JPH06130895A - 三次元立体模型の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、固体を原料とすることにより、スル
ープットが高く、速く簡単に三次元立体模型を製造し得
る三次元立体模型の製造方法を提供することを目的とす
る。 【構成】本発明は、プラスチック球１１を１個ずつ供給
するプラスチック球供給装置１からプラスチック球１１
を連続して真空吸引し、刷毛２１によってプラスチック
球１１の表面に接着剤１２を塗布し、接着剤１２の作用
により所定の位置にプラスチック球１１を接着固定する
ことによって三次元立体模型を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は設計した製品のイメージ
を簡便に掴むことができる三次元立体模型の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、商品のデザインによって販売実
績が影響されるが、最近はＣＡＤを利用したデザインが
行われている。しかしながら、このようにして作製した
ものは、ディスプレイ上で見ることはできても手に取っ
て見ることができない。そこで実際の設計結果を物とし
て感じとることができるように、立体模型を作製する方
法の開発が各方面で試みられてきている。

【０００３】立体模型の作製方法として市販されている
ものは、光硬化樹脂を利用するものがほとんどである。
これらの方法は、ＣＡＤ等であらかじめ設計された形状
の物体の輪切りデータを創製して下の部分から順次造っ
てゆくものである。即ち、紫外線硬化樹脂をケースに入
れ、光を所望の場所に当てて硬化させる。光はほとんど
が樹脂表面で吸収されるので、ごく表面の光の当たった
部分のみが硬化する。この硬化部分を徐々に沈めること
によって表面に新しい未硬化樹脂を供給する。このこと
を繰り返すことによって物体が構成され、設計部品や製
品の実像ができあがることになる。また、別の方法とし
てノズルから溶融プラスチックを吐出し、吐出後冷却さ
れて硬化するので所望の物体を形成できる。

【０００４】これらの方法はそれぞれ欠点を有してい
る。紫外線硬化樹脂を用いる方法においては、その材料
が限定される。また、紫外線照射に時間がかかることが
大きな欠点である。また、製品作製後、液体状の未硬化
樹脂を洗い流す必要があり、製造場所、あるいは大量の
樹脂の保存などに作業上の欠点があった。

【０００５】一方、溶融樹脂を用いる方法においては液
体材料と固化した部分との熱応力の差によって、接着性
が良くない欠点を有していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記に記した従来の方
法は、素材を液体状態とし、形成方法としては固化させ
ることに特徴を持っている。この方法は、表面の滑らか
な製品を形成できる長所を持っている。しかしながら、
この特徴は逆にダレを起こしやすい欠点ともなってい
る。この欠点をカバーするために慎重に形成するので時
間がかかることになる。

【０００７】立体模型を作製する目的として、製品の精
密模型を作る場合と設計のイメージをつかむ場合とがあ
る。イメージをつかむことを目的とするならば精度より
もスピードが要求される。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、固体を原料とすることにより、スループットが高
く、速く簡単に三次元立体模型を製造し得る三次元立体
模型の製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、複数の球形の固体を接着することによって
三次元立体模型を製造することを特徴とし、また、プラ
スチック球を運搬するノズル状の突起物により、プラス
チック球のホールダーからプラスチック球を連続して真
空吸引し、三次元立体模型を製造している物体に供給す
ることによって所望の物体形状を実現することを特徴と
し、さらに、複数のプラスチック球を接着するために、
プラスチック球を供給するノズルの近傍に刷毛もしくは
へらを有し、これによってプラスチック球の表面に接着
剤を塗布し、接着剤の作用によって所定の位置にプラス
チック球を固定することを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明は上記手段により、表面の精度は多少犠
牲にし、固体を原料とすることによって立体模型を構成
できればより簡便に製品のイメージをつかむことが可能
となる。固体の接続には接着剤を使用する。このことに
よって部分的に色分けも可能となるので各種の色のつい
たプラスチック球を用意することによって適宜模様をつ
けることができる。

【００１１】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００１２】図１は、本発明に係るプラスチック球の供
給装置構成の一例を示す。１はプラスチック球１１を１
個ずつ供給するプラスチック球供給装置であり、２はプ
ラスチック球１１の表面に接着剤１２を塗布する刷毛２
１を有する前後に移動可能なアーム、３は接着剤のタン
クであって、刷毛２１にパイプ２２で連結されている。
４はプラスチック球１１のホールダーであって色別に容
器が異なり、５の弁の操作によって色の選別ができる。
プラスチック球のホールダー４を各色毎に用意すればよ
り簡便に色別けの管理ができることになる。６はプラス
チック球１１を運搬するノズル状の突起物を有する真空
吸引アームであって、この吸引アーム６は吸引装置７に
連結される。実際にこの吸引アーム６の吸引口によって
プラスチック球１１を捕護し三次元のｘ，ｙ，ｚ方向に
移動して所定の位置に設置する。尚、プラスチック球の
ハンドリングははさみつけるタイプのアームを使用する
ことも考えられるが、接着剤塗布を考慮すると、接着剤
の残些がこのタイプのアームではアーム自身に固化して
残り、以後の作業性に影響が出るので、このタイプは適
当ではない。前記吸引アーム６はｘステージ９１、ｙス
テージ９２、ｚステージ９３を有する位置決め装置９に
取付けられる。１０は複数のプラスチック球１１を接着
して三次元立体模型を製造するための台であり、１２は
接着剤である。

【００１３】この操作方法としては、ＣＡＤ等であらか
じめ設計された形状の物体の輪切りデータを創製して下
の部分から順次造ってゆくものである。すなわち、吸引
アーム６で所定のプラスチック球１１を吸引捕護し、下
面に接着剤１２を接着剤のアーム２を駆動して刷毛２１
により塗布したのち、データ出力された台１０上の所定
の位置に位置決め装置９（ポジショナー）を制御するこ
とによってプラスチック球１１を送り込み接着すること
になる。接着剤１２の材料は硬化速度と位置決め装置９
の設定スピードによって適切に選択される。また、図１
では記載されていないが、接着剤塗布アームは前後に移
動可能であるので引き込み位置に接着剤の乾燥を防ぐた
めのカバーを設置することが望ましい。

【００１４】前記接着剤１２は、タンク３からパイプ２
２で刷毛２１の部分に送られ、毛管現象で刷毛２１に染
み込む。このことによって常に刷毛２１が接着剤で濡れ
ている状況を作り出すことができる。上記刷毛２１の代
りにへらを用いて接着剤をプラスチック球に塗布するよ
うにしてもよい。

【００１５】尚、容易に類推ができるように、プラスチ
ック球を直接吐き出す吐出ノズルによって図１と同様な
操作が可能になる。しかし、吐出ノズルを使用する場合
には、色分けが難しくなる。すなわち、ノズルの中に連
続してプラスチック球を詰め込んでおく必要があるので
事前に接着位置を予想して詰め込まなければならない。
また、ノズルを使用する場合にはノズルの径によって使
用できるプラスチック球の大きさが制限される。従っ
て、使用するプラスチック球によってノズルを取り替え
るめんどうさが付加されることになる。

【００１６】本実施例で使用できるプラスチック球１１
の大きさは、直径１ｍｍから２０ｍｍ程度であり、要求
される三次元立体模型物体の精度によって選択される。
特に、概念設計などでは単に形状の確認を行うのみであ
るので比較的荒いものでよく、この場合には大きな径の
プラスチック球を選択することになる。

【００１７】なお、ＣＡＤ等であらかじめ設計された形
状の物体は、通常の立体図形製造装置、例えば紫外線硬
化樹脂を用いた装置等で行われているものと同様に、輪
切りデータを創製して下の部分から順次造ってゆくこと
になるので、従来使用されているデータ出力装置で十分
間に合うことになる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように本発明の方法でできる
模型は、球形の固体を積み重ねることから予想されるよ
うに表面性状は余り良いものではないが、紫外線硬化樹
脂を用いた場合の製造後の処理、たとえば未硬化樹脂の
処理、硬化を確実にするための紫外線照射処理などが必
要ではないので簡便である利点がある。

【００１９】従ってスループットが高く、従来の方法に
比べて速く簡単に三次元立体模型物体を製造できる利点
を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用する製造装置の一例を示す構成図
である。

【符号の説明】

１…プラスチック球供給装置、２…接着剤塗布アーム、
３…接着剤のタンク、４…プラスチック球のホールダ
ー、５…色選別弁、６…真空吸引アーム、７…吸引装
置、９…位置決め装置、１０…台、１１…プラスチック
球、１２…接着剤、２１…刷毛。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の球形の固体を接着することによっ
   て三次元立体模型を製造することを特徴とする三次元立
   体模型の製造方法。
2. 【請求項２】 プラスチック球を運搬するノズル状の突
   起物により、プラスチック球のホールダーからプラスチ
   ック球を連続して真空吸引し、三次元立体模型を製造し
   ている物体に供給することによって所望の物体形状を実
   現することを特徴とする請求項１記載の三次元立体模型
   の製造方法。
3. 【請求項３】 複数のプラスチック球を接着するため
   に、プラスチック球を供給するノズルの近傍に刷毛もし
   くはへらを有し、この刷毛もしくはへらによってプラス
   チック球の表面に接着剤を塗布し、接着剤の作用によっ
   て所定の位置にプラスチック球を固定することを特徴と
   する請求項１記載の三次元立体模型の製造方法。