらの領
域は、その後の処理用のSLAソフトウエアにそのまま渡
される属性に割り当てられている。
モデルは、現在、CADシステムによって使用される内
部フォーマットから、小平面化された表現に翻訳されな
ければならない。近い状来は、IGESワイヤフレーム表現
に翻訳されるようになるだろう。しかし、現在、3Dシス
テムズ社によってサポートされているフォーマットは、
小面化表現だけである。このデータ構造は、PHIGS（Pro
grammers Hierarchical Inter−active Graphics Stand
ardプログラマー階層会話形図形処理規格）という図形
処理規格にほぼ従っている。第65a図〜第65b図は、この
比較的冗長な規格のフォーマットを示している。以下の
項目は、現在の小面表現の詳細を概略したものである。
それ以上の詳細は間もなく発表されよう。
各小面の法線には、固体の表面から出発しなければな
らない単位法線が含まれる。例えば、0.1インチ（2.54
ミリ）の肉厚を持つ球の場合、（通常、製作される）内
面または壁を表す小面には、内側に向かう、それに対応
して、外面には外側に向かう法線がある。
さらに、三角形の頂点は、右回転の原則に従って三角
形の法線の方向を与えるように順序づけられる。法線が
まず規定され、次に３頂点が、その後に小面の属性が規
定されることに注意すべきである。
内部的には、法線のi,j,k成分およびその９つの頂点
の座標は、それぞれ、８ビットの指数および24ビットの
仮数から成る、32ビット単精度浮動小数点数によって表
示される。これは、８有効数字以下の仮数を持つ浮動小
数点値となり、それにより、PHIGS規格の使用可能な精
度に上限を与える。
より厳密な表面仕上がりの要求のために、小面の数が
100,000を超えることが考えられるので、小面のデータ
の圧縮形式が行われる。この圧縮データファイルは、法
線成分および頂点座標が、Intel 80287数字コープロセ
ッサに互換可能な２進浮動小数点フォーマットであるこ
とを要求する（第66図参照）。
このフォーマットは、法線を規定するめに３つの32ビ
ット値を、三角形の頂点を規定するために合計９つの32
ビット値を使用し、属性には、三角形小数点当たり合計
50バイトで、16ビットの符号のない整数を使用する。
属性に関する前記３について再び言えば、設計者によ
って識別されたモデルの属性は、小面レベルでSLAシス
テムにそのまま渡される点に注意しなければならない。
大型のモデルの場合、SLAソフトウエアに対して数百の
属性が完全に定義されることになる。
CADシステムからSLAへの小面データおよび関連属性の
物理転送は、高速データリンクによって行われる。構内
転送は、エクセラン（Excellan）イーサネットデータリ
ンクによって行われる。このデータは、19.2KボーのRS
−232データリンクまたは、フロッピディスクでも転送
できるが、転送データ量が大量なので、高速データリン
クのほうが望ましい。
この小面化データファイルは、この時SLAに常駐し、
スライシングプログラムへの入力として使用される。モ
デルのスライスすなわち層は、通常、モデルの壁を強化
するためのクロスハッチ、モデルの表面をつける外皮、
小面属性によって識別された問題領域を与える特殊な種
類の作成ベクトルを含む。
スライスされたモデルは、ここで、SLAスーパバイザ
に転送される。このプログラムは、実際上モデルの製作
に責任を持つ。スライスデータをSLAのレーザーに命令
するミラーに送り、SLAエレベータを制御することによ
って、スーパバイザはCADモデルを１度に１層製作する
ことができる。スーパバイザのその他の機能としては、
SLAレーザの特性を与え、レーザ速度をプラスチックの
感光性に適合させ、困難な属性のフラグの立っている領
域の製作を調整することがある。
CADプログラムは、以下に説明する特定のフォーマッ
トのファイルを生成できなければならない。通常、この
ファイルは、極めて大きな規模（数十万バイト）のファ
イルであり、イーサネットなどの高速データリンクによ
ってNEC 386ベースの立体造形コンピュータに転送され
る。RS−232およびフロッピディスクによる小規模ファ
イルの転送も可能ではあるが、勧められない。
SLICE入力フォーマットは、PHIGS（プログラマー階層
会話形図形処理規格）という図形処理規格にほぼ従って
おり、いくつかの点で改善してある。第１に、すべての
数値データは２進形式に圧縮でき、それにより記憶ファ
イルの大きさを大幅に低減し、立体造形コンピュータへ
のデータ転送時間を短縮する。第２に、特殊な部品製作
属性のサポートによって、一定の特徴を小面に“付属す
る”ことができ、このパートメーキングスーパバイザに
そのまま高速で渡される。SLICEフォーマットは、頂点
の情報の負または０の値はサポートしない。
SLICEフォーマットに従うファイルは、拡張子“.STL"
を持つ、すなわち、ファイル名の後に“.STL"を付けな
ければならない。
ファイルは、ASCIIまたは２進形式いずれかで記憶で
きる。ASCII形式の使用が勧められるが、現在、STLファ
イル作成ソフトウエアを開発しており、その後、２進形
式のリリースに向けて転換する予定である。
ASCII形式STLファイルの例は以下の通りである。これ
は単純な四面体を定義するものである。
２進構造と異なるASCII形式STLファイルの重要な構造
は、数値データの型を識別するためのワードの使用であ
る。小面の法線および頂点の情報は、浮動少数点とする
ことができ、43.332382912および1.304E＋３のような数
が受入れ可能である。負の数および０は頂点の情報につ
いては受け付けられない。数が科学技術的回転に関する
ものである場合、指数にはＥまたはｅしかサポートして
いない（指数にＤは使用できない）。小面の法線は単位
ベクトルでなければならない。２つのデータフィールド
の間には１以上のスペースを置かなければならない。
１ワードは16ビット、２バイトであると仮定してい
る。２進形式STLファイルの精確なフォーマットは以下
の通りである。
（ファイル上部） 80バイト−部品名、注釈などを含む一般情報 ４バイト ２ワード−小面のレコード数、各小面レコードは１三
角形を定義する。
第１の小面のレコード： STL二進フォーマットは、構造の点でASCII形式に同様
である。１つの小面のレコードの次に別のレコードが続
き、各小面レコードは単位法線、三角形の３頂点そして
選択的にいくつかの属性から成る。現在、まだ属性をサ
ポートしていないので、属性カウントワードはゼロに設
定しなければならない。
小面のレコード数および属性の各数についての２進フ
ォーマットは、単に符号のない整数である。法線および
三角形の頂点は、３バイトの仮数および１バイトの指数
から成る、４バイトの8087実数フォーマットである。
以下のファイルTEST 0017.STLのリストおよび第67図
を参照されたい。
立体造形装置について第三の実施の態様を示す。
1.立体造形プロセス この立体造形システムは第33図に示す如く、３基のハ
ードウエアーシステムについて、主要は９段階から成っ
ている。
CADシステム CAD設計（ステップ１）においては、部品は立体造形
に特定の指令なしで、CADシステム上に、固定もしくは
表面モデルとして設計される。
配向および支持（ステップ２）においては、CADモデ
ルは立体造形用に3Dスペース（CADシステム内で）にお
いて配向される。ベースおよび支持は部品の製造中、固
定および支持されるよう設計される。
CADインターフェース（ステップ３）においては、CAD
モデルは立体造形用にフォーマットされているファイル
を生成するためのインターフェースを通して、加工され
る。これらの・STLファイルはこのCAD設計におけるすべ
ての表面の一般的表現である。
立体造形装置 スライス（ステップ４）においては、３次元物体を表
現する立体造形（・STL）ファイルがスライス・コンピ
ューター上で横に断面され、ユーザーが定めた厚さの層
を生成する。
ネットワーク（ステップ５）においては、スライスし
たファイルはスライス・コンピューターから、エターネ
ットまたはフロッピーディスクを通して制御コンピュー
ターに送られる。
マージ（ステップ６）においては、SLA−１を運転す
るため、物体用にスライスしたファイル（即ち、支持体
および物体自体用のすべてのファイル）を組み合わせ、
再フォーマットする。
準備（ステップ７）については、物体製造上のパラメ
ーターは、その物体の幾何図形的配置および末端の使用
方法に必要とするよう、ユーザーによって設定される。
製作（ステップ８）においては、物体は、焦点の合っ
たレーザー光線が光硬化性樹脂の表面を水平に移動する
時にひとつの層が形成され、その結果光があっている箇
所の液体が固化する。最初（最下位）の層は、樹脂表面
の丁度下にある水平の台に接着する。台はエレベーター
に取付けれてあり、コンピューター制御で、下降する。
最初の層を描いた後、台は液体の中に少し浸り、その結
果、薄いフィルムは次に形成することになる第二の層か
ら離れる。液体表面を同じ高さにするための一次停止の
後、次の層を描く。樹脂には付着性があるので、第二の
層は第一の層にしっかりと接着する。
このプロセスはすべての層が描かれて、三次元物体を
形成するまで繰返される。レーザー光線にさらされなか
った樹脂が次の商品製作用にタンクの中に残存する。原
料のロスは僅かである。
後硬化装置 後プロセス（ステップ９）においては、物体は、過剰
の樹脂を分離するため液排出を行い、紫外線硬化によっ
て重合化プロセスを完了して、支持装置から分離する。
サンディング（磨き）、工作モデルへの組立て、および
塗装などのオプション仕上げも実施できる。
2.立体造形システム（第34a図，第34b図参照） 立体造形装置 SLA−１の主たる構成要素は第35図に示す如く、制御
コンピューター，レーザーおよび光学システム，プロセ
ス・チャンバー（製作室），制御パネル，スライス・コ
ンピューターから構成されている。
制御コンピューターは、MSDOS基準の286コンピュータ
ー（単一のユーザーに対して単一のタスク），モノクロ
ームターミナル,40メガバイトハードディスク,36〜38ネ
ガバイト用に使用可能なディスクスペース，エサーネッ
トインターフェースから構成されている。ネットワーク
から製作まで、すべての立体造形プロセスは制御コンピ
ューターで作動する。プログラムおよび運転のパラメー
ターは操作を容易にするため、メニューから選択され
る。
SLA−１のレーザーおよび光学システムはプロセスチ
ャンバー（製作室）の上に直接、設置されている。これ
らの構成要素がコンピューター制御のもとに、液状樹脂
の表面上にレーザー光線を発生、照射する。
ここで使用しているレーザーは、SLA−１ヘリウム−
カドミウム（HeCd）を使用する多様式の紫外レーザーで
ある。レーザー光パワーは可変で、各目上、波長325ナ
ノメーターにおいて15ミリワットである。
第36図に示す如く、SLA−１の光学的システムは、シ
ャッター組立部品、90゜角ビーム転換鏡２個、ビームエ
キスパンダーから成り、更にＸ−Ｙダイナミックミラー
が光学台の上に取付けられている。直径２インチ（50.8
ミリ）の精密な光学窓によって、レーザー光線が、製作
室の環境から光学的要素を隔離している間、その中に入
る。
インターロック・スイッチが作動している時、ソレノ
イド始動のシャッターが稼働してレーザー光を閉鎖す
る。インターロック・スイッチはレーザー光および光源
系カバーの除去と製作室ドアーの開きを監視する。
90゜角ビーム転換鏡は他の大部分の波長を吸収すると
同時に、特に波長325ナノメーターにおいて高い反射能
をもつように塗装されている、第一ビーム転換鏡はレー
ザー装置からのビームをビームエキスパンダーの導入開
口部へ反射する。第二転換鏡は放出側ビームエキスパン
ダー開口部からダイナミックミラーに、レーザー光を反
射する。
部分的に修正されないレーザー光は遠くへ、僅かに発
散する。立体造形においては、硬度に焦点の合ったビー
ムが要求される。この場合、ビームは高いパワー密度を
持ち、それによって、より大きい深さで、またはより速
い速度で樹脂を硬化するからである。ビームエキスパン
ダーは発散レーザー・ビームを入射の直径の４倍にまで
拡大し、更に樹脂の表面上の小点にビームを集中させる
よう、焦点を合わせる。
高速度ダイナミックミラーは、コンピューター制御に
よってレーザー・ビームを屈折させ、樹脂表面上にベク
トルをトレースする。ダイナミックミラーはビーム転換
鏡と同様、325ナノメーターのビームを高度に反射する
と共に他の大部分の波長のものを吸収する。
環境的にコントロールされた製作室はエレベーター、
台、樹脂タンクおよびビーム走行装置を保有していて、
ここで、立体造形の部品を製作する。
部屋は運転者の安全と運転のために統一された条件を
確保するよう設計されている。空気は活性炭で濾過さ
れ、循環している。天井の光は樹脂タンクおよび作業表
面を照射する。入口ドアーのインターロックはシャッタ
ーを始動させて、ドアーが開く時に、レーザーを遮閉す
る。透明なアクリル樹脂製ドアーは運転者の安全な観察
のため、紫外線を遮断する。
エレベーターはコンピューターにより、部品を上げ下
げする。台は部品を製作している間、これを支持してい
る。
樹脂タンクは縦、横、高さとも９インチ（228.6ミ
リ）で、部屋の中、エレベーターおよび台と並べて誘導
装置上に設置されている。オーバーフロー・システム
が、一定の液体樹脂のレベルを保持するよう、過剰の樹
脂を分離用の容器に送る。
ビーム走行器２基が製作室に配置され、１基が樹脂タ
ンクのどちらか一方の側に取付けてある。ビーム走行器
は、コンピュータ制御により、レーザー・パワーおよび
強さを測定する。
SLA−１の制御パネルは動力用スイッチ，オーブンラ
イトスイッチ，レーザー運転指示器，シャッター指示器
を保有している。
動力用スイッチは、レーザ装置の第一次動力用、製作
室および制御コンピューターの電源用スイッチである。
オーブンライトスイッチは、製作室の運転および停止
時の天井光用のスイッチである。
レーザ運転指示器は、レーザー照射を示し、シャッタ
ー指示器は、レーザー照射時、シャッターが開いている
ことを示す指示器である。
スライスコンピューターは、UNIX基準の386コンピュ
ーター（マルチ・ユーザー、マルチ・タスク），モノク
ローム・ターミナル，クロメガバイトのハイドディス
ク,___メガバイト用に使用可能なディスク・スペース，
エサーネット，インターフェースから構成されており・
SLIファイル作成のため、横断面・STLファイルに使用さ
れる。
ポストキュアー装置（PCA、第34b図参照）はSLA−１
を使用して物体を硬化、製作するのに用いる、この装置
は周囲が取り囲まれた、排気口付きの部屋の中で物体を
紫外線照射する。PCAは縦、横、高さ何れも12インチ（3
04.8ミリ）まで測定することができる。主な構成要素は
第37図に示す如くである。
リフレクター付の400ワットのメタルハライド・ラン
プ３個は、最適な硬化条件に適するように室内に設置さ
れている。ランプは750時間の定格寿命を保有してい
る。回転盤は均一な硬化を行うため、物体を毎分１回転
させる。物体を積載したり、下ろしたりするために前部
およびトップにあるドアが２個設置されており、ドアが
インターロックされるとUVラップが切れ、開かると回転
する。また、安全に物体を監視できるようUV光を遮断す
る窓が設けられている。さらに240CFM（毎分の硬化フィ
ート数）可能の冷却および排気用ファンと、電源スイッ
チおよびタイマー付の制御パネルが設置されている。
3.立体造形−開始より終了まで 3.1 CAD設計 表面：対象物は、取り囲まれた容積を明白に限定した
境界の表面として表現されなければならない。即ち、モ
デルデータは対象物体の内部がいかなる固形材料であ
り、且つあってはならないかを規定しなければならな
い。すべての水平断面が物体の内部と外部を完全に分離
する境界カーブからなることが必要である。
CAD解像度：カーブした表面（例えば球体、円筒）を
持つ物体を形成している時、その曲面は多数の多角形ま
たは切り子面に近付いていることすなわちCAD解像度に
留意しなければならない。表面がより多く、よりきっち
りとなれば仕上り部品はよりスムーズな曲面になる。し
かし、より多数の多角形または切り子面はスライスする
時間およびその結果として、ファイルの量を増大させ
る。一般に許容し得る最低の解像度を使用することが好
ましい。
壁厚：ウェブの最小の推奨の壁厚は0.02インチ（0.51
ミリ）である。壁厚を0.02インチ（0.51ミリ）より小さ
くするには特殊な環境下でのみ達成できる。絶対的最小
の壁厚はレーザー光線幅の２倍である。
3.2 配向および支持 CAD物体は立体造形用として、正のX,Y、Ｚの３軸空間
内に完全に入らなければならない。また、物体とCAD起
点との距離および支持構造の高さを最小限度となるよう
に配向するものとする。
物体は効果的ドレイニング（液の排出）のため、台の
上、少なくとも0.25インチ（6.35ミリ）の位置に設置し
なければならない。しかしながら、支持体が高過ぎる
と、製作に長くかかり、また制作中に物体の重量が増加
するためゆがみが生ずる。従って対象物の高さを最小限
度にして、これによって製作すべき層の数を減らし、操
作時間を減らす。また物体のドレイニングを最適にする
よう、傾斜のある表面の数を最小にする。
これらの表面は重なった層を形成するので、表面は各
層の厚さが段階の高さである“段付きの階段”の様相を
呈する。なめらかさ、もしくは美感に重要な表面は、垂
直に配向するか、または上向きおよび水平に配向するこ
とを確実にしなければならない。（垂直的および上向き
の水平的表面は下向きの表面よりなめらがである）。
物体製作中の仕込み液量は最小限にする。仕込み液が
多すぎると、浸漬した後、液状樹脂を均一な高さに設
定、平等化するために、必要とする時間が長くなり物体
製作プロセスを遅らせる。
物体がレジン・タンク中で確実にフィットするように
する。物体が大き過ぎる場合は、いくつかの運転に分割
して製作し、後処理中に再組立てを行う。
これらの各要因の重要性は部品の製作の目的によって
決定される。
立体造形の対象物体はエレベーターの台上よりも、む
しろ直接的に支持体の上で製作する。支持体を使用する
主な理由は次の通りである。すなわち、第一に台から物
体を分離しやすくするためである。これは物体を後工程
中で分離しやすくする。
台がたとえ、それたり、不適切に設置されても物体の
第１層が均一の厚さになる。
第二に樹脂が台を通して早く排出することができるよ
うにするためである。このことは、物体が浸漬した後、
樹脂の表面がより早く平等化するため、物体製作の必要
な時間を短縮する。さらに、完成物体から過剰な樹脂を
早く排出させて、後工程の時間を短縮する。
支持体としては、以下が共通タイプとして使用でき
る。
直線ウェブは、非常に薄い長方形、もしくはひれ状で
通常、0.002インチ（0.051ミリ）より薄く、直線ウェブ
は単一の表面ではなく、容積によって限定されなければ
ならない。
クロスウェブは、直角に交差する二つの直線ウェブで
つくる。十字ウェブ支持体は直線支持体よりも強い。
円形ウェブは、物体に張力に接着する中空のチューブ
である。円形ウェブは直線および十字ウェブ支持体より
重い重量を支持する。しかし、この支持体はより多くの
三角形を必要とし、多くのメモリーを使用する。
三角形ウェブは、３本の直線ウェブで三角形を形成し
ている。これら支持体は頂点を交差する直線ウェブとし
て共同して使用できる。三角形ウェブは他のすべてのタ
イプの支持体よりも強力である。
以下、CADモデルの配向と支持について実施例を示
す。
実施例１ 第7b図および第7a図に示すように、中実の球体の底部
の近くでは層の輪郭ベクトルは後に続く各層毎に、直径
が急速に増加する円から成り、他のベクトルが描かれる
まで、多くの層の境界線は液体表面上に自由に浮いてい
る。液体中の空気および対流の流れがそれらに漂流を起
こさせ、位置を変えさせる。
球体の赤道部まで延びる支持体を付加することにより
この問題を解消することができる。赤道より上の層の輪
郭は、前に形成された層のクロスハッチ上に直接形成さ
れ、これにより追加の支持体を必要としないで、しっか
りと固定される。
実施例２ 第8a図〜第8b図に示すような、一端のみが固定された
ビームの第１層は、部品が浸漬している時に受ける液体
の静的抵抗のために、永久的に変形することがある。更
にその層は次の層が形成される時に上方にカールする。
これら２つの問題は、支持体を追加することによって解
消する。
実施例３ ティーカップの取手の第１層（第9a図〜第9b図に示
す）は形成中、完全に本体から離れて付着しないため、
部品が浸漬している時は漂流してしまうであろう。そこ
で支持体はエレベータ台、もしくはティーカップ本体に
固定された面を提供し、その上に取手を製作することが
できるようにする。
製作用支持体で注意すべき点は、支持体は完全に正の
CADスペース中に包含されなければならないということ
である。また底部の支持体は約0.040〜0.060インチ（1.
02〜1.52ミリ）まで物体の底部の層に重ね合せなければ
ならない（典型的に２〜３層）。さらに側面の支持体
も、強力な支持構造を得るため、物体に重ね合わせねば
ならない。
一般に支持体は単一のCADファイルの如く、物体用フ
ァイルと分離して、総合的に設計される。支持体は立体
造形用に設計され、配向された後、物体に関連して位置
決めされる。（物体および支持ファイルは併合され、立
体造形プロセスの中で後に単一のファイルとして描かれ
る。）CADシステム中に内在する支持体のライブラリ
は、各物体に独特の支持体の設計の必要性を減らすこと
ができる。いかなるケースでも、次のガイドラインに基
づいて設計され、また物体に付属するものとする。
配置：支持体の配置は物体が製作できる強固な基礎を
提供するために必要とする位置に置くものとする。支持
体は上記実施例で説明したように他の表面を固定し、強
化するのに付加されなければならない。出来得れば、美
感または滑らかさを必要とする機能的理由のため、物体
の表面上に支持体を置くことは避けるべきである。物体
を後硬化し、支持体を分離した後、物体の尾根部は通
常、物体の表面上に残る。（しかしながら、尾根部はカ
ットし、サンドリングもしくは研磨し、掃除することが
できる）。支持体は、エレベータの台と同様に、物体の
強い断面に取り付けることができる。
配置間隔：典型的な支持体の配置間隔は0.1〜0.8イン
チ（2.54〜2.32ミリ）離れている。通常は、支持体を充
分接近した間隔に配置すれば、大きなたわみ、またはカ
ールは発生しない。しかし、より多くの支持体を描くこ
とは物体の作成プロセスを遅らせる。
配向：支持体の配向は第8b図に示す如く、層のゆがみ
を防ぐために十字ウェブ支持体を使用する。もし、直線
ウェブ支持体を物体用に互いに並列に配置すると、第8a
図の如く、物体の重みが、製作中、ウェブを横に曲げて
しまう。そして次の層が僅かに、前の層に対してずれて
しまう。
高さ：最適の液排出およびレベリングを確実にするた
め、物体をエレベータ台の上方少なくとも0.25インチ
（6.35ミリ）の所に保持する。曲げ、またはゆがみの防
止と描く時間を最小限にするため、支持体は必要以上に
高くしてはいけない。まし、高い支持体が必要な場合は
追加補強のため、十字、円形もしくは三角形のウェブを
使用するものとする。
幅：支持体は、エレベータ台に接触する部分で、少な
くともその幅が0.65インチ（16.51ミリ）なければなら
ない。さもないと、それらは台の排出口を通して垂れ下
がり、流出してしまう。しかし、走査時間を最小にする
ため、支持体は必要最小限の幅に抑えるようにしなけれ
ばならない。斜め支持体の始めと終りは第11図に示す如
くバットレスのように設計され、取外しが困難となるよ
うな物体のコーナにまで入る程には伸ばしてはならな
い。
厚さ：支持体は最小限度の厚さ（ウェブ支持体は１ミ
ル（0.0254ミリ）の厚さ）に設計するものとする。通
常、レーザで描く線の太さは10〜20ミル（0.25〜0.51ミ
リ）であるので、実際の支持体はやや、CAD設計よりも
厚くなる。支持体がCAD容量なしで、単一の表面の如く
設計されることは許されない。
接着：物体が支持体にしっかりと接着することを確実
にするため、物体が垂直的に0.040〜0.060インチ（1.02
〜1.52ミリ）（典型的に２〜３層）重ね合うよう支持体
を設計する。
3.3 CADインターフェース 多くのCADおよび固体モデルシステムは三角形のセッ
トとして別体の表面を表現する。三角形は計算法にとっ
て最もシンプルな多角形である。十分に使えば、ほぼす
べての表面を近似することが可能である。
三角形を除いて、最も表現し易い幾何模様は長方形で
ある。最も難しいのは曲線である。第40図に示す如く、
２個の三角形を後向きに合わせることによって長方形が
できる。一方、カーブした表面は多数の三角形を使うこ
とによってのみ、近似することができる。SLA−１は非
常に正確な円およびカーブした表面を作るため、立体造
形（立体リソグラフィ）ファイル（・STL）当り、14,00
0個の三角形を作成することができる。
第41図に示す如く、立体造形用に、CAD三角形はフラ
ット（水平）、近フラットおよび急勾配（垂直的もしく
は近垂直的）に分類される。単純化した自動車の屋根は
フラットな三角形で構成されている。前部、側部および
背部は急勾配の三角形である。
3.4 STLフォーマットファイル STLファイルはスライス入力用として、外方向に向い
た（固体から離れて）単位法線を持った三角形の切子面
から構成されることが必要である。このフォーマットは
各項点についてＸ、Ｙ、Ｚ座標を規定し、また各三角形
用の単位法線を規定する。SDTL生成用に使用されるイン
ターフェースはCADベンダーによって供給される。STLフ
ァイルはASCII、または２進フォーマットの何れかに入
ることができる。バイナリーは配置および実行上の検討
に適している。ASCIIはインターフェースのデバギング
を容易にするので時々使用される。
3.5 SLICE ３次元立体リソグラフィ（.STL）ファイルをスライス
して断面体にし、第43図に示すように、３次元物体を作
成するために、積み重ねられた層のＸ−Ｙ平面上の断面
体からなるスライス（.SLI）ファイルを生成する。
スライス・コンピュータからUNIXに直接ログオンする
か、またはREMOTE USERを介してコントロール・コンピ
ュータからリモート・モードでUNIXにログオンする。UN
IXのプロンプト（＄）のところで、SLICEを実行させ
る。
次のステップは、標準のオプションを変更し、エキス
トラ・パラメータを必要に応じて入力する。これらのオ
プションは、スライス動作を制御し、また後の立体リソ
グラフィのプロセスにおける部品製作に強い影響を及ぼ
す。これらのオプションは、同一のまたは類似の部品の
プログラム走行に使用されるように、ディスク上のオプ
ション・ファイル（.UII）中にセーブすることができ
る。
最後のステップは、Sliceオプションに従って.STLフ
ァイルをスライスし、Slice（.SLI）ファイルを作成す
ることである。
層境界線、クロスハッチおよび外皮（第43図を参照） 層境界線ベクトルは表面境界を定義する。クロスハッ
チ・ベクトルは内部においてSLICEによって作成され、
層境界線（壁）同士間において、液体領域を部分的に固
形化し強化する。クロスハッチの間隔および用いられる
タイプは、SLICEの走行に先だって選択される（第47図
を参照）。水平線（頂部および底部）表面には、外皮の
タイプを形成する一連の緊密におかれた平行なベクトル
によってカバーされる。外皮間の層は一般的には、更に
強度を高めるためにクロスハッチされる。（第47図を参
照） Layer thicknessは、SLICEのパラメータであり、これ
によってユーザは層の厚さを選択したり変更することが
でき、これで部品の垂直方向の分解能を決める。
Use thinner layersは、垂直方向（Ｚ）軸の精度およ
び分解能を向上させるためのものである。垂直方向の寸
法の精度および分解能は、１つの層の厚さに制限され
る。
傾斜している（ほとんど平坦であるが）表面は、階段
ステップとして現れるより小さな水平表面および垂直表
面に近似される。選択された層の厚さによって、個々の
ステップの高さが決まる。層輪郭線同士間の間隙が外皮
充填される。他の領域は、必要とあればクロスハッチし
てもよい。平坦に近い領域において層の厚さを減少させ
ると、個々のステップの高さが低くなるので、その結
果、表面がより滑らかになる。
物体を強化し、また場合によっては部分を製作するに
必要とされる時間を減少させるために、より厚い層を使
用することが可能である。しかし、レーザは、より厚い
層を描くためには樹脂表面上をより遅い速度でトレース
しなければならないので、より厚くより少ない層を描く
ことによって節約された時間は、減少した走査速度（描
く速度）によって部分的に相殺される。
SLICEは、さまざまな２点ベクトルのためにベクトル
・ブロックを作成する。ブロック識別子は、以下に示す
ニーモニック規則に従う。
Slice resolutionは、CAD空間からの.STLファイル
を、個々のCAD装置に含まれるスライス装置の数を指定
することによってSlice空間に変換する。
ここでSlice Resolutionとは１つのCAD単位当りのス
ライス単位の数である。
スライス・メイン・メニュー（表は省略） 「Alter」は、標準のスライス・パラメータを変更す
る。
「Extra」は、Alterメニューにリストアップされてい
ないエクストラ・パラメータを選択する。これらのエク
ストラ・パラメータ部品製作のために、垂直軸すなわち
（デフォルト）Ｚ軸に沿ったスライス部分，−Ｘ Ｘ軸
に沿ったスライス部分，−Ｙ Ｙ軸に沿ったスライス部
分を現行的に指定する。
「Save」は、スクリーン上に表示されたオプション、
現行のオプション・ファイル中の、可変層肉厚テーブル
およびエクストラ・パラメータをセーブする。
「DoSlice」は、現行のオプションを用いてSLICEを走
行させる。
「Quit」は、SLICEを止める。QUITは、オプション・
ファイルをセーブしない（SAVEを最初に使用するこ
と）。
Alterメニュー（表は省略） 「DATABASE File Name」は、スライスされる.STLファ
イルを指定し、そのファイルがASCII構成であるか２進
法構成であるか指定する。ファイル名のみを入力す
る。.SLIの拡張が想定される。
「Resolution」は、CAD単位をより小さいスライス単
位に分割し、実質的には３次元のグリッド（格子）を作
成する。従って、CADモデルがインチ単位（１インチ＝2
5.4ミリ）で設計されており、スライス分解能が1000に
セットされている場合には、部分の１インチ（25.4ミ
リ）ずつが、1000のスライス単位に分割され、その個々
が0.001インチ（0.0254ミリ）の長さとなる。なお、以
下の点に注意すべきである。すなわち、第一に分解能の
値を大きく取ると、三角形の歪が少なくなり、クロスハ
ッチがエラーする確率が減少すること、第二に、単一の
部分（全てが支持体ファイルまたは実体ファイル）から
成る全てのファイルは、同一の分解能でスライスしなけ
ればならないこと、第三に、CADモデルの最大のＸ、Ｙ
またはＺの座標によって、スライス分解能の最大許容値
は決定されること（（最大座標）＊スライス分解能＜6
5,535）、丸めた数を使用すること（例:1000、2000、50
00）である。
「Layer Thickness」は、垂直方向のスライス厚をCAD
単位で定義する（層の肉厚は、後にCAD単位とスライス
単位の双方で表示されるが、CAD単位で入力され
る。）。層の肉厚は、ファイル全体にわたって（例え
ば、同一の層肉厚を割り当てられた全ての層、または、
異なった層肉厚を持ったさまざまな一群の層）固定させ
てもよい。標準値は、0.002インチから0.030インチ（0.
051〜0.76ミリ）の範囲にあり、Fineタイプで0.005イン
チ（0.13ミリ）,Mediumタイプで0.010インチ（0.25ミ
リ）,Coarseタイプで0.020インチ（0.51ミリ）である。
例えば、0.01インチ（0.25ミリ）の肉厚の層より成る、
インチ単位（１インチ＝25.4ミリ）で設計された部品が
ほしい場合には、.01と入力する。スライス単位での層
の肉厚は、画面上SLICE UNITSというヘッデイングの下
に自動的に表示される。使用可能な層の最大数は16384
（これは8.0インチ（203.2ミリ）の部分上の0.0005イン
チ（0.013ミリ）の肉厚の層に対応する）である。
「Hatch Spacing」は、オプション（４）、オプショ
ン（５）、およびオプション（６）によって、Ｘ軸に平
行に又はＹ軸に平行にさらに又はＸ軸に対して60度およ
び120度にそれぞれ引かれた隣接するハッチ・ベクトル
同士間の直角方向の間隔がCAD単位で指定される。但
し、以下の点に注意すべきである。すなわち、ハッチ間
隔の標準的な値は、0.05インチから0.10インチ（1.27〜
2.54ミリ）であること、ウエブ支持体に対してはゼロを
用いること（ウエブ支持体は、背面形垂直表面として設
計されるので、クロスハッチは必要ない。ゼロを入力す
ると、クロスハッチは生成されない。）、ＸとＹのクロ
スハッチは通常は、矩形のグリッドを形成するために一
緒に使用されることである。なお、60/120のクロスハッ
チが最も頻繁に用いられるが、その理由はＸとＹのクロ
スハッチだけの場合より更に厳密な構造が製作されるか
らである。
「Fill Spacing」は、オプション（７）およびオプシ
ョン（８）によって、それぞれＸ軸またはＹ軸に平行に
引かれた外皮ベクトル同士間の垂直方向の間隔をCAD単
位で指定する。なお、以下の点に注意すべきである。す
なわち充填間隔の標準値は、0.001インチから0.004イン
チ（0.025〜0.10ミリ）であること、ＸとＹの充填の双
方を同時には決して用いないこと（さもないと応力が生
じ表面が変形する恐れがあること。）、支持体に対して
は、ゼロを用いることである。
「Output Filename」は、スライス出力ファイルに割
り当てられるファイル名（filename）である。
「Quit」によって、Slice Main Menuに移る。
手順（Lab 2−Slice） スライスの開始前に、まず.STLファイルをスライス・
コンピュータに転送し、UNIXにログオンする。
ステップ１）UNIXのプロンプトの所で、SLICEを実行
させ、次に実体ファイル名を入力する。
＄slice^cam part ENTER ステップ２）（表は省略） Slice Main Menu上でＡを押すと、標準オプションを
変更できる。
ステップ３）（表は省略） Alter Menu上では、次のオプションを更新または変更
する。
Ｑを押して、Slice Main Menuに戻る。
ステップ４）Ｅを押して、エキストラ・パラメータを
セットし、−ｙを入力する。
ステップ５）Ｓを押して、オプション・ファイルをco
m part.UIIとしてセーブする。
ステップ６）（表は省略） Slice Main Menu上で、Ｄを押してcam partファイル
をスライスする。
ステップ７）（表は省略） SLICEが終了したら、ENTERを押してSlice Main Man
uに戻る。
ステップ８）Alter Menu上で、次のオプションを更新
する。
ハッチ、外皮充填およびMSA値（オプション４からオ
プション９）をゼロにセットする。
ステップ10）Ｅを押して、エクストラ・パラメータを
−ｙにセットする。
ステップ11）Ｓを押して、オプション・ファイルをca
m base.UIIとしてセーブする。
ステップ12）Slice Main Menu上で、Ｄを押してcam b
aseファイルをスライスする。
ステップ13）Slice Main Menu上で、Ｑを押してSLICE
を終了させる。これによって、UNIXプロンプトに戻る。
Slice Main Menu（表は省略） 「Load」は、別のファイルをロードする。直前に画面
上にリストされていたオプションは自動的にはセーブさ
れない（SAVEコマンドを用いることが必要である）。
「Write」は、オプションを別の物体のオプション・
ファイル中に書き込む。
「Copy」は、直前にセーブされた物体のオプション・
ファイルを現行のオプション・ファイル中にコピーす
る。COPYによって、以前の走行中に入力されたものと類
似の、再入力しなければならないオプションがセーブさ
れる。
Alter Menu Variable Layer Thickness（可変層肉厚）
（表は省略） Variable Layer Thicknessによって、ファイル中の層
（範囲）のセットを層の肉厚が個別に指定されるように
作成できる。
より薄い層肉厚が傾斜表面の段階ステップの出現を最
小にしたり、あるいは臨界垂直寸法および詳細の精度を
向上させる目的のために通常は用いられる。
より厚い層も、支持されていない領域を強化したりま
たはより強固で堅い層を制作するために、時また用いら
れる。
Layer Thicknss（表は省略） 「Ａ」は、新しいZ Levelを表に追加する。Z Level
は、指定された肉厚でスライス動作を開始する、垂直方
向の寸法を指定する。開始寸法および肉厚は双方ともCA
D単位で入力される。スライス動作はこの間隔で、別のZ
Levelが定義されるまで継続する。最初の（最も低い）
Z Levelは、スライスされる実体の底部でまたはそれよ
り低いところから開始しなければならない。「Ｄ」は、
表からZ Levelを削除する。「Ｓ」は、表をセーブし、A
lter Menuに戻す。「Ｑ」は、表をセーブすることな
く、Alter Menuに戻す。「Ｈ」は、このリストアップに
類似したhelpメッセージをプリントアウトする。
MSA SLICEのパラメータMSA（走査されたファセットの最小
の表面の角度）は、三角形の分類が近似平坦から急勾配
に変化する角度を定義する。第44図に示すように、近似
平坦三角形の角度は、ゼロ度以上であるが、MSA以下で
ある。急勾配三角形の角度はMSAより大きいが、90度以
下である。
但し、傾斜角度がMSA未満である三角形は、近似平坦
であると分類される。これらの三角形の場合、SLICEは
隣接する層上の層境界線同士間の間隙を充填するため
に、近似平坦外皮を形成する。MSAがあまりに大きすぎ
ると、SLICEが必要以上の外皮ベクトルを生成し、走行
時間およびファイル容量を増大させる。MSAがあまりに
小さいと、仕上げられた部分中に間隙が生じ、その結
果、液体が物体の壁から排水される。
MSAの正確さは、用いられる層の肉厚によって異なる
が、次の値が好ましい。
なお、ウエブ支持体に対してはゼロを用いる。
MIA MIAは、部分製作問題を引き起こしかねない特定のハ
ッチ・ベクトルを取り除くことができるオプションであ
る。
手順（Lab 3−Slice） 可変層肉厚 ステップ１）（表は省略） Alter Menu上で３を押して、LAYER THICKNESSを選択
する。
ステップ２）Ｖを押して、可変肉厚を選択する。（表
は省略） ステップ３）必要に応じて、Z Levelを追加したり削
除したりする。
Command?A^1.00^.010 ENTER Command?A^2.60^.005 ENTER 但し、最初のZ Levelは、部分の底部または以下で開
始しなければならない。
ステップ４）Ｓを押して、Layer Thicknessテーブル
をセーブする。（表は省略） ステップ５）Ｑを押して、Alter Menuに戻る。
ステップ６）他の標準オプションを、必要に応じてＸ
ハッチ間隔を.050,MSAを55に変更する。
ステップ７）Ｅを押して、エキストラ・パラメータを
−ｙにセットする。
ステップ８）Ｓを押して、オプション・ファイルをsp
ike p.UIIとしてセーブする。
ステップ９）Slice Main Menu上でＤを押して、spike
pファイルをスライスする。
ステップ10）繰り返しパラメータをセットし、spike
pファイルをスライスする。
3.6 コントロールコンピュータ 全ての立体リソグラフィプロセスのMERGEからBUILDに
至るステップは、コントロール・コンピュータ上で走行
される。コントロール・コンピュータは、スライス・フ
ァイルの送信およびマージから、部分を製作するための
エレベータおよびダイナミック・ミラーの制御に至る全
ての機能が包含している。
プログラムおよび動作パラメータは、個々の動作ごと
にメニューから選択される。トップダウン階層はMain M
enuから始まり、サブメニュー、データ入力画面、更に
ステータス／情報画面にまで継続している。キーボード
上でオプション番号を押すことによってメニューからオ
プションを選択するか、またはテン・キー上でアップア
ローおよびダウン・アローを使用してポインタを位置決
めするかして、次にENTERを押す。
SLA−１メニュー階層を、第45図および次の図に図示
する。メニューの１つ１つには、次に高いメニューに戻
るために、exitオプションまたはquitオプションが含ま
れている。Main Menuからのexitオプションによって、S
LA−１のOSからMS−DOSに移行する。
3.7 ユーティリティ ユーティリティのメニュー・オプションは、部品製作
プロセスの全般にわたって使用される。その機能にはSL
A−１ハードウエアのオン／オフ，レーザ・ビームの強
度および焦点の測定，部品製作の前後におけるエレベー
タ・プロットフォームの移動，バンジョートップから想
定された硬化深さおよび線幅のデータの入力，テキスト
・ファイルの編集，試験部品製作，ユーティリティ・メ
ニュー（表は省略）が含まれる。
電力シーケンサ（表は省略） コントロール・コンピュータのキーボードから直接
に、レーザ、ダイナミック・ミラーおよびエレベータ・
ドライバをオン／オフし、更にレーザ・シャッタを開閉
する。ここのコンポーネントの現行のステータスは、画
面の底部にリストアップされる。
ビーム解析（表は省略） レーザ・ビームの強度および焦点を測定し、現場の技
術者がレーザを校正できるようにする。
Beam Powerは、レーザ・ビームを、プロセス・チャン
バ中に取り付けられている２つのビーム・プロファイラ
に当て、次にレーザ・パワーの平均値を計算する。現行
のレーザ・パワーは、硬化深さを計算するためにPrepar
e MenuのオプションMATERIAL MANAGERを走行させる時に
必要とされる。
エレベータ移動（表は省略） Elevator Moverによって、コントロール・コンピュー
タのテン・キー上でアップ・アローおよびダウン・アロ
ーを使用して、エレベータ・プラットフォームを位置決
めすることができる。エレベータの動作を停止させるに
は、スペース・バーを押す。
Ｄを選択すると、エレベータ・プラットフォームが、
指定されたインチ単位（１インチ＝25.4ミリ）の距離だ
け移動される。正の値を指定すると、プラットフォーム
は下方に移動し、負の値を指定すると上方に移動する。
Ｔを指定すると、画面の底部に表示されているパラメ
ータ情報が、オン／オフにトグルされる。
手順（Lab 2−Utilities） Power Sequencer ステップ１）（表は省略） Utility Menu上で、１を押して、POWER SEQUENCERを
選択する。
ステップ２）（表は省略） Power Sequencer Menu上で、適当な数字キーを押す。
画面の底部に表示されているステータスは、自動的に更
新される。
Beam Analysis ステップ１）（表は省略） Utility Menu上で２を押して、BEAM ANALYSISを選択
する。
ステップ２）Beam Analysis Menu上で１を押して、DI
SPLAY PROFILEを選択し、または４を押して、BEAM POWE
Rを選択する。
Display Profile プロファイルを再度チェックして、次にENTERを押
して、Beam Analysis Menuに戻る。
Beam Power センサ＃１は、平均読取り値8.08mW（フィルタリング
なし、7.99mW）、 センサ＃２は、平均読取り値7.73mW（フィルタリング
なし、7.65mW）で、１から３を押して、センサ＃を選択
し、終了するにはＱを押す。
電力の読取り値が測定されたら、平均値を書き込み、
次にＱを押してBeam Analysis Menuに戻る。
Elevator Mover ステップ１）（表は省略） ステップ２）（表は省略） テン・キー上でアップ・アローおよびダウン・アロー
を押して、それぞれエレベータ・プラットフォームを上
昇させたり下降させたりし、更にスペース・バーを押し
てエレベータの連動を停止させ、又はＤを押して、エレ
ベータが移動する距離（インチ単位）を指定する（正の
値は、エレベータを下降させる）。
「Edit a File」は、テキスト・ファイルを編集す
る。
「Make Test Parts」は、バンジョートップを制作す
る。
「Material Manager」（表は省略） 「Load Material Data」は、材料（.MAT）ファイルを
リストアップし、ロードされるファイルを促す。「View
Material Data」は、材料データを画面上に表示する。
「Input New Material Data」は、バンジョートップか
ら測定した材料データを入力する。
これらのデータには、ステップの周期（SP）の値，個
々のバンジョートップ列の線高さ，個々のバンジョート
ップ列からの最小および最大線幅測定値が含まれる。
INPUT NEW MATERIAL DATAは次のワーキング曲線を計
算し、勾配および曲線のＹ軸と交わる点を画面上に表示
する。（なお、バンジョートップ、ワーキング曲線およ
び関連の主題の更なる説明については、5.3を参照のこ
と。） 手順（Lab 3−Utilities） Material Manager ステップ１）（表は省略） Utility Menu上で４を押して、MATERIAL MANAGERを選
択する。
ステップ２）（表は省略） Material Manager Menu上で、適切なオプション番号
を押す。
ステップ３）Load Material Data（表は省略） 材料（.MAT）のファイル名を入力する。
読み取られるデータ・ファイルの名前:test.mat ENT
ER 材料を再度チェックし、次にENTERを押す。
Input New Material Data（表は省略） Utility MenuオプションのMAKE TEST PARTSを走行さ
せてバンジョートップを作成し、次にバンジョートップ
を測定して、材料ファイル用のデータを生成する。
材料データのファイル名を入力する。
.MATの接尾辞を含める。
材料データ・ファイルの名前:test.mat ENTER BEAM POWERからの平均のレーザ・パワーの読取り値を
入力する。（表は省略） 材料試験レーザ・パワーの読取り値（mW）を入力す
る： ENTER（表は省略） バンジョートップから測定されたデータ対の番号を入
力する:How Many Step Period/Line Height Data Pairs
? ３ Enter（表は省略） バンジョートップからの測定されたステップ周期（S
P）、線高さ（LH）ならびに最小および最大の線幅（WMI
N、WMAX）のデータを入力する。WMINおよびWMAXのデー
タが測定されなかった場合には、ゼロを入力する。
3.9 マージ MERGEは部品（支持体および物体ファイル）の全てのS
liceファイルを結合し、層（.L）、ベクトル（.V）およ
び範囲（.R）のファイルを第48図に示すように生成す
る。
「Layer（file.L）file」は、個々の層中のベクトル
・ブロックのタイプを定義する。「Vector（file.V）」
は、個々の層を引くために、BUILDによって使用された
ベクトル・データを含む。「Range（file.R）File」
は、BUILDのために範囲、ドロー・パラメータおよびデ
イッピング・パラメータを指定する。これが、部品製作
パラメータを追加するためにPrepareオプションを用い
て修正され得るファイルである。
Merge Information Screen（表は省略） MERGE情報画面は、ファイル情報を入力するのに使用
される。この画面は、MERGEが走行している時の個々の
層肉厚範囲の開始および終了のZ Level値，現在マージ
されているZ Level,走行が完了したら、処理された範囲
の総数および個々の範囲におけるマージされた層の数の
情報を表示する。
手順（Lab 2−Merge） 開始する前にNetwork MenuオプションのFTPを走行さ
せて、必要な全てのSliceファイルをコントロール・コ
ンピュータの作業ディレクトリに転送する。
ステップ１）（表は省略） Main Menu上で、MERGE2を選択し、またはポインタを
位置させて、ENTERを押す。
ステップ２）マージされるファイルを入力する。
スライス・ファイル名:cam part＝cam base ENTER ステップ３）層、ベクトルおよび範囲のファイルのフ
ァイル名を入力するか、またはENTERを押して、ファ
イル名のデフォルトを選択する。
出力ファイル名の接頭辞 ［CAM PART］:cam ENTER ステップ４）プロンプトに対し、ENTERを押して、
肉厚のデフォルト値を選択する。
Layer thickness in mils［10］？ ENTER ステップ５）（表は省略） 画面を見て、MERGEがいつ完了するか判断する。（レ
ビジョン3.0未満のスライス・ファイルは、Ｚ方向の間
隔を促すことがある。） マージのオプション /Zは、１つのファイルの別のファイルに対する垂直位
置を調整する。このオプションは、物体を垂直方向に整
合させるのに用いる。調整されたファイルのあとに続い
てオフセット値をスライス単位で入力する。
Slice File Names:cam part^cam base/Z100 /Xは、１つのファイルの別のファイルに対するＸ方向
の位置を調整する。/Yは、１つのファイルの別のファイ
ルに対するＹ方向の位置を調整する。
3.11 PREPARE（準備） PREPAREメニューのオプションは、レーザ走査速度、
エレベータの浸漬時間などの物体製作パラメータを指定
するほか、レンジ（.R）ファイルを編集するために使用
する。
層の重なり、すなわち、層間の良好な結合は、通常、
各層に0.006インチ（0.15ミリ）の過硬化を与えること
によって得られる（0.020インチ（0.51ミリ）厚の層に
用いる硬化深さは0.026インチ（0.66ミリ）となる）。
ディップディレイ、すなわち物体浸漬後、樹脂液面が平
静になるのに要する時間量は、物体の形状その他の多く
の要因に応じて異なる。
SS（ステップサイズ）−SLA−１は、連続した動きで
ベクトルを描いているようにしか見えないが、実際に
は、ダイナミックミラーは、短い遅延を伴う不連続のス
テップでビームを移動させている。ステップサイズは、
ミラービット単位での移動の大きさである。
一般に、輪郭線およびクロスハッチベクトルのステッ
プサイズは２（許容最小値）に設定される。外皮充填ベ
クトルのステップサイズは、通常、16に設定される。
SP（ステップピリオド）は、各レーザステップの後の
遅延の長さである。SPが大きくなるにつれて、走査速度
は遅くなり、従って硬化プラスチックの深さが大きくな
る。
ZW（ディップディレイ）は、浸漬後、樹脂液面が平静
になるためのレベリング時間を指定する。一般に、ZW
は、支持体の場合、30〜60秒に設定される。通常の部品
製作については、45〜120秒に設定する。
レンジ レンジは、CAD単位またはスライス単位で入力された
上方および下方寸法によって定義された１群の１以上の
水平スライス層である。１群の層について１つの物体製
作パラメータ値が指定される必要がある時は、レンジが
生成される。
例えば、支持体層について30秒のディップディレイが
要求され、残りの全部の層について60秒が使用される場
合、２つのレンジが定義されなければならない。第１の
レンジは30のZWを持つ物体の層を含み、第２のレンジは
60のZWによる全層を含む。
レンジが多く使用される別な例は、層の硬化深さが変
化する場合である。第１の少数の支持体層から成るレン
ジは、残りの層について指定される硬化深さよりも大き
な硬化深さによって作成される。
PREPAREメニューのオプションは、必要なレンジを生
成するために使用する。
PREPAREメニュー（画面の表示は省略） PARAMETERS MANAGERメニュー（画面の表示は省略） PARAMETERS MANAGERは、部品製作パラメータを追加ま
たは修正するために使用する。
1.Z−pitch（Ｚピッチ） このパラメータは、垂直寸法での物体の拡縮を制御す
る。
2.XY−Only Scale Factor（XY専用スケールファクタ） XY専用スケールファクタは、スライス単位の距離を樹
脂液面上のレーザビームの移動量に変換する。
ダイナミックミラーの特徴は、レーザビームが、ミラ
ードライバに送信される3556ミラービットごとについて
（または1mmごとに140ビット）、樹脂液面上を１レンチ
（25.4ミリ）移動することである。3556はスライス分解
能に使用するには不便な数なので、換算係数が使用され
る。
例えば、分解能1000でインチ単位（１インチ＝25.4ミ
リ）で設計されたCADファイルをスライスする場合、物
体の各インチは、3556の代わりに、1000スライス単位に
よって表現される。従って、V.ファイルのすべてのベク
トルは、ファクタ1000/3556＝0.3556では短すぎるの
で、これを修正せずに用いた場合、最終部品は小さすぎ
てしまうことになる。BUILDは、V.ファイルのすべての
ベクトル座標にXY専用スケールファクタを掛ける。従っ
て、このパラメータは、ベクトルをそれぞれの適切な長
さにスケールし直すために3556/1000＝3.556に設定しな
ければならない。一般に、以下の式が適用される。
XY専用スケールファクタ＝3556ミラービット／インチ当
たりスライス単位数 XY専用スケールファクタによって部品の大きさを作り
直すこともできることに留意する。例えば、上記の物体
の水平方向の寸法を10％大きくするには、以下のスケー
ルファクタを使用する。
3.556＊1.10＝3.912 水平方向の寸法を50％小さくするには、以下のスケー
ルファクタを使用する。
3.556＊0.50＝1.778 3.Maximum Vector Count（最大ベクトルカウント） このパラメータは、部品製作のために転送開始前にダ
イナミックミラーのバッファのロードされる最大ベクト
ル数を指定する。
4/5.Minimum/Maximum Viewport Coordinates（最小／最
大ビューポート座標） BUILDビューポート座標は、BUILDステータス画面に表
示される樹脂タンクのウィンドウ表示の最小および最大
座標を（ミラービットで）指定する。座標限界は、（0,
0）から（65535,65535）である。
例えば、カムを製作中にそれを表示させて見たい場
合、以下のようにビューポート座標を使用する。（この
カムは直径約１インチ（25.4ミリ）である。） （Xmin,Ymin）＝樹脂タンク中心−1/2×部品幅 ＝32767−0.5＊3556 ＝30989 （Xmax,Ymax）＝樹脂タンク中心＋1/2×部品幅 ＝32767＋0.5＊3556 ＝30989 Ｘ−Ｙオフセットについて計算された値は物体の中心
についてのものなので、物体全体を表示させるにはオフ
セットから十分なミラービットを引かなければならない
ことに注意する。最大オフセットには物体幅の1/2以上
の同様の数を加算しなければならない。
９×９インチ（228.6×228.6ミリ）の作業表面全体を
表示させるには、以下を入力する。
（Xmin,Ymin）＝32767−4.5＊3356 ＝16765 （Xmax,Ymax）＝32767＋4.5＊3556 ＝48769 6.Multiple Part Positioning（多物体位置決め） これらのパラメータは、エレベータプラットホームの
物体の位置決め、および、BUILDの同一の実行において
多数の部品を製作するために使用する。
物体を樹脂タンク中心に位置決めするのに要する座標
を計算するには、CAD空間での物体の中心の座標，タン
クの中心の座標（これはほぼ（32767,32767）である。
必要に応じて、精確な座標が得られる。）を知る必要が
ある。
例えば、部品のＸ、Ｙ中心が（2.3インチ（58.42ミ
リ）、4.1インチ（104.14ミリ））で、タンクの中心が
（32767、32767）の場合 Ｘオフセット＝樹脂タンク中心−（CAD中心×3556） ＝32767−（2.3＊3556） ＝24588 Ｙオフセット＝樹脂タンク中心−（CAD中心×3556） ＝32767−（4.1＊3556） ＝18187 多物体位置決め座標はまた、同一の実行において物体
の多数の複製を作る場合にも使用される。例えば、上述
の例で用いた部品の４個の複製を作りたい場合、その４
の物体それぞれの中心を表す４組の座標（X1/Y1、X2/Y
2、X3/Y3およびX4/Y4）を計算することになる。
この物体の４個の複製全部を、樹脂タンクの中心付近
に集めて、それぞれを、Ｘ、Ｙ両寸法について２インチ
（50.8ミリ）ずつ分離させたい場合には、まず上述の例
のようにタンクの中心座標を計算した後、各物体間の希
望の距離の1/2に等しいミラービットを減算および加算
する。
分離＝２インチ/2＝3556ビット X1＝Xc＋3556＝24588＋3556＝28144 Y1＝Yc＋3556＝18187＋3556＝21743 X2＝Xc−3556＝21032 Y2＝Yc−3556＝14631 X3＝Xc＋3556＝28144 Y3＝Yc−3556＝14631 X4＝Xc−3556＝21032 Y4＝Yc＋3556＝21743 7.Build Options Line（製作オプション行） これらのパラメータは、BUILDビューポートの配向を
定義する。
U.Update Build Parameters On Disk（ディスク上製作
パラメータ更新） このコマンドは、他のすべてのPARAMETERS MANAGER項
目を作成（.prm）ファイルのディスクにセーブする。
RANGE MANAGERメニュー（画面の表示は省略） RANGE MANAGERは、レンジの追加または削除，ステッ
プピリオド（レーザ走査速度）の計算，ディップディレ
イを修正するためのファイル編集，レンジ（.R）ファイ
ルのセーブの目的に使用する。
RANGE MANAGERメニューには、レンジ（.R）ファイル
名，レンジが追加された場合に割り当てられるレンジ番
号,CAD単位およびスライス単位での開始および終了レン
ジ寸法（図示した図面では、スライス分解能は5000、従
ってCAD寸法は0.73インチ（18.54ミリ）（部品底部）お
よび1.37インチ（34.8ミリ）（部品最小部）で、スライ
ス単位では3650および6850に相当する。）,CAD単位およ
びスライス単位での層厚さ，各レンジの層の総数,.Rフ
ァイルを修正およびセーブするためのコマンドが表示さ
れる。
RANGE MANAGERのコマンド 〔RANGE MANAGERメニューに表示されるコマンドは以下
の通りである。〕 Ａ（add range） −レンジ追加 Ｄ（delete range） −レンジ削除 Ｅ（edit range） −レンジ編集 Ｖ（verify blocks） −ブロック確認 Ｒ（make a report） −レポート作成 Ｃ（calc SPs） −SP計算 Ｘ（exit） −出口 Ｓ（save changes on disk）−変更のディスクセーブ 「Ａ」はレンジをテンポラリレンジファイルに追加す
る。ただし、R.ファイルは、Ｓコマンドを使用するまで
変更されない。開始レンジ層は、スライス単位またはCA
D単位いずれかで入力できる。ブレークポイントはその
レンジの第１層である。
「Ｄ」は画面からレンジを削除する。２レンジ以上残
されている場合、そのレンジは、次の上位のレンジが存
在すれば、それに結合される（例えば、削除されたレン
ジ２のデータは、レンジ３に結合され、レンジ３がなけ
ればレンジ１に結合される）。
「Ｅ」は指定のレンジの各ベクトルブロックを（編集
するために）リストアップする。このコマンドは主とし
て、浸漬パラメータをレンジに追加するために使用す
る。（画面の表示は省略） 「Ｖ」はテンポラリ.Rファイルで編集するために各レ
ンジに含まれているベクトルブロックだけがリストアッ
プされていることを、層（.L）ファイルによって確認す
るためのものである。ステップピリオド、ステップサイ
ズその他の部品製作パラメータを制御するために編集さ
れるのは、これらのブロックである。このベクトルブロ
ックおよびレンジは、そのファイルがＳコマンドによっ
てセーブされるまで、ディスクの.Rファイルには書き込
まれない。
「Ｒ」は各レンジのベクトルブロックを、画面上に表
示、または、オプションのプリンタポートを通じてハー
ドコピーとして印刷させる。（画面の表示は省略） 「Ｘ」はRANGE MANAGERを出て、PREPAREメインメニュ
ーに復帰する。.Rファイルはこのコマンドによってセー
ブされない。
「Ｓ」はRANGE MANAGERによって入力された全情報を
含め、.Rファイルをディスクに永久的にセーブする。
「Ｃ」はステップピリオドを計算し、硬化深さ／ステ
ップピリオド情報をテンポラリレンジファイルに入力す
る。CALC SPコマンドは以下の通りである。（画面の表
示は省略） Ｒ（read material data） −材料データ読取り Ｓ（save new range commands） −新レンジコマンドのセーブ Ｐ（change power rating） −パワー定格変更 Ｅ（edit cure depth/step） −硬化深さ／ステップピリオド編集 Ｖ（view material data） −材料データ表示 Ｑ（quit program） −プログラム終了 Ｘ（exit） −出口 「Ｒ」は材料データ（.MAT）ファイルから線高さおよ
び線幅データを読取る。作業ディレクトリの.MATファイ
ルが便利なように画面にリストアップされる。
「Ｐ」は画面に示されたレーザパワーの読みを、ユー
ティリティのBEAM ANALYSISによって測定された最新の
読みに変更する。
「Ｅ」は画面に示された硬化深さおよび見積りステッ
プピリオドを編集する。
「Ｖ」は材料データ（.MAT）ファイルから材料データ
を表示する。
「Ｑ」はCALC SP機能を終了し、メインメニューに復
帰する。PREPAREメニューのオプションによって入力さ
れたいずれの変更もセーブはされない。
「Ｓ」はレーザ走査パラメータSPおよびSSをテンポラ
リレンジファイルの適切なベクトルブロックに追加す
る。パラメータは、ファイルの全ブロック、境界線ベク
トルおよびクロスハッチベクトルブロックだけ、または
充填ベクトルブロックだけに追加することができる。さ
らに、特定のマージセットだけを更新するために選択で
きる（マージセットは、MERGEに入力されたスライスフ
ァイルの一つだけからのベクトルブロックから構成され
る。マージセットは、各ベクトルブロックに付加された
数（LB2など）によって識別される）。この更新コマン
ドは、.Rファイルを更新するものではなく、テンポラリ
レンジファイルだけを更新する点に注意する。.Rファイ
ルをディスクにセーブするには、RANGE MANAGERメニュ
ーのＳコマンドを使用する。（画面の表示は省略） Ｘ＋＋CALC SPを出て、RANGE MANAGERメニューに復帰
する。
手順（実習２−PREPARE） PARAMETERS MANAGER ステップ１）メインメニューで、４を押してPREPARE
を選択する。
ステップ２）プロンプトに対して、部品ファイル名プ
レフィクスを入力する。
Part Prefix:cam ENTERキー（画面の表示は省略） ステップ３）PREPAREメインメニューで、１を押してP
ARAMETERS MANAGERを選択する。
ステップ４）XY専用スケールファクタを0.7112（3556
/5000）に設定する。
ステップ５）Ｘオフセットを17000（32767−（4.5＊3
556））に設定する。
ステップ６）Ｙオフセットを17000に設定する。
ステップ７）（オプション）２個の部品を作成するた
めに、（X1、Y1）を（15000、15000）に、（X2、Y2）を
（15000、25000）に設定する。
ステップ８）ビューポート座標を、Xmin、Ymin＝500
0、5000に、Xmax、Ymax＝35000、35000に設定する。
ステップ９）Ｕを押してファクタをディスクに更新す
る。
RANGE MANAGER 開始前に、ユーティリティのBEAM ANALYSISを実行し
て現在のレーザパワーを測定し、センサ１および２の読
みの平均を記録する。
ステップ１）PREPAREメインメニューで、２を押してR
ANGE MANAGERを選択する。（画面の表示は省略） レンジの追加 ステップ１）RANGE MANAGERメニューで、レンジを追
加するためにＡを押す。（画面の表示は省略） ステップ２）スライス単位でレンジの寸法を追加する
にはＺを、CAD単位で寸法を入力するにはＣを押す。
レンジの追加 Ｚ層を入力するためにＺを押す。
...Number:2 ENTERキー ステップ３）スライス単位でレンジの開始を入力す
る。Ｚ層単位でブレークポイントを入力する。
:3750 ENTERキー ステップ４）レンジが正しく追加されたかを画面で確
認する。（画面の表示は省略） ステップ５）4950で始まる別のレンジを追加する。
ステップ６）6000で始まる第４のレンジを追加する。
レンジの削除 ステップ１）RANGE MANAGERメニューで、レンジを削
除するためにＤを押す。（画面の表示は省略） ステップ２）削除するレンジ番号を入力する Delete what range:3 ENTERキー ステップ３）そのレンジが削除されたかを画面で確認
する。（画面の表示は省略） レンジの確認 ステップ１）RANGE MANAGERメニューで、ブロックを
確認するためにＶを押す。（画面の表示は省略） ステップ２）警告メッセージに対してｙを入力する。
確認は....コマンド Continue? y ENTERキー 報告 ステップ１）RANGE MANAGERメニューで、報告のため
にＲを押す。（画面の表示は省略） ステップ２）画面で報告を見るにはＶを、プリンタで
報告を印刷するにはＰキーを押す。プリンタオプション
を選択した場合、報告は画面に表示されない。
ステップ３）ENTERキーを押して継続する。（画面の
表示は省略） ステップピリオドの計算 ステップ１）RANGE MANAGERメニューで、ステップピ
リオドの計算のためにＣを押す。（画面の表示は省略） ステップ２）CALC SPメニューで、レーザパワーの読
みを変更するためにＰを押す。（画面の表示は省略） ステップ３）BEAM ANALYSISにもとづいて平均レーザ
パワーを入力する。
新しいレーザパワーの読み（mW）:__ENTREキー ステップ４）CALC SPメニューで、硬化深さ／ステッ
プピリオドデータを編集するためにＥを押す。
ステップ５）レンジ番号および新しい硬化深さを続け
てｃを入力して、プラットホームに（支持体の最初の２
層を含む）“加熱した”第１のレンジを付着させるのに
必要な硬化深さを入力する。
c1,35 ENTERキー ここで、注意すべき点は、選択する硬化深さは、層間
の適切な結合のために層厚さよりも６ミル（0.15ミリ）
以上大きくなければならない。支持体の始めの数層の硬
化深さは、プラットホームへの強力な結合のためにさら
に深くしなければならない。この場合、必要な硬化深さ
は35ミル（0.89ミリ）である。
ステップ６）レンジ２および３の境界線およびクロス
ハッチベクトル全部について16の硬化深さを入力する。
c2,16 ENTERキー c3,16 ENTERキー ステップ７）CALC SPメニューで、変更を確認する。
（画面の表示は省略） ステップ８）CALC SPメニューで、レンジをセーブす
るためにＳキーを押す。
ステップ９）更新するベクトルブロック群を指定する
か、ENTERKキーを押して［ ］で示されたデフォールト
群を選択する。
Use which block group［１］？ ENTERキー（画面の
表示は省略） ステップ10）更新するマージセットを指定するか、EN
TERキーを押して［ ］で示されたデフォールトを選択
する。
Update which merge−sets［all］？ ENTERキー ステップ11）Ｅキーを押してから26ミル（0.66ミリ）
（これは選択した20ミル（0.51ミリ）の層厚さよりも６
ミル（0.15ミリ）大きい）の硬化深さを入力して、外皮
ベクトルの硬化深さの編集を開始する。
c2,26 ENTERキー ステップ12）得られたステップピリオド（90）を２で
割り、Ｅキーを押してから、レンジ２および３の外皮充
填SPとしてその値を入力する。
S2,45 ENTERキー S3,45 ENTERキー ステップ13）ファイルをセーブするためにＳを押す。
ステップ14）プロンプトに対して、外皮充填ブロック
（ブロック群２）の更新を指定する。
Use which block group［１］？ ２ ENTERキー ステップ15）プロンプトに対して、全マージセットを
更新するためにENTERキーを押す。
Update which merge sets［all］？ ENTERキー ステップ16）CALC SPメニューで、CALC SP機能を出る
ためにＸを押す。
ステップ17）RANGE MANAGERメニューで、ディップデ
ィレイを追加するようにレンジを編集するためにＥを押
す。
ステップ18）プロンプトに対して、レンジ１を編集す
るために１を押す。
Edit what range? １ ENTERキー ステップ19）プロンプトに対して、＃BTMレコードに3
0秒のディップディレイを追加する。
Enter commands for ＃BTM: ZW 30 ENTERキー ステップ20）30秒のディップディレイを追加するため
にレンジ２を編集する。
ステップ21）120秒のディップディレイを追加するた
めにレンジ３を編集する。
ステップ22）RANGE MANAGERメニューで、この.Rファ
イルをディスクにセーブするためにＳを押す。（画面の
表示は省略） LAYER MANAGERメニュー（画面の表示は省略） LAYER MANAGERは、主として、.Lファイルの中で特定
のベクトルファイルブロックを見つけるために使用す
る。その他の編集および更新機能は将来の機能となる。
LAYER MANAGER画面には、ファイル名,.Rファイルの指
定レンジ数，スライス単位での開始および終了レンジ寸
法，スライス単位での層厚さ，レンジの層の総数，オペ
レーティングコマンドが表示される。
LAYER MANAGERのコマンド Ｆ−.Lファイルの特定のベクトルブロックを見つけ、
その層数をリストアップする。例えば、マージセット３
がＺ空間で開始する位置を判定したい場合、ブロックを
見つけるためにＦを押してから、プロンプトに対して、
L3およびALLと入力する。
LAYER MANAGERは、ベクトルブロックL3を含む全部の
スライス層を画面にリストアップする。これは、PREPAR
Eメニューを出て、特定のベクトルブロックの位置を知
るためにVIEWを実行する場合に比べて、高速で便利な方
法である。
STATISTICS（画面の表示は省略） STATISTICSは、層、レンジおよびベクトルファイルの
情報をリストアップする。情報にはバイトでのファイル
サイズ，ファイルが作成された時間およびデータ，ディ
スクの空きペースが含まれる。
手順（実習３−PREPARE） STATISTICS ステップ１）PREPAREメインメニューで、４を押してS
TATISTICSを選択する。（画面の表示は省略） ステップ２）ENTERキーを押して継続する。（画面の
表示は省略） 3.12 BUILD（製作） BUILDは、ベクトル（.V）ファイルおよびレンジ（.
R）ファイルを読取り、適切なコマンドおよびパラメー
タをダイナミックミラーおよびエレベータドライバに送
信して、部品製作プロセスを監視する。BUILDの機能に
は樹脂タンクの液面にベクトルをトレースするためにレ
ーザビームを屈折させること，適切な硬化深さを保証す
るためにレーザパスの速度を制御すること，層間の浸漬
シーケンス（浸漬、引上げおよびレベリング）を制御す
ることが含まれる。
BUILDオプション画面（画面の表示は省略） この画面は、部品ファイル名の入力および部品製作情
報の表示のために使用する。画面に表示される各項目は
Options（PREPAREメニューオプションのPARAMETERS MAN
AGERを参照。）,XY−Scale−XY専用スケールファクタ，
＃Part−製作する複製物体数,X、Ｙ−多物体位置決め座
標,Part Directory Listing−作業ディレクトリのファ
イル,Part Filename−製作する部品である。
BUILDステータス画面（第52図参照） この画面は、物体製作中の現在のステータス情報を表
示する。画面の各項目は、製作中の物体の名前を示すPa
rt,レンジコントロールを指定する（デフォールト）Con
trol,BUILDの現在の動作を示すAction,ディップディレ
イの残りの秒数を表示するTime,BUILDの開始および終了
時間およびデータを表示するStart/End Times,物体開始
および終了層番号および、現在描かれている層を表示す
るStart/On/End Layer,現在処理中のベクトルブロック
のニーモニックを示すBlock,樹脂タンクの平面図および
部品断面を示すViewport（樹脂液面上で描かれる通りに
ベクトルが画面上でトレースされる。）Actionに表示さ
れるのは、Loading（レーザビームの位置決めのための
データがバッファロード中である場合）,Leveling（BUI
LDが浸漬を行っているか、または、浸漬後樹脂液面が安
定するのを待機している場合）,Drawing（ベクトルが樹
脂タンク液面上をトレース中である場合）,Analysing
（BUILDがレーザミラーのずれを分析補正中である場
合）である。
手順（実習２−BUILD） 開始前に、ELEVATOR MOVERを用いて、エレベータプラ
ットホームを樹脂液面のやや下に位置させ、プラットホ
ームサポートロッドによって排液された樹脂があふれ容
器に流入できるようにタンク前面にある樹脂放出弁を開
け、プラットホームの上面が樹脂液面のやや上に出るま
でエレベータを上げ、プロセスチャンバのドアを閉じ
る。
LASER ONおよびSHETTER OPENインジケータがオンにな
っていることを確かめ、必要な場合、POWER SEQUENCER
を用いてレーザをオンまたはシャッタを閉じる。
ステップ１）メインメニューで、BULIDを選択する。
５を押すか、または、ポインタをBUILDの位置に合わせE
NTERキーを押す。（画面表示は省略） ステップ２）表示されたファイルにもとづいて物体フ
ァイル名を入力する。（画面表示は省略） Part Filename:cam ENTERキー ステップ３）（第53図参照） 定期的にステータス画面および物体をチェックして最
初の数層がエレベータプラットホームに接着しているこ
と，物体が樹脂タンクの中心にあること，異なる層厚さ
の値を持つ層が相互に接着していることを確認する。
物体製作上の何らかの問題があった場合は、スペース
バーを押してBUILDをアボートする。これによってメイ
ンメニューに復帰する。
キーボードコマンド BUILDは、レベリング動作中、以下の３つのキーボー
ドコマンドを受け付ける。「Ｐ」は他の任意のキーが押
されるまでBUILDを休止させる。レベリング時間はゼロ
までカウントダウンが続けられる。画面最下行のコマン
ド行に休止メッセージが表示される。「Ｃ」は残りのレ
ベリング時間を無効にし、ただちに次の層を開始して、
物体製作プロセスを継続する。「Ｓ」は指定されたＺレ
ベルまでスキップする。そのＺレベル以上の第１の層が
描かれる。このコマンドは、下位から上位へのＺレベル
方向でのみ働く。
コマンド行のオプション 「/LOFF」はダイナミックミラードライバをオフにす
る。物体を製作せずにBUILDを実行するために/ZOFFとと
もに使用する。
「/ZOFF」はエレベータドライバをオフにする。物体
を製作せずにBUILDを実行するために/LOFFとともに使用
する。
「/START」は部品製作の開始Ｚレベルを指定する。下
位の全ての層はスキップされる。物体製作プロセスの中
間部で製作を開始するために使用する。
例えば、Ｚレベル5000でサンプル物体の製作を開始す
るには、以下のように入力する。
Part Filename:cam/start 5000 ENTERキー 「/STOP」は物体製作の終了Ｚレベルを指定する。上
位のすべての層はスキップされる。物体の断面を製作す
るために/STARTととも使用する。
例えば、Ｚレベル5000〜5500のすべての層を製作する
には、以下のように入力する。
Part Filename:cam/start 5000/stop 5500 ENTERキ
ー 最後の層が描かれた後は、エレベータは浸漬されな
い。
/LOFFおよび/ZOFFコマンドは、通常、物体がビューポ
ート内に収まるかどうかを確認するために/STARTおよび
/STOPとともに使用される。
例えば、以下のように入力する。
Part Filename:cam/zoff/loff/start 5000/stop 5500
ENTERキー ミラーは層を描かず、エレベータも移動しない。物体
がビューポートに適切に表示されれば、物体を製作する
ためにいずれのコマンド行オプションも付けずにBUILD
を再スタートする。適切に表示されない場合は、PARAME
TERS MANAGERを用いてビューポート座標を編集する。
3.13 後処理 後処理には、未処理の立体造形物体の硬化および仕上
げが含まれる。未処理物体は、使用樹脂および選択され
たクロスハッチの形式を含む、いくつかのファクタに応
じた精確な組成を持つ半硬質プラスチックと液体から構
成される。
主な後処理のステップは余剰樹脂の樹脂タンクへの排
液，コーナーその他の物体細部から樹脂を除去するため
の吸い取り，物体の未硬化部分を固化させるための紫外
線硬化，支持体の除去，選択的な仕上げ：サンダー仕上
げ、サンドブラスト仕上げ、塗装である。
物体から樹脂タンクに液状樹脂を排出して戻す。排液
時間は通常30分から24時間の範囲である。ただし、空気
への露出が長くなればなるほど物体構造を弱くし、紫外
線硬化の妨げになる可能性があることに注意する必要が
ある。加熱炉はプロセスを促進させるが、物体の寸法精
度に悪影響を及ぼす場合もありる。
未処理物体を傾けたりその他の取扱いには十分注意す
る。紫外線硬化の前は、層は容易に剥離や変形を生じる
可能性がある。コーナーや物体細部の周辺に残された余
剰樹脂を除去する。
硬質プラスチック物体を製作するために重合プロセス
を終了させる。完全な硬化を確保するために表面粘着性
を試験する。一般的な手順は、物体がプラットホームに
付着している間に、全露光表面を硬化させてから、プラ
ットホームから除去し、残りの全表面を硬化させる。
空気中で行う硬化は最も一般的な硬化方法である。構
造健全性を維持するために、12時間以内の空気暴露によ
って物体を硬化させる。空気硬化の短所は、過熱によっ
て物体が黄変または変形する可能性がある。
物体を水中に浸漬することによって硬化時間を著しく
短縮することができる。水は紫外線を吸収せず、物体を
冷却し、熱変形を最低限に抑えるための“放熱器”とし
て作用するからである。気泡は、ふくれを生じる原因と
なるので、すべて除去する。短時間の急速な硬化（５分
程度）が良好に作用する。
剪断またはサンダー仕上げによって部品から支持体を
除去する。
手順（実習２−後処理） 排液 ステップ１）メインメニューで、UTILITIESを選択す
る。６を押すか、または、ポインタをUTILITIESの位置
に合わせENTERキーを押す。（画面表示は省略） ステップ２）ユーティリティメニューで、３を押して
ELEVATOR MOVERを選択する。（画面表示は省略） ステップ３）数値キーボードの上向き矢印キーを用い
て、エレベータをゆっくり３インチ（76.2ミリ）上昇さ
せる。（部品の変形を防ぐためにゆっくり行う。） ステップ４）余剰樹脂が樹脂タンクに排出されるまで
約30分待つ。
チャンバからの物体およびプラットホームの取り出し ステップ１）ドレントレーにドレンパッドを敷く。
ステップ２）ドレントレーを樹脂タンクの上部（エレ
ベータプラットホームの下）に置く。プラットホームを
エレベータロッドから取り外す際に、エレベータをドレ
ントレーの中に動かさないようにする。エレベータを損
傷させる原因となるからである。
ステップ３）下向き矢印キーを操作して、エレベータ
プラットホームがドレンパッドの上約1/4インチ（6.35
ミリ）に位置するまでエレベータを下げる。
ステップ４）エレベータシャフトノブを交互に１回転
ずつ左回りにまわす。これによりシャフトのねじ端がプ
ラットホームから外れる。プラットホームがシャフトか
ら外れてドレンパッド上に落ちるまでこのステップを繰
り返す。
ステップ５）ドレントレーの乾燥したプラットホーム
の取り外しのために必要に応じて、上向き矢印キーを操
作して、エレベータシャフトを上げる。
ステップ６）プロセスチャンバから、ドレントレーお
よび部品の付いたエレベータプラットホームを取り出
す。部品の損傷を防ぐためにプラットホームの位置を保
つ。
吸い取り ステップ１）ドレントレーおよび部品の次いたエレベ
ータプラットホームを作業平面に置く。
ステップ２）綿棒を用いて、完全に排液されなかった
隅、細部その他の部分の余剰樹脂をていねいに除去す
る。必要に応じて、時間をかけ、繰り返す。
ポストキュア 以下のステップにおいては必ず手袋を着用する。
ステップ１）ドレントレーおよび物体の付いたエレベ
ータプラットホームをPCA（ポストキュア装置）に入れ
る。このとき、ドレンパッドその他の易燃性材料をPCA
内に入れないようにする。
ステップ２）紫外線ランプに暴露される全表面が粘着
性を持たなくなるまで、部品をポストキュアする。硬化
時間は短くする（５〜10分）。
ステップ３）細目の歯ののこぎりで、プラットホーム
に接続している付近の支持体を慎重に切る。
ステップ４）切断後、のこ屑や破片などを取り除くた
めに物体を清掃する。残留物を正しく処分する。
ステップ５）必要な場合、未硬化表面をPCAの紫外線
ランプに暴露させるために物体を裏返す（または横に立
てる）。
ステップ６）全表面が粘着性を持たなくなるまで部品
をポストキュアする。数回の個別の実行を要する場合も
ある。
プラットホームの交換 ステップ１）プラットホームから樹脂残留物をこすり
落とす。プラットホームのねじ孔を＃10−32タップでタ
ップを立てる。
ステップ２）プラットホームのねじ孔がロッドのねじ
端と整列するように、プラットホームをエレベータロッ
ドの下に保持する。
ステップ３）シャフトノブを交互に１回転ずつ右回り
にまわす。プラットホームがエレベータシャフトに確実
に取り付けられるまでこのステップを繰り返す。
支持体の除去および仕上げ ステップ１）やすり、研削工具、耳取りカッタその他
適切な工具によって支持体を慎重に切り落とす。
ステップ２）やすりで表面を平滑にする。
ステップ３）必要に応じて、物体にサンダー仕上げ、
サンドブラスト仕上げ、塗装などを行う。
PCAの操作 ステップ１）プラットホームに結合されたままの部品
を、第54a図に示すように、炉の中央に置く。最大数の
表面の均一な（できる限り90゜に近く）露光が得られる
ようにランプを向ける。
ステップ２）タイマを10〜20分に設定する。
ステップ３）タイマが終了した後、MAIN POWERスイッ
チをOFFにする。
ステップ４）炉から物体およびプラットホームを取り
出し、プラットホームから部品を外す。未硬化表面が変
形しないように注意する。
ステップ５）第54b図に示すように、残りの表面の大
部分が露光するようにターンテーブル上の物体の向きを
変える。
ステップ６）ステップ２および３を繰り返す。
ステップ７）第54c図に示すように、残りの全表面が
硬化する最良の位置に部品およびランプを向け直す。こ
れは数回の実行を要する場合もある。
3.14 部品製作チェックリスト 以下は、立体造形部品の製作のステップを踏んだチェ
ックリストである。開始は立体造形に関係なく行われる
CAD設計である。必要なすべてのハードウェアおよびソ
フトウェアが設置され運用可能であることを前提として
いる。
1.CAD設計 __物体が閉鎖体積を定義していることを確認する。
__必要なCAD分解能を選択する。
2.部品の配向 __部品は、できる限り原点に近く、完全に正のCAD空間
に位置決めする。
__以下の目的で配向を最適化する 部品が樹脂タンク内に適合する 無支持表面の数が最小になる。
垂直面および上向き水平面が最大になる 傾斜表面が最小になる 排液が最適になる 閉じ込められる液体量が最小になる 3.支持体の設計および配向 __支持体の設計 配置 間隔 配向 高さ 幅 厚さ __支持体の２〜３層を物体に重ねる 4.CADインタフェース __立体造形ファイルを作成する __.STLファイルをスライスコンピュータに転送する 5.スライス __標準オプションの変更 DATABASEファイル名 分解能 層厚さ クロスハッチベクトル間隔 外皮充填ベクトル間隔 走査小面の最小表面角度 クロスハッチ最小交差角 出力エクストラパラメータ __エクストラパラメータを指定する __オプションファイルをセーブする __ファイルをスライスするためにDoSliceを実行する __すべての物体および支持体ファイルをスライスするた
めに繰り返す 6.スライスファイルの制御コンピュータへの転送 __メインメニューからNETWORKを選択する __FTPを実行する __GETまたはMGETファイル __転送を確認するために制御コンピュータの作業ディレ
クトリをチェックする 7.マージ __メインメニューからMERGEを選択する __入出力ファイル名を入力する __入力されたファイル名およびシーケンスを記録する __完全な実行を確認するためのMERGE画面をチェックす
る 8.レーザパワーの測定 __メインメニューからUTILITIESを選択する __BEAM ANALYSISを実行する __両方のセンサの読みからの平均パワーを記録する 9.PARAMETERS MANAGER __XY専用スケールファクタを計算し入力する __最小／最大ビューポート座標を計算し入力する __多物体位置決め座標を計算し入力する 10.レンジファイルの作成 __レンジを追加する __ブロックを認識する __ステップピリオドを計算するために硬化深さを編集す
る __浸漬パラメータを編集する __レンジファイルをセーブする 11.システムのチェック __樹脂タンクに樹脂を満たす __あふれ弁を開ける __レーザおよびシャッタの状態インジケータをチェック
する __ELEVATOR MOVERによりエレベータプラットホームを位
置決めする 12.部品の製作 __メインメニューからBUILDを選択する __最初の数層のプラットホームへの付着およびタンク内
の適正位置をチェックする 13.後処理 __物体を引き上げ、余剰樹脂をタンクに排出させる __残りの樹脂を吸い取りにより除去する __プラットホームで部品を紫外線硬化させる __硬化後、物体をプラットホームから外す __部品から支持体を取り除く __（オプション）再仕上げする __清掃およびプラットホームを再設置する 14.（オプション）立体造形およびスライスファイルの
表示 __.STLファイルを表示させる場合は、FTPによってファ
イルを転送する __メインメニューからVIEWを選択する __ファイル名を入力し、表示するパラメータを指定する 4.物体製作上の問題とその対策 以下に、一般的な物体製作上の問題とその対策を要約
して述べる。
5.立体造形の化学 立体造形は、液状樹脂モノマーが紫外線暴露によって
固体重合体に転化する光重合と呼ばれるプロセスによっ
て行われる。重合が生じる程度、すなわち材料の硬化度
は、吸収された全光エネルギーにもとづいて異なる。
液状樹脂の重合はまったく新しい技術ではなく、すで
に20年以上にわたって紫外線インク、塗料、ワニス、プ
リント回路などの用途で用いられている。しかし、光エ
ネルギー源としてのレーザの利用は、主として基礎学術
研究計画に端を発して使用されている近年の革新技術で
ある。
感光性重合体 立体造形で使用される感光性重合体は、２種の基礎材
料から構成されている。第１は、レーザエネルギーを吸
収し、重合プロセスを開始させる反応性ラジカル種を形
成する光重合開始剤である。光重合開始剤はまた、ラジ
カル源への暴露によって重合するアクリル官能化モノマ
ーおよびオリゴマーも含む。
重合体には熱に敏感な熱硬化性材料もあり、最終物体
の熱硬化ができる。全体的に、紫外線硬化性重合体は、
レーザによる硬化後に加熱された場合、容易に重合しな
いが、液状では、過熱された場合、管理できずに重合を
生じる。
感光性重合体の前述の検討および、光重合プロセスに
ついての以下の検討は、立体造形をより十分に理解する
ために必要な基本的な概要を与えているにすぎない。こ
れらの両主題に関する詳細な情報は、以下の参考文献に
述べられている。（“UV Curing",vols.1＆2,Editor,S.
Peter Pappas,Science and Technology Marketing Cor
p.,Norwalk,Connecticut（1980）．） 光重合プロセス 光重合プロセスの一連の事象は以下の通りである。す
なわち、光重合開始剤の分子（PI）はレーザから紫外線
を吸収し、励起状態（一重項状態1P1＊）に転化され
る。この短期間・高エネルギー種は、第56図に示すよう
に、すぐに低エネルギー励起状態（三重項状態3P1＊）
に弛緩する。
励起された3P1＊分子は、使用する光重合開始剤に応
じた生成反応および数によって、一次ラジカル（Ｒ・）
と呼ばれる１以上（一般には１）の種の生成を触媒す
る。
3P1＊→Ｒ・ 一次ラジカルはアクリル単量体（Ｍ）と反応し、新し
いラジカル種（RM・）を形成する。この反応が何度も繰
り返され重合体鎖を形成する連鎖生長反応（重合）が開
始される。
重合体は、固体として明白になるまで急速に分子量を
増加させる。光エネルギーが取り除かれた場合は、反応
はただちに停止する。反応は、利用できるモノマーの濃
度が減少するにつれて減速し、最終的に停止する。紫外
線レーザが感光性重合体の液面に当てられて形成される
固定重合体の全寸法は、レーザビームの強度および露光
期間によって制御される。露光を長くすれば、または、
レーザエネルギーを増大させれば、固体領域の深さおよ
び幅は増大する。
液体および固体としてDesolite SLR 800の物理的性質
は、以下のように要約される。
液体での性質は、粘度（ブルックフィールド cps,25
℃時）は1350センチポアズ，固形分（反応性物質）は99
％超で揮発性は低い。
固体での性質は抽出物（MEK（メチルエチルケトン）
溶剤による）は５％未満，引張り弾性率は140kpsi,引張
り強さは6.7kpsi,破断点引張り伸びは〜７％である。
SLR 800樹脂を用いて作成したプラスチック物体は、
紫外線ポストキュア後、やや脆い傾向がある。それで
も、後硬化後の物体は、十分注意すれば、ペーパー仕上
げ、サンドブラスト仕上げおよびドリル加工を行うこと
ができる。
完成物体の表面は、ペーパー仕上げ後、希釈樹脂（ME
K（メチルエチルケトン）の1:1混合液）の塗布および紫
外線硬化を行うことにより、ガラス状の仕上がりまで平
滑にすることができる。物体の欠陥（割れ、欠け、孔き
ずなど）は、通常、同様の樹脂／紫外線硬化技術によっ
て除去できる。完成物体は、アクリル樹脂に代表される
接着性を示しており、従って部品を結合するためには標
準のエポキシ系接着剤が使用できる。これまでわかって
いる最善の接着剤の一つは、紫外線硬化を行っての樹脂
自体である。
第57図に示すように、比較的小さな温度変化も、液状
樹脂の粘度に大きな変化をもたらし、温度が上昇するに
つれて粘度は低下し、逆に温度が低下すれば、粘度は増
大する。粘度が高くなり、従って粘度が低下すれば、浸
漬においてより早く安定し、後処理においてより早く排
出され、薄い液体を生じる。
これは、高プロセス温度は製作中に物体の構造保全性
を低下させ、液状樹脂の管理不能な重合を生じる可能性
があることを除けば、好ましい選択項目と思われる。
6.ビュレット、バンジョートップおよび作業曲線ビュレ
ット 感光性重合体の液面に当てられた紫外線レーザビーム
は、液体の小さな弾丸状体積を凝固硬化させる。この特
質は以下のように説明できる。大きな値が高強度を示す
第58図にみられるように、レーザビームの強度分布は、
ビームの中心を最大として、各点で異なる。液体は、そ
れぞれがレーザ光の一部（1/2など）を吸収し、その残
りを下位のシートに通過させ、極めて薄い平面シートか
ら構成されると考えられる。レーザビームが垂直に１秒
間液体を照射した場合、この間、Ｘ単位の光が最上位の
シートを照らし、X/2単位がそのシートによって吸収さ
れ、残りのX/2は２番目のシートの点にまで透過され、X
/4は３番目のシートの点にまで透過される、というよう
になる。光が多く吸収されればそれだけ重合が生じるの
で、最上位のシートが最も堅くなり、シートが周囲の液
体と固さが変わらない程度までエネルギーを吸収しなく
なるまで、順次続いていく。固体プラスチックが液体か
ら引き出されると、この最後のシートは、固体プラスチ
ックに対するその接着力が下位の液体に対する接着力を
下回るようになるので、液面に残される。
硬化プラスチックの深さは、Ｘの増減によって変化
し、また、（強度分布によって示されたように）ビーム
最前部が均一ではないので、レーザビームの幅によって
も異なる。従って、ビームの中心は、最も高強度の領域
であるので最深部まで硬化し、周辺領域になるにつれて
硬化する深さは小さくなる。（ポストキュア後に）得ら
れる最大の固体の深さは、硬化深さとして知られる。ビ
ュレット形状の発生には第２のファクタも役割を果た
す。固体プラスチックの屈折率は液体の屈折率に比べて
わずかに高いので、レーザ光は、液体が固体に変化する
につれて変化しながら中心に向って屈折される。一定の
角度で、光は界面からと同様に反射されることもある。
この特性は、第59図に図示するように、ビームの強度が
唯一の検討事項である場合よりも、ビュレットに狭い形
状を与える傾向がある。
ビュレットは、立体造形の構成単位であり、連続する
ビュレットの重なりが線を形成し、線の重なりが表面を
形成する。前述のように、ビュレットの形状は、大部
分、ビームプロフィールおよび光学効果によって決定さ
れる。従って、その全寸法は、レーザエネルギーの液体
への入射量（この量は露光量として知られる）によって
決定される。露光量は、レーザ強度とステップピリオド
（線を形成する際にレーザの移動間の10マイクロ秒増分
の数を指定する作業パラメータ）との積に比例する。従
って、ステップピリオドは、レーザが一定の位置に焦点
を合わせている時間および次の位置に移動するために要
する短い推移時間の尺度である。実際には、レーザ強度
は調整されないので、露光量はステップピリオド値の選
択によって制御される。
SLA−１によって製造された実際のビュレットから得
られた測定値は、ビュレットの寸法を変化させることに
加え、大きなステップピリオド値（５〜4000の範囲が利
用できる）もビュレットの形状に影響する。各種ステッ
プピリオド値でのサンプルビュレットの形状および相対
寸法を第60図に示す。
第61図に示すように、ビュレットは重なり合って線を
形成する。ビュレットの形成間でレーザが移動する距離
が、ステップサイズとして知られるパラメータである。
ステップサイズがビュレットの最大直径（ビュレットの
最上部のさしわたしで測定）以下であれば、ビュレット
は重なり合い、連続線が形成される。選択するステップ
サイズに応じて、描かれた線の経路に沿った液体の多数
の点が、１ステップピリオドよりも多くの間露光を受け
る。こうした点は、下図に示すように、周囲の点よりも
大きく硬化される。
線の厚さは、それを形成するビュレットの累積硬化深
さである。連続層での線が相互に接着結合するようにさ
せる場合、上位の線の厚さは、層間の分離（スライス厚
さ）よりも大きくしなければならず、それによって層は
垂直に重なる。
最上部の層が形成されている間、その下の層は液面に
十分に近く、光を吸収し、より硬化するので、層間の結
合が生じる。従って、下位の層と新しく形成された最上
部の層との間に化学結合が形成される。
強力な層間結合および、それに伴う十分な重なりが、
強力な部品を製作するために必要である。同様に重要な
ことであるが、重なりが大きすぎると層がカールする原
因となる。通常、層厚さ５〜30ミル（0.13〜0.76ミリ）
の場合、６〜８ミル（0.15〜0.20ミリ）の重なりで良好
な結果が得られる。
適切な重なりを得るには、ステップピリオドの値によ
ってどのような硬化深さを生じるかを知る必要がある。
また、異なるステップピリオド値で作成される線の幅も
知る必要がある。これは特に、薄肉の垂直壁を製作する
場合、または、傾斜（近平坦）表面が隙間を避けるため
に外皮充填する必要が出てくる角度を判定しようとする
場合に要する。作業曲線からこうした情報が得られる。
定義された作業曲線 作業曲線は、線高さ（硬化深さ）および線幅をステッ
プピリオド値の関数として示すグラフである。第62図に
示すように、これらの関係は、線形関係ではなく、対数
関係となっている。すなわち、ステップピリオドに値Ｘ
を掛けると、得られる線高さまたは幅は、Ｘ倍の大きさ
にはならず、相当少なくなる。作業曲線は、ステップピ
リオドの対数を線高さまたは幅に対してプロットする
と、それらの点は直線に関して多少降下するようになっ
ていることを示している。従って、線は、線高さまたは
幅をステップピリオド値に近似的に相関させる一次方程
式を得るために各点に一致させることができる。
いくつかの変項が作業曲線の傾きおよび交点に影響す
る。レーザの紫外線に対する感度は、樹脂によって異な
る。レーザのパワーもまた、SLA個々によって異なり、
さらに同一のSLAでさえ日によって変化する。最後に、
レーザが液面に焦点を結ぶ度合い（すなわち、光学装置
が正しくアライメントが行われているか、また、それら
が清浄にされているかどうか）も作業曲線に影響を与え
る。
作業曲線のデータの取得 使用する特定の樹脂およびレーザに関する、各種ステ
ップピリオド値での線高さおよび幅のデータは、バンジ
ョートップとして知られる小型単層部品を作成し測定す
ることによって得られる。バンジョートップは液面で作
成され、エレベータプラットホームには取り付けられな
い。第63図に示すように、バンジョートップは、異なる
ステップピリオドおよび固定ステップサイズ２を用いて
形成された５本の糸（線）を持っている。
バンジョートップが排液され後硬化された後、これら
の糸の高さおよび幅を測定する。一般に、広範なステッ
プピリオドについて評価するために、一般的な１ステッ
プピリオドによって２つのバンジョートップを製作す
る。SLA−１は５〜4000のステップピリオドが可能であ
る。通常、１つのバンジョートップはステップピリオド
2560、1280、640、320および160によって、第２のバン
ジョートップはステップピリオド160、80、40、20およ
び10によって製作する。
バンジョートップの糸の測定 ユーティリティメニューのMAKE TEST PARTオプション
を用いてバンジョートップを形成する。バンジョートッ
プの糸の高さおよび幅の測定は以下の通りである。
ステップ１）バンジョートップを上面を上向きにして
測定用顕微鏡または他の非接触側測定装置のステージに
置く。
ステップ２）測定する第１の糸をステージ移動軸に対
して垂直に、また、糸の中心が視野の中心付近になるよ
うに向ける。
ステップ３）糸の一端に沿ってクロスヘアが中心にな
るようにステージを動かす。位置決めねじのあそびの作
用を最小限に押さえるために測定値が１方向だけから得
られる位置ステージを常に動かすように注意する。
ステップ４）ステージ移動を測定するカウンタをゼロ
に設定、またはステージ位置を記録する。
ステップ５）クロスヘアが糸の反対の端に中心を合わ
せるまでステージを移動させ、その値を記録する。
ステップ６）ステップ２〜５を繰り返して残りの糸の
幅を測定する。すべての線幅データをステップピリオド
値に対する表に編集する。
ステップ７）第１のバンジョートップの短端を固定
し、ステップ２〜５を繰り返して線高さを測定する。測
定後、次の糸を出すために各糸を切除する。
ステップ８）残りの各糸についてステップ７を繰り返
す。すべての線高さデータをステップピリオド値に対す
る表に編集する。
バンジョートップから測定されたデータは、ユーティ
リティメニューのMATERIAL MANAGERを用いて入力する。
プログラムはその後、最小２乗法によって直線をデータ
点に合わせ、各接点の傾きおよびＹ切片を計算する。
作業曲線からの傾きおよびＹ切片によってステップピ
リオドに対する線高さおよび幅に関する式が作成でき
る。これらの式は以下の通りである。
（１）高さ＝傾きlog SP＋Ｙ切片、または、 SP＝10（高さ−Ｙ切片）／傾き （２）幅＝傾きlog SP＋Ｙ切片、または、 SP＝10（幅−Ｙ切片）／傾き このような式がMATERIA MANAGERによってどのように
使用されるかの例として、20ミル（0.51ミリ）の層厚さ
についての正しいステップピリオドを示す。層間の適切
な付着を保証するために、26ミル（0.66ミリ）の硬化深
さが必要であることに留意する。高さの曲線の傾きを1
3.76、Ｙ切片を−6.50とする。式（１）の第２形式を用
いると、正しいステップピリオドは次のようになる。
SP＝10［（26.00−6.50）/13.76］ ＝102.36 ＝230 式（２）の第１形式を用いて、ステップピリオド230
での線幅を計算することもできる。幅の曲線の傾きを6.
52、Ｙ切片を2.91とすれば、線幅は次のようになる。
幅＝6.52log230＋2.91 ＝6.52（2.36）＋2.91 ＝18.3（ミル）（0.46ミリ） 線幅は、外皮が層境界線間の隙間を充填するのに要す
る表面角度を知る必要があることから、平坦に近い表面
を設計する際に特に考慮を要する。
線幅が特に考慮を要する別の場合は、外皮ベクトルに
ついてステップピリオドを計算する場合である。外皮ベ
クトルは、１〜４ミル（0.0254〜0.10ミリ）の間隔で分
離され、大幅に重なり合う。（例えば、２ミル（0.051
ミリ）の外皮充填間隔を用いた場合、幅８ミル（0.20ミ
リ）の線の幅の範囲内で、４の重なり合う露光が生じ
る。）従って、希望の外皮厚さを得るには、この厚さの
単一の線について使用するステップピリオドは、ベクト
ル間隔を充填するために線幅の比によって低減しなけれ
ばならない。前記の例では、２ミル（0.051ミリ）の間
隔にういて8/2＝４となる。
通常、作業曲線は、樹脂の種類によってレーザおよび
光学装置を特徴づけるために一度だけ作成すればよいも
のである。しかし、レーザパワーの変動のために、部品
を製作する前に現在のパワーを測定する必要もある。レ
ーザパワーを変更した場合、プリペアメニューのオプシ
ョンであるRANGE MANAGERを使用して、.Rレンジファイ
ルのステップピリオド値を更新する。
以下に、ここで使用した用語について簡単に説明す
る。
「60/120 Hatch vector（60/120゜ハッチベクトル）」 Ｘ軸に対して60゜および120゜で描かれるクロスハッ
チベクトル。
「BANJOTOP（バンジョートップ）」 それぞれが異なるステップピリオド値で描かれる５列
の線による浮遊単層物体。
作業曲線のための硬化深さおよび線幅データを与える。
「BEAM ANALYSIS（ビーム分析）」 レーザのパワーおよび強度を測定するためにプロセス
チャンバに設置されたビームプロファイラにレーザビー
ムの焦点を合わせるユーティリティメニューのオプショ
ンの１つ。
「BEAM EXPANDER（ビームエキスパンダ）」 レーザビームを拡大し、ビームが樹脂液面上に小さな
高エネルギースポットに収束するように焦点を合わせ
る、光学プレートに取り付けられたレンズ集合体。
「BEAM PROFILE（ビームプロフィール）」 レーザビームエネルギーの空間分布を表すドットまた
は数のパターン。レーザを調整または交換すべきかどう
か、または、光学装置を清掃すべきかどうかを判定する
ために使用される。
「BEAM PROFILER（ビームプロファイラ）」 レーザのパワーおよび強度を測定する装置（放射
計）。２基のビームプロファイラがプロセスチャンバの
樹脂タンクの片側に設置されている。
「BEAM−TURNING MIRRORS（ビーム反射鏡）」 光学プレートに設置され、325nm紫外光を反射し、他
の全波長を透過させるように特殊コートされた鏡。レー
ザ出口からのレーザビームをビームエキスパンダの入口
開口に反射させ、その後ビームエキスパンダの出口開口
からダイナミックミラーに反射される。
「BUILD（製作）」 立体造形物体の製作を監視し、ダイナミックミラーお
よびエレベータを制御するメインメニューのオプション
の１つ。
「BULLET（ビュレット）」 光硬化性樹脂の液面での静止したレーザビームによっ
て製作される固体プラスチックの特徴的な形状 「CAD」 コンピュータ援用設計［Computer−Aided Design］。
［CAD RESOLUTION（CAD分解能）」 CADシステム内での表面の内部近似。
「CIRCULAR WEB SUPPORT（円筒ウェブ支持体）」 大型・重量物体を支持できる中空管構造。
「CONTROL COMPUTER（制御コンピュータ）」 SLA−１キャビネット内に設置された、立体造形物体
の製作を制御するためのコンピュータ。
「CROSS WEB SUPPORT（直交ウェブ支持体）」 直角で交差する２のストレートウェブ支持体。
「CROSSHATCH（クロスハッチ）」 スライシングにおいて生成される、物体表面を強化す
るための層境界線間に描かれるベクトル。
「CURE DEPTH（硬化深さ）」 樹脂の硬化した線の厚さまたは深さ。いずれの線の硬
化深さも、その線の走査に使用されたステップピリオド
およびステップサイズの値によって決まる。
「CURL（カール）」 特徴的な種類の変形（層のカール）。
「DIP DELAY（ディップディレイ）」 次の層を描くために浸漬の開始と第１の層の移動との
間の時間を定義する物体製作パラメータ。樹脂液面が平
らになるようにさせるための遅延。
「DRAWING SPEED（描く速度）」 固体プラスチックの線および表面を形成するために樹
脂液面上をレーザがトレースする速度、すなわち走査速
度。指定の層厚さおよびレーザのパワーに応じて異な
る。
「DYNAMIC MIRRORS（ダイナミックミラー）」 レーザビームを樹脂液面の任意の点に向けるための検
流計制御走査線。
「EDIT A FILE（ファイル編集）」 テキストファイルを修正するために用いるユーティリ
ティメニューのオプションの１つ。
「ELEVATOR（エレベータ）」 プラットホームおよび部品を垂直（Ｚ）軸方向に上下
される構成機器。
「ELEVATOR MOVER（エレベータ移動）」 制御コンピュータの数値キーパッドの上向き矢印
（↑）および下向き矢印キー（↓）によってエレベータ
プラットホームを位置決めするために用いるユーティリ
ティメニューのオプションの１つ。
「ELEVATOR PLATFORM（エレベータプラットホーム）」 SLA−１によって製作される物体をエレベータに取り
付け支持するための穴あきのアルミニウム製の台。
「ENTRAPPED VOLUME（閉じこめられた樹脂量）」 浸漬中に液状樹脂が排出できない物体の容積。
「ETHERNET（イーサネット［Ethernet］）」 ディジタル・イクイップメント社、インテル社および
ゼロックス社によって共同開発された高速コンピュータ
間通信システム。スライスコンピュータと制御コンピュ
ータとの間のファイル転送に用いられる。
「EXPOSURE（露光量）」 レーザの強度とステップピリオドとの積。
「FILL（充填）」 立体造形部品の水平面（外皮）を構成する平行ベクト
ルを重なり合わせること。
「FLAT TRIANGLE（平坦三角形）」 水平な立体造形（.STL）ファイルの三角形。
「FTP（ファイル転送プログラム［File Transfer Progr
am］）」 スライスコンピュータと制御コンピュータ間でファイ
ルを転送するためのネットワークメニューのオプション
の１つ。
「GREEN PART（未処理物体）」 紫外線ポストキュア前の立体造形物体。
「HATCH SPACING（ハッチスペーシング）」 クロスハッチ間の垂直間隔をCAD単位で指定するため
のSLICEパラメータ。
「LASER（レーザ）」 光硬化性樹脂を重合させるために必要な光エネルギー
を発生する装置。SLA−１のヘリウム−カドミウムレー
ザは、波長325nm時、15mWの公称パワーを持つ。
「LAYER FILE（層（.L）ファイル）」 部品の各層のベクトルブロックの形式を定義するMERG
Eの出力ファイルの１つ。
「LAYER BORDER（LB）VECTOR（層境界線（LB）ベクト
ル）」 層の周囲を定義するベクトル。必要な場合、層境界線
の間にクロスハッチベクトルおよび充填ベクトルが描か
れる。
「LAYER MANAGER（レーヤー管理）」 特定のレンジまたは層（.L）ファイル全体の中でベク
トルブロックを見つけるために用いるプリペアメニュー
のオプションの１つ。
「LAYER THICKNESS（層厚さ）」 プラスチックの硬化した１層の厚さおよび、固定また
は可変層厚さを指定するために用いるSLICEパラメー
タ。１層または１群の層について変化させたり、部品全
体について１つの値に設定することができる。
「LEVELING（レベリング）」 部品浸漬後、樹脂液面が安定し平らになる過程。レベ
リングを考慮した時間は、部品製作パラメータZW（ディ
ップディレイ）によって定義される。
「LINE（線）」 ビュレットを重なり合わせることにより生じる硬化プ
ラスチックの直線。
「LINE HEIGHT（線高さ）」 レーザによって硬化した樹脂の線の深さ。露光量に応
じて変えられ、ステップピリオドの選択によって制御さ
れる。
「LINE WIDTH（線幅） レーザによって硬化した樹脂の線の横幅。露光量に応
じて変えられる。
「MATERIAL（.MAT）FILE（材料（.MAT）ファイル）」 バンジョートップから測定された硬化深さおよび線幅
を内容とするファイル。
「MAKE TEST PARTS（試験部品製作）」 バンジョートップを作成するために用いるユーティリ
ティメニューのオプションの１つ。
「MATERIAL MANAGER（材料管理）」 バンジョートップにもとづいて新しい材料のデータを
入力するために用いるユーティリティメニューのオプシ
ョンの１つ。
「MERGE」 層（.L）、レンジ（.R）およびベクトル（.V）ファイ
ルを作成するために物体および支持体のすべてのスライ
ス（.SLI）ファイルを統合する、メインメニューのオプ
ションの１つ。
「MIA（MINIMUM HATCH INTERSECT ANGLE） MIA（最小ハッチ交差角［Minimum Hatch Intersect A
ngle］）」 クロスハッチと層境界線ベクトルとの間で考慮される
最小角度を定義するSLICEパラメータ。
「MONOMER（モノマー）」 重合体の構成単位である低分子量化学種。
［MSA（MINIMUM SURFCE ANGLE） MSA（最小表面角（Minimum Surface Angle］）」 三角形が急傾斜よりも平坦に近いと分類される水平面
からの角度を定義するSLICEパラメータ。近平坦三角形
は外皮充填できるが、急傾斜三角形はできない。
「MSDS」 材料安全データシート［Materia Safety Data Shee
t］ ［MS−DOS（MicroSoft Disk Operating System］」 制御コンピュータで用いられるオペレーティングシス
テム。
「MULTIPLE PART POSITIONING COORDINATES（多部品位
置決め座標）」 同じBUILDの実行で、プラットホームの物体を位置決
めし、および／または、多数の物体を製作するために用
いるBUILDパラメータ。
「NEAR−FLAT TRIANGLE（近平坦三角形）」 ゼロより大きく、MSA以下の角度での立体造形（.ST
L）ファイルの三角形。
「OPTICAL WINDOW（光学窓）」 光学プレートをチャンバ環境から絶縁しながら、レー
ザ光がプロセスチャンバに入るようにするための、ダイ
ナミックミラー直下にある水晶窓。
「OPTICS PLATE（光学プレート）」 精密なアライメントでレーザおよび光学構成機器を支
えるための、プロセスチャンバ上にあるアルミニウム製
プレート。
「PARAMETERS MANAGER（パラメータ管理）」 部品製作パラメータを追加するために.Rファイルの編
集に用いるプリペアメニューのオプションの１つ。
「PCA」 ポストキュア装置［Post Curing Apparatus］。
「PCA PHOTOINITIATOR（光重合開始剤）」 光エネルギーを化学エネルギーに変換し、光重合（固
化）プロセスを開始させる、感光性重合体中の化学物
質。
「PHOTOPOLYMER（感光性重合体）」 光エネルギーに暴露された時に重合する、光重合開始
剤、モノマーおよびオリゴマーから成る化学物質。
「PHOTOPOLYMERIZATION（光重合）」 光エネルギーがモノマーまたはオリゴマー物質を重合
体に転換させるプロセス。
「POST CURING APPARATUS（ポストキュア装置）」 未処理の立体造形物体を硬化させるために使用する紫
外線装置。
「POST PROCESS（後処理）」 立体造形部品を硬化させ仕上げるためのプロセス。
「POWER SEQUENCER（電源シーケンス）」 SLA−１のハードウェアを制御コンピュータのキーボ
ードから直接電源の入切を行うために用いる、ユーティ
リティメニューのオプションの１つ。
「PREPARE（準備）」 部品製作パラメータを指定し、レンジ（.R）ファイル
を編集するために用いる、メインメニューのオプション
の１つ。
「PROCESS CHANBER（プロセスチャンバ）」 樹脂タンク、エレベータおよびビームプロファイラが
設置されている室。
「RANGE（レンジ）」 CAD単位またはSLICE単位いずれかで、上部および下部
寸法によって定義された１以上の水平スライス層の集
合。物体製作パラメータ値が変更された場合は、新しい
レンジを生成しなければならない。
「RANGE（.R）FILE（レンジ（.R）ファイル）」 レンジによって部品製作パラメータを指定するために
用いるMERGEの出力ファイル。
「RANGE MANAGER（レンジ管理）」 レンジの追加または削除、ステップピリオドの計算、
ディップディレイを修正するためにレンジの編集、レン
ジ（.R）ファイルの更新に用いる、プリペアメニューの
オプションの１つ。
「REMOTE USER（リモートユーザ）」 制御コンピュータのキーボードからスライスコンピュ
ータをリモートで操作するために用いる、ネットワーク
メニューのオプションの１つ。
「RESIN（樹脂）」 立体造形で使用する感光性重合体化学物質の別称。
「RESIN VAT（樹脂タンク）」 その中で物体が形成される樹脂の容器。
「SENSITIZATION（過敏）」 一般に反復する皮膚接触によって生じる光硬化性樹脂
に対するアレルギー反応。
「SHUTTERS（シャッタ）」 連動スイッチが作動した時にレーザビームをしゃ断す
る電磁式羽板。
「SKIN（SKIN FILL）（外皮（外皮充填））」 水平表面を充填または作成するために描かれる薄い重
なり合う線。
「SLA」 立体造形装置［Stereo Lithography Apparatus］。
「SLICE（スライス）」 立体造形（.STL）ファイルを断面に分け、ベクトルデ
ータを生成するための、スライスコンピュータで走行す
るプログラム。
「SLICE FILE（スライス（.STL）ファイル）」 部品の製作に使用されるベクトルデータを内容とする
SLICEの出力ファイル。
「SLICE COMPUTER（スライスコンピュータ）」 SLICEの実行に用いられるコンピュータ。UNIXのもと
で作動し、イーサネットを介して制御コンピュータと結
合されている。
「SLICE RESULUTION（SLICE（分解能）」 測定の各CAD単位に割り当てられるSLICE単位数を指定
するSLICEパラメータ。
「STEEP TRIANGLE（急傾斜三角形）」 垂直または垂直に近い立体造形（.STL）ファイルの三
角形。
「STEP PERIOD（ステップピリオド）」 各レーザステップの後の遅延の長さを定義する部品製
作パラメータ。
「STEP SIZE（ステップサイズ）」 硬化プラスチックのビュレットの形成間にレーザが作
る、ステップの大きさをミラービットで定義する物体製
作パラメータ。
「STEREOLITHO GRAPHY（立体造形）」 光硬化性樹脂の連続層を固化させることによりプラス
チック物体を形成する三次元の造形方法。
「STEREOLITHO GRAPHY（.STL）FILE（立体造形（.STL）
ファイル）」 SLICEに入力される多面状のCADファイル。
「VIEW（ビュー）」 制御コンピュータ画面上で立体造形（.STL）およびス
ライス（.SLI）ファイルを表示するために用いるメイン
メニューのオプションの１つ。
「VIEWPORT COORDINATES（ビューポート座標）」 BUILDステータス画面でビューポートの寸法をミラー
ビットで定義する最小および最大座標。
「WEB（ウェブ）」 作成および除去の容易さのために立体造形での使用が
推奨される支持体形式。
「WORKING CURVE（作業曲線）」 特定の樹脂による物体製作パラメータを定義するため
にSLA−１および光学装置を特徴づける（特定のレーザ
パワーでのステップピリオドに対する線高さおよび線幅
の）プロット。作業曲線を作るために用いられるデータ
は、バンジョートップから得られる。
「XY−ONLY SCALE FACTOR（XY専用スケールファク
タ）」 ベクトルデータをSLICE単位からミラービットに変換
する部品製作パラメータ。Ｘ方向およびＹ方向の寸法で
大小部品をスライスするために使用できる。垂直（Ｚ方
向）寸法には影響しない。
「STRAIGHT WEB SUPPORT（ストレートウェブ支持体）」 最低６層によって定義された薄肉の長方形またはひれ
状構造。
「SUPPORTS（支持体）」 エレベータプラットホーム上で物体を支持し、物体が
製作される強固な基礎を与え、層部分を接着支持するた
めにCADシステムで設計された構造物。MERGEによって物
体ファイルと結合されるまで、個別のファイルで処理す
ることができる。
「TEM」 TEMモード［Transverse Electromagnetic Mode］。
「TESSELLATE（多面分割）」 三角形その他の多角形によるCAD表面の表現。
「TRIANGULAR WEB SUPPORT（三角形ウェブ支持体）」 三角形の支持構造物。
「UNIX」 スライスコンピュータで使用されるマルチタスク・マ
ルチーザオペレーティングシステム。
「VECTOR（ベクトル）」 始点および終点座標によって表現される有向線分。
「VECTOR（.V）（ベクトル（.V）ファイル）」 全マージファイルについての層ごとのベクトルデータ
を内容とするMERGEの出力ファイル 「VECTOR BLOCK（ベクトルブロック）」 類似ブロック（層境界線、クロスハッチまたは充填）
の集合。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−72526（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−22035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−247515（ＪＰ，Ａ) 中井孝外１名「電子情報通信学会論文 誌，ＶＯＬ．Ｊ71−Ｄ Ｎｏ．２ Ｐ 416−423 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 67/00

Claims (42)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ）形成される三次元物体（30）に関する
    立体造形データであって、該三次元物体（30）を表現す
    る物体データおよび該物体（30）を形成中に支持を要す
    る該物体（30）の下向き面を支持する支持体構造を特定
    する支持体構造データを含む立体造形データを出力する
    第１の手段（20、25）と、 ｂ）該立体造形データに応じて連続した多数の断面をそ
    れまでに形成された断面の上に追加することにより前記
    三次元物体（30）および前記支持体構造を自動的に形成
    する第２の手段（21、22、26、28、29、32、33）とから
    なり、 ｃ）前記支持体構造が、支持されるべき前記下向き面に
    対して垂直な方向に延び、 ｄ）前記支持体構造が、支持されるべき前記下向き面の
    一部に接触して支持する、硬化後に容易に取り外せる程
    度に極薄のウェブ状支持体であることを特徴とする立体
    造形システム。
  2. 【請求項２】ａ）形成される三次元物体（30）に関する
    立体造形データであって、該三次元物体（30）を表現す
    る物体データおよび該物体（30）を形成中に支持を要す
    る該物体（30）の下向き面を支持する支持体構造を特定
    する支持体構造データを含む立体造形データを出力する
    第１の手段（20、25）と、 ｂ）該立体造形データに応じて連続した多数の断面をそ
    れまでに形成された断面の上に追加することにより該三
    次元物体（30）および該支持体構造を同時に自動的に形
    成する第２の手段（21、22、26、28、29、32、33）とか
    らなり、 ｃ）該支持体構造が、支持されるべき前記下向き面にま
    で延びた、硬化後に容易に取り外せる程度に極薄のウェ
    ブ状の斜め支持体を含むことを特徴とする立体造形シス
    テム。
  3. 【請求項３】前記支持体構造データを出力する前記第１
    の手段（20、25）が、前記物体用のウェブ状支持体を特
    定することを特徴とする請求の範囲第２項記載のシステ
    ム。
  4. 【請求項４】前記支持体構造データを出力する前記第１
    の手段（20、25）が、前記支持体構造が少なくとも２層
    分の高さを有していることを規定していることを特徴と
    する請求の範囲第１項から第３項いずれか１項記載のシ
    ステム。
  5. 【請求項５】前記第１の手段（20、25）が、支持される
    べき前記下向き面に対向する面に接触する支持体を規定
    していることを特徴とする請求の範囲第１から第４項の
    いずれか１項記載のシステム。
  6. 【請求項６】前記第２の表面が立体造形システムのプラ
    ットフォーム面（29）であることを特徴とする請求の範
    囲第５項記載のシステム。
  7. 【請求項７】前記プラットフォーム面（29）が複数の孔
    を備え、前記第１の手段（20、25）が前記支持体構造の
    水平方向の長さが該プラットフォーム面（29）に設けた
    前記孔の直径より大きくなるよう規定していることを特
    徴とする請求の範囲第６項記載のシステム。
  8. 【請求項８】前記第１の手段（20、25）が、前記プラッ
    トフォーム面（29）に沿って設けた前記支持体構造の前
    記水平方向の大きさが少なくとも16.5mm（0.65インチ）
    であることを規定していることを特徴とする請求の範囲
    第６項または第７項記載のシステム。
  9. 【請求項９】前記第２の表面が上向き面であることを特
    徴とする請求の範囲第５項から第８項いずれか１項記載
    のシステム。
  10. 【請求項１０】前記第１の手段（20、25）が、水平断面
    において閉じたループを規定している支持体構造データ
    を提供することを特徴とする請求の範囲第１項から第９
    項のいずれか１項記載のシステム。
  11. 【請求項１１】前記第２の手段が、さらに、 物体スライスデータと前記三次元物体（30）を表す物体
    データを関連づける手段（21）と； 支持体構造スライスデータと前記三次元物体（30）を表
    す物体データを関連づける手段（21）；および 前記物体と前記支持体構造の水平断面を形成するため、
    物体スライスデータおよび支持体構造スライスデータを
    それぞれ利用する手段（28）とからなることを特徴とす
    る請求の範囲第１項から第10項のいずれか１項記載のシ
    ステム。
  12. 【請求項１２】前記第２の手段（21、22、26、28、29、
    32、33）がさらに、物体構築データと前記三次元物体を
    表す物体データを関連づける手段（21）支持体構造構築
    データと支持体構造データを関連づける手段（21）；お
    よび、前記物体および前記支持体構造を形成する際、物
    体構築データベースおよび支持体構造構築データをそれ
    ぞれ利用する手段（28）とからなることを特徴とする請
    求の範囲第１項から第11項のいずれか１項記載のシステ
    ム。
  13. 【請求項１３】前記支持体構造データを出力する前記第
    １の手段（20、25）が、取り外し可能な前記支持体構造
    を特定していることを特徴とする請求の範囲第１項から
    第12項のいずれか１項記載のシステム。
  14. 【請求項１４】前記第１の手段（20、25）が、水平面内
    で相互に交差するように配列されたウェブ状支持体構造
    を規定していることを特徴とする請求の範囲第13項記載
    のシステム。
  15. 【請求項１５】前記第１の手段（20、25）が、水平面内
    で相互に離れているように配列されたウェブ状支持体構
    造を規定していることを特徴とする請求の範囲第13項記
    載のシステム。
  16. 【請求項１６】前記三次元物体が、所定の刺激を受けた
    時、硬化可能な媒体で形成されていることを特徴とする
    請求の範囲第１項から第15項のいずれか１項記載のシス
    テム。
  17. 【請求項１７】前記媒体が光重合体であることを特徴と
    する請求の範囲第16項記載のシステム。
  18. 【請求項１８】前記第２の手段（21、22、26、28、29、
    32、33）が、前記媒体の表面上を走査される時、前記媒
    体内に所定の硬化幅を形成するビームを提供する光源
    （26）からなり、前記支持体構造の幅が前記硬化幅の２
    倍より小さいことを特徴とする請求の範囲第１項から第
    17項のいずれか１項記載のシステム。
  19. 【請求項１９】前記支持体構造が、前記媒体が２本の隣
    接した走査線からなる前記所定の刺激を受けることによ
    り形成されるよう規定されていることを特徴とする請求
    の範囲第18項記載のシステム。
  20. 【請求項２０】前記所定の刺激が、電子ビーム、可視
    光、不可視光または反応化学品のいずれかにより与えら
    れることを特徴とする請求の範囲第16項から第19項のい
    ずれか１項記載のシステム。
  21. 【請求項２１】前記所定の刺激が紫外線であることを特
    徴とする請求の範囲第20項記載のシステム。
  22. 【請求項２２】ａ）形成される三次元物体（30）に関す
    る、該三次元物体を表現する物体データおよび該物体
    （30）を形成中に支持を要する該物体（30）の下向き面
    を支持する前記支持体構造を特定する支持体構造データ
    を含む、立体造形データを出力するステップと、 ｂ）該立体造形データに応じて連続した多数の断面をそ
    れまでに形成された断面の上に追加することにより前記
    三次元物体（30）および前記支持体構造を自動的に形成
    する前記立体造形データを使用するステップとからな
    り、 ｃ）前記支持体構造が、支持されるべき前記下向き面に
    対して垂直な方向に延びるよう形成されており、さら
    に、 ｄ）該支持体構造が、支持されるべき前記下向き面の一
    部に接触して支持する、硬化後に容易に取り外せる程度
    に極薄のウェブ状支持体からなるように構成することを
    特徴とする立体造形の方法。
  23. 【請求項２３】ａ）形成される三次元物体（30）に関す
    る立体造形データであって、該三次元物体（30）を表現
    する物体データおよび該物体（30）を形成中に支持を要
    する該物体（30）の下向き面を支持する支持体構造を特
    定する支持体構造データを含む、立体造形データを出力
    するステップと、 ｂ）該立体造形データに応じて連続した多数の断面をそ
    れまでに形成された断面の上に追加することにより該三
    次元物体（30）および該支持体構造を同時に自動的に形
    成する立体造形データを利用するステップとからなり、 ｃ）該支持体構造が、支持されるべき前記下向き面にま
    で延びた、硬化後に容易に取り外せる程度に極薄のウェ
    ブ状の斜め支持体を含むように構成することを特徴とす
    る立体造形の方法。
  24. 【請求項２４】前記支持体構造データを出力する前記ス
    テップが、前記物体用のウェブ状支持体を規定すること
    を特徴とする請求の範囲第23項記載の方法。
  25. 【請求項２５】前記支持体構造データを出力する前記ス
    テップが、前記支持体構造が少なくとも２層分の高さを
    有していることを規定することを特徴とする請求の範囲
    第22項から第24項いずれか１項記載の方法。
  26. 【請求項２６】前記支持体構造データを出力する前記ス
    テップが、支持されるべき前記下向き面に対向する面に
    接触する支持体を規定することを特徴とする請求の範囲
    第22項から第25項のいずれか１項記載の方法。
  27. 【請求項２７】前記第２の表面が立体造形システムのプ
    ラットフォーム面（29）であることを特徴とする請求の
    範囲第22項から第26項のいずれか１項記載のシステム。
  28. 【請求項２８】前記プラットフォーム面（29）が、複数
    の孔を備え、前記支持体構造データを出力するステップ
    が、該支持体構造の水平方向の長さが該プラットフォー
    ム面（29）に設けた前記孔の直径より大きくなるよう規
    定していることを特徴とする請求の範囲第27項記載の方
    法。
  29. 【請求項２９】前記支持体構造データ出力ステップが、
    前記プラットフォーム面（29）に沿って設けた前記支持
    体構造の前記水平方向の大きさが少なくとも16.5mm（0.
    65インチ）であることを規定していることを特徴とする
    請求の範囲第27項または第28項記載の方法。
  30. 【請求項３０】前記第２の表面が上向き面であることを
    特徴とする請求の範囲第26項から第29項いずれか１項記
    載の方法。
  31. 【請求項３１】前記支持体構造データ出力ステップが、
    水平断面において閉じたループを規定することを特徴と
    する請求の範囲第22項から第30項のいずれか１項記載の
    方法。
  32. 【請求項３２】前記立体造形システムが、さらに、物体
    スライスデータと前記３次元物体（30）を表す物体デー
    タを関連づけるステップと； 支持体構造スライスデータと前記三次元物体（30）を表
    す物体データを関連づけるステップ；および 前記物体と前記支持体構造の前記断面を形成するため、
    物体スライスデータおよび支持体構造スライスデータを
    それぞれ利用するステップとを含むことを特徴とする請
    求の範囲第22項から第31項のいずれか１項記載の方法。
  33. 【請求項３３】前記立体造形システムが、さらに、物体
    構築データと前記三次元物体を表す物体データを関連づ
    けるステップ； 支持体構造構築データと支持体構造データを関連づける
    ステップ；および、 前記物体および前記支持体構造を形成する際、物体構築
    オプションおよび支持体構造構築データをそれぞれ利用
    するステップとを含むことを特徴とする請求の範囲第22
    項から第32項記載の方法。
  34. 【請求項３４】前記支持体構造データを出力する前記ス
    テップが、取り外し可能な支持体構造を特定しているこ
    とを特徴とする請求の範囲第22項から第33項のいずれか
    １項記載の方法。
  35. 【請求項３５】前記支持体構造データ出力ステップが、
    水平面内で相互に交差するように配列された支持体構造
    を規定することを特徴とする請求の範囲第34項記載の方
    法。
  36. 【請求項３６】前記支持体構造データ出力ステップが、
    水平面内で相互に離れているように配列された支持体構
    造を規定することを特徴とする請求の範囲第34項記載の
    方法。
  37. 【請求項３７】前記三次元物体が、所定の刺激を受けた
    時、硬化可能な媒体で形成されていることを特徴とする
    請求の範囲第22項から第36項のいずれか１項記載の方
    法。
  38. 【請求項３８】前記媒体が光重合体であることを特徴と
    する請求の範囲第37項記載の方法。
  39. 【請求項３９】媒体を硬化可能な前記所定の刺激が、前
    記媒体の表面上を走査される時、前記媒体内に所定の硬
    化幅を形成するビームとして提供され、前記支持体構造
    の幅が前記硬化幅の２倍より小さいことを特徴とする請
    求の範囲第22項から第38項のいずれか１項記載の方法。
  40. 【請求項４０】前記支持体構造が、前記媒体が２本の隣
    接した走査線からなる前記所定の刺激を受けることによ
    り形成されるよう規定されていることを特徴とする請求
    の範囲第39項記載の方法。
  41. 【請求項４１】前記所定の刺激が、電子ビーム、可視
    光、不可視光または反応化学品のいずれかにより与えら
    れることを特徴とする請求の範囲第37項から第40項のい
    ずれか１項記載の方法。
  42. 【請求項４２】前記所定の刺激が紫外線であることを特
    徴とする請求の範囲第41項記載の方法。
JP1505840A 1988-04-18 1989-04-17 立体造形システム及び方法 Expired - Lifetime JP3004302B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/182,801 US4999143A (en) 1988-04-18 1988-04-18 Methods and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US182,801 1988-04-18
US26980188A 1988-11-08 1988-11-08
US269,801 1988-11-08

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11269509A Division JP2000218708A (ja) 1999-01-01 1999-09-22 立体造形装置および方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04506778A JPH04506778A (ja) 1992-11-26
JP3004302B2 true JP3004302B2 (ja) 2000-01-31

Family

ID=26878432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1505840A Expired - Lifetime JP3004302B2 (ja) 1988-04-18 1989-04-17 立体造形システム及び方法

Country Status (8)

Country Link
EP (2) EP0686480B1 (ja)
JP (1) JP3004302B2 (ja)
KR (1) KR100257135B1 (ja)
AT (2) ATE209562T1 (ja)
DE (3) DE338751T1 (ja)
HK (2) HK1001674A1 (ja)
IL (1) IL89978A0 (ja)
WO (1) WO1989010254A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104482882A (zh) * 2014-12-22 2015-04-01 河海大学 一种漫顶溃坝试验中的溃口测量仪及测量方法

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5089184A (en) * 1989-01-18 1992-02-18 Mitsui Engineering And Shipbuilding Co., Ltd. Optical molding method
JPH02251419A (ja) * 1989-03-27 1990-10-09 Sony Corp 立体形状形成方法
US5009585A (en) * 1989-12-18 1991-04-23 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Optical molding apparatus and movable base device therefor
JPH0773884B2 (ja) * 1990-05-02 1995-08-09 三菱商事株式会社 光固化造形装置
US5474719A (en) * 1991-02-14 1995-12-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for forming solid objects utilizing viscosity reducible compositions
DE4125534A1 (de) * 1991-08-01 1993-02-18 Eos Electro Optical Syst Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines objekts mittels stereograhpie
DE4309524C2 (de) * 1993-03-24 1998-05-20 Eos Electro Optical Syst Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
BE1008128A3 (nl) * 1994-03-10 1996-01-23 Materialise Nv Werkwijze voor het ondersteunen van een voorwerp vervaardigd door stereolithografie of een andere snelle prototypevervaardigingswerkwijze en voor het vervaardigen van de daarbij gebruikte steunkonstruktie.
DE4436695C1 (de) * 1994-10-13 1995-12-21 Eos Electro Optical Syst Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
DE19954891A1 (de) * 1999-11-15 2001-05-17 Matthias Fockele Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers
US6558606B1 (en) * 2000-01-28 2003-05-06 3D Systems, Inc. Stereolithographic process of making a three-dimensional object
US6712856B1 (en) 2000-03-17 2004-03-30 Kinamed, Inc. Custom replacement device for resurfacing a femur and method of making the same
GB2375988B (en) * 2001-05-03 2004-05-26 Peter David Hurley 3-D bust maker
DE10219983B4 (de) 2002-05-03 2004-03-18 Bego Medical Ag Verfahren zum Herstellen von Produkten durch Freiform-Lasersintern
US7435072B2 (en) 2003-06-02 2008-10-14 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Methods and systems for producing an object through solid freeform fabrication
DE102004032559B4 (de) * 2004-07-06 2006-06-01 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Verfahren zum Fixieren und Herstellen von Bauteilen, insbesondere von Fahrzeugbauteilen
US7997891B2 (en) * 2007-04-12 2011-08-16 Purdue Research Foundation Molding processes and tool therefor
GB0715621D0 (en) * 2007-08-10 2007-09-19 Rolls Royce Plc Support architecture
US9789540B2 (en) 2008-02-13 2017-10-17 Materials Solutions Limited Method of forming an article
GB2458745B (en) * 2008-02-13 2013-03-20 Materials Solutions A method of forming an article
EP2271475A2 (en) * 2008-03-27 2011-01-12 Iterations, Inc. Three dimensional variable forming apparatus and methods of use thereof
BRPI0923627A2 (pt) 2008-12-22 2016-01-19 Nl Organisate Voor Toegepast Natuurwetenchappelijk Onderzoek Tno método e sistema para produção em camadas de um objeto tangível
WO2012021940A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Zydex Pty Ltd Apparatus and method for making an object
IT1403482B1 (it) * 2011-01-18 2013-10-17 Dws Srl Metodo per la produzione di un oggetto tridimensionale e macchina stereolitografica impiegante tale metodo
US20140093690A1 (en) * 2011-05-31 2014-04-03 Nanoptics, Incorporated Method and apparatus for lithographic manufacture of multi-component polymeric fiber plates
WO2012177900A1 (en) 2011-06-22 2012-12-27 Research Triangle Institute, International Bipolar microelectronic device
US20140303942A1 (en) 2013-04-05 2014-10-09 Formlabs, Inc. Additive fabrication support structures
DE102013218760A1 (de) * 2013-09-19 2015-03-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum schichtweisen Herstellen eines Bauteils
CN105916661B (zh) 2014-01-16 2019-09-10 惠普发展公司，有限责任合伙企业 生成三维对象
JP6298169B2 (ja) 2014-01-16 2018-03-20 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． 構築材料プロファイル
US10538074B2 (en) * 2014-01-16 2020-01-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Processing slice data
WO2015108546A2 (en) 2014-01-16 2015-07-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Generating three-dimensional objects
JP6302077B2 (ja) 2014-01-16 2018-03-28 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー．Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｌ．Ｐ． 三次元物体の生成
EP3094471B1 (en) 2014-01-16 2021-06-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Processing three-dimensional object data of an object to be generated by an additive manufacturing process
TWI629162B (zh) * 2014-03-25 2018-07-11 Ｄｗｓ有限責任公司 一種電腦實施方法、設備、及電腦程式製品，用於界定一藉由光固化製造的三度空間物體的支撐結構
US10558200B2 (en) 2014-04-30 2020-02-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Processing object data
CN114131923A (zh) 2014-06-23 2022-03-04 卡本有限公司 由具有多重硬化机制的材料制备聚氨酯三维物体的方法
CN104118120B (zh) * 2014-07-10 2016-09-14 广州中国科学院先进技术研究所 一种用于3d打印的光学系统及其控制方法
DE102014010412B4 (de) 2014-07-14 2021-08-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Anordnung zur generativen Fertigung von Bauteilen
US10563292B2 (en) 2015-04-09 2020-02-18 Electronics And Telecommunications Research Institute Metal material for 3-dimensional printing, method for manufacturing the same, and method for 3-dimensional printing using the same
US10612112B2 (en) 2015-04-09 2020-04-07 Electronics And Telecommunications Research Institute Noble metal material for 3-dimensional printing, method for manufacturing the same, and method for 3-dimensional printing using the same
WO2016198291A1 (en) 2015-06-09 2016-12-15 Politecnico Di Milano A device for direct additive manufacturing by means of extrusion of metal powders and ceramic materials on a parallel kinematic table
EP4137256A1 (en) 2015-10-30 2023-02-22 Seurat Technologies, Inc. Additive manufacturing system and method
CN107053651B (zh) * 2016-02-05 2019-07-12 三纬国际立体列印科技股份有限公司 三维模型打印切层方法
CN107042629A (zh) * 2016-02-05 2017-08-15 新会江裕信息产业有限公司 立体打印方法
US10799951B2 (en) 2016-02-11 2020-10-13 General Electric Company Method and conformal supports for additive manufacturing
US10583647B2 (en) 2017-05-17 2020-03-10 Ford Motor Company Method of controlling warping in 3D printing
EP3720685A1 (en) 2017-12-08 2020-10-14 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for 3d-printing gels
EP3819102A4 (en) * 2018-07-05 2022-03-09 Mitsui Chemicals, Inc. THREE-DIMENSIONAL MOLDING APPARATUS, CONTROL DEVICE, AND MOLDING PRODUCTION METHOD
CN109465445B (zh) * 2018-11-12 2020-12-01 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种基于铝基复合材料的弱化3d打印件残余应力的方法
CN110142965B (zh) * 2019-05-17 2021-07-27 珠海赛纳三维科技有限公司 伺服电机驱动电路及3d打印装置
KR102117592B1 (ko) * 2019-08-13 2020-06-02 원광이엔텍 주식회사 3차원 프린터용 모델링 파일 통합 처리 장치 및 방법
CN110802837A (zh) * 2019-10-31 2020-02-18 共享智能装备有限公司 Fdm打印产品支撑结构及打印方法
KR102338498B1 (ko) * 2020-11-25 2021-12-13 한국전자기술연구원 3d 프린팅 출력 안정성을 위한 보조 서포트 생성 방법
CN112873838B (zh) * 2021-02-02 2022-04-05 中山大学 一种生物墨水打印条件筛选平台及筛选方法
US20230256667A1 (en) * 2022-02-11 2023-08-17 NEXA3D Inc. Compliant support structure for substratum used in photopolymerization vat

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2775758A (en) * 1951-05-25 1956-12-25 Munz Otto John Photo-glyph recording
US4238840A (en) 1967-07-12 1980-12-09 Formigraphic Engine Corporation Method, medium and apparatus for producing three dimensional figure product
US4041476A (en) 1971-07-23 1977-08-09 Wyn Kelly Swainson Method, medium and apparatus for producing three-dimensional figure product
US4078229A (en) 1975-01-27 1978-03-07 Swanson Wyn K Three dimensional systems
US4288861A (en) 1977-12-01 1981-09-08 Formigraphic Engine Corporation Three-dimensional systems
JPS60247515A (ja) * 1984-05-23 1985-12-07 Oosakafu 光学的造形法
US4575330A (en) * 1984-08-08 1986-03-11 Uvp, Inc. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
ES2063737T3 (es) * 1986-06-03 1995-01-16 Cubital Ltd Aparato y metodo para modelizacion tridimensional.
JPH02251419A (ja) * 1989-03-27 1990-10-09 Sony Corp 立体形状形成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中井孝外１名「電子情報通信学会論文誌，ＶＯＬ．Ｊ７１−Ｄ Ｎｏ．２ Ｐ４１６−４２３

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104482882A (zh) * 2014-12-22 2015-04-01 河海大学 一种漫顶溃坝试验中的溃口测量仪及测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO1989010254A1 (en) 1989-11-02
DE68925989D1 (de) 1996-04-25
DE68929352D1 (de) 2002-01-10
EP0338751B1 (en) 1996-03-20
ATE135622T1 (de) 1996-04-15
HK1006793A1 (en) 1999-03-19
DE68925989T2 (de) 1996-12-05
EP0686480A2 (en) 1995-12-13
DE68929352T2 (de) 2002-09-19
ATE209562T1 (de) 2001-12-15
JPH04506778A (ja) 1992-11-26
KR900700273A (ko) 1990-08-13
DE338751T1 (de) 1996-01-04
EP0338751A3 (en) 1991-10-09
IL89978A0 (en) 1989-12-15
EP0686480A3 (en) 1996-11-20
KR100257135B1 (ko) 2000-06-01
EP0686480B1 (en) 2001-11-28
HK1001674A1 (en) 2003-07-10
EP0338751A2 (en) 1989-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3004302B2 (ja) 立体造形システム及び方法
KR100257034B1 (ko) 데이타 처리를 포함하는 스테레오리소그래피를 이용한 3차원 물체 형성 방법 및 장치
JP3030853B2 (ja) 三次元物体の形成方法および装置
JP3004667B2 (ja) Ｃａｄ／ｃａｍ立体石版技法用データの変換
Lan et al. Determining fabrication orientations for rapid prototyping with stereolithography apparatus
JP3443365B2 (ja) 三次元物体を形成する方法および装置
JP2963478B2 (ja) 三次元物体の形成方法および装置
JPH04506322A (ja) 重合部品を部分的に硬化する方法
US5137662A (en) Method and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US5182056A (en) Stereolithography method and apparatus employing various penetration depths
US5059359A (en) Methods and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
US6027682A (en) Thermal stereolithography using slice techniques
US5164128A (en) Methods for curing partially polymerized parts
JP2000218708A (ja) 立体造形装置および方法
KR0178872B1 (ko) 스테레오리소그래픽서포트
KR100229580B1 (ko) Cad/cam 스테레오 리소그래픽 데이타변환
Hur et al. Efficient algorithm for automatic support structure generation in layered manufacturing
Zhang Quality Enhancement and Model Layout Optimization of Rapid Prototyping
Po-Ting Determining fabrication orientations for rapid prototyping with stereolithography
Combrinck Development of a cost estimation model for sla prototyping based on volumetric information

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081119

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119

Year of fee payment: 10