JP7192820B2 - 照射装置及び造形物の製造方法 - Google Patents
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所定の電磁波を所定の方向へ照射する照射部と、
前記所定の電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを、前記所定の電磁波が照射される領域を通過させる搬送部と、を備え、
前記搬送部は、
前記成形シートを、凸状に湾曲した搬送路に沿って、前記所定の電磁波が照射される領域へ前記所定の方向と反対方向に対して鈍角をなす方向から搬送し、前記所定の電磁波が照射される領域から前記所定の方向に対して鋭角をなす方向へ搬送し、
前記凸状に湾曲した搬送路に沿って延びるベルトを有し、前記所定の電磁波が照射される領域において前記成形シートを搬送している間、前記ベルトを介して、前記搬送路に沿うように前記成形シートを変形させる押さえ部材を有し、
前記成形シートは、
基材と、
前記基材の一方の主面の上に積層され、加熱により膨張する熱膨張層と、
前記基材の他方の主面又は前記熱膨張層の上に積層され、前記所定の電磁波を吸収して前記所定の電磁波を熱に変換することにより前記熱膨張層を加熱する熱変換層と、を備える。
所定の電磁波を鉛直方向へ照射する照射部と、
前記照射部の下方に配置され、前記所定の電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを、凸状に湾曲した搬送路に沿って、前記所定の電磁波が照射される領域を通過させる搬送部と、を備え、
前記搬送部は、前記成形シートを、前記所定の電磁波が照射される領域へ斜め上方に直線的に搬送し、前記所定の電磁波が照射される領域から斜め下方に直線的に搬送し、
前記凸状に湾曲した搬送路に沿って延びるベルトを有し、前記所定の電磁波が照射される領域において前記成形シートを搬送している間、前記ベルトを介して、前記搬送路に沿うように前記成形シートを変形させる押さえ部材を有する。
所定の電磁波を所定の方向へ照射する照射工程と、
前記所定の電磁波を照射されることにより膨張する成形シートであって、基材と、前記基材の一方の主面の上に積層され、加熱により膨張する熱膨張層と、前記基材の他方の主面又は前記熱膨張層の上に積層され、前記所定の電磁波を吸収して前記所定の電磁波を熱に変換することにより前記熱膨張層を加熱する熱変換層と、を備える成形シートを、凸状に湾曲した搬送路に沿って延びるベルトを有する押さえ部材により、前記凸状に湾曲した搬送路に押圧した状態で、前記ベルトを介して、前記搬送路に沿って、前記所定の電磁波が照射される領域へ前記所定の方向と反対方向に対して鈍角をなす方向から搬送し、前記所定の電磁波が照射される領域から前記所定の方向に対して鋭角をなす方向へ搬送して、前記所定の電磁波が照射される領域を通過させる搬送工程と、を含む。
本発明の第4の観点に係る造形物の製造方法は、
照射部から所定の電磁波を鉛直方向へ照射する照射工程と、
前記照射部の下方に配置され、前記所定の電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを、凸状に湾曲した搬送路に沿って延びるベルトを有する押さえ部材により、前記凸状に湾曲した搬送路に押圧した状態で、前記ベルトを介して、前記搬送路に沿って、前記所定の電磁波が照射される領域を通過させる搬送工程と、を含み、
前記搬送工程は、前記成形シートを、前記所定の電磁波が照射される領域へ斜め上方に直線的に搬送し、前記所定の電磁波が照射される領域から斜め下方に直線的に搬送する。
まず、図1を参照して、成形シート10を説明する。成形シート10は、所定の電磁波(例えば、赤外光)を照射されることにより膨張する。成形シート10が膨張することによって、造形物50が形成される。成形シート10は、基材20と、基材20の第1主面22の上に積層された熱膨張層30と、後述する造形物50の凹凸52に対応するパターンで基材20の第2主面24の上に積層された熱変換層40とを備える。本実施形態では、熱膨張層30は第1主面22の全面に積層されている。
次に、図2、図3を参照して、造形物50を説明する。造形物50は成形シート10から形成される。造形物50は、図2に示すように、シート状の造形物であり、表面に凹凸52を有している。
図4~図9を参照して、照射装置100を説明する。照射装置100は、成形シート10に成形シート10を膨張させる所定の電磁波を照射することにより、成形シート10から造形物50を製造する。照射装置100は、図4に示すように、成形シート10に成形シート10を膨張させる所定の電磁波を照射する照射部110と、成形シート10を搬送する搬送部120と、搬送されている成形シート10を押圧する押さえ部130と、各部を制御する制御部150とを備える。図5に示すように、照射部110と搬送部120と押さえ部130と制御部150は、筐体105の内に設けられている。筐体105は、成形シート10が搬入される搬入口105aと、製造された造形物50が搬出される搬出口105bとを有する。
なお、理解を容易にするため、本明細書では、図5における照射装置100の長手右方向(紙面の右方向)を+X方向、上方向(紙面の上方向)を+Z方向、+X方向と+Z方向に垂直な方向(紙面の手前方向)を+Y方向として説明する。本明細書では、-Z方向が鉛直方向である。また、-Z側を下方と記載し+Z側を上方と記載する場合がある。
照射装置100の照射部110は、成形シート10(熱変換層40)に所定の電磁波を照射して熱変換層40に熱を放出させ、熱膨張層30(膨張前の熱膨張材料32a)を所定の温度以上に加熱する。本実施形態では、熱変換層40が造形物50の凹凸52に対応したパターンで基材20の第2主面24に積層されているので、成形シート10の熱膨張層30の凸部54に対応する部分が所定の温度以上に加熱され、膨張済みの熱膨張材料32bが形成される。膨張済みの熱膨張材料32bが形成されることにより、凸部54(すなわち凹凸52)が熱膨張層30に形成され、造形物50が製造される。
照射装置100の搬送部120は、図5に示すように、筐体105の搬入口105aから搬入された成形シート10を-X方向へ搬送して、成形シート10を照射部110からの電磁波が照射される領域Sを通過させる。また、搬送部120は、製造された造形物50を-X方向へ搬送して、筐体105の搬出口105bから搬出する。
押さえ部130は、成形シート10を、搬送部120の搬送ベルト126に押圧する。押さえ部130は、図8に示すように、一対の押さえベルト131、132を備える。押さえベルト131、132のそれぞれは、成形シート10の搬送ベルト126の幅方向の端部(+Y方向の端部と-Y方向の端部)のそれぞれを搬送ベルト126に押圧する。押さえ部130は、更に、押さえベルト131を巻き掛けられる第1プーリ133aと第2プーリ133bと、押さえベルト132を巻き掛けられる第3プーリ134aと第4プーリ134bと、4つのベンドプーリ136~139とを備える。
照射装置100の制御部150は、照射部110と搬送部120とを制御する。制御部150は、図4に示すように、各種の処理を実行するCPU(Central Processing Unit)152と、プログラムとデータとを記憶しているROM(Read Only Memory)154と、データを記憶するRAM(Random Access Memory)156と、各部の間の信号を入出力する入出力インタフェース158とを備える。制御部150の機能は、CPU152が、ROM154に記憶されたプログラムを実行することによって、実現される。入出力インタフェース158は、CPU152と、照射部110と搬送部120との間の信号を入出力する。
図10、図11を参照して、造形物50の製造方法を説明する。本実施形態では、照射装置100を用いて、シート状(例えば、A4用紙サイズ)の成形シート10から造形物50を製造する。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
所定の電磁波を所定の方向へ照射する照射部と、
前記所定の電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを、前記所定の電磁波が照射される領域を通過させる搬送部と、を備え、
前記搬送部は、前記成形シートを、前記所定の電磁波が照射される領域へ前記所定の方向と反対方向に対して鈍角をなす方向から搬送し、前記所定の電磁波が照射される領域から前記所定の方向に対して鋭角をなす方向へ搬送する、
照射装置。
前記搬送部は、前記成形シートを凸状に湾曲した搬送路に沿って搬送する、
付記1に記載の照射装置。
前記照射部は、前記搬送路の頂部の上方から前記搬送路に向けて、前記所定の電磁波を照射する、
付記2に記載の照射装置。
前記成形シートは、
基材と、
前記基材の一方の主面の上に積層され、加熱により膨張する熱膨張層と、
前記基材の他方の主面又は前記熱膨張層の上に積層され、前記所定の電磁波を吸収して前記所定の電磁波を熱に変換することにより前記熱膨張層を加熱する熱変換層と、を備える、
付記1乃至3のいずれか1つに記載の照射装置。
前記搬送部は、前記成形シートを、前記熱変換層を前記照射部の側に向けた状態で搬送する、
付記4に記載の照射装置。
所定の電磁波を鉛直方向へ照射する照射部と、
前記照射部の下方に配置され、前記所定の電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを、前記所定の電磁波が照射される領域を通過させる搬送部と、を備え、
前記搬送部は、前記成形シートを、前記所定の電磁波が照射される領域へ斜め上方に搬送し、前記所定の電磁波が照射される領域から斜め下方に搬送する、
照射装置。
所定の電磁波を所定の方向へ照射する照射工程と、
前記所定の電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを、前記所定の電磁波が照射される領域へ前記所定の方向と反対方向に対して鈍角をなす方向から搬送し、前記所定の電磁波が照射される領域から前記所定の方向に対して鋭角をなす方向へ搬送して、前記所定の電磁波が照射される領域を通過させる搬送工程と、を含む、
造形物の製造方法。
Claims (7)
- 所定の電磁波を所定の方向へ照射する照射部と、
前記所定の電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを、前記所定の電磁波が照射される領域を通過させる搬送部と、を備え、
前記搬送部は、
前記成形シートを、凸状に湾曲した搬送路に沿って、前記所定の電磁波が照射される領域へ前記所定の方向と反対方向に対して鈍角をなす方向から搬送し、前記所定の電磁波が照射される領域から前記所定の方向に対して鋭角をなす方向へ搬送し、
前記凸状に湾曲した搬送路に沿って延びるベルトを有し、前記所定の電磁波が照射される領域において前記成形シートを搬送している間、前記ベルトを介して、前記搬送路に沿うように前記成形シートを変形させる押さえ部材を有し、
前記成形シートは、
基材と、
前記基材の一方の主面の上に積層され、加熱により膨張する熱膨張層と、
前記基材の他方の主面又は前記熱膨張層の上に積層され、前記所定の電磁波を吸収して前記所定の電磁波を熱に変換することにより前記熱膨張層を加熱する熱変換層と、を備える、
照射装置。 - 前記照射部は、前記搬送路の頂部の上方から前記凸状に湾曲した搬送路に向けて、前記所定の電磁波を照射する、
請求項1に記載の照射装置。 - 前記押さえ部材は、前記所定の電磁波が照射される領域のうち少なくとも前記凸状に湾曲した搬送路の頂部に重なる領域において、前記成形シートを搬送している間、前記成形シートを前記凸状に湾曲した搬送路に沿うように変形させる、
請求項1または2に記載の照射装置。 - 前記搬送部は、前記成形シートを、前記熱変換層を前記照射部の側に向けた状態で搬送する、
請求項1乃至3の何れか一項に記載の照射装置。 - 所定の電磁波を鉛直方向へ照射する照射部と、
前記照射部の下方に配置され、前記所定の電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを、凸状に湾曲した搬送路に沿って、前記所定の電磁波が照射される領域を通過させる搬送部と、を備え、
前記搬送部は、前記成形シートを、前記所定の電磁波が照射される領域へ斜め上方に直線的に搬送し、前記所定の電磁波が照射される領域から斜め下方に直線的に搬送し、
前記凸状に湾曲した搬送路に沿って延びるベルトを有し、前記所定の電磁波が照射される領域において前記成形シートを搬送している間、前記ベルトを介して、前記搬送路に沿うように前記成形シートを変形させる押さえ部材を有する、
照射装置。 - 所定の電磁波を所定の方向へ照射する照射工程と、
前記所定の電磁波を照射されることにより膨張する成形シートであって、基材と、前記基材の一方の主面の上に積層され、加熱により膨張する熱膨張層と、前記基材の他方の主面又は前記熱膨張層の上に積層され、前記所定の電磁波を吸収して前記所定の電磁波を熱に変換することにより前記熱膨張層を加熱する熱変換層と、を備える成形シートを、凸状に湾曲した搬送路に沿って延びるベルトを有する押さえ部材により、前記凸状に湾曲した搬送路に押圧した状態で、前記ベルトを介して、前記搬送路に沿って、前記所定の電磁波が照射される領域へ前記所定の方向と反対方向に対して鈍角をなす方向から搬送し、前記所定の電磁波が照射される領域から前記所定の方向に対して鋭角をなす方向へ搬送して、前記所定の電磁波が照射される領域を通過させる搬送工程と、を含む、
造形物の製造方法。 - 照射部から所定の電磁波を鉛直方向へ照射する照射工程と、
前記照射部の下方に配置され、前記所定の電磁波を照射されることにより膨張する成形シートを、凸状に湾曲した搬送路に沿って延びるベルトを有する押さえ部材により、前記凸状に湾曲した搬送路に押圧した状態で、前記ベルトを介して、前記搬送路に沿って、前記所定の電磁波が照射される領域を通過させる搬送工程と、を含み、
前記搬送工程は、前記成形シートを、前記所定の電磁波が照射される領域へ斜め上方に直線的に搬送し、前記所定の電磁波が照射される領域から斜め下方に直線的に搬送する、
造形物の製造方法。
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