JPH05318489A

JPH05318489A - 複製モデル作製方法

Info

Publication number: JPH05318489A
Application number: JP13245192A
Authority: JP
Inventors: Shusaku Nishiyama; 秀作西山; Naohisa Matsushita; 直久松下; Tadaaki Harada; 忠明原田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-05-25
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1993-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】マスタモデルを型取りし、転写モデルを作製
し、転写モデルより複製モデルを作製するための複製モ
デル作製方法に関し、短時間に、容易に複製モデルを作
製することを目的とする。【構成】マザーモデル１１の形状データをコンピュー
タ１２により入力し、コンピュータ１２により形状デー
タに基づいて光造形法を用いたラピッドプロトタイピン
グ装置１３を制御して、マザーモデル１１を作製する。
作製されたマザーモデル１１に被膜１５を形成した後、
転写型１６を形成し、転写型１５により真空注型法を用
いて複製モデル１８を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複製モデル作製方法に係
り、特にマスタモデルを型取りし、転写モデルを作製
し、転写モデルより複製モデルを作製する複製モデル作
製方法に関する。

【０００２】近年の製品開発期間の短縮、製品デザイン
の多様化等の要求から、製品開発段階におけるモデル作
製期間（試作期間）の短縮が重要となってきている。そ
のため、モックアップ等によってモデルを作製してい
た。また、複数個のモデルが必要な場合、これをマスタ
モデル（母型）として、型取りゴムによってモデルの転
写型を作製し、これに低粘度の樹脂（一般には二液混合
タイプ）を注入して複製モデルを作製している。

【０００３】

【従来の技術】図７乃至図１０は真空注型法による複製
モデル作製方法を説明するための図を示す。

【０００４】真空注型法とは、真空状態でゴム型に樹脂
を注入し、樹脂注入後、大気圧に戻すことによって樹脂
を転写型全体に充填させ、複製モデルを作製する。

【０００５】まず、図７（ａ）に示すようにマスタモデ
ル（母型）１を作製する。従来、このマスタモデル１は
熟練した作業者により樹脂板を切断・変形・接着したい
わゆるモックアップによって作製されていた。

【０００６】なお、マスタモデル１にはゴム型の分割方
法を考え、ゴム型が分割できるようにパーティング等の
前処理が施される。パーティング作業は、従来、ゴム型
をキャビティ・コアに分割するために穴等のゴムが繋が
る部分にセロハンテープ等の薄い膜を貼り付けて、パー
ティング作業を行っていた。

【０００７】次に図７（ｂ）に示すようにマスタモデル
１の転写型を取るための型枠２を製作する。次に転写型
の材料となる２液混合により硬化するシリコンゴム３を
型枠２に応じて計量・攪拌すると共に予備脱泡を行なう
（図７（ｃ），（ｄ））。予備脱泡されたシリコンゴム
３はマスタモデル１が設置された型枠２内に流し込まれ
る（図８（ａ））。

【０００８】シリコンゴム３が流し込まれた型枠２は真
空装置内に入れられ、真空状態にされ、真空脱泡が行な
われる（図８（ｂ））。

【０００９】シリコンゴム３が硬化した後、シリコンゴ
ム３を型枠２より取り出し、シリコンゴム３を切開し、
マスタモデル１を取り出すことにより転写型４が完成す
る（図８（ｃ），（ｄ））。

【００１０】次に切開され、マスタモデル１が取り出さ
れたシリコンゴム３を再び組み合わせ、転写型４を形成
する（図９（ａ））。転写型４に合わせて樹脂を計量
し、転写型４及び樹脂を注型機５にセットする（図９
（ｂ），（ｃ））。

【００１１】注型機５はセットされた樹脂を混合攪拌
し、真空脱泡して、転写型４に注入する（図９（ｄ），
図１０（ａ））。次に乾燥炉６で樹脂を硬化させ、硬化
した後、転写型４を外す（図１０（ｂ），（ｃ））。

【００１２】転写型４から取り出された複製モデル７は
仕上げ加工され、完成する（図１０（ｄ））。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の複製
モデル作製方法ではマスタモデルの作製に熟練した作業
者が必要であったため、誰もが容易に作製することがで
きなかった。

【００１４】また、従来のマスタモデル（母型）は、樹
脂板を切断・変形・接着したモックアップによって作製
されており、このモックアップを作製するためには、熟
練した作業者といえども長い作製時間を要していた。

【００１５】また、ゴム型の分割方法を考え、ゴム型が
分割できるようにマスタモデル（母型）に前処理として
施されるパーティング作業は、熟練と長時間を要するた
め、マザーモデルの作製に時間がかかり、複製モデルの
作製時間が長くかかってしまう等の問題点があった。

【００１６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、短時間に、容易に複製モデルが作製できる複製モデ
ル作製方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明はマスタモデルを
型取りし、転写モデルを作製し、転写モデルより複製モ
デルを作製する複製モデル作製方法において、前記マス
タモデルの立体形状データを入力するデータ入力工程
と、入力された前記マスタモデルの前記立体形状データ
に基づいて前記マスタモデルを複数の断面形状データに
分割し、該複数の断面形状データに応じて樹脂を順次硬
化させることにより前記マスタモデルを作製するマスタ
モデル作製工程とを有してなる。

【００１８】

【作用】マスタモデルの形状データを入力するだけで、
マスタモデルが作製できるため、熟練した作業が不要に
なると共にマスタモデルの作製時間を大幅に短縮でき
る。

【００１９】

【実施例】図１，図２は本発明の一実施例を説明するた
めの図を示す。

【００２０】光造形法（Stereo Lithography）を利用し
てマスタモデル（母型）を作製した場合の真空注型法の
プロセスを示している。

【００２１】まず、マスタモデル１１の三次元形状をデ
ータ入力手段及びデータ処理手段となるグラフィックコ
ンピュータ１２に入力する。コンピュータ１２はデータ
を入力するキーボード１２ａ及びデータを処理し、表示
する処理部１２ｂよりなり、光造形法（Stereo Lithogr
aphy）に必要な形状データを作製する。

【００２２】形状データはマスタモデル１１を複数の層
に分割した各層の断面形状のデータとなる。この形状デ
ータは光造形法を用いたラピッドプロトタイピング装置
１３に入力し、マスタモデル１１を形成する（図１
（ｂ））。

【００２３】ここで、ラピッドプロトタイピング装置に
ついて説明する。図３は光造形法を用いたラピッドプロ
トタイピング装置の構成図を示す。同図中、１３ａは浴
槽を示す。浴槽１３ａには感光性樹脂１３ｂが満たされ
ている。また、浴槽１３ａ内には駆動装置１３ｃにより
上下方向（矢印Ｚ方向）に移動するエレベータ１３ｄが
設置されている。

【００２４】浴槽１３ａの上部には駆動装置１３ｅによ
り左右方向（矢印Ｘ，Ｙ方向）に移動するレーザヘッド
１３ｆが配設される。レーザヘッド１３ｆは紫外線レー
ザ光発生装置１３ｇに接続され、その先端から紫外線レ
ーザ光を照射する。

【００２５】駆動装置１３ｃ，１３ｅ及び紫外線レーザ
光発生装置１３ｇはコンピュータ１２と接続されてい
て、コンピュータ１２からの形状データに応じて制御さ
れる。

【００２６】図４は光造形法を用いたラピッドプロトタ
イピング装置の動作を説明するための図を示す。

【００２７】マザーモデル１１を成形する場合はまずこ
のエレベータ１３ｄを液面近くに設置し、ＣＡＤ等で描
いた三次元画像を断面に分割し、その断面形状の形状デ
ータ通りに紫外線レーザーを照射する。照射した液体表
面が固化する。エレベータ１３ｄを徐々に下げて行っ
て、立体品の下部から順に成形して行く。

【００２８】つまり、立体モデルの極薄のＸ−Ｙ断面体
１１-1〜１１-nを、Ｚ方向に微層積層成形する。成形
後、浴槽１３ａから引き上げるだけで、マスタモデル１
１の成形体が得られる。

【００２９】ラピットプロトタイピング装置により作製
されたマスタモデルについて説明する。図５は本発明の
一実施例で作製されるマスタモデルを説明するための図
を示す。

【００３０】光造形法（Stereo Lithography）によりマ
スタモデル（母型）１１を作製する際に、本体１１ａを
形成すると同時に、パーティング膜１１ｂ及び湯口部１
１ｂなどが形成される。これにより真空注型の前処理で
あるパーティング作業を省略することができる。

【００３１】図１に戻って説明を続ける。次に光造形法
を用いたラピッドプロトタイピング装置１３により形成
されたマスタモデル１１に塗料１４を塗布することによ
りマスタモデル１１の表面に被膜１５を形成する（図１
（ｃ））。

【００３２】次に図７（ｂ）乃至図８（ｄ）で説明した
工程に従って転写型１６が形成される（図２（ａ））。

【００３３】ここで、転写型作製時の動作について説明
する。図６は本発明の一実施例の転写型作製時の動作を
説明するための図を示す。

【００３４】転写型１５の形成時に光造形法（Stereo L
ithography）によるマザーモデル１１表面に被膜１５を
形成することにより、未硬化の液体樹脂等による転写型
１６のゴムの硬化阻害を防止し、光造形法によるモデル
作製をマスタモデル（母型）１１として使用を可能とし
ている。また、この被膜１５の厚さを制御することによ
り、硬化収縮による肉厚ｄ₀の変化を得ようとする複製
モデルの肉厚ｄ₁に補正しているため、正確なモデルの
作製を可能としている。

【００３５】図２に戻って説明を続ける。転写型１６は
組み合わされ、その内部に樹脂１７が真空注型法を用い
て充填され、充填された樹脂１７が硬化した後、転写型
１６を離脱させ、パーティング膜１１ｂ，湯口部１１ｃ
等がけずられ複製モデル１８が完成する。

【００３６】本実施例によればマスタモデル（母型）の
作製に光造形法（Stereo Lithography）などのラピッド
プロトタイピング装置を使用することにより、熟練した
作業者なしにマスタモデルができるため、マスタモデル
（母型）作製時間と工数を削減することができる。

【００３７】また、上記の方法によってマスタモデル
（母型）を作製する際、型開きのために必要なパーティ
ング膜を同時に形成しておくことにより、パーティング
作業を省略することができる。

【００３８】さらに、マスタモデル表面に塗装等で膜を
形成することにより、液体の感光性樹脂によって作製し
たマスタモデルによる型取り時に生じるマスタモデル中
の未硬化の樹脂による型取りゴムの硬化阻害を防止する
ことができる。

【００３９】また、マスタモデルの硬化収縮による肉厚
の変化を上記の表面の塗装膜の厚さを制御することによ
り補正することができる。

【００４０】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、ラピッド
プロトタイピング装置を用いてマスタモデルを作製する
ことにより、熟練を必要とする作業が不要となり、ま
た、マスタモデル作製時にパーティング膜や湯口等の作
製が同時に行なえるため、作業が簡略化でき、マスタモ
デルの作製時間を短縮できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するための図である。

【図２】本発明の一実施例を説明するための図である。

【図３】光造形法を用いたラピッドプロトタイピング装
置の構成図である。

【図４】光造形法を用いたラピッドプロトタイピング装
置の動作を説明するための図である。

【図５】本発明の一実施例で作製されるマスタモデルを
説明するための図である。

【図６】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。

【図７】真空注型法による複製モデルの作製方法を説明
するための図である。

【図８】真空注型法による複製モデルの作製方法を説明
するための図である。

【図９】真空注型法による複製モデルの作製方法を説明
するための図である。

【図１０】真空注型法による複製モデルの作製方法を説
明するための図である。

【符号の説明】

１１マスタモデル１１ａ本体１１ｂパーティング膜１１ｃ湯口部１２コンピュータ１３ラピッドプロトタイピング装置１５被膜１６転写型１８複製モデル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスタモデル（１１）を型取りし、転写
モデル（１６）を作製し、該転写モデル（１６）より複
製モデル（１８）を作製する複製モデル作製方法におい
て、前記マスタモデル（１１）の立体形状データをデータ入
力手段（１２ａ）により入力するデータ入力工程と、データ入力手段（１２ａ）により入力された前記マスタ
モデル（１１）の前記立体形状データをデータ処理手段
（１２ｂ）により処理し、前記マスタモデル（１１）を
複数の断面形状データに分割し、マスタモデル作製手段
（１３）により該複数の断面形状データに応じて樹脂を
順次硬化させることにより前記マスタモデル（１１）を
作製するマスタモデル作製工程とを有することを特徴と
する複製モデル作製方法。
【請求項２】前記マスタモデル作製工程は光造形法を
用いて前記樹脂を硬化させることを特徴とする請求項１
記載の複製モデル作製方法。
【請求項３】前記マスタモデル作製工程の後に前記マ
スタモデル（１１）の表面に被膜（１５）を形成する工
程を有することを特徴とする請求項１又は２記載の複製
モデル作製方法。