JPH0491928A - 立体形状物の形成方法 - Google Patents

立体形状物の形成方法

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JPH0491928A
JPH0491928A JP2208399A JP20839990A JPH0491928A JP H0491928 A JPH0491928 A JP H0491928A JP 2208399 A JP2208399 A JP 2208399A JP 20839990 A JP20839990 A JP 20839990A JP H0491928 A JPH0491928 A JP H0491928A
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 光硬化性樹脂を層状に積層して立体形状物を形成する立
体形状物の形成力法に関し、 光硬化性樹脂を層状に積層した立体形状物を短時間で形
成できる立体形状物の形成方法の提供を目的とし、 硬化させた光硬化性樹脂の表面に未硬化で液状の光硬化
性樹脂の被着と、 光の照射による未硬化の光硬化性樹脂の硬化とを交互に
繰り返し、 光硬化性樹脂を層状に積層して立体形状物を形成する立
体形状物の形成方法において、前記光を、未硬化の前記
光硬化性樹脂を感光して硬化する紫外線を含む光に、光
硬化性樹脂を照射して加熱する赤外線を含む光を重畳し
て構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、立体形状物の形成方法、特に光硬化性樹脂を
層状に積層した立体形状物を短時間で形成できる立体形
状物の形成方法に関する。
近年の商品開発期間の短縮、商品デザインの多様化等の
要求から、商品開発段階において数多くの商品モデルを
短期間で作成4″ることが益々重要となっている。
このような商品モデルを形成するための方法として、硬
化させた光硬化性樹脂の表面に、例えば0.1〜0.5
 rn m程度の厚さで未硬化で液状の光硬化性樹脂の
被着と、 光軸に垂直な断面の直径が065へ一5mm程度のビー
ム状の光、例えばレーザ光を前記未硬化で液状の光硬化
性樹脂に照射して硬化することを交互に何百回も繰り返
し2、 光硬化性樹脂を何百層にも積層して立体形状物を形成す
る立体形状物の形成方法がある。
なお、未硬化で液状の光硬化性樹脂へのレーザ光の照射
−1域は、五次元CA D (computer−ai
dedclesign)により得られた王次元座標デー
タよりなる商品モデルを高さ方向に所定間隔、例えばO
,1〜Q、、 5 m、 m程度の厚さでスライスし7
た際に、それぞれのスライスへの輪郭線内、即ち商品:
+:y′!ルの中実部と対応するものごある7 〔従来の技術] 次に、従来の立体形状物の形成方法に“ついで、第2図
を参照しながら説明する。
第2図は、従来の立体形状物の形成方法を説明するため
の図で、同図(a)はT程順側断面図、同図(b)はB
−B線断面図である。
尚、同じ部品・材料に対し7では全図を通して同じ記号
を0琴しである。
従来の形成方法により、立体形状物】1を形成するには
1、 まず、同図(a)の(イ)に示すように、先端にテーブ
ル13を水平にして固定しまた昇降装置の昇降シャツ)
15aを矢印りに移動し7.4テーブル13を容器12
内に入れた未硬化で液状の光硬化性樹脂10の中にゆっ
くりと沈める。
そして、テーブル13の表面と光硬化性樹脂10の液面
1.Oa間の距離が、ΔZ(例えば、ΔZは通常0.1
〜・0.5 m mの間のある=一定のイ1眞こ設定さ
れる)沈んだら昇降シャフト15aの移動を一時的に停
止する。
次いで、光硬化性樹脂10を硬化することのできる紫外
線を含んだ光、例λば325ナノメータの波長の光を含
む1(e−Cd レーザ発振器(図示セず)が発生ずる
レーザ光16a f、同図(b)の点線で示す領域A内
を隈無く照射し、この領域A内の光硬化性樹脂10を感
光し2で硬化し7、テーブル13−トに一層目のスライ
ス片S、を形成する。
この後、再び昇降シャツ) 15aを矢印り方向に更に
Δ2だけ移動し、前記の要領に従いレーザ光16aを光
硬化性樹脂10に照射して硬化し、スライス片S、上に
スライス片S、を積層して形成する。
かかる昇降シャフト15aを矢印り方向へのΔZ単位の
移動とレーザ光16aの光硬化性樹脂10への照射とを
交互にn回、例えば数100回程変操り返すことにより
、同図(a)の(ロ)に示す光硬化性樹脂10゛のスラ
イス片Si St* 53+  ・・・、汎よりなる立
体形状物11が形成される。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の立体形状物の形成方法は、前述した如く細いじ−
ム状のレーザ光、例λ、ば光軸ζ2ご垂直な断面の直径
が0゜1〜5mm程度のレーヘザ光t6a !:より同
図(b) に丞すように広い面積を有する領域A内の全
域を塗り潰すが如くに、レー・ザ光16aを光硬化性樹
脂100領域Aに照射していノJ0かかるレーザ光1.
6aによる光硬化性樹脂10の硬化の進む度合は、光硬
化性樹脂10の温度により異なり、光硬化性樹脂10の
温度が高くなるとともに、4その硬化の程度も進むこと
となる。
従って、立体形状物を短時間で形成するCJば、光硬化
性樹脂lOの温度を高くするごとが一つの手段となる。
ところが、光硬化性樹脂10には何種類かの添加剤が添
加されているために、光硬化性樹脂10は、その温度が
高くなるに従い使用可能期間も短くなることとなる。
斯くして、光硬化性樹脂10の温度を高くし、立体形状
物を形成する時間を短縮するにも自ずと限度があった。
本発明は、かかる問題を解消するためになされたもので
、その目的は光硬化性樹脂の使用oJ能期間を短く(る
ことなく、短時間で立体形状物を形成できる立体形状物
の形成方法の提供にある。
〔課題を解決するためのT段] 前記目的は、第1図に示すように硬化させた光硬化性樹
脂の表面に未硬化で液状の光硬化性樹脂の被着と、 光の照射による未硬化の前記光硬化性樹脂の硬化とを交
互に繰り返し、 光硬化性樹脂を層状に積層し、て立体形状物を形成する
立体形状物の形成力法において、前記光は、未硬化の前
記光硬化性樹脂を感光して硬化する紫外線を含む光と、
当該光硬化性樹脂を照射して加熱する赤外線を含む光と
が重畳されて構成されていることを特徴とする立体形状
物の形成方法心こより達成される。
(作 用〕 本発明の立体形状物の形成り法における光硬化性樹脂を
感光し2て硬化する光は、未硬化の光硬化性樹脂を感光
して硬化する紫外線を含む光と光硬化性樹脂を照射して
加熱づる赤外線を含む光とを重畳して構成されている。
従って、紫外線を含む光と赤外線を含む光とを重畳して
構成した本発明に係る光は、光硬化性樹脂の温度を上昇
させながら当該光硬化性樹脂を感光し硬化する。
この結果、本発明に係る光は、光硬化性樹脂を短時間で
硬化することとなる。
また、本発明乙こ係る光は、光硬化性樹脂の硬化すべき
領域だけに照射されるために、2それ以匁の領域の光硬
化性樹脂の温度は上昇しない。
従って、本発明の立体形状物の形成力法は、光硬化性樹
脂の使用oJ能期間を短縮することなく90体形状物を
短時間で形成することを61能にする。
〔実 施 例〕
以下、本発明の一実施例の“ひ体形状物の形成装置”を
1.第1図を参照しながら説明゛づる。
第1図は、本発明の一実施例の立体形状物の形成装置の
模式的細断[fl−1図である。
本発明の・実施例の立体形状物の形成装置は、未硬化で
液状の光硬化性樹脂10とひ体形状物11の基台となる
〜ン・−プル13とを入れる容器12と、形成4”べき
立体形状物11を6.高さ方向、即ち2軸(テーブル1
3の表面であるXY平而面垂直力向)方向に一定間隔Δ
Zでn個のスライス片(最下端のスライスJ1からSi
n 52+  ・・・1511 とする)に切断した際
(ご、それぞれのスライス片の輪郭線の座標値であるモ
次元座標データを、スライスハSS2+  ・・l51
1に対応させるとともに、スライス片S、、 S2. 
 ・・l511の順に格納した制御装置14と、制御装
置14により制御されて、容器12内に収容したテーブ
ル13をZ軸方向に精度よく昇降する昇降装置15と、 光硬化性樹脂IOを感光して硬化する紫外線、例えば波
長が325ナノメータの光を含んだレーザ光16aを発
生するHe−Cd レーザ発振器16と、面方向を第1
図の紙面に垂直且つレーザ光16aが表面を入射角45
度で照射するような状態で当該レーザ光16.lの光路
に配設され、レーザ光16.、lの一部庖透過するハー
フミラ−16b (!・、光硬化性樹脂10を照射して
加熱する赤!A線、例えば波長1.060ナノメータの
レーザ光17a i、He Cd L−−ザ発振器L6
が発4t−4″る(、・−ザ光1(盲と平:]J11つ
離隔且・つ直上GこiD、 1−4−るよう!: L、
ζ発生゛するYAGレーザ発振器17と、 反射面をレーザ光17aと対向するとともに、反射面を
ハーフミラ−16bの表面と平行、1」つハーフミラ−
16bの直上位置に、ハーフミラ−16bと離隔して配
設され、上記反射面に入射して進行方向を直角に変更し
たレーザ光17aをハーフミラ−16bで反射しレーザ
光16aに重畳するミラー17bと、 制御装置14により制御されて、レーザ光16aとレー
ザ光17aとが重畳したし・−ザ光18の通過と匹断と
を交互的に行うシャッター19と、シャッター19を通
過したレーザ光18を集光し、光ファイバー21に入射
する集光レンス20と、光フアイバー21内を通過し、
光ソアイハ−21の他端から空中に放射されたレーザ光
18を集光し、光硬化性樹脂10に照射する照射レンズ
22と、制御装置14により制御されて、照射レンズ2
2とともに光ファイバー21をXYW面、すなわちテー
ブル13の平面と平行な平面内で自在に移動するXY移
動装置23(一部だけを図示)とを含んで構成したもの
である。
次に、斯かる構成をした本発明の一実施例の立体形状物
の形成装置により立体形状物11を容器12内のテーブ
ル13上に形成する手順を説明する。
立体形状物の形成装置を起動すると、制御装置14によ
り制御された昇降装置I5は、テーブル13を未硬化の
光硬化性樹脂10の中に徐々に沈め、テーブル13の表
面と光硬化性樹脂10の液面10aとの距離が前記ΔZ
、例えば0.5 m mとなった時点でテーブル13の
膝下を一時的に停止する。
次いで、制御装置14は、シャッター19と、XY移動
装置23とを制御し、照射レンズ22により集光されて
光硬化性樹脂IOの液面10a−)−で結像しているレ
ーザ光18を、ス→イスハS1の輪郭線内、すなわち、
スライス片S、の中実部に対応オる光硬化性樹脂10の
液面10aを塗り潰すが如く走査し、光硬化性樹脂10
を硬化し、スライス片S1をテーブル13Fに形成する
この後、制御装置14により制御された昇降装置15は
、テーブル13を下降し、スライス片S、の表面と光硬
化性樹脂10の液面10aとの距離がΔ2となった位置
でテーブル13の下降を停止する。
そし7で、この後は前記した手順に従って、未硬化の光
硬化性樹脂10を硬化することによりスライス片Sl上
にスライス片S2が積層された状態で形成される。
かかる方法をn回繰り返して実行することで、nmのス
ライス片、即ちテーブル13上に硬化した光硬化性樹脂
10“のスライス片SI+S2+・・・、Snよりなる
立体形状物11が完成することとなる。
従って、本発明の立体形状物の形成方法の一実施例の立
体形状物の形成装置は、光硬化性樹脂を感光して硬化す
るレーザ光と光硬化性樹脂を照射して加熱するレーザ光
とを重畳したレーザ光を光硬化性樹脂に照射するために
、未硬化の光硬化性樹脂の使用可能期間を短縮すること
なく、光硬化性樹脂よりなる立体形状物を極めて短時間
で完成させることが可能となる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明によれば、未硬化
の光硬化性樹脂の使用可能期間を短縮することなく、光
硬化性樹脂を層状に積層した立体形状物を短時間で形成
できる。
従って、本発明の立体形状物の形成方法により立体形状
物の形成装置を導入することにより新開(製)品の開発
を短期間で行うことが可能となり、今後益々熾烈となる
新開(製)品の開発競争を優位に進めることができるこ
ととなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の立体形状物の形成装置の
模式的側断面図、 第2図は、従来の立体形状物の形成力法を説明するため
の図である。 図において、 10は未硬化の光硬化性樹脂、 10゛ は硬化済の光硬化性樹脂、 11は立体形状物、 12は容器、 13はテーブル、 14は制御装置、 15は昇降装置、 16はHe−Cd レーザ発振器、 17はYAGレーザ発振器、 18はレーザ光、 19はシャッター 20は集光レンズ、 21は光ファイバー 22は照射レンズ、 23はxy移動装置をそれぞれ示す。 ン1ゼ、’11’)−flE’fi弓ht<l1升’+
AAnn片狐’jl’−117DAVJ)41’ITI
”!Y!f)(2コii’:、  I  l=、1 512右啓 (b) s B#、I耕釦四つ う^(t、znうノドWりAプetvl′◇k 創チミ
5〔去獣ロバ’!’37i7niンう#ろり口

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 硬化させた光硬化性樹脂の表面に未硬化で液状の光硬化
    性樹脂の被着と、 光の照射による未硬化の前記光硬化性樹脂の硬化とを交
    互に繰り返し、 光硬化性樹脂を層状に積層して立体形状物を形成する立
    体形状物の形成方法において、 前記光は、未硬化の前記光硬化性樹脂を感光して硬化す
    る紫外線を含む光に、当該光硬化性樹脂を照射して加熱
    する赤外線を含む光が重畳されて構成されていることを
    特徴とする立体形状物の形成方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0999036A1 (en) * 1998-10-19 2000-05-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Light source device and lamination molding method using the same
WO2003025927A1 (en) * 2001-09-13 2003-03-27 Tdk Corporation Optical recording medium manufacturing method
WO2006109355A1 (ja) * 2005-04-11 2006-10-19 Japan Science And Technology Agency 異波長レーザー光を用いた多光束微小構造物光造形方法及び装置

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