JPH05193008A - 光造形レーザ走査方法 - Google Patents
光造形レーザ走査方法Info
- Publication number
- JPH05193008A JPH05193008A JP728692A JP728692A JPH05193008A JP H05193008 A JPH05193008 A JP H05193008A JP 728692 A JP728692 A JP 728692A JP 728692 A JP728692 A JP 728692A JP H05193008 A JPH05193008 A JP H05193008A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser scanning
- pulse
- scanning method
- laser
- layer
- Prior art date
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- Pending
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- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ光の１パルスによって光硬化性樹脂が
固化する最小固化単位形状の一部が所定外形寸法線より
外側にはみ出すことなく、積層造形物を加工することの
できる積層造形レーザ走査方法を提供する。 【構成】 積層立体モデルの各層毎に設計形状データを
スライスデータ１として作成し、上記各層の曲線部を直
線近似して直線近似コンタ２を求め、この直線近似コン
タ２の端点４、５、８、９より成る近似平面１０を求
め、レーザ光の１パルスによって光硬化性樹脂が固化す
る最小固化単位となる半球体１１の円的放物面１２が上
記近似平面１０に接するようにレーザビームの中心位置
１４を上記直線近似コンタ２に沿って求めるようにした
ものである。
固化する最小固化単位形状の一部が所定外形寸法線より
外側にはみ出すことなく、積層造形物を加工することの
できる積層造形レーザ走査方法を提供する。 【構成】 積層立体モデルの各層毎に設計形状データを
スライスデータ１として作成し、上記各層の曲線部を直
線近似して直線近似コンタ２を求め、この直線近似コン
タ２の端点４、５、８、９より成る近似平面１０を求
め、レーザ光の１パルスによって光硬化性樹脂が固化す
る最小固化単位となる半球体１１の円的放物面１２が上
記近似平面１０に接するようにレーザビームの中心位置
１４を上記直線近似コンタ２に沿って求めるようにした
ものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光硬化性樹脂にレーザ
光を照射することにより立体モデルを積層造形して作成
するときに利用する光造形レーザ走査方法に関する。
光を照射することにより立体モデルを積層造形して作成
するときに利用する光造形レーザ走査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光造形とは、液状の光硬化性樹脂がレ−
ザ光などの光エネルギ−により硬化して、三次元の立体
モデルを水平に薄くスライスした一層目を造形し、順次
これを積層することによって実物の立体モデルを作成す
る工法である。光造形法によれば、手作業による木型作
成やＮＣ工作機械加工に比べて短時間に低コストで実物
の立体モデルを作成できるため、デザイン評価モデルと
か機能評価モデルの作成には非常に有効なものとなって
いる。
ザ光などの光エネルギ−により硬化して、三次元の立体
モデルを水平に薄くスライスした一層目を造形し、順次
これを積層することによって実物の立体モデルを作成す
る工法である。光造形法によれば、手作業による木型作
成やＮＣ工作機械加工に比べて短時間に低コストで実物
の立体モデルを作成できるため、デザイン評価モデルと
か機能評価モデルの作成には非常に有効なものとなって
いる。
【０００３】従来の光造形レーザ走査方法について説明
する。図５は下層に比べて上層の外形寸法が大きくなる
ような形状の立体モデル２１の断面図を示している。図
６は図５におけるＡ部の拡大断面図であり、２２はレー
ザ光の１パルスによって液状の光硬化性樹脂が固化する
際の最小固化単位となる半球体である。２３は設計上の
所定外形寸法線（１点鎖線で示した線）である。２４は
光硬化性樹脂の層を示しており、レーザ照射によって下
方より一層づつ順次積層される。
する。図５は下層に比べて上層の外形寸法が大きくなる
ような形状の立体モデル２１の断面図を示している。図
６は図５におけるＡ部の拡大断面図であり、２２はレー
ザ光の１パルスによって液状の光硬化性樹脂が固化する
際の最小固化単位となる半球体である。２３は設計上の
所定外形寸法線（１点鎖線で示した線）である。２４は
光硬化性樹脂の層を示しており、レーザ照射によって下
方より一層づつ順次積層される。
【０００４】次に、従来の光造形レーザ走査方法につい
て説明する。各層において半球体２２の最大径の部分が
所定の外形寸法線２３に一致するように、レ−ザ光の中
心位置を外形位置よりレーザビームの半径（Ｒ）だけオ
フセットしてレーザ光が照射されて造形される。
て説明する。各層において半球体２２の最大径の部分が
所定の外形寸法線２３に一致するように、レ−ザ光の中
心位置を外形位置よりレーザビームの半径（Ｒ）だけオ
フセットしてレーザ光が照射されて造形される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の積層造形レーザ走査方法では、図６に示すように、設
計上の所定外形寸法線２３の傾斜角度によっては、半球
体２２の円的放物面の部分が所定外形寸法線２３より立
体モデル２１の外側にはみ出すことになり、積層された
立体モデル２１の外形寸法は設計上の所定外形寸法より
大きくなるという問題があった。
の積層造形レーザ走査方法では、図６に示すように、設
計上の所定外形寸法線２３の傾斜角度によっては、半球
体２２の円的放物面の部分が所定外形寸法線２３より立
体モデル２１の外側にはみ出すことになり、積層された
立体モデル２１の外形寸法は設計上の所定外形寸法より
大きくなるという問題があった。
【０００６】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、半球体の円的放物面の部分が所定外形寸法
線より外側にはみ出すことなく、寸法精度の高い積層造
形物を加工することのできる優れた光造形レーザ走査方
法を提供することを目的とするものである。
ものであり、半球体の円的放物面の部分が所定外形寸法
線より外側にはみ出すことなく、寸法精度の高い積層造
形物を加工することのできる優れた光造形レーザ走査方
法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、積層立体モデルの各層毎に設計形状データ
をスライスデータとして作成し、上記各層の曲線部を直
線近似し、この近似直線の端点より成る近似平面を求
め、レーザ光の１パルスによって光硬化性樹脂が固化す
る最小固化単位となる半球体の円的放物面が上記近似平
面に接するようにレーザビームの中心位置を上記近似直
線に沿って求めるように構成したものである。
するために、積層立体モデルの各層毎に設計形状データ
をスライスデータとして作成し、上記各層の曲線部を直
線近似し、この近似直線の端点より成る近似平面を求
め、レーザ光の１パルスによって光硬化性樹脂が固化す
る最小固化単位となる半球体の円的放物面が上記近似平
面に接するようにレーザビームの中心位置を上記近似直
線に沿って求めるように構成したものである。
【０００８】
【作用】したがって本発明によれば、積層立体モデルの
各層毎に設計形状データより近似して求められた近似平
面に、レーザ光の１パルスによって光硬化性樹脂が固化
する最小固化単位となる半球体の円的放物面が接するよ
うにレーザを走査して立体モデルを積層するようにした
ものであり、半球体の円的放物面の部分が所定外形寸法
線より外側にはみ出すことが無くなるため、寸法精度の
高い積層造形物を加工することができる。
各層毎に設計形状データより近似して求められた近似平
面に、レーザ光の１パルスによって光硬化性樹脂が固化
する最小固化単位となる半球体の円的放物面が接するよ
うにレーザを走査して立体モデルを積層するようにした
ものであり、半球体の円的放物面の部分が所定外形寸法
線より外側にはみ出すことが無くなるため、寸法精度の
高い積層造形物を加工することができる。
【０００９】
【実施例】図１〜図４は本発明の一実施例における光造
形レーザ走査方法を示したものである。図１および図２
において、１は設計形状データである立体形状寸法を２
次元的に（水平に）スライスして作った断面データ（以
下スライスデータという）であり、積層される立体モデ
ルの各層毎に作られる。２はスライスデータの曲線部を
直線近似したものであり、以下直線近似コンタという。
３はレーザビームの中心位置を示すレーザ走査軌跡であ
る。４、５は直線近似コンタ２の端点である。６はスラ
イスデータ１の下の層のスライスデータである。７はス
ライスデータ６の直線近似コンタであり、８、９は直線
近似コンタ７の端点である。１０は端点４、５、８、９
より構成される近似平面である。図２において、１１は
レーザ光の１パルスによって光硬化性樹脂が固化する最
小固化単位となる半球体であり、この半球体１１の円的
放物面１２が近似平面１０に点１３において接してい
る。１４はレーザビームの中心位置を示す半球体１１の
上面の中心点である。
形レーザ走査方法を示したものである。図１および図２
において、１は設計形状データである立体形状寸法を２
次元的に（水平に）スライスして作った断面データ（以
下スライスデータという）であり、積層される立体モデ
ルの各層毎に作られる。２はスライスデータの曲線部を
直線近似したものであり、以下直線近似コンタという。
３はレーザビームの中心位置を示すレーザ走査軌跡であ
る。４、５は直線近似コンタ２の端点である。６はスラ
イスデータ１の下の層のスライスデータである。７はス
ライスデータ６の直線近似コンタであり、８、９は直線
近似コンタ７の端点である。１０は端点４、５、８、９
より構成される近似平面である。図２において、１１は
レーザ光の１パルスによって光硬化性樹脂が固化する最
小固化単位となる半球体であり、この半球体１１の円的
放物面１２が近似平面１０に点１３において接してい
る。１４はレーザビームの中心位置を示す半球体１１の
上面の中心点である。
【００１０】次に上記実施例の動作について説明する。
図１および図２において、設計上の立体形状寸法に基づ
くスライスデータ１より、指定された精度にある直線近
似コンタ２を求める。直線近似コンタ２の端点４より一
層下の層の直線近似コンタ７の端点８を求める。直線近
似コンタ２の端点５についても、同様にして直線近似コ
ンタ７の端点９を求める。次に、端点４、５、８、９よ
り構成される近似平面１０を求め、この近似平面１０に
対して、半球体１１の円的放物面１２が接するように中
心点１４を求める。接点１３が近似平面１０の範囲に無
い場合には、スライスデータ６の更に下の層の直線近似
コンタの端点で構成される近似平面と円的放物面１２と
が接点を持つまで繰り返し求める。以上の動作を直線近
似コンタ２に沿って繰り返してレーザ走査軌跡３を求
め、スライスデータ１よって一層の全体を造形する。さ
らに、以上の動作を繰り返すことにより、各層のスライ
スデータによって立体モデルを下層より順次積層する。
図１および図２において、設計上の立体形状寸法に基づ
くスライスデータ１より、指定された精度にある直線近
似コンタ２を求める。直線近似コンタ２の端点４より一
層下の層の直線近似コンタ７の端点８を求める。直線近
似コンタ２の端点５についても、同様にして直線近似コ
ンタ７の端点９を求める。次に、端点４、５、８、９よ
り構成される近似平面１０を求め、この近似平面１０に
対して、半球体１１の円的放物面１２が接するように中
心点１４を求める。接点１３が近似平面１０の範囲に無
い場合には、スライスデータ６の更に下の層の直線近似
コンタの端点で構成される近似平面と円的放物面１２と
が接点を持つまで繰り返し求める。以上の動作を直線近
似コンタ２に沿って繰り返してレーザ走査軌跡３を求
め、スライスデータ１よって一層の全体を造形する。さ
らに、以上の動作を繰り返すことにより、各層のスライ
スデータによって立体モデルを下層より順次積層する。
【００１１】図３は図２におけるＡＡ断面を示してい
る。図３に示すように、設計上の所定外形寸法位置より
Ｐだけオフセットした位置に半球体１１の中心点１４が
あり、半球体１１の円的放物面１２が近似平面１０に接
した状態で積層される。これにより、半球体１１の円的
放物面１２が設計上の所定外形寸法線より外側にはみ出
すことなく、寸法精度の高い積層造形物を加工すること
のできる。
る。図３に示すように、設計上の所定外形寸法位置より
Ｐだけオフセットした位置に半球体１１の中心点１４が
あり、半球体１１の円的放物面１２が近似平面１０に接
した状態で積層される。これにより、半球体１１の円的
放物面１２が設計上の所定外形寸法線より外側にはみ出
すことなく、寸法精度の高い積層造形物を加工すること
のできる。
【００１２】なお、上記実施例においては、レーザ光の
１パルスによって光硬化性樹脂が固化する最小固化単位
の形状を半球体１１としているが、図４に示すように、
レーザ光の出力値を変化させることにより、レーザ光の
１パルスによって光硬化性樹脂が固化する最小固化単位
を半楕円球体１５として、この半楕円球体１５の楕円的
放物面１６が近似平面１０に接するようにレーザビーム
の中心位置を求めるようにしてもよい。この場合にはさ
らに、一層の厚さ寸法が半球体に比べて大きくなり、積
層回数の減少により短時間に立体モデルが積層できると
いう効果を有する。
１パルスによって光硬化性樹脂が固化する最小固化単位
の形状を半球体１１としているが、図４に示すように、
レーザ光の出力値を変化させることにより、レーザ光の
１パルスによって光硬化性樹脂が固化する最小固化単位
を半楕円球体１５として、この半楕円球体１５の楕円的
放物面１６が近似平面１０に接するようにレーザビーム
の中心位置を求めるようにしてもよい。この場合にはさ
らに、一層の厚さ寸法が半球体に比べて大きくなり、積
層回数の減少により短時間に立体モデルが積層できると
いう効果を有する。
【００１３】さらに、上記実施例においては、レーザ光
の１パルスによって光硬化性樹脂が固化する最小固化単
位の形状を半球体１１としているが、２次曲線の回転体
もしくは最小固化単位は円錐であっても同様の効果を得
られるものである。
の１パルスによって光硬化性樹脂が固化する最小固化単
位の形状を半球体１１としているが、２次曲線の回転体
もしくは最小固化単位は円錐であっても同様の効果を得
られるものである。
【００１４】
【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、レーザ光の１パルスで光硬化性樹脂が固化する最小
固化単位となる半球体の円的放物面が、設計上の所定外
形寸法に近似した近似平面に接するという条件でレーザ
走査軌跡を求めて積層造形することにより、寸法精度の
高い積層造形物を加工することのできるという効果を有
する。
に、レーザ光の１パルスで光硬化性樹脂が固化する最小
固化単位となる半球体の円的放物面が、設計上の所定外
形寸法に近似した近似平面に接するという条件でレーザ
走査軌跡を求めて積層造形することにより、寸法精度の
高い積層造形物を加工することのできるという効果を有
する。
【図１】本発明の一実施例における光造形レーザ走査方
法を示す図
法を示す図
【図２】同実施例の要部拡大図
【図３】同実施例の積層状態を示す断面図
【図４】本発明の他の実施例における積層状態を示す断
面図
面図
【図５】従来の光造形レーザ走査方法による立体モデル
の断面図
の断面図
【図６】従来の光造形レーザ走査方法による積層状態を
示す断面図
示す断面図
１ スライスデータ ２ 直線近似コンタ ３ レーザ走査軌跡 ４ 端点 ５ 端点 ６ スライスデータ ７ 直線近似コンタ ８ 端点 ９ 端点 １０ 近似平面 １１ 半球体 １２ 円的放物面 １３ 接点 １４ 中心点
Claims (3)
- 【請求項１】 積層立体モデルの各層毎に設計形状デー
タをスライスデータとして作成し、上記各層の曲線部を
直線近似し、この近似直線の端点より成る近似平面を求
め、レーザ光の１パルスによって光硬化性樹脂が固化す
る最小固化単位となる半球体の円的放物面が上記近似平
面に接するようにレーザビームの中心位置を上記近似直
線に沿って求めてレーザ走査軌跡を決定するようにした
光造形レーザ走査方法。 - 【請求項２】 レーザ光の１パルスによって光硬化性樹
脂が固化する最小固化単位は半楕円球体であり、この半
楕円球体の楕円的放物面が近似平面に接するようにレー
ザビームの中心位置を求めるようにした請求項１記載の
光造形レーザ走査方法。 - 【請求項３】 レーザ光の１パルスによって光硬化性樹
脂が固化する最小固化単位の形状は、２次曲線の回転体
もしくは円錐である請求項１記載の光造形レーザ走査方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP728692A JPH05193008A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 光造形レーザ走査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP728692A JPH05193008A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 光造形レーザ走査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05193008A true JPH05193008A (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=11661796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP728692A Pending JPH05193008A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 光造形レーザ走査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05193008A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107599380A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-01-19 | 共享智能铸造产业创新中心有限公司 | 一种带有斜面结构产品的fdm打印方法 |
| US10324454B2 (en) | 2016-03-17 | 2019-06-18 | Ricoh Company, Ltd. | Information processing apparatus, modeling system, and information processing method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04169221A (ja) * | 1990-11-02 | 1992-06-17 | Mitsubishi Corp | 高精度光固化造形装置 |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP728692A patent/JPH05193008A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04169221A (ja) * | 1990-11-02 | 1992-06-17 | Mitsubishi Corp | 高精度光固化造形装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10324454B2 (en) | 2016-03-17 | 2019-06-18 | Ricoh Company, Ltd. | Information processing apparatus, modeling system, and information processing method |
| CN107599380A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-01-19 | 共享智能铸造产业创新中心有限公司 | 一种带有斜面结构产品的fdm打印方法 |
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