JP3422039B2 - Optical shaping method and optical shaping apparatus - Google Patents

Optical shaping method and optical shaping apparatus

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JP3422039B2
JP3422039B2 JP06065193A JP6065193A JP3422039B2 JP 3422039 B2 JP3422039 B2 JP 3422039B2 JP 06065193 A JP06065193 A JP 06065193A JP 6065193 A JP6065193 A JP 6065193A JP 3422039 B2 JP3422039 B2 JP 3422039B2
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scanning
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light beam
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純一 浅野
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば紫外線硬化性樹
脂などの光硬化性樹脂に光線を走査して照射することに
より所望の樹脂モデルを造形する光学的造形方法と光学
的造形装置に関し、特に、樹脂モデルの変形を防止する
と共に造形時間の短縮を図ることができる光学的造形方
法と光学的造形装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical molding method and an optical molding apparatus for molding a desired resin model by scanning and irradiating a light curable resin such as an ultraviolet curable resin with a light beam. In particular, the present invention relates to an optical modeling method and an optical modeling apparatus capable of preventing deformation of a resin model and shortening modeling time.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、紫外線硬化性樹脂液を収容した
槽の表面に対して、紫外線レーザをON/OFFしなが
ら走査し、これにより硬化した走査硬化層を順次積み上
げることにより、所望の樹脂モデルを造形することが試
みられている。かかる樹脂モデルは、例えば製品のマス
ターモデルとして利用されることから、造形するにあた
っては造形精度、層間接着性、および造形効率などを高
める必要がある。
2. Description of the Related Art For example, a surface of a tank containing an ultraviolet curable resin liquid is scanned while an ultraviolet laser is turned on and off, and a scanning curable layer cured by this is sequentially stacked to obtain a desired resin model. It has been attempted to model. Since such a resin model is used as, for example, a master model of a product, it is necessary to improve molding accuracy, interlayer adhesiveness, molding efficiency, and the like when molding.

【0003】従来の光学的造形方法は、紫外線レーザか
ら紫外線を発生させ、ガルバノミラーおよびシャッター
などを有する光学系によって紫外線レーザのON/OF
Fと光線の走査方向を制御しながら、紫外線硬化性樹脂
液を収容した槽の表面に対して照射する。槽内には紫外
線レーザを遮断するとともに昇降可能なエレベータが設
けられており、樹脂液表面とエレベータとの間に介在す
る樹脂液が紫外線レーザによって硬化するようになって
いる。
In the conventional optical modeling method, ultraviolet rays are generated from an ultraviolet laser, and an ultraviolet laser is turned on / off by an optical system having a galvanometer mirror and a shutter.
Irradiation is performed on the surface of the tank containing the ultraviolet curable resin liquid while controlling the scanning directions of F and light rays. An elevator capable of blocking the ultraviolet laser and moving up and down is installed in the tank, and the resin liquid interposed between the resin liquid surface and the elevator is cured by the ultraviolet laser.

【0004】そして、造形工程の第1段階においてはエ
レベータを上昇させておき、樹脂液表面とエレベータと
の間に介在する樹脂液を紫外線レーザによって硬化させ
て第1層目の走査硬化層を形成したのち、エレベータを
1層分だけ下降させて、第1層目と同様の手順で第2層
目の走査硬化層を第1層目の走査硬化層の上に形成す
る。以下同様にして、順次走査硬化層を積層(以下、堆
積ともいう)し、最終層目の走査硬化層の形成が終了す
るとエレベータを上昇させて、樹脂液からモデルを取り
出したのち、さらに最終的な硬化を行うために、紫外線
ランプなどを用いてモデル全体に対して紫外線を長時間
照射する。
Then, in the first stage of the molding process, the elevator is raised and the resin liquid interposed between the resin liquid surface and the elevator is cured by an ultraviolet laser to form the first scan-cured layer. After that, the elevator is lowered by one layer, and the second scan-cured layer is formed on the first scan-cured layer in the same procedure as that of the first layer. In the same manner, scan-cured layers are sequentially laminated (hereinafter also referred to as “deposition”), and when the formation of the final scan-cured layer is completed, the elevator is raised and the model is taken out from the resin liquid, and then the final In order to perform proper curing, the entire model is irradiated with ultraviolet rays for a long time using an ultraviolet lamp or the like.

【0005】以下、本明細書においては、上述したエレ
ベータの同一移動ピッチ内における平面を「等高断面」
と称するが、この一つの等高断面には、目的とするモデ
ルの立体形状に応じて、樹脂液を硬化させる領域と樹脂
液を硬化させない領域とが存在することになる。
Hereinafter, in the present specification, a plane in the same movement pitch of the above-mentioned elevator will be referred to as a "contour section".
However, in this one contour section, there are a region where the resin liquid is hardened and a region where the resin liquid is not hardened, depending on the three-dimensional shape of the target model.

【0006】そして、紫外線レーザ発振器から発生する
紫外線ビームは、光学系によって走査方向に沿って走査
され、このとき、樹脂液を硬化させる領域では紫外線レ
ーザがON(実際にはシャッターAOMが開)、樹脂液
を硬化させない領域では紫外線レーザがOFF(実際に
はシャッターAOMが閉)となる。一つの走査線の走査
が終了すると、光学系を制御して走査ピッチ分だけ位相
させ、再び走査方向に沿って同様の走査が行われる。
Then, the ultraviolet beam generated from the ultraviolet laser oscillator is scanned by the optical system along the scanning direction. At this time, the ultraviolet laser is turned on (actually, the shutter AOM is opened) in the area where the resin liquid is cured. The ultraviolet laser is turned off (actually, the shutter AOM is closed) in a region where the resin liquid is not cured. When the scanning of one scanning line is completed, the optical system is controlled to phase the scanning line by the scanning pitch, and the same scanning is performed again in the scanning direction.

【0007】なお、紫外線ビームが樹脂液内に照射され
ると、樹脂液によって光エネルギーが徐々に減少するこ
とから、微視的には、先端鋭利な照射領域(すなわち、
走査硬化層)を形成することになる。
When an ultraviolet beam is applied to the inside of the resin liquid, the resin liquid gradually reduces the light energy. Therefore, microscopically, the irradiation area with a sharp tip (that is,
A scan hardening layer) will be formed.

【0008】このようにして、等高断面の走査硬化層が
形成されるが、走査硬化層を順次積層するにあたって
は、上層の走査硬化層を形成する際に、紫外線ビームを
下層にも照射されるような光線強度、すなわち、その等
高断面における硬化深さを積層厚より大きく制御し、各
層間の接着性を高めるようにしている。
In this manner, the scan-cured layer having a uniform cross-section is formed. When the scan-cured layers are sequentially laminated, the lower layer is also irradiated with the ultraviolet beam when the scan-cured layer as the upper layer is formed. Such a light intensity, that is, the curing depth in the contour cross section is controlled to be larger than the laminated thickness to enhance the adhesion between the layers.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、一つの等高
断面における走査硬化層の形状が、輪郭線で囲まれた閉
じ領域である場合、従来の造形方法では、まず輪郭線を
認識したのちに、この輪郭線に囲まれた内部領域を、輪
郭線に沿ったベクトル走査を行う領域と、この領域より
も内側の領域であって、互いに直交するラスター走査
(主走査と副走査)を行う領域とにデータ上で分離し、
ラスター走査を行うにあたっては、主走査および副走査
の何れも、同じ走査速度で、しかも同じ硬化深さとなる
ように光学系を制御していた。
By the way, when the shape of the scanning hardening layer in one contour section is a closed region surrounded by contour lines, in the conventional modeling method, the contour lines are first recognized and then the contour lines are recognized. , An area that performs vector scanning along the contour line in the inner area surrounded by the contour line, and an area that is inside the area and that performs mutually orthogonal raster scanning (main scanning and sub-scanning) And separate on the data,
In performing the raster scan, the optical system was controlled so that the main scan and the sub scan had the same scanning speed and the same curing depth.

【0010】しかしながら、このような走査方法は、ラ
スター走査の造形精度を確保するために走査速度を比較
的低速に設定していたため、造形に要する時間が長時間
となり、生産効率の点から改善の余地があった。
However, in such a scanning method, since the scanning speed is set to a relatively low speed in order to secure the modeling accuracy of raster scanning, the time required for modeling becomes long, which is an improvement in terms of production efficiency. There was room.

【0011】しかも、造形精度の点からも、一つの走査
を低速で行うと一度に硬化する樹脂体積が大きいため硬
化時の変形量も大きくなり、さらに、このような樹脂の
硬化が長時間にわたると、その変形がさらに助長される
という問題があった。特に、造形すべき樹脂モデルが大
きい場合には、かかる問題点が顕著に表れることとなっ
た。
Further, in terms of modeling accuracy, when one scan is performed at a low speed, the volume of resin that is cured at one time is large, so that the amount of deformation at the time of curing is large, and further, such curing of the resin takes a long time. Then, there is a problem that the deformation is further promoted. In particular, when the resin model to be molded is large, such a problem becomes remarkable.

【0012】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、輪郭線で囲まれた閉じ領域
の変形を防止しながら、かつ短時間で造形することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to perform molding in a short time while preventing deformation of a closed region surrounded by a contour line. .

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の光学的造形方法は、光硬化性樹脂液に該光
硬化性樹脂液を硬化させる強度の光線を照射し光硬化層
を順次形成して、立体樹脂造形物を形成する光学的造形
方法において、形成する前記光硬化層の最外となる第1
の輪郭線と、該第1の輪郭線に対し前記光線の照射によ
る前記光硬化性樹脂液の硬化部分の略寸法分だけ内側に
沿い第2の領域を画定する第2の輪郭線と、第3の領域
を画定し該第3の領域における前記光硬化性樹脂液へ前
記光線を走査する際の第3の走査速度および前記光線の
強度に応じた間隔を空けて前記第2の輪郭線に対し内側
に沿った第3の輪郭線とを決定し、前記第3の輪郭線内
の前記第3の領域における前記光硬化性樹脂液に、下層
の光硬化層までは硬化させない前記第3の走査速度で前
記光線を走査し、前記第2の輪郭線内の前記第2の領域
における前記光硬化性樹脂液に、前記第2の領域の全体
において下層の光硬化層まで到達するように硬化させ、
かつ前記第3の走査速度より小さい第2の走査速度で前
記光線を走査し、前記第2の輪郭線と前記第1の輪郭線
の間の第1の領域における前記光硬化性樹脂液に、下層
の光硬化層まで到達させる第1の走査速度で前記第1の
輪郭線に沿って前記光線を走査する。
In order to achieve the above-mentioned object, the optical modeling method of the present invention comprises irradiating a photocurable resin liquid with a light beam having a strength for curing the photocurable resin liquid. In the optical molding method of sequentially forming the three-dimensional resin molding to form a three-dimensional resin molding,
And a second contour line that defines a second region along the inside by approximately the dimension of the cured portion of the photocurable resin liquid caused by the irradiation of the light rays with respect to the first contour line, defining a third region prior to the photocurable resin liquid in the region of the third
A third scanning speed in scanning the light beam and
A third contour line along the inner side of the second contour line is determined at intervals according to strength, and the photocurable resin liquid in the third region within the third contour line is determined. in, until the lower layer of the photocured layer is scanning the light beam in the non cured third scanning rate, in the photocurable resin liquid in said second region in said second contour, the second Cured to reach the lower photo-cured layer in the entire area,
And scanning the light beam at a second scanning speed smaller than the third scanning speed, and in the photocurable resin liquid in the first region between the second contour line and the first contour line, The light beam is scanned along the first contour line at a first scanning speed that reaches the lower photocurable layer.

【0014】前記第2および第3の領域における前記光
硬化性樹脂液に、前記光線をラスター走査する。
The light in the second and third regions
The curable resin liquid is raster-scanned with the light beam.

【0015】また、前記第2および第3の領域における
前記光硬化性樹脂液に、前記光線を互いにほぼ直交する
方向にラスター走査することが好ましい。
In the second and third regions,
The light rays are substantially orthogonal to each other in the photocurable resin liquid.
Raster scanning in the direction is preferable.

【0016】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明の光学的造形方法は、光硬化性樹脂液に該光硬化性樹
脂液を硬化させる強度の光線を照射し光硬化層を順次形
成して、立体樹脂造形物を形成する光学的造形方法にお
いて、形成する前記光硬化層の最外となる第1の輪郭線
と、該第1の輪郭線に対し前記光線の照射による前記光
硬化性樹脂液の硬化部分の略寸法分だけ内側に沿い第2
の領域を画定する第2の輪郭線と、第3の領域を画定し
該第3の領域における前記光硬化性樹脂液へ前記光線を
走査する際の第3の走査速度および前記光線の強度に応
じた間隔を空けて前記第2の輪郭線に対し内側に沿った
第3の輪郭線とを決定し、前記第2の輪郭線と前記第1
の輪郭線の間の第1の領域における前記光硬化性樹脂液
に、下層の光硬化層まで到達させる第1の走査速度で前
記第1の輪郭線に沿って前記光線を走査し、前記第3の
輪郭線内の前記第3の領域における前記光硬化性樹脂液
に、下層の光硬化層までは硬化させない前記第3の走査
速度で前記光線を走査し、前記第2の輪郭線内の前記第
2の領域における前記光硬化性樹脂液に、前記第2の領
域の全体において下層の光硬化層まで到達するように硬
化させ、かつ前記第3の走査速度より小さい第2の走査
速度で前記光線を走査する。
Further, in order to achieve the above object, in the optical modeling method of the present invention, the photocurable resin liquid is irradiated with a light beam having a strength for curing the photocurable resin liquid to sequentially form photocurable layers. In the optical molding method for forming a three-dimensional resin molded article, the outermost first contour line of the photocurable layer to be formed, and the photocurability by irradiating the first contour line with the light beam. Along the inner side of the resin resin hardened portion approximately the second dimension
A second contour line defining the regions, the light beam to the photocurable resin liquid in the region of the third defining a third region
Depending on the third scanning speed when scanning and the intensity of the light beam,
A third contour line along the inner side with respect to the second contour line is determined at equal intervals, and the second contour line and the first contour line are determined.
The photocurable resin liquid in the first region between the contour lines of the first scanning line with the first scanning line at a first scanning speed to reach the lower photocurable layer, said photocurable resin liquid in said third region within 3 outline, to the lower layer of the photocured layer is scanning the light beam in the non cured third scanning rate, in the second contour The photocurable resin liquid in the second region is cured so as to reach the lower photocurable layer in the entire second region, and at a second scanning speed lower than the third scanning speed. Scan the light beam.

【0017】前記第2および第3の領域における前記光
硬化性樹脂液に、前記光線をラスター走査する。
The light in the second and third regions
The curable resin liquid is raster-scanned with the light beam.

【0018】また、前記第2および第3の領域における
前記光硬化性樹脂液に、前記光線を互いにほぼ直交する
方向にラスター走査することが好ましい。
In the second and third regions,
The light rays are substantially orthogonal to each other in the photocurable resin liquid.
Raster scanning in the direction is preferable.

【0019】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明の光学的造形装置は、光硬化性樹脂液を入れた光硬化
性樹脂液槽と、前記光硬化性樹脂液を硬化させるのに適
当な波長を含む光線を発生し、該光線を走査させる光走
査手段と、前記光硬化性樹脂液の表面に光線が照射され
たことにより生成する硬化樹脂を昇降させる昇降手段
と、前記光走査手段と前記昇降手段とを制御する制御手
段と、を備えた光学的造形装置において、前記制御手段
は、立体造形する少なくとも一部の立体造形情報を記憶
する立体造形情報記憶部と、前記昇降手段を動作させな
い状態で前記光線を走査照射して形成される走査硬化層
に関する情報を、前記立体造形情報記憶部に記憶されて
いる立体情報の中から抽出する走査硬化層情報抽出部
と、前記走査硬化層情報抽出部より得られる走査硬化層
情報に基づいて、形成する前記光硬化層の最外となる第
1の輪郭線を検出する輪郭線検出部と、前記輪郭線検出
部より得られる前記第1の輪郭線に対し前記光線の照射
による前記光硬化性樹脂液の硬化部分の略寸法分だけ内
側に沿い第2の領域を画定する第2の輪郭線と、第3の
領域を画定し該第3の領域における前記光硬化性樹脂液
へ前記光線を走査する際の第3の走査速度および前記光
線の強度に応じた間隔を空けて前記第2の輪郭線に対し
内側に沿った第3の輪郭線とを決定する手段と、を有
し、前記第2の輪郭線と前記第1の輪郭線の間の第1の
領域における前記光硬化性樹脂液に、下層の光硬化層ま
で到達させる第1の走査速度で前記第1の輪郭線に沿っ
て前記光線を走査し、前記第3の輪郭線内の前記第3の
領域における前記光硬化性樹脂液に、下層の光硬化層ま
では硬化させない前記第3の走査速度で前記光線を走査
し、前記第2の輪郭線内の前記第2の領域における前記
光硬化性樹脂液に、前記第2の領域の全体において下層
の光硬化層まで到達するように硬化させ、かつ前記第3
の走査速度より小さい第2の走査速度で前記光線を走査
するよう前記光走査手段を制御する。
Further, in order to achieve the above-mentioned object, the optical modeling apparatus of the present invention is suitable for curing a photocurable resin liquid tank containing a photocurable resin liquid and the photocurable resin liquid. Optical scanning means for generating a light beam having a different wavelength and scanning the light beam, an elevating means for elevating and lowering a cured resin generated by irradiating the surface of the photocurable resin liquid with the light beam, and the optical scanning means. And a control means for controlling the elevating means, wherein the control means comprises a three-dimensional modeling information storage section for storing at least a part of three-dimensional modeling information for three-dimensional modeling, and the elevating means. A scan hardening layer information extraction unit that extracts information about a scan hardening layer formed by scanning and irradiating the light beam in a non-operating state from the stereoscopic information stored in the stereoscopic modeling information storage unit; Love A contour line detection unit that detects the outermost first contour line of the photo-cured layer to be formed based on the scanning hardened layer information obtained from the extraction unit, and the first contour line detection unit that obtains the contour line detection unit. A second contour line that defines a second region along the inner side of the contour line by approximately the dimension of the cured portion of the photocurable resin liquid by irradiation of the light beam, and a third region that defines the third region. Photocurable resin liquid in the region of
And a third scanning speed when scanning the light beam to the
Means for determining a third contour line along the inner side of the second contour line at intervals according to the strength of the line, and the second contour line and the first contour line. The photocurable resin liquid in the first region between the lines is scanned with the light beam along the first contour line at a first scanning speed that allows the photocurable resin liquid to reach the lower photocurable layer, said photocurable resin liquid in said third region within the contour, to the lower layer of the photocured layer is scanning the light beam in the non cured third scanning rate, the first in the second contour The photocurable resin liquid in the second region is cured so as to reach the lower photocurable layer in the entire second region, and the third region
The light scanning means is controlled to scan the light beam at a second scanning speed smaller than the scanning speed of.

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。まず最初に、図1を参照しながら本発明の一実
施例に係る光学的造形装置の構成について説明する。図
1は本発明の光学的造形装置の基本構成を示すブロック
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the configuration of an optical modeling apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the optical modeling apparatus of the present invention.

【0025】本実施例の光学的造形装置は、光硬化性樹
脂液槽2を有しており、この槽内に収容される光硬化性
樹脂液1は光を照射することにより付加重合を生じて硬
化する材料である。例えば、スチレン、メタクリル酸メ
チル、酢酸ビニルなどのビニル単量体は、光照射によっ
て、光重合の開始剤が存在しなくとも、あるいは紫外線
を吸収する増感剤や色素の存在下で、重合を起す。
The optical modeling apparatus of this embodiment has a photo-curable resin liquid tank 2, and the photo-curable resin liquid 1 contained in this tank causes addition polymerization by irradiation with light. A material that cures and cures. For example, vinyl monomers such as styrene, methyl methacrylate, and vinyl acetate can be polymerized by irradiation with light in the absence of a photopolymerization initiator or in the presence of a sensitizer or dye that absorbs ultraviolet light. cause.

【0026】ただし、本発明で用いられる光硬化性樹脂
液1の種類は特に限定されず、未硬化では液体状であっ
て硬化することにより固化する樹脂であればよい。ま
た、照射する光LBについても特に限定されず、紫外線
の他にも、用いられる光硬化性樹脂1に応じた光を選択
すればよい。
However, the type of the photocurable resin liquid 1 used in the present invention is not particularly limited, and may be a resin that is liquid when it is uncured and solidifies by curing. Further, the light LB to be irradiated is not particularly limited, and light other than ultraviolet light may be selected according to the photocurable resin 1 used.

【0027】光硬化性樹脂液槽2内には、光線を遮断す
るとともに硬化させた樹脂を載置する台座を有するエレ
ベータ4aが設けられており、このエレベータ4aは、
昇降器4bにより光硬化性樹脂液槽2内を昇降可能とな
っている。昇降器4bは、機械的にエレベータ4aを昇
降させる機能と、この昇降動作の制御を司る制御機能と
を備えている。昇降器4bに対する指令信号は、制御手
段5の一般制御部5aから与えられるが、光走査手段3
への、あるいは光走査手段3からの情報に基づいて、一
般制御部5aは昇降器4bに指令信号を出力する。
In the photocurable resin liquid tank 2, there is provided an elevator 4a having a pedestal for blocking a light beam and for mounting a cured resin thereon.
The elevator 4b can move up and down inside the photocurable resin liquid tank 2. The lift 4b has a function of mechanically moving the elevator 4a up and down, and a control function of controlling the lifting operation. The command signal to the elevator 4b is given from the general control section 5a of the control means 5, but the optical scanning means 3
The general control section 5a outputs a command signal to the elevator 4b on the basis of information from the optical scanning means 3 or the optical scanning means 3.

【0028】例えば、一つの等高断面における走査が終
了したことを光走査手段3から検知すると、次の等高断
面の走査に移行するために、一般制御部5aから昇降器
4bに対して指令信号を出力し、これにより昇降器4b
はエレベータ4aを所定のピッチ(すなわち、このピッ
チがその等高断面における積層厚Tとなる)だけ下降さ
せる。
For example, when the optical scanning means 3 detects that the scanning of one contour section has been completed, the general control section 5a issues a command to the elevator 4b in order to shift to the scanning of the next contour section. It outputs a signal, which allows the elevator 4b
Lowers the elevator 4a by a predetermined pitch (that is, the pitch becomes the laminated thickness T in the contour section).

【0029】一方、本実施例に係る光走査手段3は、紫
外線レーザなどの光線を発生させるレーザ発振器3a
と、このレーザ発振器3aで発生した光線を光硬化性樹
脂液の表面に対し所定の軌跡にしたがって走査させるた
めの光学系3bと、この光学系3bを制御するための光
学系コントローラ3cから構成されている。光学系3b
には、例えば光線を通過/遮断するためのシャッター器
(AOM)や光線の方向を変動させるための電圧印加器
およびガルバノミラーなどが設けられており、光線のO
N/OFF、光線強度の変更、光路の変更、光線の走査
速度の制御などを行う機能を有している。そして、この
光学系3bに対して、光学系コントローラ3cからは予
め教示された軌跡に応じた光走査条件に関する指令信号
が出力される。
On the other hand, the optical scanning means 3 according to this embodiment is a laser oscillator 3a for generating a light beam such as an ultraviolet laser.
And an optical system 3b for scanning the surface of the photocurable resin liquid with a light beam generated by the laser oscillator 3a according to a predetermined locus, and an optical system controller 3c for controlling the optical system 3b. ing. Optical system 3b
For example, a shutter device (AOM) for passing / blocking a light beam, a voltage application device for changing the direction of the light beam, a galvanometer mirror, and the like are provided in the O.
It has the functions of N / OFF, change of light intensity, change of optical path, control of scanning speed of light, and the like. Then, to the optical system 3b, the optical system controller 3c outputs a command signal relating to an optical scanning condition according to a previously taught locus.

【0030】なお、本発明における光走査手段3の動作
は、基本的には一般制御部5aに予め入力された基本軌
跡データに基づくが、後述する立体造形情報記憶部5
b、走査硬化層情報抽出部5c、輪郭線検出部5d、輪
郭硬化情報抽出部5e、中間領域情報抽出部5f、内部
領域情報抽出部5gを介して、光学系コントローラ3c
に指令信号が出力され、細部の光走査条件が変更され
る。
The operation of the optical scanning means 3 in the present invention is basically based on the basic locus data previously input to the general control section 5a, but the three-dimensional modeling information storage section 5 described later is used.
b, the scanning hardening layer information extraction unit 5c, the contour line detection unit 5d, the contour hardening information extraction unit 5e, the intermediate area information extraction unit 5f, and the internal area information extraction unit 5g, the optical system controller 3c.
A command signal is output to, and the detailed optical scanning conditions are changed.

【0031】本実施例に係る制御手段5は、目的とする
樹脂モデルに応じて、予め入力されたデータに基づい
て、昇降手段4と光走査手段3とを相互に関連付けなが
ら制御する一般制御部5aを有している。また、一般制
御部5a以外に、立体造形情報記憶部5b、走査硬化層
情報抽出部5c、輪郭線検出部5d、輪郭硬化情報抽出
部5e、中間領域情報抽出部5f、および内部領域情報
抽出部5gが設けられている。
The control means 5 according to this embodiment controls the elevating means 4 and the optical scanning means 3 while associating them with each other based on the data inputted in advance in accordance with the desired resin model. 5a. In addition to the general control unit 5a, the three-dimensional modeling information storage unit 5b, the scanning hardening layer information extracting unit 5c, the contour line detecting unit 5d, the contour hardening information extracting unit 5e, the intermediate region information extracting unit 5f, and the internal region information extracting unit. 5g is provided.

【0032】なお、本実施例では、昇降器4b、光学系
コントローラ3c、および制御手段5などの情報処理装
置は、それぞれ別体に構成した具体例として図1に表わ
しているが、これは、それぞれの機能を容易に理解する
ために記載したものであって、上述した各機能を備えて
いる限り、これらを任意の組み合せで組み合わせて情報
処理装置を構成してもよいことは勿論である。
In the present embodiment, the information processing devices such as the elevator 4b, the optical system controller 3c, and the control means 5 are shown in FIG. 1 as a concrete example in which they are separately constructed. These are described for easy understanding of the respective functions, and as a matter of course, as long as the functions described above are provided, these may be combined in any combination to form an information processing apparatus.

【0033】次に、本発明に係る立体造形情報記憶部5
b、走査硬化層情報抽出部5c、輪郭線検出部5d、輪
郭硬化情報抽出部5e、中間領域情報抽出部5f、内部
領域情報抽出部5gにおける各処理手順について説明す
るが、この処理手順の基本的考え方の理解を容易にする
ために、図2に示すように、ある一つの等高断面内にお
いて輪郭線で囲まれた造形領域を造形する具体例にて説
明する。
Next, the three-dimensional modeling information storage unit 5 according to the present invention.
b, each processing procedure in the scanning hardening layer information extraction unit 5c, the contour detection unit 5d, the contour hardening information extraction unit 5e, the intermediate area information extraction unit 5f, and the internal area information extraction unit 5g will be described. In order to facilitate understanding of the general idea, as shown in FIG. 2, a specific example in which a modeling area surrounded by a contour line in one contour plane is molded will be described.

【0034】まず、立体造形情報記憶部5bは、造形す
べきモデルの立体形状に関する情報が格納されたメモリ
であり、モデルの立体形状に関する全ての情報あるい
は、少なくとも造形領域が輪郭線で囲まれる全ての等高
断面の立体形状に関する情報が記憶されている。
First, the three-dimensional modeling information storage unit 5b is a memory that stores information about the three-dimensional shape of the model to be modeled, and all the information about the three-dimensional shape of the model, or at least all of the modeling area surrounded by the contour line. Information about the three-dimensional shape of the contour cross section is stored.

【0035】走査硬化層情報抽出部5cでは、立体造形
情報記憶部5bに記憶されている立体情報のうち、ある
一つの等高断面における造形領域である走査硬化層に関
する情報のみを抽出する。つまり、一般制御部5aで
は、一つの等高断面における硬化領域と非硬化領域とを
識別して、これにより光学系における光のON/OFF
を制御するが、走査硬化層情報抽出部5cでは、硬化領
域に関する情報のみを選択して読み出し、これを以下の
造形方法の基礎情報とする。
The scanning hardening layer information extraction unit 5c extracts only the information concerning the scanning hardening layer, which is the modeling area in a certain contour section, from the three-dimensional information stored in the three-dimensional modeling information storage unit 5b. In other words, the general controller 5a discriminates between the hardened region and the non-hardened region in one contour section, and thereby turns on / off the light in the optical system.
The scanning hardened layer information extraction unit 5c selects and reads only the information related to the hardened area, and uses this as basic information for the following modeling method.

【0036】輪郭線検出部5dは、走査硬化層情報抽出
部5cで抽出された硬化領域のみの情報を読み込んで、
この情報に基づき同一等高断面における硬化領域の輪郭
線OLを認識する。
The contour line detecting section 5d reads the information of only the hardening region extracted by the scanning hardening layer information extracting section 5c,
Based on this information, the contour line OL of the hardening region in the same contour section is recognized.

【0037】輪郭硬化情報抽出部5eは、輪郭線検出部
5dで検出された本来の輪郭線OL以外に、図2に示す
ように、この本来の輪郭線OLから閉じ領域の内側に距
離r 0 だけ隔てた別の輪郭線OL0 を演算して求める。
この別の輪郭線OL0 が、後述する輪郭線に沿ったベク
トル走査の中心線を構成することになる。そのため、距
離r0 は紫外線ビームLBの半径(厳密には紫外線ビー
ムによる硬化円の半径)に等しく設定することが好まし
い。
The contour hardening information extraction unit 5e is a contour line detection unit.
In addition to the original contour line OL detected in 5d, shown in FIG.
In this way, the distance from the original contour line OL to the inside of the closed area is
Separation r 0Another contour line OL separated by0Is calculated to obtain.
This other contour line OL0However, the
It will form the centerline of the torrel scan. Therefore, distance
Separation r0Is the radius of the ultraviolet beam LB (strictly speaking, the ultraviolet beam
It is preferable to set the radius equal to
Yes.

【0038】さらに、中間領域情報抽出部5fでは、輪
郭線検出部5dで検出された本来の輪郭線OLおよび輪
郭硬化情報抽出部5eで求められた別の輪郭線OL0
外に、図3に示すように、本来の輪郭線OLから閉じ領
域の内側に距離r1 だけ隔てたさらに別の輪郭線OLA
を演算して求める。このさらに別の輪郭線OLA が、後
述する中間領域R1 におけるラスター走査の外縁を構成
することになる。
Further, in the intermediate area information extraction unit 5f, in addition to the original contour line OL detected by the contour line detection unit 5d and another contour line OL 0 obtained by the contour hardening information extraction unit 5e, FIG. As shown, yet another contour line OL A separated from the original contour line OL by a distance r 1 inside the closed region.
Is calculated to obtain. This further contour line OL A constitutes the outer edge of the raster scan in the intermediate region R 1 described later.

【0039】内部領域情報抽出部5gでは、輪郭線検出
部5dで検出された本来の輪郭線OL、輪郭硬化情報抽
出部5eで求められた別の輪郭線OL0 、および中間領
域情報抽出部5fで求められたさらに別の輪郭線OLA
以外に、図3に示すように、本来の輪郭線OLから閉じ
領域の内側に距離r2 だけ隔てたさらに別の輪郭線OL
B を演算して求める。このさらに別の輪郭線OLB が、
後述する内部領域R2におけるラスター走査の外縁を構
成することになる。この場合、中間領域R1 と内部領域
2 の相対的な大きさは、内部領域R2 を高速で走査し
たときに確保できる走査精度(走査速度や紫外線レーザ
の強度など)に基づいて設定する。例えば、最高速度で
内部領域R2 を走査する場合には、その走査される外縁
の造形精度はさほど期待されないため、距離r2 を大き
く設定しておくことが好ましい。
In the internal area information extraction unit 5g, the original outline OL detected by the outline detection unit 5d, another outline OL 0 obtained by the outline hardening information extraction unit 5e, and the intermediate area information extraction unit 5f. Another contour line OL A found in
In addition, as shown in FIG. 3, another contour line OL is separated from the original contour line OL by a distance r 2 inside the closed region.
Calculate B to obtain. This further contour line OL B
This will form the outer edge of the raster scan in the inner region R 2 described later. In this case, the relative size of the intermediate region R 1 and the internal region R 2 is set based on the scanning accuracy (scanning speed, ultraviolet laser intensity, etc.) that can be ensured when the internal region R 2 is scanned at high speed. . For example, when the inner region R 2 is scanned at the maximum speed, it is preferable to set the distance r 2 large because the modeling accuracy of the scanned outer edge is not so expected.

【0040】なお、輪郭硬化情報抽出部5eで求められ
た輪郭線情報は、光学系コントローラ3cに出力される
が、この情報に基づく光LBの走査は、輪郭線(実際に
はOL0 )に沿うベクトル走査としている。すなわち、
図6に示すように、始点・終点位置および走査方向につ
いては何ら限定されないが、輪郭線OL0 をなぞる走査
としている。
The contour line information obtained by the contour hardening information extraction unit 5e is output to the optical system controller 3c, and the scanning of the light LB based on this information is performed on the contour line (actually OL 0 ). Vector scan along the line. That is,
As shown in FIG. 6, the start point / end point position and the scanning direction are not particularly limited, but scanning is performed by tracing the contour line OL 0 .

【0041】一方、中間領域情報抽出部5fおよび内部
領域情報抽出部5gで求められた中間領域R1 および内
部領域R2 に関する情報も光学系コントローラ3cに出
力されるが、この情報に基づく光LBの走査は、走査座
標のある一つの走査軸に沿う同一方向の走査(単一方向
走査と往復走査の両者を含む意)、いわゆるラスター走
査としている。
On the other hand, the information on the intermediate region R 1 and the internal region R 2 obtained by the intermediate region information extracting unit 5f and the internal region information extracting unit 5g is also output to the optical system controller 3c, and the light LB based on this information is output. The scanning is a so-called raster scanning, that is, scanning in the same direction along one scanning axis having scanning coordinates (which means both unidirectional scanning and reciprocal scanning).

【0042】次に作用を説明する。図2〜図6は本実施
例に係る造形方法を示す平面図、図7は同実施例の制御
手段における処理手順を示すフローチャートである。従
来の光学的造形方法では、閉じ領域の全体を同じ速度お
よび同じ深さでラスター走査していたが、本実施例で
は、内部領域R2 を高速かつ浅くラスター走査したの
ち、中間領域R1 を低速かつ深くラスター走査してい
る。特に、図2〜図6に示す実施例では、中間領域R1
および内部領域R2 を本来の輪郭線OLより内側にそれ
ぞれ距離r1 ,r2 だけオフセットした別の輪郭線OL
A ,OLB としている。
Next, the operation will be described. 2 to 6 are plan views showing the modeling method according to the present embodiment, and FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure in the control means of the same embodiment. In the conventional optical modeling method, the entire closed region is raster-scanned at the same speed and the same depth, but in the present embodiment, the inner region R 2 is fast and shallowly scanned, and then the intermediate region R 1 is scanned. Slow and deep raster scanning. Particularly, in the embodiment shown in FIGS. 2 to 6, the intermediate region R 1
And another contour line OL in which the inner region R 2 is offset inward from the original contour line OL by distances r 1 and r 2 , respectively.
A and OL B.

【0043】まず、光走査手段3a,3b,3cにより
光硬化性樹脂液1を硬化させるのに適当な波長を含む光
線LBを発生し、光硬化性樹脂液槽2に収容された光硬
化性樹脂液1に対して光線LBを走査させる。一つの等
高断面における走査を終了すると、光線LBが照射され
たことにより生成する硬化樹脂6を昇降手段4a,4b
によって昇降させ、このような手順を繰り返すことによ
り、順次走査硬化層6を積層する。
First, the light scanning means 3a, 3b, 3c generate a light beam LB having a wavelength suitable for curing the photocurable resin liquid 1, and the photocurable resin liquid tank 2 stores the photocurable resin LB. The resin liquid 1 is scanned with the light beam LB. When the scanning of one contour section is completed, the cured resin 6 generated by the irradiation of the light beam LB is moved up and down by the moving means 4a and 4b.
The scanning hardened layer 6 is sequentially laminated by raising and lowering by and repeating such a procedure.

【0044】このとき、まず最初に、立体造形する少な
くとも一部の立体造形情報を記憶している立体造形情報
記憶部5bから、エレベータ4aを動作させない状態で
光線LBを走査照射することにより形成される走査硬化
層6に関する情報を走査硬化層情報抽出部5cによって
抽出する。同時に、各領域の走査速度と紫外線レーザの
強度の指定値を読み込み、これに基づいてオフセット量
0 ,r1 ,r2 を求める(ステップ1,2)。
At this time, first, the light beam LB is formed by scanning and irradiating the light beam LB from the three-dimensional modeling information storage section 5b which stores at least a part of the three-dimensional modeling information to be three-dimensionally modeled, without operating the elevator 4a. The information about the scanning hardened layer 6 is extracted by the scanning hardened layer information extraction unit 5c. At the same time, the designated values of the scanning speed of each area and the intensity of the ultraviolet laser are read, and the offset amounts r 0 , r 1 and r 2 are obtained based on these values (steps 1 and 2).

【0045】ついで、この走査硬化層情報抽出部5cよ
り得られる走査硬化層情報に基づいて、輪郭線検出部5
dによって、走査硬化層6の輪郭線位置OLを検出した
のち、この輪郭線検出部5dより得られる輪郭線位置O
Lに対して、予め決められた距離r0 だけ内側の位置O
0 を軌跡情報として輪郭硬化情報抽出部5eにて演算
する(ステップ3、図3)。
Then, based on the scanning hardening layer information obtained from the scanning hardening layer information extracting section 5c, the contour line detecting section 5
After detecting the contour line position OL of the scanning hardened layer 6 by d, the contour line position O obtained from the contour line detection unit 5d is detected.
A position O inside L by a predetermined distance r 0
The contour hardening information extraction unit 5e calculates L 0 as locus information (step 3, FIG. 3).

【0046】これと同時に、中間領域情報抽出部5fで
は、輪郭線検出部5dで検出された本来の輪郭線OLお
よび輪郭硬化情報抽出部5eで求められた別の輪郭線O
0以外に、本来の輪郭線OLから閉じ領域の内側に距
離r1 だけ隔てたさらに別の輪郭線OLA を演算して求
める。また、内部領域情報抽出部5gでは、輪郭線検出
部5dで検出された本来の輪郭線OL、輪郭硬化情報抽
出部5eで求められた別の輪郭線OL0 、および中間領
域情報抽出部5fで求められたさらに別の輪郭線OLA
以外に、本来の輪郭線OLから閉じ領域の内側に距離r
2 だけ隔てたさらに別の輪郭線OLB を演算して求める
(ステップ3、図3)。
At the same time, in the intermediate area information extraction unit 5f, the original contour line OL detected by the contour line detection unit 5d and another contour line O obtained by the contour hardening information extraction unit 5e.
In addition to L 0 , another contour line OL A that is separated from the original contour line OL by a distance r 1 inside the closed region is calculated and obtained. In the internal area information extraction unit 5g, the original outline OL detected by the outline detection unit 5d, another outline OL 0 obtained by the outline hardening information extraction unit 5e, and the intermediate area information extraction unit 5f. Another contour line OL A found
In addition, the distance r from the original contour line OL to the inside of the closed area
Another contour line OL B separated by 2 is calculated (step 3, FIG. 3).

【0047】そして、中間領域情報抽出部5fおよび内
部領域情報抽出部5gでそれぞれ求められた中間領域情
報と内部領域情報がそれぞれ走査線と交わる交点を演算
して求め、スパンデータファイルに書き込む(ステップ
4、5)。ついで、まず内部領域R2 に関するスパンデ
ータを読みだして、この情報を光学系コントローラ3c
に出力し(ステップ6)、内部領域R2 を高速かつ浅く
走査する(ステップ7、図4)。この工程では、内部領
域R2 を高速かつ下層に至らない深さで走査するので、
造形領域の大部分を短時間で造形することができ、しか
も、高速で走査することにより一度に硬化する樹脂体積
が小さくなり、これに加えて、下層に至らない走査であ
るため硬化時の変形も著しく抑制されることになる。
Then, the intersection points at which the intermediate area information and the internal area information respectively obtained by the intermediate area information extracting section 5f and the internal area information extracting section 5g intersect the scanning lines are calculated, and written in the span data file (step 4, 5). Then, first, the span data regarding the internal region R 2 is read, and this information is read by the optical system controller 3c.
(Step 6), and the inner region R 2 is scanned at high speed and shallowly (step 7, FIG. 4). In this step, since the internal region R 2 is scanned at a high speed and at a depth that does not reach the lower layer,
Most of the modeling area can be modeled in a short time, and the volume of resin that cures at one time is reduced by scanning at high speed. In addition to this, because the scanning does not reach the lower layer, deformation during curing Will be significantly suppressed.

【0048】その後、中間領域R1 に関するスパンデー
タを読みだして、この情報を光学系コントローラ3cに
出力し(ステップ8)、中間領域R1 を低速かつ深く走
査する(ステップ9、図5)。この工程では、中間領域
1 を低速かつ下層に至る深さで走査するので、高速か
つ浅い走査により造形された内部領域R2 に対し、下層
との接着性や造形精度上の問題を解消することができ
る。これらの結果、硬化時の変形を抑制しながら、総合
的な造形時間の短縮が図られることになる。
After that, the span data concerning the intermediate region R 1 is read, this information is output to the optical system controller 3c (step 8), and the intermediate region R 1 is scanned at a low speed and deeply (step 9, FIG. 5). In this step, since the intermediate region R 1 is scanned at a low speed and at a depth reaching the lower layer, the problems with respect to the adhesiveness with the lower layer and the modeling accuracy with respect to the internal region R 2 modeled by the high speed and shallow scanning are solved. be able to. As a result, the overall molding time can be shortened while suppressing the deformation during curing.

【0049】最後に、輪郭硬化情報抽出部5eから得ら
れた軌跡情報を光学系コントローラ3cに出力し(ステ
ップ10)、上述した輪郭線OL0 に沿ったベクトル走
査を実行すう(ステップ11、図6)。これにより、光
線のスポット径や走査ピッチを小さくしなくとも輪郭線
近傍の造形精度がきわめて向上する。
Finally, the locus information obtained from the contour hardening information extraction unit 5e is output to the optical system controller 3c (step 10), and the vector scanning along the above-mentioned contour line OL 0 is executed (step 11, FIG. 6). As a result, the modeling accuracy in the vicinity of the contour line is significantly improved without reducing the spot diameter of the light beam or the scanning pitch.

【0050】なお、以上説明した各実施例は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、これ
らの発明を限定するために記載されたものではない。し
たがって、上記の各実施例に開示された各要素は、本発
明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含
む趣旨である。例えば、光照射により硬化する際の体積
収縮率が小さい光硬化性樹脂液に対しては、輪郭線の内
域の中間領域をラスター走査する場合にオフセットr1
を省略することも可能である。また、輪郭線からのオフ
セット量r0 ,r1 ,r2 の値は、上述した実施例にの
み何ら限定されることはなく、また、オフセットする輪
郭線について部位によってオフセット量を変化させるこ
とも可能である。さらに、図7のステップ10および1
1に示す輪郭領域の走査は、内部領域および中間領域の
走査を行う前に実施してもよい。
It should be noted that each of the embodiments described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and not for limiting the invention. Therefore, each element disclosed in each of the above-described embodiments is intended to include all design changes and equivalents within the technical scope of the present invention. For example, for a photocurable resin liquid having a small volume contraction rate when cured by light irradiation, an offset r 1 is applied when raster-scanning the intermediate region in the inner region of the contour line.
Can be omitted. Further, the values of the offset amounts r 0 , r 1 , r 2 from the contour line are not limited to those in the above-described embodiment, and the offset amount of the contour line to be offset may be changed depending on the part. It is possible. In addition, steps 10 and 1 of FIG.
The scanning of the contour area shown in 1 may be performed before the scanning of the internal area and the intermediate area.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明では、第2の領域における光硬化
性樹脂液へ第2の走査速度で光線を走査する前に、第3
の輪郭線内の第3の領域における光硬化性樹脂液に、下
層の光硬化層までは硬化させない第3の走査速度で光線
を走査している。第3の走査速度による光線の走査は、
第2の走査速度よりも高速な走査なため一度に硬化する
樹脂体積が小さくなり、さらに、下層の光硬化層までは
硬化させない走査であるため、硬化時の変形も著しく抑
制される。このように、硬化時の変形を抑制した状態で
第2領域の大部分を短時間で造形しておいた後、第2の
領域全体を照射することにより、このときの光線の走査
による樹脂の硬化量が減少することから、全体として硬
化時の変形が抑制される。従って、第2の領域への走査
を2度行う従来に比べて、第3の領域を第2の走査速度
よりも高速な第3の走査速度で光線を走査する分だけ造
形時間の短縮を図ることができる。以上のように、本発
明では、造形時間の短縮を実現できるだけでなく、硬化
収縮によるモデルの変形を防止することができる。
According to the present invention, before the photocurable resin liquid in the second region is scanned with the light beam at the second scanning speed,
The photocurable resin liquid in the third region within the contour line is scanned with light rays at a third scanning speed that does not cure the lower photocurable layer. The scanning of the light beam at the third scanning speed is
Since the scanning is performed at a speed higher than the second scanning speed, the volume of resin that is cured at one time becomes small, and since the scanning does not cure even the lower photocurable layer, deformation during curing is significantly suppressed. As described above, after molding most of the second region in a short time while suppressing the deformation during curing, the entire second region is irradiated, so that the resin of Since the amount of curing is reduced, deformation during curing is suppressed as a whole. Therefore, as compared with the conventional method in which the scanning of the second area is performed twice, the modeling time is shortened by the amount of scanning the light beam in the third area at the third scanning speed higher than the second scanning speed. be able to. As described above, according to the present invention, not only the molding time can be shortened but also the deformation of the model due to curing shrinkage can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光学的造形装置の基本構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an optical modeling apparatus of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係る造形方法の第1工程を
示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a first step of the modeling method according to the embodiment of the present invention.

【図3】図2と同じく第2工程を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a second step similar to FIG.

【図4】図2および図3と同じく第3工程を示す平面図
および断面図である。
FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view showing a third step similar to FIGS. 2 and 3.

【図5】図2〜図4と同じく第4工程を示す平面図およ
び断面図である。
FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view showing a fourth step similarly to FIGS.

【図6】図2〜図5と同じく第5工程を示す平面図およ
び断面図である。
FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view showing a fifth step similar to FIGS.

【図7】同実施例の制御手段における処理手順を示すフ
ローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure in the control means of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光硬化性樹脂液 2…光硬化性樹脂液槽 3…光走査手段 3a…レーザ発振器 3b…光学系 3c…光学系コントローラ 4…昇降手段 4a…エレベータ 4b…昇降器 5…制御手段 5a…一般制御部 5b…立体造形情報記憶部 5c…走査硬化層情報抽出部 5d…輪郭線検出部 5e…輪郭硬化情報抽出部 5f…中間領域情報抽出部 5g…内部領域情報抽出部 6…走査硬化層 LB…光線 T…積層厚 R1 …中間領域 R2 …内部領域 OL…造形領域の輪郭線 OLA …中間領域の輪郭線(境界線) OLB …内部領域の輪郭線(境界線)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photocurable resin liquid 2 ... Photocurable resin liquid tank 3 ... Optical scanning means 3a ... Laser oscillator 3b ... Optical system 3c ... Optical system controller 4 ... Elevating means 4a ... Elevator 4b ... Elevator 5 ... Control means 5a ... General control section 5b ... 3D modeling information storage section 5c ... Scan hardening layer information extracting section 5d ... Contour line detecting section 5e ... Contour hardening information extracting section 5f ... Intermediate area information extracting section 5g ... Internal area information extracting section 6 ... Scan hardening layer LB ... light T ... laminate thickness R 1 ... intermediate region R 2 ... interior region OL ... shaped region of the contour line OL a ... intermediate region of the contour line (boundary line) OL B ... internal region of the contour line (boundary line)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光硬化性樹脂液に該光硬化性樹脂液を硬化
させる強度の光線を照射し光硬化層を順次形成して、立
体樹脂造形物を形成する光学的造形方法において、 形成する前記光硬化層の最外となる第1の輪郭線と、該
第1の輪郭線に対し前記光線の照射による前記光硬化性
樹脂液の硬化部分の略寸法分だけ内側に沿い第2の領域
を画定する第2の輪郭線と、第3の領域を画定し該第3
の領域における前記光硬化性樹脂液へ前記光線を走査す
る際の第3の走査速度および前記光線の強度に応じた
隔を空けて前記第2の輪郭線に対し内側に沿った第3の
輪郭線とを決定し、 前記第3の輪郭線内の前記第3の領域における前記光硬
化性樹脂液に、下層の光硬化層までは硬化させない前記
第3の走査速度で前記光線を走査し、 前記第2の輪郭線内の前記第2の領域における前記光硬
化性樹脂液に、前記第2の領域の全体において下層の光
硬化層まで到達するように硬化させ、かつ前記第3の走
査速度より小さい第2の走査速度で前記光線を走査し、 前記第2の輪郭線と前記第1の輪郭線の間の第1の領域
における前記光硬化性樹脂液に、下層の光硬化層まで到
達させる第1の走査速度で前記第1の輪郭線に沿って前
記光線を走査する光学的造形方法。
1. An optical molding method for forming a three-dimensional resin molded article by irradiating a photocurable resin solution with a light beam having an intensity for curing the photocurable resin solution to sequentially form a photocurable layer. A first contour line which is the outermost portion of the photo-curable layer, and a second region along the inner side of the first contour line by approximately the dimension of the cured portion of the photo-curable resin liquid caused by irradiation of the light rays. Defining a second contour line and a third region defining the third region.
Scanning the light beam onto the photocurable resin liquid in the region of
And a third contour line extending inward with respect to the second contour line at a distance corresponding to the third scanning speed and the intensity of the light beam when the third contour line is determined. of the photocurable resin liquid in said third region within the contour, until the lower layer of the photocurable layer scanning the <br/> third said light beam at a scan rate of not cured, the second contour The photocurable resin liquid in the second region within the line is cured so as to reach the lower photocurable layer in the entire second region, and the second scan speed is lower than the third scanning speed. A first scan in which the light beam is scanned at a scanning speed, and the photocurable resin liquid in the first region between the second contour line and the first contour line reaches the lower photocurable layer. An optical shaping method of scanning the light beam along the first contour line at a velocity.
【請求項2】前記第2および第3の領域における前記光
硬化性樹脂液に、前記光線をラスター走査する請求項1
に記載の光学的造形方法。
2. The photocurable resin liquid in the second and third regions is raster scanned with the light beam.
The optical modeling method according to.
【請求項3】前記第2および第3の領域における前記光
硬化性樹脂液に、前記光線を互いにほぼ直交する方向に
ラスター走査する請求項2に記載の光学的造形方法。
3. The optical modeling method according to claim 2, wherein the photocurable resin liquid in the second and third regions is raster-scanned with the light rays in directions substantially orthogonal to each other.
【請求項4】光硬化性樹脂液に該光硬化性樹脂液を硬化
させる強度の光線を照射し光硬化層を順次形成して、立
体樹脂造形物を形成する光学的造形方法において、 形成する前記光硬化層の最外となる第1の輪郭線と、該
第1の輪郭線に対し前記光線の照射による前記光硬化性
樹脂液の硬化部分の略寸法分だけ内側に沿い第2の領域
を画定する第2の輪郭線と、第3の領域を画定し該第3
の領域における前記光硬化性樹脂液へ前記光線を走査す
る際の第3の走査速度および前記光線の強度に応じた
隔を空けて前記第2の輪郭線に対し内側に沿った第3の
輪郭線とを決定し、 前記第2の輪郭線と前記第1の輪郭線の間の第1の領域
における前記光硬化性樹脂液に、下層の光硬化層まで到
達させる第1の走査速度で前記第1の輪郭線に沿って前
記光線を走査し、 前記第3の輪郭線内の前記第3の領域における前記光硬
化性樹脂液に、下層の光硬化層までは硬化させない前記
第3の走査速度で前記光線を走査し、 前記第2の輪郭線内の前記第2の領域における前記光硬
化性樹脂液に、前記第2の領域の全体において下層の光
硬化層まで到達するように硬化させ、かつ前記第3の走
査速度より小さい第2の走査速度で前記光線を走査する
光学的造形方法。
4. An optical modeling method for forming a three-dimensional resin molded article by irradiating a photocurable resin solution with a light beam having a strength for curing the photocurable resin solution to sequentially form a photocurable layer. A first contour line which is the outermost portion of the photo-curable layer, and a second region along the inner side of the first contour line by approximately the dimension of the cured portion of the photo-curable resin liquid caused by irradiation of the light rays. Defining a second contour line and a third region defining the third region.
Scanning the light beam onto the photocurable resin liquid in the region of
And a third contour line along the inner side of the second contour line is determined with a gap according to the third scanning speed and the intensity of the light beam at the time of The photocurable resin liquid in the first region between the contour line and the first contour line at a first scanning speed that allows the photocurable resin liquid to reach the lower photocurable layer, and along the first contour line. scanning the light beam, the light curing resin liquid in said third region within said third contour, said light beam by said <br/> third scan speed up to the lower layer of the photocurable layer not cured Scanning, causing the photocurable resin liquid in the second region within the second contour to cure so as to reach the lower photocurable layer in the entire second region, and the third region An optical shaping method in which the light beam is scanned at a second scanning speed smaller than the scanning speed of.
【請求項5】前記第2および第3の領域における前記光
硬化性樹脂液に、前記光線をラスター走査する請求項4
に記載の光学的造形方法。
5. The light beam is raster-scanned onto the photocurable resin liquid in the second and third regions.
The optical modeling method according to.
【請求項6】前記第2および第3の領域における前記光
硬化性樹脂液に、前記光線を互いにほぼ直交する方向に
ラスター走査する請求項5に記載の光学的造形方法。
6. The optical modeling method according to claim 5, wherein the photocurable resin liquid in the second and third regions is raster-scanned with the light rays in directions substantially orthogonal to each other.
【請求項7】光硬化性樹脂液を入れた光硬化性樹脂液槽
と、 前記光硬化性樹脂液を硬化させるのに適当な波長を含む
光線を発生し、該光線を走査させる光走査手段と、 前記光硬化性樹脂液の表面に光線が照射されたことによ
り生成する硬化樹脂を昇降させる昇降手段と、 前記光走査手段と前記昇降手段とを制御する制御手段
と、を備えた光学的造形装置において、 前記制御手段は、 立体造形する少なくとも一部の立体造形情報を記憶する
立体造形情報記憶部と、 前記昇降手段を動作させない状態で前記光線を走査照射
して形成される走査硬化層に関する情報を、前記立体造
形情報記憶部に記憶されている立体情報の中から抽出す
る走査硬化層情報抽出部と、 前記走査硬化層情報抽出部より得られる走査硬化層情報
に基づいて、形成する前記光硬化層の最外となる第1の
輪郭線を検出する輪郭線検出部と、 前記輪郭線検出部より得られる前記第1の輪郭線に対し
前記光線の照射による前記光硬化性樹脂液の硬化部分の
略寸法分だけ内側に沿い第2の領域を画定する第2の輪
郭線と、第3の領域を画定し該第3の領域における前記
光硬化性樹脂液へ前記光線を走査する際の第3の走査速
度および前記光線の強度に応じた間隔を空けて前記第2
の輪郭線に対し内側に沿った第3の輪郭線とを決定する
手段と、を有し、 前記第2の輪郭線と前記第1の輪郭線の間の第1の領域
における前記光硬化性樹脂液に、下層の光硬化層まで到
達させる第1の走査速度で前記第1の輪郭線に沿って前
記光線を走査し、前記第3の輪郭線内の前記第3の領域
における前記光硬化性樹脂液に、下層の光硬化層までは
硬化させない前記第3の走査速度で前記光線を走査し、
前記第2の輪郭線内の前記第2の領域における前記光硬
化性樹脂液に、前記第2の領域の全体において下層の光
硬化層まで到達するように硬化させ、かつ前記第3の走
査速度より小さい第2の走査速度で前記光線を走査する
よう前記光走査手段を制御する光学的造形装置。
7. A photocurable resin liquid tank containing a photocurable resin liquid, and a light scanning means for generating and scanning a light beam having a wavelength suitable for curing the photocurable resin liquid. And an elevating means for elevating and lowering the cured resin generated by irradiating the surface of the photocurable resin liquid with a light beam, and a control means for controlling the light scanning means and the elevating means. In the modeling apparatus, the control unit includes a three-dimensional modeling information storage unit that stores at least a part of three-dimensional modeling information for three-dimensional modeling, and a scan hardening layer formed by scanning and irradiating the light beam without operating the elevating unit. Information regarding the scanning hardening layer information is extracted from the three-dimensional information stored in the three-dimensional modeling information storage unit, and based on the scanning hardening layer information obtained from the scanning hardening layer information extracting unit. Previous A contour line detection unit that detects a first contour line that is the outermost portion of the photocurable layer, and the photocurable resin liquid that is obtained by irradiating the first contour line obtained by the contour line detection unit with the light beam. A second contour line that defines a second region along the inner side of approximately the size of the cured portion of the, and a third region that defines the third region and scans the light beam onto the photocurable resin liquid in the third region. Third scanning speed
The second with a space according to the intensity and the intensity of the light rays .
Means for determining a third contour line along the inner side with respect to the contour line, and the photocurability in a first region between the second contour line and the first contour line. The light ray is scanned along the first contour line at a first scanning speed that causes the resin liquid to reach the lower photocuring layer, and the photocuring in the third region within the third contour line is performed. sexual resin liquid, until the lower layer of the photocurable layer scanning the light beam in the non cured third scanning rate,
The photocurable resin liquid in the second region within the second contour line is cured so as to reach the lower photocurable layer in the entire second region, and the third scanning speed is set. An optical modeling apparatus that controls the optical scanning means to scan the light beam at a second scanning speed that is smaller.
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