JPH06206260A - 光学的造形方法および光学的造形装置 - Google Patents
光学的造形方法および光学的造形装置Info
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- JPH06206260A JPH06206260A JP5003203A JP320393A JPH06206260A JP H06206260 A JPH06206260 A JP H06206260A JP 5003203 A JP5003203 A JP 5003203A JP 320393 A JP320393 A JP 320393A JP H06206260 A JPH06206260 A JP H06206260A
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- 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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- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】輪郭線で囲まれた閉じ領域を高精度で造形す
る。 【構成】光硬化性樹脂液１面上に光線ＬＢを走査し、硬
化した走査硬化層５１を順次積み上げて立体樹脂モデル
Ｗを得る光学的造形方法であり、等高断面層の造形領域
を形成するにあたり、造形領域の輪郭線ＯＬに沿って予
め決められた距離ｒ1 だけ内側で光線を走査して硬化さ
せる。また、輪郭線ＯＬの予め決められた距離ｒ2 だけ
内側の造形領域を光線をラスター走査して硬化させる。
る。 【構成】光硬化性樹脂液１面上に光線ＬＢを走査し、硬
化した走査硬化層５１を順次積み上げて立体樹脂モデル
Ｗを得る光学的造形方法であり、等高断面層の造形領域
を形成するにあたり、造形領域の輪郭線ＯＬに沿って予
め決められた距離ｒ1 だけ内側で光線を走査して硬化さ
せる。また、輪郭線ＯＬの予め決められた距離ｒ2 だけ
内側の造形領域を光線をラスター走査して硬化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば紫外線硬化性樹
脂などの光硬化性樹脂に光線を走査して照射することに
より所望の樹脂モデルを造形する光学的造形方法と光学
的造形装置に関し、特に、輪郭線で囲まれた閉じ領域を
高精度で造形する光学的造形方法と光学的造形装置に関
する。
脂などの光硬化性樹脂に光線を走査して照射することに
より所望の樹脂モデルを造形する光学的造形方法と光学
的造形装置に関し、特に、輪郭線で囲まれた閉じ領域を
高精度で造形する光学的造形方法と光学的造形装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、紫外線硬化性樹脂液を収容した
槽の表面に対して、紫外線レーザをＯＮ／ＯＦＦしなが
ら走査し、これにより硬化した走査硬化層を順次積み上
げることにより、所望の樹脂モデルを造形することが試
みられている。かかる樹脂モデルは、例えば製品のマス
ターモデルとして利用されることから、造形するにあた
っては造形精度、層間接着性、および造形効率などを高
める必要がある。
槽の表面に対して、紫外線レーザをＯＮ／ＯＦＦしなが
ら走査し、これにより硬化した走査硬化層を順次積み上
げることにより、所望の樹脂モデルを造形することが試
みられている。かかる樹脂モデルは、例えば製品のマス
ターモデルとして利用されることから、造形するにあた
っては造形精度、層間接着性、および造形効率などを高
める必要がある。
【０００３】従来の光学的造形方法は、紫外線レーザか
ら紫外線を発生させ、ガルバノミラーおよびシャッター
などを有する光学系によって紫外線レーザのＯＮ／ＯＦ
Ｆと光線の走査方向を制御しながら、紫外線硬化性樹脂
液を収容した槽の表面に対して照射する。槽内には紫外
線レーザを遮断するとともに昇降可能なエレベータが設
けられており、樹脂液表面とエレベータとの間に介在す
る樹脂液が紫外線レーザによって硬化するようになって
いる。
ら紫外線を発生させ、ガルバノミラーおよびシャッター
などを有する光学系によって紫外線レーザのＯＮ／ＯＦ
Ｆと光線の走査方向を制御しながら、紫外線硬化性樹脂
液を収容した槽の表面に対して照射する。槽内には紫外
線レーザを遮断するとともに昇降可能なエレベータが設
けられており、樹脂液表面とエレベータとの間に介在す
る樹脂液が紫外線レーザによって硬化するようになって
いる。
【０００４】そして、造形工程の第１段階においてはエ
レベータを上昇させておき、樹脂液表面とエレベータと
の間に介在する樹脂液を紫外線レーザによって硬化させ
て第１層目の走査硬化層を形成したのち、エレベータを
１層分だけ下降させて、第１層目と同様の手順で第２層
目の走査硬化層を第１層目の走査硬化層の上に形成す
る。以下同様にして、順次走査硬化層を積層（以下、堆
積ともいう）し、最終層目の走査硬化層の形成が終了す
るとエレベータを上昇させて、樹脂液からモデルを取り
出したのち、さらに最終的な硬化を行うために、図１０
に示す如く、紫外線ランプ５０などを用いてモデルＷ全
体に対して紫外線を長時間照射する。
レベータを上昇させておき、樹脂液表面とエレベータと
の間に介在する樹脂液を紫外線レーザによって硬化させ
て第１層目の走査硬化層を形成したのち、エレベータを
１層分だけ下降させて、第１層目と同様の手順で第２層
目の走査硬化層を第１層目の走査硬化層の上に形成す
る。以下同様にして、順次走査硬化層を積層（以下、堆
積ともいう）し、最終層目の走査硬化層の形成が終了す
るとエレベータを上昇させて、樹脂液からモデルを取り
出したのち、さらに最終的な硬化を行うために、図１０
に示す如く、紫外線ランプ５０などを用いてモデルＷ全
体に対して紫外線を長時間照射する。
【０００５】以下、本明細書においては、上述したエレ
ベータの同一移動ピッチ内における平面を「等高断面」
と称するが、この一つの等高断面には、目的とするモデ
ルＷの立体形状に応じて、樹脂液を硬化させる領域と樹
脂液を硬化させない領域とが存在することになる。
ベータの同一移動ピッチ内における平面を「等高断面」
と称するが、この一つの等高断面には、目的とするモデ
ルＷの立体形状に応じて、樹脂液を硬化させる領域と樹
脂液を硬化させない領域とが存在することになる。
【０００６】そして、紫外線レーザ発振器から発生する
紫外線ビームは、光学系によって走査方向に沿って走査
され、このとき、樹脂液を硬化させる領域では紫外線レ
ーザがＯＮ（実際にはシャッターＡＯＭが開）、樹脂液
を硬化させない領域では紫外線レーザがＯＦＦ（実際に
はシャッターＡＯＭが閉）となる。一つの走査線の走査
が終了すると、光学系を制御して走査ピッチ分だけ位相
させ、再び走査方向に沿って同様の走査が行われる。
紫外線ビームは、光学系によって走査方向に沿って走査
され、このとき、樹脂液を硬化させる領域では紫外線レ
ーザがＯＮ（実際にはシャッターＡＯＭが開）、樹脂液
を硬化させない領域では紫外線レーザがＯＦＦ（実際に
はシャッターＡＯＭが閉）となる。一つの走査線の走査
が終了すると、光学系を制御して走査ピッチ分だけ位相
させ、再び走査方向に沿って同様の走査が行われる。
【０００７】なお、紫外線ビームが樹脂液内に照射され
ると、樹脂液によって光エネルギーが徐々に減少するこ
とから、微視的には、先端鋭利な照射領域（すなわち、
走査硬化層）を形成することになる。
ると、樹脂液によって光エネルギーが徐々に減少するこ
とから、微視的には、先端鋭利な照射領域（すなわち、
走査硬化層）を形成することになる。
【０００８】このようにして、等高断面の走査硬化層が
形成されるが、走査硬化層を順次積層するにあたって
は、上層の走査硬化層を形成する際に、紫外線ビームを
下層にも照射されるような光線強度、すなわち、その等
高断面における硬化深さを積層厚より大きく制御し、各
層間の接着性を高めるようにしている。
形成されるが、走査硬化層を順次積層するにあたって
は、上層の走査硬化層を形成する際に、紫外線ビームを
下層にも照射されるような光線強度、すなわち、その等
高断面における硬化深さを積層厚より大きく制御し、各
層間の接着性を高めるようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一つの等高
断面における走査硬化層の形状が図１１に示すような輪
郭線で囲まれた閉じ領域である場合、従来の造形方法で
は、まず図１１に示す輪郭線ＯＬを認識したのちに、図
１２に示すように、点Ｐ0 を始点として輪郭線のある一
つの縁に沿って平行に走査し、この走査線の終点Ｐ1 ま
で走査すると、次に光学系を制御して走査ピッチ分だけ
位相させ、再び始点Ｐ2 から次の走査線に沿って同様の
走査を行なうようにしていた。
断面における走査硬化層の形状が図１１に示すような輪
郭線で囲まれた閉じ領域である場合、従来の造形方法で
は、まず図１１に示す輪郭線ＯＬを認識したのちに、図
１２に示すように、点Ｐ0 を始点として輪郭線のある一
つの縁に沿って平行に走査し、この走査線の終点Ｐ1 ま
で走査すると、次に光学系を制御して走査ピッチ分だけ
位相させ、再び始点Ｐ2 から次の走査線に沿って同様の
走査を行なうようにしていた。
【００１０】このような走査方法は、ラスター走査と称
されるが、かかるラスター走査を利用した従来の光学的
造形方法では、紫外線ビームは微視的にはスポット状の
光線であるため、走査線の始点と終点における硬化領
域、すなわち、図１２に示す縁ＯＬ2 ，ＯＬ3 において
は、輪郭線に沿った形状とならず、高精度のモデルを造
形する場合には問題があった。
されるが、かかるラスター走査を利用した従来の光学的
造形方法では、紫外線ビームは微視的にはスポット状の
光線であるため、走査線の始点と終点における硬化領
域、すなわち、図１２に示す縁ＯＬ2 ，ＯＬ3 において
は、輪郭線に沿った形状とならず、高精度のモデルを造
形する場合には問題があった。
【００１１】そのため、立体モデルを高精度で造形する
場合には、紫外線ビームのスポット径を小さくして、さ
らに、走査ピッチを小さくする必要が生じ、造形時間が
長くなったり、あるいは始点と終点における位置制御が
より厳しくなるという問題があった。
場合には、紫外線ビームのスポット径を小さくして、さ
らに、走査ピッチを小さくする必要が生じ、造形時間が
長くなったり、あるいは始点と終点における位置制御が
より厳しくなるという問題があった。
【００１２】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、輪郭線で囲まれた閉じ領域
を高精度で造形することを目的とする。
鑑みてなされたものであり、輪郭線で囲まれた閉じ領域
を高精度で造形することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光学的造形方法は、光硬化性樹脂液面上に
光線を走査し、硬化した走査硬化層を順次積み上げて立
体樹脂モデルを得る光学的造形方法において、等高断面
層の造形領域を形成するにあたり、前記造形領域の輪郭
線に沿って前記光線を走査して硬化させるとともに、前
記光線をラスター走査して前記輪郭線の内部の造形領域
を硬化させることを特徴としている。
に、本発明の光学的造形方法は、光硬化性樹脂液面上に
光線を走査し、硬化した走査硬化層を順次積み上げて立
体樹脂モデルを得る光学的造形方法において、等高断面
層の造形領域を形成するにあたり、前記造形領域の輪郭
線に沿って前記光線を走査して硬化させるとともに、前
記光線をラスター走査して前記輪郭線の内部の造形領域
を硬化させることを特徴としている。
【００１４】また、光硬化性樹脂液面上に光線を走査
し、硬化した走査硬化層を順次積み上げて立体樹脂モデ
ルを得る光学的造形方法において、等高断面層の造形領
域を形成するにあたり、前記造形領域の輪郭線に沿って
前記光線を予め決められた距離（ｒ1 ）だけ内側で走査
して硬化させるとともに、前記光線をラスター走査して
前記輪郭線の内部の造形領域を硬化させることを特徴と
する光学的造形方法によっても、上記目的を達成するこ
とができる。
し、硬化した走査硬化層を順次積み上げて立体樹脂モデ
ルを得る光学的造形方法において、等高断面層の造形領
域を形成するにあたり、前記造形領域の輪郭線に沿って
前記光線を予め決められた距離（ｒ1 ）だけ内側で走査
して硬化させるとともに、前記光線をラスター走査して
前記輪郭線の内部の造形領域を硬化させることを特徴と
する光学的造形方法によっても、上記目的を達成するこ
とができる。
【００１５】さらに、光硬化性樹脂液面上に光線を走査
し、硬化した走査硬化層を順次積み上げて立体樹脂モデ
ルを得る光学的造形方法において、等高断面層の造形領
域を形成するにあたり、前記造形領域の輪郭線に沿って
予め決められた距離（ｒ1 ）だけ内側で前記光線を走査
して硬化させるとともに、前記輪郭線の予め決められた
距離（ｒ2 ）だけ内側の造形領域を前記光線をラスター
走査して硬化させることを特徴とする光学的造形方法に
よっても、上記目的を達成することができる。
し、硬化した走査硬化層を順次積み上げて立体樹脂モデ
ルを得る光学的造形方法において、等高断面層の造形領
域を形成するにあたり、前記造形領域の輪郭線に沿って
予め決められた距離（ｒ1 ）だけ内側で前記光線を走査
して硬化させるとともに、前記輪郭線の予め決められた
距離（ｒ2 ）だけ内側の造形領域を前記光線をラスター
走査して硬化させることを特徴とする光学的造形方法に
よっても、上記目的を達成することができる。
【００１６】また、上記目的を達成するために、本発明
の光学的造形装置は、光硬化性樹脂液を入れた光硬化性
樹脂液槽と、前記光硬化性樹脂液を硬化させるのに適当
な波長を含む光線を発生し、該光線を走査させる光走査
手段と、前記光硬化性樹脂液の表面に光線が照射された
ことにより生成する硬化樹脂を昇降させる昇降手段と、
前記光走査手段と前記昇降手段とを制御する制御手段
と、を備えた光学的造形装置において、前記制御手段
は、立体造形する少なくとも一部の立体造形情報を記憶
する立体造形情報記憶部と、前記昇降手段を動作させな
い状態で前記光線を走査照射して形成される走査硬化層
に関する情報を、前記立体造形情報記憶部に記憶されて
いる立体情報の中から抽出する走査硬化層情報抽出部
と、前記走査硬化層情報抽出部より得られる走査硬化層
情報に基づいて走査硬化層の輪郭線位置を検出する輪郭
線検出部と、前記輪郭線検出部より得られる輪郭線位置
に対して、予め決められた距離だけ内側の位置を軌跡情
報として演算する輪郭硬化情報抽出部と、前記輪郭線検
出部より得られる輪郭線位置に対して、予め決められた
距離だけ内側の閉じた領域を抽出する内域情報抽出部
と、を有し、前記走査硬化層の光線走査を、輪郭硬化情
報抽出部の抽出結果に基づいた走査と、前記内域情報抽
出部の抽出結果に基づいた走査とに分けて行うことを特
徴としている。
の光学的造形装置は、光硬化性樹脂液を入れた光硬化性
樹脂液槽と、前記光硬化性樹脂液を硬化させるのに適当
な波長を含む光線を発生し、該光線を走査させる光走査
手段と、前記光硬化性樹脂液の表面に光線が照射された
ことにより生成する硬化樹脂を昇降させる昇降手段と、
前記光走査手段と前記昇降手段とを制御する制御手段
と、を備えた光学的造形装置において、前記制御手段
は、立体造形する少なくとも一部の立体造形情報を記憶
する立体造形情報記憶部と、前記昇降手段を動作させな
い状態で前記光線を走査照射して形成される走査硬化層
に関する情報を、前記立体造形情報記憶部に記憶されて
いる立体情報の中から抽出する走査硬化層情報抽出部
と、前記走査硬化層情報抽出部より得られる走査硬化層
情報に基づいて走査硬化層の輪郭線位置を検出する輪郭
線検出部と、前記輪郭線検出部より得られる輪郭線位置
に対して、予め決められた距離だけ内側の位置を軌跡情
報として演算する輪郭硬化情報抽出部と、前記輪郭線検
出部より得られる輪郭線位置に対して、予め決められた
距離だけ内側の閉じた領域を抽出する内域情報抽出部
と、を有し、前記走査硬化層の光線走査を、輪郭硬化情
報抽出部の抽出結果に基づいた走査と、前記内域情報抽
出部の抽出結果に基づいた走査とに分けて行うことを特
徴としている。
【００１７】この光学的造形装置における輪郭硬化情報
抽出部の抽出結果に基づいた走査をベクトル走査とし、
前記内域情報抽出部の抽出結果に基づいた走査をラスタ
ー走査とすることが好ましい。
抽出部の抽出結果に基づいた走査をベクトル走査とし、
前記内域情報抽出部の抽出結果に基づいた走査をラスタ
ー走査とすることが好ましい。
【００１８】
【作用】本発明では、光線を走査して光硬化性樹脂を硬
化させるにあたり、輪郭線情報の抽出結果に基づいた走
査と、輪郭線の内域情報の抽出結果に基づいた走査とに
分けて行うことを特徴としており、特に、輪郭線に沿っ
たベクトル走査を行うとともに、輪郭線の内域はラスタ
ー走査としている。これらベクトル走査とラスター走査
との時間的先後は何れでも良いが、ベクトル走査にあた
っては、輪郭線から予め決められた距離（ｒ1 ）だけ内
側で走査し、またラスター走査にあたっても、輪郭線の
予め決められた距離（ｒ2 ）だけ内側で走査することが
好ましいといえる。
化させるにあたり、輪郭線情報の抽出結果に基づいた走
査と、輪郭線の内域情報の抽出結果に基づいた走査とに
分けて行うことを特徴としており、特に、輪郭線に沿っ
たベクトル走査を行うとともに、輪郭線の内域はラスタ
ー走査としている。これらベクトル走査とラスター走査
との時間的先後は何れでも良いが、ベクトル走査にあた
っては、輪郭線から予め決められた距離（ｒ1 ）だけ内
側で走査し、またラスター走査にあたっても、輪郭線の
予め決められた距離（ｒ2 ）だけ内側で走査することが
好ましいといえる。
【００１９】すなわち、光走査手段により光硬化性樹脂
液を硬化させるのに適当な波長を含む光線を発生し、光
硬化性樹脂液槽に収容された光硬化性樹脂液に対して光
線を走査させる。一つの等高断面における走査を終了す
ると、光線が照射されたことにより生成する硬化樹脂を
昇降手段によって昇降させ、このような手順を繰り返す
ことにより、順次走査硬化層を積層する。
液を硬化させるのに適当な波長を含む光線を発生し、光
硬化性樹脂液槽に収容された光硬化性樹脂液に対して光
線を走査させる。一つの等高断面における走査を終了す
ると、光線が照射されたことにより生成する硬化樹脂を
昇降手段によって昇降させ、このような手順を繰り返す
ことにより、順次走査硬化層を積層する。
【００２０】このとき、まず最初に、立体造形する少な
くとも一部の立体造形情報を記憶している立体造形情報
記憶部から、昇降手段を動作させない状態で光線を走査
照射して形成される走査硬化層に関する情報を走査硬化
層情報抽出部によって抽出する。
くとも一部の立体造形情報を記憶している立体造形情報
記憶部から、昇降手段を動作させない状態で光線を走査
照射して形成される走査硬化層に関する情報を走査硬化
層情報抽出部によって抽出する。
【００２１】ついで、この走査硬化層情報抽出部より得
られる走査硬化層情報に基づいて、輪郭線検出部によっ
て、走査硬化層の輪郭線位置を検出したのち、この輪郭
線検出部より得られる輪郭線位置に対して、予め決めら
れた距離（ｒ1 ）だけ内側の位置を軌跡情報として輪郭
硬化情報抽出部にて演算する。この軌跡情報は光走査手
段に出力され、上述した輪郭線に沿ったベクトル走査が
実行されることになるので、光線のスポット径や走査ピ
ッチを小さくしなくとも輪郭線近傍の造形精度がきわめ
て向上する。
られる走査硬化層情報に基づいて、輪郭線検出部によっ
て、走査硬化層の輪郭線位置を検出したのち、この輪郭
線検出部より得られる輪郭線位置に対して、予め決めら
れた距離（ｒ1 ）だけ内側の位置を軌跡情報として輪郭
硬化情報抽出部にて演算する。この軌跡情報は光走査手
段に出力され、上述した輪郭線に沿ったベクトル走査が
実行されることになるので、光線のスポット径や走査ピ
ッチを小さくしなくとも輪郭線近傍の造形精度がきわめ
て向上する。
【００２２】一方、内域情報抽出部では、輪郭線検出部
より得られる輪郭線位置に対して、予め決められた距離
（ｒ2 ）だけ内側の閉じた領域に関する情報を抽出す
る。そして、この情報は光走査手段に出力され、その結
果、輪郭線で囲まれた閉じ領域内のラスター走査が実行
されることになる。
より得られる輪郭線位置に対して、予め決められた距離
（ｒ2 ）だけ内側の閉じた領域に関する情報を抽出す
る。そして、この情報は光走査手段に出力され、その結
果、輪郭線で囲まれた閉じ領域内のラスター走査が実行
されることになる。
【００２３】特に、ｒ1 ＜ｒ2 と設定することにより、
輪郭線に沿ったベクトル走査による走査硬化層とラスタ
ー走査による走査硬化層との重なり領域が小さくなるた
め、光硬化性樹脂液が硬化する際の収縮率が均一とな
り、得られるモデルの変形を抑制することが可能とな
る。
輪郭線に沿ったベクトル走査による走査硬化層とラスタ
ー走査による走査硬化層との重なり領域が小さくなるた
め、光硬化性樹脂液が硬化する際の収縮率が均一とな
り、得られるモデルの変形を抑制することが可能とな
る。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。まず最初に、図１を参照しながら本発明の一実
施例に係る光学的造形装置の構成について説明する。図
１は本発明の光学的造形装置の基本構成を示すブロック
図である。
明する。まず最初に、図１を参照しながら本発明の一実
施例に係る光学的造形装置の構成について説明する。図
１は本発明の光学的造形装置の基本構成を示すブロック
図である。
【００２５】本実施例の光学的造形装置は、光硬化性樹
脂液槽２を有しており、この槽内に収容される光硬化性
樹脂液１は光を照射することにより付加重合を生じて硬
化する材料である。例えば、スチレン、メタクリル酸メ
チル、酢酸ビニルなどのビニル単量体は、光照射によっ
て、光重合の開始剤が存在しなくとも、あるいは紫外線
を吸収する増感剤や色素の存在下で、重合を起す。
脂液槽２を有しており、この槽内に収容される光硬化性
樹脂液１は光を照射することにより付加重合を生じて硬
化する材料である。例えば、スチレン、メタクリル酸メ
チル、酢酸ビニルなどのビニル単量体は、光照射によっ
て、光重合の開始剤が存在しなくとも、あるいは紫外線
を吸収する増感剤や色素の存在下で、重合を起す。
【００２６】ただし、本発明で用いられる光硬化性樹脂
液１の種類は特に限定されず、未硬化では液体状であっ
て硬化することにより固化する樹脂であればよい。ま
た、照射する光ＬＢについても特に限定されず、紫外線
の他にも、用いられる光硬化性樹脂１に応じた光を選択
すればよい。
液１の種類は特に限定されず、未硬化では液体状であっ
て硬化することにより固化する樹脂であればよい。ま
た、照射する光ＬＢについても特に限定されず、紫外線
の他にも、用いられる光硬化性樹脂１に応じた光を選択
すればよい。
【００２７】光硬化性樹脂液槽２内には、光線を遮断す
るとともに硬化させた樹脂を載置する台座を有するエレ
ベータ４ａが設けられており、このエレベータ４ａは、
昇降器４ｂにより光硬化性樹脂液槽２内を昇降可能とな
っている。昇降器４ｂは、機械的にエレベータ４ａを昇
降させる機能と、この昇降動作の制御を司る制御機能と
を備えている。昇降器４ｂに対する指令信号は、制御手
段５の一般制御部５ａから与えられるが、光走査手段３
への、あるいは光走査手段３からの情報に基づいて、一
般制御部５ａは昇降器４ｂに指令信号を出力する。
るとともに硬化させた樹脂を載置する台座を有するエレ
ベータ４ａが設けられており、このエレベータ４ａは、
昇降器４ｂにより光硬化性樹脂液槽２内を昇降可能とな
っている。昇降器４ｂは、機械的にエレベータ４ａを昇
降させる機能と、この昇降動作の制御を司る制御機能と
を備えている。昇降器４ｂに対する指令信号は、制御手
段５の一般制御部５ａから与えられるが、光走査手段３
への、あるいは光走査手段３からの情報に基づいて、一
般制御部５ａは昇降器４ｂに指令信号を出力する。
【００２８】例えば、一つの等高断面における走査が終
了したことを光走査手段３から検知すると、次の等高断
面の走査に移行するために、一般制御部５ａから昇降器
４ｂに対して指令信号を出力し、これにより昇降器４ｂ
はエレベータ４ａを所定のピッチ（すなわち、このピッ
チがその等高断面における積層厚Ｔとなる）だけ下降さ
せる。
了したことを光走査手段３から検知すると、次の等高断
面の走査に移行するために、一般制御部５ａから昇降器
４ｂに対して指令信号を出力し、これにより昇降器４ｂ
はエレベータ４ａを所定のピッチ（すなわち、このピッ
チがその等高断面における積層厚Ｔとなる）だけ下降さ
せる。
【００２９】一方、本実施例に係る光走査手段３は、紫
外線レーザなどの光線を発生させるレーザ発振器３ａ
と、このレーザ発振器３ａで発生した光線を光硬化性樹
脂液の表面に対し所定の軌跡にしたがって走査させるた
めの光学系３ｂと、この光学系３ｂを制御するための光
学系コントローラ３ｃから構成されている。光学系３ｂ
には、例えば光線を通過／遮断するためのシャッター器
（ＡＯＭ）や光線の方向を変動させるための電圧印加器
およびガルバノミラーなどが設けられており、光線のＯ
Ｎ／ＯＦＦ、光線強度の変更、光路の変更、光線の走査
速度の制御などを行う機能を有している。そして、この
光学系３ｂに対して、光学系コントローラ３ｃからは予
め教示された軌跡に応じた光走査条件に関する指令信号
が出力される。
外線レーザなどの光線を発生させるレーザ発振器３ａ
と、このレーザ発振器３ａで発生した光線を光硬化性樹
脂液の表面に対し所定の軌跡にしたがって走査させるた
めの光学系３ｂと、この光学系３ｂを制御するための光
学系コントローラ３ｃから構成されている。光学系３ｂ
には、例えば光線を通過／遮断するためのシャッター器
（ＡＯＭ）や光線の方向を変動させるための電圧印加器
およびガルバノミラーなどが設けられており、光線のＯ
Ｎ／ＯＦＦ、光線強度の変更、光路の変更、光線の走査
速度の制御などを行う機能を有している。そして、この
光学系３ｂに対して、光学系コントローラ３ｃからは予
め教示された軌跡に応じた光走査条件に関する指令信号
が出力される。
【００３０】なお、本発明における光走査手段３の動作
は、基本的には一般制御部５ａに予め入力された基本軌
跡データに基づくが、後述する立体造形情報記憶部５
ｂ、走査硬化層情報抽出部５ｃ、輪郭線検出部５ｄ、輪
郭硬化情報抽出部５ｅ、内域情報抽出部５ｆを介して、
光学系コントローラ３ｃに指令信号が出力され、細部の
光走査条件が変更される。
は、基本的には一般制御部５ａに予め入力された基本軌
跡データに基づくが、後述する立体造形情報記憶部５
ｂ、走査硬化層情報抽出部５ｃ、輪郭線検出部５ｄ、輪
郭硬化情報抽出部５ｅ、内域情報抽出部５ｆを介して、
光学系コントローラ３ｃに指令信号が出力され、細部の
光走査条件が変更される。
【００３１】本実施例に係る制御手段５は、目的とする
樹脂モデルに応じて、予め入力されたデータに基づい
て、昇降手段４と光走査手段３とを相互に関連付けなが
ら制御する一般制御部５ａを有している。また、一般制
御部５ａ以外に、立体造形情報記憶部５ｂ、走査硬化層
情報抽出部５ｃ、輪郭線検出部５ｄ、輪郭硬化情報抽出
部５ｅ、内域情報抽出部５ｆが設けられている。
樹脂モデルに応じて、予め入力されたデータに基づい
て、昇降手段４と光走査手段３とを相互に関連付けなが
ら制御する一般制御部５ａを有している。また、一般制
御部５ａ以外に、立体造形情報記憶部５ｂ、走査硬化層
情報抽出部５ｃ、輪郭線検出部５ｄ、輪郭硬化情報抽出
部５ｅ、内域情報抽出部５ｆが設けられている。
【００３２】なお、本実施例では、昇降器４ｂ、光学系
コントローラ３ｃ、および制御手段５などの情報処理装
置は、それぞれ別体に構成した具体例として図１に表わ
しているが、これは、それぞれの機能を容易に理解する
ために記載したものであって、上述した各機能を備えて
いる限り、これらを任意の組み合せで組み合わせて情報
処理装置を構成してもよいことは勿論である。
コントローラ３ｃ、および制御手段５などの情報処理装
置は、それぞれ別体に構成した具体例として図１に表わ
しているが、これは、それぞれの機能を容易に理解する
ために記載したものであって、上述した各機能を備えて
いる限り、これらを任意の組み合せで組み合わせて情報
処理装置を構成してもよいことは勿論である。
【００３３】次に、本発明に係る立体造形情報記憶部５
ｂ、走査硬化層情報抽出部５ｃ、輪郭線検出部５ｄ、輪
郭硬化情報抽出部５ｅ、内域情報抽出部５ｆにおける各
処理手順について説明するが、この処理手順の基本的考
え方の理解を容易にするために、図１１に示すように、
ある一つの等高断面内において輪郭線で囲まれた造形領
域を造形する具体例を説明する。
ｂ、走査硬化層情報抽出部５ｃ、輪郭線検出部５ｄ、輪
郭硬化情報抽出部５ｅ、内域情報抽出部５ｆにおける各
処理手順について説明するが、この処理手順の基本的考
え方の理解を容易にするために、図１１に示すように、
ある一つの等高断面内において輪郭線で囲まれた造形領
域を造形する具体例を説明する。
【００３４】まず、立体造形情報記憶部５ｂは、造形す
べきモデルＷの立体形状に関する情報が格納されたメモ
リであり、モデルＷの立体形状に関する全ての情報ある
いは、少なくとも造形領域が輪郭線で囲まれる全ての等
高断面の立体形状に関する情報が記憶されている。
べきモデルＷの立体形状に関する情報が格納されたメモ
リであり、モデルＷの立体形状に関する全ての情報ある
いは、少なくとも造形領域が輪郭線で囲まれる全ての等
高断面の立体形状に関する情報が記憶されている。
【００３５】走査硬化層情報抽出部５ｃでは、立体造形
情報記憶部５ｂに記憶されている立体情報のうち、ある
一つの等高断面における造形領域である走査硬化層に関
する情報のみを抽出する。つまり、一般制御部５ａで
は、一つの等高断面における硬化領域と非硬化領域とを
識別して、これにより光学系における光のＯＮ／ＯＦＦ
を制御するが、走査硬化層情報抽出部５ｃでは、硬化領
域に関する情報のみを選択して読み出し、これを以下の
造形方法の基礎情報とする。
情報記憶部５ｂに記憶されている立体情報のうち、ある
一つの等高断面における造形領域である走査硬化層に関
する情報のみを抽出する。つまり、一般制御部５ａで
は、一つの等高断面における硬化領域と非硬化領域とを
識別して、これにより光学系における光のＯＮ／ＯＦＦ
を制御するが、走査硬化層情報抽出部５ｃでは、硬化領
域に関する情報のみを選択して読み出し、これを以下の
造形方法の基礎情報とする。
【００３６】輪郭線検出部５ｄは、走査硬化層情報抽出
部５ｃで抽出された硬化領域のみの情報を読み込んで、
この情報に基づき同一等高断面における硬化領域の輪郭
線ＯＬを認識する。
部５ｃで抽出された硬化領域のみの情報を読み込んで、
この情報に基づき同一等高断面における硬化領域の輪郭
線ＯＬを認識する。
【００３７】輪郭硬化情報抽出部５ｅは、輪郭線検出部
５ｄで検出された本来の輪郭線ＯＬ以外に、図２に示す
ように、この本来の輪郭線ＯＬから閉じ領域の内側に距
離ｒ 1 だけ隔てた別の輪郭線ＯＬA を演算して求める。
この別の輪郭線ＯＬA が、後述する輪郭線に沿ったベク
トル走査の中心線を構成することになる。そのため、距
離ｒ1 は紫外線ビームＬＢの半径（厳密には紫外線ビー
ムによる硬化円の半径）に等しく設定することが好まし
い。
５ｄで検出された本来の輪郭線ＯＬ以外に、図２に示す
ように、この本来の輪郭線ＯＬから閉じ領域の内側に距
離ｒ 1 だけ隔てた別の輪郭線ＯＬA を演算して求める。
この別の輪郭線ＯＬA が、後述する輪郭線に沿ったベク
トル走査の中心線を構成することになる。そのため、距
離ｒ1 は紫外線ビームＬＢの半径（厳密には紫外線ビー
ムによる硬化円の半径）に等しく設定することが好まし
い。
【００３８】さらに、内域情報抽出部５ｆでは、輪郭線
検出部５ｄで検出された本来の輪郭線ＯＬおよび輪郭硬
化情報抽出部５ｅで求められた別の輪郭線ＯＬA 以外
に、図２に示すように、本来の輪郭線ＯＬから閉じ領域
の内側に距離ｒ2 だけ隔てたさらに別の輪郭線ＯＬB を
演算して求める。このさらに別の輪郭線ＯＬB が、後述
する閉じ領域におけるラスター走査の始点、終点あるい
は中心線を構成することになる。したがって、この距離
ｒ2 は、紫外線ビームＬＢの半径（厳密には紫外線ビー
ムによる硬化円の半径）に等しい距離だけ、上述した別
の輪郭線ＯＬA からさらに内側に設定することが好まし
い。
検出部５ｄで検出された本来の輪郭線ＯＬおよび輪郭硬
化情報抽出部５ｅで求められた別の輪郭線ＯＬA 以外
に、図２に示すように、本来の輪郭線ＯＬから閉じ領域
の内側に距離ｒ2 だけ隔てたさらに別の輪郭線ＯＬB を
演算して求める。このさらに別の輪郭線ＯＬB が、後述
する閉じ領域におけるラスター走査の始点、終点あるい
は中心線を構成することになる。したがって、この距離
ｒ2 は、紫外線ビームＬＢの半径（厳密には紫外線ビー
ムによる硬化円の半径）に等しい距離だけ、上述した別
の輪郭線ＯＬA からさらに内側に設定することが好まし
い。
【００３９】なお、輪郭硬化情報抽出部５ｅで求められ
た輪郭線情報は、光学系コントローラ３ｃに出力される
が、この情報に基づく光ＬＢの走査は、輪郭線に沿うベ
クトル走査としている。すなわち、図３に示すように、
始点・終点位置および走査方向については何ら限定され
ないが、輪郭線をなぞる走査としている。
た輪郭線情報は、光学系コントローラ３ｃに出力される
が、この情報に基づく光ＬＢの走査は、輪郭線に沿うベ
クトル走査としている。すなわち、図３に示すように、
始点・終点位置および走査方向については何ら限定され
ないが、輪郭線をなぞる走査としている。
【００４０】一方、内域情報抽出部５ｆで求められた閉
じ領域に関する情報も光学系コントローラ３ｃに出力さ
れるが、この情報に基づく光ＬＢの走査は、ある一つの
輪郭線に沿う同一方向の走査（単一方向走査と往復走査
の両者を含む意）、いわゆるラスター走査としている。
じ領域に関する情報も光学系コントローラ３ｃに出力さ
れるが、この情報に基づく光ＬＢの走査は、ある一つの
輪郭線に沿う同一方向の走査（単一方向走査と往復走査
の両者を含む意）、いわゆるラスター走査としている。
【００４１】次に作用を説明する。図２〜図４は本実施
例に係る造形方法を示す平面図、図５は同実施例の制御
手段における処理手順を示すフローチャートである。従
来の光学的造形方法では、図１２に示す如く、閉じ領域
の全体をラスター走査していたが、本実施例では、輪郭
線をベクトル走査とし、輪郭線の内域をラスター走査と
している。特に、図２〜図４に示す実施例では、ベクト
ル走査の中心線を本来の輪郭線ＯＬより内側に距離ｒ1
だけオフセットした別の輪郭線ＯＬAとしている。加え
て、ラスター走査する始点と終点を本来の輪郭線ＯＬよ
り内側に距離ｒ2 だけオフセットしている。
例に係る造形方法を示す平面図、図５は同実施例の制御
手段における処理手順を示すフローチャートである。従
来の光学的造形方法では、図１２に示す如く、閉じ領域
の全体をラスター走査していたが、本実施例では、輪郭
線をベクトル走査とし、輪郭線の内域をラスター走査と
している。特に、図２〜図４に示す実施例では、ベクト
ル走査の中心線を本来の輪郭線ＯＬより内側に距離ｒ1
だけオフセットした別の輪郭線ＯＬAとしている。加え
て、ラスター走査する始点と終点を本来の輪郭線ＯＬよ
り内側に距離ｒ2 だけオフセットしている。
【００４２】まず、光走査手段３ａ，３ｂ，３ｃにより
光硬化性樹脂液１を硬化させるのに適当な波長を含む光
線ＬＢを発生し、光硬化性樹脂液槽２に収容された光硬
化性樹脂液１に対して光線ＬＢを走査させる。一つの等
高断面における走査を終了すると、光線ＬＢが照射され
たことにより生成する硬化樹脂５１を昇降手段４ａ，４
ｂによって昇降させ、このような手順を繰り返すことに
より、順次走査硬化層５１を積層する。
光硬化性樹脂液１を硬化させるのに適当な波長を含む光
線ＬＢを発生し、光硬化性樹脂液槽２に収容された光硬
化性樹脂液１に対して光線ＬＢを走査させる。一つの等
高断面における走査を終了すると、光線ＬＢが照射され
たことにより生成する硬化樹脂５１を昇降手段４ａ，４
ｂによって昇降させ、このような手順を繰り返すことに
より、順次走査硬化層５１を積層する。
【００４３】このとき、まず最初に、立体造形する少な
くとも一部の立体造形情報を記憶している立体造形情報
記憶部５ｂから、エレベータ４ａを動作させない状態で
光線ＬＢを走査照射することにより形成される走査硬化
層５１に関する情報を走査硬化層情報抽出部５ｃによっ
て抽出する。同時に、オフセット量ｒ1 ，ｒ2 を読み込
む（ステップ１，２）。
くとも一部の立体造形情報を記憶している立体造形情報
記憶部５ｂから、エレベータ４ａを動作させない状態で
光線ＬＢを走査照射することにより形成される走査硬化
層５１に関する情報を走査硬化層情報抽出部５ｃによっ
て抽出する。同時に、オフセット量ｒ1 ，ｒ2 を読み込
む（ステップ１，２）。
【００４４】ついで、この走査硬化層情報抽出部５ｃよ
り得られる走査硬化層情報に基づいて、輪郭線検出部５
ｄによって、走査硬化層５１の輪郭線位置ＯＬを検出し
たのち、この輪郭線検出部５ｄより得られる輪郭線位置
ＯＬに対して、予め決められた距離ｒ1 だけ内側の位置
ＯＬA を軌跡情報として輪郭硬化情報抽出部５ｅにて演
算する（ステップ３、図２）。この軌跡情報は光学系コ
ントローラ３ｃに出力され（ステップ６）、上述した輪
郭線に沿ったベクトル走査が実行されることになるので
（ステップ７、図３）、光線のスポット径や走査ピッチ
を小さくしなくとも輪郭線近傍の造形精度がきわめて向
上する。
り得られる走査硬化層情報に基づいて、輪郭線検出部５
ｄによって、走査硬化層５１の輪郭線位置ＯＬを検出し
たのち、この輪郭線検出部５ｄより得られる輪郭線位置
ＯＬに対して、予め決められた距離ｒ1 だけ内側の位置
ＯＬA を軌跡情報として輪郭硬化情報抽出部５ｅにて演
算する（ステップ３、図２）。この軌跡情報は光学系コ
ントローラ３ｃに出力され（ステップ６）、上述した輪
郭線に沿ったベクトル走査が実行されることになるので
（ステップ７、図３）、光線のスポット径や走査ピッチ
を小さくしなくとも輪郭線近傍の造形精度がきわめて向
上する。
【００４５】一方、内域情報抽出部５ｆでは、輪郭線検
出部５ｄより得られる輪郭線位置ＯＬに対して、予め決
められた距離ｒ2 だけ内側の閉じた領域に関する情報を
抽出する（ステップ４、図２）。そして、この情報は光
学系コントローラ３ｃに出力され（ステップ８）、その
結果、輪郭線で囲まれた閉じ領域内のラスター走査が実
行されることになる（ステップ９、図４）。
出部５ｄより得られる輪郭線位置ＯＬに対して、予め決
められた距離ｒ2 だけ内側の閉じた領域に関する情報を
抽出する（ステップ４、図２）。そして、この情報は光
学系コントローラ３ｃに出力され（ステップ８）、その
結果、輪郭線で囲まれた閉じ領域内のラスター走査が実
行されることになる（ステップ９、図４）。
【００４６】特に、ｒ1 ＜ｒ2 と設定することにより、
輪郭線に沿ったベクトル走査による走査硬化層とラスタ
ー走査による走査硬化層との重なり領域が小さくなるた
め、光硬化性樹脂液が硬化する際の収縮率が均一とな
り、得られるモデルの変形を抑制することが可能とな
る。
輪郭線に沿ったベクトル走査による走査硬化層とラスタ
ー走査による走査硬化層との重なり領域が小さくなるた
め、光硬化性樹脂液が硬化する際の収縮率が均一とな
り、得られるモデルの変形を抑制することが可能とな
る。
【００４７】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ことなく種々に改変することが可能である。例えば、光
照射により硬化する際の体積収縮率が小さい光硬化性樹
脂液に対しては、図６〜図９に示す光学的造形方法の如
く、輪郭線の内域をラスター走査する場合にオフセット
を省略することも可能である。図６〜図９は本発明の他
の実施例に係る光学的造形方法を示す平面図である。
ことなく種々に改変することが可能である。例えば、光
照射により硬化する際の体積収縮率が小さい光硬化性樹
脂液に対しては、図６〜図９に示す光学的造形方法の如
く、輪郭線の内域をラスター走査する場合にオフセット
を省略することも可能である。図６〜図９は本発明の他
の実施例に係る光学的造形方法を示す平面図である。
【００４８】本実施例の場合には、ベクトル走査の中心
線を本来の輪郭線ＯＬより内側に距離ｒ1 だけオフセッ
トした別の輪郭線ＯＬA とし、ラスター走査する始点と
終点もこの別の輪郭線ＯＬA を利用している。
線を本来の輪郭線ＯＬより内側に距離ｒ1 だけオフセッ
トした別の輪郭線ＯＬA とし、ラスター走査する始点と
終点もこの別の輪郭線ＯＬA を利用している。
【００４９】この実施例では、まず最初に、立体造形す
る少なくとも一部の立体造形情報を記憶している立体造
形情報記憶部５ｂから、エレベータ４ａを動作させない
状態で光線ＬＢを走査照射することにより形成される走
査硬化層５１に関する情報を走査硬化層情報抽出部５ｃ
によって抽出し、同時に、オフセット量ｒ1 を読み込む
（図６参照）。
る少なくとも一部の立体造形情報を記憶している立体造
形情報記憶部５ｂから、エレベータ４ａを動作させない
状態で光線ＬＢを走査照射することにより形成される走
査硬化層５１に関する情報を走査硬化層情報抽出部５ｃ
によって抽出し、同時に、オフセット量ｒ1 を読み込む
（図６参照）。
【００５０】ついで、この走査硬化層情報抽出部５ｃよ
り得られる走査硬化層情報に基づいて、輪郭線検出部５
ｄによって、走査硬化層５１の輪郭線位置ＯＬを検出し
たのち、この輪郭線検出部５ｄより得られる輪郭線位置
ＯＬに対して、予め決められた距離ｒ1 だけ内側の位置
ＯＬA を軌跡情報として輪郭硬化情報抽出部５ｅにて演
算する（図７参照）。この軌跡情報は光学系コントロー
ラ３ｃに出力され、上述した第１の実施例と同様の手順
で輪郭線に沿ったベクトル走査が実行されることになる
ので（図８参照）、光線のスポット径や走査ピッチを小
さくしなくとも輪郭線近傍の造形精度がきわめて向上す
る。
り得られる走査硬化層情報に基づいて、輪郭線検出部５
ｄによって、走査硬化層５１の輪郭線位置ＯＬを検出し
たのち、この輪郭線検出部５ｄより得られる輪郭線位置
ＯＬに対して、予め決められた距離ｒ1 だけ内側の位置
ＯＬA を軌跡情報として輪郭硬化情報抽出部５ｅにて演
算する（図７参照）。この軌跡情報は光学系コントロー
ラ３ｃに出力され、上述した第１の実施例と同様の手順
で輪郭線に沿ったベクトル走査が実行されることになる
ので（図８参照）、光線のスポット径や走査ピッチを小
さくしなくとも輪郭線近傍の造形精度がきわめて向上す
る。
【００５１】一方、内域情報についても、輪郭硬化情報
抽出部５ｅより得られる軌跡情報をそのまま利用して、
輪郭線で囲まれた閉じ領域内のラスター走査を実行する
（図９参照）。この場合、輪郭線に沿うベクトル走査に
より硬化する走査硬化層とラスター走査による走査硬化
層とが一部において重なることとなるが、光収縮率が小
さい場合には硬化によるモデルの変形も問題とならない
ため、輪郭線の演算に要する時間を短縮できるという利
点がある。
抽出部５ｅより得られる軌跡情報をそのまま利用して、
輪郭線で囲まれた閉じ領域内のラスター走査を実行する
（図９参照）。この場合、輪郭線に沿うベクトル走査に
より硬化する走査硬化層とラスター走査による走査硬化
層とが一部において重なることとなるが、光収縮率が小
さい場合には硬化によるモデルの変形も問題とならない
ため、輪郭線の演算に要する時間を短縮できるという利
点がある。
【００５２】なお、以上説明した各実施例は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、これ
らの発明を限定するために記載されたものではない。し
たがって、上記の各実施例に開示された各要素は、本発
明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含
む趣旨である。例えば、輪郭線からのオフセット量ｒ
１，ｒ２の値は、上述した実施例にのみ何ら限定される
ことはなく、また、オフセットする輪郭線について部位
によってオフセット量を変化させることも可能である。
理解を容易にするために記載されたものであって、これ
らの発明を限定するために記載されたものではない。し
たがって、上記の各実施例に開示された各要素は、本発
明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含
む趣旨である。例えば、輪郭線からのオフセット量ｒ
１，ｒ２の値は、上述した実施例にのみ何ら限定される
ことはなく、また、オフセットする輪郭線について部位
によってオフセット量を変化させることも可能である。
【００５３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、等高断
面層の造形領域を形成するにあたり、造形領域の輪郭線
に沿って光線を走査して硬化させるとともに、光線をラ
スター走査して輪郭線の内部の造形領域を硬化させるよ
うに構成しているので、造形される閉じ領域の端縁が全
て光線の走査方向に沿うこととなる。したがって、同一
等高断面における造形精度を高めることができる。
面層の造形領域を形成するにあたり、造形領域の輪郭線
に沿って光線を走査して硬化させるとともに、光線をラ
スター走査して輪郭線の内部の造形領域を硬化させるよ
うに構成しているので、造形される閉じ領域の端縁が全
て光線の走査方向に沿うこととなる。したがって、同一
等高断面における造形精度を高めることができる。
【００５４】また、等高断面層の造形領域を形成するに
あたり、造形領域の輪郭線に沿って予め決められた距離
（ｒ1 ）だけ内側で光線を走査して硬化させるととも
に、輪郭線の予め決められた距離（ｒ2 ）だけ内側の造
形領域を光線をラスター走査して硬化させれば、重複し
て硬化させる領域を抑制することができ、その結果、硬
化収縮によるモデルの変形を防止することができる。
あたり、造形領域の輪郭線に沿って予め決められた距離
（ｒ1 ）だけ内側で光線を走査して硬化させるととも
に、輪郭線の予め決められた距離（ｒ2 ）だけ内側の造
形領域を光線をラスター走査して硬化させれば、重複し
て硬化させる領域を抑制することができ、その結果、硬
化収縮によるモデルの変形を防止することができる。
【図１】本発明の光学的造形装置の基本構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る造形方法の第１工程を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図３】図２と同じく第２工程を示す平面図である。
【図４】図２および図３と同じく第３工程を示す平面図
である。
である。
【図５】同実施例の制御手段における処理手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図６】本発明の他の実施例に係る造形方法の第１工程
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図７】図６と同じく第２工程を示す平面図である。
【図８】図６および図７と同じく第３工程を示す平面図
である。
である。
【図９】図６〜図８と同じく第４工程を示す平面図であ
る。
る。
【図１０】従来の光学的造形方法であって、走査硬化層
を積層したのち最終の硬化を行う工程を示す側面図であ
る。
を積層したのち最終の硬化を行う工程を示す側面図であ
る。
【図１１】従来の光学的造形方法の第１工程を示す平面
図である。
図である。
【図１２】同じく第２工程を示す平面図である。
１…光硬化性樹脂液 ２…光硬化性樹脂液槽 ３…光走査手段 ３ａ…レーザ発振器 ３ｂ…光学系 ３ｃ…光学系コントローラ ４…昇降手段 ４ａ…エレベータ ４ｂ…昇降器 ５…制御手段 ５ａ…一般制御部 ５ｂ…立体造形情報記憶部 ５ｃ…走査硬化層情報抽出部 ５ｄ…輪郭線検出部 ５ｅ…輪郭硬化情報抽出部 ５ｆ…内域情報抽出部 ６…走査硬化層 ＬＢ…光線 Ｔ…積層厚
Claims (5)
- 【請求項１】光硬化性樹脂液面上に光線を走査し、硬化
した走査硬化層を順次積み上げて立体樹脂モデルを得る
光学的造形方法において、 等高断面層の造形領域を形成するにあたり、前記造形領
域の輪郭線に沿って前記光線を走査して硬化させるとと
もに、前記光線をラスター走査して前記輪郭線の内部の
造形領域を硬化させることを特徴とする光学的造形方
法。 - 【請求項２】光硬化性樹脂液面上に光線を走査し、硬化
した走査硬化層を順次積み上げて立体樹脂モデルを得る
光学的造形方法において、 等高断面層の造形領域を形成するにあたり、前記造形領
域の輪郭線に沿って前記光線を予め決められた距離（ｒ
1 ）だけ内側で走査して硬化させるとともに、前記光線
をラスター走査して前記輪郭線の内部の造形領域を硬化
させることを特徴とする光学的造形方法。 - 【請求項３】光硬化性樹脂液面上に光線を走査し、硬化
した走査硬化層を順次積み上げて立体樹脂モデルを得る
光学的造形方法において、 等高断面層の造形領域を形成するにあたり、前記造形領
域の輪郭線に沿って予め決められた距離（ｒ1 ）だけ内
側で前記光線を走査して硬化させるとともに、前記輪郭
線の予め決められた距離（ｒ2 ）だけ内側の造形領域を
前記光線をラスター走査して硬化させることを特徴とす
る光学的造形方法。 - 【請求項４】光硬化性樹脂液を入れた光硬化性樹脂液槽
と、 前記光硬化性樹脂液を硬化させるのに適当な波長を含む
光線を発生し、該光線を走査させる光走査手段と、 前記光硬化性樹脂液の表面に光線が照射されたことによ
り生成する硬化樹脂を昇降させる昇降手段と、 前記光走査手段と前記昇降手段とを制御する制御手段
と、を備えた光学的造形装置において、 前記制御手段は、 立体造形する少なくとも一部の立体造形情報を記憶する
立体造形情報記憶部と、 前記昇降手段を動作させない状態で前記光線を走査照射
して形成される走査硬化層に関する情報を、前記立体造
形情報記憶部に記憶されている立体情報の中から抽出す
る走査硬化層情報抽出部と、 前記走査硬化層情報抽出部より得られる走査硬化層情報
に基づいて走査硬化層の輪郭線位置を検出する輪郭線検
出部と、 前記輪郭線検出部より得られる輪郭線位置に対して、予
め決められた距離だけ内側の位置を軌跡情報として演算
する輪郭硬化情報抽出部と、 前記輪郭線検出部より得られる輪郭線位置に対して、予
め決められた距離だけ内側の閉じた領域を抽出する内域
情報抽出部と、を有し、 前記走査硬化層の光線走査を、輪郭硬化情報抽出部の抽
出結果に基づいた走査と、前記内域情報抽出部の抽出結
果に基づいた走査とに分けて行うことを特徴とする光学
的造形装置。 - 【請求項５】前記輪郭硬化情報抽出部の抽出結果に基づ
いた走査はベクトル走査であり、前記内域情報抽出部の
抽出結果に基づいた走査はラスター走査であることを特
徴とする請求項４に記載の光学的造形装置。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5932059A (en) * | 1993-03-24 | 1999-08-03 | Eos Gmbh Optical Systems | Method for producing a three-dimensional object |
| JP2014000701A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Roland Dg Corp | 三次元造形装置および三次元造形方法 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3431387B2 (ja) * | 1996-03-14 | 2003-07-28 | 株式会社東芝 | 露光強度分布表示方法とマスクパターン編集装置 |
| US5979606A (en) * | 1997-12-23 | 1999-11-09 | Sony Corporation | Conveyor elevator |
| DE10165115B3 (de) * | 2000-03-15 | 2017-10-12 | Realizer Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers |
| US6730256B1 (en) | 2000-08-04 | 2004-05-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Stereolithographic patterning with interlayer surface modifications |
| US6777170B1 (en) * | 2000-08-04 | 2004-08-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Stereolithographic patterning by variable dose light delivery |
| US6833234B1 (en) * | 2000-08-04 | 2004-12-21 | Massachusetts Institute Of Technology | Stereolithographic patterning with variable size exposure areas |
| US6699424B2 (en) | 2001-06-29 | 2004-03-02 | 3D Systems, Inc. | Method for forming three-dimensional objects |
| US7261542B2 (en) * | 2004-03-18 | 2007-08-28 | Desktop Factory, Inc. | Apparatus for three dimensional printing using image layers |
| US7862886B2 (en) * | 2005-08-12 | 2011-01-04 | Fujifilm Corporation | Optical film, antireflection film, processes for producing the same, and polarizing plate and display employing the same |
| GB201016169D0 (en) * | 2010-09-27 | 2010-11-10 | Materialise Nv | Method for reducing differential shrinkage in stereolithography |
| FR2992877B1 (fr) * | 2012-07-06 | 2015-07-03 | Phenix Systems | Procede de pilotage de faisceau laser pour fabrication d'objets tridimensionnels par couches superposees. |
| FR2994885B1 (fr) * | 2012-08-29 | 2014-08-29 | Carpyz | Machines pour la fabrication de produits circulaires par addition couche par couche |
| JP6359643B2 (ja) | 2013-05-03 | 2018-07-18 | ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションＵｎｉｔｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 表面下の孔隙を除去する方法 |
| JP6030597B2 (ja) * | 2014-04-04 | 2016-11-24 | 株式会社松浦機械製作所 | 三次元造形装置及び三次元形状造形物の製造方法 |
| DE102017110241A1 (de) | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Nanoscribe Gmbh | Verfahren zum Erzeugen einer 3D-Struktur mittels Laserlithographie sowie Computerprogrammprodukt |
| US10518356B2 (en) | 2018-02-05 | 2019-12-31 | General Electric Company | Methods and apparatus for generating additive manufacturing scan paths using thermal and strain modeling |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04169222A (ja) * | 1990-11-02 | 1992-06-17 | Mitsubishi Corp | 光固化造形装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2063737T3 (es) * | 1986-06-03 | 1995-01-16 | Cubital Ltd | Aparato y metodo para modelizacion tridimensional. |
| US5059359A (en) * | 1988-04-18 | 1991-10-22 | 3 D Systems, Inc. | Methods and apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography |
| JP2715527B2 (ja) * | 1989-03-14 | 1998-02-18 | ソニー株式会社 | 立体形状形成方法 |
| JPH0624773B2 (ja) * | 1989-07-07 | 1994-04-06 | 三井造船株式会社 | 光学的造形法 |
| US5071337A (en) * | 1990-02-15 | 1991-12-10 | Quadrax Corporation | Apparatus for forming a solid three-dimensional article from a liquid medium |
| JPH0773884B2 (ja) * | 1990-05-02 | 1995-08-09 | 三菱商事株式会社 | 光固化造形装置 |
| US5460758A (en) * | 1990-12-21 | 1995-10-24 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Method and apparatus for production of a three-dimensional object |
| JPH06114948A (ja) * | 1992-10-01 | 1994-04-26 | Shiimetsuto Kk | 未硬化液排出口付光硬化造形物とその造形法 |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP5003203A patent/JP2853497B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-01-03 KR KR1019940000006A patent/KR100277397B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-01-04 EP EP94100061A patent/EP0606839B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-04 DE DE69402331T patent/DE69402331T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-12 US US08/180,318 patent/US5496683A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-06-07 US US08/475,764 patent/US5562929A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-11-04 KR KR1019980047078A patent/KR100308894B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04169222A (ja) * | 1990-11-02 | 1992-06-17 | Mitsubishi Corp | 光固化造形装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5932059A (en) * | 1993-03-24 | 1999-08-03 | Eos Gmbh Optical Systems | Method for producing a three-dimensional object |
| JP2014000701A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Roland Dg Corp | 三次元造形装置および三次元造形方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US5496683A (en) | 1996-03-05 |
| DE69402331D1 (de) | 1997-05-07 |
| KR100308894B1 (ko) | 2002-09-27 |
| DE69402331T2 (de) | 1997-11-06 |
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