JPH04506110A - 立体造形ビーム・プロフィーリング方法および装置 - Google Patents

立体造形ビーム・プロフィーリング方法および装置

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JPH04506110A JP1510060A JP51006089A JPH04506110A JP H04506110 A JPH04506110 A JP H04506110A JP 1510060 A JP1510060 A JP 1510060A JP 51006089 A JP51006089 A JP 51006089A JP H04506110 A JPH04506110 A JP H04506110A
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/40Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof

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】 立体造形ビーム・プロフィ−リング方法および装置発明の背景 1、 関連出願のクロスリファレンス 本出願は1988年4月18日に提出された米国特許出願番号第182,823 号、第182,830号、第183.016号、第183.015号、第182 .801号、第183,014号、および第183,012号に関連するもので あり、前記のいずれも、本出願に完全に記述されたものとして引用により、この 開示と完全に一体を成す。米国特許出願番号第182.830号、第183,0 16号、第183,014号、及び第183.012号の一部継続出願は198 8年11月8日に出願され、本出願に完全に記述されたものとして引用により、 この開示と完全に一体を成す。前記一部継続出願の出願番号はそれぞれ、(第1 82,830号について)第269,801号、第268,806号、第268 ゜337号、第268,907号、(第183,016号について)第268. 429号、(第183.014号について)第268,408号、および(第1 83.012号について)第268,428号である。米国特許出願番号第26 9,801号の継続出願は1989年3月31日に出願され、本出願に完全に記 述されたものとして引用により、この開示と一体を成す。前記継続出願のLyo n & Lyon事件整理番号は第186/195である。
2、 添付した付録のクロス・リファレンス本出願は以下の付録が添付され、本 書に完全に記述されたものとして、引用により、この開示と一体を成す。
付録A: 3Dシステムズ会社、1987年11月、ベータ・サイト・ユーザー ス・マニュアル、および、サービス・マニュアル。
付録B: 3Dシステムズ会社、1987年10月、ベータ・レリーズ、第1稿  ソフトウェア−マニュアル。
付録E: ノン・3Dシステムズ会社、1988年4月13日付のソフトウェア ・ベンダー。
付録F: ソフトウェア一覧表、バージョン3・03゜付録に: ソフトウェア 一覧表、バージョン3・20゜3、 発明の分野 この発明は、電磁放射または電磁粒子の計測ビームに対する装置と方法の全般に 関するものであり、特にビームの輝度プロフィールを計測するための新規装置と 新規方法に関するものであり、また、この発明は、立体造形による三次元物体の 製造に関する関連出願である。
4、 発明の背景 最近、“立体造形による三次元物体の製造装置°という表題の米国特許第4,5 75,330号に説明されているような“立体造形”システムが利用されるよう になった。従って、この米国特許番号4,575.330の開示は、しばしばこ の中で完全に説明し引用することにより、本書に一体化されている。基本的に、 立体造形は、その薄い層の全部が全体部分を形成するように共に結合するまで、 お互いに上部にある光硬化性重合体、または類似のものの連続的印刷断面による 自動造成複合プラスチック部品に関する方法である。この技術によって、その部 品は、事実上、液体プラスチックのタンク内で促進された。この製作方法は、設 計着想を速やかに物理的な形にす−ることと原型Q製f7+、:Nして非常に有 効であ−る。
光硬化性重合体(感光性重合体)は、光のあるところでは、液体から固体に変化 し、紫外線光(UV)を伴つたその光の速度は、プラスチック造型材料を製作す るのに十分な速度を有している。部品を製作する場合、重合されない材料は、ま だ使用可能であり、タンクの中に残っていて、連続的に部品が作られる。紫外線 レーザーは、UV光の小さな強いスポットを発生するのに利用される。
このスポットは、検流計のX−Y軸反射鏡スキャナーにより、液体の表面を横切 って動かされる。スキャナーは、ベクトルまたは類似のものを発生するコンビニ −ターによって駆動される。精密で複雑な型は、この技術によってすばやく製作 することができる。
”SLA”と呼ばれるように、制御用コンピューターと共に使用されるレーザー 、スキャナー、光重合体タンク、および昇降器は、立体造形装置を形成するため に構成される。SLAは、同時に一つの断面を“図面°により、プラスチック部 品を自動的に製造するようにプログラムされ、そして順次、層が重なってプラス チック部品ができあがる。
立体造形は、工具なしの状態で複雑または簡単な部品をすばやく製作する前例の ない新規の方法である。
それは、この技術が、その横断面的パターンとCAD/CAMとを連結した実際 のデータを発生するためのコンピューターの使用によるものだからである。
立体造形が効果的であるために、このシステムは、焦点、レーザー・ビーム発振 方式、ビーム出力、輝度分布または輝度プロフィール、および部品(立体造形に よって製作された物体は“部品“という)の精密さと効果的製造を実施するため の図面レーザーのスキャニング・システムのドリフトについて、情報を有する必 要がある。
ビームは、感光性重合体流体の表面で相対焦点内になくてはならない。レーザ一 方式、輝度分布、およびビーム出力は、走査速度と同様に作動流体の硬化の深さ と巾に対して重要である。スキャニング(走査)システムの「ドリフト」は定期 的に確認し修正しなければならない。
ビーム・プロフィ−ル(ビーム輝度のプロフィール)計測結果は、ビームに関し て有効な情報を有しており、それは、それが、次のような目的の達成を支援する ことが出来るからである。
1、 光学系の焦点を合わせ、収差とその他の異常を修正する。
2、ビーム出力の計測(毎日を基準とすることが必要)。
3、レーザ一方式および方式の変更に関する研究。
4、レーザー走査システムのドリフトに対する補正。
5、 変更事項のレーザー解析に対するドリフトの記録の実施。
6、スキャナーを自動的に構成する。
7、 他の計測(例えばシステム出力の校正係数を見出すためにビーム力を別々 に計測すること)をおこなうため、ビーム位置を簡単に制御しうること。
8、 硬化したプラスチックの痕跡についての大きさと形状の予測ができる。
従って、ビームのプロフィルを急速に決定するための装置や方法、特に立体造形 装置に関連したものが必要となり、また立体造形装置の校正と正規化および立体 造形装置の反射鏡位置ぎめ方式のドリフトに対する修正の必要がある。
発明の要約 端的に且つ一般的に言うならば、この発明は、ビームをプロフィ−リングする新 規で改良された装置と方法とを提供する。その装置は、ビームが計測手段上に投 射する場合、ビームのある部分の輝度を計測するための手段と、ビームに追従す る光学的通路に対し、実質上垂直な表面に沿って、ビームの全部またはその一部 の輝度を計測するために、ビームに追従する光学的通路から計測手段の相対的垂 直移動を変更するための手段とにより構成される。ビームをプロフィリンクする ための方法は、ビームによって追従する光学的通路に対し実質上垂直な表面に沿 って、前もって選択されたビーム・サイズの断面部分の輝度を計測する段階と、 表面に沿うビームの他の部分に対する計測段階を反復することとによって構成さ れる。
装置およびその方法は、ビームにより追従する光学的通路に対して実質的に垂直 な表面に沿うビームの輝度図を発展させる。輝度図は、ビーム断面の予め選択さ れた大きさの各部分に対する輝度を示す。このようにして得られた輝度プロフィ ルは、ビーム出力を計算する(ビーム出力変換率は既知である)のと同様に、ビ ームの焦点を決定し、調整するのに使用することができる。ビームのプロフィル は、作動流体の上につくられるプラスチックの硬化深さと巾を予測するのに利用 することができる。
ビーム・プロフィリング装置は、ビームを走査する装置のドリフトを固定基準点 として動作させ、またビーム中心の走査装置座標を決定することによって検出す るように使用することができる。またこの装置は、位置決めの図を再校正し、ま たコンピュータが生成する設計が物体を形成するために凝固する流体表面上の実 際の寸法の変換において、走査装置を指示するための表を再校正するのに使用す ることができる。
ビーム・プロフィ−リング方式のこの好ましい見解は、経済上重要な利点を有す る。それは、このシステムが立体造形装置内に既に組込まれている計算方式と光 −ビーム位置ぎめ方式とを使用しているからである。
現在のシステムがたとえ“レーザー・ビーム”や“X−Y検流計走査システム゛ と言われようとも、それは、これらの利点がまた違ったエネルギー源または位置 ぎめ手段またはこれらの組合わせた手段のある他の可能なシステムに応用される ということは明白である。
なお、この発明は、立体造形装置の正規化や較正に対し、関連する新規で改良さ れた装置と方法を提供する。
立体造形による部品製造装置に於ては、作業媒体(好ましい実施態様によれば、 感光性重合体のある指定された表面)の反応手段(好ましい実施態様によれば、 レーザー・ビーム)の射出を正規化し、較正するための装置や方法が必要である 。作動媒体における反応手段の精密な位置ぎめは、この発明によって容易であり 、それは、作業媒体の指定された表面により、決められた平面内の予め決められ た位置に最低1個のセンサーを設置することによって可能である。センサーは、 反応手段のあることを感知する。記憶手段は、位置ぎめ情報を含むその他の情報 を記憶するために具備されており、この位置ぎめ情報は、反応手段をセ゛ンサー の方に正確に向けさせるようにする。好ましい実施態様によれば、記憶調査表ま たは記憶調査図には作動媒体表面上の多くの特定位置のおのおのにおける特定位 置ぎめ情報がその中に記入されている。標準線形補間技術は、位置ぎめ情報の決 定に利用され、調査表内で各位置の間にはいり、それぞれの位置の方へ反応手段 を向けるのに有用である。
したがって、この発明の目的は、立体造形装置を正確に較正し、正規化するため の装置と方法を提供することにある。
さらにまた、この発明の目的は、ビームの位置付けに対する改良されたより精密 な方法と装置を提供することにある。
また、この発明は改良された精密性と繰返し性を与えるように反射鏡式位置ぎめ 方式のドリフトを修正するための関連している新規で改良された装置と方法とを 提供することにある。
三次元の物体、すなわち“部品°は、立体造形装置により、媒体の指定された表 面上の予め選択された方法で操作される反応手段に 露され凝固能力のある媒体 から製作することができる。この方法により、連続的な隣接した薄片は、部品を 形成する凝固媒体より出来上がる。
熱効果、磨耗効果、およびその他の効果は、反応手段が繰返し同一場所に向けら れないように、反応手段の位置ぎめのための位置ぎめ手段を“ドリフト”させる ことが出来る。このようなドリフト誤差を軽減するため、この発明は、センサー 手段への反応手段の適用を検出する能力を有する最低−個のセンサー手段を使用 する。このセンサー手段は、設計された媒体の表面に固定されて、予め決められ た場所に設置されている。位置ぎめ手段は反応手段を適当な場所に設置し、且つ 供給し、また反応手段を上記センサー手段へ供給することができる。現在センサ ー位置出力手段は、反応手段がセンサー手段に供給された場合、センサー手段の 場所を示す現在センサー位置情報を、同様に記憶手段は、上記センサー手段の前 のはっきりした場所を含む過去のセンサー位置情報を包含するのに使用する。ま た上記現在センサー位置情報と上記過去センサー位置情報との比較手段も具備し ており、これは、反応手段の指示でドリフト誤差効果を除去するために位置ぎめ 手段調整に使用するドリフト修正をきめる能力を有する。
この発明における上述およびその他の目的と利点は、図解による実施態様の図面 と共に、以下のより詳細な説明によって明白となる。
図面の簡単な説明 第1図、第2図、および第3図は、立体造形方法を実施する場合に用いる基本概 念を図解したフロー・チャートである。
第4図は、ブロック図を組合わせ図示した立体造形システムの垂直断面略図であ る。
第5図は、立体造形システムのブロック図である。
第6図、第7A図、および第7B図は、立体造形システム内の主要構成要素群の 分解・透視図である。
第8図は、この発明の好ましい実施態様を使用した立体造形システムのレーザー と光学システムの透視図である。
mQA図は、この発明の好ましい実施態様のビーム・プロファイラ−・センサー の横断面略図である。
第9B図は、この発明の好ましい実施態様のビーム・プロファイラ−・センサー 用ピンホール板の上部平面図である。
第10図は、この発明の好ましい実施態様の装置を示すブロック図である。
第11A図は、この発明よるビームの輝度プロファイル発生方法の好ましい実施 態様の機能的ブロック図である。
第11B図は、第11A図で説明した方法を実施する場合のビームを動かす方法 の機能的ブロック図である。
第11C図は、第11A図で説明した方法を実施する場合のビームの一部分の輝 度解読方法の機能的ブロック図である。
第12図は、第11A図で説明した方法と組合わせることのできる工程と解析を 示した機能的ブロック図である。
第13図は、この発明の好ましい実施態様によって発生するビーム用見本輝度プ ロファイルを示した図表である。
第14図は、この発明の好ましい実施態様によるビーム・プロファイル情報から 発生する二つの軸に沿った予想硬化深さのプロファイルを示す。
第15図は、ビームへの露出によって起こる硬化した感光性重合体痕跡の横断面 を画いたものである。
第16A図は、較正板の透視図を示したものである。
第16B図は、較正板の透視図を示したものである。
第17図は、立体造形工程の主要な段階を図解したものである。
第18図は、立体造形システムのソフトウェア図を示す。
M 19 a −19b図は、制御パネルのスイッチ類と表示器類を図示したも のである。
第20図は、見本部品記録を示す。
第21図は、見本作業曲線を示す。
第22a−22e図は、推奨する光学機器の清掃方法を図解して示したものであ る。
第23図は、空気フィルターの交換を図示したものである。
第24a−24b図は、SL I CE:7ンビユータの構成部品を示す。
第26a−26c図は、光学系構成部品を示す。
第27図は、チャンバーの構成部品を示す。
第28g−28bは、レーザー共振−の配置を示す。
第29a−29b図は、光学機器の配置を示す。
第30図は、チャンバー内の配置を示す。
第31図は、5LA−1形立体造形システムを図示したものである。
第32a−32b図は、電子キャビネット組立品を示す。
第33図は、光学機器組立品を示す。
第34a−34b図は、チャンバー組立品を示す。
第35図は、5LA−1形の配線図を示す。
第36a−36f図は、5LACHに入力があった場合、自動車の幾何学的モデ ルを示す。
第37a−37e図は、平面、平面に近いもの、または走査三角形の、三つの形 の一つに属する幾何学的モデルを含む、すべて三角形を示す。
第38図は、形式と高さによって5LACEが三角形をどのように指示するかを 示す。
第39図は、もっとも低い角によって走査三角形を5LICEがどのように指示 するかを示す。
第40a−40b図は、SL ICEがモデルを表現するために個々の薄片をど のように積み重ねるかということと、“スキン・フィルズ″平面に近いもの、お よび平面三角形を図解したものである。
第41図は、境界間の面積をスキン・フィリングまたは、スキャン・ハツチング することによって個々の薄片がどのようにして形成されるかを示す。
第42a−42b図は、平面に近い三角形に対してSL I CEが台形を作る 方法を示す。
第43a図は、5LICEが平らな三角形ではどうして台形が作れないかを示す 。
第43b図は、5LICEが走査三角形に対してのみ境界が発生するのかを示し 、そのあとにこの境界はクロスハツチングが入れられることを示している。
好ましい実施態様の説明 この発明の好ましい実施態様の装置およびその方法が使用されている立体造形シ ステムは、衝突する放射ビーム、電子、またはその他の粒子ビーム衝撃等の適切 な共働的刺激に応じてその物理状態を変換する能力を有するUV硬化性液体等の 流状媒質の選択された表面において形成される物体の横断面パターンを創成する ことにより、三次元の物体を生成する。物体の継続的に近接する横断に相当する ことを意味する継続的に近接する薄片は、自動的に形成され、その物体を強化す るため段階方式で薄板または薄い層を有するように共に統合される。それによっ て、三次元の物体は、形成過程の間を通して流体媒質の実質的に平面的または板 状の平面から形成され、そして抽出される。
この技法の全般について、第1−5図のフロー・チャートと図面によって説明さ れている。
第4図は、立体造形システムの立体断面図である。容器21の中にはUV硬化性 液体又は同等のものが入っており、指定さた作用面23がある。紫外線光26ま たは同等のもののプログラム可能な光源は、表面23の平面に紫外線光27のス ポットを照射する。スポット27は、光源26を使用して反射鏡あるいは他の光 学的または機械的要素(第4図には示していない)の動きによって表面23を横 切って移動可能である。表面23上のスポット27の位置は、コンピュータ制御 システム28によって制御される。このシステム28は、CAD設計システムま たは同等のものの発生器20によって作成されたCADデータによって制御され 、またPHIGS様式または同等のもので物体を決定する情報が、応力、ひねり 、歪みを減少させ、溶解、強度、再生産の精度を増大させるように特に処理され た電算化変換システム21に対して管理されている。
容器21の内部にある移動可能な昇降台29は、選択により上下移動可能であり 、その台の位置はシステム28によって制御される。この装置が運転した場合、 30 m、30 b、30 cのような積層が段階方式で作られ、三次元の物体 30が生成される。
UV硬化性液体22の表面は、容器21内で一定の液面を保持され、液体を硬化 して固体材料に変換するのに充分な強さをもった、UV光のスポットまたはその 他の反応刺激が作用表面23上をプログラムされた方法に従って移動する。液体 22が硬化して固体材料が形成された場合、最初表面23のすぐ下にあった昇降 台29は、ある適当な駆動機によりプログラム化された方法で表面から下降する 。この方法で、最初に形成された固体材料は、表面下にあり、そして新規の液体 22が表面23に渡って流入する。この新規液体の一部分が順次プログラム化さ れたUV光のスポット27によって固体材料に変成され、新規材料は、その下の 材料に接着するように一体化する。この工程は、三次元の物体30が完全に形成 されるまで続行される。その後この物体30は容器21から取りはずされ、装置 はつぎの他の物体を製作する状態になる。そして、つぎの物体を製作することが 可能であり、またはある新規物体を電算機28のプログラムを変更することによ って製作可能である。
二の発明の好ましい実施態様による立体造形システムの光源26は、典型的には ヘリウム−カドミウム紫外線レーザーであり、例としては、カリフォルニア・サ ニイバーレのりコエックス製の形式4240−N、HeCd。
マルチモード・レーザーがある。
商業的立体造形システムは、第1−5図に略解で図示した装置の外に、付加的構 成要素およびサブシステムをもつことになる。例えば、商業的システムは、枠や ハウジングおよび制御盤をもであろう。また、操作者の極度のUVおよび可視光 線からしゃへいするための手段も設けられるべきで、物体30が形成される間中 それを観察できる手段も設けることも可能である。商業的装置は、また、普通の 高圧安全保護やインターロックと同様に、オゾンや有害な毒気を除去するための 安全手段も設けられる。商業的装置の中には電子的ノイズ源から敏感な電子機器 を効果的に保護する目的の手段を有するものもあるであろう。
商業化されたSLAは、ユーザーのCADシステムを直接インターフェースとす る完備されたシステムである。
この発明の装置の好ましい実施態様を含む商業化されたSLA形は第6−7図に 示してあり、四つの主要構成部品群から成り立っている。即ち、SL I CE 電算機端末部、電子キャビネット組立品、光学的組立品、およびチャンバー組立 品である。第5図は、商業化されたSLAのブロック図である。
電子キャビネット組立品は、プロセス用電算機、キイボード、モニター、電源部 、交流電源配電盤および制御盤により構成さ゛れる。電算機組立部は、端末制御 用プラグイン形回路盤、高速スキャナー反射鏡、および垂直(2段)昇降機によ り構成される。レーザー用電源部、ダイナミック・ミラー、および昇降機用電動 機は、キャビネットの下部に設置されている。
制御盤には、電源用スイッチおよび表示器、チャンバー内電灯用スイッチおよび 表示器、レーザー稼働表示器、およびシャッター開放表示器が取付けられている 。
操作および保守用パラメータとしては、故障診断、レーザ機能情報があり、普通 、モニター上に表示される。
操作はすべてキイボード上でおこなわれる。キイボードや電算機回りの作業面は 、清潔および長寿命を保つためにホルミカ(表面仕上材の一般名)等でカバーさ れている。
次の第8図は、ヘリウム・カドミウム(He Cd)レーザー100と光学的構 成要素が、電子キャービネットとチャンバーとの組立部102の上部に設置され てていることを示す。レーザーおよび光学的プレートは、単独カバーを取外すこ とによって使用するために接近することができる。安全上、カバー錠を解錠する には特殊工具を必要とし、カバーを取外した場合はインターロック・スイッチが 動作する。インターロックは、いずれのカバーが取外されても、レーザー・ビー ムを遮断す゛るようにソレノイドで制御されるシャッターが動作する。
第8図に示すように、光学的プレート上には、シャッター組立品104.2個の 90度ビーム回転ミラー106.108、ビーム拡大器110、X−Y軸スキャ ニング・ミラー組立品112、および精密光学的窓114が設置されている。回 転式ソレノイド駆動シャッターは、レーザー出力部に設置され、安全インターロ ックが開放された時ビームを遮断するように回転する。
90度ビーム回転ミラー106,108は、次の光学的構成要素に向けてレーザ ー・ビームを反射する。ビーム拡大器110は、レーザー・ビームを拡大して液 体表面に焦点を合わせる。高速スキャニング・ミラーは、樹脂上の追跡ベクトル にレーザー・ビームを向ける。2個のミラー付2軸検流計走査ヘツドは、マサチ ューセッツ、ウォタータウンのゼネラル・スキャニング会社で販売されており、 この目的を十分満足するものであることを確認し、好ましい実施態様では、DX −2005形サーボ、XY−0507形検流計X−Y走査ヘッドを使用した。
光学的容器と反応チャンバーとの間の石英製窓114は、レーザー・ビームだけ は反応チャンバー内に向って通過できるが、その他については、二つの領域は隔 離されている。
チャンバー組立品には、環境上調整されたチャンバーがあり、その中には、台、 樹脂容器、昇降機、およびビーム・プロファイラ−が設置されている。
物体を形成するためのチャンバーは、取扱者の保護を考慮し、均一な操作状態を 保つように設計されている。
チャンバーは、約40℃(104丁)に加温され、空気はフィルターを通して循 環している。天井灯は反応容器および作業面を照明している。入口ドアのインタ ーロックは、ドアが開放された時レーザー・ビームをしゃ断するようにシャッタ ーを動作させる。
樹脂容器は、樹脂の取扱いを最少にするように考慮して設計されている。またこ のタンクは、昇降機と台と共に並べたガイド上のチャンバー内に取付けられる。
物体は、垂直軸昇降機、すなわちZステージに取付けられた台上で形成される。
台は、樹脂容器内に浸され、物体が形成している間中、徐々に下降するように調 整される。形成された部品を取外すには、その部品を容器の上方の位置まで上げ る。そのあと、台は昇降機から切離され、次の工程のためチャンバーから取外さ れる。処理圧は普通樹脂のこぼれを受けるのに使用する。
この発明の好ましい実施態様に関する二個のビーム・プロフィラー116と11 8は、樹脂容器の両側に設置され、レーザー光学システムの焦点は、センサー位 置に合致するように調整される(すなわち、検流計から液体表面の0.3インチ 下の点までの距離と同じ距離を検流計スキャナーからの半径方向の距離として取 付けられる。
(第7A−7B図参照)。走査ミラーは、輝度プロフィールを計測するビーム・ プロファイラ−φセンサーの上にレーザー・ビームを向けるように定期的に指令 される。
データは、輝度値の表示体のプロファイルの場合でも、全体(集合された)ビー ム輝度を表示する単独数量の場合でも、端末上に表示される。この情報は、反射 鏡が汚れていないか、整列しているかどうか、レーザーが動作しているか、走査 ミラーがドリフトをもっているか、また、どのような媒介変数が所望の厚さと巾 の硬化させるベクトルを得ることができるかを決定するのに利用される。
ビーム0プロファイラ−・センサー116と118は、樹脂容器の中心に対して 対称的な位置に設置される。
(第7A図参照)これらは、タンク中心から計測したオフセットXとYに同じで あること(反対値の)が望ましいが、必ずしも必要としない。換言すれば、これ らは、立体造形装置の対角上にある。第7A図において、ビーム・プロファイラ −〇センサー116と118は、チャンバー組立品の角に図示されている。チャ ンバー組立品上部の光学的平板上にある二番目の走査ミラーから各ビーム・プロ フィラー・センサー口径までの距離は、所望の液体と走査ミラーの長さに加えて 若干の増加分と同じ焦点距離である。3Dシステムズ会社で販売している5LA −1(第6.7A、7B図に示す)では、走査ミラー長さに対するこの液体は、 約2フインチであり、若干の増加分は、0.3インチを加える。従って、焦点距 離は約27.3インチとなる。二番目の走査ミラーから所望の焦点距離までのビ ーム・プロファイラ−・センサー116および118の距離は、5LA−1樹脂 容器内の光重合体の指定された表面に対して、最良の平均的焦点を検出できる効 果を有する。樹脂容器の中心において、光重合体が所望のレベルにある場合、レ ーザー・ビームの焦点距離は、その光重合体の表面より0.3インチ下方となる 。樹脂容器中心の重合体表面におけるビーム焦点は、あまり多くはない。5LA −1の12インチ樹脂容器の中心における焦点距離は、光重合体の表面上で約1 インチである。焦点距離は、光重合体表面の中心付近半径4.2インチの円でこ の表面になる。焦点距離でのビーム・プロフィラー・センサーの配置は、光重合 体の表面が、大抵レーザーの焦点距離にないことを考慮し、光学的ビーム・プロ フィルを得るように指定する。
第9A図は、この発明に関する装置の好ましい実施態様のビーム・プロファイラ −・センサー35の横断面図であり、第9B図は、ビーム・プロファイラ−争セ ンサーに使用される小穴板の上部平面図である。ビーム・プロファイラ−・セン サーには異なる大きさの四つの食刻した小穴45を有するスティンレス薄鋼板4 0がある。
好ましい実施態様におけるこれらの小穴の直径は、0.0005インチ、0.0 01インチ、0.002インチ、および0.004インチである。各小穴は、薄 鋼板40の下部にある光検知器55に届くように小穴上に入射するレーザー・ビ ーム50の僅かな量、漏出する。
数個の小穴を設けているその目的は、広範囲の入射力を有するビームのプロファ イリングができることである。
1個の室穴は、与えられた入射力のビームの輝度プロフィルを計測するのに最適 である。5LA−1形に使用されているヘリウム舎カドミウム・レーザーでは、 直径2ミル(0,002インチ)の1個の小穴で満足できることが判明した。ビ ームは、ビーム輝度の2次元的プロフィルを形成するため、選択した小穴のXY 整列にわたって走査される。
第7A図、特に第9A図に図示の通り、ビーム・プロファイラ−・センサー35 は、二個のハウジング60を有している。光ビーム五十は、第9A図の右側から 入り、左側に向うて移動する。ビーム・プロファイラ−・センサーは、これが区 画に進入または区画から進出した場合、ビーム・プロファイラ−・センサーが樹 脂容器に衝突することを防ぐように、チャンバー組立品区画の角に設置する(第 7A図参照)。
第9A図に戻り、ビーム・プロフィラ・センサー35は、2個の分離されたハウ ジング60、小穴板40、および紫外線伝導フィルター70により構成され、こ のフィルター70は、可視光線を吸収し、可視光線による読み違いを防止する。
フィルター70は、5chottYG−11形の2ミリメータ厚のフィルター・ ガラスで、これは、好ましい実施態様はこの目的に合致することがわかっている 。このフィルターは、波長範囲30〇−310ナノメータで適正な透過特性を有 し、他の波長では非常に小さい透過率を有している。HOYA−U−350形の 1ミリメートル厚のフィルター材料もまた目的に合致する。
ビーム・プロフィラー・ハウジング内のフィルター70の下部に光ダイオード・ センサー55があり、このセンサーは、小穴45からフィルター70を通過する 紫外線を検出する。EEG、Vactec、VTS3072形超青色増強光ダイ オードがこの目的に合致することが判明した。この光ダイオードからの出力は、 電流電圧増幅器(図示せず)に送られる。完成品の0PO7形電流電圧増幅器は 、当該技術の熟練者たちによく知られており、使用出来ることが判明した。
ビーム・プロフィラー・センサー35の小穴板40は、石英フィルター(図示せ ず)で覆われている。石英フィルターは、清掃可能であり、ビーム・プロフィラ ー・センサーを塵埃や光重合体の滴下から保護する。光センサ−がビームに対し て垂直でない場合、石英フィルターは、不正な形状の計測を防止するため、内部 反射を回避するために被覆すべきである。光学的拡散器(図示せず)を小穴間に 使用することができる。これは、フィールターを支援し工学的構成部品の損傷を 防ぐためである。
第10図は、この発明の好ましい実施態様の装置を示すブロック図である。この 発明の基本は、制御解析用電算機である。この電算機は、ブロクラム、キイボー ド等からの入力を受け、プリンターまたは端末等を経てその結果を表示すること ができる。制御解析電算機は、XY走査ミラーを調節するミラー位置ぎめシステ ムに位置ぎめ指令を伝送する。レーザー・ビームは、XY走査ミラーに到達する ように第8図に示した光学機械によって焦点を合わせ、ビーム・プロファイラ− ・センサーの一つにこれらのミラーによって向ける。ドリフト修正の目的のため 、2個のビーム・プロフィラー・センサーの使用を推奨する。ビーム・プロファ イラ−φセンサーからのセンサー信号は、電算機によって読込める信号に変換さ れる。その後この信号は後述するように制御解析電算機に返送される。
物理用語では、この発明によるビーム・プロファイル方法は、小穴の最適既知位 置上に中心を有する小穴板上に整列する各点へビームを移動させることにあ。そ の結果、ビームの異なる領域は小穴上に照射し、小穴を通りて伝送され光ダイオ ードにより検出され、電算機で解析可能な様な数値信号に変換される。ビームの 異なる領域の輝度のプロファイルは、電算機によって作成される(第13図参照 )。これがビームの“輝度プロファイル″である。
第11A図は、この発明の好ましい実施態様によるビーム・プロファイルの発展 方法を示した機能的ブロック図である。ビーム串プロファイラ−・センサー上の 小穴の最適既知位置は、制御・解析電算機によりメモリーから呼出され、この最 適既知位置にビームを向けるようにXY走査ミラーを位置付けするために、ミラ ー位置ぎめシステムに伝送される。ビーム位置ぎめシステムを通して、制御・解 析電算機は、最適既知位置上に中心のある方形整列の最初の行内の最初の列にビ ームを移動させる。
その後、ビーム・プロファイラ−・センサーによって検出された小穴に入射する ビームのその部分の輝度は読み込まれ、その輝度と関連するミラー位置指令と同 様に記憶される。次に、ビームは、順次側々の行または列上の整列点の最初から 最後まで移動され、輝度値の読み込みと記憶段階が繰り返される。そして、次に 行または列の整列を最初から最後まで移動し、その後、移動と読込みの段階が各 行または列についておこなわれる。
その結果、ビーム輝度の読みは、整列上の各位置に対しておこなわれることにな る(“位置°はミラー位置ぎめ指令のセットとして、電算機が既知である)。輝 度値整列が制御解析電算機によって実施される標準的解析は、小穴の新規最適既 知位置を発生するために一般的に実施される(次回、走賽プロファイルの最初の 段階を処理するのに使用するため)。この場合、実際に解析中の詳細な機能は関 係がない(第12図参照)。小穴の大きさより、ずっと精密な精度を得るため、 この計算された最適既知位置は、この方法によって非常に正確であることがわか る。適当数量の場所が見出され、記憶された場合、この制御システムは、これら に対し、または、ある中間の場所に対してビームを移動するために2軸線型の補 間をしてこれらの値を使用することができる。
第11B図は、ビーム移動方法と第10A図に関連して説明した方法を実施する 機能ブロック図である。ビームを移動するための最初の段階は、所望の場所に関 するXY走査ミラーのサーボ機構に対してビーム位置ぎめ情報を伝送することで ある。その後、サーボ機構(アナログ式またはディジタル式いずれでもよい)は 、新規場所にXY走査ミラーの位置を定めるため、ミラー駆動機に信号を伝送す る。XY走査ミラーのサーボ機構は、ミラー駆動機の実際の位置を計測し、実際 の位置と所望の位置とを比較し、適切に駆動信号を調節する。調節は、所望の場 所の規定値内で続行する。
第11C図は、ビームの輝度を読む方法とこの発明の好ましい実施態様の方法を 遂行するための機能ブロック図である。第1段階は、小穴を通過した光の総量を 光の量に比例する信号に変換することである。好ましい実施態様では、この工程 は、小穴とフィルターを通して入射する。光を計測する光ダイオードによって遂 行されている。
光ダイオードからの電流は、光ダイオードが受けた光の量に比例する信号を発生 する電流電圧増幅器に伝送される。計測では動的な広範囲を有している信号(こ れは輝度に比例する)の増幅は、漏洩するビームのふちに関して小さいが十分な 読みを得るために重要である。
次の段階は、この信号が数値解析用のディジタル形式に変換された後、受光量に 比例した信号を計測することである。
第12図は、その工程と解析を図示した機能ブロック図であり、この解析は、第 11A図で説明した方法と関連がある。本図に示すように、種々の工程と解析を メニューから選択することができるし、その中の最初の5つは、第11A図の走 査プロファイル・ルーチンに連絡する。最初の段階は、第11A図で説明した方 法によるビームの輝度プロフィルを走査することである。輝度プロフィルは、数 字またはグラフ形式で表示することができる。オプションとして、使用した小穴 の新規最適既知位置と同様に輝度プロファイルから倍率を計算することができる 。他の可能な工程は、ビーム輝度プロフィールに関連して発生したデータを経歴 ファイル表示のオプションと共に経歴ファイルに加えることである。その外に可 能な工程は、普通第二の別のセンサ(好ましい実施態様の場合は他のビーム・プ ロファイラ−・センサー)を走査するミラー位置ぎめシステムの変動情報を計算 し表示することであり、次にドリフトのオフセットとゲイン項目とを計算し表示 することである。ほかの工程は、プロファイルの輝度の集計と出力変換率を掛け ることも含んだビームの出力を計算し表示することである。
出力変換率は、例えば、既知出力のビームによるプロセスを利用して決定するこ ともできるし、較正流センサーの変換率と計算された出力を比較して必要なゲイ ン率をきめることによっても決定可能である。ほかの機能としては、焦点情報を 計算し表示することであり、それは、焦点情報を計算するのに使用する輝度デー タの特別変換を利用する可能なオプションによるものであり、また、光重合体の 硬化形跡の形状や大きさを予測するため既知の樹脂特性を使用することによるも のである。他の可能な機能としては、物体形成(部品を作ること)のために所望 の場所へビームを移動することであり、新規場所からセンサーまたは走査プロフ ィルに対して探索用のオプションによって試験等が実施される。有用な機能は、 渦巻状移動読取書式でセンサー小穴を探索することである。
これは、小穴の最適既知場所が正確でなければ必要であるが、整列が小穴の最適 既知場所を越えて追跡した場合は検出不可能である。次の段階は、試験または走 査プロファイルにより事実認定(小穴場所の)を確認することである。また別な 機能は、較正にビーム・プロファイラ−を使用することであり、それは、光重合 体の表面に相当する表面に対する較正図を得る間のドリフトの計測を含む。最後 の機能は、最適既知場所、計測率、樹脂特性等の変数を電算機に記憶する事であ る。
第13図は、この発明の好ましい実施態様によるレーザー・ビームの輝度プロフ ィルの見本チャートである。
その数値は、この発明の好ましい実施態様から計測されたビーム輝度に相当する 。数は、表示の読みを容易にするため整数に変換して示した。
この発明によって発生した輝度プロフィルは、ビーム出力を計算するのに使用す ることができるし、光重合体(UV光のビームにさらされることによって起る凝 固した光重合体)の硬化形跡の形状と大きさを予測するために使用される。以下 にその検討結果を説明するるビーム輝度は、ビームが小穴板上の整列の各々に向 けられた場合ビーム・プロファイリング装置で計測され、その方向は、一般に、 ビームの光学的通路に対してその表面は垂直となる。この表面のXとYの方向は 、−個またはそれ以上の走査ミラーが回転する場合、ビームによって得られるそ の方向に一致する。
XとYの整列座標はそれぞれ1からi a+ax、と1からj a+axである 。(一般に、i IIaxとj waxとはそれぞれ22と同じ)。
一般に、ビームは整列の中を、ビームがある点に残る最低の時間で移動する時間 内で、点から点に移るか移動する。点と点との間隔は、 S (mm)−走査ステップ/尺度率 [1]である。
走査ステップは、一般に4“ビット°で、尺度率は普通140ビツト/關である 。走査ミラーはそれぞれ40度の光学的ビーム回転で、65535 (64K) の異なる位置を得ることが出来る。これは、順番にXまたはY軸に沿う1ビツト が6.104X10’度の回転に相当することを意味する。ミラーから液体への 距離は約2フインチであるので、この角回転は2.875xlO−’インチまた はそれと同等の137ビツト/ +am即ち約140ビツト/龍の液体表面に置 換されたことに相当する。
整列の面積はビーム全体にわたる必要がある(ビームに関する最多情報を作成す ると同様に、全体のビーム計測はビーム出力校正用として必要である)、また、 所望のビーム・プロファイルを分解するのには十分な点の数が必要である。一般 に、この整列内の各点の間隔は、そのビーム幅の10分の1未満である。小穴の 直径は、この分解能限度よりも小さくすべきである。
“エレメントは、整列のある点(m、n)にビームを向けた時計測されたビーム の部分である。各エレメント(m、n)は輝度の読みI (m、n)をとる。m 、nの文字は、それぞれ、整列内のX、 Y方向の位置即ち点を意味する。第1 3図は、今検討した整列内の輝度の読みを示す。
ビーム出力は個別に計測され、出力校正係数には、次の方程式から導き出される 。
出力校正係数には、選択された小穴、計測システム、およびレーザー波長にのみ 適用される。個別出力の計測は、そのビームがビーム通路内の光学的表面の同じ 番号を横断したのちのビームについて実施しなければならない。また、これらの 計算は、遠因の光信号と増幅器のスケーリング補償を無視する仮定に立っている 。
エレメント(m、n)における出力/単位面積はつぎの式によって得られる。
輝度(エレメントm、nに於て) −Kx I (m、n)/S2 (ワット/at) [3]これは、ビームが固 定しているか移動しているかに関係なく、エレメント(m、n)の小さい面積に よって経験された瞬時輝度である。
ビームがY軸に沿って速度V (+■/5ee)で均一に移動し、次に各エレメ ントを通過するのにS/Vと同じ時間をとる時、エレメント(m、n)から単位 面積当り吸収された露光エネルギーは、 エレメントからの露光(m、n) −KxI (m、n)/S2) ・(S/V)(ジュール/aj) [4] これはビームの特定のエレメント(m、n)から単位面積当り吸収された露光エ ネルギーである。ビーム全体としての総露光(吸収されたビーム・エネルギー) は、上記で決めたように、エレメントの大きさに相当する面積を通過する。
XS/V)(ジュール/mIA) [5]物理的に言及すれば、この方程式は、 ビームが、上記でエレメントという用語を使用したビームの要素の大きさに相当 する面積にわたってY方向に横切る状態を示すものである。その面積は、X座標 mに相当するビームの要素によって横切られ、したがって、mにおける特定大き さのエレメントの面積が、0とj mawの間で変るnのようにすべてのビーム のエレメント(m、n)に対して露光される。
上記で説明した計算は、不連続なエレメントを前提としているが、一般的に完全 に使用できることは明白である。移動は便宜上Y軸に沿うと仮定している。他の 角度でも簡単にめることが可能であり、ビームが非対称であるならば必要である 。
変数SSおよびSPの場合の速度Vは次の通りである。
V−(SS/尺度係数)(SP/100,000)(+am/5ee)[6コ ここで SS−ステップの大きさくビット/ステップ)一般的に尺度係数は140ビツト /龍である。
SP/100,000−1秒当りのステップ段階(SP単位は10マイクロ秒と 同じ単位である)でなる。また IE6−1,000,000は、ジュール/關とジュール/ゴまたはマイクロジ ニール/−との間の変換係数である。
方程式5および6は、センサー、または、ビームがY方向に移動した場合、位置 mの小さな面積でZ−0によって表わされる液体(光重合体)表面に於ける総露 光(輝度出力即ちエネルギー)を計算するために組合わせて適用できる。すなわ ち、 (m、Z=O)における露光; KXSPX尺度係数×IE6 sXssXloo、000 最後に、液体に浸透するビームの吸収は、現在、Beerの法則に従って補正す ることができる。
E (m、Z)−E (m、o)X指数(−Z/7)[8] ここで、 ラムダは、浸透の深さである(R): E (m、o)は表面における露光の集計であり、E (m、z)は表面(關) より下の深さZにおける露光(m+m)である。
減衰は、吸収に関して非線形性または時間依存を有していないと仮定できるので 、 1 (Z)−1(Z−0)X指数(−Z/λ)により簡単に表わされる。
上述の吸収についての状況からの偏向を考慮し、前述の計算の適切な変更は可能 である。
光重合体は、もし露光が限界値Ecより大きい場合、膠化体(ゲル)状に硬化す ることが実験的に示されており、したがって、ある与えられたシステムに対する 硬化したプラスチックの形跡の形は、露出Ecを有する点の軌跡を計算すること により予測が可能である。Ecは、各光重合体について正確に、個別に計測する ことができる。“ゲル・ポイント″は、“硬化している”対“硬化していない” の境界のみを与え、Ec深さ境界以外の樹脂深さで露光(浸透深さに関する)の 勾配は無視する。
部品の強度は、より高い露光に関係あるものと思われ、従って吸収特性は最適( 最高)硬化勾配を与えるように選ぶべきである。また、勾配または浸透深さはZ 方向の最適有効分解を制限する。それは、露光の若干の変動(交叉線など)は回 避することが不可能であり、またこれが露出のこの変動に従って硬化深さを変化 させる結果となるからである。
あるX場所(m)に対する硬化深さZc (m)は次式により誘導される。
Zc (m)−λ×自然対数(E (m、Z−0)/Ec )[9] 十分な信頼性と正確性とをもって計測したビーム・プロファイルは、樹脂の化学 特性のみによってきまる硬化深さを予測するのに使用される。第14図、それぞ れXおよびY軸に沿った予測の二つの例を図示したものである。またプロファイ ル関数(m、Z)は、深さくおよび、適切な変更による“ビーム幅°と“最小表 面角”)の関数として自動的にトレース幅の予測が可能である。“バンジョー・ トップ°を形成し、そして計測することは即ち、硬化した光重合体の形状と大き さを直接決定するビームによって硬化された形跡のみがそのシステムの内部チニ ツに必要である。第15図はパンジヨウ・トップからのテスト・トレースを示す ものでこれは第14図と比較してみるべきものである。
予測した軌跡プロファイルを表示するため、硬化深さ対位置の縮尺図がビームに ついて作図される。ビームについての距離に対する縮尺率は容易であり、それは 、ビクセルまたはグラフィックス表示ブロックに対応し、寸法Sをつけて走査の 一行(または列など)に簡単に1個選択する。次に、深さの尺度は、eの係数に よって露光の各増加分に対してラムダ/Sピクセルである。ただ、任意の形状だ けは、方程式9の露光特性Ecまたは方程式7の同等係数に関係し深さがゼロで ある。表示される有効深さは、輝度計測システムの動的範囲、およびl(m、n )における切頭がノイズ・レベルに近いある適当な値よりも大きいかまたは等し いかによって決定される。
この発明の好ましい実施態様のソフトウェア・コード・リストは、関連する利用 のため、付録FおよびKとして添付する。
〔校正および正規化〕
上記で指摘したように、立体造形装置において、改良された精密性や正確性を得 るため活性媒体に関する反応手段の指示を校正する装置や方法を具備することは 望ましいことである。この発明の好ましい実施態様の較正手順は、実際のSLA についてCADスペース設計から図面の指示までの“マツプ”の作図が可能であ る。ある自動作図システムでは、校正手段の手順に従って修正する必要のある異 なる誤差の原因がいくつかある。このシステムは、共に近接した1対の走査ミラ ーを有し、もしミラー角に対しCADディメンジ冒ンの単純な作図が未修正であ れば結果として針山伏歪みとなる。これは、このシステムは、ミラーに最も近い 表面上の点からかなり遠い場所にある平らな表面を作るからで、角の同じ増加分 はその表面に累進的により大きな距離へ投影するであろう。これは、このシステ ムに顕著な歪みがあることを示し、その修正が計算できるように幾何学的に予測 が可能である。しかしながら、補正を要する多くのその他の誤差や歪みがあり、 それらの多くは容易には予測できない。
この発明の校正と正規化とは、広範囲の応用とシステムに利用され、指示された パターンを作業表面上に描くように走査システムに送られる指令にCAD場所の 変換が可能なように自動的に“参照用テーブル°を作る。
“正規化”の用語は、ある時点における一次元以上のものが修正されることを示 すのに使用することができ、一方、“修正”はあるシステムに対する単純な尺度 率を提供する言外の意味を有している。好ましい実施態様における装置は、単一 位置(ビーム・プロファイラ−)センサーを有し、このセンサーは作業面上の位 置の整列に対し自動的に移動し、次に、これらの位置の各々に到達するのに必要 な相当ミラー指令を記録する。その他の好ましい実施態様では、センサー穴の四 角整列がセンサーを停止させる必要がある場合利用される。またほかの好ましい 実施態様では、ただ1軸にそって移動する必要のある穴センサーの線形整列に対 しても使用される。
第16Aおよび16B図は、この発明の好ましい実施態様の四角較正板200を 図示したものである。紫外線不透明金属被覆の206は、厚さl/8インチから l/4インチまでの石英またはパイレックスの好ましい材料で作られた基板20 4の消散によりできる。好ましい実施態様では、穴202の49X49の整列が 174インチ間隔でUV不透明金属被覆206で食刻されている。各食刻された 穴の直径は、0.004インチ±0.0005インチであるが、これは、最良の 解決をするためには、その穴の直径がプレート上に投射されるビームの直径より も小さいということは非常に重要なことである。センサー(図示せず)は、較正 板が活性媒体表面の正確な場所にある様に使用された時、その板の下部に取付は 配置される。
この発明の好ましい実施態様に於ては、UV光を感知する光ダイオード208で 5X5即ち25の整列が校正板と共に使用される。
UV光は小穴の1個だけを通してプレートに入射し、また、プレート材料は入射 する光を拡散する傾向があるので小穴に入る光は、この好ましい実施態様では、 前述の25個のセンサーが小穴の整列49X49を十分にカバーするのに適当で あるような小穴の実際の場所の範囲を越えて水平に移動する。
代表的な校正手順は顧客にSLAを出荷する前に実施され、ミラー制御システム は、如何なる物理的外傷であろうとSLAの校正は不可能となるかも知れない。
校正手順を操作するには、操作データの中心軌跡から小穴の“最適場所”を得る ために同じビーム・プロファイラ一方法論を用いる。
新規の“最適場所°は、プレートの場合各小穴に対し、線形整列の場合は各小穴 の列に対し、またある予め設定された場所に位置するセンサーの場合は各々の予 め設定された場所に対してめられる。実線に使用している参照用テーブルをめる ために各小穴を走査することは、必ずしも必要とする事ではない。この発明の好 ましい実施態様では、ただ、40X40の小穴が配置され図示されている。幾何 学的歪みが小さく、またはあまり精密ではなく、またその他の歪み原因がある状 況においては、信頼し得る補間の修正が適切であり、より少ない小穴が図示する ことができる。XおよびYの場所に関連する線形補間は、記憶装置の中の参照用 テーブルに記憶された“最適場所”の間に入る点についてのミラー位置ぎめを決 定するのに使用される。適当数量の小穴は、これらの考慮により、また較正をす るために必要な時間から、また参照用テーブルを記憶するのに利用できるメモリ ー・システムからそれぞれ決定される。後述するドリフト修正装置およびその方 法は、より精密で目より正確な結果を得るために、較正と関連して任意にそして 好んで使用される。同様に、部品の製作中も同じドリフト修正方法とその装置が 正確性と精度を向上させるために使用される。
この発明の好ましい実施態様におけるその方法をつぎに簡単に説明する。
第1段階:取扱者は、校正板を液面が正常に一定している場所に位置付けられた そのセンサー穴と一緒にSLAビルディング・チャンバーに挿入し、リーディン グ・センサー1および2(ビーム・プロフィル・センサー116.および118 は固定)と校正プレート(“センサー3と思われる”)場所との間のおくれ時間 を指定する。
第2段階:最初の走査プロフィルが最終決定し、ミラー位置ぎめ情報に特有な表 現の見やすい座標を記憶するために再び位置を変える。
第3段階:もし先の座標にある中心センサー3が許容公差範囲内であれば、それ を決定と校正板を中心に置く。その中心プレートの座標は、ミラー位置ぎめ中心 座標と一致すべきである。この配置は、すべての方向のミラー移動と同様最大と なる。
第4段階:校正板のゲイン(センサー3)、そのプレートの中心穴を読むことに よって設定される。(それは第1図のビーム・プロフィルによって定義された発 見用センサー・アルゴニズムによってわかる)。
実際のビーム輝度は、中心穴にそのビームがあってもなくともリーディング・セ ンサーによって見出される。これは、センサー3の受ける周辺ノイズを減する。
ゲインの調整は、センサーの感度が最適になるまで取扱者によって調節される。
第5段階:校正板の境界はプレート穴からそのプレートの境界までビームを進め ることによって確立される。(1−西、2−北、3−南、4−東)。
A) 方向1に移動し、設定(ビット/穴、分離)値を動かすことによりその方 向に沿って穴を探す。ビットはミラー座標変更値と関連がある。
B) 境界の前の穴の既知番号が読まれた時、もう1回(ビット/穴、分離)動 作がおこなわれる。
C) もし読みがそこで穴を見出したならば、それは間違った穴を読んだので、 ゲインが不適当に設定されているか、または、探索が開始された中心穴の右の穴 であるかどちらかである。第3段階に戻る。
D) もし穴が検出されなければ、左と右の境界はその時確立された。・ E) ビームは中心の穴に戻り、A−Dの同じ方法で裏の境界を探索する。
F) 移動1および2を通して一旦すべての境界が決定したら、移動1. 2. 3.および4に対する穴の値は、ミラー・ビットのプレートを横切る“穴の概略 分離マツプを作成するのに利用される。移動4は、プレート穴(1,1)にビー ムが放置される。
第6段階:すべてのプレート穴の場所の急速探索。もし、穴を探すことが不可能 な場合、ビームは“穴の概略分離マツプ”よって決定されるように最も可能性の ある場所に残り、穴の場所の周辺の塵埃を調査するように取扱者を促す。待機の のち、穴を探し出すかまたは取扱者が中止するまで探し出しは続行される。もし 取扱者が希望すれば、ゲインはこの段階でリセット可能である。もしゲインを変 えたければ、取扱者は穴(1,,1)で急速探索を再開する。
第7段階:急速探索ですべてのプレート穴を探したのち、第1段階から必要な遅 れをもって最終探索が実施される。、また、急速および承終探索について、セン サー1および2の場所は、同じ場所へミラー・ビット移動の間隔(各行の終り) で実施される“ゲイン°と“オフセット”修正を決定するために見出される。こ れらの修正率は、決定したセンサー1および2の基準場所の単一組合わせに対し て正規化された方法で各校正場所を修正するために比例して適用される。
第8段階: 最終探索完了後、ゲイン、オフセット、輝度、および場所のすべて のデータが記憶される。
これで手順は完了する。
〔ドリフト修正〕
ドリフト修正は、1台またはそれ以上のビーム・プロファイラ−・センサー(こ こでは“センサー手段“と言った)の正規位置について周期的にチェックするこ とにより、ミラー位置ぎめシステムのインター・アリアのドリフトに対して補正 する手順である。単独センサーの明白な位置における変動の計測は、ミラー・シ ステムの“ゼロ設定′のドリフトの補正を考慮し、2個の別個センサーの場合は 、その外に、システム内にある他の方法で補正不可能なゲイン、および/または 、熱的またはその他の影響に起因するSLAの部品サイズについて他の方法で補 正不可能な変動についての修正を考慮する必要がある。他の誤差は、多数センサ ーを使用することによって修正が可能であるが、この発明の優先権を有する実施 態様における2台のビーム・プロフィラー・センサーの使用で十分と考えられる 。
この発明の好ましい実施態様では、校正操作を周期的に実施する。校正手順は、 多数の穴とセンサーを有するプレートがプレート上の決定した予定の場所に相当 するミラー位置設定のテーブルを、システム記憶内に発生するように使用される 。
校正を実施している間、システムは、2台のセンサーの明白な位置を周期的にチ ェックする。これらの計測地は、このドリフト値に対する校正計測値を修正する のに使用するので、値は、2台のセンサーの一対の明白な位置“標準“としてす べて正規化される。部品が形成されたのち、同じ2台のセンサーが再び周期的に 走査され、また、明白な位置は、ゼロ点と較正した時点の時間に関連するミラー ・システムのゲインの変動を修正するために使用可能である。この方法はミラー のドリフトに起因する誤差の90パーセンサを除去することが判明している。校 正手順は既に説明済である。
この発明の好ましい実施態様のドリフト補正方法および装置において、レーザー ・ビームがミラー位置ぎめシステムによってセンサーの方向に向けられた時に検 出可能な2台のビーム・プロファイラ−・センサーは、反応手段がこの媒質を凝 固するように衝突する凝固可能な作動媒質の指定表面に関して固定された予定位 置に固定して設置される。
レーザー・ビームは周期的にセンサー方向に向けられ、センサー位置出力手段は 、センサーの明白な位置の読出しを供給する。センサーの現在の明白な場所は、 記憶装置に記憶されている過去の明白なセンサー位置と比較され、差異はドリフ ト修正の必要性を示すものである。
例えば、単独の第1センサーのみを使用している場合、この第1センサーは、X −20、Y−20の過去の明白な位置とX−22、Y−22の現在の明白な位置 を有していれば、+2Xと+2Yのドリフトが発生し、ミラー・位置ぎめシステ ムは、ビームを所望の場所に指示するための適当な修正率を適用可能である。他 の例として、この第1センサーの外に第2センサーを使用した場合、第2センサ ーが、X−64000、Y−64000であることを校正で読み、また、X−6 4004、Y−64004を現在の明白な位置として得た。この場合、全体シス テム(対角線上に配置されている2個のセンサー)にわたる+2X、−2Xの線 形移動に加えて、第1センサーと第2センサーとの間の正規距離の+2X。
+IYのゲインまたはストレッチングがある。そしてわれわれは、第1センサー に関連する異なる場所に対して比例する異なるストレッチングを期待しまた修正 する。
修正にあたって、線形補間は、ドリフト誤差内のゲイン項を補正するミラー位置 ぎめシステムを支援するのに使用することができる。
立体造型を利用してより正確な部品製作を達成するため、特殊なコンピュータ・ ソフト・アルゴリズムを開発された。このアルゴリズムは、“ドリフト修正アル ゴリズム”として知られており、二つの部分を有するものと・ 考えられる。
第1部分は、ドリフト修正に使用する変数の値を決定するコードである。第2部 分は、ドリフト修正のこれらの変数の利用のためのコードである。
ドリフト修正変数は次の通り: * X軸ゲインは、われわれの例では、Drif’tGain Xと呼ぶ。
* X軸オフセット Drif’tOf’f’set X* X軸ゲイン Dr iftGain X* Y軸オフセット DriftOffset Y変数は、 修正率を計算するのに使用され、レーザー・ミラーのすべてのXSY座標位置に 適用される。この修正は、個別に各々の軸に適用され、ゲイン(乗数)とオフセ ット(加算)語を各軸に対してもっている。その書式はつぎの通りである。即ち 、 修正された軸の値−(ゲインX第1センサーからの所望軸距M)子弟1センサー のオフセットここで、ゲインおよびオフセット変数は、計測値を基本として修正 された実際光位置への理想的所望軸位置を作図する。
ドリフト修正変数は、ビーム・プログラム内で見出されたそれらのものと非常に 似ているビーム・プロファイリング・アルゴリズムの使用によって各層の始動時 に決まる。タンクの対称的角部に配置された2台のビーム・プロファイラ・セン サーの位置は、計測され、計算され、そして、ディスク・データ・ファイルに記 憶された理想的位置と比較される。これら2台のプロファイラ・センサー位置間 の差異は、ドリフト修正変数の値を決める。
走査分野の角部における2台のプロファイラ争センサーの配置は、XおよびY軸 の両方のいずれにも沿った基本線が、ゲインの変化を計測するために効果的にす る。
以下のパスカル関数は、ドリフト修正変数の値を計算するための見本である。” Ref″変数は、ディスク・データ・ファイルからの読まれた2台のビーム・プ ロファイラ−・センサーの基準位置である。−N o v−変数は、決定済の2 台のプロファイラ−・センサーの最新位置である。レーザー・走査システムの物 理的特性の動的変化のため、−N o w−変数に保持された位置は、理想的基 準位置と僅かに異なる。その目的は、近づくミラーの位置を調整するためにこれ らの位置相差を利用することである。
CorrectForDrif’t °゛−coIIlpute value  or drif’t eorrectlonvariables procetture ecorrectFOrDrlft;Var quotient: Float Type;egin DrirtGain X : −(Sensor2 NovX−8ensorl DriftOffset X : −8ensorl NowX ;Drif’ tGain Y : −(Sensor2 NowY−8ensorlDrif tOffset Y : −8ensorl NovY ;end ; 以下のパスカル手順は、一旦、ドリフト修正変数が決定されたドリフトに対して 、如何にして一対の座標を修正することができるかを示す。各軸に対する修正が 他と別になっていることに注意せよ。
DriftCorrect−−−correct coordinate pa ir for driftprocedure DriftCorrect(o ldX、oldY : FloatType : Var newX、 nev Y :PloatType ) ; eg1n nevX二=(oldX−8ensorlRefX)XDriftGain X +DriftOf’fsetX : new Y := (oldY−8ens orl RefY)XDriftGain Y+DriftOffsetY : end: Dr4ftCorrect手順は、図面ベクトルが3Dシステムのソフト・ウェ ア内に使用されているレーザー図面の高度に最適化された“フィーチャー″に変 換される前の各図面ベクトルの始めと終りを修正するために使用される。
2台のビームプロファイラの新しい位置が決定されてから、CrrectFor Drif’tは一層につきただ一回だけ使用される。
実際上、これらのルーチルは、異なる立体造形応用プログラムが使用できる特殊 記憶常駐ドライバー(STEREOとして知られている)内に配置される。
この応用プログラムは、プロファイラ場所を見出す責任があり、またこの情報を 特殊装置ドライバーに伝送する。
BU I LD 5TEREO 形成部品に使用される ドリフト修正がその中の応用プログラム;それ−一つで あるような職務には、プロファイラ位置 関する種々の立体造形を情報を各層に 送る。 達成するための記憶常駐ドライバー。
等価なドリフト修正手順は、SLAの校正中に校正点のすべてについて実施され る。この好ましい実施態様においては、ドリフトが予定された固定位置の各列の 走査の終りで決定され、修正は、その列の線形補間を通して適用される。補正の このようなルーチンの実質上のソフトウェア実現の方法は、通常の取扱者の能力 で充分であり、従ってここでこれ以上説明しないが、SLAの実際の実施態様に おけるドリフト修正用の現在のソフトウェアは、添付の付録FおよびKに含まれ ている。
この発明の特定の形式に関する前述の図解および説明から明白である通り、この 発明の精神と範囲に反することなく、種々に変更することができるものである。
従7て、添付した特許請求の範囲において限定した以外はこの発明に制約される ものではない。
付 録 A 1989 3Dシステムズ社 全所有権留保 S LA−1 BETA 5ITE 立体造形装置 この付属書についての機密の記号説明は削除されるべきものとみなす 3Dシステムズ社 12847 Arroyo StreetSplmar、 Ca1ifarni a 91342(818) 89g−1533−FAX(81g)381−54 841987年11月 3Dシステムズ社 目 次 節および項 表 題 頁 序 l 説明および操作 1.1 目的 1.2 説明 1、 2. 1 立体造形プロセス 1、 2. 2 立体造形装置 1、 2. 2. 1 電子キャビネット組立品1、 2. 2. 2 光学系 組立品 1、 2. 2. 3 チャンバー組立品■ 制御装置と指示器 ■ 操作説明 3.1 材料と装置 3.3 5LA−1部品のためのCAD設計3.3.I 5LA−1用CAD部 品の設計法3、 3. 2 部品設計のルール 3、 3. 3 SLA用サポート・ファイルの設計法3、 3.4 サポート 設計のルール 3.4 スライス操作 3、4. 1 ファイルのスライスの寸法3、4.2 スライスのルール 3、4. 3 ユーザー・インターフェイスの動かし方3.5 5LA−1の操 作 3、 5. 1 始動手順 3、 5. 2 スライスコンピュータからプロセスコンピュータへのファイル の移し方 3.5.3 クリティカル・ボリュームの挿入法3、 5.4 スライス・ファ イルの組合せ方3、 5. 5 部品を作成するための5LA−1の操作方法 3、 5. 5. I 5LA−1部品の組立のルール3、 5. 5. 2  部品制御ファイルの編集法3、 5. 5. 3 省略パラメータ・ファイルの 準備方法玉 5. 5.4 パートを起動する前の操作者のチェックリスト 3、 5. 5. 5 部品をつくるスーパバイザの動かし方3、 5. 5.  6 5LA−1部品の後処理3、 5. 5. 7 停止手順 3、 5. 5.8 作業曲線のつくり方と使い方■ 故障対策 ■ 操作者保守説明 5.1序 5.2 材料と装置 5.3 樹脂の洗浄と補充手順 5、 3. 1 小さな樹脂のかけらの掃除5、 3. 2 大きな樹脂のかけ らの掃除5、 3. 3 容器への補充 5.4 光学系掃除 5、4. 1 必要な装置 5、4. 2 光学系の注意と取扱い 5、4. 3 レーザー・ブルースタ窓5、4.4 レーザ共振器窓 5.4.590°回転鏡 5.4.6 ビーム拡大レンズ 5、4. 7 検流計駆動ダイナミックミラー5、4.8 レーザ室窓 5.5 交換手順 5、 5. 1 空気フィルタ交換 5、 5.2 チャンバー灯 5、 5. 3 制御盤灯 用語説明 説明図リスト 図 表 題 頁 11 立体造形の主な手順 12 立体造形装置の主要素 13 立体造形装置のブロック図 14 立体造形のソフトウェア図 15 制御盤スイッチと指示器 16 バートログの例 17 作業曲線の例 18 推薦する光学系洗浄技術 19 空気フィルタ交換 表のリスト 表 表 題 頁 1− I BetaS LA −1性能仕様4−1 故障対策手順 5−1 保守材料と装置 第1節 説明および一般的知識 1.1 目的 5LA−1立体造形装置は、CADシステムから直接、三次元の部品を作成する 。長さ、幅、高さがそれぞれ9インチまでの作成された物体は、光硬化性プラス チックで作成されている。それらは、種々の用途に広く利用することができ、例 えば、次のような分野で使用されている。
・ 工業でのエンジニアリング ・ 設計エンジニアリング ・ 建築設計 1.2 説明 1、2. 1 立体造形プロセス 立体造形は、レーザー・ビームを動かして、液状プラスチックの連続層を固化す ることによって部品を作成する三次元印刷プロセスである。本方法によれば、設 計者は、CADシステムでの設計ができ、精確なプラスチック・モデルを2.3 時間で作成することができる。立体造形プロセスは、第11図に示すように、次 の8段階から構成されている。
・ 固体モデル設計 ・ 立体造形用モデルの準備 ・ モデルの三角形への分割と転送用にデータの変形・ データφファイルの5 LA−1スライス・コンピュータへの転送 ・ 三角形ファイルの水平スライス ・ ベクトルの計算、ハツチングおよびぬりつぶし・ 物体の作成 ・ 後処理 1、 固体モデルは、立体造形プロセスとは特に関係なく、CADシステムで、 通常の方法で設計される。モデルのコピーが、立体造形処理用に作成される。
2、 立体造形のモデル準備には、最適方向の選択、サポートの追加、5LA− 1操作パラメータの選択がある。
最適の方向をとることによって、(1)物体の液排水を可能にし、(2)支持の ない表面の数が最少になり、(3)重要な表面を最適状態にし、(4)物体を樹 脂容器に適合させることができる。支持は、離れた断面を固定するためとその他 の目的のために追加しなければならない。支持のCADライブラリを本目的のた め準備することができる。5LA−1操作パラメータには、モデル寸法と層厚さ くスライス)の選択が含まれている。
3、 固体モデルの表面は、次いで三角形に分割される。
三角形は、ベクトル計算には、複雑さの最も少い多角形である。BetaS L  A −1の能力は、200,000個の三角形に近付いており、5LA−1の 生産に関して計画されたさらに改良された点がある。三角形の数が多い程、表面 の分解はより十分になり、したがって、CAD設計で形成される物体はより正確 になる。
4、 三角形の座標を表わすデータ点は、イーサネット通信で5LA−1に伝達 される。5LA−1のソフトウェアは、選択した層の厚さで、三角形断面を水平 に(X−Y面)スライスする。
5、5LA−1は次に、断面の境界、ハツチング、および水平面(表面)ベクト ルを計算する。ハツチベクトルは、境界ベクトルの間の、クロスハツチングから なる。数種のタイプがある。高速で画かれ、大きな重なりのある表面ベクトルは 、物体の水平表面の外側を形成する。上下の表面内の内部水平部分は、クロスハ ツチ・ベクトルによる以外はぬりつぶされない。
6、5LA−1は、光硬化性樹脂の表面を、ヘリウム、カドミウム・レーザーの 紫外線を動かし、それがあたった部分の液を固化させることによって一度に1つ の水平層の物体を形成する。樹脂に吸収されるので、レーザー光線は深く浸透せ ず、薄い層をつくることができる。各層は境界線、ハツチ、表面の順に画かれた ベクトルから成る。
7、 最初に画かれた層は、液面のすぐ下にある水平な台に付着する。この台は コンピュータ制御で台を降ろす昇降台に取り付けられている。1つの層を画いて から、台は数ミリメータ液の中に浸って、先に硬化した層を新しい液で覆う。つ いで、薄い液の層をのこして少しだけ上昇しこの薄い液の層から第2の層がつく られる。液面が平らになるように、しばらく休止した後、次の層が画かれる。樹 脂は付着性をもっているので、第2の層は、第1の層へしっかりくっつく。この プロセスが、すべての層が画かれ、三次元物体の全体が形成されるまで繰り返さ れる。通常、物体の下部の0.25インチ程度は、望みの部品がその上につくら れる支持構造である。光にあたらなかった樹脂は、容器の中に残って次の部品用 に使用される。材料の浪費は非常に少い。
8、 後処理では、余分の樹脂を除くために、作成された物体を熱し、紫外線ま たは加熱硬化をして重合を完全にし、支持を取り除く。さらにやすりでみがき、 実用モデルに組立てるなどの処理も追加して行われる。
1、 2. 2 立体造形装置 5LA−1はユーザーのCADシステムと直接接合する完備した装置である。5 LA−1は、第12a図〜第12c図に示すように、スライス・コンピュータ端 末装置、電子キャビネット組立品、光学系組立品、およびチャンバ組立品の4主 要要素グループから構成されている。
5LA−1のブロック図を第13図に示す。
1、 2. 2. 1 電子キャビネット組立品電子キャビネットには、プロセ ス・コンピュータ(ディスク駆動)、キーボード、モニター、電源、AC電力配 電盤、および制御盤がある。コンピュータ組立品には、端末装置の制御用プラグ イン回路盤、高速走査鏡および垂直(Z形の台)昇降機がある。レーザー用電源 、ダイナミックミラー、昇降機モータは、キャビネットの下部に取り付けられて いる。
制御盤には、電源投入スイッチ/表示器、チャンバー灯スイッチ/表示器、レー ザー投入表示器およびシャッター開表示器がある。故障診断およびレーザー性能 情報を含む操作と保守パラメータはモニターに表示される。
操作はキーボード、エントリで制御される。キーボードおよびディスク・ドライ ブのまわりの作業面は、掃除しやすく、且つ長期使用に耐えるようフォーマイカ でおおっである。
1、 2. 2. 2 光学系組立品 ヘリウム、カドミウム(HeCd)レーザーと光学系構成要素は、電子キャビネ ットとチャンバー組立品の上に取り付けられている。レーザーと光学系板は、そ れぞれのカバーをはずせば使いやすいようになっている。安全のために、カバー とめ具をはずすのに専用工具が必要で、カバーがはずされている時は、インター ロック・スイッチが生きている。インターロックは、どちらかのカバーがはずれ ている時、レーザー光線を遮るためにソレノイド制御のシャッターを作動させる 。
光学系組立品の洗浄用具一式とインターロック短絡用具が光学系カバーの下にあ る。洗浄用具は綿棒、専用の洗浄ガーゼ、光線回転鏡と光線拡大レンズ洗浄用材 料である。インターロック・短絡用具は、使用中にインターロックをころすため に使用される。これは、光学系およびレーザーのカバーがはずれた状態で、レー ザーの照射を必要とする、光学系の配列調整および実施操作を可能にする。
シャッター組立品、2個の90″光線回転鏡、光線拡大器、走査鏡組立品および 光学窓は光学板の上に取り付けられている。回転ソレノイド作動シャッターはレ ーザーの出口に取り付けられ、安全インターロックが開いている時、光線を遮る ために回転する。90°光線回転鏡はレーザー光線を次の光学系構成要素へ反射 する。光線拡大器はレーザー光線を拡大して液面に集中する。高速走査鏡はレー ザー光線が樹脂表面にベクトルを画くようにする。光学系の封入されたものと反 応室の間の水晶窓は、レーザー光線を反応室へ通すが、それ以外は、2つの部分 は隔離されている。
1、 2. 2. 3 チャンバー組立品チャンバー組立品には、環境制御され たチャンバーがあり、台、反応容器、昇降機および光線プロファイラを収納して いる。
物体がつくられた室は、操作者の安全を考え、一様な操作条件を確保するように 設計されている。室は約45℃(140丁)に熱してもよい。そして空気は循環 させ、濾過される。上からのランプが反応容器と作業面を照らす。ガラスのアク セスドア上のインターロックは開いているときにレーザー光線を遮るようにシャ ッターを作動させる。
反応容器はチャンバー・の中、昇降機および台が配列されている誘導装置上に設 置されている。
部品は垂直軸昇降機あるいはZ形の台に取り付けられた台の上に形成される。台 は樹脂容器の中に浸され、物体が形成されていく間に、下の方へ調節して動かさ れる。
形成された部品を取りはずすために、台は容器の上の位置まで上げられる。つい で、台は昇降機から取りはずされ、後処理のためにチャンバーから取り外される 。したたり落ちる樹脂を受けるために受け皿が準備されている。
光線プロファイラは、反応容器の一方の側でレーザーの焦点距離のところに取り 付けられている。走査鏡は、周期的に光線プロファイラ上へのレーザー光線に向 くように指令され、プロファイラは光線の強度プロファイルを測定する。そのデ ータは、強度の輪郭線のあるプロファイルまたは全体的な(積分された)光線強 度を表わす簡単な数として端末に表示される。この情報は、鏡を洗浄および心合 わせすべきか、レーザーを使用すべきか、望みの厚さと幅のベクトルを出すパラ メータ値などを決定するのに使用される。
1、 2. 3 ソフトウェア 5LA−1のソフトウェア図を第14図に示す。立体造形装置を制御するのに必 要なコンピュータは3つあり、それはCADシステム、スライスコンピュータお よびプロセスコンピュータである。どのCADシステムも三次元空間の部品を設 計するのに使用することができる。これは対称物のファイルと認められる。部品 をつくるためには、ゆがみを防ぐために支持を設けなければならない。
これは、CAD部品設計に必要な支持を加え、CAD支持ファイルをつくること によって実行される。結果としてCADでつくられた2個以上のファイルは、イ ーサネットを通してスライスコンピュータに物理的に挿入される。
立体造形装置は、一番下の層から始めて一度に1層の部品をつくる。スライスコ ンピュータは、CAD部品を個々の水平なスライスに分割する。スライスコンピ ュータは、また、どこにハツチベクトルができるかを計算する。これは各層がつ くられるとき最大強度になるように行われる。Beta 5iteaのスライス コンビ二一夕は、それ自身のキーボードとモニターをもった別個のコンピュータ である。生産モデルでは、スライスコンピュータは、5LA−1の電子キャビネ ットの中にあり、プロセスコンピュータとキーボードとモニターを共有すること が予想される。操作者は各スライスの厚さを変更することができ、ユーザー・イ ンターフェイス・プログラムと各スライスの他のパラメータを変えることができ る。スライスコンピュータは、ゼエックス機械語を使用しており、イーサネット ・データ・バスによって5LA−1プロセス・コンピュータに接続されている。
スライスされたファイルは、ついで、イーサネットを通してプロセス・コンピュ ータに転送される。プロセス・コンピュータは、スライスされた物体と支持ファ イルを層制御ファイルとベクトル・ファイルに併合する。操作者は、次に、層お よびパラメータφファイルにおいて立体造形装置を運転するのに必要な制御を挿 入する。
(ベクトル・ファイルは、いつもは編集されていない)。
操作者は、リベットを挿入することによって、部品の特定の容積を強くすること ができる。このことは、スライスされたファイルを組合せる前に、必要なパラメ ータをクリティカル・ボリューム・ファイルに挿入することによって行われる。
併合プログラムは、物体、支持、クリティカル・ボリューム・ファイルを総合し て、その結果のデータを層制御ファイルに挿入する。操作者は、層制御ファイル を編集することができ、省略パラメータ・ファイルを変更することができる。省 略パラメータ・ファイルは、部品を作る立体造形装置を操作するのに必要な制御 を吹くんでいる。プロセス・コンピュータは、MSDO8機械語を使用しており 、立体造形装置に直接接続されている。
1.3 性能仕様 ベータ5LA−1の性能仕様を、すばやく参照できるように、表1−1に示した 。
表1−1 ベータ5LA−1の性能仕様第3節操作説明 3.1序 本節には、モデル部品の設計と製作の全ての操作説明が含まれている。CADシ ステムによる部品と支持の設計、スライスコンピュータによる部品のスライス、 部品を作るための5LA−1装置の操作と制御の説明が含まれている。また、フ ァイル転送、クリティカル・ボリュームの挿入、スライスされたファイルの組合 せ、部品制御ファイルの編集、省略パラメータ・ファイルの準備、部品作成のス ーパバイザの実行、部品の後処理および作業曲線の使用についての説明も含まれ ている。
3.2 材料および装置 5LA−1装置の操作をよくする材料および装置を表3−1に示した。同等のも のを使用してもよい。
表3〜1 操作用の材料と装置 3.3 5LA−1部品層CAD設計 3.3.1 5LA−1用CAD部品設計法5LA−1装置で部品を作製する前 にCADシステムでまず設計しなければならない。このマニュアルでは、操作者 がCADシステムを使用して部品を設計する方法を知っているものとする。CA D設計を5LA−1装置に適合するようにするには、操作者は、物体ファイルと 支援ファイルなどの2つ以上のファイルをCADシステムに準備するのが普通で ある。物体ファイルは、単にCAD部品である。支援ファイルは、5LA−1装 置で部品を作っている間、その形を保つことができるように支持構造を加えるの に必要である。
3、 3.2 部品設計のルール 5LA−1装置用CAD設計を準備するには、操作者は、次のようにCAD物体 ファイルを変更しなければならない。
a、 壁厚さは、0. 020−0. 150inchとするのが理想的である 。
b、 CAD部品を下記の条件になるような方向に回転する。
1、 部品ができる時の気泡部分を最小にする。
2、 上向きのよい表面を利用する。
3、 下向きの表面をできるだけ見えないようにする。
4、 支持の設計を容易にし、最適とする。
5、 部品が作られるとき安定および強くする。
C1水平ギャップと穴がレーザ・1ine vidihにより望まれるより大き くなるように部品を設計する。
d、 すべての固体部品は完全に一つの容積を構成しなければならない。単一平 面ではクロスハツチのアルゴリズムを混乱させる。
3.3.3 5LA−1用支援フアイル設計法支持構造は、土台と柱とウェブで 構成され、それらは部品を適切に支持し、部品が5LA−1装置で作られている 間に曲がるのを防ぐ。支持は別の支援ファイルにおいてCADシステムで設計さ れなければならない。
3、 3.4 支持設計のルール 操作者は次のようにCAD支援ファイルを作らなければならない。
a、 昇降機パネルにのるCAD部品の底部に構造を設計する。この台には、少 くとも0. 651nchの長さく台の1/4inch穴の直径の2倍以上)数 本の水平な脚がなければならない。
b、 部品の外側に各角と交差するように支持を設計する。そこは大きな応力が 生ずる場所であるからである。
C0支持されていない下向きの境界が、先に作られた支持の上になるように支持 を配列する。
d、 最良の応力抵抗のため、最小距離を隔てて支持を配置する。
e、 強力な結合のため、少(とも二つの垂直な二層が部品の中に重なりをもつ よう設計する。
3.4 スライス操作 3、4. 1 ファイルのスライスの方法スライスコンピュータ(Wyse P C3116)は、ユーザーの制御の下で、物体と支援ファイルを個々のスライス に、自動的に分割する。ユーザーは各スライスの厚さを選択し、クロスハツチン グの形と方法を決定しなければならない。
3、4. 2 スライスのルール 操作者は、CAD物体と支援ファイルを次のようにスライスしなければならない 。
a、 上向きの表面は1次元(XまたはY)だけのもので、0.002inch のオフセットでなければならない。
露出面は低くなければならない。
b、クロスハツチは通常、部品の端にできるだけ垂直に近い状態でなければなら ない。部品の端に平行なりロスハツチは生産時間を増加し応力を増加する。
C1表面をつくらないで支援ファイルをスライスする。
3、4. 3 ユーザー・インターフェースの動かし方この手順はユーザー・イ ンターフェース・プログラムを使用してスライス・パラメータを挿入し、スライ ス・プログラムを動かすためにスライス・コンピュータを操作する方法を示す。
この手順は、CADファイルがスライス・コンピュータの中に設置されているも のと仮定している。ステップの荊の星印(*)は、これが、共通の午−ボードを 使用してスライス・コンピュータとプロセス・コンピュータとを操作している場 合に行われるためにだけ必要な任意のステップであることを示している。
a、ENTERを押す。−MAIN MENUが表示される。
*b、データ転送(スライス)を選択して、ENTERを押す。−データ転送メ ニューが表示される。
”c、置NET、端末ユーティリティを選択し、ENTERを押す。
d 、S promptが表示されたら、U I (user 1nterfa ce)とタイプして、ENTERを押す。−SL I CEUSERINTER FACEメニューが表示される。
e、 オプション1 (DATABASEファイル名)を選択する。
f 、Euter Data File Nal1e; promptが表示さ れたら、データ・ファイル名、つづいて、5tl(例えば−test。
stl )をタイプして。ENTERを押す。
g、Type File BinaryまたはASCI I (B、A) ;  ProIlptが表示されたら、b (bjnary)または(ASCII ) を適用としてタイプし′、ENTERを押す。
h、 オプション2 (scale )を選択する。
i 、Enter 5cale Value: promptが表示されたら、 5cale value per CAD cHmension unit)を タイプしてENTERを押す。(1000を選択した場合、1000.000が 値の列に挿入される。これは1つのCAD dimenslon unitの1 /1000である。)(例えばインチで設計された部品のCADの場合は、10 00の5caleは各スライス、単位を1rAil とする)j、 オプション 3 (Z spacing)を選択する。
k、Enter FixedまたはVarible spacing (F、  V。
またはQ) va!ue: promptが表示されたら、F (fixed  )をタイプし、ENTERを押す。次にスライス・スケール単位(オプション2 より)(例えば−20)で厚さをタイプし、ENTERを押す。(可変の厚さを 選択する場合は、ソフトウェア・マニュアルを参照)。
1、 オプション4 (X hatch spacing)を選択する。
m、Enter Hatch Spacing (hx) value: pr omptが表示されたら、スライス・スケール単位(例えば、200(5ハツチ /1nch)でX hatch spacingをタイプし、ENTERを押す 。
注 オプション6 (60/120度hatch spacing )を使用する場 合は、オプション5 (Y hatch spacing)は使用しない。
n、 オプション5 (Y hatch spacing)を選択する。
o、Enter Hatch Spacing (hy) value: pr omptが表示されたら、スライス・スケール単位(例えば、200)でY h atch spacingをタイプし、ENTERを押す。
p、 オプション6 (60/120度hatch spacing )を選択 する。
q、EnterHatchSpacing (60/120)value:pr omptが表示されたら、スライス・スケール単位(例えば、20)で60 /  120 hatch spacingをタイプし、ENTERを押す。
r、 オプション7 (X 5k4n flll for near flat surface )を選択する。
s 、Enter 5kin fill f’or near flat 5u rface(hf’x)Valuei proIptが表示されたら、X 5k un fill orfsetをスライス・スケール単位(例えば、2)でタイ プし、ENTERを押す。
t、オプション8 (Y 5kin fill ror near r!ats urrace )を選択する。
注 X 5kin f’illが使用される時は、Yは使用してはならない。逆もま た同じである。
u、Enter 5kin fill for near flat 5urf ’ace(hfy)Valuei : proraptが表示されたら、Y 5 kin flllをiilでタイプし、ENTERを押す。
■、 オプション9 (minia+um 5urf’ace Angle f orscanned racets)を選択する。
w、Enter a M1niua+ 5urfaace Ang!i pro mptが表示されたら、垂直からの望みの角(例えば、60)を度でタイプし、 ENTERを押す。
X、 オプション10 (Minium Hatch IntersectAn gle )を選択する。
y、Enter a Miniui 1ritersect Angli Va lue: Promptが表示れたら、Intesect Angleを度で( 例えば%20)タイプし、ENTERを押す。
2、 オプション11 (Sega+ent 0utput f’ile Na me)を選択する。
a a、Enter Segment File Name: proIIlp tが表示されたら、望みのoutput f’lle name、次いで、5l i(slice)(例えば、test、 sll )をタイプし、ENTERを 押す。
ab、すべてのスライス・パラメータが選択されてしまってから、S (Sav e)を選択し、ENTERを押す。
(これはパラメータを将来の使用と参考のためにセーブする) a c 、 ”Press(Enter) to Continue” pro mptが表示されたら、ENTERを押す。次に、d (DoSIice )を 選択しENTERを押す。
a d、5lice Version to use (Default XY ) ; prorAptが表示されたら、ENTERを押す。(プログラムは挿 入されたスライス・パラメータを使用して、ファイルをスライスする。) ae、スライスが完了したら、DATA TRANSFERMENUが表示され る。
a f 、 Q (Quit)とENTERを押す。(スライスされたファイル は、プロセス・コンピュータに転送される状態になっている。) 3.5 5LA−1の操作 3.5.1 始動手順 a 、 POWERONスイッチをONにする。(上> poνEROM表示灯 の点灯を確認する。
b、0VEN LIGTスイッチをONにする。(上) 0VENLIGHT表 示灯の点灯と反応室のオーバーヘッド灯の点灯を確認する。
注 5)ILITTEI? 0PEN#、及びLASE)i ON表示灯は操作中点 灯する。
5)IUTTER0PEN表示灯は、レーザーシャッターが開いている時、点灯 し、LASEI? ON表示灯は、レーザーが作動している時、点灯する。
C9プロセス・コンピュータが始動した時、M^1MMENUがモニタに表示さ れる。”Power on seguence ’を選択し、ENTERを押す 。
d、PO讐ER5EQUENCEメニユーが表示される。続いて、レーザー、鏡 および昇降機駆動機の電力を上げるためとレーザー・シャッターを開けるために 、ファンクション・キー1.2および3を押す。
e、レーザーの出力が安定して部品を作り始めるまで少くとも15分は待つ。他 の機能(ファイル準備、データ転送など)はレーザーの起動中に行える。
3、 5. 2 スライス・コンピュータからプロセスコンピュータへのファイ ルの移シ方 この手順は、スライスされた物体および支持ファイルを、5LA−1内でスライ ス・コンピュータからプロセスコンピュータ(Wyse PC28B )へ移す 方法を説明する。
a、 ENTERを押す、 MAIN NENDが表示される。
b、 オプション1 (Data Transrer )を選択する。
c 、 (data transfer ) promptが表示されたら、2 (F T P) (rtle transrer program )をタイプ し1ENTERを押す。
d、 (ftp ) promptが表示されたら、0PENをタイプし、EN TERを押す。
e、 (to) promptが表示されたら、スライス・コンピュータのアド レスをタイプし、ENTERを押す。
f 、Re11ote user proffiptを表示されたら、貴方の登 録簿の名前をタイプして、ENTERを押す。
g、Password promptが表示されたらあなたのpass−woe dをタイプして、ENTERを押す。
h、 (1’tp ) promptが表示されたら、GETをタイプし、EN TERを押す。
i 、 (remote−flle ) proIIlptが表示されたら、n ameofdisjred Nleと通常それに次いで。sit (例えば、t est、 sli )をタイプして、ENTERを押す。
j、 (local−fili test、sli in def’anet)  promptと表示されたら、ENTERを押す。(名前を変えたいとするの でなければ)、(FTPルーチンがファイルをプロセス・コンピュータに転送す る。
それは転送が完了する時にpromptする。
k、 FTPから出るには、(ftp ) promptが表示されたら、BY Eをタイプし、ENTERを押す。(スライスされたファ・rルは、5LA−1 プロセス・コンピュータに転送されている。) 1 、MAIN MENUは、転送が完了した後に表示される。
3、 5. 3 クリティカル・ボリュームの挿入法この手順は、クリティカル ・ボリュームのセットアツプの方法を示す。これらのクリティカル・ボリューム は、強度を増加するための、クロスハツチベクトルの上のレーザー光線の多重パ スであるリベットを挿入するため、あるいは、他の特別な処理のために使用する ことができる。(この手順は、CAD部品にクリティカル・ポリニームがない場 合は省略することができる。)a、 CADコンピュータ上で、部品のCAD表 示を呼び出す。
b、 長方形の固体の4つの底の角について、CAD空間でのx、y、z座標を 確認する。(クリティカル・ボリューム) C9プロセス・コンピュータで、オプション5(編集装置ファイル)を選択し、 ENTERを押す。
d、 新しいファイルをつくるオプションを選択する。
−Turbo Ba5icが表示される。
e、 矢印キーを使用してWriteを選択し、ENTERを押す。
f 、New Nall1e promptが表示されたら、クリティカル・ボ リュームの名についで、box (例えば、tast 、box )を入力し、 ENTERを押す。
g、 矢印キーを使用してEditを選択し、ENTERを押す。
h、C: Te5t Box enter:promptが表示されたら、下記 を挿入する。
<type>、<base>、<height>、< x 1 >。
<yl>、<x2>、<y2>、<x3>、<y3>。
<x4>、<y4> (必ず各項の間にコンマを入れること。適切な構文が重要 である。) ここで <1ype>は、囲まれた範囲内でのクロス・ハツチを固定するための“xv”  、またはクロス・ハツチを無視するだめの“XI”である。
<base>はスライス・スケールに相対するboxのbaseであり、< h eight >はboxの高さである。
<xl、yl>はboxの第1座標である。
< x 2. y 2 >は第2座標、<x3.y3>は第3座標、 <x4.y4>は第4座標である。
i、ESE (escaoe )キーを押す。
j、 矢印キーを使用してFi leを選択し、ENTERを押す。
k、 矢印キーを使用して5areを選択し、ENTERを押す。
1、 矢印キーを使用してQuitを選択し、ENTERを押す。(新しい<  patr> 、boxファイルがクリティカル・ボリュームを確認するためにつ くられている。)3、 5.4 スライス・ファイルの組合せ方この手順は、物 体と支援のファイルをベクトルと層制御ファイルに組合せる方法を示す。
a、 ENTERを押す。−NAIN MENUが表示される。
b、 オプション2 (MERGE )を選択し、ENTERを押す。
c 、5lice File Name promptが表示されたら、組合さ れるファイルの名前(名前の部分として、SLIが含まれる)をタイプし、EN TERを押す。(適合するならば、必ずクリティカル・ボリュームを含めること )d、0utput File Na1lle promptが表示されたら、 出力ファイルの望み名前をタイプして、ENTERを押す。
(xxx″endingは不用である)e、 ENTERを押し、プロセス・コ ンピュータがファイル(一度に1スライス)を組合せるのを待つ。(プログラム は、組合せが完了するとプロンプトする。)3、 5. 5 部品をつくるため の5LA−1の操作方法これらの手順は、反応容器の中で実際に部品をつくるた めのプロセス・コンビ二一夕の使用方法を示す。反応容器の準備、組合せベクト ルおよび制御ファイルの変更、省略パラメータの準備、部品製作(スーパバイザ )プログラムの活用が含まれている。
3、 5. 5. 1 5LA−1部品の組立ルール5LA−1を部品をつくる ように準備するために、操作者は操作者のチェックリストを実行し、層制御(、 L)ファイル(SUPER、PRM)を編集し、省略パラメータを準備し、スー パバイザ・プログラムを次のように作動させなければならない。
a、 第1支持層の速度を通常の層を画く速度の3倍遅い速度に設定する。この ことは第1層を昇降機の台にしっかり付着させることができるように充分硬化す る。
b、 進行中の部品に不必要な応力を与えないように浸す速度を遅くする。
C1次の場合は、さらに長く浸す。
16 こわれやすい層 2、 台に近い支持の最低の層 3、 大面積の層の後 4、 樹脂の大きな気泡部分のある範囲5、浅い浸漬深さの場合(薄い層厚さ) d、 単一バスを使用し、先に作られた層に0. 006〜0. 008inc hの過硬化を与える作業曲線からの露出速度を選ぶ。
e、 パートログ(第16図の例)の中の重要なパラメータとコメントを記録す る。(ユーザーは特別の要求に対して、顧客のパート・ログをつくることをすす める。)プリンタがあれば、重要パラメータは永久記録用にプリントする。
3.5. 5. 2 省略パラメータにファイルの準備方法この手順は、部品作 成アクセスを制御するための省略パラメータ(、PRM)を準備する方法を示す 。
a、 ENTERを押す。−MAIN MENUが表示される。
b、 オプション58編集システムファイル)を選択し、ENTERを押す。
c 、Load Pile Name Promptが表示されたら、ファイル 名(SUPER,PEMのみ挿入)を入力し、ENTERを押す。
d、 矢印をEdit 1bockまで移動し、ENTERを押す。
値を省略パラメータ(SUPER,PRM)ファイルに挿入することができる。
(コードの定義は、ソフトウェア中マニュアルを参照) e、 編集ファイルをやめるには、 1、Escキーを押す。
2、 矢印キーを使用して、Fi leを選択しENTERを押す。
3、 矢印キーを使用して5aveを選択し、ENTERを押す。
4、0キーを押す。−MAIN MENUが表示される。
3、 5. 5. 5 部品をつくるスーパバイザの動かし方ユニで準備作業は 全部完了した。この手順は実際に部品を作る方法を説明する。
a、プロセスコンピュータで、ENTERを押す。
−MAIN MENUが表示される。
b、 オプション4(スーパバイザ)を選択し、ENTERを押す。
c 、 Part Prefix promptが表示されたら、部品ファイル の名前をタイプして、ENTERを押す。これがレーザーに第1層のトレースを 開始させる。操作者用制御盤の5HUTTER0PENおよびLASERON表 示灯が点灯するのを確認する。
d、 第1層の形を監視する。
1、 部品が昇降機の台の中心にあるか?2、 第1層が台に固着するか? 3、 そうでない場合は、運転を中止して、問題点を修正する。
3、 5. 5. 6 5LA−1部品の後処理この手順は、容器から仕上った 部品を取り出し、液をきり、硬化および乾燥させて、支持を取り除(方法を示す 。
a、 容器から上げて予備的に液をきる。
1、 プロセス・コンピュータで、ENTERを押す。
−MAIN MENUが表示される。
2、ユーティリティー・メニューを選択し、ENTERを押す。
3 、 Z −stage Moverを選択し、ENTERを押す。
4、 非常にゆっくりと、矢印キー↑を利用して昇降機が反応容器の上端から5 11nchのところまで上昇させる。部品を急激に上げてはならない。さもない と、ゆがみが生じる可能性がある。
5、 余分の樹脂が部品からしたたり落ちるように約15分待つ。
b、部品と台の取りはずし 1、 吸収性の敷き物を専用の液ぬき皿に敷く。
2、 液ぬき皿を昇降機の台の下にすべり込ませ、容器の一方の側の棚上に置く 。
3、 キーボードの矢印キー↓を入れたり切ったりして、昇降機の台を吸収性敷 き物の上約1 / 41nchのところまでおろす。
4、 昇降機軸のノブの1個をCCWI回ひねる。これは昇降機軸の内側のねじ のついた棒を昇降機台の一方の側のねじ穴からゆるめ、部分的に台をゆるめる。
5、ステップ(d)を反対側の昇降機軸のノブについても行う。
6、 ステップ(d)および(e)を交互に行って、台が軸からはなれて、1. 1nch何分の1か落ちて吸収性敷き物の上にのるようにする。
7、 必要ならば、キーボードの矢印キー↑で昇降機軸を上昇させる。
8、 液ぬき皿、台および取り付けられている部品を容器室から取り除く。でき れば、硬化していない部品に横応力を与えないように台は水平に保っておく。
C0オーブン液抜き 1、 昇降機の台と部品をオーブンの中に入れる。
2、 温度を80℃〜90℃に設定して、1時間待つ。
3、 上向きおよび下向きの表面に付着している余分の液状樹脂を綿棒で注意し てふき取る。
d、 後硬化 1、 昇降機の台と部品を紫外線投光オーブンに入れる。
2、 部品に紫外線を乾燥し粘りがなくなるまであてる。
3、目の細い鋸を使用し、部品を台に取り付けている底部の支持を鋸で切ること によって、部品を昇降機の台からはずす。この手順の間、部品が応力や初期衝撃 をうけないように保護する。
4、 次に進む前に「鋸くず」や支持のかけらをすべて掃除する。
5、 部品をさかさまにして、(またはこれができなければ、部品を横にして) ステップ1および2を繰り返す。
e、 台の交換 1、 部品をはずした後にまだ昇降機の台に付着している乾燥した樹脂をかき落 す。台のねじ穴に#1〇−32のタップでねじを切る必要があるかもしれない。
2、 空の台を液抜き皿にのせる。
3、 液抜き皿を棚上の5LA−1容器室に入れ、容器の上にできるだけ中心に おく。
4、 キーボードの矢印キー↓を非常にゆっくりと入り切りして昇降機軸をねじ を切った棒が台に非常に接近するまで下げる。軸のねじを破壊するので、軸が台 または皿の方へ行かないようにする。
5、 皿と台を、台のねじ穴が、正確にねじ棒の下になるよう調節する。
6、 キーボードの矢印キー↓をゆっくりと入り切りして、ねじ棒が静かにねじ 穴に接触するようにする。
7、 昇降機軸のノブの1個をCEW?(前出)1回ねじる。これにより昇降機 軸内のねじ棒は回転し、盤のねじ穴とかみあう。
8、 反対側の昇降機軸のノブについても、ステップ7を繰返す。
9、 台が液抜き皿からはなれ、昇降機軸の底にしっかりと接触するまで、ステ ップ7と8を繰返す。
10、盤を軸に固定するために、昇降機軸のノブを備える。内部のねじ捧を折っ てしまうので締め過ぎないこと。
11、キーボードの矢印キー↑を入り切りして昇降機を上昇させる。
12、液抜き皿を取り除く。
f、 支持の取りはずしと仕上げ 1、 横切りベンチで支持を注意しながら切りはなす。
2、 適当なやすりで荒い表面を注意しながら滑らかにする。
3、 要求通りに表面を仕上げる。
3、 5. 5. 7 停止手順 a、 0VEN LIGHTスイッチをOFF (下)にする。0VEN LI GHT表示灯が消灯するのを確認する。
b、 POWERONスイッチをOFF (下)にする。
POWERONおよびその他の表示灯が消灯するのを確認する。
3、 5. 5.8 作業曲線の作り方と使い方液状プラスチックが固化されつ る程度は、次の3要因で決定される。すなわち、(1)使用される樹脂の種類、 (2)レーザーの出力、(3)レーザーの焦点整合の程度。操作者は、作業曲線 を作ることによって、これら3要因の変化を相殺するようにレーザーの作画速度 を調節することができる。したがって、新しい樹脂材料を使用する毎に新しい作 業曲線を準備しなければならない。そうしないと、パートログに示されているよ うにレーザー出力にかなりの損失を生ずる。作業曲線は、ステップの時間(レー ザー作画速度)や省略パラメータと層制御ファイルの中のステップの大きさを変 更するのに使用される。
a、 キーボードの矢印キー↓を入り切りして、昇降機の台を樹脂面の1inc h下まで下降させる。作業曲線を作るのに使用されるバンジョー・パートは樹脂 表面に自由に浮んで準備される。
b、プロセス・コンピュータで、ENTERを押す。
−MAIN MENUが表示される。
C1ユーティリティー・メニューを選択して、ENTERを押す。
d、Banjoを選択し、ENTERを押す。
メニューにしたがって使用される最大ステップ時間(S P)を入力する。5L A−1はbanjoを容器中に準備する。
e、banjo部品が完成した後、乾燥し硬化させる。
(3,5,5,6項) f、 顕微鏡を使用して各ストリングの水平幅を測定する。
g、banjo部品を横に切って顕微鏡を使用して各ストリングの厚さく深さ) を測定する。
h、 作業曲線上に(第17図の例)選ばれたステップ時間(例えば、40.8 0.160.320および640)で高さと幅をプロットする。最低のステップ 時間は最も薄いbanjo stringをつくり、最高のステップ時間は厚い banjo stringをつくる。
i、 他のbanjoは、作業曲線の範囲を拡げるために、異なったステップ時 間でつくることができる。
j、 両方の作業曲線を形成するために5個以上の点を結ぶ。
k、 作業曲線は、各スライスに対して、ステップ時間とステップの大きさを選 択するのに使用することができる。
1、 選択したステップ時間とステップの大きさを省略パラメータ・ファイルに 挿入する。
(3,5,5,2項) 用 語 集 次の用語が立体造形プロセスで使用されている。
・60/120アングル・ハツチ 標準のXおよびYハツチングを補足するクロスハツチ型の1種。
・バングg(banjo ) 部品の作成と測定の時、作業曲線用にライン高さおよびライン幅のデータを与え る部品。
・BASES (支持) 実際の部品が作成されている時に、構造支持を提供するCADによってできた構 造。(Websを参照)・ビーム・プロファイル レーザー光線エネルギの空間的分布 ・境界 部品のスライスされた層の壁を定義するベクトルのブロック。
’ CA D Computer aided desing 、コンピュータ 援用設計 ・DENTERING 自動的に部品を空間の中心に位置させるスライス・ルーチン。これは、ただ1つ のスライス・ファイルで部品が定義される場合にだけ行われる。ソフトウェア・ マニュアル参照。
・CLIFF BASICプログラムで主に使用されるソフトウェア・プログラム。データを5 TEREOに転送することによりDOSシェルからの直接の指令を使用して鏡を 動かすのにも使用できる。
・クリティカル・エリア 組合せの前にテキスト・ファイル中で定義された座標をもつ部品内のエリア。こ のエリアはリベツティングなどの特別の属性をもつことができる。ソフトウェア ・マニュアル参照。
・クロスハツチ 壁に対する構造的完全さを与える一般的内部ベクトル・タイプ。使用されるパタ ーンはスライスの間に決められる。ソフトウェア・マニュアル参照。
・ CURL 部品の不正確の原因になる部品作成中に時々遭遇する影響。
・浸漬加速 昇降機の浸漬速度を決める部品作成変数。必要であれば、層毎に変更することが できる。
・浸漬遅延 浸漬ルーチンの開始と次の層計算(およびレーザーの動き)の間の遅延を決める 部品作成変数。層毎に変更することができる。
・浸漬深さ 浸漬中に昇降機が下方に移動する距離を決める部品作成変数。
・浸漬速度 昇降機の最大速度を決める部品作成変数。
・作画速度 レーザーの作画速度は、スーパバイザの変数ステップ時間とステップの大きさに よって決められる。これは、レーザーの厚さ、樹脂の種類、レーザーの出力によ って変化する。使用される作画速度は、作業曲線の使用によってきまるのが典型 的である。
・動的鏡 検流計ベクトル走査鏡で、5LA−1のソフトウェアで制御されている。レーザ ー光線の動きはこれらの鏡の回転によってきまる。
・昇降機 垂直に動く装置で、昇降機の台や部品がこれに取り付ファイル転送ソフトウェア ・システム。大容量ファイルの移動を容易にする。
・フットプリント(足跡) 昇降機の台に直接付着している支持の底部。
・素地部品(グリーン部品) 最終的に後硬化されていないレーザー硬化部品。
・ハツチ・スペース スライス中に決まるクロスハツチングの間隔HeCd ヘリウム・カドミウム ・Lファイル @erge geneated制御ファイルで、すべての層毎のベクトル・ブロ ック識別情報を含んでいる。個々の層パラメータはLファイルの中で変更できる 。
・LASER レーザー制御装置のソフトウェア。液状の光重合体を重合させるのに必要な光エ ネルギを与える装置でもある。
・層厚さ 1uyer to 1ayerの浸漬距離である。部品全体に対して1つの値で あるか、または、部品を通して何回も変更される。(可変の層厚さ参照)。
・平坦化 樹脂が浸漬によって分布された後、平坦な表面に落ちつく時間と温度によって決 まるプロセス、平坦化する時間は、浸漬遅延変数によって決まる。
・ライン高さ レーザーで硬化したプラスチック・ラインの垂直厚さ。
作画速度とレーザー出力/焦点距離によって変化する。
・ライン幅 レーザーで硬化したプラスチック・ラインの幅。作画速度とレーザー出力/焦点 距離によって変化する。
・組合せ 部品用の個々のスライスされたファイルをとり、それらを組合せるソフトウェア ・プログラム。スーパバイザが部品を作るのに使用するしおよびVファイルをつ くる。
最小交差角で、スライス中に層の境界に平行なハツチ・ベクトルを削除するのに 使用される。ソフトウェア・マニュアル参照。
・モジュラス 全体のしん性を決める、材料の物理的特性。
争モノマー 化学上の種類で、一般に小さい分子量をもち、重合体をつくるための成形ブロッ クとして使用される。
・MSA 最小表面角でスライス中に使用される。ソフトウェア・マニュアル参照。
・MS HA 鉱山安全および健康局 ・N I O5H 国家職業安全および健康協会 ・PHIGSフォーマット 三角形を使ってCAD表面を定義するソフトウェア・プログラム。
・光重合開始剤 レーザー・エネルギを化学エネルギに変換して、重合プロセスを開始させる薬剤 。
・光重合体 エネルギ源として光を使って作られる重合体。
・後硬化 素地部品を硬化するのに使用されるプロセス。後硬化は、紫外線または熱によっ て行うことができる。
・ポット寿命 1ボツトの化学薬品の予想有効寿命で、薬品の安全性その他の要因によって決ま る。
・1次基 レーザー光線が重合開始剤に吸収された時に形成される初期の基の種類。1次基 が重合プロセスを開始させる。
・ラジアル−クロスハツチ クロスハツチの特殊なタイプで、一般に最上の全体強度と支持を与える。(クロ スフ1ツチ参照)・ラジオメーター レーザー出力の測定をする装置 ・樹脂 液状光重合体 ・RI VET 部品作成プロセスであって、ひずみに関係した誤りが起りがちの重要な場所に使 用することができる。
・目盛係数 XY窓空間大きくしたり、小さくしたりするのに使用できるスーパバイザの変数 。垂直方向の寸法には影響しない。
・敏感性 ある個人が一定の薬品に繰返し皮膚を接触させると生ずるアレルギー反応。
・皮膜(表面ぬり) 部品の水平(平坦)または水平(平坦)に近い部分のstereolichog raphy Apparatus立体造形装置・スライス(SLICE) CADで設計した三次元の部品を、一連の二次元の層(薄片5eices)に変 換するソフトウェア。
・SMALLEY CADで設計された応力除去(緩和)された構造。
・ステップ時間 レーザー作画速度を決めるのに役立つスーパバイザの変数。ステップ時間を増加 すれば、速度は遅くなる。
(プラスチック・ラインの高さと幅が大きくなる。)・ステレオ(STEREO ) レーザー制御装置ソフトウェアのメモリ常駐部分。
・STLファイル(STL F I LE)スライス用入力として使用されるP HI GSフォーマットCADファイル。
一スーパバイザ(SUPERVI 5OR)部品作成中に鏡を動かしたり、Z− ステージを上下に動かしたりするための変数やデータの経過を管理するソフトウ ェア。
・引張強さ 材料を引き伸ばすのに必要なエネルギを規定する材料の特性 ・TRAPPED VOLUME(気泡部分)浸漬中に樹脂が流れ落ちない部品 の部分。
Φユーザー拳インターフェース スライス・プログラムを制御し、実行するのに使用されるメニュー・駆動ソフト ウェア。
―、■ファイル すべての層毎にベクトル情報を含んでいるmergegenereted fi le、ソフトウェア・マニュアル参照。
・可変層厚さ 強さまたは精度を改善するために、異なった浸漬深さや層厚さを使うことを可能 にするプロセス・トウール(手段)。スライス内で制御される。
・ウェブ CAD設計者によって設計された一種の支持構造で、必要に応じて強度を増した り、支持を追加したりすることができる。
・作業曲線 バンジョートップで与えられたライン高さおよびライン幅のデータを線状に画い たもの。レーザー出力とともに、作画速度情報を得るのに使用される。
付録 B SLA−1ソフトウエア取扱説明書 ベータリリース、第−稿 1987年10月 5LA−1ソフトウエア取扱説明書 ベータリリース、第−稿 1987年lO月 目 次 1.0はじめに ■、1システムの概要 1.2主な部品製作装置 1.3ユーテイリテイー 2.0始動 2.1スライスコンピユータの始動 2.1.1ユーザアカウントの作成 2.1.1デイスク使用の維持 2.2プロセスコンピユータの始動 2.2.1デイスク使用の維持 3.05LICEおよびUl (ユーザインタフェース)3.3 5LICEブ ロツク 3.4 5LICEのコマンド行パラメータ3.5 5LICEユーザインタフ エースプログラム3.5.l Ulの概要 3.5.2 旧メインコマンドメニュー3.5.3 Ulオルターオプションメ ニュー3.5.4 引エクストラパラメータ画面4.0パーザ 4、I PTPT (ファイル転送プログラム)4.2パーザの操作 4.3パーザのオプション 4.4重要領域 5.0スーパバイザ 5.1ス一パバイザ実行前の手順 5.1.1ステツプピリオドの指定 5.1.2スーパバイザのデフオールドパラメータファイルの編集 5.1.3層制御ファイルの編集 5.2スーパバイザの操作 5.3スーパバイザのオプション 5.4スーパバイザのキーボードコマンド5.5リベツトの使用 6.0その他のプログラム B、I FRONT (レーザコントローラの単純なフロントエンド) 6.2 CLIFF (ファイルからのレーザ装置制御)8.35TEREO( 立体造形デバイスドライバ)6.3.l 5TEREOコマンドセツト6.3. 25TEIiEOオプシヨン 7.0フアイルフオーマツト 7.1 5LICEの入力ファイル(*、STL )のフォーマット7.2 5 LICEの出力ファイル(*、SLI )のフォーマット7.3パーザの出力フ ァイル(本、Pおよび*几)のフォーマット 7.4重要領域ファイル(*、BOX )のフォーマット7.5スーパバイザデ フオールドパラメータフアイル(SUPER,PRM )のフォーマット7.6 5TEl?EO,DEPドライバデフオールドファイルのフォー7.75TER EO,GEO幾何学的補正ファイルのフォーマット付録A−8LA−1ソフトウ ェアシステムチャート付録B −5TEREOコマンドセツト付録C−立体造形 ソフトウエア用語集 付録り一エディタコマンド 1.0はじめに 立体造形の世界にようこそ。この取扱説明書は、すでに立体造形がどういうもの であるか承知しておられ、5LA−1装置もご覧になっている方を対象に、SL A装置を作動させるソフトウェアを理解していただくことを目的としています。
まずはじめに、立体造形プロセスの概要を簡単に見ておきます。立体部品は、C ADシステムで設計された後、スライスコンピュータに転送され、そこで一連の 二次元層に変換されます。この二次元化された部品は、スライスコンピュータか ら、SLA装置内のプロセスコンビ二一夕に送られます。このコンピュータの目 的は、実際に部品を製作することです。
この取扱説明書は、以上の立体造形プロセスに従っています。はじめに、重要な ソフトウェアプログラムすべてについて簡単な説明を行います。その後、スライ スコンピュータの動作、プロセスコンピュータの動作、それらのコンピュータへ のファイルの転送方法について説明します。
1.1システムの概要 ここで“システム°とは、立体造形ソフトウェアシステムを意味します。それは 一つの体系となっています。
2つのオペレーティングシステム(MS−DO8およびXENIX )と、それ ぞれが立体造形プロセスのいずれかの局面にとって重要な10以上のプログラム を含んでいます。最後に、9レベルのソフトウェアがあるとみなしています。各 レベルは、独自のタスクを引き受けているブラックボックスと考えられます。
レベル8 三次元部品CAD設計 レベル7 三次元ファイルをスライスコンピュータに転送 レベル6 三次元部品を二次元層にスライスレベル5 二次元ファイルをプロセ スコンピュータに転送 レベル4 スライスドファイルを結合 レベル3 部品製作スーパバイザ レベル2 レーザデバイスドライバ レベルl 低レベルレーザコントローラこれらのサービスを行う責任は、ユーザ がCAD作業ですでに使用しているコンピュータ、当社の80386ベースのス ライスコンピュータ、および8021!6ベースの部品製作コンピュータの3台 のコンピュータにわたっています。
ユーザのCADシステムコンピュータ レベル8 三次元部品CAD設計 スライスコンピュータ レベル7 三次元ファイルをスライスコンピュータに転送 レベル6 三次元部品を二次元層にスライスプロセスコンピュータ レベル5 二次元ファイルをプロセスコンピュータに転送 レベル4 スライスドファイルを結合 レベル3 部品製作スーパバイザ レベル2 レーザデバイスドライバ レベルl 低レベルレーザコントローラ1.2主な部品製作構成要素 スライスコンピュータ 80388ベースのスライスコンピュータは、多数のユーザが同時にサインオン し、CADファイルを転送し、スライシングを行うことができる、フルポア・マ ルチタスキングO8であるXENIXを含んでいます。このコンビ二一夕では、 いくつかのシステム管理プログラムおよび立体造形ソフトウェアを使用します。
スライスコンビエータは、スライスプログラム(SLICE )および便利なユ ーザインタフェースプログラム(Ul)を含んでいます。5LICEは、三次元 データベースを受け取り、それを部品製作用に適した二次元データベースに変換 するプログラムです。5LICEは、プログラムの動作方法が(あまりわかりや すいといえない) UNIX思想に従っているので、SL I CEに対する便 利なメニュ一方式のフロントエンドであるUlが開発されました。
Ulは、5LICEに知らせて、Ulを介して5LICEに実行させたいパラメ ータを入力するために使用します。一般に、何らかのディスクまたはシステムの 保守を行う必要がない限り、サインオフするまでUlを出る必要はありません。
スライスコンピュータ レベル7 三次元ファイルをスライスコンピュータに転送 レベル6 三次元部品を二次元層にスライス−Ul ユーザインタフェースプロ グラム−3LICE部品スライシングプログラムプロセスコンピュータ プロセスコンピュータには多数のプログラムがあります。DO8から各プログラ ムを呼び出す方法を説明する代わりに、それに代わって使用できるメニュープロ グラムを開発しました。このメニュープログラムは、主な部品製作プログラム、 ユーティリティプログラムのそれぞれに導き、いくつかのディスク管理機能を提 供します。
SLA装置のオペレータは、スライスコンピュータを接続し、次に製作したい部 品の二次元データベースを引き出します。これは、イーサネットソフトウェアプ ログラムである置NETおよびFTPによって実行されます。
置NETは、スライスコンピュータにサインインし、ユーザインタフェースプロ グラムを実行できるように、一時的にプロセスコンピュータをコンピュータ端末 にします。
その後、FTPを使用して二次元データベースファイル(以下、これをスライス ドファイルと呼びます)をプロセスコンピュータに転送することができます。
1つのスライスドファイルがプロセスコンピュータに入ると、部品のベースを含 むファイルなどの他のスライスドファイルと結合される必要がある場合もありま す。
パーザであるPAR9Eがこのジョブを行い、これはまた、部品製作プロセスを 微調整するために編集することができる特殊な層制御ファイルを作成します。
パーザの実行後、部品製作に責任を持つ唯一のプログラムである、スーパバイザ 、5UPERに進みます。スーパバイザは、レーザビームおよび2ステージエレ ベータの動き、各層についてのディピングおよびポーリングを制御します。
実際上、スーパバイザのジョブは、いくつかのより高度なメモリ常駐ソフトウェ アにレーザ移動情報を“詰めていく°ことです。スーパバイザは、当社が作成し た、ドローの特殊方法などのSLAの特殊事項や、レーザビームに樹脂タンクの 表面に線状に作図させる幾何学的補正を理解している、特殊な立体造形デバイス ドライバである5TEREOにトークを行います。次に、5TEREOは、低レ ベルレーザコントローラであるLASERにトークを行います。
このプログラムは、絶えず実行し、レーザビームを1ステップ分ずつ移動させま す。
少し詳しく説明しすぎたかもしれませんが、このシステムについて十分に理解し ていただきたいと思います。
デバイスドライバ5TEREOは、所与の層でのレーザの動き方を制御する一連 のコマンドを持っています。部品製作プロセス中に、ある点でレーザに異なった 振る舞いを行わせたいような場合のために、スーパバイザには、一定のファイル に置かれであるコマンドを5TEREOに渡す能力を持たせてあります。
多数の異なるプログラムによって使用できるドライバである、共通デバイスドラ イバのコマンドを習得していただきたいと思います。5TEREOのコマンドを 習得すれば、他のプログラムに容易に適応できるでしょう。
プロセスコンピュータ レベル5 二次元ファイルをプロセスコンピュータに転送 −置NET 端末エミュレーションプログラム−PTP ファイル転送ユーティ リティレベル4 スライスドファイルをバーズ−PAR3E パーザ レベル3 部品製作スーパバイザ ー 5UPERスーパバイザ レベル2 レーザデバイスドライバ ー 5TEREOシステム資源 IJユーティリティ 主要構成要素のほかに、部品製作プロセスを助ける様々なユーティリティプログ ラムがあります。パワーオン/オフシーケンサ(POWER)は、適切な指示に よってSLA装置の各種要素の電源の大切を安全に行うことができます。
キャリブレータ(CALIB )は、SLA装置を幾何学的に補正させるために 樹脂タンクの液面(“フィールド”)を校正するためにまれに実行されます。こ のプログラムを使用するには、特別な機器が必要です。
プロファイラ(PROFILE )は、レーザビームを分析するもので、恐らく  1日に1回程度の頻度で実行されます。
ビームの正確な形状および強度について監視します。分析結果は、他のプログラ ムが読み出すことができる特別なファイルに保存されます。
そうしたプログラムの一つがゲットステップピリオド(GETSP )です。こ のプログラムによって、容易にPROFILEのデータを読み出し、特定の部品 を製作するためのステップピリオド(レーザの速度)を決定することができます 。このプログラムは、各種材料の作業曲線を覚え、行おうとする部品製作プロセ スの適切なステップピリオドを選択します。
ZSATGEは、部品が製作される垂直エレベータであるZステージを制御しま す。部品を製作する直前にエレベータを設定するために使用されます。また、部 品を樹脂タンクから取り出す際にも使用されます。
ユーティリティプログラム POWER−パワーオン/オフシーケンサCALIB −フィールドキャリブレ ータPI?0FILE−ビームプロファイラGETSP −ゲットステップピリ オドZSATGE −Z ステージコントローラ2.0始動 この章では、スライスコンピュータおよびプロセスコンピュータが据付は説明書 に従って設置され、それぞれの正しい動作が確認されているものとします。従っ て、それ以降、部品製作プロセスのためにこれらの2台のコンピュータの始動に ついて説明します。
2.1スライスコンピユータの始動 スライシングを行うオペレータは、スライスコンピュータに自己のXENIXア カウントを設けなければなりません。アカウントが開設されると、〔ファイル〕 オーナはサインオンできます。
3.05LICEおよび引(ユーザインタフェース)SLICEおよびUlプロ グラムを使用する場合、スライスコンピュータに、そのキーボードから直接に、 または、イーサネット通信リンクによってプロセスコンピュータからサインオン できます。イーサネット置NET端末プログラムの使用方法は3.1に説明しま す。
サインインされると、5LICEに実行させたいことを伝えるのに2通りの方法 があります。一つは、1行ですべてのオプションを指定しなければならないXE NIXオペレーティングシステムから直接作業します。もう一方は、メニューセ ットを通じてオプションを指定できる、5LICEユーザインタフエースプログ ラムのUlを使用することである。両方法については後に説明します。はとんど の場合、引の使用が好まれているようです。
3.3 5LICEブロツク 5LICEは三次元物体データベースを受け取り、小平面を、平面、近事面、走 査として分類します。SL I CEが二次元出力を生成することになると、層 ベクトルを各種のブロックに組織します。
5LICEブロツク識別子は以下の二一モニックの規則に従っています。必ずし もすべての組合せが有効ではありません。
L(層) 十 B (境界線) F(平坦) + U (上向き外皮)+H(/\ラッチNF(近平坦)+ D  (下向き外皮) 十 F (充填)新しいブロック 二一モニツク 名称 LB 層境界線 LH層ハツチ pup 平坦上向き外皮充填 NFUB 近平坦上向き外皮境界線 NPUP 近平坦上向き外皮充填 PDF 平坦下向き外皮充填 NFDB 近平坦下向き外皮境界線 NFDH近平坦下向き外皮ノ\ツチ NFDF 近平坦下向き外皮充填 上記のリストは、5LICEがデータを出力する順序とは異なる三角形形式の順 序の種類で示しています。5LICEは、製作する部品を以下のように出力しま す。
・境界線 ψハツチ ・下向きの充填 ・上向きの充填 5LICEは以下の順序でブロックを出力します。
1、 L 層識別子、ベクトルなし 2、 LB 層境界線 3、 LH層ハツチ 4、 NFDB 近平坦下向き外皮境界線5、 NFDH近平坦下向き外皮ノ1 ツチ8、 NFUB 近平坦上向き外皮境界線7、 FDP 平坦下向き外皮充 填 8、 NPDF 近平坦下向き外皮充填9、 NFUF 近平坦上向き外皮充填 10、 FUF 平坦上向き外皮充填 ブロックしは実際にはありません。これは、内部2層数に続くもので、以前のZ ブロックと同様のものです。
しかし、当該の層についての完全な境界線を持っていた以前の2とは異なり、L にはベクトルがまったくありません。
3.4 5LICEのコマンド行パラメータ5LICEをハードによって起動さ せるには、以下の書式でXENIXコマンド行を入力します。
5LICE <入力ファイルくオプション〉ここで、5LICEは現在の5LI CEプログラム(−5lice20b’など) 入力ファイルはSTL入カフカファイル名。
くオプション〉は、以下の5LICEプログラムオプシヨンの組合せを表します 。
一5cale く5cale value〉入力ファイル座標のスケールを与え るために用いられる実数スケール値を指定するために使用します。デフオールド のスケール値はlです。
−sf csegment output file〉2平面の交点セグメント の出力ファイルを指定するために使用します。デフオールドはセグメント出力フ ァイルを生成しません。
−ZS <Z 5pac’+ng value)出力断面の一定の2スペーシン グを示すために使用します。
−hy くhatch spacing value〉y軸に平行なハツチ線の 間隔を設定するために使用します。
−hx (hatch spacing value〉X軸に平行なハツチ線の 間隔を設定するために使用します。
−ha chatch spacing value〉60°角のハツチ線の間 隔を設定するために使用します。
−hfy <hatch spacing value>平坦面のy軸に平行な ハツチ線の間隔を設定します。
−hfx くhatch spacing value>平坦面のX軸に平行な ハツチ線の間隔を設定します。
−zsr<Z spacing control rile〉可変Zスペーシン グを内容とするファイルを指定するために使用します。
−Cセンタリング 物体の座標を32768,32788を中心にします。
−ロSCセクションコードなし 出力ファイルのセクションコードを抑制します。
−II+sa 最小表面角 走査小平面の最小表面角度を指示します。有効値は0〜90°です。
一1a 最小交角 ハツチ線の最小交角を指示します。有効値は0〜90゜です。
−b バイナリ入力 入力ファイルが2進形式であることを示します。
−d ディスプレイ 断面を作成されている通り画面上に表示させます。
−h ヘルプ このリストと同様のオプションの一覧を印刷し停止さ−arjes ARIES 属性化2進入力2進ファイルがARI ESであり属性が与えられている場合に 使用します。
−disk ディスク メモリではなくディスク上に中間情報をセーブさせます。
−Xまたは−y スライス軸 標準Z軸ではなく、X軸またはy軸をスライス軸として使用します。
5LICEは、標準XEN I Xプログラムとして直接実行させることができ ますが、5LICE用の特殊なユーザインタフェースプログラムを開発しており 、以下に説明します。
3.5 5LICEユーザインタフエースプログラムXENIXで実行する5L ICE用の特殊なユーザインタフェースプログラムが開発されています。コマン ド行を入力して実行させる方法に比べ、はるかに容易に5LICEを実行させる ことができます。このユーザインタフェース(01)は、イーサネットを通じて リモートで実行できます。
5LICEユーザインタフエース、Ulは、メニューを提示するので、特定のS TLスライス入カフカファイルめの各種5LICEオプシヨンを容易に選択し定 義することができます。各種STLファイル用のオプションは、同一のファイル 名プレフィクスを持っていますが、拡張子“、UI l″(Ul情報)を持った 特殊設定ファイルにあることに留意してください。
[1はまた、部品の異なる断面について異なる間隔が与えられた層を生成するた めに5LICEによって使用される、特殊な可変2スペーシングフアイル(拡張 子“、UIZ”)を定義することもできます。
3.5.l Ulの概要 このユーザインタフェースプログラム(Ul)の開発を促した要因は、特にUN IXベースのシステムで5LICEを用いる際の複雑な性質でした。このプログ ラムは、立体造形ユーザが容易に使える単純なフロントエンドソフトウェアであ り、メニューから項目を選択することによって、新しい部品の5LICEオプシ ヨンを入力することができます。UIの重要な特徴は、DIの外部で使用するに は困難な5LICEの機能である、可変2スペーシングをサポートしていること です。
Ulは、5LICEユーザが、オプションを変更したり、5LICEを呼び出し たりすることを可能にします。SL I CEはその後、このUIオプションを 用いて三次元物体を二次元層にスライスします。
Ulは、いずれのプロセスのUNIXまたはXENIXアカウントから呼び出す ことができます。ただし、そのようなシステムは、すでに必要なソフトウェアが 作成されていることが前提です。DIおよび5LICEの使用を必要とする方は 、各自のアカウントを得ておくことが勧められます。
引コマンドのコマンドシンタクスは次の通りです。
ui<オプションファイル名〉 ここで、くオプションファイル名〉は、新しいオプションセットに付けたい名前 です。希望する場合、部品名に関連したものにすることができます。くオプショ ンファイル名〉を付けなかった場合、最後に使用されたオプションファイル名が 使用され、そのオプションファイルがロードされます。
3.5.2 01メインコマンドメニユーユーザインタフエースのメインコマン ドメニューは以下の通りです。
−5LICE USERINTERPAcE −VerSiOn 2.10 現在の物体: test データベースファイル名: test、stlエクストラパラメータ: −ar ies−xオルター 標準オプションの変更 エクストラ エクストラパラメータの設定ロード 異なる物体のオプションをロ ードセーブ 現在の物体のオプションをセーブライト 現在のオプションを異な る物体名でセーブ コピー 別の物体のオプションを現在の物体にコピー ドウスライス 現在のオプションでスライシングを行うクイツトUlを出る(オ プションをセーブするには先にセーブを使用) コマンドは?− これらのU1コマンドは以下のように振る舞います。
オルター−オプションメニューに行き、5LICEオプシヨンを変更できます。
エクストラ−エクストラパラメータ画面に行き、非標準5LICEオプシヨンを 指定できます。
ロード−異なるオプションセットをUlにロードします。
それまでの物体のオプション(それがある場合)は、自動的にはセーブされませ ん。ロードの使用は、Ulを出て、新しい物体の名前で再実行することと同じで す。
セーブ−現在のオプションデータを現在の物体ファイルにセーブします。メイン メニューに留まります。
ライト−セーブと同様ですが、オプションデータを格納するために別なファイル を指定できます。その新しい名前が現在の物体ファイル名になります。
コピー−異なる物体のオプションを現在の物体のオプションにコピーします。こ のコマンドは、以前のいずれかの物体についてのオプションに類似したオプショ ンを新しい物体について定義しなければならない場合に、オプションの再入力の 手間を省きます。それらの古いオプションをコピーして若干の調整を加えること によって、すばや< 5LICEを実行させることができます。
ドウスライス−現在のオプションによってスライシングに移ります。使用したい 5LICEのバージョンを指定することができます。
クイツト−Ulから出ます。セーブは行いません。UNIXまたはXENIXコ マンドレベルに戻ります。
3.5J ulオルターオプションメニューυ1のすべての数値によるオプショ ンは、5LICEに対するパラメータです。文字によるオプションは、Ulの制 御に使用されます。5LICEオプシヨンのほとんどは自己注釈型となっていま す。
−5LICE USERINTERFACE −Version 2.10 現在の物体: test オプション 名称 値 (1) データベースファイル名 test、5tl(2) スケール 1.Q OO (3) Zスペーシング 10.000固定 (4) Xハツチスペーシング ロ (5) Yハツチスペーシング 0 (6) 60/120” ハツチスペーシング 0(7) 近平坦面のX外皮充 填 0 (8) 近平坦面のX外皮充填 0 (9) 走査小平面の最小表面角 0 (10) 最小ハツチ交角 0 (11) セグメント出力ファイル名 test、5tl(12) センタリン グ オフ (Q) クイツト、メインメニューに復帰どのオプションを変更しますか?− (1)データベースファイル名は、物体の三次元CADデータベースを内容とす るファイル名を設定します。
(11)セグメント出力ファイル名は、5LICEが出力する先のファイルの名 前です。拡張子“、St1″が前提となります。
(3)zスペーシングは、可変または固定の2種類の形式のうちのどちらかです 。“固定°はすべてのスペーシングについて1つの値だけである場合、“可変“ は多数の値を含む場合です。固定を選択した場合、Ulは1つの2スペーシング 値だけを尋ねてきます。可変を選択すると、Ulは新しい画面を表示し、可変Z スペーシングテーブルを編集することができます。
可変Zスペーシングテーブルの値を変更する際には、以下のコマンドが使用でき ます。
Aレベル設定 テーブルに新しいレベルおよびスペーシング値を加えます。
Dレベル テーブルからレベルを削除します。
S テーブルをセーブし、メインメニューに復帰します。
Q 終了し、メインメニューに復帰します。
テーブルのセーブは行いません。
Hこのリストと同様のヘルプメツセージを印刷します。
Aコマンドは、新しいレベルおよびスペーシング値を加えます。これらの数の両 方とも、5LICEに送られる時にスケールが掛けられます。つまり、それらは 、インチ、フィートなど、本来のCAD単位になります。また、指示されたスペ ーシングは、指示されたレベルから始まります。最初のエントリは、そのレベル から第2のエントリによって指示されたレベルまで続きます。新しいスペーシン グ、従って新しい浸漬深さは、指示された層のベクトルが描かれた後に使用され ます。
Dコマンドはレベルを削除します。Sコマンドは、そのテーブルをセーブし、υ Iのメインメニューに復帰します。Qコマンドは、セーブを省略し、ただちにメ インメニューに復帰します。行ったエントリはすべて失われます。Hコマンドは 、便利なヘルプメツセージをプリントアウトします。
可変2スペーシングテーブルを作成した後、固定スペーシングに戻り、再び可変 スペーシングに復帰した場合、最初の2スペーシングテーブルが復元されます。
可変2スペーシングにおけるセーブコマンドは、テーブルをディスクにセーブす るものではありません。また、いずれかの変更を永久的にするためには、メイン メニューでセーブまたはライトコマンドを使用しなければなりません。
3.5.4 Lll エクストラパラメータ画面エクストラパラメータを付与す ることは、まぎられしいメニューを作成することなく非標準5LICEコマンド をサポートするための便利な方法です。いずれのエクストラパラメータを入力す る必要がまったくなくなるでしよう。これは万一に備えた機能です。以下にエク ストラパラメータ画面を示します。
エクストラパラメータは、5LICEコマンド行に非標準SL I CEオプシ ョンを含めるように指定することができます。どのパラメータが有効であるかは 、ご使用の5LICEバージヨンによって異なります。
以下のパラメータが存在することがわかっています。
−X 部品の高さがX軸に関している 一y 8品の高さがY軸に関している 一arles 非標準であるARIES CADシステム入カフカファイル形式 用している 現在のエクストラパラメータニ ーaries −X 新しいエクストラパラメータを入力するか、または、もとのエクストラパラメー タを保持する場合はENTERキーを押してください。
4.2 パーザの操作 PARSEが呼び出されると、以下の見出しを表示します。
5lice File Namesニーこの時、単一の部品に結合するために、 すべての5LICEファイル名(1度に10以下)を、スペースで区切りながら 入力します。生成される出力ファイルは、立体造形装置で部品を製作するために スーパバイザである5LIPEHによって使用されます。
ENTERキーを押すと、PARSEは次のプロンプトを表示します。
0utput File Nall1e:出力ファイル名 ここでは、プレフィクスを与えるだけで、(*、DATのように)どのような拡 張子も付けません。PAESEは、<part>、Lおよび<part)、 p の2つの出力ファイルを作成します。<part>はここで入力されたファイル 名です。
<part>、Lは、層情報を内容とする短いファイルであり、<part>、 Pは、すべての5LICE入カフアイルの結合ベクトルファイルとなります。
次に、PARSEは3つの数値を尋ねてきます。
5ljce 5cale f’actor?−スライススケールファクタ 5lice −ZS 1ayer spacing?−スライス層スペーシング −zs Layer thickness in ms (20ll1l−0,508a m)?−II11単位層厚さく20 l1il−0,508m+a)近い将来、 PARSEはこの情報を5LICEから直接得るようになる予定ですが、現在の ところ、繰り返し自分で入力しなければなりません。この機能がいずれなくなる 時には、5LICEが伝える数値と異なる数値を入力することによって、部品を 適当に作ることができるというように過度の期待をかけないようにお願いします 。PARSEはこの情報を5LIPEI?に渡します。
FAI?SEはその後実行を開始します。
〔画面〕
Starting parsing 、、、 Hit Ctrl−Break  to abort。
パージング開始11.中止する場合はCtrlとBreakキーを同時に押す 〔画面〕 PA)?SEが実行を終了する前にCtrlとBreakキーを同時に押すと、 パージングの手続きを中止します。不完全なくpart>、Lおよび<part >、Pファイルは、ディスクに残されるので、中間結果として見ることができま す。これらのファイルを望まない場合は、削除してディスクのスペースを確保で きます。
上記の画面の7800”および7810“という数は、SLIファイルから読み 込まれるLブロックの参照番号です。数自体は、Lで始まるSTLファイルの後 からあります。その後の文字−数字の組合せはブロック形式および、PARSE が現在作業している入力ファイル番号を示します。
NPUB2は、PARSEが第2の入力ファイルから指示された層の近平坦上向 き外皮境界線を作業していることを示します。
PARSEが実行を終えると、制御をメニュープログラムに返し、その時点から 、そのファイルの編集またはスーパバイザの実行のいずれかが行えます。
PAl?SEは増大する層数を維持します。様々な入力ファイルからの入力を適 切に処理することによって、入力ファイルが異なる層で開始したり停止するよう な状態を自動的に解決します。PARSEは、1回の実行につき最大IOまでの 入力ファイルを処理できます。
前記の“5lice File Names: ”というプロンプトで与えられ たファイル名に対して、次のオプションのうちの1以上を加えることができます 。
ノZ <offset> −Z a数ノオフセット ハ<set orZXYISABJHVCFGKC9D〉−指示フロックを使用 しない 10 <set of ZXYISABJHVCFGKC8D>−指示ブo−7 りだけを使用する /2は、その入力ファイルの2層値をオフセットすることができます。これは、 支柱と主要部品などの2つの以前に整合されていなかったCAD物体を整合する 必要がある場合に役立ちます。/Z−100であれば、そのファイルの外見上の 2層値を100だけ減少させます。実際の物理的移動は、5LICEスケールフ アクタが関係します。
ハおよび10は、いずれかのブロックをそれぞれ排除するか包含させるかの選択 が行えます。ハLH,NPDHであれば、すべての断面のクロスハツチを削除し ます。10 LB。
NFDB、NFUBは、境界線ブロックだけを許可します。N”はNo”、0” は0nly”の意味です。ついでながら、/Nと10の両方を同時に使用するこ とは、これらが相互に排他的であるので、賢明なことではありません。キーの入 力にはかかわらず、PARSEはLブロックを必ず包含します。
4.3パーザのオプション PARSEは、フォーマットが前述の入力照会と同様であるコマンド行を受け付 けます。これによって、PARSEは、ユーザ介入を必要とせずに、*、BAT バッチファイルから実行することができます。このフォーマットは次の通りです 。
PAI?SE <filel:> <file2〉 、、、10UTFILE  くoutput filepref’ix> /5CALE cscale>/ ZSPCcZ−spacing)/THICK(thiekness> それぞれ、10UTFILEは出力ファイルプレフィクスを、/5CALEオヨ び/ZSPCハ5LICEノスケールおよび2層スペーシングを、/THICK は層厚さを指定します。これらのオプションはメニュープログラムから使用する ことはできません。
以前に示したように、スケール、2層スペーシングおよび層厚さの指定は一時的 なもので、やがて削除されます。このコマンド行が不完全である場合、PAl? SEは間違っている情報についてプロンプトを示します。
4.4重要領域 PARSEは、スーパバイザが、あるボックスの範囲内で何かを実行するように または実行しないように命令することが可能な部分、重要領域をサポートしてい ます。
<part>というファイル名プレフィクスを持った部品が与えられた場合、P ARSEは<part>、BOXファイルを読み込もうとします。ファイルが見 つからない場合、PARSEは単に警告メツセージをプリントアウトし、実行を 継続します。ファイルが見つかれば、ファイルを読み込み、パージング中にそれ を解析します。
“リベットによるクロスハツチ” (XV)および“クロスハツチ無視” (x l)という2種類の重要領域がサポートされます。つまり、重要領域範囲内のす べてのクロスハツチベクトルは、リベット(強化のためのマルチパスドロー)に なるか、無視されるかのいずれかです。
*、BOXファイルのフォーマットについては7.4を、リベットに関しては5 .5を参照してください。
5.0スーパバイザ スーパバイザは、部品製作プロセスを監視します。ファイルからベクトルを読み 出し、レーザコントローラに送り、層制御ファイルに従って修正します。
スーパバイザは、部品製作にかかる期間実行されます。
パケットにされたベクトルを5TEREOドライバに送り、Zステージを制御し 、各層の浸漬についてそれを上下させます。
スーパバイザは3つのファイルを読み込みます。各ブロックについてのデフオー ルドレーザコントローラパラメータを内容とする5UPER,PI?M 、オー バライドレーザコントローラパラメータを内容とする部品層制御ファイルの<r ilename>、L、パーザによって一つに結合されるすべてのファイルから のすべてのベクトルを内容とする部品ファイルの<rllenarAe>、Pの 3種類です。
スーパバイザは、各形式のブロックについて、また、それがどの番号のPARS Eファイルのものであるかを知っています。いずれのファイルのいずれのブロッ クについても、スーパバイザに対して、ステップサイズやステップピリオドなど の一定のレーザコントローラパラメータを変更するように指示することができま す。
5.1ス一パバイザ実行前の手順 必要な場合、ビームプロファイラおよびGETSPプログラムを実行します。
2ステージコントローラプログラムによって2ステージを調整します。
5.1.1ステツプピリオドの指定 新しい材料を使用するごとに、または、ビームプロファイラを実行させた後に、 GETSPプログラムを実行しなければなりません。GETSPは、希望の線高 さを(ミル単位で)尋ね、次の部品に使用しなければならないステ・ノブピリオ ドを見積もります。
GETSPは、5UPER,PRMのデフオールドパラメータファイルを更新す るかどうかを尋ねます。−y’ と答えると、次の部品は計算されたステップピ リオドで製作されます。
この時点では、希望する場合、一定のブロックについて*、L層制御ファイルの 新しいステップピリオドを指定変更することができます。
5.1.2スーパバイザのデフオールドパラメータファイルの編集 以下に新しい5LIPER,PRMファイルの例を示します。
!スーパバイザパラメータファイル !バージョン2.21 !最終更新: 9/28/87 ! ! 理由コニのファイルの新しい5UPERデフオール! トオプション行を試 験するため ! !デフオールド5UPERオプション ! ! オプションは引用符号の内側に一緒に入れる。オ!ブンヨンがない場合は“ を用いる。あるブロトタ!イブ単位に必要なハEG2 ! ! ”ハEG2” 80(l Elevator board base address50 E levator pftch pars、100 for alphas、 5 0 foretas 1、OXY−only 5csle factor; does not af f’ect Z−axisOX−coordinate of’fsetOY− coordinate off’5et750 Max nualber of ’ vectors to 5end to 5tere。
!−ブロックデフオールドー ! ! スーパバイザが1ブロツクを始めるごとに、以下jの各デフオールドストリ ングが5TEREOドライバに送!られる。Z、X、 、 、はブロック形式( Z境界線、Xクロ!スハッチなど)であり、その後にバーズ入カフアイ!ル番号 (1は支柱ベクトルであり、2は物体ペクト!ルなどである)。2つの5LIC Eフアイルのデフォ−!ルトだけがここで設定されるが、最大IOのファイル! がサポートされる。
! 訂OP、”BX8500;BY34300” 1lz−fヒ−ムカ(*−ム)ポ ジションから始まる LBt、=Ro l;R9300;Re l: !リドローのディレィ、サイズ およびカウント SP 25; !ステップピリオド NFDBI、”RP 1.R8300,RCl;SP 25;JD O,SS2 ” 1、HI、”RCl;SP 25;JD O;SS2; VC5; !リベットカウント VR99; jリベット減少量 VP 11.12,13.14. !リベットステップビリ第15”ド NFDHl、”RC1:SP 25:JD asss 2.VC5;VR99; VP 11,12゜13.14.15“ FDFI 、”I?Cl;SP 25:JD o;ss 18”NFDFI、R C1,sP 25.、JD O,SS 18”NFDFI 、”RC1,sP  50.JD O;SS 16”FUFl、“RC1,SP 10;JD O;S S 1B”LB2.“RD 1.R3300,RC1,SP 25.JD O, SS 2”NFDB2. RD 1.R9300,RC1;SP 25.JD  O,SS 2”LH2,”RC1;SP 25;JD O;SS 2;VC5; VR99:VP 11,12.13゜14.15” NFDH2,“RC1,sP 25.JD O,SS 2:VC5;VR99; VP 11.12゜13.14.15” PDF2.”RCl:sP 25:JP O,SS 1B”1JFDF2. R C1,sP 25.JD O:SS Is“NFUF2. R,C1,5P 2 5.JP O,SS 16”FUF2 、”RC1,sP 10.JD O,5 S1B”#酢、”zw 10; !秒単位での2軸の待ち時間 ZD5; !am単位での2軸浸漬深さZVo、8; !Z軸速度パラメータ ZA O,1” ! Z軸加速パラメータ空白行および!゛で始まる行は無視さ れます。同様に、!以降のテキストも無視されます。最初の数行は、ここで数を 変更することによって影響されるにすぎない固定スーパバイザパラメータを内容 としています。ファイルの残りは、各種ブロックのデフオールド設定を内容とし ています。
Llの行は、(FAI?SE入力)ファイルからのLブロックが見つかると必ず 5TEREOレーザドライバに送られる、デフオールドのレーザ制御コマンドを 内容としています。
これらのデフオールドコマンドストリングは、いずれによっても固定されません 。実験するためだけでも、希望する方法で自由に変更できます。混乱させるよう な場合、すべてのデフオールドを削除し、再び定義することができます。
5.1.3層制御ファイルの編集 ファイルを編集するには、メインメニューから項目5を選択し、エディタにどの ファイルを編集したいかを知らせます。層制御ファイルは、必ず拡張子、L”を 持っています。
*、Lファイル(本はいずれかのファイル名文字の組を示します)は、いずれか のブロックのオーバライドを持っています。FDPI (ファイルlからの平坦 下向き外皮充填)ブロックがあると仮定します。スーパバイザは初めに、ソノ5 LIPER,PRM 7 yイルから5TEREOI:、 FDPI行を送りま す。
1?c 1;SP 25:JD asss 2次に、*、LからのFDFIオー バライド行が5TEREOに送られます。
SP 10;JD 10 後のコマンドは、前のコマンドにオーバライドするので、組み合わされた効果は 次のようになります。
RC1;SS 2;SP 10;JD 1ONFDFI、 RC1,sP 25 :JD O;SS te“NFDFI 、”RC1;SP 50;JD (la ss 1lli“pupi 、”Re 1.SP 10;JD O;SS te ”LB2.”l?D 1.R8300,RCl:sP 25;JD o;ss  2”NFDB2. l?D 1.R8300,RClsp 25;JD O,S S 2”L)12.”Rc l;SP 25;JD o;ss 2;VC5;V R99;VP 11,12,13゜14.15” NFDH2,”RC1,sP 25.JD O:SS 2;VC5,VR99: VP 11,12゜13.14.15” PDF2 、”RC1;SP 25;JP O;SS te”NFDF2.”R C1,SP 25.JD O,SS 16“にFUF2 、“I?C1,SP  50.JD O,SS 1G”FUF2.”RCl:sP 10;JP O:S S te″$BTM、”バlO;!秒単位での2軸の待ち時間 ZD5; jam単位での2軸浸漬深さバo、g、 !z軸速度パラメータ ZAO,l” ! 2軸加速パラメ一タ空白行および!で始まる行は無視されま す。同様に、!以降のテキストも無視されます。最初の数行は、ここで数を変更 することによって影響されるにすぎない固定スーパバイザパラメータを内容とし ています。ファイルの残りは、各種ブロックのデフオールド設定を内容としてい ます。
Llの行は、(PAR8E入力)ファイルlからのしブロックが見つかると必ず 5TEREOレーザドライバに送られる、デフオールドのレーザ制御コマンドを 含んでいます。
これらのデフオールドコマンドストリングは、いずれによっても固定されません 。実験するためだけでも、希望する方法で自由に変更できます。混乱させるよう な場合、すべてのデフオールドを削除し、再び定義することができます。
5.1.3層制御ファイルの編集 ファイルを編集す乞には、メインメニューから項目5を選択し、エディタにどの ファイルを編集したいかを知らせます。層制御ファイルは、必ず拡張子、L”を 持っています。
*几ファイル(*はいずれかのファイル名文字の組を示します)は、いずれかの ブロックのオーバライドを持っています。FDPI (ファイル1からの平坦下 向き外皮充填)ブロックがあると仮定します。スーパバイザは初めに、その5U PER,PRMファイルから5TEREOにFDPI行を送ります。
RC1,sP 25.JD O;SS 2次に、*几からのPDFIオーバライ ド行が5TEREOに送られます。
SP 10.JD 10 後のコマンドは、前のコマンドをオーバライドするので、組み合わされた効果は 次のようになります。
5UPERは、5UPER,PRMにおける制御と、部品の制御ファイルにおけ る制御の2つのレベルの制御を与えます。
異なる5UPER,PRMファイルを使用する異なる種類の部品のための特別な ディレクトリを作ることもできます。
注:スーパバイザの将来のリリースでは、5IJPEI?、PRMファイルに変 更を必要とすることがあります。可能な限り、5UPER,PRM変換ファイル を供給します。
*1層制御ファイルだけを修正して、*、Pベクトルファイルはそのままにして おくことが勧められます。層を移動し、一定のブロックを排除するには、PAR 3Eオプションの/Z、ハおよび10を使用してください。
PAR8Eおよび5UPERとも、感嘆符(りで始まる行を無視するので、以下 のようにデータファイルに注釈を入れることができます。 !材料XQ45を試 験するためにステップピリオドを一時的に減少 7800、 FLIFI、 SP5” 5.2スーパバイザの操作 5tlPERは、バージョン2の部品製作スーパバイザの名称です。バージョン lのスーパバイザは5upvと呼ばれていましたが、すでに使用されていません 。
5IJPERを呼び出すと、以下のタイトルが表示されます。
5UPER,Part Making 5uperisor3D System s La5er 5tereol!thography 5ysteaVers ion 2.30 by 3D Systems 0ctober 1987二 二で、部品のファイル名のプレフィクスを入力します。5UPERは自動的に、 層制御ファイルはプレフイクスの後に、L”が、ベクトルファイルはプレフイク スの後に、P”が加わるものと仮定します。 5LIPERは、現在の2層番号 およびブロック名を表示する点でPAR9Eとほぼ同様に、以下のように実行し ます。
7800: t、t LBI LHI NFDBI NFDHI PDFI N FDFI L2 LB2Waiting−Dipping・Relaxing− 07810: LI LBI LHL L2 LB2 NFUB2 NFUF2  FFLIF2Waiting −Dipping−Relaxing =−1 9SUPERは、レーザコントローラがアイドル状態にある間の自己の待ち時間 、エレベータの浸漬時間およびリラクシング(遅延)時間を知らせます。次の層 までの時間は、Relaxing”の後に表示されます。
2ステージの制御 層制御ファイル(*几)および自己の5IJPER,PRMファイルによって、 5UPERは、オペレータが、レーザビームホームポジション、ドロースピード 、ステップサイズなどの項目を制御するために5TEREOにコマンドを送るこ とを可能にします。5UPERは、5TEI?EOコマンドを見ないので、最大 の柔軟性を有しています。それは、適切な時に5TEREOに対してコマンドス トリングを渡すだけです。
xYレーザの移動に対するその制御は、現在、2ステージにまで拡張されていま す。立体造形で各種の2ステージパラメータを変化させることができる次の4つ の新しいコマンドが追加されています。
zWディレィ 2ステージの(浸漬後の)待ち時間を設定 ZDデプス 2ステージの浸漬深さを設定(IIlol単位)Z■ベロシティ  Zステージの速度パラメータを設定ZAアクセル 2ステージの加速パラメータ を設定これらのコマンドは、以下のように、5TEREOコマンドの中に含める ことができます。
1800、PUP、 SP 10,10.、RC2,ZW 10;ZD 5;R V 250”この層制御ファイルエントリは、新しいりドローパラメータを設定 する中で、新しい2ステージの待ち時間および浸漬深さを設定しています。コマ ンドSPおよびRCは5TEREOに渡され、5UPERが自身でコマンドZW およびZDを解析し、その後RVコマンドは5TEREOに渡されます。コマン ドストリング全体に対して引用符“かやはり必要であることに注意してください 。
5.3スーパバイザのオプション PAR8Eと同様、5UPERには、部品ファイル名に付加することができる実 行時オプションがあります。
/ZOFP −Zy−プルオフ /Sオプションとともに5UPERを実行すると、5UPERがレーザコントロ ーラ(STEREO)および2テーブルコントローラの両方に送るすべてのコマ ンドを表示します。
/LOFFオプションはレーザ制御を、/ZOFFオプションはエレベータ制御 を抑止します。ルOFFも/ZOFFも、/Sによって生じるコマンドの出力に 影響しません。九〇FFおよび/ZOFFは、コンピュータに設置される適切な コントロールボードを用いずにスーパバイザを実行させる場合に使用すべきです 。ネガティブ2ステージ制御も5UPERに付加されています。“ネガティブ2 ステージ制御°とは、2ステージがデフオールドから逆方向に作動する場合をい います。すべての旧式ベータは、ポジティブ2ステージ制御が新しいプロダクシ ョンベータ用の正しいオペレーションとして定義されているので、ネガティブ2 ステージ制御が必要になります。5UPER”または/NEGZ”のついた入力 ファイル名に続けると、スーツ寸ノ<イザにネガティブ2ステージ制御を使用さ せます。
さらに2つの2ステージ関連オプシヨンが5LIPEHに追加されています。/ 5TARTはプロセスを開始する層を、/5TOPはプロセスを終了する層を定 義します。5UPERは、/5TARTによって指示された層までの過去のすべ ての開始層をスキップし、/5TOPによって指示された層の直後でプロセスを 終了させます。/5TARTおよび/5TOPの後の数は、5LICE内部Z層 番号です。以下のオプションの組は、スーパバイザに対して、層1200から1 450までのプロセスだけを行わせます。
box0035/5TART 1200/5TOP 1450以下のオプション の組は、スーパバイザに対して、2000から始まる層のプロセスを開始させま す。
SυPERbox003g/5TART 1200/5TARTおよび/5TO Pの後のスペースはなくてもよく、意味のない文字の例です。
5.4スーパバイザのキーボードコマンドスーパバイザがリラクシング状態にあ って、ウェイトピリオドをカウントダウンしている間、4つの処置のいずれかを 行うことができます。
l、ウェイトピリオドが終了するまで待って、その時点から5tjPERに次の 層のプロセスを開始させます。
2、Pキーを押すと休止させることができます。ウェイトピリオドが終了すると 、5UPERは続行する前にキー人力を待ちます。カウントダウンは継続します が、残り時間の後には−P”が続きます。再びPキーを押すと、休止を取り消す ことができます。
3、 0キーを押すと続行させることができます。現在のウェイトピリオドの残 りはスキップされ、5UPERはただちに次の層のプロセスを開始します。
4、 8キーを押すとスキップさせることができます。
5UPEI?は現在のウェイトピリオドを打ち切り、どの層にスキップしたいか を尋ねてきます。内部2層番号を入力し、ENTERキーを押します。5UPE Rは、指定の層を見つけ出し、その層からプロセスを再開します。層が見つから ない場合、5UPERは終了します。
5.5リベツトの使用 レーザコントローラは、製作中のプラスチック部品の強化を助けるために一定の ベクトルの中間部分をリドローイングする、“リベット′をサポートしています 。リベットは、レーザコントローラのりドローモードを使用する特殊な実施方法 です。
リベットは以下のように行われます。
リドローパスカウントはRCコマンドによって1に設定されます。リベットのり ドローパス数はVCコマンドによって設定され、リベット減少量(リベットベク トルの両端を断ち切るための量)はVRコマンドによって設定されます。また、 パスについての各種ステップピリオドはSPコマンドによって設定されます。
5TEREOドライバは、以前と同様1:JX、JYおよびNX、NYコマンド を処理します。(5TEREOコマンドセツトについては6.3に説明してあり ます。) 5TEREOドライバは、vx、vyクシ−ンスを見つけると、この ベクトルに対してリベットを製作します。内部的には、これは次のように動作し ます。
1、5TEREOはステップピリオドをVPO(リベットピリオド#O)値に設 定します。
2、5TEREOはドローされる完全なベクトルを設定します。
3、5TEREOは、リドローカウントをVC値に、マルチパスステップピリオ ドをVP、VP2.、、に設定し、さらにドローおよびリドローされる減少され たベクトルを設定します。
4、5TEREOはその後、ちとのりドローカウントおよび通常のステップピリ オドを復元します。
5、5TEREOはプロセスを続けます。
最も一定したレーザの動きは、標準リドローパスカウントが1に設定された場合 に生じます。この標準リドローモードをリベットのプロセス中に作動させたり、 標準リドローパスカウントを例えば2にして、リベットリドローパスカウントを 例えば6にするようなこともできるかもしれませんが、そうしたリベットリドロ ーは、リベット直前のりドロ一部分の距離を切りつめることになり、リベットの 性能に影響を及ぼす可能性があります。
リベットの実施 いくつかの5TEREOコマンドがリベットをサポートしています。これらのコ マンドは、すべてV゛ で始まります(R° はすでに“リドロー°について使 用していますので−R’ ではありません)。“リベット製作”を行うためのこ のコードは、ベクトル移動、ジャンプおよびベクトルリドローとの組合せで使用 します。
VC1〜10 リベットパスカウント (IIババスVP 5〜6553... リベットステップピリオド (10μs )VRO〜65535 リベット減少 量 (距離)vxO〜65535 リベット終了X位置 (位置)VY O〜6 5535 リベット終了Y位置 (位置)ここで、10μs:10マイクロ秒ご との数分解能−〇、84us (1,19MHzクロックの場合) 位置:フィールド内の絶対位置 距離ニステップサイズ単位での絶対距離答パス:リドローパス数 SPコマンドと同様、■Pコマンドは多数の引数を持っています。リベットリド ローの最大lOのパスのそれぞれは、それ自身のステップピリオドを持つことが できます。■Pコマンドは1〜10の引数を持つことができ、各パスについての ステップピリオドはそれぞれ以下のようになります。
VP VPO,VPl、VP2.VP3.、。
ここで、vpoはリベットリドローパス0のステップピリオドであり(完全なベ クトルのドロー) 、vplはリドローパス1のステップピリオド(リベットの 第1のパス)7.、。■Pコマンドは、各リベットについてのバックグラウンド コマンドキューに詰め入れられるので、リベットリドローパスの数を制限するよ うにしてください。
6.0その他のプログラム この章では、まずまったく使用されることのないと思われる補助的なプログラム について説明します。これらは、万一に備えての説明と考えてよいものです。
FRONT 、 CLIFFおよび5TEREOについて説明します。
FRONTは、低レベルレーザコントローラのフロントエンドインタフェースで す。CLIFFは、キーボードまたはファイルのいずれかから5TEREOコマ ンドを読み込み、5TEREOに送るプログラムです。5TEREOは、以前に たびたび述べた立体造形デバイスドライバであり、そのすべてのコマンドセット は以下に説明します。
B、I FRONT (レーザコントローラの単純なフロントエンド) FRONTは、本来、低レベルレーザコントローラを開発する際に使用されたデ バッグツールです。
FI?ONTを実行するには、DO8のプロンプトに対してFRONT”と入力 するだけです。FROMTはレーザコントローラがロードされているかどうかに は注意を払いません。
以下のようなメニュー画面が表示されます。
3D Systems La5er Controller Siwple F ront EndVersion 2.30 by Tarnz Techno logjes 0ctober、 1987A、La5er In5talle d Ceck 50.Get 5ortvareO,0pen La5er C hannel Tnterrupt Number51、Get Backgr ound l、CIose La5er Channel Interval TIme5 2、Get La5er Contro120、Add Vector to  ComrAand WordQueue 61.Set Background 21、Add 0pen 5hutter Interval TimeCom ffland 62.Set La5er Contro122、Add C1 ose 5hutter WordComn+and 70.Execute2 3、Add ChangeTime Ba5e 71.Execute and  C1ear肖oand 24、Add Pause Command 72.C!ear3、Re5et  Comaand Queue X、Execute4、Get Comll1 and Queueize はとんどの部品の場合、FRONTは自己注釈型となっています。FRONT) ”のプロンプトに対して希望のオプションの数を入力してENTERキーを押す だけです。その後、そのオプションが何らかの引数を持つものであれば、それを 尋ねてきます。ステータスオプションの場合は、Fl?ONTは適切な形式でそ のステータスをプリントアウトします。低レベルレーザコントローラから何らか のエラーが返された場合は、FRONTはそれをプリントアウトします。
6.2 CLIFF (ファイルからのレーザ装置制御)CLIFFは、“ファ イルからのレーザ装置制御”の意味で、文字通りそれを実行します。テキストフ ァイルまたは、オプションによってはキーボードから、コマンドを読み込み、5 TEREOデバイスドライバに送ります。
当社では、単純なRASICプログラムを書いて、5HELLステートメントに よってその途中からCLI FFを使用することが便利であることに気づきまし た。レーザ制御プログラムを開発するその方法は、以下の手順に類似しています 。
1、実行すべきことを理解する 2、 8ASICのアルゴリズムを開発し、コードを書き、デバッグのために中 間結果を画面に一時的に表示させる3、 5TEREOコマンドで満たしたテキ ストファイルを作成する 4、 RASICの5HELLステートメントによってCLIFFを呼び出す 5、エラーが発生したかどうかを見る(ファイルCLIFF。
ERRがあれば、それにエラーの記述が含まれている)6、製作中の物体を浸漬 し、次の層のプロセスを行うRAS I Cプログラム中のいずれかに、以下の RASICステートメントが見られます。
5HELL CLIFPくdata file with commands> /T/ν”これは、RAS I Cプログラムの実行を一時的に中断し、そのス トリングをそれがMS−DOSコマンドであるかのように実行し、その後、次の ステートメントでRASICプログラムに制御を返すというステートメントです 。通常、CLIFFが実行されると、タイトルを表示し、自己を職別し、そのバ ージョン番号を知らせます。/Tオプションは、CLIFFを透過形にし、画面 に何も出力させないようにさせます。これは、その制御RAS I Cプログラ ムが画面に対して完全な制御を持つことを可能にします。
通常、CLIFFは、データファイルからの最後のコマンドを翻訳すると終了し ます。/Vオプションは、CL I FFに対して、テキストファイルからのコ マンドを読み込んで翻訳した後、終了してBASICプログラムに戻る前に、バ ックグラウンドタスクがアイドル状態になるまで待機させます。
CLIFFについてのDOSコマンド行のシンタクスは次の通りです。
CLIFl’cdatafjle>10ptionsこの時、<datafil e〉は、レーザ制御情報を内容とするデータファイル名、10ptions は 、以下のユーザ選択オプションのいずれかの数です。
/S−レーザ制御情報を示す /W−終了時にレーザのアイドル状態を待つ/T−透過モード(CLIFFのテ キストではない)CLIFFは、実行するためにいずれのデータファイルまたは コマンドを持たずにアイドル状態待ち機能(/Wオプション)を実行できます。
CLIFF/νおよびCLI FP/ν/T(透過)は、CLIFFにバックグ ラウンドタスクがアイドル状態になるまで待機させます。
<datafile>は、コマンドの前に文字°、”または@を付けることによ り、一連のダイレクトコマンドで置き換えることができます。コマンドを分離す るには、セミコロン(:)が使用できます。1行におさまるだけの数のコマンド が指定できます。以下の例では、ブロックモードがオンにされ、レーザビームが 動かされています。
CLIFF ’MD BL +; JX 1000: JY 2000; NX  4000. NY5000: EC CLIFFが引数を持たずに呼び出された場合、次のプロンプトを表示します。
Enter file name : この時、オペレータは、CLIFFに矛盾しないコマンドを内容とするデータフ ァイル名を入力しなければなりません。この時、上記の特殊文字を前に置けば、 ダイレクトコマンドを入力することができます。
CLIFFが実行されると、現在のディレクトリにある(それがあれば) CL IFF、ERI?ファイルは消去されます。
データファイルの処理中に見つかったすべてのエラーは、CLIPP、ERRフ ァイルに格納されるとともに、画面上に表示されます。この機能によって、オペ レータは、エラーメツセージの画面を詳しく見ることができ、CLIFFプログ ラムにどのようなエラーが生じたかを知ることができます。
CLIFFは、ファイルを行ごとに読み込み、5TEREOデバイスドライバに 出力を送ります。5TEREOによって指摘されたすべてのエラーは報告されま す。
6.35TEREO(立体造形デバイスドライバ)STEREOは、立体造形の ために特に設計されたメモリ常駐ドライバです。そのコマンドセットは、ジェネ ラル・スキャニング社のPGシリーズレーザ制御用電子パッケージとある程度互 換性があるようになっています。
そのコンピュータのメモリに自己をインストールし、メモリに留まります。レー ザコントローラサービスを与えるために、いずれのプログラムも5TEREOに 呼び出すことができます。
6.3.I 5TEREOコマンド 5TEREOは以下のコマンドを理解します。
BXO〜65535 開始X位置 (位置)BY O〜65535 開始Y位置  (位置)JXO〜65535 新しいX位置にジャンプ (位置)JYO〜6 5535 新しいY位置にジャンプ (位置)NXO〜65535 次のX位置  (位1f)NY O〜65535 次のY位置 (位置)SS 1〜fli5 535 ステップサイズ (相対増分)SP 5〜B5535 マルチパスステ ップピリオド(10μ5)SD O〜65535 スキャニングディレィ (ス テ・ツブピリオド) JS 1〜65535 ジャンプサイズ (相対増分)JD O〜65535  ジャンプディレィ (ステップピリオド) LOO〜65535 レーザオンディレィ (10μs )LFO〜65535  レーザオフディレィ (10μs )NS シーケンスモード人力 − AB 絶対モード人力 − EX 実行 − EC実行およびクリア − CL テーブルのクリア − MD AS −/+ オートシャッタモードの設定(オン/オフ) MD BL −/+ ブロックモードの設定 (オン/オフ) MD PA −/+ Pos Ackモードの設定 (オン/オフ) SRソフトリセット HRハードリセット RC1〜IOリドローパスカウント (IIパス)RD O〜65535 リド ローディレィ (ステップピリオド) RS O〜85535 リドローサイズ (距離)VC1〜lOリベットパスカ ウント (トクス)VP 5〜65535 リベットステップピリオド (10 μ5)VRO〜65535 リベット減少量 (距離)VX O〜65535  リベット終了X位置 (位置)VY O〜85535 リベット終了Y位置 ( 位置)VI O〜32767 アイドル状態待ち (遅延)ここで、10μs  : 10マイクロ秒ごとの数分解能−0,84μs (1,19MHzりo、y りの場合) 位置:0〜65535範囲のフィールド内の絶対位置 距離ニステップサイズ単位での絶対距離相対増分:位置増分の相対数 トくス:リドローパス数 ステップピリオド:SPコマンドによってプログラムされた ステップ数(チックカウント)の範囲 の時間 遅延二ミリ秒での遅延値(高速のコンピュータではより速くなる) 上記のリストで、それぞれの2文字のコマンドの後には、そのコマンドの引数と して許された範囲の数が付けられます。すべての数は符号なしの10進数です。
BXおよびBYは、レーザビームのホームポジションを設定します。これは、部 品製作活動が行われていない時にレーザビームが位置するフィールドの位置です 。
JXおよびJYは、レーザビームを新しい位置にすばやく移動させます。重合化 は行われません。
ジャンプはJSおよびJDによっても調節されます。」Sは、1度にジャンプす るフィールド単位数であるジャンプサイズを定義します。これは通常、1000 0などの大きな数です。JDは、ジャンプ移動が完了した時のステップピリオド 遅延数を設定します。これによって機械式ミラーを安定させます。
NXおよびNYは、レーザビームを新しい位置にゆっくり移動させます。重合化 が行われます。
この緩慢なレーザビーム移動は、SS%SPおよびSDによって制御されます。
SPは、それぞれの独立したレーザステップについての時間であるステップピリ オドを定義します。SSは、各ステップピリオドで移動するフィールド単位数で あるジャンプサイズを定義します。SDは、レーザビームがその目的位置に達し た時点での遅延です。
LOおよびLPは、アイドルモードに人出する際のレーザオンおよびレーザオフ の遅延を設定します。これらは、レーザビームのホームポジションへの移動およ びそこからの移動のための遅延です。
NSおよびABは、受は付けられますが、動作はしません。
これらは単にジェネラル・スキャニング社の互換性のために付与されているもの です。
5LA−1では、通常、MD AS −、MD BL+およびMD PA−が使 用されます。MD BL+は、ブロックモードをオンにします。このモードでは 、レーザコントローラコマンドはキューを作り、その後、−EXまたはECコマ ンドとともに実行されます。この手法は不要なアイドル時間を防ぎます。
EXは、その後、レーザのコマンドセットを実行させます。追加のEXは、同一 のコマンドセットを再度実行させます。ECは実行を行った後、コマンドをクリ アします。
CLは実行を行わずコマンドをクリアします。ブロックモードがオンの状態では 、EXまたはECが使用されない限り、いずれのコマンドも解釈されません。
SRおよびHRは、低レベルレーザコントローラをリセットします。)IRは、 現在の活動をすべて停止させ、以前のすべてのコマンドをクリアするので、極め て有用なコマンドです。HRはプログラムの初めに使用できます。
Re5RDおよびR8は、リドローパラメータを制御します。
リドローは、レーザコントローラが同一ベクトル上に多数のバスを行う場合をい います。RCはバスカウントを、RDは1つのバスを開始するまでの遅延を、) ?Sはリドローのサイズを定義します。RCが1より大きい場合、ベクトルのす べてのR8部分はリドローされます。
VC,VP、 VR,VXおよびVYは、リベットの特徴を制御します。 5. 5で詳しく説明したように、リベットは、ベクトルの内部部分がリドローされる 場合をいいます。VCはりドローのパス数を、VPは各バスについての多数のス テップピリオドを、Vl?はベクトル両端を断ち切るための量を定義します。ゼ ロおよび負の長さのベクトルはリドローされません。ベクトルがリベットである ことを5TEREOに知らせるには、NXおよびNYではなく、■xおよびvY を使用します。
W+はアイドル状態を待ちます。旧のパラメータは、低レベルレーザコントロー ラが5TEREOと同期をとるための時間を持てるようにするような遅延です。
通常、耐1000が最も良好に作動します。
SP(およびVP)は多数の引数を持ちます。最大10までのりドローバスのそ れぞれは、それ自身のステップピリオドを持つことができます。SPコマンドは 、 1〜10の引数を持つことができ、各バスについてのステップピリオドはそ れぞれ以下のようになります。
SP SPO,SPI、SP2.SP3.、。
ここで、spoはりドローパス0のステップピリオドであり(本来のベクトルの 動き) 、splはリドローパスlのステップピリオド109.となりまず。
5TEREOを呼び出し、それをメモリにインストールさせるコマンド行は、次 のような形式をとります。
5TEREO10ptions ここで、10ptionsは以下のユーザ選択オプションのいずれかの数です。
ハ■−ベクトル一定速度 なし 5TEREOは、コンピュータが起動された後にのみインストールできます。異 なるオプションが必要な場合は、コンピュータシステムを完全にリブートしなけ ればなりません。
幾何学的補正は自動的に呼び出されます。幾何学的補正が必要ない場合は、/N Gオプションをコマンド行に指定しなければなりません。幾何学的補正は、5T EREOが低レベルレーザコントローラに渡すいずれかのベクトルの終点で行わ れます。
6.3.25TEREOオプシヨン LASERおよび5TE)?EOは、プロセスコンピュータが起動されると自動 的にインストールされます。LASERは低レベルレーザコントローラを内容と し、オプションはまったくありません。一方、5TEI?EOにはオプションが あります。これらのオプションは大部分、あまり関心を払う必要のないものです が、完全を期するために説明します。
軸制御 軸が異なる方向に向かうSLA装置を提供していますので、5TEREOドライ バには軸制御が備えてあります。ユーザのキーボード入力またはAUTOEXE C,BATファイルによって5TEREOが呼び出されると、以下のオプション が軸を設定するために使用できます。
ハ+ X軸ポジティブ。これは現在のデフオールドです。
/X−X軸ネガティブ。これを使用するとX軸の方向が逆になります。
/Y+Y軸ポジティブ。これは現在のデフオールドです。
/Y−Y軸ネガティブ。これを使用するとY軸の方向が逆になります。
/5WAPXY いずれかの他の軸または幾何学的補正のオペレーションの前に X座標とY座標を交換します。交換は通常は行いません。
以下にX軸の方向を変えた5TEREOをインストールするDOSコマンド行を 例示します。5TEREOはまだインストールされてはいけないことに注意して (ださい。
5TEREO/X− 5TEREOは、自己がインストールされた時に使用する軸の方向を報告します 。これを確認して、必要な状態を確保してください。
幾何学的補正 5TEREOには幾何学的補正が装備されています。幾何学的補正は、現在、ビ ンクッション歪みを補正するだけでなく、個々のSLA装置の不正確も補正しま す。
現在の補正技法は、特殊なテーブルの探索を実行した後に補正が行われることか ら、テーブル補間幾何学的補正と呼ばれます。このテーブルは、結果的に実際の SLA装置の歪みを取り消すことになる歪んだ系に直線XY座標系を対応づけま す。この参照用テーブルは、SLA装置校正プログラムであるCALIBによっ て生成されるファイルに格納されます。5TEREOのハGオプションによって 幾何学的補正はキャンセルされます。参照用テーブルは、65×65のエントリ を持っており、 1エントリはX軸およびY軸の交差する各1024ステツプお よび端点についてのものです。各軸は6553Bステツプの分解能を持っている ことに留意してください。このテーブルは、5TEREOがインストールされた 時に読み込まれるASCIIファイル5TEREO、GEO(8,7参照)に格 納されます。5TEREOが5TEREO,GEOを見つけられなかった場合、 または、何らかの問題を検出した場合は、適切なメツセージを表示します。
各SLA装置は、その校正結果にもとづいて異なる5TEl?EO,GEOを持 ちます。ある装置の幾何学的補正は、希望のミル精度を維持する際に別の装置の ものと同一ではありません。(他方の装置はまだ作動している、あるいは、それ が製作する部品が奇妙に見える場合がありえます。) 5TEREO,GEOフ ァイルを移す場合は、再校正が必要であることに留意してください。
7.0フアイルフオーマツト この章では、各種の立体造形ファイルのフォーマットについて説明します。これ らのうち、最も頻繁に使用するようになるファイルは、層制御ファイル(*几) および5UPER,PRMデフオールドパラメータファイルです。
7.1 5LICEの入力ファイル(*、STL )のフォーマットCADプロ グラムは、以下に説明する特定のフォーマットのファイルを生成できなければな りません。通常、このファイルは、極めて大きな規模(数十刃バイト)のファイ ルであり、イーサネットなどの高速データリンクによって386ベースの立体造 形コンピュータに転送されます。R3−232およびフロッピディスクによる小 規模ファイルの転送も可能ですが、勧められません。
5LICE入カフオーマツトは、PHIGS (プログラマ−階層会話形図形処 理規格)という図形処理規格にほぼ従っており、それをいくつかの点で改善して あります。第1に、すべての数値データは2進形式に圧縮でき、それにより記憶 ファイルの大きさを大幅に縮小し、立体造形コンピュータへのデータ転送時間を 短縮します。第2に、特殊な部品製作属性のサポートによって、一定の特徴を小 平面に“付属させる“ことができ、その部品製作スーパバイザにそのまま高速で 渡されます。
5LICEに渡されるファイルは、拡張子“、 STL“を持たなければなりま せん。つまり、ファイル名の後に″、 STL″を付けなければなりません。5 LICEが実行され、拡張子を持たないファイルが与えられると、5LICEは 自動的に拡張子“、 STL”があるものと仮定します。ファイル名に拡張子“ DAT ”を持った以前のファイルは、名前を付は直すか、または、5ljCE のコマンド行(2,1参照)でそのファイル名を完全に指定させなければなりま せん。
ファイルは、ASCIIまたは2進フオーマツトのいずれかで格納できます。A SCIIフォーマットを使用することが勧められますが、現在、STLファイル 作成ソフトウェアを開発しており、その後、2進フオーマツトのリリースに向け て転換する予定です。5LICEの古いバージョン、5LICE17以前は、2 進フオーマツトをサポートしていません。
ASCII フォーマットSTLファイルの例は以下の通りです。これは単純な 四面体を定義するものです。
5olid 5olid Tetra、2FaceLnorIIlal −10 0outer 1oop vertexo 0 0 vertexo 0 1 VerteXOl O endloop 2ワード−x2 2ワード−y2 )第2の頂点 2ワード−y3 )第3の頂点 2ワード−23 1ワード−属性数 く特殊属性〉 このワードは0に設定しなければならない。
STL 2進フオーマツトは、構造の点でASCII形式と同様です。 1つの 小平面のレコードの次に別のレコードが続き、各小平面レコードは、法線、三角 形の3頂点および、オプションによるいくつかの属性から成っています。
現在、まだ属性をサポートしていませんので、属性カウントワードはゼロに設定 してください。 小平面のレコード数および属性の各数についての2進フオーマ ツトは、単に符号なしの整数です。法線および三角形の頂点は、3バイトの仮数 および1バイトの指数から成る、4バイトの8087実数フオーマツトです。
7.2 5LICEの出力ファイル(*、SLI )のフォーマット5LICE は、各入力ファイルについて1つの出力ファイルを生成します。デフオールドの 場合、各出力ファイルは、拡張子“、SLI”を持っています。出力ファイルの 現在のフォーマットは以下の通りです。
! ! オプションの注釈 ! L <Iayerl> Lブロック(強制)LB 非Lブロックはそれらがベク トルを持っている場合にのみ 存在する <Xi> <Yl〉 <X2> (Y2><Xl> (Yl> <X2> <Y 2>(Xi> <Yl> <X2> <Y2> LB一層境界線(Xi> <Y l> 〈x2> (Y2>LHLH一層クロスハツチ <XD <Yl> <X2> <’f”l>NFBD NFBD−近平坦下向き 外皮境界線 <XD (Yl> <X2> <Y2>NPD)I NFDH−近平坦下向き外 皮クロスハツチ <Xi> <Yl> (X21> (Y2>NFUB NFUB−近平坦上向き 外皮境界線 (XD <Yl> (X2> (Y2>PDP PDP−平坦下向き外皮充填 (Xi> (Yl> <X2> <Y2>NFDF NFDF−近平坦下向き外 皮充填くxD (Yl> (X2> (Y2> NFLIF NFUF−近平坦上向き外皮充填くXl> (Yl> <X’l>  (Y2>FLIF FuF−平坦上向き外皮充填(XI)(Yl> (X2>  (Y2>L clayer2> ファイルの第2の2層(フォーマット繰り返 し) ココテ、<XI> <Yl:) <X2> <Y2> ハ、X−Y スペーステ ノベクトルの2座標、4のASCII数で、(Xl) (Yl>はベクトルの始 点 <x’l> (Y2>はベクトルの終点7.3パーザの出力ファイル(*、Pお よび*几)のフォーマット 所定の入力ファイルセットについて、PAR8Eは1つの*、しファイルおよび 1つの*、Pファイルを生成します(*はいずれかのDOSファイル名文字の組 を表します)。
*、Lファイルは短いファイルで、層情報を内容としており、ネ、Pファイルは 結合ベクトルを内容としています。
*、Pファイルは、外見上、もとの*、SLIファイルに類似していますが、3 つの点で異なります。
第1に、本、Pファイルは、スーパバイザのための単一のベクトルファイルを形 成するためにすべての入力ファイルを結合した結果得られるものです。PAR8 Eは、層が昇順になる(スーパバイザがそれを期待する形である)ように、入力 ファイルをうまく処理しています。 第2に、そのように指示されている場合、 PAR8Eは、一定の形式のブロックを選択的に包含または除外するので、除外 されたブロックのベクトルは*、Pファイルには現れません。
第3に、PAl?SEは、木、Pファイルの各ブロックのヘッダにファイルおよ び層の識別子を付けます。入力行が単にLl(だけだったとしても、PARSE は*、Pファイルに対してL)12.7800のように出力します。これは、そ のブロックが、第2の入力ファイルから来ており、層7800に属するものであ ることを示しています。
ネ、Pファイルは極めて長大になり得るので、その編集には84Kを超える文字 になることが可能なエディタが必要になるかもしれません。もちろん、もっと小 さいファイルは、はとんどどのようなエディタでも容易に編集できます。
*几ファイルは非常に興味深いファイルです。本、Pファイルに出力される各ブ ロックについて、対応する単−行エントリが*几ファイルに対して行われます。
さらに、各層について5TOPおよびlBTM行エントリが行われます。
IITOPは届の他のブロックエントリのすぐ上であることを、#BTMはすぐ 下であることを示します。以下に例を示します。
〔ファイル〕 第1行は、PARSEに指示されたスケール、Zスペーシングおよび層厚さを内 容としています。これらの値は後にスーパバイザによって検出されます。
各行は、層番号に始まり、その後にブロック形式が続くことに留意してください 。いずれの行も次のようにオーバライドコマンドを含めることができます。
、(override commands>−オーバライドコマンドは、そのブ ロックのベクトルのドローイングの前に5TEREOデバイスドライバに送られ る最後の5TEREOコマンドストリングで、以前に設定されたレーザ制御デフ オールドを指定変更することができます。上記の例の行7800.NFDBIは そのような行を内容としています。いずれのオーバライドコマンドも作成するの はPARSEではなく、オペレータだけが行えます。オーバライド機能について は5.1にさらに詳しく説明してあります。
7.4重要領域ファイル(*、BOX )のフォーマットバージョン2.04は 、スーパバイザが、あるボックスの範囲内で何かを実行するようにまたは実行し ないように命令されることが可能な部分である、重要領域をサポートしています 。<part>というファイル名プレフィクスを持った部品が与えられた場合、 PARSEは、<part>、BOXファイルを読み込もうとします。ファイル が見つからない場合、PARSEは単に警告メツセージをプリントアウトし、実 行を継続します。ファイルが見つかれば、ファイルを読み込み、パージング中に それを解析します。
、 BOXファイルのフォーマットは以下の通りです。
<type>、cbase>、<height>、(Xl>、<yL>+(X2 )l くy2>+<x3>、<y3>、<x4>、<y4><typB>−囲ま れた領域のクロスハツチをリベットとする場合は はxv’ 、クロスハツチを 無視する場合はx1゜ <base>−スケールに対応したボックスのベースcheight>−ボック スの高さ く11>、<yl>−ボックスの第1の座標<12>、<y’l>−ボックスの 第2の座標<x3>、<y3>−ボックスの第8の座標<x4>、<74>−ボ ックスの第4の座標CADイメージがミル(1インチの1/1000)単位で描 かれ、スケールファクタが1000である場合に、XV、8.0.0!、1,1 ,1.−1.−1.−1.−1.IXl、7.90,0.2,2,2,2.−0 .5.−3.−2.−1.3.1上記のファイルは、高さがそれぞれ3110お よび2/10インチの2つのボックスを定義しています。最初のボックスはリベ ットによるクロスハツチが行われる場合を、第2のボックスはクロスハツチが行 われない場合を示しています。すべての座標はインチ単位で表されています。現 在のボックスのアルゴリズムは、X軸およびY軸に関する線だけをサポートして います。長方形のみ指定できます。ひし形または疑似三角形は指定できません。
正確な領域を切り離す必要がある場合は、はぼそれに近似する長方形の組を使用 してください。
7.5スーパバイザデフオールドパラメータフアイル(SLIPER,PRM  ) のフォーマット空白行および!で始まる行は無視されます。最初の数行は、 ここで数を変更することによって影響されるにすぎない固定スーパバイザパラメ ータを含んでいます。ファイルの残りは、各種ブロックのデフオールド設定を含 んでいます。
!スーパバイザパラメータファイル !バージョン2.21 !最終更新: 9/2g/87 ! 理由コニのファイルの新しい5UPERデフォ−!ルトオプション行を試験 する ! !デフオールド5tlPERオプション!オプションは引用符号の内側に一緒に 入れる。
!オプションがない場合は“1を用いる。あるプ!ロトタイブ単位に必要な/N EG2 !一般パラメータ ! 800 エレベータボードベースアドレス50 エレベータのピッチ、アルファ ー100、ベータ1、OXYのみのスケールファクタ:2軸には影響しない OX座標オフセット OY座標オフセット 750 5TEREOに送るための最大ベクトル数!−ブロックデフオールド− ! ! スーパバイザが1ブロツクを始めるごとに、以下!の各デフオールドストリ ングが5TEREOドライバ!に送られる。Z、X、、、はブロック形式(Z境 界線、! Xクロスハツチなど)であり、その後にバーズ!入力ファイル番号( 1は支柱ベクトルであり、! 2は物体ベクトルなどである)。 2つの5LI CE!フアイルのデフオールドだけがここで設定され!るが、最大10のファイ ルがサポートされる。
! 5top、”Bx 8500.BY !レーザビームが(ホー34300” ム )ポジションから始 まる LBl、”RD 1.I?s 300. jリドローのディレィ、RCI: サ イズ、カウント SP 25; !ステップピリオド JD o; !ジャンプディレィ S82” !ステップサイズ NFDBI 、”RD 1.R8300,RC1,SP 25.JD O,SS  2“LHl、”Re i;sp 25:JD O,SS 2;VC5,!リベ ットカウント VR99; jリベット減少量 VR11,12,13,14,15” j !jベットステッフヒリオトNFD 111.”)ic 1;SP 25:JD O;SS 2;VC5;Vl? 9 9;VP 11,12゜13.14.15” FDFl、”RC1,sP 25.JD O;SS te−NFDPI、RC1 ,SP 50:JD o:ss 16”NFUFI 、“RC1,sP lO: JD O;SS teFUFI 、“RC1;SP 50;JD O;SS 1 B“LB2.”RD 1.Rs 300.RCl;SP 25:JD o;ss  2”NFDB2.”RD l;R8300:RC1:sp 25;JD O: SS 2”L)12.”RCl;SP 25;JD O:SS 2:VC5;V R99;VP 11.12゜13.14.15“ NPDH2,”RC1,SP 25;JD o;ss 2;VC5;VR99; VP 11,12゜13.14.15” FDP2.”RC1,SP 25;JP O;SS te“NFDF2.”I? Ci;sp 25;ノD O,SS 16”NFUF2.”RC1;SP 50 .JD O;SS 1B”FUF2.“Re 1.sP lo、JP O,SS  16”IIBTM 、“Zν10;!秒単位での2軸の待ち時間ZD 5;  l am単位での2軸浸漬深さZVo、8: !Z軸速度パラメータ ZA O,1“ ! 2軸加速パラメータこのファイルは、5TEREOコマン ドを4J!=スーパバイザZステージコマンドの中に包含させます。コマンドス トリングは数行に分けることができ、いずれの行の最後には(!で始まる)注釈 を置くことができます。
7.85TEREO,DEFドライバデフオールドファイルフォーマット 以下に、システムによって与えられる5TEREO,DEPファイルの例を示し ます。これらは、インストール時に5TEREOによってロードされるデフオー ルド値です。このファイルの値はいずれも変更する必要のまったくないものです 。実際、スーパバイザは、5UPER,PRMおよび*、Lファイルの適切な行 によって、これらの値を常にリセットしています。
! ! 5TEREOデバイスドライバ初期セットアツプ! 2 SS ステップサイズ 1190 SP ステップピリオド 64 SD スキャンディレィ 85535 JS ジャンプサイズ 100 JD ジャンプディレィ OLOレーザオンディレイ 0 LF レーザオフディレィ l RCリドローパスカウント ORD リドローディレィ 200 R9リドローサイズ 2 VCリベットパスカウント 1190 VP リベットステップピリオド100 VRリベットリダクション アアマウント 7.75TEREO,GEO幾何学的補正ファイルのフォーマット幾何学的補正 参照用テーブルは、G5X65のエントリを持っており、 1エントリはX軸お よびY軸の交差する各1024ステツプおよび端点についてのものです。各軸は 6553Bステツプの分解能を持っていることに留意してください。このテーブ ルは、5TEREOがインストールされた時に読み込まれる、\3DSYSディ レクトリのASCIIファイル5TERIEO,GEOに格納されます。5TE REOが5TEI?EO,GEOを見つけられなかった場合、または、何らかの 問題を検出した場合は、適切なメツセージを表示します。
参照用テーブルのフォーマットは次のようになって!注釈行(オプション) ! 135J5,2 j 2座標、[15X65102J4.134.56 ! ( 0,0)の補正101.23.123.45 + (0,1024)の補正10 2.41,144.33 ! (0,65526)の補正98.7B7,102 .22 + (1024,0)の補正96.352,100.034 t (1 (124,1(+24 >の補正現在、整数型でのマツピングを行っております が、この参照用テーブルは浮動少数点数を持つことに留意してください。注釈行 でない第1行は、必ず、“65゜65.2”という内容としなければならず、こ れは、現在5TEREOによってサポートされている唯一の幾何学的補正のフォ ーマットです。
各SLA装置は、その校正結果にもとづいて異なる5TEREO,GEOを持ち ます。ある装置の幾何学的補正は、希望のミル精度を維持する上で別の装置のも のと同一とはなりません。あるSLA装置の5TEREO,GEOファイルは他 の装置にコピーしないでください。
付録A−9LA−1ソフトウエアシステムチャートプロセスコンピュータ スラ イスコンピュータ起動初期化 MS−DO8XEN I X TCP TOP ASER TEREO メニュープログラム ENLI システム機能 CHKDSK SYSAPM IR OS P2 スライシングプログラム I LICE 部品製作プログラム AR8E UPER RAPI ユーティリティプログラム PO警ER ETSP 5TAGE ALIB PROFILE 通信プログラム 置NET 置NET FTP FTP 付録B−5TEREOコマンドセツト 5TEREOコマンドセツトは、ジェネラル・スキャニング社のDCシリーズレ ーザ制御用電子パッケージとある程度互換性を持たせるように設計されています 。
5TEREOは以下のコマンドを理解します。
BX O〜135535 開始X位置 (位置)BY O〜65535 開始Y 位置 (位置)JX O〜65535 新しいX位置にジャンプ (位置)JY  O〜85535 新しいY位置にジャンプ (位置)NXO〜85535 次 のX位置 (位置)NY O〜85533 次のY位置 (位置)SS l〜6 5535 ステップサイズ (相対増分)SP 5〜85535 マルチパスス テップピリオド(10μ5)SD O〜85535 スキャニングディレィ ( ステップピリオド) JS l〜65535 ジャンプサイズ (相対増分)JDO〜65535 ジ ャンプディレィ (ステップピリオド) LOO〜65535 レーザオンディレィ (10μ5)LF O〜65535  レーザオフディレィ (10μ5)NS シーケンスモード入力 − AB 絶対モード入力 − EX 実行 − EC実行およびクリア − CL テーブルのり1Jア − MD AS −/+ オートシャッタモードの設定(オン/オフ) MD BL −/+ ブロックモードの設定 (オン/オフ) MD PA −/+ Pos Ackモードの設定 (オン/オフ) SRソフトリセット HRハードリセット PCI−10リドローパスカウント (トクス)RD O〜65535 リドロ ーディレィ (ステップビビリオド) R8O〜65535 リドローサイズ (距離)VCI−10リベットバスカウ ント (審ハス)VP 5〜65535 リベットステップピリオド (10μ 5)VRO〜65535 リベット減少量 (距離)VX O〜65535 1 Jベット終了X位置 (位W)vYO〜65535 リベット終了Y位置 (位 置)wI O〜32787 アイドル状態待ち (遅延)ここで、lOμs :  10マイクロ秒ごとの数分解能−〇、84μs (1,19MHzクロックの 場合) 位置;0〜65535範囲のフィールド内の絶対位置距離ニステップサイズ単位 での絶対距離単位 相対増分:位置増分の相対数 #バス:リドローパス数 ステップピリオド:SPコマンドによってプログラムされたステップ数(チック カウント)の範囲の時間 遅延:ミリ秒での遅延値(高速のコンピュータではより速くなる) 上記のコマンドについては6.3.1で詳細に説明してあります。
付録C++立体造形ソフトウェア用語集以下に、本書および当社の他の文書にお いて使用されるソフトウェアに関する用語集を示します。これらの用語について は再検討してください。
8028B−プロセスコンピュータ内の16ビツトマイクロプロセツサ 80386−スライスコンピュータ内の32ビツトマイクロプロセツサ eritieal area (重要領域)−特別に処理される領域cross −hatching (クロスハツチ)一部品の内壁と外壁との間のクロスベク トルを支持することEthernet (イーサネット)−Dig1ta1社、 Inte1社、Xerox社によって共同開発された高速コンピュータ間通信方 式 field (フィールド)−レーザビームが到達できる樹脂タンクの表面 f’illjng (フィリング)一部品の表面が作られるプロセス geoa+etr1c (幾何学的補正)−ビンクッション効果のためのレーザ ビームのcorrection調整home position (ホームポジ ション)一部品製作活動を行わない時にビームがジャンプするフィールド位置 1aser controller (レーザコントローラ)−レーザの動きを 制御するスーパバイザの直轄下にあるソフトウェア juIIip (ジャンプ)−レーザビームの迅速な非重合化動作 jump delay (ジャンプディレィ)−ミラーの安定を図るためのジャ ンプ後の遅延 m1rrors (ミラー)■レーザビームをフィールドのいずれかの位置に向 けるために回転する装置MS−DO8(エムニス・トス)−プロセスコンビエー タ用の標準ディスクオペレーティングシステムIoulti−tasking  (フルチタスク)−多数の人が同一のコンピュータを同時に使用できること pincushion eff’ect (ビンクッション効果)一平面に向け られている極小光源に固有のひずみproc’ess (プロセス)一部品を製 作する行為process computer (プロセスコンピュータ)諺部 品を製作するために使用されるSLA装置内のコンピュータ、 Ms−DOSベ ース redrawing (リドローイング)陶強度を増すために同一ベクトル上に レーザビームの多数のパスを行うこと rivets (リベット)−小領域の上に余分なバスを行う場合にリドローイ ングの巧妙な方法 segment (セグメント)−線を記述する2座標、4点5hutters  (シャッタ)−レーザビームのしゃ断物slicing (スライシング)− 三次元部品を二次元層に変換することによって立体造形のために三次元部品を準 備する行為 5lice Computer (スライスコンピュータ)一部品のスライシン グを行うために使用されるSLA装置から離れているコンピュータ;XεNIX ベース5tep(ステップ)−レーザビームの独立した移動5tep perl od (ステップピリオド)−1ステ・ツブが行われる期間 5tep 5ize (ステップサイズ)−1ステツプのフィールド単位数 UNIX (ユニックス)−70年代にベル研究所で開発された先端多重タスク オペレーティングシステムXENIX (ゼエックス)−スライスコンピュータ に装備されているユニツクに準じた機能を持つオペレーティングシステム Z−stage (Zステージ)一部品が乗る垂直エレベータ3Dシ;テムズソ フトウエア取扱説明書補遺1公開されている5LICEの例 図 36a 〜 36r、37a 〜 3フC,38a 〜 38b、39、4 0a 〜40b 、 41. 42a 〜42b、 43a 〜43bを参照してください。
付録E 34.lBI3−34.169“8g、4.13現在の3Dシステムズ 外部ソフトウェア状況スライス・コンピュータ(NEC38B)7M 3111B/jx オペレーションシステムυN1x;システムvすIJ −ス 1.0.480388TCPイーサネツトサポート、MICONバージョンI  NTERACT I VEシステムズ・コーポレーション(INTERACTI VE 5ystea+s Corporation。
2401 Co1orado Avenue、 3rd FloorSanta  Mon1ca、 Ca1if’ornia 90404)プロセスコンピュー タ(讐YSE 2BB)MS−DoS3.21 ワイズ・テクノロジー社 (Wyse Technology。
3571 N、 First 5treet。
San Jose、 CA 95134)Q−DO8I+バージョン2,00 ガゼル・システムズ社 (Gazelle Systems。
42 North Llniversity Avenue、 5uite 1 0Provo、Utah 84601 )FTPソフトウェアPC/TCPファ イル転送プログラムバージョン1.16 1’TPソフトウエアPC/TCPチルネツトバージヨン1.16MIC0N− インターラン社 (MICON−1nterlan、 Inc、。
1555vanson Rd、。
Boxborough、 HA 01719)1988年4月13日 5LA−1主要部品一覧 レーザ: 1)リンコニクス社 (Linconix。
1390 Borregas Avenue。
5unnyvale、 CA 94H9)A) 4240H型He−Cdマルチ モードレーザB) 424OPS型電源装置 2)オムニクローム社 (Oa+n1chroLle。
13620 Firth 5treet。
Chinno、 GA 91710) A) 356XM型He−Cd レーザB) 100型電源装置 走査ミラー: 1)ジェネラル・スキャニング社 (General Scanning、 Ine、。
500 Ar5onal 5treet。
Watertown、 HA 02172 )A) P/N EOO−2217 3XYO507走査ミラーB) P/N EOQ−DX20Q5 XYQ5Q7 走査ミラーコントローラ 2軸(垂直)エレベータ: 1)ディードル社 (Daedal。
P、O,Box G。
Harrison C1ty、 PA 1583g )(代理店を介して購入) パシフィック・テクニカリル・プロダクツ社(Pact(’ic Techni cal Products。
15901 Foothjll Blvd、。
5yla+er、 CA 91342)A) P/N 008−0324−31 4インチ・ 5ピツチリニアテーブル B) P/N M05000−20 モータ駆動制御5LA−1プロセスコンピ ュータ: 1)ワイズ・テクノロジー社 (Wyse Technology。
3571 N、 First 5treet。
San Jose、 CA 95134)(代理店を介して購入) ペリフェラル・システムズ社 (Peripheral Systems、 lnc、+81070rion  Avenue。
Van Nuys、 CA 91406)A)Wyse 286.モデル220 0 (以下を含む)1.40MBハードディスク 2、PCATキーボード 3、モニタ 4、グラフィックカード 5、数学コープロセッサ 2)ターンズφテクノロジー社 (Tarnz Technologies。
80255epulveda Blyd、。
Van Nuys、 CA 9140B)A) I10ボード 5LA−1スライスコンピュータ: 1)NECインフォメーション・システムズ社(NEClnf’ormatio n 5ysteIls、 Inc、+1414 Massachusetts  Avenue。
Boxborough、 HA 01719)(代理店を介して購入) ペリフェラル・システムズ社 (Peripheral 5yste+ns、 lnc、+81070rion  Avenue。
Van Nuys、 CA 9140B)A) NECパワーメート386コン ピユータビームエキスパンダ: 1)オプトミオ・デザイン社 (Optomeo Design Co、。
901 filth St、、5uite 203゜Los Alamos、N 、M、[17544)A) No、D10493(4X)型ヒームエキスパンタ 浄書(内容に変更なし) FIG、/。
浄書(内容に変更なし) FIG、3゜ 浄書(内容に変更なし) 浄書(内容に変更なし) FIG、 6゜ 浄書(内容に変更なし) 浄書(内容に変更なし) 浄書(内容に変更なし) FIG、 9b。
浄書(内容に変更なし) FIG、に。
浄書(V″:容に変更なし) US達読t・ FIG、 //c。
浄書(内容:こ変更ない 最初 での復 蒔々 FIG、 /2゜ 浄書(内容に変更なし) 十++++++十+十++十十+−1−+十++十++++++十十++十+十 ++++++++十++++++++++十+++十++++十+++++++ ++++l52844393521 7 ++++++ ++++++十+20 496972F172462513 ++++ +++ + + + + +  It 491!2938584857646205 + + + 十+十++十 ++l96497917763717358288+十+十+十十+ + +  42369927666625870653610 + + 十+ ++++十 +523638475685759布70ヌ9+++++++++++I?50 &)86?664758266287++++++ + + + + + 10  32 60 85 82 7779 69 43 16 + + + −1− + +++++++516375369665241157++++十++++ +++++++++++++++++十++++++十+→−++++++++ +++++++++++++十+十十+++++十+++十+++++++++ +++++++++十++十+十+++++++++++++++++++++ FIG、 /3゜ 浄書(内容に変更なし) 浄書(内容に変更なし) 浄書(内容に変更なし) 浄書(内容に変更なし) 立#−垣形システム似2トウ;7図 浄書(内容に変更なし) 浄書(内容に変更なし) 試料作猷カーブ F/G 2ム 浄書(内容に変更なし) 圧、22a、 。
レンズ漬掃の#!奨ル法 浄書(内容に変更なし) 浄書(内容に変更なし) 空気:し九ターの、取模 浄書(内容に変更ない 5LICE電贋機構成部品 FIG、 24o。
浄書(内容に変更なし) /″11 クリキャビネットa万見g品 浄書(内容に変更なし) 浄書(内容に変更なし) 光学長構成部品 浄側内容に変更なし) 浄書(内容に変更なし) チャ゛2パ′−JL板部品 浄書(内容に変更ない 浄書(1容“:変更なし) 浄書(力容′:変更なし) 浄書(内容に変更なし) 浄i!(内容に変更なし) !書lI+Iつ1ゆで百か11) 浄書(内容に変更なし) 工学機器組立図 浄書(内容に変更なし) 浄W(円谷藝こりJζ′ムしり 浄書(内容に変更なし) SLICEIC入力さA1.3東向学的モテウL(タイヤなL)オもi(タイヤ QLJ 後 (T) FIG 36e FIG、 3tγ 浄書(内容に変更なし) 分解図 5LICE 0RDERS THE TRIANGLES BY TYPE A ND HEIGHTTHE FJATRIANGLES 浄書(内容に変更なし) そしズ及キャゾ三角形は、R低を置の角IC位置付けう東3最倦 浄1(内容に変更なし] *乞スライスす3Jう1り春片迭積層す3浄書(内容に変更なし) 同じ′薄片 車1才車体のみ例設計たちだのて薄片ケ損断面1よ1形で為3F7G 4乙 浄書(内容に変更ない 平Fjo1:近(1:角形1τ対しズ、薄片1よ白形庖形蕨す3 浄書(内容に変更なし) 手続補正書(方式) 1 事件の表示 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 発送日 平成 4年 5月 26日 6 補正の対象 図面翻訳文 7 補正の内容 図面翻訳文の浄書(内容に変更なし) 国際調査報告

Claims (75)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.下記によって構成されるビームをプロファイリングするための装置; 上記ビームが下記手段で入社した時、ビームの予定した大きさの一部の輝度を計 測するための手段;輝度と同等のものまたは上記ビームに追従する工学的通路に 対し実質的に垂直な表面に沿うビームのすべての部分を計測するために上記ビー ムによって追従する光学的通路から上記計測手段の相対的垂直移動を変更するた めの手段。
  2. 2.下記によって構成されるビームをプロファイリングするための方法; 上記ビームによって追従する光学的通路に対し実質的に垂直な表面に沿う上記ビ ームの予定された大きさの一部の輝度を計測するための段階;および上記ビーム の他の部分に対する計測段階の反復。
  3. 3.請求項1に記載した装置において上記ビームがレーザー・ビームである装置 。
  4. 4.請求項2に記載した方法において上記ビームがレーザー・ビームである方法 。
  5. 5.下記によって構成される装置で表面上のビーム投射の場所を決定するための 装置: ビームの存在を感知するセンサー手段;ビームと位置ぎめするための走査手段; ビームが上記センサー手段に向けられた時上記センサー手段の明白な場所を含む 情報を提供するためのビーム・プロフィリング手段および位置読み出し手段。
  6. 6.請求項5に記載した装置において上記ビームがレーザー・ビームである装置 。
  7. 7.請求項5に記載した装置において上記ビームが電磁放射ビームである装置。
  8. 8.請求項5に記載した装置において上記ビームが光の並行ビームである装置。
  9. 9.請求項5に記載した装置において上記ビームが電子ビームである装置。
  10. 10.請求項5に記載した装置において上記センサー手段が電磁放射を感知する 装置。
  11. 11.請求項5に記載した装置において上記センサー手段が電子衝撃を感知する 装置。
  12. 12.請求項5に記載した装置において、上記ビームを位置ぎめする走査手段が 電算機制御による2個の回転ミラーで構成されている装置。
  13. 13.請求項5に記載した装置において、上記ビームを位置ぎめする走査手段が 2個の位置ぎめリニア・モーターで構成されている装置。
  14. 14.下記によって構成される表面上のビーム放射場所を決定するための方法: ビームの存在を感知するセンサー手段を使用すること:ビームを位置ぎめするた めの走査手段:ビームが上記センサー手段に向けられた時、上記センサー手段の 明白な場所を含む情報を提供するためのビーム・プロファイーリング手段および 位置読み出し手段。
  15. 15.請求項14に記載した方法において上記ビームがレーザー・ビームである 方法。
  16. 16.請求項14に記載した方法において上記ビームが電磁放射ビームである方 法。
  17. 17.請求項14に記載した方法において上記ビームが光の並行ビームである方 法。
  18. 18.請求項14に記載した方法において上記ビームが電子ビームである方法。
  19. 19.請求項14に記載した方法において上記センサー手段が電磁放射を感知す る方法。
  20. 20.請求項14に記載した方法において上記センサー手段が電子衝撃を感知す る方法。
  21. 21.請求項14に記載した方法において、上記ビームを位置ぎめする走査手段 が電算機制御による2個の回転ミラーで構成されている方法。
  22. 22.請求項14に記載した方法において、上記ビームを位置ぎめする走査手段 が2個の位置ぎめリニア・モーターで構成されている方法。
  23. 23.下記によって構成される光重合体を横切る反応ビームの痕跡の硬化深さを 決定するための装置:反応ビームに応答する1個以上のセンサー手段およびビー ム・プロファイリング手段。
  24. 24.下記の段階によって構成される光重合体を横切る反応ビームの痕跡の硬化 深さを決定するための方法:ビーム輝度プロファイルを得ること: および上記ビーム輝度プロファイルを基本として硬化深さを計算すること。
  25. 25.下記によって構成される表面上の反応ビームの焦点を決定するための装置 : 反応ビームに応答する1個以上のセンサー手段:およびビーム・プロファイリン グ手段。
  26. 26.下記の段階によって構成される表面上の反応ビームの焦点を決定するため の方法: ビーム輝度プロファイルを得ること; および上記ビーム輝度プロファイルを基本として焦点を計算すること。
  27. 27.下記によって構成される入射ビーム出力を計測するための装置: ビームに応答する1個以上のセンサー手段:およびビーム・プロファイリング手 段。
  28. 28.下記の段階によって構成される入射ビーム出力を計測するための方法: ビーム輝度プロフィルを得ること。 および上記ビーム輝度プロフィルを基本として出力を計算すること。
  29. 29.物体を形成する薄片の近傍に連続的に凝固させるための活性媒質の指定面 上が、規定の方式で動作する反応手段によって曝露される時、凝固能力を有する 活性媒質から三次元の物体を製造するための立体造形装置を較正し、正規化する ための下記により構成される装置:(a)指定された表面により決定された平面 内に予定された位置で位置をきめる能力のある1個以上のセンサー手段で、上記 センサー手段は、反応手段を上記センサー手段に向けた時、感知する能力を有す る;(b)位置ぎめ手段の情報に応じて反応手段を位置ぎめするための位置ぎめ 手段; (c)上記センサー手段で指示された反応手段を感知する上記センサー手段に応 じて指定された表面により決定された平面内に予定された位置に相応する位置ぎ めの情報を記憶するための記憶手段。
  30. 30.請求項29に記載した装置において下記の追加構成を含んでいる装置: (d)上記位置情報の線形補間を遂行するための処理手段:上記処理手段は、上 記位置ぎめ手段を指示するための中間位置情報を供給できる能力を有する。
  31. 31.請求項30に記載した装置において、反応手段がビームである装置。
  32. 32.請求項31に記載した装置において、反応手段が電磁放射線である装置。
  33. 33.請求項32に記載した装置において、反応手段がレーザー・ビームである 装置。
  34. 34.請求項29に記載した装置において、作業媒体が光重合体になり得る液体 である装置。
  35. 35.物体を形成する薄片の近傍に連続的に凝固させるための作業媒体の指定面 上が規定の方式で動作する反応手段によって曝露された時、凝固能力を有する作 業媒体から三次元の物体を製造するための立体造形装置を較正し、正規化するた めの下記の段階によって構成される方法: (a)指定された表面により決定された平面内に予定された位置で位置をきめる 能力のある1個以上のセンサー手段位置ぎめ方法で上記センサー手段は、反応手 段を上記センサー手段に向けた時、感知する能力を有する;(b)上記センサー 手段に反応手段を位置ぎめすること; (c)反応手段を上記センサー手段に向けたと同時に上記センサー手段の場所に 相当する位置情報を記憶装置に記録すること。
  36. 36.請求項35に記載した方法において、下記段階の追加構成を含んでいる方 法: (d)反応手段を上記センサー手段に向けたと同時に上記センサー手段の場所に 相当する上記位置情報の線形補間に応じた反応手段位置ぎめ方法。
  37. 37.請求項36に記載した装置において、反応手段がビームである装置。
  38. 38.請求項37に記載した装置において、反応手段が電磁放射線である装置。
  39. 39.請求項38に記載した装置において、反応手段がレーザー・ビームである 装置。
  40. 40.請求項36に記載した装置において、活性媒質が光重合体になり得る液体 である装置。
  41. 41.物体を形成する薄片の近傍に連続的に凝固させるための流体媒質の指定面 上が、規定の方式で動作する反応手段によって曝露された時、凝固能力を有する 流体媒質から三次元物体を製造するための立体造形装置を較正し、正規化するた めの下記の段階によって構成される方法; (a)指定表面に相当する平面内の予定された場所にセンサーを位置ぎめするこ と; (b)センサーによって検出される反応手段を走査すること; (c)反応手段がセンサーによって検出された時、その位置に関する情報を発生 すること; (d)各センサーに対する反応手段の位置情報とセンサーの予定された場所とを 比較すること;そして、(e)物体を作成するための反応手段の位置ぎめに使用 する予定センサー場所に対する反応手段位置情報の表を発生すること。
  42. 42.請求項41に記載した方法において、上記流体媒質が液体の光重合体にな り得る樹脂である方法。
  43. 43.請求項41に記載した方法において、上記反応手段がレーザー・ビームで ある方法。
  44. 44.ビームに接触すると凝固する媒質に反応ビームを適用することにより三次 元の部品製造に関する装置を校正するための下記により構成される装置:ビーム が通過し得る複数の予定された通路を有する校正板; 上記校正板にはビームを検出するための一個以上のセンサー手段を含む。 上記センサー手段は上記予定された通路のただ一つを通過するビームの表示信号 を発生する能力を有する;上記予定された通路の特定の一つを通過するビームに 相当するビーム位置情報記録用の記憶手段。
  45. 45.物体を形成する固体薄片の近傍に連続的に凝固させるための流体媒質の指 定面上が、規定の方式で動作する反応手段によって曝露された時、凝固能力を有 する流体媒質から立体造形による三次元の物体の製造におけるドリフト修正のた めの下記により構成される装置。 (a)反応手段の適用を検出する能力を有し、流体媒質を指定表面に固定され予 定した場所に取付けられた一個以上のセンサー; (b)センサーが反応手段を検出し、センサーの明白な場所に同じく相当する位 置情報を供給するように反応手段を検出するための位置ぎめ手段 (c)基準時間およびおくれた時間で得たセンサーの位置ぎめ情報間のドリフト を決定するため、早い時間で得たセンサーで反応手段を決定する基準位置情報に 与えられた時間で位置ぎめ手段から得る位置ぎめ情報を比較する方法:そして、 (d)ドリフトに応じて位置ぎめ情報表を修正する方法。
  46. 46.物体を形成する固体薄片の近傍に連続的に強固させるための流体媒質の指 定表面上が、規定の方式で動作する反応手段によって曝露された時、凝固能力を 有する流体媒質から三次元物体を製造するための立体造形装置内のドリフトを修 正するための下記の段階によって構成される方法: (a)流体媒質の指定表面に固定された予定場所に取付けた1個以上のセンサー によって検出されるべき反応手段の原因になるべき反応手段の位置ぎめ情報を基 準時間で決定すること: (b)ドリフトの修正が必要である時、おくれた時間で上記(a)段階を遂行す ること: (c)ドリフトを決定するための基準時間とそのおくれた時間で反応手段からの 位置情報を比較すること;および (d)物体の薄片を引出す反応手段へ送る位置ぎめ情報を修正すること。
  47. 47.部品を形成する近傍の固体薄片を得るため、媒質の指定表面上が規定の方 式で動作する反応手段によって曝露された時、凝固能力を有する媒質から部品を 製造する立体造形のドリフト誤差を修正するための下記により構成される装置: (a)1個以上のセンサー手段で、媒質の指定表面に固定された予定場所に設置 されており、上記センサー手段は上記センサー手段への反応手段の適用を検出で きる能力を有する; (b)反応手段を適用することに対する位置ぎめ手段で、上記位置ぎめ手段は上 記センサー手段への反応手段を適用する能力があり、またドリフト修正により調 節可能である: (c)センサー現在場所出力手段でセンサー現在位置情報、上記センサー手段の 明白な現在位置を含む上記センサー現在位置情報を供給可能である;(d)記憶 手段であり、センサー過去位置情報、上記センサー手段の明白な前の位置を含む 上記センサー過去位置情報を収容することが可能である;そして(e)上記セン サー現在位置情報と上記過去位置情報とを比較する手段であり、上記ドリフト修 正を決定する手段を含む。
  48. 48.請求項47に記載した装置において、上記反応手段がビームである装置。
  49. 49.請求項48に記載した装置において、上記ビームが電磁放射線である装置 。
  50. 50.請求項49に記載した装置において、上記電磁放射ビームが光のビームで ある装置。
  51. 51.請求項50に記載した装置において、上記光のビームがレーザー・ビーム である装置。
  52. 52.請求項48に記載した装置において、上記ビームが電子ビームである装置 。
  53. 53.請求項47に記載した装置において、上記媒質が光重合体になり得る樹脂 である装置。
  54. 54.請求項47に記載した装置において、上記媒質が粉末である装置。
  55. 55.請求項47に記載した装置において、上記媒質が液体である装置。
  56. 56.部品を形成する近傍の固体薄片を得るため、媒質の指定表面上が規定の方 式で動作する反応手段によって曝露された時、凝固能力を有する媒質から部品を 製造する立体造形のドリフト誤差を修正するための下記の段階によって構成され る方法: (a)媒質の指定表面に関して固定の予定場所に取付けた1個以上のセンサー手 段へ供給されるべき反応手段を基準時間で引起すことであり、上記センサー手段 は上記センサー手段に対する反応手段の供給を検出し得る能力を有し、また、椙 当位置情報を決定し記憶すること;(b)上記(a)段階を遂行する上記基準時 間よりおそい時間でおくれ相当位置情報を決定すること;(c)上記相当位置情 報と上記おくれ位置情報を比較してドリフト誤差修正を決定すること;そして、 (d)反応手段の位置ぎめを修正するため上記ドリフト誤差修正を利用すること 。
  57. 57.請求項56に記載した方法において、上記反応手段がビームである方法。
  58. 58.請求項57に記載した方法において、上記ビームが電磁放射ビームである 方法。
  59. 59.請求項58に記載した方法において、上記電磁放射ビームが光のビームで ある方法。
  60. 60.請求項59に記載した方法において、上記光のビームがレーザー・ビーム である方法。
  61. 61.請求項57に記載した方法において、上記ビームが電子ビームである方法 。
  62. 62.請求項56に記載した方法において、上記媒質が光重合体になり得る樹脂 である方法。
  63. 63.請求項56に記載した方法において、上記媒質が液体である方法。
  64. 64.ビーム位置ぎめ手段によって表面上のビーム位置のドリフトを修正するた めの下記により構成される装置: (a)1個以上のセンサー手段で、上記センサーへのビームの適用を検出し得る 能力を有し且つ表面に固定した予定場所に設置されているもの。 (b)上記センサー手段にビームを適用し得るビーム位置ぎめ手段; (c)ドリフト修正によって調整可能なビーム位置ぎめ手段; (d)現在センサー場所情報を供給可能な現在センサー場所出力手段であって上 記現在センサー場所情報は上記センサー手段の現在の明白な場所を含む;(e) 記憶手段であって、上記記憶手段は過去センサー場所情報を収容可能であり、上 記過去センサー場所情報には上記センサー手段の以前の明白な場所を含む;そし て、 (f)上記現在センサー場所情報と上記過去センサー場所情報との比較手段でな り、上記ドリフト修正を決定する手段を含む。
  65. 65.請求項64に記載した装置において、ビームがレーザー・ビームである装 置。
  66. 66.請求項64に記載した装置において、ビームが電子ビームである装置。
  67. 67.請求項64に記載した装置において、ビームが電磁放射線であり、また、 表面がビームの適用により焼結し得る粉末金属を含んでいる装置。
  68. 68.請求項64に記載した装置において、ビームが電磁放射線であり、また、 表面がビームの適用により溶解し得る粉末金属を含んでいる装置。
  69. 69.ビーム位置ぎめ手段によって表面上のビーム位置ぎめのドリフトを修正す るための下記の段階により構成される方法: (a)表面に関して固定の予定場所に取付けた1個以上のセンサー手段へ供給さ れるべきビームを基準時間で引起すことでなり、上記センサー手段は、上記セン サー手段へのビームの供給を検出し得る能力を有し、また、上記基準時間で上記 センサー手段の明白な位置に相当する位置情報を記憶手段で決定し記憶すること ;(b)上記(a)段階を遂行する上記基準時間よりおそい時間において、上記 基準時間よりおそい上記時間で上記センサー手段の明白な位置に相当するおくれ 位置情報を決定すること。 (c)上記位置情報と上記おくれ位置情報とを比較することによってドリフト誤 差修正を決定すること;そして、 (d)ビーム位置ぎめ手段によるビーム位置ぎめを修正するために上記ドリフト 誤差修正を利用すること。
  70. 70.請求項69に記載した方法において、ビームがレーザー・ビームである方 法。
  71. 71.請求項69に記載した方法において、ビームが電子ビームである方法。
  72. 72.請求項69に記載した方法において、ビームが電磁放射線であり、また、 表面がビームの適用により焼結し得る粉末金属を含んでいる方法。
  73. 73.請求項69に記載した方法において、ビームがレーザー・ビームであり、 また、表面がビームの適用により焼結し得る粉末金属を含んでいる方法。
  74. 74.請求項69に記載した方法において、ビームがレーザー・ビームであり、 また、表面がビームの適用により溶解し得る材料を含んでいる方法。
  75. 75.請求項69に記載した方法において、ビームがレーザー・ビームであり、 また、表面がビームの適用により溶発し得る材料を含んでいる装置。
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