JPH0295831A - 三次元形状の形成方法および装置 - Google Patents
三次元形状の形成方法および装置Info
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- JPH0295831A JPH0295831A JP63248560A JP24856088A JPH0295831A JP H0295831 A JPH0295831 A JP H0295831A JP 63248560 A JP63248560 A JP 63248560A JP 24856088 A JP24856088 A JP 24856088A JP H0295831 A JPH0295831 A JP H0295831A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
- B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
- B29C64/135—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
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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。
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および装置に関し、
より詳しくは、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
する方法および装置に関するものである。
より詳しくは、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
する方法および装置に関するものである。
光硬化性樹脂を用いて三次元形状を形成する方法は、複
雑な三次元形状を、成形型や特別な加工工具等を用いる
ことなく、簡単かつ正確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の製造等に利用する
ことが考えられており、例えば、特開昭６２−３５９６
６号公報、特開昭６１−１１４８１７号公報等に開示さ
れている。
雑な三次元形状を、成形型や特別な加工工具等を用いる
ことなく、簡単かつ正確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の製造等に利用する
ことが考えられており、例えば、特開昭６２−３５９６
６号公報、特開昭６１−１１４８１７号公報等に開示さ
れている。
第６図は、従来の一般的な、光硬化性樹脂を用いた三次
元形状の成形方法の一例を示しており、樹脂液槽１に貯
え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４０を形成する
。この光硬化層４０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４０の上に別
のパターンを有する光硬化層４０が形成される。このよ
うにして、複数層の光硬化層４０・・・を順次積みｍね
ていけば、所望の三次元形状を有する成形品４が形成で
きるようになっている。
元形状の成形方法の一例を示しており、樹脂液槽１に貯
え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４０を形成する
。この光硬化層４０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４０の上に別
のパターンを有する光硬化層４０が形成される。このよ
うにして、複数層の光硬化層４０・・・を順次積みｍね
ていけば、所望の三次元形状を有する成形品４が形成で
きるようになっている。
上記のような、従来の三次元形状の形成方法では、一定
の厚みを有する光硬化層を積み重ねて三次元形状の成形
品を得るため、成形品の外表面側方部分に、各光硬化層
毎の段差が生じるという問題があった。
の厚みを有する光硬化層を積み重ねて三次元形状の成形
品を得るため、成形品の外表面側方部分に、各光硬化層
毎の段差が生じるという問題があった。
第６図に明らかなように、各光硬化層４０は一定の厚み
を有する板状に形成されるので、このような板状の光硬
化層４０を積層すれば、どうしても各光硬化層４０の端
縁で厚みに対応する段差が生じてしまう。例えば、従来
の一般的な三次元形状の形成方法では、光硬化層４０の
厚みは約０．１〜０．３鰭程度であり、この厚みに対応
する階段状の段差ができるので、形成された成形品４の
外表面側方部分が滑らかにならないのである。
を有する板状に形成されるので、このような板状の光硬
化層４０を積層すれば、どうしても各光硬化層４０の端
縁で厚みに対応する段差が生じてしまう。例えば、従来
の一般的な三次元形状の形成方法では、光硬化層４０の
厚みは約０．１〜０．３鰭程度であり、この厚みに対応
する階段状の段差ができるので、形成された成形品４の
外表面側方部分が滑らかにならないのである。
上記問題を解消するには、光硬化層４０の厚みを小さく
する方法があるが、光硬化ｆｆ４０の厚みが小さくなる
ほど、同じ三次元形状を形成するのに必要な積層段数が
増え、したがって加工時間が長くかかってコスト高にな
る。また、光硬化層４０を薄くしても、個々の光硬化層
４０毎の段差が目立たなくなるだけで、段差を完全に解
消することはできないため、このような方法では、成形
品４の外表面を滑らかにするのに限界がある。
する方法があるが、光硬化ｆｆ４０の厚みが小さくなる
ほど、同じ三次元形状を形成するのに必要な積層段数が
増え、したがって加工時間が長くかかってコスト高にな
る。また、光硬化層４０を薄くしても、個々の光硬化層
４０毎の段差が目立たなくなるだけで、段差を完全に解
消することはできないため、このような方法では、成形
品４の外表面を滑らかにするのに限界がある。
そこで、この発明の課題は、上記したように、複数層の
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、成形品の外表面側方部分を十分に滑らかに形成する
ことができるとともに作業が簡単な三次元形状の形成方
法を提供することにある。
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、成形品の外表面側方部分を十分に滑らかに形成する
ことができるとともに作業が簡単な三次元形状の形成方
法を提供することにある。
上記課題を解決する、この発明のうち、請求項１記載の
三次元形状の形成方法は、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、積層された
光硬化層の端縁に生じる段差を光硬化性樹脂液で埋めた
後、この光硬化性樹脂液に光を照射して硬化させるよう
にしている。
三次元形状の形成方法は、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、積層された
光硬化層の端縁に生じる段差を光硬化性樹脂液で埋めた
後、この光硬化性樹脂液に光を照射して硬化させるよう
にしている。
請求項２記載の発明にかかる三次元形状の形成装置は、
請求項１記載の発明を実施するための装置であって、光
硬化性樹脂液を収容する樹脂液槽と、樹脂液槽内および
その上方を昇降自在な成形台と、樹脂液槽の液面付近に
光ビームを照射する光ビーム照射機構を備えた三次元形
状の形成装置において、成形台の上で積層形成された光
硬化層の端縁に生じる段差に、樹脂液外で光硬化性樹脂
液を付着させる樹脂液供給機構と、前記段差に付着した
樹脂液に光を照射する光照射機構とを備えてなるように
している。
請求項１記載の発明を実施するための装置であって、光
硬化性樹脂液を収容する樹脂液槽と、樹脂液槽内および
その上方を昇降自在な成形台と、樹脂液槽の液面付近に
光ビームを照射する光ビーム照射機構を備えた三次元形
状の形成装置において、成形台の上で積層形成された光
硬化層の端縁に生じる段差に、樹脂液外で光硬化性樹脂
液を付着させる樹脂液供給機構と、前記段差に付着した
樹脂液に光を照射する光照射機構とを備えてなるように
している。
請求項３記載の三次元形状の形成方法は、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、形成された光硬化層の端縁の角部を光照射によって
除去するようにしている。
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、形成された光硬化層の端縁の角部を光照射によって
除去するようにしている。
請求項４記載の三次元形状の形成装置は、請求項３記載
の発明を実施するための装置であって、光硬化性樹脂液
を収容する樹脂液槽と、樹脂液槽内を昇降自在な成形台
と、樹脂液槽の液面付近に光ビームを照射する硬化用の
光ビーム照射機構を備えた三次元形状の形成装置におい
て、前記硬化用の光ビーム照射機構とは別に、形成され
た光硬化層の端縁の角部に光を照射して光硬化層の角部
を除去する除去用の光ビーム照射機構を備えてなるよう
にしている。
の発明を実施するための装置であって、光硬化性樹脂液
を収容する樹脂液槽と、樹脂液槽内を昇降自在な成形台
と、樹脂液槽の液面付近に光ビームを照射する硬化用の
光ビーム照射機構を備えた三次元形状の形成装置におい
て、前記硬化用の光ビーム照射機構とは別に、形成され
た光硬化層の端縁の角部に光を照射して光硬化層の角部
を除去する除去用の光ビーム照射機構を備えてなるよう
にしている。
請求項１記載の発明方法によれば、通常の三次元形状の
形成方法によって光硬化層を形成および積層した後、積
層された光硬化層の端縁に残った段差を光硬化性樹脂液
で埋めて硬化させることによって段差を解消することが
できる。
形成方法によって光硬化層を形成および積層した後、積
層された光硬化層の端縁に残った段差を光硬化性樹脂液
で埋めて硬化させることによって段差を解消することが
できる。
請求項２記載の発明装置によれば、樹脂液内の成形台の
上で硬化用の光ビームを照射して光硬化層を形成すると
ともに、成形台を順次下降させることによって、つぎつ
ぎと光硬化層を積層していく。全ての光硬化層が積層さ
れた後、成形台を樹脂液中から上方の樹脂液外まで昇降
させ、光硬化層の端縁に生じた段差に光硬化性樹脂液を
付着させて埋めた後、この光硬化性樹脂液に光を照射し
て硬化させることによって、光硬化層の段差を解消する
ことができる。
上で硬化用の光ビームを照射して光硬化層を形成すると
ともに、成形台を順次下降させることによって、つぎつ
ぎと光硬化層を積層していく。全ての光硬化層が積層さ
れた後、成形台を樹脂液中から上方の樹脂液外まで昇降
させ、光硬化層の端縁に生じた段差に光硬化性樹脂液を
付着させて埋めた後、この光硬化性樹脂液に光を照射し
て硬化させることによって、光硬化層の段差を解消する
ことができる。
請求項３記載の発明方法によれば、通常の三次元形状の
形成方法によって光硬化層を形成および積層するととも
に、形成された光硬化層の端縁の角部ヲ光ビームの照射
で除去することによって、角部によって生じる段差を解
消できる。
形成方法によって光硬化層を形成および積層するととも
に、形成された光硬化層の端縁の角部ヲ光ビームの照射
で除去することによって、角部によって生じる段差を解
消できる。
請求項４記載の発明装置によれば、樹脂液内の成形台の
上で硬化用の光ビームを照射して光硬化層を形成すると
ともに、成形台を順次下降させることによって、つぎつ
ぎと光硬化層を積層していく。そのとき、光硬化層の段
差となる端縁の角部に光ビームを照射して光硬化層の角
部を除去することによって、積層された光硬化層に生じ
る段差を解消することができる。
上で硬化用の光ビームを照射して光硬化層を形成すると
ともに、成形台を順次下降させることによって、つぎつ
ぎと光硬化層を積層していく。そのとき、光硬化層の段
差となる端縁の角部に光ビームを照射して光硬化層の角
部を除去することによって、積層された光硬化層に生じ
る段差を解消することができる。
ついで、この発明を、実施例を示す図面を参照しながら
、以下に詳しく説明する。
、以下に詳しく説明する。
第１図は、成形装置の全体構造を示している。
樹脂液槽ｌには液状の光硬化性樹脂２が溜められている
。樹脂液槽ｌの中には、その上で光硬化層４０を形成す
る成形台５が設けられている。成形台５は昇降アーム５
０に固定され、昇降アーム５０はボールネジ５１等の回
転−直線運動変換機構を介してＺ軸（垂直軸）方向移動
制御装置５３に連結され、このＺ軸方向移動制御装置５
３の作動をコンピュータ６で制御することによって、成
形台５の昇降を自由に制御できるようになっている。成
形台５は樹脂液槽１の内部がら上方空間まで昇降する。
。樹脂液槽ｌの中には、その上で光硬化層４０を形成す
る成形台５が設けられている。成形台５は昇降アーム５
０に固定され、昇降アーム５０はボールネジ５１等の回
転−直線運動変換機構を介してＺ軸（垂直軸）方向移動
制御装置５３に連結され、このＺ軸方向移動制御装置５
３の作動をコンピュータ６で制御することによって、成
形台５の昇降を自由に制御できるようになっている。成
形台５は樹脂液槽１の内部がら上方空間まで昇降する。
ボールネジ５１の一端にはエンコーダ５２が取り付けら
れてあって、ボールネジ５１の回転量すなわち成形台５
の昇降量を検出してコンピュータ６に伝える。
れてあって、ボールネジ５１の回転量すなわち成形台５
の昇降量を検出してコンピュータ６に伝える。
樹脂液槽１の上方には、硬化用の光ビーム３を発生する
紫外線レーザー等の発生装置３３、光フィルタ３２、光
ビーム３の方向を転換する反射鏡および集光レンズ３０
等からなる光照射機構が設けられており、樹脂液槽１に
収容した光硬化性樹脂液２の液面付近に焦点を結ぶよう
に光ビーム３が照射される。これらの基本的な構造につ
いては、光硬化性樹脂を用いる通常の三次元形状の形成
装置と同様である。但し、集光レンズ３０の側方に、光
ビーム３を拡散する拡散レンズ３５を備え、集光レンズ
３０と拡散レンズ３５とが旋回自在な支持機構３６に取
り付けてあって、光ビーム照射機構の光路に、集光レン
ズ３０もしくは拡散レンズ３５を選択的に配置できるよ
うになっている、光照射機構の光路に拡散レンズ３５を
配置したときには、ビーム状に収束する光でなく、広い
範囲に拡散する光を照射できる。
紫外線レーザー等の発生装置３３、光フィルタ３２、光
ビーム３の方向を転換する反射鏡および集光レンズ３０
等からなる光照射機構が設けられており、樹脂液槽１に
収容した光硬化性樹脂液２の液面付近に焦点を結ぶよう
に光ビーム３が照射される。これらの基本的な構造につ
いては、光硬化性樹脂を用いる通常の三次元形状の形成
装置と同様である。但し、集光レンズ３０の側方に、光
ビーム３を拡散する拡散レンズ３５を備え、集光レンズ
３０と拡散レンズ３５とが旋回自在な支持機構３６に取
り付けてあって、光ビーム照射機構の光路に、集光レン
ズ３０もしくは拡散レンズ３５を選択的に配置できるよ
うになっている、光照射機構の光路に拡散レンズ３５を
配置したときには、ビーム状に収束する光でなく、広い
範囲に拡散する光を照射できる。
樹脂液槽１の側方には、光硬化性樹脂液の供給機構を備
えている。樹脂液供給機構は、樹脂液ボット７０と供給
ノズル７１がＸＹ駆動装置７２に支持されている。ｘｙ
駆動装置７２は、前記Ｚ方向移動制御装置５３とともに
コンピュータ６で制御され、供給ノズル７１を樹脂液槽
１の側方から、樹脂液槽１の中央で形成される光硬化層
４０の上方位置へと移動させて、樹脂液ポット７０内の
樹脂液を積層された光硬化層４０の上方に供給できるよ
うになっている。この樹脂液ポット７０には、樹脂液槽
１と同じ光硬化性樹脂液を収容していてもよいが、通常
は、光硬化槽４０の端縁の段差に付着し易いように、比
較的に粘度の高い樹脂液を使用する。また、樹脂液の材
料を、光硬化層４０の段差への付着性が良好で、光硬化
層４０の表面光沢や表面硬度を向上させることの出来る
ような成分を混合したものを使用すれば、実施上好まし
い。
えている。樹脂液供給機構は、樹脂液ボット７０と供給
ノズル７１がＸＹ駆動装置７２に支持されている。ｘｙ
駆動装置７２は、前記Ｚ方向移動制御装置５３とともに
コンピュータ６で制御され、供給ノズル７１を樹脂液槽
１の側方から、樹脂液槽１の中央で形成される光硬化層
４０の上方位置へと移動させて、樹脂液ポット７０内の
樹脂液を積層された光硬化層４０の上方に供給できるよ
うになっている。この樹脂液ポット７０には、樹脂液槽
１と同じ光硬化性樹脂液を収容していてもよいが、通常
は、光硬化槽４０の端縁の段差に付着し易いように、比
較的に粘度の高い樹脂液を使用する。また、樹脂液の材
料を、光硬化層４０の段差への付着性が良好で、光硬化
層４０の表面光沢や表面硬度を向上させることの出来る
ような成分を混合したものを使用すれば、実施上好まし
い。
第２図には、上記のような装置を使用する三次元形状の
形成方法を工程順に示している。
形成方法を工程順に示している。
まず、第２図＋ａ）に示すように、樹脂液槽ｌに沈めた
成形台５と液面との間に、集光レンズ３０を用いて、液
面付近に焦点を有する硬化用の光ビーム３を照射する。
成形台５と液面との間に、集光レンズ３０を用いて、液
面付近に焦点を有する硬化用の光ビーム３を照射する。
硬化用の光ビーム３が照射された樹脂液２は硬化して、
所定パターンの光硬化層４０が形成される。つぎに、成
形台５を下降させて、形成された光硬化層４０を樹脂液
２内に沈ませ、光硬化層４０の上に新たな樹脂液２を供
給した後、再び光ビーム３を照射して２層目の光硬化層
４０を形成すれば、先に形成された光硬化層４０の上に
積層される。このような工程を繰り返すことによって、
複数層に積層された光硬化層４０が形成される。
所定パターンの光硬化層４０が形成される。つぎに、成
形台５を下降させて、形成された光硬化層４０を樹脂液
２内に沈ませ、光硬化層４０の上に新たな樹脂液２を供
給した後、再び光ビーム３を照射して２層目の光硬化層
４０を形成すれば、先に形成された光硬化層４０の上に
積層される。このような工程を繰り返すことによって、
複数層に積層された光硬化層４０が形成される。
つぎに、第２図（１））に示すように、成形台５を樹脂
液２の上方まで上昇させ、積層された光硬化層４０を空
中に取り出す。樹脂液ポット７０および供給ノズル７１
を、上記光硬化層４０の上方に移動させて、樹脂液ポッ
ト７０の樹脂液を積層された光硬化層４０の全体に降り
注ぐ。そうすると、光硬化Ｊ’ｉ４０の側面等に付いた
樹脂液の大部分は流れ落ちてしまうが、光硬化層４０同
士の段差となる端縁の隅部には樹脂液４３が溜まって、
段差を埋めた状態で付着したままになる。
液２の上方まで上昇させ、積層された光硬化層４０を空
中に取り出す。樹脂液ポット７０および供給ノズル７１
を、上記光硬化層４０の上方に移動させて、樹脂液ポッ
ト７０の樹脂液を積層された光硬化層４０の全体に降り
注ぐ。そうすると、光硬化Ｊ’ｉ４０の側面等に付いた
樹脂液の大部分は流れ落ちてしまうが、光硬化層４０同
士の段差となる端縁の隅部には樹脂液４３が溜まって、
段差を埋めた状態で付着したままになる。
つぎに、第２図（Ｃ１に示すように、拡散レンズ３５を
光照射機構の光路に配置して拡散光３７を照射すると光
硬化層４０の全体に光が照射され、光硬化層４０の端縁
で段差の隅部に付着している樹脂液４３が一括硬化して
、光硬化層４０と一体に成形される。したがって、光硬
化層４０の段差の隅部も硬化した樹脂で埋められること
になり、積層された光硬化層４０によって構成される三
次元形状の外表面は、段差の隅部が埋められているため
、極めて清らかなものとなる。
光照射機構の光路に配置して拡散光３７を照射すると光
硬化層４０の全体に光が照射され、光硬化層４０の端縁
で段差の隅部に付着している樹脂液４３が一括硬化して
、光硬化層４０と一体に成形される。したがって、光硬
化層４０の段差の隅部も硬化した樹脂で埋められること
になり、積層された光硬化層４０によって構成される三
次元形状の外表面は、段差の隅部が埋められているため
、極めて清らかなものとなる。
なお、上記方法において、樹脂液ボット７０から供給さ
れる樹脂液は、少な（とも光硬化層４０の段差となる端
縁の隅部のみに付着すれば、段差の解消は果たせるが、
樹脂液を光硬化層４０の表面全体にも付着するようにし
ておいてもよい。この場合、樹脂液として、光硬化性樹
脂のほかに、表面の光沢性を向上させる成分、着色成分
、金属や無機質粉材料からなる耐熱性や耐摩耗性を向上
させる成分等を混合したものを使用することによって、
製造された三次元形状を有する成形品４に、種々の優れ
た性質や機能を与えることができるつぎに、第３図〜第
５図には別の実施例を示している。
れる樹脂液は、少な（とも光硬化層４０の段差となる端
縁の隅部のみに付着すれば、段差の解消は果たせるが、
樹脂液を光硬化層４０の表面全体にも付着するようにし
ておいてもよい。この場合、樹脂液として、光硬化性樹
脂のほかに、表面の光沢性を向上させる成分、着色成分
、金属や無機質粉材料からなる耐熱性や耐摩耗性を向上
させる成分等を混合したものを使用することによって、
製造された三次元形状を有する成形品４に、種々の優れ
た性質や機能を与えることができるつぎに、第３図〜第
５図には別の実施例を示している。
第３図に示すように、樹脂液層１、光硬化性樹脂液２、
昇降アーム５０によって昇降する成形台５、集光レンズ
３０によって光ビーム３を照射する光ビーム照射機構、
等を備えているのは、通常の光硬化性樹脂による三次元
形状の形成装置と同様である。この装置には、上記した
通常の硬化用光ビーム３を照射する機構とともに、光硬
化層４０に照射されたときに、光硬化層４０を分解もし
くは融解して、照射された部分を除去してしまう除去用
光ビーム３９を照射できる機構を備えている。
昇降アーム５０によって昇降する成形台５、集光レンズ
３０によって光ビーム３を照射する光ビーム照射機構、
等を備えているのは、通常の光硬化性樹脂による三次元
形状の形成装置と同様である。この装置には、上記した
通常の硬化用光ビーム３を照射する機構とともに、光硬
化層４０に照射されたときに、光硬化層４０を分解もし
くは融解して、照射された部分を除去してしまう除去用
光ビーム３９を照射できる機構を備えている。
この除去用光ビーム３９は、硬化用光ビーム３よりも光
のエネルギーが高かったり、波長成分が異なったりする
ことによって、光硬化層４０を除去する作用を有するも
のである。例えば、硬化用の光ビーム３としては、通常
、Ｈｅ−Ｃｄレーザ−等が使用されるのに対し、除去用
の光ビーム３９としては、エキシマレーザ−やＹＡＧ、
Ｃｏ。
のエネルギーが高かったり、波長成分が異なったりする
ことによって、光硬化層４０を除去する作用を有するも
のである。例えば、硬化用の光ビーム３としては、通常
、Ｈｅ−Ｃｄレーザ−等が使用されるのに対し、除去用
の光ビーム３９としては、エキシマレーザ−やＹＡＧ、
Ｃｏ。
レーザー等が使用される。
第４図に示すように、硬化用光ビーム３と除去用光ビー
ム３９とは、平行な光路で照射されたものが、焦点距離
の異なる２枚の集光レンズ３０゜３８に対して、硬化用
光ビーム３は両方の集光レンズ３０．３８を通過させ、
除去用光ビーム３８は一方の集光レンズ３８のみを通過
させることによって、通過後の光路および焦点位置Ｆ、
およびＦ２を変えている。すなわち、硬化用光ビーム３
は、従来と同様に、はぼ垂直方向に照射されて焦点位置
Ｆ１に集光されるのに対し、除去用光ビーム３９は、硬
化用光ビーム３の側方から斜め方向に傾斜した状態で照
射されるとともに、焦点位置Ｆ、は硬化用光ビーム３の
場合よりも少し下方になっている。このような、硬化用
光ビーム３と除去用光ビーム３９との照射角度や焦点位
置の違いは、後述するように、硬化用光ビーム３を照射
して硬化させた光硬化層４０の必要な個所のみに、除去
用光ビーム３９を照射するためである。
ム３９とは、平行な光路で照射されたものが、焦点距離
の異なる２枚の集光レンズ３０゜３８に対して、硬化用
光ビーム３は両方の集光レンズ３０．３８を通過させ、
除去用光ビーム３８は一方の集光レンズ３８のみを通過
させることによって、通過後の光路および焦点位置Ｆ、
およびＦ２を変えている。すなわち、硬化用光ビーム３
は、従来と同様に、はぼ垂直方向に照射されて焦点位置
Ｆ１に集光されるのに対し、除去用光ビーム３９は、硬
化用光ビーム３の側方から斜め方向に傾斜した状態で照
射されるとともに、焦点位置Ｆ、は硬化用光ビーム３の
場合よりも少し下方になっている。このような、硬化用
光ビーム３と除去用光ビーム３９との照射角度や焦点位
置の違いは、後述するように、硬化用光ビーム３を照射
して硬化させた光硬化層４０の必要な個所のみに、除去
用光ビーム３９を照射するためである。
上記のような装置を使用する三次元形状の形成方法は、
基本的には、前記した第１図の実施例で説明した方法と
同様にして、成形台５の上で順次、光硬化層４０を形成
し積層していく。
基本的には、前記した第１図の実施例で説明した方法と
同様にして、成形台５の上で順次、光硬化層４０を形成
し積層していく。
このとき、第５図に示すように、硬化用光ビーム３で光
硬化層４０を硬化させるとともに、光硬化層４０の端縁
では、除去用光ビーム３９を照射することによって、硬
化形成された光硬化層４０の一部、すなわち上方の角部
４６を分解もしくは融解して除去してしまう。除去用光
ビーム３９によって除去する範囲は、光硬化層４０を積
層したときに段差を生じる個所であり、具体的な三次元
形状によって除去範囲は変わってくる。除去範囲を設定
するには、前述したように、除去用光ビーム３９の照射
角度や焦点位置を適当に調整すればよい。例えば、第５
図に示したような、上方から下方へと光硬化層４０が張
り出している傾斜面とは逆に、上方に積層するにしたが
って光硬化層４０が張り出してくるような負の勾配を有
する場合には、第４図において、除去用光ビーム３９が
、硬化用光ビーム３の左側から照射されるようにしてお
けばよい。
硬化層４０を硬化させるとともに、光硬化層４０の端縁
では、除去用光ビーム３９を照射することによって、硬
化形成された光硬化層４０の一部、すなわち上方の角部
４６を分解もしくは融解して除去してしまう。除去用光
ビーム３９によって除去する範囲は、光硬化層４０を積
層したときに段差を生じる個所であり、具体的な三次元
形状によって除去範囲は変わってくる。除去範囲を設定
するには、前述したように、除去用光ビーム３９の照射
角度や焦点位置を適当に調整すればよい。例えば、第５
図に示したような、上方から下方へと光硬化層４０が張
り出している傾斜面とは逆に、上方に積層するにしたが
って光硬化層４０が張り出してくるような負の勾配を有
する場合には、第４図において、除去用光ビーム３９が
、硬化用光ビーム３の左側から照射されるようにしてお
けばよい。
このようにして、光硬化ｆｆ１４Ｑを積層したときに段
差になる端縁の角部４６を除去用光ビーム３９によって
除去しておけば、形成された三次元形状は、光硬化層４
０の段差が解消されて滑らかな外表面を有するものとな
る。
差になる端縁の角部４６を除去用光ビーム３９によって
除去しておけば、形成された三次元形状は、光硬化層４
０の段差が解消されて滑らかな外表面を有するものとな
る。
以上に説明した、この発明のうち、請求項１記載の三次
元形状の形成方法によれば、積層された光硬化層の端縁
に生じる段差を、光硬化性樹脂液で埋めて硬化させるこ
とによって解消することができ、三次元形状の外表面側
方部分が滑らかな成形品を得ることができる。
元形状の形成方法によれば、積層された光硬化層の端縁
に生じる段差を、光硬化性樹脂液で埋めて硬化させるこ
とによって解消することができ、三次元形状の外表面側
方部分が滑らかな成形品を得ることができる。
請求項２記載の三次元形状の形成装置によれば、上記請
求項１記載の発明方法を、通常の三次元形状の形成装置
に、光硬化性樹脂液の供給機構と、この光硬化層に付着
した光硬化性樹脂液を硬化させる光照射機構を備えるだ
けで、簡単に実施することができる。
求項１記載の発明方法を、通常の三次元形状の形成装置
に、光硬化性樹脂液の供給機構と、この光硬化層に付着
した光硬化性樹脂液を硬化させる光照射機構を備えるだ
けで、簡単に実施することができる。
請求項３記載の三次元形状の形成方法によれば、光硬化
層を積層したときに段差となる端縁の角部を除去してお
（ことによって、段差を解消することができ、三次元形
状の外表面側方部分が滑らかな成形品を得ることができ
る。
層を積層したときに段差となる端縁の角部を除去してお
（ことによって、段差を解消することができ、三次元形
状の外表面側方部分が滑らかな成形品を得ることができ
る。
請求項４記載の三次元形状の形成装置によれば、上記請
求項３記載の発明方法を、通常の三次元形状の形成装置
に、積層された光硬化層の端縁の角部に光を照射して光
硬化層の角部を除去する除去用の光ビーム照射機構を備
えるだけで、簡単に能率良〈実施することができる。
求項３記載の発明方法を、通常の三次元形状の形成装置
に、積層された光硬化層の端縁の角部に光を照射して光
硬化層の角部を除去する除去用の光ビーム照射機構を備
えるだけで、簡単に能率良〈実施することができる。
第１図はこの発明の実施例を示す三次元形状の形成装置
の全体構造図、第２図は形成方法を工程順に示す説明図
、第３図は別の実施例を示す装置全体の構造図、第４図
はレンズ部分の構成図、第５図は使用状態を示す断面図
、第６図は従来例の概略構成図である。 １・・・樹脂液槽 ２・・・光硬化性樹脂液 ３・・・
硬化用光ビーム ３０・・・集光レンズ ３５・・・拡
散レンズ ３７・・・拡散光 ３９・・・除去用光ビー
ム ４・・・成形品 ４０・・・光硬化層 ４３・・・
付着した樹脂液４６・・・角部 ５・・・成形台 ７ｏ
・・・樹脂液ボッド７１・・・供給ノズル 代理人 弁理士 松 本 武 産 業３ 図 第６図
の全体構造図、第２図は形成方法を工程順に示す説明図
、第３図は別の実施例を示す装置全体の構造図、第４図
はレンズ部分の構成図、第５図は使用状態を示す断面図
、第６図は従来例の概略構成図である。 １・・・樹脂液槽 ２・・・光硬化性樹脂液 ３・・・
硬化用光ビーム ３０・・・集光レンズ ３５・・・拡
散レンズ ３７・・・拡散光 ３９・・・除去用光ビー
ム ４・・・成形品 ４０・・・光硬化層 ４３・・・
付着した樹脂液４６・・・角部 ５・・・成形台 ７ｏ
・・・樹脂液ボッド７１・・・供給ノズル 代理人 弁理士 松 本 武 産 業３ 図 第６図
Claims (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、積層された光硬化層の端縁に生じ
る段差を光硬化性樹脂液で埋めた後、この光硬化性樹脂
液に光を照射して硬化させることを特徴とする三次元形
状の形成方法。 ２ 光硬化性樹脂液を収容する樹脂液槽と、樹脂液槽内
およびその上方を昇降自在な成形台と、樹脂液槽の液面
付近に光ビームを照射する光ビーム照射機構を備えた三
次元形状の形成装置において、成形台の上で積層形成さ
れた光硬化層の端縁に生じた段差に、樹脂液外で光硬化
性樹脂液を付着させる樹脂液供給機構と、前記段差に付
着した樹脂液に光を照射する光照射機構とを備えてなる
ことを特徴とする三次元形状の形成装置。 ３ 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、形成された光硬化層の端縁の角部
を光照射によって除去することを特徴とする三次元形状
の形成方法。 ４ 光硬化性樹脂液を収容する樹脂液槽と、樹脂液槽内
を昇降自在な成形台と、樹脂液槽の液面付近に光ビーム
を照射する硬化用の光ビーム照射機構を備えた三次元形
状の形成装置において、前記硬化用の光ビーム照射機構
とは別に、積層された光硬化層の端縁の角部に光を照射
して光硬化層の角部を除去する除去用の光ビーム照射機
構を備えてなることを特徴とする三次元形状の形成装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63248560A JP2617532B2 (ja) | 1988-10-01 | 1988-10-01 | 三次元形状の形成方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63248560A JP2617532B2 (ja) | 1988-10-01 | 1988-10-01 | 三次元形状の形成方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0295831A true JPH0295831A (ja) | 1990-04-06 |
| JP2617532B2 JP2617532B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=17179971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63248560A Expired - Lifetime JP2617532B2 (ja) | 1988-10-01 | 1988-10-01 | 三次元形状の形成方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2617532B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08174680A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-09 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 光造形方法 |
| US5597520A (en) * | 1990-10-30 | 1997-01-28 | Smalley; Dennis R. | Simultaneous multiple layer curing in stereolithography |
| JPH09234798A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Toyoda Mach Works Ltd | 薄膜積層体およびその製造方法 |
| US5902538A (en) * | 1997-08-29 | 1999-05-11 | 3D Systems, Inc. | Simplified stereolithographic object formation methods of overcoming minimum recoating depth limitations |
| US5999184A (en) * | 1990-10-30 | 1999-12-07 | 3D Systems, Inc. | Simultaneous multiple layer curing in stereolithography |
| US6649113B1 (en) | 2000-08-11 | 2003-11-18 | Chris R. Manners | Method to reduce differential shrinkage in three-dimensional stereolithographic objects |
| US8123999B2 (en) | 2002-04-17 | 2012-02-28 | Stratasys, Inc. | Smoothing method for layered deposition modeling |
| WO2016052087A1 (ja) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 立体造形装置、立体造形物の製造方法および成形装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224122A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 光学的造形体の透明化処理方法 |
-
1988
- 1988-10-01 JP JP63248560A patent/JP2617532B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0224122A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 光学的造形体の透明化処理方法 |
Cited By (11)
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| US6366825B1 (en) | 1990-10-30 | 2002-04-02 | 3D Systems, Inc. | Simultaneous multiple layer curing in stereolithography |
| JPH08174680A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-09 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 光造形方法 |
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| US5902538A (en) * | 1997-08-29 | 1999-05-11 | 3D Systems, Inc. | Simplified stereolithographic object formation methods of overcoming minimum recoating depth limitations |
| US6179601B1 (en) | 1997-08-29 | 2001-01-30 | 3D Systems, Inc. | Simplified stereolithographic object formation methods of overcoming minimum recoating depth limitations |
| US6649113B1 (en) | 2000-08-11 | 2003-11-18 | Chris R. Manners | Method to reduce differential shrinkage in three-dimensional stereolithographic objects |
| US8123999B2 (en) | 2002-04-17 | 2012-02-28 | Stratasys, Inc. | Smoothing method for layered deposition modeling |
| WO2016052087A1 (ja) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 立体造形装置、立体造形物の製造方法および成形装置 |
| JP2016068320A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 立体造形装置、立体造形物の製造方法および成形装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2617532B2 (ja) | 1997-06-04 |
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