JPH0655642A - ３次元物体形成方法および３次元物体形成システム - Google Patents
３次元物体形成方法および３次元物体形成システムInfo
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- JPH0655642A JPH0655642A JP22808192A JP22808192A JPH0655642A JP H0655642 A JPH0655642 A JP H0655642A JP 22808192 A JP22808192 A JP 22808192A JP 22808192 A JP22808192 A JP 22808192A JP H0655642 A JPH0655642 A JP H0655642A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的広範囲の材料を使用することのできる
３次元物体形成方法および３次元物体形成システムを提
供する。 【構成】 光硬化性樹脂で第１の硬化層２２を形成する
とともに、熱硬化性樹脂で第２の硬化層４２を形成す
る。そして、これらの硬化層２２，４２を積層していく
ことによって３次元の凝固体Ｓｍを形成する。その後、
加熱処理によって第１の硬化層２２を溶解して除去し、
第２の硬化層４２で構成される凝固体Ｓｍａを得る。こ
の凝固体Ｓｍａが所望の３次元物体である。
３次元物体形成方法および３次元物体形成システムを提
供する。 【構成】 光硬化性樹脂で第１の硬化層２２を形成する
とともに、熱硬化性樹脂で第２の硬化層４２を形成す
る。そして、これらの硬化層２２，４２を積層していく
ことによって３次元の凝固体Ｓｍを形成する。その後、
加熱処理によって第１の硬化層２２を溶解して除去し、
第２の硬化層４２で構成される凝固体Ｓｍａを得る。こ
の凝固体Ｓｍａが所望の３次元物体である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、薄い未凝固層内の所
望の領域を凝固させた凝固層を積層していくことによっ
て３次元物体を形成する３次元物体形成方法および３次
元物体形成システムに関する。
望の領域を凝固させた凝固層を積層していくことによっ
て３次元物体を形成する３次元物体形成方法および３次
元物体形成システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】複雑な形状の３次元物体を形成するシス
テムとしては、３次元モデル形成システムが知られてい
る。３次元モデル形成システムは、種々の装置の部品の
モデル（プロトタイプ）をその設計データに基づいて作
成するためのシステムである。作成されたモデルは、そ
の部品の動作を確認したり、また、部品形状が好ましい
か否かを判断したりするために利用される。
テムとしては、３次元モデル形成システムが知られてい
る。３次元モデル形成システムは、種々の装置の部品の
モデル（プロトタイプ）をその設計データに基づいて作
成するためのシステムである。作成されたモデルは、そ
の部品の動作を確認したり、また、部品形状が好ましい
か否かを判断したりするために利用される。
【０００３】３次元モデル形成システムとしては、特開
昭６３−７２５２６号公報や特開平２−７８５３１号公
報に記載されたものが知られている。これらの公報に記
載されたシステムは、光硬化性の樹脂剤を用いて薄い硬
化層を積層していくことによって３次元モデルを形成す
る。このシステムは複雑な３次元モデルを高精度で高速
に形成できるという利点を有している。
昭６３−７２５２６号公報や特開平２−７８５３１号公
報に記載されたものが知られている。これらの公報に記
載されたシステムは、光硬化性の樹脂剤を用いて薄い硬
化層を積層していくことによって３次元モデルを形成す
る。このシステムは複雑な３次元モデルを高精度で高速
に形成できるという利点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】３次元モデルは、種々
の目的に利用されるので、その利用形態に応じてモデル
の材料を選択したい場合がある。しかし、上述の従来の
システムでは、光硬化性の樹脂がそのまま３次元モデル
として使用されるので、その材料が特定の光硬化性樹脂
に限定されてしまうという問題があった。
の目的に利用されるので、その利用形態に応じてモデル
の材料を選択したい場合がある。しかし、上述の従来の
システムでは、光硬化性の樹脂がそのまま３次元モデル
として使用されるので、その材料が特定の光硬化性樹脂
に限定されてしまうという問題があった。
【０００５】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、比較的広範囲の
材料を使用することのできる３次元物体形成方法および
３次元物体形成システムを提供することを目的とする。
を解決するためになされたものであり、比較的広範囲の
材料を使用することのできる３次元物体形成方法および
３次元物体形成システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明による３次元物体形成方法では、（ａ）凝
固後においても所定の除去処理によって除去可能な第１
の凝固可能剤を用いて第１の未凝固剤層を形成する工程
と、（ｂ）前記未凝固剤層に所定の放射エネルギを選択
的に照射することによって前記第１の未凝固剤層の所望
の領域を凝固させ、これによって第１の凝固層領域を形
成する工程と、（ｃ）前記第１の凝固層領域以外の未凝
固領域にある前記第１の凝固可能剤を除去する工程と、
（ｄ）凝固後において前記所定の除去処理によって除去
されない第２の凝固可能剤を前記未凝固領域に充填する
ことによって第２の未凝固剤層領域を形成する工程と、
（ｅ）前記第２の未凝固剤層領域を凝固させることによ
って第２の凝固層領域を形成し、これによって前記第１
と第２の凝固層領域からなる凝固層を形成する工程と、
（ｆ）前記凝固層の上に前記第１の未凝固剤層を形成す
ることによって前記工程（ａ）を実行しつつ、前記工程
（ａ）ないし（ｄ）を繰り返すことにより前記凝固層を
積層した凝固体を形成する工程と、（ｇ）前記凝固体内
の前記第１の凝固層領域の積層構造を前記所定の除去処
理によって除去し、これによって前記第２の凝固層領域
の積層構造で構成される３次元物体を得る工程と、を備
える。また、この発明における３次元物体形成システム
では、（ａ）凝固後においても所定の除去処理によって
除去可能な第１の凝固可能剤を用いて第１の未凝固剤層
を形成する第１の未凝固層形成手段と、（ｂ）前記未凝
固剤層に所定の放射エネルギを選択的に照射することに
よって前記第１の未凝固剤層の所望の領域を凝固させ、
これによって第１の凝固層領域を形成する第１の凝固手
段と、（ｃ）前記第１の凝固層領域以外の未凝固領域に
ある前記第１の凝固可能剤を除去する未凝固剤除去手段
と、（ｄ）凝固後において前記所定の除去処理によって
除去されない第２の凝固可能剤を前記未凝固領域に充填
することによって第２の未凝固剤層領域を形成する第２
の未凝固層形成手段と、（ｅ）前記第２の未凝固剤層領
域を凝固させることによって第２の凝固層領域を形成
し、これによって前記第１と第２の凝固層領域からなる
凝固層を形成する第２の凝固手段と、（ｆ）前記凝固層
を積層することによって形成された凝固体内の前記第１
の凝固層領域の積層構造を前記所定の除去処理によって
除去し、これによって前記第２の凝固層領域の積層構造
で構成される３次元物体を得る凝固層除去手段と、を備
える。
め、この発明による３次元物体形成方法では、（ａ）凝
固後においても所定の除去処理によって除去可能な第１
の凝固可能剤を用いて第１の未凝固剤層を形成する工程
と、（ｂ）前記未凝固剤層に所定の放射エネルギを選択
的に照射することによって前記第１の未凝固剤層の所望
の領域を凝固させ、これによって第１の凝固層領域を形
成する工程と、（ｃ）前記第１の凝固層領域以外の未凝
固領域にある前記第１の凝固可能剤を除去する工程と、
（ｄ）凝固後において前記所定の除去処理によって除去
されない第２の凝固可能剤を前記未凝固領域に充填する
ことによって第２の未凝固剤層領域を形成する工程と、
（ｅ）前記第２の未凝固剤層領域を凝固させることによ
って第２の凝固層領域を形成し、これによって前記第１
と第２の凝固層領域からなる凝固層を形成する工程と、
（ｆ）前記凝固層の上に前記第１の未凝固剤層を形成す
ることによって前記工程（ａ）を実行しつつ、前記工程
（ａ）ないし（ｄ）を繰り返すことにより前記凝固層を
積層した凝固体を形成する工程と、（ｇ）前記凝固体内
の前記第１の凝固層領域の積層構造を前記所定の除去処
理によって除去し、これによって前記第２の凝固層領域
の積層構造で構成される３次元物体を得る工程と、を備
える。また、この発明における３次元物体形成システム
では、（ａ）凝固後においても所定の除去処理によって
除去可能な第１の凝固可能剤を用いて第１の未凝固剤層
を形成する第１の未凝固層形成手段と、（ｂ）前記未凝
固剤層に所定の放射エネルギを選択的に照射することに
よって前記第１の未凝固剤層の所望の領域を凝固させ、
これによって第１の凝固層領域を形成する第１の凝固手
段と、（ｃ）前記第１の凝固層領域以外の未凝固領域に
ある前記第１の凝固可能剤を除去する未凝固剤除去手段
と、（ｄ）凝固後において前記所定の除去処理によって
除去されない第２の凝固可能剤を前記未凝固領域に充填
することによって第２の未凝固剤層領域を形成する第２
の未凝固層形成手段と、（ｅ）前記第２の未凝固剤層領
域を凝固させることによって第２の凝固層領域を形成
し、これによって前記第１と第２の凝固層領域からなる
凝固層を形成する第２の凝固手段と、（ｆ）前記凝固層
を積層することによって形成された凝固体内の前記第１
の凝固層領域の積層構造を前記所定の除去処理によって
除去し、これによって前記第２の凝固層領域の積層構造
で構成される３次元物体を得る凝固層除去手段と、を備
える。
【０００７】
【作用】３次元物体は、第２の凝固層領域が積層された
物体として形成される。第２の凝固層領域を形成するた
めの第２の凝固可能剤としては、所定の除去処理によっ
て除去されない材料を選択することができるので、３次
元物体の材料として比較的広範囲の材料を使用すること
ができることになる。
物体として形成される。第２の凝固層領域を形成するた
めの第２の凝固可能剤としては、所定の除去処理によっ
て除去されない材料を選択することができるので、３次
元物体の材料として比較的広範囲の材料を使用すること
ができることになる。
【０００８】
【実施例】図１は、この発明の一実施例としての３次元
モデル形成システムの全体構成を示す概念図である。こ
の３次元モデル作成システムは、グラフィックワークス
テーション１００と、３次元モデル自動形成装置２００
とで構成されている。
モデル形成システムの全体構成を示す概念図である。こ
の３次元モデル作成システムは、グラフィックワークス
テーション１００と、３次元モデル自動形成装置２００
とで構成されている。
【０００９】グラフィックワークステーションは、ＣＡ
Ｄデータなどの物体の形状を表わすデータに基づいて、
物体の断面形状を表わす断面形状データを作成し、作成
した断面形状データを３次元モデル自動形成装置２００
に供給する。なお、ＣＡＤデータから物体の断面形状を
表わすデータを作成する方法は、ＣＡＤ（コンピュータ
援用設計）の分野において周知であり、例えば、イスラ
エル、サイテックス社（Scitex Corp.）から市販されて
いるQuantum1システムのプロット機能により実現されて
いる。物体の断面形状を表わすデータを作成する方法や
装置については前述の特開昭６３−７２５２６号公報お
よび特開平２−７８５３１号公報に記載されているの
で、ここではその詳細は省略する。
Ｄデータなどの物体の形状を表わすデータに基づいて、
物体の断面形状を表わす断面形状データを作成し、作成
した断面形状データを３次元モデル自動形成装置２００
に供給する。なお、ＣＡＤデータから物体の断面形状を
表わすデータを作成する方法は、ＣＡＤ（コンピュータ
援用設計）の分野において周知であり、例えば、イスラ
エル、サイテックス社（Scitex Corp.）から市販されて
いるQuantum1システムのプロット機能により実現されて
いる。物体の断面形状を表わすデータを作成する方法や
装置については前述の特開昭６３−７２５２６号公報お
よび特開平２−７８５３１号公報に記載されているの
で、ここではその詳細は省略する。
【００１０】３次元モデル自動形成装置２００は、マス
ク作成サブシステム３００と、凝固層形成サブシステム
４００と、乾燥サブシステム５００と、樹脂溶解サブシ
ステム６００とを備えている。
ク作成サブシステム３００と、凝固層形成サブシステム
４００と、乾燥サブシステム５００と、樹脂溶解サブシ
ステム６００とを備えている。
【００１１】マスク作成サブシステム３００は、電子写
真技術によって光学マスク３０のマスク部分を形成する
装置である。光学マスク３０は、ガラス基体の下面にト
ナーを付着させたものである。このマスク作成サブシス
テム３００は、特開平２−７８５３１号公報の第２２図
に記載されたマスク作成サブシステム（５０２）を利用
することができる。
真技術によって光学マスク３０のマスク部分を形成する
装置である。光学マスク３０は、ガラス基体の下面にト
ナーを付着させたものである。このマスク作成サブシス
テム３００は、特開平２−７８５３１号公報の第２２図
に記載されたマスク作成サブシステム（５０２）を利用
することができる。
【００１２】凝固層形成サブシステム４００は、硬化層
を順次積層していくことによって、３次元物体の形状を
有する硬化部を含んだ凝固体を形成する装置である。凝
固層形成サブシステム４００は、次のユニットを備えて
いる。 （ａ）露光ユニット４１０：マスク作成サブシステム３
００で形成されたマスクを用いて第１の凝固可能剤の層
を露光する。 （ｂ）第１のアプリケータユニット４２０：第１の凝固
可能剤を塗布する。この実施例では、第１の凝固可能剤
として光硬化性樹脂を用いる。 （ｃ）空力ワイパユニット４３０：露光ユニット４１０
において露光した後に、未凝固の第１の凝固可能剤を除
去する。 （ｄ）第２のアプリケータユニット４４０：第２の凝固
可能剤を塗布する。この実施例では、第２の凝固可能剤
として熱硬化性樹脂を用いる。 （ｅ）切削ユニット４５０：硬化層の表面を切削する。
を順次積層していくことによって、３次元物体の形状を
有する硬化部を含んだ凝固体を形成する装置である。凝
固層形成サブシステム４００は、次のユニットを備えて
いる。 （ａ）露光ユニット４１０：マスク作成サブシステム３
００で形成されたマスクを用いて第１の凝固可能剤の層
を露光する。 （ｂ）第１のアプリケータユニット４２０：第１の凝固
可能剤を塗布する。この実施例では、第１の凝固可能剤
として光硬化性樹脂を用いる。 （ｃ）空力ワイパユニット４３０：露光ユニット４１０
において露光した後に、未凝固の第１の凝固可能剤を除
去する。 （ｄ）第２のアプリケータユニット４４０：第２の凝固
可能剤を塗布する。この実施例では、第２の凝固可能剤
として熱硬化性樹脂を用いる。 （ｅ）切削ユニット４５０：硬化層の表面を切削する。
【００１３】凝固層形成サブシステム４００としては、
特開平２−７８５３１号公報の第２２図に記載された物
理モデル形成サブシステム（５０４）を利用することが
できる。
特開平２−７８５３１号公報の第２２図に記載された物
理モデル形成サブシステム（５０４）を利用することが
できる。
【００１４】なお、マスク作成サブシステム３００と凝
固層形成サブシステム４００の両者を備えた装置とし
て、イスラエル、キュービタル社（Cubital Ltd.）のソ
リダー（Solider、商標）を利用することができる。
固層形成サブシステム４００の両者を備えた装置とし
て、イスラエル、キュービタル社（Cubital Ltd.）のソ
リダー（Solider、商標）を利用することができる。
【００１５】乾燥サブシステム５００は、第２の凝固可
能剤（熱硬化性樹脂）を乾燥させて硬化させるためのユ
ニットである。乾燥サブシステム５００は、温風乾燥器
５０２と制御装置５０４とドクターブレード５０６とを
有している。樹脂溶解サブシステム６００は、凝固体を
加熱して光硬化性樹脂を溶解する装置である。樹脂溶解
サブシステム６００は、支持台６０２と、カバー６０４
と、カバー６０４の内部に設けられたヒータ６０６と、
電源６０８と、ボールネジ６１０とモータ６１２とで構
成された垂直駆動機構と、溶解して樹脂を受けるための
樹脂タンク６１４とを有している。垂直駆動機構は、カ
バー６０４を上方に退避させる機構である。支持台６０
２は、多数の開口を有する平板上に立設された多数の突
起を有するものであり、これらの多数の突起の上に凝固
体Ｓｍが載置される。
能剤（熱硬化性樹脂）を乾燥させて硬化させるためのユ
ニットである。乾燥サブシステム５００は、温風乾燥器
５０２と制御装置５０４とドクターブレード５０６とを
有している。樹脂溶解サブシステム６００は、凝固体を
加熱して光硬化性樹脂を溶解する装置である。樹脂溶解
サブシステム６００は、支持台６０２と、カバー６０４
と、カバー６０４の内部に設けられたヒータ６０６と、
電源６０８と、ボールネジ６１０とモータ６１２とで構
成された垂直駆動機構と、溶解して樹脂を受けるための
樹脂タンク６１４とを有している。垂直駆動機構は、カ
バー６０４を上方に退避させる機構である。支持台６０
２は、多数の開口を有する平板上に立設された多数の突
起を有するものであり、これらの多数の突起の上に凝固
体Ｓｍが載置される。
【００１６】なお、この３次元モデル形成システムで
は、凝固層形成サブシステム４００と、乾燥サブシステ
ム５００と、樹脂溶解サブシステム６００との間で凝固
体Ｓｍを移動させる移動装置４６０が設けられている。
移動装置４６０は、後述する成型工程に従って所望のユ
ニットの位置に移動する。各ユニットにおいて所定の処
理がなされる結果、移動装置４６０の上部にある底板４
７０の上に凝固体Ｓｍが形成される。なお、乾燥サブシ
ステム５００と樹脂溶解サブシステム６００は、凝固層
形成サブシステム４００に接続されていない別個の装置
でもよい。また、２つのサブシステム５００，６００
は、どちらも加熱・乾燥を行なう装置なので、同じ１つ
の装置としてもよい。
は、凝固層形成サブシステム４００と、乾燥サブシステ
ム５００と、樹脂溶解サブシステム６００との間で凝固
体Ｓｍを移動させる移動装置４６０が設けられている。
移動装置４６０は、後述する成型工程に従って所望のユ
ニットの位置に移動する。各ユニットにおいて所定の処
理がなされる結果、移動装置４６０の上部にある底板４
７０の上に凝固体Ｓｍが形成される。なお、乾燥サブシ
ステム５００と樹脂溶解サブシステム６００は、凝固層
形成サブシステム４００に接続されていない別個の装置
でもよい。また、２つのサブシステム５００，６００
は、どちらも加熱・乾燥を行なう装置なので、同じ１つ
の装置としてもよい。
【００１７】図２および図３は、この発明の一実施例に
よる３次元モデルの作成手順を示す工程断面図である。
まず、移動装置４６０が第１のアプリケータユニット４
２０の位置に移動し、図２（Ａ）に示すように、底板４
７０の上に光硬化性の液体状樹脂（第１の凝固可能剤）
の第１の樹脂層２０が塗布される。この際、第１の樹脂
層２０の厚みが約０．１ｍｍの所定の厚みになるように
塗布量が調整される。光硬化性樹脂としては、例えば英
国、Coats社のF-5621 （商標）を使用することができ
る。この光硬化性樹脂は、紫外線（波長３１０〜３９０
μｍ）の照射によって硬化し、また、後述するように、
硬化後においても所定の加熱処理で溶解する。
よる３次元モデルの作成手順を示す工程断面図である。
まず、移動装置４６０が第１のアプリケータユニット４
２０の位置に移動し、図２（Ａ）に示すように、底板４
７０の上に光硬化性の液体状樹脂（第１の凝固可能剤）
の第１の樹脂層２０が塗布される。この際、第１の樹脂
層２０の厚みが約０．１ｍｍの所定の厚みになるように
塗布量が調整される。光硬化性樹脂としては、例えば英
国、Coats社のF-5621 （商標）を使用することができ
る。この光硬化性樹脂は、紫外線（波長３１０〜３９０
μｍ）の照射によって硬化し、また、後述するように、
硬化後においても所定の加熱処理で溶解する。
【００１８】なお、光硬化性樹脂の代わりに、所定の放
射エネルギ（可視光、紫外線、Ｘ線、電子線など）によ
って凝固するとともに、所定の溶解処理によって溶解す
る他の凝固可能剤を用いてもよい。溶解処理としては、
加熱処理の他に、酸やアルカリ溶液、有機溶媒などによ
って溶解する処理を利用してもよい。
射エネルギ（可視光、紫外線、Ｘ線、電子線など）によ
って凝固するとともに、所定の溶解処理によって溶解す
る他の凝固可能剤を用いてもよい。溶解処理としては、
加熱処理の他に、酸やアルカリ溶液、有機溶媒などによ
って溶解する処理を利用してもよい。
【００１９】第１の樹脂層２０が塗布されると、移動装
置４６０が露光ユニット４１０の位置に移動する。露光
ユニット４１０は、図２（Ｂ）に示すように、塗布され
た樹脂層２０の上方に光学マスク３０を近接させ、その
上方から紫外線ＵＶを照射する。光学マスク３０は、ガ
ラス基体３２の下面に遮光性のマスク層３４が形成され
たものであり、マスク層３４以外の部分は紫外線ＵＶが
透過する。紫外線ＵＶが照射された第１の樹脂層２０の
部分は直ちに硬化して第１の硬化層２２となる。この実
施例では、後述するように、第１の硬化層２２は最終的
に溶解され、その他の部分の形状が３次元モデルの形状
となる。従って、マスク層３４は、所望の３次元モデル
の断面形状に等しくなるように形成されている。なお、
光学マスク３０は、図２（Ｂ）の工程の前までに、グラ
フィックワークステーション１００から与えられた断面
形状データに基づいて、マスク作成サブシステム３００
によって準備されている。
置４６０が露光ユニット４１０の位置に移動する。露光
ユニット４１０は、図２（Ｂ）に示すように、塗布され
た樹脂層２０の上方に光学マスク３０を近接させ、その
上方から紫外線ＵＶを照射する。光学マスク３０は、ガ
ラス基体３２の下面に遮光性のマスク層３４が形成され
たものであり、マスク層３４以外の部分は紫外線ＵＶが
透過する。紫外線ＵＶが照射された第１の樹脂層２０の
部分は直ちに硬化して第１の硬化層２２となる。この実
施例では、後述するように、第１の硬化層２２は最終的
に溶解され、その他の部分の形状が３次元モデルの形状
となる。従って、マスク層３４は、所望の３次元モデル
の断面形状に等しくなるように形成されている。なお、
光学マスク３０は、図２（Ｂ）の工程の前までに、グラ
フィックワークステーション１００から与えられた断面
形状データに基づいて、マスク作成サブシステム３００
によって準備されている。
【００２０】なお、光硬化性樹脂としてネガタイプのも
のを使用した場合には、紫外線の照射後に硬化工程（例
えば加熱工程）を実行することにより、紫外線が照射さ
れない樹脂層２０の部分が硬化する。この場合には、光
学マスク３０のマスクパターンを図２（Ｂ）のものと反
転させればよい。
のを使用した場合には、紫外線の照射後に硬化工程（例
えば加熱工程）を実行することにより、紫外線が照射さ
れない樹脂層２０の部分が硬化する。この場合には、光
学マスク３０のマスクパターンを図２（Ｂ）のものと反
転させればよい。
【００２１】露光が終了すると、移動装置４６０が空力
ワイパユニット４３０の位置に移動する。空力ワイパユ
ニット４３０は、樹脂層２０から未硬化の樹脂剤を除去
するとともに、その表面を乾燥させる。この結果、図２
（Ｃ）に示すように、第１の硬化層２２が底板４７０上
に残される。
ワイパユニット４３０の位置に移動する。空力ワイパユ
ニット４３０は、樹脂層２０から未硬化の樹脂剤を除去
するとともに、その表面を乾燥させる。この結果、図２
（Ｃ）に示すように、第１の硬化層２２が底板４７０上
に残される。
【００２２】次に、移動装置４６０が第２のアプリケー
タユニット４４０の位置に移動し、ここで、図２（Ｄ）
に示すように、第１の硬化層２２の周囲に熱硬化性の液
体状樹脂（第２の凝固可能剤）の第２の樹脂層４０が塗
布される。この熱硬化性樹脂としては、例えば信越化学
工業（株）のセミコート１１５（商標）を使用すること
ができる。なお、第２の凝固可能剤としては、熱硬化性
樹脂の代わりに、後述する溶解処理によっては溶解しな
い他の凝固可能剤を用いてもよい。
タユニット４４０の位置に移動し、ここで、図２（Ｄ）
に示すように、第１の硬化層２２の周囲に熱硬化性の液
体状樹脂（第２の凝固可能剤）の第２の樹脂層４０が塗
布される。この熱硬化性樹脂としては、例えば信越化学
工業（株）のセミコート１１５（商標）を使用すること
ができる。なお、第２の凝固可能剤としては、熱硬化性
樹脂の代わりに、後述する溶解処理によっては溶解しな
い他の凝固可能剤を用いてもよい。
【００２３】熱硬化性樹脂の樹脂層４０が塗布される
と、移動装置４６０が乾燥サブシステム５００内に移動
し、移動装置４６０の移動に伴って、図２（Ｅ）に示す
ようにドクターブレード５０６で樹脂層４０の表面が拭
き取られる。移動装置４６０は温風乾燥器５０２の直下
で停止し、温風乾燥器５０２が第２の樹脂層４０を乾燥
させる。この結果、図２（Ｆ）に示すように、第２の樹
脂層４０が硬化して第２の硬化層４２となる。なお、第
１の硬化層２２と第２の硬化層４２の表面はほぼ平坦で
ある。
と、移動装置４６０が乾燥サブシステム５００内に移動
し、移動装置４６０の移動に伴って、図２（Ｅ）に示す
ようにドクターブレード５０６で樹脂層４０の表面が拭
き取られる。移動装置４６０は温風乾燥器５０２の直下
で停止し、温風乾燥器５０２が第２の樹脂層４０を乾燥
させる。この結果、図２（Ｆ）に示すように、第２の樹
脂層４０が硬化して第２の硬化層４２となる。なお、第
１の硬化層２２と第２の硬化層４２の表面はほぼ平坦で
ある。
【００２４】次に、移動装置４６０が切削ユニット４５
０の位置に移動する。切削ユニット４５０は、図２
（Ｇ）に示すように、第１の硬化層２２と第２の硬化層
４２の表面を切削して表面を粗くする。表面を粗くする
のは、これらの硬化層２２，４２と、硬化層２２，４２
の上に形成される次の硬化層との結合を強固にするため
である。
０の位置に移動する。切削ユニット４５０は、図２
（Ｇ）に示すように、第１の硬化層２２と第２の硬化層
４２の表面を切削して表面を粗くする。表面を粗くする
のは、これらの硬化層２２，４２と、硬化層２２，４２
の上に形成される次の硬化層との結合を強固にするため
である。
【００２５】表面切削後には図２（Ｈ）に示すように第
１の樹脂層２０が硬化層２２，４２の表面上に塗布され
る。図２（Ｈ）の工程は図２（Ａ）の工程と同じであ
る。この後、図２（Ｂ）〜図２（Ｈ）の工程が繰り返さ
れ、硬化層２２，４２が積層されることによって図３
（Ａ）に示す３次元の凝固体Ｓｍが形成される。この凝
固体Ｓｍは、第１と第２の硬化層２２，４２が積層され
て形成されたものである。
１の樹脂層２０が硬化層２２，４２の表面上に塗布され
る。図２（Ｈ）の工程は図２（Ａ）の工程と同じであ
る。この後、図２（Ｂ）〜図２（Ｈ）の工程が繰り返さ
れ、硬化層２２，４２が積層されることによって図３
（Ａ）に示す３次元の凝固体Ｓｍが形成される。この凝
固体Ｓｍは、第１と第２の硬化層２２，４２が積層され
て形成されたものである。
【００２６】３次元の凝固体Ｓｍが完成すると、移動装
置４６０が樹脂溶解サブシステム６００に移動する。そ
して、凝固体Ｓｍが図示しないアームに押され、これに
よって凝固体Ｓｍが底板４７０の上からから支持台６０
２の上に移動する。
置４６０が樹脂溶解サブシステム６００に移動する。そ
して、凝固体Ｓｍが図示しないアームに押され、これに
よって凝固体Ｓｍが底板４７０の上からから支持台６０
２の上に移動する。
【００２７】凝固体Ｓｍが支持台６０２の上に移動する
と、カバー６０４が下方におりて凝固体Ｓｍの周囲を密
閉し、支持台６０２とともに加熱室を構成する。そし
て、ヒータ６０６が加熱室内を所定の温度で所定の時間
加熱し、これによって第１の硬化層２２で形成された凝
固部分が溶解する。溶解した樹脂は、図３（Ｂ）に示す
ように、支持台６０２の開口部を通って下方にある樹脂
タンク６１４に落下する。こうして得られた図３（Ｂ）
の凝固体Ｓｍａが所望の３次元モデルであり、この３次
元モデルでは、第１の硬化層２２の凝固部分が空間部４
２ａとなっている。なお、上述の樹脂（Solimer、およ
び、セミコート１１５）を用いた場合の加熱条件として
は、まず１５０℃で１時間程度加熱し、続いて１８０℃
で４時間程度加熱するのが適当である。
と、カバー６０４が下方におりて凝固体Ｓｍの周囲を密
閉し、支持台６０２とともに加熱室を構成する。そし
て、ヒータ６０６が加熱室内を所定の温度で所定の時間
加熱し、これによって第１の硬化層２２で形成された凝
固部分が溶解する。溶解した樹脂は、図３（Ｂ）に示す
ように、支持台６０２の開口部を通って下方にある樹脂
タンク６１４に落下する。こうして得られた図３（Ｂ）
の凝固体Ｓｍａが所望の３次元モデルであり、この３次
元モデルでは、第１の硬化層２２の凝固部分が空間部４
２ａとなっている。なお、上述の樹脂（Solimer、およ
び、セミコート１１５）を用いた場合の加熱条件として
は、まず１５０℃で１時間程度加熱し、続いて１８０℃
で４時間程度加熱するのが適当である。
【００２８】上記実施例では、熱硬化性樹脂で３次元モ
デルを形成するので、３次元モデルの使用目的に合わせ
た所望の熱硬化性樹脂を３次元モデルの材料として使用
することができる。また、熱硬化性樹脂を適切に選択す
ることによって、３次元モデルのみでなく、３次元の製
品そのものを作成することも可能である。
デルを形成するので、３次元モデルの使用目的に合わせ
た所望の熱硬化性樹脂を３次元モデルの材料として使用
することができる。また、熱硬化性樹脂を適切に選択す
ることによって、３次元モデルのみでなく、３次元の製
品そのものを作成することも可能である。
【００２９】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能であり、例えば、次の
ような変形も可能である。 （１）第１の凝固可能剤として、凝固後において溶解処
理以外の所定の処理によって除去可能な材料を用いるこ
ともできる。例えば、凝固後に加熱処理や冷凍処理によ
って脆化する材料を用いることができる。この場合に
は、脆化した第１の凝固層を破砕することにより除去
し、これによって脆化しない第２の凝固層からなる所望
の３次元物体を得ることができる。
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能であり、例えば、次の
ような変形も可能である。 （１）第１の凝固可能剤として、凝固後において溶解処
理以外の所定の処理によって除去可能な材料を用いるこ
ともできる。例えば、凝固後に加熱処理や冷凍処理によ
って脆化する材料を用いることができる。この場合に
は、脆化した第１の凝固層を破砕することにより除去
し、これによって脆化しない第２の凝固層からなる所望
の３次元物体を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の３次元物
体作成方法および３次元物体作成システムによれば、第
２の凝固層領域が積層されることによって３次元物体が
作成される。この第２の凝固層領域を形成するための第
２の凝固可能剤としては、所定の除去処理によって除去
されない材料を選択することができるので、３次元物体
の材料として比較的広範囲の材料を使用することができ
るという効果がある。
体作成方法および３次元物体作成システムによれば、第
２の凝固層領域が積層されることによって３次元物体が
作成される。この第２の凝固層領域を形成するための第
２の凝固可能剤としては、所定の除去処理によって除去
されない材料を選択することができるので、３次元物体
の材料として比較的広範囲の材料を使用することができ
るという効果がある。
【図１】この発明の一実施例を適用して３次元モデルを
形成する３次元モデル形成システムの全体構成を示す概
念図。
形成する３次元モデル形成システムの全体構成を示す概
念図。
【図２】この発明による３次元モデルの作成手順を示す
工程断面図。
工程断面図。
【図３】この発明による３次元モデルの作成手順を示す
工程断面図。
工程断面図。
２０…第１の樹脂層（光硬化性樹脂） ２２…第１の硬化層 ３０…光学マスク ３２…ガラス基体 ３４…マスク層 ４０…第２の樹脂層（熱硬化性樹脂） ４２…第２の硬化層 ４２ａ…空間部 １００…グラフィックワークステーション ３００…マスク作成サブシステム ４００…凝固層形成サブシステム ４１０…露光ユニット ４２０…第１のアプリケータユニット ４３０…空力ワイパユニット ４４０…第２のアプリケータユニット ４５０…切削ユニット ４６０…移動装置 ４７０…底板 ５００…乾燥サブシステム ５０２…温風乾燥器 ５０４…制御装置 ５０６…ドクターブレード ６００…樹脂溶解サブシステム ６０２…支持台 ６０４…カバー ６０６…ヒータ ６０８…電源 ６１０…ボールネジ ６１２…モータ ６１４…樹脂タンク Ｓｍ …凝固体 Ｓｍａ…凝固体（３次元モデル）
Claims (2)
- 【請求項１】 凝固層を積層することによって３次元物
体を形成する方法であって、 （ａ）凝固後においても所定の除去処理によって除去可
能な第１の凝固可能剤を用いて第１の未凝固剤層を形成
する工程と、 （ｂ）前記未凝固剤層に所定の放射エネルギを選択的に
照射することによって前記第１の未凝固剤層の所望の領
域を凝固させ、これによって第１の凝固層領域を形成す
る工程と、 （ｃ）前記第１の凝固層領域以外の未凝固領域にある前
記第１の凝固可能剤を除去する工程と、 （ｄ）凝固後において前記所定の除去処理によって除去
されない第２の凝固可能剤を前記未凝固領域に充填する
ことによって第２の未凝固剤層領域を形成する工程と、 （ｅ）前記第２の未凝固剤層領域を凝固させることによ
って第２の凝固層領域を形成し、これによって前記第１
と第２の凝固層領域からなる凝固層を形成する工程と、 （ｆ）前記凝固層の上に前記第１の未凝固剤層を形成す
ることによって前記工程（ａ）を実行しつつ、前記工程
（ａ）ないし（ｄ）を繰り返すことにより前記凝固層を
積層した凝固体を形成する工程と、 （ｇ）前記凝固体内の前記第１の凝固層領域の積層構造
を前記所定の除去処理によって除去し、これによって前
記第２の凝固層領域の積層構造で構成される３次元物体
を得る工程と、を備えることを特徴とする３次元物体形
成方法。 - 【請求項２】 凝固層を積層することによって３次元物
体を形成するシステムであって、 （ａ）凝固後においても所定の除去処理によって除去可
能な第１の凝固可能剤を用いて第１の未凝固剤層を形成
する第１の未凝固層形成手段と、 （ｂ）前記未凝固剤層に所定の放射エネルギを選択的に
照射することによって前記第１の未凝固剤層の所望の領
域を凝固させ、これによって第１の凝固層領域を形成す
る第１の凝固手段と、 （ｃ）前記第１の凝固層領域以外の未凝固領域にある前
記第１の凝固可能剤を除去する未凝固剤除去手段と、 （ｄ）凝固後において前記所定の除去処理によって除去
されない第２の凝固可能剤を前記未凝固領域に充填する
ことによって第２の未凝固剤層領域を形成する第２の未
凝固層形成手段と、 （ｅ）前記第２の未凝固剤層領域を凝固させることによ
って第２の凝固層領域を形成し、これによって前記第１
と第２の凝固層領域からなる凝固層を形成する第２の凝
固手段と、 （ｆ）前記凝固層を積層することによって形成された凝
固体内の前記第１の凝固層領域の積層構造を前記所定の
除去処理によって除去し、これによって前記第２の凝固
層領域の積層構造で構成される３次元物体を得る凝固層
除去手段と、を備えることを特徴とする３次元物体形成
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22808192A JP2889767B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | ３次元物体形成方法および３次元物体形成システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22808192A JP2889767B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | ３次元物体形成方法および３次元物体形成システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0655642A true JPH0655642A (ja) | 1994-03-01 |
| JP2889767B2 JP2889767B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=16870897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22808192A Expired - Fee Related JP2889767B2 (ja) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | ３次元物体形成方法および３次元物体形成システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2889767B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0686481A1 (en) * | 1993-12-24 | 1995-12-13 | K-Net Systems, Inc. | Laminate molding method and laminate molding apparatus |
| JP2001315213A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-13 | Teijin Seiki Co Ltd | 光学的立体造形方法および装置 |
| JP2014214745A (ja) * | 2013-04-22 | 2014-11-17 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | ホルベックポンプ段用のステータ要素、ホルベックポンプ段を有する真空ポンプ、及び、ホルベックポンプ段用のステータ要素を製造するための方法 |
| WO2015146885A1 (ja) * | 2014-03-24 | 2015-10-01 | ブラザー工業株式会社 | 立体造形装置 |
-
1992
- 1992-08-03 JP JP22808192A patent/JP2889767B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0686481A1 (en) * | 1993-12-24 | 1995-12-13 | K-Net Systems, Inc. | Laminate molding method and laminate molding apparatus |
| EP0686481A4 (en) * | 1993-12-24 | 1997-03-05 | K Net Systems Inc | LAMINATE MOLDING METHOD AND APPARATUS |
| US5833914A (en) * | 1993-12-24 | 1998-11-10 | K-Net Systems, Inc. | Apparatus and method of laminate molding using releaser |
| JP2001315213A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-13 | Teijin Seiki Co Ltd | 光学的立体造形方法および装置 |
| JP2014214745A (ja) * | 2013-04-22 | 2014-11-17 | プファイファー・ヴァキューム・ゲーエムベーハー | ホルベックポンプ段用のステータ要素、ホルベックポンプ段を有する真空ポンプ、及び、ホルベックポンプ段用のステータ要素を製造するための方法 |
| US9784284B2 (en) | 2013-04-22 | 2017-10-10 | Pfeiffer Vaccum Gmbh | Stator element for a holweck pump stage, vacuum pump having a holweck pump stage and method of manufacturing a stator element for a holweck pump stage |
| WO2015146885A1 (ja) * | 2014-03-24 | 2015-10-01 | ブラザー工業株式会社 | 立体造形装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2889767B2 (ja) | 1999-05-10 |
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