JPH04169222A - 光固化造形装置 - Google Patents
光固化造形装置Info
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- JPH04169222A JPH04169222A JP2297535A JP29753590A JPH04169222A JP H04169222 A JPH04169222 A JP H04169222A JP 2297535 A JP2297535 A JP 2297535A JP 29753590 A JP29753590 A JP 29753590A JP H04169222 A JPH04169222 A JP H04169222A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
元CAD、あるいは連続断層撮影器等の3次元計測器が
普及しており、これら機器を介して生成ないし計測され
た3次元の形状に関するデ−夕に基づいて、該3次元の
形状を直接的に視認したいとする要望が増大している。
タに基づいて、その3次元形状を備えた造形物を簡便か
つ短時間で造形したいとする要望も増大している。
、758号あるいは特開昭56−144478号公報に
記載の技術が着目されている。
性質を有する液に対し、造形希望形状に対応する領域に
光照射することで、該照射領域のみを固化させることに
よって造形希望形状を備えた固化像を実際に造形する。
光照射することで一断面に相当する断面固化像を造形し
、 ■この上に未固化液を一層分追加し、 ■この新たな液面に対し、前記−断面に隣接する断面に
相当する領域に光照射することで、先の断面固化像の上
に新たな断面固化像を積層させ、■これを全断面に対し
て繰り返すことで各断面固化像が積層された立体固化像
を造形する。
は、光ファイバ一の先端を液中に沈め、この光フアイバ
ー先端を液中でXYZ方向に移動させることにより造形
希望形状に対応する領域に光照射する技術を提案してい
る。
形する光固化造形装置の改良に関するものである。
は他の造形方法、例えば切削ないし塑性加工による場合
と同様の中実のモデルであった。
形状を造形する場合、従来の光固化造形装置では椀を形
成する壁部が充填された中実の造形物しか造形されない
のである。
る場合には、必ずしも中実モデルが必要とされるわけで
はない。例えば椀の壁が第10図(P)に断面を示すよ
うに外表面1O−2aと内表面1O−3aで造形され、
その間は空であってもよいのである。またその中間的形
態として断面が第10図(C)〜(E)に示されるよう
に内外表面間にハニカム状補強材が配置されることによ
って内外表面の形状が維持されるようなものであればた
りる場合もある。
法で得られるのと同様の中実モデルを造形することのみ
を考慮したものであるため、いたずらに照射時間を浪費
したり、使用液量を増大したりしている。
の造形物をも造形可能な光固化造形装置を開発しようと
するものである。
有する液に対し、造形希望形状に対応する領域に光照射
することで、該造形希望形状を有する固化像を造形する
装置において、該造形希望形状の輪郭面位置を演算し、
演算された輪郭面に沿って光照射領域を規定する手段と
、該輪郭面の内側領域に対し、内側領域の全域を照射す
る態様、内側領域を離隔的に照射する態様、内側領域を
照射しない態様から選択される一の態様に従って光照射
領域を規定する手段とを有する光固化造形装置を開発し
た。
が選択されることにより中実モデルが造形され、輪郭の
内側領域は照射しない態様が選択されると中空モデルが
造形され、さらに内側領域を離隔的に照射する態様が選
択されるとハニカム構造で補強された造形物が造形され
る。
延での光照射によって固化する領域が、輪郭に対応して
固化される領域の内側半分に重複したところで照射が停
止されるように、内部領域に対応して照射される領域の
外延をオフセットする手段を有することが好ましい。
部を形成する際に、輪郭の外側に余分の固化部が形成さ
れることが防止され、正確な立体形状を造形することが
できる。
面間で連続か否かを判別し、不連続なときには大きい方
の断面の内部領域を強制的に全域照射する態様を選択さ
せる手段が付加されていることが好ましい。
な斜面をもつ形状を造形する際に輪郭対応固化像が各断
面毎に不連続となるような場合にも、断面間の積層が保
たれ、中空ないしハニカムモデルを造形することができ
る。
つ造形物がいずれも作成可能となることから、光面化造
形法によって造形される造形物にバラエティ−をもたせ
ることができ、その用途を拡大できる。例えば中空モデ
ルを作成すると、これを砂型中に埋めて溶融金属を注入
しても蒸発するモデル構成物は表面のみのスキンにすぎ
ないことから蒸発物が少なく、良好な鋳造品を得ること
ができる。
囲が大幅に拡大されるのである。
ステム構成例を示している。また第2図は主要作動を示
している。
は容器を示し、ここに光照射を受けると固化する性質を
有する液が貯蔵される。容器1−46の上面は光に対し
て透明である。また液としては感光性樹脂が好適に用い
られ、変形ポリウレタンメタクリレート、オリゴエステ
ルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアク
リレート、感光性ポリイミド、アミノアルキドを1種も
しくは2種以上混合したものを用いることができる。
性等を調整したものを用いることができる。また顔料、
セラミックス粉、フィラー剤、金属粉等を混入すること
により造形物の色彩、強度歪み量、造成精度等を調整す
ることもできる。
上下方向(Z方向)に移動可能に設置される。
好ましい) 1−38の光は光シヤツタ兼露光量調整機
能を有するフィルター1−39を介して光ファイバー1
−40に導入され、光ファイバー1−40の先端1−4
0aは図示しないXY駆動機構により、液面1−43の
上方を水平面内で直交2方向(XY力方向に移動可能と
なっている。
42が図示Y方向に移動可能に設置されている。
は後述のシステムにより大略下記のように制御される。
の単位厚ΔZだけ下方に移動された状態で、光ファイバ
ー1−40の先端1−40aが造形希望形状の最下断面
に相当する領域内で走査される。これにより光照射され
た領域内の液が固化し、基板1−45上に造形希望形状
の最下断面に相当する断面固化像1−44aが造形され
る。
1−45とともに沈降し、最下断面固化像1−44a上
に未固化の液が流れ込む。
だけ沈めただけでは固化像上に液が流れ込み難い。そこ
で刷毛1−42が掃引されて断面固化像上に液が積極的
に導入される。
れ、最下断面固化像1−44a上にそれに続く断面固化
像1−44bが形成される。
た積層固化像が造形される。
れており、詳しい説明は省略する。
ないしオフラインで接続される外部システムを示し、こ
のような外部システムとして3次元CADシステム、3
次元計測器あるいは連続断層撮影器等が用いられる。こ
の外部システムは3次元の形状に関するデータを有する
ものであれば足り、上記は例示にすぎない。
るデータを3角バッチ形式で有していれば、本システム
ではこれを直接3角パッチ形式の造形希望形状データ記
憶手段1−7に入力記憶する。
れば、このデータは本システムの3角パツチ形式への変
換手段1−31によって3角パツチ形式に変換された後
、3角パツチ形式の造形希望形状データ記憶手段1−7
に記憶される。
ているものをいう。
の形状を多数の3角パッチPI、PJ、PK等の集合と
して定義する。第3図では図示の明瞭化のために一部の
3角パツチのみを示している。
義される。例えば、パッチP、ではI+。
示すデータ構造を有している。
タ記憶手段1−7に記憶されたデータは、データ編集手
段1−8により、第2図のステップ2−8に示すように
編集可能となっている。この編集作業では造形希望形状
をデータ上拡大、縮少、回転させたり、あるいは形状を
修正することが可能である。この修正作業では造形過程
で形状を保持するための補強形状を追加することができ
る。またこの修正機能を用いて全く新しく3次元形状デ
ータを創成することも可能である。
−1とビーム径設定手段1−2を用いて、単位厚とビー
ム径を設定すると(第2図ステップ2−1)、編集され
た造形希望形状を単位厚でスライスした状態の斜視図が
2次元デイスプレィ1−32上に表示され(第2図のシ
ュミレーション2−50と、画面表示2−32のステッ
プ)、操作者はこの条件で造形してよいか否かを確認し
、NOならば条件を設定し直す(第2図でステップ2−
51からのNoのループ)。条件が満足されれば、シス
テム内部で下記の処理が実行される。
が手段1−2で設定されたビーム径で手段l−1で設定
された単位厚を固化するための最適走査速度を演算する
。
され、造形希望形状の中から水平面を抽出する。
5図(B)に示すように、3角パツチの3頂点の全てが
ΔZの高さ範囲に収まっている3角パツチを検索し、そ
の外側輪郭線5−1を演算する。
しており、P+は全部の頂点が単位厚ΔZの幅のなかに
あり、Poは少なくとも1つの頂点が単位厚ΔZの幅の
外にあるパッチを示している。
出演算されるのである。
5−1の内部が一様に光照射されて水平面が造形される
のである。第5図(A)は第3図に示した3角パツチデ
ータの例から2つの水平面5−1aと5−1bが抽出さ
れた様子を仮想的に示している。
を用いてステップ2−11に示される輪郭線の演算を実
行する。
角パツチのそれぞれに対しく第6図ではSとTのパッチ
を例示している)、単位厚ΔZでスライスした平面Zと
の交点を求める。
は(XL、yt、)sと(XR,YR)S、3角パツチ
Tの交点は(XL 、YL )Tと(xi。
の交点は1つの共通交点座標を有する。すなわち図示の
例では(Xi、YR)Sと(XL、YL)Tはそれぞれ
等しい。
7図に示すように、ある断面における輪郭線7−1.7
−2.7−3等が抽出演算される。
に示すように3角パツチが連続していないギャップGが
存在していることがあり、この場合抽出された輪郭線7
−1.7−2が閉曲線とならない。
閉曲線を得る。なおこのようにして演算された輪郭線は
、第7図7−1に示すように輪郭線の内側が造形希望形
状に対応するものと、7−2に示すように外側が造形希
望形状に対応するものとがある。これに対しては、7−
4に一例を示すサーチ線に沿って検索し、最初に交差す
る輪郭線7−1に対しては内側を示すフラッグを、次に
交差する輪郭線7−2に対しては外側を示すフラグを付
与して、輪郭線の区分をしておく。
−12に示すビーム対応固化領域データ演算記憶手段を
有している。この手段1−12では、手段1−2で設定
されたビーム径を有するビームを手段1−9で演算され
た速度で走査したときに固化される領域の断面形状、す
なわち第8図(C)の8−2に示される光ビームを矢印
8−10に示すように走査したときに固化される領域F
lの断面形状F2を演算し、これを記憶する。そして第
1図の1〜13に示される3次元オフセット量演算手段
は第2図のステップ2−13で、手段1−10で押出さ
れた水平線データ、手段1−11で抽出された輪郭線デ
ータに対し、手段1−12で演算記憶された固化領域デ
ータを用いて3次元オフセット量を演算する。次にこの
3次元オフセット量の演算の詳細を第8図、第9図を参
照して説明する。
による照射領域を示している。ここでビーム領域8−2
の中心8−3を輪郭線8−1(これが手段1−11に演
算記憶されている)に沿って矢印8−4のように走査す
ると、固化される領域の外延8−5は輪郭線8−1より
はみだしてしまう。
の中心を輪郭線に沿った位置で照射すると、図示8−5
a、 8−5b、 8−5c等に例示される領域が固化
される。実際に固化されるものは8−5a、 8−5b
、 8−5c等の最外面を連続したものとなり、これは
輪郭面8−1と一致しない。
装置では光ビームの中心位置を輪郭線の内側にビームの
半径分オフセットした状態で走査する。
心8−6が輪郭線8−1の内側へ光ビーム照射領域8−
2の半径d分だけ内側にオフセットされていると、少な
くとも平面的にみるかぎり固化領域の外延は輪郭線8−
1に一致する。
がわかる。第8図(B)において、図示8−8は半径d
だけ内側へオフセットされた光ビームによって固化され
る領域を示しており、造形希望形状が下に狭い形状を示
しているため、光ビームをオフセットしても、なお8−
8中ハツチに示す部分が余分に固化されることが理解さ
れる。従って実際に造形される形状は8−9に示すよう
に造形希望形状8−1よりも膨出したものとなる。
3次元的にオフセットする処理方式を示している。
交点の一つを原点にとった3次元座標系を示しており、
この例では第6図の(XR、YR)SないしくXL、Y
L)Tに示される点が座標原点に位置している。
一形状F2をしている)は第8図(C)のF2に示した
断面をビーム中心線を中心に回転させて形成される立体
形状を示している。図中Nは交点(XR、YR)S乃至
(X L 、 Y L ) T テ示される点における
法線ベクトルを示している。これは第6図に示される隣
接するパッチに対する各単位法線ベクトルN「、NTの
ベクトル和として算出されている。各単位法線ベクトル
Ns、Nアは各パッチの頂点座標からその方向が演算さ
れ、また第7図のサーチ線7−4に関連して説明した領
域の内外判別フラッグを参照してその向きが定義される
。この例では単位法線ベクトルが造形希望形状の内から
外へ向かう向きに演算される。このようにして演算され
る単位法線ベクトルNはnx。
トルを示し、その方向にR軸がとられている。また第9
図(B)は第9図(A)のRZ面を示している。
(この場合原点)に一致させたときの固化領域を示して
おり、輪郭面8−1外に固化領域がはみだす。
トした場合を示し、この場合にも第9図(B)のハツチ
に示す部分で余分に固化することか理解される。これに
対し、F2Cは光ビームの照射によって固化される3次
元境界9−20か交点(原点)を通って、しかもこの法
線ベクトルが交点における法線ベクトルに一致するよう
にオフセットしたもの、すtヨわち固化領域の3次元境
界面9−20か造形希望形状の3次元輪郭面8−1に接
するだけ輪郭面8−1の内側にオフセットしたものを示
している。
化領域の3次元境界面が上記関係を満たすためには、ビ
ーム中心C1を、 R方向に R+”d2ni/ h nz +d nRZ方
向に Z+=h2nz/ h nz +d n++(
ここでna= nx +ny だけオフセットすればよい。
Z平面内で法線ベクトルにN垂直にビーム中心COのZ
座標がゼロとなるようにオフセットした状態を示してい
る。
輪郭面8−1の外部に張り出して固化することが良好に
防止される。
と、ビーム中心の高さを変えることなく3次元の固化領
域境界面を輪郭面にほぼ一致させることができる。
は上記いずれかの関係を用いてビーム中心位置のオフセ
ット量を演算する。
、後者の関係を用いてオフセットさせることが適してい
る。液中に光ファイバ一の先端を挿入し、その先端をx
、y、z方向に移動させて照射領域を制御する場合には
、前者の関係を用いてビーム中心−を3次的にオフセッ
トしてもよい。
面を示している。これに対し、第9図(D)は先に説明
したXo、Yo分をオフセットした場合の積層断面を示
している。これから明らかに本発明のオフセット方式に
よると固化領域の外延9−12は造形希望形状の輪郭線
9−1に相当よく一致する。なお上記問題は、光ビーム
を用いる場合のみならず、マスクフィルムないしプロジ
ェクタを用いて液面を一様に照射する場合にも存在する
。
9図(E)は照射領域の外延を輪郭線に一致させた場合
を示し、この場合図示ハツチに示す部分9−6a、 9
−6b、 9−6c、 9−6d等で余分に固化し、固
化像の輪郭9−9は希望形状の輪郭9−1よりはみだす
。
化される領域の輪郭9−11a、 9−11b、 9−
11c、 9−11d等が輪郭9−1に接するように内
側へRoだけオフセットした状態を示しており、これに
よると固化像の輪郭9−12を希望形状の輪郭9−1に
よく一致させることができる。
されると、水平面抽出手段1−10で抽出された水平線
ないし輪郭線演算手段1−11で抽出された輪郭線デー
タに対し、演算されたオフセット量を用いてオフセット
し、該水平線ないし輪郭線に相当する領域を固化するた
めのビーム中心の走査位置に関するデータが演算され、
これが輪郭対応光照射領域データ演算記憶手段1−14
に記憶される。
7−2.7−3等)の内側領域7−s: 7−6に対す
る照射態様を選択して設定できる手段が付加されている
(第1図の手段1−3並びに第2図のステップ2−3参
照)。
定すると、輪郭のみが固化された中空の造形物が作成さ
れる。これが第10図のFに示され、この態様が設定さ
れると、第10図Aの輪郭線10−2に対応して外表面
10−21が固化され、輪郭線10−3に対して内表面
1O−3aが固化され、内部領域は未固化部10−8と
なって中空物が造形される。
い場合に有効であり、照射領域が小さいことから造形時
間が短くて済む特徴を有する。
こともでき(1−3b) 、このようにすると第1O図
(B)に示すように内外表面間が全部固化された中実の
モデルを造形することができる。これは強度が要求され
るモデルを必要とする場合に適している。さらにまた操
作者は手段1−3を用いて内部領域を離隔的に照射する
態様を設定することもできる( 1−3c)。この態様
中にはさらにノーマルクロスモード(第10図(C))
、オルタネートクロスモード(第1O図(D) ) 、
ストライプモード(第1O図(E))が用意されており
、ここから選択できる。
領域が一定方向に離隔的に照射される。またノーマルク
ロスモードでは第1O図(C)のように内部領域が2方
向に離隔的に照射される。さらにオルタネートクロスモ
ードでは、第1O図(D)1と(D)2に示されるよう
に断面毎にストライプモードの走査方向が異にされこれ
が繰り返される。
(ノーマルクロス、オルタネートクロス、ストライプ)
の種別及びピッチと照射幅を設定することができる。こ
の照射幅は手段1−2のビーム径とは異なるものが選択
可能である。
カム構造が形成されたモデルが造形される。
1−17のオフセット手段が起動される。このオフセッ
ト手段1−17は第10図(G)(H)に示されるオフ
セット量を演算する。第10図(G)において参照符号
10−14は輪郭対応の光ビームを示し、これは輪郭線
の内側にオフセットされた位置1O−15を矢印10−
16のように走査される。一方10−10は内部領域照
射用の光ビームを示している。ここで光ビーム10−1
0の先端1O−11aが光ビーム10−14の照射領域
に接するまで走査した状態で停止されると、第10図(
旧(1)に断面が示されるように、輪郭対応固化領域1
O−14aと内部領域対応固化領域1O−10aが充分
に接続せず、ハニカム構造による補強効果が得られない
。
ム10−14の走査中心線に一致するまで走査すると、
第10図(旧(3)に断面が示されるように、内部領域
対応ビーム10−10により輪郭面の外側に固化領域1
0−18が造形されてしまい、正確な形状が得られない
。
0の先端1O−12aが光ビーム10−14の走査中心
線に一致するまで、すなわち光ビーム10−10の中心
がその半径分オフセットされた位置で内部領域対応照射
が終了するようにオフセット量を演算する。
報とオフセット手段1−17で演算されたオフセット量
に基づいて演算され、内側領域対応光照射領域データ演
算記憶手段1−18に記憶される(第2図ステップ2−
18)。
に対応して照射する領域の重り具合をオペレータが設定
することも可能で、このようにすると第10図(旧の(
1)と(3)間で各積重なり具合を実現できる。
グデータを設定できる。ここでレグとは、1−45に示
す基板上に直接固化像を積層すると、これを基板から取
り外すときに固化像が破壊ないし歪む現象が生じること
から、第11図(A)に示すように基板上にまずし71
1−9を造形し、ついで造形希望形状11−1を造形す
る際の脚をいう。
、 1l−3bに相当する範囲1l−4a、 1l−4
b等に生成される。
れる。
ストライプ、ノーマルクロス、オルタネードクロス)に
よって設定される(手段1−4a、 14b)。またア
ウトラインの有無も設定される(手段1−4c)。
レグの高さをいう。種類、ピッチ、線幅はすでに説明し
たものと同一である。
成されるレグのアウトラインをいい、ここでアウトライ
ン有を設定すると第11図(D)(E)に示すように、
レグ作成領域(この場合1l−4aの領域を例示してい
る)の境界にレグ11−7.11−8が作成される。
している。
のレグ11−5、第11図(C)(E)はノーマルクロ
スを指定したときのレグ11−6を例示している。
) 、設定されたデータと最下断面情報ならびに次に
設定されるフレーム設定空間に関するデータが参照され
て、レグを作成するための照射領域データが演算され、
レグ対応光照射領域データ演算記憶手段1−20に記憶
される(ステップ2−20)。
を設定できる。
たは特定域を設定することができる(手段1−5b)。
21が起動され、第12図(A)に示す造形希望形状を
包み込む直方体形状12−2が演算される。そしてこの
直方体形状12−2の4周側壁部が固化されてフレーム
が形成されるように、フレーム対応光照射領域データ演
算記憶手段l−22で照射領域データが演算され記憶さ
れる。
X2.Y2)に示すように対角線の座標データで特定さ
れ、このモードが設定されると(XIt y+)(X
2.Y2)を対角線とする長方形底面を有する直方体1
2−3の4周側部にフレームか固化形成されるように、
光照射領域か演算される。
、次のサポート設定領域ともなる。
トデータを設定することができる。
ム空間に対し、その高さ範囲毎にピッチ、線幅、種類(
ストライプ、ノーマルクロス、オルタネートクロス)を
指定することによって設定される。
内に設定されたデータに従ったサポートが形成されるよ
うに、光照射領域が演算される。
規制的領域群(パターン群)データ演算記憶手段1−2
3に予め定められているストライプ、ノーマルクロス、
オルタネートクロスを形成するためのデータパターンの
うちのいずれか一つを起動させ、これにピッチ、線幅の
データを用いて照射領域に対応するデータを演算し、こ
れをサポート対応光照射領域データ演算記憶手段1−2
6に記憶する。第12図(B)は、フレーム空間12−
3に対し、0〜H1の高さにはサポート無し、H1〜H
2にはストライプ、H2〜H3にはノーマルクロスを指
定した場合に作成されるフレーム12−4a、 4b、
4cとサポートの複合体を示している。なお操作者は
フレーム空間に全域を設定した場合にはサポートデータ
を設定するとき、空間設定手段1−6bを用いて下部全
域、外部全域、内外全域のいずれか一つを設定すること
ができる。
ように(第13図は垂直断面を示している)、フレーム
空間12−2中であってしかも造形希望形状の下方の空
間12Aにのみサポートが形成されるように照射領域を
演算する。このために輪郭最下面検索手段1−24が用
いられ、造形希望形状の最下面12−5が検索される。
うに、フレーム空間12−2中造形希望形状の外側空間
12Bの全部に設定されたサポートが形成されるように
照射領域が演算される。
形状の輪郭上下面検索手段1−25によって上面12−
3、下面12−4が検索される。
ように造形希望形状の内外全域にサポートが形成される
ように照射領域データが演算される。
輪郭対応固化領域の連続性判別手段1−15を有してい
る。
る断面における輪郭対応固化領域14−1.14−2の
連続性を判別する。緩やかな斜面の場合は第14図(A
)(B)に示すように固化領域14−2.14−2が不
連続となり、中空モデルを作成する場合には不連続な固
化像14−1が宙に浮いてしまうことになる。
設定していても、断面の大きい方の断面内を強制的に全
域照射する態様に切換える(手段l−16)。これによ
り、緩やかな斜面をもつ造形物について中空モデルを作
成する場合にも表面が連続した造形物が作成される。
レーム、■サポートに対応する照射領域が各照射領域デ
ータ演算記憶手段1−14.1−18.1−20゜1、
−22.1−26に演算記憶された後、実際の造形が開
始される。ここでは最初はレグに対応する照射領域デー
タに基づいて光照射されてレグが作成される。所定高さ
にまでレグが作成されると、ついで最下断面におけるフ
レーム、サポート、内側領域に対応する照射領域データ
に基づいて光照射され、フレーム、サポート、内側領域
が造形される。そして最後に輪郭対応照射領域データに
基づいて輪郭が造形される。
液が固化部で取り囲まれて局部的に液位が変化する現象
の発生が抑制され、造形中に発生する歪み量は最小限に
抑えられる。なお実際の照射領域の制御は、光照射強度
制御手段1−33によりシャッタ兼フィルタ1−39が
制御され、水平照射位置制御手段1−34により光ファ
イバ1−40の先端l−40aを水平2方向に移動する
図示しないXY駆動機構が制御され、またそのときの走
査速度は走査速度制御手段1−35で制御される。フィ
ルタ1−39と走査速度は相互に連動して制御される。
一断面に対する照射終了後単位厚ΔZだけ沈降される。
御手段1−36によって刷毛1−42が刷毛の長手方向
(X)と直角方向(Y)に掃引される。
維が束ねられた単位刷毛15A1.15A2.15A3
等が長手方向に不連続的に分布したものが用いられる。
うに大断面固化層が存在する場合にも全断面にわたって
一様の厚みの液を良好にリコートできる。
幅L2を2重m+、単位刷毛間距離L1を1閣としたと
き、最も良好な液塗布結果が得られた。
て液を導入するものであり、単位刷毛の間隔が広すぎる
と良好な造波作用が得られない。また単位刷毛の間隔が
短すぎると造波15Dで固化像15E上に導入された液
はそのまま持ち去られ、液の塗布15Cが良好になされ
ない。刷毛の毛長については短すぎると造波も充分でな
く、また繊維間に保持する液も充分にとれないことから
、良好な結果が得られない。−刃長すぎると造波して持
ち込んだ液150がそのまま持ち去られ、やはり良好な
結果が得られない。
り、硬すぎると固化像を破壊し、軟らかすぎたり掃引速
度が遅すぎると造波効果が得られない。このように刷毛
の毛質、太さ、長さ、あるいは掃引速度は液の性質、固
化像の性質等により最適のものが選択されるべきである
。なおいずれの場合にも、単位刷毛が長手方向に離隔的
に分布していることは重要であり、これによって始めて
良好な塗布効果が得られる。
ることが好ましく、このようにすると下部断面固化像1
5Bが広い平面を有しているときにも均一の厚みの液1
5Cをリコートすることができる。
領域データは輪郭線(断面線と水平面の輪郭線)に対し
て3次元オフセット量を勘案した上で決定される。そし
てこの3次元オフセット量は、照射によって固化される
領域の境界面が輪郭線に接するようにオフセットするた
めの量であることから、このオフセット量を勘案したう
えて決定されるデータに従って照射すると、固化像の輪
郭は造形希望形状の輪郭に正確に一致することになる。
を飛躍的に向上させることができる。
空、ハニカム構造を自在に設定することができる。この
ため造形物の用途自体を拡大することができる他(例え
ば中空モデルを作成できると、これを鋳造用の型に用い
ることができる)、造形時間等を用途に応じた最短のも
のとでき、このシステムの用途が大幅に拡大される。
強構造と同時に造形希望形状が造形されることから、造
形物の形状精度が高く保持される。
体に対するビーム径とは独立に設定できることから、補
強構造については造形後容易に除去可能なものとするこ
とができる。
に必要な部分にのみ補強構造が形成されるようにするこ
とができ、正確な形状を有する造形物の造形時間が短縮
化される。
たから、高さ方向にサポートの種類、ピッチ等を変更す
ることができ、これもまた造形時間を大幅に短縮化させ
る。
を用いて液を固化像上に導入するため、均一の厚みの液
が短時間に塗布されることになり、造形精度の向上と造
形時間の短縮化がともに図られる。このように本実施例
の装置では種々の改良が複合された結果、従来の光固化
造形装置よりも一世代進んだものとなっている。
要作動を示す図、第3図は3角パッチ形式を模式的に示
す図、第4図は3角パッチ形式のデータ構造を示す図、
第5図(A)は抽出された水平面の一例を示す図、第5
図(B)は抽出過程を模式的に示す図、第6図は輪郭線
抽出過程を模式的に示す図、第7図は抽出された輪郭線
を例示する図、第8図(A)はオフセットに関する従来
方式を示す図、第8図(B)はそれを立体的に示す図、
第8図(C)は光ビームと固化領域を示す図、第9図(
A)はオフセットの計算方法を説明する図、第9図(B
)は第9図(A)の−断面を示す図、第9図(C)と(
D)は光ビーム使用時の従来と本実施例の場合を対比し
て示す図、第9図(E)と(F)はマスクフィルム使用
時の従来と本実施例の場合を対比して示す図、第1O図
(A)は造形希望形状の輪郭の一例を示す図、第10図
(B)から(F)は第10図(A)に示す輪郭を有する
形状に対する内側領域の照射態様を示す図、第10図(
G)と(H>は輪郭に対する内側領域照射領域のオフセ
ットを示す図、第11図はレグの概念と各種例を示す図
、第12図(A)はフレーム概念を示す図、第12図(
B)はフレームとサポートの関係を例示する図、第13
図(A)、 (B)、 (C)はサポートとサポート形
成空間の関係を示す図、第14図(A)、(B)は緩や
かな斜面をもつ中空形状モデルを作成するときの問題点
を示す図、第15図(A)、(B)は刷毛部の詳細を示
す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、光照射を受けると固化する性質を有する液に対し、
造形希望形状に対応する領域に光照射することで、該造
形希望形状を有する固化像を造形する装置において、 該造形希望形状の輪郭面位置を演算し、演算された輪郭
面に沿って光照射領域を規定する手段と、該輪郭面の内
側領域に対し、 内側領域の全域を照射する態様、 内側領域を離隔的に照射する態様、 内側領域を照射しない態様 から選択される一の態様に従って光照射領域を規定する
手段と、 を有する光固化造形装置。 2、特許請求の範囲第1項に記載の造形装置において、
該輪郭面内部の光照射領域を規定する手段は、該照射領
域外延での光照射によって固化する領域が輪郭面に対応
する光照射によって固化する領域の内側半分に重複する
ようにオフセットする手段を有することを特徴とする光
固化造形装置。 3、特許請求の範囲第1項に記載の造形装置において、 該輪郭面光照射領域規定手段は、該造形希望形状を複数
断面に分割したときの断面毎に輪郭に対応する光照射領
域を規定するものであり、 該輪郭面内部の光照射領域を規定する手段は、隣接する
断面に対する輪郭面光照射領域が相互に不連続か否かを
判別し、不連続なときには断面が大きい方の輪郭の内部
領域を、前記選択を無視して、全域照射する態様を強制
採用する手段を有することを特徴とする光固化造形装置
。
Priority Applications (4)
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JPH0745196B2 JPH0745196B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
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Family Applications (1)
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JP (1) | JPH0745196B2 (ja) |
KR (1) | KR0125773B1 (ja) |
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