JPH02212131A - 三次元形状の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、三次元形状の形成方法に関し、光の照射に
よって硬化する光硬化性樹脂を用いて、立体的な三次元
形状を有する物品を成形製造する方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

光硬化性樹脂を用いて三次元形状を成形する方法は、複
雑な三次元形状を、成形型や特別な加工工具を用いるこ
となく、簡単かつ高精度に形成することができる方法と
して、各種の製品モデルや立体模型等の製造に利用する
ことが考えられており、例えば、特開昭５６−１４４４
７８号公報、特開昭６２−３５９６６号公報、特開昭６
１−１１４８１７号公報等に開示されており、これを第
９図に、−数的な成形方法の例として示している。樹脂
液槽１に溜められた液状の光硬化性樹脂２に対して、液
面上方から集光レンズ３０で集光されたレーザービーム
等の光ビーム３を照射することによって、光ビーム３の
焦点位置付近の、液面から一定の深さまでの光硬化性樹
脂２を硬化させ、光ビーム３の照射位置を順次移動させ
ることによって、所定のパターンを有する光硬化層４ａ
を形成する。この光硬化Ｆｉ４ａの上に新たな光硬化性
樹脂液２を供給し、この光硬化性樹脂液２を再び光ビー
ム３で所定のパターン状に硬化させれば、前記光硬化層
４ａの上に別のパターンを有する光硬化層４ａが形成さ
れる。このようにして、−複数層の光硬化層４ａ・・・
を順次積み重ねていけば、所望の三次元形状を有する成
形品４が成形できることになる。

ところが、上記のような方法では、光硬化性樹脂として
液状の比較的低分子量の材料を用いる必要があるので、
硬化に時間がかかるとともに硬化時の収縮が大きくなる
という欠点がある。このような欠点を解消するために高
分子量の樹脂材料を用いると、粘度が高　なり、樹脂液
槽への供給充填や供給後の表面の平滑化に長時間を要す
る等の困難をきたすことになる。

特開昭６３−３９３２４号公報には、光重合系感光性材
料からなる感光板に、露光パターンフィルムを通した光
を照射して、感光板を露光させた後、露光済み感光板を
接着材で接着することによって、互いに積層一体止させ
る方法が開示されている。このように、固体の板状材料
を使用すれば、光重合系感光性材料すなわち光硬化性樹
脂として、液状で低分子量のものを使用する必要がなく
なるため、硬化時間が早くなり、硬化収縮も少なくなる
。また、光硬化性樹脂液を収容する樹脂液槽等が不要で
あるため、面積の広い大きな寸法のものまで形成するこ
とが可能になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記方法では、複数層の露光板をそれぞれ別
個に露光して、いわゆる光硬化層を形成した後、それぞ
れの間に接着剤を介して積層しており、接着剤の塗布作
業が非常に面倒で、接着剤の乾燥時間もかかるため、全
体の作業能率が低下するという問題があった。

また、一般的に、接着剤は光硬化性がなく、露光板の材
料である光硬化性樹脂とは異なる材料からなるものなの
で、接着剤部分が縞状に表れて外観的に見苦しくなると
ともに、品質的にも接着剤部分は他の光硬化性樹脂部分
とは違ったものになってしまう、そのため、例えば、積
層された露光板を溶剤処理して光硬化性材料の未露光部
分を熔解除去する際に接着剤が除去されてしまって、接
着強度が低下したり、露光板が剥がれてしまう問題が起
きる。また、接着剤は、液状のものを塗布するので、接
着剤部分の厚み精度を厳密に制御するのは困難であり、
露光板を積層して形成された成形品の外形精度が低下す
るという問題もあったそこで、この発明の課題は、上記
したような、板状の光硬化性材料に光を照射して光硬化
層を形成し、この光硬化層を積み重ねて三次元形状を形
成する方法において、接着剤を使用することによる諸問
題を解消して、光硬化性材料の積層強度が高く剥がれ難
いとともに、外形精度等の品質性能に優れた成形品を簡
単に製造することのできる三次元形状の形成方法を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決する、この発明にかかる三次元形状の形
成方法のうち、請求項１記載の発明は、光硬化性樹脂に
光を照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数層
積み重ねて、所望の三次元形状を形成する方法において
、光硬化性樹脂からなり加熱接着性を有する光硬化性板
状体に光を照射して光硬化層を形成するとともに、光硬
化性板状体を加熱接着して積み重ねていくようにしてい
る。

光硬化性樹脂の材料には、高分子状多官能フォトポリマ
ー、高分子＋多官能オリゴマー、多官能オリゴマー等か
らなるものがあり、光を照射することによって硬化する
、いわゆる光硬化性を有する樹脂であれば、従来の通常
の感光性樹脂凸版材料やプリント配線板加工用のフィル
ム状フォトレジスト材料（ドライフィルム）等として利
用されている材料が使用できる。

光硬化性板状体は、上記のような光硬化性樹脂から、フ
ィルム、シート等のいわゆる固体の板状に成形されたも
のである。光硬化性板状体は、取り扱いが可能な程度の
形状維持性があるとともに、ある程度の変形が可能な柔
軟性を備えているものを用いる。そして、光硬化性板状
体は、加熱によって溶融軟化して接着性を発揮する、い
わゆる加熱接着性を有するものを用いる。具体的には、
例えば、６０〜１５０℃程度の加熱温度範囲で軟化溶融
あるいは流動化して、自己接着性を示すものが好ましい
。光硬化性板状体の厚みは、形成する三次元形状の成形
品に要求される加工精度や形状寸法等によって異なるが
、例えば、１０〜１００ｕ程度で実施される。

光硬化性板状体に光を照射して所定パターンの光硬化層
を形成する方法としては、通常、光ビームを所定パター
ンにしたがって移動照射する方法が用いられる。光ビー
ムとしては、光硬化性樹脂材料の特性に合わせて、可視
光線や紫外線等の任意の波長成分を有する光ビームが用
いられる。光ビームの移動は、コンピュータ等で自動制
御し、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置と連動させておけば、極めて
正確かつ簡単に所定パターンの光硬化層を形成すること
ができる。

光硬化層の形成方法としては、上記の光ビームを用いる
方法のほか、所定パターンを有するマスクフィルムを光
硬化性板状体に重ねた後、全面に光を照射して一括露光
する方法も採用できる。

光硬化性板状体を加熱接着して積み重ねていくには、例
えば、光硬化層が形成された光硬化性板状体の上に、未
硬化の光硬化性板状体を積み重ねた後、上方から赤外線
ランプを照射するなどして加熱し、未硬化の光硬化性板
状体を溶融軟化させて、その下の光硬化性板状体に接着
積層すればよい、加熱手段には、赤外線ランプ以外にも
、ドライフィルムラミネーター等の通常の加熱積層手段
が採用できる。加熱温度は、光硬化性板状体の樹脂材料
に合わせて適当な温度に設定される。加熱と同時に光硬
化性板状体を押圧もしくは圧着させれば、より確実に接
着させることができる。

光硬化性板状体同士の積層面には、空気溜まりや隙間、
いわゆるボイドが生じないようにして接着する必要があ
る。そこで、上記加熱および圧着を真空下で行うように
すると、ボイドの発生がな（、良好な接着面と高い接着
強度が得られる。

加熱は、未硬化の光硬化性板状体側から行うことが好ま
しい。これは、光硬化層が形成された光硬化性板状体を
強く加熱すると、光硬化層の形状が変形する可能性があ
るのに対し、未硬化の光硬化性板状体が加熱変形したと
しても、加熱接着された後で、未硬化の光硬化性板状体
に光を照射して光硬化層を形成するようにすれば、形成
された光硬化層目体の形状には加熱による悪影響は生じ
ず、正確な形状に形成されるからである。但し、硬化済
みの光硬化性板状体の表面のみを加熱溶融させて、この
加熱溶融された表面に未硬化の光硬化性板状体を接着す
ることもでき、両方の光硬化性板状体の表面を加熱溶融
させて接着することもできる。さらに、予め光硬化層が
形成された光硬化性板状体同士の対向面を加熱溶融させ
て積み重ねていく方法も採用できる。

硬化済みの光硬化性板状体の上に未硬化の光硬化性板状
体を積み重ねた場合には、未硬化の光硬化性板状体に対
して、前記した手段で光を照射して光硬化層を形成し、
このような、光の照射による光硬化層の形成工程と、加
熱接着工程とを繰り返すことによって、所望の三次元形
状を有する成形品が得られる。なお、前記したように、
硬化済みの光硬化性板状体を加熱接着していく場合には
、予め必要な枚数の光硬化性板状体に光硬化層を形成し
た後、まとめて加熱接着を行うこともできる。

請求項２記載の発明は、光硬化性樹脂に光を照射して光
硬化層を形成し、この光硬化層を複数層積み重ねて、所
望の三次元形状を形成する方法において、光硬化性樹脂
をローラ部材の外周面に所定の厚みで層状に付着させ、
この光硬化性層状体をローラ部材の外周面から平坦な光
照射用基台上に移行させた後、平坦な光硬化性層状体に
光を照射して光硬化層を形成し、光照射用基台上に光硬
化層を積み重ねていくようにしている。

光硬化性樹脂の材料としては、前記請求項１記載の発明
と同様のものが用いられる。但し、この発明では、光硬
化性樹脂をローラ部材の外周面に付着させた状態で取り
扱うので、光硬化層を形成するときに大きな寸法収縮や
変形を起こさない程度であれば、比較的柔軟で変形し易
い状態のものであってもよい、また、後述するように、
光硬化性層状体同士の接着は、加熱接着しなくてもよい
場合もあるので、必ずしも加熱接着性は要求されない。

ローラ部材は、円筒状もしくは円柱状をなし、外周面に
光硬化性樹脂を付着させることができるとともに、光硬
化性層状体を剥がし易い材料からなるものを用い、例え
ば、金属、合成樹脂、セラミック、ゴム等で実施される
。

ローラ部材の外周面に光硬化性樹脂を所定の厚みで層状
に付着させるには、平坦な塗布台上に粘性状態の光硬化
性樹脂の固まりを載せ、塗布台との間に所定の間隔をあ
けた状態でローラ部材を転勤させれば、ローラ部材と塗
布台との間に光硬化性樹脂が挟まれて所定の厚みで層状
になってローラ部材の外周面に付着する。ローラ部材と
塗布台との隙間は、必要な光硬化性層状体の厚みに合わ
せて設定しておく。

また、塗布台の上で、へらやナイフ等で光硬化性樹脂を
一定の厚みに延ばして光硬化性層状体を形成した後、こ
れをローラ部材に巻き取るようにしてもよく、ローラ部
材の外周面に直接光硬化性樹脂を付着させて、へらやナ
イフで一定の厚みに均らすようにしてもよく、ローラ部
材ともう一つのローラの隙間に光硬化性樹脂を挟んで一
定の厚みにしたものをローラ部材側に付着させるように
してもよい。

ローラ部材の外周面に付着して形成された光硬化性層状
体の厚みは、前記請求項１記載の発明における光硬化性
板状体の厚み範囲と同程度で実施できるが、この発明で
は、ローラ部材の外周面に付着させて取り扱うので、請
求項１の光硬化性板状体よりも薄くても実施できる。

光照射用基台は、光硬化性層状体を載せる平坦な表面を
有するものであり、光照射用基台の上方には、光硬化性
層状体に光を照射するための光照射機構が備えられてい
る。

ローラ部材に付着した光硬化性層状体を光照射用基台に
移行させるには、ローラ部材を光照射用基台の上面で転
勤させて、外周の光硬化性層状体を光照射用基台側に押
し付けて付着させるようにすればよい。光照射用基台に
移行した光硬化性層状体は、光照射用基台の平坦な表面
に沿って平坦な状態になる。

この平坦な光硬化性層状体に光を照射して光硬化層を形
成する。光照射または光硬化手段としては、前記した請
求項１記載の発明と同様に、光ビームの移動照射や、マ
スクを用いた一括露光等、通常の光硬化性樹脂に対する
光照射または光硬化手段が通用できる。

上記のような工程を繰り返して、光照射用基台の上に光
硬化性層状体が積み重ねられていく。

上下の光硬化性層状体もしくは光硬化層を接着する手段
としては、前記した請求項１記載の発明と同様に、未硬
化の光硬化性層状体の上から赤外線ランプ等で加熱して
、その下の硬化済みの光硬化性層状体と接着させる等の
、加熱接着による方法が採用できる。ローラ部材の内部
に加熱ヒータを内蔵させておけば、ローラ部材に付着し
た光硬化性層状体を効率良く加熱できる。

また、比較的柔軟な光硬化性層状体を用いる等して、光
硬化性層状体自身に常温でもある程度の自己接着性を持
たせた場合には、ローラ部材外周面に付着した光硬化性
層状体を、光照射用基台の硬化済み光硬化性層状体の上
にローラ部材で加圧して圧着するだけで、光硬化性層状
体同士が接着される場合もある。したがって、この発明
の場合には、光硬化性層状体の接着手段としては、加熱
接着を必須としない。

上記発明において、ローラ部材から光照射用基台側に光
硬化性層状体を移行させるには、光硬化性層状体が付着
したローラ部材を転勤させる高さを、光照射用基台の表
面もしくは、その上に積み重ねられた光硬化性層状体の
表面位置に一致させなければならない。光照射用基台に
積み重ねられる光硬化性層状体の数が増えると、光硬化
性層状体の表面位置が高くなるので、ローラ部材を転勤
させる高さを段階的に高くするか、光照射用基台全体を
段階的に低くするかして、ローラ部材の転勤高さと光照
射用基台上の光硬化性層状体の表面高さとが一致するよ
うに調整できることが好ましい。

この発明の方法では、塗布台の表面とローラ部材の間に
光硬化性樹脂を挟み込んで押し拡げるような状態で、ロ
ーラ部材の外周面に光硬化性層状体を形成するので、光
硬化性層状体は、ローラ部材の円周に沿う方向と中心軸
に沿う方向とで、強度等の性質に異方性が生じる場合が
ある。この場合には、光照射用基台の上でローラ部材を
転勤させて光硬化層状体を移行させるときに、ローラ部
材を転勤させる方向を、積み重ねる光硬化性層状体毎に
変えるようにすれば、積み重ねられる複数層の光硬化性
層状体の全体としては異方性が無くなり、強度等の性質
に優れたものとなる。

〔作　　用〕

請求項１記載の発明によれば、光硬化層を形成するため
の光硬化性樹脂として、固体状の光硬化性板状体を用い
ているので、液状の光硬化性樹脂に比べて、硬化が早く
なり硬化時の収縮も少なくなる。しかも、光硬化性板状
体に加熱接着性があることによって、光硬化性板状体同
士を直接加熱接着させることができ、従来の方法のよう
な接着剤を用いる必要がなくなる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同
様に、固体状をなす光硬化性層状体を用いることによっ
て、液状の光硬化性樹脂に比べて硬化が早く硬化収縮も
少ない。しかも、ローラ部材の外周面に所定の厚みで層
状に形成された光硬化性樹脂からなる光硬化性層状体を
、光照射用基台に移行させるようにしているので、単独
では取り扱いの難しいような薄い光硬化性層状体や柔軟
な光硬化性層状体を使用するができる。

柔軟な光硬化性層状体であれば、ローラ部材に付着した
光硬化性層状体を、光照射用基台の上の光硬化性層状体
にローラ部材の転勤によって移行と同時に押し付けるだ
けでも、光硬化性層状体同士を接着することができる。

〔実　施　例〕

ついで、この発明を、実施例を示す図面を参照しながら
以下に説明する。

第１図は、光硬化性板状体を用いる場合について、工程
順にしたがって模式的に示している。

第１図（ａ）に示すように、１枚の光硬化性板状体９０
に、レンズ３０等を通してレーザービーム等の光ビーム
３を照射し、光ビーム３を平面方向にパターン状に移動
させることによって、所定パターンの光硬化層９１が形
成される。

第１図（ｂ）に示すように、光硬化層９１が形成された
光硬化性板状体９０の上に、つぎの段階で硬化させる未
硬化の光硬化性板状体９０を重ねた後、上方から赤外線
ランプ（図示せず）を照射して、未硬化の光硬化性板状
体９０側から加熱する。

未硬化の光硬化性板状体９０は、加熱によって溶融軟化
して、下側の光硬化性板状体９０に接着積層される。

上記のようにして、硬化済みの光硬化性板状体９０と未
硬化の光硬化性板状体９０が接着積層された後、第１図
（Ｃ）に示すように、表面側の未硬化の光硬化性板状体
９０に光を照射して光硬化層９１を形成する。この光照
射工程は、前記第１図（ａ）で説明したのと同様に行わ
れる。

第１図（ａ）〜（Ｃ）の工程を繰り返すことによって、
光硬化層９１が形成された光硬化性板状体９０が次々に
接着積層され、第１図（ｄｌに示すように、複数層の光
硬化層９１が加熱接着によって接合させて積み重ねられ
た三次元形状を有する成形品９が製造される。成形品９
の外周には、光硬化１９１にならなかった未硬化の樹脂
材料が残っているので、この未硬化樹脂材料を適宜溶剤
等で洗い流してしまえば、目的とする成形品９が得られ
る。未硬化材料を除去するための溶剤としては、光硬化
層９１を侵したり悪影響を与えないものが好ましい、但
し、上記方法では接着剤を使用していないので、接着剤
の材料を考慮して溶剤を選定する必要はない。

つぎに、第２図以降には、ローラ部材を用いる場合の実
施例を示している。

第２図は全体の工程および使用する装置を概略的に示し
ている。

上面が平坦な塗布台６０の上方に、ローラ部材４０が回
転および水平移動自在に設けられている、ローラ部材４
０の移動経路の上方には、樹脂供給機構５０が備えられ
ている。この樹脂供給機構５０から塗布台６０の上に光
硬化性樹脂材料９４を供給する。塗布台６０の先端下方
には、樹脂回収槽６１が設けてあり、塗布台６０から落
下する余分な樹脂材料を回収する。塗布台６０の側方に
は、光照射用基台７０が設けられている。光照射用基台
７０は、平坦な表面に光硬化性層状体９５を積み重ねて
載せることができるようになっているとともに、一端に
連結された作動部材７１を介して、モータやシリンダ機
構等の駆動機構（図示せず）で光照射用基台７０が上下
動するようになっている。光照射用基台７０の上方には
、光硬化性層状体９５に光ビーム３を照射して光硬化層
９１を形成するために、集光レンズ３０等からなる光照
射機構が備えられている。したがって、この光照射用基
台７０の上に、三次元形状を有する成形品９が形成され
ることになる。

第３図は、上記装置を用いた成形品９の製造工程を工程
順に示している。

まず、第３図（ａ）に示すように、樹脂供給機構５０か
ら塗布台６０の上に光硬化性樹脂材料９４を供給する。

この光硬化性樹脂材料９４は、液状ではなく比較的粘性
のある柔軟な固体状態のものである。

第３図（′ｂ）に示すように、ローラ部材４０を回転さ
せながら水平方向に移動させると、ローラ部材４０と塗
布台６０の間に光硬化性樹脂材料９４が挟み込まれてロ
ーラ部材４０の外周面に層状に付着する。このとき、光
硬化性樹脂材料９４は、塗布台６０の表面よりもローラ
部材４０の外周面への付着力が強いようにしておく。ロ
ーラ部材４０の外周面に付着する光硬化性樹脂材料９４
の厚みは、ローラ部材４０と塗布台６０の間隔によって
決まる。

第３図（Ｃ）に示すように、ローラ部材４０が回転およ
び水平移動すなわち転勤を行って、ローラ部材４０の外
周面全体に一定の厚みで層状の光硬化性樹脂材料９４が
付着すれば、光硬化性層状体９５が形成される。樹脂供
給機構５０から塗布台６０に供給された樹脂材料９４の
うち、光硬化性層状体９５にならなかった余分の樹脂材
料９４は、塗布台６０の先端から樹脂回収槽６１に落下
して回収される。

第３図（ｄ）に示すように、ローラ部材４０が光照射用
基台７０の上を転勤して、ローラ部材４０の外周面に付
着していた光硬化性層状体９５を、光照射用基台７０の
上に移行させる。光硬化性層状体９５は、ローラ部材４
０の外周面よりも光照射用基台７０の表面に対する付着
力のほうが強いようにしておく、光照射用基台７０は、
上面が塗布台６０の上面と同じ高さになるように配置さ
れており、ローラ部材４０が水平方向に転勤するだけで
、光硬化性層状体９５が光照射用基台７０の上に移行す
る。

第３図（ｅ）に示すように、光照射用基台７０の上の光
硬化性層状体９５に光ビーム３を照射して光硬化層９１
を形成する。ローラ部材４０は、塗布台６０の元の位置
に戻る。

上記のような、第３図（ａ）〜（ｅｌの工程を繰り返す
ことによって、光照射用基台７０の上に、光硬化性層状
体９５が積み重ねられる。光照射用基台７０に積み重ね
られる光硬化性層状体９５が増えるにつれ、光照射用基
台７０を段階的に下降させて、光照射用基台７０の最上
端の光硬化性層状体９５の表面が、常に、塗布台６０の
表面と同じ高さに配置されるようにしておく。

積み重ねられた光硬化性層状体９５もしくは光硬化Ｆｉ
ｉ９１同士を接着するには、ローラ部材４０から光照射
用基台７０の光硬化性層状体９５の上に未硬化の光硬化
性層状体９５を移行させた段階で、上方から赤外線ラン
プで照射して加熱し、下の光硬化性層状体９５に加熱接
着すればよい。また、ローラ部材４０の内部に加熱ヒー
タを内蔵しておいて、ローラ部材４０上で光硬化性層状
体９５を加熱することもできる。さらには、ローラ部材
４０から光照射用基台７０に光硬化性層状体９５を移行
させる際に、光硬化性層状体９５をローラ部材４０で、
光照射用基台７０の光硬化性層状体９５上面に加圧して
圧着させるだけでよい場合もある。

以上のような工程を経て、第２図に示すように、光照射
用基台７０の上に、複数層の光硬化層９１が積層一体止
された三次元形状を有する成形品９が形成されることに
なる。なお、成形品９の周囲に残る未硬化の樹脂材料を
溶剤等で除去するのは、前記実施例と同様である。

つぎに、第４図は、前記第２図および第３図に示した実
施例と、一部具なる実施例を示しており、以下に説明す
る。なお、前記実施例と共通する事項については説明を
省略する。

樹脂供給機構５０が、水平腕５１を介して、塗布台６０
と一体になった支持構造体６２に取り付けられている。

この支持構造体６２が、上下方向に昇降自在に設けられ
ている。一方、光照射用基台７０には作動部材７１がな
く固定されている。

したがって、ローラ部材４０から光照射用基台７０へと
光硬化性層状体９５を移行させるには、固定された光照
射用基台７０の光硬化性層状体９５の表面高さに、塗布
台６０の表面高さを合わせるように、支持構造体６２を
上下移動させる。

この実施例によれば、光照射用基台７０を動かさなくて
もよいので、光硬化性層状体９５に対する光の照射位置
が正確に設定でき、高精度な光硬化層９１が形成できる
とともに、上下に積み重ねる光硬化層９１同士の形状の
ズレも少な（、形状精度の優れた成形品９が得られる。

なお、この実施例の場合、支持構造体６２の上方への移
動に対応して光ビーム３の焦点位置も上方に移動させて
、常に最上部の光硬化性層状体９５に焦点が合って光硬
化層９１が形成できるようにしておく。

つぎに、第５図および第６図に示す実施例について説明
する。この実施例でも、第４図の実施例と同様に、樹脂
供給機構５０および塗布台６０を支持構造体６２に取り
付けて上下動させる。支持構造体６２を上下方向に貫通
して、ねじ軸６３がねし嵌合されており、ねじ軸６３を
上下方向に規制した状態でモータ等により回転駆動させ
れば、ねじ軸６３にねし嵌合している支持構造体６２が
相対的に上下動する。ローラ部材４０の両端は、支持構
造体６２から水平方向に突出した一対の支持レール４１
．４１にスライド自在に軸支されており、ローラ部材４
０は支持レール４１に沿って光照射用基台７０の上方ま
で水平移動する。光照射用基台７０は、ターンテーブル
７３の上に取り付けられてあって、水平面内で回転可能
に取り付けられている。

ターンテーブル７３の機能について説明する。

光硬化性樹脂材料９４をローラ部材４０の外周面に付着
させて光硬化性層状体９５を形成させる際には、光硬化
性樹脂材料９４をローラ部材４０の回転方向に押し拡げ
たり引き伸ばす力が作用するので、形成された光硬化性
層状体９５は、ローラ部材４０の中心軸に沿う方向と円
周方向とて強度等の性質に異方性が生じることがある。

そのために、光硬化性層状体９５を積み重ねて形成され
た複数層の光硬化層９１からなる成形品９にも、強度等
の性能について異方性が生じるという問題がある。

そこで、ローラ部材４０から光照射用基台７０に光硬化
性層状体９５を移行させる度に、ターンテーブル７３の
上の光照射用基台７０を回転させて向きを変えれば、第
５図に示すように、光硬化性層状体９５が上下で向きを
変えて積み重ねられる（図中、矢印の方向がローラ部材
４０の円周方向に沿った方向を示している）、その結果
、複数層の光硬化層９１からなる成形品９全体では、異
方性がなくなり、強度等の性能に優れたものが製造でき
るのである。

なお、上記のようなターンテーブル７３を用いず、光照
射用基台７０の縦横両方向に、それぞれ塗布台６０およ
びローラ部材４０等を設置しておき、それぞれの方向か
ら交互に光照射用基台７０の上に光硬化性層状体９５を
供給するようにしてもよい、また、光硬化性層状体９５
を付着したローラ部材４０を、方向転換自在で、光照射
用基台の縦横両方向に転勤できるように構成しておいて
もよい。

つぎに、第７図および第８図に示す実施例は、ローラ部
材４０に加熱ヒータを内蔵させた場合を示している。

第７図に示すように、樹脂供給機構５０は、水平腕５１
を介して、垂直壁６４に固定されており、この垂直壁６
４から水平方向に突出して支持レール４１が設けられ、
この支持レール４１にローラ部材４０が支持されている
。第８図は支持レール４１の断面構造を示しており、左
右一対の支持レール４１は、対向面の内側に軸受溝４５
を備え、この軸受溝４５にローラ部材４０の両端軸部４
４．４４が支承されていて、両端軸部４４．４４が軸受
ｌＩ４５内で回転すると同時に水平方向へ移動できよう
になっている。ローラ部材４０の内部には、円筒状の加
熱ヒータ８０が装着されていて、ローラ部材４０の外周
面を加熱できるようになっている。ローラ部材４０の両
端軸部４４には、加熱ヒータ８０につながる電源取り込
みリング４３が装着され、支持レール４１の軸受溝４５
の内底面に設けられた電源レール４２に前記電源取り込
みリング４３が載っており、電源レール４２に接続され
た外部電源（図示せず）から、電源レール４２、電源取
り込みリング４３を経て加熱ローラ８０に電源を供給で
きるようになっている。

上記のように、ローラ部材４０に加熱ヒータ８０が内蔵
されていれば、ローラ部材４０に付着した光硬化性層状
体９５を光照射用基台７０まで移動させる間に加熱して
、光照射用基台７０に移行させると同時に、その下の光
硬化性層状体９５に加熱接着させることができ、作業能
率が向上するなお、ローラ部材４０内に回転および移動
用の駆動モータが内蔵されている場合には、前記電源取
り込みリング４３から電源を供給することもできる。

〔発明の効果〕

以上に述べた、この発明にかかる三次元形状の形成方法
のうち、請求項１記載の発明によれば、従来のように、
液状の光硬化性樹脂材料を用いるのでなく、固体状の光
硬化性板状体を積層していくので、高分子量の光硬化性
樹脂材料を使用することができる。その結果、硬化時間
が短くなり、硬化収縮量も少なくなって、寸法精度の高
い三次元形状が形成できるようになる。液状の光硬化性
樹脂材料のように、供給した樹脂液の表面が沈静して平
坦化するのを待ってから光の照射を行う面倒や時間の無
駄がないので、作業時間を大幅に短縮でき生産性を向上
できる。

また、光硬化性板状体として、加熱接着性を有するもの
を用いるので、接着剤を使用する必要がなく、光硬化性
板状体自身を直接積層することができる。したがって、
接着剤を塗布する手間がかからず、接着剤のような異な
る材料が介在しないので、形成された成形品の材質は全
て同じであり、光透過性等の品質性能が均一化する。光
硬化性板状体の未硬化部分を溶解除去する際に、接着剤
に対する影響を考慮する必要がなく、未硬化部分の除去
処理剤の選定が容易である。材質の異なる接着剤のよう
に、積層部分が剥がれたり、その部分の強度が低下する
ことがない。厚みの制御が困難な接着剤を使用しないと
ともに、寸法精度の安定した固体状の光硬化性板状体を
直接に接着するので、成形品全体の寸法精度も非常に向
上することになる。

請求項２記載の発明によれば、固体状の光硬化性層状体
を用いること、および、接着剤を使用せずに光硬化性層
状体を直接に接着させる点では、請求項１記載の前記効
果と同様の効果を発揮することができる。

しかも、光硬化性層状体をローラ部材の外周面に層状に
付着させて形成するとともに、形成された光硬化性層状
体をローラ部材のままで取り扱い、光を照射するための
光照射用基台にローラ部材から移行させて積み重ねてい
くようにしているので、光硬化性層状体の作製、および
、その後の取り扱いが非常に簡単かつ確実に行え、柔軟
な光硬化性層状体を取り扱い中に変形させたり傷つけた
り、光硬化性層状体を積み重ねるときにズレやシワが生
じることも防止できる。

特に、比較的柔軟であったり厚みが薄くて、単独では持
ち運ぶことが困難な光硬化性層状体であっても、ローラ
部材に付着させて取り扱えば、何ら支障なく使用するこ
とができる。その結果、薄い光硬化性層状体すなわち光
硬化層を積層して成形品を製造することができ、形成さ
れる三次元形状の外形に生じる光硬化層毎の段差を小さ
く目立たなくすることができ、成形品の外形を滑らかに
して形状精度および外観性を向上できる。また、比較的
柔軟な光硬化性層状体であれば、光硬化性層状体同士を
加圧するだけでも互いに接着させることが可能になり、
加熱接着の手間を省くことができたり、加熱接着を行う
場合でも、加熱温度が低くしたり、加熱時間を短くした
りして加熱接着作業を簡略化できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す模式的工程図、第２図
は別の実施例の使用装置を示す全体構造図、第３図（ａ
ｌ〜（ｅ）は上記装置の使用方法を工程順に示す概略工
程図、第４図は別の実施例を示す全体構造図、第５図は
別の実施例を示す全体構造斜視図、第６図は正面図、第
７図は別の実施例を示す全体構造図、第８図は支持レー
ル部分の一部省略断面図、第９図は従来例の概略構成図
である。 ３・・・光ビーム　３０・・・集光レンズ　４０・・・
ローラ部材　５０・・・樹脂供給機構　６０・・・塗布
台　７０・・・光照射用基台　９・・・成形品　９０・
・・光硬化性板状体　９１・・・光硬化層　９４・・・
光硬化性樹脂材料　９５・・・光硬化性層状体 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第１図 第２図 ソ１ ソＱ 第３図 第４図 第３図 （ｄ） 第 図 第８図 ７゜ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　光硬化性樹脂に光を照射して光硬化層を形成し、こ
   の光硬化層を複数層積み重ねて、所望の三次元形状を形
   成する方法において、光硬化性樹脂からなり加熱接着性
   を有する光硬化性板状体に光を照射して光硬化層を形成
   するとともに、光硬化性板状体を加熱接着して積み重ね
   ていくことを特徴とする三次元形状の形成方法。 ２　光硬化性樹脂に光を照射して光硬化層を形成し、こ
   の光硬化層を複数層積み重ねて、所望の三次元形状を形
   成する方法において、光硬化性樹脂をローラ部材の外周
   面に所定の厚みで層状に付着させ、この光硬化性層状体
   をローラ部材の外周面から平坦な光照射用基台上に移行
   させた後、平坦な光硬化性層状体に光を照射して光硬化
   層を形成し、光照射用基台上に光硬化層を積み重ねてい
   くことを特徴とする三次元形状の形成方法。