JPH08290476A - 光造形装置 - Google Patents

光造形装置

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JPH08290476A
JPH08290476A JP7099082A JP9908295A JPH08290476A JP H08290476 A JPH08290476 A JP H08290476A JP 7099082 A JP7099082 A JP 7099082A JP 9908295 A JP9908295 A JP 9908295A JP H08290476 A JPH08290476 A JP H08290476A
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JP
Japan
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resin
viscosity
measuring
modeling
electric motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP7099082A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Hirano
平野  聡
Naoki Abe
直樹 阿部
Shozo Hatayama
昇三 畑山
Tsuneo Murakami
恒雄 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nabtesco Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Teijin Seiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Teijin Seiki Co Ltd filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 造形条件の入力、設定が容易化された光造形
装置の提供。 【構成】 樹脂槽2内の光硬化性樹脂1に対して光を照
射することにより樹脂を硬化させて所定形状の造形品を
成形する光造形装置であって、樹脂1の粘度を測定する
粘度測定手段8と、測定結果に従い樹脂種類を決定しそ
れに対応する造形条件を自動設定する造形条件自動設定
手段9と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、造形条件の入力、設定
を容易化した光造形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光硬化性樹脂に光を照射することにより
樹脂を硬化させて所定立体形状の造形品を成形する光造
形技術は、たとえば実開平5−82530号公報により
知られている。光造形では、CADデータからの造形品
形状をコンピュータ上でスライスし、樹脂槽に入れた液
状の光硬化性樹脂の表面に紫外線レーザ光で各スライス
片に対する平面形状を画いて該平面形状をもつ微小厚み
の硬化層を形成した後硬化厚み分下降させてつぎのスラ
イス片の硬化へと移っていくことを、全スライス片に対
する硬化が完了するまで順次繰り返すことにより、立体
品モデルを造形する。モデリングに用いる樹脂の種類が
変わるごとに造形条件が変わるので、従来の光造形装置
においては、、樹脂の種類を変えるごとに、樹脂の粘度
等、造形条件を装置に入力しなおしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、造形条件の入
力しなおしには、手間がかかること、入力ミスが生じる
場合があること、入力ミスした条件で形成された造形品
は使用不可で多大の時間と費用が無駄になること、等の
問題がある。本発明の目的は、造形条件の入力、設定を
容易化した光造形装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の装置はつぎの通りである。 (1) 樹脂槽内の光硬化性樹脂に対して光を照射する
ことにより樹脂を硬化させて所定形状の造形品を成形す
る光造形装置において、該光造形装置が、樹脂の粘度を
測定する粘度測定手段と、該粘度測定手段の測定結果に
従い樹脂種類を判別し該樹脂種類に対応する造形条件を
自動設定する造形条件自動設定手段と、を有することを
特徴とする光造形装置。 (2) 前記粘度測定手段が、樹脂中を移動可能なテー
ブルと、該テーブルを駆動する電動モータと、該電動モ
ータへの供給電流を測定する電流値測定器と、からなる
(1)記載の光造形装置。
【0005】
【作用】上記(1)の装置では、粘度測定手段により樹
脂槽内の使用樹脂の粘度が測定される。造形条件自動設
定手段は、測定された粘度から樹脂の種類を判別し、装
置に予め記憶されている樹脂種類ごとの造形条件から、
粘度測定手段による粘度測定から判別した樹脂種類に対
応する造形条件を選び出し、この選び出した造形条件を
装置に自動的に設定する。これによって、樹脂槽内の樹
脂の種類の判別とその樹脂種類に対応する造形条件の装
置への設定が自動化され、造形条件の入力、設定が容易
化されるとともに入力ミスを伴わなくなる。上記(2)
の装置では、テーブルを駆動する電動モータの負荷電流
を測定することにより、樹脂粘度を測定する。テーブ
ル、電動モータには光造形装置がもともと持っているテ
ーブル、電動モータを利用するので、コストアップを伴
わない。
【0006】
【実施例】図1〜図6は本発明の望ましい実施例を示し
ている。そのうち、図1、図2は本発明の第1実施例を
示しており、図3、図4は本発明の第2実施例を示して
おり、図5は本発明の第3実施例を示している。図6は
本発明の全実施例に適用される。全実施例にわたって共
通な構造部分には、全実施例にわたって同じ符号を付し
てある。まず、本発明の全実施例に共通な構成を、たと
えば図1および図6を参照して説明する。図1に示すよ
うに、本発明実施例の光造形装置は、液状の光硬化性樹
脂1(ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂等)を入れ
る樹脂槽2と、樹脂槽2の上方に配置され樹脂槽2に入
れられた光硬化性樹脂1に光を照射する光照射装置3
と、を備えている。光照射装置3は駆動装置15によっ
て移動され、光照射装置3の駆動装置15による移動は
制御装置7によって制御される。制御装置7はコンピュ
ータからなる。光照射装置3は紫外線レーザ光を樹脂液
面に照射し、制御装置7で制御される所定速度で移動し
ながら光が照射された所定平面形状領域の樹脂に重合反
応と架橋反応を生じさせ、所定厚みに光硬化させる。光
造形装置は、さらに、造形途中の造形品を支持する上下
動可能なテーブル4と、テーブル4を支持してテーブル
4を樹脂槽2に対して上下動させる上下動可能な支持台
5と、支持台5を上下動させる駆動手段6と、を備えて
いる。駆動手段6は、たとえば電動モータからなる。光
照射装置3で各スライス平面形状を硬化させテーブル4
をスライス厚み分下降させることを繰り返すことにより
造形品を造形していく。
【0007】光造形装置は、さらに、樹脂1の粘度を測
定する粘度測定手段8と、粘度測定手段8の測定結果に
従い樹脂種類を判別し該樹脂種類に対応する造形条件を
制御装置7に自動入力、設定する造形条件自動設定手段
9と、を有する。粘度測定手段8は、テーブル4等他の
構成要素を粘度測定手段8の一部に含んでいてもよい。
造形条件自動設定手段9は、制御装置7にインストール
された、図6に示す制御ルーチンを有する。この制御ル
ーチンでは、ステップ101で粘度測定手段8で測定さ
れた粘度を読込み、ステップ102で測定粘度に基づい
て樹脂槽内の光硬化性樹脂の種類を決定する。ついで、
ステップ103で、予め記憶しておいた複数の樹脂種類
の造形条件から、ステップ102にて決定された樹脂種
類の造形条件を選び出す。ステップ104にて、ステッ
プ103で選び出した造形条件を今回の造形条件として
照射装置3の駆動装置15を制御する制御装置7に入力
する。
【0008】つぎに、本発明の各実施例に特有な構成を
説明する。本発明の第1実施例では、粘度測定手段8
は、粘性をもつ液状の樹脂1中を移動する測定部材と、
該測定部材を駆動する駆動手段と、該駆動手段の負荷を
測定し出力する負荷測定手段と、からなる。測定部材は
特別に設けた部材であってもよいし、あるいは光造形装
置にもともと備っている部材、たとえばテーブル4であ
ってもよい。また、駆動手段は特別に設けられた駆動モ
ータであってもよいし、あるいは光造形装置にもともと
備っている部材、たとえばテーブル駆動用の電動モータ
6であってもよい。また、負荷測定手段は特別に設けら
れた負荷測定手段であってもよいし、あるいは電動モー
タ6に接続された電気回路にもともと備っている電流値
測定器10(電流計)であってもよい。
【0009】図1の例では、粘度測定手段8は、樹脂1
中を移動可能なテーブル4と、テーブル4を駆動する電
動モータ6と、電動モータ6の駆動電気回路に設置され
た電流値測定器10と、からなる。電流値測定器10の
出力が制御装置7に入力される。電流値測定器10の出
力電流については、図2に示すように、樹脂粘度が大の
時には測定部材(テーブル4)移動に要する駆動手段
(電動モータ6)の負荷電流は大であり、樹脂粘度が小
の時には測定部材(テーブル4)移動に要する駆動手段
(電動モータ6)の負荷電流は小である。
【0010】本発明の第2実施例では、図3、図4に示
すように、粘度測定手段8は、樹脂1の液中から液面よ
り上の位置まで移動可能とされたテーブル4と、テーブ
ル4上の樹脂1のもり上り量を測定するセンサ11と、
からなる。センサ11は、たとえば超音波センサからな
り、超音波センサ11で、テーブル4の樹脂1の上面と
センサ4間の距離l(t)(距離lは時々刻々変化す
る)を測定し、テーブル4側からわかるテーブル上面位
置とセンサ4間の距離Lから、h(t)=L−l(t)
として樹脂のもり上り高さh(t)を求めることができ
る。樹脂1のテーブル4でのもり上り高さh(t)は、
図4に示すようは特性を示し、樹脂1の粘度大のとき
は、h(t)は大で時間が経過してもなかなか減少しな
いのに対し、樹脂1の粘度小のときはh(t)は小で時
間の経過とともに比較的早く減少する。h(t)の特性
から樹脂1の粘度が決定される。
【0011】本発明の第3実施例では、図5に示すよう
に、樹脂槽2にキャスタ(車輪)12がとりつけられて
おり、テーブル4、支持台5、駆動手段6は樹脂槽2ご
と移動され、交換可能とされている。この場合、交換さ
れる部分のユニットを2基作製しておき、一方で光造形
を行っている間に、他方を樹脂交換して待機させるよう
にする。樹脂槽2には、レベルボルト13がとりつけら
れており、ユニット交換ごとに、レベルボルト13で樹
脂槽2の水平度を出すとともに、樹脂槽2にとりつけた
原点センサ14の床面からの高さHを概略出すようにす
る。テーブル4の上面が原点センサ14位置に合わされ
ることにより、テーブル4は樹脂槽2に対して高さ方向
に位置決めされ、テーブル4上面の床面からの高さHが
概略出される。また、光照射装置3は焦点位置が調整可
能となっており、テーブル上面の床面からの概略高さH
が概略出された後、光照射装置3とテーブル上面との距
離Lが必要距離になるように光照射装置3の焦点位置が
正確に調整される。すなわち、レベルボルト13で光照
射装置3とテーブル上面との距離を所定距離に調整する
のではなく、光照射装置3の焦点調整によって所定距離
に調整する。この距離調整はレベルボルト13による調
整に比べて高精度となっている。
【0012】つぎに、作用を説明する。本発明の全実施
例に共通な作用としては、粘度測定手段7により樹脂槽
2内の樹脂1の粘度が自動測定される。その出力は、造
形条件自動設定手段9に送られ、粘度から樹脂1の種類
が判別され、その樹脂種類に対応する造形条件が選出さ
れ、光照射装置3の制御装置7に自動入力、設定され
る。ここで、造形条件は、レーザの露光量、レーザ照射
点移動速度、照射による硬化時の樹脂の体積収縮率、照
射前および照射後の待機時間等を含む。従来は、これら
のデータを樹脂交換ごとに制御装置にマニュアルで入力
していたが、データ量が多いこと、マニュアル入力であ
ること、により入力ミスが多く、または入力時間も膨大
なものになっていた。しかし、本発明実施例では、樹脂
種類の自動判別、対応造形条件の自動入力、設定によ
り、入力ミスが防止され、かつ条件入力、設定も短時間
に行われる。
【0013】つぎに、本発明の各実施例に特有な作用に
ついて説明する。本発明の第1実施例では、測定部材が
樹脂1中で移動され、その時の駆動手段の負荷が負荷手
段によって測定され、出力される。とくに、図1の例で
は、テーブル4を樹脂1中に沈め、テーブル4を上昇さ
せる時に樹脂粘度によって変化するモータ負荷電流を測
定することにより、樹脂粘度を測定する。この場合は、
樹脂粘度の測定に装置を特別に追加しておらず、もとも
と光造形装置に存在していた手段を利用して粘度測定が
できるという利点がある。本発明の第2実施例では、テ
ーブル4を樹脂1中に沈めてから、液面より上の位置ま
で上昇させ、テーブル4上の樹脂のもり上り高さと時間
経過によるもり上がり高さ変化を測定し、この測定結果
から樹脂粘度を決定する。
【0014】本発明の第3実施例では、樹脂槽ユニット
を交換した場合、足のレベルボルト13で原点センサ1
4、したがってテーブル上面の、床面からの高さHを概
略出す。つぎに、光照射装置3のレーザを使って光照射
装置3からテーブル上面までの距離を測定し、所定距離
Lにレーザ側で補正する。これにより、レベルボルト1
3で原点位置合わせを高精度に行う必要がなくなり手間
が省ける。また、レーザ側で補正を行うことにより、高
精度に原点合わせを行うことができ、レーザの焦点の合
った高精度な造形が可能になる。また、樹脂槽ごと交換
できるので、使用していない方の樹脂槽で樹脂交換を行
え、樹脂交換のサイクルタイムが短縮される。
【0015】
【発明の効果】請求項1の光造形装置によれば、粘度測
定手段と造形条件自動設定手段を設けたので、粘度測定
手段で樹脂粘度を測定し、それに対応する樹脂を判別し
てその樹脂種類の造形条件を造形条件自動設定手段によ
り制御装置に自動入力、設定することにより、造形条件
の入力、設定を容易化でき、入力ミスを防止できる。請
求項2の光造形装置によれば、粘度測定手段を、テーブ
ル、電動モータ、電流値測定器から構成したので、特別
な装置を追加することがなく、もともと光造形装置が具
備していた装置を利用して樹脂の粘度測定を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る光造形装置の概略断
面図である。
【図2】図1の装置の、樹脂粘度が大と小における、負
荷特性図である。
【図3】本発明の第2実施例に係る光造形装置の概略断
面図である。
【図4】図3の装置の、樹脂粘度が大と小における、樹
脂もり上り量特性図である。
【図5】本発明の第3実施例に係る光造形装置の概略断
面図である。
【図6】本発明実施例のうち造形条件自動設定手段の制
御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
1 樹脂(光硬化性樹脂) 2 樹脂槽 3 光照射装置 4 テーブル 5 支持台 6 駆動手段 7 制御装置 8 粘度測定手段 9 造形条件自動設定手段 10 電流値測定器 11 センサ 12 キャスタ 13 レベルボルト 14 原点センサ 15 駆動装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑山 昇三 神奈川県川崎市高津区坂戸3−2−1 か ながわサイエンスパーク 帝人製機株式会 社東京リサーチセンター内 (72)発明者 村上 恒雄 神奈川県川崎市高津区坂戸3−2−1 か ながわサイエンスパーク 帝人製機株式会 社東京リサーチセンター内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂槽内の光硬化性樹脂に対して光を照
    射することにより樹脂を硬化させて所定形状の造形品を
    成形する光造形装置において、該光造形装置が、樹脂の
    粘度を測定する粘度測定手段と、該粘度測定手段の測定
    結果に従い樹脂種類を判別し該樹脂種類に対応する造形
    条件を自動設定する造形条件自動設定手段と、を有する
    ことを特徴とする光造形装置。
  2. 【請求項2】 前記粘度測定手段が、樹脂中を移動可能
    なテーブルと、該テーブルを駆動する電動モータと、該
    電動モータへの供給電流を測定する電流値測定器と、か
    らなる請求項1記載の光造形装置。
JP7099082A 1995-04-25 1995-04-25 光造形装置 Pending JPH08290476A (ja)

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JP7099082A JPH08290476A (ja) 1995-04-25 1995-04-25 光造形装置

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JPH08290476A true JPH08290476A (ja) 1996-11-05

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015103476A1 (en) * 2014-01-02 2015-07-09 United Technologies Corporation Additive manufacturing process distortion management
JP2016064652A (ja) * 2014-09-18 2016-04-28 ローランドディー.ジー.株式会社 三次元造形装置

Cited By (3)

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