JPH05329940A - 立体モデル造形方法 - Google Patents

立体モデル造形方法

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JPH05329940A
JPH05329940A JP4139068A JP13906892A JPH05329940A JP H05329940 A JPH05329940 A JP H05329940A JP 4139068 A JP4139068 A JP 4139068A JP 13906892 A JP13906892 A JP 13906892A JP H05329940 A JPH05329940 A JP H05329940A
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JP
Japan
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liquid crystal
resin
liquid
crystal element
crystal component
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JP4139068A
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English (en)
Inventor
Fusazumi Masaka
房澄 真坂
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JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 液状光硬化性樹脂に液晶素子を介して処理パ
ターンの光を照射して、該光硬化性樹脂を硬化させる工
程を含む立体モデル造形方法において、画素開口率が2
0%から80%である液晶素子を用いて、該液状光硬化
性樹脂を硬化させる。 【効果】 モデルの寸法や忠実度によって変化する収縮
応力をモデル全体に均一に分散することができ、収縮に
よる寸法誤差の少ない高精度の立体モデルを製作するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は立体モデルの造形方法に
関し、特に液状の光硬化性樹脂の表面の所定部分に光を
照射して樹脂を硬化せしめることによって立体モデルの
一断面を形成し、順次その過程を繰返して立体モデルを
造形する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】合成樹脂による成形物の作製には、金型
成形法が多く用いられている。しかし、金型成形法は金
型の作製に多額の費用を要し、また成形物を得るまでに
多くの工程を有し、作製までに多くの期間がかかるなど
の問題があった。
【0003】金型成形法の上述した問題点を解決する方
法として、近年、液晶素子を用い、造形物の3次元立体
情報を断層情報にした2次元平面情報に基づき、液晶素
子の各画素を電圧のオン、オフにより開閉し、すなわち
各画素を選択または非選択して液晶素子に断面情報に応
じたマスクパターンを形成し、このマスクパターンを通
して光を液状光硬化性樹脂に照射し、所望形状に硬化さ
せ、硬化した樹脂層を順次積層させ、立体モデルを得る
造形方法がある。ここで光を透過、遮断するために使用
される液晶素子の画素は、一般に、対向したX,Y方向
の電極の交点によって形成される。これらの対向した電
極はそれぞれ一定の幅を持ち、かつ一定の間隙を持って
配列している。従来、表示用液晶素子では視認性を高め
るため、電極の間隙はできるだけ狭くしたものが使用さ
れている。また立体モデル造形においても一連の形状の
ものを作製する場合、電極の間隙部では光が遮断される
ため硬化した樹脂層が不連続になることから、電極の間
隙をできるだけ狭くした液晶素子が使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液晶素子を使用した立体モデル造形法では連続した広い
面積を硬化する場合、広い領域がほぼ同時に硬化するの
で、硬化に際しての収縮による応力が大きくなり、造形
物に片持ち梁形状部がある場合、片持ちの張り出し部の
反り上がり、全体的な変形(反り)や引け(局部的な収
縮)が発生しやすく造形物は精度的に満足のいくもので
はなかった。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明立体モデ
ル造形方法では上記問題を解決するために、液晶素子の
電極幅の寸法に応じ、電極の配列ピッチに対する画素間
隙寸法、すなわちX,Yそれぞれの方向の画素ピッチ寸
法の積で表される面積S1 22と、X,Yそれぞれの電
極幅寸法の積で表される面積S2 13との比率S2 /S
1 (以下「開口率」という)が、20%から80%の範
囲にある液晶素子を用いて、立体モデルを造形するもの
である。
【0006】本発明に使用する液晶素子の開口率は20
%から80%(好ましくは30%から75%)の範囲に
ある必要がある。開口率が20%未満では、画素間の間
隙部が広くなるため硬化した薄層が不連続となる。ま
た、開口率が80%以上を越えると、硬化収縮の影響が
大きくなる。
【0007】本発明に使用する液晶素子は、どのような
動作モードのものでも使用できるが、TNモードでは走
査線数を増加させて高時分割駆動する場合、コントラス
ト比が低下し光のスイッチング性能が低下する傾向があ
り、またSTNモードでは、複屈折効果のため着色が生
じ、液状光硬化性樹脂の硬化波長域で十分な光の透過、
遮断性能が低下する傾向があり、高時分割駆動したとき
に光の透過、遮断性能が得られる2層式STNモード型
液晶素子が好ましい。
【0008】本発明に使用する光硬化性樹脂は、光重合
開始波長が360〜500nmのものを使用する。該光
重合開始波長は、使用する光硬化性樹脂および光重合開
始材により調整することができる。光硬化性樹脂として
は、光カチオン重合系樹脂および光ラジカル重合系樹脂
が使用できる。光カチオン重合系樹脂としては、例えば
ノボラック型エポキシ化合物や脂環式エポキシ化合物が
使用できる。ノボラック型エポキシ化合物の市販品とし
ては、例えば日本化薬(株)製ECON−102S,1
03,104S,1020,1027、油化シェルエポ
キシ(株)製エピコート180S75等が挙げられる。
脂環式エポキシ化合物の市販品としては、例えばチバガ
イギー社製CY−175,177,179,U.C.
C.社製ERL−4234,4299,4221,42
06等が挙げられる。
【0009】光ラジカル重合系樹脂としては、例えばア
クリレートまたはメタクリレート化合物やスピロアセタ
ールとアクリル基またはメタクリル基を有するスピラル
化合物等が使用できる。アクリレートまたはメタクリレ
ート化合物の市販品としては、例えば東亜合成化学社製
アロニックスM5700,M6100,M8030,M
152,M205,M215,M315,M325,M
400,M405,M7200、新中村化学工業社製A
BPE−4,U−4HA,CB−1,CBX−1、日本
化薬社製カヤラドR604,DPCA−30,DPCA
−60,カヤマ−PM−1,PM−2、サンノブコ社製
フォトマー4061,5007、昭和高分子社製リポキ
シVR60,VR90,SP1509、大阪有機社製ビ
スコート540等が挙げられる。スピロアセタールとア
クリル基またはメタクリル基を有するスピラル化合物の
市販品としては、例えば昭和高分子社製スピラックえ−
4000X,U3000等が挙げられる。
【0010】光重合系開始材として、光ラジカル重合開
始材および光カチオン重合開始材が使用できる。本発明
に使用される光ラジカル重合開始材としては、例えばベ
ンゾフェノン化合物が使用できる。該化合物の市販品と
して、例えばチバガイギー社製イルガキュアー184,
369,651,907、メルク社製ダロキュアー11
73,1116,2959、バスフ社製ルシリンLR8
728等が挙げられる。
【0011】本発明に使用される光カチオン重合開始材
としては、例えばメタロセン化合物やスルホニウム塩等
が使用できる。メタロセン化合物の市販品としては、例
えばチバガイギー社製イルガキュアー261等が挙げら
れる。スルホニウム塩の市販品としては、例えば旭電化
社製のオプトマーSP−100,SP−170等が挙げ
られる。
【0012】
【作用】本発明による立体モデル造形方法によれば、液
状光硬化性樹脂の硬化時の硬化収縮を画素間隙部によっ
て制御し、硬化収縮による収縮応力を小さくすることに
より、反りや引けといった造形時の変形を小さくし、精
度の良い立体モデルを造形することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
【0014】図1は本発明の立体モデルを作製するため
の立体モデル作製装置の模式的断面図である。この装置
は計算機1,制御部2,光源3,液晶素子4,液晶素子
制御回路5,液晶素子駆動回路6,容器7,液状光硬化
性樹脂8,Z軸昇降装置9等で構成されている。10は
すでに硬化した樹脂を示す。
【0015】立体モデル造形のためには、造形すべき立
体モデルを例えば垂直方向に薄くスライスした断面デー
タを計算機1によって計算し、1層毎に所定の平面デー
タを作製し、この平面データを液晶制御回路5,液晶駆
動回路6を介して液晶素子4に出力する。次にZ軸昇降
装置9を制御部2で制御し硬化層の厚さだけの液状光硬
化性樹脂層をZ軸昇降装置上に形成し、光源を一定の時
間点灯し、液晶素子4に表示された所定の断面データに
応じた硬化物を形成する。引き続き液晶素子4に断面デ
ータを出力し、Z軸昇降装置9を硬化層の厚さだけ降下
させ液状光硬化性樹脂層を形成し、光を照射、硬化物を
形成する。このサイクルを繰り返すことによって立体モ
デルを造形することができる。
【0016】液晶素子4は、図2(a)のように対向し
たX電極11,Y電極12によって構成され、光を透過
遮断制御する画素部13は、このX,Y電極の交点で形
成される。X電極、Y電極は図2(b)のように、それ
ぞれX電極幅14および間隙15,Y電極幅16および
間隙17からなり、電極幅14および16で構成される
領域が画素部13となる。このような液晶素子4を用い
液状光硬化性樹脂8を硬化させる場合、図3のような硬
化特性を示す。すなわち、光源3からの出射光20が液
晶素子4の画素部13を通して液状光硬化性樹脂表面1
9に照射されると、液状光硬化性樹脂はその表面から硬
化し、硬化幅17および硬化深さ18をもって硬化す
る。この時液晶素子4の画素間隙15が狭い場合、すな
わち画素の開口率が大きい場合隣接した液状光硬化性樹
脂の硬化部21の相互の重なりが大きくなり、収縮応力
が大きくなる。この硬化特性は液晶素子と液状光硬化性
樹脂との間隙、液状硬化性樹脂に照射される光エネルギ
ーの強度に依存する。本実施例では液晶素子と液状硬化
性樹脂の間隙を3mm、光エネルギーの強度5mW、液
状光硬化性樹脂として、大阪有機社製ビスコート540
を500重量部、大阪有機社製イソボニルアクリレート
を30重量部、バスフ社製ビニルピロリドンを20重量
部を混合したエポキシアクリレート系樹脂に、光重合を
開始する開始材として、バスフ社製ルシリンLR872
8を5重量部加えたものを使用した。
【0017】実施例1 液晶素子として画素部寸法0.2mm×0.2mm、開
口率55%のものを用い、図4(a)に示したような高
さ20mm、幅30mm、長さ40mmで中央部に厚さ
2mmの床を有する箱型モデルを1層の厚さ0.2mm
で造形し、ポストキュアー後の目視および指触で評価し
た。この結果、同一画素寸法で開口率83%の液晶素子
を用いて造形したものに比べ、引けや反りが観察されず
十分な造形精度であった。ここで引けとは図4(b)の
モデルの中央部、床が形成される部分の側面23がへこ
んでしまう現象をいう。
【0018】実施例2 液晶素子として画素部寸法0.5mm×0.5mm、開
口率70%のものを用い、実施例1で示したモデルを製
作した。実施例1と同様の評価を行った結果、同一画素
部寸法で開口率が90%の液晶素子を用いて造形したも
のに比べ、引けや反りが観察されず十分な造形精度であ
った。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば立体モデ
ル造形法において、モデルの寸法や忠実度によって変化
する収縮応力をモデル全体に均一に分散することがで
き、収縮による寸法誤差の少ない高精度の立体モデルを
製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる立体モデル造形装置の一実施例
の構成を示す断面図である。
【図2】本発明の液晶素子の画素の構成図である。
【図3】液状光硬化性樹脂の硬化状態を示す図である。
【図4】試験のための造形物の形状を示す図である。
【符号の説明】
1 計算機 2 制御部 3 光源 4 液晶素子 5 液晶素子制御回路 6 液晶素子駆動回路 7 容器 8 液状光硬化性樹脂 9 Z軸昇降装置 10 硬化した樹脂

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液状光硬化性樹脂に液晶素子を介して処
    理パターンの光を照射して、該光硬化性樹脂を硬化させ
    る工程を含む立体モデル造形方法において、画素開口率
    が20%から80%である液晶素子を用いて、該液状光
    硬化性樹脂を硬化させることを特徴とする立体モデル造
    形方法。
JP4139068A 1992-05-29 1992-05-29 立体モデル造形方法 Pending JPH05329940A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015150761A (ja) * 2014-02-13 2015-08-24 シーメット株式会社 光造形方法、光造形装置、及び生成プログラム
JP2016540665A (ja) * 2013-11-14 2016-12-28 ストラクト ピーティーイー.エルティーディーStructo Pte. Ltd 付加製造装置及び方法
CN108381911A (zh) * 2018-05-21 2018-08-10 王玉芹 一种dlp光固化3d打印系统

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016540665A (ja) * 2013-11-14 2016-12-28 ストラクト ピーティーイー.エルティーディーStructo Pte. Ltd 付加製造装置及び方法
US10792859B2 (en) 2013-11-14 2020-10-06 Structo Pte Ltd Additive manufacturing device and method
US11400645B2 (en) 2013-11-14 2022-08-02 Structo Pte Ltd Additive manufacturing device and method
US11628616B2 (en) 2013-11-14 2023-04-18 Structo Pte Ltd Additive manufacturing device and method
JP2015150761A (ja) * 2014-02-13 2015-08-24 シーメット株式会社 光造形方法、光造形装置、及び生成プログラム
CN108381911A (zh) * 2018-05-21 2018-08-10 王玉芹 一种dlp光固化3d打印系统
CN108381911B (zh) * 2018-05-21 2021-01-08 湖南云箭科技有限公司 一种dlp光固化3d打印系统

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