JPH06114948A - 未硬化液排出口付光硬化造形物とその造形法 - Google Patents
未硬化液排出口付光硬化造形物とその造形法Info
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- JPH06114948A JPH06114948A JP4289652A JP28965292A JPH06114948A JP H06114948 A JPH06114948 A JP H06114948A JP 4289652 A JP4289652 A JP 4289652A JP 28965292 A JP28965292 A JP 28965292A JP H06114948 A JPH06114948 A JP H06114948A
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive 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
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光硬化造形法で、内部がハニカム構造で補強
された外皮モデルを造形すると、ハニカム構造の各セル
に未硬化液が残り、排出が困難となる。そこでこの排出
が容易となるようにする。 【構成】 ハニカムを形成するリブで区画されるセル間
を連通する連通口が形成された内部補強構造付外皮モデ
ルとする。このためにはリブ造形用照射工程中に光照射
を一時停止する工程を加える。あるいはリブ造形用照射
工程中に位相をオフセットする工程を加える。 【効果】 位相ずれの箇所あるいは未照射のところでリ
ブ間が不連続となり、ここに連通口が形成される。未硬
化液は連通口を介して外皮モデル中を流動する。
された外皮モデルを造形すると、ハニカム構造の各セル
に未硬化液が残り、排出が困難となる。そこでこの排出
が容易となるようにする。 【構成】 ハニカムを形成するリブで区画されるセル間
を連通する連通口が形成された内部補強構造付外皮モデ
ルとする。このためにはリブ造形用照射工程中に光照射
を一時停止する工程を加える。あるいはリブ造形用照射
工程中に位相をオフセットする工程を加える。 【効果】 位相ずれの箇所あるいは未照射のところでリ
ブ間が不連続となり、ここに連通口が形成される。未硬
化液は連通口を介して外皮モデル中を流動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光硬化造形法ならびに
光硬化造形物の改良に関する。
光硬化造形物の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】３次元ＣＡＤ等で設計されたデータ上の
立体形状（データとしては定義されているもののまだ実
際の形状としては具象化されていないものをいう）を具
象化するために光硬化造形法が提案され、その概要がRe
w. Sci. Instrum 52(11) Nov.1981 page 1770〜に開示
されている。
立体形状（データとしては定義されているもののまだ実
際の形状としては具象化されていないものをいう）を具
象化するために光硬化造形法が提案され、その概要がRe
w. Sci. Instrum 52(11) Nov.1981 page 1770〜に開示
されている。
【０００３】この光硬化造形法の造形時間を短縮化した
り、あるいは造形物を鋳造用のモデルとして用いるため
に、輪郭すなわち形状の表面に対応する領域のみを光照
射して中空モデル（あるいは外皮モデルということもで
きる）を作成する改良技術が提案されている。さらに外
皮モデルの強度を上げ、あるいは歪みを防止するため
に、外皮モデルの内部にハニカム状に硬化物を造形する
技術も提案されている。これらの改良技術は、本出願人
の出願に係わる特開平４−１１８２２２号公報に開示さ
れている。特開平４−１１８２２２号公報の技術による
と、輪郭内部空間を離隔的に光照射する制御方式が選択
でき、これによると、外皮モデルの内部に格子状にリブ
が形成される。
り、あるいは造形物を鋳造用のモデルとして用いるため
に、輪郭すなわち形状の表面に対応する領域のみを光照
射して中空モデル（あるいは外皮モデルということもで
きる）を作成する改良技術が提案されている。さらに外
皮モデルの強度を上げ、あるいは歪みを防止するため
に、外皮モデルの内部にハニカム状に硬化物を造形する
技術も提案されている。これらの改良技術は、本出願人
の出願に係わる特開平４−１１８２２２号公報に開示さ
れている。特開平４−１１８２２２号公報の技術による
と、輪郭内部空間を離隔的に光照射する制御方式が選択
でき、これによると、外皮モデルの内部に格子状にリブ
が形成される。
【０００４】前記従来の技術で内部がハニカム状の外皮
モデルを造形すると、モデルの内部が格子状のリブで区
割されることになる。このリブが３次元（これをＸＹＺ
で表す）のうち、例えばＸＹ平面内で格子状でありＺ方
向には一様に伸びるものである場合には、各リブで区割
される各セルがそれぞれ四角柱状となる。あるいはリブ
がＸＹ平面内で蜂巣状でありＺ方向に一様に伸びるもの
である場合には、各セルが六角柱状となる。また各リブ
がＸＹ，ＹＺ，ＺＸのどの平面内でも格子状である場合
には各セルは立方体状となる。外皮モデルはこのリブに
よって内部から補強されるために、強度があり歪みの少
いモデルとなる。また中実モデルに比して造形時間が短
くなり、使用樹脂量も減少できる。
モデルを造形すると、モデルの内部が格子状のリブで区
割されることになる。このリブが３次元（これをＸＹＺ
で表す）のうち、例えばＸＹ平面内で格子状でありＺ方
向には一様に伸びるものである場合には、各リブで区割
される各セルがそれぞれ四角柱状となる。あるいはリブ
がＸＹ平面内で蜂巣状でありＺ方向に一様に伸びるもの
である場合には、各セルが六角柱状となる。また各リブ
がＸＹ，ＹＺ，ＺＸのどの平面内でも格子状である場合
には各セルは立方体状となる。外皮モデルはこのリブに
よって内部から補強されるために、強度があり歪みの少
いモデルとなる。また中実モデルに比して造形時間が短
くなり、使用樹脂量も減少できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この内部ハニカム状の
外皮モデルは上述のように優れたものであるが、各リブ
で区割されているセルが相互に連通していないために、
ここに残る未硬化液がセル内にとじこめられ容易に排出
できないという問題を残している。現状では各セル毎に
各セルを画定している外皮に小孔を設けて未硬化液を排
出しているが、その作業が煩雑でありかつ充分に未硬化
液を排出できない。そのために使用樹脂量を予想したほ
ど減少できず、また鋳造用モデルに用いたときに排出で
きなかった未硬化液が悪影響を及ぼすようなこともあ
る。そこで本発明では、内部ハニカム状の外皮モデルの
各セルから未硬化液を容易に排出できる光硬化造形物な
らびにその造形方法を提案するものである。
外皮モデルは上述のように優れたものであるが、各リブ
で区割されているセルが相互に連通していないために、
ここに残る未硬化液がセル内にとじこめられ容易に排出
できないという問題を残している。現状では各セル毎に
各セルを画定している外皮に小孔を設けて未硬化液を排
出しているが、その作業が煩雑でありかつ充分に未硬化
液を排出できない。そのために使用樹脂量を予想したほ
ど減少できず、また鋳造用モデルに用いたときに排出で
きなかった未硬化液が悪影響を及ぼすようなこともあ
る。そこで本発明では、内部ハニカム状の外皮モデルの
各セルから未硬化液を容易に排出できる光硬化造形物な
らびにその造形方法を提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このために本発明では、
輪郭が連続的に、そしてその輪郭に囲繞された空間内が
離隔的に光照射され、輪郭に対応する外皮と該外皮を内
部から支えるハニカム構造が光硬化性樹脂の硬化物で一
体造形された光硬化造形物において、該ハニカム構造
に、該ハニカム構造で区割される各セルを相互に連通さ
せる連通口が付加されていることを特徴とする未硬化液
排出口付光硬化造形物を創り出した。またこの光硬化造
形物を造形するために、該ハニカム構造を造形するため
の離隔的光照射の途中に、一時的に光照射を省略する工
程を割込ませることを特徴とする光硬化造形法（請求項
６に対応）、並びに該ハニカム構造を造形するための離
隔的光照射工程に、積層間で位相をオフセットする工程
を加えることを特徴とする光硬化造形法（請求項７に対
応）を創り出した。
輪郭が連続的に、そしてその輪郭に囲繞された空間内が
離隔的に光照射され、輪郭に対応する外皮と該外皮を内
部から支えるハニカム構造が光硬化性樹脂の硬化物で一
体造形された光硬化造形物において、該ハニカム構造
に、該ハニカム構造で区割される各セルを相互に連通さ
せる連通口が付加されていることを特徴とする未硬化液
排出口付光硬化造形物を創り出した。またこの光硬化造
形物を造形するために、該ハニカム構造を造形するため
の離隔的光照射の途中に、一時的に光照射を省略する工
程を割込ませることを特徴とする光硬化造形法（請求項
６に対応）、並びに該ハニカム構造を造形するための離
隔的光照射工程に、積層間で位相をオフセットする工程
を加えることを特徴とする光硬化造形法（請求項７に対
応）を創り出した。
【０００７】
【作用】請求項１の光硬化造形物によると、各セル間に
予め相互連通口が設けられているために、未硬化液はセ
ル間を流動でき、各セルから未硬化液が容易に排出され
る。また請求項６の光硬化造形法によると、各リブの造
形用の光照射工程の途中に未照射工程が割込まれること
からリブの一部に未硬化部が形成され、これによってセ
ル間の連通口が形成される。また請求項７の光硬化造形
法によると、各リブの積層の途中で位相がオフセットさ
れることになり、そのずれを介してセル間の連通口が形
成される。
予め相互連通口が設けられているために、未硬化液はセ
ル間を流動でき、各セルから未硬化液が容易に排出され
る。また請求項６の光硬化造形法によると、各リブの造
形用の光照射工程の途中に未照射工程が割込まれること
からリブの一部に未硬化部が形成され、これによってセ
ル間の連通口が形成される。また請求項７の光硬化造形
法によると、各リブの積層の途中で位相がオフセットさ
れることになり、そのずれを介してセル間の連通口が形
成される。
【０００８】
【実施例】次に本発明を具体化した幾つかの実施例を説
明する。 第一実施例：リブの一部省略タイプ この実施例は内部のハニカム構造を形成するリブの一部
が造形されないこと、すなわちリブの一部に対する光照
射が省略される例である。図２はこのタイプの造形物の
一例を示しており、光硬化造形物ＭはＸＹＺの３次元空
間内に位置する３次元物体であり、閉曲面Ｓに示される
外皮と、その外皮で囲繞される空間中に形成されている
ハニカム構造とからなる。図中ＹＲはハニカムを形成す
るリブがＹ方向にのみ形成されている領域、ＸＲはリブ
がＸ方向にのみ形成されている領域、ＸＹＲはリブがＸ
方向にもＹ方向にも形成されている領域を示している。
明する。 第一実施例：リブの一部省略タイプ この実施例は内部のハニカム構造を形成するリブの一部
が造形されないこと、すなわちリブの一部に対する光照
射が省略される例である。図２はこのタイプの造形物の
一例を示しており、光硬化造形物ＭはＸＹＺの３次元空
間内に位置する３次元物体であり、閉曲面Ｓに示される
外皮と、その外皮で囲繞される空間中に形成されている
ハニカム構造とからなる。図中ＹＲはハニカムを形成す
るリブがＹ方向にのみ形成されている領域、ＸＲはリブ
がＸ方向にのみ形成されている領域、ＸＹＲはリブがＸ
方向にもＹ方向にも形成されている領域を示している。
【０００９】図１はハニカム部のみを分割して示すもの
である。なおこの図はハニカムの一部を拡大して示すも
のであり、同様の構造がＸＹＺ方向に伸びている。また
図示の明瞭化のために、領域ＸＹＲ，ＹＲ，ＸＲ等が分
離して示されているが、実際は連続している。領域ＸＹ
Ｒ内ではＸ方向に伸びるリブＨＸとＹ方向に伸びるリブ
ＨＹがともに形成されており、格子状のハニカムを形成
している。領域ＹＲ内ではＸ方向のリブは省略されＹ方
向に伸びるリブＨＹのみが形成されている。領域ＸＲ内
ではＹ方向のリブは省略されＸ方向に伸びるリブＨＸの
みが形成されている。
である。なおこの図はハニカムの一部を拡大して示すも
のであり、同様の構造がＸＹＺ方向に伸びている。また
図示の明瞭化のために、領域ＸＹＲ，ＹＲ，ＸＲ等が分
離して示されているが、実際は連続している。領域ＸＹ
Ｒ内ではＸ方向に伸びるリブＨＸとＹ方向に伸びるリブ
ＨＹがともに形成されており、格子状のハニカムを形成
している。領域ＹＲ内ではＸ方向のリブは省略されＹ方
向に伸びるリブＨＹのみが形成されている。領域ＸＲ内
ではＹ方向のリブは省略されＸ方向に伸びるリブＨＸの
みが形成されている。
【００１０】領域ＸＹＲでは格子状のリブＨＸとＨＹに
よってセルＣ１，Ｃ２…が区画され、各セルＣ１，Ｃ２
…はそれぞれ分離されている。しかしながら領域ＹＲで
はＸ方向のリブが省略されているため、領域ＹＲ中でセ
ルＣ１，Ｃ３，Ｃ５は連通される。またセルＣ２，Ｃ
４，Ｃ６も連通される。すなわちセルＣ１とＣ３は連通
口ＷＡで、セルＣ２とＣ４は連通口ＷＢで相互に連通さ
れている。セルＣ３とＣ５，セルＣ４とＣ６間にも同様
に連通口が形成されている。
よってセルＣ１，Ｃ２…が区画され、各セルＣ１，Ｃ２
…はそれぞれ分離されている。しかしながら領域ＹＲで
はＸ方向のリブが省略されているため、領域ＹＲ中でセ
ルＣ１，Ｃ３，Ｃ５は連通される。またセルＣ２，Ｃ
４，Ｃ６も連通される。すなわちセルＣ１とＣ３は連通
口ＷＡで、セルＣ２とＣ４は連通口ＷＢで相互に連通さ
れている。セルＣ３とＣ５，セルＣ４とＣ６間にも同様
に連通口が形成されている。
【００１１】また領域ＸＲではＹ方向のリブが省略され
ているため、相互に連通しているセルグループＣ１，Ｃ
３，Ｃ５とセルグループＣ２，Ｃ４，Ｃ６は領域ＸＲに
おいて相互に連通する。すなわちセルグループＣ１，Ｃ
３，Ｃ５とセルグループＣ２，Ｃ４，Ｃ６は連通口ＷＣ
で相互に連通されている。このためセルＣ１，Ｃ２…Ｃ
６の全部が連通口ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ等で相互に連通され
る。
ているため、相互に連通しているセルグループＣ１，Ｃ
３，Ｃ５とセルグループＣ２，Ｃ４，Ｃ６は領域ＸＲに
おいて相互に連通する。すなわちセルグループＣ１，Ｃ
３，Ｃ５とセルグループＣ２，Ｃ４，Ｃ６は連通口ＷＣ
で相互に連通されている。このためセルＣ１，Ｃ２…Ｃ
６の全部が連通口ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ等で相互に連通され
る。
【００１２】一方、上部のＸＹＲ領域にも格子状にリブ
ＨＸ，ＨＹが形成されており、セルＣ７〜Ｃ１２に区割
されている。セルＣ７とＣ８、セルＣ９とＣ１０、セル
Ｃ１１とセルＣ１２はＸＲ領域の連通口ＷＣによってそ
れぞれ連通されており、またセルグループＣ７，Ｃ８と
セルグループＣ９，Ｃ１０はＹＲ領域の連通口ＷＡ，Ｗ
Ｂで連通している。このようにして全部のセルＣ１〜Ｃ
１２が相互に連通している。なお連通口ＷＡ，ＷＢ，Ｗ
Ｃ等は、充分な流動性を確保するために、最小の一辺が
１mm以上となるように寸法を設定されている。
ＨＸ，ＨＹが形成されており、セルＣ７〜Ｃ１２に区割
されている。セルＣ７とＣ８、セルＣ９とＣ１０、セル
Ｃ１１とセルＣ１２はＸＲ領域の連通口ＷＣによってそ
れぞれ連通されており、またセルグループＣ７，Ｃ８と
セルグループＣ９，Ｃ１０はＹＲ領域の連通口ＷＡ，Ｗ
Ｂで連通している。このようにして全部のセルＣ１〜Ｃ
１２が相互に連通している。なお連通口ＷＡ，ＷＢ，Ｗ
Ｃ等は、充分な流動性を確保するために、最小の一辺が
１mm以上となるように寸法を設定されている。
【００１３】次に図２，図３を参照して、造形方法につ
いて説明する。まずオペレータが光硬化造形システムの
モニタ画面を見ながら、ＸＹＲ領域の高さＰ１、ＹＲ領
域の高さＰ２、ＸＲ領域の高さＰ３等を設定し入力す
る。ここでは図２に示すように、モデルの最大断面のと
ころにＸＲ，ＹＲ領域が形成されるようにする。またモ
デルの上端及び下端にもＸＲ，ＹＲ領域が形成されるよ
うにする。このようにすると全部のセルが連通し、また
モデルの上端と下端の外皮に１つずつ排出口を設けるだ
けで全セルから未硬化液が排出される。
いて説明する。まずオペレータが光硬化造形システムの
モニタ画面を見ながら、ＸＹＲ領域の高さＰ１、ＹＲ領
域の高さＰ２、ＸＲ領域の高さＰ３等を設定し入力す
る。ここでは図２に示すように、モデルの最大断面のと
ころにＸＲ，ＹＲ領域が形成されるようにする。またモ
デルの上端及び下端にもＸＲ，ＹＲ領域が形成されるよ
うにする。このようにすると全部のセルが連通し、また
モデルの上端と下端の外皮に１つずつ排出口を設けるだ
けで全セルから未硬化液が排出される。
【００１４】図４は光硬化造形システムのシステム構成
を示しており、容器１０内に未硬化の光硬化性樹脂８が
貯蔵されている。容器１０内にエレベータ１４が昇降可
能に設定されている。エレベータ１４はエレベータ昇降
装置１６によって上下動される。容器１０に隣接してレ
ーザ２が配置されており、レーザビームが容器１０内の
液面の任意の位置に照射できるように、レーザビーム走
査装置４が配置されている。レーザビーム走査装置４は
ガルバノミラーでもよいし、光ファイバをＸＹプロッタ
で走査させるものであってもよい。レーザビーム走査装
置４と液面間にシャッタ兼フィルタ６が設けられ、レー
ザビームの強度（ゼロを含む）を調整可能となってい
る。レーザ２、レーザビーム走査装置４、シャッタ兼フ
ィルタ６、ならびにエレベータ昇降装置１６は制御装置
２０で制御される。制御装置２０はコンピュータであ
り、キーボード２２によってデータ入力可能となってい
る。またモニタ画面１８が付設されており、オペレータ
に必要な情報を提供する。さらにこの制御装置２０は３
次元ＣＡＤシステムや３次元測定機等と接続可能となっ
ており、３次元形状データ２４を入力可能となってい
る。エレベータ１４の高さを低下させつつレーザ２によ
る照射を繰返すと、液中に３次元の光硬化造形物１２が
造形される。
を示しており、容器１０内に未硬化の光硬化性樹脂８が
貯蔵されている。容器１０内にエレベータ１４が昇降可
能に設定されている。エレベータ１４はエレベータ昇降
装置１６によって上下動される。容器１０に隣接してレ
ーザ２が配置されており、レーザビームが容器１０内の
液面の任意の位置に照射できるように、レーザビーム走
査装置４が配置されている。レーザビーム走査装置４は
ガルバノミラーでもよいし、光ファイバをＸＹプロッタ
で走査させるものであってもよい。レーザビーム走査装
置４と液面間にシャッタ兼フィルタ６が設けられ、レー
ザビームの強度（ゼロを含む）を調整可能となってい
る。レーザ２、レーザビーム走査装置４、シャッタ兼フ
ィルタ６、ならびにエレベータ昇降装置１６は制御装置
２０で制御される。制御装置２０はコンピュータであ
り、キーボード２２によってデータ入力可能となってい
る。またモニタ画面１８が付設されており、オペレータ
に必要な情報を提供する。さらにこの制御装置２０は３
次元ＣＡＤシステムや３次元測定機等と接続可能となっ
ており、３次元形状データ２４を入力可能となってい
る。エレベータ１４の高さを低下させつつレーザ２によ
る照射を繰返すと、液中に３次元の光硬化造形物１２が
造形される。
【００１５】図３は、図１、図２に示すモデルＭの造形
プロセスを示すものである。まだステップＳ２で制御装
置２０内に３次元の形状データを入力する。そしてステ
ップＳ４で入力された３次元の形状データをＰ４ピッチ
でスライスしたときの１つ断面の輪郭データを抽出す
る。最初にステップＳ４を実行するときは最下断面の処
理をする。ここでＰ４は通常０．１mm以下であり、図２
のＰ１，Ｐ２，Ｐ３等に比して著しく小さい。すなわち
図１のＹＲ，ＸＲ領域に示すリブＨＹ，ＨＸはＰ４の厚
みが多数積層されて造形されるものである。
プロセスを示すものである。まだステップＳ２で制御装
置２０内に３次元の形状データを入力する。そしてステ
ップＳ４で入力された３次元の形状データをＰ４ピッチ
でスライスしたときの１つ断面の輪郭データを抽出す
る。最初にステップＳ４を実行するときは最下断面の処
理をする。ここでＰ４は通常０．１mm以下であり、図２
のＰ１，Ｐ２，Ｐ３等に比して著しく小さい。すなわち
図１のＹＲ，ＸＲ領域に示すリブＨＹ，ＨＸはＰ４の厚
みが多数積層されて造形されるものである。
【００１６】図３のステップＳ６では、ステップＳ４で
処理された断面が図２に示すＹＲ領域かどうかを判別す
る。イエスならばステップＳ８でＸ１のピッチでＹ方向
に沿って輪郭内部を照射する。これにより、図１のＹＲ
領域に示すようにＹ方向リブＨＹが造形される。このと
きＸ方向のリブの造形のための光照射は省略される。
処理された断面が図２に示すＹＲ領域かどうかを判別す
る。イエスならばステップＳ８でＸ１のピッチでＹ方向
に沿って輪郭内部を照射する。これにより、図１のＹＲ
領域に示すようにＹ方向リブＨＹが造形される。このと
きＸ方向のリブの造形のための光照射は省略される。
【００１７】図３のステップＳ６でノーならば次にステ
ップＳ１０でＸＲ領域か否かを判別する。イエスならば
ステップＳ１２でＹ１のピッチでＸ方向に沿って輪郭内
部を照射する。これにより、図１のＸＲ領域に示すよう
にＸ方向リブＨＸが造形される。このときはＹ方向のリ
ブのための光照射が省略される。図３のステップＳ６と
ステップＳ１０がともにノーならばＸＹＲの領域である
ために、Ｘ１ピッチでＹラインに沿ってＹ１ピッチでＸ
ラインに沿って、光照射する（ステップＳ１４）。これ
により輪郭内部に図１に示すＸ方向リブＨＸとＹ方向リ
ブＨＹがともに造形される。ステップＳ８，１２，１４
のいずれかで１つの断面に対するリブの造形が終了する
と、ステップＳ４に戻り隣接断面に対して同様の処理を
する。これを全断面について繰返す。
ップＳ１０でＸＲ領域か否かを判別する。イエスならば
ステップＳ１２でＹ１のピッチでＸ方向に沿って輪郭内
部を照射する。これにより、図１のＸＲ領域に示すよう
にＸ方向リブＨＸが造形される。このときはＹ方向のリ
ブのための光照射が省略される。図３のステップＳ６と
ステップＳ１０がともにノーならばＸＹＲの領域である
ために、Ｘ１ピッチでＹラインに沿ってＹ１ピッチでＸ
ラインに沿って、光照射する（ステップＳ１４）。これ
により輪郭内部に図１に示すＸ方向リブＨＸとＹ方向リ
ブＨＹがともに造形される。ステップＳ８，１２，１４
のいずれかで１つの断面に対するリブの造形が終了する
と、ステップＳ４に戻り隣接断面に対して同様の処理を
する。これを全断面について繰返す。
【００１８】以上の工程によって、ＹＲ領域ではＹ方向
の、ＸＲ領域内ではＸ方向の連通口が形成されたハニカ
ム構造で補強された外皮モデルが造形される。
の、ＸＲ領域内ではＸ方向の連通口が形成されたハニカ
ム構造で補強された外皮モデルが造形される。
【００１９】図５は図１に示すハニカム構造にさらにＺ
方向にも離隔的にＺリブＨＺが付加される例を示してい
る。この場合、全部のリブＨＸ，ＨＹ，ＨＺが省略され
ることなく造形されると各セルは立方体状となり、相互
に分離されることになる。この場合、Ｚ方向リブＨＺの
ピッチＺ１毎に、ＸＹＲ領域→ＹＲ領域→ＸＲ領域→Ｘ
ＹＲ領域（以下同様）とし、ＨＺリブをＸＹ面内で千鳥
格子状にすることで、全部のセルは連通し、未硬化液は
外皮モデル中を流動することになる。このようにする
と、ＨＸ，ＨＹ，ＨＺリブからなる立体格子状の場合に
も、リブの一部を未硬化とすることによってセル間の連
通口を確保できる。なおこのような外皮ハニカムモデル
を造形する場合にも、リブの造形用照射の途中に、光照
射を一時的に省略する方法が用いられる。
方向にも離隔的にＺリブＨＺが付加される例を示してい
る。この場合、全部のリブＨＸ，ＨＹ，ＨＺが省略され
ることなく造形されると各セルは立方体状となり、相互
に分離されることになる。この場合、Ｚ方向リブＨＺの
ピッチＺ１毎に、ＸＹＲ領域→ＹＲ領域→ＸＲ領域→Ｘ
ＹＲ領域（以下同様）とし、ＨＺリブをＸＹ面内で千鳥
格子状にすることで、全部のセルは連通し、未硬化液は
外皮モデル中を流動することになる。このようにする
と、ＨＸ，ＨＹ，ＨＺリブからなる立体格子状の場合に
も、リブの一部を未硬化とすることによってセル間の連
通口を確保できる。なおこのような外皮ハニカムモデル
を造形する場合にも、リブの造形用照射の途中に、光照
射を一時的に省略する方法が用いられる。
【００２０】第二実施例；位相をオフセットしたタイプ 図６に第２実施例に属する一つのハニカム構造が示され
ている。この構造では領域ＩにおけるＸ方向リブＨＸａ
に対して領域IIのＸ方向リブＨＸｂが１／２ピッチオフ
セットされている。また領域IIとIII ではＹ方向リブＨ
ＹａとＨＹｂが１／２ピッチオフセットされている。さ
らにまた領域III とIVではＹ方向リブＨＹｂとＨＹｃが
１／２ピッチオフセットされている。このように領域毎
にピッチがオフセットされているのがこの実施例の特徴
である。この実施例では１／２ピッチづつオフセットさ
れている（すなわちＹ２＝２×Ｙ３，Ｘ２＝２×Ｘ３と
されている）が、１／３ピッチあるいは１／４ピッチづ
つオフセットしてもよい。またこの実施例では領域毎に
Ｘ方向ないしＹ方向のいずれかにオフセットされてい
る。このためオフセットされていない方向のリブは上下
に連続することになる。例えば辺３０ａに対して辺３０
ｂが、辺３２ａに対して辺３２ｂが、辺３４ａに対して
辺３４ｂが連続する。そのため各リブは強固に接続さ
れ、内部ハニカム構造の強度が高く保たれている。
ている。この構造では領域ＩにおけるＸ方向リブＨＸａ
に対して領域IIのＸ方向リブＨＸｂが１／２ピッチオフ
セットされている。また領域IIとIII ではＹ方向リブＨ
ＹａとＨＹｂが１／２ピッチオフセットされている。さ
らにまた領域III とIVではＹ方向リブＨＹｂとＨＹｃが
１／２ピッチオフセットされている。このように領域毎
にピッチがオフセットされているのがこの実施例の特徴
である。この実施例では１／２ピッチづつオフセットさ
れている（すなわちＹ２＝２×Ｙ３，Ｘ２＝２×Ｘ３と
されている）が、１／３ピッチあるいは１／４ピッチづ
つオフセットしてもよい。またこの実施例では領域毎に
Ｘ方向ないしＹ方向のいずれかにオフセットされてい
る。このためオフセットされていない方向のリブは上下
に連続することになる。例えば辺３０ａに対して辺３０
ｂが、辺３２ａに対して辺３２ｂが、辺３４ａに対して
辺３４ｂが連続する。そのため各リブは強固に接続さ
れ、内部ハニカム構造の強度が高く保たれている。
【００２１】このように位相をオフセットすると、各セ
ルはＸＹＺ方向に連通することになる。図６(A) は領域
Ｉ、II、III 、IVをつなげた状態でＹ方向から見た図で
あり、連通口ＷによってＸ方向に連通していることが理
解できる。また図６(B) はＸ方向から見た図であり、連
通口ＷによってＹ方向に連通していることがわかる。
ルはＸＹＺ方向に連通することになる。図６(A) は領域
Ｉ、II、III 、IVをつなげた状態でＹ方向から見た図で
あり、連通口ＷによってＸ方向に連通していることが理
解できる。また図６(B) はＸ方向から見た図であり、連
通口ＷによってＹ方向に連通していることがわかる。
【００２２】図７は第２実施例の変形例を示し、この実
施例では領域毎にリブの位相をＹ４，Ｘ４，−Ｙ４，−
Ｘ４オフセットすることによって、領域ＶとIXのハニカ
ム構造を同一パターンとする例を示している。この場合
には領域ＶとIXのパターンを図２のＸＹＲ領域に用いる
ことが好ましい。このように、ＶとIXに示す基本パター
ン間に３つの位相ずれ領域を設けると、基本パターンを
同一とでき位相をオフセットするためのソフトウェアが
著しく簡単化される。
施例では領域毎にリブの位相をＹ４，Ｘ４，−Ｙ４，−
Ｘ４オフセットすることによって、領域ＶとIXのハニカ
ム構造を同一パターンとする例を示している。この場合
には領域ＶとIXのパターンを図２のＸＹＲ領域に用いる
ことが好ましい。このように、ＶとIXに示す基本パター
ン間に３つの位相ずれ領域を設けると、基本パターンを
同一とでき位相をオフセットするためのソフトウェアが
著しく簡単化される。
【００２３】図８は図１，図６，図７のハニカム構造の
リブを平面視したものであり、いずれの場合にも各セル
がＸ，Ｙの両方向に連通していることがわかる。また
○，△，×印は上下に連通しているリブを示し、図８
(6) からわかるように、領域ごとにいずれか一方方向に
１／２ピッチオフセットすると強いハニカムを造形でき
る。図８の(8) は領域毎にＸ方向にもＹ方向にも１／２
ピッチオフセットする例を示し、このようにしても各セ
ルはＸ，Ｙ両方向に連通できる。ただしこの場合は上下
のリブが点で接続するため比較的強度が低い場合に適し
ている。
リブを平面視したものであり、いずれの場合にも各セル
がＸ，Ｙの両方向に連通していることがわかる。また
○，△，×印は上下に連通しているリブを示し、図８
(6) からわかるように、領域ごとにいずれか一方方向に
１／２ピッチオフセットすると強いハニカムを造形でき
る。図８の(8) は領域毎にＸ方向にもＹ方向にも１／２
ピッチオフセットする例を示し、このようにしても各セ
ルはＸ，Ｙ両方向に連通できる。ただしこの場合は上下
のリブが点で接続するため比較的強度が低い場合に適し
ている。
【００２４】第三実施例；リブ面内離隔タイプ この実施例はハニカムを構成するリブが面内で離隔して
いるタイプである。第一、第二実施例では、リブＨが一
定のピッチで離隔している例を示した。しかし第一、第
二実施例ではリブＨはその面内では一様に伸び、その面
と直交方向に離隔している。これに対し、第三実施例で
は各リブＨがその面内で離隔していることを特徴として
いる。
いるタイプである。第一、第二実施例では、リブＨが一
定のピッチで離隔している例を示した。しかし第一、第
二実施例ではリブＨはその面内では一様に伸び、その面
と直交方向に離隔している。これに対し、第三実施例で
は各リブＨがその面内で離隔していることを特徴として
いる。
【００２５】図９と図１０はその一例を示すものであ
り、図１０に良く示されているように、Ｘ軸と直交する
面内で伸びるリブＨＸがＨＸ１とＨＸ２に示すように、
間隔ＰＸをおいて離隔している。同様にＹ軸に直交する
リブＨＹも、またＺ軸に直交するリブＨＺも面内で間隔
をおいて離隔している。このようなリブで形成されるハ
ニカム構造が図９に模式的に示されており、立体格子状
の各面に連通口Ｗが造形されることになる。このことは
図１０のＺ軸に直交するリブＨＺ１，ＨＺ２，ＨＺ３，
ＨＺ４を参照するとよくわかる。リブＨＺ１，ＨＺ２は
Ｚ軸に直交する面内で間隔ＰＺ２をおいて離隔されてい
る。リブＨＺ３とＨＺ４は間隔ＰＺ１をおいて離隔して
いる。このため図９に示すように、Ｚ軸に直交する面内
でＰＺ１×ＰＺ２の連通口Ｗが造形される。
り、図１０に良く示されているように、Ｘ軸と直交する
面内で伸びるリブＨＸがＨＸ１とＨＸ２に示すように、
間隔ＰＸをおいて離隔している。同様にＹ軸に直交する
リブＨＹも、またＺ軸に直交するリブＨＺも面内で間隔
をおいて離隔している。このようなリブで形成されるハ
ニカム構造が図９に模式的に示されており、立体格子状
の各面に連通口Ｗが造形されることになる。このことは
図１０のＺ軸に直交するリブＨＺ１，ＨＺ２，ＨＺ３，
ＨＺ４を参照するとよくわかる。リブＨＺ１，ＨＺ２は
Ｚ軸に直交する面内で間隔ＰＺ２をおいて離隔されてい
る。リブＨＺ３とＨＺ４は間隔ＰＺ１をおいて離隔して
いる。このため図９に示すように、Ｚ軸に直交する面内
でＰＺ１×ＰＺ２の連通口Ｗが造形される。
【００２６】この構造によるとハニカム構造が立体格子
状となり非常に強い強度が得られる。また、大きな連通
口がＸＹＺ方向に得られ、未硬化液は外皮モデル中を流
れ易い。
状となり非常に強い強度が得られる。また、大きな連通
口がＸＹＺ方向に得られ、未硬化液は外皮モデル中を流
れ易い。
【００２７】第四実施例；リブに貫通口を設けるタイプ このタイプは第１実施例で述べたように、リブの一部を
省略するものではなく、リブの途中に貫通口を設けるも
のである。図１１は立体格子を形成するリブＨＸ，Ｈ
Ｙ，ＨＺの各リブの全てのコーナー近傍に貫通口Ｗを成
形した例を示している。なおこの貫通口は１つのセルに
最低２つあればよく、図１１のように全コーナ毎に３つ
づつ貫通孔がある必要はない。
省略するものではなく、リブの途中に貫通口を設けるも
のである。図１１は立体格子を形成するリブＨＸ，Ｈ
Ｙ，ＨＺの各リブの全てのコーナー近傍に貫通口Ｗを成
形した例を示している。なおこの貫通口は１つのセルに
最低２つあればよく、図１１のように全コーナ毎に３つ
づつ貫通孔がある必要はない。
【００２８】このようにしても各セルは貫通口によって
連通し、外皮モデルの中から未硬化液を排出し易くな
る。第四実施例に属する光硬化造形物は、リブを造形す
る光照射工程の途中に、光照射を一時的に停止させる工
程を割込ませることで造形される。
連通し、外皮モデルの中から未硬化液を排出し易くな
る。第四実施例に属する光硬化造形物は、リブを造形す
る光照射工程の途中に、光照射を一時的に停止させる工
程を割込ませることで造形される。
【００２９】
【発明の効果】請求項１に係わる造形物によると、内部
がハニカム構造で補強された外皮モデルの全セル間に連
通口が造形されているために、未硬化液は外皮モデル中
を自由に流動することになり、モデルから未硬化液を容
易に排出できる。このために、使用樹脂量を少なくする
ことが可能となり、また外皮モデルを鋳造用の型として
用いる場合にも未硬化液が悪影響を及ぼすことはない。
また請求項６と７に係わる造形法によると、セル間に連
通口が造形されたハニカム構造が造形されることにな
る。このため連通口付内部ハニカム状外皮モデルが短時
間で造形される。
がハニカム構造で補強された外皮モデルの全セル間に連
通口が造形されているために、未硬化液は外皮モデル中
を自由に流動することになり、モデルから未硬化液を容
易に排出できる。このために、使用樹脂量を少なくする
ことが可能となり、また外皮モデルを鋳造用の型として
用いる場合にも未硬化液が悪影響を及ぼすことはない。
また請求項６と７に係わる造形法によると、セル間に連
通口が造形されたハニカム構造が造形されることにな
る。このため連通口付内部ハニカム状外皮モデルが短時
間で造形される。
【図１】第一実施例のハニカム構造の一例
【図２】第一実施例の造形物の一例
【図３】第一実施例の造形手順を示す図
【図４】第一実施例の光硬化造形システムのシステム構
成
成
【図５】第一実施例の他のハニカム構造の一例
【図６】第二実施例のハニカム構造の一例
【図７】第二実施例の他のハニカム構造の一例
【図８】図１，図６，図７のハニカム構造の平面視
【図９】第三実施例のハニカム構造の一例
【図１０】図９のハニカム構造の詳細図
【図１１】第四実施例のハニカム構造の一例
Ｍ：光硬化造形物 ＨＸ：Ｘ方向リブ ＨＹ：Ｙ方向リブ Ｃ：セル ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，Ｗ：連通口 ステップＳ８，Ｓ１２：リブの造形用照射の一部を省略
する工程
する工程
Claims (7)
- 【請求項１】 輪郭が連続的に、そしてその輪郭に囲繞
された空間内が離隔的に光照射され、輪郭に対応する外
皮と該外皮を内部から支えるハニカム構造が光硬化性樹
脂の硬化物で一体造形された光硬化造形物において、 該ハニカム構造に、該ハニカム構造で区割される各セル
を相互に連通させる連通口が付加されていることを特徴
とする未硬化液排出口付光硬化造形物。 - 【請求項２】 請求項１の光硬化造形物において、 該ハニカム構造を形成するリブのうちの一部が未硬化で
あることによって該連通口が形成されていることを特徴
とする未硬化液排出口付光硬化造形物。 - 【請求項３】 請求項１の光硬化造形物において、 該ハニカム構造を形成するリブの位相がオフセットされ
ていることによって該連通口が形成されていることを特
徴とする未硬化液排出口付光硬化造形物。 - 【請求項４】 請求項１の光硬化造形物において、 該ハニカム構造を形成するリブが該リブに沿った面内で
離隔的に配置されていることによって該連通口が形成さ
れていることを特徴とする未硬化液排出口付光硬化造形
物。 - 【請求項５】請求項１の光硬化造形物において、 該ハニカム構造を形成するリブに貫通口が形成されてい
ることによって該連通口が形成されていることを特徴と
する未硬化液排出口付光硬化造形物。 - 【請求項６】 輪郭に対応する部位を連続的に、そして
その輪郭で囲繞される空間内を離隔的に光照射すること
で、輪郭に対応する外皮と該外皮を内部から支えるハニ
カム構造が光硬化性樹脂の硬化物で一体造形された光硬
化造形物を造形する方法において、 該ハニカム構造を造形するための離隔的光照射の途中
に、一時的に光照射を省略する工程を割込ませることを
特徴とする光硬化造形法。 - 【請求項７】 輪郭に対応する部位を連続的に、そして
その輪郭で囲繞される空間内を離隔的に光照射すること
で、輪郭に対応する外皮と該外皮を内部から支えるハニ
カム構造が光硬化性樹脂の硬化物で一体造形された光硬
化造形物を造形する方法において、 該ハニカム構造を造形するための離隔的光照射工程に、
積層間で位相をオフセットする工程を加えることを特徴
とする光硬化造形法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4289652A JPH06114948A (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 未硬化液排出口付光硬化造形物とその造形法 |
| US08/126,565 US5415820A (en) | 1992-10-01 | 1993-09-27 | Method of making photo-solidified object having unsolidified liquid ejecting ports |
| EP93307722A EP0590957B1 (en) | 1992-10-01 | 1993-09-29 | Photo-solidified object having unsolidified liquid ejecting ports and method of fabricating the same |
| DE69318364T DE69318364T2 (de) | 1992-10-01 | 1993-09-29 | Lichtgehärteter Artikel mit Auslassöffnungen für nicht erstarrte Flüssigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4289652A JPH06114948A (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 未硬化液排出口付光硬化造形物とその造形法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06114948A true JPH06114948A (ja) | 1994-04-26 |
Family
ID=17746013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4289652A Pending JPH06114948A (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 未硬化液排出口付光硬化造形物とその造形法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5415820A (ja) |
| EP (1) | EP0590957B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06114948A (ja) |
| DE (1) | DE69318364T2 (ja) |
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- 1993-09-29 DE DE69318364T patent/DE69318364T2/de not_active Expired - Fee Related
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