JPH09201876A - 立体造形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 未硬化材料において、硬化積層体の縁部の盛
り上りの形成を防止し、造形不良のない、安定した造形
精度の高い立体造形装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 未硬化材料１１が満たされている内海の
所定の深さ間隔毎に追加の硬化層１２ａを内海の自由液
面の表面全体に渡って形成して深さ方向に未硬化材料１
１を閉じ込めることにより、未硬化材料１１の表面部を
平坦化するとき、追加の硬化層１２ａにより未硬化材料
１１がスクレーパー３ａから逃げ去る量を少なくする効
果が得られ、確実に未硬化材料１１を平坦化した自由液
面１１ｍとすることができる。したがって、自由液面の
盛り上りによる造形不良を防止し、硬化積層工程完了後
は、追加の硬化層１２ａは硬化積層１２との細い連結部
を破壊することによって除去され、造形精度の高い所望
の立体を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光硬化性の流動材
料をその液面側で露光して硬化させるようにして立体、
すなわち３次元の物体を造形する立体造形装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、未硬化の光硬化性樹脂を選択的に
露光して所定形状の硬化層を形成するとともに、その硬
化層を順次積層することで、形状の複雑な物体や組立体
を一体造形可能にした立体造形装置が知られており、こ
の立体造形装置においては、積層される各層の硬化層を
高精度かつ迅速に成形することが要求される。

【０００３】この種の立体造形装置としては、例えば特
公平２−４８４２２号公報に記載されたものがある。こ
の装置では、未硬化の光硬化性樹脂液を収容した容器中
に昇降式のプラットホームを配設し、その光硬化性樹脂
の液面に対しレーザ走査による選択的な露光を行って前
記液面近傍の光硬化性樹脂をプラットホーム上で所定形
状に硬化させた後、その硬化層をプラットホームと共に
一層分を超える深さまで沈めてプラットホーム上に未硬
化の光硬化性樹脂液を自動的に積層させ、次いでプラッ
トホームを自由液面から積層ピッチ量（積層される層の
層厚）を隔てる位置まで上昇させることで次層の未硬化
材料層を比較的迅速に形成できるようになっている。

【０００４】ところで、この種の立体造形装置は形状の
複雑な部品を低コストかつ短時間で試作するのに好適で
あるため、近時においては、造形作業の高速化と更なる
造形精度の向上に加えて、造形された立体をより広範な
用途に対応させ得ることが要求されている。この装置
は、所定の光によって硬化し得る未硬化の光硬化性樹脂
を収容してその樹脂の自由液面を形成する容器と、自由
液面と略直交する方向に移動するよう容器中に移動可能
に設けられた自由液面に対し略平行な可動のプラットホ
ームと、容器から未硬化の光硬化性樹脂を汲み上げて可
動のプラットホーム上に供給するディッパーと、可動の
プラットホームの移動方向に対して直交する方向に移動
可能に設けられその移動により可動のプラットホーム上
の光硬化性樹脂の表面部を平坦化するスクレーパー（ド
クターナイフ）とを備えている。そして、プラットホー
ムを自由液面より積層ピッチ量だけ低い位置に配置した
状態で、未硬化の光硬化性樹脂をディッパーにより汲み
上げて可動のプラットホーム上に供給し、この光硬化性
樹脂の表面部を自由液面に沿って移動するスクレーパー
により平坦化して、プラットホーム上の自由液面近傍に
所定層厚の未硬化の光硬化性樹脂層を迅速かつ均一に形
成するともに、その未硬化材料層を所定の光により選択
的に露光して光硬化性樹脂を積層硬化させるという工程
を繰り返すことで、所要形状の立体を造形するようにな
っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
の（ａ）において、積層硬化されて形成されている硬化
積層体５２の内側と外側の光硬化性樹脂の液が満たされ
ている空間をそれぞれ内海および外海と呼ぶとすると、
従来内海のある立体造形は樹脂の粘度にかかわらず造形
不良が発生するという未解決の問題があった。

【０００６】すなわち、未硬化の光硬化性樹脂は、図１
１の（ｂ）のように内海の自由液面５１ｍが盛り上る傾
向を示すので、これを硬化させた場合内海周辺において
目的厚さに対して硬化厚さの精度不良、著しくはスクレ
ーパーが干渉し造形不良を起こす。このため、従来の立
体造形においては、図１０の（ａ）、（ｂ）のように内
海の液面高さを均一にするため孔５３を設けて内海と外
海の未硬化材料の液圧を等しくすることにより自由液面
の盛り上りによる造形不良を防止していた。しかし、造
形物には孔５３が残っており、その部分に補修作業が必
要である。よって、この補修作業には熟練度および時間
を要し、さらに補修箇所の美的価値を減じるので、造形
立体物は付加価値を著しく損なうものであった。

【０００７】このような理由から、従来の光造形装置に
おいては、造形不良をおこさずに要求される高度なコー
ティング精度を満足しつつ安定したコーティング作業を
行なうことができなかった。そこで本発明は、造形物の
形状以外の硬化層を形成して未硬化材料の液面の平坦化
を容易にすることにより、自由液面の盛り上りによる造
形不良を防止し、層厚精度を満足しつつ安定した積層作
業を行なうことができる、造形精度の高い立体造形装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１に記載の発明は、所定の光によって硬化し得る未
硬化の光硬化性流動材料を収容し該流動材料の自由液面
を形成する容器と、前記自由液面に対し略平行な上面部
を有し前記自由液面に接近および離隔するよう前記容器
中に移動可能に設けられた可動ベースと、前記未硬化の
光硬化性流動材料を前記可動ベース上に供給するととも
に供給した未硬化の光硬化性流動材料の表面部をスクレ
ーパーにより平坦化して所定層厚の未硬化の材料層を形
成する材料層形成手段と、該未硬化の材料層を所定の光
により選択的に露光して硬化層を形成する露光手段と、
複数の断面層を有する立体の各断面層の形状データを記
憶保持するデータ記憶手段と、該データ記憶手段に基づ
いて前記可動ベース、材料層形成手段および露光手段の
作動を制御する制御手段と、を備え、前記断面層の形状
を有する硬化層を下層の硬化層上に順次積層して前記立
体を造形する立体造形装置において、前記立体が、それ
ぞれ略同一位置に開口する複数の穴部を有する複数の上
層側の断面層と、該上層側の断面層より下層側に位置す
る下層側の断面層とを含み、該上層側および下層側の断
面層によって、前記下層側の断面層を底面層とし前記上
層側の断面層を周壁部とする凹状の内海が形成されると
き、前記制御手段が複数の上層側の断面層のうち何れか
を構成する硬化層と共に前記内海内に位置する追加の硬
化層を形成するよう前記露光手段を制御し、前記材料層
形成手段によって前記内海内で前記未硬化の光硬化性流
動材料の表面部が平坦化されるとき、該追加の硬化層に
よって前記光硬化性流動材料の表面部の流動方向を所定
方向に規制したものである。したがって、未硬化の光硬
化性流動材料の表面部をスクレーパーによって平坦化す
るとき、追加の硬化層を形成することにより未硬化の光
硬化性流動材料がスクレーパーから逃げ去る量を少なく
する効果が得られ、確実に未硬化の光硬化性流動材料を
平坦化することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、前記内海の深さ
が所定深さに達したとき前記追加の硬化層によって前記
内海を下部と上部に区画するよう前記追加の硬化層を略
水平方向に形成したものである。したがって、未硬化の
光硬化性流動材料の表面部を材料層形成手段によって平
坦化するとき、追加の硬化層を形成することにより未硬
化の光硬化性流動材料がスクレーパーから逃げ去る量を
少なくする効果が得られ、確実に未硬化の光硬化性流動
材料を平坦化することができる。なお、追加の硬化層は
積層形成工程完了後に取り除かれ、所望の立体に出来上
がる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、前記内海内に、
積層された複数の追加の硬化層によって前記内海の表面
部を前記自由表面の方向に隣接する複数の領域に区画す
る少なくとも１つの略鉛直方向に延在する板状体を形成
したものである。したがって、未硬化の光硬化性流動材
料の表面部を材料層形成手段によって平坦化するとき、
追加の硬化層を形成することにより未硬化の光硬化性流
動材料がスクレーパーから逃げ去る量を少なくする効果
が得られ、確実に未硬化の光硬化性流動材料を平坦化す
ることができる。なお、追加の硬化層は積層形成工程完
了後に取り除かれ、所望の立体に出来上がる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、前記追加の硬化
層と前記立体の断面層に対応する硬化層との間に、前記
未硬化の光硬化性流動材料を収容する所定幅の間隙を形
成するよう、前記内海の内部に前記追加の硬化層の積層
体を形成したものである。したがって、未硬化の光硬化
性流動材料の表面部を材料層形成手段によって平坦化す
るとき、追加の硬化層を形成することにより未硬化の光
硬化性流動材料がスクレーパーから逃げ去る量を少なく
する効果が得られ、確実に未硬化の光硬化性流動材料を
平坦化することができる。なお、追加の硬化層は積層形
成工程完了後に取り除かれ、所望の立体に出来上がる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照しつつ説明する。図１は立体
造形装置の概略図を示している。図１において、図１に
おいて、５は所定の光硬化性樹脂（例えばＵＶ硬化性樹
脂）を含む流動性材料であり、この未硬化の流動性材料
は容器１に収容され、その上部に水平な自由液面を形成
している。前記未硬化の流動性材料は、例えば液状の光
硬化性樹脂（例えば重合性のビニル系化合物、エポキシ
系化合物）に所定温度範囲内で実質的な非収縮性をもつ
平均粒径３〜７０μｍ、好ましくは１０〜６０μｍ程度
の微粒子（例えばガラスビーズや樹脂製ビーズ）を５〜
７０容量％、好ましくは１０〜５５容量％だけ配合した
ペースト状（例えば粘度が５，０００ｃｐｓ〜１００，
０００ｃｐｓ）の組成物であり、その微粒子は公知のシ
ランカップリング剤によって硬化後の機械的強度を増す
よう処理されている。あるいは、前記未硬化の流動性材
料は、前記微粒子に代え、直径が０．３〜１μｍ、長さ
が１０〜７０μｍでアスペクト比が１０〜１００の範囲
にあるウイスカーを用いる（その場合、液状光硬化性樹
脂にこのウイスカーを５〜３０容量％配合する）もので
あってもよい。

【００１３】また、容器１は図示しない公知の液面調整
手段により未硬化材料５の自由液面の高さを略一定に保
つようになっており、この容器中には前記自由液面に対
し略平行な上面部２を有する可動のプラットホーム（可
動ベース）が設けられている。 プラットホーム２は、
前記自由液面と略直交する鉛直方向に移動すなわち昇降
可能であり、層厚に対応する下降ピッチ量を単位として
段階的に下降し、造形完了時に上昇するようになってい
る。

【００１４】プラットホーム２の上方にはその前後長
（図１の断面と直交する方向の長さ）とほぼ等しい長さ
を有するディッパー３ｂとこれを支持する図示しない移
動台とが設けられており、ディッパー３ｂの下面部には
長手方向に所定ピッチで離間する複数の供給穴（図示し
ていない）が設けられている。前記移動台は、図示しな
いガイドレールのような公知の案内手段によって図１の
左右方向に移動可能に支持されるとともに、例えばワイ
ヤやプーリを介してモータ駆動されるようになってい
る。ディッパー３ｂは、図示しない移動台と共に可動の
プラットホーム２の上面部に沿って水平に移動し、この
移動中に複数の供給穴を通してプラットホーム２上に所
定の光によって硬化する未硬化材料５を供給する。ま
た、ディッパー３ｂの上端部は図示しないローラを介し
て図外の昇降駆動カムに常時係合しており、ディッパー
３ｂはプラットホーム２に接近するよう水平方向に移動
するときこの昇降駆動カムに駆動されて上昇し、プラッ
トホーム２上ではその上面から所定距離を隔てて水平移
動し、プラットホーム２から離隔するよう水平方向に移
動するときには前記昇降駆動カムに駆動されて下降す
る。

【００１５】そして、この下降と上昇によってディッパ
ー３ｂは前記容器１内の未硬化の光硬化性流動材料５の
一部を汲み上げ、これを未硬化材料８としてプラットホ
ーム２上に供給することができる。すなわち、ディッパ
ー３ｂは前記昇降駆動機構と共に未硬化材料供給手段を
構成する汲み上げ部としての機能をも有している。な
お、このようなディッパー構成に代えて、ディッパー３
ｂの長手方向両側に例えば羽根車を有する汲み上げ機構
（汲み上げ部）を装着し、この汲み上げ機構とディッパ
ー３ｂとによって未硬化材料供給手段を構成することも
できる。

【００１６】ディッパー３ｂの移動方向両側には前記移
動台に支持されてディッパー３ｂと共に可動のプラット
ホーム２の上面部に沿ってプラットホーム２の昇降方向
と直交する方向に移動するスクレーパー３ａが設けられ
ており、これら一対のスクレーパー３ａは可動のプラッ
トホーム２の上面部に沿って移動するとき可動のプラッ
トホーム２上の未硬化材料の表面部をならし、プラット
ホーム２の上面部の形状に対応する層厚の均一な未硬化
材料層８を形成するようになっており、この実施形態に
おいてはプラットホーム２の平坦な上面部に対応して未
硬化材料を平坦化する。

【００１７】また、プラットホーム２の上方にはレーザ
光走査装置４が設けられており、この走査装置４は例え
ばレーザ光源から出射したレーザ光を反射光学系を介し
て偏向しつつプラットホーム２上の未硬化材料層８の表
面部に集光させ、その光Ｂをプラットホーム２上の所定
領域内での主・副両走査方向に走査するようになってい
る。また、この光走査装置４からの光Ｂによる描画パタ
ーンは、造形する３次元物体を硬化層の積層体としたと
きの各層の形状に対応するもので、その走査を制御する
制御装置には、例えば公知の３次元ＣＡＤ（ｃｏｍｐｕ
ｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）システムが接続さ
れている。なお、前記制御装置は、３次元ＣＡＤシステ
ムからのモデリングデータに基づき、図示しないプラッ
トホーム昇降駆動手段、ディッパー３ｂおよびスクレー
パー３ａを移動させる前記モータ、レーザ光源、並びに
レーザ光走査装置４等の作動を制御する。すなわち、本
実施形態の立体造形装置では、スクレーパー３ａにより
平坦化して整形した未硬化材料層８を前記所定の光によ
り選択的に露光して光硬化性流動材料の硬化した部分で
ある硬化層７を形成するとともに、その硬化層７をプラ
ットホーム２の上面部又は下層の硬化層上に順次積層
し、硬化層の積層体としての３次元物体を造形するよう
になっている。 この装置では、前記制御装置が、３次
元ＣＡＤシステムからのモデリングデータに基づいて、
前記プラットホーム昇降駆動手段、ディッパー３ｂおよ
びスクレーパー３ａを移動させる前記モータ、レーザ光
源、並びにレーザ光走査装置４等の作動を制御すること
で、まず、自由液面から所定距離を隔てたスクレーパー
３ａがディッパー３ｂと共に移動して、プラットホーム
２上に所定層厚の未硬化材料層８が形成され、次いで、
走査装置４からの光Ｂが未硬化材料層８の表面部に集光
されるとともにプラットホーム２上の所定領域内での主
・副両走査方向に走査され、硬化部分７が形成される。
そして、順次下層に硬化層が積層された硬化積層体が形
成されていくことになる。

【００１８】このような造形作業に際して、本実施の立
体造形装置において、硬化積層の内海に未硬化材料液の
盛り上りによる造形不良が生じないよう以下の形態とし
ている。 ＜第１の実施形態＞第１の実施形態は請求項１、２に記
載の発明に係わるものである。図２〜３は第１の実施形
態に対応する図である。図２は第１の実施形態の装置に
おける硬化積層体の正面図であり、図３は第１の実施形
態の装置における硬化積層体の平面図である。第１の実
施形態は、未硬化材料１１が満たされている内海の所定
の深さ間隔毎に追加の硬化層１２ａを内海の自由液面の
表面全体に渡って形成することにより深さ方向に未硬化
材料１１を閉じ込めている。ディッパー３ｂにより供給
された未硬化材料１１は内海の自由液面１１ｍｂのよう
に盛り上りを持っているが、未硬化材料１１の表面部を
スクレーパー３ａによって平坦化するとき、追加の硬化
層１２ａにより未硬化の光硬化性流動材料がスクレーパ
ー３ａから逃げ去る量を少なくする効果が得られ、確実
に未硬化の光硬化性流動材料を平坦化することができ
る。なお、追加の硬化層１２ａは硬化積層を形成する工
程完了後、追加の硬化層１２ａは硬化積層１２との細い
連結部を破壊することによって、硬化積層１２の内側か
ら容易に除去できるので、所望の立体の形状が得られる
ことになる。なお、前記追加の硬化層１２ａは薄膜とす
るのが好ましい。さらに前記薄膜の形成は、内海の深さ
の５ｍｍ間隔程度毎に形成するのが好ましい。

【００１９】また、追加の硬化層１２ａの一部（例えば
硬化積層１２との細い連結部）または追加の硬化層１２
ａの全部を硬化積層１２が形成されたときよりも弱い光
によって硬化して積層形成することもできる。すなわ
ち、光硬化材料は照射される光の強さが弱い程あるいは
露光時間が短い程、露光により形成される硬化層の強度
が低くなるので、前記追加の硬化層１２ａは硬化積層１
２よりも脆く形成され、追加の硬化層１２ａの除去がよ
り容易となる。 ＜第２の実施形態＞第２の実施形態は請求項１、３に記
載の発明に係わるものである。図４〜７は第２の実施形
態に対応する図である。第２の実施形態は、未硬化材料
が満たされている内海の表面部の略水平方向を板状の追
加の硬化層２２ａあるいは２２’ａによって区画してい
る。図４〜５は、板状の追加の硬化層の仕切り面が、デ
ィッパー３ｂおよびスクレーパー３ａの移動方向ｘに対
して垂直である場合を示している。これに対して、図６
〜７は、板状の追加の硬化層の仕切り面が、スクレーパ
ー３ａの移動方向ｘに対して平行である場合を示してい
る。

【００２０】まず、図４〜５の板状の追加の硬化層の仕
切り面が、スクレーパー３ａの移動方向ｘに対して垂直
である場合について説明する。図４は硬化積層体の正面
図であり、図５は硬化積層体の平面図である。図４に示
すように、未硬化材料２１が満たされている内海の自由
液面２１ｍにおいてスクレーパー３ａの移動方向ｘに対
して平行方向の所定の間隔毎に追加の硬化層２２ａを形
成して仕切っている。この追加の硬化層２２ａにより、
スクレーパー３ａの通過前、未硬化材料２１の自由液面
は２１ｍｂで示されるように凸状の盛り上りがあるが、
スクレーパー３ａが通過することにより、未硬化材料２
１の自由液面の盛り上りが持ち去られるので、未硬化材
料２１の自由液面は２１ｍで示されるように凸状の盛り
上りの程度をなくすことができる。

【００２１】次に図６〜７の板状の追加の硬化層の仕切
り面が、スクレーパー３ａの移動方向ｘに対して平行で
ある場合について説明する。図６は硬化積層体の正面図
であり、図７は硬化積層体の平面図である。図７に示す
ように、未硬化材料２１’が満たされている内海の自由
液面２１’ｍにおいてスクレーパー３ａの移動方向ｘに
対して垂直方向の所定の間隔毎に追加の硬化層２２’ａ
を形成して仕切っている。この追加の硬化層２２’ａに
より、図６に示すように、前述と同様にディッパー３ｂ
により供給された未硬化材料２１’は内海の自由液面２
１’ｍｂのように盛り上りを持っているが、未硬化材料
２１’の表面部をスクレーパー３ａによって平坦化する
とき、追加の硬化層２２’ａにより未硬化の光硬化性流
動材料がスクレーパー３ａから逃げ去る量を少なくする
効果が得られ、確実に未硬化の光硬化性流動材料を平坦
化することができる。

【００２２】第１の実施形態と同様に硬化積層工程完了
後、追加の硬化層２２ａ（２２’ａ）は硬化積層２２
（２２’）との細い連結部を破壊することによって、硬
化積層２２（２２’）の内側から容易に除去できるの
で、所望の立体の形状が得られることになる。また、追
加の硬化層２２ａ（２２’ａ）の一部（例えば硬化積層
２２（２２’）との細い連結部）または追加の硬化層２
２ａ（２２’ａ）の全部を硬化積層が形成されたときよ
りも弱い光によって硬化して積層形成することもでき
る。すなわち、光硬化材料は照射される光の強さが弱い
程あるいは露光時間が短い程、露光により形成される硬
化層の強度が低くなるので、前記追加の硬化層２２ａ
（２２’ａ）は硬化積層よりも脆く形成され、追加の硬
化層２２ａ（２２’ａ）の除去がより容易となる。 ＜第３の実施形態＞第３の実施形態は請求項１、４に記
載の発明に係わるものである。図８〜９は第３の実施形
態に対応する図である。第３の実施形態は、内海内を硬
化積層体３２ａを形成することにより、前述と同様にデ
ィッパー３ｂにより供給された未硬化材料３１は内海の
自由液面３１ｍｂのように盛り上りを持っているが、未
硬化材料３１の表面部をスクレーパー３ａによって平坦
化するとき、追加の硬化層３２ａにより未硬化の光硬化
性流動材料がスクレーパー３ａから逃げ去る量を少なく
する効果が得られ、確実に未硬化の光硬化性流動材料を
平坦化することができる。

【００２３】硬化積層工程完了後、硬化積層体３２ａは
積層体３２との細い連結部を破壊することによって、硬
化積層３２の内側から容易に除去できるので、所望の立
体の形状が得られることになる。追加の硬化層３２ａ
は、図８〜９に示すように長方形だけでなく、他の多角
形、球体でも応用され得る。

【００２４】第１および第２の実施形態と同様に硬化積
層工程完了後、追加の硬化層３２ａ’は硬化積層３２と
の細い連結部を破壊することによって、硬化積層３２の
内側から容易に除去できるので、所望の立体の形状が得
られることになる。また、追加の硬化層３２ａの一部
（例えば硬化積層３２との細い連結部）または追加の硬
化層３２ａの全部を硬化積層が形成されたときよりも弱
い光によって硬化して積層形成することもできる。すな
わち、光硬化材料は照射される光の強さが弱い程あるい
は露光時間が短い程、露光により形成される硬化層の強
度が低くなるので、前記追加の硬化層３２ａは硬化積層
よりも脆く形成され、追加の硬化層３２ａの除去がより
容易となる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の記載の発明によれば、未硬化
の光硬化性流動材料の表面部をスクレーパーによって平
坦化するとき、追加の硬化層を形成することにより未硬
化の光硬化性流動材料がスクレーパーから逃げ去る量を
少なくする効果が得られ、確実に未硬化の光硬化性流動
材料を平坦化することができる。したがって、造形不良
をおこさない、安定した造形精度の高い立体造形装置を
提供することができる。

【００２６】請求項２の記載の発明によれば、未硬化の
光硬化性流動材料の表面部をスクレーパーによって平坦
化するとき、追加の硬化層を形成することにより未硬化
の光硬化性流動材料がスクレーパーから逃げ去る量を少
なくする効果が得られ、確実に未硬化の光硬化性流動材
料を平坦化することができる。したがって、未硬化材料
の盛り上りを防止できるので、造形不良をおこさない、
安定した造形精度の高い立体造形装置を提供することが
できる。

【００２７】請求項３の記載の発明によれば、未硬化の
光硬化性流動材料の表面部をスクレーパーによって平坦
化するとき、追加の硬化層を形成することにより未硬化
の光硬化性流動材料がスクレーパーから逃げ去る量を少
なくする効果が得られ、確実に未硬化の光硬化性流動材
料を平坦化することができる。したがって、未硬化材料
の盛り上りを防止できるので、造形不良をおこさない、
安定した造形精度の高い立体造形装置を提供することが
できる。

【００２８】請求項４の記載の発明によれば、未硬化の
光硬化性流動材料の表面部をスクレーパーによって平坦
化するとき、追加の硬化層を形成することにより未硬化
の光硬化性流動材料がスクレーパーから逃げ去る量を少
なくする効果が得られ、確実に未硬化の光硬化性流動材
料を平坦化することができる。したがって、未硬化材料
の盛り上りを防止できるので、造形不良をおこさない、
安定した造形精度の高い立体造形装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る立体造形装置の概略構成図

【図２】第１の実施形態の装置における硬化積層体の正
面図

【図３】第１の実施形態の装置における硬化積層体の平
面図

【図４】第２の実施形態の装置における硬化積層体の正
面図

【図５】第２の実施形態の装置における硬化積層体の平
面図

【図６】第２の実施形態の装置における硬化積層体の正
面図

【図７】第２の実施形態の装置における硬化積層体の平
面図

【図８】第３の実施形態の装置における硬化積層体の正
面図

【図９】第３の実施形態の装置における硬化積層体の平
面図

【図１０】従来の装置における硬化積層体の正面図また
は平面図

【図１１】従来の装置における硬化積層体、内海および
硬化積層体の縁に形成される盛り上りの説明図

【記号の簡単な説明】

１ 容器 ２ プラットホーム（可動ベース） ３ａ スクレーパ ３ｂ ディッパー ４ レーザ光走査装置（露光手段） ５ 未硬化材料 ６ 硬化積層 ７ 硬化部分 ８ 未硬化部分 １１ 未硬化材料 １１ｍ スクレーパ通過後の未硬化材料
の自由液面 １１ｍｂ スクレーパ通過前の未硬化材料
の自由液面 １２ 硬化積層体 １２ａ 追加の硬化層 ２１、２１’ 未硬化材料 ２１ｍ、２１’ｍ スクレーパ通過後の未硬化材料
の自由液面 ２１ｍｂ、２１’ｍｂ スクレーパ通過前の未硬化材料
の自由液面 ２２、２２’ 硬化積層体 ２２ａ、２２’ａ 追加の硬化層 ３１ 未硬化材料 ３１ｍ 未硬化材料の自由液面 ３２ 硬化積層体 ３２ａ 追加の硬化層 ５１ｍ スクレーパ通過後の未硬化材料
の自由液面 ５１ｍｂ スクレーパ通過前の未硬化材料
の自由液面 ５１ 未硬化材料 ５２ 硬化積層体 ５３ 孔 Ｂ レーザ光 ｘ スクレーパおよびディッパー
（材料形成手段）の移動方向

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の光によって硬化し得る未硬化の光硬
   化性流動材料を収容し該流動材料の自由液面を形成する
   容器と、 前記自由液面に対し略平行な上面部を有し、前記自由液
   面に接近および離隔するよう前記容器中に移動可能に設
   けられた可動ベースと、 前記未硬化の光硬化性流動材料を前記可動ベース上に供
   給するとともに、供給した未硬化の光硬化性流動材料の
   表面部をスクレーパーにより平坦化して所定層厚の未硬
   化の材料層を形成する材料層形成手段と、 該未硬化の材料層を所定の光により選択的に露光して硬
   化層を形成する露光手段と、 複数の断面層を有する立体の各断面層の形状データを記
   憶保持するデータ記憶手段と、 該データ記憶手段に基づいて前記可動ベース、材料層形
   成手段および露光手段の作動を制御する制御手段と、を
   備え、 前記断面層の形状を有する硬化層を下層の硬化層上に順
   次積層して前記立体を造形する立体造形装置において、 前記立体が、それぞれ略同一位置に開口する複数の穴部
   を有する複数の上層側の断面層と、該上層側の断面層よ
   り下層側に位置する下層側の断面層とを含み、該上層側
   および下層側の断面層によって、前記下層側の断面層を
   底面層とし前記上層側の断面層を周壁部とする凹状の内
   海が形成されるとき、 前記制御手段が複数の上層側の断面層のうち何れかを構
   成する硬化層と共に前記内海内に位置する追加の硬化層
   を形成するよう前記露光手段を制御し、前記材料層形成
   手段によって前記内海内で前記未硬化の光硬化性流動材
   料の表面部が平坦化されるとき、該追加の硬化層によっ
   て前記光硬化性流動材料の表面部の流動方向を所定方向
   に規制することを特徴とする立体造形装置。
2. 【請求項２】前記内海の深さが所定深さに達したとき前
   記追加の硬化層によって前記内海を下部と上部に区画す
   るよう前記追加の硬化層を略水平方向に形成することを
   特徴とする請求項１に記載の立体造形装置。
3. 【請求項３】前記内海内に、積層された複数の追加の硬
   化層によって前記内海の表面部を前記自由表面の方向に
   隣接する複数の領域に区画する少なくとも１つの略鉛直
   方向に延在する板状体を形成することを特徴とする請求
   項１に記載の立体造形装置。
4. 【請求項４】前記追加の硬化層と前記立体の断面層に対
   応する硬化層との間に、前記未硬化の光硬化性流動材料
   を収容する所定幅の間隙を形成するよう、前記内海の内
   部に前記追加の硬化層の積層体を形成することを特徴と
   する請求項１に記載の立体造形装置。