JP3140741B2 - 三次元形状の形成方法 - Google Patents
三次元形状の形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、三次元形状の形成方
法に関し、詳しくは、光の照射によって硬化する光硬化
性樹脂を用いて、立体的な三次元形状を有する物品を製
造する方法に関するものである。
法に関し、詳しくは、光の照射によって硬化する光硬化
性樹脂を用いて、立体的な三次元形状を有する物品を製
造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光硬化性樹脂を用いて三次元形状を形成
する方法は、光の照射をレーザー光照射装置やコンピュ
ータ等を用いて精密に制御することにより、従来の機械
的な加工方法等では実現不可能な微細かつ正確な三次元
形状を容易に形成することが可能になる方法として研究
開発が進められており、具体的には、特開昭６２−３５
９６６号公報、特開昭６１−１１４８１７号公報に開示
された方法等が知られている。
する方法は、光の照射をレーザー光照射装置やコンピュ
ータ等を用いて精密に制御することにより、従来の機械
的な加工方法等では実現不可能な微細かつ正確な三次元
形状を容易に形成することが可能になる方法として研究
開発が進められており、具体的には、特開昭６２−３５
９６６号公報、特開昭６１−１１４８１７号公報に開示
された方法等が知られている。
【０００３】第４図は、従来における三次元形状の形成
方法の一例を示しており、光硬化性樹脂液２を溜めた貯
液漕ｌ内で、液面直下に昇降自在な成形台３を沈めてお
き、レーザ照射装置から照射されたレーザビーム４を液
面に照射することにより、液面と成形台３の間に存在す
る一定厚みの樹脂液２を光硬化させて光硬化層５を形成
させる。レーザビーム４を平面方向に走査することによ
り、光硬化層５の形状パターンを自由に描くことができ
る。１層の光硬化層５が形成されると、成形台３をさら
に深く沈めて、光硬化層５の上を新たな一定厚みの樹脂
液２で覆った後、前記同様にレーザビーム４を照射す
る。この方法では、レーザビーム４は、常に同じ液面位
置すなわち基準液面Ｌ0 に照射される。ある段階で形成
される光硬化層５の厚みｔは、直前の段階で下降させた
成形台３の下降距離△Ｘで決まる。このような工程を繰
り返すことにより、複数層の光硬化層５が成形台３上に
積み重ねられて所望の三次元形状が形成されることにな
る。この方法で作製される三次元形状の寸法精度や形状
精度を向上させるには、各段階における光硬化層５の厚
みｔを出来るだけ薄くかつ正確に形成する必要がある。
方法の一例を示しており、光硬化性樹脂液２を溜めた貯
液漕ｌ内で、液面直下に昇降自在な成形台３を沈めてお
き、レーザ照射装置から照射されたレーザビーム４を液
面に照射することにより、液面と成形台３の間に存在す
る一定厚みの樹脂液２を光硬化させて光硬化層５を形成
させる。レーザビーム４を平面方向に走査することによ
り、光硬化層５の形状パターンを自由に描くことができ
る。１層の光硬化層５が形成されると、成形台３をさら
に深く沈めて、光硬化層５の上を新たな一定厚みの樹脂
液２で覆った後、前記同様にレーザビーム４を照射す
る。この方法では、レーザビーム４は、常に同じ液面位
置すなわち基準液面Ｌ0 に照射される。ある段階で形成
される光硬化層５の厚みｔは、直前の段階で下降させた
成形台３の下降距離△Ｘで決まる。このような工程を繰
り返すことにより、複数層の光硬化層５が成形台３上に
積み重ねられて所望の三次元形状が形成されることにな
る。この方法で作製される三次元形状の寸法精度や形状
精度を向上させるには、各段階における光硬化層５の厚
みｔを出来るだけ薄くかつ正確に形成する必要がある。
【０００４】なお、上記で説明した方法では、貯液漕１
の中で成形台３を段階的に沈めることによって、先に形
成された光硬化層５の上に一定厚みの樹脂液２を供給す
るようにしているが、成形台３は固定したままで、貯液
漕１に新たな樹脂液２を追加供給することによって、光
硬化層５の上に一定厚みの樹脂液２を供給する方法もあ
る。この場合、レーザービーム４を照射する基準液面Ｌ
0 が段階的に高くなっていくので、レーザービーム４の
焦点位置も段階的に変更する必要がある。但し、レーザ
ービーム４の焦点位置を変える代わりに、貯液漕１全体
を段階的に下降させて、基準液面Ｌ0 が変わらないよう
にする方法もある。
の中で成形台３を段階的に沈めることによって、先に形
成された光硬化層５の上に一定厚みの樹脂液２を供給す
るようにしているが、成形台３は固定したままで、貯液
漕１に新たな樹脂液２を追加供給することによって、光
硬化層５の上に一定厚みの樹脂液２を供給する方法もあ
る。この場合、レーザービーム４を照射する基準液面Ｌ
0 が段階的に高くなっていくので、レーザービーム４の
焦点位置も段階的に変更する必要がある。但し、レーザ
ービーム４の焦点位置を変える代わりに、貯液漕１全体
を段階的に下降させて、基準液面Ｌ0 が変わらないよう
にする方法もある。
【０００５】このような三次元形状の形成方法では、前
記した基準液面Ｌ0 が変動して、各段暗で形成する光硬
化層の厚みに誤差やバラツキが生じると、複数層の光硬
化層を積み重ねて形成される三次元形状の形状精度や寸
法精度に直接影響を与えるという問題がある。光硬化性
樹脂液の液面を一定にするために、特開平１−２２８８
２７号に開示されているような方法が提案されている。
この方法は、第５図に示すように、貯液槽１の壁面に液
面高さを規制するための排液口１ａを設けておくもので
あり、排液口１ａを超える高さまで樹脂液２を供給して
も、余分の樹脂液２は排液口１ａから流れ出てしまうの
で、貯液槽１における樹脂液２の液面Ｌ0 は常に一定に
保たれるというものである。
記した基準液面Ｌ0 が変動して、各段暗で形成する光硬
化層の厚みに誤差やバラツキが生じると、複数層の光硬
化層を積み重ねて形成される三次元形状の形状精度や寸
法精度に直接影響を与えるという問題がある。光硬化性
樹脂液の液面を一定にするために、特開平１−２２８８
２７号に開示されているような方法が提案されている。
この方法は、第５図に示すように、貯液槽１の壁面に液
面高さを規制するための排液口１ａを設けておくもので
あり、排液口１ａを超える高さまで樹脂液２を供給して
も、余分の樹脂液２は排液口１ａから流れ出てしまうの
で、貯液槽１における樹脂液２の液面Ｌ0 は常に一定に
保たれるというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記方法で
も、液面を一定に保てなくなる場合がある。これは、従
来における三次元形状の形成方法においては、成形台３
の移動時に、成形台３を一旦所定の下降距離△Ｘよりも
深く樹脂液２中に沈めた後、成形台３を上昇させて所定
の下降距離△Ｘまで戻すような操作が行われるためであ
る。上記のように成形台３を作動させるのは、成形台３
を樹脂液２中に一旦深く沈めることにより、光硬化層５
の上方に樹脂液２が流れ込み易くして、光硬化層５の上
に十分な厚みの樹脂液２が迅速に供給されるようにする
ためである。
も、液面を一定に保てなくなる場合がある。これは、従
来における三次元形状の形成方法においては、成形台３
の移動時に、成形台３を一旦所定の下降距離△Ｘよりも
深く樹脂液２中に沈めた後、成形台３を上昇させて所定
の下降距離△Ｘまで戻すような操作が行われるためであ
る。上記のように成形台３を作動させるのは、成形台３
を樹脂液２中に一旦深く沈めることにより、光硬化層５
の上方に樹脂液２が流れ込み易くして、光硬化層５の上
に十分な厚みの樹脂液２が迅速に供給されるようにする
ためである。
【０００７】そこで、第６図に示すように、成形台３
を、光硬化層５の厚みｔに相当する距離△Ｘよりも少し
深くまで、すなわち距離△Ｘ＋αだけ下降させると、成
形台３の腕部分３ａが樹脂液２に挿入されて樹脂液２を
押し除けただけ、液面Ｌが高くなってしまうので、上昇
した液面Ｌと元の液面Ｌ0 との間に存在する樹脂液２は
全て排液口１ａから流れ出てしまう。
を、光硬化層５の厚みｔに相当する距離△Ｘよりも少し
深くまで、すなわち距離△Ｘ＋αだけ下降させると、成
形台３の腕部分３ａが樹脂液２に挿入されて樹脂液２を
押し除けただけ、液面Ｌが高くなってしまうので、上昇
した液面Ｌと元の液面Ｌ0 との間に存在する樹脂液２は
全て排液口１ａから流れ出てしまう。
【０００８】その後、第７図に示すように、成形台３を
上昇させて、基準液面Ｌ0 すなわち排液口１ａの下端か
ら△Ｘの距離に位置させると、成形台３の腕部分３ａが
一部、樹脂液２から引き出されることになり、前記第６
図の状態に比べて、樹脂液２に挿入されている腕部分３
ａの体積、すなわち腕部分３ａで押し除けていた樹脂液
２の量が少なくなる。そうすると、腕部分３ａで押し除
けられている樹脂液２の量が少なくなっただけ、樹脂液
２の液面が下がり、排液口１ａの位置に該当する基準液
面Ｌ0 よりも実際の液面Ｌが下がってしまうのである。
上昇させて、基準液面Ｌ0 すなわち排液口１ａの下端か
ら△Ｘの距離に位置させると、成形台３の腕部分３ａが
一部、樹脂液２から引き出されることになり、前記第６
図の状態に比べて、樹脂液２に挿入されている腕部分３
ａの体積、すなわち腕部分３ａで押し除けていた樹脂液
２の量が少なくなる。そうすると、腕部分３ａで押し除
けられている樹脂液２の量が少なくなっただけ、樹脂液
２の液面が下がり、排液口１ａの位置に該当する基準液
面Ｌ0 よりも実際の液面Ｌが下がってしまうのである。
【０００９】この液面Ｌと基準液面Ｌ0 との差△Ｌは、
第８図に示す成形台３の腕部分３ａの断面積Ｓ1 と、こ
の断面積Ｓ1 を除いた樹脂液２の液面の面積Ｓ2 とか
ら、下式で求められる。 △Ｌ＝α・（Ｓ1 ／Ｓ 2 ）…（１） Ｓ1 がＳ2 に比べて無視できるほど小さければ、△Ｌの
値も無視できるが、実際には、△Ｌはかなり大きく、光
硬化層５の厚みや三次元形状の寸法精度に大きな影響を
与える。特に、高精度な三次元形状を作製しようとする
ときは、重大な誤差となる。
第８図に示す成形台３の腕部分３ａの断面積Ｓ1 と、こ
の断面積Ｓ1 を除いた樹脂液２の液面の面積Ｓ2 とか
ら、下式で求められる。 △Ｌ＝α・（Ｓ1 ／Ｓ 2 ）…（１） Ｓ1 がＳ2 に比べて無視できるほど小さければ、△Ｌの
値も無視できるが、実際には、△Ｌはかなり大きく、光
硬化層５の厚みや三次元形状の寸法精度に大きな影響を
与える。特に、高精度な三次元形状を作製しようとする
ときは、重大な誤差となる。
【００１０】以上に説明したように、従来における三次
元形状の形成方法では、光を照射して硬化させる樹脂液
の厚みすなわち光硬化層の厚みを正確に設定するのが難
しく、光硬化層の厚みに誤差や変動が生じるので、作製
される三次元形状の寸法精度、形状精度が悪くなるとい
う問題があった。そこで、この発明の課題は、上記のよ
うな従来技術の間題点を解消して、光硬化層の厚みを正
確に設定することのできる三次元形状の形成方法を提供
することにある。
元形状の形成方法では、光を照射して硬化させる樹脂液
の厚みすなわち光硬化層の厚みを正確に設定するのが難
しく、光硬化層の厚みに誤差や変動が生じるので、作製
される三次元形状の寸法精度、形状精度が悪くなるとい
う問題があった。そこで、この発明の課題は、上記のよ
うな従来技術の間題点を解消して、光硬化層の厚みを正
確に設定することのできる三次元形状の形成方法を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する、こ
の発明にかかる三次元形状の形成方法は、光硬化性樹脂
液の貯液漕内で成形台を段階的に沈めていくとともに、
各段階で液面に光を照射して所定形状の光硬化層を形成
し、成形台上に光硬化層を複数層積み重ねて所望の三次
元形状を形成する方法において、貯液槽に、基準液面を
超える光硬化性樹脂液を排出する液面規制手段を備えて
おき、成形台を沈める工程で、成形台を一旦目的とする
光硬化層の厚みに対応する深さ位置よりも深く沈めた
後、目的とする光硬化層の厚みに対応する深さ位置に戻
すとともに、上記工程の間は液面規制手段による前記樹
脂液の排出を停止しておき、上記工程終了後、液面規制
手段による樹脂液の排出を行うようにする。
の発明にかかる三次元形状の形成方法は、光硬化性樹脂
液の貯液漕内で成形台を段階的に沈めていくとともに、
各段階で液面に光を照射して所定形状の光硬化層を形成
し、成形台上に光硬化層を複数層積み重ねて所望の三次
元形状を形成する方法において、貯液槽に、基準液面を
超える光硬化性樹脂液を排出する液面規制手段を備えて
おき、成形台を沈める工程で、成形台を一旦目的とする
光硬化層の厚みに対応する深さ位置よりも深く沈めた
後、目的とする光硬化層の厚みに対応する深さ位置に戻
すとともに、上記工程の間は液面規制手段による前記樹
脂液の排出を停止しておき、上記工程終了後、液面規制
手段による樹脂液の排出を行うようにする。
【００１２】光硬化性樹脂液に光を照射する方法や、光
硬化層の上に光硬化性樹脂液を供給する方法は、通常の
三次元形状の形成方法と同様の方法が採用できる。光硬
化層の上に光硬化性樹脂液を供給するには、成形台を段
階的に貯液漕に沈めていく方法を採用する。光硬化層を
形成する光としてレーザビームを用いる方法は、微細な
形状を有する光硬化層を迅速に形成することのできる方
法であるが、通常の各種光エネルギーをビーム状に照射
することもできる。ビーム光は、レンズやミラー、プリ
ズム等の光学系を通して、光硬化性樹脂液の液面、また
は液面近傍に焦点を結ぶように照射される。このビーム
光が最も集中する位置を集光位置と呼ぶ。このとき、液
面における照射光のビームスポット径は、液面に焦点が
合致しているとき、すなわち集光位置が液面に設定され
ている場合が最も小さくなる。ビームスポット径が小さ
いほど、照射される光エネルギーの密度が高くなり、光
硬化性樹脂液の硬化は促進される。また、ビームスポッ
ト径が小さいほど、同時に硬化する光硬化性樹脂液の面
積は小さくなり、微細なパターンが形成できる。このよ
うなことを勘案して、液面におけるビームスポット径が
適切な状態になるように、照射光の焦点すなわち集光位
置を設定する。具体的にビームスポット径を変えるに
は、前記した光学系のうち、レンズやミラーの位置を変
える方法が簡単で正確に行えるが、各種の光学系におけ
る焦点位置の変更手段やビームスポット径の変更手段が
採用できる。レンズやミラーの位置を変える手段は、通
常のレーザ照射装置その他における光学系に採用されて
いるのと同様の機構や装置が用いられる。
硬化層の上に光硬化性樹脂液を供給する方法は、通常の
三次元形状の形成方法と同様の方法が採用できる。光硬
化層の上に光硬化性樹脂液を供給するには、成形台を段
階的に貯液漕に沈めていく方法を採用する。光硬化層を
形成する光としてレーザビームを用いる方法は、微細な
形状を有する光硬化層を迅速に形成することのできる方
法であるが、通常の各種光エネルギーをビーム状に照射
することもできる。ビーム光は、レンズやミラー、プリ
ズム等の光学系を通して、光硬化性樹脂液の液面、また
は液面近傍に焦点を結ぶように照射される。このビーム
光が最も集中する位置を集光位置と呼ぶ。このとき、液
面における照射光のビームスポット径は、液面に焦点が
合致しているとき、すなわち集光位置が液面に設定され
ている場合が最も小さくなる。ビームスポット径が小さ
いほど、照射される光エネルギーの密度が高くなり、光
硬化性樹脂液の硬化は促進される。また、ビームスポッ
ト径が小さいほど、同時に硬化する光硬化性樹脂液の面
積は小さくなり、微細なパターンが形成できる。このよ
うなことを勘案して、液面におけるビームスポット径が
適切な状態になるように、照射光の焦点すなわち集光位
置を設定する。具体的にビームスポット径を変えるに
は、前記した光学系のうち、レンズやミラーの位置を変
える方法が簡単で正確に行えるが、各種の光学系におけ
る焦点位置の変更手段やビームスポット径の変更手段が
採用できる。レンズやミラーの位置を変える手段は、通
常のレーザ照射装置その他における光学系に採用されて
いるのと同様の機構や装置が用いられる。
【００１３】液面規制手段は、通常の液体取り扱い装置
において液面を一定に維持するために採用されている各
種の液面規制手段を使用できる。例えば、貯液槽の壁面
で、前記基準液面に相当する位置に開閉自在な排液口や
排液堰等を設けておけば、これらの排液口等が開放され
ている間は、基準液面を超える樹脂液が全て排出され、
排液口等が閉鎖されると、基準レベルよりも高い液面位
置まで樹脂液を溜めることが可能になる。
において液面を一定に維持するために採用されている各
種の液面規制手段を使用できる。例えば、貯液槽の壁面
で、前記基準液面に相当する位置に開閉自在な排液口や
排液堰等を設けておけば、これらの排液口等が開放され
ている間は、基準液面を超える樹脂液が全て排出され、
排液口等が閉鎖されると、基準レベルよりも高い液面位
置まで樹脂液を溜めることが可能になる。
【００１４】そして、１層の光硬化層が形成された後、
成形台を次層の光硬化層の厚みに対応する深さ位置まで
樹脂液中に沈めるが、この工程の際に、成形台を一旦上
記深さ位置よりも深く沈める。深く沈められた成形台の
上方に周囲から樹脂液が供給されて、成形台の上方を十
分な量の樹脂液が覆った後、成形台を上昇させて、前記
光硬化層の厚みに対応する深さ位置に戻す。このような
成形台の下降および上昇を行っている間は、前記液面規
制手段を機能させず、樹脂液が排出されないようにし
て、前記基準液面よりも液面が高くなることを許容する
ようにしておく。そして、前記成形台の下降および上昇
が終了した後、液面規制手段を機能させて、基準液面を
超える樹脂液を排出する。
成形台を次層の光硬化層の厚みに対応する深さ位置まで
樹脂液中に沈めるが、この工程の際に、成形台を一旦上
記深さ位置よりも深く沈める。深く沈められた成形台の
上方に周囲から樹脂液が供給されて、成形台の上方を十
分な量の樹脂液が覆った後、成形台を上昇させて、前記
光硬化層の厚みに対応する深さ位置に戻す。このような
成形台の下降および上昇を行っている間は、前記液面規
制手段を機能させず、樹脂液が排出されないようにし
て、前記基準液面よりも液面が高くなることを許容する
ようにしておく。そして、前記成形台の下降および上昇
が終了した後、液面規制手段を機能させて、基準液面を
超える樹脂液を排出する。
【００１５】
【作用】従来、貯液槽の液面を一定に維持するために、
排液口等を設けておく方法を採用したときに、成形台を
一旦深く沈めた後上昇させて所定の深さ位置に戻すとい
う操作を行うと、必要な樹脂液の一部までが排出されて
液面位置が変動してしまうという問題が、前記本発明に
よって解消される。
排液口等を設けておく方法を採用したときに、成形台を
一旦深く沈めた後上昇させて所定の深さ位置に戻すとい
う操作を行うと、必要な樹脂液の一部までが排出されて
液面位置が変動してしまうという問題が、前記本発明に
よって解消される。
【００１６】すなわち、成形台を下降および上昇させる
工程では、排液口等の液面規制手段を機能させずに、液
面が基準液面以上に上昇しても樹脂液が排出されないよ
うにしておき、成形台が所定の深さ位置に移動終了した
後に、液面規制手段を機能させて、基準液面を超える樹
脂液を排出してしまう。その結果、成形台の下降時に成
形台を支持する腕部分が樹脂液を押し除けて液面が上昇
しても、樹脂液が排出されてしまうことがない。そし
て、成形台が所定の深さ位置に配置された後、基準液面
を超える余分な樹脂液を排出すれば、樹脂液に光を照射
する段階では、常に一定の液面位置すなわち基準液面が
維持されることになる。その結果、光を照射される樹脂
液の厚みすなわち光硬化層の厚みが正確に設定されるこ
とになる。
工程では、排液口等の液面規制手段を機能させずに、液
面が基準液面以上に上昇しても樹脂液が排出されないよ
うにしておき、成形台が所定の深さ位置に移動終了した
後に、液面規制手段を機能させて、基準液面を超える樹
脂液を排出してしまう。その結果、成形台の下降時に成
形台を支持する腕部分が樹脂液を押し除けて液面が上昇
しても、樹脂液が排出されてしまうことがない。そし
て、成形台が所定の深さ位置に配置された後、基準液面
を超える余分な樹脂液を排出すれば、樹脂液に光を照射
する段階では、常に一定の液面位置すなわち基準液面が
維持されることになる。その結果、光を照射される樹脂
液の厚みすなわち光硬化層の厚みが正確に設定されるこ
とになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】ついで、この発明の実施例を図面
を参照しながら以下に詳しく説明する。第１図は、三次
元形状の形成装置の全体構造を示しており、貯液槽１０
には光硬化性樹脂液２０が収容され、この樹脂液２０の
中に成形台３０が沈められている。成形台３０の上面に
複数層の光硬化層５０が積み重ねられる。成形台３０
は、腕部３２を介して、貯液槽１０の外部に設置された
駆動機構に連結されている。駆動機構としては、前記し
た第４図の従来例と同様の構造が採用できる。駆動機構
の作動は、電子回路等からなる制御装置によって電気的
に制御される。
を参照しながら以下に詳しく説明する。第１図は、三次
元形状の形成装置の全体構造を示しており、貯液槽１０
には光硬化性樹脂液２０が収容され、この樹脂液２０の
中に成形台３０が沈められている。成形台３０の上面に
複数層の光硬化層５０が積み重ねられる。成形台３０
は、腕部３２を介して、貯液槽１０の外部に設置された
駆動機構に連結されている。駆動機構としては、前記し
た第４図の従来例と同様の構造が採用できる。駆動機構
の作動は、電子回路等からなる制御装置によって電気的
に制御される。
【００１８】貯液漕１０の上方には、走査機構となるミ
ラーや集光レンズ、スポット径を調整するビームエキス
パンダーを構成するレンズ群等からなる光学系４１を備
えたレーザビーム照射装置が設置されており、貯液槽１
０の液面にレーザビーム４０を照射する。光学系の構成
として、前記第４図の従来例と同様の構成が採用でき
る。
ラーや集光レンズ、スポット径を調整するビームエキス
パンダーを構成するレンズ群等からなる光学系４１を備
えたレーザビーム照射装置が設置されており、貯液槽１
０の液面にレーザビーム４０を照射する。光学系の構成
として、前記第４図の従来例と同様の構成が採用でき
る。
【００１９】液面規制手段として、貯液槽１０の一方の
壁面に排液口１８が設けられている。排液口１８の外面
は弁板７０で塞がれており、この弁板７０はシリンダ等
の駆動機構７２で昇降するようになっている。この弁板
７０の昇降に伴って、排液口１８が閉放されたり閉鎖さ
れたりする。上記のような装置の作動について説明す
る。まず、第２図に示すように、弁板７０で排液口１８
を閉鎖した状態で、成形台３０を下降させる。成形台３
０の下降量△Ｘは、次に形成しようとする光硬化層５０
の厚みｔに相当する深さよりも少し大きく設定する。す
なわち、下降量△Ｘ＝ｔ＋αとなる。そうすると、樹脂
液２０の液面は、成形台３０の腕部３２が挿入されて押
し除けられただけ上昇する。但し、排液口１８が開鎖さ
れているので、樹脂液２０が排出されることはなく、基
準液面Ｌ0 よりも高い液面Ｌのままで維持される。
壁面に排液口１８が設けられている。排液口１８の外面
は弁板７０で塞がれており、この弁板７０はシリンダ等
の駆動機構７２で昇降するようになっている。この弁板
７０の昇降に伴って、排液口１８が閉放されたり閉鎖さ
れたりする。上記のような装置の作動について説明す
る。まず、第２図に示すように、弁板７０で排液口１８
を閉鎖した状態で、成形台３０を下降させる。成形台３
０の下降量△Ｘは、次に形成しようとする光硬化層５０
の厚みｔに相当する深さよりも少し大きく設定する。す
なわち、下降量△Ｘ＝ｔ＋αとなる。そうすると、樹脂
液２０の液面は、成形台３０の腕部３２が挿入されて押
し除けられただけ上昇する。但し、排液口１８が開鎖さ
れているので、樹脂液２０が排出されることはなく、基
準液面Ｌ0 よりも高い液面Ｌのままで維持される。
【００２０】つぎに、成形台３０を上昇させて、基準レ
ベルＬ0 から光硬化層５０の厚みｔに相当する深さに配
置する。このとき、成形台３０の上昇に伴って、腕部３
２は樹脂液２０の上方に引き上げられ、樹脂液２０を押
し除けている腕部３２の体積が小さくなり、その結果、
液面が少し下降する。但し、この段階でも、基準液面Ｌ
0 よりも高い位置に液面Ｌが存在する。成形台３０の移
動が終了した後、図３に示すように、弁板７０を開けて
排液口１８を開放すると、基準液面Ｌ0 よりも高い位置
に存在する樹脂液２０は全て排液口１８から排出される
ので、液面は確実に基準液面Ｌ0 に一致する。
ベルＬ0 から光硬化層５０の厚みｔに相当する深さに配
置する。このとき、成形台３０の上昇に伴って、腕部３
２は樹脂液２０の上方に引き上げられ、樹脂液２０を押
し除けている腕部３２の体積が小さくなり、その結果、
液面が少し下降する。但し、この段階でも、基準液面Ｌ
0 よりも高い位置に液面Ｌが存在する。成形台３０の移
動が終了した後、図３に示すように、弁板７０を開けて
排液口１８を開放すると、基準液面Ｌ0 よりも高い位置
に存在する樹脂液２０は全て排液口１８から排出される
ので、液面は確実に基準液面Ｌ0 に一致する。
【００２１】その後、第１図に示すように、樹脂液２０
の液面にレーザビーム４０を照射すれば、レーザビーム
４０は基準液面Ｌ0 である液面に良好に照射され、形成
される光硬化層５０の厚みも正確に設定される。上記実
施例では、排液口１８と弁板７０で、液面規制手段を構
成しているが、基準液面Ｌ0 とそれより高い位置の２段
階に液面を調整できれば、各種構造の堰や仕切り板、弁
機構、その他の液面制御機構に変更することができる。
の液面にレーザビーム４０を照射すれば、レーザビーム
４０は基準液面Ｌ0 である液面に良好に照射され、形成
される光硬化層５０の厚みも正確に設定される。上記実
施例では、排液口１８と弁板７０で、液面規制手段を構
成しているが、基準液面Ｌ0 とそれより高い位置の２段
階に液面を調整できれば、各種構造の堰や仕切り板、弁
機構、その他の液面制御機構に変更することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上に述べた、この発明にかかる三次元
形状の形成方法では、液面規制手段の作動を制御するこ
とによって、成形台を所定の深さ位置よりも一旦深く沈
めた後、所定の深さ位置まで上昇させる方法を適用して
も、液面位置が基準液面からずれてしまうことが無くな
り、確実に液面位置を基準液面に合わせることが可能に
なる。
形状の形成方法では、液面規制手段の作動を制御するこ
とによって、成形台を所定の深さ位置よりも一旦深く沈
めた後、所定の深さ位置まで上昇させる方法を適用して
も、液面位置が基準液面からずれてしまうことが無くな
り、確実に液面位置を基準液面に合わせることが可能に
なる。
【００２３】その結果、形成される光硬化層の厚みが正
確に設定され、ひいては三次元形状の寸法精度、形状精
度を向上させることができる。
確に設定され、ひいては三次元形状の寸法精度、形状精
度を向上させることができる。
【図１】 本発明の実施形態を表し、最初の工程を表す
断面図
断面図
【図２】 図１の次の工程を表す断面図
【図３】 図２の次の工程を表す断面図
【図４】 従来例の構造を表す図
【図５】 別の従来例の構造を表す断面図
【図６】 作動状態を表す断面図
【図７】 図６の次の状態を表す断面図
【図８】 成形台の腕部分の影響を説明する断面図
１０ 貯液槽 １８ 排液口 ２０ 光硬化性樹脂液 ３０ 成形台 ３２ 腕部 ４０ レーザビーム ５０ 光硬化層 ７０ 弁板 Ｌ0 基準液面 Ｌ 液面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−228827（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−24121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−35966（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 67/00
Claims (2)
- 【請求項１】光硬化性樹脂液の貯液槽内で成形台を段階
的に沈めていくとともに、各段階で液面に光を照射して
光硬化層を形成し、成形台上に光硬化層を複数層積み重
ねて所望の三次元形状を形成する方法において、 貯液槽に、基準液面を超える光硬化性樹脂液を排出する
液面規制手段を備えておき、 成形台を沈める工程で、成形台を一旦目的とする光硬化
層の厚みに対応する深さ位置よりも深く沈めた後、目的
とする光硬化層の厚みに対応する深さ位置に戻すととも
に、 上記工程の間は液面規制手段による前記樹脂液の排出を
停止しておき、 上記工程終了後、液面規制手段による樹脂液の排出を行
うことを特徴とする三次元形状の形成方法。 - 【請求項２】前記液面規制手段が、貯液槽の壁面に設け
られた排液口と、排液口を選択的に開放および閉鎖する
弁板とを備える請求項１に記載の三次元形状の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10333158A JP3140741B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 三次元形状の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10333158A JP3140741B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 三次元形状の形成方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19324790A Division JP2901320B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 三次元形状の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11221861A JPH11221861A (ja) | 1999-08-17 |
| JP3140741B2 true JP3140741B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=18262945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10333158A Expired - Fee Related JP3140741B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 三次元形状の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140741B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7520740B2 (en) | 2005-09-30 | 2009-04-21 | 3D Systems, Inc. | Rapid prototyping and manufacturing system and method |
| US7585450B2 (en) | 2005-09-30 | 2009-09-08 | 3D Systems, Inc. | Rapid prototyping and manufacturing system and method |
| US7621733B2 (en) | 2005-09-30 | 2009-11-24 | 3D Systems, Inc. | Rapid prototyping and manufacturing system and method |
| US7690909B2 (en) | 2005-09-30 | 2010-04-06 | 3D Systems, Inc. | Rapid prototyping and manufacturing system and method |
| US7785093B2 (en) | 2004-10-08 | 2010-08-31 | 3D Systems, Inc. | Stereolithographic apparatus |
-
1998
- 1998-11-24 JP JP10333158A patent/JP3140741B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7785093B2 (en) | 2004-10-08 | 2010-08-31 | 3D Systems, Inc. | Stereolithographic apparatus |
| US7520740B2 (en) | 2005-09-30 | 2009-04-21 | 3D Systems, Inc. | Rapid prototyping and manufacturing system and method |
| US7585450B2 (en) | 2005-09-30 | 2009-09-08 | 3D Systems, Inc. | Rapid prototyping and manufacturing system and method |
| US7621733B2 (en) | 2005-09-30 | 2009-11-24 | 3D Systems, Inc. | Rapid prototyping and manufacturing system and method |
| US7690909B2 (en) | 2005-09-30 | 2010-04-06 | 3D Systems, Inc. | Rapid prototyping and manufacturing system and method |
| US8105527B2 (en) | 2005-09-30 | 2012-01-31 | 3D Systems, Inc, | Rapid prototyping and manufacturing system and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11221861A (ja) | 1999-08-17 |
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