JP6137614B2 - 立体造形方法及び立体造形装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物から狙いの立体の物体を造形する立体造形方法及び立体造形装置に関するものである。

この種の立体造形方法として、切削ＲＰ（Rapid Prototyping）方法と呼ばれる方法がある。この切削ＲＰ方法は、被加工物を切削して狙いの立体を造形するものであり、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１の立体造形方法では、発泡スチロール等の発泡材である被加工物に、液体噴射手段によって液体を高圧で噴射させて被加工物を切削しながら、被加工物に対してＸＹＺ方向に液体噴射手段を移動させることで、狙いの立体の物体を造形している。具体的には、ＸＹＺ方向移動機構を用いて狙いの立体の物体の形状に従って液体噴射手段を移動させる。そして、高圧水流の圧力を調整しながら被加工物へ噴射することにより被加工物の削り出し量を調整し、狙いの形状の立体の物体を造形している。

しかしながら、上記特許文献１の立体造形方法では、切断したり、切り出したりする加工に伴って切除粉が発生する。この切除粉が被加工物の表面に付着して残ってしまうと、付着した切除粉が研磨材となって研磨不要な被加工物の表面の箇所を研磨してしまったり、必要以上に研磨してしまったりして狙いの立体の物体の形状とならない虞がある。発生した切除粉が作業場の空気中に浮遊し作業員の肺に吸い込まれ人体に悪影響を与える虞がある。これらのため、切除粉を回収する回収機構が必要になる。よって、この回収機構を設けることで装置が大型になってしまう。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、回収機構を必要とせず、装置の小型化を図ることができる立体造形方法及び立体造形装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、発泡材の被加工物から立体の物体を造形する立体造形方法において、前記被加工物の前記発泡材を溶かす溶剤を液滴吐出手段のノズルから吐出して前記発泡材に付与し、前記発泡材を溶かして収縮させて、立体の物体を造形し、狙いの立体の厚みに応じて前記液滴吐出手段による前記溶剤の吐出量を調整することを特徴とするものである。

本発明では、被加工物の発泡材を溶かす溶剤を発泡材に付与すると、発泡材は溶剤が付与した箇所で溶けながら収縮し、発泡材の形が変わっていく。狙いの立体の物体を造形するにあたって悪影響を及ぼすような物、例えば上記特許文献１の立体造形方法における切除粉は発生しない。このため、回収機構は不要になる。よって、回収機構を必要とせず、装置の小型化を図ることができるという特有な効果が得られる。

実施形態１の立体造形方法の工程を示す工程断面図である。 立体の一例を示す斜視図である。 実施形態１の立体造形方法の工程の変形例１を示す工程断面図である。 実施形態１の立体造形方法の工程の変形例２を示す工程断面図である。 実施形態１の立体造形方法の工程の変形例３を示す工程断面図である。 実施形態２の立体造形装置の実施例１による立体造形工程を示す工程断面図である。 実施形態２の立体造形装置の実施例２による立体造形工程を示す工程断面図である。 実施形態２の立体造形装置の実施例３による立体造形工程を示す工程断面図である。 実施形態２の立体造形装置の実施例４による立体造形工程を示す工程断面図である。 実施形態３の立体造形方法の実施例１による立体造形工程の最終工程を示す断面図である。 実施形態３の立体造形方法の実施例２による立体造形工程を示す工程断面図である。 実施形態３の立体造形方法の実施例３による立体造形工程を示す工程断面図である。

以下、本発明を立体造形装置に適用した一実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は実施形態１の立体造形工程を示す工程断面図である。同図（ａ）において、狙いの立体の物体を造形する発泡材１１を溶かす溶剤１２を、発泡材１１の表面１１ａに付着させる。同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、溶剤１２が付着した発泡材１１の箇所では、溶剤１２により発泡材１１を溶かし、発泡材１１の内部にとじ込まれている気体が解放されることにより、発泡材１１の素材自体の収縮が始まる。溶剤１２は収縮により作成された凹部１１ｂに沿って広がりながら、さらに発泡材１１を収縮させる。それと同時に、溶剤１２は気化により減少してゆき、溶剤１２が全て気化することで発泡材１１の収縮は停止する。これにより、例えば図２に示すようなＲという文字の文字部分以外の発泡材に溶剤を付着させることで文字部分以外が凹部になり、文字部分が凸部となった立体文字が造形され、印鑑や立体表札等に利用することができる。使用する溶剤は、例えば発泡材としてポリスチレンを使用する場合、毒性の低いｄ−リモネンが望ましい。

図３は実施形態１の立体造形工程の変形例１を示す工程断面図である。同図に示すように、立体を造形する発泡材１１に対し、同図（ａ）に示す溶剤注入器１３の針管１４を、同図（ｂ）に示すように発泡材１１の内部の任意位置まで差し込む。そして、発泡材１１を溶かす溶剤１２を発泡材１１の内部の針管先端部から射出させる。溶剤１２が付着した発泡材１１における内部の部分では、溶剤１２により発泡材１１を溶かし、発泡材１１の内部に含有している気体が解放されることにより、発泡材１１の素材自体の収縮が始まる。同図（ｃ）に示すように、溶剤１２は収縮により形成された凹部１１ｃに沿って広がりながら、さらに発泡材１１を収縮させる。それと同時に、溶剤１２は気化により減少してゆき、溶剤１２が全て気化することで発泡材１１の収縮は停止する。このようにすることで、空洞部を有する中空状態の立体造形物も形成することができる。

図４は実施形態１の立体造形工程の変形例２を示す工程断面図である。同図に示す変形例２は、立体地図（地形模型）の作成例である。同図（ａ）、（ｂ）に示すように、狙いの立体を造形する発泡材１１に対し、発泡材１１を厚み方向に大きく収縮させる個所の表面１１ｄには量の多い溶剤１２ａを付着させる。発泡材１１を厚み方向に小さく収縮させる個所の表面１１ｅには量の少ない溶剤１２ｂを付着させる。同図（ｃ）に示すように、発泡材１１は表面１１ｄ、１１ｅに付着した溶剤１２ａ、１２ｂの量に従い、発泡材１１の内部に含有している気体が解放され収縮して厚み方向の深さが大小となる凹部１１ｆ、１１ｇが形成される。また、溶剤の量を多段階もしくは連続して変更することにより、同図（ｃ）に示すようななだらかな傾斜面も形成することができる。

図５は実施形態１の立体造形工程の変形例３を示す工程断面図である。同図（ａ）に示すように、狙いの立体を造形する発泡材１１に対し、発泡材１１を溶かす溶剤１２を発泡材１１の表面１１ｈに付着させる。溶剤１２が付着した発泡材１１では、溶剤１２により、発泡材１１の内部に含有している気体が解放されることにより発泡材１１の素材自体の収縮が始まる。同図（ｂ）に示すように、その際、溶剤１２は付着個所から発泡材１１を全方向（重力分を除く）に収縮させるので、収縮停止時にできる凹端部１１ｉは一部アンダーカット形状を形成することになる。同図（ｃ）に示すように、収縮進行中（収縮によりアンダーカット形状なる前）に凹端部１１ｉの近傍の凹端部１１ｊにさらに溶剤１２を付着させる。これにより、収縮停止時の凹端部のアンダーカット量がさらに大きくなり、より大きな凹部１１ｋを形成することができる。

図６は実施形態２の立体造形装置の実施例１による立体造形工程を示す工程断面図である。本実施例の立体造形装置は、同図（ａ）に示すように狙いの立体を造形する発泡材１１に対し、液滴吐出ヘッド２１のノズル（不図示）から溶剤滴２２を吐出させるものである。同図（ｂ）に示すように、狙いの立体の形状に対応する量に相当する大小の溶剤滴２２ａ、２２ｂが液滴吐出ヘッド２１のノズルから吐出され、発泡材１１の表面に付着する。同図（ｃ）に示すように溶剤が付着した発泡材１１では、上位装置（不図示）からの狙いの立体の物体形状に関する三次元情報に基づく溶剤の量に応じて、発泡材１１の内部に含有している気体が解放され収縮する量が変化し、狙いの立体物２４の形状が形成される。液滴吐出ヘッド２１の解像度や吐出量を変えることで、狙いの立体物の形状に近似の形状に形成することができる。

図７は実施形態２の立体造形装置の実施例２による立体造形工程を示す工程断面図である。狙いの立体を造形する発泡材１１の厚さは、発泡材の溶解収縮が増加すると発生するスキン層や境界膜による造形精度（分解能）低下を抑えるために所定の厚さ以下に設定する。そして、同図（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施例の立体造形装置は、液滴吐出ヘッド２１を備えている。液滴吐出ヘッド２１は、走査手段３２によって、走査方向（Ｘ方向）と当該走査方向に直交する方向（Ｙ方向）に走査される。上下方向に昇降可能な設置台３１の上に設置されている発泡材１１に対し、上位装置（不図示）からの狙いの立体の形状に関する三次元情報に基づく液量の溶剤滴２２ａ、２２ｂ、２２ｃを、走査手段３２によって走査される液滴吐出ヘッド２１のノズル（不図示）から吐出し、発泡材１１の表面１１ａに付着させる。狙いの立体の物体形状に関する三次元情報に基づいて設置台３１を上下に昇降し、又は平面上でＸＹ方向に走査し、あるいは液滴吐出ヘッド２１をＸＹ方向に走査する。これにより、設置台上の発泡材１１と液滴吐出ヘッド２１とが相対的に走査されることになる。この結果、狙いの立体物の三次元形状に応じて発泡材１１に三次元方向から溶剤１２を付与することができる。同図（ｃ）、（ｄ）に示すように、溶剤１２が付着した発泡材１１では、溶剤１２により、発泡材１１の内部に含有している気体が解放されることにより、厚み方向の狙いの位置になるまで発泡材１１の素材自体の収縮が始まる。狙いの形状に対して不要になる不要物４１との境目４２は、発泡材１１の厚さ全てを溶かして収縮させることで形成され、不要物４１は分離される。その後、次に不要になる不要物４３を除去し、同図（ｅ）に示すように造形されたシート状素材のうち狙いの形状を構成するために必要な部分である立体物４４の表面に接着剤４５を塗布する。以上でシート分の造形を終了する。

同図（ｆ）に示すように、設置台３１を１シート分の厚さ下降させ、その上に次の発泡材４６（２シート目）を供給配置し、加圧することで発泡材１１と発泡材４６とを積層接着させる。同図（ｇ）、（ｈ）に示すように、同様の動作を２シート目以降にも繰り返すことで積層状の狙いの立体を造形する。本実施例では、発泡材１１は発泡体であるため、発泡率以下に収縮させることは不可能であり、溶剤１２による溶解収縮によって表面にできたスキン層や境界膜が造形精度（分解能）を低下させる。また、発泡樹脂の気泡径以下の造形精度（分解能）で形成することは困難である。特にビーズ法発泡スチロール(ＥＰＳ)の場合、気泡径以前にビーズの粒界により造形精度（分解能）が低下するので、精密な立体を造形するためには、発泡材はビーズ法発泡(ＥＰＳ)ではなく、均一で微細な気泡となる押出成形（ＸＰＳ、ＰＳＰ）が好ましい。更に、液滴吐出ヘッドにて溶剤を吐出する場合、気泡径はノズルピッチ（解像度）の１／２以下が好ましい。また、接着剤は有機溶剤を使用していないものを用いる。

図８は実施形態２の立体造形装置の実施例３による立体造形工程を示す工程断面図である。同図（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施例の立体造形装置は、昇降可能な設置台３１の上に設置され、立体を造形するシート状の発泡材１１に対し、狙いの立体の形状に対応する量に相当する大小の溶剤滴２２ａ、２２ｃを液滴吐出ヘッド２１のノズル（不図示）より吐出し、発泡材１１の表面１１ａに付着させる。溶剤が付着した発泡材１１では、その溶剤により、発泡材１１の内部に含有している気体が解放されることにより、厚み方向の狙いの位置１１ｂになるまで発泡材１１の素材自体の収縮が始まる。同図（ｃ）に示すように、狙いの形状に対して不要物４１との境目４２は発泡材１１の厚さ全てを溶かして収縮させることで分離させる。それと同時に、不要物４１の上部全面４１ａを溶解収縮させ、狙いの形状を構成するために必要な造形されたシート状の発泡材４６との積層接着が必要な面４４ａのみを同一面として、その面に同図（ｄ）に示すようにローラ３３で接着剤４５を塗布する。このとき、不要物４１、４３の上部全面は溶解収縮しているため、ローラ３３が接触することはなく、接着剤が付着することはない。このようにして、１シート分の造形を終了する。次に、同図（ｆ）、（ｇ）に示すように、設置台３１を１シート分の厚さ分下降させ、その上に次の発泡材４６（２シート目）を供給し、加圧することで発泡材１１と発泡材４６とを積層接着させる。このとき、設置台３１上に不要物４１、４３はまだ残っているが、上面全面が溶解収縮しているために、発泡材４６と接触することはない。従って、不要物４１、４３の上面に誤って接着剤が付着したとしても発泡材４６６との接着は避けられるため、不要物４１、４３を後工程で容易に取り除くことができる。同様の動作を２シート目以降にも繰り返すことで積層状の狙いの立体物が造形できる。このようにすることで、不要物４１、４３の除去をすべての工程が終了した後で行うことができ、工程を簡略化できるとともに、溶剤が蒸発している作業途中の環境下で不要物４１、４３の除去を行う必要もなくなるため、作業環境の改善を図ることもできる。

図９は実施形態２の立体造形装置の実施例４による立体造形工程を示す工程断面図である。同図（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施例の立体造形装置は、昇降可能な設置台３１の上に設置され、狙いの立体を造形するシート状の発泡材１１に対し、発泡材１１を溶かす大小の溶剤滴２２ａ、２２ｃを液滴吐出ヘッド２１のノズル（不図示）より吐出し、発泡材１１の表面１１ａに付着させる。溶剤が付着した発泡材１１では、その溶剤により、発泡材１１の内部に含有している気体が解放されることにより、厚み方向の狙いの位置１１ｂになるまで発泡材１１の素材自体の収縮が始まる。同図（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように、狙いの形状に対して不要物４１との境目４２は発泡材１１の厚さ全てを溶かして収縮させることで分離させる。それと同時に、造形されたシート状の発泡材のうち狙いの形状を構成するために立体物４４の表面４４ａに、素材同士を接着する接着剤２６を液滴吐出ヘッド２５のノズル（不図示）より吐出し、１シート分の造形を終了する。次に、同図（ｆ）、（ｇ）に示すように、不要物４１を除去し、設置台３１を１シート分の厚さ分下降させ、その上に次の発泡材４６（２シート目）を供給し、加圧することで発泡材１１と発泡材４６とを積層接着させる。同様の動作を２シート目以降にも繰り返すことで積層状の狙いの立体物が造形できる。このようにすることで、図７、図８に示すような接着剤塗布工程を設けなくても、液滴吐出ヘッド２１の立体造形のための移動と同時に接着剤塗布も実施することができ工程を簡略化することができる。

以上説明した実施形態１の立体造形方法及び実施形態２の立体造形装置では、発泡材１１自体が立体造形の素材として使用されているが、以下の実施形態３の立体造形方法では立体を造形する型として使用する。
図１０は実施形態３の立体造形方法の実施例１による立体造形工程の最終工程を示す断面図である。図１０（ａ）の工程では、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の工程を行うことで形成された発泡材１１を型として使用する。図１０（ｂ）の工程では、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の工程を行うことで形成された発泡材１１を型として使用する。図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、転写手段（不図示）によって、発泡材１１の収縮により形成された凹部１１ｂ、１１ｃに、液状の造形素材５１を充填する。図１０（ａ）の場合は、固化した造形素材５１を型としての発泡材１１から取り出すことで狙いの立体物が造形できる。図１０（ｂ）の場合は、型としての発泡材１１を一部破壊したり、切り出したりして、固化した造形素材５１を取り出すことで、狙いの立体物が造形できる。また、発泡材１１を溶解して造形素材５１を取り出してもよい。

図１１は実施形態３の立体造形方法の実施例２による立体造形工程を示す工程断面図である。同図（ａ）、（ｂ）に示すように、立体を造形する型用の発泡材１１に対し、発泡材１１を溶かす溶剤５２を発泡材１１の表面１１ｌに付着させる。溶剤５２が付着した発泡材１１では、溶剤５２により、発泡材１１の内部に含有している気体が解放されることにより、発泡材１１の素材自体の収縮が始まる。同図（ｃ）に示すように、溶剤５２は収縮により形成された凹部５３に沿って広がりながら、さらに発泡材１１を収縮させる。それと同時に、溶剤５２は気化により減少してゆき、溶剤５２が全て気化することで発泡材１１の収縮は停止する。同図（ｄ）に示すように、発泡材１１の収縮により形成された凹部５３に、液状の造形素材５１を充填する。固化した造形素材５１を型としての発泡材１１から取り出すことで狙いの立体物が造形できる。

図１２は実施形態３の立体造形方法の実施例３による立体造形工程を示す工程断面図である。同図（ａ）、（ｂ）に示すように、立体を造形する型用の発泡材１１に対し、発泡材１１を溶かす溶剤５２を発泡材１１の表面１１ｍに付着させる。溶剤５２が付着した発泡材１１では、溶剤５２により、発泡材１１の内部に含有している気体が解放されることにより、発泡材１１の素材自体の収縮が始まる。同図（ｃ）に示すように、その際、溶剤５２は付着箇所から発泡材１１を全方向（自重方向を除く）に収縮させるので、収縮停止時にできる凹端部１１ｎは一部アンダーカット形状を形成することになる。収縮進行中、つまり収縮によりアンダーカット形状になる前に、凹端部１１ｎにさらに溶剤５２を付着させることで、収縮停止時の凹端部１１ｎにおいて狙いのアンダーカット量だけ収縮され、更に凹端部１１ｏがそれぞれ形成される。同図（ｄ）に示すように、発泡材１１の収縮により形成された凹部５４、凹端部１１ｏに、液状の造形素材５１を充填する。固化した造形素材５１を型としての発泡材１１から取り出すことで狙いの立体物が造形できる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
被加工物の発泡材を溶かす溶剤を発泡材に付与し、発泡材を溶かして収縮させて、立体の物体を造形する。これによれば、上記実施形態１について説明したように、発泡材１１を溶かす溶剤１２が発泡材１１に付着すると、発泡材１１は溶剤１２が付着した箇所から溶けながら収縮していく。この結果、狙いの立体の物体を造形するにあたって悪影響を及ぼすような物、例えば切除粉などは発生しないので回収機構は不要になる。よって、回収機構を必要とせず、装置の小型化を図ることができる。
（態様２）
（態様１）において、溶剤を発泡材の表面に付与し、発泡材の厚み方向に溶かして収縮させる。これによれば、上記実施形態１について説明したように、狙いの立体の厚み方向に沿った形状に造形することができる。
（態様３）
（態様１）において、溶剤を発泡材の内部の部分に付与し、発泡材の内部から溶かして収縮させる。これによれば、上記実施形態１の変形例１について説明したように、狙いの立体物の内部に存在する形状を造形することができる。
（態様４）
（態様１）〜（態様３）において、狙いの立体の厚みに応じて溶剤の付与量を調整する。これによれば、上記実施形態１について説明したように、狙いの立体物の厚み方向に沿った形状に造形することができる。
（態様５）
（態様１）〜（態様４）において、収縮中の発泡材に溶剤を付与する。これによれば、上記実施形態１の変形例３について説明したように、アンダーカット形状のある立体の物体を造形でき、かつ完成後に発泡材粉末や切粉を除去すること無く、狙いの立体の物体を造形することができる。
（態様６）
（態様１）〜（態様５）のいずれかにおいて、発泡材に形成された凹部又は空間に、立体の物体になる造形素材を充填し、凹部又は空間の形状を造形素材に転写する。これによれば、上記実施形態３について説明したように、発泡材１１を溶かす溶剤１２が発泡材１１に付着すると、発泡材１１は溶剤１２が付着した箇所から溶けながら収縮していく。この結果、狙いの立体の物体を造形するための型を形成するにあたって悪影響を及ぼすような物、例えば切除粉などは発生しないので回収機構は不要になる。よって、回収機構を必要とせず、装置の小型化を図ることができる。
（態様７）
被加工物から立体を造形する立体造形装置において、発泡材の被加工物を溶かす溶剤を付与するする溶剤付与手段を有し、該溶剤付与手段によって溶剤を被加工物に付与し、発泡材を溶かして収縮させて、立体の物体を造形する。これによれば、上記実施形態２について説明したように、発泡材を表面から溶かして収縮させるので、立体完成後に発泡材の粉末や切粉を除去すること無く、狙いの立体の物体を造形することができる。
（態様８）
（態様７）において、溶剤付与手段は、ノズルから溶剤を吐出する液滴吐出手段であり、狙いの立体の厚みに応じて液滴吐出手段による溶剤の吐出量を調整する。これによれば、上記実施形態２の実施例１について説明したように、液滴吐出ヘッドの解像度や吐出量を変えることで、小型で、音が小さく、立体完成後に発泡材粉末や切粉を除去すること無く、複雑な形状の立体の物体を精密に造形することができる。
（態様９）
（態様７）又は（態様８）において、造形されたシート状の被加工物の表面に、他の被加工物を積層接着するための接着剤を塗布する接着剤塗布手段を有する。これによれば、上記実施形態２の実施例２、３について説明したように、ローラ等の簡単な接着剤塗布手段によって積層立体の物体を造形することができる。
（態様１０）
（態様９）において、接着剤塗布手段は、ノズルから接着剤を吐出する液滴吐出部材で構成される。これによれば、上記実施形態２の実施例４について説明したように、発泡材の表面に接着剤を吐出し付着させているので、接着剤用の塗布装置を付加することなく必要部分のみに接着剤を塗布することができる。
（態様１１）
（態様７）において、被加工物を設置する設置台と、該設置台を上下に昇降させ、かつ平面上でＸＹ方向に移動させる設置台移動手段と、溶剤付与手段をＸＹ方向に走査する走査手段とを設け、設置台移動手段及び走査手段によって、溶剤付与手段と設置台上の被加工物とを相対的に移動させる。これによれば、上記実施形態２の実施例２〜４について説明したように、狙いの立体の物体形状に関する三次元情報に基づいて設置台を上下に昇降し、平面上でＸＹ方向に走査し、あるいは液滴吐出ヘッドをＸＹ方向に走査する。これにより、設置台上の被加工物と液滴吐出ヘッドとが相対的に走査される。この結果、狙いの立体物の三次元形状に応じて被加工物に三次元方向から溶剤を付与できる。よって、狙いの立体の物体に非常に近い形状の立体の物体を造形することができる。
（態様１２）
（態様７）において、溶剤付与手段によって形成された発泡材の凹部又は空間に、立体の物体になる造形素材を充填し、凹部又は空間の形状を造形素材に転写する転写手段を備える。これによれば、上記実施形態３の実施例１〜３について説明したように、発泡材１１を溶かす溶剤１２が発泡材１１に付着すると、発泡材１１は溶剤１２が付着した箇所から溶けながら収縮していく。この結果、狙いの立体の物体を造形するための型を形成するにあたって悪影響を及ぼすような物、例えば切除粉などは発生しないので回収機構は不要になる。よって、回収機構を必要とせず、装置の小型化を図ることができる。

１１ 発泡材
１１ａ 表面
１１ｂ 凹部
１１ｃ 凹部
１１ｄ 表面
１１ｅ 表面
１１ｆ 凹部
１１ｇ 凹部
１１ｈ 表面
１１ｉ 凹端部
１１ｊ 凹端部
１１ｋ 凹部
１１ｌ 表面
１１ｎ 凹端部
１１ｏ 凹端部
１２ 溶剤
１２ａ 溶剤
１２ｂ 溶剤
１３ 溶剤注入器
１４ 針管
２１ 液滴吐出ヘッド
２２ 溶剤滴
２２ａ 溶剤滴
２２ｂ 溶剤滴
２２ｃ 溶剤滴
２４ 立体物
２５ 液滴吐出ヘッド
２６ 接着剤
３１ 設置台
３２ 走査手段
３３ ローラ
４１ 不要物
４２ 境目
４３ 不要物
４４ 立体物
４５ 接着剤
４６ 発泡材
５１ 造形素材
５２ 溶剤
５３ 凹部
５４ 凹部

特開平９−２１６２００号公報

Claims (13)

1. 発泡材の被加工物から立体の物体を造形する立体造形方法において、
   前記被加工物の前記発泡材を溶かす溶剤を液滴吐出手段のノズルから吐出して前記発泡材に付与し、前記発泡材を溶かして収縮させて、立体の物体を造形し、狙いの立体の厚みに応じて前記液滴吐出手段による前記溶剤の吐出量を調整することを特徴とする立体造形方法。
2. 請求項１記載の立体造形方法において、
   前記溶剤を前記発泡材の表面に付与し、前記発泡材の厚み方向に溶かして収縮させることを特徴とする立体造形方法。
3. 請求項１記載の立体造形方法において、
   前記溶剤を前記発泡材の内部の部分に付与し、前記発泡材の内部から溶かして収縮させることを特徴とする立体造形方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の立体造形方法において、
   狙いの立体の物体の厚みに応じて前記溶剤の付与量を調整することを特徴とする立体造形方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の立体造形方法において、
   収縮中の前記発泡材に前記溶剤を付与することを特徴とする立体造形方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の立体造形方法において、
   前記発泡材に形成された凹部又は空間に、立体の物体になる造形素材を充填し、凹部又は空間の形状を造形素材に転写することを特徴とする立体造形方法。
7. 発泡材の被加工物から立体の物体を造形する立体造形方法において、
   前記被加工物の前記発泡材を溶かす溶剤を前記発泡材に付与し、前記発泡材を溶かして収縮させて、被加工物から立体の物体を造形し、造形されたシート状の前記被加工物の表面に、他の前記被加工物を積層接着するための接着剤を塗布することを特徴とする立体造形方法。
8. 発泡材の被加工物から立体の物体を造形する立体造形方法において、
   前記被加工物の前記発泡材を溶かす溶剤を溶剤付与手段によって前記発泡材に付与し、前記発泡材を溶かして収縮させて、被加工物から立体の物体を造形し、前記被加工物を設置台に設置し、該設置台を設置台移動手段によって上下に昇降させかつ平面上でＸＹ方向に移動させ、前記溶剤付与手段を走査手段によってＸＹ方向に走査し、前記設置台移動手段及び前記走査手段によって前記溶剤付与手段と前記設置台上の前記被加工物とを相対的に移動させることを特徴とする立体造形方法。
9. 立体の物体を造形する立体造形装置において、
   発泡材の被加工物を溶かす溶剤を付与する溶剤付与手段を有し、該溶剤付与手段によって前記溶剤を前記被加工物に付与し、前記発泡材を溶かして収縮させて、被加工物から立体の物体を造形し、
   前記溶剤付与手段は、ノズルから前記溶剤を吐出する液滴吐出手段であり、狙いの立体の厚みに応じて前記液滴吐出手段による前記溶剤の吐出量を調整することを特徴とする立体造形装置。
10. 請求項９に記載の立体造形装置において、
    造形されたシート状の前記被加工物の表面に、他の前記被加工物を積層接着するための接着剤を塗布する接着剤塗布手段を有することを特徴とする立体造形装置。
11. 立体の物体を造形する立体造形装置において、
    発泡材の被加工物を溶かす溶剤を付与する溶剤付与手段を有し、該溶剤付与手段によって前記溶剤を前記被加工物に付与し、前記発泡材を溶かして収縮させて、被加工物から立体の物体を造形し、
    造形されたシート状の前記被加工物の表面に、他の前記被加工物を積層接着するための接着剤を塗布する接着剤塗布手段を有することを特徴とする立体造形装置。
12. 請求項１１記載の立体造形装置において、
    前記接着剤塗布手段は、ノズルから前記接着剤を吐出する液滴吐出部材で構成されることを特徴とする立体造形装置。
13. 立体の物体を造形する立体造形装置において、
    発泡材の被加工物を溶かす溶剤を付与する溶剤付与手段を有し、該溶剤付与手段によって前記溶剤を前記被加工物に付与し、前記発泡材を溶かして収縮させて、被加工物から立体の物体を造形し、
    前記被加工物を設置する設置台と、該設置台を上下に昇降させ、かつ平面上でＸＹ方向に移動させる設置台移動手段と、前記溶剤付与手段をＸＹ方向に走査する走査手段とを設け、前記設置台移動手段及び前記走査手段によって、前記溶剤付与手段と前記設置台上の前記被加工物とを相対的に移動させることを特徴とする立体造形装置。

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