JP6872807B2

JP6872807B2 - Stereolithography equipment

Info

Publication number: JP6872807B2
Application number: JP2019017455A
Authority: JP
Inventors: 剛一廣富
Original assignee: Shashin Kagaku Co Ltd
Current assignee: Shashin Kagaku Co Ltd
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2039-02-01
Also published as: JP2020124825A

Description

本発明は、三次元の造形物を製造する光造形装置に関する。 The present invention relates to a stereolithography apparatus for manufacturing a three-dimensional modeled object.

三次元の造形物を製造する技術として、光造形技術が知られている。光造形技術を用いた光造形装置では、例えば、液状の光硬化性樹脂組成物等の造形材料が容器内に貯留され、支持台が造形材料の液面の下方に沈められる。製造されるべき造形物の断面形状を描くように、容器の上方に配置された露光装置から光が造形材料の液面に照射される。光が照射された造形材料の部分が硬化し、光硬化層が形成される。その後、支持台が一定量（光硬化層の厚さに相当）下降する。この場合、造形材料の表面張力等により支持台の下降だけでは、光硬化層の上面が一層分の造形材料で均一に被覆されない。 Stereolithography technology is known as a technology for manufacturing a three-dimensional modeled object. In a stereolithography apparatus using a stereolithography technique, for example, a modeling material such as a liquid photocurable resin composition is stored in a container, and a support base is submerged below the liquid level of the modeling material. Light is applied to the liquid surface of the modeling material from an exposure device arranged above the container so as to draw a cross-sectional shape of the modeled object to be manufactured. The portion of the modeling material irradiated with light is cured to form a photocurable layer. After that, the support base descends by a certain amount (corresponding to the thickness of the photocurable layer). In this case, the upper surface of the photocurable layer is not uniformly covered with the modeling material for one layer only by lowering the support base due to the surface tension of the modeling material or the like.

特許文献１記載の三次元物体の高速断面積層方法では、アプリケータにより造形材料が光硬化層の上面に塗布されるとともに平滑にされる。アプリケータは、内部空間を有するとともに、底面に開口部を有する。アプリケータの内部空間は、真空供給ラインおよび圧力調整器を通して真空ポンプにより吸引される。それにより、アプリケータの内部空間には部分的に造形材料が充填される。アプリケータの下端は、造形材料の液面のやや上方に位置する。アプリケータの下端と造形材料の液面との間の隙間を埋めるメニスカスが形成される。この状態でアプリケータが水平方向に掃引される。 In the high-speed cross-section laminating method of a three-dimensional object described in Patent Document 1, the modeling material is applied to the upper surface of the photocurable layer by an applicator and smoothed. The applicator has an internal space and an opening on the bottom surface. The interior space of the applicator is sucked by a vacuum pump through a vacuum supply line and a pressure regulator. As a result, the internal space of the applicator is partially filled with the modeling material. The lower end of the applicator is located slightly above the liquid level of the modeling material. A meniscus is formed that fills the gap between the lower end of the applicator and the liquid level of the modeling material. In this state, the applicator is swept horizontally.

特表平１０−５１３１３０号公報Special Table No. 10-513130

特許文献１に記載された高速断面積層方法では、真空ポンプは、圧力調整器を通してアプリケータに接続されている。アプリケータ内に造形材料を保持するために必要な吸引圧は−１００ＰａＧ〜−３００ＰａＧ程度の小さな負圧である。これに対して、一般的に、真空ポンプが発生する圧力は、例えば−６ＫＰａＧ〜−７ＫＰａＧと極めて大きい負圧である。そのため、圧力調整器により真空ポンプの大きな吸引圧を小さな負圧に調整する必要がある。圧力調整器は、アプリケータ内から吸引される空気に大気吸入部から吸入される大気を混合させることによりアプリケータ内の負圧を真空ポンプの吸引圧に比べて大幅に減少させる。 In the high-speed cross-section stacking method described in Patent Document 1, the vacuum pump is connected to the applicator through a pressure regulator. The suction pressure required to hold the modeling material in the applicator is a small negative pressure of about -100 PaG to -300 PaG. On the other hand, in general, the pressure generated by the vacuum pump is an extremely large negative pressure, for example, −6 KPaG to −7 KPaG. Therefore, it is necessary to adjust the large suction pressure of the vacuum pump to a small negative pressure by a pressure regulator. The pressure regulator significantly reduces the negative pressure in the applicator compared to the suction pressure of the vacuum pump by mixing the air sucked from the applicator with the air sucked from the air suction unit.

しかしながら、圧力調整器の大気吸入部にごみまたは埃等の異物が付着すると、圧力調整器による吸引圧が変動する。そのため、アプリケータ内の吸引圧を安定に制御するためには、高価な圧力調整器を使用する必要がある。また、圧力調整器の大気吸入部への異物の付着による圧力変動を防止するためには、圧力調整器を頻繁に洗浄する必要がある。さらに、圧力調整器の大気吸入部が詰まると、圧力調整機能が失われ、アプリケータ内の真空吸引が進み、アプリケータ内の造形材料が圧力調整器に流入する。圧力調整器への造形材料の流入を防止するためには、電磁弁等の開放弁を設ける必要がある。そのため、真空ポンプおよび圧力調整器を用いた高速断面積層方法では、部品コストおよびメンテナンスコストが高くなる。なお、アプリケータは、リコータとも呼ばれる。 However, if foreign matter such as dust or dirt adheres to the air suction part of the pressure regulator, the suction pressure by the pressure regulator fluctuates. Therefore, in order to stably control the suction pressure in the applicator, it is necessary to use an expensive pressure regulator. Further, in order to prevent pressure fluctuation due to adhesion of foreign matter to the air suction part of the pressure regulator, it is necessary to clean the pressure regulator frequently. Further, when the air suction portion of the pressure regulator is clogged, the pressure adjusting function is lost, the vacuum suction in the applicator proceeds, and the modeling material in the applicator flows into the pressure regulator. In order to prevent the inflow of the modeling material into the pressure regulator, it is necessary to provide an open valve such as a solenoid valve. Therefore, in the high-speed cross-section lamination method using a vacuum pump and a pressure regulator, the component cost and the maintenance cost are high. The applicator is also called a recorder.

本発明の目的は、吸引式リコータ内の吸引圧を低コストで容易かつ安定に制御することが可能な光造形装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a stereolithography apparatus capable of easily and stably controlling the suction pressure in a suction type recorder at low cost.

（１）第１の発明に係る光造形装置は、光硬化層を上下方向に積層することにより立体的な造形物を製造する光造形装置であって、液状の光硬化性材料を貯留する貯留槽と、造形面を有する造形ステージと、造形ステージを貯留槽内で上下方向に移動させる第１の駆動部と、第１の内部空間を有するとともに底部開口を有するリコータと、リコータを貯留槽内の光硬化性材料の液面に沿って移動させる第２の駆動部と、第２の内部空間を有するとともに第２の内部空間に負圧を発生する負圧発生ユニットと、リコータの第１の内部空間とケーシングの第２の内部空間とを連通させる連通部材と、造形ステージの造形面上または光硬化層の上面上の光硬化性材料を露光することにより光硬化層を形成する露光部とを備え、負圧発生ユニットは、第２の内部空間を形成するとともに大気導入口および排気開口を有するケーシングと、ケーシング内に設けられ、排気開口に向かう気流を形成するファンとを含み、ケーシングの大気導入口は、ファンよりも上流の位置に設けられ、ファンの回転時にケーシング内の気体が排気開口から排出されるとともにケーシングの第２の内部空間において大気導入口から排気開口へ向かう気流が発生することによりケーシングの第２の内部空間においてファンの上流に負圧が発生し、ファンの回転速度の調整により負圧が−１００ＰａＧ〜−２８０ＰａＧの範囲内の値に調整可能である大きさを有する。なお、ここでいう上流とは、排気開口に向かう気流の流れを基準とする。 (1) The optical modeling apparatus according to the first invention is an optical modeling apparatus that manufactures a three-dimensional model by laminating photocurable layers in the vertical direction, and stores a liquid photocurable material. A tank, a modeling stage having a modeling surface, a first drive unit for moving the modeling stage in the vertical direction in the storage tank, a recorder having a first internal space and a bottom opening, and a recorder in the storage tank. A second drive unit that moves along the liquid surface of the photocurable material, a negative pressure generating unit that has a second internal space and generates a negative pressure in the second internal space, and a first recorder. A communicating member that communicates the internal space with the second internal space of the casing, and an exposed portion that forms a photocurable layer by exposing a photocurable material on the molding surface of the molding stage or on the upper surface of the photocurable layer. The negative pressure generating unit includes a casing that forms a second internal space and has an air inlet and an exhaust opening, and a fan that is provided in the casing and forms an air flow toward the exhaust opening. The atmosphere inlet is provided at a position upstream of the fan, and when the fan rotates, the gas in the casing is discharged from the exhaust opening and an air flow from the atmosphere inlet to the exhaust opening is generated in the second internal space of the casing. As a result, a negative pressure is generated upstream of the fan in the second internal space of the casing, and the negative pressure can be adjusted to a value within the range of -100 PaG to -280 PaG by adjusting the rotation speed of the fan. .. The term "upstream" as used herein is based on the flow of airflow toward the exhaust opening.

その光造形装置においては、負圧発生ユニットによりリコータの第１の内部空間に負の吸引圧が発生する。それにより、リコータの第１の内部空間に底部開口から貯留槽内の光硬化性材料が吸引される。リコータは、第２の駆動部により貯留槽内の光硬化性材料の液面に沿って移動する。それにより、ステージの造形面または光硬化層の上面に光硬化性材料が塗布される。造形面上または光硬化層の上面上の光硬化性材料が露光部により露光されることにより、造形面上または光硬化層上に新たな光硬化層が形成される。ステージが貯留槽内の光硬化性材料の液面から１層の厚さに相当する高さだけ下降された後、上記の動作が繰り返される。それにより、ステージの造形面上に光硬化層が上下方向に積層される。 In the stereolithography apparatus, a negative pressure generating unit generates a negative suction pressure in the first internal space of the recorder. As a result, the photocurable material in the storage tank is sucked into the first internal space of the recorder from the bottom opening. The recorder is moved along the liquid level of the photocurable material in the storage tank by the second drive unit. As a result, the photocurable material is applied to the molding surface of the stage or the upper surface of the photocurable layer. When the photocurable material on the molding surface or the upper surface of the photocurable layer is exposed by the exposed portion, a new photocurable layer is formed on the molding surface or on the photocurable layer. The above operation is repeated after the stage is lowered from the liquid level of the photocurable material in the storage tank by a height corresponding to the thickness of one layer. As a result, the photocurable layer is laminated in the vertical direction on the molding surface of the stage.

負圧発生ユニットにおいては、ファンが回転することによりケーシング内の気体が排気開口から排出される。同時に、ケーシングの大気導入口から大気が導入されるため、ケーシングの第２の内部空間において大気導入口から排気開口へ向かう気流が発生する。それにより、ケーシングの第２の内部空間においてファンの上流に負圧が発生する。ケーシングの第２の内部空間は、連通部材によりリコータの第１の内部空間に連通しているので、リコータの第２の内部空間に負の吸引圧が発生する。 In the negative pressure generating unit, the gas in the casing is discharged from the exhaust opening by rotating the fan. At the same time, since the air is introduced from the atmosphere introduction port of the casing, an air flow from the atmosphere introduction port to the exhaust opening is generated in the second internal space of the casing. As a result, a negative pressure is generated upstream of the fan in the second internal space of the casing. Since the second internal space of the casing communicates with the first internal space of the recorder by the communicating member, a negative suction pressure is generated in the second internal space of the recorder.

この場合、ケーシング内に大気が導入されつつケーシング内の気体がファンにより排出されるので、ケーシング内の負圧の値は小さい。そのため、圧力調整器を設けることなくリコータ内に小さな負の吸引圧を発生させることができる。それにより、圧力調整器の部品コストおよびメンテナンスコストが不要となる。また、負圧発生ユニットとリコータとの間に圧力変動を生じやすい圧力調整器が介在しないので、リコータ内の吸引圧の変動が生じにくい。さらに、ファンの回転速度を制御することによりリコータ内の吸引圧を容易に制御することができる。したがって、吸引式リコータ内の吸引圧を低コストで容易かつ安定に制御することが可能となる。 In this case, the value of the negative pressure in the casing is small because the gas in the casing is discharged by the fan while the atmosphere is introduced into the casing. Therefore, a small negative suction pressure can be generated in the recorder without providing a pressure regulator. This eliminates the cost of parts and maintenance of the pressure regulator. Further, since the pressure regulator that easily causes pressure fluctuation does not intervene between the negative pressure generating unit and the recorder, the suction pressure in the recorder is unlikely to fluctuate. Further, the suction pressure in the recorder can be easily controlled by controlling the rotation speed of the fan. Therefore, the suction pressure in the suction type recorder can be easily and stably controlled at low cost.

（２）第２の発明に係る光造形装置は、光硬化層を上下方向に積層することにより立体的な造形物を製造する光造形装置であって、液状の光硬化性材料を貯留する貯留槽と、造形面を有する造形ステージと、造形ステージを貯留槽内で上下方向に移動させる第１の駆動部と、第１の内部空間を有するとともに底部開口を有するリコータと、リコータを貯留槽内の光硬化性材料の液面に沿って移動させる第２の駆動部と、第２の内部空間を有するとともに第２の内部空間に負圧を発生する負圧発生ユニットと、リコータの第１の内部空間と負圧発生ユニットの第２の内部空間とを連通させる連通部材と、造形ステージの造形面上または光硬化層の上面上の光硬化性材料を露光することにより光硬化層を形成する露光部とを備え、負圧発生ユニットは、第２の内部空間を形成するとともに大気導入口および排気開口を有するケーシングと、ケーシング内に設けられ、排気開口に向かう気流を形成するファンとを含み、ケーシングの大気導入口は、ファンよりも上流の位置に設けられ、負圧発生ユニットは、ファンを含むファンユニットと、通気開口を有する負圧チャンバとを含み、ファンユニットは、ファンを取り囲みかつ吸気開口および排気開口を有するファンケースを含み、ケーシングは、負圧チャンバとファンケースとにより構成され、第２の内部空間は、負圧チャンバの内部空間およびファンケースの内部空間により形成され、ファンユニットと負圧チャンバとは、吸気開口が通気開口に対向するように、かつ、ファンケースと負圧チャンバとの間に第２の内部空間に連通する隙間が形成されるように、配置され、ファンケースと負圧チャンバとの間の隙間が大気導入口である。
その光造形装置においては、負圧発生ユニットによりリコータの第１の内部空間に負の吸引圧が発生する。それにより、リコータの第１の内部空間に底部開口から貯留槽内の光硬化性材料が吸引される。リコータは、第２の駆動部により貯留槽内の光硬化性材料の液面に沿って移動する。それにより、ステージの造形面または光硬化層の上面に光硬化性材料が塗布される。造形面上または光硬化層の上面上の光硬化性材料が露光部により露光されることにより、造形面上または光硬化層上に新たな光硬化層が形成される。ステージが貯留槽内の光硬化性材料の液面から１層の厚さに相当する高さだけ下降された後、上記の動作が繰り返される。それにより、ステージの造形面上に光硬化層が上下方向に積層される。
負圧発生ユニットにおいては、ファンが回転することによりケーシング内の気体が排気開口から排出される。同時に、ケーシングの大気導入口から大気が導入されるため、ケーシングの第２の内部空間において大気導入口から排気開口へ向かう気流が発生する。それにより、ケーシングの第２の内部空間においてファンの上流に負圧が発生する。ケーシングの第２の内部空間は、連通部材によりリコータの第１の内部空間に連通しているので、リコータの第２の内部空間に負の吸引圧が発生する。
この場合、ケーシング内に大気が導入されつつケーシング内の気体がファンにより排出されるので、ケーシング内の負圧の値は小さい。そのため、圧力調整器を設けることなくリコータ内に小さな負の吸引圧を発生させることができる。それにより、圧力調整器の部品コストおよびメンテナンスコストが不要となる。また、負圧発生ユニットとリコータとの間に圧力変動を生じやすい圧力調整器が介在しないので、リコータ内の吸引圧の変動が生じにくい。さらに、ファンの回転速度を制御することによりリコータ内の吸引圧を容易に制御することができる。したがって、吸引式リコータ内の吸引圧を低コストで容易かつ安定に制御することが可能となる。
この場合、ファンケースと負圧チャンバとの間に隙間が形成されるようにファンユニットを負圧チャンバに取り付けることにより、ケーシングを構成することができるとともに、隙間を大気導入口として形成することができる。したがって、負圧発生ユニットを容易に作製することが可能となる。 (2) The optical modeling apparatus according to the second invention is an optical modeling apparatus that manufactures a three-dimensional model by laminating photocurable layers in the vertical direction, and stores liquid photocurable materials. A tank, a modeling stage having a modeling surface, a first drive unit for moving the modeling stage in the vertical direction in the storage tank, a recorder having a first internal space and a bottom opening, and a recorder in the storage tank. A second drive unit that moves along the liquid surface of the photocurable material, a negative pressure generating unit that has a second internal space and generates a negative pressure in the second internal space, and a first recorder. A photocurable layer is formed by exposing a communicating member that communicates the internal space with the second internal space of the negative pressure generating unit and a photocurable material on the modeling surface of the modeling stage or on the upper surface of the photocurable layer. A negative pressure generating unit including an exposed portion includes a casing that forms a second internal space and has an air inlet and an exhaust opening, and a fan that is provided in the casing and forms an air flow toward the exhaust opening. The atmosphere inlet of the casing is provided at a position upstream of the fan, the negative pressure generating unit includes a fan unit including the fan and a negative pressure chamber having a ventilation opening, and the fan unit surrounds the fan. The casing includes a fan case having an intake opening and an exhaust opening, the casing is composed of a negative pressure chamber and a fan case, and a second internal space is formed by the internal space of the negative pressure chamber and the internal space of the fan case, and the fan. The unit and the negative pressure chamber are arranged so that the intake opening faces the ventilation opening and a gap communicating with the second internal space is formed between the fan case and the negative pressure chamber. the gap between the fan case and the negative pressure chamber is an air inlet.
In the stereolithography apparatus, a negative pressure generating unit generates a negative suction pressure in the first internal space of the recorder. As a result, the photocurable material in the storage tank is sucked into the first internal space of the recorder from the bottom opening. The recorder is moved along the liquid level of the photocurable material in the storage tank by the second drive unit. As a result, the photocurable material is applied to the molding surface of the stage or the upper surface of the photocurable layer. When the photocurable material on the molding surface or the upper surface of the photocurable layer is exposed by the exposed portion, a new photocurable layer is formed on the molding surface or on the photocurable layer. The above operation is repeated after the stage is lowered from the liquid level of the photocurable material in the storage tank by a height corresponding to the thickness of one layer. As a result, the photocurable layer is laminated in the vertical direction on the molding surface of the stage.
In the negative pressure generating unit, the gas in the casing is discharged from the exhaust opening by rotating the fan. At the same time, since the air is introduced from the atmosphere introduction port of the casing, an air flow from the atmosphere introduction port to the exhaust opening is generated in the second internal space of the casing. As a result, a negative pressure is generated upstream of the fan in the second internal space of the casing. Since the second internal space of the casing communicates with the first internal space of the recorder by the communicating member, a negative suction pressure is generated in the second internal space of the recorder.
In this case, the value of the negative pressure in the casing is small because the gas in the casing is discharged by the fan while the atmosphere is introduced into the casing. Therefore, a small negative suction pressure can be generated in the recorder without providing a pressure regulator. This eliminates the cost of parts and maintenance of the pressure regulator. Further, since the pressure regulator that easily causes pressure fluctuation does not intervene between the negative pressure generating unit and the recorder, the suction pressure in the recorder is unlikely to fluctuate. Further, the suction pressure in the recorder can be easily controlled by controlling the rotation speed of the fan. Therefore, the suction pressure in the suction type recorder can be easily and stably controlled at low cost.
In this case, the casing can be formed by attaching the fan unit to the negative pressure chamber so that a gap is formed between the fan case and the negative pressure chamber, and the gap can be formed as an air inlet. it can. Therefore, the negative pressure generating unit can be easily manufactured.

この場合、ファンケースと負圧チャンバとの間に隙間が形成されるようにファンユニットを負圧チャンバに取り付けることにより、ケーシングを構成することができるとともに、隙間を大気導入口として形成することができる。したがって、負圧発生ユニットを容易に作製することが可能となる。 In this case, the casing can be formed by attaching the fan unit to the negative pressure chamber so that a gap is formed between the fan case and the negative pressure chamber, and the gap can be formed as an air inlet. it can. Therefore, the negative pressure generating unit can be easily manufactured.

（３）ケーシングは、排気開口を有する負圧チャンバを含み、大気導入口は負圧チャンバに設けられてもよい。 (3) The casing may include a negative pressure chamber having an exhaust opening, and the atmosphere inlet may be provided in the negative pressure chamber.

この場合、負圧チャンバに大気導入口を形成することにより負圧発生ユニットを容易に作製することができる。 In this case, the negative pressure generating unit can be easily manufactured by forming the air inlet in the negative pressure chamber.

（４）光造形装置は、リコータの第１の内部空間の圧力と大気圧との差圧を検出する差圧計をさらに備えてもよい。 (4) The stereolithography apparatus may further include a differential pressure gauge that detects the differential pressure between the pressure in the first internal space of the recorder and the atmospheric pressure.

この場合、差圧計により検出される差圧に基づいてリコータの第１の内部空間の吸引圧を正確かつ容易にモニタすることができる。 In this case, the suction pressure in the first internal space of the recorder can be accurately and easily monitored based on the differential pressure detected by the differential pressure gauge.

（５）光造形装置は、差圧計により検出された差圧に基づいて、リコータの第１の内部空間の吸引圧が予め定められた負の値に維持されるようにファンを制御する制御部をさらに備えてもよい。 (5) The stereolithography apparatus is a control unit that controls a fan so that the suction pressure in the first internal space of the recorder is maintained at a predetermined negative value based on the differential pressure detected by the differential pressure gauge. May be further provided.

この場合、リコータの吸引圧の値を容易かつ正確に一定に維持することができる。それにより、リコータ内に正確に一定量の光硬化性材料をさらに安定に保持することができる。 In this case, the value of the suction pressure of the recorder can be easily and accurately maintained constant. Thereby, an accurately constant amount of the photocurable material can be more stably held in the recorder.

（６）ファンは、互いに反対方向に回転する第１および第２の羽根を含む反転ファンを含んでもよい。この場合、ファンの回転速度に対する流量の直線性が高く安定した気流が形成されるので、さらに安定した負圧を発生することが可能となる。 (6) The fan may include a reversing fan including first and second blades that rotate in opposite directions. In this case, since a stable airflow is formed with high linearity of the flow rate with respect to the rotation speed of the fan, it is possible to generate a more stable negative pressure.

本発明によれば、リコータ内の吸引圧を低コストで容易に制御することが可能となる。 According to the present invention, the suction pressure in the recorder can be easily controlled at low cost.

実施の形態に係る光造形装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the stereolithography apparatus which concerns on embodiment. リコータの構成の一例を示す模式的斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the structure of a recorder. 負圧発生ユニットの模式的斜視図である。It is a schematic perspective view of the negative pressure generation unit. 負圧発生ユニットの模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view of a negative pressure generation unit. 負圧発生ユニットの他の第１の例を示す模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the other 1st example of a negative pressure generation unit. 負圧発生ユニットの他の第２の例を示す模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the other 2nd example of a negative pressure generation unit. 負圧発生ユニットの他の第３の例を示す模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the other 3rd example of a negative pressure generation unit.

以下、本発明の実施の形態に係る光造形装置について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the stereolithography apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（１）光造形装置の全体の構成
図１は実施の形態に係る光造形装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、光造形装置１００は、貯留槽１、造形ステージ２、リコータ３、チューブ４ａ，４ｂおよび負圧発生ユニット５を備える。貯留槽１内には、液状の光硬化性材料２１が保持される。光硬化性材料２１は、例えば、液状の光硬化性樹脂組成物である。貯留槽１内には、造形ステージ２が上下動可能に設けられる。造形ステージ２は、水平な造形面２ａを有する。造形面２ａは、貯留槽１内の光硬化性材料２１中に沈められる。 (1) Overall Configuration of Stereolithography Device FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the stereolithography device according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the stereolithography apparatus 100 includes a storage tank 1, a modeling stage 2, a recorder 3, tubes 4a and 4b, and a negative pressure generating unit 5. The liquid photocurable material 21 is held in the storage tank 1. The photocurable material 21 is, for example, a liquid photocurable resin composition. A modeling stage 2 is provided in the storage tank 1 so as to be movable up and down. The modeling stage 2 has a horizontal modeling surface 2a. The modeling surface 2a is submerged in the photocurable material 21 in the storage tank 1.

リコータ３は、内部空間Ｓ１および底部開口ＢＯを有し、貯留槽１内の光硬化性材料２１の液面に沿って水平方向に移動可能に設けられている。負圧発生ユニット５は、負圧チャンバ５１およびファンユニット５２を含み、負圧を発生する。負圧チャンバ５１により発生される負圧は、例えば−１００ＰａＧ〜−２８０ＰａＧ程度である。負圧チャンバ５１により発生される最大圧力は、例えば−６００ＰａＧ程度である。負圧および最大圧力は、後述する大気導入口ＡＩの開口面積によっておよそ決まり、さらに、後述するファンの回転数によって微調整が可能である。 The recorder 3 has an internal space S1 and a bottom opening BO, and is provided so as to be movable in the horizontal direction along the liquid level of the photocurable material 21 in the storage tank 1. The negative pressure generating unit 5 includes a negative pressure chamber 51 and a fan unit 52, and generates a negative pressure. The negative pressure generated by the negative pressure chamber 51 is, for example, about -100 PaG to -280 PaG. The maximum pressure generated by the negative pressure chamber 51 is, for example, about −600 PaG. The negative pressure and the maximum pressure are approximately determined by the opening area of the atmospheric inlet AI described later, and can be finely adjusted by the rotation speed of the fan described later.

リコータ３と負圧チャンバ５１とはチューブ４ａにより接続されている。チューブ４ａは、リコータ３の内部空間Ｓ１と負圧チャンバ５１の内部空間とを連通させる連通部材である。後述するように、負圧チャンバ５１は、リコータ３の内部空間Ｓ１に大気圧に対して負の吸引圧を与える。それにより、リコータ３の内部空間Ｓ１に底部開口ＢＯを通して光硬化性材料２１が吸引され、リコータ３内に保持される。 The recorder 3 and the negative pressure chamber 51 are connected by a tube 4a. The tube 4a is a communication member that communicates the internal space S1 of the recorder 3 with the internal space of the negative pressure chamber 51. As will be described later, the negative pressure chamber 51 applies a negative suction pressure to the internal space S1 of the recorder 3 with respect to the atmospheric pressure. As a result, the photocurable material 21 is sucked into the internal space S1 of the recoater 3 through the bottom opening BO and is held in the recoater 3.

光造形装置１００は、差圧計６、ステージ駆動部７、リコータ駆動部８および露光部９をさらに備える。差圧計６とリコータ３とはチューブ４ｂにより接続されている。差圧計６は、微小な圧力差を検出する微差圧計である。チューブ４ｂは、リコータ３の内部空間Ｓ１と差圧計６とを連通させる。差圧計６は、リコータ３の内部空間Ｓ１の吸引圧と大気圧との差圧を検出する。ステージ駆動部７は、造形ステージ２を上下方向に移動させる。リコータ駆動部８は、リコータ３を水平方向に移動させる。 The stereolithography apparatus 100 further includes a differential pressure gauge 6, a stage drive unit 7, a recorder drive unit 8, and an exposure unit 9. The differential pressure gauge 6 and the recorder 3 are connected by a tube 4b. The differential pressure gauge 6 is a micro differential pressure gauge that detects a minute pressure difference. The tube 4b communicates the internal space S1 of the recorder 3 with the differential pressure gauge 6. The differential pressure gauge 6 detects the differential pressure between the suction pressure in the internal space S1 of the recorder 3 and the atmospheric pressure. The stage drive unit 7 moves the modeling stage 2 in the vertical direction. The recorder drive unit 8 moves the recorder 3 in the horizontal direction.

露光部９は、光源９１および偏向装置９２を含む。光源９１は、例えばレーザ発振器を含み、光硬化性材料２１の感光性波長領域の波長を有する光Ｌを出射する。偏向装置９２は、例えば、ガルバノミラーを含み、光源９１により出射された光Ｌを反射するとともに、造形ステージ２の造形面２ａ上で光Ｌを走査させる。 The exposure unit 9 includes a light source 91 and a deflection device 92. The light source 91 includes, for example, a laser oscillator, and emits light L having a wavelength in the photosensitive wavelength region of the photocurable material 21. The deflector 92 includes, for example, a galvano mirror, reflects the light L emitted by the light source 91, and scans the light L on the modeling surface 2a of the modeling stage 2.

制御部１０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）および記憶装置により構成される。記憶装置には、製造されるべき造形物の三次元形状を示す形状データが記憶される。制御部１０は、光源９１を制御するとともに、形状データに基づいてステージ駆動部７、リコータ駆動部８および偏向装置９２を制御する。また、制御部１０は、差圧計６により検出された差圧に基づいてファンユニット５２を制御する。 The control unit 10 is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit) and a storage device. The storage device stores shape data indicating the three-dimensional shape of the modeled object to be manufactured. The control unit 10 controls the light source 91 and also controls the stage drive unit 7, the recorder drive unit 8, and the deflection device 92 based on the shape data. Further, the control unit 10 controls the fan unit 52 based on the differential pressure detected by the differential pressure gauge 6.

造形動作時には、造形面２ａが貯留槽１内の光硬化性材料の液面より下方に下降する。光硬化性材料２１は比較的高い粘性を有するので、短時間で造形面２ａの上面の全体に拡がりにくい。そこで、光硬化性材料２１を保持するリコータ３が光硬化性材料２１の液面から僅かに上方に離間した状態で水平方向に移動する。この場合、リコータ３の下端は、貯留槽１内の光硬化性材料２１の液面から例えば５０μｍ〜２００μｍ上方の位置に調整される。この状態で、リコータ３の下端と光硬化性材料２１の液面との間にメニスカスが形成される。それにより、リコータ３の内部空間Ｓ１が閉空間となる。 During the modeling operation, the modeling surface 2a descends below the liquid level of the photocurable material in the storage tank 1. Since the photocurable material 21 has a relatively high viscosity, it does not easily spread over the entire upper surface of the modeling surface 2a in a short time. Therefore, the recorder 3 holding the photocurable material 21 moves in the horizontal direction in a state of being slightly upwardly separated from the liquid surface of the photocurable material 21. In this case, the lower end of the recorder 3 is adjusted to a position above, for example, 50 μm to 200 μm above the liquid level of the photocurable material 21 in the storage tank 1. In this state, a meniscus is formed between the lower end of the recoater 3 and the liquid level of the photocurable material 21. As a result, the internal space S1 of the recorder 3 becomes a closed space.

光硬化性材料２１を保持するリコータ３が水平方向に移動することにより、造形面２ａに光硬化層の１層に相当する厚みを有する光硬化性材料２１が塗布される。この状態で、造形面２ａ上の光硬化性材料２１に光Ｌが照射されることにより光硬化性材料２１が硬化し、所望のパターンを有する光硬化層２２が形成される。１つの光硬化層２２が形成された後、造形ステージ２が光硬化層２２の１層に相当する距離だけ下降した後、リコータ３の水平移動により光硬化層２２の上面に光硬化性材料２１が塗布され、光硬化層２２上の光硬化性材料２１に光Ｌが照射される。造形ステージ２の下降、リコータ３の水平移動および露光部９による露光が繰り返されることにより、複数の光硬化層２２が積層される。その結果、所望の立体形状を有する三次元の造形物が製造される。 By moving the recoater 3 holding the photocurable material 21 in the horizontal direction, the photocurable material 21 having a thickness corresponding to one layer of the photocurable layer is applied to the modeling surface 2a. In this state, the photocurable material 21 on the modeling surface 2a is irradiated with light L to cure the photocurable material 21 and form a photocurable layer 22 having a desired pattern. After one photo-curing layer 22 is formed, the modeling stage 2 descends by a distance corresponding to one layer of the photo-curing layer 22, and then the photocurable material 21 is placed on the upper surface of the photo-curing layer 22 by the horizontal movement of the recorder 3. Is applied, and the photocurable material 21 on the photocurable layer 22 is irradiated with light L. The plurality of photocurable layers 22 are laminated by repeating the lowering of the modeling stage 2, the horizontal movement of the recorder 3, and the exposure by the exposure unit 9. As a result, a three-dimensional model having a desired three-dimensional shape is produced.

（２）リコータ３の構成
図２はリコータ３の構成の一例を示す模式的斜視図である。図２に示すように、リコータ３は、長方形状のケース３１を含む。ケース３１は、図１の内部空間Ｓ１および底部開口ＢＯ（図１参照）を有する。ケース３１の上面には、分岐ジョイント管３４が取り付けられている。分岐ジョイント管３４は、第１の分岐部３４ａおよび第２の分岐部３４ｂを有する。第１の分岐部３４ａには図１のチューブ４ａの一端が接続され、第２の分岐部３４ｂにはチューブ４ｂの一端が接続される。ケース３１の長手方向の下端３２は、斜め下方に向かって広がるように形成されている。 (2) Configuration of Recorder 3 FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of the recorder 3. As shown in FIG. 2, the recorder 3 includes a rectangular case 31. The case 31 has an interior space S1 of FIG. 1 and a bottom opening BO (see FIG. 1). A branch joint pipe 34 is attached to the upper surface of the case 31. The branch joint pipe 34 has a first branch portion 34a and a second branch portion 34b. One end of the tube 4a of FIG. 1 is connected to the first branch portion 34a, and one end of the tube 4b is connected to the second branch portion 34b. The lower end 32 in the longitudinal direction of the case 31 is formed so as to spread diagonally downward.

（３）負圧発生ユニット５の構成
図３は負圧発生ユニット５の模式的斜視図である。図４は負圧発生ユニット５の模式的断面図である。図３に示すように、負圧発生ユニット５は、負圧チャンバ５１およびファンユニット５２を含む。図３では、ファンユニット５２の形状が簡略化されている。図４において、点線の矢印は空気の流れを示している。以下の図５〜図７においても同様である。 (3) Configuration of Negative Pressure Generating Unit 5 FIG. 3 is a schematic perspective view of the negative pressure generating unit 5. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the negative pressure generating unit 5. As shown in FIG. 3, the negative pressure generating unit 5 includes a negative pressure chamber 51 and a fan unit 52. In FIG. 3, the shape of the fan unit 52 is simplified. In FIG. 4, the dotted arrow indicates the air flow. The same applies to FIGS. 5 to 7 below.

負圧チャンバ５１は、円筒状の周壁５１ａ、底板５１ｂおよび上板５１ｃにより構成される。ファンユニット５２は、負圧チャンバ５１の上板５１ｃ上に取り付けられている。負圧チャンバ５１の上板５１ｃの上面とファンユニット５２の下端との間には、所定の厚みを有する複数の環状のスペーサ５６が取り付けられている。それにより、ファンユニット５２の下端と負圧チャンバ５１の上面との間に隙間ＧＰが形成されている。 The negative pressure chamber 51 is composed of a cylindrical peripheral wall 51a, a bottom plate 51b, and an upper plate 51c. The fan unit 52 is mounted on the upper plate 51c of the negative pressure chamber 51. A plurality of annular spacers 56 having a predetermined thickness are attached between the upper surface of the upper plate 51c of the negative pressure chamber 51 and the lower end of the fan unit 52. As a result, a gap GP is formed between the lower end of the fan unit 52 and the upper surface of the negative pressure chamber 51.

図４に示すように、負圧チャンバ５１は内部空間Ｓ２ａを有する。負圧チャンバ５１の上板５１ｃの中央部には通気開口ＰＳが形成されている。ファンユニット５２は、２つのファン５３ａ，５３ｂおよびファンケース５５を含む。２つのファン５３ａ，５３ｂの各々は、ファンモータおよび複数の羽根により構成される。ファンケース５５は、円柱状の内部空間Ｓ２ｂを有するとともに、円形の吸気開口ＩＮおよび円形の排気開口ＥＸを有する。ファンケース５５内に２つのファン５３ａ，５３ｂが収容されている。本実施の形態では、ファンユニット５２は、２つのファン５３ａ，５３ｂが互いに逆方向に回転する二重反転ファンユニットである。 As shown in FIG. 4, the negative pressure chamber 51 has an internal space S2a. A ventilation opening PS is formed in the central portion of the upper plate 51c of the negative pressure chamber 51. The fan unit 52 includes two fans 53a and 53b and a fan case 55. Each of the two fans 53a and 53b is composed of a fan motor and a plurality of blades. The fan case 55 has a columnar internal space S2b, and also has a circular intake opening IN and a circular exhaust opening EX. Two fans 53a and 53b are housed in the fan case 55. In the present embodiment, the fan unit 52 is a counter-rotating fan unit in which two fans 53a and 53b rotate in opposite directions.

ファンユニット５２は、負圧チャンバ５１の通気開口ＰＳとファンケース５５の吸気開口ＩＮとが重なるように配置されている。また、ファンケース５５の下端フランジと負圧チャンバ５１の上板５１ｃとが複数のスペーサ５６を挟んでボルト６１により固定されている。ファンケース５５の下端と負圧チャンバ５１の上面との間の隙間ＧＰは、内部空間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂに連通している。 The fan unit 52 is arranged so that the ventilation opening PS of the negative pressure chamber 51 and the intake opening IN of the fan case 55 overlap each other. Further, the lower end flange of the fan case 55 and the upper plate 51c of the negative pressure chamber 51 are fixed by bolts 61 with a plurality of spacers 56 interposed therebetween. The gap GP between the lower end of the fan case 55 and the upper surface of the negative pressure chamber 51 communicates with the internal spaces S2a and S2b.

また、負圧チャンバ５１の上板５１ｃには、通気開口ＰＳから離間した位置に、吸入孔ＳＣが形成されている。吸入孔ＳＣには、ジョイント管５７が取り付けられている。ジョイント管５７には、図１のチューブ４ａの他端が接続される。 Further, a suction hole SC is formed in the upper plate 51c of the negative pressure chamber 51 at a position separated from the ventilation opening PS. A joint pipe 57 is attached to the suction hole SC. The other end of the tube 4a of FIG. 1 is connected to the joint pipe 57.

本実施の形態では、負圧チャンバ５１およびファンケース５５がケーシング５０を形成する。ケーシング５０の内部空間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂは、通気開口ＰＳおよび吸気開口ＩＮを通して一体化している。ファンケース５５と負圧チャンバ５１との間の隙間ＧＰは、ファン５３ａ，５３ｂの上流に設けられた大気導入口ＡＩである。本実施の形態では、隙間ＧＰの開口面積は排気開口ＥＸの面積よりも大きい。 In this embodiment, the negative pressure chamber 51 and the fan case 55 form the casing 50. The internal spaces S2a and S2b of the casing 50 are integrated through the ventilation opening PS and the intake opening IN. The gap GP between the fan case 55 and the negative pressure chamber 51 is an air inlet AI provided upstream of the fans 53a and 53b. In the present embodiment, the opening area of the gap GP is larger than the area of the exhaust opening EX.

（４）負圧発生ユニット５の動作
図１の制御部１０の制御によりファンユニット５２のファン５３ａ，５３ｂが回転すると、ファンケース５５の吸気開口ＩＮから排気開口ＥＸに向かう気流が発生し、負圧チャンバ５１内の気体が排気開口ＥＸから排出される。同時に、隙間ＧＰからファン５３ａの上流に大気が導入され、負圧チャンバ５１の内部空間Ｓ２ａおよびファンケース５５の内部空間Ｓ２ｂに隙間ＧＰから排気開口ＥＸへ向かう気流が発生する。ファン５３ａ，５３ｂの回転による隙間ＧＰおよび排気開口ＥＸを通る気流において隙間ＧＰでの流路抵抗が排気開口ＥＸでの流路抵抗よりも大きくなるように、隙間ＧＰの開口面積または形状等が設定されている。そのため、負圧チャンバ５１の内部空間Ｓ２ａおよびファンケース５５の内部空間Ｓ２ｂにおいてファン５３ａの上流に負圧が発生する。この場合、内部空間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ内に大気が導入されつつ負圧チャンバ５１内の気体がファン５３ａ，５３ｂにより排出されるので、負圧の値は小さい。 (4) Operation of Negative Pressure Generation Unit 5 When the fans 53a and 53b of the fan unit 52 rotate under the control of the control unit 10 in FIG. 1, an air flow from the intake opening IN of the fan case 55 to the exhaust opening EX is generated, which is negative. The gas in the pressure chamber 51 is discharged from the exhaust opening EX. At the same time, the atmosphere is introduced from the gap GP to the upstream of the fan 53a, and an air flow from the gap GP to the exhaust opening EX is generated in the internal space S2a of the negative pressure chamber 51 and the internal space S2b of the fan case 55. The opening area or shape of the gap GP is set so that the flow path resistance in the gap GP becomes larger than the flow path resistance in the exhaust opening EX in the airflow passing through the gap GP and the exhaust opening EX due to the rotation of the fans 53a and 53b. Has been done. Therefore, a negative pressure is generated upstream of the fan 53a in the internal space S2a of the negative pressure chamber 51 and the internal space S2b of the fan case 55. In this case, the negative pressure value is small because the gas in the negative pressure chamber 51 is discharged by the fans 53a and 53b while the atmosphere is introduced into the internal spaces S2a and S2b.

負圧チャンバ５１の内部空間Ｓ２ａおよびファンケース５５の内部空間Ｓ２ｂは、チューブ４ａによりリコータ３の内部空間Ｓ１に連通しているので、リコータ３の内部空間Ｓ１に負の吸引圧が発生する。その結果、貯留槽１内の光硬化性材料２１がリコータ３の底部開口ＢＯを通して内部空間Ｓ１に吸引され、リコータ３内の下部に充填される。リコータ３の内部空間Ｓ１の上部は負圧発生ユニット５により負の吸引圧に維持される。それにより、リコータ３内に一定量の光硬化性材料２１が保持される。 Since the internal space S2a of the negative pressure chamber 51 and the internal space S2b of the fan case 55 are communicated with the internal space S1 of the recorder 3 by the tube 4a, a negative suction pressure is generated in the internal space S1 of the recorder 3. As a result, the photocurable material 21 in the storage tank 1 is sucked into the internal space S1 through the bottom opening BO of the recoater 3 and is filled in the lower part in the recoater 3. The upper part of the internal space S1 of the recorder 3 is maintained at a negative suction pressure by the negative pressure generating unit 5. As a result, a certain amount of the photocurable material 21 is held in the recorder 3.

一方、負圧発生ユニット５におけるファンケース５５と負圧チャンバ５１の上面との間に隙間ＧＰがない場合には、ファン５３ａ，５３ｂにより負圧チャンバ５１の内部空間Ｓ２ａから排出される空気の量が不足し、ファンユニット５２の吸気開口ＩＮで乱気流が発生する。それにより、リコータ３内の負の吸引圧が不安定になる。 On the other hand, when there is no gap GP between the fan case 55 in the negative pressure generating unit 5 and the upper surface of the negative pressure chamber 51, the amount of air discharged from the internal space S2a of the negative pressure chamber 51 by the fans 53a and 53b. Is insufficient, and turbulence is generated at the intake opening IN of the fan unit 52. As a result, the negative suction pressure in the recorder 3 becomes unstable.

これに対して、本実施の形態の負圧発生ユニット５では、隙間ＧＰからファンケース５５内を経由して排気開口ＥＸに至る気流が常時形成されるので、負圧チャンバ５１内の空気の不足による乱気流の発生が防止される。それにより、リコータ３内の負の吸引圧が安定に維持される。 On the other hand, in the negative pressure generating unit 5 of the present embodiment, an air flow from the gap GP to the exhaust opening EX via the inside of the fan case 55 is constantly formed, so that the air in the negative pressure chamber 51 is insufficient. The generation of turbulence due to As a result, the negative suction pressure in the recorder 3 is stably maintained.

リコータ３の内部空間Ｓ１の上部は一定の負の吸引圧に維持される。それにより、リコータ３内に一定量の光硬化性材料２１が保持される。負圧チャンバ５１の内部空間Ｓ２ａの負圧の値は、ファン５３ａ，５３ｂの回転速度（単位時間当たりの回転数）により変化する。そのため、制御部１０は、差圧計６により検出された差圧に基づいてファン５３ａ，５３ｂの回転速度を制御することにより、リコータ３内の負の吸引圧の値を制御することができる。本実施の形態では、制御部１０は、差圧計６により検出される差圧が所定の値になるようにファン５３ａ，５３ｂの回転速度をフィードバック制御する。具体的には、制御部１０は、ファン５３ａ，５３ｂに与える駆動信号（例えば、デューティ比等）を変化させることによりファン５３ａ，５３ｂの回転速度を容易に制御することができる。 The upper part of the internal space S1 of the recorder 3 is maintained at a constant negative suction pressure. As a result, a certain amount of the photocurable material 21 is held in the recorder 3. The value of the negative pressure in the internal space S2a of the negative pressure chamber 51 changes depending on the rotation speed (rotation speed per unit time) of the fans 53a and 53b. Therefore, the control unit 10 can control the value of the negative suction pressure in the recorder 3 by controlling the rotation speeds of the fans 53a and 53b based on the differential pressure detected by the differential pressure gauge 6. In the present embodiment, the control unit 10 feedback-controls the rotation speeds of the fans 53a and 53b so that the differential pressure detected by the differential pressure gauge 6 becomes a predetermined value. Specifically, the control unit 10 can easily control the rotation speed of the fans 53a and 53b by changing the drive signals (for example, duty ratio and the like) given to the fans 53a and 53b.

（５）実施例
本発明者は、実施例として、図３および図４の負圧発生ユニット５を作製し、性能の評価を行った。ファンユニット５２の吸気開口ＩＮおよび排気開口ＥＸの直径は４０ｍｍである。負圧チャンバ５１の上面とファンケース５５の下端との間の隙間ＧＰの高さは２ｍｍである。この場合、吸気開口ＩＮおよび排気開口ＥＸの面積は、１２５６ｍｍ^２であり、隙間ＧＰの面積は約２５０ｍｍ^２である。負圧チャンバ５１の内部空間Ｓ２ａの直径は１２５ｍｍであり、負圧チャンバ５１の内部空間Ｓ２ａの高さは８０ｍｍである。 (5) Example The present inventor produced the negative pressure generating unit 5 of FIGS. 3 and 4 as an example, and evaluated the performance. The diameter of the intake opening IN and the exhaust opening EX of the fan unit 52 is 40 mm. The height of the gap GP between the upper surface of the negative pressure chamber 51 and the lower end of the fan case 55 is 2 mm. In this case, the area of the intake opening IN and exhaust aperture EX is 1256Mm ^2, the area of the gap GP is about 250 mm ^2. The diameter of the internal space S2a of the negative pressure chamber 51 is 125 mm, and the height of the internal space S2a of the negative pressure chamber 51 is 80 mm.

上記の負圧発生ユニット５を用いて図１の光造形装置１００を作製し、リコータ３内の吸引圧の変化を測定した。その結果、光造形装置１００の運転によるリコータ３内の吸引圧の変化は８か月間で１０ＰａＧ以下であり、８か月間メンテナンスが不要であった。 The stereolithography apparatus 100 of FIG. 1 was manufactured using the above negative pressure generating unit 5, and the change in suction pressure in the recorder 3 was measured. As a result, the change in the suction pressure in the recorder 3 due to the operation of the stereolithography apparatus 100 was 10 PaG or less in 8 months, and maintenance was not required for 8 months.

なお、上記の負圧発生ユニット５の各部の寸法は一例であり、負圧発生ユニット５の各部の寸法は上記の例に限定されない。 The dimensions of each part of the negative pressure generating unit 5 are an example, and the dimensions of each part of the negative pressure generating unit 5 are not limited to the above example.

（６）実施の形態の効果
リコータ３内の吸引圧の最適な値は、例えば、−１００ＰａＧ〜−２８０ＰａＧの範囲内である。一方、本実施の形態の負圧発生ユニット５により発生される最大圧力は、例えば−６００ＰａＧであり、真空ポンプにより発生される負の圧力（例えば、−６．６ＫＰａＧ）の１０分の１以下である。また、制御部１０がファン５３ａ，５３ｂの回転速度を制御することにより、負圧発生ユニット５により発生される負圧の値を容易に−１００ＰａＧ〜−２８０ＰａＧの範囲内の値に調整することができる。このように、本実施の形態の負圧発生ユニット５により発生される負圧は、リコータ３内の最適な吸引圧とほぼ等しいため、圧力調整器が不要となる。そのめた、圧力調整器の部品コストおよびメンテナンスコストが不要となる。 (6) Effect of Embodiment The optimum value of the suction pressure in the recoater 3 is, for example, in the range of -100 PaG to 280 PaG. On the other hand, the maximum pressure generated by the negative pressure generating unit 5 of the present embodiment is, for example, -600 PaG, which is 1/10 or less of the negative pressure generated by the vacuum pump (for example, -6.6 KPaG). is there. Further, the control unit 10 controls the rotation speeds of the fans 53a and 53b so that the value of the negative pressure generated by the negative pressure generating unit 5 can be easily adjusted to a value within the range of -100 PaG to -280 PaG. it can. As described above, the negative pressure generated by the negative pressure generating unit 5 of the present embodiment is substantially equal to the optimum suction pressure in the recorder 3, so that the pressure regulator becomes unnecessary. Therefore, the parts cost and maintenance cost of the pressure regulator are not required.

リコータ３内の負の吸引圧が変化すると、リコータ３内に保持される光硬化性材料２１の量が変化する。この場合、光硬化層２２上に塗布される光硬化性材料２１の厚みが一定とならない。それにより、製造される造形物の仕上がり精度が低くなる。本実施の形態の負圧発生ユニット５では、圧力調整器の大気吸入部のように微細な流路を設ける必要がないため、微細な流路にごみまたは埃等の異物が付着することによる吸引圧の変動が生じにくい。また、ファン５３ａ，５３ｂの回転速度を制御することによりリコータ３内の吸引圧を容易に一定の値に制御することができる。したがって、外部環境に影響されることなく、リコータ３内の吸引圧を低コストで容易かつ安定に制御することが可能となる。それにより、リコータ３内に保持される光硬化性材料２１の量を一定に維持することができるので、光硬化層２２上に塗布される光硬化性材料２１の厚みを一定にすることができる。その結果、高い精度を有する造形物を長期間にわたって低コストで製造することが可能となる。 When the negative suction pressure in the recoater 3 changes, the amount of the photocurable material 21 held in the recoater 3 changes. In this case, the thickness of the photocurable material 21 applied on the photocurable layer 22 is not constant. As a result, the finishing accuracy of the manufactured model is lowered. In the negative pressure generating unit 5 of the present embodiment, it is not necessary to provide a fine flow path unlike the air suction part of the pressure regulator, so that suction is caused by foreign matter such as dust or dirt adhering to the fine flow path. Pressure fluctuation is unlikely to occur. Further, by controlling the rotation speeds of the fans 53a and 53b, the suction pressure in the recorder 3 can be easily controlled to a constant value. Therefore, the suction pressure in the recoater 3 can be easily and stably controlled at low cost without being affected by the external environment. As a result, the amount of the photocurable material 21 held in the recoater 3 can be kept constant, so that the thickness of the photocurable material 21 applied on the photocurable layer 22 can be kept constant. .. As a result, it becomes possible to manufacture a modeled object having high accuracy for a long period of time at low cost.

また、制御部１０が差圧計６により検出される差圧に基づいてリコータ３内の吸引圧を正確かつ容易にモニタすることができる。それにより、制御部１０がファン５３ａ，５３ｂの回転速度をフィードバック制御することができる。したがって、リコータ３内の吸引圧を正確に一定の値に制御することができる。その結果、リコータ３内に正確に一定量の光硬化性材料を保持することができる。 Further, the control unit 10 can accurately and easily monitor the suction pressure in the recorder 3 based on the differential pressure detected by the differential pressure gauge 6. As a result, the control unit 10 can feedback-control the rotation speeds of the fans 53a and 53b. Therefore, the suction pressure in the recorder 3 can be controlled to an accurately constant value. As a result, an accurately constant amount of the photocurable material can be retained in the recorder 3.

また、造形動作中に制御部１０がリコータ３の内部空間Ｓ１の吸引圧をモニタすることができるので、何らかの不具合によりリコータ３内の吸引圧が所定の範囲（例えば、−８０ＰａＧ〜−３００ＰａＧ）から外れた場合に、制御部１０がファン５３ａ，５３ｂを停止させるとともに造形動作を中断することができる。ファン５３ａ，５３ｂが停止すると、隙間ＧＰおよび排気開口ＥＸから大気が負圧チャンバ５１内に導入されるため、負圧チャンバ５１の内部空間Ｓ２ａの負圧が瞬時に大気圧となる。このように、ファン５３ａ，５３ｂが開放弁として機能する。したがって、電磁弁等の開放弁を設けることなく、リコータ３内の光硬化性材料２１がチューブ４ａを通して負圧チャンバ５１内に流入することを防止することができる。 Further, since the control unit 10 can monitor the suction pressure in the internal space S1 of the recorder 3 during the modeling operation, the suction pressure in the recorder 3 is within a predetermined range (for example, −80 PaG to −300 PaG) due to some trouble. If it comes off, the control unit 10 can stop the fans 53a and 53b and interrupt the modeling operation. When the fans 53a and 53b are stopped, the atmosphere is introduced into the negative pressure chamber 51 from the gap GP and the exhaust opening EX, so that the negative pressure in the internal space S2a of the negative pressure chamber 51 instantly becomes atmospheric pressure. In this way, the fans 53a and 53b function as open valves. Therefore, it is possible to prevent the photocurable material 21 in the recoater 3 from flowing into the negative pressure chamber 51 through the tube 4a without providing an open valve such as a solenoid valve.

さらに、大きな面積を有する光硬化層２２上に光硬化性材料２１を塗布する場合には、制御部１０がファン５３ａ，５３ｂの回転速度を増加させることにより、リコータ３内への光硬化性材料２１の吸引速度を上げることができる。それにより、光硬化層２２が大きな面積を有する場合でも、リコータ３内の光硬化性材料２１が不足することがなく、光硬化層２２上に光硬化性材料２１を均一に塗布することができる。 Further, when the photocurable material 21 is applied onto the photocurable layer 22 having a large area, the control unit 10 increases the rotation speed of the fans 53a and 53b, so that the photocurable material is introduced into the recorder 3. The suction speed of 21 can be increased. As a result, even when the photocurable layer 22 has a large area, the photocurable material 21 in the recoater 3 is not insufficient, and the photocurable material 21 can be uniformly applied on the photocurable layer 22. ..

また、リコータ３の水平移動の間、貯留槽１内の光硬化性材料２１とリコータ３内の光硬化性材料２１とが連続しているので、光硬化性材料２１の液面の泡がリコータ３内に吸引されない。それにより、造形物に泡が含まれることを防止することができる。 Further, since the photocurable material 21 in the storage tank 1 and the photocurable material 21 in the recoater 3 are continuous during the horizontal movement of the recoater 3, the bubbles on the liquid surface of the photocurable material 21 are the recoater. Not sucked into 3. Thereby, it is possible to prevent bubbles from being contained in the modeled object.

さらに、リコータ３内の吸引圧の適切な値が負圧発生ユニット５において発生される負圧の値とほぼ等しいので、リコータ３内の吸引圧が設定値から変動した場合に、制御部１０がファン５３ａ，５３ｂの回転速度を調整することによりリコータ３内の吸引圧が瞬時に設定値に復帰する。このように、設定値への吸引圧の復帰応答性が高いため、リコータ３の形状および容積の自由度が大きい。それにより、リコータ３の塗布性能を容易に改善することができる。 Further, since the appropriate value of the suction pressure in the recorder 3 is substantially equal to the value of the negative pressure generated in the negative pressure generating unit 5, the control unit 10 causes the control unit 10 to change the suction pressure in the recorder 3 from the set value. By adjusting the rotation speeds of the fans 53a and 53b, the suction pressure in the recorder 3 instantly returns to the set value. As described above, since the recovery response of the suction pressure to the set value is high, the degree of freedom in the shape and volume of the recoater 3 is large. Thereby, the coating performance of the recorder 3 can be easily improved.

また、負圧発生ユニット５のファンユニット５２として二重反転ファンユニットが用いられた場合、ファンの回転速度に対する流量の直線性が高く安定した気流が形成されるので、さらに安定した負圧を発生することが可能となる。 Further, when a counter-rotating fan unit is used as the fan unit 52 of the negative pressure generating unit 5, a stable air flow is formed with high linearity of the flow rate with respect to the rotation speed of the fan, so that a more stable negative pressure is generated. It becomes possible to do.

（７）他の実施の形態
（７−１）
図５は負圧発生ユニット５の他の第１の例を示す模式的断面図である。図５の負圧発生ユニット５では、負圧チャンバ５１の上面とファンケース５５の下端との間に隙間が設けられていない。負圧チャンバ５１の周壁５１ａに一または複数の大気導入口ＡＩが形成されている。本例では、ファンケース５５および負圧チャンバ５１がケーシング５０を構成する。 (7) Other Embodiments (7-1)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another first example of the negative pressure generating unit 5. In the negative pressure generating unit 5 of FIG. 5, no gap is provided between the upper surface of the negative pressure chamber 51 and the lower end of the fan case 55. One or more air inlet AIs are formed on the peripheral wall 51a of the negative pressure chamber 51. In this example, the fan case 55 and the negative pressure chamber 51 form the casing 50.

本例においても、ファン５３ａの上流においてケーシング５０に大気導入口ＡＩが設けられている。それにより、造形動作時には、ファン５３ａ，５３ｂが回転することにより負圧チャンバ５１内の空気が排気開口ＥＸから排出されるとともに、大気導入口ＡＩから負圧チャンバ５１の内部空間Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを経由して排気開口ＥＸに至る気流が発生する。それにより、負圧チャンバ５１内およびファンケース５５内のファン５３ａの上流の領域に負圧が発生する。 Also in this example, the atmosphere inlet AI is provided in the casing 50 upstream of the fan 53a. As a result, during the modeling operation, the air in the negative pressure chamber 51 is discharged from the exhaust opening EX by rotating the fans 53a and 53b, and at the same time, the air is discharged from the atmosphere introduction port AI via the internal spaces S2a and S2b of the negative pressure chamber 51. Then, an air flow reaching the exhaust opening EX is generated. As a result, negative pressure is generated in the negative pressure chamber 51 and in the area upstream of the fan 53a in the fan case 55.

（７−２）
図６は負圧発生ユニット５の他の第２の例を示す模式的断面図である。図６の負圧発生ユニット５においても、負圧チャンバ５１の上面とファンケース５５の下端との間に隙間が設けられていない。隙間の代わりに、負圧チャンバ５１の底板５１ｂの中央部に通気開口ＰＳおよび排気開口ＥＸと対向するように大気導入口ＡＩが形成されている。負圧チャンバ５１の底板５１ｂの下面には複数の脚部５８が設けられている。本例においても、ファンケース５５および負圧チャンバ５１がケーシング５０を構成する。 (7-2)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another second example of the negative pressure generating unit 5. Also in the negative pressure generating unit 5 of FIG. 6, no gap is provided between the upper surface of the negative pressure chamber 51 and the lower end of the fan case 55. Instead of the gap, an air inlet AI is formed in the center of the bottom plate 51b of the negative pressure chamber 51 so as to face the ventilation opening PS and the exhaust opening EX. A plurality of legs 58 are provided on the lower surface of the bottom plate 51b of the negative pressure chamber 51. Also in this example, the fan case 55 and the negative pressure chamber 51 form the casing 50.

本例では、大気導入口ＡＩがファン５３ａの上流でかつ排気開口ＥＸと対向する位置に設けられているので、負圧チャンバ５１の内部空間Ｓ２ａの下端から排気開口ＥＸに至る気流が効率よく形成される。それにより、負圧チャンバ５１内およびファンケース５５内のファン５３ａの上流の領域に効率よく負圧を発生することができる。 In this example, since the atmosphere introduction port AI is provided upstream of the fan 53a and at a position facing the exhaust opening EX, an air flow from the lower end of the internal space S2a of the negative pressure chamber 51 to the exhaust opening EX is efficiently formed. Will be done. As a result, negative pressure can be efficiently generated in the negative pressure chamber 51 and in the area upstream of the fan 53a in the fan case 55.

（７−３）
図７は負圧発生ユニット５の他の第３の例を示す模式的断面図である。図７の負圧発生ユニット５では、負圧チャンバ５１の上板５１ｃの中央部に排気開口ＥＸが形成されている。排気開口ＥＸには、ファンユニット５２ａが設けられている。ファンユニット５２ａは、ファンケース５５ａおよび１つのファン５３ａを含む。本例では、負圧チャンバ５１がケーシング５０である。 (7-3)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing another third example of the negative pressure generating unit 5. In the negative pressure generating unit 5 of FIG. 7, an exhaust opening EX is formed in the central portion of the upper plate 51c of the negative pressure chamber 51. A fan unit 52a is provided in the exhaust opening EX. The fan unit 52a includes a fan case 55a and one fan 53a. In this example, the negative pressure chamber 51 is the casing 50.

造形動作時には、ファン５３ａが回転することにより負圧チャンバ５１内の空気が排気開口ＥＸから排出されるとともに、大気導入口ＡＩから負圧チャンバ５１の内部空間Ｓ２を経由して排気開口ＥＸに至る気流が発生する。それにより、負圧チャンバ５１内におけるファン５３ａの上流の領域に負圧が発生する。 During the modeling operation, the air in the negative pressure chamber 51 is discharged from the exhaust opening EX by rotating the fan 53a, and reaches the exhaust opening EX from the atmosphere introduction port AI via the internal space S2 of the negative pressure chamber 51. Airflow is generated. As a result, a negative pressure is generated in the region upstream of the fan 53a in the negative pressure chamber 51.

（７−４）
図１〜図４の実施の形態では、ファンユニット５２と負圧チャンバ５１との間にスペーサ５６を設けることにより隙間ＧＰが形成されているが、他の構造により隙間ＧＰが形成されてもよい。例えば、ファンユニット５２と負圧チャンバ５１との間に隙間ＧＰが形成されるようにファンケース５５が負圧チャンバ５１にボルト等の固定部材により固定されてもよい。 (7-4)
In the embodiment of FIGS. 1 to 4, the gap GP is formed by providing the spacer 56 between the fan unit 52 and the negative pressure chamber 51, but the gap GP may be formed by another structure. .. For example, the fan case 55 may be fixed to the negative pressure chamber 51 by a fixing member such as a bolt so that a gap GP is formed between the fan unit 52 and the negative pressure chamber 51.

（７−５）
図１〜図７の実施の形態では、負圧チャンバ５１が円筒形状を有するが、負圧チャンバ５１が長方形状等の他の形状に形成されてもよい。また、大気導入口ＡＩの位置および数は、上記実施の形態における位置および数に限定されない。１または複数のファンの上流におけるケーシング５０の任意の位置に任意の数の大気導入口ＡＩが設けられてもよい。また、隙間ＧＰ、大気導入口ＡＩおよび排気開口ＥＸの形状は、上記実施の形態における形状に限定されず、任意の形状を有する隙間ＧＰ、大気導入口ＡＩおよび排気開口ＥＸが設けられてもよい。 (7-5)
In the embodiment of FIGS. 1 to 7, the negative pressure chamber 51 has a cylindrical shape, but the negative pressure chamber 51 may be formed in another shape such as a rectangular shape. Further, the position and number of the air inlet AI is not limited to the position and number in the above embodiment. Any number of atmospheric inlet AIs may be provided at any position on the casing 50 upstream of one or more fans. Further, the shapes of the gap GP, the atmosphere introduction port AI and the exhaust opening EX are not limited to the shapes in the above-described embodiment, and the gap GP, the atmosphere introduction port AI and the exhaust opening EX having any shape may be provided. ..

（７−６）
図１〜図６の実施の形態では、ファンユニット５２として二重反転ファンユニットが用いられるが、図１〜図６の実施の形態において二重反転ファンユニットの代わりに図７の例と同様に１つのファン５３ａを有するファンユニット５２ａが用いられてもよい。 (7-6)
In the embodiment of FIGS. 1 to 6, a counter-rotating fan unit is used as the fan unit 52, but in the embodiment of FIGS. 1 to 6, instead of the counter-rotating fan unit, the same as in the example of FIG. A fan unit 52a having one fan 53a may be used.

（７−７）
図１の偏向装置９２はガルバノミラーに限定されず、電磁ミラー等の他の可動ミラーにより構成されてもよい。あるいは、偏向装置９２は、ＮＣ（Numerically Controlled）テーブルにより光の照射位置を制御可能な複数のミラーまたは光ファイバ等の光学素子により構成されてもよい。あるいは、偏向装置９２の代わりに、所望の透光パターンが形成されたマスク部材が用いられてもよい。この場合、光源９１から非収束光等の面状の光がマスク部材に照射されることにより、一括方式の露光が行われる。
（８）参考形態
（８−１）本参考形態に係る光造形装置は、光硬化層を上下方向に積層することにより立体的な造形物を製造する光造形装置であって、液状の光硬化性材料を貯留する貯留槽と、造形面を有する造形ステージと、造形ステージを貯留槽内で上下方向に移動させる第１の駆動部と、第１の内部空間を有するとともに底部開口を有するリコータと、リコータを貯留槽内の光硬化性材料の液面に沿って移動させる第２の駆動部と、第２の内部空間を有するとともに第２の内部空間に負圧を発生する負圧発生ユニットと、リコータの第１の内部空間とケーシングの第２の内部空間とを連通させる連通部材と、造形ステージの造形面上または光硬化層の上面上の光硬化性材料を露光することにより光硬化層を形成する露光部とを備え、負圧発生ユニットは、第２の内部空間を形成するとともに大気導入口および排気開口を有するケーシングと、ケーシング内に設けられ、排気開口に向かう気流を形成するファンとを含み、ケーシングの大気導入口は、ファンよりも上流の位置に設けられる。なお、ここでいう上流とは、排気開口に向かう気流の流れを基準とする。
その光造形装置においては、負圧発生ユニットによりリコータの第１の内部空間に負の吸引圧が発生する。それにより、リコータの第１の内部空間に底部開口から貯留槽内の光硬化性材料が吸引される。リコータは、第２の駆動部により貯留槽内の光硬化性材料の液面に沿って移動する。それにより、ステージの造形面または光硬化層の上面に光硬化性材料が塗布される。造形面上または光硬化層の上面上の光硬化性材料が露光部により露光されることにより、造形面上または光硬化層上に新たな光硬化層が形成される。ステージが貯留槽内の光硬化性材料の液面から１層の厚さに相当する高さだけ下降された後、上記の動作が繰り返される。それにより、ステージの造形面上に光硬化層が上下方向に積層される。
負圧発生ユニットにおいては、ファンが回転することによりケーシング内の気体が排気開口から排出される。同時に、ケーシングの大気導入口から大気が導入されるため、ケーシングの第２の内部空間において大気導入口から排気開口へ向かう気流が発生する。それにより、ケーシングの第２の内部空間においてファンの上流に負圧が発生する。ケーシングの第２の内部空間は、連通部材によりリコータの第１の内部空間に連通しているので、リコータの第２の内部空間に負の吸引圧が発生する。
この場合、ケーシング内に大気が導入されつつケーシング内の気体がファンにより排出されるので、ケーシング内の負圧の値は小さい。そのため、圧力調整器を設けることなくリコータ内に小さな負の吸引圧を発生させることができる。それにより、圧力調整器の部品コストおよびメンテナンスコストが不要となる。また、負圧発生ユニットとリコータとの間に圧力変動を生じやすい圧力調整器が介在しないので、リコータ内の吸引圧の変動が生じにくい。さらに、ファンの回転速度を制御することによりリコータ内の吸引圧を容易に制御することができる。したがって、吸引式リコータ内の吸引圧を低コストで容易かつ安定に制御することが可能となる。
（８−２）負圧発生ユニットは、ファンを含むファンユニットと、通気開口を有する負圧チャンバとを含み、ファンユニットは、ファンを取り囲みかつ吸気開口および排気開口を有するファンケースを含み、ケーシングは、負圧チャンバとファンケースとにより構成され、第２の内部空間は、負圧チャンバの内部空間およびファンケースの内部空間により形成され、ファンユニットと負圧チャンバとは、吸気開口が通気開口に対向するように、かつ、ファンケースと負圧チャンバとの間に第２の内部空間に連通する隙間が形成されるように、配置され、ファンケースと負圧チャンバとの間の隙間が大気導入口であってもよい。
この場合、ファンケースと負圧チャンバとの間に隙間が形成されるようにファンユニットを負圧チャンバに取り付けることにより、ケーシングを構成することができるとともに、隙間を大気導入口として形成することができる。したがって、負圧発生ユニットを容易に作製することが可能となる。
（８−３）ケーシングは、排気開口を有する負圧チャンバを含み、大気導入口は負圧チャンバに設けられてもよい。
この場合、負圧チャンバに大気導入口を形成することにより負圧発生ユニットを容易に作製することができる。
（８−４）光造形装置は、リコータの第１の内部空間の圧力と大気圧との差圧を検出する差圧計をさらに備えてもよい。
この場合、差圧計により検出される差圧に基づいてリコータの第１の内部空間の吸引圧を正確かつ容易にモニタすることができる。
（８−５）光造形装置は、差圧計により検出された差圧に基づいて、リコータの第１の内部空間の吸引圧が予め定められた負の値に維持されるようにファンを制御する制御部をさらに備えてもよい。
この場合、リコータの吸引圧の値を容易かつ正確に一定に維持することができる。それにより、リコータ内に正確に一定量の光硬化性材料をさらに安定に保持することができる。
（８−６）ファンは、互いに反対方向に回転する第１および第２の羽根を含む反転ファンを含んでもよい。この場合、ファンの回転速度に対する流量の直線性が高く安定した気流が形成されるので、さらに安定した負圧を発生することが可能となる。 (7-7)
The deflection device 92 of FIG. 1 is not limited to the galvano mirror, and may be configured by another movable mirror such as an electromagnetic mirror. Alternatively, the deflection device 92 may be composed of a plurality of mirrors or optical elements such as optical fibers whose irradiation position of light can be controlled by an NC (Numerically Controlled) table. Alternatively, instead of the deflection device 92, a mask member on which a desired light transmissive pattern is formed may be used. In this case, the mask member is irradiated with planar light such as non-convergent light from the light source 91, so that a batch method of exposure is performed.
(8) Reference form
(8-1) The stereolithography apparatus according to the present reference embodiment is a stereolithography apparatus for producing a three-dimensional model by laminating photocurable layers in the vertical direction, and stores a liquid photocurable material. A storage tank, a modeling stage having a modeling surface, a first drive unit for moving the modeling stage in the vertical direction in the storage tank, a recorder having a first internal space and a bottom opening, and a recorder being stored in the storage tank. A second drive unit that moves along the liquid surface of the photocurable material inside, a negative pressure generating unit that has a second internal space and generates a negative pressure in the second internal space, and a first recorder. An exposed portion that forms a photocurable layer by exposing a communicating member that communicates the internal space of the above and a second internal space of the casing with a photocurable material on the molding surface of the molding stage or on the upper surface of the photocurable layer. The negative pressure generating unit includes a casing that forms a second internal space and has an air inlet and an exhaust opening, and a fan that is provided in the casing and forms an air flow toward the exhaust opening. The air inlet is located upstream of the fan. The term "upstream" as used herein is based on the flow of airflow toward the exhaust opening.
In the stereolithography apparatus, a negative pressure generating unit generates a negative suction pressure in the first internal space of the recorder. As a result, the photocurable material in the storage tank is sucked into the first internal space of the recorder from the bottom opening. The recorder is moved along the liquid level of the photocurable material in the storage tank by the second drive unit. As a result, the photocurable material is applied to the molding surface of the stage or the upper surface of the photocurable layer. When the photocurable material on the molding surface or the upper surface of the photocurable layer is exposed by the exposed portion, a new photocurable layer is formed on the molding surface or on the photocurable layer. The above operation is repeated after the stage is lowered from the liquid level of the photocurable material in the storage tank by a height corresponding to the thickness of one layer. As a result, the photocurable layer is laminated in the vertical direction on the molding surface of the stage.
In the negative pressure generating unit, the gas in the casing is discharged from the exhaust opening by rotating the fan. At the same time, since the air is introduced from the atmosphere introduction port of the casing, an air flow from the atmosphere introduction port to the exhaust opening is generated in the second internal space of the casing. As a result, a negative pressure is generated upstream of the fan in the second internal space of the casing. Since the second internal space of the casing communicates with the first internal space of the recorder by the communicating member, a negative suction pressure is generated in the second internal space of the recorder.
In this case, the value of the negative pressure in the casing is small because the gas in the casing is discharged by the fan while the atmosphere is introduced into the casing. Therefore, a small negative suction pressure can be generated in the recorder without providing a pressure regulator. This eliminates the cost of parts and maintenance of the pressure regulator. Further, since the pressure regulator that easily causes pressure fluctuation does not intervene between the negative pressure generating unit and the recorder, the suction pressure in the recorder is unlikely to fluctuate. Further, the suction pressure in the recorder can be easily controlled by controlling the rotation speed of the fan. Therefore, the suction pressure in the suction type recorder can be easily and stably controlled at low cost.
(8-2) The negative pressure generating unit includes a fan unit including a fan and a negative pressure chamber having a ventilation opening, and the fan unit includes a fan case surrounding the fan and having an intake opening and an exhaust opening, and a casing. Is composed of a negative pressure chamber and a fan case, a second internal space is formed by an internal space of the negative pressure chamber and an internal space of the fan case, and the fan unit and the negative pressure chamber have an intake opening as a ventilation opening. It is arranged so as to face the air and to form a gap communicating with the second internal space between the fan case and the negative pressure chamber, and the gap between the fan case and the negative pressure chamber is the atmosphere. It may be an inlet.
In this case, the casing can be formed by attaching the fan unit to the negative pressure chamber so that a gap is formed between the fan case and the negative pressure chamber, and the gap can be formed as an air inlet. it can. Therefore, the negative pressure generating unit can be easily manufactured.
(8-3) The casing may include a negative pressure chamber having an exhaust opening, and the atmosphere inlet may be provided in the negative pressure chamber.
In this case, the negative pressure generating unit can be easily manufactured by forming the air inlet in the negative pressure chamber.
(8-4) The stereolithography apparatus may further include a differential pressure gauge that detects the differential pressure between the pressure in the first internal space of the recoater and the atmospheric pressure.
In this case, the suction pressure in the first internal space of the recorder can be accurately and easily monitored based on the differential pressure detected by the differential pressure gauge.
(8-5) The stereolithography apparatus controls the fan so that the suction pressure in the first internal space of the recorder is maintained at a predetermined negative value based on the differential pressure detected by the differential pressure gauge. A control unit may be further provided.
In this case, the value of the suction pressure of the recorder can be easily and accurately maintained constant. Thereby, an accurately constant amount of the photocurable material can be more stably held in the recorder.
(8-6) The fan may include a reversing fan that includes first and second blades that rotate in opposite directions. In this case, since a stable airflow is formed with high linearity of the flow rate with respect to the rotation speed of the fan, it is possible to generate a more stable negative pressure.

１…貯留槽，２…造形ステージ，２ａ…造形面，３…リコータ，４ａ，４ｂ…チューブ，５…負圧発生ユニット，６…差圧計，７…ステージ駆動部，８…リコータ駆動部，９…露光部，１０…制御部，２１…光硬化性材料，２２…光硬化層，３１…ケース，３２…下端，３４…分岐ジョイント管，３４ａ…第１の分岐部，３４ｂ…第２の分岐部，５０…ケーシング，５１…負圧チャンバ，５１ａ…周壁，５１ｂ…底板，５１ｃ…上板，５２，５２ａ…ファンユニット，５３ａ，５３ｂ…ファン，５５，５５ａ…ファンケース，５６…スペーサ，５７…ジョイント管，５９，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ…内部空間，６０…脚部，６１…ボルト，９１…光源，９２…偏向装置，１００…光造形装置，ＡＩ…大気導入口，ＢＯ…底部開口，ＥＸ…排気開口，ＧＰ…隙間，ＩＮ…吸気開口，Ｌ…光，ＰＳ…通気開口，ＳＣ…吸入孔 1 ... storage tank, 2 ... modeling stage, 2a ... modeling surface, 3 ... recorder, 4a, 4b ... tube, 5 ... negative pressure generating unit, 6 ... differential pressure gauge, 7 ... stage drive unit, 8 ... recorder drive unit, 9 ... exposure unit, 10 ... control unit, 21 ... photocurable material, 22 ... photocurable layer, 31 ... case, 32 ... lower end, 34 ... branch joint tube, 34a ... first branch, 34b ... second branch Part, 50 ... Casing, 51 ... Negative pressure chamber, 51a ... Peripheral wall, 51b ... Bottom plate, 51c ... Top plate, 52, 52a ... Fan unit, 53a, 53b ... Fan, 55, 55a ... Fan case, 56 ... Spacer, 57 ... Joint tube, 59, S1, S2, S2a, S2b ... Internal space, 60 ... Leg, 61 ... Bolt, 91 ... Light source, 92 ... Deflection device, 100 ... Optical molding device, AI ... Atmospheric inlet, BO ... Bottom Opening, EX ... Exhaust opening, GP ... Gap, IN ... Intake opening, L ... Light, PS ... Ventilation opening, SC ... Suction hole

Claims

It is a stereolithography device that manufactures a three-dimensional model by laminating photocurable layers in the vertical direction.
A water tank that stores liquid photocurable materials and
A modeling stage with a modeling surface and
A first drive unit that moves the modeling stage in the vertical direction in the storage tank, and
A recorder with a first interior space and a bottom opening,
A second drive unit that moves the recorder along the liquid level of the photocurable material in the storage tank, and
A negative pressure generating unit having a second internal space and generating a negative pressure in the second internal space,
A communication member that communicates the first internal space of the recorder with the second internal space of the negative pressure generating unit.
It is provided with an exposed portion that forms a photocurable layer by exposing a photocurable material on the molding surface of the molding stage or on the upper surface of the photocurable layer.
The negative pressure generating unit is
A casing that forms the second interior space and has an air inlet and an exhaust opening.
Including a fan provided in the casing to form an airflow towards the exhaust opening.
The atmosphere inlet of the casing is provided at a position upstream of the fan, and when the fan rotates, gas in the casing is discharged from the exhaust opening and in the second internal space of the casing. A negative pressure is generated upstream of the fan in the second internal space of the casing due to the generation of an air flow from the air inlet to the exhaust opening, and the negative pressure is -100 PaG by adjusting the rotation speed of the fan. An optical modeling device having a size that can be adjusted to a value within the range of ~ -280 PaG.

It is a stereolithography device that manufactures a three-dimensional model by laminating photocurable layers in the vertical direction.
A water tank that stores liquid photocurable materials and
A modeling stage with a modeling surface and
A first drive unit that moves the modeling stage in the vertical direction in the storage tank, and
A recorder with a first interior space and a bottom opening,
A second drive unit that moves the recorder along the liquid level of the photocurable material in the storage tank, and
A negative pressure generating unit having a second internal space and generating a negative pressure in the second internal space,
A communication member that communicates the first internal space of the recorder with the second internal space of the negative pressure generating unit.
It is provided with an exposed portion that forms a photocurable layer by exposing a photocurable material on the molding surface of the molding stage or on the upper surface of the photocurable layer.
The negative pressure generating unit is
A casing that forms the second interior space and has an air inlet and an exhaust opening.
Including a fan provided in the casing to form an airflow towards the exhaust opening.
The atmosphere inlet of the casing is provided at a position upstream of the fan.
The negative pressure generating unit is
A fan unit including the fan and
Includes a negative pressure chamber with a vent opening
The fan unit includes a fan case that surrounds the fan and has an intake opening and an exhaust opening.
The casing is composed of the negative pressure chamber and the fan case.
The second internal space is formed by the internal space of the negative pressure chamber and the internal space of the fan case.
The fan unit and the negative pressure chamber form a gap communicating with the second internal space between the fan case and the negative pressure chamber so that the intake opening faces the ventilation opening. Arranged to be
Wherein Ru gap the air inlet der between the fan case and the negative pressure chamber, stereolithography shape device.

The casing includes a negative pressure chamber having the exhaust opening.
The stereolithography apparatus according to claim 1, wherein the air inlet is provided in the negative pressure chamber.

The stereolithography apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a differential pressure gauge for detecting the differential pressure between the pressure in the first internal space of the recorder and the atmospheric pressure.

A control unit that controls the fan so that the suction pressure in the first internal space of the recorder is maintained at a predetermined negative value based on the differential pressure detected by the differential pressure gauge is further provided. , The stereolithography apparatus according to claim 4.

The stereolithography apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the fan includes a reversing fan including first and second blades that rotate in opposite directions.