JP3336280B2 - 光造形装置 - Google Patents
光造形装置Info
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- JP3336280B2 JP3336280B2 JP34930798A JP34930798A JP3336280B2 JP 3336280 B2 JP3336280 B2 JP 3336280B2 JP 34930798 A JP34930798 A JP 34930798A JP 34930798 A JP34930798 A JP 34930798A JP 3336280 B2 JP3336280 B2 JP 3336280B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光造形装置、詳細には
底面が透明プレートからなる光硬化性樹脂槽の下方か
ら、光照射装置による光エネルギーを槽内の光硬化性樹
脂に照射して、槽内の樹脂液面上に配置した造形ベース
プレートの下面に樹脂の硬化物層を成形し、前記ベース
プレートを樹脂槽の透明プレートから離反する方向へ移
動することにより、ベースプレートに、順次硬化物層の
積層された造形物を成形する光造形装置の改良に関する
ものである。
底面が透明プレートからなる光硬化性樹脂槽の下方か
ら、光照射装置による光エネルギーを槽内の光硬化性樹
脂に照射して、槽内の樹脂液面上に配置した造形ベース
プレートの下面に樹脂の硬化物層を成形し、前記ベース
プレートを樹脂槽の透明プレートから離反する方向へ移
動することにより、ベースプレートに、順次硬化物層の
積層された造形物を成形する光造形装置の改良に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】樹脂槽内の光硬化性樹脂に光エネルギー
を照射して、三次元の造形物を成形する光造形装置とし
ては、従来より、大別して、自由液面方式と規制液面方
式とが知られており、自由液面方式では、光硬化性樹脂
を貯留した樹脂槽内に造形ベースプレートを配置して、
このベースプレート上の樹脂液面上から光を照射するこ
とでプレート上に樹脂硬化物層を成形するが、この硬化
物層の上に次の硬化物層を成形するための手段として造
形ベースプレートを樹脂槽内に順次沈下させるので、樹
脂槽内には常時多量の樹脂を貯留しておく必要があり、
そのため樹脂槽内に貯留した樹脂の温度や粘度、熱膨張
や収縮による液面位の変化などを常に適正に制御管理し
なければならないという問題点がある。
を照射して、三次元の造形物を成形する光造形装置とし
ては、従来より、大別して、自由液面方式と規制液面方
式とが知られており、自由液面方式では、光硬化性樹脂
を貯留した樹脂槽内に造形ベースプレートを配置して、
このベースプレート上の樹脂液面上から光を照射するこ
とでプレート上に樹脂硬化物層を成形するが、この硬化
物層の上に次の硬化物層を成形するための手段として造
形ベースプレートを樹脂槽内に順次沈下させるので、樹
脂槽内には常時多量の樹脂を貯留しておく必要があり、
そのため樹脂槽内に貯留した樹脂の温度や粘度、熱膨張
や収縮による液面位の変化などを常に適正に制御管理し
なければならないという問題点がある。
【０００３】このような自由液面方式に対して、規制液
面方式では、底面を光が透過する透明プレートとした浅
い樹脂槽内の樹脂液面上に造形ベースプレートを配置し
て、樹脂槽の下方から光を透明プレートを通してベース
プレート方向へ照射し、該ベースプレートと透明プレー
トとの間に樹脂硬化物層を成形し、次いで、ベースプレ
ートを上方へ引き上げて樹脂硬化物層を底面の透明プレ
ートから剥がし、この既設樹脂硬化物層と底面透明プレ
ートの間の樹脂に下方から光を照射して、次の硬化物層
を成形するという方法を繰り返して所定形状の積層造形
物を成形するので、樹脂槽の容量を大きくする必要がな
く、樹脂槽内に貯留する樹脂は常に少量で足り、また、
樹脂の液面性状や温度、粘度などの制御も必要としない
などの利点を有する。
面方式では、底面を光が透過する透明プレートとした浅
い樹脂槽内の樹脂液面上に造形ベースプレートを配置し
て、樹脂槽の下方から光を透明プレートを通してベース
プレート方向へ照射し、該ベースプレートと透明プレー
トとの間に樹脂硬化物層を成形し、次いで、ベースプレ
ートを上方へ引き上げて樹脂硬化物層を底面の透明プレ
ートから剥がし、この既設樹脂硬化物層と底面透明プレ
ートの間の樹脂に下方から光を照射して、次の硬化物層
を成形するという方法を繰り返して所定形状の積層造形
物を成形するので、樹脂槽の容量を大きくする必要がな
く、樹脂槽内に貯留する樹脂は常に少量で足り、また、
樹脂の液面性状や温度、粘度などの制御も必要としない
などの利点を有する。
【０００４】上記の規制液面方式では、底面を透明プレ
ートとした浅い樹脂槽内に樹脂を貯留して、造形ベース
プレートと透明プレートとの間に樹脂硬化物層を成形す
るので、第１層目の硬化物層が成形されたのち、次の第
２層目の硬化物層を成形する前の段階で樹脂槽内に所定
量の樹脂を供給しておく必要があり、樹脂槽内に所定量
の樹脂を供給するための手段として、槽内に樹脂を溢れ
るように供給した状態で樹脂槽の周縁部に沿ってスキー
マー（均し板）を移動することで、樹脂槽内の樹脂液面
を常に槽の周縁部と同じレベルに調整できるようにした
手段が特開平７−１５９４号により知られている。
ートとした浅い樹脂槽内に樹脂を貯留して、造形ベース
プレートと透明プレートとの間に樹脂硬化物層を成形す
るので、第１層目の硬化物層が成形されたのち、次の第
２層目の硬化物層を成形する前の段階で樹脂槽内に所定
量の樹脂を供給しておく必要があり、樹脂槽内に所定量
の樹脂を供給するための手段として、槽内に樹脂を溢れ
るように供給した状態で樹脂槽の周縁部に沿ってスキー
マー（均し板）を移動することで、樹脂槽内の樹脂液面
を常に槽の周縁部と同じレベルに調整できるようにした
手段が特開平７−１５９４号により知られている。
【０００５】また、規制液面方式による樹脂硬化物層の
積層を的確に行えるための手段として、造形ベースプレ
ートの下面に成形される樹脂硬化物層の下面にさらに下
層の硬化物層を成形する際に、既設の硬化物層をいった
ん樹脂槽の樹脂液面下に完全に沈む位置まで下降させ、
次にベースプレートにより既設硬化物層の下面を樹脂槽
の樹脂液面と接触する位置まで上昇させることで、引き
上げられた既設硬化物層の下面と槽内の樹脂液面とを液
の表面張力により確実に接触させ、この状態で下層の樹
脂を光硬化させる方法が特開平７−１５９５号により知
られている。
積層を的確に行えるための手段として、造形ベースプレ
ートの下面に成形される樹脂硬化物層の下面にさらに下
層の硬化物層を成形する際に、既設の硬化物層をいった
ん樹脂槽の樹脂液面下に完全に沈む位置まで下降させ、
次にベースプレートにより既設硬化物層の下面を樹脂槽
の樹脂液面と接触する位置まで上昇させることで、引き
上げられた既設硬化物層の下面と槽内の樹脂液面とを液
の表面張力により確実に接触させ、この状態で下層の樹
脂を光硬化させる方法が特開平７−１５９５号により知
られている。
【０００６】さらに、規制液面方式において、前記のよ
うに造形ベースプレートの下面に成形された樹脂硬化物
層の下面に次の下層の硬化物層を成形するべく、既設硬
化物層を樹脂槽内の樹脂液面下に沈ませた場合でも、樹
脂液中に気泡が混入していると、既設硬化物層を水平の
まま沈めただけでは、この既設硬化物層の下面に成形さ
れる硬化物層中に気泡の混入した硬化物層が形成されて
しまうことがあるので、このような気泡の混入を防ぐ対
策として、ベースプレートに付着された既設硬化物層を
樹脂液面に対して水平でなく傾斜させた状態で樹脂液中
に沈めて、樹脂液中で水平状態に戻し、そのまま樹脂液
面上に引き上げて新しい硬化物層を形成する方法が特開
平８−１５６１０９号により知られている。
うに造形ベースプレートの下面に成形された樹脂硬化物
層の下面に次の下層の硬化物層を成形するべく、既設硬
化物層を樹脂槽内の樹脂液面下に沈ませた場合でも、樹
脂液中に気泡が混入していると、既設硬化物層を水平の
まま沈めただけでは、この既設硬化物層の下面に成形さ
れる硬化物層中に気泡の混入した硬化物層が形成されて
しまうことがあるので、このような気泡の混入を防ぐ対
策として、ベースプレートに付着された既設硬化物層を
樹脂液面に対して水平でなく傾斜させた状態で樹脂液中
に沈めて、樹脂液中で水平状態に戻し、そのまま樹脂液
面上に引き上げて新しい硬化物層を形成する方法が特開
平８−１５６１０９号により知られている。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】このようにして、規制液面方
式による光造形法は着実に実用化されつつあるが、この
方式による造形方法も未だ解決されるべき課題が残され
ている。例えば、そのうちの一つに、造形ベースプレー
トの下面と樹脂槽の底面との間に成形された樹脂硬化物
層を、樹脂槽の底面から引き剥がすときの衝撃力にどの
ように対応すべきかという問題がある。
式による光造形法は着実に実用化されつつあるが、この
方式による造形方法も未だ解決されるべき課題が残され
ている。例えば、そのうちの一つに、造形ベースプレー
トの下面と樹脂槽の底面との間に成形された樹脂硬化物
層を、樹脂槽の底面から引き剥がすときの衝撃力にどの
ように対応すべきかという問題がある。
【０００８】前記のように、規制液面方式による光造形
法では、造形ベースプレートの下面に成形される樹脂硬
化物層の下面にさらに下層の硬化物層を成形する際に、
造形ベースプレートを樹脂槽の上方へ引き上げて、既設
の硬化物層を樹脂槽底面から引き剥がすことになるた
め、その引き剥がしの際に生ずる衝撃により成形された
硬化物層の形状が変形したり破損、破壊することがしば
しば発生する。このような問題は、精密な立体造形物を
成形するために、互いに積層される硬化物層の厚さをよ
り薄いものとする場合に多く発生する。
法では、造形ベースプレートの下面に成形される樹脂硬
化物層の下面にさらに下層の硬化物層を成形する際に、
造形ベースプレートを樹脂槽の上方へ引き上げて、既設
の硬化物層を樹脂槽底面から引き剥がすことになるた
め、その引き剥がしの際に生ずる衝撃により成形された
硬化物層の形状が変形したり破損、破壊することがしば
しば発生する。このような問題は、精密な立体造形物を
成形するために、互いに積層される硬化物層の厚さをよ
り薄いものとする場合に多く発生する。
【０００９】このような問題に対し、前記特開平８−１
５６１０９号のように、造形ベースプレートに付着され
た既設硬化物層を樹脂液面に対して傾斜させた状態で樹
脂液中に沈める方法が知られているので、樹脂槽内に新
しく成形された硬化物層を樹脂槽の底面から引き剥がす
手段として、ベースプレートを槽内で傾斜させる方法が
考えられるが、この方法では新しく成形された硬化物層
の一端をベースプレートの回転軸を中心にしてほぼ真上
方向へ直接引き剥がすことになるので、引き剥がしの際
の衝撃力を緩和することにはならず、硬化物層の一端が
樹脂槽底面から無理に引き剥がされることで生ずる硬化
物層の変形や破損を的確に防止することはできない。
５６１０９号のように、造形ベースプレートに付着され
た既設硬化物層を樹脂液面に対して傾斜させた状態で樹
脂液中に沈める方法が知られているので、樹脂槽内に新
しく成形された硬化物層を樹脂槽の底面から引き剥がす
手段として、ベースプレートを槽内で傾斜させる方法が
考えられるが、この方法では新しく成形された硬化物層
の一端をベースプレートの回転軸を中心にしてほぼ真上
方向へ直接引き剥がすことになるので、引き剥がしの際
の衝撃力を緩和することにはならず、硬化物層の一端が
樹脂槽底面から無理に引き剥がされることで生ずる硬化
物層の変形や破損を的確に防止することはできない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、規制液面方式
による光造形法の上記のような問題点を解消し、造形ベ
ースプレートの下面に成形された硬化物層を樹脂槽の底
面から引き剥がす際に、硬化物層を樹脂槽底面から衝撃
による変形や破損を生ずることなく円滑に剥がすことが
できる光造形装置の提供を目的とするものである。
による光造形法の上記のような問題点を解消し、造形ベ
ースプレートの下面に成形された硬化物層を樹脂槽の底
面から引き剥がす際に、硬化物層を樹脂槽底面から衝撃
による変形や破損を生ずることなく円滑に剥がすことが
できる光造形装置の提供を目的とするものである。
【００１１】本発明に係る請求項１の光造形装置は、上
記の目的を達成するための具体的な手段として、底面が
透明プレートからなる樹脂槽内に積層硬化物の層厚に相
当する分量の光硬化性樹脂を貯留した後、前記樹脂槽の
上方に配置した造形ベースプレートを前記樹脂槽の樹脂
液面に接触させて、前記樹脂槽の下方より該樹脂槽内の
樹脂に光を照射し、前記ベースプレートの下面に所定層
厚の硬化物層を成形する規制液面方式による光造形装置
において、前記硬化物層の成形されたベースプレートを
上下方向に移動するためのＺ軸方向昇降装置に、ベース
プレート下面の硬化物層を樹脂槽底面の透明プレートか
ら引き剥がすための手段として、前記ベースプレートを
水平方向もしくは斜め上方向に移動してから上昇させる
初動手段を備えていることを特徴とする。
記の目的を達成するための具体的な手段として、底面が
透明プレートからなる樹脂槽内に積層硬化物の層厚に相
当する分量の光硬化性樹脂を貯留した後、前記樹脂槽の
上方に配置した造形ベースプレートを前記樹脂槽の樹脂
液面に接触させて、前記樹脂槽の下方より該樹脂槽内の
樹脂に光を照射し、前記ベースプレートの下面に所定層
厚の硬化物層を成形する規制液面方式による光造形装置
において、前記硬化物層の成形されたベースプレートを
上下方向に移動するためのＺ軸方向昇降装置に、ベース
プレート下面の硬化物層を樹脂槽底面の透明プレートか
ら引き剥がすための手段として、前記ベースプレートを
水平方向もしくは斜め上方向に移動してから上昇させる
初動手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】また、請求項２の光造形装置は、造形ベー
スプレートを上下方向に移動するためのＺ軸方向昇降装
置に設けられる造形ベースプレートの初動手段が、前記
ベースプレートを螺杆の回転により上下動する昇降ユニ
ットと、この昇降ユニットの基板を載置してこの基板を
水平方向へ移動しつつ上昇させるための後端に傾斜状立
ち上がり面をもったガイドレールと、前記昇降ユニット
の基板を前記ガイドレール上に沿って水平方向へ移動す
るための回転カムとからなっていることを特徴とする。
スプレートを上下方向に移動するためのＺ軸方向昇降装
置に設けられる造形ベースプレートの初動手段が、前記
ベースプレートを螺杆の回転により上下動する昇降ユニ
ットと、この昇降ユニットの基板を載置してこの基板を
水平方向へ移動しつつ上昇させるための後端に傾斜状立
ち上がり面をもったガイドレールと、前記昇降ユニット
の基板を前記ガイドレール上に沿って水平方向へ移動す
るための回転カムとからなっていることを特徴とする。
【００１３】また、請求項２の光造形装置は、造形ベー
スプレートを上下方向に移動するためのＺ軸方向昇降装
置に設けられる造形ベースプレートの初動手段が、昇降
ユニットのアーム先端部に設けられた両側板に湾曲長孔
を有するガイドブロックと、このガイドブロックに斜め
上方向への移動が可能なるように設けられたベースプレ
ートを支持するための可動板と、ガイドブロックの上面
と可動板の先端部との間に設けられた送り出し手段とか
らなっていることを特徴とする。
スプレートを上下方向に移動するためのＺ軸方向昇降装
置に設けられる造形ベースプレートの初動手段が、昇降
ユニットのアーム先端部に設けられた両側板に湾曲長孔
を有するガイドブロックと、このガイドブロックに斜め
上方向への移動が可能なるように設けられたベースプレ
ートを支持するための可動板と、ガイドブロックの上面
と可動板の先端部との間に設けられた送り出し手段とか
らなっていることを特徴とする。
【００１４】
【作用】この光造形装置では、樹脂槽の下方より槽内の
樹脂に光を照射し、造形ベースプレートの下面に所定層
厚の硬化物層を成形したのち、この硬化物層の下面に次
の硬化物層を形成するべくベースプレートをＺ軸方向昇
降装置により上昇させると、該ベースプレートが硬化物
層の成形されたその位置で直接上昇するのではなく、ベ
ースプレートの下面の硬化物層に対して、まず樹脂槽の
底面透明プレートの表面に沿って水平方向もしくは水平
斜め上方向に移動するような初期的な動きを与えた後に
上方へ移動するので、硬化物層を変形もしくは破損する
ことなく樹脂槽底面から剥離することができる。
樹脂に光を照射し、造形ベースプレートの下面に所定層
厚の硬化物層を成形したのち、この硬化物層の下面に次
の硬化物層を形成するべくベースプレートをＺ軸方向昇
降装置により上昇させると、該ベースプレートが硬化物
層の成形されたその位置で直接上昇するのではなく、ベ
ースプレートの下面の硬化物層に対して、まず樹脂槽の
底面透明プレートの表面に沿って水平方向もしくは水平
斜め上方向に移動するような初期的な動きを与えた後に
上方へ移動するので、硬化物層を変形もしくは破損する
ことなく樹脂槽底面から剥離することができる。
【００１５】
【実施例】次に、本発明に係る光造形装置を図面に示す
実施例により説明すると、図２において１０は樹脂造形
槽であり、この樹脂造形槽１０は底面を透明プレート１
２により形成した所定量の光硬化性樹脂１３を貯留する
薄い皿形の樹脂槽１１と、この樹脂槽１１の周囲に溝状
に周設された樹脂補給槽１４とからなっており、皿形の
樹脂槽１１内における光硬化性樹脂１３の液面上には、
上下動可能な造形ベースプレート１５が配置されてい
る。
実施例により説明すると、図２において１０は樹脂造形
槽であり、この樹脂造形槽１０は底面を透明プレート１
２により形成した所定量の光硬化性樹脂１３を貯留する
薄い皿形の樹脂槽１１と、この樹脂槽１１の周囲に溝状
に周設された樹脂補給槽１４とからなっており、皿形の
樹脂槽１１内における光硬化性樹脂１３の液面上には、
上下動可能な造形ベースプレート１５が配置されてい
る。
【００１６】前記樹脂造形槽１０は、槽外にポンプ１６
が設けられており、樹脂の成形の都度、周囲の樹脂補給
槽１４内に貯留された所定量の光硬化性樹脂１３が、前
記ポンプ１６によって皿形の樹脂槽１１内に供給された
のち、樹脂補給槽１４の上に設けられたスキーマー１７
が樹脂槽１１の上縁に沿って水平に移動することで、樹
脂槽１１内に供給された余剰分の樹脂１３を樹脂補給槽
１４内へ戻し、樹脂槽１１内に目的とする積層樹脂硬化
物層の積層スライスピッチに相当する分量の樹脂１３を
貯留する。
が設けられており、樹脂の成形の都度、周囲の樹脂補給
槽１４内に貯留された所定量の光硬化性樹脂１３が、前
記ポンプ１６によって皿形の樹脂槽１１内に供給された
のち、樹脂補給槽１４の上に設けられたスキーマー１７
が樹脂槽１１の上縁に沿って水平に移動することで、樹
脂槽１１内に供給された余剰分の樹脂１３を樹脂補給槽
１４内へ戻し、樹脂槽１１内に目的とする積層樹脂硬化
物層の積層スライスピッチに相当する分量の樹脂１３を
貯留する。
【００１７】皿形の樹脂槽１１内に貯留される光硬化性
樹脂１３の液面上には、前記造形ベースプレート１５が
水平に配置されており、このベースプレート１５は、図
３に示すように、アーム１８を介して槽外の側方に設け
たＺ軸方向昇降装置１９に支持され、この昇降装置１９
により樹脂１３の液面に対して上下動するようになって
いる。
樹脂１３の液面上には、前記造形ベースプレート１５が
水平に配置されており、このベースプレート１５は、図
３に示すように、アーム１８を介して槽外の側方に設け
たＺ軸方向昇降装置１９に支持され、この昇降装置１９
により樹脂１３の液面に対して上下動するようになって
いる。
【００１８】また、図２のように、樹脂槽１１の下方に
は縦横方向に自由に移動するＸ−Ｙプロッタ２１によっ
て、光照射部２２によりレーザー光を底面透明プレート
１２を通して樹脂槽１１内の樹脂１３に照射するための
コンピューターユニット２３と接続された光照射装置２
０が設けられている。
は縦横方向に自由に移動するＸ−Ｙプロッタ２１によっ
て、光照射部２２によりレーザー光を底面透明プレート
１２を通して樹脂槽１１内の樹脂１３に照射するための
コンピューターユニット２３と接続された光照射装置２
０が設けられている。
【００１９】前記光照射装置２０としては、気体、固
体、半導体レーザーなどの各種レーザー光を照射するレ
ーザー装置及びランプ光源などが使用される。また、光
照射装置２０およびＸ−Ｙプロッタ２１は、前記コンピ
ューターユニット２３により制御されるが、このコンピ
ューターユニット２３は、造形ベースプレート１５の上
下動を行う昇降装置１９やポンプ１６、スキーマー１７
なども制御するほか、３次元形状の積層造形物における
積層スライス毎の平面形状を演算し、更にこれに光照射
装置２０が所望する平面形状を描画できるように、レー
ザーのスキャンスピードや走査ピッチなどの属性データ
の計算も同時に行う。
体、半導体レーザーなどの各種レーザー光を照射するレ
ーザー装置及びランプ光源などが使用される。また、光
照射装置２０およびＸ−Ｙプロッタ２１は、前記コンピ
ューターユニット２３により制御されるが、このコンピ
ューターユニット２３は、造形ベースプレート１５の上
下動を行う昇降装置１９やポンプ１６、スキーマー１７
なども制御するほか、３次元形状の積層造形物における
積層スライス毎の平面形状を演算し、更にこれに光照射
装置２０が所望する平面形状を描画できるように、レー
ザーのスキャンスピードや走査ピッチなどの属性データ
の計算も同時に行う。
【００２０】前記造形ベースプレート１５のＺ軸方向昇
降装置１９には、図３、図４及び図６、図７に示すよう
に、ベースプレート１５の下面の形成された樹脂硬化物
層Ａを樹脂槽１１の底面透明プレート１２の表面から衝
撃を与えることなく上昇させて引き剥がすための初動手
段２４を備えている。
降装置１９には、図３、図４及び図６、図７に示すよう
に、ベースプレート１５の下面の形成された樹脂硬化物
層Ａを樹脂槽１１の底面透明プレート１２の表面から衝
撃を与えることなく上昇させて引き剥がすための初動手
段２４を備えている。
【００２１】図１は、ベースプレート１５の下面に成形
された樹脂硬化物層Ａを樹脂槽透明プレート１２から引
き剥がす際に、硬化物層Ａを透明プレート１２の表面に
沿ってまず水平方向に移動した後に上昇させるベースプ
レート１５の移動軌跡の一例を示したものであり、図
３、図４はその初動手段２４の構成を示している。
された樹脂硬化物層Ａを樹脂槽透明プレート１２から引
き剥がす際に、硬化物層Ａを透明プレート１２の表面に
沿ってまず水平方向に移動した後に上昇させるベースプ
レート１５の移動軌跡の一例を示したものであり、図
３、図４はその初動手段２４の構成を示している。
【００２２】この初動手段２４は、ベースプレート１５
のアーム１８を螺杆２７の回転によって上下動する昇降
ユニット２５と、この昇降ユニット２５を水平方向へ案
内するためのガイドレール３１と、前記昇降ユニット２
５を前記ガイドレール３１上に沿って水平方向へ移動す
るための回転カム３３とにより基本的に構成されてい
る。
のアーム１８を螺杆２７の回転によって上下動する昇降
ユニット２５と、この昇降ユニット２５を水平方向へ案
内するためのガイドレール３１と、前記昇降ユニット２
５を前記ガイドレール３１上に沿って水平方向へ移動す
るための回転カム３３とにより基本的に構成されてい
る。
【００２３】前記ベースプレート１５の昇降ユニット２
５は、下端に水平な基板２５ｂを有する支持壁２５ａの
前面に、上下一対のブラケット２６ａ，２６ｂを介して
左右一対の縦形案内杆２８と、これらの案内杆２８の間
に螺杆２７とが夫々平行に支持されており、下方ブラケ
ット２６ｂの下面に固定したモーター２９により前記螺
杆２７が回転することでアーム１８が案内杆２８に沿っ
て上下動するように構成され、下端の水平基板２５ｂ上
の一端には外側へ突出したローラ３０が設けられてい
る。
５は、下端に水平な基板２５ｂを有する支持壁２５ａの
前面に、上下一対のブラケット２６ａ，２６ｂを介して
左右一対の縦形案内杆２８と、これらの案内杆２８の間
に螺杆２７とが夫々平行に支持されており、下方ブラケ
ット２６ｂの下面に固定したモーター２９により前記螺
杆２７が回転することでアーム１８が案内杆２８に沿っ
て上下動するように構成され、下端の水平基板２５ｂ上
の一端には外側へ突出したローラ３０が設けられてい
る。
【００２４】前記昇降ユニット２５における支持壁２５
ａの下端の基板２５ｂは、両側が該昇降ユニット２５を
水平方向へ案内するための一対のガイドレール３１の上
に支持されていて、このガイドレール３１は前記樹脂槽
１１に近い前方側が水平面３１ａとなっているが、樹脂
槽１１から後方側へ離れるに従って斜め上方へ立ち上が
る傾斜面３１ｂを有しており、基板２５ｂをこのガイド
レール３１上に沿って樹脂槽１１から離れる後方側（図
３の左側方向）へ移動すると、基板２５ｂがまず水平に
移動し、次に水平状態のまま傾斜面３１ｂに沿って徐々
に上昇するようになっている。
ａの下端の基板２５ｂは、両側が該昇降ユニット２５を
水平方向へ案内するための一対のガイドレール３１の上
に支持されていて、このガイドレール３１は前記樹脂槽
１１に近い前方側が水平面３１ａとなっているが、樹脂
槽１１から後方側へ離れるに従って斜め上方へ立ち上が
る傾斜面３１ｂを有しており、基板２５ｂをこのガイド
レール３１上に沿って樹脂槽１１から離れる後方側（図
３の左側方向）へ移動すると、基板２５ｂがまず水平に
移動し、次に水平状態のまま傾斜面３１ｂに沿って徐々
に上昇するようになっている。
【００２５】前記昇降ユニット２５の基板２５ｂをガイ
ドレール３１上に沿って樹脂槽１１から離れる後方側へ
移動するための手段として、基板２５ｂの一端外方にモ
ーター３２により回転するカム３３を設けておき、この
カム３３を基板２５ｂ上の一端外側へ突出させた前記ロ
ーラ３０と接触させて、前記カム３３の回転により基板
２５ｂ上のローラ３０が押されて、基板２５ｂがガイド
レール３１上に沿って移動するようになっている。
ドレール３１上に沿って樹脂槽１１から離れる後方側へ
移動するための手段として、基板２５ｂの一端外方にモ
ーター３２により回転するカム３３を設けておき、この
カム３３を基板２５ｂ上の一端外側へ突出させた前記ロ
ーラ３０と接触させて、前記カム３３の回転により基板
２５ｂ上のローラ３０が押されて、基板２５ｂがガイド
レール３１上に沿って移動するようになっている。
【００２６】前記基板２５ｂが、カム３３の回転により
ガイドレール３１上に沿って後方側へ水平に移動し、次
いで傾斜面３１ｂに沿って徐々に上昇した時点で、昇降
ユニット２５の螺杆２７がモーター２９により回転し
て、造形ベースプレート１５を支持するアーム１８が上
昇し、ベースプレート１５を樹脂槽１１の上方へ引き上
げる。
ガイドレール３１上に沿って後方側へ水平に移動し、次
いで傾斜面３１ｂに沿って徐々に上昇した時点で、昇降
ユニット２５の螺杆２７がモーター２９により回転し
て、造形ベースプレート１５を支持するアーム１８が上
昇し、ベースプレート１５を樹脂槽１１の上方へ引き上
げる。
【００２７】図５は、ベースプレート１５の下面に成形
された樹脂硬化物層Ａを樹脂槽透明プレート１２から引
き剥がす際に、硬化物層Ａを透明プレート１２の表面か
ら斜め上方向に移動するようにして上昇させるベースプ
レート１５の移動軌跡の別の一例を示したものであり、
図６、図７はそのための初動手段２４の構成を示してい
る。
された樹脂硬化物層Ａを樹脂槽透明プレート１２から引
き剥がす際に、硬化物層Ａを透明プレート１２の表面か
ら斜め上方向に移動するようにして上昇させるベースプ
レート１５の移動軌跡の別の一例を示したものであり、
図６、図７はそのための初動手段２４の構成を示してい
る。
【００２８】この初動手段２４は、前記昇降ユニット２
５のアーム１８の先端部に設けられたガイドブロック３
４と、このガイドブロック３４に回動と水平方向への移
動が可能なるように設けられた前記造形ベースプレート
１５を支持するための可動板３８と、ガイドブロック３
４の上面と可動板３８の先端部との間に設けられた送り
出し手段４０とからなっている。
５のアーム１８の先端部に設けられたガイドブロック３
４と、このガイドブロック３４に回動と水平方向への移
動が可能なるように設けられた前記造形ベースプレート
１５を支持するための可動板３８と、ガイドブロック３
４の上面と可動板３８の先端部との間に設けられた送り
出し手段４０とからなっている。
【００２９】前記ガイドブロック３４は、図７のように
図面右側に配置される昇降ユニット２５から突出するア
ーム１８の先端部分に設けられていて、図６に示すよう
に、上面に窓孔３５を有する上面板３４ａと、この上面
板３４ａの両側に設けられた側面板３６とからなってお
り、両側面板３６には、前方位置（昇降ユニット２５
側）に水平な長孔３７ａと後方位置（図面左側）に後端
が上方へ徐々に立ち上がるように湾曲した長孔３７ｂが
夫々開設されている。
図面右側に配置される昇降ユニット２５から突出するア
ーム１８の先端部分に設けられていて、図６に示すよう
に、上面に窓孔３５を有する上面板３４ａと、この上面
板３４ａの両側に設けられた側面板３６とからなってお
り、両側面板３６には、前方位置（昇降ユニット２５
側）に水平な長孔３７ａと後方位置（図面左側）に後端
が上方へ徐々に立ち上がるように湾曲した長孔３７ｂが
夫々開設されている。
【００３０】また、ガイドブロック３４の内側における
上面板３４ａ下面には、後端が昇降ユニット２４と反対
側方向へ突出する前記可動板３８が配置されて、この可
動板３８の両側に突出したローラ３９が前記両側面板３
６の水平長孔３７ａ及び湾曲長孔３７ｂに軸着されてお
り、図６及び図７で実線で示すように、前記ローラ３９
が夫々の長孔３７ａ，３７ｂの前端（図面右端）に位置
して、可動板３８がガイドブロック３４内における前方
位置（図面右側方向）にあるときには、該可動板３８が
水平状態を維持し、この可動板３８の下面に取付けられ
た前記造形ベースプレート１５が樹脂槽１１の液面に対
して水平に支持されている。
上面板３４ａ下面には、後端が昇降ユニット２４と反対
側方向へ突出する前記可動板３８が配置されて、この可
動板３８の両側に突出したローラ３９が前記両側面板３
６の水平長孔３７ａ及び湾曲長孔３７ｂに軸着されてお
り、図６及び図７で実線で示すように、前記ローラ３９
が夫々の長孔３７ａ，３７ｂの前端（図面右端）に位置
して、可動板３８がガイドブロック３４内における前方
位置（図面右側方向）にあるときには、該可動板３８が
水平状態を維持し、この可動板３８の下面に取付けられ
た前記造形ベースプレート１５が樹脂槽１１の液面に対
して水平に支持されている。
【００３１】さらに、ガイドブロック３４の上面と可動
板３８の先端部との間に設けられる前記送り出し手段４
０は、ガイドブロック上面板３４ａにおける前記窓孔３
５の上に軸受け４２により回転可能に支持されたモータ
ー４１と、同じく可動板３８の先端部上面に軸受け４４
により回転可能に支持されたナット４３と、前記モータ
ー４１から突出して先端を前記ナット４３に螺着した螺
杆４５とからなっており、図７に鎖線で示すように、モ
ーター４１により螺杆４５を回転してナット４３をモー
ター４１と反対の方向（図面左側）へ押し出すことで、
可動板３８が湾曲長孔３７ｂに沿って斜め上部後方へ移
動するようになっている。
板３８の先端部との間に設けられる前記送り出し手段４
０は、ガイドブロック上面板３４ａにおける前記窓孔３
５の上に軸受け４２により回転可能に支持されたモータ
ー４１と、同じく可動板３８の先端部上面に軸受け４４
により回転可能に支持されたナット４３と、前記モータ
ー４１から突出して先端を前記ナット４３に螺着した螺
杆４５とからなっており、図７に鎖線で示すように、モ
ーター４１により螺杆４５を回転してナット４３をモー
ター４１と反対の方向（図面左側）へ押し出すことで、
可動板３８が湾曲長孔３７ｂに沿って斜め上部後方へ移
動するようになっている。
【００３２】前記可動板３８が、送り出し手段４０によ
って斜め上部後方へ所定の高さまで上昇した時点で、前
記昇降ユニット２５の螺杆２７がモーター２９により回
転して、ガイドブロック３４を支持するアーム１８が上
昇し、造形ベースプレート１５を樹脂槽１１の上方の所
定高さ位置へ引き上げる。
って斜め上部後方へ所定の高さまで上昇した時点で、前
記昇降ユニット２５の螺杆２７がモーター２９により回
転して、ガイドブロック３４を支持するアーム１８が上
昇し、造形ベースプレート１５を樹脂槽１１の上方の所
定高さ位置へ引き上げる。
【００３３】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る光造
形装置では、樹脂槽内の樹脂に光を照射して硬化物層を
成形したのち、透明プレート上に密着した硬化物層を透
明プレート上から剥離する際に、造形ベースプレートを
いきなり垂直方向へ引き上げるのではなく、まず硬化物
層の全体に水平方向へずれ動くような移動力を与えるの
で、硬化物層と透明プレートとの間に若干の隙間が生じ
て、この隙間部分に樹脂槽内の未硬化の樹脂が侵入する
ことで硬化物層の全体が移動し易い条件をつくりだすこ
とができる。
形装置では、樹脂槽内の樹脂に光を照射して硬化物層を
成形したのち、透明プレート上に密着した硬化物層を透
明プレート上から剥離する際に、造形ベースプレートを
いきなり垂直方向へ引き上げるのではなく、まず硬化物
層の全体に水平方向へずれ動くような移動力を与えるの
で、硬化物層と透明プレートとの間に若干の隙間が生じ
て、この隙間部分に樹脂槽内の未硬化の樹脂が侵入する
ことで硬化物層の全体が移動し易い条件をつくりだすこ
とができる。
【００３４】図３及び図４に示す初動手段を備えた場合
には、ベースプレートをガイドレールにより、最初水平
に移動してから水平状態を保持しつつ緩やかな傾斜面に
沿って上昇させるので、硬化物層の付着面全域を横移動
したのちに水平状態のまま徐々に上方へ移動して、透明
プレートの表面の一部から全域にかけて徐々に引き剥が
すこととなる。その結果、硬化物層は衝撃力を与えられ
ることなく引き剥がすことができ、従来のような、硬化
物層の引き剥がしに伴う形状変形や破損、破壊を確実に
防止することができる。
には、ベースプレートをガイドレールにより、最初水平
に移動してから水平状態を保持しつつ緩やかな傾斜面に
沿って上昇させるので、硬化物層の付着面全域を横移動
したのちに水平状態のまま徐々に上方へ移動して、透明
プレートの表面の一部から全域にかけて徐々に引き剥が
すこととなる。その結果、硬化物層は衝撃力を与えられ
ることなく引き剥がすことができ、従来のような、硬化
物層の引き剥がしに伴う形状変形や破損、破壊を確実に
防止することができる。
【００３５】また、図６及び図７に示す初動手段を備え
た場合には、可動板の湾曲長孔に沿った移動により、ベ
ースプレートを最初のごく短い時間は水平に移動して、
まず硬化物層に引き剥がし力を与えたのちに、次に後方
へ移動しながら後端が斜め上方へ傾斜状に引き上げるの
で、硬化物層は透明プレートの表面に対して昇降ユニッ
トと反対方向側の端から順次に引き剥がされることにな
る。その結果、この場合も、硬化物層は衝撃力を与えら
れることなく引き剥がすことができ、硬化物層の引き剥
がしに伴う形状変形や破損、破壊を確実に防止し、この
種の光造形装置の実用的可能性を高めることができる。
た場合には、可動板の湾曲長孔に沿った移動により、ベ
ースプレートを最初のごく短い時間は水平に移動して、
まず硬化物層に引き剥がし力を与えたのちに、次に後方
へ移動しながら後端が斜め上方へ傾斜状に引き上げるの
で、硬化物層は透明プレートの表面に対して昇降ユニッ
トと反対方向側の端から順次に引き剥がされることにな
る。その結果、この場合も、硬化物層は衝撃力を与えら
れることなく引き剥がすことができ、硬化物層の引き剥
がしに伴う形状変形や破損、破壊を確実に防止し、この
種の光造形装置の実用的可能性を高めることができる。
【００３６】上記の各実施例とも、硬化物層が透明プレ
ートから衝撃力を与えられることなく引き剥がすことが
できることは、実際に硬化物層の引き剥がしに伴う形状
変形や破損、破壊を大幅に減少できたことに加えて、衝
撃音が従来の方法に比較して激減したことにより証明で
きた。
ートから衝撃力を与えられることなく引き剥がすことが
できることは、実際に硬化物層の引き剥がしに伴う形状
変形や破損、破壊を大幅に減少できたことに加えて、衝
撃音が従来の方法に比較して激減したことにより証明で
きた。
【図１】本発明の装置における造形ベースプレートの移
動軌跡の一例を示す断面図。
動軌跡の一例を示す断面図。
【図２】本発明に係る光造形装置の全体の構成を示す斜
視図。
視図。
【図３】図１に示す造形ベースプレートの初動手段の構
成を示す側面図。
成を示す側面図。
【図４】図３に示す初動手段の正面図。
【図５】造形ベースプレートの移動軌跡の別の例を示す
断面図。
断面図。
【図６】図５に示す造形ベースプレートの初動手段の構
成を示す斜視図。
成を示す斜視図。
【図７】図６に示す初動手段の構成を示す側面図。
１０：樹脂造形槽 １１：樹脂槽 １２：透明プレート １３：光硬化性樹脂 １４：樹脂補給槽 １５：造形ベースプレート １６：ポンプ １７：スキーマー １８：アーム １９：Ｚ軸方向昇降装置 ２０：光照射装置 ２１：Ｘ−Ｙプロッタ ２２：光照射部 ２３：コンピューターユニット ２４：予備移動手段 ２５：昇降ユニット ２５ａ：支持壁 ２５ｂ：基板 ２６ａ，２６ｂ：ブラケット ２７：螺杆 ２８：案内杆 ２９：モーター ３０：ローラ ３１：ガイドレール ３１ａ：水平面 ３１ｂ：傾斜面 ３２：モーター ３３：カム ３４：ガイドブロック ３５：窓孔 ３６：側面板 ３７ａ：水平長孔 ３７ｂ：湾曲長孔 ３８：可動板 ３９：ローラ ４０：送り出し手段 ４１：モーター ４２：軸受け ４３：ナット ４４：軸受け ４５：螺杆
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 67/00
Claims (3)
- 【請求項１】 底面が透明プレートからなる樹脂槽内に
積層硬化物の層厚に相当する分量の光硬化性樹脂を貯留
した後、前記樹脂槽の上方に配置した造形ベースプレー
トを前記樹脂槽の樹脂液面に接触させて、前記樹脂槽の
下方より該樹脂槽内の樹脂に光を照射し、前記ベースプ
レートの下面に所定層厚の硬化物層を成形する規制液面
方式による光造形装置において、前記硬化物層の成形さ
れたベースプレートを上下方向に移動するためのＺ軸方
向昇降装置に、ベースプレート下面の硬化物層を樹脂槽
底面の透明プレートから引き剥がすための手段として、
前記ベースプレートを水平方向もしくは斜め上方向に移
動してから上昇させる初動手段を備えている光造形装
置。 - 【請求項２】 造形ベースプレートのＺ軸方向昇降装置
に設けられる前記初動手段が、前記ベースプレートを螺
杆の回転により上下動する昇降ユニットと、この昇降ユ
ニットの基板を載置してこの基板を水平方向へ移動しつ
つ上昇させるための後端に傾斜状立ち上がり面をもった
ガイドレールと、前記昇降ユニットの基板を前記ガイド
レール上に沿って水平方向へ移動するための回転カムと
からなっている請求項１の光造形装置。 - 【請求項３】 造形ベースプレートのＺ軸方向昇降装置
に設けられる前記初動手段が、昇降ユニットのアーム先
端部に設けられた両側板に湾曲長孔を有するガイドブロ
ックと、このガイドブロックに斜め上方向への移動が可
能なるように設けられたベースプレートを支持するため
の可動板と、ガイドブロックの上面と可動板の先端部と
の間に設けられた送り出し手段とからなっている請求項
１の光造形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34930798A JP3336280B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 光造形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34930798A JP3336280B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 光造形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000158546A JP2000158546A (ja) | 2000-06-13 |
| JP3336280B2 true JP3336280B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=18402892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34930798A Expired - Fee Related JP3336280B2 (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 光造形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3336280B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101149069B1 (ko) * | 2009-01-30 | 2012-05-24 | 재단법인 포항지능로봇연구소 | 표면장력을 이용한 무용기 성형시스템을 구비한 광조형 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100430033B1 (ko) * | 2001-03-05 | 2004-05-03 | 강상일 | 쾌속 광조형 장치 |
| US7614866B2 (en) * | 2007-01-17 | 2009-11-10 | 3D Systems, Inc. | Solid imaging apparatus and method |
| JP4928345B2 (ja) * | 2007-05-07 | 2012-05-09 | ローランドディー．ジー．株式会社 | 三次元造形装置 |
| JP5267174B2 (ja) * | 2009-02-03 | 2013-08-21 | ソニー株式会社 | 光造形装置及び造形ベース |
| IT1400015B1 (it) * | 2010-05-17 | 2013-05-09 | Dws Srl | Macchina stereolitografica perfezionata |
| IT1403482B1 (it) * | 2011-01-18 | 2013-10-17 | Dws Srl | Metodo per la produzione di un oggetto tridimensionale e macchina stereolitografica impiegante tale metodo |
| TWI592289B (zh) * | 2014-12-23 | 2017-07-21 | Ｄｗｓ有限責任公司 | 具有促進初始化的光固化機 |
| KR20160144837A (ko) * | 2015-06-09 | 2016-12-19 | 오스템임플란트 주식회사 | 3차원 프린터 및 그의 작동방법 |
| CN105172138B (zh) * | 2015-08-19 | 2017-11-28 | 珠海天威飞马打印耗材有限公司 | 平台组件、数字光处理三维打印机及平台组件的工作方法 |
| CN108025490A (zh) | 2015-08-28 | 2018-05-11 | 福姆实验室公司 | 增材制造工艺优化技术及相关系统和方法 |
| US20170182716A1 (en) * | 2015-12-29 | 2017-06-29 | Young Optics Inc. | Apparatus and method for three-dimensional printing |
| CN105922592A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-09-07 | 曾庆乐 | 3d打印装置 |
| CN108790167A (zh) * | 2017-04-27 | 2018-11-13 | 三纬国际立体列印科技股份有限公司 | 光固化立体打印装置 |
| CN108673895A (zh) * | 2018-05-19 | 2018-10-19 | 安徽中健三维科技有限公司 | 一种3d打印机可调角度平台机构 |
| KR101978996B1 (ko) * | 2018-12-11 | 2019-05-17 | 주식회사 쓰리딜라이트 | 서포터 최소화를 위한 3d프린터 |
| WO2022010332A1 (ko) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | 주식회사 류진랩 | 3d 프린터 및 3d 프린팅 방법 |
| CN113370527B (zh) * | 2021-05-25 | 2023-02-28 | 深圳市创想三维科技股份有限公司 | 自动脱模装置及3d打印设备 |
-
1998
- 1998-11-25 JP JP34930798A patent/JP3336280B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101149069B1 (ko) * | 2009-01-30 | 2012-05-24 | 재단법인 포항지능로봇연구소 | 표면장력을 이용한 무용기 성형시스템을 구비한 광조형 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000158546A (ja) | 2000-06-13 |
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