JPH09267398A - 光造形装置及び光造形方法 - Google Patents
光造形装置及び光造形方法Info
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- JPH09267398A JPH09267398A JP8106103A JP10610396A JPH09267398A JP H09267398 A JPH09267398 A JP H09267398A JP 8106103 A JP8106103 A JP 8106103A JP 10610396 A JP10610396 A JP 10610396A JP H09267398 A JPH09267398 A JP H09267398A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液状光硬化性組成物に光を照射して薄い層を
光硬化し、順次積層して三次元物体を製作する装置また
は方法において、従来液状組成物の供給手段とナイフが
一体として駆動する方式がとられており、造形する三次
元物体の形状、用いる組成物の種類、粘度等によっては
高精度で均一なコーティングを迅速に行うことができな
い場合があった。 【解決手段】 テーブル上に液状光硬化性組成物を供給
するための供給手段を水平方向、上下方向に移動させる
駆動装置と、供給された液状組成物の表面を平滑化する
ためのナイフを水平方向に移動させる駆動装置を別個独
立とし、供給手段とナイフとが互いに他の走行を妨げな
いように配置する。
光硬化し、順次積層して三次元物体を製作する装置また
は方法において、従来液状組成物の供給手段とナイフが
一体として駆動する方式がとられており、造形する三次
元物体の形状、用いる組成物の種類、粘度等によっては
高精度で均一なコーティングを迅速に行うことができな
い場合があった。 【解決手段】 テーブル上に液状光硬化性組成物を供給
するための供給手段を水平方向、上下方向に移動させる
駆動装置と、供給された液状組成物の表面を平滑化する
ためのナイフを水平方向に移動させる駆動装置を別個独
立とし、供給手段とナイフとが互いに他の走行を妨げな
いように配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液状光硬化性組成物
に紫外線、可視光線あるいは赤外線を選択的に照射して
所定形状の薄い硬化層を形成し、その硬化層を順次積層
して所定の三次元物体を得る光造形装置に関するもので
ある。
に紫外線、可視光線あるいは赤外線を選択的に照射して
所定形状の薄い硬化層を形成し、その硬化層を順次積層
して所定の三次元物体を得る光造形装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、液状光硬化性組成物を満たした造
形タンクを有する光造形装置が知られていた（例えば特
公平７−１０５６６）。ここに液状光硬化性組成物とは
例えば光硬化性樹脂などをいう。以下液状光硬化性組成
物のことを「液状組成物」あるいは単に「組成物」とも
いう。
形タンクを有する光造形装置が知られていた（例えば特
公平７−１０５６６）。ここに液状光硬化性組成物とは
例えば光硬化性樹脂などをいう。以下液状光硬化性組成
物のことを「液状組成物」あるいは単に「組成物」とも
いう。
【０００３】図６、７に従来の光造形装置の概略図を示
す。図６は正面断面図、図７はその側面断面図である。
この装置は液状組成物１０を満たした造形タンク１１、
造形タンク内に設けられた上下方向に移動可能なテーブ
ル１２、テーブル１２の左右方向に一体となって走行可
能なナイフ１３ａ、１３ｂとディッパー１４によって基
本的に構成されている。図６、７に示すようにディッパ
ー１４は支持棒１５、１５’とローラ１６によって保持
されており、図示していない駆動装置によってテーブル
１２の左右方向に走行させられる。ディッパー１４は、
ローラ１６がローラーガイド１７に導かれるので、テー
ブル１２上方（図６に示す位置）では、ディッパー下
端位置がテーブル１２上面から一定距離を保ちながら水
平に走行し、テーブル１２の外側では、下降上昇して図
６に示す位置、で組成物の液中に浸る。
す。図６は正面断面図、図７はその側面断面図である。
この装置は液状組成物１０を満たした造形タンク１１、
造形タンク内に設けられた上下方向に移動可能なテーブ
ル１２、テーブル１２の左右方向に一体となって走行可
能なナイフ１３ａ、１３ｂとディッパー１４によって基
本的に構成されている。図６、７に示すようにディッパ
ー１４は支持棒１５、１５’とローラ１６によって保持
されており、図示していない駆動装置によってテーブル
１２の左右方向に走行させられる。ディッパー１４は、
ローラ１６がローラーガイド１７に導かれるので、テー
ブル１２上方（図６に示す位置）では、ディッパー下
端位置がテーブル１２上面から一定距離を保ちながら水
平に走行し、テーブル１２の外側では、下降上昇して図
６に示す位置、で組成物の液中に浸る。
【０００４】この装置を用いて三次元物体を造形するに
は、次のようにする。 （１）テーブルの下降 テーブル１２を液状組成物１０の液面から一層の硬化層
厚さ（例えば５０μ）だけ下降させる。 （２）コーティング 次に左右方向に一体に固定された２枚のナイフ１３ａ、
１３ｂとディッパー１４が、図６に示すの位置から、
テーブル１２上方（の位置）を経ての位置まで移動
すると、ディッパー１４によってテーブル１２上に組成
物が供給されるとともにディパーの後方にあるナイフ１
３ａによって供給された組成物の表面が平滑化され（以
下、組成物をテーブル表面に供給し、組成物表面を平滑
化して一層分の液状組成物層を形成することを「コーテ
ィング」という）。コーティングは原則として、ディッ
パーとナイフの一回の走行（一回の片道走行の意味、以
下同じ）で行われ、テーブルの左から右の走行によって
コーティングがなされると、次はテーブルの右から左へ
のコーティングがなされる。 （３）光照射による硬化層の形成 その後テーブル上面のコーティングされた層に光を選択
的に照射して１層分を硬化さる。 （４）その後、テーブルの下降、テーブル上への組成物
のコーティング、光照射による硬化層の形成の手順を順
次繰り返し、硬化層を積層させて三次元物体を造形する
のである。
は、次のようにする。 （１）テーブルの下降 テーブル１２を液状組成物１０の液面から一層の硬化層
厚さ（例えば５０μ）だけ下降させる。 （２）コーティング 次に左右方向に一体に固定された２枚のナイフ１３ａ、
１３ｂとディッパー１４が、図６に示すの位置から、
テーブル１２上方（の位置）を経ての位置まで移動
すると、ディッパー１４によってテーブル１２上に組成
物が供給されるとともにディパーの後方にあるナイフ１
３ａによって供給された組成物の表面が平滑化され（以
下、組成物をテーブル表面に供給し、組成物表面を平滑
化して一層分の液状組成物層を形成することを「コーテ
ィング」という）。コーティングは原則として、ディッ
パーとナイフの一回の走行（一回の片道走行の意味、以
下同じ）で行われ、テーブルの左から右の走行によって
コーティングがなされると、次はテーブルの右から左へ
のコーティングがなされる。 （３）光照射による硬化層の形成 その後テーブル上面のコーティングされた層に光を選択
的に照射して１層分を硬化さる。 （４）その後、テーブルの下降、テーブル上への組成物
のコーティング、光照射による硬化層の形成の手順を順
次繰り返し、硬化層を積層させて三次元物体を造形する
のである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の装置
を用いて光造形を行なうと、次のような問題点があっ
た。 （１）ディッパーとナイフが一体構造であるため、ディ
ッパーをテーブル上を移動させると必ずナイフもそれに
つれて移動するので、コーティングをする際のディッパ
ーによる組成物供給とナイフによる組成物表面の平滑化
が同時になされていた。しかし適切なコーティングを行
うためには、組成物の供給回数より、ナイフによる平滑
化の回数がより多く必要な場合や、逆に組成物の供給回
数より、ナイフによる平滑化の回数が少なくてよい場合
などがある。 前者の場合としては例えば中空部がある三次元物体を
造形する際、中央部に未硬化の液状組成物が残る、いわ
ゆる中海状態が生じる場合である。この場合には硬化層
を何層も積層していくと、図４に示すような硬化した部
分と中央の未硬化液との境界に硬化層の面よりも高いで
っぱりが生じ、これを放置して積層を続けて行くと、ナ
イフがこのでっぱりに引っかかって停止するという不都
合があった。 また後者の場合としては、広い断面を有する三次元物
体を造形する場合である。この場合には、ディッパーの
１回の走行では供給する組成物の量が不足するので、デ
ィッパーのみを複数回走行させた後、ナイフを１回走行
させて平滑化したいのであるがそれができず、毎回平滑
化を行うために、均一なコーティングができなかった。 （２）次にディッパーが組成物の液中から液上へ上昇し
たり、液上から液中に没する場合には組成物液面が波立
つので、組成物を供給した後、しばらくたってからナイ
フによる平滑化を行い、精度の高いコーティングを行い
たいときがあるが、従来のものではナイフはディッパー
と共に移動するので、不可能であった。 （３）次に組成物の粘度によって、均一なコーティング
を迅速に行うためのディッパーの移動速度と、ナイフの
移動速度は異なるが、従来のものは一体となっているた
め、移動速度が同じなので最適のコーティングができな
かった。 （４）次に従来の造形装置ではディッパーの左右に一枚
づつナイフがあり、ディッパーとナイフが往復走行する
際に往きと帰りの両方でコーティングができるようにな
っている。しかし、往きと帰りで同じ厚さの均一なコー
ティングができるためには、両方のナイフとテーブルの
間隔が一定でなければならず、これを事前に調整するこ
とが難しかった。 （５）さらに図６に示すように、ディッパーはテーブル
の外側でないと組成物液中に浸ることができないので、
造形しようとする三次元物体が小さく（断面が小さく）
テーブルのごく一部のみを使用して光造形する場合にも
ディッパーとナイフはテーブルの端から端まで走行する
ので、迅速な光造形ができなかった。
を用いて光造形を行なうと、次のような問題点があっ
た。 （１）ディッパーとナイフが一体構造であるため、ディ
ッパーをテーブル上を移動させると必ずナイフもそれに
つれて移動するので、コーティングをする際のディッパ
ーによる組成物供給とナイフによる組成物表面の平滑化
が同時になされていた。しかし適切なコーティングを行
うためには、組成物の供給回数より、ナイフによる平滑
化の回数がより多く必要な場合や、逆に組成物の供給回
数より、ナイフによる平滑化の回数が少なくてよい場合
などがある。 前者の場合としては例えば中空部がある三次元物体を
造形する際、中央部に未硬化の液状組成物が残る、いわ
ゆる中海状態が生じる場合である。この場合には硬化層
を何層も積層していくと、図４に示すような硬化した部
分と中央の未硬化液との境界に硬化層の面よりも高いで
っぱりが生じ、これを放置して積層を続けて行くと、ナ
イフがこのでっぱりに引っかかって停止するという不都
合があった。 また後者の場合としては、広い断面を有する三次元物
体を造形する場合である。この場合には、ディッパーの
１回の走行では供給する組成物の量が不足するので、デ
ィッパーのみを複数回走行させた後、ナイフを１回走行
させて平滑化したいのであるがそれができず、毎回平滑
化を行うために、均一なコーティングができなかった。 （２）次にディッパーが組成物の液中から液上へ上昇し
たり、液上から液中に没する場合には組成物液面が波立
つので、組成物を供給した後、しばらくたってからナイ
フによる平滑化を行い、精度の高いコーティングを行い
たいときがあるが、従来のものではナイフはディッパー
と共に移動するので、不可能であった。 （３）次に組成物の粘度によって、均一なコーティング
を迅速に行うためのディッパーの移動速度と、ナイフの
移動速度は異なるが、従来のものは一体となっているた
め、移動速度が同じなので最適のコーティングができな
かった。 （４）次に従来の造形装置ではディッパーの左右に一枚
づつナイフがあり、ディッパーとナイフが往復走行する
際に往きと帰りの両方でコーティングができるようにな
っている。しかし、往きと帰りで同じ厚さの均一なコー
ティングができるためには、両方のナイフとテーブルの
間隔が一定でなければならず、これを事前に調整するこ
とが難しかった。 （５）さらに図６に示すように、ディッパーはテーブル
の外側でないと組成物液中に浸ることができないので、
造形しようとする三次元物体が小さく（断面が小さく）
テーブルのごく一部のみを使用して光造形する場合にも
ディッパーとナイフはテーブルの端から端まで走行する
ので、迅速な光造形ができなかった。
【０００６】すなわちこの発明の目的は、造形する三次
元物体の形状、用いる組成物の粘度が変化しても、事前
の準備が大変でなく、高精度で均一なコーティングを迅
速に行うことができる光造形装置あるいは光造形方法を
提供せんとするものである。
元物体の形状、用いる組成物の粘度が変化しても、事前
の準備が大変でなく、高精度で均一なコーティングを迅
速に行うことができる光造形装置あるいは光造形方法を
提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るものとして、この発明は次に説明するような光造形装
置及び光造形方法を採用した。この発明のうち光造形装
置は、液状光硬化性組成物を一層ずつ露光することによ
り、順次硬化させ積層して三次元物体を製作する光造形
装置において、液状光硬化性組成物を満たした造形タン
クと、前記造形タンク内に設置され上下方向に移動可能
なテーブルと、前記造形タンク内の液状光硬化性組成物
を前記テーブル上に供給するための水平方向及び上下方
向に移動可能な供給手段と、前記供給手段によってテー
ブル上に供給された液状光硬化性組成物表面を平滑化し
て液状光硬化性組成物層を形成するための水平方向に移
動可能なナイフを具備し、前記供給手段と、前記ナイフ
は各々別の駆動装置によって、互いに妨げることなく移
動することができることを特徴とするものである。
るものとして、この発明は次に説明するような光造形装
置及び光造形方法を採用した。この発明のうち光造形装
置は、液状光硬化性組成物を一層ずつ露光することによ
り、順次硬化させ積層して三次元物体を製作する光造形
装置において、液状光硬化性組成物を満たした造形タン
クと、前記造形タンク内に設置され上下方向に移動可能
なテーブルと、前記造形タンク内の液状光硬化性組成物
を前記テーブル上に供給するための水平方向及び上下方
向に移動可能な供給手段と、前記供給手段によってテー
ブル上に供給された液状光硬化性組成物表面を平滑化し
て液状光硬化性組成物層を形成するための水平方向に移
動可能なナイフを具備し、前記供給手段と、前記ナイフ
は各々別の駆動装置によって、互いに妨げることなく移
動することができることを特徴とするものである。
【０００８】この発明のうち光造形方法は、造形タンク
内のテーブルを１層の光硬化層の厚さだけ下降させ、そ
の後に上下方向及び水平方向に移動可能な供給手段が、
前記テーブル上を移動することにより前記テーブル上に
前記造形タンク内の液状光硬化性組成物を供給し、ナイ
フが前記テーブル上を移動することによってその表面を
平滑化して液状光硬化性組成物のコーティング層を形成
し、その後コーティング層に光を選択的に照射して光硬
化させ、前記テーブルの下降、コーティング層の形成、
光硬化の一連の工程を順次繰り返し行い光硬化層を一層
づつ積層して三次元物体を製作する光造形方法におい
て、前記供給手段およびナイフの各々の水平方向の走行
回数、順序、待ち時間、走行速度、走行ストロークの設
定が自由に行えることを特徴とするものである。
内のテーブルを１層の光硬化層の厚さだけ下降させ、そ
の後に上下方向及び水平方向に移動可能な供給手段が、
前記テーブル上を移動することにより前記テーブル上に
前記造形タンク内の液状光硬化性組成物を供給し、ナイ
フが前記テーブル上を移動することによってその表面を
平滑化して液状光硬化性組成物のコーティング層を形成
し、その後コーティング層に光を選択的に照射して光硬
化させ、前記テーブルの下降、コーティング層の形成、
光硬化の一連の工程を順次繰り返し行い光硬化層を一層
づつ積層して三次元物体を製作する光造形方法におい
て、前記供給手段およびナイフの各々の水平方向の走行
回数、順序、待ち時間、走行速度、走行ストロークの設
定が自由に行えることを特徴とするものである。
【０００９】本発明によれば、テーブル上に液状光硬化
性組成物を供給する供給手段を走行させる駆動装置と、
供給された液状組成物の表面を平滑化するナイフの駆動
装置が別個独立であり、供給手段とナイフは互いに他の
走行を妨げず、それぞれの走行回数、順序、待ち時間、
走行速度、走行ストロークなどの設定が自由に行えるの
で、三次元物体の形状、使用する組成物の種類、粘度の
違いに応じて、最適の組成物の供給と平滑化を行うこと
ができ、高精度で均一なコーティングが迅速に行える。
性組成物を供給する供給手段を走行させる駆動装置と、
供給された液状組成物の表面を平滑化するナイフの駆動
装置が別個独立であり、供給手段とナイフは互いに他の
走行を妨げず、それぞれの走行回数、順序、待ち時間、
走行速度、走行ストロークなどの設定が自由に行えるの
で、三次元物体の形状、使用する組成物の種類、粘度の
違いに応じて、最適の組成物の供給と平滑化を行うこと
ができ、高精度で均一なコーティングが迅速に行える。
【００１０】
【発明の実施の形態】最初に図１〜３に示す本発明の第
１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態
の正面断面図、図２は側面断面図、図３は斜視図であ
る。第１の実施形態の構成は次のとおりである。
１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態
の正面断面図、図２は側面断面図、図３は斜視図であ
る。第１の実施形態の構成は次のとおりである。
【００１１】第１の実施形態は図１に示すように、液状
組成物１０を液面レベルＬまで満たした造形タンク１１
と、そのタンク内に設置された上下方向に移動可能なテ
ーブル１２と、そのテーブル１２の上方に設置され、後
述する駆動装置によってテーブル上方を水平走行しなが
らテーブルの外側では上下移動可能な液状組成物１０の
供給手段であるディッパー１４と、このディッパー１４
の駆動装置とは別の駆動装置によってテーブル１２上方
を水平に走行することができるように設置されたナイフ
１３ｃによって基本的に構成されている。光造形を行う
にはテーブルの上下方向の移動、ディッパーおよびナイ
フの駆動、光の照射をしなければならないがこれらの操
作はコンピュータによって制御される。
組成物１０を液面レベルＬまで満たした造形タンク１１
と、そのタンク内に設置された上下方向に移動可能なテ
ーブル１２と、そのテーブル１２の上方に設置され、後
述する駆動装置によってテーブル上方を水平走行しなが
らテーブルの外側では上下移動可能な液状組成物１０の
供給手段であるディッパー１４と、このディッパー１４
の駆動装置とは別の駆動装置によってテーブル１２上方
を水平に走行することができるように設置されたナイフ
１３ｃによって基本的に構成されている。光造形を行う
にはテーブルの上下方向の移動、ディッパーおよびナイ
フの駆動、光の照射をしなければならないがこれらの操
作はコンピュータによって制御される。
【００１２】１０は液状光硬化性組成物であり、光を照
射すると硬化する性質を有する液体上の公知の樹脂であ
る。１１は、一連の光造形を行うのに必要なだけの液状
組成物を収納しておくための造形タンクであり、１２は
ディッパーとナイフによってコーティングされた液状組
成物層をその上面に形成するためのテーブルであって、
光を照射して断面形状を硬化させた後、硬化層の一層分
の厚さだけ下降して次のコーティングに備える（図１に
示すテーブル１２の左右端の距離を以下「テーブル長
さ」という）。
射すると硬化する性質を有する液体上の公知の樹脂であ
る。１１は、一連の光造形を行うのに必要なだけの液状
組成物を収納しておくための造形タンクであり、１２は
ディッパーとナイフによってコーティングされた液状組
成物層をその上面に形成するためのテーブルであって、
光を照射して断面形状を硬化させた後、硬化層の一層分
の厚さだけ下降して次のコーティングに備える（図１に
示すテーブル１２の左右端の距離を以下「テーブル長
さ」という）。
【００１３】１３ｃはナイフであり、図１の紙面と直角
方向にテーブル幅とほぼ同じ幅を有する（図２参照）。
ナイフ１３ｃは保持ビーム１８に取り付けられ、タイミ
ングベルトとモータ２１によって水平方向に走行させら
れる（図３参照）。図２にはナイフが一枚のものが示さ
れているが、図５に示すように示すような先端が複数枚
に分かれたナイフでもよい。図５に示すようにこのナイ
フは保持ビーム１８に取り付けられるが、先端の２枚の
刃先が同じ高さになるように製作されているので、従来
必要であった２枚のナイフの高さを同一にする事前調整
が不要となる。１４はディッパーであり、ディッパーの
支持棒１５、１５’及び保持ビーム１９、２０によって
支持され、従来のものと同じようにテーブル左側（図１
に示す位置）、右側（図１に示す位置）で組成物の
液面に浸され、テーブル上では水平に走行する。図１で
はディッパー１４全体が組成物液中に全没した状態が示
されているが、ディッパー１４の一部が液中に浸される
だけでもよい。図３にはその駆動装置が示されており、
水平方向の走行はモータ２２と連結されたタイミングベ
ルトによって保持ビーム１９が左右に移動することで達
成され、図示していないラックとピニオン機構とモータ
２３によって上下方向に移動可能である。図３に示すよ
うにナイフ１３ｃ、その保持ビーム１８及びそれを支持
する２本のレールはディッパー１４を最も下に下げた状
態でディッパーとその支持具及びその駆動装置の内側に
設けられており、ディッパーが走行する際には、ナイフ
１３ｃの位置は造形タンク１１の壁際に位置するように
制御されるのでナイフ１３ｃとディッパー１４は互いに
妨げることなく走行可能である。なおナイフやディッパ
ーの駆動装置は上述したものに限られずタイミングベル
ト以外にワイヤー、台形ネジ、ＬＥＭＡ、ボールネジを
モータで駆動するものや、油圧シリンダ、リニアモー
タ、あるいはソレノイドを用いるもの等でもよい。
方向にテーブル幅とほぼ同じ幅を有する（図２参照）。
ナイフ１３ｃは保持ビーム１８に取り付けられ、タイミ
ングベルトとモータ２１によって水平方向に走行させら
れる（図３参照）。図２にはナイフが一枚のものが示さ
れているが、図５に示すように示すような先端が複数枚
に分かれたナイフでもよい。図５に示すようにこのナイ
フは保持ビーム１８に取り付けられるが、先端の２枚の
刃先が同じ高さになるように製作されているので、従来
必要であった２枚のナイフの高さを同一にする事前調整
が不要となる。１４はディッパーであり、ディッパーの
支持棒１５、１５’及び保持ビーム１９、２０によって
支持され、従来のものと同じようにテーブル左側（図１
に示す位置）、右側（図１に示す位置）で組成物の
液面に浸され、テーブル上では水平に走行する。図１で
はディッパー１４全体が組成物液中に全没した状態が示
されているが、ディッパー１４の一部が液中に浸される
だけでもよい。図３にはその駆動装置が示されており、
水平方向の走行はモータ２２と連結されたタイミングベ
ルトによって保持ビーム１９が左右に移動することで達
成され、図示していないラックとピニオン機構とモータ
２３によって上下方向に移動可能である。図３に示すよ
うにナイフ１３ｃ、その保持ビーム１８及びそれを支持
する２本のレールはディッパー１４を最も下に下げた状
態でディッパーとその支持具及びその駆動装置の内側に
設けられており、ディッパーが走行する際には、ナイフ
１３ｃの位置は造形タンク１１の壁際に位置するように
制御されるのでナイフ１３ｃとディッパー１４は互いに
妨げることなく走行可能である。なおナイフやディッパ
ーの駆動装置は上述したものに限られずタイミングベル
ト以外にワイヤー、台形ネジ、ＬＥＭＡ、ボールネジを
モータで駆動するものや、油圧シリンダ、リニアモー
タ、あるいはソレノイドを用いるもの等でもよい。
【００１４】次に第１の実施形態を用いて光造形を行な
う手順を説明する。ディッパー１４とナイフ１３ｃの走
行はそれぞれ別個の駆動装置によってなされ、一方の走
行が他方によって妨げられず、その走行回数、走行速
度、ディッパーの走行とナイフの走行の組合せが自由に
選択できるので第１の実施形態を用いると次のような光
造形が可能となる。
う手順を説明する。ディッパー１４とナイフ１３ｃの走
行はそれぞれ別個の駆動装置によってなされ、一方の走
行が他方によって妨げられず、その走行回数、走行速
度、ディッパーの走行とナイフの走行の組合せが自由に
選択できるので第１の実施形態を用いると次のような光
造形が可能となる。
【００１５】（１）中空部分が存在する三次元物体の造
形 このような三次元物体を造形する場合には、ディッパー
１４がテーブル１２の左右の組成物液中から上昇してテ
ーブル１２上を１回走行した後液中に浸され、ナイフ１
３ｃをテーブルの左右方向に１回走行させてコーティン
グするのを原則とするが、積層回数が所定の回数に達す
る毎に、ディッパー１４の１回の走行後に複数の所定回
数だけナイフ１３ｃを走行させるようにする。このよう
なディッパーとナイフの操作を行うと、硬化層の積層に
よって周辺の硬化部分と中海の境界に成長する硬化層の
でっぱりをナイフ１３ｃを押し止めるほど発達する前に
除去することができる。一般に光硬化によって三次元物
体を造形するには相当時間がかかり、夜も自動運転で造
形を続けるのが普通であるが、誰も監視していない夜中
にナイフがでっぱりに引っかかって停止してしまうとい
う従来生じていた不都合は、第１の実施形態では生じ
ず、迅速な光造形が可能となる。三次元物体の形状によ
っては複数回ナイフを走行させるのを一定の積層回数毎
にせず、予め定められた複数個の積層回数に達したとき
に行うようにしてもよい。
形 このような三次元物体を造形する場合には、ディッパー
１４がテーブル１２の左右の組成物液中から上昇してテ
ーブル１２上を１回走行した後液中に浸され、ナイフ１
３ｃをテーブルの左右方向に１回走行させてコーティン
グするのを原則とするが、積層回数が所定の回数に達す
る毎に、ディッパー１４の１回の走行後に複数の所定回
数だけナイフ１３ｃを走行させるようにする。このよう
なディッパーとナイフの操作を行うと、硬化層の積層に
よって周辺の硬化部分と中海の境界に成長する硬化層の
でっぱりをナイフ１３ｃを押し止めるほど発達する前に
除去することができる。一般に光硬化によって三次元物
体を造形するには相当時間がかかり、夜も自動運転で造
形を続けるのが普通であるが、誰も監視していない夜中
にナイフがでっぱりに引っかかって停止してしまうとい
う従来生じていた不都合は、第１の実施形態では生じ
ず、迅速な光造形が可能となる。三次元物体の形状によ
っては複数回ナイフを走行させるのを一定の積層回数毎
にせず、予め定められた複数個の積層回数に達したとき
に行うようにしてもよい。
【００１６】（２）大断面を有する三次元物体の造形 このような三次元物体を造形する場合には、ディッパー
の１回の走行だけでは充分な量の組成物が供給されない
ので、ディッパーの大きさと断面積との関係からコーテ
ィングに必要な最小のディッパー走行回数が光造形を開
始する前に予め定められるので、この走行回数だけディ
ッパーを走行させ、その後で一回ナイフを走行してコー
ティングを終了し、その後に光照射を行う。このような
操作をするとコーティングに必要なだけの組成物が供給
されてから平滑化が行われるため、従来のように毎回平
滑化をする場合に生じていたコーティング層の厚さの不
均一が生じない。
の１回の走行だけでは充分な量の組成物が供給されない
ので、ディッパーの大きさと断面積との関係からコーテ
ィングに必要な最小のディッパー走行回数が光造形を開
始する前に予め定められるので、この走行回数だけディ
ッパーを走行させ、その後で一回ナイフを走行してコー
ティングを終了し、その後に光照射を行う。このような
操作をするとコーティングに必要なだけの組成物が供給
されてから平滑化が行われるため、従来のように毎回平
滑化をする場合に生じていたコーティング層の厚さの不
均一が生じない。
【００１７】（３）高精度の三次元物体の造形 特に硬化層の一層分の厚さを精度良く形成するために、
ディッパーが上昇、下降して液面を通過する際に発生す
る波が収まるまで待ってからナイフを一回走行させてコ
ーティングを行う。すなわちディッパーが液中へ浸る速
度あるいは液中から出る速度によってその発生する波の
収束時間が異なるので、予めその収束時間を求めてお
き、ディッパーの１回の走行の後、その収束時間が経過
した後にナイフを１回走行させてコーティングを終了さ
せるのである。
ディッパーが上昇、下降して液面を通過する際に発生す
る波が収まるまで待ってからナイフを一回走行させてコ
ーティングを行う。すなわちディッパーが液中へ浸る速
度あるいは液中から出る速度によってその発生する波の
収束時間が異なるので、予めその収束時間を求めてお
き、ディッパーの１回の走行の後、その収束時間が経過
した後にナイフを１回走行させてコーティングを終了さ
せるのである。
【００１８】（４）断面が小さい三次元物体の造形 断面が小さくテーブルの一部しか使用しない光造形の場
合には、硬化層積層の初期の段階では、従来通りテーブ
ルの外側でディッパーが下降して組成物液中に浸され、
その後上昇してテーブル上を水平走行するが、テーブル
が組成物液面から一定量沈むと、ディッパーはその造形
物の断面のコーティングをするのに必要最小限の距離だ
け、水平方向に走行し、その左右の停止位置で没してい
るテーブルに接触しない限度で組成物液中に浸される。
ナイフもテーブルの外側まで移動する必要はなく、ディ
ッパーが下降する位置より少し外側まで走行して、ディ
ッパーの走行を妨げないようにすればよい。このように
ディッパーとナイフの水平方向の移動距離（ストロー
ク）をテーブル長さより短くすることで迅速な光造形が
可能になる。
合には、硬化層積層の初期の段階では、従来通りテーブ
ルの外側でディッパーが下降して組成物液中に浸され、
その後上昇してテーブル上を水平走行するが、テーブル
が組成物液面から一定量沈むと、ディッパーはその造形
物の断面のコーティングをするのに必要最小限の距離だ
け、水平方向に走行し、その左右の停止位置で没してい
るテーブルに接触しない限度で組成物液中に浸される。
ナイフもテーブルの外側まで移動する必要はなく、ディ
ッパーが下降する位置より少し外側まで走行して、ディ
ッパーの走行を妨げないようにすればよい。このように
ディッパーとナイフの水平方向の移動距離（ストロー
ク）をテーブル長さより短くすることで迅速な光造形が
可能になる。
【００１９】
【発明の効果】この発明によれば、組成物供給手段の走
行とナイフの走行は別個独立であるので、それぞれの走
行回数、順序、待ち時間、走行速度、走行ストロークな
どの設定が自由に行え、三次元物体の形状、使用する組
成物の種類、粘度の違いに応じて、最適の樹脂の供給と
平滑化を行うことができ、高精度で均一なコーティング
がなされ、迅速な光造形が行える。
行とナイフの走行は別個独立であるので、それぞれの走
行回数、順序、待ち時間、走行速度、走行ストロークな
どの設定が自由に行え、三次元物体の形状、使用する組
成物の種類、粘度の違いに応じて、最適の樹脂の供給と
平滑化を行うことができ、高精度で均一なコーティング
がなされ、迅速な光造形が行える。
【図１】本発明に係る光造形装置の第１の実施形態の正
面断面図である。
面断面図である。
【図２】図１に示す光造形装置の第１の実施形態の側面
断面図である。
断面図である。
【図３】図１に示す光造形装置の第１の実施形態の斜視
図である。
図である。
【図４】中空部がある三次元物体の造形の際に生じるで
っぱりを説明する図である。
っぱりを説明する図である。
【図５】先端が二枚に分かれているナイフの斜視図であ
る。
る。
【図６】従来の光造形装置の正面断面図である。
【図７】図６に示す光造形装置の側面図である。
１０ 液状光硬化性組成物 １１ 造形タンク １２ テーブル １３ａ、ｂ、ｃ ナイフ １４ ディッパー １５、１５’ ディッパー支持棒 １６ ローラ １７ ローラガイド １８ ナイフ保持ビーム １９、２０ ディッパー保持ビーム ２１ ナイフ駆動用モータ ２２ ディッパー水平駆動用モータ ２３ ディッパー上下駆動用モータ
Claims (7)
- 【請求項１】 液状光硬化性組成物を一層ずつ露光する
ことにより、順次硬化させ積層して三次元物体を製作す
る光造形装置において、液状光硬化性組成物を満たした
造形タンクと、前記造形タンク内に設置され上下方向に
移動可能なテーブルと、前記造形タンク内の液状光硬化
性組成物を前記テーブル上に供給するための水平方向及
び上下方向に移動可能な供給手段と、前記供給手段によ
ってテーブル上に供給された液状光硬化性組成物表面を
平滑化して液状光硬化性組成物層を形成するための水平
方向に移動可能なナイフを具備し、前記供給手段と、前
記ナイフは各々別の駆動装置によって、互いに妨げるこ
となく移動することができることを特徴とする光造形装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の光造形装置において、上
記供給手段を最も下の位置に移動させた状態で、上記ナ
イフ及びその駆動装置が、前記供給手段及びその駆動装
置の内部に設置されていることを特徴とする請求項１記
載の光造形装置 - 【請求項３】 請求項１及び２記載の光造形装置におい
て、上記ナイフの根本は１枚であるが先端が複数枚とな
っていることを特徴とする請求項１及び２記載の光造形
装置 - 【請求項４】 造形タンク内のテーブルを１層の光硬化
層の厚さだけ下降させ、その後に上下方向及び水平方向
に移動可能な供給手段が、前記テーブル上を移動するこ
とにより前記テーブル上に前記造形タンク内の液状光硬
化性組成物を供給し、ナイフが前記テーブル上を移動す
ることによってその表面を平滑化して液状光硬化性組成
物のコーティング層を形成し、その後コーティング層に
光を選択的に照射して光硬化させ、前記テーブルの下
降、コーティング層の形成、光硬化の一連の工程を順次
繰り返し行い光硬化層を一層づつ積層して三次元物体を
製作する光造形方法において、前記供給手段が１回ある
いは複数回前記テーブル上を移動して前記テーブル上に
液状光硬化性組成物を供給する第１工程と、ナイフが１
回あるいは複数回テーブル上を移動して前記液状光硬化
性組成物の表面を平滑化する第２工程とによって前記コ
ーティング層の形成がなされることを特徴とする光造形
方法 - 【請求項５】 造形タンク内のテーブルを１層の光硬化
層の厚さだけ下降させ、その後に上下方向及び水平方向
に移動可能な供給手段が、前記テーブル上を移動するこ
とにより前記テーブル上に前記造形タンク内の液状光硬
化性組成物を供給し、ナイフが前記テーブル上を移動す
ることによってその表面を平滑化して液状光硬化性組成
物のコーティング層を形成し、その後コーティング層に
光を選択的に照射して光硬化させ、前記テーブルの下
降、コーティング層の形成、光硬化の一連の工程を順次
繰り返し行い光硬化層を一層づつ積層して三次元物体を
製作する光造形方法において、前記光硬化層の積層回数
が予め定められた複数個の所定の回数に達したときに、
前記供給手段の１回あるいは複数回の移動の後、その供
給手段の移動回数より所定の回数だけ多くナイフを移動
させてコーティング層の形成工程を行い、それ以外は前
記供給手段の１回あるいは複数回の移動の後、その供給
手段の移動回数と同じ回数だけナイフを移動させること
を特徴とする光造形方法 - 【請求項６】 造形タンク内のテーブルを１層の光硬化
層の厚さだけ下降させ、その後に上下方向及び水平方向
に移動可能な供給手段が、前記テーブル上を移動するこ
とにより前記テーブル上に前記造形タンク内の液状光硬
化性組成物を供給し、ナイフが前記テーブル上を移動す
ることによってその表面を平滑化して液状光硬化性組成
物のコーティング層を形成し、その後コーティング層に
光を選択的に照射して光硬化させ、前記テーブルの下
降、コーティング層の形成、光硬化の一連の工程を順次
繰り返し行い光硬化層を一層づつ積層して三次元物体を
製作する光造形方法において、液状光硬化性組成物の供
給手段の１回あるいは複数回の移動の後、所定の時間経
過後に１回あるいは複数回のナイフの移動を行って前記
コーティング層を形成することを特徴とする光造形方法 - 【請求項７】 造形タンク内のテーブルを１層の光硬化
層の厚さだけ下降させ、その後に上下方向及び水平方向
に移動可能な供給手段が、前記テーブル上を移動するこ
とにより前記テーブル上に前記造形タンク内の液状光硬
化性組成物を供給し、ナイフが前記テーブル上を移動す
ることによってその表面を平滑化して液状光硬化性組成
物のコーティング層を形成し、その後コーティング層に
光を選択的に照射して光硬化させ、前記テーブルの下
降、コーティング層の形成、光硬化の一連の工程を順次
繰り返し行い光硬化層を一層づつ積層して三次元物体を
製作する光造形方法において、前記光硬化層の積層回数
が増え、前記テーブルの自由表面からの沈下量が所定値
になったとき以降は前記供給手段および前記ナイフの水
平方向の移動をテーブル上面の一部に限って限って行
い、各々の１回の水平方向の移動距離がテーブル長さよ
り短いことを特徴とする光造形方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10610396A JP3694970B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 光造形装置及び光造形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10610396A JP3694970B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 光造形装置及び光造形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09267398A true JPH09267398A (ja) | 1997-10-14 |
| JP3694970B2 JP3694970B2 (ja) | 2005-09-14 |
Family
ID=14425181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10610396A Expired - Fee Related JP3694970B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | 光造形装置及び光造形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3694970B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006044194A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Cmet Inc | 光造形装置と光造形方法 |
| CN109732912A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-10 | 广州黑格智造信息科技有限公司 | 多工位3d打印机的控制方法、光学系统和3d打印机 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03246025A (ja) * | 1990-02-26 | 1991-11-01 | Mitsubishi Corp | 立体モデル製造方法 |
| JPH0538762A (ja) * | 1991-05-28 | 1993-02-19 | Matsushita Electric Works Ltd | 三次元形状の形成方法 |
| JPH05169549A (ja) * | 1990-03-01 | 1993-07-09 | Teijin Seiki Co Ltd | 被覆ステーションを持つ立体的イメージング装置および方法 |
| JPH07195529A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Ushio Inc | 光造形法およびその装置 |
| JPH10513130A (ja) * | 1995-02-01 | 1998-12-15 | スリーディー システムズ インコーポレーテッド | ３次元物体の高速断面積層方法 |
-
1996
- 1996-04-01 JP JP10610396A patent/JP3694970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03246025A (ja) * | 1990-02-26 | 1991-11-01 | Mitsubishi Corp | 立体モデル製造方法 |
| JPH05169549A (ja) * | 1990-03-01 | 1993-07-09 | Teijin Seiki Co Ltd | 被覆ステーションを持つ立体的イメージング装置および方法 |
| JPH0538762A (ja) * | 1991-05-28 | 1993-02-19 | Matsushita Electric Works Ltd | 三次元形状の形成方法 |
| JPH07195529A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Ushio Inc | 光造形法およびその装置 |
| JPH10513130A (ja) * | 1995-02-01 | 1998-12-15 | スリーディー システムズ インコーポレーテッド | ３次元物体の高速断面積層方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006044194A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Cmet Inc | 光造形装置と光造形方法 |
| CN109732912A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-10 | 广州黑格智造信息科技有限公司 | 多工位3d打印机的控制方法、光学系统和3d打印机 |
| CN109732912B (zh) * | 2019-02-20 | 2023-11-07 | 广州黑格智造信息科技有限公司 | 多工位3d打印机的控制方法、光学系统和3d打印机 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3694970B2 (ja) | 2005-09-14 |
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