JPH08132533A - Optical shaping method and apparatus - Google Patents
Optical shaping method and apparatusInfo
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- JPH08132533A JPH08132533A JP7180602A JP18060295A JPH08132533A JP H08132533 A JPH08132533 A JP H08132533A JP 7180602 A JP7180602 A JP 7180602A JP 18060295 A JP18060295 A JP 18060295A JP H08132533 A JPH08132533 A JP H08132533A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光造形方法および装置に
関し、特に湯口、湯道およびゲートを付加した鋳造用の
消失モデルを形成するための光造形方法および装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stereolithography method and apparatus, and more particularly to a stereolithography method and apparatus for forming a vanishing model for casting with addition of a sprue, runner and gate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、消失モデルを用いてその周囲
に鋳型を成型し、次いで該鋳型を加熱して消失モデルを
消失させ、その後該鋳型を焼成することにより、内部に
空隙を備えた鋳型を形成する技術が知られている。この
鋳型に、溶融した金属を注湯し、その後冷却して凝固さ
せると、前記消失モデルと同一の形状の金属製品を得る
ことができる。2. Description of the Related Art Conventionally, a mold having a void inside is formed by molding a mold around the mold using a disappearance model, heating the mold to disappear the disappearance model, and then firing the mold. Techniques for forming the are known. When molten metal is poured into this mold and then cooled and solidified, a metal product having the same shape as the disappearance model can be obtained.
【０００３】前記消失モデルを形成するために、まずマ
スターモデルを切削等の手法により作成し、次いで該マ
スターモデルの複製を作成する装置が開発されている。
また、真空注型装置を用いて、ワックス製の消失模型を
作ることが知られている。さらに、近年では、モデルの
図面寸法を基にして３次元画像モデルを形成し、このモ
デルを基に光ビームを作成し、液状樹脂に該光ビームを
照射して光硬化させ、立体的な樹脂モデルを形成する３
次元光モデル形成システムが開発されている。In order to form the disappearance model, an apparatus has been developed which first creates a master model by a technique such as cutting and then creates a copy of the master model.
It is also known to make a disappearing model made of wax using a vacuum casting device. Furthermore, in recent years, a three-dimensional image model is formed based on the drawing size of the model, a light beam is created based on this model, and the liquid resin is irradiated with the light beam to be photo-cured to form a three-dimensional resin. Modeling 3
A three-dimensional optical model forming system has been developed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この３次元光モデル形
成システムを用いると、極めて容易にかつ短期間に、マ
スタモデルを形成することができる。しかしながら、マ
スタモデルは、単に図面上から複製された製品形状に過
ぎず、鋳造を目的としたものではない。したがって、該
マスタモデルを鋳造に使用できるようにするためには、
湯口、湯道、ゲート等の鋳造補助部分を別途に作成し、
該マスタモデルに接続して鋳型を作成しなければなら
ず、生産性が悪いという問題があった。また、このよう
にして作成した鋳型に溶融された金属を注湯して金属製
品を作成すると、該金属製品に巣や引けが発生し、歩留
まりが悪くなるという問題があった。By using this three-dimensional optical model forming system, a master model can be formed extremely easily and in a short period of time. However, the master model is merely a product shape reproduced from the drawing and is not intended for casting. Therefore, in order to be able to use the master model for casting,
Separately create casting assistance parts such as the sprue, runway, and gate,
There was a problem that productivity was poor because a mold had to be created by connecting to the master model. In addition, when molten metal is poured into the mold thus created to produce a metal product, there is a problem in that cavities and shrinkage occur in the metal product, resulting in poor yield.
【０００５】本発明の目的は、前記した問題点に鑑み、
鋳造に適したマスタモデルを容易に作成することができ
る光造形方法および装置を提供することにある。他の目
的は、金属製品に巣やひけを発生させない鋳型を作成す
るためのマスタモデルを容易に作成することができる光
造形方法および装置を提供することにある。The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems.
An object of the present invention is to provide a stereolithography method and apparatus capable of easily creating a master model suitable for casting. Another object of the present invention is to provide a stereolithography method and apparatus capable of easily producing a master model for producing a mold that does not cause cavities or sink marks in metal products.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、モデル形状を示す数値を入力するステ
ップと、鋳造時に使用する湯道およびゲートに関する鋳
造補助条件を設定するステップと、該モデル形状および
鋳造補助条件から画像モデルを作成するステップと、鋳
造金属の種類を入力するステップと、鋳型の条件を入力
するステップと、前記鋳造金属および鋳型条件に基づい
て可能となる鋳造条件を設定するステップと、前記湯道
を通って注入される溶融金属の凝固解析を行うステップ
と、前記モデル形状内に巣または引けが発生しているか
否かを判定するステップと、該モデル形状内に巣または
引けが発生していない場合に、前記モデル形状に鋳造補
助条件を付加し、光造形を行うステップとを具備した点
に特徴がある。また、他の特徴は、これらの各ステップ
を実行するための装置を提供した点に特徴がある。In order to achieve the above object, the present invention comprises a step of inputting a numerical value indicating a model shape, and a step of setting casting auxiliary conditions for a runner and a gate used during casting. The step of creating an image model from the model shape and the casting auxiliary conditions, the step of inputting the type of casting metal, the step of entering the conditions of the mold, and the casting conditions enabled based on the casting metal and the casting conditions A step of setting, a step of performing a solidification analysis of the molten metal injected through the runner, a step of determining whether a nest or a shrinkage has occurred in the model shape, When there is no nest or shrinkage, the step of performing stereolithography by adding a casting assist condition to the model shape is a feature. Another feature is that it provides an apparatus for performing each of these steps.
【０００７】[0007]
【作用】本発明によれば、モデル形状と鋳造時に使用す
る湯道およびゲートとを組合せてモデリングする。ま
た、鋳造に使用する金属と、鋳型の種類を選択し、これ
らに基づいて可能となる鋳造条件を設定する。次いで、
前記モデリングした３次元の画像データと鋳造条件とに
より、溶融金属の凝固解析を行い、鋳造品となるモデル
形状内に巣または引け等の不良点が発生するか否かの判
定を行う。不良点が発生している場合には前記湯道また
はゲートを補正して再度凝固解析を行う。以上の結果、
前記モデル形状内に巣または引け等の不良点が発生しな
くなると、該モデル形状に湯道およびゲートを付加し
て、光造形を行う。According to the present invention, modeling is performed by combining the model shape with the runner and gate used during casting. In addition, the metal used for casting and the type of mold are selected, and possible casting conditions are set based on these. Then
Solidification analysis of the molten metal is performed based on the modeled three-dimensional image data and casting conditions, and it is determined whether defects such as cavities or shrinkage occur in the model shape of the cast product. If a defect has occurred, the runner or gate is corrected and the solidification analysis is performed again. As a result of the above,
When a defect such as a nest or a shrinkage does not occur in the model shape, a runner and a gate are added to the model shape to perform stereolithography.
【０００８】[0008]
【実施例】以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。図１は、本発明の光造形装置の一実施例の概要を
示すブロック図である。図において、モデル形状数値入
力手段１は例えば消失モデルの２次元６面図の数値デー
タからなるモデル形状数値データを入力する装置からな
り、６面図数値データを記憶したフロッピディスク等の
磁気媒体等から構成されている。また、コンピュータＣ
ＡＤを用いて、２次元６面図数値データから３次元座標
軸データを作成し、これをモデル形状数値データとして
使用するようにしてもよい。画像表示手段２は液晶パネ
ル、ＣＲＴ等からなり、前記モデル形状数値入力手段１
から入力されたモデル形状あるいは後述する湯口、湯
道、ゲート等の鋳造補助部分等を３次元的に作図して表
示する。したがって、オペレータは、前記モデル形状数
値入力手段１から入力されたモデル形状およびこれに接
続された湯口、湯道、ゲート等の鋳造補助部分等を３次
元的に目視で確認することができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the outline of one embodiment of the stereolithography apparatus of the present invention. In the figure, a model shape numerical value input means 1 comprises a device for inputting model shape numerical data consisting of numerical data of a two-dimensional six-view of a disappearance model, for example, a magnetic medium such as a floppy disk storing the six-view numerical data. It consists of Also, computer C
It is also possible to use AD to create three-dimensional coordinate axis data from two-dimensional six-view diagram numerical data and use this as model shape numerical data. The image display means 2 comprises a liquid crystal panel, a CRT, etc., and the model shape numerical value input means 1
The three-dimensional drawing of the model shape input from the above or a casting assisting part such as a sprue, runner, and gate, which will be described later, is displayed. Therefore, the operator can visually and three-dimensionally confirm the model shape input from the model shape numerical value input means 1 and the casting auxiliary parts such as the sprue, runner, gate, etc. connected to the model shape.
【０００９】鋳造補助条件設定手段３はオペレータが任
意の湯道およびゲートを選択することができるように、
複数の湯道、ゲート等の鋳造補助部分を用意している。
湯道およびゲートは、それぞれ、用意されているものの
中から任意の形状の物を選択し、その高さ、断面積、体
積等の任意の数値を選択することができる。また、モデ
ル形状に付けるゲートの位置を自由に変更することがで
きる。The casting auxiliary condition setting means 3 allows the operator to select an arbitrary runner and gate.
Multiple casting runners, gates and other casting assistance parts are available.
For the runner and the gate, it is possible to select objects of arbitrary shapes from the prepared ones, and to select arbitrary numerical values such as height, cross-sectional area and volume. Further, the position of the gate attached to the model shape can be freely changed.
【００１０】入力データ記憶手段４では、前記モデル形
状数値入力手段１から入力されたデータと鋳造補助条件
設定手段３から入力されたデータとを記憶する。３次元
画像データ生成手段５ではこれらのデータを合成し、３
次元画像データを生成する。該３次元画像データは３次
元画像データ記憶手段６に記憶されると共に、画像表示
装置２に表示される。The input data storage means 4 stores the data input from the model shape numerical value input means 1 and the data input from the casting auxiliary condition setting means 3. The three-dimensional image data generating means 5 synthesizes these data,
Generates three-dimensional image data. The three-dimensional image data is stored in the three-dimensional image data storage means 6 and displayed on the image display device 2.
【００１１】上記の構成の動作の概要を、図２、図３を
参照して説明する。図２(a) はモデル形状およびこれに
接続されたゲート２２ａの斜視図を示す。モデル形状数
値入力手段１からはモデル形状２０ａの６面図データが
入力される。また、鋳造補助条件設定手段３からはゲー
ト２２ａの形状（例えば、断面が丸、四角、三角等）、
その長さ、断面積、モデル形状２０ａに接続するゲート
位置（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等）の選択等がなされる。また、
湯道２１の形状、長さ、断面積等の選択が行われる。こ
れらのデータは、入力データ記憶手段４に記憶され、３
次元画像データ生成手段５にて３次元画像データに組立
てられる。図２(b) は該３次元画像データの一例の概念
図である。また、図３は図２(b) のＡ−Ａ´線断面図で
ある。An outline of the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 2 (a) shows a perspective view of the model shape and the gate 22a connected thereto. The 6-view drawing data of the model shape 20a is input from the model shape numerical value input means 1. Further, from the casting auxiliary condition setting means 3, the shape of the gate 22a (for example, the cross section is circular, square, triangular, etc.),
The length, the cross-sectional area, the gate position (A, B, C, D, etc.) connected to the model shape 20a are selected. Also,
The shape, length, sectional area, etc. of the runner 21 are selected. These data are stored in the input data storage means 4 and
The three-dimensional image data generating means 5 assembles the three-dimensional image data. FIG. 2B is a conceptual diagram of an example of the three-dimensional image data. Further, FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
【００１２】次に、図１の金属種類入力手段７からは湯
口２３から供給する鋳造金属（すなわち溶湯）の種類、
溶湯の凝固する温度、凝固速度、熱伝導率等の属性が入
力される。また、鋳型条件入力手段８からは、使用する
鋳型の種類（例えば、石膏等）、その熱伝導率等が入力
される。金属種類入力手段７および鋳型条件入力手段８
から入力されたデータは鋳型条件設定手段９に送られ、
該鋳型条件設定手段９にて鋳造条件が設定される。例え
ば、鋳造する際の鋳型温度、溶湯温度等の鋳造条件が設
定される。Next, the type of cast metal (that is, molten metal) supplied from the sprue 23 from the metal type input means 7 of FIG.
Attributes such as the temperature at which the molten metal solidifies, the solidification rate, and the thermal conductivity are entered. Further, the mold condition input means 8 inputs the type of the mold to be used (for example, gypsum, etc.), its thermal conductivity, and the like. Metal type input means 7 and mold condition input means 8
The data input from is sent to the template condition setting means 9,
The casting conditions are set by the mold condition setting means 9. For example, casting conditions such as mold temperature and molten metal temperature during casting are set.
【００１３】凝固解析部１０は、前記３次元画像データ
記憶手段６に記憶されたモデル形状２０ａ、２０ｂ、２
０ｃ、…、ゲート２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、…、および
湯道２１からなる３次元画像の湯口２３から、鋳型条件
設定手段９で設定された鋳造金属からなる溶湯を供給
し、該溶湯を湯道２１、ゲート２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、…を通って各モデル形状２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、
…に充満させ、該鋳造金属が凝固する過程をシミュレー
トする。凝固解析に使用する制御プログラムは、凝固解
析プログラム記憶手段１１に記憶されている。鋳造工程
では、高温の溶湯から鋳型へ熱が移動し、該溶湯は冷却
される。この時、液相から固相への相変態が起こり、潜
熱が放出され、また密度変化（凝固収縮）が起こる。こ
の密度変化が、鋳造品に巣や引けを発生する直接の原因
となる。凝固解析は、このような凝固現象を数式化し、
コンピュータによって凝固速度や、巣および引けが発生
する位置を予測する。なお、凝固解析の手法は周知であ
るので、説明を省略する。The solidification analysis unit 10 includes model shapes 20a, 20b, 2 stored in the three-dimensional image data storage means 6.
0c, ..., Gates 22a, 22b, 22c, ..., And a sprue 21 of the three-dimensional image, which is made up of the runners 21, the melt made of the casting metal set by the mold condition setting means 9 is supplied, and the melts are run. 21, gates 22a, 22b, 22
Each of the model shapes 20a, 20b, 20c,
To simulate the process of solidification of the cast metal. The control program used for the solidification analysis is stored in the solidification analysis program storage means 11. In the casting process, heat is transferred from the high temperature molten metal to the mold, and the molten metal is cooled. At this time, phase transformation from liquid phase to solid phase occurs, latent heat is released, and density change (solidification shrinkage) occurs. This change in density is the direct cause of cavities and shrinkage in the cast product. Solidification analysis formulates such a solidification phenomenon,
A computer predicts the rate of coagulation and the location of foci and shrinkage. Since the method of coagulation analysis is well known, the description is omitted.
【００１４】不良点検出判定手段１１は、前記凝固解析
部１０の解析結果から、モデル２０ａ〜２０ｆの内部、
すなわち鋳造品に、巣または引けが生じているか否かの
判断をする。そして、鋳造品に巣または引けが生じてい
る場合には、その旨が前記画像表示手段２に表示され
る。そこで、オペレータは、補正手段１６を用いて、前
記鋳造補助条件設定手段３から入力されたゲートをモデ
ル形状に付ける位置を変更したり、その断面積を変えた
り、ゲートの種類を変える等の補正を行い、また必要に
応じて、鋳造条件設定手段９において設定される溶湯温
度や鋳型温度等を補正して、再度凝固解析を行う。この
凝固解析によっても、なお鋳造品に、巣または引けが生
じる場合には、再度前記鋳造補助条件や鋳造条件を変更
して、凝固解析を行う。Based on the analysis result of the solidification analysis section 10, the defective point detection determination means 11 detects the inside of the models 20a to 20f,
That is, it is determined whether or not the cast product has a cavity or shrinkage. If the cast product has a cavity or shrinkage, the fact is displayed on the image display means 2. Therefore, the operator uses the correction means 16 to change the position where the gate input from the casting auxiliary condition setting means 3 is attached to the model shape, change its cross-sectional area, change the type of gate, and the like. Further, if necessary, the melt temperature, the mold temperature, etc. set in the casting condition setting means 9 are corrected, and the solidification analysis is performed again. Even if the cast product still has cavities or shrinkage due to the solidification analysis, the solidification analysis is performed again by changing the casting auxiliary conditions and the casting conditions.
【００１５】該凝固解析により、モデル２０ａ〜２０ｆ
の内部、すなわち鋳造品に、巣または引けが生じない鋳
造補助条件や鋳造条件が見つかると、最終モデルデータ
記憶手段１２に前記入力データ記憶手段４に記憶されて
いるデータ、すなわち図２(b) に示されているようなモ
デル形状に鋳造補助条件データ、すなわちゲートおよび
湯道を付加したデータが記憶される。光造形装置１３
は、該最終モデルデータ記憶手段１２に記憶されたデー
タに基づいて、液状樹脂に該光ビームを照射して光硬化
させ、立体的な樹脂モデルを形成する。この樹脂モデル
は、ワックス、プラスチック等の熱により消失する材料
から構成されているので、その後の工程で該樹脂モデル
を用いて鋳型が形成された場合、この鋳型を使用すれ
ば、鋳造物に巣や引けのない製品を作ることができるよ
うになることは明らかであろう。According to the solidification analysis, the models 20a to 20f
When a casting auxiliary condition or casting condition that does not cause cavities or shrinkage is found in the inside of, ie, the cast product, the data stored in the input data storing unit 4 in the final model data storing unit 12, that is, FIG. Casting auxiliary condition data, that is, data obtained by adding gates and runners to the model shape as shown in FIG. Stereolithography device 13
On the basis of the data stored in the final model data storage means 12, the liquid resin is irradiated with the light beam to be photo-cured to form a three-dimensional resin model. This resin model is composed of materials that disappear by heat, such as wax and plastic, so if a mold is formed using this resin model in the subsequent process, using this mold will create a cavity in the casting. It will be clear that it will be possible to make products that are consistent.
【００１６】次に、本実施例の動作を、図４のフローチ
ャートを参照して説明する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
【００１７】ステップＳ１では、モデル形状数値入力手
段１からモデル形状を数値入力し、ステップＳ２では、
鋳造補助条件設定手段３からモデルに接続するゲート、
湯道等の指定が行われる。ステップＳ３では、ステップ
Ｓ１で入力されたモデル形状の数値データ、およびステ
ップＳ２で指定された鋳造補助条件を入力データ記憶手
段４に記憶する。ステップＳ４では、３次元画像データ
生成手段５が３次元モデルに前記ゲートおよび湯道を付
加して、画像モデルのモデリングをする。このモデリン
グの結果は、画像表示手段２に表示されると共に３次元
画像データ記憶手段６に記憶される。なお、オペレータ
は該画像表示手段２に表示された画像モデルを見なが
ら、鋳造補助条件設定手段３を操作することにより、モ
デルに付加するゲートの形状、大きさ、付加する位置等
を自由に変更することができる。In step S1, a model shape is numerically input from the model shape numerical value input means 1, and in step S2,
A gate connecting the casting auxiliary condition setting means 3 to the model,
Designation of runners etc. is performed. In step S3, the numerical data of the model shape input in step S1 and the casting auxiliary conditions specified in step S2 are stored in the input data storage means 4. In step S4, the three-dimensional image data generating means 5 adds the gate and the runner to the three-dimensional model to model the image model. The result of this modeling is displayed on the image display means 2 and stored in the three-dimensional image data storage means 6. The operator can freely change the shape, size, position, etc. of the gate to be added to the model by operating the casting auxiliary condition setting means 3 while looking at the image model displayed on the image display means 2. can do.
【００１８】ステップＳ５では、金属種類入力手段７に
より、鋳造に用いる金属の種類とそれの属性が入力され
る。すなわち、鋳造金属（溶湯）の種類、溶湯の凝固す
る温度、凝固速度、熱伝導率等の属性が入力される。ス
テップＳ６では、鋳型条件入力手段８から鋳型条件、す
なわち使用する鋳型の種類、その熱伝導率等が入力され
る。ステップＳ７では、鋳造条件設定手段９はステップ
Ｓ５、Ｓ６の設定に基づいて可能となる鋳型温度、溶湯
温度等の鋳造条件を設定する。ステップＳ８では、凝固
解析部１０は３次元画像データ記憶手段６に記憶されて
いるモデル、ゲート、湯道からなる３次元画像データ、
例えば図２(b) のような３次元画像データと、前記金属
種類入力手段７、鋳型条件入力手段８および鋳造条件設
定手段９によって入力および設定されたデータに基づい
て、溶湯の凝固解析を行う。この際、凝固解析部１０は
凝固解析プログラム記憶手段１１に格納されている凝固
解析プログラムにより、制御される。In step S5, the metal type input means 7 inputs the type of metal used for casting and its attributes. That is, attributes such as the type of cast metal (molten metal), the temperature at which the molten metal solidifies, the solidification rate, and the thermal conductivity are input. In step S6, the mold conditions, that is, the type of mold to be used, its thermal conductivity, etc. are input from the mold condition input means 8. In step S7, the casting condition setting means 9 sets casting conditions such as the mold temperature and the melt temperature, which are possible based on the settings in steps S5 and S6. In step S8, the coagulation analysis unit 10 causes the three-dimensional image data including the model, the gate, and the runner stored in the three-dimensional image data storage unit 6,
For example, solidification analysis of the molten metal is performed based on the three-dimensional image data as shown in FIG. 2B and the data input and set by the metal type input means 7, the mold condition input means 8 and the casting condition setting means 9. . At this time, the coagulation analysis unit 10 is controlled by the coagulation analysis program stored in the coagulation analysis program storage unit 11.
【００１９】ステップＳ９では、溶湯の凝固解析が終了
すると、不良点検出判定手段１２にて、モデル内に巣ま
たは引けが発生しているか否かの判断がなされる。この
判断が肯定の場合には、ステップＳ１０に進んで鋳造補
助条件設定手段３から鋳造補助条件の補正が行われる。
そして、再びステップＳ８に戻って溶湯の凝固解析が試
みられる。以上の動作が繰り返し行われ、ステップＳ９
の判断が否定になると、すなわちモデル内に巣または引
けが発生しないことが確認されると、ステップＳ１１に
進んで、最終モデルデータ記憶手段１３に、鋳造補助条
件をモデル形状に付加したデータが記憶される。ステッ
プＳ１２では、光造形システムプログラム記憶手段１５
に記憶された光造形システムプログラムを駆使し、かつ
前記最終モデルデータ記憶手段１３に記憶されているデ
ータを用いて、光造形装置１４は光造形を実行する。こ
の結果、例えば図２(b) に示されているような形状の消
失材料から構成されたモデルが作成される。このモデル
を利用して鋳型を構成した後実際に溶融金属を湯道に流
して鋳造品を作成すると、巣や引けのない鋳造品を作成
することができ、生産性と信頼性の向上を図ることがで
きるようになる。また、歩留まり良く、鋳造品を製造す
ることができるようになる。In step S9, when the solidification analysis of the molten metal is completed, the defective point detection determining means 12 determines whether or not a cavity or shrinkage has occurred in the model. If this determination is affirmative, the process proceeds to step S10, and the casting auxiliary condition setting means 3 corrects the casting auxiliary conditions.
Then, returning to step S8 again, the solidification analysis of the molten metal is tried. The above operation is repeated, and step S9
If the determination is negative, that is, if it is confirmed that no nest or shrinkage occurs in the model, the process proceeds to step S11, and the final model data storage unit 13 stores the data in which the casting auxiliary condition is added to the model shape. To be done. In step S12, the stereolithography system program storage means 15
Using the stereolithography system program stored in, and using the data stored in the final model data storage means 13, the stereolithography device 14 executes stereolithography. As a result, a model composed of vanishing material having a shape as shown in FIG. 2B, for example, is created. If you use this model to construct a mold and then actually flow molten metal into the runner to create a cast product, you can create a cast product that does not have cavities or shrinkage, aiming to improve productivity and reliability. Will be able to. Further, it becomes possible to manufacture a cast product with good yield.
【００２０】次に、本発明の光造形装置のハード構成を
図５のブロック図に示す。図中の図１と同一の符号は、
同一物を示す。補正手段１６は、鋳造補助条件を補正す
るために操作される。中央演算装置１７は、モデル形状
数値入力手段１、鋳造補助条件設定手段３、金属種類入
力手段７、鋳型条件入力手段８および鋳造条件設定手段
９から入力されたデータを用い、かつ凝固解析プログラ
ム記憶手段１１に記憶されている凝固解析プログラムを
駆使して、凝固解析のシミュレートを行う。また、最終
モデルデータ記憶手段１３に記憶されたデータを用い、
かつ光造形システムプログラム記憶手段１５に記憶され
ている光造形システムプログラムを駆使して、光造形装
置１４により光造形を行う。Next, the block diagram of FIG. 5 shows the hardware structure of the stereolithography apparatus of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The same thing is shown. The correction means 16 is operated to correct the casting auxiliary conditions. The central processing unit 17 uses the data input from the model shape numerical value input means 1, the casting auxiliary condition setting means 3, the metal type input means 7, the mold condition input means 8 and the casting condition setting means 9, and stores the solidification analysis program. The coagulation analysis program stored in the means 11 is used to simulate the coagulation analysis. Further, using the data stored in the final model data storage means 13,
Moreover, the stereolithography system program stored in the stereolithography system program storage means 15 is used to perform the stereolithography by the stereolithography device 14.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、鋳造物に相当するモデ
ルに、ゲートおよび湯道を付加してモデリングをし、凝
固解析によりモデル形状内に巣または引け等の不良点が
発生しないことを確認した後、光造形を行うようにして
いるので、鋳造に適したマスタモデルを容易に作成する
ことができる。また、このマスタモデルを用いると、巣
やひけのない鋳造製品を歩留まり良く得ることのできる
鋳型を容易に作成することができる。According to the present invention, a model corresponding to a cast product is added with a gate and a runner for modeling, and it is confirmed that a defect such as a nest or shrinkage does not occur in the model shape by solidification analysis. Since the stereolithography is performed after the confirmation, a master model suitable for casting can be easily created. Further, by using this master model, it is possible to easily create a mold that can obtain a cast product without cavities and sink marks with high yield.
【図１】 本発明の光造形装置の一実施例の構成を説明
するためのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration of an embodiment of a stereolithography apparatus of the present invention.
【図２】 (a) はモデル形状の一例を示す斜視図、(b)
はモデリングした３次元画像の一例を示す概念図であ
る。FIG. 2A is a perspective view showing an example of a model shape, and FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a modeled three-dimensional image.
【図３】 図２(b) のＡ−Ａ´線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
【図４】 本発明の一実施例の動作を説明するためのフ
ローチャートである。FIG. 4 is a flow chart for explaining the operation of the embodiment of the present invention.
【図５】 本発明のハード構成を示すブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram showing a hardware configuration of the present invention.
１…モデル形状数値入力手段、２…画像表示手段、３…
鋳造補助条件設定手段、４…入力データ記憶手段、５…
３次元画像データ生成手段、６…３次元画像データ記憶
手段、７…金属種類入力手段、８…鋳型条件入力手段、
９…鋳型条件設定手段、１０…凝固解析部、１１…凝固
解析プログラム記憶手段、１２…最終モデルデータ記憶
手段、１３…光造形装置。1 ... Model shape numerical value input means, 2 ... Image display means, 3 ...
Casting auxiliary condition setting means, 4 ... Input data storage means, 5 ...
3D image data generation means, 6 ... 3D image data storage means, 7 ... Metal type input means, 8 ... Mold condition input means,
9 ... Mold condition setting means, 10 ... Solidification analysis section, 11 ... Solidification analysis program storage means, 12 ... Final model data storage means, 13 ... Stereolithography apparatus.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 17/50 // Ｂ２９Ｋ 105:24 (72)発明者 曽我石 一郎 東京都中央区京橋３丁目１番１号 蛇の目 ミシン工業株式会社内 (72)発明者 岩崎 光幸 東京都中央区京橋３丁目１番１号 蛇の目 ミシン工業株式会社内 (72)発明者 小俣 信二 東京都中央区京橋３丁目１番１号 蛇の目 ミシン工業株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location G06F 17/50 // B29K 105: 24 (72) Inventor Ichiro Soga 3 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo No. 1 No. 1 Jamno Sewing Machine Industry Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuyuki Iwasaki 3 1-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo No. 1 Jakono Sewing Machine Co., Ltd. (72) Shinji Omata 3-1-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo No. 1 Janome Sewing Machine Co., Ltd.
Claims (6)
と、鋳造時に使用する湯道およびゲートに関する鋳造補
助条件を設定するステップと、該モデル形状および鋳造
補助条件から画像モデルを作成するステップと、鋳造金
属の種類を入力するステップと、鋳型の条件を入力する
ステップと、前記鋳造金属および鋳型条件に基づいて可
能となる鋳造条件を設定するステップと、前記湯道を通
って注入される溶融金属の凝固解析を行うステップと、
前記モデル形状内に巣または引けが発生しているか否か
を判定するステップと、該モデル形状内に巣または引け
が発生していない場合に、前記モデル形状に鋳造補助条
件を付加し、光造形を行うステップとからなることを特
徴とする光造形方法。1. A step of inputting a numerical value indicating a model shape, a step of setting casting auxiliary conditions for a runner and a gate used during casting, and a step of creating an image model from the model shape and casting auxiliary conditions. Entering the type of casting metal, entering the conditions of the mold, setting the casting conditions that are possible based on the casting metal and mold conditions, and the molten metal injected through the runner Performing a solidification analysis of
A step of determining whether or not a nest or shrinkage has occurred in the model shape, and if no nest or shrinkage has occurred in the model shape, a casting assist condition is added to the model shape to perform stereolithography. A stereolithography method comprising the steps of:
析の結果、モデル形状内に巣または引けが発生している
と判定された時に、前記鋳造補助条件を補正するステッ
プを設けたことを特徴とする光造形方法。2. The stereolithography method according to claim 1, further comprising a step of correcting the casting auxiliary condition when it is determined as a result of solidification analysis that a cavity or shrinkage has occurred in the model shape. Characterized stereolithography method.
デル形状および鋳造補助条件から作成された画像モデル
を画像表示手段に表示するようにするステップを設けた
ことを特徴とする光造形方法。3. The stereolithography method according to claim 1, further comprising the step of displaying an image model created from the model shape and the casting auxiliary conditions on an image display means.
造形により、消失性の材料からなるモデルを作成するこ
とを特徴とする光造形方法。4. The stereolithography method according to claim 1, wherein a model made of an erasable material is created by the stereolithography.
形状数値入力手段と、鋳造時に使用する湯道およびゲー
トに関する鋳造補助条件を設定する鋳造補助条件設定手
段と、該モデル形状および鋳造補助条件から画像モデル
を作成する３次元画像データ生成手段と、鋳造金属の種
類を入力する金属種類入力手段と、鋳型の条件を入力す
る鋳型条件入力手段と、前記鋳造金属および鋳型条件に
基づいて可能となる鋳造条件を設定する鋳造条件設定手
段と、前記湯道を通って注入される溶融金属の凝固解析
を行う凝固解析部と、前記モデル形状内に巣または引け
が発生しているか否かを判定する不良点検出判定手段
と、前記モデル形状に鋳造補助条件を付加し、光造形を
行う光造形手段とからなることを特徴とする光造形装
置。5. A model shape numerical value input means for inputting a numerical value indicating a model shape, a casting auxiliary condition setting means for setting a casting auxiliary condition for a runner and a gate used during casting, and the model shape and the casting auxiliary condition. 3D image data generating means for creating an image model, metal type input means for inputting the type of casting metal, mold condition inputting means for inputting the conditions of the mold, and possible based on the casting metal and the mold conditions Casting condition setting means for setting casting conditions, a solidification analysis unit for performing solidification analysis of molten metal injected through the runner, and determining whether or not cavities or shrinkage occur in the model shape A stereolithography apparatus comprising: defective point detection determination means; and stereolithography means for performing stereolithography by adding casting auxiliary conditions to the model shape.
良点検出判定手段により、前記モデル形状内に巣または
引けが発生していると判定された時に使用される鋳造補
助条件の補正手段を具備したことを特徴とする光造形装
置。6. The stereolithography apparatus according to claim 5, further comprising a casting auxiliary condition correction means used when the defect detection determination means determines that a nest or shrinkage has occurred in the model shape. A stereolithography apparatus characterized by being provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18060295A JP4040701B2 (en) | 1994-09-17 | 1995-06-26 | Stereolithography method and apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-248592 | 1994-09-17 | ||
| JP24859294 | 1994-09-17 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08132533A true JPH08132533A (en) | 1996-05-28 |
| JP4040701B2 JP4040701B2 (en) | 2008-01-30 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP4040701B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016065239A (en) * | 2007-04-20 | 2016-04-28 | ヘリティージ リサーチ グループ | Polymer-modified asphalt compositions |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP18060295A patent/JP4040701B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2016065239A (en) * | 2007-04-20 | 2016-04-28 | ヘリティージ リサーチ グループ | Polymer-modified asphalt compositions |
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