JP7441549B2 - 立体造形物製造方法 - Google Patents
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Description
すなわち、紫外線照射方式による従来の立体造形物製造方法では、紫外線不透過性部材の影になる部分には紫外線を照射することができないため、紫外線不透過性部材包含する立体造形物を製造することは極めて困難であったが、請求項2記載の立体造形物製造方法によれば、紫外線不透過性部材の影になる部分の紫外線硬化材料を硬化させてから、その上に紫外線不透過性部材を配置するため、紫外線不透過性部材の影になる部分も良好に硬化させて、紫外線不透過性部材を包含する立体造形物を高品質に製造することができる。
請求項4記載の立体造形物製造方法によれば、カートリッジ保持部とステージとを相対移動させつつ、紫外線硬化材料を材料カートリッジからステージに射出するとともに、ステージ上の紫外線硬化材料に紫外線を照射することにより、紫外線硬化材料を硬化させて、効率良く立体造形物を製造することができる。
[3Dプリンタ]
まず、一実施形態の立体造形物製造方法に使用する3Dプリンタについて、図1乃至図3を参照して説明する。
材料容器部21aの基端(上端)には、圧縮空気供給管23bが接続される圧縮空気入口21cが設けられている。材料カートリッジ21は、圧縮空気吐出機構23aから圧縮空気供給管23bを通して供給される圧縮空気Aにより、ピストン部21bが押圧されることにより、材料容器部21aの先端(下端)に設けられた吐出口21dから紫外線硬化材料Mを吐出する。材料容器部21a及びピストン部21bは紫外線遮蔽性の合成樹脂材料により形成されている。
この実施形態の立体造形物製造方法では、一層分の紫外線硬化材料Mがステージ30に吐出される毎に、ステージ30のワーク製造領域が紫外線照射装置40の紫外線照射範囲に入るようにステージ30がY方向に沿って移動され、ステージ30上の紫外線硬化材料Mに紫外線UVが照射される。
つぎに、一実施形態の立体造形物製造方法について、図4乃至図9を参照して説明する。
図4に示すように、第1実施形態の立体造形物製造方法は、未硬化造形物要素形成ステップS1と、硬化造形物要素形成ステップS2と、を有する。
未硬化造形物要素形成ステップS1が一回実行される毎に、一層分の未硬化の造形物要素Eaが形成される。紫外線硬化材料Mは、顔料が添加された紫外線硬化シリコーンゴムである。一層分の造形物要素Eaの厚さは、紫外線照射装置40による紫外線照射により紫外線UVが良好に透過し得る厚さである。
図6(c)に示す第2層目の未硬化の造形物要素Eaに対し、図6(d)に示すように硬化造形物要素形成ステップS2を実行することにより、第2層目の硬化した造形物要素Ebが形成される。このように、未硬化造形物要素形成ステップS1と硬化造形物要素形成ステップS2とを交互に必要回数実行することにより、図7に例示する所望の形状・寸法の立体造形物W1が製造される。
この場合、一層分の造形物要素(未硬化の造形物要素Ea)は薄く、紫外線UVが良好に透過するため、顔料が添加された紫外線硬化材料Mを使用した場合でも、一層分の造形物要素であれば紫外線照射により良好に硬化させることができる。
したがって、顔料が添加された紫外線硬化材料Mを使用した場合でも、造形物要素(未硬化の造形物要素Ea)毎に紫外線照射を実施して硬化させて、硬化した造形物要素Ebを形成し、これを複数層積層することにより、全体的に良好に硬化した立体造形物Wを製造することができる。
この方法によれば、一層分の造形物要素(未硬化の造形物要素Ea)毎に紫外線照射を実施して硬化させるため、図7に例示するようなアンダーカット部Maを有する立体造形物W1を含む各種の複雑な形状の立体造形物を製造し得る。
図5に示すように、第2実施形態の立体造形物製造方法は、未硬化造形物要素形成ステップS1及び硬化造形物要素形成ステップS2に加えて、紫外線不透過性部材配置ステップS3を有する。
すなわち、紫外線照射方式による従来の立体造形物製造方法では、紫外線不透過性部材Kの影になる部分には紫外線UVを照射することができないため、紫外線不透過性部材Kを包含する立体造形物W2を製造することは極めて困難であったが、第2実施形態の立体造形物製造方法によれば、紫外線不透過性部材Kの影になる部分の紫外線硬化材料M(紫外線不透過性部材Kの下の造形物要素)を硬化させてから、その上に紫外線不透過性部材Kを配置するため、紫外線不透過性部材Kの影になる部分も良好に硬化させて、紫外線不透過性部材Kを包含する立体造形物W2を高品質に製造することができる。
なお、上記実施の形態にあっては、材料カートリッジ21を構成する材料容器21aの配置は、図1に示すように、材料射出装置20の中央において、圧縮空気供給部23を構成する圧縮空気供給管23bの先端部に配置されている場合を例に説明したが、本実施の形態の配置は、材料カートリッジ21の大きさが小型の場合であって、材料カートリッジがより大型の場合には、材料射出装置20の中央ではなく、側部又は後部に配置され、その位置において圧縮空気供給管23bを接合して供給される圧縮空気により紫外線硬化材料を送出するように構成してもよく、本実施の形態に限定されない。
20 材料射出装置
21 材料カートリッジ
21A 材料カートリッジ
21B 材料カートリッジ
21C 材料カートリッジ
21a 材料容器部
21b ピストン部
21c 圧縮空気入口
21d 吐出口
22 カートリッジ保持部
23 圧縮空気供給部(材料射出手段)
23a 圧縮空気吐出機構
23b 圧縮空気供給管
30 ステージ
40 紫外線照射装置
40a 紫外線出射面
50 移動機構部
51 昇降機構
52 水平移動機構
60 プリンタ本体
61 基部
62 支持部
63 支持部
70 筐体(紫外線遮蔽体)
A 圧縮空気
M 紫外線硬化材料
UV 紫外線
Claims (5)
- 紫外線硬化材料が積層されるステージと、前記ステージに前記紫外線硬化材料を射出する材料射出装置と、前記ステージに射出された前記紫外線硬化材料に紫外線を照射する紫外線照射装置と、を備え、紫外線硬化材料を積層しつつ紫外線により硬化させて立体造形物を製造する3Dプリンタ装置を使用して立体造形物を製造する立体造形物製造方法であって、
前記材料射出装置により前記ステージに前記紫外線硬化材料を射出して、未硬化の紫外線硬化材料からなる薄厚の造形物要素を形成する未硬化造形物要素形成ステップと、
前記未硬化造形物要素形成ステップにより形成された前記未硬化の紫外線硬化材料からなる薄厚の造形物要素に、前記紫外線照射装置により紫外線を照射することにより、硬化した紫外線硬化材料からなる薄厚の造形物要素を形成する硬化造形物要素形成ステップとを交互に実行し、
前記材料射出装置は、
前記紫外線硬化材料を収容した材料カートリッジと、
前記材料カートリッジを交換可能に保持するカートリッジ保持部と、
前記カートリッジ保持部に保持された前記材料カートリッジから前記紫外線硬化材料を射出させる材料射出手段と、を備え、
前記材料カートリッジは、
紫外線遮蔽材料により形成されたシリンジ状の材料容器部と、
当該材料容器部に挿入されたピストン部と、を有し、
前記材料射出手段は、前記紫外線硬化材料を前記材料容器部から射出させるべく前記ピストン部を駆動する手段であり、
前記紫外線照射装置は、前記ステージの上面に対向する紫外線照射面を有し、該紫外線照射面は平面視方形状に形成され、
前記紫外線硬化材料は、顔料が添加された紫外線硬化シリコーンゴムであって、
一層分の造形物要素の厚さは、前記紫外線照射装置による紫外線照射により紫外線が良好に透過し得る厚さであることを特徴とする立体造形物製造方法。 - 前記硬化造形物要素形成ステップにより形成された前記硬化した紫外線硬化材料からなる薄厚の造形物要素の上に紫外線不透過性部材を配置する紫外線不透過性部材配置ステップを有し、
前記紫外線不透過性部材配置ステップの後に、前記未硬化造形物要素形成ステップを実行することにより、当該紫外線不透過性部材を覆う未硬化の紫外線硬化材料からなる薄厚の造形物要素を形成した後、前記硬化造形物要素形成ステップを実行することを特徴とする請求項1記載の立体造形物製造方法。 - 前記材料カートリッジは、収容している前記紫外線硬化材料の種類が異なる複数種類のものが用意されていることを特徴とする請求項1記載の立体造形物製造方法。
- 前記カートリッジ保持部及び前記紫外線照射装置に対して前記ステージを移動させる移動手段を備えることを特徴とする請求項1記載の立体造形物製造方法。
- 前記材料カートリッジ、前記カートリッジ保持部、前記材料射出装置、前記ステージ、前記移動手段及び前記紫外線照射装置を覆う紫外線遮蔽体を有することを特徴とする請求項4記載の立体造形物製造方法。
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US20180304531A1 (en) | 2017-03-03 | 2018-10-25 | University Of South Florida | Systems and methods of manipulating polymers |
JP2019512410A (ja) | 2016-03-10 | 2019-05-16 | サン・ドロー・インコーポレイテッド | 調整可能な特性を有する三次元物体を生成するための装置、システム及び方法 |
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---|---|---|---|---|
JP2015512816A (ja) | 2012-04-10 | 2015-04-30 | ア レイモン エ シーA. Raymond Et Cie | 造形封入法 |
JP2017521276A (ja) | 2014-03-11 | 2017-08-03 | スリーディー システムズ インコーポレーテッド | 3d印刷用インク |
WO2017017726A1 (ja) | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 富士機械製造株式会社 | 3次元造形物造形装置 |
JP2019512410A (ja) | 2016-03-10 | 2019-05-16 | サン・ドロー・インコーポレイテッド | 調整可能な特性を有する三次元物体を生成するための装置、システム及び方法 |
US20180304531A1 (en) | 2017-03-03 | 2018-10-25 | University Of South Florida | Systems and methods of manipulating polymers |
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