JP3117452B2 - 立体造形後硬化方法および装置 - Google Patents

立体造形後硬化方法および装置

Info

Publication number
JP3117452B2
JP3117452B2 JP26295890A JP26295890A JP3117452B2 JP 3117452 B2 JP3117452 B2 JP 3117452B2 JP 26295890 A JP26295890 A JP 26295890A JP 26295890 A JP26295890 A JP 26295890A JP 3117452 B2 JP3117452 B2 JP 3117452B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
wavelength band
light source
post
curing
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 - Fee Related
Application number
JP26295890A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03207636A (ja
Inventor
ポール、フランシス、ジェイコブズ
ジャン、リクター
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
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 JPH03207636A publication Critical patent/JPH03207636A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3117452B2 publication Critical patent/JP3117452B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、立体造形の分野に関し、特に、粘性のある
感光性重合液を化学作用のある光にさらすことにより立
体造形部品を作成する装置に関する。さらに特には、立
体造形部品の改善された後硬化の達成、すなわち、部分
的に硬化した感光重合樹脂の部分に囲まれた液状感光性
重合樹脂の硬化、または、部分的に重合した樹脂のみの
硬化の完成のための方法および装置に関する。立体造形
は、総括的に、米国特許第4,575,330号、および1989年
3月31日出願の米国特許第331,664号に記述されてお
り、これら両者はここに完全に記述されたものとして引
用する。
従来の技術 本発明は、一般に立体造形部品の作成に使用される後
硬化装置に関する。
立体造形法による部品の作成には、一般に多くの段階
があり、それらには次のようなものがある。
1. キャド(CAD)(コンピュータ支援設計)ファイル
に三次元部品設計を作成すること。
2. キャド・ファイルをホスト立体造形装置マシーンへ
移すこと。
3. それぞれ、部品の二次元断面を記述しており、立体
造形プロセスに適当な厚さをもった多数の薄い「スライ
ス」のソフト・ウェアをキャド・ファイルから編集する
こと。
4. 液状感光性重合体上にスライスの断面を「画く」た
めに、サーボ駆動鏡を使用する電子光学走査装置により
紫外線発光レーザーを動作させること。
5. 紫外線の放射によって重合させ、その結果、固体状
プラスチックを生成し薄いスライス構造を形成するこ
と。
6. 正確で一様な厚さの感光性重合体の新しい層を、次
の層を上記の段階4および5の方法で生成させられるよ
うにリコーティング(Recoating)すること。
7. 段階4、5および6を部品が完成し、後処理する状
態になるまで継続すること。
8. なおその上に、部品中の硬化しなかったか、または
部分的に硬化した感光性重合体の硬化を完全にするため
に後処理すること。
本発明は上記、最後の項に向けられたものである。
立体造形プロセスの第1段階で生成した部品は完全に
は硬化していない。これは4つの主な原因によるもので
ある。第1は立体造形が樹脂を重合させるのにレーザー
照射を利用していることである。一般にレーザー、特に
スペクトルの紫外線部分におけるレーザーの発光は非常
に効率が悪い。従って、部品の各要素を直接レーザーで
硬化する場合は、極めてエネルギーの浪費が多いであろ
う。
第2に、これは、より以上にかなり長いレーザーの作
用時間を必要とすることとなる。レーザーは非常に高価
なものであるし、紫外線部分でのレーザー発光は管の寿
命に限度があるので、管の交換の頻度が多くなり、立体
造形装置の休止時間も長くなり、ライフ・サイクルのコ
ストも非常に大きくなるという結果になるであろう。
第3に、部品製作時間が相当増加するであろう。正確
な値は、部品の域何学的形による。しかし、現在、既存
のSLA−250(「SLA Parts」、3Dシステム社(26081、ア
ベニュー・ホール、バレンシア、カリフォルニア9135
5)から入手可能)を用いて作られている多くの部品で
は、各層のレーザー作画に約1分、そしてリコーティン
グにさらに約1分を必要とするのが普通である。しか
し、層が全てレーザーで硬化される場合は、作画時間
は、容易に3倍または4倍に増加しうるであろう。
第4に、そして最も基本的なこととして、実際に完全
に硬化され、従って、ある程度の後処理の必要のない立
体造形部品を製作することは、一般的に不可能である。
感光性重合体は化学作用のある放射線の吸収およびそれ
と共に誘発する化学反応によって液体から固体に変換さ
れる。
本感光性重合体における化学作用のある放射線の吸収
は厳密にベール(Beer)の法則に従う。換言すれば、吸
収は、放射の量に比例する。比例常数は使用された個々
の感光性重合体と、放射の波長によって決まる。単位体
積の固化は、ゲルに対して十分な密度の架橋質量を作る
のに十分な放射線がその体積内に吸収されたときに起こ
る。ゲルは半固体物質の凝集性のあるかたまりを形成す
るのに必要な結合架橋をともなってモノマーが重合体に
変換される最少量である。異なった性質の固体物質の範
囲は、ゲル化点と樹脂が実質的に完全に重合する点との
間にある。ゲル化が起こった後、変換と架橋プロセス
は、固化放射が存在するかぎり、全てのモノマーが実際
に重合体を形成するように互いに結合されるまで継続す
る。実質的に完全に硬化されるということは、実質的に
完全に重合されるということと同じである。上記の吸収
関係とゲル化した物質を得るための最少露光必要量か
ら、固化していない物質のすぐそばに完全に固化した物
質を得ることは不可能であるということになる。完全に
固化されていることと液状であることとの間の中間状態
にはある範囲で種々の程度の固化状態があるはずであ
る。樹脂と化学作用のある放射線を注意深く選択するこ
とによって、この中間状態の範囲を最小にすることはで
きるが、完全に除くことは不可能である。この最小化プ
ロセスは、樹脂/放射線の組合せに対して、できるだけ
小さい浸透深さを用いることをベースとしている。これ
は、でき上った時に完全に硬化している部品を作ること
は一般的に不可能であり、従って、ある程度の後処理
(硬化)が一般的に必要であることを意味している。後
硬化を必要としないのは、素地部品がそれらの使用目的
に対して十分な強さと耐久性を持っているとか、ゲル化
点が完全な重合点に極めて近いとか、特別に浅い浸透深
さを用いているとかいう状況においてだけである。
従って、時間、エネルギーおよび経済的理由で、立体
造形部品は外側を“縁部(borders)”および内側を
“クロスハッチ(cross−hatches)”を用いて作られ、
完全な“スキン(skins)”は必要な時だけ使用され
る。結果として得られる「素地部品」(すなわち、レー
ザー/立体造形プロセスによって作られた立体造形部品
で、まだ後硬化していないもの)は、各々が部分的に硬
化した格子の部分と硬化していない液状感光性重合体の
部分とからなる多くの微小な樹脂トラッピング部分(re
sin−trapping volume)から構成されている「格子」で
ある。
素地部品は相当量の硬化していない液状感光性重合体
を含み得るものであり、また、硬化した部分は主として
部分的に硬化したものであるから、非常に弱く壊れやす
い。それらが強度を得るためには、部分的に硬化した部
分を「後硬化」させる必要がある。
今までは、立体造形部品を後硬化させる標準的方法
は、高強度の、高圧水銀または紫外線強化メタルハライ
ド(ハロゲン化金属)のアーク・ランプからの紫外線照
射にそれらをあてることであった。そのようなランプの
代表的なものは、フィリップス(ベルギー)のHPA 400
−S「水銀蒸気バーナー」である。得られる紫外線照射
は、先に部分的に硬化された重合体および未硬化の液状
感光性重合体の重合を完全なものにする。
不都合にも、非常に重要な3つの悪い影響もこの手順
の中で生じうる。
1. 水銀ランプの高強度、重合の急速な開始および重合
プロセス中に出る発熱量の直接の結果として、部品は非
常に熱くなりうる。熱電対による直接の測定では、前記
ランプによる後硬化時に、立体造形部品の内側で、温度
は190℃(374゜F)程にも達する。
2. 立体造形部品の相当な歪みが生じうる。これは、明
らかに、最も正確な最終部品を作ることをめざす努力と
は両立しない。
3. ある場合には、熱によって生じた応力が非常に大き
くて、実際に部品に1個所以上の亀裂がみられることが
ある。比較的大きな固体容積のある部品の場合には、部
品全体が実際に割れることがある。
発明の構成 本発明は、立体造形部品用の後硬化照射を改善するス
ペクトル的および空間的に最適化された化学作用のある
螢光源(「ブラック・ライト」)を利用することにあ
る。
従って、本発明の目的は、立体造形部品の後硬化温度
を下げる立体造形部品の後硬化の方法および装置を提供
することにある。
本発明の他の目的は、立体造形部品のゆがみを少なく
する立体造形部品の後硬化の方法および装置を提供する
ことにある。
本発明のさらに他の目的は、立体造形部品の熱により
生ずる応力割れを少なくする立体造形部品の後硬化の方
法および装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、立体造形部品の後硬化破
損を少なくする立体造形部品の後硬化の方法および装置
を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、発癌性の誘導放射を利用
しない立体造形部品の後硬化の方法および装置を提供す
ることにある。
本発明のさらに他の目的は、エネルギ消費の少い立体
造形部品の後硬化の方法および装置を提供することにあ
る。
本発明のさらに他の目的は、ランプ交換の頻度が少い
立体造形部品の後硬化の方法および装置を提供すること
にある。
本発明のさらに他の目的は、後硬化段階中に立体造形
部品を水中に浸す必要がなく、従って潜在的な液状の危
険な廃棄物処理の問題に対処する必要のない立体造形部
品の後硬化の方法および装置を提供することにある(な
おいっそう正確さを高める必要がある場合は、追加の水
浸技術を利用することもできる)。
本発明のさらに他の目的は、安価で普通に入手できる
光源と電源を利用する立体造形部品の後硬化の方法およ
び装置を提供することにある。
本発明の他のさらなる目的と利点は以下により明らか
になるであろう。
実施例 上述の如く、立体造形部品の後硬化は、伝統的に高圧
水銀またはメタルハライドのアーク・ランプで行われて
きた。これらは、立体造形部品中の部分的に硬化した
か、または未硬化の感光性重合体を硬化する強い広域ス
ペクトル光線を発光する。このようなシステムを使用す
る欠点は多岐にわたる。第1に、このようなランプを使
用すると、制御し難く部品を加熱する(190℃程度ま
で)傾向があり、立体造形部品のゆがみ(ある場合に
は、約20ミル以上まで、尚、ここに引用した部品のゆが
み長さ4インチの真直ぐな壁部品で測定した偏りであ
る)、立体造形部品の亀裂、および立体造形部品の破損
という結果をまねき得る。第2に、高熱が含まれている
ので、後硬化照射中、立体造形部品を冷却するのを助け
るため水槽が使用されてきた。このことは、使用した感
光性重合体の成分によっては危険な廃棄物処理問題を引
き起こす可能性がある。第3に、これらのランプは幅の
広いUVスペクトルを放射し、その多くは人間に対して危
険であり発癌性がある。このことは、後硬化装置の付近
で人が意図しないで光にさらされることを防ぐために光
を制限する複雑で高価な安全上の構造を必要とする。第
4に、これらのランプおよび電源は立体造形部品を完全
に硬化させるのに実際に必要なエネルギーに比べて、か
なり多量のエネルギーを消費する複雑で高価な装置であ
る。さらに、これらのランプは高価で、比較的頻度多く
(400時間程度毎に)交換が必要であるため、稼働ライ
フサイクル費用がかさむ。
後硬化感光性重合体の温度が低くなり、熱応力が減少
し、全体の後硬化ゆがみが少なくなるような小さい速度
で部品容積の全体に亘ってより一様な硬化を達成する改
良された後硬化方法が望ましい場合がある。
この目的のため、部品が対称的に照射され、且つ特徴
的e型折り重ね(e−folding)吸収厚さ(すなわち、
照射光が吸収によって当初の1/eとなる厚さ)Lが部品
の最大寸法の半分にほぼ等しい場合に最適後硬化の均一
性が生じることがわかった。これによれば、現在SLA−2
50(約1立方フィート)を用いてつくられうる程度の大
きさの部品については、Lの最適値が約100mmであるこ
とが示唆される。Lは感光性重合体吸収断面積、ρ
(λ)に逆比例する。従って、Lの値を大きくするた
めには、ρ(λ)が非常に小さいがゼロではない波長
λで動作させることが望ましい。この結果は、数学的に
は正しいがおそらく直ちに明白なわけではない。
もっと簡単な言葉でいえば、照射の強さの1/eまたは
約37%が100mm程度部品の中へ伝わるような熱硬化照射
波長を選択し、部品のできるだけ多くの面を照射するこ
とによって、部品全体の実質的に均一な後硬化照射が可
能である。この技術によれば、全ての照射が外面の2〜
3mm以内にとらえられてしまう照射波長を使用した場合
に生ずるホット・スポットを避けられる。
実際に、そのようなメタルハライドランプを後硬化に
使用する場合の問題の1つは、まさに、ランプの出力
が、感光性重合体吸収曲線の最大ピークに非常に接近し
ているという事実である。その結果、σ(λ)はかな
り高く、Lは非常に小さく(すなわち、1mm未満)、そ
して照射による後硬化の殆ど全てが部品の外面の境界か
その極めて近くで起こることとなる。不都合なことに、
放射線の吸収が非常に薄い容積に限定されるばかりでな
く、ランプの強度が非常に大きい。その結果、この小さ
な容積中の重合の速度が極めて速くなり、相当量の熱が
発熱性の重合反応によって発生する。これにより、照射
を受けた際にその重合体の温度が急速に上昇することと
なる。重合体が臨界温度(当該の個々の樹脂によって異
なるが、一般に大部分の立体造形光重合体の場合120〜1
50℃の範囲にある)に達すると、熱的重合反応が起こり
始める。これは素地部品を重合させる作用があるが、そ
れはまた不都合にも、著しい熱応力、ゆがみ、応力亀裂
発生の可能性を生じさせ、そして極端な場合には部品全
体を破損させることとなる。
従って、Lの値を著しく増加させるような波長で動作
させることが望ましい。感光性重合体の吸収断面積は、
典型的には光重合開始剤によるところが大きいので、光
重合開始剤について述べる。
第1図は、現在立体造形で使用されている2つの光重
合開始剤(Irgacure 184およびIrgacure 651、スイス、
マーリーのチバガイギ社から入手)の任意の単位におけ
る相対吸収を示す。300nmから約350nmのスペクトル範囲
でこれらの光重合開始剤の吸収は非常に大きい。しか
し、これより長い波長では吸収は急激に低下する。第1
図に示したIrgacure 184の場合は、約170nmから390nmの
波長の範囲で吸収が非常に小さい。吸収がゼロの時、L
の値は無限大になる。そのような条件は、Lの値が部品
の寸法よりずっと大きいものとなるので、最適ではな
い。物理的にはこの場合起こっていることは、光子が重
合反応を開始させるのに無効で、実質的に全く後硬化が
起こらないことである。
本発明の好ましい実施例によれば、最適な後硬化照射
が、次のように行われる。
Irgacure 184の場合は370nm近くの波長範囲、Irgacur
e 651の場合は390nm近くの波長範囲、普通に立体造形に
使用されている他の光重合開始剤Lucerinの場合は415nm
に近い波長範囲を使用する。
かくして、感光性重合樹脂を最適に硬化するための放
射線の波長を選択する場合、光重合開始剤の吸収曲線の
末端を求め、(短い波長側の末端または長い波長側の末
端(典型的には後者))硬化放射を吸収がゼロになる点
ではなくその近くに設定する必要がある。立体造形樹脂
で代表的に使用されているモノマーは300nm付近で強い
吸収を示し始め、これらのモノマーで本発明を実施する
には約300nm未満の波長を使用することは実際的でな
い。他の樹脂成分は、種々の波長帯で強い吸収性をもっ
ているかもしれない。強い吸収はいずれも特異な硬化を
まねくことになるので、樹脂の種類のいかんにかかわら
ず強い吸収帯は全て避けなければならない。
従って、最適後硬化放射源は、光重合開始剤による吸
収が非常に少いがゼロではないある狭いスペクトル範囲
にその出力の大部分を放射するものである。さらに、商
業的な実用性として、絶対放射パワーは、許容可能な短
時間に後硬化プロセスが完了するのに十分な大きさを持
つが、内部の樹脂の温度が熱硬化現象が開始される程に
は高くならない程度に小さいことが好ましい。一般的に
は不必要ではあるけれども、1988年11月8日出願の米国
特許出願第268,429号に記載の如く、後硬化の合理的な
周囲温度を維持する助けとして、硬化した部品を液の中
に浸すことも可能である。
長い波長の紫外線を発する管状の低圧水銀蒸気螢光ラ
ンプ(「ブラック・ライト」)が、ここに記載の実施例
に理想的なものであることが発見された。これらのラン
プは人間に害のない光を発し、光の厳格な封じ込めがも
はや必要ではない。ブラック・ライトは、例えばニュー
ジャージー州07003、ブルームフィールド、アン・ウェ
スチングハウス・プラザの北米フィリップス・ライティ
ング社から入手できる。ブラック・ライトは、多くの異
った寸法のもの、多くの異った波長分布およびピーク出
力波長のものが入手できる。例えば、「スーパー・アク
ティニック・螢光ランプ」、モデルTLK−40W/03(NAED
Order No.04−6677−30807−2)は公称出力40ワット、
長さ24インチ、標準螢光灯取付けベース、平均使用寿命
2000時間で、Lucerinと併用して有用である。このラン
プは約420nmのピーク出力波長を有する。Irgacure 184
と併用で有用なのは、「ブラック・ライト・ランプ」、
モデルF20T12/BL(NAED Order No.04−6677−30118−
4)で公称出力20ワット、長さ24インチ、標準螢光灯取
付けベース、平均使用寿命9000時間である(より高価な
高圧メタル・ハライドまたは水銀アークランプの平均使
用寿命の20倍以上)。他のランプも、波長に関して、そ
れぞれの光重合開始剤に容易にあわせることができる。
これらのランプは、当該技術の熟練者達によく知られた
普通に入手できる電源、スタータおよび安定器を用いて
点灯することができる。引用したランプは、約30nmの半
値全幅の出力スペクトルをもっている。
平均寿命が300時間から400時間程度の高圧水銀または
メタルハライド・アーク源に比べると、後硬化に使用さ
れるブラック・ライトの場合は著しく低い硬化温度とな
り、過剰の温度に伴う熱硬化現象が避けられる。その結
果、立体造形部品は、熱応力と後硬化のゆがみが減少す
る。
ブラック・ライトの使用で可能になった熱応力の減少
によって、一般に水浴下での後硬化の必要がなくなると
共に、これに起因する潜在的な危険な廃棄物の問題もな
くなる。
後硬化される部品の対称的な照射を達成することによ
り、後硬化による応力をさらに減少させることができ
る。このことは、例えば、部品をたくさんの放射源の中
心におき、後硬化プロセスが完了するまでに多数回の回
転をさせることによって達成できる。
後硬化による応力は、深い浸透深さの放射を使用する
ことによって得られるより均一な硬化によってさらに減
少する。これにより、結合が形成され、実質的にいたる
所で結合による収縮が同時に生ずる。従って、収縮する
ときに部品の異った部分間で曲げモーメントが殆ど生じ
ないか全く生じない。従来の方法では、所与の時間に異
なった部分は異なったレベルまで重合されるから、曲げ
モーメントが生じ、この曲げモーメントが部品のゆがみ
を生じさせる。これらの生じたゆがみは、部品の後の部
分が硬化する時に相殺されない可能性がある。これは、
モノマー/オリゴマー分子の元の位置に基づいて結合が
形成されておらず、従ってこの結合によって収縮が生じ
た際に回復力が働かず、部品が必ずしも適正な形に引き
戻されないからである。
本発明の装置の好ましい実施例を第2図および第3図
に示す。
第2図は、後硬化装置部品チャンバー10の側面図を示
す。後硬化チャンバー10は、必ずしも必要ではないが、
いかなる紫外線も洩れるのを防ぐために遮光性(light
tight)であることが望ましい。後硬化装置部品チャン
バー10の中には回転台20と駆動装置30がある。駆動装置
30は、回転台20を適切な速度で回転させることができる
標準的駆動機構であればよい。本発明の好ましい実施例
では、この速度は約1rpmである。この機構は技術的によ
く知られているのでここでこれ以上詳細に説明する必要
はない。駆動装置30について考慮しなければならないこ
とは、部分的に硬化された感光性重合樹脂(「立体造形
部品」)の大きい断片が駆動装置上に置かれた時の荷重
に相応した重量を支持することができ、また、均一な回
転が可能であることである。この重量は現在見積ると、
ある計画された立体造形装置で生産される部品の場合40
0ポンド以下である。
回転台20は、立体造形部品50が載せられる部品支持台
40を支える。立体造形部品50を囲んで、放射源60a,60b,
70a,70b,80a,80b,90a,90bがある。これら放射源は、ON
にしたときSLA部品50を照射する。立体造形部品50を完
全に照射するために、最初の後硬化後に、底も同様に照
射されるようひっくり返す必要がよくある。
本発明の好ましい実施例において、第2図および第3
図に図解されている立体造形後硬化装置(「PCA」)
は、2種類の放射源を有している。60a,70a,80aおよび9
0aはLucerin光重合開始剤と併用するため最適化された
放射源(上述のTLK−40W/03)に対応し、60b,70b,80bお
よび90bはIrgacure 184光重合開始剤と併用するように
最適化された放射源(上述のF20T12/BL)に対応する。
これら2列のライトはスイッチで選択でき、通常の方法
で配線されている。LOW(低)(ランプ2個点灯)、MED
IUM(中)(ランプ6個点灯)、HIGH(高)(ランプ12
個点灯)の強さのレベルもスイッチで選択切替え可能
で、通常の方法で配線されている。全体にわたって、標
準の螢光ランプ器具、スタータおよび安定器が使用され
ている。
好ましい実施例では、各タイプ12個で全体で24個のラ
ンプが設けられている。列60はPCAの左側の壁に相当
し、TLK−40W/03ランプ3個とF20T12/BLランプ3個とが
ある。同様に、列80(右側の壁)、列70(頂部)および
列90(後部)が配列されている。PCAの前部に開口部が
設けられており、立体造形部品50や回転台20を出し入れ
できるようになっている。
好ましい実施例において、強度をLOWに設定した場合
は右側の壁の列80の中の1個のランプと左側の壁の列60
の中の1個のランプが点灯する。強度をMEDIUMに設定し
た場合は、全部で6個のランプが点灯し、強度をHIGHに
設定した場合は全部で12個のランプ(選択したタイプの
ランプ全部)が点灯する。
実施した幾つかの実験では、強度をLOWに設定する
と、代表的なものとして、1から2ミルの後硬化ゆがみ
を生じ、MIDIUMに設定すると、代表的なもので3から4
ミルの後硬化ゆがみを生じ、HIGHに設定すると代表的な
もので5から7ミルの後硬化ゆがみを生じた。強度は、
必要な精度と後硬化にあてられる時間に基づいて選択し
なければならない。強度LOWでの後硬化は、明らかに強
度HIGHでの後硬化より長くかかる。高圧メタルハライド
・アーク・ランプで空気中で硬化した先述のものと同じ
4インチ壁の後硬化のゆがみは、代表的なもので8から
13ミルもしくはそれ以上であった。
螢光ランプは、使用寿命を最大にするために垂直より
は、第2図および第3図に示されているように水平に取
り付けるのがよい。
さらなる実施例は、ランプまたは他の放射源(望まな
い波長を生じる)と組合せてフィルターやその他の波長
変換器または分離器をもった化学作用のある放射源の利
用を含む。それは、当該技術の熟練者達によく知られて
おり、部品に所望の放射をあてるためである。
本発明の実施例と適用を示し説明してきたが、この中
の発明の概念から離れないで、さらに多くの変更が可能
なことは、当該技術の熟練者達にとって明らかであろ
う。
【図面の簡単な説明】
第1図は、特定のサンプル、Irgacure 184および651の
波長対吸収の関係の部分的プロットを表す図、 第2図は、改良された立体造形後硬化装置の正面略図、 第3図は、改良された立体造形後硬化装置の平面図であ
る。 10……後硬化装置チャンバー、20……回転台、30……駆
動装置、50……SLA部品、60,70,80,90……放射源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平2−80430(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 67/00

Claims (39)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】化学作用のある光に感度のある少なくとも
    1つの光重合開始剤を含んだ立体造形用樹脂で作られた
    部分的に硬化された立体造形部品を後硬化する方法であ
    って、 部分的に硬化された立体造形部品を、前記光重合開始剤
    の吸収曲線の吸収がゼロに近い末端の波長域に対応する
    波長帯を有する化学作用のある光にあてる工程を有して
    なる方法。
  2. 【請求項2】前記後硬化工程を実施する間に前記立体造
    形部品を回転させる工程をさらに含むことを特徴とする
    請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】前記化学作用のある光の光源が、複数のラ
    ンプからなることを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】化学作用のある光に感度のある光重合開始
    剤を含んだ立体造形用樹脂で作られた部分的に硬化され
    た立体造形部品を後硬化する方法であって、 (a)前記立体造形部品を台のあるチャンバー内に置く
    工程、 (b)各々が、前記光重合開始剤の吸収曲線の吸収がゼ
    ロに近い末端の波長域に対応する波長帯を有する化学作
    用のある光を発する複数の光源から、前記立体造形部品
    を照射するのに使用すべき光源を選択する工程、 (c)前記選択した光源で前記立体造形部品を照射する
    工程、 を有してなる方法。
  5. 【請求項5】前記工程(c)を実施する間に前記台を回
    転させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項4記
    載の方法。
  6. 【請求項6】前記化学作用のある光の光源が、複数のラ
    ンプからなることを特徴とする請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】前記立体造形部品を部分的に後硬化した後
    にひっくり返し、さらに前記化学作用のある光の光源で
    該立体造形部品を照射する工程をさらに含むことを特徴
    とする請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】化学作用のある光に感度のある少なくとも
    1つの光重合開始剤を含んだ立体造形用樹脂で作られた
    部分的に硬化された立体造形部品を後硬化する装置であ
    って、 台および化学作用のある光の光源を有してなり、 該化学作用のある光の光源は、前記光重合開始剤の吸収
    曲線の吸収がゼロに近い末端の波長域に対応した、370n
    m付近から415nm付近の範囲内の波長帯を有する光を発す
    るものであることを特徴とする装置。
  9. 【請求項9】前記光源が、370nm付近の波長帯を有する
    光を発するものであることを特徴とする請求項8記載の
    装置。
  10. 【請求項10】前記光源が、390nm付近の波長帯を有す
    る光を発するものであることを特徴とする請求項8記載
    の装置。
  11. 【請求項11】前記光源が、415nm付近の波長帯を有す
    る光を発するものであることを特徴とする請求項8記載
    の装置。
  12. 【請求項12】チャンバーを有することを特徴とする請
    求項8−11いずれか1項記載の装置。
  13. 【請求項13】前記チャンバーが、相対的に光に対して
    密閉性を有することを特徴とする請求項12記載の装置。
  14. 【請求項14】前記化学作用のある光の光源が、複数の
    ランプからなることを特徴とする請求項8−11いずれか
    1項記載の装置。
  15. 【請求項15】化学作用のある光に感度のある複数の光
    重合開始剤の少なくとも1つを含んだ立体造形用樹脂で
    作られた部分的に硬化された立体造形部品を後硬化する
    装置であって、 台および化学作用のある光の複数の光源を有してなり、 前記化学作用のある光の複数の光源の各々は、前記複数
    の光重合開始剤の少なくとも1つの吸収曲線の吸収がゼ
    ロに近い末端の波長域に対応した、370nm付近から415nm
    付近の範囲内の波長帯を有する光を発するものであるこ
    とを特徴とする装置。
  16. 【請求項16】前記各々の光源が、370nm付近の波長帯
    を有する光を発するものであることを特徴とする請求項
    15記載の装置。
  17. 【請求項17】前記各々の光源が、390nm付近の波長帯
    を有する光を発するものであることを特徴とする請求項
    15記載の装置。
  18. 【請求項18】前記各々の光源が、415nm付近の波長帯
    を有する光を発するものであることを特徴とする請求項
    15記載の装置。
  19. 【請求項19】前記化学作用のある光の複数の光源か
    ら、照射を行うべき1つの光源を選択するための光源選
    択手段を有することを特徴とする請求項15−18いずれか
    1項記載の装置。
  20. 【請求項20】前記化学作用のある光の複数の光源の各
    々が、複数のランプからなることを特徴とする請求項15
    −18いずれか1項記載の装置。
  21. 【請求項21】前記波長帯の半値全幅が実質的に30nmで
    あることを特徴とする請求項1または6記載の方法。
  22. 【請求項22】前記波長帯の半値全幅が実質的に30nmで
    あることを特徴とする請求項8−11いずれか1項記載の
    装置。
  23. 【請求項23】前記波長帯の半値全幅が実質的に60nm未
    満であることを特徴とする請求項8−11いずれか1項記
    載の装置。
  24. 【請求項24】前記波長帯の半値全幅が実質的に30nmで
    あることを特徴とする請求項15−18いずれか1項記載の
    装置。
  25. 【請求項25】化学作用のある光に感度のある少なくと
    も1つの光重合開始剤を含んだ立体造形用樹脂で作られ
    た部分的に硬化された立体造形部品を後硬化する装置で
    あって、 台および化学作用のある光エネルギーの出力スペクトル
    を発することができる化学作用のある光の光源を有して
    なり、 化学作用のある光エネルギーの前記出力スペクトルが担
    う波長帯の実質的に全ての部分が、前記光重合開始剤の
    吸収曲線の吸収がゼロに近い末端の波長域に対応してお
    り、前記波長帯は370nm付近から415nm付近の範囲内にあ
    ることを特徴とする装置。
  26. 【請求項26】前記波長帯が370nm付近にあることを特
    徴とする請求項25記載の装置。
  27. 【請求項27】前記波長帯が390nm付近にあることを特
    徴とする請求項25記載の装置。
  28. 【請求項28】前記波長帯が415nm付近にあることを特
    徴とする請求項25記載の装置。
  29. 【請求項29】化学作用のある光に感度のある光重合開
    始剤を含んだ立体造形用樹脂で作られた部分的に硬化さ
    れた立体造形部品を後硬化する方法であって、 前記部分的に硬化された立体造形部品をあらかじめ決め
    られた波長帯の化学作用のある光にあてる工程を有し、
    ここで、前記あらかじめ決められた波長帯の大部分が、
    前記光重合開始剤の吸収曲線の吸収がゼロに近い末端の
    波長域に相当する波長帯からなることを特徴とする方
    法。
  30. 【請求項30】化学作用のある光に感度のある光重合開
    始剤を含んだ立体造形用樹脂で作られた部分的に硬化さ
    れた立体造形部品を後硬化する方法であって、 前記部分的に硬化された立体造形部品をあらかじめ決め
    られた波長帯の化学作用のある光にあてる工程を有し、
    ここで、前記あらかじめ決められた波長帯の大部分が、
    前記樹脂の吸収曲線の吸収がゼロに近い末端の波長域に
    相当する波長帯からなることを特徴とする方法。
  31. 【請求項31】前記後硬化工程を実施する間に前記立体
    造形部品を回転させる工程をさらに含むことを特徴とす
    る請求項29または30記載の方法。
  32. 【請求項32】前記化学作用のある光の光源が複数のラ
    ンプからなることを特徴とする請求項29または30記載の
    方法。
  33. 【請求項33】前記あらかじめ決められた波長帯の半値
    全幅が実質的に30nmであることを特徴とする請求項32記
    載の方法。
  34. 【請求項34】化学作用のある光に感度のある少なくと
    も1つの光重合開始剤を含んだ立体造形用樹脂で作られ
    た部分的に硬化された立体造形部品を後硬化する装置で
    あって、 台、およびあらかじめ決められた波長帯の化学作用のあ
    る光エネルギーの出力スペクトルを発する化学作用のあ
    る光の光源を有してなり、 前記あらかじめ決められた波長帯の実質的に全ての部分
    が、前記立体造形用樹脂の吸収曲線の吸収がゼロに近い
    末端の波長域に対応しており、前記波長帯は370nm付近
    から415nm付近の範囲内にあることを特徴とする装置。
  35. 【請求項35】前記波長帯が370nm付近にあることを特
    徴とする請求項34記載の装置。
  36. 【請求項36】前記波長帯が390nm付近にあることを特
    徴とする請求項34記載の装置。
  37. 【請求項37】前記波長帯が415nm付近にあることを特
    徴とする請求項34記載の装置。
  38. 【請求項38】前記化学作用のある光の光源が複数のラ
    ンプからなることを特徴とする請求項34−37いずれか1
    項記載の装置。
  39. 【請求項39】前記あらかじめ決められた波長帯の半値
    全幅が実質的に30nmであることを特徴とする請求項38記
    載の装置。
JP26295890A 1989-09-29 1990-09-29 立体造形後硬化方法および装置 Expired - Fee Related JP3117452B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US41513489A 1989-09-29 1989-09-29
US415134 1989-09-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03207636A JPH03207636A (ja) 1991-09-10
JP3117452B2 true JP3117452B2 (ja) 2000-12-11

Family

ID=23644501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26295890A Expired - Fee Related JP3117452B2 (ja) 1989-09-29 1990-09-29 立体造形後硬化方法および装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3117452B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7614866B2 (en) * 2007-01-17 2009-11-10 3D Systems, Inc. Solid imaging apparatus and method
CN116990101B (zh) * 2023-09-27 2023-12-15 四川大学华西医院 一种易掉片组织的预处理方法及其多重免疫荧光染色方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03207636A (ja) 1991-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5182056A (en) Stereolithography method and apparatus employing various penetration depths
US2525664A (en) Casting of photopolymerizable compositions
US6243616B1 (en) Method and device for producing three-dimensional objects
JP2001121614A (ja) 感熱性組成物から三次元物体を形成する方法
KR101800667B1 (ko) Lcd 방식 3d 프린터
US20170022312A1 (en) Additive use for enhancing the performance of photopolymer resin for 3d printing
JPH0390320A (ja) 可視光重合型レジンの連続硬化方法及び装置
EP3043740B1 (en) Thin led film-based curing light system
US20030155693A1 (en) Method for increased dimensional accuracy of 3-D object creation
JP6860590B2 (ja) レリーフ像印刷要素を作製する方法
JP2002357781A (ja) 光スポットの電子制御
JPH07112712B2 (ja) 光固化により三次元の物体を製造するための方法及び装置
JP3117452B2 (ja) 立体造形後硬化方法および装置
US5386268A (en) Exposure unit and method for exposing photosensitive materials
CN101301792B (zh) 一种基于液晶空间光调制器的光固化快速成型方法及装置
JPH06246839A (ja) 光造形装置
JP3578590B2 (ja) ランプを用いた光造形装置
WO2023018757A1 (en) Systems and methods for three-dimensional printing
JP2019142197A (ja) 造形装置、容器、および造形物の製造方法
Young et al. A novel device for producing three-dimensional objects
Jiang Accelerating fabrication speed in two-laser beam stereolithography system using adaptive crosshatch technique
JP2023546499A (ja) 内部性質変動を伴う物体の3dプリントのための断層撮影液槽光重合法
Jiang Development of a novel two‐laser beam stereolithography system
WO2019218703A1 (zh) 3d打印系统
JP4339410B2 (ja) 材料に対し光により開始される化学的架橋を行う装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees