JPH0825487A - Support forming method in optical shaping method - Google Patents

Support forming method in optical shaping method

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JPH0825487A
JPH0825487A JP18792094A JP18792094A JPH0825487A JP H0825487 A JPH0825487 A JP H0825487A JP 18792094 A JP18792094 A JP 18792094A JP 18792094 A JP18792094 A JP 18792094A JP H0825487 A JPH0825487 A JP H0825487A
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shaped
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Tatsuyasu Saitou
達保 斎藤
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Teijin Seiki Co Ltd
帝人製機株式会社
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Abstract

PURPOSE:To provide a support forming method in an optical shaping method capable of selectively supporting the overhung part of a shaped article and easin in support removing work after shaping. CONSTITUTION:Since a predetermined gap 2a is provided between a shaped article 1 and a support 3 when unit photoset layers 3a, 1a are formed on an XY plane, a gap 17 is opened between the perpendicular surface 11 or inclined surface (non-overhung inclined surface) of the shaped article 1 and the support 3 and the support 3 is not connected to the shaped article 1. When an overhang angle becomes a certain degree or more, the end part of the unit photo-set layer 1f of the shaped article rides on the upper part of the unit photo-set layer 3e of the support just thereunder. Therefore, the overhung part 15 of the shaped article 1 is selectively supported and, in a region other than the part 15, the shaped article 1 and the support 3 are not connected. As a result, since the connection part of the shaped article and the support is minimized, support removing work after shaping becomes easy.

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、光造形法において造形物本体を造形中に支持するサポートの形成方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a support for supporting in shaping the molded object body in stereolithography. 特には、造形物のオーバーハング部とのみ接触するので、真にサポートが必要な造形物の部位を確実に支持しつつ、かつ、造形後のサポート除去作業が最少で済むという利点を有するサポート形成方法に関する。 Especially, since the contact only with the overhanging portion of the shaped article, it supports truly while support is securely supported sites shaped object required, and the work support after removal shaping has the advantage that a minimum formation a method for.

【0002】 [0002]

【従来の技術】光造形法により造形物を作成する際に、 When you create a molded product by the Background of the Invention stereolithography,
造形中にその造形物が変形しないよう、造形物を支持するサポートを同時に光造形しつつ造形を行う技術がある。 So that the molded product is not deformed during molding, there is a technique for simultaneously molding while stereolithography support for supporting the shaped object. 具体的にどのようなサポートとするかは、造形物の形状に合わせて個々にサポートを設計して光造形CAD Whether the What specific support, designed individually support according to the shape of the shaped object stereolithography CAD
データに付け加える方法(個別設計法)がある。 There is a method (individual design method) to add to the data. しかし、よく行われるのは、造形物本体の周囲(あるいは中)にサポートを形成する領域を光造形装置の専用データ編集システムに対して指示すれば、その領域内に等間隔で薄肉の格子状のサポートを自動的に形成してしまうやり方である(格子法)。 However, frequently the conducted, shaped object if instructed to only data editing system of the optical shaping device region forming a support around (or medium) of the main body, a thin grid-like at regular intervals in the region it is automatically formed and thus approach the support (grid method). 個別設計法よりも格子法の方が、サポート設計をしなくてすむので面倒がない。 Is more of the grid method than the individual design method, there is no trouble because it is not necessary to support design.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、格子法では、 The object of the invention is to be Solved However, in the grid method,
造形物周囲に、言わばむやみにサポートを立てて造形物に連結させるので、造形後に造形物からサポートを除去し、造形物表面を手入れする作業が大変になる。 The shaped article around, since linking a shaped object as it were blindly make a support, support from the shaped object is removed after shaping, the task of cleaning the shaped article surface is difficult.

【0004】特開平5−301293号には、この問題を改善するためのサポート形成方法が提案されている。 [0004] JP 5-301293, support forming method for improving this problem have been proposed.
この特開平5−301293号の方法は、造形物表面とこれと接続するサポートとのなす角度がある程度以下となる(サポートが造形物表面に沿うようになる)ときは、そのようなサポートの部分(格子状の薄板の1エレメント)を形成しない(光を当てない)ようにする等の処置を行い、上述の問題の改善を目指すものである。 The method of the JP-A-5-301293, the angle between support connecting shaped object surface and that this is a somewhat less (support is along the shaped object surface) time, portions of such support do not form a (first element of the grid-shaped thin plate) subjected to treatment such that (a not expose light) as correspondingly aims at an improvement of the above-mentioned problems.

【0005】しかし、この特開平5−301293号の方法を具体的に光造形装置の専用データ編集システム上で実現しようとすると、上記角度の計算の量が膨大となってしまい、サポートの設計時間が極めて長くなるのが新たな問題である。 However, in order to realize on a dedicated data editing system specifically optical shaping apparatus to the method of the JP-A-5-301293, becomes the amount of calculation of the angle is enormous, support design time There is a new from becoming extremely long problem. また、サポートの基本に立ち返って考えれば、サポートが真に必要なのは、造形物がある程度以上オーバーハングした部分であり、造形物の壁面が直立しているような部分には、サポートは不要である場合がほとんどである。 Further, considering back to basics support, support truly necessary, shaped article is a portion overhanging beyond a certain, in part, such as the wall surface of the shaped article is upright, support is not required If it is almost. しかるに、オーバーハング部分を選択的に支えることができ、設計も楽なサポートの提案はなされていなかった。 However, it is possible to support the overhang selected, the design proposed for a comfortable support has not been made.

【0006】本発明は、造形物のオーバーハング部分を選択的にサポートでき、造形後のサポート除去作業が楽な光造形法におけるサポート形成方法を提供することを目的とする。 [0006] The present invention can selectively support overhanging portion of the shaped article, the work support after removal shaped and has an object to provide a support forming method in effortless stereolithography.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明の光造形法におけるサポート形成方法は、光造形法により造形物を作成する際に造形物を支持するために、同じく光造形法により形成されるサポートの形成方法であって;造形物及びサポートは、重力方向軸(Z Means for Solving the Problems] To solve the above problems, support forming method of stereolithography of the present invention, in order to support the shaped object when creating a molded object by stereolithography, like stereolithography a method of forming a support that is formed by the law; shaped object and support, the gravity axis (Z
軸)及びこのZ軸と直交する平面上の2軸(X軸、Y Axis) and two axes (X-axis on a plane perpendicular to the Z-axis, Y
軸)上の座標によって規定される空間内において、Z軸方向にある厚みを有するとともにXY平面にてある形状を有するように形成された単位光硬化層をZ軸方向に積層接着しつつ形成され;XY平面上で造形物とサポートとの間に所定のギャップを持たせつつ単位光硬化層を形成することを特徴とする。 In a space defined by the coordinate on the axis), is formed with laminating adhesive unit photocurable layer formed to have a shape that is at the XY plane in the Z-axis direction and having a thickness in the Z axis direction ; and forming a unit light cured layer while having a predetermined gap between the shaped object and support in the XY plane.

【0008】 [0008]

【作用】XY平面上で単位光硬化層を形成する際に、造形物とサポートとの間に所定のギャップを持たせるので、造形物の直立面や傾斜面(オーバーハングしていない斜面)とサポートとの間にはスキマが開き、サポートは造形物に連結されない。 [Action] In forming the unit light cured layer on the XY plane, so to have a predetermined gap between the shaped object and the support, the upright surface and the inclined surface of the shaped object (slope not overhang) between the support gap opens, support is not connected to the shaped object. 一方、オーバーハングの角度がある程度以上になると、造形物の単位光硬化層の端部は一層下のサポートの単位光硬化層の上部に乗るようになる。 On the other hand, if the angle of the overhang is equal to or greater than a certain degree, the end of the unit light cured layer of the shaped object is as even ride on top of the unit light cured layer of the support below. すなわち、XY平面上では造形物とサポート間にギャップがあるのであるが、Z方向で造形物の単位光硬化層とサポートの単位光硬化層との連結が生じるようになる。 That is, although on the XY plane is there is a gap between the shaped object and support, so that connection between the unit light-cured layer of the unit photocurable layer and the support of the shaped object in the Z direction is generated. したがって、造形物のオーバーハングした部分が選択的にサポートされ、それ以外の部位では造形物とサポートとはつながっていない。 Thus, the overhanging portion is selectively support shaped object, not connected to the shaped object and supported on the other portion. そのため、造形物とサポートの連結部が最小限となるので、造形後のサポート除去作業が楽になる。 Therefore, since the connecting portion of the shaped object and support is minimized, the work support after removal molding becomes easy. なお、上述のXY座標の替わりに平面極座標を用いるような光造形システムにおいても、本発明の方法は有用であることはもちろんである。 Also in stereolithography systems, such as use of plane polar coordinates instead of the above-described XY coordinate, the method of the present invention can of course be useful.

【0009】 [0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 EXAMPLES Hereinafter, an embodiment of the present invention. 図1は、 Figure 1,
本発明の一実施例に係る光造形法におけるサポート形成方法により造形された造形物及びサポートの説明図である。 It is an illustration of a shaped article and support which is shaped by the support forming method of stereolithography according to an embodiment of the present invention. (A)は斜視図、(B)は(A)におけるB−B断面図、(C)は(B)における部分Cの拡大概念図である。 (A) is a perspective view, (B) is sectional view taken along line B-B in (A), is an enlarged schematic view of a portion C in (C) is (B).

【0010】図1に示されている造形物1は、断面図(B)に示されているように、下部の円柱軸の上に、上方に向かって徐々に径の拡大する円錐を載せたような形をしている。 [0010] shaped article 1 shown in FIG. 1, as shown in the sectional view (B), on the bottom of the cylinder axis, carrying the expanding cone diameter gradually upward It is shaped like. この造形物1の周囲には、直交格子状のサポート3が形成されている。 Around the shaped article 1, orthogonal lattice support 3 is formed. 本発明のポイントは、 Point of the present invention,
(B)に示されているように、造形物1上の直立壁11 As shown (B), the on shaped article 1 upstanding wall 11
や小オーバーハング部13が、サポート3とは接しておらず、両者間にスキマ17があることである。 And small overhangs 13, not in contact with the support 3, is that there is a gap 17 therebetween. 一方、大オーバーハング部15とサポート3とは接しており、同部15のみが選択的に支持されている。 On the other hand, are in contact with the large overhang portion 15 and the support 3, only the parts 15 are selectively supported.

【0011】そのようになる仕組について、図1(C) [0011] The mechanism made that way, FIG. 1 (C)
を参照しつつ説明する。 Referring to the now be explained. 図1(C)は、図1(B)のC Figure 1 (C) is, C shown in FIG. 1 (B)
部の拡大概念図である。 It is an enlarged schematic view of a part. 造形物1は、造形物単位光硬化層1a〜1gが積層接着されたものである。 Shaped article 1 is a modeled object unit photocurable layer 1a~1g are laminated and adhered. また、サポート3はサポート単位光硬化層3a〜3fが積層接着されたものである。 Also, support 3 are those supporting unit photocurable layer 3a~3f are laminated and adhered. そして、各層、例えばサポート単位光硬化層3aと造形物単位光硬化層1aとの間には、ギャップ(空間)2aが存在している。 Then, each layer, for example, between the support unit photocurable layer 3a and the shaped object unit photocurable layer 1a is present a gap (space) 2a is. このギャップ2aの巾はS(例えば0.3mm)であり、単位光硬化層1 Width of the gap 2a is S (e.g. 0.3 mm), the unit photocurable layer 1
a、3aの厚さはt(例えば0.1mm)である。 a, the thickness of the 3a is t (e.g., 0.1 mm).

【0012】サポート単位光硬化層3aは、造形物単位光硬化層1aを光造形するのと同タイミング(一連の平面露光タイミング)で造形される。 [0012] Support units photocurable layer 3a is shaped in a modeled object units photocurable layer 1a optical shaping to the same timing (series of planar exposure timing). その後、単位光硬化層3a、1a上に厚さtの光硬化樹脂が導入され、次の単位光硬化層3b、1bが造形される。 Thereafter, the unit photocurable layer 3a, light-curing resin having a thickness of t on 1a is introduced, the following units photocurable layer 3b, 1b is shaped. 単位光硬化層3 Unit photocurable layer 3
b、1b間にも同様のスキマ2bが存在する。 b, there is a similar clearance 2b also between 1b. このようにして、次々に単位光硬化層を積層していく。 In this way, it is stacked unit photocurable layer one after another.

【0013】造形物1の壁面は、上に行くほどオーバーハングの度が強くなっているため、造形物単位光硬化層1dに至って、その左下端が、一層下のサポート単位光硬化層3cの右上端と接している。 [0013] The wall of the shaped object 1, since the time of the overhang toward the top has become stronger, led to the shaped object unit light-cured layer 1d, the lower left end, the support unit light-cured layer 3c under more It is in contact with the upper-right corner. さらに、造形物単位光硬化層1fでは、その左端部下面が、一層下のサポート単位光硬化層3e上に乗っている。 Further, the shaped object units photocurable layer 1f, left lower surface thereof, it is more rides on support unit photocurable layer 3e below. このため、造形物単位光硬化層1fとサポート単位光硬化層3eとがZ方向に接触連結されている。 Therefore, shaped articles units photocurable layer 1f and the support unit photocurable layer 3e is contacted coupled in the Z direction.

【0014】すなわち、オーバーハングの傾斜がSIN [0014] In other words, the slope of the overhang is SIN
-1 t/sを越えた時点から、オーバーハングは、選択的にサポートとZ方向に接触して支持されることとなる。 From the time of exceeding the -1 t / s, overhang, and thus it is supported by selectively contact the support and the Z direction.
そのため、真にサポートの必要な造形物の部位のみを選択的にサポートできる。 Therefore, it selectively support portion only truly necessary shaped object support.

【0015】図2は、図1のサポートを光造形するための形状データを構築する方法の一例の説明図である。 [0015] Figure 2 is an illustration of an example of a method for constructing the shape data for the stereolithography support for Figure 1.
(A)に示されているように、Y軸に沿う線a上でのサポートの形状データ構築方法について説明する。 As indicated (A), the described support of the shape data construction method on line a along the Y axis. 線a上の太い線23は、同線上におけるサポートの一次単位線である。 Thick line on line a 23 is a primary unit linear support on trains. すなわち、造形物単位光硬化層21の一定周囲部分を含む領域内に格子状に引かれた線の一単位線である。 That is, one unit lines of the grid-shaped in a line drawn in the region including the predetermined peripheral portion of the shaped object unit photocurable layer 21. 従来のサポートにおいては、このサポート一次単位線23から造形物単位光硬化層21と重なる部分を差し引いた残りが現実のサポート形状データとなっていた。 In the conventional support, the remainder obtained by subtracting the portion overlapping the shaped object unit photocurable layer 21 from the support primary unit line 23 has been a real support shape data.

【0016】本実施例においては、サポートと造形物との間に適当なギャップを開けるために以下の操作を行う。 In the present embodiment performs the following operations to open the appropriate gap between the support and the shaped object. まず、線aからX方向に想定ギャップ巾Sだけ離れた2本の線c、bをY軸方向に引く。 First, draw assumed from the line a in the X-direction gap width S apart two lines c, and b in the Y-axis direction. そして、線c、b Then, line c, b
上における造形物の形状データ(造形物単位線25、2 Shape data (shaped object unit line shaped object on 25,2
7)を計算する。 7) is calculated.

【0017】次に、図2(B)に示されているように、 [0017] Next, as shown in FIG. 2 (B),
線a、b、c上における造形物単位線31、25、27 Shaped object unit linear area on line a, b, c 31,25,27
に対して、想定ギャップ幅Sを付加するギャップ量分のオフセットを行う。 Respect, an offset of the gap amount for adding assumed gap width S. そして、線C上のトータルの形状データ(造形物単位線27+キャップオフセット37、3 The total shape data on line C (shaped object unit linear 27Tasu cap offset 37,3
7')、線a上のトータルの形状データ、線b上のトータルの形状データのY軸上の全ての論理和を求める(各線を線a上に重ね合せる)。 7 '), superimposing total shape data on line a, obtains the logical sum of all of the Y-axis of the total shape data on line b the (each line on the line a).

【0018】次に、(A)のサポート一次単位線23から、(B)の処理で得られた線a、b、c上における造形物単位線とギャップオフセットとの重ね合せ線を差し引く。 Next, the support primary unit line 23 (A), subtracting the overlapping line between the shaped object unit line and gap offset on the line a, b, c which are obtained by the treatment (B). その残りを、図2(C)に示されているように、 The rest, as shown in FIG. 2 (C),
最終のサポート形状データとして再構築する。 To rebuild as the final support shape data. このようにすれば、X軸上の干渉をも考慮してY軸方向ギャップオフセットを行ったサポートCADデートを構築できる。 Thus, build support CAD dating was performed in the Y-axis direction gap offset in consideration of the interference on the X-axis.

【0019】以上説明した本発明の方法及び従来の方法を用いて、パソコン操作用マウスのカバーのモデルを作成するテストを行った。 [0019] Using the method and the conventional method of the present invention described above, it was tested to create a model of the cover of the mouse for PC operation. 図3は、テスト造形したマウスの形を示す図である。 Figure 3 is a diagram showing the shape of the mice tested shaping. (A)は外面の斜視図、(B)は底面図である。 (A) is a perspective view of the outer surface, (B) is a bottom view. マウスカバー41は、薄肉(約2mm) Mouse cover 41, a thin (about 2mm)
の屋根状の形をしており、寸法は、長さ100mm、巾60mm、高さ31mmである。 It has a roof-like shape, the dimensions, length 100 mm, width 60 mm, a height of 31 mm.

【0020】マウスカバー41の内部45に、直交格子状にサポート47を形成した。 The inside 45 of the mouse cover 41, to form the support 47 in an orthogonal grid pattern. この際、ギャップのパラメーターとして0.3mmを与え、格子の厚さは0.2 In this case, given the 0.3mm as a parameter of the gap, the grating thickness of 0.2
mmとした。 It was mm. 光造形には、帝人製機株式会社製の光造形装置SOLIFORMを用いた。 The optical modeling is, using an optical modeling apparatus SOLIFORM manufactured by Teijin Seiki Co., Ltd.. また、光硬化樹脂はS Further, the photocurable resin is S
OMOS3100を用いた。 OMOS3100 was used. また、主要な造形データ諸元は積層ピッチ0.15mm、レーザパワー170m In addition, the major modeling data specifications are stacking pitch 0.15mm, laser power 170m
W、スキャンピッチ0.0508mmとした。 W, and the scan pitch 0.0508mm.

【0021】造形終了後、後処理として行われているサポートの取り外し、アルコールによる洗浄、表面仕上げを行った。 [0021] After molding the end, removal of the support that has been carried out as post-processing, washing with alcohol, the surface finish was carried out. 従来技術での後処理時間は2時間15分であったのに対し、今回実施した例での後処理時間は、 1時 While the post-processing time in the prior art was 2 hours 15 minutes, the post-processing time in this embodiment and examples, 1:00
間5分であり、後処理工程にかける時間を短縮することができた。 A 5 minutes between, it was possible to shorten the time taken to post-treatment step. また、不必要なサポートの接触が避けられるため、表面粗度が従来技術を適用したものと比較し45 Further, since the contact unnecessary support is avoided, compared with the surface roughness is applied to the prior art 45
%向上できた。 % Could be improved.

【0022】 [0022]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明の光造形法におけるサポート形成方法は以下の効果を発揮する。 As apparent from the above description, support forming method of stereolithography of the present invention exhibits the following effects. 造形時に、造形物の連続する断面の断面形状変化が小さいとき(オーバーハングが小さい時)は、造形物本体とサポート間に存在するギャップにより、両者の不必要な接触が避けられる。 During molding, when the cross-sectional shape changes in the successive section of the shaped object is small (when the overhang is small) is by a gap existing between the shaped object body and support, both unnecessary contact is avoided. 造形物本体からサポートを取り外したあとに造形物本体に残るサポートの痕跡の量が軽減され、造形物の表面粗度が向上する。 Shaped object amount of traces of support to remain in the shaped object body after removing the support from the body is reduced, thereby improving the surface roughness of the shaped object. 造形物本体とサポートとは、唯一Z軸方向のみで接触するため、本体からのサポート分離及び表面手直し作業を行いやすい。 Shaped object body and support and, in order to contact only the only Z-axis direction, tends to provide support separation and surface rework from the body.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の一実施例に係るサポート形成方法により造形された造形物及びサポートの説明図である。 1 is an illustration of a shaped article and support which is shaped by the support forming method according to an embodiment of the present invention.
(A)は斜視図、(B)は(A)におけるB−B断面図、(C)は(B)における部分Cの拡大概念図である。 (A) is a perspective view, (B) is sectional view taken along line B-B in (A), is an enlarged schematic view of a portion C in (C) is (B).

【図2】図1のサポートを光造形するための形状データを構築する方法の一例の説明図である。 The support [2] Figure 1 is an illustration of an example of a method for constructing the shape data for stereolithography.

【図3】テスト造形したマウスの形を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the shape of the mouse tested modeling.
(A)は外面の斜視図、(B)は底面図である。 (A) is a perspective view of the outer surface, (B) is a bottom view.

【符号の説明】 1 造形物 3 サポート 11 直立壁 13 小オーバーハング部 15 大オーバーハング部 17 スキマ 1a〜g 造形物単位光硬化層 2a〜f ギャップ 3a〜f サポート単位光硬化層 21 造形物単位光硬化層 23 サポート一次単位線 25 造形物単位線 27 造形物単位線 31 造形物単位線 33 ギャップオフセット 35 ギャップオフセット 37 ギャップオフセット 39 サポート最終単位線 41 マウスカバー 43 側壁 45 内部 47 サポート [EXPLANATION OF SYMBOLS] 1 shaped object 3 supports 11 upstanding wall 13 small overhang portion 15 large overhang 17 gap 1a~g shaped object units photocurable layer 2a~f gap 3a~f support unit photocurable layer 21 shaped object units The photocurable layer 23 supports the primary unit line 25 shaped object unit line 27 shaped object unit line 31 shaped object unit line 33 gap offset 35 gap offset 37 gap offset 39 supports a final unit linear 41 mice cover 43 side wall 45 internal 47 support

Claims (1)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 光造形法により造形物を作成する際に造形物を支持するために、同じく光造形法により形成されるサポートの形成方法であって;造形物及びサポートは、重力方向軸(Z軸)及びこのZ軸と直交する平面上の2軸(X軸、Y軸)上の座標によって規定される空間内において、Z軸方向にある厚みを有するとともにXY [Claim 1] In order to support the shaped object when creating a molded object by stereolithography, also a method of forming a support that is formed by stereolithography; shaped object and support, the gravity axis ( Z-axis) and two axes (X-axis on a plane perpendicular to the Z axis, in a space defined by the Y-axis) on the coordinates, XY having a thickness in the Z axis direction
    平面にてある形状を有するように形成された単位光硬化層をZ軸方向に積層接着しつつ形成され;XY平面上で造形物とサポートとの間に所定のギャップを持たせつつ単位光硬化層を形成することを特徴とする光造形法におけるサポート形成方法。 The unit light cured layer, which is formed to have a shape that in plan are formed while laminating adhesive in the Z-axis direction; units photocurable while having a predetermined gap between the shaped object and support in the XY plane support forming method of stereolithography, which comprises forming a layer.
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