JPH0760843A - 三次元構造体の製造方法 - Google Patents

三次元構造体の製造方法

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JPH0760843A
JPH0760843A JP5211559A JP21155993A JPH0760843A JP H0760843 A JPH0760843 A JP H0760843A JP 5211559 A JP5211559 A JP 5211559A JP 21155993 A JP21155993 A JP 21155993A JP H0760843 A JPH0760843 A JP H0760843A
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resin
photocurable
tank
cured
dimensional structure
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JP5211559A
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Masaki Yokohama
正毅 横浜
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/35Cleaning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified

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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、異なる特性の光硬化層材料を任意
の箇所に造形することで、異なる材料部分を有する三次
元構造体を部品の組立および接合を行わずに、三次元構
造体を製造できること、及び特に高い位置決め精度を要
求される微細部品において、高精度で優れた特性を有す
ることを主要な目的とする。 【構成】光硬化性流動樹脂に光を照射して光硬化層を造
形し、該光硬化層を複数層積み重ねてなる三次元構造体
において、複数の異なる特性を有する光硬化性流動樹脂
にて、部分的に材料特性の異なる光硬化層が造形されて
いることを特徴とする三次元構造体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光硬化性流動樹脂を用
いた光造形技術により、2種類以上の特性の異なる光硬
化性流動樹脂からなる3次元構造体の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、マイクロマシーンの研究が盛んで
あり、特に3次元部品加工及び組立技術のニーズは大き
く、多種の微細加工技術が研究されている。これらの微
細加工技術の1つとして、切削工程を必要としない3次
元構造物の製造技術として近年注目されている光造形技
術がある(CADデータから立体モデルを製作するポイ
ント、省力と自動化、1992年9月号、P38〜6
3)(永森 茂、紫外線硬化樹脂を用いた加工法による
マイクロマシンの設計・製作、機械設計、1992、P
50〜55)(生田 幸時士、光創製3次元マイクロフ
ァブリケーション、第5回マイクロマシン・シンポジウ
ム資料、P79、P78)。
【0003】光造形法により3次元構造を造形する具体
的な方法を、図1の工程フローチャートに示した。 (1) まず、3次元CADに3次元構造物の図面を入力す
る。 (2) 次に、該3次元構造物から一定の積層の厚みごとに
水平方向のスライス図形データ群を作成する。 (3) つづいて、光硬化流動樹脂、例えばオリゴマー(エ
ポキシアクリレート、ウレタンアクリレートなど)反応
性希釈剤(モノマー)、光重合開始剤(ベンゾイン系、
アセトフェノン系など)の3要素からなる光硬化性流動
樹脂内に上下方向に移動するエレベータを設置し、光硬
化性流動樹脂が一定の積層厚みになる様に位置させる。
【0004】(4) 更に、レーザビーム例えば紫外線の波
長領域を持つエキシマレーザ(308nm)、HeCdレー
ザ(325nm )、Arレーザ(351 〜346 nm)を目的形状
の水平断面になぞって走査させ、光硬化性流動樹脂を硬
化させる。 (5) この後、再度エレベータを一定の積層厚みになる様
に位置させて、未硬化の光硬化性流動樹脂を流入させ
る。 (6) 次いで、目的形状の3次元構造物が完成するまで上
記(4) と(5) を繰り返す。 (7) ひきつづき、3次元構造物を取り出し、表面に付着
している未硬化の光硬化性流動樹脂を洗浄する。 (8) 最後に、後露光を行う。
【0005】これらの、光造形工程の詳細を図2(A)
〜(D)に示す。図2は、光硬化性流動樹脂の下面より
光を照射して造形する規制液面法による光造形の造形状
態図である。まず、図2(A)の各部材について説明す
る。図中の1は、光硬化性流動樹脂タンクを示す。この
タンク1の底部の一部開口されており、この開口部には
光を透過するガラス板2が設けられている。このガラス
板2上には、テーブル3が配置されている。前記ガラス
板2には、矢印に示す如く集光された紫外線レーザビー
ム4が下から上に向かうようになっている。前記紫外線
レーザビーム4としては、例えば波長330 〜364 nmのA
rレーザや、波長325 nmのHeCdレーザを使用する。
なお、図中の5は光硬化性流動樹脂であり、具体的には
例えばX線、紫外線、あるいは可視光等によって硬化す
る光硬化性流動樹脂、例えばオリゴマー(エポキシアク
リレート、ウレタンアクリレートなど)反応性希釈剤
(モノマー)、光重合開始剤(ベンゾイン系、アセトフ
ェノン系など)の3要素からなっている。また、6は硬
化した光硬化性流動樹脂である。
【0006】即ち、テーブル3とガラス板2が一定の間
隔になるようにテーブル3を上昇させ、紫外線レーザビ
ーム4を照射してガラス板2を透過させ、硬化した光硬
化性流動樹脂6を製造する(図2(A)参照)。図2
(B)は1層目の光硬化性流動樹脂の硬化を終了した
図、図2(C)は2層目の光硬化性流動樹脂を硬化する
為にレーザビームの照射を止め,前記テーブル3を一定
の間隔上昇させた図、図2(D)は2層目の光硬化性流
動樹脂をレーザビーム4により硬化している図である。
これらの図2(A)〜(D)の手順を繰り返し、光硬化
性流動樹脂を硬化させ積層させながら構造体を造形す
る。
【0007】また、他の方法による光造形工程の詳細を
図3(A)〜(D)に示す。この図3は、光硬化性流動
樹脂の上面より光を照射して造形する自由液面法による
光造形の造形状態図である。図3(A),(B)は上面
方向から紫外線レーザビーム4により光硬化性流動樹脂
タンク1に入れてある紫外線硬化樹脂5のテーブル3上
に硬化させ、の硬化した光硬化性流動樹脂6の1層目の
硬化を終了した図である。図3(C)は、2層目の光硬
化性流動樹脂を硬化する為にレーザビームの照射を止め
テーブル3を一定の間隔上昇させた図である。図3
(D)は2層目の光硬化性流動樹脂を紫外線レーザビー
ム4により硬化している図である。これらの図3(A)
〜(D)の手順を繰り返し、光硬化性流動樹脂を硬化さ
せ積層させながら構造体を造形する。
【0008】以上の工程で3次元構造物が製造される。
この様な方法によって3次元構造体を切削無しに製造す
ることができる。しかし、光造形法に関しては、形状が
複雑な3次元構造体を連続した2次元平面の光硬化層を
積層させ3次元構造体を形成するので、2次元平面上に
積層できない形状は形成できない。また単一の光硬化層
材料による造形体しか造形できないので、異なる特性を
有する構造体を製造する場合は、異なる特性を有する部
品をそれぞれ造形し1つの構造体に接合して組立なけれ
ばならない。特に、マイクロマシーン等の部品として1
ミリ以下の部品組立を行う場合は極めて困難である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術によれば、1つの光硬化性流動樹脂タンクからなる光
造形装置による、三次元構造体の製造方法では、1種類
の光硬化層材料でしか三次元構造体を形成することしか
できない、という問題があった。
【0010】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、光造形法により形成された異なる光硬化層材料部分
により三次元構造体を製造しえる三次元構造体の製造方
法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明では光造形法によ
り形成された異なる光硬化層材料部分からなる三次元構
造体を製造する方法と装置を提供するために、以下に示
す手段を用いている。光造形法を用い構造体を造形する
製造方法において、複数の光硬化性流動樹脂と複数の光
硬化性流動樹脂タンクからなる光造形装置により、異な
る特性の光硬化層材料を任意の箇所に造形することで、
異なる材料部分を有する三次元構造体を製造する方法を
提供することである。
【0012】
【作用】この発明においては、異なる特性の光硬化層材
料を任意の箇所に造形することで、異なる材料部分を有
する三次元構造体を部品の組立および接合を行わずに、
三次元構造体を製造できる。また、特に高い位置決め精
度を要求される微細部品において、高精度で優れた特性
を有する三次元構造体が得られる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 (実施例1)図4は、複数の光硬化性流動樹脂と複数の
光硬化性流動樹脂タンクからなる光造形装置により、異
なる材料の構造体を造形することで、異なる材料部分を
有する三次元構造体を製造する光造形装置を示す。ま
ず、この光造形装置の構成を説明する。
【0014】図中の11は、底部が開口された光硬化性流
動樹脂タンク(以下、第1タンクと呼ぶ)である。この
第1タンク11の底部には光を透過するガラス板12が設け
られ、このガラス板12に下方から上方に向かって紫外線
ビーム13が透過するようになっている。前記第1タンク
11内には、光硬化性流動樹脂14(商品名:光硬化樹脂30
42、スリーボンド製)が収容されている。前記第1タン
ク11の近くには、内部に洗浄液15(例えば、アセトンや
アルコール)を収容した洗浄用タンク16が配置されてい
る。前記洗浄用タンク11の底部外側には、超音波発生装
置30が配置されている。前記洗浄用タンク16の近くには
後露光用タンク17が配置され、更にこの後露光用タンク
17の内壁に多数の後露光用の紫外線光源18が配置されて
いる。前記後露光用タンク17の近くには、底部が開口さ
れた光硬化性流動樹脂タンク(以下、第2タンクと呼
ぶ)19が配置されている。この第2タンク19の底部には
前記第1タンク11と同様に光を透過するガラス板12が設
けられ、このガラス板12に下方から上方に向かって紫外
線ビーム13が透過するようになっている。前記第2タン
ク19内には、光硬化性流動樹脂20(商品名:光硬化樹脂
3046、スリーボンド製)が収容されている。また、前記
第1タンク11の上方には、上下左右方向(XYZ方向)
に移動可能なテーブル21が配置されている。このテーブ
ル21には該テーブル21を上下させる上下アクチュエータ
22が連結され、該アクチュエータ22には前記テーブル21
を水平方向に移動させる水平アクチュエータ23が連結さ
れている。なお、図中の24は、硬化した光硬化性流動樹
脂(商品名:光硬化樹脂3042、スリーボンド製)を示
す。
【0015】次に、上記構成の光造形装置を用いて、異
なる材料の構造体を造形することにより、異なる材料部
分を有する三次元構造体を製造する場合について説明す
る。まず、光硬化性樹脂14により、図2で示した規制液
面法による工程にて光硬化性流動樹脂を硬化させ任意の
形状になるまで積層させて造形する。次に、テーブル21
を上下アクチュエータ22,水平アクチュエータ23により
移動させ、洗浄用タンク16に入れて超音波洗浄を行う。
つづいて、後露光タンク17にテーブル21を入れ、硬化し
た光硬化性流動樹脂24を紫外線により完全硬化させる。
樹脂の種類によっては加熱器により加熱させて硬化して
もよい。次に、光硬化性流動樹脂20に前記テーブル21を
入れ、紫外線ビーム13により異なった光硬化性流動樹脂
20Bにて、さらに積層造形させる。ここで、装置の構成
として光を照射する光学系が大型化する場合は、XYZ
方向に移動可能なテーブル21だけではなく、第1タンク
11,洗浄用タンク16,後露光用タンク17及び第2タンク
19をXYZ方向に移動させることで位置制御を行い構造
体を形成させる。これらの工程を繰り返すことで、光硬
化性流動樹脂14,20を任意の箇所に造形して構造体を製
作する光造形装置が得られる。また光硬化性流動樹脂タ
ンクを複数設置することで数種類の光硬化性流動樹脂を
任意の箇所に造形することができる装置が得られる。
【0016】また、別な装置構成として図5の装置を説
明する。但し、図4と同部材は同符号を付して説明を省
略する。図中の31は、テーブル21と同様に移動可能で任
意の平面に紫外線ビームを照射するビーム照射装置(又
は、一定の箇所に設置され、任意の平面に紫外線ビーム
を照射する装置)である。図5の装置の操作は、次のよ
うにして行なう。即ち、光硬化性流動樹脂14にて図3で
示した自由液面法による工程にて光硬化性流動樹脂を硬
化させ任意の形状になるまで積層させて造形する。その
他は図4にて説明した工程と同様な工程により、光硬化
性流動樹脂14,20を任意の箇所に造形して構造体を製作
する光造形装置である。また、光硬化性流動樹脂タンク
を複数設置することで数種類の光硬化性流動樹脂を任意
の箇所に造形することができる。更に、XYZ方向に移
動可能なテーブル21だけではなく第1タンク11,洗浄用
タンク16,後露光用タンク17及び第2タンク19をXYZ
方向に移動させることで位置制御を行い構造体を形成さ
せる構成も有効である。
【0017】更に、図4と図5を組み合わせ一つの装置
で光硬化性流動樹脂の上面から紫外線を照射させて造形
する自由液面法と、光硬化性流動樹脂の下面から紫外線
を照射させて造形する規制液面法ができる装置もでき
る。
【0018】更には、光を光硬化性流動樹脂に照射する
別の方法として、照射光を光ファイバー等の導光体によ
り光硬化樹脂内に光を導き任意の箇所に位置制御して光
硬化性流動樹脂を硬化させても良い。
【0019】これらの装置を使用して犠牲層を製作した
例を、実施例2〜4で説明する。 (実施例2)光造形法では、形状が複雑な3次元構造体
を連続した2次元平面の光硬化層積層させ3次元構造体
を形成するので、2次元平面上に積層できない形状は形
成できない。しかし、硬化した光硬化性流動樹脂が溶液
に溶解する材質と、硬化した光硬化性流動樹脂が溶液に
溶解しない材質にて構造体を造形し、その後除去工程を
行うことにより、犠牲層成分となる溶液に溶解する材質
のみを除去することで、2次元平面上に積層できない複
雑な三次元構造も造形できる。
【0020】この2次元平面上に積層できない複雑な三
次元構造を造形する製造方法を、図6のフローチャート
により示す。まず、光により硬化する光硬化性流動樹
脂、例えばオリゴマー(エポキシアクリレート、ウレタ
ンアクリレートなど)、反応性希釈剤(モノマー)、光
重合開始剤(ベンゾイン系、アセトフェノン系など)の
3要素からなっている樹脂、例えばスリーボンド製の非
水溶性である商品名:光硬化性樹脂3042を使用する。
【0021】次に、行う光造形工程は構造体の材質とな
る光硬化性流動樹脂、例えばスリーボンド製の非水溶性
である光硬化性樹脂3042等に光を照射させて三次元構造
体造形させる樹脂造形工程と硬化した光硬化性流動樹脂
の表面に付着している、未硬化の樹脂を洗浄する洗浄工
程がある。次の犠牲層造形工程では、溶液に溶解する光
硬化性流動樹脂、例えば水に溶解する光硬化性流動樹脂
で犠牲層成分となる、スリーボンド製の商品名:紫外線
硬化性樹脂3046,3046C,3046E、3046D等により光を
照射させて三次元構造体となる犠牲層部を造形する。そ
の後、硬化した犠牲層の表面に付着している未硬化の犠
牲層成分を洗浄する洗浄工程から構成されており、所望
する箇所に犠牲層を造形するまで、この樹脂造形と犠牲
層造形を繰り返し光造形工程を行う。その後、犠牲層除
去工程にて、犠牲層を除去し寸法検査等を行い所望する
構造体を製造する。
【0022】この樹脂造形工程による、二次元平面上に
積層できない複雑な三次元構造の造形について図5の造
形装置、図7の造形工程断面図、図8の犠牲層除去工程
前の斜視図、図9の所望する三次元構造体の斜視図にて
説明する。
【0023】まず、図5にて説明した光造形装置にて、
光硬化性流動樹脂タンク11にテーブル21を入れ、上面か
ら紫外線ビーム13を照射させ、光硬化性流動樹脂を積層
形成しながら図7(A)の構造体41となる形状を形成す
る。次の洗浄工程では、図5のテーブル21を洗浄液15
で、例えばアセトンが入っている洗浄用タンク16に移動
させ、テーブル21に付着造形されている硬化した光硬化
性流動樹脂24ごと超音波洗浄にて未硬化部の光硬化性流
動樹脂を洗浄する。樹脂の条件によっては、その後、後
露光用タンク17により紫外線を照射させ、完全硬化及び
乾燥をさせる。
【0024】次に、図7(B)の犠牲層部42を造形す
る。これは図5に示したテーブル21を、犠牲層成分とな
る光硬化性流動性樹脂20、例えばスリーボンド製の商品
名:紫外線硬化樹脂3046Dが入っている第2タンク19に
移動させ、テーブル21を犠牲層成分となる光硬化性流動
性樹脂20に入れ、紫外線ビーム13により犠牲層を形成す
る。次の洗浄工程では、図5のテーブル21を洗浄液15、
例えばアセトンが入っている洗浄用タンク16内に移動さ
せ、テーブル16に付着造形されている11dの硬化した
光硬化性流動樹脂24ごと超音波洗浄にて未硬化部の光硬
化性流動樹脂を洗浄する。樹脂の条件によっては、その
後、後露光用タンク17内に移動させて紫外線を照射し、
完全硬化及び乾燥をさせる。
【0025】次に、図7(C)の構造体43となる形状を
形成する。これは図5の光造形装置にて、構造体となる
光硬化性流動樹脂14、例えばスリーボンド製の商品名:
光硬化性樹脂3042を、第1タンク11にテーブル21を移動
させて、テーブル21を光硬化性流動樹脂14内に入れ、上
面から紫外線ビーム13を照射させ、光硬化性流動樹脂を
積層形成しながら図7(C)の工程で構造体43となる形
状を形成する。次の洗浄工程では、図5のテーブル21を
洗浄液15、例えばアセトンが入っている洗浄用タンク16
内に移動させ、テーブル16に付着造形されている硬化し
た光硬化性流動樹脂24ごと超音波洗浄にて未硬化部の光
硬化性流動樹脂を洗浄する。樹脂の条件によっては、そ
の後、後露光用タンク17により紫外線を照射させ、完全
硬化及び乾燥をさせる。この犠牲層部を有する構造体図
を図8に示す。図8において、図中の51は構造体となる
硬化した光硬化性流動樹脂、52は犠牲層部となる硬化し
た光硬化性流動樹脂である。
【0026】次の犠牲層除去工程では、犠牲層部有する
三次元構造体を、水の中に入れ超音波の振動を加え犠牲
層成分のみ溶解することで、図9の二次元平面上に積層
できない三次元構造体を形成することができる。
【0027】また、光硬化性流動樹脂に磁性体や圧電素
子等の機能性粉末を混入することで、図9の二次元平面
上に積層できない三次元構造体を形成することもでき
る。 (実施例3)機能性粉末を混入した光硬化性流動樹脂に
光を照射させた構造体に、光硬化性流動樹脂に光を照射
させて構造体を任意の箇所に形成した複合構造体のフロ
ーチャートを図10に示す。まず、光により硬化する光硬
化性流動樹脂、例えばオリゴマー(エポキシアクリレー
ト、ウレタンアクリレートなど)反応性希釈剤(モノマ
ー)、光重合開始剤(ベンゾイン系、アセトフェノン系
など)の3要素からなっている樹脂、例えばスリーボン
ド製の商品名:光硬化性樹脂3042、3075、3080等の樹脂
を準備する。
【0028】次に、光硬化性流動樹脂に機能性粉末例え
ば、磁性材料、導電材料、圧電素子材料等からなる機能
を有する材質の粉末又は繊維を混入した機能性粉末混合
光硬化性流動樹脂を準備する。
【0029】次に、行う光造形工程は構造体の材質とな
る、光硬化性流動樹脂、例えばスリーボン製の非水溶性
である商品名:光硬化性樹脂3042等に光を照射させて三
次元構造体を造形する樹脂造形工程と、硬化した光硬化
性流動樹脂の表面に付着している、未硬化の樹脂を洗浄
する洗浄工程がある。次に、該機能性粉末混合光硬化性
流動樹脂に光を照射させて三次元構造体を造形する機能
性樹脂造形工程と、硬化した該機能性粉末混合光硬化性
流動樹脂の表面に付着している、未硬化の樹脂を洗浄す
る洗浄工程から構成されており、所望する箇所に硬化し
た該機能性粉末混合光硬化性流動樹脂を造形するまで、
この樹脂造形と機能性樹脂造形を繰り返し光造形工程を
行う、樹脂の特性等により後露光を行う、その後寸法検
査等を実施し所望する構造体を製造する。
【0030】この光硬化性流動樹脂に機能性粉末を混入
して光造形により形成された複合構造体の形成例を図1
1、図12、図13、図14に示す。図11において、図中の61
は絶縁材成分からなる硬化した光硬化性流動樹脂、62は
光硬化性流動樹脂に導電性粉末を混入した機能性粉末混
合光硬化性流動樹脂を光により硬化させた構造体であ
り、前記光硬化性流動樹脂61と構造体62により立体的に
電極を形成した、三次元立体電極が構成される。
【0031】図12において、図中の71は耐摩耗性に強い
成分からなる硬化した光硬化性流動樹脂、72は光硬化性
流動樹脂に磁性体粉末を混入した機能性粉末混合光硬化
性流動樹脂を光により硬化させた構造体であり、前記光
硬化性流動樹脂71と構造体72により立体的に歯車と磁石
を形成したローターが構成される。
【0032】図13において、図中の81は伸び率の低い成
分からなる硬化した光硬化性流動樹脂、82は伸び率の高
い光硬化性流動樹脂に圧電素子粉末を混入した機能性粉
末混合光硬化性流動樹脂を光により硬化させた構造体で
あり、前記光硬化性流動樹脂81と構造体82により立体的
に形成した圧電アクチュエータの圧電素子部であり、電
極を配線することにより、これらは例えば加速度センサ
ーのアクチュエータのとして利用できる。
【0033】(実施例4)光硬化性流動樹脂に光を照射
させた構造体に、異なった特性を持つ光硬化性流動樹脂
に光を照射させて構造体を任意の箇所に形成した複合構
造体のフローチャートを図14に示す。まず、光により硬
化する光硬化性流動樹脂A、例えばオリゴマー(エポキ
シアクリレート、ウレタンアクリレートなど)反応性希
釈剤(モノマー)、光重合開始剤(ベンゾイン系、アセ
トフェノン系など)の3要素からなっている樹脂、例え
ばスリーボンド製の商品名:光硬化性樹脂3042等の伸び
率の低い樹脂を準備する。
【0034】次に光硬化性流動樹脂Aと特性の異なり、
光により硬化する光硬化性流動樹脂B、例えばオリゴマ
ー(エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートな
ど)反応性希釈剤(モノマー)、光重合開始剤(ベンゾ
イン系、アセトフェノン系など)の3要素からなってい
る樹脂、例えばスリーボンド製の商品名:光硬化性樹脂
3075等の伸び率の高い樹脂を準備する。
【0035】次に行う光造形工程は、伸びにくい構造体
の材質となる、光硬化性流動樹脂A、例えばスリーボン
ド製の光硬化性樹脂3042等に光を照射させて三次元構造
体を造形する樹脂造形A工程と、硬化した光硬化性流動
樹脂Aの表面に付着している、未硬化の樹脂を洗浄する
洗浄工程がある。次に、伸びやすい構造体となる光硬化
性流動樹脂B、例えばスリーボンド製の商品名:光硬化
性樹脂3075光を照射させて三次元構造体を造形する樹脂
造形B工程と、硬化した光硬化性流動樹脂Bの表面に付
着している、未硬化の樹脂を洗浄する洗浄工程から構成
されており、所望する箇所に硬化した光硬化性流動樹脂
Aと光硬化性流動樹脂Bを造形するまで、この樹脂造形
Aと樹脂造形Bを繰り返し光造形工程を行う、樹脂の特
性等により後露光を行う、その後寸法検査等を実施し所
望する構造体を製造する。
【0036】この光硬化性流動樹脂Aと光硬化性流動樹
脂Bを光造形にりより硬化させ形成された複合構造体で
あるヒンジ構造の形成例を図15に示す。図15において、
図中の91は伸び率が低い成分からなる硬化した光硬化性
流動樹脂A、92は伸び率が高い成分からなる硬化した光
硬化性流動樹脂Bを光により硬化させた構造体であり、
外力を加えると矢印93方向に曲る三次元構造体である。
【0037】本発明は、これらの実施例に限定されるも
のではなく、他の特性を有する機能性粉末や複数の異な
った材質を任意の複数の箇所に形成することができるの
で、広く適用が可能である。
【0038】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の三次元構
造体の製造方法により、異なる特性の光硬化層材料を任
意の箇所に造形することで、異なる材料部分を有する三
次元構造体を部品の組立および接合を行わずに、三次元
構造体を製造できる。特に高い位置決め精度を要求され
る微細部品において、高精度で優れた特性を有する構造
体を得られるいう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】光造形法のフローチャートを示した図。
【図2】規制液面法による光造形工程図。
【図3】自由液面法による光造形工程図。
【図4】規制液面法による異種類の光硬化性流動樹脂を
任意の箇所に積層する製造装置の説明図。
【図5】自由液面法による異種類の光硬化性流動樹脂を
任意の箇所に積層する製造装置の説明図。
【図6】犠牲層により、二次元平面上に積層できない三
次元構造体を製造するフローチャート。
【図7】犠牲層を有する造形工程を示す断面図。
【図8】犠牲層部を含む構造体の斜視図。
【図9】三次元構造体の斜視図。
【図10】機能性粉末を含んだ複合構造体のフローチャ
ート。
【図11】立体電極の斜視図。
【図12】歯車と磁石を形成したローター
【図13】加速度センサーの圧電素子部の説明図。
【図14】異なった犠牲を有する樹脂の複合構造体のフ
ローチャート。
【図15】部分的に屈曲部分を有する三次元構造体の斜
視図。
【符号の説明】
11…第1タンク、 12…ガラス板、
13…紫外線ビーム、14,20…光硬化性流動樹脂、 15…
洗浄液、 16…洗浄タンク、17…後露光用タン
ク、 18…紫外線光源、 21…テーブル、2
2,23…アクチュエータ、 24…硬化した光硬化性流
動樹脂、30…超音波発生装置、 31…ビーム照射
装置、 41,43…構造体、42…犠牲層部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光硬化性流動樹脂に光を照射して光硬化
    層を造形し、該光硬化層を複数層積み重ねて、三次元構
    造体を製造する方法において、複数の異なる特性を有す
    る光硬化性流動樹脂にて、部分的に材料特性の異なる光
    硬化層を造形することにより、所望する三次元構造体を
    形成することを特徴とする三次元構造体の製造方法。
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