JP3366512B2

JP3366512B2 - 三次元造形方法

Info

Publication number: JP3366512B2
Application number: JP29358995A
Authority: JP
Inventors: 瑞嘉今野; 洋太郎矢野; 真吉田
Original assignee: Roland DG Corp
Current assignee: Roland DG Corp
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1995-10-17
Publication date: 2003-01-14
Anticipated expiration: 2015-10-17
Also published as: JPH09109269A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の層をそれぞれ
所定の横断面形状を持つ層に加工しながら積層すること
により三次元造形物を造形する三次元造形方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、材料を複数の層状に積層して
造形を行う方法として種々の三次元造形方法が開発され
ており、このような中に、図８に示すような装置を用い
たものがある。これは、ＬＯＭ法（ラミネート・オブジ
ェクト作製法）と呼ばれる方法であり、図に示すような
ＬＯＭ装置３０を使用して、裏面に感熱接着剤が塗布さ
れた薄いシート状の材料３１に切断線を入れながら一層
ずつ重ねて加熱接着していくようになっている。

【０００３】すなわち、図において、３２は、上下に移
動可能になった台部であり、この上部に供給ロール３３
からガイドロール３４を介して、順次、材料３１が送ら
れるようになっている。３５は、台部３２上を前後（図
示では左右）に移動する加熱ローラであり、台部３２上
に送られた材料３１を台部３２側に押圧しながら加熱す
ることにより、台部３２に接着またはすでに台部３２に
送られた材料３１の上に接着させる。

【０００４】３６は台部３２の上側に設けられ、台部３
２上を前後左右に移動可能な可動光ヘッドであり、ミラ
ー３７を介してレーザー光源３８から送られてくるレー
ザー光を台部３２上に送り、台部３２上の材料３１を切
断するようになっている。３９はガイドロール３４とで
台部３２を挟むようにして設けられたガイドロールであ
り、４０はガイドロール３９を介して材料３１の使用後
の不要部分を巻き取る巻き取りロールである。

【０００５】そして、造形物を造形する際には、まず、
供給ロール３３から繰り出した材料３１の先端部を巻き
取りロール４０に巻回し、加熱ローラー３５を台部３２
上で移動させて材料３１を台部３２に接着させる。つぎ
に、レーザー光源３８を作動させ可動光ヘッド３６を移
動させながらレーザー光を発生させ、材料３１に所定形
状の輪郭部４１を切断するとともに、造形に使用する部
分の外周縁部に切断線４２を、不要部分に格子状の切断
線４３をそれぞれ入れる。

【０００６】そして、形成された層の厚み分だけ台部３
２を下降させたのち、巻き取りロール４０を回転させ
て、新たな材料３１を上記切断した材料３１の上に配置
させ、上記の操作を繰り返すことにより多層からなる積
層体４４を形成し、その積層体４４から不要部分を除去
することにより造形物を得ることが行われる。

【０００７】また、この他に、シート状の材料３１の代
わりに薄板を用い、この薄板を切断加工しながら接着剤
等で接着して積層していく方法や、液状の光硬化性樹脂
を用い、この光硬化性樹脂における造形物を構成する部
分だけに光を照射してその部分を硬化させこの硬化層を
積層していくといった方法等種々の方法がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような造形方法では、造形物の各層を形成するシート，
板状材料または硬化層の厚みを一定にしなければなら
ず、この厚みにばらつきが生じると、得られる造形物が
縦方向に長くなりすぎたり、短くなりすぎたりして、設
定通りの造形物を得ることが難しくなる。

【０００９】このため、センサを用いて各層の表面の高
さや凹凸を検出するとともに、表面高さが高すぎたり、
表面に凸凹があったりすれば、ローラ等を用いて押圧す
ることにより凸凹をなくし表面全体を一定の高さに揃え
ることが行われている。その結果、ローラ等の装置が必
要になって三次元造形装置全体が複雑になるとともに、
作業が極めて煩雑になるという問題が生じている。

【００１０】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、各層の厚みにむらが生じて、各層の高さが不
均一になっても、その層を押圧して矯正するといった煩
雑な作業を行うことなく、精度のよい造形物を得ること
のできる三次元造形方法の提供をその目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明にかかる三次元造形方法は、各層を所定の
横断面形状を持つ層に加工しながら積層することにより
造形物を得る三次元造形方法であって、設定した造形物
の形状データを予め準備しておき、最下段の層は想定し
た層の厚みの２分の１に相当する高さから上記設定した
造形物の形状における横断面形状のデータを算出しその
データに基づいて加工を行い、その上側に形成される層
はそれぞれすでに積層された層の表面高さを実測し、そ
の表面高さに、その表面側一層の厚みの２分の１または
積層されたすべての層の平均厚みの２分の１を加算した
高さから上記設定した造形物の形状における横断面形状
のデータを算出しそのデータに基づいて造形物部分の形
成を行うことを第１の要旨とする。

【００１２】そして、上記第１の要旨における三次元造
形方法において、表面高さの実測を複数層の積層に対し
て１回行うとともに、その実測値による表面高さまたは
実測値に高さ測定をせずに積層された層の厚みの算出値
を加算した算出表面高さに、その表面側複数層の平均厚
みの２分の１または積層されたすべての層の平均厚みの
２分の１を加算した高さから設定した造形物の形状にお
ける横断面形状のデータに基づいて造形物部分の形成を
行うことを第２の要旨とする。

【００１３】

【作用】この発明は、従来例のように、造形物を設定通
りの形状にするために、各層を形成するたびにローラ等
で層の表面を押圧して、各層の厚みが一定になるように
したり、最上段の層の表面が設定通りの高さになるよう
にするというものではなく、表面層の実測による高さお
よびすでに形成された層の厚みから次に形成される上層
の想定高さ（その層の略中央の高さ）を算出するととも
に、この想定高さからその高さに対応する横断面形状の
データを算出し、そのデータに基づいて順次造形を行う
ようになっている。

【００１４】すなわち、設定した造形物の形状のデータ
（例えば、設定した造形物の形状における各高さに応じ
た横断面形状のスライスデータや、設定した造形物の中
実部分の情報からなるソリッドデータ等のデータ）を予
め準備しておき、実測した表面層の高さおよび積層され
た層の厚みから次に形成する層の高さを算出するととも
に、その高さのデータから設定した造形物におけるその
高さに対応する横断面形状のデータを算出し、そのデー
タに基づいて次の層の形成を行うようになっている。

【００１５】したがって、各層の厚みにむらが生じてい
ても、次に形成する層がその高さに対応した横断面形状
を持つように形成されるため、各層の高さ誤差が蓄積さ
れることなく、全体の高さ誤差は、常に略一層分の高さ
誤差以内に維持される。この結果、誤差が極めて少ない
精度のよい造形が行えるようになる。

【００１６】また、層を形成する際に、割り出される横
断面形状のデータは、すでに形成された積層体の最上段
の層と同じ厚み、または各層の平均厚みの層をその上側
に形成すると想定し、その層の厚みの２分の１の高さを
上記最上段の層の高さに足して、この高さに対応するデ
ータとして算出される。このように、層の厚みの２分の
１の高さ、すなわち層の中心となる横断面形状のデータ
に基づいてその層の形成が行われるため、各層がその層
の平均的な形状に形成され、さらに、精度のよい造形が
可能になる。

【００１７】また、積層される層の厚みにムラが少な
く、高さ誤差が生じにくい場合等、高さ補正を頻繁に行
う必要のない場合には、表面層の高さ測定は複数層に対
して一回だけ行うようにすることもできる。この場合
も、想定高さの算出は、実測による高さに一層の厚みの
２分の１を加えて行い、高さを測定していない層が表面
に位置している場合には、測定していない層の厚みは実
測した層の厚みの平均値をとる等して算出する。つぎ
に、実施例にもとづいて、この発明による三次元造形方
法を詳しく説明する。

【００１８】

【実施例】図１は、この発明の一実施例に用いる三次元
造形装置の構成図である。図において、１は上面が水平
に形成された造形テーブルであり、その上面に薄板状の
造形材料２が順次積層されるようになっている。３は、
この造形テーブル１の上側に配設された切削具であり、
Ｘ（左右），Ｙ（前後），Ｚ（上下）方向に移動するこ
とにより上記造形材料２を切削加工できるようになって
いる。

【００１９】４はそのさらに上側に配設されたセンサで
あり、造形テーブル１の上面に積層される造形材料２の
うちの最上段の造形材料２の表面高さを検出するように
なっている。また、５はこの装置の外部に配設されたコ
ンピュータであり、接続された制御部６に、予め設定し
た造形物の形状における各高さに対応する横断面形状の
データ等の造形データを送るようになっている。

【００２０】上記制御部６は、センサ４が検出した造形
材料２の表面高さの検出データを受信し、この検出デー
タと、コンピュータ５から送られてくる造形データを比
較して、その検出データの高さに対応する横断面形状の
データを割り出す。そして、そのデータに基づいて、ド
ライバ７，８，９を介して、Ｘモータ１０，Ｙモータ１
１，Ｚモータ１２を駆動させ、造形テーブル１の上方に
設けられた切削具３を移動させることにより、造形材料
２の加工を行うようになっている。

【００２１】この構成において、造形を行う際には、造
形材料２からなる各層のセンサ４による高さ検出は一層
を形成するごとに毎回行い、その都度、高さの補正を行
うようにしてもよいし、複数層の積層に対して一度だけ
行ないその複数層分をまとめて高さ補正するようにして
もよい。まず、上記高さ検出を毎回行う場合には、図２
に示したフローチャートに従って、図３に示したような
造形を行う。

【００２２】すなわち、作業開始後、ステップ１に進
み、造形テーブル１上に造形材料２を一枚載せたのち、
ステップ２を経て、ステップ３に示すように、Ｚ（ｎ）
の断面データが存在するか否かをチェックする。この場
合、ｎは積層された層数を示す数であり、ｍはセンサ４
が行う高さ検出の回数を示す数である。また、ｈ（ｍ）
はｍ回目に高さ検出を行った際の造形物の実測による表
面高さであり、ｄ（ｍ）はｍ回目に高さ検出を行った時
の次に積層する層の想定高さピッチ（その層の想定した
厚み）である。

【００２３】上記開始の段階では、まだセンサ４による
高さ検出は行われていないため、ｍは０である。このた
め、ｍ＝０の場合は、想定高さピッチｄ（０）＝ｄ₀
（図３では下側の一点鎖線で示した高さ）と設定してい
る。Ｚ（ｎ）は、第ｎ層の横断面形状を算出する際の想
定高さを示しており、この高さに対応する横断面形状の
データを割り出し、このデータに基づいて造形材料２の
加工（輪郭部の切断）が行われる。

【００２４】上記ステップ３においては、ｎ＝１である
ため、当然、Ｚ（ｎ）のデータは存在し、このＺ（１）
＝１／２・ｄ₀ （図３では下側の二点鎖線で示した高
さ）の高さに対応する横断面形状になるように材料２か
らなる第１層ａが加工具３によって加工される（ステッ
プ４）。ついで、ステップ５で、ｍが１となって、ステ
ップ６に進み、第１層ａの実測による表面高さｈ（１）
が求められる。

【００２５】つぎに、ステップ７に進み、上記第１層ａ
の上側に積層される第２層ｂの想定高さピッチｄ（１）
が算出される。この場合ｈ（ｍ）はｈ（１），ｈ（ｍ−
１）は０であるため、ｄ（１）＝ｈ（１）となる。すな
わち、上記実測された第１層ａの表面高さがそのままそ
の上に形成される第２層ｂの想定高さピッチとなる（図
３のｈ（１）とｄ（１）参照）。

【００２６】ついで、第１層ａの上に未加工の造形材料
２が接着固定され、ｎ＝２となる（ステップ８）。そし
て、ステップ９に進み、造形材料２からなる第２層ｂの
横断面形状を算出するために想定高さＺ（２）を算出す
る。ここで、Ｚ（２）＝ｈ（１）＋１／２・ｄ（１）と
なる。この値は、実測した第１層ａの表面高さｈ（１）
に、この第１層ａの高さ（厚み）ｈ（１）の２分の１を
加算した数値と同じである。つぎに、ステップ３に戻
り、Ｚ（２）のデータが存在することを確認したのち、
ステップ４に進み、Ｚ（２）の高さに対応する横断面形
状のデータに基づき第２層ｂを加工する。

【００２７】ついで、ステップ５で、ｍ＝２とし、ステ
ップ６で、第２層ｂの表面高さｈ（２）を実測する。つ
ぎに、ステップ７に進み、上記第２層ｂの上側に積層さ
れる第３層ｃの想定高さピッチｄ（２）が算出される。
この場合ｈ（ｍ）はｈ（２），ｈ（ｍ−１）はｈ（１）
であるため、ｄ（２）＝ｈ（２）−ｈ（１）となる（図
３参照）。すなわち、上記実測された第２層ｂの表面高
さから第１層ａの表面高さを引いた数値（第２層ｂの厚
み）が第２層ｂの上に形成される第３層ｃの想定高さピ
ッチとなる。

【００２８】ついで、加工された第２層ｂの上に他の未
加工の造形材料２が接着固定され、ｎ＝３となる（ステ
ップ８）。そして、ステップ９に進み、上記造形材料２
からなる第３層ｃの横断面形状を算出する際の高さＺ
（３）を算出する。この場合、Ｚ（３）＝ｈ（２）＋１
／２・ｄ（２）となる。この値は、実測した第２層ｂの
表面高さに、この第２層ｂの厚みの２分の１を加算した
数値である。

【００２９】そして、再び、ステップ３に戻って、次の
層の造形および表面高さ測定を行うといったステップを
繰り返して造形が行われ、Ｚ（ｎ）のデータが存在しな
くなると造形が終了する。

【００３０】このように、上記の方法によれば、一層を
形成するごとにその表面高さ検出を行い、その検出によ
って求められた表面高さにその表面側の層の厚みの２分
に１の高さを加算した数値を、次の層を造形する際の高
さデータと想定して横断面形状のデータを割り出しその
データに基づいて次の層を造形するようになっている。
したがって、各層の高さ誤差が蓄積することなく、一層
を形成する都度、その誤差が補正されるようになる。そ
の結果、複数層を形成した際の最大の高さ誤差は表面側
の一層から生じる誤差の範囲内に留まるようになる。

【００３１】また、造形材料２の厚みにばらつきがあっ
ても、造形の精度にはあまり影響しなくなる。なお、図
３においては、第１層ａの厚みに比べて第２層ｂが薄く
なっているが、つぎの第３層ｃを造形する前に、第２層
ｂの表面高さが実測されこの実測値がつぎの想定高さの
基準とされるため、第２層ｂで生じた高さ誤差は消去さ
れる。

【００３２】また、各層を造形する際の、横断面形状
は、図４に示すように、各層ａ，ｂ，ｃの想定高さデー
タＺ（１），Ｚ（２），Ｚ（３）に対応する横断面形状
のデータに基づいて行われる。すなわち、これらのデー
タは、各層ｎにおいて想定された中心高さに対応するも
のであるため、造形物の輪郭ｆ（横断面形状のデータを
縦に連続させて表した線）が傾斜面になっている場合、
切断線ｘはそれぞれ各層ｎ内における傾斜した輪郭ｆの
略中央（輪郭ｆとＺ（ｎ）が交差する部分）に位置する
ようになる。この結果、切断線ｘによる輪郭は造形のデ
ータによる輪郭ｆに極めて近似したものとなり精度のよ
い造形物が得られる。なお、この精度は、各層ｎの厚み
が薄いほど良好なものとなる。

【００３３】つぎに、センサ４による表面高さ検出を毎
回でなく数回に一度行う場合には、図５に示したフロー
チャートに従って、図６に示したような造形を行う。ま
ず、２層を形成するごとに一回表面高さ検出を行うとす
ると、作業開始後、上記実施例と同様にして、ステップ
１’からステップ４’に進み、想定高さＺ（１）＝１／
２・ｄ₀ として、その高さに対応する横断面形状のデー
タに基づいて第１層ａ’の加工を行う。

【００３４】ついで、ステップ１０に進み、ｎがｋの倍
数であるかどうかをチェックする。このｋは、センサ４
による表面高さ検出を、複数回に一度行なう場合のその
回数を示しており、この場合、２回に一度行うためｋは
２となる。また、ｎは１であるため、ｎはｋの倍数でな
い。したがって、ステップ１０はＮＯとなり、ステップ
１１に進み、第１層ａ’の上に未加工の造形材料２が接
着固定され、ｎ＝２となる。

【００３５】つぎに、ステップ１２に進み、第２層ａ”
の想定高さＺ（２）が求められる。この場合、Ｚ（１）
は１／２・ｄ₀、ｄ（０）はｄ₀ であるため、Ｚ（２）
は３／２・ｄ₀ となる。すなわち、Ｚ（２）は、予め設
定した第１層ａ’の想定高さに想定高さピッチｄ₀ を加
算した高さになる。

【００３６】ついで、ステップ３’に戻り、Ｚ（２）の
データが存在することを確認したのち、ステップ４’に
進み、Ｚ（２）の高さに対応する横断面形状のデータに
基づき第２層ａ”を造形する。そして、ステップ１０に
再び進み、ｎがｋの倍数であるかどうかをチェックす
る。ｎは２であるため、ＹＥＳとなって、ステップ５’
に進み、ｍが１となり、ステップ６’で、第２層ａ”の
実測による表面高さｈ（１）が求められる。

【００３７】つぎに、ステップ７’に進み、上記第２層
ａ”の上側に積層される第３層ｂ’の想定高さピッチｄ
（１）が算出される。この場合ｈ（ｍ）はｈ（１），ｈ
（ｍ−１）は０であるため、ｄ（１）＝１／２・ｈ
（１）となる（図６参照）。すなわち、実測した第２層
ａ”の表面高さｈ（１）（第１層ａ’の厚みと第２層
ａ”の厚みの合計値）の２分の１の高さが、第２層ａ”
の上に形成される第３層ｂ’の想定高さピッチとなる。

【００３８】ついで、第２層ａ”の上に未加工の造形材
料２が接着固定され、ｎ＝３となる（ステップ８’）。
そして、ステップ９’に進み、第３層ｂ’の横断面形状
を算出する際の高さＺ（３）を算出する。ここで、Ｚ
（３）＝ｈ（１）＋１／２・ｄ（１）となる。この値
は、実測した第２層ａ”の表面高さｈ（１）に、この第
２層ａ”の表面高さの４分の１の高さを加算した数値と
同じである。すなわち、第１層ａ’と第２層ａ”の平均
厚みの２分の１の厚みを、第２層ａ”の表面高さに加え
た高さが、第３層ｂ’の想定高さになる。

【００３９】ついで、ステップ３’に戻り、Ｚ（３）の
データが存在することを確認したのち、ステップ４’に
進み、Ｚ（３）の高さに対応する横断面形状のデータに
基づき第３層ｂ’を造形する。つぎのステップ１０では
ＮＯとなるため、ステップ１１で、ｎ＝４となって第４
層ｂ”を構成する造形材料２が積層され、第４層ｂ”の
想定高さＺ（４）＝Ｚ（３）＋ｄ（１）が算出される
（ステップ１２）。

【００４０】これは、ｈ（１）＋３／２・ｄ（１）と等
しく、第３層ｂ’の想定高さＺ（３）に、第３層ｂ’の
想定高さピッチｄ（１）を加算した値と同じである。す
なわち、第３層ｂ’の表面高さは実測されていないた
め、第３層ｂ’の想定高さピッチｄ（１）が、そのまま
第４層ｂ”の想定高さピッチとして使用される。

【００４１】そして、再度、ステップ３’に戻り、Ｚ
（４）のデータが存在することを確認したのち、ステッ
プ４’に進み、Ｚ（４）の高さに対応する横断面形状の
データに基づき第４層ｂ”を造形する。そして、ステッ
プ１０で、ｎがｋの倍数であるかどうかをチェックす
る。ｎは４であるため、ＹＥＳとなって、ステップ５に
進み、ｍが２となり、ステップ６’で、第４層ｂ”の実
測による表面高さｈ（２）が求められる。

【００４２】つぎに、ステップ７’に進み、上記第４層
ｂ”の上側に積層される第５層ｃ’の想定高さピッチｄ
（２）が算出される。この場合、ｈ（ｍ）はｈ（２），
ｈ（ｍ−１）はｈ（１）であるため、ｄ（２）＝１／２
・｛ｈ（２）−ｈ（１）｝となる。すなわち、実測した
第４層ｂ”の表面高さｈ（２）から第２層ａ”の表面高
さを引いたもの（第３層ｂ’の厚みと第４層ｂ”の厚み
の合計値）の２分の１に相当する高さが、その上に形成
される第５層ｃ’の想定高さピッチとなる。

【００４３】ついで、第４層ｂ”の上に未加工の造形材
料２が接着固定され、ｎ＝５となる（ステップ８’）。
そして、ステップ９’に進み、第５層ｃ’の横断面形状
を算出する際の高さＺ（５）を算出する。ここで、Ｚ
（５）＝ｈ（２）＋１／２・ｄ（２）となる。この値
は、実測した第４層ｂ”の表面高さｈ（２）に、この第
３層ｂ’の厚みと第４層ｂ”の厚みの合計値の４分の１
に相当する高さを加算した数値である。

【００４４】ついで、ステップ３’に戻り、Ｚ（５）の
データが存在することを確認したのち、ステップ４’に
進み、Ｚ（５）の高さに対応する横断面形状のデータに
基づき第５層ｃ’を造形する。つぎのステップ１０では
ＮＯとなるため、ステップ１１で、ｎ＝６となって第６
層ｃ”を構成する造形材料２が積層され、第６層ｃ”の
想定高さＺ（６）＝Ｚ（５）＋ｄ（２）が算出される
（ステップ１２）。これは、ｈ（２）＋３／２・ｄ
（２）と等しく、第５層ｃ’の想定高さＺ（５）に、第
５層ｃ’の想定高さピッチｄ（２）を加算した値であ
る。

【００４５】そして、再度、ステップ３’に戻るといっ
たように、上記の工程を繰り返しながら造形が行われ
る。また、この場合も、図７に示すように、各層の輪郭
部の切断線ｘ’は、輪郭ｆ’とＺ（ｎ）とが交差する部
分を垂直に切るようにして形成される。

【００４６】このように、この実施例では、２層の形成
に対して１回表面高さ測定を行い、その測定に基づいて
高さ補正を行うようになっているため、造形材料２の厚
みにむら等がなく、１層形成するごとに表面高さ測定を
行う必要がない場合には、工程を簡略化することができ
る。さらに２層に対して１回の高さ測定でも多すぎる場
合には、ｋの数値を３，４，５・・と増やしていくこと
によって、測定回数を減少することができる。それ以外
の作用効果については上記実施例と同様である。

【００４７】また、上記実施例においては、新たに造形
する層の想定高さを算出する際、形成された最上段の層
の厚みや、上側数層の厚みの平均厚みから算出している
が、これをすでに形成されたすべての層の厚みの平均厚
みに基づいて算出してもよい。これによって、さらに造
形物の輪郭部が輪郭ｆ，ｆ’に近い精度のよい造形が可
能になる。

【００４８】つぎに、積層体が形成されたのち、この積
層体を造形テーブル１から取り外し、造形物を構成する
部分以外の不要部分１６を除去することにより所定の造
形物を得ることができる。この場合、造形材料２が、シ
ート状や板状のものである場合には、造形材料２の不要
部分に格子状の切断線を設けて造形後に除去しやすくし
ておく必要がある。

【００４９】なお、上記実施例では、板状の造形材料２
を用いて、造形物の輪郭に相当する部分を切断したのち
不要部分を除去するようになっているが、この発明はこ
のようなものに限定するものではなく、不要部分を切削
除去しながら造形物部分のみを積層したり、液状材料を
用いて造形物部分のみを硬化させて積層していくような
方法等、複数の層を積層しながら造形する方法であれば
どのようなものにも使用できることは言うまでもない。

【００５０】また、上記実施例では、スライスデータか
らなる各高さにおける横断面形状のデータに基づいて各
層の加工を行うようになっているが、このデータとして
は、設定した造形物の中実部分の情報データからなるソ
リッドデータを用い、高さのデータからその高さに応じ
た横断面形状を算出するようにしてもよい。この場合、
図２または図５のフローチャートのステップ３またはス
テップ３’において、横断面形状のデータを算出すると
ともに、その横断面形状のデータが存在するか否かをチ
ェックする。

【００５１】

【発明の効果】この発明にかかる三次元造形方法は、以
上のように、各層を形成するたび、または複数層を形成
するたびに、形成された積層体の表面高さを実測し、そ
の実測値に基づいて、つぎに形成される層の高さを算出
し、その高さに応じた横断面形状のデータにより層の加
工を行うようになっている。したがって、各層の厚みが
不均一であっても造形に影響はあまりなく、各層の厚み
にむらが生じても、そのむらから生じる高さ誤差は表面
高さの実測のたびに補正され、蓄積することがない。そ
の結果、高さ誤差は最小限に押さえられ精度のよい造形
物が得られるようになる。また、積層体の表面を押圧し
て設定の高さにする等の煩雑な作業の必要もなくなり、
工程が大幅に簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に用いる三次元造形装置を
示す構成図である。

【図２】毎回表面高さ検出をしながら造形を行う工程を
示すフローチャートである。

【図３】毎回表面高さ検出をしながら造形する際の想定
高さ，実測表面高さ等の関係を示す説明図である。

【図４】毎回表面高さ検出をしながら造形する際の各層
の切断線を示す説明図である。

【図５】複数回に一度表面高さ検出をしながら造形を行
う工程を示すフローチャートである。

【図６】複数回に一度表面高さ検出をしながら造形する
際の想定高さ，実測表面高さ等の関係を示す説明図であ
る。

【図７】複数回に一度表面高さ検出をしながら造形する
際の各層の切断線を示す説明図である。

【図８】従来例によるＬＯＭ装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１造形テーブル２造形材料３切削具４センサａ第１層ｂ第２層ｃ第３層ｄ（ｍ）ｍ回表面高さ検出を行った際のつぎの層
の想定高さピッチｈ（ｍ）ｍ回目の表面高さ検出の実測値Ｚ（ｎ）ｎ層の想定高さｆ，ｆ’ 横断面形状データに基づく造形物の輪郭

フロントページの続き (56)参考文献特開平７−195533（ＪＰ，Ａ) 特開平７−195532（ＪＰ，Ａ) 特開平７−195531（ＪＰ，Ａ) 特開平９−76353（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 67/00 B31D 5/00 - 5/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各層を所定の横断面形状を持つ層に加工
しながら積層することにより造形物を得る三次元造形方
法であって、設定した造形物の形状データを予め準備しておき、最下
段の層は想定した層の厚みの２分の１に相当する高さか
ら上記設定した造形物の形状における横断面形状のデー
タを算出しそのデータに基づいて加工を行い、その上側
に形成される層はそれぞれすでに積層された層の表面高
さを実測し、その表面高さに、その表面側一層の厚みの
２分の１または積層されたすべての層の平均厚みの２分
の１を加算した高さから上記設定した造形物の形状にお
ける横断面形状のデータを算出しそのデータに基づいて
造形物部分の形成を行うことを特徴とする三次元造形方
法。
【請求項２】請求項１に記載の三次元造形方法におい
て、表面高さの実測を複数層の積層に対して１回行うと
ともに、その実測値による表面高さまたは実測値に高さ
測定をせずに積層された層の厚みの算出値を加算した算
出表面高さに、その表面側複数層の平均厚みの２分の１
または積層されたすべての層の平均厚みの２分の１を加
算した高さから設定した造形物の形状における横断面形
状のデータに基づいて造形物部分の形成を行う三次元造
形方法。