JPH08150662A - Optical shaping apparatus and method using powder mixed photo-setting resin - Google Patents

Optical shaping apparatus and method using powder mixed photo-setting resin

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JPH08150662A
JPH08150662A JP6297572A JP29757294A JPH08150662A JP H08150662 A JPH08150662 A JP H08150662A JP 6297572 A JP6297572 A JP 6297572A JP 29757294 A JP29757294 A JP 29757294A JP H08150662 A JPH08150662 A JP H08150662A
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JP
Japan
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powder
mixed
photocurable resin
light
vibration
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JP6297572A
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Masaki Yokohama
正毅 横浜
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting

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Abstract

PURPOSE: To obtain an optical shaping apparatus capable of performing optical shaping while uniformly distributing a powder throughout a powder mixed photo-setting resin by applying vibration to the powder mixed photo-setting resin. CONSTITUTION: A powder mixed photo-setting resin is introduced into the tank 51 of an optical shaping apparatus and defoamed by evacuating the tank 51 by a vacuum device 60. Next, an elevator 53 is inserted in the tank 53 and vibration is applied to the powder mixed photo-setting resin by a vibrator 57. By this method, a powder is uniformly dispersed in the flowable photo-setting resin. Subsequently, the elevator 53 is fixed at a predetermined position and the photo-setting resin is irradiated with light in a desired shape to form one cured layer 52. Vibration is stopped during the irradiation with light. Then, the elevator 53 is raised by the quantity corresponding to a newly formed cured layer and, in the same vibration applying process and the same light irradiation process, the new cured layer is formed. A plurality of cured layers are stacked by repeating this operation to form desired three-dimensional cured matter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、流動性の光硬化性樹脂
に粉末を混合した粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャ
ンさせながら光照射し、光硬化層を形成させ、該光硬化
層を積み重ねて所望の三次元構造体を造形する光造形装
置及び該装置を用いた三次元構造体を造形する光造形方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a powder-mixed photocurable resin, which is a fluid photocurable resin mixed with powder, and is irradiated with light while scanning light to form a photocurable layer. The present invention relates to a stereolithography apparatus for stacking layers to model a desired three-dimensional structure and a stereolithography method for modeling a three-dimensional structure using the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】三次元構造体の光造形法には、流動性の
光硬化性樹脂に光を照射して、光硬化層を形成し、該光
硬化層を複数層積層して所望の三次元構造体を製造する
方法がある。この造形方法は、図1のフローチャートに
示した工程を具備する方法である(CADデータから立
体モデルを制作するポイント、省力と自動化、1992
年9月号、38〜63頁;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・制作、機械設
計、1992年50〜55頁;生田幸士、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78頁、79頁;光造形法レーザによ
る3次元プロッタ、日刊工業新聞社発行)。この光造形
方法では、まず、光により硬化する光硬化性樹脂(S−
1)に昇降自在のエレベータを導入し(S−2)、該エ
レベータを所望の光硬化層の厚さが得られる一定層厚の
位置に移動させて固定し(S−3)、所望の形状に平面
的に光照射し(S−4)、次いで所望の形状が得られた
後に光照射を停止する(S−5)。その後、エレベータ
を所望の光硬化層の厚さが得られる一定層厚分移動させ
(S−3)、上記(S−4)及び(S−5)の工程を繰
り返す。所望の3次元構造体を得るまで、上記(S−
3)、(S−4)及び(S−5)の工程を繰り返し、光
硬化層を積層させる。その後、未硬化の光硬化性樹脂層
を洗浄し(S−6)、得られた3次元形状の構造体全体
に光照射して構造体全体を完全に硬化させるための後露
光(S−7)を行う。
2. Description of the Related Art A stereolithography method for a three-dimensional structure includes irradiating a fluid photocurable resin with light to form a photocurable layer, and laminating a plurality of the photocurable layers to form a desired tertiary layer. There is a method of manufacturing the original structure. This modeling method is a method including the steps shown in the flowchart of FIG. 1 (Points for producing a three-dimensional model from CAD data, labor saving and automation, 1992.
September issue, pages 38-63; Shigeru Nagamori, design and production of micromachines by processing method using UV curable resin, mechanical design, 1992 pages 50-55; Satoshi Ikuta, Koso three-dimensional microfabrication, No. 5 times micromachine
Symposium materials pages 78, 79; 3D plotter using stereolithography laser, published by Nikkan Kogyo Shimbun). In this stereolithography method, first, a photocurable resin (S-
Introducing an elevator that can move up and down into 1) (S-2), move the elevator to a position with a constant layer thickness to obtain a desired photo-cured layer thickness, and fix it (S-3) to obtain a desired shape. Is planarly irradiated with light (S-4), and after the desired shape is obtained, the light irradiation is stopped (S-5). After that, the elevator is moved by a constant layer thickness that gives a desired photo-cured layer thickness (S-3), and the steps (S-4) and (S-5) are repeated. Until the desired three-dimensional structure is obtained, the above (S-
Steps 3), (S-4) and (S-5) are repeated to stack the photocurable layer. Then, the uncured photo-curable resin layer is washed (S-6), and post-exposure for completely curing the entire structure by irradiating the obtained three-dimensional structure with light (S-7). )I do.

【0003】上記光造形法は、主に光硬化樹脂のみの三
次元構造体を造形し、立体モデルを制作するために用い
られるが、このような光硬化性樹脂のみからなる三次元
構造体は、強度や耐熱性の高い構造体を形成することが
困難である。
The above-mentioned stereolithography method is mainly used for molding a three-dimensional structure made of only a photo-curable resin to produce a three-dimensional model. A three-dimensional structure made of such a photo-curable resin alone is used. However, it is difficult to form a structure having high strength and heat resistance.

【0004】この問題を解決する方法として、流動性の
光硬化性樹脂に粉末を混合した粉末混合光硬化性樹脂を
使用し、該樹脂に光照射をし、三次元構造体を造形する
ことが開示されている(特開平4−99203)。この
方法を用いると、流動性の光硬化性樹脂中に金属若しく
はセラミックの粉末材料が混入されるため強度や耐熱性
等の特性を改善することができる。
As a method for solving this problem, it is possible to use a powder-mixed photocurable resin in which powder is mixed with a fluid photocurable resin, and the resin is irradiated with light to form a three-dimensional structure. It is disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 4-99203). When this method is used, the powdery material of metal or ceramic is mixed into the fluid photocurable resin, so that the characteristics such as strength and heat resistance can be improved.

【0005】しかし、流動性の光硬化性樹脂と、該樹脂
に混合される金属又はセラミック粉末の比重が異なるた
め、粉末混合光硬化性樹脂に混合されている粉末が流動
性の光硬化性樹脂中で沈降することにより、流動性の光
硬化性樹脂と粉末が分離してしまい、均一な分散が得ら
れない。特に該粉末混合硬化性樹脂に光を照射させて三
次元構造体を成形する工程は、粉末混合光硬化性樹脂を
硬化させ、硬化物を各層毎に積層することによって三次
元構造物を形成するので、造形時間が数時間に及ぶ場合
がある。従って粉末の分散を一定に保つことは非常に困
難である。このことは、SUS316L粉末(平均粒径
8μm、比重7.8)と流動性の光硬化性樹脂(粘度2
0mPa・s、比重1.07)を混練した粉末混合光硬
化性樹脂では、表1に示されるように5分後で既に30
%の粉末が沈降し、60分後にはほぼ完全に粉末が沈降
するという結果からも明らかである。
However, since the flowable photocurable resin and the metal or ceramic powder mixed in the resin have different specific gravities, the powder mixed in the powder-mixed photocurable resin is a flowable photocurable resin. Due to the sedimentation in the liquid, the fluid photocurable resin and the powder are separated, and uniform dispersion cannot be obtained. Particularly, in the step of molding the three-dimensional structure by irradiating the powder-mixed curable resin with light, the three-dimensional structure is formed by curing the powder-mixed photo-curable resin and laminating the cured product layer by layer. Therefore, the modeling time may take several hours. Therefore, it is very difficult to keep the powder dispersion constant. This means that SUS316L powder (average particle size 8 μm, specific gravity 7.8) and fluid photocurable resin (viscosity 2
In the case of the powder-mixed photocurable resin prepared by kneading 0 mPa · s and the specific gravity of 1.07), as shown in Table 1, after 30 minutes, it was already 30%.
It is also clear from the result that the powders settled in% and the powders settled almost completely after 60 minutes.

【0006】[0006]

【表1】 [Table 1]

【0007】粉末混合光硬化性樹脂を使用する光造形方
法では、上記問題点のほか、以下のような問題も有して
いる。
In addition to the above-mentioned problems, the stereolithography method using the powder-mixed photo-curable resin has the following problems.

【0008】粉末混合光硬化性樹脂中の粉末の混合量が
増加すると該粉末により光が遮られ、所定の厚さの硬化
層が得られず、所望の形状の粉末混合樹脂形成体が得ら
れないことがある。また、粉末混合光硬化性樹脂の粘性
が高い場合は、光造形工程(S−14)に移行する際
に、該粉末混合光硬化性樹脂が光造形装置に流れ込みに
くくなり、移行に時間がかかること、及び造形工程にも
時間がかかる。
When the amount of the powder mixed in the powder-mixed photo-curable resin is increased, the powder blocks the light and a cured layer having a predetermined thickness cannot be obtained, so that a powder-mixed resin molded body having a desired shape can be obtained. Sometimes there is not. When the powder-mixed photo-curable resin has a high viscosity, the powder-mixed photo-curable resin does not easily flow into the stereolithography device when the process proceeds to the stereolithography step (S-14), and it takes time for the transition. Also, it takes time for the modeling process.

【0009】更に、粉末混合光硬化性樹脂を用いると、
光照射によって三次元構造体を形成した後、光硬化性樹
脂を燃焼等によって除去することにより、所望の形状の
金属若しくはセラミック材質の造形物を製造することが
可能となる。以下にこの方法の概略を図2のフロー図を
参照して説明する。まず、流動性の光硬化性樹脂(S−
11)に粉末材料(S−12)を混合し、混練(S−1
3)した後、光造形装置により光照射し、所望の三次元
構造体を造形する工程(S−14)を行う。その後、樹
脂形成体中の樹脂成分を燃焼除去(S−15)し、更に
樹脂成分が除去された造形物を高温焼結(S−16)す
ることにより、金属若しくはセラミック材質の構造物を
形成する。更にこの方法は、金属又はセラミック成分の
配合比を変化させた粉末混合樹脂層を光硬化させ、積層
することにより所望の形状の樹脂成形体を成形し、次い
で該樹脂形成体を高温の雰囲気で加熱して樹脂成分を燃
焼除去すると共に(S−15)、焼結して所望形状の機
能傾斜材料を形成することを特徴とする光成型方法とす
ることが可能である。
Further, when a powder-mixed photocurable resin is used,
By forming the three-dimensional structure by light irradiation and then removing the photocurable resin by burning or the like, it becomes possible to manufacture a shaped article of a metal or ceramic material having a desired shape. The outline of this method will be described below with reference to the flowchart of FIG. First, a fluid photocurable resin (S-
11), the powder material (S-12) is mixed and kneaded (S-1
After 3), the step of irradiating light with an optical modeling apparatus to model a desired three-dimensional structure (S-14) is performed. After that, the resin component in the resin forming body is burned and removed (S-15), and the molded product from which the resin component is removed is sintered at high temperature (S-16) to form a structure of metal or ceramic material. To do. Further, in this method, a powder mixed resin layer in which the mixing ratio of metal or ceramic components is changed is photocured and laminated to form a resin molded body having a desired shape, and then the resin molded body is heated in a high temperature atmosphere. It is possible to provide an optical molding method characterized in that the resin component is burned and removed by heating (S-15), and the functionally gradient material having a desired shape is formed by sintering.

【0010】しかし、この方法も上記の粉末混合光硬化
性樹脂を用いた三次元造形物を製造する場合と同様の問
題点を有しており、この問題点のほかにも、粉末の混合
量を減少させた場合、燃焼(S−15)工程及び焼結
(S−16)工程で三次元構造体の保形性が低下し、焼
結体が製造できないこととなる。
However, this method also has the same problems as in the case of producing a three-dimensional structure using the above-mentioned powder-mixed photocurable resin. In addition to this problem, the amount of powder mixed When the ratio is decreased, the shape retention of the three-dimensional structure is deteriorated in the burning (S-15) step and the sintering (S-16) step, and the sintered body cannot be manufactured.

【0011】一方、粉末混合光硬化性樹脂を使用する三
次元構造体の造形方法には、図3に示す規制液面法、及
び図4に示す自由液面法(1994年度精密光学会春季
大会学術講演会講演論文集第2分冊、581頁、粉末混
入光硬化性樹脂による光造形に関する研究(第2報))
がある。
On the other hand, the three-dimensional structure forming method using the powder-mixed photocurable resin includes a regulated liquid level method shown in FIG. 3 and a free liquid level method shown in FIG. Academic Lectures Proceedings 2nd Volume, 581 pages, Study on stereolithography using powder-containing photocurable resin (2nd report))
There is.

【0012】図3に示される規制液面法は、エレベータ
21、硬化した粉末混合光硬化性樹脂を剥離させるため
のテープ23及び光を透過するガラス24を備えたタン
ク22に導入された粉末25を含有する流動性の光硬化
性樹脂26にタンク底面からガラス24を通して光照射
し、粉末混合光硬化性樹脂を硬化させるものである。こ
の方法では、粉末がタンクの底面に沈降し、粉末の層が
形成されるため、エレベータ21が所望の位置27まで
降下できず、光造形ができないという問題があった。
In the regulated liquid level method shown in FIG. 3, the powder 25 introduced into a tank 22 equipped with an elevator 21, a tape 23 for peeling off the cured powder-mixed photocurable resin, and a glass 24 that transmits light. The liquid photocurable resin 26 containing is irradiated with light from the bottom of the tank through the glass 24 to cure the powder mixed photocurable resin. In this method, the powder settles on the bottom surface of the tank and a powder layer is formed, so that the elevator 21 cannot descend to the desired position 27, and there is a problem that stereolithography cannot be performed.

【0013】また、図4に示す自由液面法では、光硬化
性樹脂中の粉末が沈降しないようにスクリュー式の撹拌
機31を使用し粉末混合硬化性樹脂を撹拌し、レーザー
ビーム32を粉末混合光硬化性樹脂33(粉末は図示せ
ず)の上面から照射する。この方法では、エレベータ3
4がタンク35中央部にあるためスクリュー式の撹拌機
31を中央部に位置させることができず、部分的な撹拌
しか行うことができない。特に、粉末混合硬化性樹脂3
3の粉末の含有量が高くなると、高粘度となるためスク
リュー部36周辺以外の撹拌ができなくなる。更に、ス
クリュー式の撹拌機31により粉末混合光硬化性樹脂3
3の上面に渦が発生するため、この渦がなくなるまで待
ってから光照射を行わなければならず、造形に時間がか
かるという問題があった。また、上記の渦がなくなるま
で時間をかけると、粉末が沈降し、粉末が均一に分散し
ないという問題も有している。更に、スクリュー36に
よる撹拌では、粉末混合光硬化性樹脂33内に気泡がで
き、この気泡が液面に上昇するので、光照射によって硬
化した樹脂層に気泡が入り込むという問題もあった。
In the free liquid level method shown in FIG. 4, the screw-type stirrer 31 is used to stir the powder-mixed curable resin so that the powder in the photocurable resin does not settle, and the laser beam 32 is powdered. Irradiation is performed from the upper surface of the mixed photo-curable resin 33 (the powder is not shown). In this method, elevator 3
Since 4 is in the center of the tank 35, the screw-type stirrer 31 cannot be located in the center, and only partial stirring can be performed. Particularly, powder-mixed curable resin 3
When the content of the powder of No. 3 becomes high, the viscosity becomes high, and stirring other than around the screw portion 36 becomes impossible. Further, the powder-mixed photocurable resin 3 is mixed with the screw-type stirrer 31.
Since a vortex is generated on the upper surface of No. 3, it is necessary to wait until the vortex disappears before performing the light irradiation, and there is a problem that it takes time for modeling. Further, if it takes time until the above-mentioned vortex disappears, there is also a problem that the powder is settled and the powder is not uniformly dispersed. Further, the agitation by the screw 36 causes bubbles in the powder-mixed photocurable resin 33, and the bubbles rise to the liquid surface, so that there is a problem that the bubbles enter the resin layer cured by light irradiation.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記点に鑑
みてなされたものであり、その第一の目的は、流動性の
光硬化性樹脂に、金属又はセラミック材料等の粉末を含
有させた粉末混合光硬化性樹脂を用いる三次元構造体を
造形する方法において、該粉末を該粉末混合光硬化性樹
脂内に均一に分布させながら光造形を行える光造形装置
を提供することである。また、本発明は、該光造形装置
を用いた三次元光造形方法にを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and a first object of the present invention is to allow a fluid photocurable resin to contain powder such as metal or ceramic material. In a method of modeling a three-dimensional structure using the powder-mixed photocurable resin, it is an object of the present invention to provide a stereolithography device that can perform stereolithography while uniformly distributing the powder in the powder-mixed photocurable resin. The present invention also provides a three-dimensional stereolithography method using the stereolithography apparatus.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の
(1)〜(3)に記載する装置及び方法によって、解決
することができる。
The above objects can be solved by the devices and methods described in (1) to (3) below.

【0016】(1)流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合
してなる粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャンさせな
がら光照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数
層積み重ねて三次元構造体を造形する光造形装置におい
て、前記粉末混合光硬化性樹脂を収容する収容する収容
手段と、この収容手段内に配置され、前記光硬化層が形
成される支持手段と、前記支持手段の近郷の粉末混合光
硬化性樹脂を硬化させるように前記収容手段の粉末混合
光硬化性樹脂に光を照射する光照射手段と、前記粉末混
合光硬化性樹脂に振動を与える振動手段と、前記粉末混
合光硬化性樹脂内に存在する気泡を除去する脱泡手段
と、を具備することを特徴とする光造形装置。
(1) A powder-mixed photocurable resin prepared by mixing powder with a fluid photocurable resin is irradiated with light while scanning light to form a photocurable layer, and a plurality of photocurable layers are formed. In a stereolithography apparatus for stacking layers to fabricate a three-dimensional structure, a housing means for housing the powder-mixed photocurable resin, and a support means arranged in the housing means and on which the photocurable layer is formed. A light irradiating means for irradiating the powder-mixed photo-curable resin of the accommodating means with light so as to cure the powder-mixed photo-curable resin near the supporting means, and a vibration for vibrating the powder-mixed photo-curable resin An optical modeling apparatus comprising: a means and a defoaming means for removing bubbles existing in the powder-mixed photocurable resin.

【0017】(2)流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合
してなる粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャンさせな
がら光照射して光硬化層を形成し、該光硬化層を複数層
積み重ねて三次元構造体を造形する光造形装置におい
て、前記粉末混合光硬化性樹脂を収容する収容手段と、
この収容手段内に配置され、前記光硬化層が形成させる
支持手段と、前記支持手段近傍の粉末混合光硬化性樹脂
を硬化させるように前記収容手段内の粉末混合光硬化性
樹脂に光を照射する光照射手段と、前記粉末混合光硬化
性樹脂に振動を与える振動手段と、前記粉末混合光硬化
性樹脂を冷却する冷却手段と、を具備することを特徴と
する光造形装置。
(2) A powder-mixed photocurable resin obtained by mixing powder with a fluid photocurable resin is irradiated with light while scanning light to form a photocurable layer, and a plurality of photocurable layers are formed. In a stereolithography device for stacking layers to fabricate a three-dimensional structure, accommodating means for accommodating the powder-mixed photocurable resin,
The powder-mixed photo-curable resin in the storage means is irradiated with light so as to cure the powder-mixed photo-curable resin disposed in the storage means and formed by the photo-curable layer and the support means in the vicinity of the support means. An optical modeling apparatus comprising: a light irradiating unit for controlling the powder mixed photocurable resin; a vibrating unit for vibrating the powder mixed photocurable resin; and a cooling unit for cooling the powder mixed photocurable resin.

【0018】(3)流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合
してなる粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャンさせな
がら光照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数
層積み重ねて三次元構造体を造形する光造形方法におい
て、修道性の光硬化樹脂と所定の粉末材料を混合して粉
末混合光硬化性樹脂を得る混練工程と、流動性の光硬化
性樹脂を支持手段とともに収容手段に収容する収容工程
と、前記収容手段内に収容された前記粉末混合光硬化性
樹脂に光をスキャンさせながら光照射し、前記支持手段
に光硬化層を形成する光照射工程と、前記光硬化層を複
数層積み重ねて三次元構造体を造形するように、前記支
持手段を間欠的に所定の距離で移動させる移動工程と、
前記粉末混合光硬化性樹脂を振動させる振動工程と、を
備えたことを特徴とする光造形方法。
(3) A powder-mixed photocurable resin obtained by mixing powder with a fluid photocurable resin is irradiated with light while scanning light to form a photocurable layer, and a plurality of photocurable layers are formed. In the stereolithography method for stacking layers to fabricate a three-dimensional structure, a kneading step of mixing a monastic photocurable resin and a predetermined powder material to obtain a powder-mixed photocurable resin, and a fluid photocurable resin A housing step of housing the housing means together with the supporting means, and a light irradiation step of irradiating the powder-mixed photocurable resin housed in the housing means with light while scanning the light to form a photocurable layer on the supporting means. And a moving step of intermittently moving the supporting means at a predetermined distance so as to form a three-dimensional structure by stacking a plurality of the photocurable layers.
And a vibrating step of vibrating the powder-mixed photo-curable resin.

【0019】なお、本発明において、粉末混合光硬化性
樹脂とは、流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合し、必要
に応じて反応性希釈剤、光重合開始剤等を混合したもの
をいう。
In the present invention, the powder-mixed photo-curable resin is a fluid photo-curable resin mixed with powder and, if necessary, a reactive diluent, a photopolymerization initiator and the like. Say.

【0020】また、本発明において、粉末とは、金属粉
末、セラミック粉末、繊維、ウイスカー等の光硬化性樹
脂に添加して、強度及び熱耐性等を改善しうる粉末をい
う。
In the present invention, the powder means a powder which can be added to a photocurable resin such as metal powder, ceramic powder, fiber and whiskers to improve strength and heat resistance.

【0021】以下に本発明を更に詳細に説明する。The present invention will be described in more detail below.

【0022】まず第一の発明について説明する。第一の
発明によれば、流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合して
なる粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャンさせながら
光照射して光硬化層を形成し、該光硬化層を複数層積み
重ねて三次元構造体を造形する光造形装置において、該
光造形装置が、前記粉末混合光硬化性樹脂に振動を与え
る手段と脱泡手段を有することを特徴とする光造形装置
が提供される。
First, the first invention will be described. According to the first aspect of the present invention, the powder-mixed photocurable resin obtained by mixing powder with a fluid photocurable resin is irradiated with light while scanning light to form a photocurable layer. In a stereolithography apparatus for stacking a plurality of layers to fabricate a three-dimensional structure, the stereolithography apparatus has means for vibrating the powder-mixed photocurable resin and defoaming means. Provided.

【0023】本発明の粉末混合光硬化性樹脂を使用した
光造形装置の一態様を図5に示す。本態様の光造形装置
は、規制液面法によるものである。以下に図5を参照し
て説明する。なお、図5において、流動性の光硬化性樹
脂及び硬化層中に含まれる粉末は図示していない。
FIG. 5 shows an embodiment of a stereolithography apparatus using the powder-mixed photocurable resin of the present invention. The stereolithography apparatus according to this aspect is based on the regulated liquid level method. This will be described below with reference to FIG. In FIG. 5, the fluid photocurable resin and the powder contained in the cured layer are not shown.

【0024】本発明の光造形装置は、粉末混合光硬化性
樹脂50を収容するタンク51、光照射によって硬化し
た樹脂52を固定するためのエレベータ53、硬化した
樹脂52を剥離させるためのテープ54及び光を透過す
るガラス55、光源56を具備した光造形装置に、更に
粉末混合光硬化性樹脂に振動を与えるための装置57及
び脱泡装置を具備する。
The stereolithography apparatus of the present invention comprises a tank 51 containing a powder-mixed photo-curable resin 50, an elevator 53 for fixing the resin 52 cured by light irradiation, and a tape 54 for peeling the cured resin 52. Further, the stereolithography device including the glass 55 that transmits light, and the light source 56 is further provided with a device 57 and a defoaming device for vibrating the powder-mixed photocurable resin.

【0025】粉末混合光硬化性樹脂に振動を与えるため
の装置は、振動を与えるアクチュエータ、例えば音波若
しくは超音波発生装置である。図5において、該振動を
与える装置はタンクの側面に配置したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えばタンクの底部、エレ
ベータに配置されていてもよい(図6)。振動を与える
装置は、1以上装着することが可能である。複数装着す
る場合は、側面若しくは底面に配置することが好まし
く、効率をよくするため非対称に配置することが好まし
い。振動を与える装置は、タンクに装着する場合、タン
クに固定しても、また脱着可能に装着してもよい。
The device for applying vibration to the powder-mixed photo-curable resin is an actuator for applying vibration, for example, a sound wave or ultrasonic wave generator. In FIG. 5, the device for applying the vibration is arranged on the side surface of the tank, but the present invention is not limited to this, and may be arranged, for example, on the bottom of the tank or the elevator (FIG. 6). One or more vibration applying devices can be attached. When a plurality of pieces are mounted, they are preferably arranged on the side surface or the bottom surface, and are preferably arranged asymmetrically in order to improve efficiency. When the vibration applying device is attached to the tank, it may be fixed to the tank or detachably attached.

【0026】本発明の装置では、上記タンク内に配置さ
れ、光硬化層が形成される支持手段としてのエレベータ
を具備する。
In the apparatus of the present invention, the elevator is provided in the tank as a supporting means on which the photo-curable layer is formed.

【0027】規制液面法において、光硬化層の厚さは、
タンクの底面に配置された光を透過するガラスとエレベ
ータによって規制される。また、該エレベータは、タン
ク情報に設けられたアクチュエータ(図示せず)によっ
て昇降させることができる。更に、硬化された樹脂は、
エレベータに付着するので、エレベータと共に移動させ
ることができる。
In the regulated liquid level method, the thickness of the photocurable layer is
It is regulated by light-transmitting glass and an elevator located on the bottom of the tank. Further, the elevator can be moved up and down by an actuator (not shown) provided in the tank information. Furthermore, the cured resin is
Since it adheres to the elevator, it can be moved together with the elevator.

【0028】本発明で使用しうる光源56は、粉末混合
光硬化性樹脂によって異なるが、X線光源、紫外線光
源、可視光源等を使用しうる。
The light source 56 that can be used in the present invention may be an X-ray light source, an ultraviolet light source, a visible light source or the like, although it depends on the powder-mixed photo-curable resin.

【0029】本発明で使用しうる光透過性のガラスは、
粉末混合光硬化性樹脂を硬化させるのに使用する光によ
って異なるが、紫外線や可視光をを照射する場合は、石
英ガラス等を用いることができる。
The light transmissive glass usable in the present invention is
Depending on the light used to cure the powder-mixed photocurable resin, quartz glass or the like can be used when irradiating with ultraviolet rays or visible light.

【0030】また、硬化した粉末混合硬化性樹脂を剥離
させるためのテープ54は光を透過し、濡れ性の低いテ
フロンテープ等が好ましい。
The tape 54 for peeling off the cured powder-mixed curable resin is preferably a Teflon tape or the like which transmits light and has low wettability.

【0031】本発明の光造形装置は、脱泡装置を具備す
る。該脱泡装置は、タンク51を密封するためのカバー
58、該カバー58とエレベータ53との間の気密を保
つためのパッキング58、タンク内を減圧にする真空装
置60及び該真空装置60とタンク51とを連通させる
パイプ61よりなる。カバー58、パッキング59、パ
イプ61はタンク内を減圧に保つことができるものであ
れば特に限定されないが、ウレタンゴムのような材質の
ものが好ましい。また真空装置は、一般に使用される真
空ポンプ(例えばオイル拡散ポンプ等)を使用しうる。
The stereolithography apparatus of the present invention comprises a defoaming device. The defoaming device includes a cover 58 for sealing the tank 51, a packing 58 for keeping airtightness between the cover 58 and the elevator 53, a vacuum device 60 for reducing the pressure in the tank, and the vacuum device 60 and the tank. It is composed of a pipe 61 for communicating with 51. The cover 58, the packing 59, and the pipe 61 are not particularly limited as long as the inside of the tank can be kept at a reduced pressure, but a material such as urethane rubber is preferable. As the vacuum device, a commonly used vacuum pump (for example, an oil diffusion pump) can be used.

【0032】本発明の光造形装置は、更に光照射時に振
動を加えないようにするための制御装置62を具備して
いてもよい。該制御装置62は、図5に示されるよう
に、エレベータ53、光源56、振動を与える装置5
7、及び脱泡装置60に連結されている。この制御装置
62により、エレベータ53、光源56、振動を与える
装置57、及び脱泡装置60を自動で制御することがで
き、光照射時に自動で振動を停止することができる。ま
た、制御装置62を使用することによって、光照射時以
外の少なくとも一工程に振動を加えるように制御するこ
ともできる。このような制御装置には、例えばマイクロ
コンピュータ等を好適に使用しうる。この制御装置62
は、図6のエレベータに振動を与える装置を具備した規
制液面法においても同様に設置しうる(図6には該制御
装置は示していない。)。
The stereolithography apparatus of the present invention may further include a control device 62 for preventing vibration during light irradiation. As shown in FIG. 5, the control device 62 includes an elevator 53, a light source 56, and a device 5 for applying vibration.
7 and the defoaming device 60. The control device 62 can automatically control the elevator 53, the light source 56, the vibration applying device 57, and the defoaming device 60, and the vibration can be automatically stopped at the time of light irradiation. Further, by using the control device 62, it is possible to control so as to apply vibration to at least one step other than the time of light irradiation. For such a control device, for example, a microcomputer can be preferably used. This controller 62
Can be similarly installed in the regulated liquid level method including a device for vibrating the elevator in FIG. 6 (the control device is not shown in FIG. 6).

【0033】本発明では、流動性の光硬化樹脂に種々の
粉末を混合し、必要に応じて硬化舐剤を含有した粉末混
合光硬化性樹脂を使用する。光硬化性樹脂は、X線、紫
外線、又は可視光等の光によって硬化しうるものであれ
ば特に限定されるものではない。
In the present invention, various powders are mixed with a flowable photocurable resin, and a powder-mixed photocurable resin containing a hardener as needed is used. The photocurable resin is not particularly limited as long as it can be cured by light such as X-rays, ultraviolet rays, or visible light.

【0034】例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂
等を挙げることができる。具体的には、アクリロイル基
を有するモノマー又はオリゴマーであり、その骨格を構
成する分子構造により、ポリエステルアクリレート、ポ
リウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリ
エーテルアクリレート、シリコンアクリレート、オリゴ
アクリレート等がある。
For example, acrylic resin, epoxy resin and the like can be mentioned. Specifically, it is a monomer or oligomer having an acryloyl group, and depending on the molecular structure constituting the skeleton thereof, polyester acrylate, polyurethane acrylate, epoxy acrylate, polyether acrylate, silicon acrylate, oligo acrylate and the like can be mentioned.

【0035】本発明では、上記光重合性樹脂を単独で
も、また複数組み合わせて使用することもできる。
In the present invention, the above photopolymerizable resins may be used alone or in combination.

【0036】重合開始剤としては、ジヒドロキシアセト
フェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル
プロパン−1−オン等のアセトフェノン系重合開始剤、
イソブチルベンゾインエーテル、イソプロピルベンゾイ
ンエーテル等のベンゾインエーテル系重合開始剤、ベン
ジルメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフ
ェニルケトン等のベンジルケタール系重合開始剤、ベン
ゾフェノン、2−クロロチオキサントン等のケトン系重
合開始剤等がある。
As the polymerization initiator, acetophenone-based polymerization initiators such as dihydroxyacetophenone and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one,
Examples include benzoin ether-based polymerization initiators such as isobutyl benzoin ether and isopropyl benzoin ether, benzyl ketal-based polymerization initiators such as benzyl methyl ketal and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and ketone-based polymerization initiators such as benzophenone and 2-chlorothioxanthone. is there.

【0037】流動性の光硬化性樹脂は上記光重合性樹脂
に必要に応じて光開始剤を混合することによって調製さ
れる。
The flowable photocurable resin is prepared by mixing the photopolymerizable resin with a photoinitiator, if necessary.

【0038】本発明で使用しうる粉末は、繊維、ウイス
カー、金属粉末、セラミック粉末等がある。具体的に
は、アルミナ、シリカ、ステンレス、銅、PZT、アル
ミがある。本発明では、特にアルミナを使用することが
好ましい。
The powder which can be used in the present invention includes fibers, whiskers, metal powder, ceramic powder and the like. Specifically, there are alumina, silica, stainless steel, copper, PZT, and aluminum. In the present invention, it is particularly preferable to use alumina.

【0039】本発明の粉末混合光硬化性樹脂は、上記の
流動性の光硬化性樹脂と上記粉末を混合することによっ
て調製される。流動性の光硬化性樹脂と粉末の体積にお
ける混合比は、流動性の光硬化性樹脂に対して25%か
ら48%が好適である。しかし、光硬化性樹脂及び粉末
によってはこの範囲外の場合もありうる。
The powder-mixed photocurable resin of the present invention is prepared by mixing the above-mentioned fluid photocurable resin with the above powder. The mixing ratio in volume of the fluid photocurable resin and the powder is preferably 25% to 48% with respect to the fluid photocurable resin. However, it may be out of this range depending on the photocurable resin and powder.

【0040】次に、本発明の第二の態様である自由液面
法による光造形装置を図7に沿って説明する(以下の説
明で図7、8、及び9の粉末光硬化性樹脂には粉末が含
有されているが、図示していない。)。図7に示される
ように、第二の態様の光造形装置は、粉末混合光硬化性
樹脂70を収容するタンク71、光照射によって硬化し
た樹脂72を積層し造形させるためのエレベータ73、
及び光を透過するガラス74を具備した光造形装置に、
更に粉末混合光硬化性樹脂に振動を与えるための装置7
5及び脱泡装置を具備する。この第二の態様の光造形装
置のタンク71、エレベータ73、光を透過するガラス
74、振動を与えるための装置75、脱泡装置としての
カバー76、パッキング77、真空装置78及びパイプ
79、並びに光源80は、第一の態様で説明したものを
そのまま使用しうる。更に、上記振動を与えるための装
置は、第一の態様と同様に、タンクの側面、底面若しく
はエレベータに設置(図8)しうる。
Next, a stereolithography apparatus by the free liquid level method which is the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 (in the following description, the powder photocurable resin of FIGS. 7, 8 and 9 will be used. Contains powder, but not shown). As shown in FIG. 7, the stereolithography apparatus according to the second aspect includes a tank 71 containing a powder-mixed photocurable resin 70, an elevator 73 for stacking a resin 72 cured by light irradiation, and shaping the resin 72.
And a stereolithography apparatus including a glass 74 that transmits light,
Further, a device 7 for applying vibration to the powder-mixed photo-curable resin
5 and a defoaming device. The tank 71, the elevator 73, the glass 74 that transmits light, the device 75 for giving vibration, the cover 76 as a defoaming device, the packing 77, the vacuum device 78 and the pipe 79 of the stereolithography device of the second aspect, and The light source 80 may be the same as that described in the first embodiment. Further, the device for applying the vibration may be installed on the side surface, the bottom surface or the elevator of the tank (FIG. 8) as in the first embodiment.

【0041】この第二の態様においても、第一の態様で
説明した光照射時に振動を加えないようにする制御装置
と全く同様の制御装置84を設置しうる(図7)。更に
この装置は、図8の態様の装置にも同様に設置しうる
(図中には該制御装置は示していない。)。
Also in this second mode, a control unit 84 which is exactly the same as the control unit described in the first mode for not applying vibration during light irradiation can be installed (FIG. 7). Further, this device can be installed in the device of the embodiment of FIG. 8 as well (the control device is not shown in the drawing).

【0042】第一の発明の第三の態様では、上記第二の
態様に更に光照射部81を設け、該光照射部81とエレ
ベータを昇降させるアクチュエータ82を密封されたタ
ンク内に設置することを特徴とする(図9)。光源80
と光照射部81とは光ファイバー83で連結される。光
照射部81には、光ファイバーの一端を移動させるアク
チュエータが含まれ、このアクチュエータで光ファイバ
ーを移動することによって光造形パターンの光を照射す
る。この第三の態様の光造形装置のタンク71、エレベ
ータ73、振動を与える装置75及び脱泡装置は、第一
の態様で説明したものをそのまま使用しうる。また振動
を与える設置も第一の態様で説明したように設置しう
る。
In the third aspect of the first invention, a light irradiation section 81 is further provided in the second aspect, and the light irradiation section 81 and an actuator 82 for moving up and down the elevator are installed in a sealed tank. (FIG. 9). Light source 80
The light irradiation unit 81 and the light irradiation unit 81 are connected by an optical fiber 83. The light irradiation unit 81 includes an actuator that moves one end of the optical fiber, and the optical fiber is moved by this actuator to irradiate the light of the stereolithography pattern. As the tank 71, the elevator 73, the vibration giving device 75, and the defoaming device of the stereolithography apparatus of the third aspect, those described in the first aspect can be used as they are. Also, the installation for giving vibration can be installed as described in the first embodiment.

【0043】更に、第一の態様で説明した光照射時に振
動を加えないようにする制御装置と全く同様の制御装置
84を設置しうる。
Further, a control device 84 which is exactly the same as the control device which does not apply vibration during light irradiation described in the first aspect may be installed.

【0044】この第一の発明においては、後述する冷却
手段を更に具備していてもよい。
The first aspect of the present invention may further include a cooling means described later.

【0045】本発明の第二の発明について説明する。The second invention of the present invention will be described.

【0046】第二の発明は、流動性の光硬化性樹脂に粉
末を混合してなる粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャ
ンさせながら光照射して光硬化層を形成し、該光硬化層
を複数層積み重ねて三次元構造体を造形する光造形装置
において、該光造形装置が、前記粉末混合光硬化性樹脂
に振動を与える手段及び冷却手段とを具備することを特
徴とする光造形装置である。
The second invention is to form a photo-curable layer by irradiating a powder-mixed photo-curable resin obtained by mixing a fluid photo-curable resin with powder while scanning light to form a photo-curable layer. A stereolithography apparatus for stacking a plurality of layers to fabricate a three-dimensional structure, the stereolithography apparatus comprising means for vibrating the powder-mixed photocurable resin and cooling means. It is a device.

【0047】本発明の粉末混合光硬化性樹脂を使用した
光造形装置の一態様を図10に示す。本態様の光造形装
置は、規制液面法によるものである。以下に図10を参
照して説明する。なお、図10において、粉末混合硬化
性樹脂には粉末が含有されているが、図示していない。
FIG. 10 shows an embodiment of a stereolithography apparatus using the powder-mixed photocurable resin of the present invention. The stereolithography apparatus according to this aspect is based on the regulated liquid level method. This will be described below with reference to FIG. In FIG. 10, the powder-containing curable resin contains powder, but is not shown.

【0048】第二の発明の光造形装置は、粉末混合光硬
化性樹脂50を収容するタンク51、光照射によって硬
化した樹脂52を固定するためのエレベータ53、硬化
した樹脂52を剥離させるためのテープ54及び光を透
過するガラス55、光源56を具備した光造形装置に、
更に粉末混合光硬化性樹脂に振動を与えるための装置5
7及び冷却装置63を具備する。本発明では振動により
発生する熱によって粉末混合光硬化樹脂が硬化するのを
防止するため、冷却装置を設置する。
In the stereolithography apparatus of the second invention, a tank 51 containing the powder-mixed photo-curable resin 50, an elevator 53 for fixing the resin 52 cured by light irradiation, and a stripping of the cured resin 52. In the stereolithography device equipped with the tape 54, the glass 55 that transmits light, and the light source 56,
Further, a device 5 for applying vibration to the powder-mixed photocurable resin
7 and a cooling device 63. In the present invention, a cooling device is installed in order to prevent the powder-mixed photo-curing resin from being hardened by heat generated by vibration.

【0049】上記構成のうち冷却装置以外は、第一の発
明で説明した装置等と同様である。
Of the above-mentioned structure, except for the cooling device, it is the same as the device described in the first invention.

【0050】第二の発明で使用しうる冷却装置は、図1
0及び11に示されるように、タンクの底面に設置して
もよく、またタンクの側面に設置してもよい。
The cooling device which can be used in the second invention is shown in FIG.
It may be installed on the bottom of the tank, as shown in 0 and 11, or on the side of the tank.

【0051】該冷却装置は、ペルチェ素子を好適に使用
しうる。ベルチェ素子は、粉末混合光硬化性樹脂の温度
をセンサー(図示せず)で測定し、電気エネルギーで温
度コントロールを可能とするものである。ベルチェ素子
は、形状を小型化することができるので、小型のタンク
を使用した場合でもタンクの底面に有効に取り付けるこ
とができる。
The cooling device can preferably use a Peltier element. The Peltier device measures the temperature of the powder-mixed photo-curable resin with a sensor (not shown) and enables temperature control with electric energy. Since the shape of the Peltier element can be reduced, even if a small tank is used, it can be effectively attached to the bottom surface of the tank.

【0052】第二の発明についても、上記第一の発明と
同様の第一の態様及び第二の態様を実施しうる(図10
から12)。
Also for the second invention, the same first and second aspects as those of the first invention can be implemented (FIG. 10).
To 12).

【0053】また、第二の発明においても、第一の発明
で説明した光照射時に振動を加えないようにする制御装
置と全く同様の制御装置62を設置しうる。
Also, in the second invention, a control device 62 which is exactly the same as the control device for preventing vibration during light irradiation described in the first invention can be installed.

【0054】次に、第三の発明について説明する。Next, the third invention will be described.

【0055】第三の発明は、上記第一又は第二の発明の
装置を用いた粉末混合光硬化性樹脂の三次元造形法であ
る。図13に示すフロー図を参照して第三の発明の一態
様を説明する。
A third invention is a three-dimensional modeling method of a powder-mixed photocurable resin using the apparatus of the first or second invention. One aspect of the third invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0056】まず、流動性の光硬化性樹脂(S−10
0)を用意する。流動性の光硬化性樹脂は市販品をその
まま使用することができる。
First, a fluid photocurable resin (S-10
0) is prepared. As the fluid photocurable resin, a commercially available product can be used as it is.

【0057】流動性の光硬化性樹脂(S−100)を粉
末(S−101)と混練する(S−102)。混練の方
法は特に限定されないが、脱泡と混練を同時に行う撹拌
・脱泡機又は、遠心脱泡機を好適に使用しうる。得られ
た粉末混合光硬化性樹脂を光造形機のタンクに導入する
(S−103)。導入には、例えばタンクの端から気泡
が入らないようにゆっくり流し込む等の方法を用いるこ
とができる。また、シリンジを用いてタンクに導入する
ことも可能である。本発明ではこれらの方法に限定され
ず、種々の方法で粉末混合光硬化樹脂を導入しうる。
The fluid photocurable resin (S-100) is kneaded with the powder (S-101) (S-102). The kneading method is not particularly limited, but a stirring / defoaming machine that performs defoaming and kneading at the same time or a centrifugal defoaming machine can be preferably used. The obtained powder-mixed photocurable resin is introduced into the tank of the stereolithography machine (S-103). For the introduction, for example, a method of pouring slowly so that air bubbles do not enter from the end of the tank can be used. It is also possible to introduce it into the tank using a syringe. The present invention is not limited to these methods, and the powder-mixed photocurable resin can be introduced by various methods.

【0058】次いで光造形装置で三次元構造体を造形す
る(図16の光造形機による工程がこれにあたる。)。
タンク内にエレベータを挿入し(S−105)、上記振
動を与える手段で粉末混合光硬化性樹脂に振動を加える
(S−106)。これによって、流動性の光硬化性樹脂
中に均一に粉末を分散させる。
Next, a three-dimensional structure is formed by an optical forming apparatus (this corresponds to the step using the optical forming machine in FIG. 16).
The elevator is inserted into the tank (S-105), and the powder-mixed photocurable resin is vibrated by the means for giving the vibration (S-106). As a result, the powder is uniformly dispersed in the fluid photocurable resin.

【0059】この振動を加えることによる効果を図14
及び15を参照して模式的に説明する。
The effect of applying this vibration is shown in FIG.
And 15 will be schematically described.

【0060】図14は、タンク140内に粉末混合硬化
性樹脂141を導入した状態を表しており、粉末142
がタンク底部に沈降している。この状態で振動を加える
手段143で振動を加えると図15に示すように沈降し
た粉末142が振動により樹脂中に一様に分散される。
このとき、振動による熱等が発生する場合があるので、
発熱を最小限に抑え、且つ効率よく振動を与えられるよ
うに振動を加える装置を調節する。必要に応じて、冷却
装置を設置してもよい。
FIG. 14 shows a state in which the powder-mixed curable resin 141 is introduced into the tank 140.
Has settled at the bottom of the tank. When vibration is applied by the vibration applying means 143 in this state, the precipitated powder 142 is uniformly dispersed in the resin by the vibration as shown in FIG.
At this time, heat may be generated due to vibration, so
Adjust the vibration applying device so that heat generation is minimized and vibration is efficiently applied. If necessary, a cooling device may be installed.

【0061】次ぎに、エレベータを所定の位置、即ち硬
化層の厚分だけ移動させる(S−107)。例えば、規
制液面法では、底面に設置されたガラス146表面から
硬化層一層分に固定する。また、自由液面法では、粉末
混合光硬化性樹脂の上部表面から硬化層一層分に固定す
る。このエレベータの移動の間も振動を加えることが好
ましい(S−108)。これは、チクソ性により、粘性
が下がった状態でエレベータを移動させることができる
ので、高価な高トルクのエレベータの移動装置を用いず
にすむからである。
Next, the elevator is moved to a predetermined position, that is, the thickness of the hardened layer (S-107). For example, in the regulated liquid level method, one layer of the cured layer is fixed from the surface of the glass 146 installed on the bottom surface. Further, in the free liquid level method, the powder-mixed photo-curable resin is fixed to one layer of the cured layer from the upper surface. It is preferable to apply vibration during the movement of the elevator (S-108). This is because the thixotropic property allows the elevator to be moved in a state where the viscosity is lowered, so that it is not necessary to use an expensive high torque elevator moving device.

【0062】エレベータを固定した後、光を所望の形状
に照射し、一層分の硬化層を形成する(S−109)。
本発明においては、光照射する間にも振動を加えること
ができるが、硬化物が変形したり寸法の精度が低下した
りしないように、光を照射する工程では振動を停止する
(S−110)ことが好ましい。光照射の段階で振動を
停止しても、粉末がすぐに沈降することはないので、特
に問題はない。即ち、粉末混合光硬化性樹脂の撹拌が振
動によって行われるので、スクリューによる撹拌に比べ
樹脂表面が平坦になりやすく、振動を停止してから光照
射までの時間を短くすることができる。従って、粉末の
沈降があまり起こらない状態で光照射を行えるので、均
一な三次元構造体を造形することができる。
After fixing the elevator, a desired shape is irradiated with light to form a hardened layer for one layer (S-109).
In the present invention, the vibration can be applied during the light irradiation, but the vibration is stopped in the light irradiation step so that the cured product is not deformed or the dimensional accuracy is not reduced (S-110). ) Is preferred. Even if the vibration is stopped at the stage of light irradiation, there is no particular problem because the powder does not settle immediately. That is, since the powder-mixed photo-curable resin is agitated by vibration, the resin surface is more likely to be flattened as compared with the agitation by a screw, and the time from the vibration is stopped to the light irradiation can be shortened. Therefore, since the light irradiation can be performed in a state where the powder does not settle so much, a uniform three-dimensional structure can be formed.

【0063】次に、所望の形状に樹脂が硬化したら光を
停止(S−111)する。この段階で再度振動を加え、
粉末が均一に分散するようにする(S−112)。(S
−107)から(S−112)の工程を、所望の三次元
構造が形成されるまで繰り返す。図13では、光照射の
工程以外の全ての工程で振動を加えるように図示されて
いるが、本発明は、これに限定されず、少なくとも一工
程で振動を加える態様とすることもできる。
Next, when the resin is cured into a desired shape, the light is stopped (S-111). Vibration is added again at this stage,
The powder is dispersed uniformly (S-112). (S
The steps from -107) to (S-112) are repeated until a desired three-dimensional structure is formed. Although it is illustrated in FIG. 13 that vibration is applied in all steps other than the light irradiation step, the present invention is not limited to this, and vibration may be applied in at least one step.

【0064】上記の光造形機による各工程は、必要に応
じて、脱泡を行いながら進めることができる。脱泡は、
上記本発明の装置を用い、タンク内を真空ポンプ等で減
圧にすることによって行われる。タンク内の減圧度は、
特に限定されないが、0.15から0.01mmHgが好ま
しい。また、脱泡をする場合には、上記三次元構造体を
造形する各工程の少なくとも一工程で振動を行うので、
光造形中連続して行うことが好ましい。
Each process by the above-mentioned optical molding machine can be carried out while defoaming, if necessary. Defoaming is
This is performed by using the apparatus of the present invention described above and reducing the pressure in the tank with a vacuum pump or the like. Decompression degree in the tank is
Although not particularly limited, 0.15 to 0.01 mmHg is preferable. Further, when defoaming, since vibration is performed in at least one step of each step of molding the three-dimensional structure,
It is preferable to carry out continuously during stereolithography.

【0065】所望の形状が造形された後、エレベータを
タンクの外に出し(S−113)、タンク内に振動を加
える(S−114)。減圧を解き、三次元構造体を取り
出し(S−115)、洗浄し(S−116)、後露光し
(S−117)、求める三次元構造体を得る。
After the desired shape is formed, the elevator is taken out of the tank (S-113), and vibration is applied inside the tank (S-114). The reduced pressure is released, the three-dimensional structure is taken out (S-115), washed (S-116) and post-exposed (S-117) to obtain the desired three-dimensional structure.

【0066】本態様では、流動性の光硬化性樹脂と粉末
の混練の工程(S−102)を設けたが、本発明では、
この工程を設ける必要は必ずしもなく、流動性の光硬化
性樹脂と粉末を直接タンクに導入し、振動を加える(S
−118)ことによって混合を行ってもよい(図16の
フロー図参照)。
In this embodiment, the step (S-102) of kneading the fluid photocurable resin and the powder is provided, but in the present invention,
It is not always necessary to provide this step, and the fluid photocurable resin and powder are directly introduced into the tank and vibration is applied (S
-118) may be used (see the flow chart of FIG. 16).

【0067】[0067]

【作用】本発明の粉末混合光硬化性樹脂を使用した光造
形装置は、流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合してなる
粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャンさせながら光照
射して前記粉末混合光硬化性樹脂を硬化させて光硬化層
を形成させ、該光硬化層を複数層積み重ねて三次元構造
体を造形するものであり、該光造形装置は、粉末混合光
硬化樹脂を収容する収容手段、該収容手段内に配置さ
れ、前記光硬化性樹脂が形成される支持手段、前記支持
手段近傍の粉末混合光硬化性樹脂を硬化させるように前
記収容手段内の粉末混合光硬化性樹脂に光を照射する光
照射手段、前記粉末混合光硬化性樹脂に振動を与える手
段を具備し、これらの手段に更に、脱泡手段及び/又は
冷却手段を具備することを特徴とする。
In the stereolithography apparatus using the powder-mixed photocurable resin of the present invention, the powder-mixed photocurable resin obtained by mixing the powder with the fluid photocurable resin is irradiated with light while scanning the light. The powder-mixed photo-curable resin is cured to form a photo-cured layer, and a plurality of the photo-cured layers are stacked to form a three-dimensional structure. Storing means for storing the powder-mixed light in the storing means so as to cure the powder-mixed photocurable resin in the vicinity of the support means A light irradiating means for irradiating the curable resin with light, a means for vibrating the powder-mixed photo-curable resin, and a defoaming means and / or a cooling means are further provided for these means. .

【0068】上記構成の光造形装置を用いて、三次元構
造体を製造する。まず、上記収容手段に、上記支持手段
を挿入し、振動を加える手段で粉末混合光硬化性樹脂に
振動を加え、流動性の光硬化性樹脂中に均一に粉末を分
散させる。
A three-dimensional structure is manufactured using the stereolithography apparatus having the above structure. First, the supporting means is inserted into the accommodating means, and the powder-mixed photocurable resin is vibrated by means of vibration to uniformly disperse the powder in the fluid photocurable resin.

【0069】次に、支持手段を所定の位置、即ち硬化層
の厚さ分だけ移動させ、光を所望の形状に照射し、一層
分の硬化層を形成する。光の照射中においては、硬化物
が変形したり寸法の精度が低下したりしないように振動
を停止することが好ましい。所望の形状に樹脂が硬化し
たら光を停止する。エレベータを所定の位置に移動させ
る工程及び光照射の工程を所望の三次元構造が形成され
るまで繰り返す。三次元構造体を造形する間、必要に応
じて脱泡及び/又は冷却を行う。
Next, the supporting means is moved at a predetermined position, that is, by the thickness of the hardened layer, and the desired shape is irradiated with light to form a hardened layer for one layer. During the irradiation of light, it is preferable to stop the vibration so that the cured product is not deformed or the dimensional accuracy is not reduced. The light is stopped once the resin has cured to the desired shape. The process of moving the elevator to a predetermined position and the process of light irradiation are repeated until a desired three-dimensional structure is formed. During modeling of the three-dimensional structure, defoaming and / or cooling are performed as necessary.

【0070】所望の形状が造形された後、エレベータを
タンクの外に出し、減圧を解き、三次元構造体を取り出
し、洗浄し、後露光し、求める三次元構造体を得る。
After the desired shape is formed, the elevator is taken out of the tank, the reduced pressure is released, the three-dimensional structure is taken out, washed and post-exposed to obtain the desired three-dimensional structure.

【0071】[0071]

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて更に詳細に
説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail based on the following examples.

【0072】実施例1 (i)粉末混合光硬化性樹脂を用いた光造形装置 本実施例の装置を図5に示す。本実施例は規制液面法に
よる光造形装置の例である。図5の光造形装置は、粉末
混合光硬化性樹脂50を収容するタンク51を有し、該
タンクの底部には、光源56からの光を取り入れるため
の開口部が設けられており、該開口部は、粉末光硬化性
樹脂が漏出しないように光を透過するガラス55で塞が
れている。該光透過性のガラスは、石英ガラスが好まし
い。該光を透過するガラスのタンク内面側には、硬化し
た樹脂(硬化層)52を剥離させるためのテープ(光透
過性のもの)54を設置する。このテープは光透過性の
テフロンテープが好ましい。このテープにより、得られ
た三次元構造体を容易に剥離することができる。更に、
タンク51の側面には、粉末混合光硬化性樹脂に振動を
与えるための装置57を設置する。この振動を与える装
置は、粉末混合光硬化性樹脂50の粉末成分(図示せ
ず)が該粉末混合光硬化性樹脂中で均一に分散されるよ
うに振動を与えるものであれば特に限定されないが、音
波発生装置若しくは超音波発生装置等が好ましい。ま
た、振動を与える装置55は、一機だけ設置することも
できるが、効率よる振動を加えるためには、タンク側面
に非対称に複数機設置することが好ましい。更に、図5
において、振動を与える装置57はタンク側面に配置し
たが、タンク底面に配置することも可能である。加え
て、振動を与える装置57は、タンクに固定してもよ
く、また脱着可能に設置してもよい。タンク内には、粉
末混合光硬化樹脂の硬化層52の厚みを規定するための
エレベータ53が挿入されている。該エレベータは、種
々の形状を取りうるが、例えば図5に示したようなT字
形状の断面を有するものを用いることができる。該エレ
ベータは上端に設けられたアクチュエータ(図示せず)
により、昇降させることが可能である。
Example 1 (i) Stereolithography apparatus using powder-mixed photo-curable resin The apparatus of this example is shown in FIG. The present embodiment is an example of a stereolithography apparatus using the regulated liquid surface method. The stereolithography apparatus in FIG. 5 has a tank 51 that contains the powder-mixed photo-curable resin 50, and an opening for taking in light from a light source 56 is provided at the bottom of the tank. The part is closed with a glass 55 that transmits light so that the powder photocurable resin does not leak out. The transparent glass is preferably quartz glass. A tape (light-transmissive one) 54 for removing the cured resin (cured layer) 52 is provided on the inner surface of the glass that transmits the light. The tape is preferably a transparent Teflon tape. With this tape, the obtained three-dimensional structure can be easily peeled off. Furthermore,
A device 57 for applying vibration to the powder-mixed photo-curable resin is installed on the side surface of the tank 51. The device for giving this vibration is not particularly limited as long as it gives vibration so that the powder component (not shown) of the powder-mixed photocurable resin 50 is uniformly dispersed in the powder-mixed photocurable resin. A sound wave generator or an ultrasonic wave generator is preferable. Further, although it is possible to install only one device 55 for applying vibration, it is preferable to install a plurality of devices 55 asymmetrically on the side surface of the tank in order to apply vibration efficiently. Furthermore, FIG.
In the above, the device 57 for applying vibration is arranged on the side surface of the tank, but it may be arranged on the bottom surface of the tank. In addition, the vibration applying device 57 may be fixed to the tank or may be detachably installed. An elevator 53 for defining the thickness of the cured layer 52 of the powder-mixed photo-curable resin is inserted in the tank. The elevator may have various shapes, and for example, one having a T-shaped cross section as shown in FIG. 5 can be used. The elevator has an actuator (not shown) provided at the upper end
It is possible to move up and down.

【0073】上記のように構成されたタンク上部には脱
泡装置が設置される。脱泡装置は、タンク51を密封す
るためのカバー58、該カバー58とエレベータ53と
の間の気密を保つためのパッキング59、タンク内を減
圧にする真空装置60及び該真空装置60とタンク51
とを連通させるパイプ61よりなる。カバー58にはエ
レベータが昇降し得るように孔が設けられており、該孔
には、タンク内が気密になるようにパッキング59が取
り付けられている。上記カバー58の一端にはパイプ6
1が取り付けられ、真空装置60に連結されている。こ
の真空装置によってタンク内が減圧にされる。
A defoaming device is installed above the tank constructed as described above. The defoaming device includes a cover 58 for sealing the tank 51, a packing 59 for maintaining airtightness between the cover 58 and the elevator 53, a vacuum device 60 for reducing the pressure in the tank, and a vacuum device 60 and the tank 51.
It is composed of a pipe 61 for communicating with and. A hole is provided in the cover 58 so that the elevator can move up and down, and a packing 59 is attached to the hole so that the inside of the tank is airtight. The pipe 6 is provided at one end of the cover 58.
1 is attached and connected to the vacuum device 60. The inside of the tank is depressurized by this vacuum device.

【0074】更に本発明の装置は、光照射時に振動を加
えないようにするための制御装置62を具備していても
よい。該制御装置62は、エレベータ53、光源56、
振動を与える装置57、及び脱泡装置60に連結されて
いる。この制御装置62により、エレベータ53、光源
56、振動を与える装置57、及び脱泡装置60を自動
で制御することができ、光照射時に自動で振動を停止す
ることができる。また、制御装置62を使用することに
よって、光照射時以外の少なくとも一工程に振動を加え
るように制御することもできる。このような制御装置に
は、例えばマイクロコンピュータ等を使用しうる。
Further, the device of the present invention may be provided with a control device 62 for preventing the vibration when the light is irradiated. The control device 62 includes an elevator 53, a light source 56,
It is connected to a vibration applying device 57 and a defoaming device 60. The control device 62 can automatically control the elevator 53, the light source 56, the vibration applying device 57, and the defoaming device 60, and the vibration can be automatically stopped at the time of light irradiation. Further, by using the control device 62, it is possible to control so as to apply vibration to at least one step other than the time of light irradiation. A microcomputer or the like can be used as such a control device.

【0075】(ii)粉末混合硬化性樹脂を用いた三次元
構造体の形成方法 スリーボンド製の紫外線硬化樹脂3042と平均粒径3
μmのアルミナ粉末を撹拌・脱泡機にて混練した後、得
られた粉末混合光硬化性樹脂を光造形機のタンクに導入
した。導入は、例えばタンクの端から気泡が入らないよ
うにゆっくり流し込むことによって行った。次いで、粉
末混合光硬化樹脂中の気泡を取り除くため上記本発明の
装置を用い、タンク内を真空ポンプで減圧にすることに
よって脱泡を行った。タンク内の減圧度は0.09から
0.1mmHgであった。
(Ii) Method for forming three-dimensional structure using powder-mixed curable resin UV curable resin 3042 made by ThreeBond and average particle size 3
After the alumina powder of μm was kneaded by a stirring and defoaming machine, the obtained powder-mixed photocurable resin was introduced into the tank of the stereolithography machine. The introduction was carried out, for example, by pouring slowly so that air bubbles did not enter from the end of the tank. Next, in order to remove air bubbles in the powder-mixed photo-curable resin, the device of the present invention was used to degas the inside of the tank by depressurizing it with a vacuum pump. The degree of vacuum in the tank was 0.09 to 0.1 mmHg.

【0076】次いで光造形装置で三次元構造体を造形し
た(図17〜19を参照。なおこれらの図中で脱泡装置
の記載は省略した)。タンク内にエレベータを挿入し、
上記振動を与える手段で粉末混合光硬化性樹脂に振動を
加えた(図17)。これによって、流動性の光硬化性樹
脂中に均一に粉末を分散させた。この振動は、三次元構
造体を造形する間、光照射する工程以外で、連続的に加
えた。振動は、粉末光硬化性樹脂が、熱で硬化しないよ
うに適宜調節する。
Next, a three-dimensional structure was modeled by an optical modeling apparatus (see FIGS. 17 to 19; the defoaming apparatus is not shown in these figures). Insert the elevator into the tank,
Vibration was applied to the powder-mixed photo-curable resin by the means for applying the vibration (FIG. 17). Thereby, the powder was uniformly dispersed in the fluid photocurable resin. This vibration was continuously applied during the formation of the three-dimensional structure except for the step of light irradiation. The vibration is appropriately adjusted so that the powder photocurable resin does not cure by heat.

【0077】次に、エレベータを所定の位置、即ち底面
に設置されたガラス55表面から硬化層一層分に固定し
た。具体的には、底面に設置されたガラス表面から0.
02mm上方に固定した。このエレベータの移動の間も振
動を加えることが好ましい。
Next, the elevator was fixed at a predetermined position, that is, from the surface of the glass 55 installed on the bottom surface to one layer of the hardened layer. Specifically, from the glass surface installed on the bottom surface to 0.
It was fixed above 02 mm. It is preferable to apply vibration during the movement of the elevator.

【0078】次に、光を所望の形状に照射し、一層分の
硬化層を形成した(図18)。本発明では、光の照射中
においては、硬化物が変形したり寸法の精度が低下した
りしないように、振動を停止した。光照射の段階で振動
を停止しても、粉末がすぐに沈降することはないので、
特に問題はなかった。所望の形状に樹脂が硬化したら光
を停止し、再度振動を加えた。次にエレベータを新たに
形成する硬化層の分だけ上昇させた。このとき硬化層
は、既にエレベータに硬化接合されているので、エレベ
ータと共に上昇する(図19)。
Next, light was irradiated in a desired shape to form a cured layer for one layer (FIG. 18). In the present invention, the vibration is stopped during the irradiation of light so that the cured product is not deformed or the dimensional accuracy is not reduced. Even if the vibration is stopped at the stage of light irradiation, the powder does not settle immediately, so
There was no particular problem. When the resin was cured to the desired shape, the light was stopped and vibration was applied again. Next, the elevator was raised by the amount of the newly formed hardened layer. At this time, since the hardened layer has already been hardened and bonded to the elevator, it rises together with the elevator (FIG. 19).

【0079】次に、同様の振動を与える工程及び光照射
行程で、硬化層の下部に接着するように新たな硬化層を
作成する。この操作を繰り返して硬化層を複数層積み重
ねることにより所望の三次元硬化物を形成することがで
きる。
Next, a new hardened layer is formed so as to adhere to the lower part of the hardened layer in the same vibration applying step and light irradiation step. By repeating this operation and stacking a plurality of cured layers, a desired three-dimensional cured product can be formed.

【0080】所望の形状が造形された後、エレベータを
タンクの外に出し、タンク内に振動を加えた。減圧を解
き、三次元構造体を取り出し、洗浄し、後露光し、求め
る三次元構造体を得た。
After the desired shape was formed, the elevator was taken out of the tank and the inside of the tank was vibrated. The reduced pressure was released, the three-dimensional structure was taken out, washed and post-exposed to obtain the desired three-dimensional structure.

【0081】本実施例は、当然に種々の変更が可能であ
る。例えば、本実施例では流動性の光硬化性樹脂と粉末
の混練の工程を設けたが、本発明では、この工程を設け
る必要は必ずしもなく、流動性の光硬化性樹脂と粉末を
直接タンクに導入し、振動を加えることによって混合を
行ってもよい。また、振動は光照射以外の少なくとも一
工程で行うようにすることもできる。
Naturally, various modifications can be made to this embodiment. For example, in the present embodiment, the step of kneading the fluid photocurable resin and the powder was provided, but in the present invention, it is not always necessary to provide this step, and the fluid photocurable resin and the powder are directly stored in the tank. Mixing may be performed by introducing and applying vibration. Further, the vibration can be performed in at least one step other than the light irradiation.

【0082】実施例2 (i)粉末混合光硬化性樹脂を用いた光造形装置 本実施例の装置を図7に示す(図中、粉末の記載は省略
した)。本実施例は自由液面法による光造形装置の例で
ある。図7の光造形装置は、粉末混合光硬化性樹脂70
を収容するタンク71を有する。タンク71の側面に
は、粉末混合光硬化性樹脂に振動を与えるための装置7
5を設置する。この振動を与える装置は、粉末混合光硬
化性樹脂70の粉末成分が該粉末混合光硬化性樹脂中で
均一に分散されるように振動を与えるものであれば特に
限定されないが、音波発生装置若しくは超音波発生装置
等が好ましい。また、振動を与える装置75は、一機だ
け設置することもできるが、効率よる振動を加えるため
には、タンク側面に非対称に複数機設置することが好ま
しい。更に、図7において、振動を与える装置75はタ
ンク側面に配置したが、タンク底面に配置することも可
能であり、またエレベータ73に設置することもでき
る。加えて、振動を与える装置75は、固定してもよ
く、また脱着可能に設置してもよい。タンク内には、粉
末混合光硬化樹脂の硬化層の厚みを規定するためのエレ
ベータ73が挿入されている。該エレベータは、種々の
形状を取りうるが、例えば図6に示したようなL字形状
の断面を有するものを用いることができる。該エレベー
タは上端に設けられたアクチュエータ(図示せず)によ
り、昇降させることが可能である。
Example 2 (i) Stereolithography Apparatus Using Powder-Mixed Photocurable Resin The apparatus of this Example is shown in FIG. 7 (powder is not shown in the figure). The present embodiment is an example of a stereolithography apparatus using the free liquid surface method. The stereolithography apparatus of FIG. 7 has a powder-mixed photocurable resin 70
It has a tank 71 for housing the. A device 7 for vibrating the powder-mixed photocurable resin is provided on the side surface of the tank 71.
Install 5. The device for giving this vibration is not particularly limited as long as it gives the vibration so that the powder component of the powder-mixed photo-curable resin 70 is uniformly dispersed in the powder-mixed photo-curable resin. An ultrasonic generator or the like is preferable. Further, although it is possible to install only one device 75 for applying vibration, it is preferable to install a plurality of devices asymmetrically on the side surface of the tank in order to add vibration efficiently. Furthermore, in FIG. 7, the device 75 for applying vibration is arranged on the side surface of the tank, but it may be arranged on the bottom surface of the tank or may be installed on the elevator 73. In addition, the vibration applying device 75 may be fixed or may be detachably installed. An elevator 73 for defining the thickness of the cured layer of the powder-mixed photo-curable resin is inserted in the tank. The elevator can have various shapes, but for example, one having an L-shaped cross section as shown in FIG. 6 can be used. The elevator can be moved up and down by an actuator (not shown) provided at the upper end.

【0083】上記のように構成されたタンク上部には脱
泡装置が設置される。脱泡装置は、タンク71を密封す
るためのカバー76、該カバー76とエレベータ73と
の間の気密を保つためのパッキング77、光を透過させ
るためのガラス74、タンク内を減圧にする真空装置7
8及び該真空装置78とタンク71とを連通させるパイ
プ79よりなる。カバー76にはエレベータが昇降し得
るように孔が設けられており、該孔には、タンク内が気
密になるようにパッキング77が取り付けられている。
更に該カバーにはタンク上方に設置された光源80から
光を照射し得るように、開口部を設ける。該開口部は光
照射が効率よく行われるような位置に設けることが好ま
しく、特にタンクの上部中央に設けることが好ましい。
また、該開口部には、タンク内が減圧に保たれるように
光を透過するガラス74を気密に取り付ける。該光を透
過するガラスは、石英ガラスが好ましい。上記カバー7
6の一端にはパイプ79が取り付けられ、真空装置78
に連結されている。この真空装置によってタンク内が減
圧にされる。
A defoaming device is installed above the tank constructed as described above. The defoaming device is a cover 76 for sealing the tank 71, a packing 77 for maintaining airtightness between the cover 76 and the elevator 73, a glass 74 for transmitting light, and a vacuum device for reducing the pressure in the tank. 7
8 and a pipe 79 for connecting the vacuum device 78 and the tank 71. A hole is provided in the cover 76 so that the elevator can move up and down, and a packing 77 is attached to the hole so that the inside of the tank is airtight.
Further, the cover is provided with an opening so that light can be emitted from a light source 80 installed above the tank. The opening is preferably provided at a position where light irradiation is efficiently performed, and particularly preferably provided at the center of the upper part of the tank.
Further, a glass 74 that transmits light is airtightly attached to the opening so that the inside of the tank is kept at a reduced pressure. The glass that transmits the light is preferably quartz glass. The cover 7
A pipe 79 is attached to one end of 6, and a vacuum device 78
It is connected to. The inside of the tank is depressurized by this vacuum device.

【0084】更に本発明の装置は、上記実施例1と同様
に光照射時に振動を加えないようにするための制御装置
84を具備していてもよい。該制御装置84は、エレベ
ータ73、光源80、振動を与える装置75、及び脱泡
装置78に連結されている。この制御装置84により、
エレベータ73、光源80、振動を与える装置75、及
び脱泡装置78を自動で制御することができ、光照射時
に自動で振動を停止することができる。また、制御装置
84を使用することによって、光照射時以外の少なくと
も一工程に振動を加えるように制御することもできる。
このような制御装置には、例えばマイクロコンピュータ
等を使用しうる。
Further, the apparatus of the present invention may be provided with a control device 84 for preventing vibration during light irradiation, as in the first embodiment. The control device 84 is connected to the elevator 73, the light source 80, the vibration imparting device 75, and the defoaming device 78. With this control device 84,
The elevator 73, the light source 80, the vibration giving device 75, and the defoaming device 78 can be automatically controlled, and the vibration can be automatically stopped at the time of light irradiation. Further, by using the control device 84, it is possible to perform control so that vibration is applied to at least one step other than the time of light irradiation.
A microcomputer or the like can be used as such a control device.

【0085】(ii)粉末混合硬化性樹脂を用いた三次元
構造体の形成方法 流動性の光硬化性樹脂を上記実施例1と同様に調製し
た。
(Ii) Method for forming three-dimensional structure using powder-mixed curable resin A fluid photocurable resin was prepared in the same manner as in Example 1 above.

【0086】次いで、得られた流動性の光硬化性樹脂を
アルミナ粉末と撹拌・脱泡機によって混練した。得られ
た粉末混合光硬化性樹脂を光造形機のタンクに導入し
た。導入は、例えばタンクの端からゆっくり流し込むこ
とによって行った。次いで、粉末混合光硬化性樹脂中の
気泡を取り除くため、脱泡を行った。上記本発明の装置
を用い、タンク内を真空ポンプで減圧にすることによっ
て脱泡を行った。タンク内の減圧度は0.09〜0.1
mmHgであった。
Then, the fluid photocurable resin thus obtained was kneaded with alumina powder by a stirring and defoaming machine. The obtained powder-mixed photocurable resin was introduced into the tank of the stereolithography machine. The introduction was carried out, for example, by pouring slowly from the end of the tank. Next, defoaming was performed to remove bubbles in the powder-mixed photocurable resin. Using the apparatus of the present invention, degassing was performed by reducing the pressure in the tank with a vacuum pump. Decompression degree in the tank is 0.09-0.1
It was mmHg.

【0087】次いで光造形装置で三次元構造体を造形し
た(図20〜22を参照。但し、これらの図中では、脱
泡手段の記載を省略した。タンク内にエレベータを挿入
し、上記振動を与える手段で粉末混合光硬化性樹脂に振
動を加えた。これによって、流動性の光硬化性樹脂中に
均一に粉末を分散させた。この振動は、三次元構造体を
造形する間、光照射する工程以外で、連続的に加えた。
Next, a three-dimensional structure was modeled by an optical modeling apparatus (see FIGS. 20 to 22. However, in these figures, the defoaming means was omitted. An elevator was inserted into the tank and the above vibration was performed. The powder-mixed photo-curable resin was vibrated by a means to give a uniform dispersion of the powder in the flowable photo-curable resin. Other than the irradiation step, it was added continuously.

【0088】次に、エレベータを所定の位置、即ち粉末
混合光硬化性樹脂の液表面から硬化層一層分に固定し
た。具体的には該液表面から0.05mm下方に固定した
図20。このエレベータの移動の間も振動を加えること
が好ましい。
Next, the elevator was fixed at a predetermined position, that is, one layer of the cured layer from the liquid surface of the powder-mixed photocurable resin. Specifically, FIG. 20 fixed 0.05 mm below the liquid surface. It is preferable to apply vibration during the movement of the elevator.

【0089】次に、光を所望の形状に照射し、一層分の
硬化層を形成した。本発明では、光の照射中において
は、硬化物が変形したり寸法の精度が低下したりしない
ように、振動を停止した。光照射の段階で振動を停止し
ても、粉末がすぐに沈降することはないので、特に問題
はなかった。所望の形状に樹脂が硬化したら光を停止
し、再度振動を加えた(図21)。次にエレベータを新
たに形成する硬化層の分だけ下降させた(図22)。次
に、同様の振動を与える工程及び光照射工程で、硬化層
の上部に接着するように新たな硬化層を作成する。この
操作を繰り返して硬化層を複数層積み重ねることにより
所望の三次元硬化物を形成することができる。
Next, light was irradiated in a desired shape to form a cured layer for one layer. In the present invention, the vibration is stopped during the irradiation of light so that the cured product is not deformed or the dimensional accuracy is not reduced. Even if the vibration was stopped at the stage of light irradiation, the powder did not settle immediately, so there was no particular problem. When the resin was cured to the desired shape, the light was stopped and vibration was applied again (Fig. 21). Next, the elevator was lowered by the amount of the newly formed hardened layer (FIG. 22). Next, a new hardened layer is formed so as to adhere to the upper part of the hardened layer in the same process of applying vibration and the light irradiation process. By repeating this operation and stacking a plurality of cured layers, a desired three-dimensional cured product can be formed.

【0090】所望の形状が造形された後、エレベータを
タンクの外に出し、タンク内に振動を加えた。減圧を解
き、三次元構造体を取り出し、洗浄し、後露光し、求め
る三次元構造体を得た。
After the desired shape was formed, the elevator was taken out of the tank and the inside of the tank was vibrated. The reduced pressure was released, the three-dimensional structure was taken out, washed and post-exposed to obtain the desired three-dimensional structure.

【0091】本実施例は、当然に種々の変更が可能であ
る。例えば、本実施例では流動性の光硬化性樹脂と粉末
の混練の工程を設けたが、本発明では、この工程を設け
る必要は必ずしもなく、流動性の光硬化性樹脂と粉末を
直接タンクに導入し、振動を加えることによって混合を
行ってもよい。また、振動は光照射以外の少なくとも一
工程で行うようにすることもできる。
Naturally, various modifications can be made to this embodiment. For example, in the present embodiment, the step of kneading the fluid photocurable resin and the powder was provided, but in the present invention, it is not always necessary to provide this step, and the fluid photocurable resin and the powder are directly stored in the tank. Mixing may be performed by introducing and applying vibration. Further, the vibration can be performed in at least one step other than the light irradiation.

【0092】実施例3 本実施例は、脱泡装置を取り付け、気密にしたタンク内
に、光照射部及びエレベータを昇降させるためのアクチ
ュエータを設けたことを特徴とする装置及びこの装置を
用いた三次元構造体の造形方法である。本実施例の方法
は、パッキング等を用いないので、気密性がよく、減圧
に時間がかからない。
Example 3 In this example, an apparatus for defoaming was provided and an actuator for raising and lowering a light irradiation section and an elevator was provided in an airtight tank, and this apparatus was used. This is a method of forming a three-dimensional structure. Since the method of this embodiment does not use packing or the like, airtightness is good and depressurization does not take time.

【0093】(i)粉末混合光硬化性樹脂を用いた光造
形装置 本実施例の装置の概略図を図9に示す。本実施例は自由
液面法による光造形装置の例である。図9の光造形装置
は、粉末混合光硬化性樹脂70を収容するタンク71を
有する。タンク71の側面には、粉末混合光硬化性樹脂
に振動を与えるための装置75を設置する。この振動を
与える装置は、上記実施例2で説明したものと同様の装
置を用いることができ、また設置方法の態様も上記実施
例2と同様である。
(I) Stereolithography apparatus using powder-mixed photo-curable resin A schematic diagram of the apparatus of this example is shown in FIG. The present embodiment is an example of a stereolithography apparatus using the free liquid surface method. The stereolithography apparatus in FIG. 9 has a tank 71 that stores the powder-mixed photocurable resin 70. A device 75 for vibrating the powder-mixed photocurable resin is installed on the side surface of the tank 71. As the device for giving this vibration, the same device as that described in the second embodiment can be used, and the mode of the installation method is also the same as in the second embodiment.

【0094】更に本発明の装置は、上記実施例1と同様
に光照射時に振動を加えないようにするための制御装置
84を具備していてもよい。該制御装置84は、エレベ
ータ73、光源80、振動を与える装置75、及び脱泡
装置78に連結されている。この制御装置84により、
エレベータ73、光源80、振動を与える装置75、及
び脱泡装置78を自動で制御することができ、光照射時
に自動で振動を停止することができる。また、制御装置
84を使用することによって、光照射時以外の少なくと
も一工程に振動を加えるように制御することもできる。
このような制御装置には、例えばマイクロコンピュータ
等を使用しうる。
Further, the apparatus of the present invention may be equipped with a control device 84 for preventing vibration during light irradiation as in the first embodiment. The control device 84 is connected to the elevator 73, the light source 80, the vibration imparting device 75, and the defoaming device 78. With this control device 84,
The elevator 73, the light source 80, the vibration giving device 75, and the defoaming device 78 can be automatically controlled, and the vibration can be automatically stopped at the time of light irradiation. Further, by using the control device 84, it is possible to perform control so that vibration is applied to at least one step other than the time of light irradiation.
A microcomputer or the like can be used as such a control device.

【0095】上記のように構成されたタンクには脱泡装
置が設置される。脱泡装置は、タンク71を密封するた
めのカバー76、タンク内を減圧にする真空装置78及
び該真空装置78とタンク71とを連通させるパイプ7
9よりなる。該脱泡装置のカバー78をタンク71上部
に設置し、カバー76とパイプ79の一端を気密に連結
する。パイプの他端は真空装置に接続する。この真空装
置によりタンク内が減圧にされる。タンク内には、粉末
混合光硬化性樹脂の硬化層の厚みを規定するためのエレ
ベータ73が設けられている。該エレベータは、種々の
形状を取りうるが、例えば図9に示したようなL字形状
の断面を有するものを用いることができる。該エレベー
タは、カバー76のタンク内面側に設置されたアクチュ
エータ82により、昇降させることが可能である。また
該カバーには、タンク外に設置された光源80から光フ
ァイバー83を通して導入される光を照射するための光
照射装置81が取り付けられている。光照射装置81
は、光照射が効率よく行われるような位置に設けること
が好ましく、特にカバーの中央部に設けることが好まし
い。
A defoaming device is installed in the tank constructed as described above. The defoaming device includes a cover 76 for sealing the tank 71, a vacuum device 78 for reducing the pressure in the tank, and a pipe 7 for connecting the vacuum device 78 and the tank 71.
It consists of 9. A cover 78 of the defoaming device is installed above the tank 71, and the cover 76 and one end of the pipe 79 are airtightly connected. The other end of the pipe is connected to a vacuum device. The inside of the tank is depressurized by this vacuum device. An elevator 73 for defining the thickness of the cured layer of the powder-mixed photocurable resin is provided in the tank. The elevator can have various shapes, but for example, an elevator having an L-shaped cross section as shown in FIG. 9 can be used. The elevator can be moved up and down by an actuator 82 installed on the tank inner surface side of the cover 76. Further, a light irradiation device 81 for irradiating light introduced from a light source 80 installed outside the tank through an optical fiber 83 is attached to the cover. Light irradiation device 81
Is preferably provided at a position where light irradiation is efficiently performed, and is particularly preferably provided at the center of the cover.

【0096】該光照射装置81は、アクチュエータが含
まれており、光ファイバー83の一端がアクチュエータ
によって光照射パターンに従って移動し得るようになっ
ている。
The light irradiation device 81 includes an actuator, and one end of the optical fiber 83 can be moved by the actuator according to the light irradiation pattern.

【0097】(ii)粉末混合硬化性樹脂を用いた三次元
構造体の形成方法 本実施例の三次元構造体の形成方法は、タンク外に設置
された光源80から光ファイバー83を通して導入され
る光を照射するための光照射装置81を用いて光照射
し、エレベータ73をカバー76内面側に設置されたア
クチュエータ82により下降させる以外、上記実施例2
と同様に行った。
(Ii) Method of forming three-dimensional structure using powder-mixed curable resin: The method of forming a three-dimensional structure of this embodiment is performed by introducing light from the light source 80 installed outside the tank through the optical fiber 83. Example 2 except that light is emitted using a light irradiating device 81 for irradiating the elevator 73 and the elevator 73 is lowered by an actuator 82 installed on the inner surface side of the cover 76.
I went the same way.

【0098】本実施例は、当然に種々の変更が可能であ
る。例えば、本実施例では流動性の光硬化性樹脂と粉末
の混練の工程を設けたが、本発明では、この工程を設け
る必要は必ずしもなく、流動性の光硬化性樹脂と粉末を
直接タンクに導入し、振動を加えることによって混合を
行ってもよい。また、振動は光照射以外の少なくとも一
工程で行うようにすることもできる。
Naturally, various modifications can be made to this embodiment. For example, in the present embodiment, the step of kneading the fluid photocurable resin and the powder was provided, but in the present invention, it is not always necessary to provide this step, and the fluid photocurable resin and the powder are directly stored in the tank. Mixing may be performed by introducing and applying vibration. Further, the vibration can be performed in at least one step other than the light irradiation.

【0099】実施例4 本実施例は、振動を加える手段及び冷却手段を具備し
た、第二の発明の例である。
Embodiment 4 This embodiment is an example of the second invention provided with means for applying vibration and cooling means.

【0100】(i)粉末混合光硬化性樹脂を用いた光造
形装置 本実施例の装置を図10に示す。本実施例は規制液面法
による光造形装置の例である。図10の光造形装置は、
粉末混合光硬化性樹脂50を収容するタンク51、エレ
ベータ53、光源56及び粉末混合光硬化性樹脂50に
振動を与える手段を有している。これらの構成は、実施
例1で説明したのと同様である。
(I) Stereolithography apparatus using powder-mixed photo-curable resin The apparatus of this example is shown in FIG. The present embodiment is an example of a stereolithography apparatus using the regulated liquid surface method. The stereolithography apparatus shown in FIG.
It has a tank 51 containing the powder-mixed photocurable resin 50, an elevator 53, a light source 56, and a means for vibrating the powder-mixed photocurable resin 50. These configurations are similar to those described in the first embodiment.

【0101】また、本発明の装置は、光照射時に振動を
加えないようにするための制御装置62を具備していて
もよい。該制御装置62も実施例1で説明したものと同
様である。
Further, the apparatus of the present invention may be equipped with a control device 62 for preventing vibration during light irradiation. The control device 62 is also the same as that described in the first embodiment.

【0102】本発明の装置は、上記構成に加え冷却手段
を具備する。該冷却手段にはベルチェ素子を使用した。
冷却手段は、粉末混合光硬化性樹脂を効率よく冷却する
ことができるように設置すればよく、図10のようにタ
ンク底面に設置してもよく、また図11のようにタンク
側面に設置してもよい。
The apparatus of the present invention is provided with a cooling means in addition to the above configuration. A Peltier element was used as the cooling means.
The cooling means may be installed so that the powder-mixed photo-curable resin can be efficiently cooled. It may be installed on the bottom surface of the tank as shown in FIG. 10 or installed on the side surface of the tank as shown in FIG. May be.

【0103】更に、本実施例においても、光照射時に振
動を加えないようにするための装置62を設置しうる
(図11では該制御装置62は省略した。)。
Further, also in the present embodiment, a device 62 for preventing vibration during light irradiation may be installed (the control device 62 is omitted in FIG. 11).

【0104】また、実施例4と同様に冷却装置を振動を
与える手段は同様の位置に設置してもよい。
As in the case of the fourth embodiment, the means for vibrating the cooling device may be installed at the same position.

【0105】(ii)粉末混合硬化性樹脂を用いた三次元
構造体の形成方法 スリーボンド製の紫外線硬化樹脂3042と平均粒径3
μmのアルミナ粉末を撹拌・脱泡機にて混練した後、得
られた粉末混合光硬化性樹脂を光造形機のタンクに導入
した。導入は、例えばタンクの端から気泡が入らないよ
うにゆっくり流し込むことによって行った。
(Ii) Method for forming three-dimensional structure using powder-mixed curable resin UV curable resin 3042 made by ThreeBond and average particle size 3
After the alumina powder of μm was kneaded by a stirring and defoaming machine, the obtained powder-mixed photocurable resin was introduced into the tank of the stereolithography machine. The introduction was carried out, for example, by pouring slowly so that air bubbles did not enter from the end of the tank.

【0106】次いで、上記(i)の構成を有する光造形
装置を用い、粉末混合光硬化性樹脂50を冷却すること
以外、実施例1と同様にして三次元構造体を造形した
(詳細は図17〜19を参照。なお、本実施例では図1
7〜19のタンクの底面若しくは側面に冷却装置が設置
されている。)。タンク内にエレベータを挿入し、上記
振動を与える手段で粉末混合光硬化性樹脂に振動を加え
た(図23及び24)。これによって、流動性の光硬化
性樹脂中に均一に粉末を分散させたこの振動は、三次元
構造体を造形する間、光照射する工程以外で、連続的に
加えた。
Next, a three-dimensional structure was formed in the same manner as in Example 1 except that the powder-mixed photo-curable resin 50 was cooled using the stereolithography apparatus having the above-mentioned configuration (i) (details are shown in FIG. 17 to 19. Note that in this embodiment, FIG.
A cooling device is installed on the bottom surface or the side surface of the tanks 7 to 19. ). The elevator was inserted into the tank, and the powder-mixed photocurable resin was vibrated by the means for giving the vibration (FIGS. 23 and 24). As a result, this vibration in which the powder is uniformly dispersed in the fluid photocurable resin is continuously applied during the process of forming the three-dimensional structure, except for the step of light irradiation.

【0107】また、冷却は粉末光硬化性樹脂が、熱で硬
化しないように適宜調節する。本実施例では、25℃に
冷却した。また、冷却は、図23に示すようにタンク5
1の底面に設置した冷却装置62によって行ってもよ
く、図24に示すようにタンク51の側面に設置した冷
却装置によって行ってもよい。冷却は、光造形装置で三
次元構造体を造形している間、連続して行った。
Further, the cooling is appropriately adjusted so that the powder photocurable resin is not cured by heat. In this example, it was cooled to 25 ° C. Further, the cooling is performed by the tank 5 as shown in FIG.
The cooling device 62 may be installed on the bottom surface of the tank 1, or may be installed on the side surface of the tank 51 as shown in FIG. Cooling was continuously performed while the three-dimensional structure was formed by the stereolithography apparatus.

【0108】次に、エレベータを所定の位置、即ち底面
に設置されたガラス55表面から硬化層一層分に固定し
た。具体的には、底面に設置されたガラス表面から0.
02mm上方に固定した。このエレベータの移動の間も振
動を加えることが好ましい。
Next, the elevator was fixed at a predetermined position, that is, from the surface of the glass 55 installed on the bottom surface to one layer of the hardened layer. Specifically, from the glass surface installed on the bottom surface to 0.
It was fixed above 02 mm. It is preferable to apply vibration during the movement of the elevator.

【0109】次に、光を所望の形状に照射し、一層分の
硬化層を形成した(図18)。本発明では、光の照射中
においては、硬化物が変形したり寸法の精度が低下した
りしないように、振動を停止した。光照射の段階で振動
を停止しても、粉末がすぐに沈降することはないので、
特に問題はなかった。所望の形状に樹脂が硬化したら光
を停止し、再度振動を加えた。次にエレベータを新たに
形成する硬化層の分だけ上昇させた。このとき硬化層
は、既にエレベータに硬化接合されているので、エレベ
ータと共に上昇する(図19)。
Next, a desired shape was irradiated with light to form a cured layer for one layer (FIG. 18). In the present invention, the vibration is stopped during the irradiation of light so that the cured product is not deformed or the dimensional accuracy is not reduced. Even if the vibration is stopped at the stage of light irradiation, the powder does not settle immediately, so
There was no particular problem. When the resin was cured to the desired shape, the light was stopped and vibration was applied again. Next, the elevator was raised by the amount of the newly formed hardened layer. At this time, since the hardened layer has already been hardened and bonded to the elevator, it rises together with the elevator (FIG. 19).

【0110】次に、同様の振動を与える工程及び光照射
行程で、硬化層の下部に接着するように新たな硬化層を
作成する。この操作を繰り返して硬化層を複数層積み重
ねることにより所望の三次元硬化物を形成することがで
きる。
Next, a new hardened layer is formed so as to adhere to the lower part of the hardened layer in the same process of applying vibration and the light irradiation process. By repeating this operation and stacking a plurality of cured layers, a desired three-dimensional cured product can be formed.

【0111】所望の形状が造形された後、エレベータを
タンクの外に出し、タンク内に振動を加えた。三次元構
造体を取り出し、洗浄し、後露光し、求める三次元構造
体を得た。
After the desired shape was formed, the elevator was taken out of the tank and the inside of the tank was vibrated. The three-dimensional structure was taken out, washed and post-exposed to obtain the desired three-dimensional structure.

【0112】本実施例は、当然に種々の変更が可能であ
る。例えば、本実施例では流動性の光硬化性樹脂と粉末
の混練の工程を設けたが、本発明では、この工程を設け
る必要は必ずしもなく、流動性の光硬化性樹脂と粉末を
直接タンクに導入し、振動を加えることによって混合を
行ってもよい。また、振動は光照射以外の少なくとも一
工程で行うようにすることもできる。更に、冷却は、連
続的でもまた断続的に行ってもよい。
Naturally, various modifications can be made to this embodiment. For example, in the present embodiment, the step of kneading the fluid photocurable resin and the powder was provided, but in the present invention, it is not always necessary to provide this step, and the fluid photocurable resin and the powder are directly stored in the tank. Mixing may be performed by introducing and applying vibration. Further, the vibration can be performed in at least one step other than the light irradiation. Further, the cooling may be continuous or intermittent.

【0113】実施例5 本実施例は、冷却手段を具備した、第二の発明の1例で
ある。
Embodiment 5 This embodiment is an example of the second invention provided with a cooling means.

【0114】(i)粉末混合光硬化性樹脂を用いた光造
形装置 本実施例の装置を図12に示す。本実施例は自由液面法
による光造形装置の例である。図12の光造形装置は、
粉末混合光硬化性樹脂70を収容するタンク71、エレ
ベータ73、光源80及び粉末混合光硬化性樹脂70に
振動を与える手段を有している。これらの構成は、実施
例2で説明したのと同様である。
(I) Optical modeling apparatus using powder-mixed photo-curable resin The apparatus of this example is shown in FIG. The present embodiment is an example of a stereolithography apparatus using the free liquid surface method. The stereolithography apparatus in FIG. 12 is
It has a tank 71 containing the powder-mixed photo-curable resin 70, an elevator 73, a light source 80, and means for vibrating the powder-mixed photo-curable resin 70. These configurations are similar to those described in the second embodiment.

【0115】また、本発明の装置は、光照射時に振動を
加えないようにするための制御装置84を具備していて
もよい(図12では該装置は省略してある。)。該制御
装置84は実施例1で説明したものと同様である。
Further, the apparatus of the present invention may be equipped with a control device 84 for preventing vibration during light irradiation (the device is omitted in FIG. 12). The control device 84 is the same as that described in the first embodiment.

【0116】本発明の装置は、上記構成に加え冷却手段
を具備する。該冷却手段にはベルチェ素子を使用した。
該冷却手段には、ペルチェ素子を使用した。冷却手段
は、粉末混合光硬化性樹脂を効率よく冷却することがで
きるように設置すればよく、図5のようにタンクの底面
に設置してもよく、また図26に示すようにタンクの側
面に設置してもよい。
The apparatus of the present invention comprises a cooling means in addition to the above construction. A Peltier element was used as the cooling means.
A Peltier device was used as the cooling means. The cooling means may be installed so that the powder-mixed photo-curable resin can be efficiently cooled, and may be installed on the bottom surface of the tank as shown in FIG. 5, or on the side surface of the tank as shown in FIG. It may be installed in.

【0117】(ii)粉末混合硬化性樹脂を用いた三次元
構造体の形成方法 スリーボンド製の紫外線硬化樹脂3042と平均粒径3
μmのアルミナ粉末を撹拌・脱泡機にて混練した後、得
られた粉末混合光硬化性樹脂を光造形機のタンクに導入
した。この後、冷却手段で粉末混合光硬化性樹脂を冷却
した(25℃)。冷却は光造形装置で三次元構造体を造
形している間、連続して行った。
(Ii) Method of forming three-dimensional structure using powder-mixed curable resin UV curable resin 3042 manufactured by ThreeBond and average particle size 3
After the alumina powder of μm was kneaded by a stirring and defoaming machine, the obtained powder-mixed photocurable resin was introduced into the tank of the stereolithography machine. Then, the powder-mixed photocurable resin was cooled by a cooling means (25 ° C.). Cooling was continuously performed while the three-dimensional structure was formed by the stereolithography apparatus.

【0118】次いで光造形装置で三次元構造体を造形し
た(詳細は図20〜22を参照。但し、本実施例では、
タンクの底面若しくは側面に冷却手段を設けた。)。タ
ンク内にエレベータを挿入し、上記振動を与える手段で
粉末混合光硬化性樹脂に振動を加えた。これによって、
流動性の光硬化性樹脂中に均一に粉末を分散させた(図
25及び26)。この振動は、三次元構造体を造形する
間、光照射する工程以外で、連続的に加えた。
Next, a three-dimensional structure was modeled by an optical modeling apparatus (for details, refer to FIGS. 20 to 22. However, in this example,
Cooling means was provided on the bottom or side of the tank. ). The elevator was inserted into the tank, and the powder-mixed photocurable resin was vibrated by the means for giving the vibration. by this,
The powder was dispersed uniformly in a flowable photocurable resin (FIGS. 25 and 26). This vibration was continuously applied during the formation of the three-dimensional structure except for the step of light irradiation.

【0119】次に、エレベータを所定の位置、即ち粉末
混合光硬化性樹脂の液表面から硬化層一層分に固定し
た。具体的には該液表面から0.05mm下方に固定した
(図20)。このエレベータの移動の間も振動を加える
ことが好ましい。
Next, the elevator was fixed at a predetermined position, that is, from the liquid surface of the powder-mixed photocurable resin to one layer of the cured layer. Specifically, it was fixed 0.05 mm below the surface of the liquid (FIG. 20). It is preferable to apply vibration during the movement of the elevator.

【0120】次に、光を所望の形状に照射し、一層分の
硬化層を形成した。本発明では、光の照射中において
は、硬化物が変形したり寸法の精度が低下したりしない
ように、振動を停止した。光照射の段階で振動を停止し
ても、粉末がすぐに沈降することはないので、特に問題
はなかった。所望の形状に樹脂が硬化したら光を停止
し、再度振動を加えた(図21)。次にエレベータを新
たに形成する硬化層の分だけ下降させた(図22)。次
に、同様の振動を与える工程及び光照射工程で、硬化層
の上部に接着するように新たな硬化層を作成する。この
操作を繰り返して硬化層を複数層積み重ねることにより
所望の三次元硬化物を形成することができる。
Next, light was irradiated in a desired shape to form a cured layer for one layer. In the present invention, the vibration is stopped during the irradiation of light so that the cured product is not deformed or the dimensional accuracy is not reduced. Even if the vibration was stopped at the stage of light irradiation, the powder did not settle immediately, so there was no particular problem. When the resin was cured to the desired shape, the light was stopped and vibration was applied again (Fig. 21). Next, the elevator was lowered by the amount of the newly formed hardened layer (FIG. 22). Next, a new hardened layer is formed so as to adhere to the upper part of the hardened layer in the same process of applying vibration and the light irradiation process. By repeating this operation and stacking a plurality of cured layers, a desired three-dimensional cured product can be formed.

【0121】所望の形状が造形された後、エレベータを
タンクの外に出し、タンク内に振動を加えた。減圧を解
き、三次元構造体を取り出し、洗浄し、後露光し、求め
る三次元構造体を得た。
After the desired shape was formed, the elevator was taken out of the tank and the inside of the tank was vibrated. The reduced pressure was released, the three-dimensional structure was taken out, washed and post-exposed to obtain the desired three-dimensional structure.

【0122】本実施例は、当然に種々の変更が可能であ
る。例えば、本実施例では流動性の光硬化性樹脂と粉末
の混練の工程を設けたが、本発明では、この工程を設け
る必要は必ずしもなく、流動性の光硬化性樹脂と粉末を
直接タンクに導入し、振動を加えることによって混合を
行ってもよい。また、振動は光照射以外の少なくとも一
工程で行うようにすることもできる。また冷却は連続的
でなく断続的に加えることもできる。
Naturally, various modifications can be made to this embodiment. For example, in the present embodiment, the step of kneading the fluid photocurable resin and the powder was provided, but in the present invention, it is not always necessary to provide this step, and the fluid photocurable resin and the powder are directly stored in the tank. Mixing may be performed by introducing and applying vibration. Further, the vibration can be performed in at least one step other than the light irradiation. The cooling can also be applied intermittently rather than continuously.

【0123】本発明においては、上記振動手段、脱泡手
段及び冷却手段を具備した三次元構造体形成装置とする
こともできる。以下では、このような三次元構造体形成
装置と、該形成装置を使用した三次元構造体の加工方法
の実施例を示す。
In the present invention, a three-dimensional structure forming apparatus equipped with the vibrating means, the defoaming means and the cooling means may be used. Examples of such a three-dimensional structure forming apparatus and a method of processing a three-dimensional structure using the forming apparatus will be described below.

【0124】実施例6 (i)粉末混合光硬化性樹脂を用いた光造形装置 本実施例の光造形装置は、粉末混合光硬化性樹脂を収容
するタンク、エレベータ、光源及び粉末混合光硬化性樹
脂に振動を与える手段を有している。これらの構成は、
実施例1で説明したのと同様である。
Example 6 (i) Stereolithography Apparatus Using Powder-Mixed Photocurable Resin The stereolithography apparatus of this Example is a tank containing an powder-mixed photocurable resin, an elevator, a light source, and a powder-mixed photocurable resin. It has means for giving vibration to the resin. These configurations are
This is similar to that described in the first embodiment.

【0125】また、本発明の装置は、光照射時に振動を
加えないようにするための制御装置を具備していてもよ
い。該制御装置も実施例1で説明したものと同様であ
る。
Further, the apparatus of the present invention may be equipped with a control device for preventing vibration during light irradiation. The control device is also the same as that described in the first embodiment.

【0126】本発明の装置は、上記構成に加え冷却手段
を具備する。該冷却手段にはベルチェ素子を使用した。
冷却手段は、粉末混合光硬化性樹脂を効率よく冷却する
ことができるように設置すればよく、タンク底面に設置
してもよく、タンク側面に設置してもよい。また、実施
例4及び5と同様に冷却装置と振動を与える手段は同じ
位置に設置してもよい。
The apparatus of the present invention is provided with a cooling means in addition to the above structure. A Peltier element was used as the cooling means.
The cooling means may be installed so that the powder-mixed photocurable resin can be cooled efficiently, and may be installed on the bottom surface of the tank or on the side surface of the tank. Further, as in the fourth and fifth embodiments, the cooling device and the means for applying vibration may be installed at the same position.

【0127】本実施例の三次元光造形装置では、更に脱
泡装置を具備する。この脱泡装置は、実施例1から3に
示したものと同様の構成を有する。
The three-dimensional stereolithography apparatus of this embodiment further comprises a defoaming device. This defoaming device has the same structure as that shown in Examples 1 to 3.

【0128】本実施例の三次元光造形装置は、規制液面
法、自由液面法、及び自由液面法であって、気密にした
タンク内にエレベータ、光照射部、及びエレベータを昇
降させるためのアクチュエータを具備した方法に適用し
うる。
The three-dimensional stereolithography apparatus of this embodiment is a regulated liquid level method, a free liquid level method, and a free liquid level method, in which an elevator, a light irradiation unit, and an elevator are moved up and down in an airtight tank. Can be applied to a method including an actuator for

【0129】(ii)粉末混合硬化性樹脂を用いた三次元
構造体の形成方法 スリーボンド製の紫外線硬化樹脂3042と平均粒径3
μmのアルミナ粉末を撹拌・脱泡機にて混練した後、得
られた粉末混合光硬化性樹脂を光造形機のタンクに導入
した。次に、脱泡装置で粉末混合光硬化性樹脂中の気泡
を除去した。この後、冷却手段で粉末混合光硬化性樹脂
を冷却した(25℃)。タンク内の減圧度は0.09か
ら0.1mmHgであった。脱泡及び冷却は光造形装置で三
次元構造体を造形している間、連続して行った。この脱
泡及び冷却のときに同時に振動を加えることが好まし
い。
(Ii) Method for forming three-dimensional structure using powder-mixed curable resin UV curable resin 3042 made by ThreeBond and average particle size 3
After the alumina powder of μm was kneaded by a stirring and defoaming machine, the obtained powder-mixed photocurable resin was introduced into the tank of the stereolithography machine. Next, air bubbles in the powder-mixed photocurable resin were removed by a defoaming device. Then, the powder-mixed photocurable resin was cooled by a cooling means (25 ° C.). The degree of vacuum in the tank was 0.09 to 0.1 mmHg. Defoaming and cooling were continuously performed while the three-dimensional structure was being formed by the stereolithography apparatus. It is preferable to apply vibration at the same time during this defoaming and cooling.

【0130】次いで三次元構造体は、例えば実施例1に
示した光造形法と同様の方法で造形しうる。
Then, the three-dimensional structure can be formed by, for example, the same method as the stereolithographic method shown in the first embodiment.

【0131】タンク内にエレベータを挿入し、上記振動
を与える手段で粉末混合光硬化性樹脂に振動を加えた。
これによって、流動性の光硬化性樹脂中に均一に粉末を
分散させることができる。この振動は、三次元構造体を
造形する間、光照射する工程以外で、連続的に加えた。
An elevator was inserted into the tank, and the powder-mixed photocurable resin was vibrated by the means for giving the above vibration.
This allows the powder to be uniformly dispersed in the fluid photocurable resin. This vibration was continuously applied during the formation of the three-dimensional structure except for the step of light irradiation.

【0132】次に、エレベータを所定の位置、即ち粉末
混合光硬化性樹脂の液表面から硬化層一層分に固定し
た。具体的には該液表面から0.02mm上方に固定し
た。このエレベータの移動の間も振動を加えることが好
ましい。
Next, the elevator was fixed at a predetermined position, that is, one layer of the cured layer from the liquid surface of the powder-mixed photocurable resin. Specifically, it was fixed 0.02 mm above the liquid surface. It is preferable to apply vibration during the movement of the elevator.

【0133】次に、光を所望の形状に照射し、一層分の
硬化層を形成した。本発明では、光の照射中において
は、硬化物が変形したり寸法の精度が低下したりしない
ように、振動を停止した。光照射の段階で振動を停止し
ても、粉末がすぐに沈降することはないので、特に問題
はなかった。所望の形状に樹脂が硬化したら光を停止
し、再度振動を加えた。次にエレベータを新たに形成す
る硬化層の分だけ上昇降させた。このとき硬化層は、既
にエレベータに硬化接合されているので、エレベータと
共に上昇する(図19)。
Next, the desired shape was irradiated with light to form a cured layer for one layer. In the present invention, the vibration is stopped during the irradiation of light so that the cured product is not deformed or the dimensional accuracy is not reduced. Even if the vibration was stopped at the stage of light irradiation, the powder did not settle immediately, so there was no particular problem. When the resin was cured to the desired shape, the light was stopped and vibration was applied again. Next, the elevator was moved up and down by the amount of the newly formed hardened layer. At this time, since the hardened layer has already been hardened and bonded to the elevator, it rises together with the elevator (FIG. 19).

【0134】次に、同様の振動を与える工程及び光照射
行程で、硬化層の下部に接着するように新たな硬化層を
作成する。この操作を繰り返して硬化層を複数層積み重
ねることにより所望の三次元硬化物を形成することがで
きる。
Next, a new hardened layer is formed so as to adhere to the lower part of the hardened layer in the same process of applying vibration and the light irradiation process. By repeating this operation and stacking a plurality of cured layers, a desired three-dimensional cured product can be formed.

【0135】所望の形状が造形された後、エレベータを
タンクの外に出し、タンク内に振動を加えた。減圧を解
き、三次元構造体を取り出し、洗浄し、後露光し、求め
る三次元構造体を得た。
After the desired shape was formed, the elevator was taken out of the tank and the inside of the tank was vibrated. The reduced pressure was released, the three-dimensional structure was taken out, washed and post-exposed to obtain the desired three-dimensional structure.

【0136】本実施例は、当然に種々の変更が可能であ
る。例えば、本実施例では流動性の光硬化性樹脂と粉末
の混練の工程を設けたが、本発明では、この工程を設け
る必要は必ずしもなく、流動性の光硬化性樹脂と粉末を
直接タンクに導入し、振動を加えることによって混合を
行ってもよい。また、振動は光照射以外の少なくとも一
工程で行うようにすることもできる。
Naturally, various modifications can be made to this embodiment. For example, in the present embodiment, the step of kneading the fluid photocurable resin and the powder was provided, but in the present invention, it is not always necessary to provide this step, and the fluid photocurable resin and the powder are directly stored in the tank. Mixing may be performed by introducing and applying vibration. Further, the vibration can be performed in at least one step other than the light irradiation.

【0137】本発明は、上記請求の範囲に記載した以外
の発明も包含しうる。以下に(1)及び(2)に関係す
る装置の発明と(3)に関係する三次元光造形方法の発
明とに分けて記載する。また、上記(1)から(3)と
の従属関係を明らかにするために上記(1)から(3)
の発明を併記した。以下の記載において、装置の発明に
関する記載は、(1)、(2)、及び(4)から(1
3)であり、方法の発明に関する記載は、(3)及び
(14)から(17)である。
The present invention can include inventions other than those described in the claims. The inventions of the apparatus related to (1) and (2) and the invention of the three-dimensional stereolithography method related to (3) are separately described below. In addition, in order to clarify the subordination relationship with (1) to (3) above, (1) to (3) above
The invention of is also described. In the following description, the description of the invention of the device will be made from (1), (2), and (4) to (1
3), and the description of the method invention is (3) and (14) to (17).

【0138】まず、装置に関係する発明を記載する。な
お、方法の発明については装置の後に併せて記載する。
First, the invention relating to the apparatus will be described. The invention of the method is also described after the device.

【0139】(1)流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合
してなる粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャンさせな
がら光照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数
層積み重ねて三次元構造体を造形する光造形装置におい
て、前記粉末混合光硬化性樹脂を収容する収容する収容
手段と、この収容手段内に配置され、前記光硬化層が形
成される支持手段と、前記支持手段の近郷の粉末混合光
硬化性樹脂を硬化させるように前記収容手段の粉末混合
光硬化性樹脂に光を照射する光照射手段と、前記粉末混
合光硬化性樹脂に振動を与える振動手段と、前記粉末混
合光硬化性樹脂内に存在する気泡を除去する脱泡手段
と、を具備することを特徴とする光造形装置。
(1) A powder-mixed photocurable resin obtained by mixing powder with a fluid photocurable resin is irradiated with light while scanning light to form a photocurable layer. In a stereolithography apparatus for stacking layers to fabricate a three-dimensional structure, a housing means for housing the powder-mixed photocurable resin, and a support means arranged in the housing means and on which the photocurable layer is formed. A light irradiating means for irradiating the powder-mixed photo-curable resin of the accommodating means with light so as to cure the powder-mixed photo-curable resin near the supporting means, and a vibration for vibrating the powder-mixed photo-curable resin An optical modeling apparatus comprising: a means and a defoaming means for removing bubbles existing in the powder-mixed photocurable resin.

【0140】(実施例)実施例の1から3が該当する。(Example) Examples 1 to 3 are applicable.

【0141】(作用・効果)前記の該粉末混合光硬化性
樹脂に振動を与える手段を用いて脱泡することにより該
粉末混合光硬化性樹脂に混入したエアーを効率よく取り
除くことができる。更に振動により該粉末混合光硬化性
樹脂に含まれる粉末の沈澱を防止することで粉末が均一
に樹脂内で混合され、粉末が均一に分散した粉末混合光
硬化性樹脂からなる三次元構造体を造形することができ
る。
(Operation / Effect) The air mixed in the powder-mixed photo-curable resin can be efficiently removed by defoaming the powder-mixed photo-curable resin using a means for vibrating the powder-mixed photo-curable resin. Further, by vibrating to prevent precipitation of the powder contained in the powder-mixed photocurable resin, the powder is uniformly mixed in the resin, and a three-dimensional structure made of the powder-mixed photocurable resin in which the powder is uniformly dispersed is formed. Can be shaped.

【0142】(2)流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合
してなる粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャンさせな
がら光照射して光硬化層を形成し、該光硬化層を複数層
積み重ねて三次元構造体を造形する光造形装置におい
て、前記粉末混合光硬化性樹脂を収容する収容手段と、
この収容手段内に配置され、前記光硬化層が形成させる
支持手段と、前記支持手段近傍の粉末混合光硬化性樹脂
を硬化させるように前記収容手段内の粉末混合光硬化性
樹脂に光を照射する光照射手段と、前記粉末混合光硬化
性樹脂に振動を与える振動手段と、前記粉末混合光硬化
性樹脂を冷却する冷却手段と、を具備することを特徴と
する光造形装置。
(2) A powder-mixed photocurable resin obtained by mixing powder with a fluid photocurable resin is irradiated with light while scanning light to form a photocurable layer, and a plurality of photocurable layers are formed. In a stereolithography device for stacking layers to fabricate a three-dimensional structure, accommodating means for accommodating the powder-mixed photocurable resin,
The powder-mixed photo-curable resin in the storage means is irradiated with light so as to cure the powder-mixed photo-curable resin disposed in the storage means and formed by the photo-curable layer and the support means in the vicinity of the support means. An optical modeling apparatus comprising: a light irradiating unit for controlling the powder mixed photocurable resin; a vibrating unit for vibrating the powder mixed photocurable resin; and a cooling unit for cooling the powder mixed photocurable resin.

【0143】(実施例)実施例の4及び5が該当する。(Embodiment) 4 and 5 of the embodiment correspond.

【0144】(作用・効果)前記該粉末混合光硬化性樹
脂に振動を与える手段、冷却する手段を具備したことに
より、該粉末混合光硬化性樹脂に混入したエアーを効率
的に脱泡し、さらに振動により該粉末混合光硬化性樹脂
に含まれる粉末の沈降を防止することができる。従っ
て、該粉末混合光硬化性樹脂中の粉末が均一に混合さ
れ、強度及び耐熱性に優れた粉末混合光硬化性樹脂から
なる三次元構造体を造形することができる光造形装置を
提供しうる。
(Operation / Effect) Since the powder-mixed photo-curable resin is provided with a means for vibrating and a means for cooling, the air mixed in the powder-mixed photo-curable resin is efficiently degassed, Further, the vibration can prevent the powder contained in the powder-mixed photocurable resin from settling. Therefore, the powder in the powder-mixed photocurable resin is uniformly mixed, and it is possible to provide a stereolithography apparatus capable of molding a three-dimensional structure made of the powder-mixed photocurable resin having excellent strength and heat resistance. .

【0145】該粉末混合光硬化性樹脂に含まれる光硬化
性流動樹脂の種類によっては、光以外に熱でも硬化して
しまうという特性がある。従って該粉末混合光硬化性樹
脂に振動を与える手段で発生した熱を冷却する手段によ
り冷却することで、該粉末混合光硬化性樹脂の振動熱に
よる硬化を防止することができる。これにより不必要な
硬化物が付着することなく精度の良い三次元構造体を造
形することができる。さらに振動を与える手段にて、該
粉末混合光硬化性樹脂に含まれる粉末の沈降を防止する
ことができ、粉末が均一に混合された粉末混合光硬化性
樹脂からなる三次元構造体を造形することができる。
Depending on the type of photocurable fluid resin contained in the powder-mixed photocurable resin, there is a characteristic that it is cured by heat in addition to light. Therefore, by cooling the heat generated by the means for giving vibration to the powder-mixed photo-curable resin by means of the cooling means, it is possible to prevent the powder-mixed photo-curable resin from being cured by vibration heat. As a result, an accurate three-dimensional structure can be formed without unnecessary adhesion of a cured product. Further, by vibrating means, it is possible to prevent the powder contained in the powder-mixed photocurable resin from settling, and form a three-dimensional structure made of the powder-mixed photocurable resin in which the powders are uniformly mixed. be able to.

【0146】(4)上記(1)に記載の光造形装置にお
いて、前記粉末混合光硬化性樹脂を冷却する冷却する手
段を更に加えたことを特徴とする光造形装置。
(4) The stereolithography apparatus according to (1) above, further comprising cooling means for cooling the powder-mixed photocurable resin.

【0147】(実施例)実施例の6が該当する。(Example) The sixth example corresponds to the example.

【0148】(作用・効果)該粉末混合光硬化性樹脂の
中に混合されている光硬化性流動樹脂と粉末は、それぞ
れ比重が異なるため該粉末混合光硬化性樹脂中の粉末が
沈殿してしまい、均一に混合することができないことか
ら、粉末が均一に混合されている硬化した粉末混合光硬
化性樹脂による3次元構造体を造形することが困難であ
ったが、該粉末混合光硬化性樹脂に振動を与える手段と
脱泡する手段と冷却する手段を用いた光造形装置、によ
り造形中に振動を与えることにより、光硬化性流動樹脂
と粉末を均一に混合することができる。更に脱泡する手
段があることにより該粉末混合光硬化性樹脂内にエアー
が混入するのを防止することができる。また、さらに冷
却する手段を具備したことにより、振動により該粉末混
合光硬化性樹脂に加わる熱を冷却することできるので、
該粉末混合光硬化性樹脂の振動熱による硬化を防止する
ことができる。以上の作用により、不必要な硬化物が付
着することなく、しかも該粉末混合光硬化性樹脂の粉末
が均一に混合された3次元構造体を精度よく造形するこ
とができる光造形装置を提供しうる。
(Operation / Effect) Since the photocurable fluid resin and the powder mixed in the powder-mixed photocurable resin have different specific gravities, the powder in the powder-mixed photocurable resin is precipitated. Since it is impossible to mix the powders uniformly, it is difficult to form a three-dimensional structure made of the cured powder-mixed photocurable resin in which the powders are uniformly mixed. The photocurable fluid resin and the powder can be uniformly mixed by applying vibration to the resin during modeling by means of an optical modeling apparatus using a means for giving vibration to the resin, a means for defoaming and a means for cooling. Further, by providing a means for defoaming, it is possible to prevent air from being mixed into the powder-mixed photocurable resin. Further, by providing a means for further cooling, it is possible to cool the heat applied to the powder-mixed photocurable resin by vibration,
It is possible to prevent the powder-mixed photocurable resin from being cured by vibration heat. By the above action, an optical modeling apparatus capable of accurately modeling a three-dimensional structure in which powder of the powder-mixed photocurable resin is uniformly mixed, without unnecessary adhesion of a cured product, is provided. sell.

【0149】(5)上記(2)に記載の光造形装置にお
いて、前記粉末混合光硬化性樹脂内に存在する気泡を除
去する脱泡手段を更に備えたことを特徴とする光造形装
置。
(5) The stereolithography apparatus according to (2) above, further comprising defoaming means for removing bubbles present in the powder-mixed photocurable resin.

【0150】(実施例)実施例の6が該当する。(Example) Example 6 corresponds to Example 6.

【0151】(作用・効果)該粉末混合光硬化性樹脂の
中に混合されている光硬化性流動樹脂と粉末は、それぞ
れ比重が異なるため該粉末混合光硬化性樹脂中の粉末が
沈殿してしまい、均一に混合することができないことか
ら、粉末が均一に混合されている硬化した粉末混合光硬
化性樹脂による3次元構造体を造形することが困難であ
ったが、該粉末混合光硬化性樹脂に振動を与える手段と
脱泡する手段と冷却する手段を用いた光造形装置、によ
り造形中に振動を与えることにより、光硬化性流動樹脂
と粉末を均一に混合することができる。更に脱泡する手
段があることにより該粉末混合光硬化性樹脂内にエアー
が混入するのを防止することができる。また、さらに冷
却する手段を具備したことにより、振動により該粉末混
合光硬化性樹脂に加わる熱を冷却することできるので、
該粉末混合光硬化性樹脂の振動熱による硬化を防止する
ことができる。以上の作用により、不必要な硬化物が付
着することなく、しかも該粉末混合光硬化性樹脂の粉末
が均一に混合された3次元構造体を精度よく造形するこ
とができる光造形装置を提供しうる。
(Function / Effect) Since the photocurable fluid resin and the powder mixed in the powder-mixed photocurable resin have different specific gravities, the powder in the powder-mixed photocurable resin is precipitated. Since it is impossible to mix the powders uniformly, it is difficult to form a three-dimensional structure made of the cured powder-mixed photocurable resin in which the powders are uniformly mixed. The photocurable fluid resin and the powder can be uniformly mixed by applying vibration to the resin during modeling by means of an optical modeling apparatus using a means for giving vibration to the resin, a means for defoaming and a means for cooling. Further, by providing a means for defoaming, it is possible to prevent air from being mixed into the powder-mixed photocurable resin. Further, by providing a means for further cooling, it is possible to cool the heat applied to the powder-mixed photocurable resin by vibration,
It is possible to prevent the powder-mixed photocurable resin from being cured by vibration heat. By the above action, an optical modeling apparatus capable of accurately modeling a three-dimensional structure in which powder of the powder-mixed photocurable resin is uniformly mixed, without unnecessary adhesion of a cured product, is provided. sell.

【0152】(6)上記(2)又は(4)に記載の光造
形装置において、前記冷却手段がベルチェ素子であるこ
とを特徴とする光造形装置。
(6) The optical modeling apparatus as described in (2) or (4) above, wherein the cooling means is a Peltier element.

【0153】(実施例)実施例の4から6が該当する。(Examples) Examples 4 to 6 are applicable.

【0154】(作用・効果)熱を冷却する手段がベルチ
ェ素子であることから冷却手段の取り付け面積が小さく
なることにより、装置を小型にすることができるという
効果がある。また該粉末混合光硬化性樹脂の硬化条件は
温度に影響を受けやすいという特徴がある。該粉末混合
光硬化性樹脂の温度をセンサーで測定し、電気エネルギ
ーで温度コントロールが可能なべルチェ素子を使用する
ことにより、該粉末混合光硬化性樹脂の温度を一定に保
ちながら光造形することができる。このことにより、季
節などにより変化する外気温度の変化に影響されずに、
常に一定の硬化条件で安定した三次元構造体を造形する
ことができる装置を提供することができる。
(Operation / Effect) Since the means for cooling the heat is the Peltier element, the mounting area of the cooling means is reduced, so that the device can be downsized. Further, the curing condition of the powder-mixed photocurable resin is characterized by being easily influenced by temperature. By measuring the temperature of the powder-mixed photocurable resin with a sensor and using a Beltier element capable of controlling the temperature with electric energy, stereolithography can be performed while keeping the temperature of the powder-mixed photocurable resin constant. it can. As a result, without being affected by changes in the outside air temperature that change depending on the season,
It is possible to provide a device capable of forming a stable three-dimensional structure under constant curing conditions.

【0155】(7)上記(1)及び(2)から(6)の
何れかに記載の光造形装置において、前記振動を与える
手段が超音波又は音波を利用していることを特徴とする
光造形装置。
(7) In the optical modeling apparatus according to any one of (1) and (2) to (6), the means for giving the vibration uses ultrasonic waves or sound waves. Modeling equipment.

【0156】(実施例)実施例の1から6が該当する。(Example) Examples 1 to 6 are applicable.

【0157】(作用・効果)タンク内にスクリュー式の
撹拌機を挿入して撹拌を行う構成の場合では、エレベー
タがタンク中央部にあることによりスクリュー式の撹拌
機を中央部に位置させることができがないことから、部
分的な撹拌しかできない。特に粉末混合光硬化性樹脂は
粉末含有量が高くなると高粘度となるためスクリュー部
周辺以外の部分は撹拌できない。またスクリュー式の撹
拌機により粉末混合光硬化性樹脂の上面に渦が発生しや
すいため、粉末混合光硬化性樹脂の上面が平坦になるま
で時間をかけてから光照射をしないと、光造形により硬
化する層の厚みが不均一になってしまう。本発明の装置
では、振動を与える手段が超音波または音波であること
により、粉末混合光硬化性樹脂全体に振動を加えること
ができ、粉末混合光硬化性樹脂に含まれる粉末を全体的
に均一に混合することができる。さらに渦が発生しない
ことにより上面が平坦になるまで時間が短くなり、造形
時間が短くなるという効果がある。
(Operation / Effect) In the case of a structure in which a screw-type stirrer is inserted into a tank for stirring, the screw-type stirrer can be positioned at the center because the elevator is at the center of the tank. Since it cannot be done, only partial stirring is possible. In particular, the powder-mixed photo-curable resin has a high viscosity when the powder content is high, so that it is impossible to stir the portion other than the periphery of the screw portion. In addition, since a vortex is easily generated on the upper surface of the powder-mixed photo-curable resin by the screw-type stirrer, it is necessary to wait for a while until the upper surface of the powder-mixed photo-curable resin becomes flat before light irradiation. The thickness of the cured layer becomes uneven. In the device of the present invention, since the means for applying vibration is ultrasonic waves or sound waves, it is possible to apply vibration to the entire powder-mixed photo-curable resin, and to uniformly disperse the powder contained in the powder-mixed photo-curable resin. Can be mixed. Further, since no vortex is generated, the time until the upper surface becomes flat is shortened, which has the effect of shortening the modeling time.

【0158】(8)上記(1)及び(2)から(6)の
何れかに記載の光造形装置において、前記振動を与える
手段が、前記支持手段に取り付けられていることを特徴
とする光造形装置。
(8) In the optical modeling apparatus according to any one of (1) and (2) to (6), the means for giving the vibration is attached to the supporting means. Modeling equipment.

【0159】(実施例)実施例の1から6が該当する。(Example) Examples 1 to 6 correspond.

【0160】(作用・効果)支持手段に振動を与える手
段が装着されていることから該支持手段上の硬化した粉
末混合光硬化性樹脂に直接振動を加えることが可能であ
る。従って、最も撹拌を必要とする光照射する箇所に効
率良く該粉末混合光硬化性樹脂を撹拌することができる
という効果がある。
(Operation / Effect) Since the supporting means is equipped with a means for giving vibration, it is possible to directly apply vibration to the cured powder-mixed photocurable resin on the supporting means. Therefore, there is an effect that the powder-mixed photo-curable resin can be efficiently stirred at the place where the light irradiation that requires the most stirring is performed.

【0161】(9)上記(1)及び(2)から(6)の
何れかに記載の光造形装置において、前記支持手段が、
前記収容手段に直接取り付けられていることを特徴とす
る光造形装置。
(9) In the optical modeling apparatus described in any one of (1) and (2) to (6) above, the supporting means is
An optical modeling apparatus, which is directly attached to the housing means.

【0162】(実施例)実施例の1から6が該当する。(Examples) Examples 1 to 6 are applicable.

【0163】(作用・効果)前記振動を与える手段が該
粉末混合光硬化性樹脂を入れる支持手段の底面や側面に
装置されていることから、該支持手段全体に振動が加わ
ることにより粉末混合光硬化性樹脂に含まれる粉末を均
一に混合することができるという効果がある。
(Operation / Effect) Since the means for giving the vibration is provided on the bottom surface or the side surface of the supporting means for putting the powder-mixed photo-curable resin, the vibration of the whole supporting means causes the powder-mixed light to be mixed. There is an effect that the powder contained in the curable resin can be uniformly mixed.

【0164】(10)上記(8)及び(9)の光造形装
置において、前記振動を与える手段が、脱着自在に前記
支持手段又は前記収容手段に取り付けられていることを
特徴とする光造形装置。
(10) In the stereolithography apparatus of the above (8) and (9), the means for giving the vibration is detachably attached to the supporting means or the accommodating means. .

【0165】(実施例)実施例の1から6が該当する。(Example) Examples 1 to 6 correspond.

【0166】(作用,効果)前記振動を与える手段を着
脱可能に装着することにより、支持手段又は収容手段の
みを取り外すことができるので造形終了後、支持手段又
は収容手段内に付着した粘性の高い粉末混合光硬化性樹
脂の洗浄が簡単にできる。特に洗浄時にアクチュエータ
を濡らさずに支持手段又は収容手段のみ洗浄できるので
漏電のおそれがないという効果かがある。
(Operation and effect) By detachably mounting the means for giving the vibration, only the supporting means or the accommodating means can be detached, so that the viscosity of the viscous material adhered to the supporting means or the accommodating means is high after the completion of modeling. The powder-mixed photo-curable resin can be easily washed. In particular, since only the supporting means or the housing means can be washed without wetting the actuator during washing, there is an effect that there is no risk of electric leakage.

【0167】(11)上記(1)又は(2)に記載の光
造形装置において、前記収容手段が、前記粉末混合光硬
化性樹脂を密封すると共に、光透過部を有する匡体から
なることを特徴とする光造形装置。
(11) In the optical molding apparatus described in (1) or (2) above, the accommodating means is made of an enclosure that seals the powder-mixed photocurable resin and has a light transmitting portion. Characterized stereolithography equipment.

【0168】(実施例)実施例の2が該当する。(Example) The second example corresponds to Example 2.

【0169】(作用・効果)密封された収容手段で、か
つ収容手段に光を透過する箇所を設けたことにより、収
容手段内の容積を少なくすることができ、この低容積部
分を減圧にすればよいので減圧にするエネルギが少なく
なり、減圧時間が短時間ですむ。従って、造形時問を短
縮できるという効果がある。
(Operation / Effect) By providing the sealed accommodating means and the accommodating means with a portion for transmitting light, the volume in the accommodating means can be reduced, and the low volume portion can be depressurized. Since the energy required for decompression is small, the decompression time is short. Therefore, there is an effect that the time required for modeling can be shortened.

【0170】(12)上記(11)に記載の光造形装置
において、前記脱泡手段が、前記収容手段に接続された
パイプと、このパイプに接続された、前記収容手段内の
空気を除去する真空ポンプからなることを特徴とする光
造形装置。
(12) In the optical molding apparatus described in (11) above, the defoaming means removes the pipe connected to the accommodating means and the air in the accommodating means connected to the pipe. A stereolithography device characterized by comprising a vacuum pump.

【0171】(実施例)実施例の1から6が該当する。(Example) Examples 1 to 6 correspond.

【0172】(作用・効果)脱泡する手段が収容手段を
密封するカバーを具備し、更に収容手段内のエアーを減
圧するための手段としてパイプ及び真空装置を具備して
いることにより、熱や光を使用しないので、前記粉末混
合光硬化性樹脂を硬化させてしまうことなく安定して脱
泡ができるという効果がある。
(Operation / Effect) The defoaming means is provided with a cover for sealing the accommodating means, and a pipe and a vacuum device are provided as means for depressurizing the air in the accommodating means. Since light is not used, there is an effect that defoaming can be stably performed without curing the powder-mixed photocurable resin.

【0173】(13)上記(1)及び(2)から(5)
の何れかに記載の光造形装置において、光照射時に前記
振動を与える手段によって加えられる振動を停止するた
めの制御手段を更に設置し、該制御手段を前記支持手
段、前記光照射手段、前記振動を与える手段、並びに脱
泡手段及び/又は冷却手段に接続したことを特徴とする
光造形装置。
(13) From the above (1) and (2) to (5)
In the stereolithography apparatus according to any one of the above, further comprising a control means for stopping the vibration applied by the means for giving the vibration at the time of light irradiation, the control means comprising the supporting means, the light irradiation means, and the vibration. And a defoaming means and / or a cooling means.

【0174】(実施例)実施例1から6が該当する。(Examples) Examples 1 to 6 are applicable.

【0175】(作用及び効果)振動手段を制御するため
の制御手段を備え、該制御手段を前記支持手段、前記光
照射手段、前記振動を与える手段、並びに脱泡手段及び
/又は冷却手段に接続したことにより、各手段の状況を
判断しながら光照射時にのみ振動を停止することがで
き、しかもこの停止を自動で行うことができる。更に、
各手段を自動で制御することができるという効果を有す
る。
(Operation and effect) A control means for controlling the vibration means is provided, and the control means is connected to the support means, the light irradiation means, the vibration giving means, and the defoaming means and / or the cooling means. By doing so, the vibration can be stopped only when the light is irradiated while judging the status of each means, and this stop can be automatically performed. Furthermore,
It has an effect that each means can be automatically controlled.

【0176】次に、本発明の三次元光造形方法について
記載する。なお、従属関係を明確にするため、三次元光
造形方法の発明(3)を併記した。
Next, the three-dimensional stereolithography method of the present invention will be described. In order to clarify the subordination relationship, the invention (3) of the three-dimensional stereolithography method is also described.

【0177】(3)流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合
してなる粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャンさせな
がら光照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数
層積み重ねて三次元構造体を造形する光造形方法におい
て、修道性の光硬化樹脂と所定の粉末材料を混合して粉
末混合光硬化性樹脂を得る混練工程と、流動性の光硬化
性樹脂を支持手段とともに収容手段に収容する収容工程
と、前記収容手段内に収容された前記粉末混合光硬化性
樹脂に光をスキャンさせながら光照射し、前記支持手段
に光硬化層を形成する光照射工程と、前記光硬化層を複
数層積み重ねて三次元構造体を造形するように、前記支
持手段を間欠的に所定の距離で移動させる移動工程と、
前記粉末混合光硬化性樹脂を振動させる振動工程と、を
備えたことを特徴とする光造形方法。
(3) A powder-mixed photocurable resin obtained by mixing powder in a fluid photocurable resin is irradiated with light while scanning light to form a photocurable layer. In the stereolithography method for stacking layers to fabricate a three-dimensional structure, a kneading step of mixing a monastic photocurable resin and a predetermined powder material to obtain a powder-mixed photocurable resin, and a fluid photocurable resin A housing step of housing the housing means together with the supporting means, and a light irradiation step of irradiating the powder-mixed photocurable resin housed in the housing means with light while scanning the light to form a photocurable layer on the supporting means. And a moving step of intermittently moving the supporting means at a predetermined distance so as to form a three-dimensional structure by stacking a plurality of the photocurable layers.
And a vibrating step of vibrating the powder-mixed photo-curable resin.

【0178】(実施例)実施例1から6が該当する。(Examples) Examples 1 to 6 are applicable.

【0179】(作用・効果)前記該粉末混合光硬化性樹
脂に振動を与える手段を具備したことにより、振動によ
り該粉末混合光硬化性樹脂に含まれる粉末の沈降を防止
することができる。従って、該粉末混合光硬化性樹脂中
の粉末が均一に混合され、強度及び耐熱性に優れた粉末
混合光硬化性樹脂からなる三次元構造体を造形すること
ができる光造形装置を提供しうる。
(Operation / Effect) By providing the means for vibrating the powder-mixed photocurable resin, it is possible to prevent the powder contained in the powder-mixed photocurable resin from settling due to the vibration. Therefore, the powder in the powder-mixed photocurable resin is uniformly mixed, and it is possible to provide a stereolithography apparatus capable of molding a three-dimensional structure made of the powder-mixed photocurable resin having excellent strength and heat resistance. .

【0180】振動を与える手段にて、該粉末混合光硬化
性樹脂に含まれる粉末の沈降を防止することができ、粉
末が均一に混合された粉末混合光硬化性樹脂からなる三
次元構造体を造形することができる。
By vibrating means, it is possible to prevent the powder contained in the powder-mixed photocurable resin from settling, and to obtain a three-dimensional structure made of the powder-mixed photocurable resin in which the powders are uniformly mixed. Can be shaped.

【0181】(14)上記(3)において、前記振動工
程が、前記光照射工程以外の少なくとも1工程で行われ
ることを特徴とする光造形方法。
(14) In the above (3), the stereolithography method is characterized in that the vibrating step is performed in at least one step other than the light irradiation step.

【0182】(実施例)実施例の1から6が該当する。(Example) Examples 1 to 6 correspond.

【0183】(作用・効果)粉末混合光硬化性樹脂に振
動を与える手段により該粉末混合光硬化性樹脂に含まれ
る粉末の沈降を防止することができる。また、振動を光
照射時に停止することによって硬化物が変形したり寸法
の精度が低下することを防止しうる。従って、精度の良
い三次元構造物を形成することができる。
(Operation / Effect) By vibrating the powder-mixed photocurable resin, the powder contained in the powder-mixed photocurable resin can be prevented from settling. Further, it is possible to prevent the cured product from being deformed and the dimensional accuracy from being lowered by stopping the vibration at the time of light irradiation. Therefore, an accurate three-dimensional structure can be formed.

【0184】(15)上記(3)において、更に粉末混
合光硬化性樹脂内の気泡を除去する脱泡工程を有するこ
とを特徴とする光造形方法。
(15) A stereolithography method according to the above (3), which further comprises a defoaming step of removing bubbles in the powder-mixed photocurable resin.

【0185】(実施例)実施例の1から3及び6が該当
する。
(Examples) Examples 1 to 3 and 6 correspond.

【0186】(作用・効果)粉末混合光硬化性樹脂に振
動を与える手段と脱泡する手段を具備した光造形装置を
用いる。脱泡手段により粉末混合光硬化性樹脂に混入し
たエアーを効率的に脱泡し、さらに振動により該粉末混
合光硬化性樹脂に含まれる粉末の沈降を防止することが
できる。脱泡する手段があるので気泡を含まない光造形
加工法を提供できるという効果がある。
(Operation / Effect) An optical modeling apparatus equipped with a means for vibrating the powder-mixed photocurable resin and a means for defoaming is used. The air mixed in the powder-mixed photocurable resin can be efficiently defoamed by the defoaming means, and the vibration can prevent the powder contained in the powder-mixed photocurable resin from settling. Since there is a means for removing bubbles, there is an effect that it is possible to provide a stereolithography method that does not contain bubbles.

【0187】(16)上記(3)において、更に粉末混
合光硬化性樹脂を冷却する冷却工程を有することを特徴
とする光造形方法。
(16) An optical molding method according to the above (3), which further comprises a cooling step of cooling the powder-mixed photocurable resin.

【0188】(実施例)実施例の4から6が該当する。(Example) Examples 4 to 6 correspond.

【0189】(作用・効果)粉末混合光硬化性樹脂に振
動を与える手段と冷却する手段とを具備した光造形装置
を用いる。振動により該粉末混合光硬化性樹脂に含まれ
る粉末の沈降を防止することができる。また、冷却する
手段も有することから、該粉末混合光硬化性樹脂の振動
熱による硬化も防止することができるので、振動熱によ
る不必要な硬化物が付着することなく精度よく造形する
ことができる。従って、精度の良い光造形加工法を提供
できるという効果がある。
(Operation / Effect) An optical modeling apparatus provided with a means for vibrating the powder-mixed photo-curable resin and a means for cooling is used. The vibration can prevent the powder contained in the powder-mixed photocurable resin from settling. Further, since it also has a cooling means, it is possible to prevent the powder-mixed photo-curable resin from being hardened by vibration heat, and therefore, it is possible to perform accurate molding without causing unnecessary hardened material to be attached due to vibration heat. . Therefore, there is an effect that a highly accurate stereolithography processing method can be provided.

【0190】(17)上記(3)において、前記振動工
程は、前記移動工程中に行うことを特徴とする光造形方
法。
(17) In the above-mentioned (3), the vibrating step is performed during the moving step.

【0191】(実施例)実施例の1から6が該当する。(Examples) Examples 1 to 6 correspond.

【0192】(作用,効果)粉末混合光硬化性樹脂は非
ニュートン流体、特にチクソトロピックな挙動を示すこ
とから、振動を加えることにより粘度が低下する。粉末
混合光硬化性樹脂に振動を加えることで、粉末混合光硬
化性樹脂中で駆動させる支持手段の粘性抵抗が軽減する
ため、支持手段を低出力で駆動させることが可能とな
り、高価な高トルクの駆動装置が必要でなくなるという
効果がある。また支持手段の粘性抵抗が軽減することよ
り支持手段の位置決め精度が向上し、さらに前記粉末混
合光硬化性樹脂に含まれる前記粉末の混合比率を向上さ
せることができる。従って、焼結構造体を製造する場合
に、該構造体の焼結密度を向上させることができるとい
う効果がある。
(Operation and effect) Since the powder-mixed photocurable resin exhibits a non-Newtonian fluid, particularly a thixotropic behavior, the viscosity is lowered by applying vibration. By vibrating the powder-mixed photo-curable resin, the viscous resistance of the support means driven in the powder-mixed photo-curable resin is reduced, so that the support means can be driven at a low output and expensive high torque. This has the effect of eliminating the need for the drive device. Further, since the viscous resistance of the supporting means is reduced, the positioning accuracy of the supporting means is improved, and the mixing ratio of the powder contained in the powder-mixed photocurable resin can be improved. Therefore, when producing a sintered structure, there is an effect that the sintered density of the structure can be improved.

【0193】[0193]

【発明の効果】本発明の光造形装置は、粉末混合光硬化
性樹脂に振動を与える手段を具備しているので、粉末が
均一に分散される。
Since the stereolithography apparatus of the present invention is provided with means for vibrating the powder-mixed photo-curable resin, the powder is uniformly dispersed.

【0194】また、本発明の光造形装置は、脱泡手段を
具備しているため粉末混合光硬化性樹脂に気泡が入るこ
とがない。
Further, since the stereolithography apparatus of the present invention is provided with the defoaming means, bubbles do not enter the powder-mixed photocurable resin.

【0195】更に、本発明の光造形装置は、冷却手段を
具備しているため、振動を与える手段によって発生する
熱によって粉末混合光硬化性樹脂が硬化することがな
い。
Further, since the stereolithography apparatus of the present invention is provided with the cooling means, the powder-mixed photocurable resin is not cured by the heat generated by the means for giving vibration.

【0196】更に、本発明の光造形装置は、振動を加え
る手段を有しており、この手段により粉末混合光硬化性
樹脂に振動を加えると、該樹脂が非ニュートン流体特に
チクソトロピックな挙動を示し、該樹脂の粘度が低下す
る。例えば、アルミナ粉末(平均粒径3μm)と流動性
の光硬化性樹脂(粘度20mPa・s)を混合して得ら
れる粉末混交光硬化性樹脂は、1000mPa・sの粘
度を有するが、振動を加えることによってこの粘度が6
50mPa・sに低下した。この結果、三次元構造体を
造形する間に昇降移動するエレベータが、粉末混合光硬
化性樹脂中で移動し易くなり、低出力でエレベータを駆
動することができ得る。従って、高価な高トルクの駆動
装置が不要となり、コストの低減につながる。また、粉
末混合光硬化性樹脂の粘性が低下すると、エレベータに
対する抵抗が減少し、エレベータの位置決めの精度が向
上する。これによって高精度の三次元構造体を造形する
ことが可能となる。
Furthermore, the stereolithography apparatus of the present invention has means for applying vibration, and when vibration is applied to the powder-mixed photocurable resin by this means, the resin exhibits a non-Newtonian fluid, particularly thixotropic behavior. As shown, the viscosity of the resin decreases. For example, a powder-mixed photocurable resin obtained by mixing an alumina powder (average particle size 3 μm) and a fluid photocurable resin (viscosity 20 mPa · s) has a viscosity of 1000 mPa · s, but is subjected to vibration. This viscosity is 6
It decreased to 50 mPa · s. As a result, the elevator that moves up and down during the molding of the three-dimensional structure becomes easy to move in the powder-mixed photocurable resin, and the elevator can be driven with low output. Therefore, an expensive high-torque driving device is not required, which leads to cost reduction. Further, when the viscosity of the powder-mixed photo-curable resin is reduced, the resistance to the elevator is reduced and the positioning accuracy of the elevator is improved. This makes it possible to form a highly accurate three-dimensional structure.

【0197】本発明の光造形方法によれば、振動を加え
ることにより、粉末が、粉末混合光硬化性樹脂中で一定
に分散されるので均一な三次元構造体を造形することが
できる。また、本発明の造形方法では、脱泡する手段を
用いるので、粉末混合光硬化性樹脂中に気泡が入ること
がなく、従って、気泡の混入しない三次元構造体を造形
することが可能である。更に、本発明の造形方法では、
冷却手段によって粉末混合光硬化性樹脂を冷却するの
で、振動を加える手段による発熱を防止することがで
き、振動熱による不必要な硬化物が付着することがな
い。従って、精度のよい三次元構造体を造形することが
可能である。
According to the optical molding method of the present invention, by applying vibration, the powder is uniformly dispersed in the powder-mixed photocurable resin, so that a uniform three-dimensional structure can be molded. Further, in the modeling method of the present invention, since the means for defoaming is used, bubbles do not enter into the powder-mixed photocurable resin, and therefore it is possible to model a three-dimensional structure in which bubbles are not mixed. . Furthermore, in the modeling method of the present invention,
Since the powder-mixed photo-curable resin is cooled by the cooling means, it is possible to prevent the heat generated by the means for applying vibration and prevent unnecessary cured products from being attached by vibration heat. Therefore, it is possible to form an accurate three-dimensional structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は、従来の三次元光構造体を製造するた
めの工程のフロー図である。
FIG. 1 is a flow chart of a process for manufacturing a conventional three-dimensional optical structure.

【図2】 図2は、従来の、粉末混合光硬化性樹脂を用
いた三次元光構造体を製造するための工程のフロー図で
ある。
FIG. 2 is a flow diagram of a conventional process for manufacturing a three-dimensional optical structure using a powder-mixed photocurable resin.

【図3】 従来の粉末混合光硬化性樹脂を硬化させるた
めに使用される装置であって、粉末が沈降している状態
を表した概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing an apparatus used for curing a conventional powder-mixed photocurable resin, showing a state where powder is settled.

【図4】 従来の粉末混合光硬化性樹脂を硬化させるた
めに使用される装置であって、スクリュー式の撹拌機を
用いる装置の概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of an apparatus used for curing a conventional powder-mixed photocurable resin, which apparatus uses a screw-type stirrer.

【図5】 本発明の三次元構造体造形装置であって、脱
泡手段と、振動を加える手段とを具備した装置の一態様
を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic view showing one mode of a three-dimensional structure forming apparatus of the present invention, the apparatus including defoaming means and vibration applying means.

【図6】 本発明の三次元構造体造形装置であって、脱
泡手段と、振動を加える手段とを具備した装置の一態様
を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic view showing one mode of a three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention, the apparatus including defoaming means and vibration applying means.

【図7】 本発明の三次元構造体造形装置であって、脱
泡手段と、振動を加える手段とを具備した装置の一態様
を示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic view showing an aspect of a three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention, the apparatus including defoaming means and vibration applying means.

【図8】 本発明の三次元構造体造形装置であって、脱
泡手段と、振動を加える手段を具備した装置の一態様を
示す概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing one mode of a three-dimensional structure forming apparatus of the present invention, which is equipped with a defoaming unit and a unit for applying vibration.

【図9】 本発明の三次元構造体造形装置であって、振
動を加える手段と、冷却手段を具備した装置の一態様を
示す概略図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing an aspect of the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention, which is provided with a means for applying vibration and a cooling means.

【図10】 本発明の三次元構造体造形装置であって、
振動を加える手段と、冷却手段を具備した装置の一態様
を示す概略図である。
FIG. 10 is a three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention,
It is a schematic diagram showing one mode of a device provided with means for applying vibration and cooling means.

【図11】 本発明の三次元構造体造形装置であって、
振動を加える手段と、冷却手段を具備した装置の一態様
を示す概略図である。
FIG. 11 is a three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention,
It is a schematic diagram showing one mode of a device provided with means for applying vibration and cooling means.

【図12】 本発明の三次元構造体造形装置であって、
振動を加える手段と、冷却手段を具備した装置の一態様
を示す概略図である。
FIG. 12 is a three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention,
It is a schematic diagram showing one mode of a device provided with means for applying vibration and cooling means.

【図13】 本発明の三次元構造体造形装置を用いて三
次元構造体を製造する工程を表したフロー図である。
FIG. 13 is a flow diagram showing a process of manufacturing a three-dimensional structure using the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention.

【図14】 本発明の三次元構造体造形装置であって、
振動を与える手段によって振動を加えていない状態を表
した概略図である。
FIG. 14 is a three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention,
It is a schematic diagram showing the state where vibration is not applied by the means for giving vibration.

【図15】本発明の三次元構造体造形装置であって、振
動を与える手段によって振動を加えた状態を表した概略
図である。
FIG. 15 is a schematic view showing a three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention in a state where vibration is applied by means for giving vibration.

【図16】 本発明の三次元構造体造形装置を用いて三
次元構造体を製造する工程を表したフロー図である。
FIG. 16 is a flowchart showing a process of manufacturing a three-dimensional structure using the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention.

【図17】 本発明の三次元構造体造形装置を用いて規
制液面法で三次元構造体を製造する工程であって振動を
加えた状態を表した概略図である。
FIG. 17 is a schematic diagram showing a state in which vibration is applied in a process of manufacturing a three-dimensional structure by a regulated liquid level method using the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention.

【図18】 本発明の三次元構造体造形装置を用いて規
制液面法で三次元構造体を製造する工程であって光照射
を行っている状態を表した概略図である。
FIG. 18 is a schematic view showing a state where light irradiation is performed in a process of manufacturing a three-dimensional structure by a regulated liquid surface method using the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention.

【図19】 本発明の三次元構造体造形装置を用いて規
制液面法で三次元構造体を製造する工程であって光照射
を停止し、硬化層が得られた状態を表した概略図であ
る。
FIG. 19 is a schematic view showing a state in which light irradiation is stopped and a cured layer is obtained in a step of producing a three-dimensional structure by a regulated liquid level method using the three-dimensional structure forming apparatus of the present invention. Is.

【図20】 本発明の三次元構造体造形装置を用いて自
由液面法で三次元構造体を製造する工程であって振動を
加えた状態を表した概略図である。
FIG. 20 is a schematic diagram showing a state in which vibration is applied in the process of manufacturing a three-dimensional structure by the free liquid surface method using the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention.

【図21】 本発明の三次元構造体造形装置を用いて自
由液面法で三次元構造体を製造する工程であって光照射
を行っている状態を表した概略図である。
FIG. 21 is a schematic view showing a state in which light irradiation is performed in the process of manufacturing a three-dimensional structure by the free liquid surface method using the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention.

【図22】 本発明の三次元構造体造形装置を用いて自
由液面法で三次元構造体を製造する工程であって光照射
を停止し、硬化層が得られた状態を表した概略図であ
る。
FIG. 22 is a schematic view showing a state in which light irradiation is stopped and a hardened layer is obtained in the process of manufacturing a three-dimensional structure by the free liquid surface method using the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention. Is.

【図23】 本発明の振動を加える手段と、冷却手段を
具備した三次元構造体造形装置であって、該冷却装置を
タンクの底面に配置した状態を示す概略図である。
FIG. 23 is a schematic view showing a three-dimensional structure manufacturing apparatus equipped with the vibration applying means and the cooling means of the present invention, in which the cooling apparatus is arranged on the bottom surface of the tank.

【図24】 本発明の振動を加える手段と、冷却手段を
具備した三次元構造体造形装置であって、該冷却装置を
タンクの側面に配置した状態を示す概略図である。
FIG. 24 is a schematic view showing a three-dimensional structure manufacturing apparatus provided with the vibration applying means and the cooling means of the present invention, in which the cooling apparatus is arranged on the side surface of the tank.

【図25】 本発明の振動を加える手段と、冷却手段を
具備した三次元構造体造形装置であって、該冷却装置を
タンクの底面に配置した状態を示す概略図である。
FIG. 25 is a schematic view showing a three-dimensional structure manufacturing apparatus equipped with the vibration applying means and the cooling means of the present invention, in which the cooling apparatus is arranged on the bottom surface of the tank.

【図26】 本発明の振動を加える手段と、冷却手段を
具備した三次元構造体造形装置であって、該冷却装置を
タンクの側面に配置した状態を示す概略図である。
FIG. 26 is a schematic view showing a three-dimensional structure manufacturing apparatus provided with a vibration applying unit and a cooling unit of the present invention, in which the cooling unit is arranged on a side surface of a tank.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21、34、53、73、144…エレベータ;22、
35、51、71、140…タンク;23、54、14
7…テープ;24、55、74、146…光透過性ガラ
ス;25、65、86、142…粉末;26、33…流
動性の光硬化性樹脂;32…レーザー光;27…硬化層
の層厚分の高さ;31…スクリュー撹拌機、36…スク
リュー;37、52、72…光硬化物;50、70、1
41…粉末混合光硬化性樹脂;57、75、143…振
動を与える手段;56、80…光源;58、76…カバ
ー;59、77…パッキング;61、79…パイプ;6
0、78…真空装置;81…光照射部;82…エレベー
タ昇降用アクチュエータ;83…光ファイバー;63、
85、145…冷却手段;62、84…光照射時に振動
を加えないようにするための制御装置
21, 34, 53, 73, 144 ... Elevator; 22,
35, 51, 71, 140 ... Tank; 23, 54, 14
7 ... Tape; 24, 55, 74, 146 ... Light transmissive glass; 25, 65, 86, 142 ... Powder; 26, 33 ... Fluid photocurable resin; 32 ... Laser light; 27 ... Cured layer Height of thickness; 31 ... Screw agitator, 36 ... Screw; 37, 52, 72 ... Photocured product; 50, 70, 1
41 ... Powder-mixed photocurable resin; 57, 75, 143 ... Means for giving vibration; 56, 80 ... Light source; 58, 76 ... Cover; 59, 77 ... Packing; 61, 79 ... Pipe; 6
0, 78 ... Vacuum device; 81 ... Light irradiation unit; 82 ... Elevator lifting actuator; 83 ... Optical fiber; 63,
85, 145 ... Cooling means; 62, 84 ... Control device for preventing vibration during light irradiation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合して
なる粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャンさせながら
光照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数層積
み重ねて三次元構造体を造形する光造形装置において、 前記粉末混合光硬化性樹脂を収容する収容する収容手段
と、 この収容手段内に配置され、前記光硬化層が形成される
支持手段と、 前記支持手段の近郷の粉末混合光硬化性樹脂を硬化させ
るように前記収容手段の粉末混合光硬化性樹脂に光を照
射する光照射手段と、 前記粉末混合光硬化性樹脂に振動を与える振動手段と、 前記粉末混合光硬化性樹脂内に存在する気泡を除去する
脱泡手段と、を具備することを特徴とする光造形装置。
1. A light-curing layer is formed by irradiating a powder-mixed light-curing resin obtained by mixing powders with a fluid photo-curing resin while scanning light to form a light-curing layer. In a stereolithography apparatus for stacking and molding a three-dimensional structure, a housing means for housing the powder-mixed photocurable resin, a support means disposed in the housing means, the photocurable layer is formed, Light irradiating means for irradiating the powder-mixed photocurable resin of the accommodating means with light so as to cure the powder-mixed photocurable resin near the supporting means, and vibrating means for vibrating the powder-mixed photocurable resin And a defoaming unit for removing bubbles existing in the powder-mixed photocurable resin.
【請求項2】 流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合して
なる粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャンさせながら
光照射して光硬化層を形成し、該光硬化層を複数層積み
重ねて三次元構造体を造形する光造形装置において、 前記粉末混合光硬化性樹脂を収容する収容手段と、 この収容手段内に配置され、前記光硬化層が形成させる
支持手段と、 前記支持手段近傍の粉末混合光硬化性樹脂を硬化させる
ように前記収容手段内の粉末混合光硬化性樹脂に光を照
射する光照射手段と、 前記粉末混合光硬化性樹脂に振動を与える振動手段と、 前記粉末混合光硬化性樹脂を冷却する冷却手段と、を具
備することを特徴とする光造形装置。
2. A powder-cured photocurable resin obtained by mixing powder with a fluid photocurable resin is irradiated with light while scanning light to form a photocurable layer, and a plurality of the photocurable layers are formed. In a stereolithography apparatus for stacking and molding a three-dimensional structure, a housing means for housing the powder-mixed photocurable resin, a supporting means arranged in the housing means and formed by the photocurable layer, and the supporting means. A light irradiating means for irradiating the powder-mixed photo-curable resin in the accommodating means with light so as to cure the powder-mixed photo-curable resin in the vicinity thereof; and a vibrating means for vibrating the powder-mixed photo-curable resin, A stereolithography apparatus comprising: a cooling unit that cools the powder-mixed photo-curable resin.
【請求項3】 流動性の光硬化性樹脂に粉末を混合して
なる粉末混合光硬化性樹脂に、光をスキャンさせながら
光照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数層積
み重ねて三次元構造体を造形する光造形方法において、 修道性の光硬化樹脂と所定の粉末材料を混合して粉末混
合光硬化性樹脂を得る混練工程と、 流動性の光硬化性樹脂を支持手段とともに収容手段に収
容する収容工程と、 前記収容手段内に収容された前記粉末混合光硬化性樹脂
に光をスキャンさせながら光照射し、前記支持手段に光
硬化層を形成する光照射工程と、 前記光硬化層を複数層積み重ねて三次元構造体を造形す
るように、前記支持手段を間欠的に所定の距離で移動さ
せる移動工程と、 前記粉末混合光硬化性樹脂を振動させる振動工程と、を
備えたことを特徴とする光造形方法。
3. A photocurable layer is formed by irradiating a powder-mixed photocurable resin obtained by mixing powders with a fluid photocurable resin while scanning light to form a photocurable layer. In a stereolithography method of stacking and molding a three-dimensional structure, a kneading step of mixing a monastic photocurable resin and a predetermined powder material to obtain a powder-mixed photocurable resin, and supporting a fluid photocurable resin An accommodating step of accommodating the accommodating means in the accommodating means, and a light irradiating step of irradiating the powder-mixed photocurable resin contained in the accommodating means with light while scanning the light and forming a photocurable layer on the supporting means. A moving step of intermittently moving the supporting means at a predetermined distance so as to form a three-dimensional structure by stacking a plurality of the photocurable layers, and a vibrating step of vibrating the powder-mixed photocurable resin. Is equipped with Optical modeling how.
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