JP3173252B2 - 光造形方法及び光造形装置 - Google Patents
光造形方法及び光造形装置Info
- Publication number
- JP3173252B2 JP3173252B2 JP27404193A JP27404193A JP3173252B2 JP 3173252 B2 JP3173252 B2 JP 3173252B2 JP 27404193 A JP27404193 A JP 27404193A JP 27404193 A JP27404193 A JP 27404193A JP 3173252 B2 JP3173252 B2 JP 3173252B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- patch
- stereolithography
- shape data
- normal vector
- model
- 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
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ照射により紫外
線硬化樹脂を硬化させ立体形状モデルを作成する光造形
方法およびその装置に関わり、特にレーザ透過光による
余剰硬化による寸法偏差を補正することで寸法精度に優
れた光造形物を提供するためのデータ処理方法に関す
る。
線硬化樹脂を硬化させ立体形状モデルを作成する光造形
方法およびその装置に関わり、特にレーザ透過光による
余剰硬化による寸法偏差を補正することで寸法精度に優
れた光造形物を提供するためのデータ処理方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、光造形方法および装置は、丸谷
他：光造形法：日刊工業新聞社に記載のように三次元形
状モデルデータを等高線データに変換し、等高線ごとの
断面形状に従い順次積層し立体モデルを作成する方法と
して知られている。
他：光造形法：日刊工業新聞社に記載のように三次元形
状モデルデータを等高線データに変換し、等高線ごとの
断面形状に従い順次積層し立体モデルを作成する方法と
して知られている。
【０００３】精度向上策については、特公平５−３３９
００号公報、３３９０１号公報に記載されている。
００号公報、３３９０１号公報に記載されている。
【０００４】また、ＲＰ＆Ｍ・ＳＬＡ特別セミナー：日
本３Ｄシステム主催：’９２．１０．２９−３０では、
樹脂層へのレーザ照射を一回走査した場合の硬化深さと
レーザが交差したときの硬化深さでは、交差した部分の
硬化深さの方が約１．７倍深くなる、と記載されてい
る。
本３Ｄシステム主催：’９２．１０．２９−３０では、
樹脂層へのレーザ照射を一回走査した場合の硬化深さと
レーザが交差したときの硬化深さでは、交差した部分の
硬化深さの方が約１．７倍深くなる、と記載されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光造形技術では水平な
板の底面あるいはオーバーハング部底面において、積層
時に硬化物を透過したレーザの漏れ光の累積で余剰硬化
してしまう問題がある。この問題は寸法偏差として現わ
れ、光造形の本質的な問題である。
板の底面あるいはオーバーハング部底面において、積層
時に硬化物を透過したレーザの漏れ光の累積で余剰硬化
してしまう問題がある。この問題は寸法偏差として現わ
れ、光造形の本質的な問題である。
【０００６】上記従来技術はオーバーハング部底面のレ
ーザ透過光による余剰硬化厚さの補正について配慮され
ていなかった。このため該部の下部においては、レーザ
透過光により未硬化樹脂が硬化し設計厚さ以上となり、
寸法精度を低下させる問題があった。
ーザ透過光による余剰硬化厚さの補正について配慮され
ていなかった。このため該部の下部においては、レーザ
透過光により未硬化樹脂が硬化し設計厚さ以上となり、
寸法精度を低下させる問題があった。
【０００７】さらに、造形物の寸法を設計値と揃えるに
は削るといった二次加工の工程が必要となるが、狭い隙
間では削ることが不可能な場合もあり、寸法偏差の補正
が必要であった。
は削るといった二次加工の工程が必要となるが、狭い隙
間では削ることが不可能な場合もあり、寸法偏差の補正
が必要であった。
【０００８】寸法偏差の補正方法としては、三次元ＣＡ
Ｄにおいて設計寸法を修正するという方法もあるが、Ｃ
ＡＤでの寸法修正は容易ではなく、手間がかかるという
問題がある。
Ｄにおいて設計寸法を修正するという方法もあるが、Ｃ
ＡＤでの寸法修正は容易ではなく、手間がかかるという
問題がある。
【０００９】本発明の目的は上記のような問題を解決
し、造形物およびオーバーハング部の底面を自動検出
し、光造形技術の本質的な寸法偏差を自動的に補正処理
する方法を提供することにある。
し、造形物およびオーバーハング部の底面を自動検出
し、光造形技術の本質的な寸法偏差を自動的に補正処理
する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、表面形状データを構成する多角形パッチの頂点をノ
ードに置き換え、オーバーハング部底面に位置する多角
形パッチを構成するノードを移動させて該多角形パッチ
の形状および位置を変更する、という方法で自動的に表
面形状データにおいて上記寸法偏差を補正しておき、該
データを基に造形を行なう。
に、表面形状データを構成する多角形パッチの頂点をノ
ードに置き換え、オーバーハング部底面に位置する多角
形パッチを構成するノードを移動させて該多角形パッチ
の形状および位置を変更する、という方法で自動的に表
面形状データにおいて上記寸法偏差を補正しておき、該
データを基に造形を行なう。
【００１１】
【作用】本発明において、光造形技術の本質的な寸法偏
差を表面形状データ上で、自動的に補正することが可能
となり、補正後の表面形状データを基に造形を行なうこ
とで光造形物の寸法精度が向上する。また、上記補正処
理は自動的に行なえるため、寸法偏差補正の効率が向上
する。さらに、削るといった二次加工の工程が省略され
る。
差を表面形状データ上で、自動的に補正することが可能
となり、補正後の表面形状データを基に造形を行なうこ
とで光造形物の寸法精度が向上する。また、上記補正処
理は自動的に行なえるため、寸法偏差補正の効率が向上
する。さらに、削るといった二次加工の工程が省略され
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。
る。
【００１３】図１は、本発明の第一実施例を示すオーバ
ーハング部底面の余剰硬化による寸法偏差を表面形状デ
ータにて補正する処理方法のＰＡＤ図である。
ーハング部底面の余剰硬化による寸法偏差を表面形状デ
ータにて補正する処理方法のＰＡＤ図である。
【００１４】まず、補正を行なうための表面形状データ
ファイルを指定する。表面形状データとは三次元形状モ
デルの表面を少なくとも３頂点を有する多角形パッチの
集合で表現したものであり、本実施例では三角形パッチ
について示す。図２に表面形状データファイルのフォー
マットを示す。法線ベクトルとパッチを構成する３頂点
の三次元座標が記載され、各パッチのデータ間は区切り
マークにて区別されている。次に、上記表面形状データ
ファイルのパッチの３頂点の座標および法線ベクトルを
順次読み込み、全パッチ数をカウントする。次に、読み
込んだ頂点座標にノード番号を付けていき、先に読み込
んだパッチの頂点座標と一致するものには同一のノード
番号を付ける。さらに、各パッチがいずれのノードで構
成されるかを記憶させる。次にオーバーハング部検出の
ため、法線ベクトルについてそのＺ成分の正負を判定す
る。Ｚ成分が負、すなわちパッチ面が下に向いている場
合には、該パッチはオーバーハング部底面あるいは造形
物底面に位置するため、該パッチを構成するノードに、
オーバーハング部底面に位置することを示すフラッグを
立てる。これをすべてのパッチについて繰り返す。以上
の操作は、パッチデータを読み込みながら、随時行なっ
ても全体としての処理は同様である。
ファイルを指定する。表面形状データとは三次元形状モ
デルの表面を少なくとも３頂点を有する多角形パッチの
集合で表現したものであり、本実施例では三角形パッチ
について示す。図２に表面形状データファイルのフォー
マットを示す。法線ベクトルとパッチを構成する３頂点
の三次元座標が記載され、各パッチのデータ間は区切り
マークにて区別されている。次に、上記表面形状データ
ファイルのパッチの３頂点の座標および法線ベクトルを
順次読み込み、全パッチ数をカウントする。次に、読み
込んだ頂点座標にノード番号を付けていき、先に読み込
んだパッチの頂点座標と一致するものには同一のノード
番号を付ける。さらに、各パッチがいずれのノードで構
成されるかを記憶させる。次にオーバーハング部検出の
ため、法線ベクトルについてそのＺ成分の正負を判定す
る。Ｚ成分が負、すなわちパッチ面が下に向いている場
合には、該パッチはオーバーハング部底面あるいは造形
物底面に位置するため、該パッチを構成するノードに、
オーバーハング部底面に位置することを示すフラッグを
立てる。これをすべてのパッチについて繰り返す。以上
の操作は、パッチデータを読み込みながら、随時行なっ
ても全体としての処理は同様である。
【００１５】次に、補正量として余剰硬化厚さαを設定
する。余剰硬化厚さαの求め方については後述する。次
いで、全ノードのフラッグを調べ、上記フラッグが立っ
ているノードについて、そのノードのＺ座標に補正量を
加算し、補正後のＺ座標値を各ノードの新たな座標値と
して置き換える。置き換えたノードの新座標をもってパ
ッチを構成する頂点座標を書き直す。ここで、パッチの
面傾きに変更が生じているので、該パッチの法線ベクト
ルを補正後のＺ座標を用いて算出する。補正後の頂点座
標および法線ベクトルから、読み込んだデータフォーマ
ットと同じフォーマットで新たな表面形状データファイ
ルを作成する。
する。余剰硬化厚さαの求め方については後述する。次
いで、全ノードのフラッグを調べ、上記フラッグが立っ
ているノードについて、そのノードのＺ座標に補正量を
加算し、補正後のＺ座標値を各ノードの新たな座標値と
して置き換える。置き換えたノードの新座標をもってパ
ッチを構成する頂点座標を書き直す。ここで、パッチの
面傾きに変更が生じているので、該パッチの法線ベクト
ルを補正後のＺ座標を用いて算出する。補正後の頂点座
標および法線ベクトルから、読み込んだデータフォーマ
ットと同じフォーマットで新たな表面形状データファイ
ルを作成する。
【００１６】補正量の設定については、Ｚ補正以前のど
の段階で行なっても全体としての処理は同様である。
の段階で行なっても全体としての処理は同様である。
【００１７】ここで何故パッチの頂点にノード番号付け
を行ない、Ｚ座標の補正をノードにて処理するのかを説
明する。図３は上記表面形状データの三角形パッチの図
である。図３（ａ）は隣り合う二つのパッチＡ，Ｂにつ
いて示したもので、パッチＡはオーバーハング部底面に
位置しており、パッチＢはオーバーハング部ではない。
各パッチの頂点をａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２，ｂ
３，とする。ここで、オーバーハング部底面にあるパッ
チＡの形状を変更する際に頂点ａ１，ａ２，ａ３の座標
値を移動した場合、三角形パッチＡの形状は変更された
ものの、パッチＢと離れてしまいパッチＡとパッチＢの
関係が保たれず不正なデータとなってしまう。通常の表
面形状データのパッチは、少なくとも３頂点で構成され
ているが、隣合うパッチがこれらの頂点を共有している
という認識はない。図３（ｂ）は三角形パッチＡ，Ｂが
共有する頂点をノードｎ１，ｎ３に置き換え、ノードｎ
１，ｎ２，ｎ３を移動してパッチＡの形状を変更したも
のである。その結果、パッチＢの形状も同時に変更さ
れ、パッチＡ、Ｂは離れることなく両パッチの関係は保
たれ正しいデータとなる。このように、モデルの表面を
表す三角形パッチにおいて、隣合うパッチが共有する頂
点をノードに置き換え、該ノードを移動させることによ
り、両パッチが離れたり、交差することなくその形状お
よび位置を変更することができる。ここでは傾斜したオ
ーバーハング底面を例に示したが、水平な場合も同様で
ある。
を行ない、Ｚ座標の補正をノードにて処理するのかを説
明する。図３は上記表面形状データの三角形パッチの図
である。図３（ａ）は隣り合う二つのパッチＡ，Ｂにつ
いて示したもので、パッチＡはオーバーハング部底面に
位置しており、パッチＢはオーバーハング部ではない。
各パッチの頂点をａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２，ｂ
３，とする。ここで、オーバーハング部底面にあるパッ
チＡの形状を変更する際に頂点ａ１，ａ２，ａ３の座標
値を移動した場合、三角形パッチＡの形状は変更された
ものの、パッチＢと離れてしまいパッチＡとパッチＢの
関係が保たれず不正なデータとなってしまう。通常の表
面形状データのパッチは、少なくとも３頂点で構成され
ているが、隣合うパッチがこれらの頂点を共有している
という認識はない。図３（ｂ）は三角形パッチＡ，Ｂが
共有する頂点をノードｎ１，ｎ３に置き換え、ノードｎ
１，ｎ２，ｎ３を移動してパッチＡの形状を変更したも
のである。その結果、パッチＢの形状も同時に変更さ
れ、パッチＡ、Ｂは離れることなく両パッチの関係は保
たれ正しいデータとなる。このように、モデルの表面を
表す三角形パッチにおいて、隣合うパッチが共有する頂
点をノードに置き換え、該ノードを移動させることによ
り、両パッチが離れたり、交差することなくその形状お
よび位置を変更することができる。ここでは傾斜したオ
ーバーハング底面を例に示したが、水平な場合も同様で
ある。
【００１８】次に、造形物底面あるいはオーバーハング
部底面に位置するパッチを法線ベクトルで判定する方法
について説明する。図４はオーバーハング部底面に位置
する三角形パッチとその法線ベクトルである。モデルの
積層方向を座標Ｚ軸の正方向とし、該パッチで定まる平
面に垂直で且つモデルの外側に向かう法線ベクトルをａ
（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）とすると、Ｚ成分が、Ｚａ＜０な
らば該パッチは下を向いているため、オーバーハング部
底面に位置すると判定できる。このようにして、上記法
線ベクトルＺ成分の正負を判定することによりオーバー
ハング部底面に位置するパッチを自動検出することを可
能とした。
部底面に位置するパッチを法線ベクトルで判定する方法
について説明する。図４はオーバーハング部底面に位置
する三角形パッチとその法線ベクトルである。モデルの
積層方向を座標Ｚ軸の正方向とし、該パッチで定まる平
面に垂直で且つモデルの外側に向かう法線ベクトルをａ
（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）とすると、Ｚ成分が、Ｚａ＜０な
らば該パッチは下を向いているため、オーバーハング部
底面に位置すると判定できる。このようにして、上記法
線ベクトルＺ成分の正負を判定することによりオーバー
ハング部底面に位置するパッチを自動検出することを可
能とした。
【００１９】以上のような処理方法で、造形物底面およ
びオーバーハング部転面を自動検出し、表面形状データ
上にて寸法偏差を効率良く補正することができ、このデ
ータを基に造形を行なうことにより寸法精度の高い光造
形品を得ることができる。
びオーバーハング部転面を自動検出し、表面形状データ
上にて寸法偏差を効率良く補正することができ、このデ
ータを基に造形を行なうことにより寸法精度の高い光造
形品を得ることができる。
【００２０】本実施例では三角形パッチについて示した
が、多角形パッチについても効果は同様である。
が、多角形パッチについても効果は同様である。
【００２１】ここで、余剰硬化厚さについて説明する。
図５（ａ）に光造形で余剰硬化の原理を示す。余剰硬化
は造形物のオーバーハング部底面を透過したレーザーの
漏れ光が、オーバーハング部底面の未硬化樹脂を硬化す
ることで生じる。次に余剰硬化厚さαの求め方を図５
（ｂ）を用いて説明する。
図５（ａ）に光造形で余剰硬化の原理を示す。余剰硬化
は造形物のオーバーハング部底面を透過したレーザーの
漏れ光が、オーバーハング部底面の未硬化樹脂を硬化す
ることで生じる。次に余剰硬化厚さαの求め方を図５
（ｂ）を用いて説明する。
【００２２】積層ピッチをＰ 第１硬化層の上面からの深さをＤ 積層数をＮ 樹脂の光吸収係数をｋ とするとＮ層積層時の深さＤでの透過光エネルギーＥｎ
（Ｄ，Ｎ）は Ｅｎ（Ｄ，Ｎ）＝ＥＸＰ（−ｋ（Ｄ＋（Ｎ−１）Ｐ）／
λ） である。
（Ｄ，Ｎ）は Ｅｎ（Ｄ，Ｎ）＝ＥＸＰ（−ｋ（Ｄ＋（Ｎ−１）Ｐ）／
λ） である。
【００２３】ここで、積層にともない第１層下部では何
回も透過光が照射されるから、その累積エネルギーをＥ
total（Ｄ，Ｎ）とすれば Ｅtotal（Ｄ，Ｎ）＝ＥＸＰ（−ｋＤ／λ） ＋ＥＸＰ（−ｋ（Ｄ＋Ｐ）／λ） ＋ ・ ・ ＋ＥＸＰ（−ｋ（Ｄ＋（ｎ−１）Ｐ）／λ） ここで Ａ＝ＥＸＰ（−ｋＤ／λ） Ｂ＝ＥＸＰ（−ｋＰ／λ） とすれば Ｅtotal（Ｄ，Ｎ）＝Ａ（１＋Ｂ＋Ｂ＾２＋・・・＋Ｂ＾（ｎ−１）） 両辺の対数をとると １ｎ（Ｅtotal（Ｄ，Ｎ））＝−ｋＤ／λ＋１ｎ（C） ここに、ｃ＝（１−Ｂ＾ｎ）／（１−Ｂ） よって Ｄ＝−λ／ｋ（１ｎ（Ｅtotal（Ｄ，Ｎ））−１ｎ（Ｃ）） Ｄは第１層の上面からの深さであること、また、Ｅtota
l（Ｄ，Ｎ）を臨界硬化パワー（照射パワーに対する
比）とすればＮ層積層したときの余剰硬化の厚さαは
回も透過光が照射されるから、その累積エネルギーをＥ
total（Ｄ，Ｎ）とすれば Ｅtotal（Ｄ，Ｎ）＝ＥＸＰ（−ｋＤ／λ） ＋ＥＸＰ（−ｋ（Ｄ＋Ｐ）／λ） ＋ ・ ・ ＋ＥＸＰ（−ｋ（Ｄ＋（ｎ−１）Ｐ）／λ） ここで Ａ＝ＥＸＰ（−ｋＤ／λ） Ｂ＝ＥＸＰ（−ｋＰ／λ） とすれば Ｅtotal（Ｄ，Ｎ）＝Ａ（１＋Ｂ＋Ｂ＾２＋・・・＋Ｂ＾（ｎ−１）） 両辺の対数をとると １ｎ（Ｅtotal（Ｄ，Ｎ））＝−ｋＤ／λ＋１ｎ（C） ここに、ｃ＝（１−Ｂ＾ｎ）／（１−Ｂ） よって Ｄ＝−λ／ｋ（１ｎ（Ｅtotal（Ｄ，Ｎ））−１ｎ（Ｃ）） Ｄは第１層の上面からの深さであること、また、Ｅtota
l（Ｄ，Ｎ）を臨界硬化パワー（照射パワーに対する
比）とすればＮ層積層したときの余剰硬化の厚さαは
【００２４】
【数１】α＝Ｄ−Ｐとなる。
【００２５】図６に積層厚さと寸法偏差の関係を示す。
このデータは水平なオーバーハング
このデータは水平なオーバーハング
【００２６】底面についての結果である。これより、
【数１】の計算結果は実測値とよく一致していることが
わかる。
わかる。
【００２７】図７は本発明の第一実施例において補正量
をオーバーハング部底面の傾きに依存する値とした場合
のＰＡＤ図である。オーバーハング部底面に位置するパ
ッチを検出した後に、該パッチを構成するノードに補正
量として該パッチの傾きに依存する値を設定する。図８
（ａ）は半径ｒ＝３．０の穴をもつモデルの表面形状デ
ータに補正量を１として上記補正を施したモデルデータ
の断面図である。しかし、余剰硬化厚さはオーバーハン
グ部底面の傾きに依存するため、このデータを基に光造
形を行なうと、寸法偏差が一様ではなく右図のようない
びつな光造形モデルとなってしまう。図８（ｂ）は補正
量をオーバーハング部底面の傾きに依存する値として上
記補正を施したモデルデータの断面図であり、このデー
タに基に光造形を行なうと、図のようなスムースな穴形
状が作成され、寸法精度の良い光造形モデルを得ること
ができる。
をオーバーハング部底面の傾きに依存する値とした場合
のＰＡＤ図である。オーバーハング部底面に位置するパ
ッチを検出した後に、該パッチを構成するノードに補正
量として該パッチの傾きに依存する値を設定する。図８
（ａ）は半径ｒ＝３．０の穴をもつモデルの表面形状デ
ータに補正量を１として上記補正を施したモデルデータ
の断面図である。しかし、余剰硬化厚さはオーバーハン
グ部底面の傾きに依存するため、このデータを基に光造
形を行なうと、寸法偏差が一様ではなく右図のようない
びつな光造形モデルとなってしまう。図８（ｂ）は補正
量をオーバーハング部底面の傾きに依存する値として上
記補正を施したモデルデータの断面図であり、このデー
タに基に光造形を行なうと、図のようなスムースな穴形
状が作成され、寸法精度の良い光造形モデルを得ること
ができる。
【００２８】ここでの補正量の設定はオーバーハング部
底面に位置するパッチの検出の後であれば、どの段階で
行なっても全体としての処理は同様である。
底面に位置するパッチの検出の後であれば、どの段階で
行なっても全体としての処理は同様である。
【００２９】以上のような処理方法で表面形状データに
補正を施し、造形を行なうことにより寸法精度の高い光
造形品を得ることができる。
補正を施し、造形を行なうことにより寸法精度の高い光
造形品を得ることができる。
【００３０】図９は本発明の第一実施例において法線ベ
クトルを多角形パッチの頂点から算出する場合のＰＡＤ
図である。表面形状データファイルに含まれる三角形パ
ッチを構成する頂点の座標を読み込み、これらの頂点座
標から該パッチの法線ベクトルを算出する。該法線ベク
トルを用いてオーバーハング部に位置するパッチを判定
する。法線ベクトルの算出はそのＺ成分の正負を判定す
るより以前の段階であれば、どの時点で行なっても全体
としての処理は同様である。
クトルを多角形パッチの頂点から算出する場合のＰＡＤ
図である。表面形状データファイルに含まれる三角形パ
ッチを構成する頂点の座標を読み込み、これらの頂点座
標から該パッチの法線ベクトルを算出する。該法線ベク
トルを用いてオーバーハング部に位置するパッチを判定
する。法線ベクトルの算出はそのＺ成分の正負を判定す
るより以前の段階であれば、どの時点で行なっても全体
としての処理は同様である。
【００３１】以上のような処理方法で表面形状データに
補正を施し、造形を行なうことにより寸法精度の高い光
造形品を得ることができる。
補正を施し、造形を行なうことにより寸法精度の高い光
造形品を得ることができる。
【００３２】図１０は本発明の第二実施例を示すもの
で、上記の表面形状データに補正処理を施して光造形を
行なう手順である。３次元ＣＡＤで形状モデルを作成
し、それを光造形用表面形状データに変換し、該データ
にオーバーハング部の自動検出および寸法偏差自動補正
という補正処理を施し、光造形を行なう。図１１は直径
の設計値 Ｄ＝１０．０の穴をもつモデルの断面図であ
り、図１１（ａ）は補正無しで、図１１（ｂ）は上記補
正処理を施して造形したモデルの断面図である。このよ
うに、本発明の手順に従い造形を行なうことにより、寸
法精度の高い光造形品を得ることができる。
で、上記の表面形状データに補正処理を施して光造形を
行なう手順である。３次元ＣＡＤで形状モデルを作成
し、それを光造形用表面形状データに変換し、該データ
にオーバーハング部の自動検出および寸法偏差自動補正
という補正処理を施し、光造形を行なう。図１１は直径
の設計値 Ｄ＝１０．０の穴をもつモデルの断面図であ
り、図１１（ａ）は補正無しで、図１１（ｂ）は上記補
正処理を施して造形したモデルの断面図である。このよ
うに、本発明の手順に従い造形を行なうことにより、寸
法精度の高い光造形品を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、造形物の底面およびオ
ーバーハング部の底面を自動検出し、該底面に生じる光
造形技術の本質的な寸法偏差を、表面形状データ上にて
補正することができ、寸法精度の高い光造形品を得られ
る効果がある。
ーバーハング部の底面を自動検出し、該底面に生じる光
造形技術の本質的な寸法偏差を、表面形状データ上にて
補正することができ、寸法精度の高い光造形品を得られ
る効果がある。
【００３４】また、寸法偏差の補正は三次元ＣＡＤに戻
って手で修正する必要がなく、自動的に短時間で処理で
きる効果がある。
って手で修正する必要がなく、自動的に短時間で処理で
きる効果がある。
【図１】本発明の第一実施例を示すオーバーハング部底
面の余剰硬化による寸法偏差を表面形状モデルにて補正
する処理方法のＰＡＤ図である。
面の余剰硬化による寸法偏差を表面形状モデルにて補正
する処理方法のＰＡＤ図である。
【図２】本発明の第一実施例における表面形状データの
フォーマットである。
フォーマットである。
【図３】本発明の第一実施例における三角形パッチとノ
ードを示す図である。
ードを示す図である。
【図４】本発明の第一実施例におけるオーバーハング部
のパッチの法線ベクトルを示す図である。
のパッチの法線ベクトルを示す図である。
【図５】本発明の第一実施例における余剰硬化厚さを示
す図である。
す図である。
【図６】本発明の第一実施例における積層厚さと寸法偏
差の関係を示すグラフである。
差の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第一実施例において補正量をオーバー
ハング部底面の傾きに依存する値とした場合のＰＡＤ図
である。
ハング部底面の傾きに依存する値とした場合のＰＡＤ図
である。
【図８】本発明の第一実施例における補正量をオーバー
ハング部底面の傾きに依存する値とした場合のモデルの
断面図である。
ハング部底面の傾きに依存する値とした場合のモデルの
断面図である。
【図９】本発明の第一実施例において法線ベクトルを多
角形パッチの頂点から算出する場合のＰＡＤ図である。
角形パッチの頂点から算出する場合のＰＡＤ図である。
【図１０】本発明の第二実施例を示す表面形状データ補
正処理を施して光造形を行なう手順を示す図である。
正処理を施して光造形を行なう手順を示す図である。
【図１１】直径の設計値Ｄ＝１０．０の穴をもつモデル
の断面図である。
の断面図である。
ａ…法線ベクトル、 ａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２，ｂ３…頂点、 ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４…ノード、 Ｚａ…法線ベクトルＺ成分、 α…余剰硬化厚さ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大久保 賢勉 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 遠藤 敏朗 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所ＡＶ機器事業部内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 67/00
Claims (4)
- 【請求項１】三次元形状モデルの表面を少なくとも３頂
点を有する多角形パッチと各パッチの法線ベクトルの集
合で表す表面形状データを用いて立体形状モデルを造形
するための光造形方法であって、 各パッチの法線ベクトルのＺ成分が負方向であることに
より、該パッチが造形物の底面部とオーバーハング部の
底面部の何れかに位置することを識別し、 該パッチが前記底面部に位置すると識別された場合に、
該パッチを構成する頂点の座標を、下式より算出される
余剰硬化厚さαに基づく値だけＺ方向に移動させ、 移動後の該補正された表面形状データに基づいて、紫外
線硬化樹脂にレーザを照射し硬化させ、該硬化物を積層
していくことで光造形モデルを作成することを特徴とす
る光造形方法。 α=-λ/k(ln(E0)-ln(c))-P （但し、オーバーハング部の造形の積層数をＮ、積層ピ
ッチをＰ、樹脂の光吸収係数をｋ、硬化光の波長をλ、
硬化光の照射エネルギーに対する樹脂硬化の臨界エネル
ギーの比をＥ０とし、C=(1-B∧N)/(1-B) B=EXP(-kP/
λ) とする。） - 【請求項２】前記法線ベクトルは、パッチ面の各頂点座
標から算出することを特徴とする請求項１に記載の光造
形方法。 - 【請求項３】三次元形状モデルの表面を少なくとも３頂
点を有する多角形パッチと各パッチの法線ベクトルの集
合で表す表面形状データを用いて立体形状モデルを造形
するための光造形装置であって、 各パッチの法線ベクトルのＺ成分が負方向であることに
より、該パッチが造形物の底面部とオーバーハング部の
底面部の何れかに位置することを識別する手段と、 該パッチが前記底面部に位置すると識別された場合に、
該パッチを構成する頂点の座標を、下式より算出される
余剰硬化厚さαに基づく値だけＺ方向に移動させる手段
と、 移動後の該補正された表面形状データに基づいて、紫外
線硬化樹脂にレーザを照射し硬化させる手段とを有し、 該硬化物を積層していくことで光造形モデルを作成する
ことを特徴とする光造形装置。 α=-λ/k(ln(E0)-ln(c))-P （但し、オーバーハング部の造形の積層数をＮ、積層ピ
ッチをＰ、樹脂の光吸収係数をｋ、硬化光の波長をλ、
硬化光の照射エネルギーに対する樹脂硬化の臨界エネル
ギーの比をＥ０とし、C=(1-B∧N)/(1-B) B=EXP(-kP/
λ) とする。） - 【請求項４】前記法線ベクトルは、パッチ面の各頂点座
標から算出する手段により算出されることを特徴とする
請求項３に記載の光造形装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27404193A JP3173252B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 光造形方法及び光造形装置 |
| PCT/JP1994/001841 WO1995012485A1 (fr) | 1993-11-02 | 1994-11-01 | Procede de correction de l'epaisseur de durcissement excessif d'un article photomoule et appareil afferent |
| DE69432836T DE69432836T2 (de) | 1993-11-02 | 1994-11-01 | Verfahren und vorrichtung zur korrektur der exzessiven ausgehärteten dicke von photometrisch geformten gegenständen |
| US08/637,623 US5858297A (en) | 1993-11-02 | 1994-11-01 | Method and apparatus of correcting superfluous curing thickness of optical modeling product |
| EP01112022A EP1136235B1 (en) | 1993-11-02 | 1994-11-01 | Method and apparatus of correcting superfluous curing thickness of optical modeling product |
| EP94931198A EP0727302B1 (en) | 1993-11-02 | 1994-11-01 | Method of correcting thickness of excessive curing of photomolded article |
| DE69430703T DE69430703T2 (de) | 1993-11-02 | 1994-11-01 | Verfahren zur korrektur der dicke von exzessiven aushärtenden, photometrisch geformten gegenständen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27404193A JP3173252B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 光造形方法及び光造形装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000345454A Division JP3485085B2 (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 光造形用形状データ処理方法、光造形方法及び光造形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07125078A JPH07125078A (ja) | 1995-05-16 |
| JP3173252B2 true JP3173252B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=17536146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27404193A Expired - Fee Related JP3173252B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 光造形方法及び光造形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3173252B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3477805B2 (ja) | 1994-04-06 | 2003-12-10 | 株式会社日立製作所 | データ処理方法及び光造形装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6114140B2 (ja) * | 2013-08-08 | 2017-04-12 | ローランドディー．ジー．株式会社 | 三次元造形装置および三次元造形方法 |
-
1993
- 1993-11-02 JP JP27404193A patent/JP3173252B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3477805B2 (ja) | 1994-04-06 | 2003-12-10 | 株式会社日立製作所 | データ処理方法及び光造形装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07125078A (ja) | 1995-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3030853B2 (ja) | 三次元物体の形成方法および装置 | |
| US8845949B2 (en) | Method for reducing differential shrinkage in stereolithography | |
| JP3955448B2 (ja) | 三次元物体を形成する方法 | |
| EP1136235B1 (en) | Method and apparatus of correcting superfluous curing thickness of optical modeling product | |
| JP3862523B2 (ja) | マイクロスライス生成による輪郭平滑化方法 | |
| JP3173252B2 (ja) | 光造形方法及び光造形装置 | |
| JP2000263650A (ja) | 光造形装置 | |
| JP3458593B2 (ja) | 三次元形状の形成方法 | |
| JP3485085B2 (ja) | 光造形用形状データ処理方法、光造形方法及び光造形装置 | |
| JP2004001531A (ja) | 光造形用形状データ処理方法、光造形方法及び光造形装置 | |
| JP3146805B2 (ja) | 光造形方法及び光造形装置 | |
| JP3477805B2 (ja) | データ処理方法及び光造形装置 | |
| JP3641276B2 (ja) | 立体像形成方法 | |
| Tyberg | Local adaptive slicing for layered manufacturing | |
| JPH05278123A (ja) | 光造形レーザ走査方法 | |
| JP4405671B2 (ja) | 光ステレオリソグラフィ法における樹脂硬化領域決定方法 | |
| JP3412278B2 (ja) | 光造形装置及び方法 | |
| JP3166133B2 (ja) | 光学的造形方法および装置 | |
| JPH05278124A (ja) | 光造形データ作成方法 | |
| JP3558095B2 (ja) | 光造形方法 | |
| JP2000037783A (ja) | 透明でかつ反りを低減する光造形法および該作製法からなる造形物 | |
| Chockalingam et al. | Optimization of process parameters in stereolithography using genetic algorithm | |
| Badillo et al. | Evaluation of Reproduction of Geometrical Primitives Using Different 3D Printing Techniques | |
| JPH10217337A (ja) | ３次元造形方法 | |
| JPH06297587A (ja) | 三次元造形方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |