JP6985674B1 - 光造形装置および光造形方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することが可能な光造形装置および光造形方法を提供する。【解決手段】第1の材料を引き延ばすことにより第1の露光前材料層を形成し、第1の露光前材料層を露光することにより一または複数の第1の露光部分を含む第1の露光後材料層を形成し、第1の露光後材料層から一または複数の第1の未露光部分を除去することにより一または複数の第1の硬化部分を残存させる。次に、第2の材料を引き延ばすことにより一または複数の第1の硬化部分に接する第2の露光前材料層を形成し、第2の露光前材料層を露光することにより一または複数の露光部分を含む第2の露光後材料層を形成し、第2の露光後材料層から一または複数の第2の未露光部分を除去することにより一または複数の第2の硬化部分を残存させる。【選択図】図2

Description

本発明は、光造形装置および光造形方法に関する。
特許文献1には、複数の材料からなる立体造形物を製造する方法および装置が記載される。特許文献1の方法および装置では、セラミックスペーストの層が作業トレイ上に堆積される。堆積された層は、レーザビームを当てることにより重合される。次に、硬化された層に、レーザ加工により複数の凹部が形成される。その後、ノズルを用いて複数の凹部内に光硬化性組成物が堆積される。堆積された層は、レーザビームを当てることにより重合される。それにより、複数の材料からなる層が形成される。
一方、特許文献2には、熱溶解積層法(FDM)法により立体造形物を造形する造形装置が記載されている。熱溶解積層法では、熱可塑性樹脂を含有する造形材料が熱で溶融されて半液状化された後、造形したい立体造形物の3Dデータに基づいて所定の位置に造形材料が吐出されることにより造形層が形成される。この造形層の積層を繰り返すことにより立体造形物を造形することができる。特許文献2の造形装置では、固体材料を溶融して吐出する第一の吐出ノズルおよび第二の吐出ノズルが設けられる。
特開2019−34552号公報 特開2020−146927号公報
しかしながら、特許文献1の方法および装置においては、複数の凹部内にそれぞれ光硬化性組成物を堆積させるために、ノズルの位置を正確に制御する必要がある。そのため、ノズルの複雑な制御が必要となる。
一方、特許文献2に記載された熱溶解積層法では、熱溶融した造形材料を所定の位置にノズルから吐出することにより造形層が所定の形状に形成される。ノズルから吐出される熱溶融材料は、粘度を有する液体状であるため、微細および高精細な制御が難しい。そのため、造形層を精細な形状に形成することは困難である。
本発明の目的は、制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することが可能な光造形装置を提供することである。
(1)本発明の一局面に従う光造形装置は、造形面を有する造形テーブルと、
光硬化性材料である第1の材料または第1の材料とは異なる光硬化性材料である第2の材料を選択的に供給する供給部と、供給部により供給された第1の材料を引き延ばすことにより第1の露光前材料層を形成し、供給部により供給された第2の材料を引き延ばすことにより第2の露光前材料層を形成する引き延ばし部材と、引き延ばし部材により引き延ばされた第1の露光前材料層を露光することにより、一または複数の第1の露光部分および一または複数の第1の未露光部分を含む第1の露光後材料層を形成し、引き延ばし部材により引き延ばされた第2の露光前材料層を露光することにより、一または複数の第2の露光部分および一または複数の第2の未露光部分を含む第2の露光後材料層を形成する露光部と、第1および第2の露光後材料層から一または複数の第1の未露光部分および一または複数の第2の未露光部分を除去する除去部と、制御部とを備え、制御部は、第1の材料が供給されるように供給部を制御し、第1の材料を引き延ばすことにより第1の露光前材料層を造形面上または造形面上に形成された硬化組成物層上に形成するように引き延ばし部材を制御し、第1の露光前材料層を露光することにより一または複数の露光部分を含む第1の露光後材料層を形成するように露光部を制御し、第1の露光後材料層から一または複数の第1の未露光部分を除去することにより一または複数の第1の露光部分を一または複数の第1の硬化部分として残存させるように除去部を制御し、第2の材料が供給されるように供給部を制御し、一または複数の第1の未露光部分の除去後に、第2の材料を引き延ばすことにより、一または複数の第1の硬化部分に接する第2の露光前材料層を形成するように引き延ばし部材を制御し、第2の露光前材料層を露光することにより一または複数の第2の露光部分を含む第2の露光後材料層を形成するように露光部を制御し、第2の露光後材料層から一または複数の第2の未露光部分を除去することにより一または複数の第2の露光部分を一または複数の第2の硬化部分として残存させるように除去部を制御し、一または複数の第1の硬化部分および一または複数の第2の硬化部分を含む造形物を製造する。
この光造形装置においては、引き延ばし部材により第1の露光前材料層が造形面上または硬化組成物層上に形成される。次に、露光部により一または複数の第1の露光部分および一または複数の第1の未露光部分を含む第1の露光後材料層が形成される。その後、除去部により第1の露光後材料層のうち一または複数の第1の未露光部分が除去される。それにより、一または複数の第1の露光部分が一または複数の第1の硬化部分として残存する。この状態で、引き延ばし部材により一または複数の第1の硬化部分に接する第2の露光前材料層が形成される。次に、露光部により一または複数の第2の露光部分および一または複数の第2の未露光部分を含む第2の露光後材料層が形成される。その後、除去部により第2の露光後材料層のうち一または複数の第2の未露光部分が除去される。それにより、一または複数の第2の露光部分が一または複数の第2の硬化部分として残存する。このようにして、一または複数の第1の硬化部分および一または複数の第2の硬化部分を含む造形物が形成される。
この構成によれば、第1の材料の引き延ばしにより第1の露光前材料層が形成された後、露光および除去により一または複数の第1の硬化部分が形成される。この場合、引き延ばし部の簡単な制御により第1の露光前材料層を形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第1の硬化部分を所定の形状に正確に形成することができる。また、第2の材料の引き延ばしにより第2の露光前材料層が形成された後、露光および除去により一または複数の第2の硬化部分が形成される。この場合、引き延ばし部の簡単な制御により第2の露光前材料層を形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第2の硬化部分を所定の形状に正確に形成することができる。これらの結果、制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することが可能になる。
(2)光造形装置は、造形テーブルに隣接可能に設けられる補助テーブルと、補助テーブルの上面を洗浄する洗浄部とをさらに備え、制御部は、補助テーブルの上面に第1の材料が供給されるように供給部を制御し、第1の材料の供給後、補助テーブル上の第1の材料が補助テーブルの上面から造形面上または硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように引き延ばし部材を制御し、第1の材料の引き延ばし後、補助テーブルの上面に第2の材料が供給されるように供給部を制御し、第2の材料の供給後、補助テーブル上の第2の材料が補助テーブルの上面から造形面上または硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように引き延ばし部材を制御し、第1の材料の引き延ばし後、第2の材料の供給前に、補助テーブルの上面が洗浄されるように洗浄部を制御してもよい。
この場合、第1の材料の供給、第1の材料の引き延ばし、第2の材料の供給および第2の材料の引き延ばしを共通の補助テーブルを用いて行うことができる。したがって、光造形装置の構造の複雑化が抑制されるとともに、引き延ばし部材の制御が単純化される。また、第1の材料の引き延ばし後、第2の材料の供給前に、補助テーブルの上面が洗浄部により洗浄されるので、補助テーブル上において、第1の材料および第2の材料の混合が防止される。
(3)光造形装置は、造形テーブルに隣接可能に設けられる補助テーブルをさらに備え、制御部は、補助テーブルの上面に第1の材料が供給されるように供給部を制御し、第1の材料の供給後、補助テーブル上の第1の材料が補助テーブルの上面から造形面上または硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように引き延ばし部材を制御し、第1の材料の引き延ばし後、第2の材料の供給前に、補助テーブルの上面が洗浄されるように除去部を制御してもよい。
この場合、第1の材料の供給、第1の材料の引き延ばし、第2の材料の供給および第2の材料の引き延ばしを共通の補助テーブルを用いて行うことができる。したがって、光造形装置の構造の複雑化が抑制されるとともに、引き延ばし部材の制御が単純化される。また、第1の材料の引き延ばし後、第2の材料の供給前に、補助テーブルの上面が除去部により洗浄されるので、補助テーブル上において、第1の材料および第2の材料の混合が防止される。さらに、除去部により補助テーブルの上面が洗浄されるので、補助テーブルの上面を洗浄する構成を別途設ける必要がない。したがって、光造形装置の製造コストを削減することが可能になる。
(4)制御部は、第1の露光前材料層が第1の厚みを有するように引き延ばし部材を制御し、第2の露光前材料層が第1の厚みよりも大きい第2の厚みを有するように引き延ばし部材を制御してもよい。
この場合、第2の材料の引き延ばしによる第2の露光前材料層の形成の際に、引き延ばし部材が第1の露光後材料層の上面に干渉することが防止される。それにより、引き延ばし部材の移動精度の許容範囲が緩和される。その結果、光造形装置の低コスト化が可能となる。また、異なる厚みを有する第1および第2の硬化部分を含む硬化組成物層を容易に形成することが可能となる。
(5)引き延ばし部材は、造形面と平行に延びる下端を有し、制御部は、第1の材料の引き延ばし時に、下端が造形面または硬化組成物層の上面に対して第1の厚みに相当する間隔を保った状態で移動するように引き延ばし部材を制御し、第2の材料の引き延ばし時に、下端が造形面または硬化組成物層の上面に対して第2の厚みに相当する間隔を保った状態で移動するように引き延ばし部材を制御してもよい。
この場合、造形面または硬化組成物層の上面と引き延ばし部材の下端との間隔を調整し、引き延ばし部材を造形面と平行に移動させることにより第1の厚みを有する露光前材料層および第2の厚みを有する露光前材料層を容易かつ正確に形成することができる。
(6)光造形装置は、露光部を遮蔽する遮蔽部材をさらに備え、制御部は、一または複数の未露光部分の除去時、および一または複数の未露光部分の除去時に、露光部が遮蔽されるように遮蔽部材を制御してもよい。
この場合、除去された一または複数の第1および第2の未露光部分が粉塵として散乱した場合でも、粉塵が露光部に付着することが防止される。それにより、露光部のメンテナンスおよび清掃の頻度が低減される。
(7)第1および第2の材料のうち一方は、絶縁性材料を含み、第1および第2の材料のうち他方は、導電性材料を含んでもよい。
この場合、絶縁性材料および導電性材料により形成される立体的な造形物を簡単な制御で高精度に製造することが可能になる。
(8)本発明の他の局面に従う光造形方法は、光硬化性材料である第1の材料を供給するステップと、第1の材料を引き延ばすことにより造形面上または造形面上に形成された硬化組成物層上に第1の露光前材料層を形成するステップと、第1の露光前材料層を露光することにより一または複数の露光部分を含む第1の露光後材料層を形成するステップと、第1の露光後材料層から一または複数の第1の未露光部分を除去することにより一または複数の第1の露光部分を一または複数の第1の硬化部分として残存させるステップと、第1の材料とは異なる光硬化性材料である第2の材料を供給するステップと、一または複数の第1の未露光部分の除去後に、第2の材料を引き延ばすことにより、一または複数の第1の硬化部分に接する第2の露光前材料層を形成するステップと、第2の露光前材料層を露光することにより一または複数の第2の露光部分を含む第2の露光後材料層を形成するステップと、第2の露光後材料層から一または複数の第2の未露光部分を除去することにより一または複数の第2の露光部分を一または複数の第2の硬化部分として残存させるステップとを含み、一または複数の第1の硬化部分および一または複数の第2の硬化部分を含む造形物を製造する。
この光造形方法によれば、第1の材料の引き延ばしにより第1の露光前材料層が形成された後、露光および除去により一または複数の第1の硬化部分が形成される。この場合、引き延ばしによる簡単な制御により第1の露光前材料層を形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第1の硬化部分を所定の形状に正確に形成することができる。また、第2の材料の引き延ばしにより第2の露光前材料層が形成された後、露光および除去により一または複数の第2の硬化部分が形成される。この場合、引き延ばしによる簡単な制御により第2の露光前材料層を形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第2の硬化部分を所定の形状に正確に形成することができる。これらの結果、制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することが可能になる。
(9)光造形方法は、第1の露光前材料層を形成するステップは、第1の露光前材料層が第1の厚みを有するように第1の露光前材料層を形成することを含み、第2の露光前材料層を形成するステップは、第2の露光前材料層が第1の厚みよりも大きい第2の厚みを有するように第2の露光前材料層を形成することを含んでもよい。
この場合、第2の材料の引き延ばしによる第2の露光前材料層の形成の際に、引き延ばし部材が第1の露光後材料層の上面に干渉することが防止される。それにより、引き延ばし部材の移動精度の許容範囲が緩和される。その結果、光造形装置の低コスト化が可能となる。また、異なる厚みを有する第1および第2の硬化部分を含む硬化組成物層を容易に形成することが可能となる。
本発明によれば、制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することができる。
本発明の一実施の形態に係る光造形装置の模式的斜視図である。 図1の光造形装置の模式的側面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示すフローチャートである。 図1の光造形装置の第1の動作例を示すフローチャートである。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第1の動作例を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第2の動作例の一部を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第2の動作例の一部を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第2の動作例の一部を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第2の動作例の一部を示す模式的断面図である。 図1の光造形装置の第2の動作例の一部を示す模式的断面図である。
以下、本発明の実施の形態に係る光造形装置および光造形方法について、図面を参照しながら説明する。
(1)光造形装置の構成
図1は、本発明の一実施の形態に係る光造形装置の模式的斜視図である。図2は、図1の光造形装置100の模式的側面図である。図1および図2において、矢印で示すように、水平面内で互いに直交する方向をX方向およびY方向と呼び、鉛直方向をZ方向と呼ぶ。以降の図についても同様である。図1に示すように、光造形装置100は、供給部10、補助テーブルユニット20、造形テーブルユニット30、リコータユニット40、敷材供給ユニット50、露光部60、除去部70および制御部80を含む。
供給部10は、シリンジ方式の複数のディスペンサ11A,11B、駆動装置12およびキャップ部材15a,15bを含む。本実施の形態においては、2つのディスペンサ11A,11Bが設けられる。ディスペンサ11A,11Bは、Z方向に延びる円筒形状を有し、それぞれ光硬化性材料90を収容する。本実施の形態において、ディスペンサ11Aには、光硬化性材料90として、絶縁性セラミックス粉体を含む光硬化性組成物(以下、第1の材料90Aと呼ぶ。)が収容され、ディスペンサ11Bには、光硬化性材料90として、導電性粉体(例えば金属粉体)を含む光硬化性組成物(以下、第2の材料90Bと呼ぶ。)が収容される。本実施の形態において、絶縁性セラミックス粉体は、例えばホウケイ酸ガラス系セラミックス材(アルミナ)であり、導電性粉体は、例えば重量比30:70の銀およびパラジウムの粉体である。光硬化性組成は、液体状であってもよく、半液体状であってもよく、粘性を有する固体状であってもよい。ディスペンサ11A,11Bは、図示しない圧縮装置を含み、第1および第2の材料90A,90Bの吐出量をそれぞれ調整可能である。
ディスペンサ11A,11Bの先端(下端)には、第1および第2の材料90A,90Bを供給する供給孔11a,11bがそれぞれ形成される。駆動装置12は、ディスペンサ11A,11Bを後述する補助テーブル21の上方でX方向に独立に移動可能に支持する。キャップ部材15a,15bは、Y方向に平行な回転軸を中心に回転可能な円柱形状を有し、図示しない保持部材により補助テーブル21のX方向における一端部近傍に保持される。キャップ部材15a,15bの上方にディスペンサ11A,11Bの待機位置が設けられる。ディスペンサ11A,11Bが待機位置にあるときに、キャップ部材15a,15bの外周面によりディスペンサ11A,11Bの供給孔11a,11bが閉塞される。
補助テーブルユニット20は、X方向に延びる補助テーブル(塗布テーブル)21および駆動装置22を含む。補助テーブル21は、後述する造形テーブルユニット30の造形テーブル31の辺311の側方に配置され、X方向に平行な辺211,212を有する。この補助テーブル21は、駆動装置22によりZ方向に移動可能に保持される。図2に示すように、補助テーブル21の上面には、ディスペンサ11Aの供給孔11aまたはディスペンサ11Bの供給孔11bから供給される光硬化性材料90(第1の材料90Aおよび第2の材料90B)がそれぞれ堆積される。
図1に示すように、造形テーブルユニット30は、矩形状の造形テーブル31および駆動装置32を含む。造形テーブル31は、X方向に平行な一対の辺311,312およびY方向に平行な他の一対の辺313,314を有し、Z方向に垂直な上面を有する。造形テーブル31の上面は、造形物の製造が行われる造形面31aとなる。この造形テーブル31は、駆動装置32によりZ方向に移動可能に保持される。
リコータユニット40は、X方向に延びるブレード状のリコータ41およびカップ部材42を含む。リコータ41は、造形テーブル31の上方でY方向に移動可能に駆動装置(図示せず)により保持される。リコータ41は、補助テーブル21の上方の位置から造形テーブル31の辺312に向かって移動する。それにより、図2に示すように、補助テーブル21に堆積された光硬化性材料90(第1の材料90Aまたは第2の材料90B)は、造形テーブル31の造形面31a上または既に形成された硬化組成物層95(後述する図15および図16参照)上に引き延ばされる。以下、引き延ばされた光硬化性材料90を露光前組成物層と呼ぶ。
カップ部材42は、上部開口42aを有し、造形テーブル31を挟んで補助テーブル21と対向する位置に配置される。造形テーブル31の辺312の側方には、リコータ41の待機位置が設けられる。カップ部材42は、上部開口42aが待機位置にあるリコータ41に近接するように設けられる。カップ部材42は、例えばアクチュエータ(図示せず。)を含み、X方向に移動可能である。また、カップ部材42は、例えば真空ポンプ(図示せず。)を含み、リコータ41に付着する第1の材料90Aまたは第2の材料90Bを上部開口42aから吸引可能である。
敷材供給ユニット50は、X方向に延びるフィルムロール51を含む。フィルムロール51は、造形テーブル31の辺311の側方に設けられる。フィルムロール51から引き出されたクリアフィルム52は、敷材として造形テーブル31の造形面31aを覆うように配置される。以下の説明では、クリアフィルム52により覆われた造形面31aも単に造形面31aと呼ぶことがある。
露光部60は、露光装置61および遮蔽部材62を含む。露光装置61は、造形テーブル31の上方に配置され、造形面31a上の露光前組成物層を所望の形状に露光することにより硬化させる。本実施の形態において、露光装置61は、レーザ光を所望の形状に走査させることにより露光前組成物層の所定の形状の領域を露光する。それにより、所定の形状を有する露光部分が硬化する。この場合、露光部分の形状は、μmオーダ(例えば、1μm〜数百μm)の高い精細度で形成される。露光前組成物層が露光されることにより露光後組成物層が形成される。露光後組成物層は、一または複数の露光部分および一または複数の未露光部分を含む。一または複数の露光部分は硬化し、一または複数の硬化部分となる。
遮蔽部材62は露光装置61のレーザ光の出射面61aを遮蔽可能に設けられる。遮蔽部材62は、例えばアクチュエータ(図示せず。)を含み、Y方向に移動可能である。
除去部70は、X方向に延びるエアナイフ71および吸引部72を含む。除去部70は、例えばアクチュエータ(図示せず。)を含み、エアナイフ71および吸引部72をY方向に移動可能である。本実施の形態において、除去部70は、Y方向において造形テーブル31の辺312から補助テーブル21上の位置まで移動可能に構成される。エアナイフ71は、ブロワポンプまたはエアコンプレッサ等から圧縮空気が供給される圧空供給装置(図示せず。)を含み、高圧の気体を吐出するように構成される。それにより、光硬化性材料90のうち、一または複数の未露光部分(硬化されていない部分)が吹き飛ばされる。吸引部72は、真空ポンプまたはブロアポンプ等により構成される大容量排気装置(図示せず。)を含み、エアナイフ71により吹き飛ばされた未露光部分を吸引するように構成される。この状態で、エアナイフ71および吸引部72が造形テーブル31の上面でY方向に移動することにより、造形面31aの上面が洗浄される。さらに、除去部70が補助テーブル21の上面の上方までY方向に移動することにより、補助テーブル21の上面が洗浄される。本実施の形態においては、除去部70が補助テーブル21の上面を洗浄する洗浄部の役割も果たす。除去部70とは別に洗浄部が設けられてもよい。この場合、洗浄部は、例えば、エアナイフおよび吸引部を備え、制御部80により制御される。
制御部80は、供給部10、補助テーブルユニット20、造形テーブルユニット30、リコータユニット40、敷材供給ユニット50、露光部60および除去部70の動作を制御することにより光造形装置100の動作を制御する。制御部80は、主制御装置81および記憶部82を含む。主制御装置81は、例えばCPU(中央演算処理装置)により構成され、光造形装置100の種々の構成要素の制御およびデータ処理を行う。記憶部82は、例えば半導体メモリまたはハードディスクを含み、製造すべき造形物の三次元形状を示す形状データおよび制御プログラムを記憶する。記憶部82に記憶された形状データは、造形物の後述する各硬化組成物層95(図15および図16)の水平方向の断面形状および各硬化組成物層95における複数の材料の分布を示す複数の断面データを含む。
本実施の形態においては、M組の断面データが記憶される。Mは、硬化組成物層95(図16)の総数を表し、1または2以上の整数である。各断面データは、第1の材料90Aの分布に対応する第1の断面データおよび第2の材料90Bの分布に対応する第2の断面データを含む。主制御装置81が、記憶部82に記憶される制御プログラムを実行することにより、光造形装置100の種々の構成要素が制御部80により制御される。
(2)光造形装置の第1の動作例
ここで、光造形装置100の第1の動作例について説明する。図3および図4は、図1の光造形装置100の第1の動作例を示すフローチャートである。図5〜図16は、図1の光造形装置100の第1の動作例を示す模式的断面図である。
まず、主制御装置81は、変数nの値を1に設定する(ステップS1)。次に、図5に示すように、補助テーブル21の上面の高さが造形面31aの高さに一致するように補助テーブル21が下降する(ステップS2)。また、主制御装置81は、n番目の第1および第2の断面データを記憶部82から取得する(ステップS3)。また、造形テーブル31は、造形面31aまたは既に形成された最上の硬化組成物層95とリコータ41の下端との間の間隔がΔtになるように下降する(ステップS4)。n=1の場合には、造形テーブル31は、造形面31aとリコータ41の下端との間の間隔がΔtになるように下降する。n=2〜Mの場合には、造形テーブル31は、(n−1)番目の硬化組成物層の上面とリコータ41の下端との間の間隔がΔtになるように下降する。
この状態で、図5に示すように、ディスペンサ11Aが補助テーブル21の上面に第1の材料90Aを吐出しつつX方向に移動する(ステップS5)。それにより、補助テーブル21の上面にX方向に延びるように第1の材料90Aが堆積される。
次に、リコータ41が補助テーブル21の上面の上方に移動した後、図6に示すように、リコータ41が補助テーブル21の上面から造形面31a上または硬化組成層91の上面上に第1の材料90Aを連続的に引き延ばす(ステップS6)。n=1の場合には、リコータ41は補助テーブル21の上面から造形面31a上に第1の材料90Aを連続的に引き延ばす。n=2〜Mの場合には、リコータ41は補助テーブル21の上面から(n−1)番目の硬化組成物層95の上面上に第1の材料90Aを連続的に引き延ばす。以下、引き延ばされた第1の材料90Aを第1の露光前材料層91Aと呼ぶ。本動作例において、第1の露光前材料層91Aは、第1の厚みt1を有する。第1の厚みt1の大きさは、間隔Δtに相当する。
続いて、図7に示すように、露光装置61がn番目の第1の断面データに基づいてn番目の第1の露光前材料層91Aを露光する(ステップS7)。以下、露光された第1の露光前材料層91Aを第1の露光後材料層92Aと呼ぶ。第1の露光後材料層92Aは、露光された一または複数の第1の露光部分92aおよび露光されなかった一または複数の未露光部分93aを含む。露光により、一または複数の第1の露光部分92aは硬化する。
次いで、図8に示すように、遮蔽部材62が露光装置61の出射面61aを遮蔽する(ステップS8)。この状態で、エアナイフ71および吸引部72が作動するとともに、図8に示すように、造形テーブル31上の第1の露光後材料層92Aの上面に沿って補助テーブル21の上方までY方向に移動することにより、一または複数の未露光部分93aが除去される(ステップS9)。それにより、一または複数の第1の露光部分92aが残存する。以下、残存した一または複数の第1の露光部分92aを一または複数の第1の硬化部分94Aと呼ぶ。このとき、光造形装置100内の雰囲気が図示しない排気ファンまたはエアクリーンフィルタユニット等により清浄化されてもよい。
また、図9に示すように、エアナイフ71および吸引部72が補助テーブル21を洗浄するとともに、カップ部材42がリコータ41を洗浄する(ステップS10)。次に、図10に示すように、遮蔽部材62が露光装置61の出射面61aの遮蔽を解除する(ステップS11)。それにより、露光装置61の出射面61aが露出する。
続いて、ディスペンサ11Bが補助テーブル21の上面に第2の材料90Bを吐出しつつX方向に移動する(ステップS12)。それにより、図10に示すように、補助テーブル21の上面にX方向に延びるように第2の材料90Bが堆積される。
次に、リコータ41が補助テーブル21の上面の上方に移動した後、図11に示すように、リコータ41が補助テーブル21の上面から造形面31a上または硬化組成物層95の上面上に第2の材料90Bを引き延ばす(ステップS13)。n=1の場合には、リコータ41は補助テーブル21の上面から造形面31a上に第2の材料90Bを連続的に引き延ばす。n=2〜Mの場合には、リコータ41は補助テーブル21の上面から(n−1)番目の硬化組成物層95の上面上に第2の材料90Bを連続的に引き延ばす。以下、引き延ばされた第2の材料90Bを第2の露光前材料層91Bと呼ぶ。第2の露光前材料層91Bは、一または複数の第1の硬化部分94Aに接触するように形成される。本動作例においては、第2の露光前材料層91Bは、第1の厚みt1を有する。
続いて、図12に示すように、露光装置61がn番目の第2の断面データに基づいて第2の露光前材料層91Bを露光する(ステップS14)。以下、露光された第2の露光前材料層91Bを第2の露光後材料層92Bと呼ぶ。第2の露光後材料層92Bは、露光された一または複数の第2の露光部分92bおよび露光されなかった一または複数の未露光部分93bを含む。露光により、一または複数の第2の露光部分92bは硬化する。
次いで、図13に示すように、遮蔽部材62が露光装置61の出射面61aを遮蔽する(ステップS15)。この状態で、エアナイフ71および吸引部72が作動するとともに、造形テーブル31上の第2の露光後材料層92Bの上面に沿って補助テーブル21の上方まで移動することにより、一または複数の未露光部分93bが除去される(ステップS16)。それにより、一または複数の第2の露光部分92bが残存する。以下、残存した一または複数の第2の露光部分92bを一または複数の第2の硬化部分94Bと呼ぶ。このとき、光造形装置100内の雰囲気が図示しない排気ファンまたはエアクリーンフィルタユニット等により清浄化されてもよい。また、図14に示すように、エアナイフ71および吸引部72が補助テーブル21を洗浄するとともに、カップ部材42がリコータ41を洗浄する(ステップS17)。次に、図15に示すように、遮蔽部材62が露光装置61の出射面61aの遮蔽を解除する(ステップS18)。それにより、露光装置61の出射面61aが露出する。
このようにして、造形面31a上または硬化組成物層95上にn番目の硬化組成物層95が形成される。硬化組成物層95は、一または複数の第1の硬化部分94Aおよび一または複数の第2の硬化部分94Bを含む。n=1の場合には、造形面31a上に1番目の硬化組成物層95が形成される。n=2〜Mの場合には、(n−1)番目の硬化組成物層95上にn番目の硬化組成物層95が形成される。
少なくとも一つの硬化組成物層95が形成される際、露光された少なくとも一つの第2の露光部分92b(少なくとも一つの第2の硬化部分94B)は、硬化により、同一層または下層の少なくとも一つの第1の硬化部分94Aに接着する。あるいは、少なくとも一つの硬化組成物層95が形成される際、露光された少なくとも一つの第1の露光部分92a(少なくとも一つの第1の硬化部分94A)は、硬化により、下層の少なくとも一つの第2の硬化部94Bに接着する。すなわち、異種の材料が光硬化によって接着する。
その後、図4に示すように、主制御装置81は、変数nの値に1を加算する(ステップS19)。主制御装置81は、変数nの値が総数Mより大きいか否かを判定する(ステップS20)。変数nの値が総数M以下の場合、主制御装置81は、ステップS3に戻り、ステップS3〜S20の処理を繰り返す。それにより、図16に示すように、M個(図16の例においては、6個)の硬化組成物層95の積層構造を有する造形物SH1が製造される。ステップS20において変数nの値が総数Mより大きい場合、主制御装置81は、光造形装置100の制御を終了する。
なお、ステップS1〜S20の処理は、適宜、順番を変更してもよく、複数のステップを同時に行ってもよい。例えば、ステップS10の補助テーブル21および/またはリコータ41の洗浄は、ステップS6の後、ステップS12の前の任意のタイミングで実行することができる。ただし、補助テーブル21および/またはリコータ41の洗浄は、第1の露光前材料層91Aに影響しないように行われる。例えば、除去部70とは別に設けられた洗浄部が、造形テーブル31上の空間と分離された洗浄室を備え、補助テーブル21および/またはリコータ41を洗浄室内で洗浄してもよい。
その後、造形物SH1には、脱脂および焼結が行われる。本実施の形態において、脱脂および焼結は、約100〜2100度の温度で行われる。以上の動作により、複数の材料により形成される立体的な造形物SH1が製造される。本実施の形態では、絶縁性セラミックス材料により形成される一または複数の第1の硬化部分94Aおよび導電性材料により形成される一または複数の第2の硬化部分94Bを含む立体的な配線構造が形成される。
(3)光造形装置100の第2の動作例
光造形装置100の第2の動作例について説明する。光造形装置100の第2の動作例が第1の動作例と異なるのは以下の点である。図17〜図21は、図1の光造形装置100の第2の動作例の一部を示す模式的断面図である。第2の動作例では、図10の工程後に、図11〜図16の工程の代わりに、図17〜図21の工程が行われる。
第2の動作例においては、第1の動作例の図10の第1の露光後材料層92Aの一または複数の未露光部分93aの除去後に、造形テーブル31は、造形面31aまたは硬化組成物層95の上面とリコータ41の下端との間の間隔がΔt+hになるように下降する。ここで、hは、0よりも大きい値である。
次に、リコータ41が補助テーブル21の上面の上方に移動した後、図17に示すように、リコータ41が補助テーブル21の上面から造形面31a上または硬化組成層の上面上に第2の材料90Bを引き延ばす。n=1の場合には、リコータ41は補助テーブル21の上面から造形面31a上に第2の材料90Bを連続的に引き延ばす。n=2〜Mの場合には、リコータ41は補助テーブル21の上面から(n−1)番目の硬化組成物層95の上面上に第2の材料90Bを連続的に引き延ばす。以下、引き延ばされた第2の材料90Bを第2の露光前材料層91Bと呼ぶ。第2の露光前材料層91Bは、一または複数の第1の硬化部分94Aに接触するように形成される。本動作例においては、第2の露光前材料層91Bは、第1の厚みt1よりも大きい第2の厚みt2を有する。第2の厚みt2の大きさは、間隔Δt+hに相当する。この場合、第2の露光前材料層91Bは、一または複数の第1の硬化部分94Aを覆うように造形面31a上または硬化組成物層95の上面上に形成される。
続いて、図18に示すように、露光装置61がn番目の第2の断面データに基づいて第2の露光前材料層91Bを露光する。それにより、第2の露光後材料層92Bが形成される。第2の露光後材料層92Bは、一または複数の第2の露光部分92bおよび一または複数の未露光部分93bを含む。一または複数の第2の露光部分92bは硬化する。本動作例においては、一または複数の第2の露光部分92bおよび一または複数の未露光部分93bは、第1の厚みt1よりも大きい第2の厚みt2を有する。
次いで、図19に示すように、遮蔽部材62が露光装置61の出射面61aを遮蔽する。この状態で、エアナイフ71および吸引部72が作動するとともに、造形テーブル31上の第2の露光後材料層92Bの上面に沿って補助テーブル21の上方まで移動することにより、一または複数の未露光部分93bが除去される。それにより、一または複数の第2の露光部分92bが残存する。以下、残存した一または複数の第2の露光部分92bを一または複数の第2の硬化部分94Bと呼ぶ。本動作例においては、一または複数の第2の硬化部分94Bは、第1の厚みt1よりも大きい第2の厚みt2を有する。このとき、光造形装置100内の雰囲気が図示しない排気ファンまたはエアクリーンユニット等により清浄化されてもよい。
また、図20に示すように、エアナイフ71および吸引部72が補助テーブル21を洗浄するとともに、カップ部材42がリコータ41を洗浄する。本実施の形態においては、除去部70が補助テーブル21の上面を洗浄する洗浄部の役割も果たす。除去部70とは別に洗浄部が設けられてもよい。この場合、洗浄部は、例えば、エアナイフおよび吸引部を備え、制御部80により制御される。次に、遮蔽部材62が露光装置61の出射面61aの遮蔽を解除する。それにより、露光装置61の出射面61aが露出する。
このようにして、造形面31a上または硬化組成物層95上にn番目の硬化組成物層95が形成される。硬化組成物層95は、一または複数の第1の硬化部分94Aおよび一または複数の第2の硬化部分94Bを含む。n=1の場合には、造形面31a上に1番目の硬化組成物層95が形成される。n=2〜Mの場合には、(n−1)番目の硬化組成物層95上にn番目の硬化組成物層95が形成される。
少なくとも一つの硬化組成物層95が形成される際、露光された少なくとも一つの第2の露光部分92b(少なくとも一つの第2の硬化部分94B)は、硬化により、同一層または下層の少なくとも一つの第1の硬化部分94Aに接着する。あるいは、少なくとも一つの硬化組成物層95が形成される際、露光された少なくとも一つの第1の露光部分92a(少なくとも一つの第1の硬化部分94A)は、硬化により、下層の少なくとも一つの第2の硬化部94Bに接着する。すなわち、異種の材料が光硬化によって接着する。
上述した処理が繰り返されることにより、図21に示すように、M個(図16の例においては、6個)の硬化組成物層95の積層構造を有する造形物SH2が製造される。
(4)実施の形態の効果
本実施の形態に係る光造形装置100によれば、第1の材料90Aの引き延ばしにより第1の露光前材料層91Aが形成された後、露光および除去により一または複数の第1の硬化部分94Aが形成される。この場合、リコータ41の簡単な制御により第1の露光前材料層91Aを形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第1の硬化部分94Aを所定の形状に正確かつ高精細に形成することができる。また、第2の材料90Bの引き延ばしにより第2の露光前材料層91Bが形成された後、露光および除去により一または複数の第2の硬化部分94Bが形成される。この場合、リコータ41の簡単な制御により第2の露光前材料層91Bを形成することができるとともに、光の制御により一または複数の第2の硬化部分94Bを所定の形状に正確かつ高精細に形成することができる。これらの結果、制御を複雑化することなく異種材料により形成される立体的な造形物SH1を高精度に製造することが可能になる。
また、第1の材料90Aの供給、第1の材料90Aの引き延ばし、第2の材料90Bの供給および第2の材料90Bの引き延ばしを共通の補助テーブル21を用いて行うことができる。したがって、光造形装置100の構造の複雑化が抑制されるとともに、リコータ41の制御が単純化される。
さらに、第1の露光後材料層92Aの一または複数の未露光部分93aの除去後、および第2の露光後材料層93Bの一または複数の未露光部分93bの除去後に、補助テーブル21の上面が洗浄されるので、第1の材料90Aと第2の材料90Bの混合が防止される。
また、第1および第2の露光後材料層92A,92Bの一または複数の未露光部分93a,93bの除去時に、露光装置61の出射面61aが遮蔽されるので、除去された一または複数の未露光部分93a,93bが粉塵として散乱した場合でも、粉塵が露光装置61の出射面61aに付着することが防止される。それにより、露光装置61のメンテナンスおよび清掃の頻度が低減される。
さらに、第2の動作例においては、第2の材料90Bの引き延ばしによる第2の露光前材料層91Bの形成の際に、リコータ41が第1の露光後材料層92Aの上面に干渉することが防止される。それにより、リコータ41の移動精度の許容範囲が緩和される。その結果、光造形装置100の低コスト化が可能となる。また、異なる厚みを有する第1および第2の硬化部分94A,94Bを含む硬化組成物層95を容易に形成することが可能となる。
また、造形面31aまたは第1および第2の硬化部分94A,94Bの上面と引き延ばし部材の下端との間隔を調整し、リコータ41を造形面31aと平行に移動させることにより第1の厚みt1を有する第1の露光前材料層91Aおよび第2の厚みt2を有する第2の露光前材料層91Bを容易かつ正確に形成することができる。
(5)他の実施の形態
(5−a)上記実施の形態では、造形物SH1,SH2が2種類の材料により製造されるが、造形物が3種類以上の材料により製造されてもよい。この場合、例えば、3種以上の異なる光硬化性材料90を収容する3つ以上のディスペンサが設けられる。図15の工程の後に、他の材料を用いて図11〜図15の工程がさらに行われる。また、図15の工程の後に、他の材料を用いて図17〜図20の工程がさらに行われる。
(5−b)上記実施の形態において、複数の硬化組成物層95が等しい厚みを有するように形成されるが本発明はこれに限定されない。複数の硬化組成物層95の一部または全てが異なる厚みを有するように形成されてもよい。
(5−c)上記実施の形態では、露光装置61により各第1の露光前材料層91Aおよび各第2の露光前材料層91Bの厚み方向の全体(上面から下面まで)が露光されているが、露光装置61により各第1の露光前材料層91Aおよび各第2の露光前材料層91Bの厚み方向の一部のみが露光されてもよい。それにより、第1の露光前材料層91Aまたは第2の露光前材料層91Bの厚みよりも小さい厚みを有する一または複数の露光部分を形成することができる。それにより、各硬化組成物層95に含まれる各硬化部分の厚みを任意に調整することができる。
(5−d)上記実施の形態において、除去部70は、エアナイフ71および吸引部72により構成されるが、本発明はこれに限定されない。除去部70は、洗浄液(水、アルコールまたは界面活性剤等)を吐出するノズルまたは洗浄液のミストを噴射するノズル等を含んでもよい。この場合、光造形装置100には、洗浄液を回収するための回収装置が設けられてもよい。また、除去部70は、除去室を含み、除去室内で未露光部分93a,93bの除去を行ってもよい。また、除去部70が光造形装置100の他の構成とは分離して設けられてもよい。この場合、作業者が手動により露光後組成物層を造形テーブル31から除去部70に移動させてもよい。また、除去部70の制御は、作業者の手動により行われてもよい。
(5−e)上記実施の形態において、補助テーブル21の上面の洗浄は、エアナイフ71および吸引部72により行われるが、本発明はこれに限定されない。光造形装置100には、補助テーブル21の上面の洗浄を行うための洗浄液(水、アルコールまたは界面活性剤等)を吐出するノズルまたは洗浄液のミストを噴射するノズル等が別途設けられてもよい。この場合、第1の材料90Aと第2の材料90Bとが異なる場合、第1の材料90Aと第2の材料90Bの混合が十分に防止される。
(5−f)上記実施の形態では、各硬化組成物層95が複数種類の材料により形成された複数の硬化部分を含むが、複数の硬化組成物層95のうち一部の硬化組成物層95が一種類の材料により形成された一または複数の硬化部分のみを含んでもよい。
(5−g)上記実施の形態では、各第1の露光後材料層92Aおよび各第2の露光後材料層92Bの形成ごとに一または複数の未露光部分の除去が行われるが、複数の第1の露光後材料層92Aの形成後または複数の第2の露光後材料層92Bの形成後に複数層分の複数の未露光部分の除去が行われてもよい。
(5−h)上記実施の形態では、レーザ光の走査により露光前材料層が露光されるが、所望の透光パターンを有する複数のマスク部材を用いて一括方式の露光が行われてもよい。
(5−i)上記実施の形態では、3次元の配線構造を有する造形物の製造方法の例が示されるが、本発明は、これに限定されない。例えば、上記実施の形態に係る光造形装置100を用いて、骨格体または構造体をセラミックス材料またはその他の材料で形成し、骨格体または構造体の表面に触媒作用を有する材料を埋め込むことにより、触媒フィルタを製造することも可能である。この場合、触媒フィルタの3次元構造化により触媒効率の向上が可能となる。また、骨格体または構造体を金属系材料で形成し、骨格体または構造体の表面をセラミックス材料で被覆することにより、配管構造体を製造することも可能である。この配管構造体は、金属の強度を有しつつ耐薬品性および耐腐食性を有する。
(5−j)上記実施の形態では、光硬化性材料として、絶縁性の粉体を含む光硬化組成物および導電性の粉体を含む光硬化組成物が用いられるが、光硬化性材料はこれに限定されない。例えば、光硬化性材料として、粉体を含まない光硬化組成物が用いられてもよい。
(5−k)上記実施の形態では、光硬化性材料として、絶縁性の粉体および導電性の粉体を含む光硬化組成物が用いられるが、光硬化組成物に含まれる粉体は、上記実施の形態に限定されない。例えば、光硬化性材料に含まれる粉体として、酸化物、炭化物、ホウ化物、窒化物、アパタイトCa(PO(F,Cl,OH)、炭素(C)および金属等が用いられてもよい。酸化物としては、例えば、ジルコニア(ZrO)、イットリウム(Y)、アルミナ(AL)、酸化ランタン(La)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化珪素(SiO)、酸化ニッケル(NiO)、酸化銅(CuO)、フェライト、チタン酸バリウム(BaTiO)、ジルコン酸バリウム(BaZrO)、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zrx,Ti1-x)O)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、アルミン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム(CaTiO)、チタン酸マグネシウム(MgTiO)、チタン酸ランタン(LaTi)、ムライト(Al13Si)、ホウケイ酸ガラスおよびこれらの複合酸化物等が用いられてもよい。炭化物としては、例えば、炭化ケイ素(SiC)、炭化タングステン(WC)およびチタンカーバイト(TiC)等が用いられてもよい。窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ケイ素(Si)および窒化ホウ素(BN)等が用いられてもよい。また、光硬化組成物において窒化物が用いられる場合、光硬化性材料を焼結し易くするために、窒化物および酸化物の混合体が用いられてもよい。ホウ化物としては、例えば、ホウ化ジルコニウム(ZrB)およびホウ化マグネシウム(MgB)等が用いられてもよい。金属としては、例えば、卑金属(鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、鉛、亜鉛、すず、タングステン、モリブデン、タンタル、マグネシウム、コバルト、ビスマス、カドミウム、チタン、ジルコニウム、アンチモン、マンガン、ベリリウム、クロム、ゲルマニウム、バナジウム、ガリウム、ハフニウム、インジウム、ニオブ、タリウム等)および貴金属(金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、レニウム等)が用いられてもよく、卑金属および貴金属の2種類以上の合金が用いられてもよく、金属間化合物等が用いられてもよい。
(5−l)上記実施の形態では、各硬化組成物層がシリンジ方式で形成されているが、いずれかの層がインクジェット方式等の他の方式で形成されていてもよい。また、上記実施の形態においては、光硬化性材料から各硬化組成物層が形成されているが、いずれかの層が、熱溶解した樹脂等の他の材料から形成されていてもよい。
(5−m)上記実施の形態では、第1および第2の材料90A,90Bが補助テーブル21上に供給され、補助テーブル21上の第1および第2の材料90A,90Bがリコータ41により造形テーブル31上に引き延ばされるが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1および第2の材料90A,90Bが造形テーブル31の端部に辺311に沿って直接供給され、造形テーブル31の端部上の第1および第2の材料90A,90Bがリコータ41により造形テーブル31上に引き延ばされてもよい。
(6)参考形態
参考形態に係る光造形方法は、光硬化性材料を供給するステップと、光硬化性材料を引き延ばすことにより、造形面上に光硬化性材料とは異なる材料により形成された一または複数の第1の部分に接するように露光前材料層を形成するステップと、露光前材料層を露光することにより一または複数の露光部分および一または複数の未露光部分を含む露光後材料層を形成するステップと、露光後材料層から一または複数の未露光部分を除去することにより一または複数の露光部分を一または複数の硬化部分として残存させるステップとを含み、一または複数の第1の部分および一または複数の硬化部分を含む造形物を製造する。
この光造形方法によれば、光硬化性材料の引き延ばしにより、第1の部分に接するように露光前材料層が形成される。露光前材料層が形成された後、露光および除去により一または複数の硬化部分が形成される。この場合、光硬化性材料を引き延ばす制御により、露光前材料層を形成することができるとともに、光の制御により一または複数の硬化部分を所定の形状に正確に形成することができる。これらの結果、制御を複雑化することなく複数の材料により形成される立体的な造形物を高精度に製造することが可能になる。
光造形方法は、一または複数の第1の部分は第1の厚みを有し、露光前材料層を形成するステップは、露光前材料層が第1の厚みよりも大きい第2の厚みを有するように光硬化性材料を引き延ばすことを含んでもよい。
引き延ばしによる露光前材料層の形成の際に、引き延ばし部材が第1の部分の上面に干渉することが防止される。それにより、引き延ばし部材の移動精度の許容範囲が緩和される。また、異なる厚みを有する第1の部分および硬化部分を容易に形成することが可能となる。
10…供給部,11A,11B…ディスペンサ,11a,11b…供給孔,12…駆動装置,15a,15b…キャップ部材,20…補助テーブルユニット,21…補助テーブル,22…駆動装置,30…造形テーブルユニット,31…造形テーブル,31a…造形面,32…駆動装置,40…リコータユニット,41…リコータ,42…カップ部材,42a…上部開口,50…敷材供給ユニット,51…フィルムロール,52…クリアフィルム,60…露光部,61…露光装置,61a…出射面,62…遮蔽部材,70…除去部,71…エアナイフ,72…吸引部,80…制御部,81…主制御装置,82…記憶部,90…光硬化性材料,90A…第1の材料,90B…第2の材料,91A…第1の露光前材料層,91B…第2の露光前材料層,92A…第1の露光後材料層,92B…第2の露光後材料層,92a…第1の露光部分,92b…第2の露光部分,93a,93b…未露光部分,94A…第1の硬化部分,94B…第2の硬化部分,100…光造形装置,SH1,SH2…造形物

Claims (9)

  1. 造形面を有する造形テーブルと、
    光硬化性材料である第1の材料または前記第1の材料とは異なる光硬化性材料である第2の材料を選択的に供給する供給部と、
    前記供給部により供給された前記第1の材料を引き延ばすことにより第1の露光前材料層を形成し、前記供給部により供給された前記第2の材料を引き延ばすことにより第2の露光前材料層を形成する引き延ばし部材と、
    前記引き延ばし部材により引き延ばされた前記第1の露光前材料層を露光することにより、一または複数の第1の露光部分および一または複数の第1の未露光部分を含む第1の露光後材料層を形成し、前記引き延ばし部材により引き延ばされた前記第2の露光前材料層を露光することにより、一または複数の第2の露光部分および一または複数の第2の未露光部分を含む第2の露光後材料層を形成する露光部と、
    前記第1および第2の前記露光後材料層から前記一または複数の第1の未露光部分および前記一または複数の第2の未露光部分を除去する除去部と、
    制御部とを備え、
    前記制御部は、
    前記第1の材料が供給されるように前記供給部を制御し、
    前記第1の材料を引き延ばすことにより前記第1の露光前材料層を前記造形面上または前記造形面上に形成された硬化組成物層上に形成するように前記引き延ばし部材を制御し、
    前記第1の露光前材料層を露光することにより前記一または複数の露光部分を含む前記第1の露光後材料層を形成するように前記露光部を制御し、
    前記第1の露光後材料層から前記一または複数の第1の未露光部分を除去することにより前記一または複数の第1の露光部分を一または複数の第1の硬化部分として残存させるように前記除去部を制御し、
    前記第2の材料が供給されるように前記供給部を制御し、
    前記一または複数の第1の未露光部分の除去後に、前記第2の材料を引き延ばすことにより、前記一または複数の第1の硬化部分に接する前記第2の露光前材料層を形成するように前記引き延ばし部材を制御し、
    前記第2の露光前材料層を露光することにより前記一または複数の第2の露光部分を含む前記第2の露光後材料層を形成するように前記露光部を制御し、
    前記第2の露光後材料層から前記一または複数の第2の未露光部分を除去することにより前記一または複数の第2の露光部分を一または複数の第2の硬化部分として残存させるように前記除去部を制御し、
    前記一または複数の第1の硬化部分および前記一または複数の第2の硬化部分を含む造形物を製造する、光造形装置。
  2. 前記造形テーブルに隣接可能に設けられる補助テーブルと、
    前記補助テーブルの上面を洗浄する洗浄部とをさらに備え、
    前記制御部は、
    前記補助テーブルの上面に前記第1の材料が供給されるように前記供給部を制御し、
    前記第1の材料の供給後、前記補助テーブル上の前記第1の材料が前記補助テーブルの上面から前記造形面上または前記硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように前記引き延ばし部材を制御し、
    前記第1の材料の引き延ばし後、前記補助テーブルの上面に前記第2の材料が供給されるように前記供給部を制御し、
    前記第2の材料の供給後、前記補助テーブル上の前記第2の材料が前記補助テーブルの上面から前記造形面上または前記硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように前記引き延ばし部材を制御し、
    前記第1の材料の引き延ばし後、前記第2の材料の供給前に、前記補助テーブルの上面が洗浄されるように前記洗浄部を制御する、請求項1記載の光造形装置。
  3. 前記造形テーブルに隣接可能に設けられる補助テーブルをさらに備え、
    前記制御部は、
    前記補助テーブルの上面に前記第1の材料が供給されるように前記供給部を制御し、
    前記第1の材料の供給後、前記補助テーブル上の前記第1の材料が前記補助テーブルの上面から前記造形面上または前記硬化組成物層上まで連続的に引き延ばされるように前記引き延ばし部材を制御し、
    前記第1の材料の引き延ばし後、前記第2の材料の供給前に、前記補助テーブルの上面が洗浄されるように前記除去部を制御する、請求項1記載の光造形装置。
  4. 前記制御部は、
    前記第1の露光前材料層が第1の厚みを有するように前記引き延ばし部材を制御し、
    前記第2の露光前材料層が前記第1の厚みよりも大きい第2の厚みを有するように前記引き延ばし部材を制御する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光造形装置。
  5. 前記引き延ばし部材は、前記造形面と平行に延びる下端を有し、
    前記制御部は、
    前記第1の材料の引き延ばし時に、前記下端が前記造形面または前記硬化組成物層の上面に対して前記第1の厚みに相当する間隔を保った状態で移動するように前記引き延ばし部材を制御し、
    前記第2の材料の引き延ばし時に、前記下端が前記造形面または前記硬化組成物層の上面に対して前記第2の厚みに相当する間隔を保った状態で移動するように前記引き延ばし部材を制御する、請求項4記載の光造形装置。
  6. 前記露光部を遮蔽する遮蔽部材をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記一または複数の第1の未露光部分の除去時、および前記一または複数の第2の未露光部分の除去時に、前記露光部が遮蔽されるように前記遮蔽部材を制御する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光造形装置。
  7. 前記第1および第2の材料のうち一方は、絶縁性材料を含み、前記第1および第2の材料のうち他方は、導電性材料を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の光造形装置。
  8. 光硬化性材料である第1の材料を供給するステップと、
    前記第1の材料を引き延ばすことにより造形面上または前記造形面上に形成された硬化組成物層上に第1の露光前材料層を形成するステップと、
    前記第1の露光前材料層を露光することにより一または複数の露光部分を含む前記第1の露光後材料層を形成するステップと、
    前記第1の露光後材料層から一または複数の第1の未露光部分を除去することにより前記一または複数の第1の露光部分を一または複数の第1の硬化部分として残存させるステップと、
    前記第1の材料とは異なる光硬化性材料である第2の材料を供給するステップと、
    前記一または複数の第1の未露光部分の除去後に、前記第2の材料を引き延ばすことにより、前記一または複数の第1の硬化部分に接する第2の露光前材料層を形成するステップと、
    前記第2の露光前材料層を露光することにより一または複数の第2の露光部分を含む第2の露光後材料層を形成するステップと、
    前記第2の露光後材料層から一または複数の第2の未露光部分を除去することにより前記一または複数の第2の露光部分を一または複数の第2の硬化部分として残存させるステップとを含み、
    前記一または複数の第1の硬化部分および前記一または複数の第2の硬化部分を含む造形物を製造する、光造形方法。
  9. 前記第1の露光前材料層を形成するステップは、前記第1の露光前材料層が第1の厚みを有するように前記第1の露光前材料層を形成することを含み、
    前記第2の露光前材料層を形成するステップは、前記第2の露光前材料層が前記第1の厚みよりも大きい第2の厚みを有するように前記第2の露光前材料層を形成することを含む、請求項8記載の光造形方法。
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