JPH0910967A - 光造形装置 - Google Patents
光造形装置Info
- Publication number
- JPH0910967A JPH0910967A JP7155760A JP15576095A JPH0910967A JP H0910967 A JPH0910967 A JP H0910967A JP 7155760 A JP7155760 A JP 7155760A JP 15576095 A JP15576095 A JP 15576095A JP H0910967 A JPH0910967 A JP H0910967A
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- Japan
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- squeegee
- resin
- liquid surface
- uncured resin
- layer
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
- B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C41/12—Spreading-out the material on a substrate, e.g. on the surface of a liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive 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
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
- B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
- B29C64/135—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
- B29K2995/0037—Other properties
- B29K2995/0072—Roughness, e.g. anti-slip
- B29K2995/0073—Roughness, e.g. anti-slip smooth
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- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光造形で、高速かつ高精度に光造形する方法及
び装置を提供する。 【構成】余分な未硬化樹脂を除去する際、樹脂の除去部
であるスキージ３に印加する光造形装置。
び装置を提供する。 【構成】余分な未硬化樹脂を除去する際、樹脂の除去部
であるスキージ３に印加する光造形装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光造形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】三次元ＣＡＤデータから形状モデルを短
期に作成する技術として光造形技術が知られている。特
公平６−６９７２６号，特公平６−６９７２４号，特開
昭５６−１４４４７８号公報に示されているように、Ｃ
ＡＤの形状データを輪切りにして変換された等高線デー
タにしたがって、ＵＶ硬化樹脂にＵＶレーザを照射し
て、一層一層硬化積層を繰り返して造形するものであ
る。
期に作成する技術として光造形技術が知られている。特
公平６−６９７２６号，特公平６−６９７２４号，特開
昭５６−１４４４７８号公報に示されているように、Ｃ
ＡＤの形状データを輪切りにして変換された等高線デー
タにしたがって、ＵＶ硬化樹脂にＵＶレーザを照射し
て、一層一層硬化積層を繰り返して造形するものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光造形では所定のピッ
チで光硬化樹脂を硬化積層する。この所定のピッチで積
層するために、一層硬化させる毎に、硬化した層の上に
未硬化の樹脂を一定厚さで塗布することが必要である。
このため、未硬化樹脂を一旦厚く塗布しスキージで余剰
分をかき取ることが行われる。しかし、光硬化樹脂には
粘性があり、スキージを移動すると、光硬化樹脂がスキ
ージにまとわりつき、液面が不安定になり、スキージに
より規定すべき所望の未硬化層の厚さが得られない。特
に、既硬化層の端部あるいは狭い硬化部位ではスキージ
にまとわりついた樹脂が盛り上がり、未硬化樹脂層を所
望値よりも厚く形成してしまう問題がある。未硬化樹脂
層が厚く形成されると、造形品の表面精度が低下するこ
とはもとより、その部位は厚く硬化させるので、次にス
キージを動かしたときにスキージが硬化層に当たってし
まい、造形中のモデルを壊してしまう問題がある。ま
た、既硬化層が広い場合には、樹脂のまとわりつきによ
り、余剰部をかき取るよりも、逆にかき取りすぎて、未
硬化樹脂塗布に欠損部を生じてしまう問題がある。
チで光硬化樹脂を硬化積層する。この所定のピッチで積
層するために、一層硬化させる毎に、硬化した層の上に
未硬化の樹脂を一定厚さで塗布することが必要である。
このため、未硬化樹脂を一旦厚く塗布しスキージで余剰
分をかき取ることが行われる。しかし、光硬化樹脂には
粘性があり、スキージを移動すると、光硬化樹脂がスキ
ージにまとわりつき、液面が不安定になり、スキージに
より規定すべき所望の未硬化層の厚さが得られない。特
に、既硬化層の端部あるいは狭い硬化部位ではスキージ
にまとわりついた樹脂が盛り上がり、未硬化樹脂層を所
望値よりも厚く形成してしまう問題がある。未硬化樹脂
層が厚く形成されると、造形品の表面精度が低下するこ
とはもとより、その部位は厚く硬化させるので、次にス
キージを動かしたときにスキージが硬化層に当たってし
まい、造形中のモデルを壊してしまう問題がある。ま
た、既硬化層が広い場合には、樹脂のまとわりつきによ
り、余剰部をかき取るよりも、逆にかき取りすぎて、未
硬化樹脂塗布に欠損部を生じてしまう問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、スキージに
振動印加手段を設け、スキージを移動させて未硬化樹脂
の余分な分を除去するときに、スキージを振動させるこ
とにより達成される。
振動印加手段を設け、スキージを移動させて未硬化樹脂
の余分な分を除去するときに、スキージを振動させるこ
とにより達成される。
【０００５】
【作用】スキージに振動を加えると、振動の加速度でス
キージに付着していた樹脂が振り切られるので、未硬化
樹脂のスキージへのまとわりつきを抑制でき、移動する
スキージの後方でまとわりつきにより生じる未硬化樹脂
の盛り上がりを抑制する作用を持つ。さらに、スキージ
の近くの未硬化樹脂でも振動が伝搬し、液面下に既硬化
層がある場合、著しい樹脂の盛り上がりに対してもあた
かも粘度が低下したような効果があり、流れ性，平坦性
が向上し、均一の厚さで未硬化層を形成できる働きを示
す。
キージに付着していた樹脂が振り切られるので、未硬化
樹脂のスキージへのまとわりつきを抑制でき、移動する
スキージの後方でまとわりつきにより生じる未硬化樹脂
の盛り上がりを抑制する作用を持つ。さらに、スキージ
の近くの未硬化樹脂でも振動が伝搬し、液面下に既硬化
層がある場合、著しい樹脂の盛り上がりに対してもあた
かも粘度が低下したような効果があり、流れ性，平坦性
が向上し、均一の厚さで未硬化層を形成できる働きを示
す。
【０００６】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図
１は本発明の一実施例の光造形装置の説明図である。Ｕ
Ｖ硬化樹脂１はＵＶ硬化樹脂タンク２の中に注入されて
いる。スキージ３はＵＶ硬化樹脂１の液面に平行に設け
られたスライドレール４上に載せられており、スキージ
駆動手段５によりスライドレール上をＵＶ硬化樹脂１の
液表面に接して移動するとともに、振動印加手段６によ
り液表面に接して振動できる構成となっている。光造形
用ワークテーブル７はワークテーブルＺ軸移動手段８に
より、ＵＶ硬化樹脂タンク２の中でＵＶ硬化樹脂１の液
面に平行を保ちつつＺ軸（深さ）方向に移動制御され
る。ＵＶレーザ光９はレーザ発振器１０に発し、ガルバ
ノミラー（Ｘ軸，Ｙ軸）１１を経てＵＶ硬化樹脂１の液
面に照射される。ガルバノミラー１１はガルバノミラー
制御回路１２により制御され、レーザ光９がＵＶ硬化樹
脂１の液面を走査できる。スキージ駆動手段５、ガルバ
ノミラー制御回路１２、ワークテーブル移動手段８は光
造形システム制御回路１３により制御されている。光造
形システム制御回路１３は等高線描画データ１４に従っ
てガルバノミラー制御回路１２を介してＸ，Ｙ軸のガル
バノミラー１１を作動させ、レーザビーム光９がＵＶ硬
化樹脂１の液面を走査する。ＵＶ硬化樹脂１のレーザ光
９を照射された部位は直ちに硬化する。一層分の走査が
完了すると、光造形システム制御回路１３は次の層の等
高線描画データ１４’を読み込むとともに、ワークテー
ブルＺ軸移動手段８を介してワークテーブル７を積層ピ
ッチＰだけさらに深くＵＶ硬化樹脂１の液面より沈め
る。既硬化層の上に新たに未硬化のＵＶ硬化樹脂の層を
かぶせる。スキージ３を移動させることにより、規定液
面より厚く塗布された未硬化樹脂部は除去される。図２
は第ｎ番目の層を硬化させた後、ワークテーブル７をＰ
だけ沈め、その上に、未硬化樹脂層１５を塗布した状態
を示している。図３はスキージ３を移動させながら、余
剰樹脂１６をかき取っている状態を示している。図４は
スキージ３を振動させずに単に移動させた場合の、塗布
した未硬化樹脂をかき取る様子を示す。スキージ３は塗
布した未硬化樹脂１５の余剰樹脂１６をかき取っている
が、スキージ３の移動後方に樹脂のまとわりつき１７が
大きく生じている。このため、図５に示すように、塗布
底面の既硬化層の幅が狭い部１８あるいは端部１９では
未硬化樹脂が厚く塗布される。また、塗布面が広い部２
０では樹脂が逆にもっていかれ欠損部が生じてしまう。
この結果、図６に示すように、所定厚さ（基準線２１）
で硬化すべきところが、厚すぎる部あるい薄すぎる部が
生じ、寸法精度の低下の問題となっている。また、厚い
部では次層でのスキージ動作の際にスキージ３がぶつか
り、造形中のモデルを壊してしまう問題もある。図７は
本発明の特徴であるスキージ３への振動印加の場合の状
態を示した図である。スキージ３は振動印加手段により
振動している。振動印加手段は２８ＫＨｚの超音波振動
子を用いた、振動の印加方向はスキージの移動方向およ
び直交方向いずれの方向でも効果がある。この振動によ
り、未硬化樹脂のスキージへのまとわりつき１７’をわ
ずかなものに抑制できた。図８に示すように、塗布底面
の既硬化層の幅が狭い部１８あるいは端部１９では未硬
化樹脂が厚く盛り上がって塗布されることが防止でき
た。また、塗布面が広い部２０では樹脂が逆にもってい
かれ欠損部が生じてしまうことを抑制できている。こう
して未硬化樹脂を所定厚さで塗布したのち、次層の等高
線データに従ってレーザをスキャンし、塗布したＵＶ硬
化樹脂を硬化させる。図９に示すようにその硬化表面は
平坦であり、寸法精度が良く、またスキージがぶつかる
心配もない。この動作を繰り返すことにより、等高線の
薄板を積層するように、高精度に形状モデルを造形でき
る。
１は本発明の一実施例の光造形装置の説明図である。Ｕ
Ｖ硬化樹脂１はＵＶ硬化樹脂タンク２の中に注入されて
いる。スキージ３はＵＶ硬化樹脂１の液面に平行に設け
られたスライドレール４上に載せられており、スキージ
駆動手段５によりスライドレール上をＵＶ硬化樹脂１の
液表面に接して移動するとともに、振動印加手段６によ
り液表面に接して振動できる構成となっている。光造形
用ワークテーブル７はワークテーブルＺ軸移動手段８に
より、ＵＶ硬化樹脂タンク２の中でＵＶ硬化樹脂１の液
面に平行を保ちつつＺ軸（深さ）方向に移動制御され
る。ＵＶレーザ光９はレーザ発振器１０に発し、ガルバ
ノミラー（Ｘ軸，Ｙ軸）１１を経てＵＶ硬化樹脂１の液
面に照射される。ガルバノミラー１１はガルバノミラー
制御回路１２により制御され、レーザ光９がＵＶ硬化樹
脂１の液面を走査できる。スキージ駆動手段５、ガルバ
ノミラー制御回路１２、ワークテーブル移動手段８は光
造形システム制御回路１３により制御されている。光造
形システム制御回路１３は等高線描画データ１４に従っ
てガルバノミラー制御回路１２を介してＸ，Ｙ軸のガル
バノミラー１１を作動させ、レーザビーム光９がＵＶ硬
化樹脂１の液面を走査する。ＵＶ硬化樹脂１のレーザ光
９を照射された部位は直ちに硬化する。一層分の走査が
完了すると、光造形システム制御回路１３は次の層の等
高線描画データ１４’を読み込むとともに、ワークテー
ブルＺ軸移動手段８を介してワークテーブル７を積層ピ
ッチＰだけさらに深くＵＶ硬化樹脂１の液面より沈め
る。既硬化層の上に新たに未硬化のＵＶ硬化樹脂の層を
かぶせる。スキージ３を移動させることにより、規定液
面より厚く塗布された未硬化樹脂部は除去される。図２
は第ｎ番目の層を硬化させた後、ワークテーブル７をＰ
だけ沈め、その上に、未硬化樹脂層１５を塗布した状態
を示している。図３はスキージ３を移動させながら、余
剰樹脂１６をかき取っている状態を示している。図４は
スキージ３を振動させずに単に移動させた場合の、塗布
した未硬化樹脂をかき取る様子を示す。スキージ３は塗
布した未硬化樹脂１５の余剰樹脂１６をかき取っている
が、スキージ３の移動後方に樹脂のまとわりつき１７が
大きく生じている。このため、図５に示すように、塗布
底面の既硬化層の幅が狭い部１８あるいは端部１９では
未硬化樹脂が厚く塗布される。また、塗布面が広い部２
０では樹脂が逆にもっていかれ欠損部が生じてしまう。
この結果、図６に示すように、所定厚さ（基準線２１）
で硬化すべきところが、厚すぎる部あるい薄すぎる部が
生じ、寸法精度の低下の問題となっている。また、厚い
部では次層でのスキージ動作の際にスキージ３がぶつか
り、造形中のモデルを壊してしまう問題もある。図７は
本発明の特徴であるスキージ３への振動印加の場合の状
態を示した図である。スキージ３は振動印加手段により
振動している。振動印加手段は２８ＫＨｚの超音波振動
子を用いた、振動の印加方向はスキージの移動方向およ
び直交方向いずれの方向でも効果がある。この振動によ
り、未硬化樹脂のスキージへのまとわりつき１７’をわ
ずかなものに抑制できた。図８に示すように、塗布底面
の既硬化層の幅が狭い部１８あるいは端部１９では未硬
化樹脂が厚く盛り上がって塗布されることが防止でき
た。また、塗布面が広い部２０では樹脂が逆にもってい
かれ欠損部が生じてしまうことを抑制できている。こう
して未硬化樹脂を所定厚さで塗布したのち、次層の等高
線データに従ってレーザをスキャンし、塗布したＵＶ硬
化樹脂を硬化させる。図９に示すようにその硬化表面は
平坦であり、寸法精度が良く、またスキージがぶつかる
心配もない。この動作を繰り返すことにより、等高線の
薄板を積層するように、高精度に形状モデルを造形でき
る。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、未硬化樹脂を所定厚さ
で塗布しようとしたときの未硬化樹脂のスキージへのま
とわりつきを抑制でき、まとわりつきにより生じていた
樹脂の盛り上がり、あるいは塗布欠損を抑制できる。こ
のことにより、光造形モデルの表面の寸法精度を向上さ
せることができる。また、スキージが厚くなった部位へ
ぶつかり、造形中にモデルを壊す問題も回避することが
できる。
で塗布しようとしたときの未硬化樹脂のスキージへのま
とわりつきを抑制でき、まとわりつきにより生じていた
樹脂の盛り上がり、あるいは塗布欠損を抑制できる。こ
のことにより、光造形モデルの表面の寸法精度を向上さ
せることができる。また、スキージが厚くなった部位へ
ぶつかり、造形中にモデルを壊す問題も回避することが
できる。
【図１】本発明の実施例のブロック図。
【図２】従来技術の動作の説明図。
【図３】従来技術の動作の説明図。
【図４】従来技術の動作の説明図。
【図５】従来技術の動作の説明図。
【図６】従来技術の動作の説明図。
【図７】本発明の実施例のスキージ動作の説明図。
【図８】本発明の動作の説明図。
【図９】本発明の動作の説明図。
１…ＵＶ硬化樹脂、２…ＵＶ硬化樹脂タンク、３…スキ
ージ、４…スライドレール、５…スキージ駆動手段、６
…振動印加手段、７…ワークテーブル、８…Ｚ軸移動手
段、９…ＵＶレーザ光、１０…レーザ発振器、１１…ガ
ルバノミラー、１２…ガルバノミラー制御回路、１３…
光造形システム制御回路、１４…等高線描画データ。
ージ、４…スライドレール、５…スキージ駆動手段、６
…振動印加手段、７…ワークテーブル、８…Ｚ軸移動手
段、９…ＵＶレーザ光、１０…レーザ発振器、１１…ガ
ルバノミラー、１２…ガルバノミラー制御回路、１３…
光造形システム制御回路、１４…等高線描画データ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 清 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 後藤 典雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 大久保 賢勉 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株 式会社日立製作所内 (72)発明者 村中 昌幸 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株 式会社日立製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】ＵＶ硬化樹脂の液面を形状データに従って
露光硬化し、硬化層の上に未硬化樹脂層を形成し、前記
未硬化樹脂層を露光硬化させることを繰り返して逐次積
層して形状モデルを造形する光造形装置において、前記
ＵＶ硬化樹脂層の上に前記未硬化樹脂層を形成する際
に、前記未硬化樹脂層を一旦厚く形成し、スキージによ
り所定の厚さに前記未硬化樹脂層を除去し、前記スキー
ジに振動を印加しながら前記未硬化樹脂層を除去するよ
う前記スキージに振動印加手段を設けたことを特徴とす
る光造形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7155760A JPH0910967A (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 光造形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7155760A JPH0910967A (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 光造形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0910967A true JPH0910967A (ja) | 1997-01-14 |
Family
ID=15612816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7155760A Pending JPH0910967A (ja) | 1995-06-22 | 1995-06-22 | 光造形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0910967A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000025118A (ja) * | 1998-07-08 | 2000-01-25 | Teijin Seiki Co Ltd | 立体造形装置、立体造形方法及び立体造形制御プログラムを記録した媒体 |
| CN104816479A (zh) * | 2015-05-17 | 2015-08-05 | 北京工业大学 | 一种大幅面光固化3d打印机 |
| CN106003714A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-10-12 | 上海联泰科技股份有限公司 | 3d打印采用的多振镜标定方法、打印方法及光学系统 |
| CN106965424A (zh) * | 2016-01-13 | 2017-07-21 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种3d打印设备 |
| JP2017222166A (ja) * | 2016-06-14 | 2017-12-21 | ユニベルシテ・ドゥ・リモージュＵｎｉｖｅｒｓｉｔｅ Ｄｅ Ｌｉｍｏｇｅｓ | ペースト処理による付加製造技術によって部片を製造する方法、及びその方法を実施する製造機械 |
| CN114750408A (zh) * | 2017-05-15 | 2022-07-15 | 霍洛公司 | 粘性膜三维打印系统和方法 |
| CN116587598A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-08-15 | 纵横增材智能科技(珠海)有限公司 | 一种具有下沉式打印功能的dlp打印机 |
-
1995
- 1995-06-22 JP JP7155760A patent/JPH0910967A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000025118A (ja) * | 1998-07-08 | 2000-01-25 | Teijin Seiki Co Ltd | 立体造形装置、立体造形方法及び立体造形制御プログラムを記録した媒体 |
| CN104816479A (zh) * | 2015-05-17 | 2015-08-05 | 北京工业大学 | 一种大幅面光固化3d打印机 |
| CN106965424A (zh) * | 2016-01-13 | 2017-07-21 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种3d打印设备 |
| CN106003714A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-10-12 | 上海联泰科技股份有限公司 | 3d打印采用的多振镜标定方法、打印方法及光学系统 |
| JP2017222166A (ja) * | 2016-06-14 | 2017-12-21 | ユニベルシテ・ドゥ・リモージュＵｎｉｖｅｒｓｉｔｅ Ｄｅ Ｌｉｍｏｇｅｓ | ペースト処理による付加製造技術によって部片を製造する方法、及びその方法を実施する製造機械 |
| CN114750408A (zh) * | 2017-05-15 | 2022-07-15 | 霍洛公司 | 粘性膜三维打印系统和方法 |
| CN116587598A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-08-15 | 纵横增材智能科技(珠海)有限公司 | 一种具有下沉式打印功能的dlp打印机 |
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