JPH09277384A - Manufacture of three dimensional structure and apparatus therefor - Google Patents

Manufacture of three dimensional structure and apparatus therefor

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JPH09277384A
JPH09277384A JP8094238A JP9423896A JPH09277384A JP H09277384 A JPH09277384 A JP H09277384A JP 8094238 A JP8094238 A JP 8094238A JP 9423896 A JP9423896 A JP 9423896A JP H09277384 A JPH09277384 A JP H09277384A
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JP
Japan
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light
photocurable
layer
exposure amount
dimensional structure
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JP8094238A
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Japanese (ja)
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Masaki Yokohama
正毅 横浜
Gakuden Tan
学伝 単
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To mold rapidly and accurately a three dimensional structure to be molded by combining photo-setting layers of different thicknesses by a method wherein a means supporting the photo-setting layer is arranged in a means housing a photo-setting fluid resin, and an exposure value is automatically set according to thickness information of the supported photo-setting layer. SOLUTION: In an optically molding device 1, and elevator 104 fixing resin 103 hardened by irradiation with light is provided above a tank 102 housing photo-setting fluid resin 101, and an actuator 105 determining a position of the elevator 104 is connected thereto. A tape 107 making the hardened resin 103 separable from a surface of glass is provided to a tank inner surface side of light permeable glass 106 of a bottom surface of the tank 102. A shutter 112 is controlled from thickness information of the hardened layer between the elevator 104 and the high wettable tape 107 and information on the photo- setting fluid resin 101 to be used, and a suitable exposure value for obtaining the aimed hardened layer is automatically set with a controller 113 and a computer 115.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光硬化性流動樹脂
を用いた光造形技術に関する。特に、本発明は、光像照
射手段により光硬化性流動樹脂層に二次元像を照射して
光硬化層を造形し、前記光硬化層を順次複数層積み重ね
て所望の三次元構造体を製造するための三次元構造体の
製造装置と該三次元構造体の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stereolithography technique using a photocurable fluid resin. Particularly, in the present invention, a two-dimensional image is irradiated onto the photocurable fluidized resin layer by a light image irradiation means to form a photocurable layer, and the photocurable layers are sequentially stacked to manufacture a desired three-dimensional structure. And a method for manufacturing the three-dimensional structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年マイクロマシーンの研究が盛んであ
り、特に三次元部品加工及び組立技術のニーズは大き
く、多種の微細加工技術が研究されている。これらの微
細加工技術の1つに、切削工程を必要としない三次元構
造物の製造技術として近年注目されている光造形技術が
ある(CADデータから立体モデルを製作するポイン
ト、省力と自動化、1992年9月号、P38〜63;
永森 茂、紫外線硬化樹脂を用いた加工法によるマイク
ロマシンの設計・製作、機械設計、1992、P50〜
55;生田 幸士、光創製三次元マイクロファブリケー
ション、第5回マイクロマシン・シンポジウム資料、P
79、P78)。光造形法により三次元構造物を造形す
る具体的な製法を第1図の工程フローチャートに示し
た。各工程は以下に説明するとおりである。1)三次元
CADに三次元構造物の図面を入力する。2)該三次元
構造物から一定の厚みごとに水平方向のスライス図形デ
ータ群を作成する。3)光硬化性流動樹脂、例えばオリ
ゴマー(エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート
など)、反応性希釈剤(モノマー)、光重合開始剤(ベ
ンゾイン系、アセトフェノン系など)の三要素からなる
光硬化性流動樹脂内に上下方向に移動するエレベータを
設置し、光硬化性流動樹脂が一定の積層厚みになる様に
位置させる。4)レーザビーム、例えば紫外線の波長領
域を持つエキシマレーザ(308nm)、He−Cdレ
ーザ(325nm)、Arレーザ(351〜346n
m)を目的形状の水平断面に沿って走査させ、光硬化性
流動樹脂を硬化させる。5)再度エレベータを一定の積
層厚みになる様に位置させて、未硬化の光硬化性流動樹
脂を流入させる。6)目的形状の三次元構造物が完成す
るまで4)と5)を繰り返す。7)三次元構造物を取り
出し、表面に付着している未硬化の光硬化性流動樹脂を
洗浄する。8)後露光を行う。
2. Description of the Related Art In recent years, micromachines have been actively researched, and there is a great need for three-dimensional component processing and assembling techniques, and various fine processing techniques have been studied. One of these microfabrication technologies is the stereolithography technology, which has recently attracted attention as a technology for manufacturing a three-dimensional structure that does not require a cutting process (the point of producing a three-dimensional model from CAD data, labor saving and automation, 1992. September issue, P38-63;
Shigeru Nagamori, Micromachine design and manufacturing by processing method using UV curable resin, mechanical design, 1992, P50-
55; Satoshi Ikuta, 3D microfabrication by Koso, 5th Micromachine Symposium Material, P
79, P78). A specific manufacturing method for molding a three-dimensional structure by the optical molding method is shown in the process flow chart of FIG. Each step is as described below. 1) Input the drawing of the three-dimensional structure in the three-dimensional CAD. 2) A horizontal slice graphic data group is created for each certain thickness from the three-dimensional structure. 3) A photocurable fluid resin, for example, a photocurable fluid resin composed of three elements: an oligomer (epoxy acrylate, urethane acrylate, etc.), a reactive diluent (monomer), and a photopolymerization initiator (benzoin-based, acetophenone-based, etc.) An elevator that moves in the vertical direction is installed at the position, and the photocurable liquid resin is positioned so that the laminated thickness is constant. 4) Laser beam, for example, excimer laser (308 nm) having a wavelength range of ultraviolet rays, He-Cd laser (325 nm), Ar laser (351 to 346n)
m) is scanned along the horizontal cross section of the target shape to cure the photocurable fluid resin. 5) The elevator is again positioned so that the laminated thickness is constant, and the uncured photocurable fluid resin is introduced. 6) Repeat steps 4) and 5) until the desired three-dimensional structure is completed. 7) The three-dimensional structure is taken out and the uncured photocurable fluid resin adhering to the surface is washed. 8) Perform post exposure.

【0003】これらの、光造形工程の詳細を第2図に示
す。この図は光硬化性流動樹脂の下面より光を照射して
造形する規制液面法による光造形の概略図である。この
図に示されるように、規制液面法では、エレベータ20
1、光を透過するガラス板202(例えば、紫外線を使
用する場合は石英ガラスが好ましい。)、光硬化性流動
樹脂を入れるタンク200、集光されたレーザビーム2
04(例えば、波長330〜364nmのArレーザ
や、波長325nmのHe−Cdレーザを使用すること
ができる。)、光によって硬化する光硬化性流動樹脂
(例えば、X線、紫外線、あるいは可視光等によって硬
化する光硬化性流動樹脂)であって、例えば、オリゴマ
ー(エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートな
ど)、反応性希釈剤(モノマー)、光重合開始剤(ベン
ゾイン系、アセトフェノン系化合物など)の三要素から
なっているもの205、硬化した光硬化性流動樹脂20
6、硬化した光硬化性流動樹脂206をガラス板202
から剥離させるための濡性の低い材料203(例えば、
テフロンテープ)より構成される装置を使用する。
The details of these stereolithography steps are shown in FIG. This figure is a schematic view of stereolithography by the regulated liquid level method in which light is irradiated from the lower surface of the photocurable fluid resin to fabricate. As shown in this figure, in the regulated liquid level method, the elevator 20
1. A glass plate 202 that transmits light (for example, quartz glass is preferable when ultraviolet rays are used), a tank 200 containing a photocurable fluid resin, and a focused laser beam 2.
04 (for example, an Ar laser having a wavelength of 330 to 364 nm or a He-Cd laser having a wavelength of 325 nm can be used), a photocurable fluid resin that is cured by light (for example, X-rays, ultraviolet rays, or visible light). Photocurable fluid resin that is cured by, for example, from three elements: oligomer (epoxy acrylate, urethane acrylate, etc.), reactive diluent (monomer), photopolymerization initiator (benzoin-based, acetophenone-based compound, etc.) No. 205, cured photocurable fluid resin 20
6, the cured photocurable fluid resin 206 to the glass plate 202
A low wettability material 203 (eg,
Teflon tape) is used.

【0004】図2(A)ではエレベータ201とガラス
板202との間隔が上述のCADデータの一積層分にな
るようにエレベータ201を上昇させ、レーザビーム2
04をガラス板202と濡性の低い材料203を透過さ
せて照射し、光硬化性流動樹脂205を硬化させ、光硬
化層206を造形しているところを示している。図2
(B)は1層目の光硬化性流動樹脂の硬化を終了したと
ころを示す図である。図2(C)は2層目の光硬化層を
得るために光硬化性流動樹脂を硬化するためのレーザビ
ーム204の照射を止めエレベータ201を第二層目の
積層厚分だけ上昇させた図である。図2(D)は二層目
の光硬化層206をレーザビーム204により硬化して
いる図である。これらの図2(A)〜図2(D)の手順
を繰り返し、光硬化性流動樹脂205を硬化積層させな
がら三次元構造体を造形する。
In FIG. 2A, the elevator 201 is raised so that the distance between the elevator 201 and the glass plate 202 corresponds to one layer of the above CAD data, and the laser beam 2 is moved.
04 shows the state where the glass plate 202 and the material 203 having low wettability are transmitted and irradiated to cure the photocurable fluid resin 205 and form the photocurable layer 206. FIG.
FIG. 6B is a diagram showing a state where the curing of the first layer of the photocurable fluid resin has been completed. FIG. 2C is a diagram in which the irradiation of the laser beam 204 for curing the photocurable fluid resin is stopped in order to obtain the second photocured layer, and the elevator 201 is raised by the thickness of the second layer. Is. FIG. 2D is a diagram in which the second photo-curing layer 206 is cured by the laser beam 204. The procedure of FIG. 2A to FIG. 2D is repeated to form the three-dimensional structure while curing and stacking the photocurable fluid resin 205.

【0005】また、他の方法による光造形工程の詳細を
図3に示す。この図は光硬化性流動樹脂の上面より光を
照射して三次元構造体を造形する自由液面法による光造
形の概略図である。図3(A)及び図3(B)は光硬化
性流動樹脂の上面方向からレーザビーム212を照射す
ることにより、タンク210に入れてある光硬化性流動
樹脂をエレベータ211上に硬化させ、光硬化層215
の一層目を硬化しているところを表した図である。図3
(C)は二層目の光硬化層を硬化する為にレーザビーム
212の照射を止めエレベータ211を第二層目の積層
厚分だけ降下させた図である。図3(D)は二層目の光
硬化層をレーザビーム212により硬化している図であ
る。これらの図3(A)から図3(D)の手順を繰り返
し、光硬化性流動樹脂を硬化積層させながら三次元構造
体を造形する。
Further, details of the stereolithography process by another method are shown in FIG. This figure is a schematic diagram of stereolithography by the free liquid surface method in which light is irradiated from the upper surface of the photocurable fluidized resin to fabricate a three-dimensional structure. 3A and 3B, the photocurable liquid resin contained in the tank 210 is cured on the elevator 211 by irradiating the laser beam 212 from the upper surface direction of the photocurable liquid resin. Hardened layer 215
It is a figure showing the place where the 1st layer of is hardened. FIG.
(C) is a diagram in which the irradiation of the laser beam 212 is stopped to cure the second photo-cured layer and the elevator 211 is lowered by the thickness of the second layer. FIG. 3D is a diagram in which the second photo-curing layer is cured by the laser beam 212. The procedure of FIGS. 3A to 3D is repeated to form a three-dimensional structure while curing and laminating the photocurable fluid resin.

【0006】この様な方法によって三次元構造体を切削
無しに製造することができる。しかし、上記の方法で
は、光硬化性流動樹脂により多少異なるが、樹脂の一般
的なガラス転移点が低いため耐熱性を要求される場合に
は上記方法で三次元構造体を製造することは不適当であ
る。また、使用する光硬化性流動樹脂により多少異なる
が、これらより得られる三次元構造体の引っ張り強さが
一般的に小さいため、機械的強度が要求される三次元構
造体を製造するには上記方法は不適当である。
By such a method, a three-dimensional structure can be manufactured without cutting. However, in the above-mentioned method, although it is slightly different depending on the photocurable fluid resin, it is not possible to manufacture a three-dimensional structure by the above method when heat resistance is required because the resin generally has a low glass transition point. Appropriate. In addition, although the tensile strength of the three-dimensional structure obtained from them is generally small, it may be slightly different depending on the photocurable fluid resin used, and therefore the above-mentioned method is required for producing a three-dimensional structure requiring mechanical strength. The method is inappropriate.

【0007】また、光造形法を応用した金属やセラミッ
クの構造体の成形に関する提案が、特公平7−4248
2に示されている。これは以下に記載する内容である。
液状の光硬化性流動樹脂中に、金属やセラミック材質の
混合材料を、その成分配合比を塗布層ごとに変化させて
混合し、この混合材料に光を照射して樹脂を硬化させ、
三次元構造体を光造形させる。その後、樹脂成形体中の
樹脂成分を燃焼除去すると共に、含有される粉末を焼結
して所望形状の機能傾斜材料を形成することを特徴とし
ている光造形法である。
[0007] Further, a proposal regarding molding of a metal or ceramic structure to which a stereolithography method is applied is disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-24248.
2 is shown. This is the content described below.
In a liquid photo-curable liquid resin, a mixed material of a metal or a ceramic material is mixed by changing the composition ratio of each component for each coating layer, and the mixed material is irradiated with light to cure the resin,
Stereolithography a three-dimensional structure. After that, the resin component in the resin molded body is burned and removed, and the powder contained is sintered to form a functionally gradient material having a desired shape, which is a stereolithography method.

【0008】しかしこの方法では、使用する光硬化性流
動樹脂、光硬化性流動樹脂に混合する粉末材料、粉末
径、粉末材料の配合量により硬化するために必要な光の
露光量が異なるため同じ露光量を使用すると、ある層に
対しては露光量不足で硬化が起こらず、またある層では
露光量が多過ぎて所望の厚さの硬化層が得られないとい
う問題が生じる。またこれらの文献には、使用する粉末
混合光硬化性流動樹脂に合わせて適切に露光量を自動調
節することに関する記載はなく、各層ごとに露光量を設
定し直すという煩雑な操作が必要であり、構造体を造形
するための所要時間もかかるという問題点もある。従っ
て、上述の方法で微細な三次元構造体を迅速且つ正確に
造形することは困難である。
However, in this method, the light exposure amount required for curing is different depending on the photocurable fluid resin used, the powder material mixed with the photocurable fluid resin, the powder diameter, and the blending amount of the powder material. The use of the exposure amount causes a problem that a certain layer does not undergo curing due to an insufficient exposure amount, and a certain layer has too much exposure amount to obtain a cured layer having a desired thickness. Further, in these documents, there is no description relating to the automatic adjustment of the exposure amount appropriately in accordance with the powder-mixed photocurable fluid resin to be used, and a complicated operation of resetting the exposure amount for each layer is required. However, there is also a problem that it takes time to form the structure. Therefore, it is difficult to rapidly and accurately form a fine three-dimensional structure by the method described above.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、その課題は、異なる厚さ
の光硬化層を組み合わせて造形される三次元構造体を迅
速且つ正確に造形することができる三次元構造体の製造
装置と該三次元構造体の製造方法を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to quickly and accurately form a three-dimensional structure formed by combining photo-curing layers having different thicknesses. An object of the present invention is to provide a three-dimensional structure manufacturing apparatus and a three-dimensional structure manufacturing method capable of forming a three-dimensional structure.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の
(1)から(5)によって達成される。 (1) 光をスキャンして照射する、若しくは、光像を
照射する光照射手段により、光硬化性流動樹脂層に光を
照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数層組み
合わせて三次元構造体を造形する光造形装置において、
前記光硬化性流動樹脂を収容する収容手段と、この収容
手段内に配置され、前記光硬化層を支持するための支持
手段と、前記光硬化層の厚み情報に応じて前記光照射手
段の露光量を自動設定する露光量設定手段とを具備する
ことを特徴とする光造形装置。
The above-mentioned object is achieved by the following (1) to (5). (1) A photo-curing layer is formed by irradiating the photo-curable fluidized resin layer with light by a light irradiating unit that scans and irradiates light or irradiates a light image, and a plurality of the photo-curable layers are combined. In a stereolithography device that molds a three-dimensional structure with
An accommodating means for accommodating the photocurable fluid resin, a supporting means arranged in the accommodating means for supporting the photocurable layer, and an exposure of the light irradiation means according to thickness information of the photocurable layer. A stereolithography apparatus, comprising: an exposure amount setting means for automatically setting the amount.

【0011】(2) 光をスキャンして照射する、若し
くは、光像を照射する光照射手段により、光硬化性流動
樹脂層に光を照射して光硬化層を形成し、この光硬化層
を複数層組み合わせて三次元構造体を造形する光造形装
置において、前記光硬化性流動樹脂を収容するための複
数の収容手段と、この収容手段の何れかに配置され、前
記光硬化層を支持するための支持手段と、前記複数の収
容手段の何れかに前記支持手段を相対的に移動させて配
置するための移動手段と、前記支持手段が前記複数の収
容手段の何れに配置されているかの収容手段情報と、前
記光硬化層の厚み情報とに応じて前記光照射手段の露光
量を自動設定する露光量設定手段とを具備することを特
徴とする光造形装置。
(2) The photocurable fluidized resin layer is irradiated with light by a light irradiation means for scanning and irradiating light or irradiating a light image to form a photocurable layer. In a stereolithography apparatus for constructing a three-dimensional structure by combining a plurality of layers, a plurality of accommodating means for accommodating the photocurable fluid resin and arranged in any of the accommodating means to support the photocurable layer. Support means for moving the moving means, the moving means for moving the supporting means in any one of the plurality of housing means and arranging the supporting means, and which of the plurality of housing means the supporting means is arranged. An optical modeling apparatus, comprising: an exposure amount setting unit that automatically sets the exposure amount of the light irradiation unit according to the accommodation unit information and the thickness information of the photocurable layer.

【0012】(3) 光をスキャンして照射する、若し
くは、光像を照射する光照射手段により、光硬化性流動
樹脂層に光を照射して光硬化層を形成し、この光硬化層
を複数層組み合わせて三次元構造体を造形する光造形装
置において、前記光硬化性流動樹脂を収容するための複
数の収容手段と、この収容手段の何れかに配置され、前
記光硬化層を支持するための支持手段と、前記複数の収
容手段の何れかに前記支持手段を相対的に移動させて配
置するための移動手段と、前記光照射手段が前記複数の
収容手段の何れに配置されているかの光照射手段情報
と、前記光硬化層の厚み情報とに応じて前記光照射手段
の露光量を自動設定する露光量設定手段とを具備するこ
とを特徴とする光造形装置。
(3) The photocurable fluidized resin layer is irradiated with light by a light irradiation means for scanning and irradiating light or irradiating a light image to form a photocurable layer. In a stereolithography apparatus for molding a three-dimensional structure by combining a plurality of layers, a plurality of accommodating means for accommodating the photocurable fluid resin and arranged in any of the accommodating means and supporting the photocurable layer. A supporting means for moving the moving means, a moving means for relatively moving the supporting means in any of the plurality of housing means, and a light irradiating means in which of the plurality of housing means. And a light exposure amount setting means for automatically setting the light exposure amount of the light irradiation means in accordance with the light irradiation means information.

【0013】(4) 異なった特性を有する複数の光硬
化性流動樹脂を用いて三次元構造体を造形する光造形方
法であって、光硬化性流動樹脂の層に、この光硬化性流
動樹脂の特性に応じた露光量の光を照射して光硬化層を
形成し、少なくとも一層よりなる構造体を形成する構造
体形成工程と、前記構造体形成工程とは異なった特性を
有する光硬化性流動樹脂を用い、前記構造体形成工程と
は異なった露光量により光を照射して、前記構造体と異
なった特性を有する光硬化性流動樹脂よりなる少なくと
も一層の構造体を、前記構造体形成工程で得られた構造
体に接合造形させる三次元構造体形成工程とを具備した
ことを特徴とする光造形方法。
(4) A stereolithography method for molding a three-dimensional structure using a plurality of photocurable fluid resins having different characteristics, wherein the photocurable fluid resin is formed on a layer of the photocurable fluid resin. Of a structure forming step of forming a structure comprising at least one layer by irradiating light with an exposure amount according to the characteristics of the above, and a photocurable material having different characteristics from the structure forming step. The structure forming step is performed by irradiating light with a fluid resin at an exposure dose different from that of the structure forming step to form at least one layer of a photocurable fluid resin having different characteristics from the structure. A three-dimensional structure forming step of joining and forming the structure obtained in the step to a three-dimensional structure forming step.

【0014】(5) 光硬化層を複数層積み重ねて得ら
れる積層部分と、この積層部分の積層面に垂直な少なく
とも1つの側面を前記積層部分の前記光硬化層の厚さ以
上の厚さの光硬化層で被覆した光硬化部分を具備したこ
とを特徴とする三次元構造体。
(5) A laminated portion obtained by stacking a plurality of photocurable layers and at least one side surface perpendicular to the laminated surface of the laminated portion has a thickness equal to or larger than the thickness of the photocured layer of the laminated portion. A three-dimensional structure comprising a photo-cured portion coated with a photo-curable layer.

【0015】以下に本発明を更に詳細に説明する。本発
明において、光硬化性流動樹脂とは、流動性の光硬化性
樹脂に必要に応じて反応性希釈剤、光重合開始剤等を混
合したものをいう。
The present invention will be described in more detail below. In the present invention, the photocurable fluid resin means a fluid photocurable resin mixed with a reactive diluent, a photopolymerization initiator and the like as necessary.

【0016】また、本発明において、粉末混合光硬化性
流動樹脂とは、上記光硬化性流動樹脂に、焼結によりセ
ラミックに加工しうる粉末を混合したものをいう。まず
第一の発明について説明する。第一の発明によれば、光
をスキャンして照射する、若しくは、光像を照射する光
照射手段により、光硬化性流動樹脂層に光を照射して光
硬化層を形成し、この光硬化層を複数層組み合わせて三
次元構造体を造形する光造形装置において、前記光硬化
性流動樹脂を収容する収容手段と、この収容手段内に配
置され、前記光硬化層を支持するための支持手段と、前
記光硬化層の厚み情報に応じて前記光照射手段の露光量
を自動設定する露光量設定手段とを具備することを特徴
とする光造形装置が提供される。
Further, in the present invention, the powder-mixed photocurable fluid resin refers to a mixture of the photocurable fluid resin and powder which can be processed into a ceramic by sintering. First, the first invention will be described. According to the first aspect of the invention, the photocurable fluidized resin layer is irradiated with light by a light irradiation unit that scans and irradiates light or irradiates a light image to form a photocured layer. In a stereolithography apparatus for molding a three-dimensional structure by combining a plurality of layers, a housing means for housing the photocurable fluid resin, and a support means arranged in the housing means for supporting the photocurable layer. And an exposure amount setting unit for automatically setting the exposure amount of the light irradiation unit according to the thickness information of the photo-cured layer.

【0017】本発明の装置では、光硬化性流動樹脂を収
容する収容手段を具備する。該収容手段は、光硬化性流
動樹脂を収容することができるものであれば特に限定さ
れない。具体的には、テフロン、ABS、スチロール樹
脂、ポリカーボネート等からなるプラスチック性タンク
や、ステンレス(SUS303、304、430)、ア
ルミ等の錆びにくい材質からなる金属性タンクが好まし
い。また、タンク形状としては、タンクの洗浄がしやす
い円筒形が好ましい。該収容手段には、使用される光硬
化性流動樹脂に応じて、振動手段、例えば超音波振動機
や脱泡機等を更に設けてもよい。
The apparatus of the present invention comprises a housing means for housing the photocurable fluid resin. The storage means is not particularly limited as long as it can store the photocurable fluid resin. Specifically, a plastic tank made of Teflon, ABS, styrene resin, polycarbonate, or the like, or a metal tank made of a material that does not easily rust such as stainless steel (SUS303, 304, 430) or aluminum is preferable. In addition, as the shape of the tank, a cylindrical shape that facilitates cleaning of the tank is preferable. The accommodating means may be further provided with a vibrating means such as an ultrasonic vibrating machine or a defoaming machine depending on the photocurable fluid resin used.

【0018】また、本発明の装置は上記収容手段内に配
置され、光硬化物が形成される支持手段を具備する。該
支持手段の例としては、エレベータを挙げることができ
る。該支持手段には、これを位置決めするための装置が
設けられており、これにより支持手段が昇降される。本
発明の装置において、光硬化物の厚みは、上記収容容器
内での上記支持手段の位置、即ち、上述の位置決めのた
めの装置からの位置情報により決定される。なお、本発
明において、光硬化物は、光硬化性流動樹脂に光をスキ
ャンして光硬化層を形成することにより、又は該光硬化
層を複数層積層することにより造形する。
Further, the apparatus of the present invention is provided in the above-mentioned accommodating means and is provided with a supporting means on which a photo-cured product is formed. An example of the supporting means is an elevator. The supporting means is provided with a device for positioning it, which raises and lowers the supporting means. In the device of the present invention, the thickness of the photocured product is determined by the position of the supporting means in the container, that is, the position information from the positioning device. In the present invention, the photo-cured product is formed by scanning the photo-curable fluid resin with light to form a photo-cured layer or by stacking a plurality of the photo-cured layers.

【0019】更に、本発明の装置は光硬化性流動樹脂を
硬化するための光照射手段を具備する。具体的には、該
光照射手段は使用される光硬化性流動樹脂によって異な
るが、X線光源、紫外線光源、可視光源等を使用しう
る。例えば、波長が330〜364nmのArレーザ、
例えば波長325nmのHe−Cdレーザ、波長が20
0nm〜400nmの水銀ランプ等を使用することがで
きる。光源からの光は、適切な光路、例えばミラーや光
ファイバー等により上記収容手段内の光硬化性流動樹脂
に照射される。例えば、光源がレーザー光の場合は、ミ
ラーや光ファイバーを用いて、また光源がランプの場合
は光ファイバーを用いて上記収容手段内の光硬化性流動
樹脂に照射される。
Further, the apparatus of the present invention comprises light irradiation means for curing the photocurable fluid resin. Specifically, the light irradiating means may be an X-ray light source, an ultraviolet light source, a visible light source or the like, though it depends on the photocurable fluid resin used. For example, an Ar laser having a wavelength of 330 to 364 nm,
For example, a He-Cd laser with a wavelength of 325 nm and a wavelength of 20
A mercury lamp of 0 nm to 400 nm or the like can be used. The light from the light source is applied to the photocurable fluid resin in the housing means by an appropriate optical path such as a mirror or an optical fiber. For example, when the light source is a laser beam, the photocurable fluid resin in the housing means is irradiated with a mirror or an optical fiber, and when the light source is a lamp, an optical fiber is used.

【0020】また、本発明の装置は上記硬化層の厚み情
報により光源からの光の露光量を自動的に調節する露光
量設定手段を具備する。ここで、硬化層の厚み情報と
は、硬化しようとする光硬化性流動樹脂の厚みをいい、
上記支持手段が、収容容器内のとの位置に存在するかの
情報により求めることができる。具体的には、例えば、
規制液面法では、該収容手段が、収容容器の底面に設け
られた例えばガラス板からのどの程度上方に位置するか
の情報である。
The apparatus of the present invention further comprises exposure amount setting means for automatically adjusting the exposure amount of the light from the light source according to the thickness information of the cured layer. Here, the thickness information of the cured layer means the thickness of the photocurable fluid resin to be cured,
It can be determined from the information on whether or not the supporting means is present at the position within the container. Specifically, for example,
In the regulated liquid level method, it is information about how much the containing means is located above, for example, a glass plate provided on the bottom surface of the containing container.

【0021】該露光量設定手段には、紫外線ランプから
なる光源の電圧、電流を変えることで光源の出力を調節
することで露光量を調節する手段や、焦点位置をずらす
制御装置をレンズに取り付けて露光量を調整する手段、
光源の光照射口に設けたマスク若しくはスリット径を変
化させてスキャンすることで露光量を調整する手段、光
のスキャン速度を変えることにより露光量を調整する手
段、光路中に光の透過量が異なるスリットや光学フィル
ターを入れて交換することで露光量を調整する手段を挙
げることができる。更に、シャッターを使用する場合
は、電磁シャッター、液晶シャッター、音響光学素子等
からなるシャッターの開閉速度を変化させることにより
露光量を調整することができる。具体的には、例えば、
光源からの光の光路にシャッターを設け、上記硬化層の
厚み情報、光硬化性流動樹脂の材料データ等に基づいて
コンピュータにより該シャッターの開閉速度を適切に調
節する方法が挙げられる。本発明においては、特に、硬
化層の厚み情報及び使用する光硬化性流動樹脂の情報か
ら露光量を自動的に設定する。
As the exposure amount setting means, means for adjusting the exposure amount by adjusting the output of the light source by changing the voltage and current of the light source consisting of an ultraviolet lamp, and a control device for shifting the focal position are attached to the lens. To adjust the amount of exposure,
A mask provided at the light irradiation port of the light source or a means for adjusting the exposure amount by scanning by changing the slit diameter, a means for adjusting the exposure amount by changing the scanning speed of the light, and a light transmission amount in the optical path. A means for adjusting the exposure amount by inserting and exchanging different slits and optical filters can be mentioned. Furthermore, when a shutter is used, the exposure amount can be adjusted by changing the opening / closing speed of a shutter including an electromagnetic shutter, a liquid crystal shutter, an acousto-optical element, and the like. Specifically, for example,
There is a method in which a shutter is provided in the optical path of light from a light source, and a computer appropriately adjusts the opening / closing speed of the shutter based on the thickness information of the cured layer, material data of the photocurable fluid resin, and the like. In the present invention, in particular, the exposure amount is automatically set from the information on the thickness of the cured layer and the information on the photocurable fluid resin to be used.

【0022】本発明の装置を用いることにより、層厚の
異なる複数の硬化物より構成される三次元構造体を造形
できる。本発明の装置の具体例としては図4に示される
規制液面法により三次元構造体を形成するための装置
(概略図)がある。
By using the apparatus of the present invention, a three-dimensional structure composed of a plurality of cured products having different layer thicknesses can be formed. As a specific example of the apparatus of the present invention, there is an apparatus (schematic diagram) for forming a three-dimensional structure by the restricted liquid level method shown in FIG.

【0023】更に、第一の発明の他の具体例としては、
図5に示される自由液面法により三次元構造体を造形す
るための装置(概略図)がある。次に、第二の発明につ
いて説明する。第二の発明によれば、光をスキャンして
照射する、若しくは、光像を照射する光照射手段によ
り、光硬化性流動樹脂層に光を照射して光硬化層を形成
し、この光硬化層を複数層組み合わせて三次元構造体を
造形する光造形装置において、前記光硬化性流動樹脂を
収容するための複数の収容手段と、この収容手段の何れ
かに配置され、前記光硬化層を支持するための支持手段
と、前記複数の収容手段の何れかに前記支持手段を相対
的に移動させて配置するための移動手段と、前記支持手
段が前記複数の収容手段の何れに配置されているかの収
容手段情報と、前記光硬化層の厚み情報とに応じて前記
光照射手段の露光量を自動設定する露光量設定手段とを
具備することを特徴とする光造形装置が提供される。
Further, as another specific example of the first invention,
There is an apparatus (schematic diagram) for forming a three-dimensional structure by the free liquid level method shown in FIG. Next, the second invention will be described. According to the second aspect of the invention, the photocurable fluidized resin layer is irradiated with light by a light irradiation unit that scans and irradiates light or irradiates a light image to form a photocurable layer. In a stereolithography apparatus for molding a three-dimensional structure by combining a plurality of layers, a plurality of accommodating means for accommodating the photocurable liquid resin, and arranged in any of the accommodating means, the photocurable layer A supporting means for supporting, a moving means for relatively moving and arranging the supporting means in any of the plurality of accommodating means, and a supporting means arranged in any of the plurality of accommodating means. An optical modeling apparatus is provided, which is provided with an exposure amount setting unit that automatically sets an exposure amount of the light irradiation unit in accordance with information on the housing unit and information on the thickness of the photocurable layer.

【0024】本発明は、収容手段を複数設け、それぞれ
に異なった組成の光硬化性流動樹脂を収容し、複数の異
なる組成の硬化物より構成される三次元構造体を造形す
ることができる装置である。各収容手段及び光照射手段
は上記第一の発明と同様である。
The present invention is an apparatus capable of forming a three-dimensional structure composed of a plurality of hardened products having different compositions, each of which has a plurality of containing means, each containing a photocurable fluid resin having a different composition. Is. Each of the accommodating means and the light irradiating means are the same as those in the first invention.

【0025】複数の収容手段の何れかに前記支持手段を
配置するための移動手段は、複数の収容手段を固定した
テーブルと、該テーブルを移動させるアクチュエータが
ある。該テーブルには、必要に応じて、洗浄用タンク、
後露光用タンク又は乾燥タンク等を更に設けることがで
きる。
The moving means for disposing the supporting means in any of the plurality of housing means includes a table to which the plurality of housing means are fixed and an actuator for moving the table. The table includes a cleaning tank, if necessary,
A post-exposure tank or a drying tank may be further provided.

【0026】また、本発明の装置は上記硬化層の厚み情
報、何れの収容手段に支持手段が位置しているかの収容
手段情報等により光源からの光の露光量を自動的に調節
する露光量設定手段を具備する。該露光量設定手段とし
ては、上記第一の発明の露光量設定手段と同様のものを
挙げることができる。本発明においては、特に、硬化層
の厚み情報、どの収容手段に対して光照射をするかの収
容手段情報及び使用する光硬化性流動樹脂の情報から露
光量を自動的に設定する。
In the apparatus of the present invention, the exposure amount for automatically adjusting the exposure amount of the light from the light source is based on the thickness information of the above-mentioned hardened layer, the containing means information indicating in which containing means the supporting means is located, and the like. A setting means is provided. The exposure amount setting means may be the same as the exposure amount setting means of the first invention. In the present invention, in particular, the exposure amount is automatically set based on the thickness information of the cured layer, the containing means information regarding which containing means is to be irradiated with light, and the information about the photocurable fluid resin to be used.

【0027】第二の発明の一態様を図6(概略図)に示
す。図6は規制液面法により三次元構造体を造形する光
造形装置の例である。第二の発明の他の態様を図7(概
略図)に示す。図7は、自由液面法により三次元構造体
を造形するための光造形装置である。
An embodiment of the second invention is shown in FIG. 6 (schematic diagram). FIG. 6 shows an example of an optical modeling apparatus for modeling a three-dimensional structure by the regulated liquid surface method. Another aspect of the second invention is shown in FIG. 7 (schematic diagram). FIG. 7 shows an optical modeling apparatus for modeling a three-dimensional structure by the free liquid surface method.

【0028】なお、本発明では、第一の発明で説明した
光硬化性流動樹脂と同様の樹脂、光源等を使用すること
ができる。次に、第三の発明について説明する。
In the present invention, the same resin, light source, etc. as the photocurable fluid resin described in the first invention can be used. Next, the third invention will be described.

【0029】第三の発明によれば、光をスキャンして照
射する、若しくは、光像を照射する光照射手段により、
光硬化性流動樹脂層に光を照射して光硬化層を形成し、
この光硬化層を複数層組み合わせて三次元構造体を造形
する光造形装置において、前記光硬化性流動樹脂を収容
するための複数の収容手段と、この収容手段の何れかに
配置され、前記光硬化層を支持するための支持手段と、
前記複数の収容手段の何れかに前記支持手段を相対的に
移動させて配置するための移動手段と、前記光照射手段
が前記複数の収容手段の何れに配置されているかの光照
射手段情報と、前記光硬化層の厚み情報とに応じて前記
光照射手段の露光量を自動設定する露光量設定手段とを
具備することを特徴とする光造形装置が提供される。
According to the third invention, the light irradiation means for scanning and irradiating light, or irradiating a light image,
The photocurable fluid resin layer is irradiated with light to form a photocurable layer,
In a stereolithography apparatus for molding a three-dimensional structure by combining a plurality of photocurable layers, a plurality of accommodating means for accommodating the photocurable fluid resin and one of the accommodating means are provided. Supporting means for supporting the cured layer,
Moving means for relatively moving and arranging the supporting means in any of the plurality of accommodating means, and light irradiating means information indicating in which of the plurality of accommodating means the light irradiating means is arranged. And an exposure amount setting unit for automatically setting the exposure amount of the light irradiation unit according to the thickness information of the photocurable layer.

【0030】本発明の装置は、上記第二の発明の装置と
同様の構成よりなる装置である。第三の発明において
は、硬化層の厚み情報、何れの収容手段に光照射手段が
位置しているかの光照射手段情報、及び使用する光硬化
性流動樹脂の情報により光源からの光の露光量を自動的
に調節することを特徴とする。この露光量を自動的に設
定する手段としては、上記第一の発明の露光量設定手段
と同様のものを挙げることができる。
The device of the present invention has the same structure as the device of the second invention. In the third invention, the exposure amount of the light from the light source is determined by the thickness information of the cured layer, the light irradiation means information indicating in which housing means the light irradiation means is located, and the information of the photocurable fluid resin to be used. Is automatically adjusted. As the means for automatically setting the exposure amount, the same means as the exposure amount setting means of the first invention can be mentioned.

【0031】本装置を用いると、複数の異なる組成の硬
化物より構成される三次元構造体を造形することができ
る。次に、第四の発明について説明する。第四の発明は
異なった特性を有する複数の光硬化性流動樹脂を用いて
三次元構造体を造形する光造形方法であって、光硬化性
流動樹脂の層に、この光硬化性流動樹脂の特性に応じた
露光量の光を照射して光硬化層を形成し、少なくとも一
層よりなる構造体を形成する構造体形成工程と、前記構
造体形成工程とは異なった特性を有する光硬化性流動樹
脂を用い、前記構造体形成工程とは異なった露光量によ
り光を照射して、前記構造体と異なった特性を有する光
硬化性流動樹脂よりなる少なくとも一層の構造体を、前
記構造体形成工程で得られた構造体に接合造形させる三
次元構造体形成工程とを具備したことを特徴とする光造
形方法である。即ち、本発明の装置を用いて複数の組成
よりなる三次元構造体を造形する三次元構造体の製造方
法である。本発明の製造方法では、上記構造体形成工程
及び/又は三次元構造体形成工程を複数回設け、複数の
異なる光硬化性流動樹脂より成る三次元構造体を造形す
ることができる。
By using this apparatus, a three-dimensional structure composed of a plurality of cured products having different compositions can be formed. Next, the fourth invention will be described. A fourth invention is a stereolithography method for molding a three-dimensional structure using a plurality of photocurable fluid resins having different characteristics, wherein a layer of the photocurable fluid resin is a layer of the photocurable fluid resin. A photocurable flow having different characteristics from the structure forming step of forming a photocurable layer by irradiating light with an exposure amount according to the characteristics and the structure forming step. The resin is irradiated with light at an exposure dose different from that of the structure forming step to form at least one layer of a structure of a photocurable fluid resin having different characteristics from the structure, And a three-dimensional structure forming step of forming a joint with the structure obtained in (3). That is, it is a method for producing a three-dimensional structure, in which a three-dimensional structure having a plurality of compositions is formed using the apparatus of the present invention. In the manufacturing method of the present invention, the structure forming step and / or the three-dimensional structure forming step may be performed a plurality of times to form a three-dimensional structure made of a plurality of different photocurable flow resins.

【0032】本発明の光造形方法に係る三次元構造体の
造形工程の一例を図8に示す。この例は、異なるに種類
の粉末混合光硬化性流動樹脂を用いて、異なる特性の光
硬化物より成る三次元構造体の造形例である。まず、上
記第一の発明で説明した光硬化性流動樹脂と無機粉末材
料aとを混練する。混練は、光硬化性流動樹脂と該粉末
との混合時に気泡が入らないようする必要があるため撹
拌脱泡機等を使用して撹拌することにより行う。これ
を、例えば上記第二の発明の装置の複数設けられた第一
の収容手段に導入する。一方、同様に特性の異なる光硬
化性流動樹脂と無機粉末材料bとを混合し、第二の収容
容器に導入する。第一の収容手段内で構造体Aを光造形
する。構造体Aの造形では、適宜露光量を可変制御して
光をパターン照射する。得られた構造体Aを、洗浄、後
露光の各後処理工程にかける。次に、後処理後の構造体
Aを構造体Bの造形工程にかける。構造体Bは、先に得
られた構造体Aに追加造形される。構造体Bの造形で
も、適宜露光量を可変制御して光をパターン照射する。
所望の構造体が得られるまで上記構造体A及び構造体B
の光造形を繰り返す。得られた所望形状の三次元構造体
を取り出し、洗浄、後露光の各工程にかけ、目的の三次
元構造体を得る。
FIG. 8 shows an example of a three-dimensional structure forming process according to the optical forming method of the present invention. This example is a modeling example of a three-dimensional structure made of a photocured product having different characteristics by using different types of powder-mixed photocurable flow resins. First, the photocurable fluid resin described in the first invention and the inorganic powder material a are kneaded. The kneading is performed by stirring using a stirring defoaming machine or the like because it is necessary to prevent bubbles from entering when the photocurable fluid resin and the powder are mixed. This is introduced, for example, into a plurality of first accommodating means of the device of the second invention. On the other hand, similarly, the photocurable fluid resin having different characteristics and the inorganic powder material b are mixed and introduced into the second container. The structure A is stereolithographically formed in the first accommodating means. In the formation of the structure A, the amount of exposure is variably controlled and light is pattern-irradiated. The structure A thus obtained is subjected to post-treatment steps of washing and post-exposure. Next, the structure A after the post-treatment is subjected to the step of forming the structure B. The structure B is additionally formed on the structure A obtained previously. Even in the modeling of the structure B, the amount of exposure is variably controlled and light is pattern-irradiated.
The above structure A and structure B until the desired structure is obtained.
Repeat the stereolithography. The obtained three-dimensional structure having a desired shape is taken out, subjected to washing and post-exposure steps to obtain a desired three-dimensional structure.

【0033】次に、第五の発明について説明する。第五
の発明は、光硬化層を複数層積み重ねて得られる積層部
分と、この積層部分の積層面に垂直な少なくとも1つの
側面を前記積層部分の前記光硬化層の厚さ以上の厚さの
光硬化層で被覆した光硬化部分を具備したことを特徴と
する三次元構造体である。
Next, the fifth invention will be described. A fifth aspect of the present invention is a laminated portion obtained by stacking a plurality of photocurable layers, and at least one side surface perpendicular to the laminated surface of the laminated portion has a thickness equal to or larger than the thickness of the photocurable layer of the laminated portion. A three-dimensional structure comprising a photo-cured portion coated with a photo-curable layer.

【0034】該三次元構造体は、図10に示される構造
を有する。即ち、本発明の三次元構造体5は、第二の光
硬化性流動樹脂を硬化させて得られる第二の硬化物18
3が、第一の光硬化性流動樹脂を硬化させ、複数層積層
して得られる第一の硬化物182の積層面に垂直な少な
くとも一部の積層側面にわたって隣接して接合されてい
ることを特徴とする。硬化物182の厚みは、硬化物1
81の厚みよりも大きければよい。
The three-dimensional structure has the structure shown in FIG. That is, the three-dimensional structure 5 of the present invention is the second cured product 18 obtained by curing the second photocurable fluid resin.
3 is bonded to the first cured product 182, which is obtained by curing the first photocurable fluid resin, by laminating a plurality of layers so as to be adjacent to each other over at least a part of the laminating side surface perpendicular to the laminating surface. Characterize. The thickness of the cured product 182 is the cured product 1
It may be thicker than 81.

【0035】このような三次元構造体5は、光硬化物1
82の硬化物の積層面に垂直な少なくとも一部の積層側
面にわたって光硬化物183を隣接接合して造形される
ので、積層面の不連続部を減少させることができ、微細
な凹凸部による応力集中を減少させることが可能とな
り、接合部の強度および耐久性が向上した三次元構造体
となる。この三次元構造体は、上記本発明の三次元構造
体造形装置及び三次元構造体製造方法により製造するこ
とが可能である。
Such a three-dimensional structure 5 is a photocured product 1.
Since the photo-cured product 183 is formed by adjoining at least a part of the laminated side surface perpendicular to the laminated surface of the cured product 82, the discontinuous portion of the laminated surface can be reduced, and the stress due to the fine uneven portion can be reduced. The concentration can be reduced, and the three-dimensional structure has improved strength and durability of the joint. This three-dimensional structure can be manufactured by the above-described three-dimensional structure modeling apparatus and three-dimensional structure manufacturing method of the present invention.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1 本発明の光造形装置(図4)について説明する。この装
置は、三次元構造体を規制液面法により造形するための
装置である。
Embodiment 1 A stereolithography apparatus (FIG. 4) of the present invention will be described. This device is a device for forming a three-dimensional structure by a regulated liquid level method.

【0037】本発明の光造形装置1は、光硬化性流動樹
脂101を収容するタンク102、を具備する。該タン
クの上方には光照射によって硬化した樹脂103を固定
するためのエレベータ104が設けられ、更に該エレベ
ータにはエレベータの位置を決定するためのアクチュエ
ータ105が連結して設けられる。また、タンク(10
2)の底面には光を透過するガラス106が設けられ、
該ガラスのタンク内面側には硬化した樹脂(103)を
ガラス表面から剥離しやすくするためのテープ107が
設けられる。一方、該タンク(102)の底面下方に
は、光源108からの光109を移動させるためのアク
チュエータ110が設けられ、該アクチュエータ(11
0)上には光源からの光をタンク(102)の底面に向
け、集光するための集光部111が設置される。光源
(108)と集光部(111)の間には、光源からの光
の露光量を調節するための手段112が設けられる。該
手段には、例えばシャッターのようなものを挙げること
ができる。更に、本発明の装置には、上記各アクチュエ
ータ(105、110)、集光部(111)及び露光量
調節手段(112)を制御するための制御装置113が
設けられ、該制御装置(113)と、上記各アクチュエ
ータ(105、110)、ミラー(111)、及び露光
量調節手段(112)はケーブル114により連結され
ている。
The stereolithography apparatus 1 of the present invention is provided with a tank 102 containing a photocurable fluid resin 101. An elevator 104 for fixing the resin 103 cured by light irradiation is provided above the tank, and an actuator 105 for determining the position of the elevator is further connected to the elevator. In addition, the tank (10
A glass 106 that transmits light is provided on the bottom surface of 2),
A tape 107 is provided on the inner surface side of the glass tank to facilitate the separation of the cured resin (103) from the glass surface. On the other hand, below the bottom surface of the tank (102), an actuator 110 for moving the light 109 from the light source 108 is provided.
0) is provided with a light condensing unit 111 for condensing light from the light source toward the bottom surface of the tank (102). Between the light source (108) and the condensing unit (111), means 112 for adjusting the exposure amount of the light from the light source is provided. Examples of the means include a shutter. Further, the apparatus of the present invention is provided with a control device 113 for controlling each of the actuators (105, 110), the light condensing unit (111) and the exposure amount adjusting means (112), and the control device (113). The actuators (105, 110), the mirror (111), and the exposure amount adjusting means (112) are connected by a cable 114.

【0038】本態様で使用しうる光透過性のガラス(1
06)は、光硬化性流動樹脂を硬化させるのに使用する
光によって異なるが、紫外線や可視光を照射する場合
は、石英ガラス等を用いる。
The light-transmissive glass (1
No. 06) depends on the light used to cure the photocurable fluid resin, but when irradiating with ultraviolet rays or visible light, quartz glass or the like is used.

【0039】本態様で使用しうる光源(108)は、X
線光源、紫外線光源、可視光源等である。具体的には、
光源は、水銀ランプ又はレーザである。具体的には光硬
化性流動樹脂で異なるが、例えば波長が330〜364
nmのArレーザ、例えば波長325nm又は442n
mのHe−Cdレーザ、又は波長が200nm〜400
nmの水銀ランプ等を使用することができる。
The light source (108) that can be used in this embodiment is X
It is a line light source, an ultraviolet light source, a visible light source, or the like. In particular,
The light source is a mercury lamp or a laser. Specifically, it varies depending on the photocurable fluid resin, but the wavelength is, for example, 330 to 364.
nm Ar laser, eg wavelength 325 nm or 442n
m He-Cd laser, or a wavelength of 200 nm to 400
A nm mercury lamp or the like can be used.

【0040】また、硬化した光硬化性流動樹脂をガラス
表面から剥離させやすくするためのテープは光を透過
し、濡れ性の低いテフロンテープ等が好ましい。光源
(108)からの光(109)を移動させるためのアク
チュエータ(110)は、具体的にはXYステージを挙
げることができる。また、集光部(111)の光をタン
ク(102)の底面に向けるための部材は、光源からの
光(109)を適切に反射するものであれば特に限定さ
れない。例えば、ミラーを挙げることができる。また、
集光部の集光するための部材としては、例えばピンホー
ル等のスリットとレンズの組合せ等を挙げることができ
る。更に露光量調節手段(112)は、光源からの光の
露光量を適切に調節することができるものであれば特に
限定されない。例えば、シャッター等を挙げることがで
きる。なお、本装置においては、上記ミラーの代わりに
光ファイバーを用いて、光硬化性流動樹脂に光を照射し
てもよい。
The tape for facilitating the separation of the cured photocurable fluid resin from the glass surface is preferably Teflon tape or the like which transmits light and has low wettability. The actuator (110) for moving the light (109) from the light source (108) may be specifically an XY stage. The member for directing the light of the light condensing part (111) to the bottom surface of the tank (102) is not particularly limited as long as it appropriately reflects the light (109) from the light source. For example, a mirror can be mentioned. Also,
Examples of the member for condensing light in the condensing unit include a combination of a slit such as a pinhole and a lens. Further, the exposure amount adjusting means (112) is not particularly limited as long as it can appropriately adjust the exposure amount of the light from the light source. For example, a shutter etc. can be mentioned. In this apparatus, an optical fiber may be used instead of the mirror to irradiate the photocurable fluid resin with light.

【0041】該アクチュエータ(110)、集光部(1
11)及びシャッター(112)は、制御装置(11
3)により制御される。即ち、アクチュエータ、集光
部、シャッター等は、コンピュータ115に連結された
該制御装置により、コンピューター内の光硬化性流動樹
脂の材料情報等を基に制御される。
The actuator (110) and the light collecting section (1
11) and the shutter (112) are connected to the control device (11
3) is controlled. That is, the actuator, the condenser, the shutter, and the like are controlled by the control device connected to the computer 115 based on the material information of the photocurable fluid resin in the computer.

【0042】本発明においては、特に、エレベータ(1
04)と濡れ性の高いテープ(107)の間の硬化層の
厚み情報(これは、エレベータの位置決めのためのアク
チュエータ(105)の位置情報より得られる。)及び
使用する光硬化性流動樹脂(101)の情報からシャッ
ターを制御し、目的の硬化層を得るための適切な露光量
を制御装置(113)及びコンピュータ(115)によ
り自動的に設定する。
In the present invention, the elevator (1
04) and the tape (107) with high wettability, the thickness information of the hardened layer (this is obtained from the position information of the actuator (105) for positioning the elevator) and the photocurable fluid resin to be used ( The shutter is controlled based on the information of 101), and an appropriate exposure amount for obtaining the target cured layer is automatically set by the control device (113) and the computer (115).

【0043】本装置は、以下のようにして使用する。ま
ず、エレベータ(105)と濡れ性の高い剥離材との間
に一定のクリアランスが生じるようにアクチュエータ
(105)でエレベータ(104)をタンク(102)
内に位置決めする。この位置決めは、コンピュータ(1
15)及び制御装置(113)により行われ、この位置
情報をコンピュータにデータとして蓄積する。この位置
決めにより、三次元硬化物、又はその第一層の層厚が決
定される。次に、使用される光硬化性流動樹脂と、先に
得られた位置情報とによりパターン照射する最適な露光
量を算出する。この露光量は、光源の出力を調節する手
段、照射される光の焦点位置をずらす手段、光出射口な
どに取り付けたマスクやスリットの径や大きさを変える
手段、光のスキャン速度を変える手段、シャッターを使
用する場合はシャッターの開閉速度を変える手段により
単位面積に入射する光エネルギ量を変化することにより
調節・設定することができる。また、単位面積あたりの
入射光のエネルギ量を照射時間を変えたることによって
も調節・設定することができる。次に、所望の三次元構
造体のCADデータから得たスライスデータにより光照
射を行う。光照射は、光源(108)より放射された光
を、例えば上記シャッター(112)を通過させ、露光
量を調製しながらXYステージ上のミラーに導き、タン
ク(102)の底面から光硬化性流動樹脂に照射するこ
とによって行う。XYステージ(110)、シャッター
(112)は制御装置(113)及びコンピュータ(1
15)で制御される。所望の構造体が一層の場合は、所
望のパターンの照射が終了した後、エレベータ(10
4)をタンクから取り出し、洗浄、後露光を行う。ま
た、所望の構造体が複数層の硬化層より造形される場合
は、エレベータ(104)をアクチュエータ(105)
により上昇させ、該硬化層と、剥離材との間に所定のク
リアランスを設け、再度上述の手順を繰り返し、所望の
三次元構造体を造形する。二回目以降の光造形では、所
望の硬化物の造形に適した露光量に調節して光造形を行
う。この後、エレベータ(104)をタンクから取り出
し、洗浄、後露光を行う。
This device is used as follows. First, the elevator (104) is moved to the tank (102) by the actuator (105) so that a certain clearance is generated between the elevator (105) and the highly wettable release material.
Position within. This positioning is performed by the computer (1
15) and the control device (113), and the position information is stored as data in the computer. By this positioning, the layer thickness of the three-dimensional cured product or the first layer thereof is determined. Next, the optimum exposure dose for pattern irradiation is calculated based on the photocurable fluid resin used and the previously obtained position information. This exposure amount is a means for adjusting the output of the light source, a means for shifting the focal position of the emitted light, a means for changing the diameter or size of a mask or a slit attached to the light emission port, a means for changing the light scanning speed. When a shutter is used, it can be adjusted and set by changing the amount of light energy incident on a unit area by means of changing the opening / closing speed of the shutter. Further, the energy amount of incident light per unit area can be adjusted and set by changing the irradiation time. Next, light irradiation is performed using slice data obtained from CAD data of a desired three-dimensional structure. The light irradiation allows the light emitted from the light source (108) to pass through, for example, the shutter (112), guides it to the mirror on the XY stage while adjusting the exposure amount, and causes the photocurable flow from the bottom surface of the tank (102). This is done by irradiating the resin. The XY stage (110) and the shutter (112) are the controller (113) and the computer (1
15). When the desired structure is a single layer, after the irradiation of the desired pattern is completed, the elevator (10
4) is taken out from the tank, washed, and post-exposed. Also, if the desired structure is to be modeled from multiple stiffening layers, the elevator (104) may be replaced by an actuator (105).
And a predetermined clearance is provided between the hardened layer and the release material, and the above procedure is repeated again to form a desired three-dimensional structure. In the second and subsequent stereolithography, the stereolithography is performed by adjusting the exposure amount suitable for shaping the desired cured product. After that, the elevator (104) is taken out from the tank, washed, and post-exposed.

【0044】なお、上述の装置では、露光量設定手段と
して、シャッターを、光硬化層の厚み情報(これは、エ
レベータ(104)の位置情報から得られる。)及び使
用する光硬化性流動樹脂(101)の情報から制御する
方法を使用したが、この他にも上述のような種々の手段
を使用できる。例えば、光照射の光源の出力を直接に制
御することによっても露光量を設定することができる。
この場合も上記情報に基づいて、制御装置(113)及
びコンピュータ(115)で制御する。
In the above-mentioned apparatus, the shutter is used as the exposure amount setting means, and the thickness information of the photo-curing layer (this is obtained from the position information of the elevator (104)) and the photo-curing fluid resin to be used ( Although the method of controlling from the information of 101) is used, other various means as described above can be used. For example, the exposure amount can be set by directly controlling the output of the light source for light irradiation.
Also in this case, the control device (113) and the computer (115) control based on the above information.

【0045】本装置を使用すれば、種々の厚みの硬化物
より成る三次元構造体を造形することができる。 実施の形態2 本実施の形態では、自由液面法により三次元構造体を造
形するための本発明の光造形装置について説明する。こ
の自由液面法による光造形装置は図5の概略図に示され
るような構成を有する。即ち、本発明の光造形装置2
は、光硬化性流動樹脂101を収容するタンク102を
具備する。該タンクの上方には光照射によって硬化した
樹脂103を固定するためのエレベータ104が設けら
れ、更に該エレベータにはエレベータの位置を決定する
ためのアクチュエータ105が連結して設けられる。ま
た、タンク(102)の上方には、光源108からの光
109をスキャンさせるためのアクチュエータ116が
設けられ、該アクチュエータ(116)には隣接して光
源からの光を集光するための集光部117が設置され
る。光源(108)とアクチュエータ(116)の間に
は、光源からの光の露光量を調節するための露光量調節
手段112が設けられる。更に、本発明の装置には、上
記各アクチュエータ(105、116)、集光部(11
7)及び露光量調節手段(112)を制御するための制
御装置113が設けられ、該制御装置(113)と、上
記各アクチュエータ(105、116)、及び露光量調
節手段(112)はケーブル114により連結されてい
る。前記露光量調節手段(112)としては、シャッタ
ー等を挙げることができる。
By using this apparatus, it is possible to form a three-dimensional structure composed of cured products of various thicknesses. Embodiment 2 In this embodiment, an optical modeling apparatus of the present invention for modeling a three-dimensional structure by the free liquid surface method will be described. The stereolithography apparatus using the free liquid level method has a configuration as shown in the schematic view of FIG. That is, the stereolithography apparatus 2 of the present invention
Comprises a tank 102 containing a photocurable fluid resin 101. An elevator 104 for fixing the resin 103 cured by light irradiation is provided above the tank, and an actuator 105 for determining the position of the elevator is further connected to the elevator. An actuator 116 for scanning the light 109 from the light source 108 is provided above the tank (102), and a condensing light for condensing light from the light source is adjacent to the actuator (116). The section 117 is installed. An exposure amount adjusting means 112 for adjusting the exposure amount of the light from the light source is provided between the light source (108) and the actuator (116). Furthermore, in the device of the present invention, each of the above-mentioned actuators (105, 116) and the condensing unit (11).
7) and the exposure amount adjusting means (112) are provided with a control device 113. The control device (113), the actuators (105, 116), and the exposure amount adjusting means (112) are connected to a cable 114. Are connected by. The exposure amount adjusting means (112) may be a shutter or the like.

【0046】本装置で使用しうる光源(108)は、上
記実施の形態1と同様である。光源(108)からの光
(109)をスキャンさせるためのアクチュエータ(1
16)は、具体的にはガルバノミラーを挙げることがで
きる。また、露光量調節手段としてのシャッター(11
2)は、光源からの光の露光量を適切に調節することが
できるものであれば特に限定されない。
The light source (108) that can be used in this apparatus is the same as in the first embodiment. An actuator (1) for scanning the light (109) from the light source (108)
A specific example of 16) is a galvanometer mirror. In addition, a shutter (11
2) is not particularly limited as long as it can appropriately adjust the exposure amount of light from the light source.

【0047】各アクチュエータ(105、116)及び
シャッター(112)等は、制御装置(113)により
制御される。即ち、各アクチュエータ、ミラー、シャッ
ター等は、コンピュータ115に連結された該制御装置
(113)により、コンピューター内の光硬化性流動樹
脂の材料情報等を基に制御される。
Each actuator (105, 116), shutter (112) and the like are controlled by a control device (113). That is, the respective actuators, mirrors, shutters, etc. are controlled by the control device (113) connected to the computer 115 based on the material information of the photocurable fluid resin in the computer.

【0048】本発明においては、特に、エレベータ(1
04)と光硬化性流動樹脂(101)の液面間の硬化層
の厚み情報(これは、エレベータの位置決めのためのア
クチュエータ(105)の位置情報より得られる。)及
び使用する光硬化性流動樹脂(101)の情報からシャ
ッターを制御し、目的の硬化層を得るための適切な露光
量を制御装置(113)及びコンピュータ(115)に
より自動的に設定する。
In the present invention, the elevator (1
04) and the liquid level of the photocurable fluid resin (101), the thickness information of the cured layer (this is obtained from the position information of the actuator (105) for positioning the elevator) and the photocurable fluid to be used. The shutter is controlled from the information of the resin (101), and an appropriate exposure amount for obtaining the target cured layer is automatically set by the control device (113) and the computer (115).

【0049】本装置は、以下のようにして使用する。ま
ず、エレベータ(105)と光硬化性流動樹脂の液面と
の間に一定のクリアランスが生じるようにアクチュエー
タ(105)でエレベータ(104)をタンク(10
2)内に位置決めする。この位置決めは、コンピュータ
(115)及び制御装置(113)により行われ、この
位置情報をコンピュータにデータとして蓄積する。この
位置決めにより、三次元硬化物、又はその第一層の層厚
が決定される。次に、使用される光硬化性流動樹脂と、
先に得られた位置情報とによりパターン照射する最適な
露光量を算出する。この露光量は、上記規制液面法で説
明した設定手段と同様な手段を使用して調節することが
できる。次に、所望の三次元構造体のCADデータから
得たスライスデータにより光照射を行う。光照射は、光
源(108)より放射された光を、例えば上記シャッタ
ー(112)を通過させ、露光量を調製しながら集光部
117に導き、タンク(102)の上方から光硬化性流
動樹脂に照射することによって行う。光照射は、例えば
ガルバノミラー(117)によりパターン照射すること
によって行うことができる。該ガルバノミラー(11
7)、シャッター(112)は制御装置(113)及び
コンピュータ(115)で制御される。所望の構造体が
一層の場合、所望のパターンの照射が終了した後、エレ
ベータ(104)をタンクから取り出し、洗浄、後露光
を行う。また、所望の構造体が複数の硬化層より造形さ
れる場合は、エレベータ(104)をアクチュエータ
(105)により下降させ、該硬化層と、光硬化性流動
樹脂の液面との間に所定のクリアランスを設け、再度上
述の手順を繰り返し、所望の三次元構造体を造形する。
二回目以降の光造形では、所望の硬化物の造形に適した
露光量に調節して光造形を行う。この後、エレベータ
(104)をタンクから取り出し、洗浄、後露光を行
う。
This device is used as follows. First, the actuator (105) moves the elevator (104) to the tank (10) so that a certain clearance is generated between the elevator (105) and the liquid surface of the photocurable fluid resin.
2) Position inside. This positioning is performed by the computer (115) and the control device (113), and the position information is stored in the computer as data. By this positioning, the layer thickness of the three-dimensional cured product or the first layer thereof is determined. Next, with the photocurable fluid resin used,
The optimum exposure amount for pattern irradiation is calculated based on the position information obtained previously. This exposure amount can be adjusted by using the same means as the setting means described in the regulated liquid level method. Next, light irradiation is performed using slice data obtained from CAD data of a desired three-dimensional structure. For the light irradiation, the light emitted from the light source (108) is guided to the condensing unit 117 while adjusting the exposure amount, for example, through the shutter (112), and the photocurable fluid resin is introduced from above the tank (102). By irradiating the The light irradiation can be performed, for example, by pattern irradiation with a galvano mirror (117). The galvano mirror (11
7), the shutter (112) is controlled by the control device (113) and the computer (115). When the desired structure has a single layer, after the irradiation of the desired pattern is completed, the elevator (104) is taken out from the tank, washed, and post-exposed. Further, when a desired structure is formed by a plurality of cured layers, the elevator (104) is lowered by the actuator (105) and a predetermined space is provided between the cured layer and the liquid surface of the photocurable fluid resin. A clearance is provided, and the above procedure is repeated again to form a desired three-dimensional structure.
In the second and subsequent stereolithography, the stereolithography is performed by adjusting the exposure amount suitable for shaping the desired cured product. After that, the elevator (104) is taken out from the tank, washed, and post-exposed.

【0050】なお、上述の装置では、露光量設定手段と
して、シャッターを、光硬化層の厚み情報(これは、エ
レベータ(104)の位置情報から得られる。)及び使
用する光硬化性流動樹脂(101)の情報から制御する
方法を使用したが、この他にも上述のような種々の手段
を使用できる。例えば、光照射の光源の出力を直接に制
御することによっても露光量を設定することができる。
この場合も上記情報に基づいて、制御装置(113)及
びコンピュータ(115)で制御する。
In the above-mentioned apparatus, a shutter is used as the exposure amount setting means, the thickness information of the photo-curing layer (this is obtained from the position information of the elevator (104)) and the photo-curing fluid resin to be used ( Although the method of controlling from the information of 101) is used, other various means as described above can be used. For example, the exposure amount can be set by directly controlling the output of the light source for light irradiation.
Also in this case, the control device (113) and the computer (115) control based on the above information.

【0051】本装置を使用すれば、種々の厚みの硬化物
より成る三次元構造体を造形することができる。 実施の形態3 本態様は、異なる光硬化性流動樹脂を用いて、複数の異
なる特性の硬化物より成る三次元構造体を造形するため
の装置である。
By using this apparatus, it is possible to form a three-dimensional structure composed of cured products of various thicknesses. Embodiment 3 This mode is an apparatus for forming a three-dimensional structure composed of a plurality of cured products having different characteristics by using different photocurable fluid resins.

【0052】本態様を図6を参照して説明する。図6は
規制液面法により三次元構造体を造形する光造形装置の
概略図である。本態様の光造形装置は、光硬化性流動樹
脂A60を収容するタンク53、光硬化性流動樹脂B6
1を収容するための第二のタンク54、光硬化物52を
洗浄するための洗浄タンク55、後露光タンク56を具
備する。各タンクはこれらを固定するためのテーブル6
2によって固定される。これらのタンクの上方には、エ
レベータ51、エレベータ51を移動させるアクチュエ
ータ50を設置する。また、該タンクの底面下方には、
所望の光のスキャンニングが行えるように光源63から
の光をスキャンさせるアクチュエータ68を設ける。該
アクチュエータ(68)上には、光を各タンクの底面に
集光させる集光部67を設け、更に光源(63)と集光
部(67)の間の光路65に光の露光量を制御するシャ
ッタ64を設ける。前記テーブル(62)は、これを移
動させるためのアクチュエータ74上に設置され、該ア
クチュエータ(74)によりエレベータ、及び、光源
(63)、シャッター(64)、集光部(67)、光を
スキャンさせるアクチュエータ(68)より成る光照射
部へ移動される。テーブルの移動手段としてのアクチュ
エータ(74)としては、例えばパルスモータ、サーボ
モータのようなものがある。
This aspect will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic view of an optical modeling apparatus that models a three-dimensional structure by the regulated liquid surface method. The stereolithography apparatus according to this aspect includes a tank 53 containing a photocurable fluid resin A60, a photocurable fluid resin B6.
A second tank 54 for accommodating 1), a cleaning tank 55 for cleaning the photocured product 52, and a post-exposure tank 56 are provided. Each tank has a table 6 for fixing these
Fixed by 2. An elevator 51 and an actuator 50 for moving the elevator 51 are installed above these tanks. Also, below the bottom of the tank,
An actuator 68 for scanning the light from the light source 63 is provided so that desired light scanning can be performed. On the actuator (68), a condensing unit 67 that condenses light on the bottom surface of each tank is provided, and the light exposure amount is controlled in an optical path 65 between the light source (63) and the condensing unit (67). The shutter 64 is provided. The table (62) is installed on an actuator 74 for moving the table, and the actuator (74) scans an elevator, a light source (63), a shutter (64), a condensing unit (67), and light. It is moved to the light irradiating section including the actuator (68). Examples of the actuator (74) as a table moving unit include a pulse motor and a servo motor.

【0053】洗浄タンク(55)には、洗浄効率を高め
るための手段59を設けることが好ましい。この手段
(59)には、例えば超音波振動子等がある。また、洗
浄タンク(55)には、洗浄用の溶媒75を収容する。
該溶媒(75)は、使用する光硬化性流動樹脂によって
異なるが、例えばアセトン、アルコール等を使用するこ
とができる。
The cleaning tank (55) is preferably provided with means 59 for increasing the cleaning efficiency. The means (59) may be, for example, an ultrasonic transducer. The cleaning tank (55) contains a cleaning solvent 75.
The solvent (75) may be, for example, acetone, alcohol or the like, though it depends on the photocurable fluid resin used.

【0054】本態様の装置では、各アクチュエータ(5
0、68、74)、シャッター(64)、集光部(6
7)等は、制御装置72、及び、三次元構造体をスライ
スデータに変換するソフトを組み込み、さらに設計値や
材料情報、硬化層の厚み情報より露光量を調整するコン
ピュータ71、モニター70により制御され、これらは
配線73により連結されている。
In the device of this embodiment, each actuator (5
0, 68, 74), shutter (64), condensing part (6
7) etc. are controlled by a controller 72, a computer 71 that incorporates software for converting a three-dimensional structure into slice data, and further adjusts an exposure amount based on design values, material information, and cured layer thickness information, and a monitor 70. These are connected by the wiring 73.

【0055】各アクチュエータ(50、68)及び集光
部(67)は、実施の態様1で説明したとおりである。
更に、本態様の装置は、硬化物を温風または冷風で乾燥
するための乾燥タンクを設けてもよい。乾燥タンクは、
洗浄後に硬化物を乾燥するために使用するので必ずしも
設置する必要はない。例えば、揮発性の高いエチルアル
コールを用いて洗浄する場合、洗浄後空気中に数十分放
置するだけで乾燥する。例えば1mmの立方体形状の硬
化物は8〜10分で乾燥する。従って、揮発性の高いエ
チルアルコールを洗浄液に用いる場合には、本装置に特
に乾燥タンクを設ける必要はなく、洗浄液に触れない位
置に造形物をホールドして8〜10分程度放置させるこ
とを行う乾燥工程を設ければよい。揮発性の少ない洗浄
液を使用する場合にのみ洗浄タンクを設置すればよい。
The actuators (50, 68) and the light collecting section (67) are as described in the first embodiment.
Furthermore, the apparatus of this embodiment may be provided with a drying tank for drying the cured product with warm air or cold air. The drying tank is
Since it is used for drying the cured product after washing, it is not necessarily installed. For example, in the case of washing with highly volatile ethyl alcohol, it is dried by leaving it in the air for several tens of minutes after washing. For example, a 1 mm cube-shaped cured product is dried in 8 to 10 minutes. Therefore, when highly volatile ethyl alcohol is used as the cleaning liquid, it is not necessary to provide a drying tank in this apparatus, and the modeled object is held at a position where it does not come into contact with the cleaning liquid and left for about 8 to 10 minutes. A drying process may be provided. The cleaning tank may be installed only when a cleaning liquid with low volatility is used.

【0056】上記光硬化性流動樹脂を収容するためのタ
ンク(53、54)には、その底面に光を透過し光硬化
物が付着しないように濡れ性の低い材質でコートされた
ガラス57を設ける。また、洗浄タンク(55)には、
洗浄効率を高めるための手段59を設けることが好まし
い。この手段(59)には、例えば超音波振動子等があ
る。更に、後露光タンク(55)には、後露光を行うた
めのランプ69が設けられる。該ランプとしては、例え
ば水銀ランプ、ハロゲンランプ、紫外線ランプのような
光源を用いることができる。
The tank (53, 54) for containing the above-mentioned photocurable liquid resin is provided with a glass 57 coated with a material having low wettability so that the bottom surface thereof transmits light and a photocured product does not adhere thereto. Set up. In addition, the cleaning tank (55)
It is preferable to provide means 59 for increasing the cleaning efficiency. The means (59) may be, for example, an ultrasonic transducer. Further, the post-exposure tank (55) is provided with a lamp 69 for performing post-exposure. As the lamp, for example, a light source such as a mercury lamp, a halogen lamp or an ultraviolet lamp can be used.

【0057】図6では、光硬化性流動樹脂を収容するタ
ンクが二つである例を示したが、本発明の装置はこれに
限定されず、二以上のタンクを設けることができる。ま
た、洗浄タンク、後露光タンク、乾燥タンク等も複数設
けることができる。
FIG. 6 shows an example in which two tanks contain the photocurable fluid resin, but the device of the present invention is not limited to this, and two or more tanks can be provided. Further, a plurality of washing tanks, post-exposure tanks, drying tanks and the like can be provided.

【0058】本装置は、以下のようにして使用する。ま
ず、エレベータ(51)と濡れ性の高い剥離材で覆われ
たガラス板(58)との間に一定のクリアランスが生じ
るようにアクチュエータ(50)でエレベータ(51)
を第一のタンク(53)内に位置決めする。この位置決
めは、コンピュータ(71)及び制御装置(72)によ
り行われ、この位置情報をコンピュータにデータとして
蓄積する。この位置決めにより、三次元硬化物の第一層
の層厚が決定される。次に、使用される光硬化性流動樹
脂と、先に得られた位置情報とによりパターン照射する
最適な露光量を算出する。この露光量は、上記実施の形
態1で説明した露光量設定手段により設定することがで
きる。次に、所望の三次元構造体のCADデータから得
たスライスデータにより光照射を行う。光照射は、光源
(63)より放射された光を、例えば上記シャッター
(64)を通過させ露光量を調製しながらXYステージ
上の集光部(67)に導き、タンク(53)の底面から
光硬化性流動樹脂に照射することによって行う。XYス
テージ(68)、シャッター(64)は制御装置(7
2)及びコンピュータ(71)で制御される。所望のパ
ターンの照射が終了し、所望の硬化層が得られたら、エ
レベータ(51)をアクチュエータ(50)により上昇
させ、該硬化層と、剥離材との間に所定のクリアランス
を設け、再度上述の手順を繰り返し、所望の構造体を造
形する(所望の構造体が一層で構成される場合は、上記
手順を繰り返すことなく、次の工程に進めばよい。)。
次に、第一の硬化物(52)の接着したエレベータ(5
1)をアクチュエータ(50)によりタンク(53)よ
り取り出す。次いで移動手段(62)によりエレベータ
の位置に洗浄用溶媒(75)の入った洗浄タンク(5
5)を移動し、アクチュエータ(50)によりエレベー
タ(51)と第一の硬化物(52)を洗浄用溶媒に浸漬
し、洗浄効率を向上させる手段(59)を必要に応じて
使用して洗浄を行う。洗浄を行った後、第一の硬化物の
接着したエレベータ(51)をアクチュエータ(50)
によりタンク(53)より取り出す。次に、上記のよう
に移動手段で後露光用タンク(56)を移動し、該後露
光用タンク内で後露光を行う。後露光が終了した後、第
二の光硬化性流動樹脂を収容したタンク(54)を上述
のような移動手段で第一の光硬化物(52)が接着した
エレベータ(51)の位置に移動し、上述の第一の光硬
化物の造形と同様の手順で、第二の硬化物を造形する。
図13に第二の光硬化性流動樹脂を収容したタンクを第
一の光硬化物(52)が接着したエレベータ(51)の
位置に移動した図を示した。必要に応じて、上記手順を
繰り返し、異なった光硬化性流動樹脂より成る光硬化物
を造形する。ここで、二回目以降の光造形では、所望の
硬化物の造形に適した露光量に調節して光造形を行う。
This device is used as follows. First, the elevator (51) is moved by the actuator (50) so that a certain clearance is generated between the elevator (51) and the glass plate (58) covered with the highly wettable release material.
Is positioned in the first tank (53). This positioning is performed by the computer (71) and the control device (72), and the position information is stored in the computer as data. This positioning determines the layer thickness of the first layer of the three-dimensional cured product. Next, the optimum exposure dose for pattern irradiation is calculated based on the photocurable fluid resin used and the previously obtained position information. This exposure amount can be set by the exposure amount setting means described in the first embodiment. Next, light irradiation is performed using slice data obtained from CAD data of a desired three-dimensional structure. The light irradiation guides the light emitted from the light source (63) to, for example, the condenser (67) on the XY stage while passing the shutter (64) to adjust the exposure amount, and from the bottom surface of the tank (53). It is performed by irradiating the photocurable fluid resin. The XY stage (68) and the shutter (64) are the control device (7
2) and the computer (71). When the irradiation of the desired pattern is completed and the desired hardened layer is obtained, the elevator (51) is raised by the actuator (50) to provide a predetermined clearance between the hardened layer and the peeling material, and again the above-mentioned The above procedure is repeated to form a desired structure (when the desired structure is composed of one layer, the next step may be performed without repeating the above procedure).
Next, the elevator (5) to which the first cured product (52) is adhered
1) is taken out from the tank (53) by the actuator (50). Then, the cleaning tank (5) containing the cleaning solvent (75) at the position of the elevator is moved by the moving means (62).
5) is moved, the elevator (51) and the first cured product (52) are immersed in a cleaning solvent by an actuator (50), and cleaning is performed by using a means (59) for improving cleaning efficiency as needed. I do. After cleaning, the elevator (51) to which the first cured product is adhered is moved to the actuator (50).
To remove from the tank (53). Next, the post-exposure tank (56) is moved by the moving means as described above, and post-exposure is performed in the post-exposure tank. After the post-exposure is completed, the tank (54) containing the second photocurable fluid resin is moved to the position of the elevator (51) to which the first photocured product (52) is adhered by the moving means as described above. Then, the second cured product is formed by the same procedure as the formation of the first photo-cured product described above.
FIG. 13 shows a diagram in which the tank containing the second photocurable fluid resin is moved to the position of the elevator (51) to which the first photocurable product (52) is bonded. If necessary, the above procedure is repeated to form a photo-cured product composed of different photo-curable fluid resins. Here, in the second and subsequent stereolithography, the stereolithography is performed by adjusting the exposure amount suitable for shaping the desired cured product.

【0059】なお、上述の装置では、露光量設定手段と
して、シャッターを、硬化層の厚み情報及び使用する光
硬化性流動樹脂の情報から制御する方法を使用したが、
この他にも上述のような種々の手段を使用できる。例え
ば、光照射の光源の出力を直接に制御することによって
も露光量を設定することができる。この場合も上記情報
に基づいて、制御装置及びコンピュータで制御する。
In the above-mentioned apparatus, a method of controlling the shutter as the exposure amount setting means based on the information on the thickness of the cured layer and the information on the photocurable fluid resin to be used is used.
In addition to this, various means as described above can be used. For example, the exposure amount can be set by directly controlling the output of the light source for light irradiation. Also in this case, the control device and the computer control based on the above information.

【0060】実施の態様4 本態様を図7を参照して説明する。図7は、自由液面法
により三次元構造体を造形するための光造形装置の概略
図である。
Embodiment 4 This embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic view of an optical modeling apparatus for modeling a three-dimensional structure by the free liquid surface method.

【0061】なお、本態様の光造形装置4は、光硬化性
流動樹脂A60を収容するためのタンク53、光硬化性
流動樹脂B61を収容するための第二のタンク54、光
硬化物52を洗浄するための洗浄タンク55、後露光タ
ンク56を具備する。各タンクはこれらを固定するため
のテーブル62によって固定される。該タンクの上方に
は、エレベータ51、エレベータ51を移動させるアク
チュエータ50、並びに光源63、光の露光量を制御す
るシャッター64、集光部67及び光をスキャンさせる
アクチュエータ80より成る光照射部を設置する。ま
た、シャッタ(64)は光源(63)と集光部(67)
の間の光路65に設ける。前記テーブル(62)は、こ
れを移動させるためのアクチュエータ74上に設置さ
れ、該アクチュエータ(74)によりエレベータ、及び
前記光照射部へ移動される。テーブルの移動手段として
のアクチュエータ(74)には、例えばパルスモータ、
サーボモータのようなものがある。
In the stereolithography apparatus 4 of this embodiment, a tank 53 for accommodating the photocurable fluid resin A60, a second tank 54 for accommodating the photocurable fluid resin B61, and a photocured product 52 are provided. A cleaning tank 55 for cleaning and a post-exposure tank 56 are provided. Each tank is fixed by a table 62 for fixing them. Above the tank, a light irradiation unit including an elevator 51, an actuator 50 for moving the elevator 51, a light source 63, a shutter 64 for controlling the amount of light exposure, a condenser unit 67, and an actuator 80 for scanning the light is installed. To do. Further, the shutter (64) includes a light source (63) and a light condensing unit (67).
It is provided in the optical path 65 between them. The table (62) is installed on an actuator 74 for moving the table (62), and the table (62) is moved to the elevator and the light irradiation unit by the actuator (74). The actuator (74) as a means for moving the table includes, for example, a pulse motor,
There is something like a servo motor.

【0062】本態様の装置では、各アクチュエータ(5
0、68、74)、シャッター(64)等は、制御装置
72、及び、三次元構造体をスライスデータに変換する
ソフトを組み込み、さらに設計値や材料情報、硬化層の
厚み情報より露光量を調整するコンピュータ71、モニ
ター70により制御され、これらは配線73により連結
されている。
In the apparatus of this embodiment, each actuator (5
0, 68, 74), a shutter (64), etc., incorporates a control device 72 and software for converting a three-dimensional structure into slice data, and further sets the exposure amount from design values, material information, and hardening layer thickness information. It is controlled by a computer 71 for adjustment and a monitor 70, and these are connected by a wire 73.

【0063】各アクチュエータ(50、68)及び集光
部(67)は、実施の態様1で説明したとおりである。
更に、本態様の装置は、硬化物を温風または冷風で乾燥
するための乾燥タンクを設けてもよい。乾燥タンクは、
洗浄後に硬化物を乾燥するために使用するので必ずしも
設置する必要はない。例えば、揮発性の高いエチルアル
コールを用いて洗浄する場合、洗浄後空気中に数十分放
置するだけで乾燥する。例えば1mmの立方体形状の硬
化物は8〜10分で乾燥する。従って、本装置に特に乾
燥タンクを設ける必要はない。揮発性の少ない洗浄液を
使用する場合のみ乾燥タンクを設置すればよい。
The actuators (50, 68) and the light collecting section (67) are as described in the first embodiment.
Furthermore, the apparatus of this embodiment may be provided with a drying tank for drying the cured product with warm air or cold air. The drying tank is
Since it is used for drying the cured product after washing, it is not necessarily installed. For example, in the case of washing with highly volatile ethyl alcohol, it is dried by leaving it in the air for several tens of minutes after washing. For example, a 1 mm cube-shaped cured product is dried in 8 to 10 minutes. Therefore, it is not necessary to provide a drying tank in this device. The drying tank may be installed only when using a cleaning liquid having low volatility.

【0064】洗浄タンク(55)には、洗浄効率を高め
るための手段59を設けることが好ましい。この手段
(59)には、例えば超音波振動子等がある。また、洗
浄タンクには、洗浄用の溶媒75を収容する。該溶媒
(75)は、使用する光硬化性流動樹脂によって異なる
が、例えばアセトン、アルコール、水等を使用すること
ができる。
The washing tank (55) is preferably provided with a means 59 for enhancing the washing efficiency. The means (59) may be, for example, an ultrasonic transducer. The cleaning tank contains a cleaning solvent 75. The solvent (75) may be, for example, acetone, alcohol, water or the like, though it depends on the photocurable fluid resin used.

【0065】更に、後露光タンク(55)には、後露光
を行うためのランプ69が設けられる。該ランプとして
は、例えば水銀ランプ、ハロゲンランプ、紫外線ランプ
のような光源を用いることができる。
Further, the post-exposure tank (55) is provided with a lamp 69 for performing post-exposure. As the lamp, for example, a light source such as a mercury lamp, a halogen lamp or an ultraviolet lamp can be used.

【0066】図7では、光硬化性流動樹脂を収容するタ
ンクが二つである例を示したが、本発明の装置はこれに
限定されず、二以上のタンクを設けることができる。ま
た、洗浄タンク、後露光タンク、乾燥タンク等も複数設
けることができる。
FIG. 7 shows an example in which there are two tanks containing the photocurable fluid resin, but the apparatus of the present invention is not limited to this, and two or more tanks can be provided. Further, a plurality of washing tanks, post-exposure tanks, drying tanks and the like can be provided.

【0067】本装置は、以下のようにして使用する。ま
ず、エレベータ(51)と第一の光硬化性流動樹脂(6
0)の液面との間に一定のクリアランスが生じるように
アクチュエータ(50)でエレベータ(51)を第一の
タンク(53)内に位置決めする。この位置決めは、コ
ンピュータ(71)及び制御装置(72)により行わ
れ、この位置情報をコンピュータにデータとして蓄積す
る。この位置決めにより、三次元硬化物の第一層の層厚
が決定される。次に、使用される光硬化性流動樹脂と、
先に得られた位置情報とによりパターン照射する最適な
露光量を算出する。この露光量は、上記実施の形態1で
説明した露光量設定手段により設定することができる。
次に、所望の三次元構造体のCADデータから得たスラ
イスデータにより光照射を行う。光照射は、光源(6
3)より放射された光を、例えば上記シャッター(6
4)を通過させ露光量を調製しながらガルバノミラー
(80)に取り付けた集光部(67)に導き、タンク
(53)の底面から光硬化性流動樹脂に照射することに
よって行う。ガルバノミラー(80)、シャッター(6
4)は制御装置(72)及びコンピュータ(71)で制
御される。所望のパターンの照射が終了し、所望の硬化
層が得られたら、エレベータ(51)をアクチュエータ
(50)により下降させ、該硬化層と、剥離材との間に
所定のクリアランスを設け、再度上述の手順を繰り返
し、所望の構造体を造形する(所望の構造体が一層で構
成される場合は、上記手順を繰り返すことなく、次の工
程に進めばよい。)。次に、第一の硬化物(52)の接
着したエレベータ(51)をアクチュエータ(50)に
よりタンク(53)より取り出す。次いで移動手段(6
2)によりエレベータの位置に洗浄用溶媒(75)の入
った洗浄タンク(55)を移動し、アクチュエータ(5
0)によりエレベータ(51)と第一の硬化物(52)
を洗浄用溶媒に浸漬し、洗浄効率を向上させる手段(5
9)を必要に応じて使用して洗浄を行う。洗浄を行った
後、第一の硬化物の接着したエレベータ(51)をアク
チュエータ(50)によりタンク(53)より取り出
す。次に、上記のように移動手段で後露光用タンク(5
6)を移動し、該後露光用タンク内で後露光を行う。後
露光が終了した後、第二の光硬化性流動樹脂を収容した
タンク(54)を上述のように移動手段で第一の光硬化
物(52)が接着したエレベータ(51)の位置に移動
し、上述の第一の光硬化物の造形と同様の手順で、第二
の硬化物を造形する。必要に応じて、上記手順を繰り返
し、異なった光硬化性流動樹脂より成る光硬化物を造形
する。ここで、二回目以降の光造形では、所望の硬化物
の造形に適した露光量に調節して光造形を行う。
This device is used as follows. First, the elevator (51) and the first photocurable fluid resin (6
The elevator (51) is positioned in the first tank (53) by the actuator (50) so that a certain clearance is generated between the elevator (51) and the liquid surface of (0). This positioning is performed by the computer (71) and the control device (72), and the position information is stored in the computer as data. This positioning determines the layer thickness of the first layer of the three-dimensional cured product. Next, with the photocurable fluid resin used,
The optimum exposure amount for pattern irradiation is calculated based on the position information obtained previously. This exposure amount can be set by the exposure amount setting means described in the first embodiment.
Next, light irradiation is performed using slice data obtained from CAD data of a desired three-dimensional structure. Light irradiation is performed by the light source (6
The light emitted from 3) is emitted, for example, from the shutter (6
4) is passed to adjust the exposure amount, the light is guided to a condensing unit (67) attached to the galvanometer mirror (80), and the photocurable fluid resin is irradiated from the bottom surface of the tank (53). Galvo mirror (80), shutter (6
4) is controlled by the controller (72) and the computer (71). When the irradiation of the desired pattern is completed and the desired hardened layer is obtained, the elevator (51) is lowered by the actuator (50), a predetermined clearance is provided between the hardened layer and the release material, and the above-mentioned process is performed again. The above procedure is repeated to form a desired structure (when the desired structure is composed of one layer, the next step may be performed without repeating the above procedure). Next, the elevator (51) to which the first cured product (52) is adhered is taken out from the tank (53) by the actuator (50). Then, the transportation means (6
2) The cleaning tank (55) containing the cleaning solvent (75) is moved to the position of the elevator by the 2), and the actuator (5
0) elevator (51) and first cured product (52)
Means for improving the cleaning efficiency by immersing the
Wash using 9) as required. After washing, the elevator (51) to which the first cured product is adhered is taken out from the tank (53) by the actuator (50). Next, as described above, the post-exposure tank (5
6) is moved to perform post-exposure in the post-exposure tank. After the post-exposure is completed, the tank (54) containing the second photocurable fluid resin is moved to the position of the elevator (51) to which the first photocured product (52) is bonded by the moving means as described above. Then, the second cured product is formed by the same procedure as the formation of the first photo-cured product described above. If necessary, the above procedure is repeated to form a photo-cured product composed of different photo-curable fluid resins. Here, in the second and subsequent stereolithography, the stereolithography is performed by adjusting the exposure amount suitable for shaping the desired cured product.

【0068】上述の第一及び第二の態様に係る本発明の
装置は光硬化層の厚み情報(これはエレベータの位置情
報に等しい。)、何れのタンクにエレベータが位置して
いるかの情報により光源からの光の露光量を自動的に調
節する。本発明においては、特に、光硬化層の厚み情
報、どの収容手段に対して光照射をするかの収容手段情
報及び使用する光硬化性流動樹脂の情報から上記コンピ
ュータにより露光量を自動的に設定する。
The device of the present invention according to the above-mentioned first and second aspects is based on the thickness information of the photo-curing layer (this is equal to the position information of the elevator), and in which tank the elevator is located. Automatically adjust the exposure of light from the light source. In the present invention, in particular, the exposure amount is automatically set by the computer from the thickness information of the photocurable layer, the containing means information regarding which containing means is to be irradiated with light, and the information about the photocurable fluid resin to be used. To do.

【0069】実施の形態5 本発明の三次元構造体の造形方法を説明する。まず、使
用しうる光硬化性流動樹脂の製造について説明する。
Embodiment 5 A three-dimensional structure forming method of the present invention will be described. First, the production of a photocurable fluid resin that can be used will be described.

【0070】本製造方法で使用できる光硬化性流動樹脂
は、第一の発明で説明した通りである。これらの光硬化
性流動樹脂を二種類以上用いて三次元構造体を造形す
る。本製造方法で使用しうる光硬化性流動樹脂の具体例
としては、光硬化する光硬化性流動樹脂であってヤング
率の異なるもの、例えば株式会社スリーボンド製の紫外
線硬化性樹脂3042(ヤング率:590MPa)又は
紫外線硬化性樹脂3052C(ヤング率:290MP
a)等がある。また、水に可溶な株式会社スリーボンド
製の紫外線硬化性樹脂3046Dを水に不溶な紫外線硬
化性樹脂3042と組み合わせて使用することもでき
る。このような水に可溶な樹脂と水に不溶な樹脂を組合
せて使用して三次元構造体を造形すると、水に可溶な樹
脂部分を部分的に溶解除去することができるのでより複
雑な三次元構造体を造形することが可能になる。更に、
粉末混合光硬化性流動樹脂[例えば流動性で光硬化性の
オリゴマー(エポキシアクリレート、ウレタンアクリレ
ートなど)、反応性希釈剤(モノマー)、光重合開始剤
(ベンゾイン系、アセトフェノン系など)の三要素から
なる光硬化性流動樹脂に焼結可能な無機粉末に混合した
もの]も使用することができる。焼結可能な無機粉末と
しては、例えばアルミナや金、白金、パラジウム、ステ
ンレス、銅、ニッケル、銀、圧電性を有するPZT、P
LZT、磁性体であるサマリュウム系、セリウム系、ネ
オジウム系などの微細粉末や繊維がある。
The photocurable fluid resin that can be used in the present production method is as described in the first invention. A three-dimensional structure is formed by using two or more kinds of these photocurable fluid resins. Specific examples of the photocurable fluid resin that can be used in the present production method include photocurable photocurable fluid resins having different Young's moduli, for example, UV curable resin 3042 (Young's modulus: 590 MPa) or UV curable resin 3052C (Young's modulus: 290MP)
a) etc. In addition, a water-soluble UV curable resin 3046D manufactured by ThreeBond Co., Ltd. can be used in combination with a water-insoluble UV curable resin 3042. When a three-dimensional structure is formed by using such a water-soluble resin and a water-insoluble resin in combination, the water-soluble resin portion can be partially dissolved and removed, which is more complicated. It becomes possible to form a three-dimensional structure. Furthermore,
Powder-mixed photo-curable fluid resin [eg, from three elements: fluid and photo-curable oligomer (epoxy acrylate, urethane acrylate, etc.), reactive diluent (monomer), photo-polymerization initiator (benzoin-based, acetophenone-based, etc.) A mixture of an inorganic powder capable of being sintered with the photo-curable fluidized resin described below] can also be used. Examples of the sinterable inorganic powder include alumina, gold, platinum, palladium, stainless steel, copper, nickel, silver, piezoelectric PZT, and P.
There are fine powders and fibers of LZT, magnetic substances such as samarium, cerium, and neodymium.

【0071】粉末混合光硬化性流動樹脂を調製するに
は、光硬化性流動樹脂に上記粉末を混合する。該粉末と
光硬化性流動樹脂の混合時に気泡が入らないようする必
要があるため撹拌脱泡機等を使用して撹拌する。例え
ば、株式会社スリーボンドの紫外線硬化樹脂3042を
使用した場合、この中にアルミナの場合では平均の粉末
粒径が1μmの粉末を30vol%混合させた後、 撹拌脱泡
機により30分間、脱泡と撹拌を行い粉末混合光硬化性
流動樹脂を製造する。
Powder Preparation To prepare a photocurable fluid resin, the above powder is mixed with the photocurable fluid resin. Since it is necessary to prevent bubbles from entering when the powder and the photocurable fluid resin are mixed, stirring is performed using a stirring defoaming machine or the like. For example, when using UV curable resin 3042 manufactured by ThreeBond Co., Ltd., in the case of alumina, 30 vol% of a powder having an average powder particle size of 1 μm is mixed, and then defoamed for 30 minutes by a stirring defoaming machine. Stirring is performed to produce a powder-mixed photocurable fluid resin.

【0072】また、前記粉末の表面にはシランカップリ
ング剤で表面処理を行うこともでき、このような処理を
行うことで、粉末混合率を上げることができる。例え
ば、上記の例では、粉末の混合率を45vol%に上げるこ
とができる。
Further, the surface of the powder can be surface-treated with a silane coupling agent, and such a treatment can increase the powder mixing ratio. For example, in the above example, the mixing ratio of the powder can be increased to 45 vol%.

【0073】図9を参照して本発明の三次元構造体の製
造方法の第一の態様を説明する。図9は、異種材料より
構成される三次元構造体の規制液面法による製造方法の
例である。本方法で使用される光造形装置は、上記実施
の形態3で説明した通りのものである。本態様では簡便
のため上記装置のうち収容手段、支持手段及び照射され
る光、粉末混合光硬化性流動樹脂のみを示す。収容手段
は、上記実施の態様1で説明したタンクと同様である。
図9(A)に示されるように、該タンクA(130)に
は、その底面にガラス132として、例えば、紫外線を
透過しやすい石英ガラスが配設され、該ガラス(13
2)上にはテフロンテープ等の剥離性の良好な剥離材1
33が設置される。このようなタンクを複数用意し、上
述のように調製した特性の異なる種類の粉末混合光硬化
性流動樹脂を各タンクに導入する。
The first embodiment of the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an example of a method for manufacturing a three-dimensional structure made of different materials by the regulated liquid level method. The stereolithography apparatus used in this method is as described in the third embodiment. In this embodiment, for the sake of simplicity, only the accommodating means, the supporting means, the light to be irradiated, and the powder-mixed photocurable fluid resin among the above devices are shown. The accommodating means is the same as the tank described in the first embodiment.
As shown in FIG. 9 (A), the tank A (130) is provided with glass 132, for example, quartz glass that easily transmits ultraviolet rays, on the bottom surface thereof, and the glass (13
2) A release material such as Teflon tape with good release properties 1
33 is installed. A plurality of such tanks are prepared, and powder-mixed photocurable fluid resins of different types prepared as described above are introduced into each tank.

【0074】先ず、エレベータ131を粉末混合光硬化
性流動樹脂A136内に浸漬し挿入し、エレベータ13
1と硬化物を剥離させるための剥離材133との間に一
定のクリアランスを設定した後、光134を照射し、所
望の三次元構造体の第一層を造形する。光硬化に用いる
光134の光源は、例えば、スリーボンド製の紫外線硬
化樹脂に平均粒径1μmのアルミナ粉末を10vol%
混合した粉末混合光硬化性流動樹脂を用いる場合は、波
長が330〜364nmのArレーザ、例えば波長32
5nmのHe−Cdレーザ、又は、波長が437nmの
SHGレーザー等を使用することができる。該光源の光
の照射は、使用される粉末混合光硬化性流動樹脂や所望
の構造体の形状に適した露光量を設定して行う。露光量
の設定は、上記実施の態様1で説明した自動露光量設定
手段で行う。即ち、露光量の設定は、光源の出力を調節
する手段、照射される光の焦点位置をずらす手段、光出
射口などに取り付けたマスクやスリットの径や大きさを
変える手段、光のスキャン速度を変える手段、シャッタ
ーを使用する場合はシャッターの開閉速度を変える手段
により、露光量を設定することができる。これらの露光
量設定手段は、上記実施の態様1で説明したように、光
硬化層の厚み情報等のデータに基づいて制御装置により
自動的に制御され、露光量が決定される。粉末混合光硬
化性流動樹脂の硬化は、一定の露光量で起こるものと考
えることができる。ここで、露光量は単位面積当たりの
被照射面に照射される放射量か、又は露光される光の放
射照度を時間で積分したもの(単位:ジュール毎平方メ
ートル(J/m2 ))をいう。
First, the elevator 131 is dipped and inserted into the powder-mixed photocurable fluid resin A136, and the elevator 13
After a certain clearance is set between 1 and the peeling material 133 for peeling the cured product, light 134 is irradiated to form the first layer of a desired three-dimensional structure. The light source of the light 134 used for photocuring is, for example, 10 vol% of an alumina powder having an average particle diameter of 1 μm in an ultraviolet curable resin manufactured by ThreeBond.
When the mixed powder-mixed photocurable fluid resin is used, an Ar laser having a wavelength of 330 to 364 nm, for example, a wavelength of 32 is used.
A 5 nm He-Cd laser, an SHG laser having a wavelength of 437 nm, or the like can be used. The irradiation of light from the light source is performed by setting an exposure amount suitable for the powder-mixed photocurable fluid resin used and the desired shape of the structure. The exposure amount is set by the automatic exposure amount setting means described in the first embodiment. That is, the exposure amount is set by a means for adjusting the output of the light source, a means for shifting the focal position of the emitted light, a means for changing the diameter or size of a mask or a slit attached to the light exit port, a light scanning speed. The exposure amount can be set by a means for changing the shutter speed, or a means for changing the opening / closing speed of the shutter when a shutter is used. As described in the first embodiment, these exposure amount setting means are automatically controlled by the control device based on the data such as the thickness information of the photo-cured layer to determine the exposure amount. The curing of the powder-mixed photocurable fluid resin can be considered to occur at a constant exposure dose. Here, the exposure amount refers to the amount of radiation applied to the surface to be irradiated per unit area, or the irradiance of the exposed light integrated over time (unit: joule per square meter (J / m 2 )). .

【0075】光源からの光は、石英レンズ等により集光
させ粉末混合光硬化性流動樹脂に照射する。照射は、光
源からの光をXYステージのようなスキャンニング手段
でパターン照射することにより行う。図9(A)は、こ
のようなパターン照射により硬化物135を造形したと
ころを表す。
The light from the light source is condensed by a quartz lens or the like and applied to the powder-mixed photocurable fluid resin. The irradiation is performed by pattern-irradiating the light from the light source with a scanning means such as an XY stage. FIG. 9A shows a state where a cured product 135 is formed by such pattern irradiation.

【0076】次にエレベータ131をタンクAから取り
出し、硬化物を洗浄、乾燥及び後露光し(各工程は図示
せず)所望の第一の硬化物135を製造する。次に、エ
レベータ(131)の位置に、粉末混合光硬化性流動樹
脂Aとは異なる粉末混合光硬化性流動樹脂Bを導入した
別のタンクB141を移動し、第二の硬化物を光造形す
る。以下に、この第二の硬化物139を造形する過程を
図9(B)を参照して述べる。先ず、エレベータ131
を粉末混合光硬化性流動樹脂B138内に浸漬させ、剥
離材142との間に一定のクリアランスを設定する。こ
の後、粉末混合光硬化性流動樹脂B138を硬化させる
適切な露光量に設定された光137をパターン照射する
ことにより、光硬化層を造形する。次に、エレベータ1
31を一定積層厚分上昇させ、光137をパターン照射
し、第二の硬化物139の第二層目を造形する。この操
作を繰り返し、所望の硬化物を得る。図9(B)では三
層より成る硬化物を造形した例を示した。該光硬化物は
必ずしも三層である必要はなく、一層でも、複数層でも
よい。該硬化物は第一の硬化物135とは異なる平面形
状と寸法を有していてもよい。光硬化に用いる光(13
7)は粉末混合光硬化性流動樹脂B(138)や所望の
構造物(139)の形状に適した露光量に設定する。こ
の手段は、上記の手段を用いる。光照射は、適切な露光
量に設定された集光された光であり、波長は例えば、ス
リーボンド製の紫外線硬化樹脂に平均粒径0.5μmの
アルミナ粉末を3vol%混合した粉末混合光硬化性流
動樹脂を用いた場合は、Arレーザの330〜364n
mや、He−Cdレーザの325nmの光を使用するこ
とができる。次いで、エレベータ131をタンクB(1
41)から取り出し、洗浄、乾燥及び後露光を行う(各
工程は図示せず)ことにより第二の硬化物139が得ら
れる。これにより、光硬化物135と光硬化物139よ
り成る構造体が造形される。
Next, the elevator 131 is taken out of the tank A, and the cured product is washed, dried and post-exposed (each step is not shown) to manufacture a desired first cured product 135. Next, to the position of the elevator (131), another tank B141 into which the powder-mixed photo-curable fluid resin B different from the powder-mixed photo-curable fluid resin A is introduced is moved, and the second cured product is stereo-molded. . The process of forming the second cured product 139 will be described below with reference to FIG. First, the elevator 131
Is immersed in the powder-mixed photocurable fluid resin B138 to set a constant clearance between the powder-mixed photocurable resin B138 and the release material 142. After that, the light-cured layer is formed by pattern-irradiating the light 137 having an appropriate exposure amount for curing the powder-mixed photocurable fluid resin B138. Next, elevator 1
31 is raised by a certain lamination thickness and light 137 is pattern-irradiated to form the second layer of the second cured product 139. This operation is repeated to obtain the desired cured product. FIG. 9B shows an example in which a cured product having three layers is formed. The photocured product does not necessarily have to have three layers, and may have one layer or plural layers. The cured product may have a planar shape and dimensions different from those of the first cured product 135. Light used for photocuring (13
7) is set to an exposure amount suitable for the shapes of the powder-mixed photocurable fluid resin B (138) and the desired structure (139). This means uses the above means. The light irradiation is condensed light having an appropriate exposure amount, and the wavelength is, for example, a powder-mixed photocurable mixture of 3 vol% alumina powder having an average particle size of 0.5 μm mixed with UV curable resin manufactured by ThreeBond. When a fluid resin is used, 330 to 364n of Ar laser is used.
m or 325 nm light of a He-Cd laser can be used. Next, the elevator 131 is connected to the tank B (1
The second cured product 139 is obtained by taking it out from 41), washing, drying and post-exposure (each process is not shown). As a result, a structure composed of the photo-cured product 135 and the photo-cured product 139 is formed.

【0077】次に、エレベータ(131)の位置に再度
タンクA(130)を移動し、第三の硬化物を造形す
る。これを図9(C)に示す。エレベータ(131)を
粉末混合光硬化性流動樹脂A(136)内に浸漬し、剥
離材(133)から光硬化物140の厚み分のクリアラ
ンスを設定した後、光144をパターン照射して光硬化
物(140)を造形する。図9(C)では、前記硬化し
た三層の光硬化物(139)の積層面の側面に三層分の
厚みで光硬化性流動樹脂(136)を硬化させたところ
を示している。光(144)は、上記露光量設定手段に
よりこのような造形を行うのに適した露光量に調整す
る。光源は、上記第一の硬化物(135)の造形で使用
したものをそのまま使用することができるが、露光量は
第三の硬化物を造形できるように適切に調整する必要が
ある。
Next, the tank A (130) is moved to the position of the elevator (131) again to form a third cured product. This is shown in FIG. 9 (C). The elevator (131) is immersed in the powder-mixed photocurable fluid resin A (136) to set the clearance for the thickness of the photocured product 140 from the release material (133), and then the light 144 is irradiated with a pattern to perform photocuring. The object (140) is molded. FIG. 9C shows that the photocurable fluid resin (136) is cured on the side surface of the laminated surface of the cured three-layer photocured product (139) to a thickness of three layers. The light (144) is adjusted by the exposure amount setting means to an exposure amount suitable for performing such modeling. As the light source, the one used for forming the first cured product (135) can be used as it is, but the exposure amount needs to be appropriately adjusted so that the third cured product can be formed.

【0078】引き続いて、洗浄、乾燥及び後露光を行
い、所望の三次元構造体を得ることができる。本例示で
は、第三の硬化物の造形に粉末混合光硬化性流動樹脂A
を用いたが、第三の粉末混合光硬化性流動樹脂Cを用い
ることもできる。この場合は、光源、露光量調節手段等
は、粉末混合光硬化性流動樹脂Cに合わせて適切に選択
する。
Subsequently, washing, drying and post-exposure can be performed to obtain a desired three-dimensional structure. In this example, the powder-cured photocurable fluid resin A is used to form the third cured product.
However, the third powder-mixed photocurable fluid resin C can also be used. In this case, the light source, the exposure amount adjusting means, etc. are appropriately selected according to the powder-mixed photocurable fluid resin C.

【0079】なお、各工程の光照射の露光量は、支持手
段情報、使用する粉末混合光硬化性流動樹脂の特性情
報、使用する光源により決定される。以上の方法を用い
ることによって、異なる材料特性の光硬化層からなる複
合構造の三次元光硬化構造体を形成することができる。
The exposure dose of the light irradiation in each step is determined by the supporting means information, the characteristic information of the powder-mixed photocurable fluid resin used, and the light source used. By using the above method, it is possible to form a three-dimensional photo-curing structure having a composite structure including photo-curing layers having different material properties.

【0080】上述の例では、粉末混合光硬化性流動樹脂
を使用したが、これに代えて光硬化性流動樹脂を使用す
ることもできる。また、上述の例では、異なった特性の
粉末混合光硬化性流動樹脂を使用して三次元構造体を造
形したが、同一の光硬化性流動樹脂を使用して積層厚の
異なる硬化物より成る三次元構造体を製造してもよい。
この場合、上記実施の形態1又は実施の形態2の装置を
用いることができる。また、上記実施の形態3又は実施
の形態4の装置も用いることができるが、この場合は、
タンクの移動を行わずに光照射を行えばよい。また、こ
のような同一の光硬化性流動樹脂又は粉末混合光硬化性
流動樹脂を用いる場合、積層厚の異なる硬化物を得るこ
とは、パターン照射する光の露光量を硬化層の厚み情報
及び光硬化性流動樹脂の特性情報に基づいて自動調節す
ることにより可能となる。
In the above example, the powder-mixed photocurable fluid resin is used, but a photocurable fluid resin can be used instead. Further, in the above example, the three-dimensional structure was formed by using the powder-mixed photo-curable fluid resin having different characteristics, but the same photo-curable fluid resin was used, and the three-dimensional structure was composed of cured products having different laminated thicknesses. Three-dimensional structures may be manufactured.
In this case, the device according to the first or second embodiment can be used. Further, the device of the above-mentioned Embodiment 3 or Embodiment 4 can also be used, but in this case,
Light irradiation may be performed without moving the tank. Further, when using the same photo-curable fluid resin or powder-mixed photo-curable fluid resin as described above, it is necessary to obtain a cured product having a different laminated thickness by adjusting the exposure amount of the light for pattern irradiation to the thickness information of the cured layer and the light. This is possible by automatic adjustment based on the characteristic information of the curable fluid resin.

【0081】本発明の製造方法により製造された三次元
構造体は、光硬化物139の硬化物の積層面に垂直な側
面全体にわたって光硬化物140が隣接接合されるの
で、不連続部を減少させることができ微細な凹凸部によ
る応力集中を減少させることが可能となり、接合部の強
度および耐久性を向上させることができる。更に、複数
層より成る硬化物139の積層面の剥離が起こりにくく
なり、強度の強い三次元構造体となる。
In the three-dimensional structure manufactured by the manufacturing method of the present invention, the photocured product 140 is adjoined and bonded to the entire side surface of the photocured product 139 perpendicular to the laminated surface of the cured product, so that the discontinuity is reduced. It is possible to reduce the stress concentration due to the fine irregularities, and it is possible to improve the strength and durability of the joint. Further, peeling of the laminated surface of the cured product 139 composed of a plurality of layers is less likely to occur, resulting in a three-dimensional structure having high strength.

【0082】一般に、二種類の異なる光硬化性流動樹脂
を用いて三次元構造体を造形する場合、図11に示され
るように、第一の光硬化性流動樹脂を硬化させて得られ
る硬化物180を、第二の光硬化性流動樹脂を硬化させ
て得られる硬化物181に厚さを同一にして隣接接合
し、この造形工程を複数回繰り返す。このような方法で
は、光硬化性流動樹脂を変えるごとに未硬化部の余分な
光硬化性流動樹脂を取り除き、洗浄、乾燥及び後露光を
行う必要があり、加えて、これを積層回数繰り返さなけ
ればならない。従って、図11のような三次元構造体を
造形するには6回の洗浄、乾燥及び後露光をそれぞれ行
わなければならず、操作が煩雑であり、造形に非常に時
間がかかる。更に、接合面積が多くなるので接合面に不
連続部分が形成され、接合部分の強度が弱くなる。一
方、図10のように樹脂の硬化特性を考慮して硬化しに
くい樹脂(硬化に際して露光量を多く必要とする樹脂)
を複数層あらかじめ造形し、その後硬化しやすい樹脂
(硬化に際して露光量が少ない樹脂)を該複数層分の厚
みで、一層で隣接接合するように造形すれば、二回の洗
浄、乾燥及び後露光ですむことから操作が簡便で、且つ
加工時間を短くすることができる。また、三次元構造体
を造形するために都合四回のスキャンですむのでスキャ
ン時間が短くなる。なお、この場合の光照射の露光量
は、各光硬化性流動樹脂の特性、支持手段情報及び光源
の種類により決定される。
Generally, when a three-dimensional structure is formed by using two different types of photocurable fluid resins, as shown in FIG. 11, a cured product obtained by curing the first photocurable fluid resin. 180 is adjacently joined to the cured product 181 obtained by curing the second photocurable fluid resin with the same thickness, and this modeling step is repeated a plurality of times. In such a method, every time the photocurable fluid resin is changed, it is necessary to remove the excess photocurable fluid resin in the uncured portion, perform washing, drying and post-exposure. In addition, this must be repeated the number of times of lamination. I have to. Therefore, in order to model the three-dimensional structure as shown in FIG. 11, washing, drying and post-exposure must be performed six times, respectively, and the operation is complicated and the modeling takes a very long time. Further, since the joining area is increased, a discontinuous portion is formed on the joining surface, and the strength of the joining portion is weakened. On the other hand, as shown in FIG. 10, a resin that is difficult to cure in consideration of the curing characteristics of the resin (a resin that requires a large amount of exposure for curing)
If multiple layers are pre-molded and then a resin that is easily cured (a resin that has a small amount of exposure during curing) is molded with a thickness of the multiple layers so that adjacent layers are joined, cleaning, drying and post-exposure are performed twice. Therefore, the operation is simple and the processing time can be shortened. Also, the scanning time is shortened because it is convenient to scan four times to form the three-dimensional structure. The exposure amount of light irradiation in this case is determined by the characteristics of each photocurable fluid resin, the supporting means information, and the type of light source.

【0083】また、同一の光硬化性流動樹脂を用いて上
述と同様に三次元構造体を造形することも可能である。
この場合は、照射光の露光量を支持手段情報により自動
調節することで、第一の硬化物と第二の硬化物の層厚を
変える。同一の光硬化性流動樹脂を使用する場合は、洗
浄、乾燥及び後露光が一回で済むので更に造形時間を短
縮することができる。このような一種類の光硬化性流動
樹脂を用いた三次元構造体の造形装置として、図4に示
した装置、即ちタンクを1つ具備した装置を用いること
ができる。
It is also possible to form a three-dimensional structure in the same manner as described above using the same photocurable fluid resin.
In this case, the layer thickness of the first cured product and the second cured product is changed by automatically adjusting the exposure amount of the irradiation light according to the supporting means information. When the same photocurable fluid resin is used, the washing, drying and post-exposure can be performed only once, so the molding time can be further shortened. As a three-dimensional structure forming apparatus using such one type of photocurable fluid resin, the apparatus shown in FIG. 4, that is, the apparatus including one tank can be used.

【0084】以上のように、本発明の装置及び製造方法
を用いれば複数の組成よりなる機能性の三次元構造体を
短時間で効率よく造形することができる。本発明の製造
方法では、使用する光硬化性流動樹脂等により、パター
ン照射する光の露光量を変化させることを特徴とする。
この光の露光量を変化させる方法として、上述のよう
な、光源の出力を調節する手段、照射される光の焦点位
置をずらす手段、光出射口などに取り付けたマスクやス
リットの径や大きさを変える手段、光のスキャン速度を
変える手段、シャッターを使用する場合はシャッターの
開閉速度を変える手段により単位面積に入射する光エネ
ルギ量を変化すること、また、単位面積あたりの入射光
のエネルギ量を照射時間を変えることによって変化する
ことなどを挙げることができる。この露光量を調整する
ことの効果として、スキャン速度に対する硬化寸法のデ
ータを取り比較した。
As described above, by using the apparatus and the manufacturing method of the present invention, a functional three-dimensional structure having a plurality of compositions can be formed efficiently in a short time. The production method of the present invention is characterized in that the exposure amount of light for pattern irradiation is changed depending on the photocurable fluid resin or the like used.
As a method of changing the exposure amount of this light, as described above, means for adjusting the output of the light source, means for shifting the focal position of the irradiated light, diameter and size of the mask or slit attached to the light exit port, etc. Change the amount of light energy incident on the unit area by changing the scanning speed of the light, changing the scanning speed of the light, and changing the opening / closing speed of the shutter when a shutter is used. Can be changed by changing the irradiation time. As an effect of adjusting this exposure amount, data of the curing dimension with respect to the scanning speed were taken and compared.

【0085】使用した光硬化性樹脂は株式会社スリーボ
ンド製の紫外線硬化性樹脂3042と紫外線硬化性樹脂
3052Cである。また、光源には波長250から45
0nmの水銀ランプを使用し、このランプの光を石英レ
ンズにより絞って照射した。この照射光は、出射端で
1.2mW/cm2 のエネルギーを有していた。また、
硬化は、スキャン速度を10から300μm/secに
変化させることで露光量を調節して行った。このような
条件下で、光硬化性流動樹脂が硬化するかしないかの確
認と、硬化した場合の硬化寸法について比較を行った。
結果を表1に示した。
The photo-curable resins used are UV-curable resin 3042 and UV-curable resin 3052C manufactured by ThreeBond Co., Ltd. In addition, the light source has a wavelength of 250 to 45
A 0 nm mercury lamp was used, and the light of this lamp was focused by a quartz lens for irradiation. This irradiation light had an energy of 1.2 mW / cm 2 at the exit end. Also,
Curing was performed by changing the scanning speed from 10 to 300 μm / sec to adjust the exposure amount. Under such conditions, whether the photocurable fluid resin is cured or not is confirmed, and the curing dimension when cured is compared.
The results are shown in Table 1.

【0086】[0086]

【表1】 [Table 1]

【0087】表1に示されるように紫外線硬化性樹脂3
042は、250μm/secのスキャン速度までは硬
化するが、紫外線硬化性樹脂3052Cは40μm/s
ecのスキャン速度までしか硬化しない。この結果か
ら、異なる光硬化性流動樹脂を用いて光造形する場合、
各光硬化性流動樹脂ごとに露光量を調整する機能を有し
ていない光造形機を用いると、紫外線硬化性樹脂304
2と紫外線硬化性樹脂3052Cを硬化させる条件がス
キャン速度40μm/secとなってしまう。このスキ
ャン速度では、紫外線硬化性樹脂3042の硬化幅は3
80μmと太くなり微細な硬化体を造形できない。
As shown in Table 1, UV curable resin 3
042 cures up to a scan speed of 250 μm / sec, but UV curable resin 3052C 40 μm / s.
Only cures up to ec scan speed. From this result, when stereolithography using different photo-curable fluid resins,
If an optical modeling machine that does not have the function of adjusting the exposure amount for each photocurable fluid resin is used, the UV curable resin 304
2 and the condition for curing the ultraviolet curable resin 3052C is a scan speed of 40 μm / sec. At this scanning speed, the curing width of the ultraviolet curable resin 3042 is 3
The thickness is as thick as 80 μm, and it is impossible to form a fine cured body.

【0088】一方、紫外線硬化性樹脂3042は、スキ
ャン速度を250μm/secとした場合、180μm
と細い硬化幅で構造体を造形できる樹脂材料であるが、
紫外線硬化性樹脂3052Cと併用して三次元構造体を
造形する場合、スキャン速度を40μm/secとして
硬化を行わなければならないためスキャン速度が1/6
になる。
On the other hand, the ultraviolet curable resin 3042 is 180 μm when the scanning speed is 250 μm / sec.
It is a resin material that can form a structure with a narrow curing width,
When a three-dimensional structure is formed in combination with the UV curable resin 3052C, the scan speed is set to 40 μm / sec and curing is performed, so the scan speed is 1/6.
become.

【0089】一方、使用する光硬化性流動樹脂ごとに露
光量(上記の例ではスキャン速度)を変更する手段を有
する本発明に係る製造方法と上記実施の態様1から実施
の態様4の装置によれば、上記のような問題が起こら
ず、微細な造形体を正確且つ短時間で製造することが可
能となる。
On the other hand, the manufacturing method according to the present invention having means for changing the exposure amount (scan speed in the above example) for each photocurable fluid resin to be used, and the apparatus according to the first to fourth embodiments described above. According to this, the above-mentioned problems do not occur, and it becomes possible to manufacture a fine molded body accurately and in a short time.

【0090】次に、図12を参照して、三次元構造体の
製造方法の第二の態様を以下に説明する。図12は、異
種材料より構成される三次元構造体の規制液面法による
製造方法の例である。本方法で使用される光造形装置
は、上記実施の形態3で説明した通りのものである。本
態様では簡便のため上記装置のうち収容手段、支持手段
及び照射される光、粉末混合光硬化性流動樹脂のみを示
す。収容手段は、上記実施の態様1で説明したタンクと
同様であり、構成も上記第一の態様で説明したとおりで
ある。
Next, with reference to FIG. 12, a second embodiment of the method for manufacturing a three-dimensional structure will be described below. FIG. 12 is an example of a method of manufacturing a three-dimensional structure made of different materials by the regulated liquid level method. The stereolithography apparatus used in this method is as described in the third embodiment. In this embodiment, for the sake of simplicity, only the accommodating means, the supporting means, the light to be irradiated, and the powder-mixed photocurable fluid resin among the above devices are shown. The accommodating means is the same as the tank described in the first embodiment, and the configuration is also as described in the first embodiment.

【0091】図12(A)に示されるように、先ず、エ
レベータ151を粉末混合光硬化性流動樹脂A156内
に浸漬し挿入し、エレベータ151と硬化物を剥離させ
るための剥離材153との間に一定のクリアランスを設
定した後、光154を照射し、所望の三次元構造体の第
一層を造形する。光硬化に用いる光154の光源は、例
えば、スリーボンド製の紫外線硬化樹脂に平均粒径1μ
mのアルミナ粉末を10vol%混合した粉末混合光硬
化性流動樹脂を用いる場合は、波長が330〜364n
mのArレーザ、例えば波長325nmのHe−Cdレ
ーザ等を使用することができる。該光源の光の照射は、
使用される粉末混合光硬化性流動樹脂や所望の構造体の
形状に適した露光量を設定して行う。露光量の設定は、
上記第一の態様で説明した自動露光量設定手段で行う。
粉末混合光硬化性流動樹脂の硬化は、一定の露光量で起
こるものと考えることができる。
As shown in FIG. 12 (A), first, the elevator 151 is dipped in the powder-mixed photo-curable fluid resin A156 and inserted, and the space between the elevator 151 and the peeling material 153 for peeling off the cured product. After a certain clearance is set, the light 154 is irradiated to form the first layer of the desired three-dimensional structure. The light source of the light 154 used for photocuring is, for example, an ultraviolet curable resin made by ThreeBond, and an average particle size of 1 μm.
When using a powder-mixed photocurable fluidized resin in which 10 vol% of alumina powder of m is mixed, the wavelength is 330 to 364n.
m Ar laser, for example, a He—Cd laser having a wavelength of 325 nm can be used. The irradiation of light from the light source is
This is performed by setting an exposure amount suitable for the powder-mixed photocurable fluid resin used and the desired shape of the structure. The exposure setting is
This is performed by the automatic exposure amount setting means described in the first aspect.
The curing of the powder-mixed photocurable fluid resin can be considered to occur at a constant exposure dose.

【0092】光源からの光は、石英レンズ等により集光
させ粉末混合光硬化性流動樹脂に照射する。照射は、光
源からの光をXYステージのようなスキャンニング手段
でパターン照射することにより行う。図12(A)は、
このようなパターン照射により硬化物155を造形した
ところを表す。
The light from the light source is condensed by a quartz lens or the like and applied to the powder-mixed photocurable fluid resin. The irradiation is performed by pattern-irradiating the light from the light source with a scanning means such as an XY stage. FIG. 12 (A) shows
The shape of the cured product 155 is shown by such pattern irradiation.

【0093】次にエレベータ151をタンクAから取り
出し、硬化物を洗浄、乾燥及び後露光し(各工程は図示
せず)所望の第一の硬化物155を製造する。次に、エ
レベータ(151)の位置に、粉末混合光硬化性流動樹
脂Aとは異なる粉末混合光硬化性流動樹脂Bを導入した
別のタンクB145を移動し、第二の硬化物を光造形す
る。以下に、この第二の硬化物159を造形する過程を
図12(B)を参照して述べる。先ず、エレベータ15
1を粉末混合光硬化性流動樹脂B158内に浸漬させ、
剥離材153との間に一定のクリアランスを設定する。
この後、粉末混合光硬化性流動樹脂B158を硬化させ
る適切な露光量に設定された光157をパターン照射す
ることにより、光硬化層を造形する。次に、エレベータ
151を一定積層厚分上昇させ、光157をパターン照
射し第二の硬化物159の第二層目を造形する。この操
作を繰り返し、所望の硬化物を得る。図12(B)では
三層より成る硬化物(159)を2つ造形した例を示し
た。該光硬化物は必ずしも三層である必要はなく、一層
でも、複数層でもよい。また、硬化物(159)数も二
以上であってもよい。更に、該硬化物(159)は第一
の硬化物155とは異なる平面形状と寸法を有していて
もよい。光硬化に用いる光(157)は粉末混合光硬化
性流動樹脂B(158)や所望の構造物(159)の形
状に適した露光量に設定する。この手段は、上記の露光
量設定手段を用いる。光照射は、適切な露光量に設定さ
れた集光された光であり、波長は例えば、スリーボンド
製の紫外線硬化樹脂に平均粒径0.5μmのアルミナ粉
末を3vol%混合した粉末混合光硬化性流動樹脂を用
いた場合は、He−Cdレーザの325nmの光を使用
することができる。次いで、エレベータ151をタンク
B(145)から取り出し、洗浄、乾燥及び後露光を行
う(各工程は図示せず)ことにより第二の硬化物(15
9)が得られる。これにより、光硬化物(155)と光
硬化物(159)より成る構造体が造形される。
Next, the elevator 151 is taken out of the tank A, and the cured product is washed, dried and post-exposed (each step is not shown) to manufacture a desired first cured product 155. Next, to the position of the elevator (151), another tank B145 into which the powder-mixed photo-curable fluid resin B different from the powder-mixed photo-curable fluid resin A is introduced is moved, and the second cured product is stereo-molded. . The process of forming the second cured product 159 will be described below with reference to FIG. First, elevator 15
1 into the powder-mixed photocurable fluid resin B158,
A certain clearance is set between the release material 153 and the release material 153.
After that, the light-cured layer is formed by pattern-irradiating the light 157 having an appropriate exposure amount for curing the powder-mixed photocurable fluid resin B158. Next, the elevator 151 is raised by a certain layer thickness and the light 157 is pattern-irradiated to form the second layer of the second cured product 159. This operation is repeated to obtain the desired cured product. FIG. 12B shows an example in which two cured products (159) each having three layers are formed. The photocured product does not necessarily have to have three layers, and may have one layer or plural layers. Further, the number of cured products (159) may be two or more. Furthermore, the cured product (159) may have a planar shape and dimensions different from those of the first cured product 155. The light (157) used for photocuring is set to an exposure amount suitable for the shape of the powder-mixed photocurable fluid resin B (158) and the desired structure (159). This means uses the above-mentioned exposure amount setting means. The light irradiation is condensed light having an appropriate exposure amount, and the wavelength is, for example, a powder-mixed photocurable mixture of 3 vol% alumina powder having an average particle size of 0.5 μm mixed with UV curable resin manufactured by ThreeBond. When a fluid resin is used, 325 nm light of a He-Cd laser can be used. Next, the elevator 151 is taken out from the tank B (145), washed, dried, and post-exposed (each step is not shown) to obtain a second cured product (15).
9) is obtained. As a result, a structure composed of the photo-cured product (155) and the photo-cured product (159) is formed.

【0094】次に、エレベータ(151)の位置に再度
タンクA(150)を移動し、第三の硬化物を造形す
る。これを図12(C)に示す。エレベータ(151)
を粉末混合光硬化性流動樹脂A(156)内に浸漬し、
剥離材(153)から光硬化物169の厚み分のクリア
ランスを設定した後、光160をパターン照射して光硬
化物(169)を造形する。図12(C)では、前記硬
化した2つの三層の光硬化物(159)の間に、これら
の積層面の側面に三層分の厚みで光硬化性流動樹脂(1
56)を硬化させたところを示している。光(160)
は、上記露光量設定手段によりこのような造形を行うの
に適した露光量に調整する。光源は、上記第一の硬化物
(155)の造形で使用したものをそのまま使用するこ
とができるが、露光量は第三の硬化物を造形できるよう
に適切に調整する必要がある。
Next, the tank A (150) is moved again to the position of the elevator (151), and the third cured product is formed. This is shown in FIG. Elevator (151)
Is immersed in the powder-mixed photocurable fluid resin A (156),
After setting the clearance for the thickness of the photocured product 169 from the release material (153), the light 160 is irradiated with a pattern to form the photocured product (169). In FIG. 12C, between the two cured three-layer photo-cured products (159), the photo-curable fluid resin (1
56) is cured. Light (160)
Is adjusted by the exposure amount setting means to an exposure amount suitable for performing such modeling. As the light source, the light source used for forming the first cured product (155) can be used as it is, but the exposure amount must be appropriately adjusted so that the third cured product can be formed.

【0095】このようにして硬化物(155)、硬化物
(159)及び硬化物(169)が接合された構造体が
造形される。次に、エレベータ(151)を所望の光硬
化層分だけ上方に移動させ、構造体と剥離材との間にク
リアランスを設ける。光168をパターン照射し、粉末
混合光硬化性流動樹脂A158を硬化し、硬化物を造形
する。図12(D)は、光のパターン照射により構造物
165を造形したとことを示している。光(168)
は、上記露光量設定手段によりこのような造形を行うの
に適した露光量に調整する。光源は、上記第一の硬化物
(155)の造形で使用したものをそのまま使用するこ
とができるが、露光量は第四の硬化物を造形できるよう
に適切に調整する必要がある。また、本例示では、第三
及び第四の硬化物の造形に粉末混合光硬化性流動樹脂A
を用いたが、第三の粉末混合光硬化性流動樹脂Cなど、
種々の粉末混合光硬化性流動樹脂を用いることもでき
る。この場合は、光源、露光量調節手段等は、粉末今後
光硬化性流動樹脂C等に合わせて適切に選択する。
In this way, a structure in which the cured product (155), the cured product (159) and the cured product (169) are joined is formed. Next, the elevator (151) is moved upward by a desired amount of the photo-curing layer to provide a clearance between the structure and the peeling material. The light 168 is pattern-irradiated to cure the powder-mixed photocurable fluid resin A158 to form a cured product. FIG. 12D shows that the structure 165 is formed by pattern irradiation of light. Light (168)
Is adjusted by the exposure amount setting means to an exposure amount suitable for performing such modeling. As the light source, the one used in the formation of the first cured product (155) can be used as it is, but the exposure amount needs to be appropriately adjusted so that the fourth cured product can be formed. Further, in the present example, the powder-mixed photocurable fluid resin A is used to form the third and fourth cured products.
Was used, but the third powder-mixed photocurable fluid resin C,
Various powder-mixed photocurable flow resins can also be used. In this case, the light source, the exposure amount adjusting means and the like are appropriately selected depending on the photocurable fluid resin C and the like of the powder.

【0096】なお、各工程の光照射の露光量は、支持手
段情報、使用する粉末混合光硬化性流動樹脂の特性情
報、使用する光源により決定される。また、上述の例で
は、粉末混合光硬化性流動樹脂を使用したが、これに代
えて、光硬化性流動樹脂を使用することもできる。
The exposure dose of light irradiation in each step is determined by the supporting means information, the characteristic information of the powder-mixed photocurable fluid resin used, and the light source used. Further, in the above example, the powder-mixed photocurable fluid resin is used, but instead of this, a photocurable fluid resin may be used.

【0097】以上の方法を用いることによって、異なる
材料特性の光硬化層からなる複合構造の三次元光硬化構
造体を組立を必要とせずに形成することができる。本発
明の製造方法によれば、使用する光硬化性流動樹脂の種
類や硬化させる形状によって露光量を変化させることに
より、特定の光硬化物に平行な方向や垂直な方向に新た
な硬化物を追加造形することができ、種々の複雑な組成
又は構造の三次元構造体を造形することができる。従っ
て、本発明の方法は、非常の自由度の高い三次元構造体
の製造方法である。また、本発明の製造方法を用いるこ
とによって、異なる材料特性の光硬化物からなる複合構
造の三次元構造体を組立を必要とせずに形成することが
できる。また、本発明の製造方法は、二つの材料を部分
的に接合させるだけではなく、図12で説明した三次元
構造体の製造方法のように複雑な溝等の形状を有する構
造体にも硬化物を接合造形できる。
By using the above method, it is possible to form a three-dimensional photo-curing structure having a composite structure composed of photo-curing layers having different material characteristics without assembling. According to the production method of the present invention, by changing the exposure dose according to the type of photocurable fluid resin used and the shape to be cured, a new cured product can be formed in a direction parallel to or perpendicular to a specific photocured product. It can be additionally shaped, and three-dimensional structures of various complex compositions or structures can be shaped. Therefore, the method of the present invention is a method of manufacturing a three-dimensional structure having a very high degree of freedom. Further, by using the manufacturing method of the present invention, it is possible to form a three-dimensional structure having a composite structure composed of photo-cured products having different material characteristics without assembling. In addition, the manufacturing method of the present invention not only partially bonds two materials, but also cures a structure having a complicated groove or the like like the three-dimensional structure manufacturing method described in FIG. Objects can be joined and shaped.

【0098】本発明は、上記第一の発明から第五の発明
に加え、更に以下の発明も包含する。以下では、上記第
一の発明から第五の発明との関連を明確にするためこれ
らを含めて以下に記載する。なお、上記第一の発明は下
記(1)に、第二の発明は下記(3)に、第三の発明は
下記(6)に、第四の発明は下記(11)に、また第五
の発明は下記(14)に相当する。 (1) 光をスキャンして照射する、若しくは、光像を
照射する光照射手段により、光硬化性流動樹脂層に光を
照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数層組み
合わせて三次元構造体を造形する光造形装置において、
前記光硬化性流動樹脂を収容する収容手段と、この収容
手段内に配置され、前記光硬化層を支持するための支持
手段と、前記光硬化層の厚み情報に応じて前記光照射手
段の露光量を自動設定する露光量設定手段とを具備する
ことを特徴とする光造形装置。 (構成) 実施の形態1、2、3及び4が該当する。 (作用・効果) 硬化層の厚み情報に応じて露光量を自
動設定する露光量設定手段により、光硬化性流動樹脂層
の厚みを変化させても光硬化層が安定して得られるの
で、目標とする三次元構造体の形状や要求精度に応じて
光硬化性流動樹脂層の厚みを変化させることにより光硬
化層の積層数を少なくして形成工程の時間を短縮するこ
とが可能となる。 (2) 光硬化性流動樹脂に光をスキャンさせながら光
照射して光硬化物を形成することによって三次元構造体
を造形する光造形装置において、前記光硬化性流動樹脂
を収容する収容する収容手段と、この収容手段内に配置
され、前記光硬化層が形成される支持手段と、前記光硬
化性流動樹脂を硬化させるための、前記収容手段内の光
硬化性流動樹脂に光を照射する光照射手段と、前記硬化
層の厚み情報と光硬化性流動樹脂の材料情報に応じて前
記光照射手段の露光量を自動設定する露光量設定手段と
を具備することを特徴とする光造形装置。 (構成) 実施の形態1、2、3及び4が該当する。 (作用・効果) 硬化層の厚み情報と材料情報に応じて
適正な露光量を自動設定する手段により、光硬化性流動
樹脂層の材料特性や厚みを変化させても光硬化層が安定
して得られるので、目標とする三次元構造体の形状や要
求精度に応じて光硬化性流動樹脂層の厚みを変化させる
ことや、材料特性に応じて光硬化性流動樹脂層の厚みを
調整することができ、寸法精度や材料特性に応じて光硬
化層を適正化することで積層数を少なくして形成工程の
時間を短縮することが可能となる。 (3) 光をスキャンして照射する、若しくは、光像を
照射する光照射手段により、光硬化性流動樹脂層に光を
照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数層組み
合わせて三次元構造体を造形する光造形装置において、
前記光硬化性流動樹脂を収容するための複数の収容手段
と、この収容手段の何れかに配置され、前記光硬化層を
支持するための支持手段と、前記複数の収容手段の何れ
かに前記支持手段を相対的に移動させて配置するための
移動手段と、前記支持手段が前記複数の収容手段の何れ
に配置されているかの収容手段情報と、前記光硬化層の
厚み情報とに応じて前記光照射手段の露光量を自動設定
する露光量設定手段とを具備することを特徴とする光造
形装置。 (構成) 実施の形態3及び4が該当する。 (作用・効果) 光により硬化する光硬化性流動樹脂の
特性により露光時間が異なる場合などは、適正な露光量
を材料ごとに設定する必要がある、本考案は材料の異な
るタンク情報すなわち、タンクに収納されている光硬化
性流動樹脂材料特性と光硬化性流動樹脂層の厚み情報に
応じて露光量が適正に自動設定されるので、光硬化性流
動樹脂の材料特性と形成する三次元構造体の形状や要求
される寸法精度に応じて層の厚みを適正に設定すること
が可能となり、形成工程の時間を短縮できる。 (4) 上記(1)から(3)に記載した三次元構造体
の製造装置において、前記硬化層の厚み情報が、前記支
持手段の位置情報に応じて与えられることを特徴とした
三次元構造体の製造装置。 (構成) 実施の形態1、2、3及び4が該当する。 (作用・効果) 厚み情報を支持手段の位置情報から設
定することにより、造形物を計測することなく簡単に造
形物の厚み情報を推測することができるという効果があ
る。 (5) 上記(1)から(3)に記載した三次元構造体
の製造装置において、前記光硬化性流動樹脂の厚み情報
が、前記支持手段の位置情報と前記支持手段に形成され
た光硬化物の位置情報に基づいて算出される光硬化性流
動樹脂層厚み演算手段からの出力として与えられること
を特徴とした三次元構造体の製造装置。 (構成) 実施の形態1、2、3及び4が該当する。 (作用・効果) 厚み情報を支持手段の位置情報と該支
持手段に形成された光硬化層の位置情報から設定するこ
とにより、造形物を計測することなく簡単に造形物の厚
み情報と支持手段の位置情報を推測することができるの
で、支持手段に対して露光量を調整することができ、よ
り複雑な造形物を造形できるという効果がある。 (6) 光をスキャンして照射する、若しくは、光像を
照射する光照射手段により、光硬化性流動樹脂層に光を
照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数層組み
合わせて三次元構造体を造形する光造形装置において、
前記光硬化性流動樹脂を収容するための複数の収容手段
と、この収容手段の何れかに配置され、前記光硬化層を
支持するための支持手段と、前記複数の収容手段の何れ
かに前記支持手段を相対的に移動させて配置するための
移動手段と、前記光照射手段が前記複数の収容手段の何
れに配置されているかの光照射手段情報と、前記光硬化
層の厚み情報とに応じて前記光照射手段の露光量を自動
設定する露光量設定手段とを具備することを特徴とする
光造形装置。 (構成) 実施の形態3及び4が該当する。 (作用・効果) 異なる材料特性を有する光硬化性流動
樹脂が入る複数の収容手段ごとに露光量を設定すること
により、収容手段の操作だけで光硬化性流動樹脂ごとの
露光量を調整することができるので簡単な操作になると
いう効果がある。 (7) 上記(1)から(3)に記載した前記露光量設
定手段が、光像照射手段の光源の出力を自動設定するも
のであることを特徴とする三次元構造体の製造装置。 (構成) 実施の形態1、2、3及び4が該当する。 (作用・効果) 露光量設定手段が光像照射手段の光源
の出力値で制御されるので電気的な制御で露光量を調整
できる。従って、装置をシステム化しやすいという効果
がある。 (8) 上記(1)から(3)に記載した前記露光量設
定手段が、光像照射手段の光線のスキャン速度を自動設
定するものであることを特徴とする三次元構造体の製造
装置。 (構成) 実施の形態1、2、3及び4が該当する。 (作用・効果) 露光量設定手段が、光像照射手段の光
線のスキャン速度で制御されるので電気的な制御で露光
量を調整できる。従って、本発明の装置をシステム化し
易くする効果がある。 (9) 上記(1)から(3)に記載した前記露光量設
定手段が、光照射手段の光線をシャッターによりパルス
状にし、前記シャッターの開閉速度を設定する手段であ
ることを特徴とする三次元構造体の製造装置。 (構成) 実施の形態1、2、3及び4が該当する。 (作用・効果) 露光量設定手段が、シャッターの開閉
速度で制御されるので電気的な制御で露光量を調整でき
る。従って、本発明の装置がシステム化しやすくなると
いう効果がある。 (10) 上記(1)から(3)に記載した前記露光量
設定手段が、光照射手段の光線の光路に開口径を設定で
きる手段により光線の照射面積を設定する手段であるこ
とを特徴とする三次元構造体の製造装置。 (構成) 実施の形態1、2、3及び4が該当する。 (作用・効果) 露光量設定手段が、光線の光路に開口
径を設定できる手段で制御されるので電気的な制御で露
光量を調整できる。従って本発明の装置がシステム化し
やすくなるという効果がある。 (11) 異なった特性を有する複数の光硬化性流動樹
脂を用いて三次元構造体を造形する光造形方法であっ
て、光硬化性流動樹脂の層に、この光硬化性流動樹脂の
特性に応じた露光量の光を照射して光硬化層を形成し、
少なくとも一層よりなる構造体を形成する構造体形成工
程と、前記構造体形成工程とは異なった特性を有する光
硬化性流動樹脂を用い、前記構造体形成工程とは異なっ
た露光量により光を照射して、前記構造体と異なった特
性を有する光硬化性流動樹脂よりなる少なくとも一層の
構造体を、前記構造体形成工程で得られた構造体に接合
造形させる三次元構造体形成工程とを具備したことを特
徴とする光造形方法。 (構成) 実施の形態5が該当する。 (作用・効果) 異なる特性の光硬化性流動樹脂を硬化
させて、異なる特性の硬化物よりなる三次元構造体を造
形する場合、該硬化物の特性に応じて造形装置の露光量
を調整することにより、各硬化物の層の厚さを同一の厚
さ、又は異なる厚さにすることができる。各硬化物の厚
さが同一の場合は、それぞれの光硬化性流動樹脂にあっ
た露光量で造形することができるので造形精度が向上
し、マイクロマシン等の微細造形に適する。また、各光
硬化物の厚さを変える場合は、硬化物の造形時の積層回
数を少なくすることができ、また、洗浄や後露光の回数
を削減することができるため、三次元構造体の形成の時
間を短縮することができる。 (12) 上記(11)に記載した光造形方法におい
て、前記構造体造形工程と前記三次元構造体形成工程に
おける光パターン照射の露光量が使用する光硬化性流動
樹脂の材料情報と該光硬化性流動樹脂の硬化物層の厚み
情報に基づいて設定されることを特徴とする方法。 (構成) 実施の形態5が該当する。 (作用・効果) 複数の材料より成る三次元構造体の造
形においては、光により硬化する光硬化性流動樹脂の特
性により露光時間が異なる場合や光硬化性流動樹脂に粉
末を添加することにより露光時間が変化する場合など、
適正な露光量を材料ごとに設定する必要がある。本発明
は、使用する材料の特性に応じて露光量が調整できるき
るのでその材料に適した露光量を設定でき、微細な三次
元構造体を造形することができる。また、適切に露光量
を調節することによって硬化物の造形時の積層回数を少
なくすることができ、また、洗浄や後露光の回数を削減
することができるため、三次元構造体の形成の時間を短
縮することができる。更に、三次元構造体の各硬化物の
層の厚さを変えることにより、硬化物の硬化層の積層方
向に垂直な面に生じる凹凸が減ることにより各硬化層の
接合力を向上させることができるという効果がある。 (13) 上記(11)に記載した光造形方法におい
て、前記構造体形成工程で形成される構造体と前記三次
元構造体形成工程で形成される構造体の光硬化層の厚さ
が異なることを特徴とする方法。 (構成) 実施の形態5が該当する。 (作用・効果) 異なる特性の光硬化性流動樹脂を硬化
させて、異なる特性の硬化物よりなる三次元構造体を造
形する場合、該硬化物の特性に応じて造形装置の露光量
を調整することにより、各硬化物の層の厚さを同一の厚
さ、又は異なる厚さにすることができる。各硬化物の厚
さが同一の場合は、それぞれの光硬化性流動樹脂にあっ
た露光量で造形することができるので造形精度が向上
し、マイクロマシン等の微細造形に適する。また、各光
硬化物の厚さを変える場合は、硬化物の造形時の積層回
数を少なくすることができ、また、洗浄や後露光の回数
を削減することができるため、三次元構造体の形成の時
間を短縮することができる。更に、三次元構造体の各硬
化物の層の厚さを変えることにより、硬化物の硬化層の
積層方向に垂直な面に生じる凹凸が減ることにより各硬
化層の接合力を向上させることができるという効果があ
る。 (14) 光硬化層を複数層積み重ねて得られる積層部
分と、この積層部分の積層面に垂直な少なくとも1つの
側面を前記積層部分の前記光硬化層の厚さ以上の厚さの
光硬化層で被覆した光硬化部分を具備したことを特徴と
する三次元構造体。 (構成) 実施の形態5が該当する。 (作用・効果) 硬化物の硬化層の積層方向に垂直な側
面を覆うように特性の異なる硬化物を接合造形すること
によって硬化物の積層の接合力が向上され、強度の強い
三次元構造体を製造することができる。また、積層面に
垂直な方向に生じる凹凸が減ることにより各硬化層の接
合力を向上させることができるという効果がある。 (15) 異なった特性を有する複数の光硬化性流動樹
脂を用いて三次元構造体を造形する光造形方法であっ
て、光硬化性流動樹脂に、該光硬化性流動樹脂の特性に
応じた露光量の光をパターン照射して光硬化層を形成
し、該光硬化層を複数層積層して構造体を形成する構造
体形成工程と、前記構造体形成工程とは異なった特性を
有する光硬化性流動樹脂を用い、前記構造体形成工程と
は異なった露光量により光をパターン照射して、前記構
造体と異なった特性を有する光硬化性流動樹脂よりなる
少なくとも一層の構造体を、前記構造体形成工程で得ら
れた構造体の積層面に垂直な少なくとも1つの側面に該
積層部分の厚さ以上の厚さの一層で接合造形させる三次
元構造体形成工程とを具備した光造形方法。 (構成) 実施の形態5が該当する。 (作用・効果) 複数の材料より成る三次元構造体の造
形においては、光により硬化する光硬化性流動樹脂の特
性により露光時間が異なる場合や光硬化性流動樹脂に粉
末を添加することにより露光時間が変化する場合など、
適正な露光量を材料ごとに設定する必要がある。本発明
は、使用する材料の特性に応じて露光量が調整できるき
るのでその材料に適した露光量を設定でき、微細な三次
元構造体を造形することができる。また、適切に露光量
を調節することによって硬化物の造形時の積層回数を少
なくすることができ、また、洗浄や後露光の回数を削減
することができるため、三次元構造体の形成の時間を短
縮することができる。更に、硬化物の硬化層の積層方向
に垂直な側面を覆うように特性の異なる硬化物を接合造
形することによって硬化物の積層の接合力が向上され、
強度の強い三次元構造体を製造することができる。ま
た、積層面に垂直な方向に生じる凹凸が減ることにより
各硬化層の接合力を向上させることができるという効果
がある。 (16) 上記(11)、(12)、(13)又は(1
5)に記載の光造形方法であって、前記構造体形成工程
及び/又は三次元構造体形成工程を複数回設けることを
特徴とする方法。 (構成) 実施の形態5が該当する。 (作用・効果) 複数の材料より成る三次元構造体の造
形においては、光により硬化する光硬化性流動樹脂の特
性により露光時間が異なる場合や光硬化性流動樹脂に粉
末を添加することにより露光時間が変化する場合など、
適正な露光量を材料ごとに設定する必要がある。本発明
は、使用する材料の特性に応じて露光量が調整できるき
るのでその材料に適した露光量を設定でき、微細な三次
元構造体を造形することができる。また、適切に露光量
を調節することによって硬化物の造形時の積層回数を少
なくすることができ、また、洗浄や後露光の回数を削減
することができるため、三次元構造体の形成の時間を短
縮することができる。更に、硬化物の硬化層の積層方向
に垂直な側面を覆うように特性の異なる硬化物を接合造
形することによって硬化物の積層の接合力が向上され、
強度の強い三次元構造体を製造することができる。ま
た、積層面に垂直な方向に生じる凹凸が減ることにより
各硬化層の接合力を向上させることができるという効果
がある。
The present invention includes the following inventions in addition to the above first to fifth inventions. In the following, in order to clarify the relationship between the first invention to the fifth invention, these are also described below. The first invention is the following (1), the second invention is the following (3), the third invention is the following (6), the fourth invention is the following (11), and the fifth invention is the following. Invention corresponds to the following (14). (1) A photo-curing layer is formed by irradiating the photo-curable fluidized resin layer with light by a light irradiating unit that scans and irradiates light or irradiates a light image, and a plurality of the photo-curable layers are combined. In a stereolithography device that molds a three-dimensional structure with
An accommodating means for accommodating the photocurable fluid resin, a supporting means arranged in the accommodating means for supporting the photocurable layer, and an exposure of the light irradiation means according to thickness information of the photocurable layer. A stereolithography apparatus, comprising: an exposure amount setting means for automatically setting the amount. (Structure) Embodiments 1, 2, 3 and 4 are applicable. (Operation / Effect) Since the photocurable layer can be stably obtained even if the thickness of the photocurable fluidized resin layer is changed by the exposure amount setting means that automatically sets the exposure amount according to the thickness information of the cured layer, the target By changing the thickness of the photocurable fluid resin layer according to the shape of the three-dimensional structure and the required accuracy, it is possible to reduce the number of laminated photocurable layers and shorten the time of the forming process. (2) In a stereolithography apparatus for shaping a three-dimensional structure by irradiating a photocurable fluid resin with light while scanning the light to form a photocured product, a housing for accommodating the photocurable fluid resin Means, supporting means disposed in the housing means, on which the photocurable layer is formed, and the photocurable fluid resin in the housing means for curing the photocurable fluid resin is irradiated with light. An optical modeling apparatus comprising: a light irradiation unit and an exposure amount setting unit that automatically sets an exposure amount of the light irradiation unit according to thickness information of the cured layer and material information of the photocurable fluid resin. . (Structure) Embodiments 1, 2, 3 and 4 are applicable. (Function / effect) The photocurable layer is stable even if the material characteristics and thickness of the photocurable fluidized resin layer are changed by means of automatically setting an appropriate exposure amount according to the thickness information and material information of the cured layer. Since it can be obtained, it is possible to change the thickness of the photocurable fluid resin layer according to the target shape of the three-dimensional structure and the required accuracy, and to adjust the thickness of the photocurable fluid resin layer according to the material characteristics. By optimizing the photo-curing layer according to the dimensional accuracy and material characteristics, it is possible to reduce the number of laminated layers and shorten the time of the forming process. (3) A photo-curing layer is formed by irradiating the photo-curable fluidized resin layer with light by a light-irradiating means that scans and irradiates light or irradiates a light image, and a plurality of photo-curable layers are combined. In a stereolithography device that molds a three-dimensional structure with
A plurality of accommodating means for accommodating the photocurable fluid resin, a supporting means arranged in any of the accommodating means for supporting the photocurable layer, and a accommodating means in any of the plurality of accommodating means Depending on the moving means for relatively moving and arranging the supporting means, the accommodating means information of which of the plurality of accommodating means the supporting means is arranged, and the thickness information of the photocurable layer. An optical modeling apparatus comprising: an exposure amount setting unit that automatically sets the exposure amount of the light irradiation unit. (Structure) The third and fourth embodiments are applicable. (Function / effect) When the exposure time varies depending on the characteristics of the photocurable fluid resin that is cured by light, it is necessary to set an appropriate exposure amount for each material. The photocurable liquid resin material characteristics and the photocurable liquid resin layer thickness information are automatically set appropriately according to the thickness information. The thickness of the layer can be appropriately set according to the shape of the body and the required dimensional accuracy, and the time of the forming process can be shortened. (4) In the three-dimensional structure manufacturing apparatus described in (1) to (3) above, the thickness information of the hardened layer is given according to the position information of the supporting means. Body manufacturing equipment. (Structure) Embodiments 1, 2, 3 and 4 are applicable. (Operation / Effect) By setting the thickness information from the position information of the supporting means, it is possible to easily estimate the thickness information of the modeled object without measuring the modeled object. (5) In the manufacturing apparatus for a three-dimensional structure described in (1) to (3) above, the thickness information of the photocurable fluid resin is the position information of the supporting means and the photocuring formed on the supporting means. An apparatus for manufacturing a three-dimensional structure characterized by being provided as an output from a photocurable fluidized resin layer thickness calculating means calculated based on position information of an object. (Structure) Embodiments 1, 2, 3 and 4 are applicable. (Operation / Effect) By setting the thickness information from the positional information of the supporting means and the positional information of the photo-curing layer formed on the supporting means, the thickness information of the molded article and the supporting means can be easily obtained without measuring the molded article. Since the position information can be estimated, the exposure amount can be adjusted with respect to the supporting means, and a more complicated modeled object can be modeled. (6) A photo-curing layer is formed by irradiating the photocurable fluidized resin layer with light by a light irradiating unit that scans and irradiates light or irradiates a light image, and a plurality of photocurable layers are combined. In a stereolithography device that molds a three-dimensional structure with
A plurality of accommodating means for accommodating the photocurable fluid resin, a supporting means arranged in any of the accommodating means for supporting the photocurable layer, and a accommodating means in any of the plurality of accommodating means The moving means for relatively moving and arranging the supporting means, the light irradiating means information on which of the plurality of accommodating means the light irradiating means is arranged, and the thickness information of the photo-curable layer. And an exposure amount setting unit for automatically setting the exposure amount of the light irradiating unit. (Structure) The third and fourth embodiments are applicable. (Operation / Effect) By setting the exposure amount for each of a plurality of accommodating means in which a photocurable liquid resin having different material characteristics is placed, the exposure amount for each photocurable liquid resin can be adjusted only by operating the accommodating means. Since it can be done, there is an effect that it becomes a simple operation. (7) A manufacturing apparatus for a three-dimensional structure, wherein the exposure amount setting means described in (1) to (3) above is for automatically setting the output of the light source of the light image irradiation means. (Structure) Embodiments 1, 2, 3 and 4 are applicable. (Operation / Effect) Since the exposure amount setting means is controlled by the output value of the light source of the light image irradiation means, the exposure amount can be adjusted by electrical control. Therefore, there is an effect that the device can be easily systematized. (8) An apparatus for manufacturing a three-dimensional structure, wherein the exposure amount setting means described in (1) to (3) above is for automatically setting the scanning speed of the light beam of the light image irradiation means. (Structure) Embodiments 1, 2, 3 and 4 are applicable. (Operation / Effect) Since the exposure amount setting means is controlled by the scanning speed of the light beam of the light image irradiation means, the exposure amount can be adjusted by electrical control. Therefore, there is an effect that the system of the present invention can be easily systematized. (9) The third aspect, wherein the exposure amount setting means described in (1) to (3) above is a means for setting the opening / closing speed of the shutter by making the light beam of the light irradiation means into a pulse shape by a shutter. Original structure manufacturing equipment. (Structure) Embodiments 1, 2, 3 and 4 are applicable. (Operation / Effect) Since the exposure amount setting means is controlled by the opening / closing speed of the shutter, the exposure amount can be adjusted by electrical control. Therefore, there is an effect that the device of the present invention can be easily systemized. (10) The exposure amount setting means described in (1) to (3) above is a means for setting an irradiation area of a light beam by a means capable of setting an aperture diameter in an optical path of the light beam of the light irradiation means. 3D structure manufacturing equipment. (Structure) Embodiments 1, 2, 3 and 4 are applicable. (Operation / Effect) Since the exposure amount setting means is controlled by means capable of setting the aperture diameter in the optical path of the light beam, the exposure amount can be adjusted by electrical control. Therefore, there is an effect that the device of the present invention can be easily systematized. (11) A stereolithography method for molding a three-dimensional structure using a plurality of photocurable fluid resins having different properties, wherein a layer of the photocurable fluid resin has a characteristic of the photocurable fluid resin. Forming a photo-curing layer by irradiating light with an appropriate exposure amount,
A structure forming step of forming a structure composed of at least one layer and a photocurable fluid resin having different characteristics from the structure forming step are used, and light is irradiated with an exposure amount different from that of the structure forming step. And a three-dimensional structure forming step of joining and molding at least one layer of a structure made of a photocurable fluid resin having different characteristics from the structure to the structure obtained in the structure forming step. The stereolithography method characterized in that (Structure) The fifth embodiment is applicable. (Operation / Effect) When a photocurable fluid resin having different properties is cured to form a three-dimensional structure made of a cured product having different properties, the exposure amount of the modeling apparatus is adjusted according to the properties of the cured product. Thus, the thickness of each cured product layer can be the same or different. When the thickness of each cured product is the same, modeling can be performed with an exposure amount suitable for each photocurable fluid resin, so that the modeling accuracy is improved and it is suitable for microfabrication such as micromachines. Further, when the thickness of each photo-cured product is changed, the number of laminations during molding of the cured product can be reduced, and the number of cleanings and post-exposures can be reduced. The formation time can be shortened. (12) In the photofabrication method described in (11) above, the material information of the photocurable fluid resin used by the exposure amount of the light pattern irradiation in the structure modeling step and the three-dimensional structure forming step and the photocuring. The method is characterized in that it is set on the basis of thickness information of a cured product layer of a volatile resin. (Structure) The fifth embodiment is applicable. (Function / effect) When molding a three-dimensional structure composed of multiple materials, the exposure time may differ depending on the characteristics of the photocurable fluid resin that is cured by light, or exposure may be performed by adding powder to the photocurable fluid resin. When time changes,
It is necessary to set an appropriate exposure amount for each material. In the present invention, since the exposure amount can be adjusted according to the characteristics of the material used, the exposure amount suitable for the material can be set, and a fine three-dimensional structure can be formed. In addition, it is possible to reduce the number of laminations during molding of the cured product by appropriately adjusting the exposure amount, and since it is possible to reduce the number of washings and post-exposures, it is possible to reduce the time for forming the three-dimensional structure. Can be shortened. Furthermore, by changing the thickness of the layer of each cured product of the three-dimensional structure, it is possible to improve the bonding strength of each cured layer by reducing the irregularities generated on the surface perpendicular to the lamination direction of the cured layer of the cured product. The effect is that you can do it. (13) In the stereolithography method described in (11) above, the thickness of the photocurable layer of the structure formed in the structure forming step is different from that of the structure formed in the three-dimensional structure forming step. A method characterized by. (Structure) The fifth embodiment is applicable. (Operation / Effect) When a photocurable fluid resin having different properties is cured to form a three-dimensional structure made of a cured product having different properties, the exposure amount of the modeling apparatus is adjusted according to the properties of the cured product. Thus, the thickness of each cured product layer can be the same or different. When the thickness of each cured product is the same, modeling can be performed with an exposure amount suitable for each photocurable fluid resin, so that the modeling accuracy is improved and it is suitable for microfabrication such as micromachines. Further, when the thickness of each photo-cured product is changed, the number of laminations during molding of the cured product can be reduced, and the number of cleanings and post-exposures can be reduced. The formation time can be shortened. Furthermore, by changing the thickness of the layer of each cured product of the three-dimensional structure, it is possible to improve the bonding strength of each cured layer by reducing the irregularities generated on the surface perpendicular to the lamination direction of the cured layer of the cured product. The effect is that you can do it. (14) A laminated portion obtained by stacking a plurality of photocured layers, and a photocured layer having at least one side surface perpendicular to the laminated surface of the laminated portion with a thickness equal to or larger than the thickness of the photocured layer of the laminated portion. A three-dimensional structure comprising a photo-cured portion coated with. (Structure) The fifth embodiment is applicable. (Operation / effect) By bonding and molding a cured product having different characteristics so as to cover the side surface of the cured product that is perpendicular to the stacking direction, the bonding strength of the cured product stack is improved, and a three-dimensional structure with high strength is obtained. Can be manufactured. Further, there is an effect that the bonding force of each cured layer can be improved by reducing the irregularities generated in the direction perpendicular to the laminated surface. (15) A stereolithography method for molding a three-dimensional structure using a plurality of photocurable fluid resins having different characteristics, the method comprising: A light having different characteristics from the structure forming step of forming a structure by laminating a plurality of photocurable layers by pattern-irradiating light of an exposure amount and the structure forming step. Using a curable fluid resin, pattern irradiation with light at an exposure dose different from that of the structure forming step, at least one layer of a structure comprising a photocurable fluid resin having different properties from the structure, A three-dimensional structure forming step in which at least one side face perpendicular to the laminated surface of the structure obtained in the structure forming step is joined and molded with a single layer having a thickness equal to or larger than the thickness of the laminated portion. . (Structure) The fifth embodiment is applicable. (Function / effect) When molding a three-dimensional structure composed of multiple materials, the exposure time may differ depending on the characteristics of the photocurable fluid resin that is cured by light, or exposure may be performed by adding powder to the photocurable fluid resin. When time changes,
It is necessary to set an appropriate exposure amount for each material. In the present invention, since the exposure amount can be adjusted according to the characteristics of the material used, the exposure amount suitable for the material can be set, and a fine three-dimensional structure can be formed. In addition, it is possible to reduce the number of laminations during molding of the cured product by appropriately adjusting the exposure amount, and since it is possible to reduce the number of washings and post-exposures, it is possible to reduce the time for forming the three-dimensional structure. Can be shortened. Further, by bonding and molding a cured product having different characteristics so as to cover the side surface of the cured product that is perpendicular to the stacking direction, the bonding force of the cured product is improved.
It is possible to manufacture a strong three-dimensional structure. Further, there is an effect that the bonding force of each cured layer can be improved by reducing the irregularities generated in the direction perpendicular to the laminated surface. (16) The above (11), (12), (13) or (1)
5) The stereolithography method according to 5), wherein the structure forming step and / or the three-dimensional structure forming step is provided a plurality of times. (Structure) The fifth embodiment is applicable. (Function / effect) When molding a three-dimensional structure composed of multiple materials, the exposure time may differ depending on the characteristics of the photocurable fluid resin that is cured by light, or exposure may be performed by adding powder to the photocurable fluid resin. When time changes,
It is necessary to set an appropriate exposure amount for each material. In the present invention, since the exposure amount can be adjusted according to the characteristics of the material used, the exposure amount suitable for the material can be set, and a fine three-dimensional structure can be formed. In addition, it is possible to reduce the number of laminations during molding of the cured product by appropriately adjusting the exposure amount, and since it is possible to reduce the number of washings and post-exposures, it is possible to reduce the time for forming the three-dimensional structure. Can be shortened. Further, by bonding and molding a cured product having different characteristics so as to cover the side surface of the cured product that is perpendicular to the stacking direction, the bonding force of the cured product is improved.
It is possible to manufacture a strong three-dimensional structure. Further, there is an effect that the bonding force of each cured layer can be improved by reducing the irregularities generated in the direction perpendicular to the laminated surface.

【0099】また、構造体形成工程及び/又は三次元構
造体形成工程を複数回設けるので複数のこと成る材料よ
り成る複雑な機能性三次元構造体を容易に造形すること
が可能となる。
Further, since the structure forming step and / or the three-dimensional structure forming step are performed a plurality of times, it is possible to easily form a complex functional three-dimensional structure made of a plurality of different materials.

【0100】[0100]

【発明の効果】本発明の光造形装置は、光硬化性流動樹
脂層の厚み情報に応じて露光量を自動設定する露光量設
定手段により、光硬化性流動樹脂層の厚みを変化させて
も光硬化層が安定して得られるので、目標とする三次元
構造体の形状や要求精度に応じて光硬化性流動樹脂層の
厚みを変化させることにより光硬化層の積層数を少なく
して形成工程の時間を短縮することが可能となる。ま
た、より複雑な三次元構造体を造形することができる。
更に、本発明の装置は光照射手段を電気的に制御するこ
とが可能であり、装置をシステム化しやすい。
According to the stereolithography apparatus of the present invention, even if the thickness of the photocurable fluid resin layer is changed by the exposure amount setting means for automatically setting the exposure amount according to the thickness information of the photocurable fluid resin layer. Since the photo-cured layer can be obtained stably, the number of photo-cured layers can be reduced by changing the thickness of the photo-curable fluidized resin layer according to the shape of the target three-dimensional structure and the required accuracy. It is possible to shorten the process time. Moreover, a more complicated three-dimensional structure can be formed.
Further, the device of the present invention can electrically control the light irradiation means, and the device can be easily systemized.

【0101】また、本発明の光造形方法では、異なる特
性の光硬化性流動樹脂を硬化させて、異なる特性の硬化
物よりなる三次元構造体を造形する場合、該硬化物の特
性に応じて造形装置の露光量を調整することにより、各
硬化物の層の厚さを同一の厚さ、又は異なる厚さにする
ことができる。各硬化物の厚さが同一の場合は、それぞ
れの光硬化性流動樹脂にあった露光量で造形することが
できるので造形精度が向上し、マイクロマシン等の微細
造形に適する。また、各光硬化物の厚さを変える場合
は、硬化物の造形時の積層回数を少なくすることがで
き、また、洗浄や後露光の回数を削減することができる
ため、三次元構造体の形成の時間を短縮することができ
る。更に、三次元構造体の各硬化物の層の厚さを変える
ことにより、硬化物の硬化層の積層方向に垂直な面に生
じる凹凸が減ることにより各硬化層の接合力を向上させ
ることができる。
In the stereolithography method of the present invention, when a photocurable fluid resin having different characteristics is cured to form a three-dimensional structure made of a cured product having different characteristics, the three-dimensional structure may be formed depending on the characteristics of the cured product. By adjusting the exposure dose of the modeling apparatus, the thickness of each cured product layer can be made the same or different. When the thickness of each cured product is the same, modeling can be performed with an exposure amount suitable for each photocurable fluid resin, so that the modeling accuracy is improved and it is suitable for microfabrication such as micromachines. Further, when the thickness of each photo-cured product is changed, the number of laminations during molding of the cured product can be reduced, and the number of cleanings and post-exposures can be reduced. The formation time can be shortened. Furthermore, by changing the thickness of the layer of each cured product of the three-dimensional structure, it is possible to improve the bonding strength of each cured layer by reducing the irregularities generated on the surface perpendicular to the lamination direction of the cured layer of the cured product. it can.

【0102】また本発明の光造形方法を用いることによ
って、異なる材料特性の光硬化層からなる複合構造の三
次元光硬化構造体を組立を必要とせずに形成することが
できる。
By using the stereolithography method of the present invention, it is possible to form a three-dimensional photo-curing structure having a composite structure composed of photo-curing layers having different material characteristics without assembling.

【0103】本発明の製造方法によれば、使用する光硬
化性流動樹脂の種類や硬化させる形状によって露光量を
変化させることにより、特定の光硬化物に平行な方向や
垂直な方向に新たな硬化物を追加造形することができ、
種々の複雑な組成又は構造の三次元構造体を造形するこ
とができる。また、本発明の製造方法は、二つの材料を
部分的に接合させるだけではなく、複雑な溝等の形状を
有する構造体にも硬化物を接合造形できる。
According to the manufacturing method of the present invention, the exposure amount is changed according to the type of the photocurable fluid resin used and the shape to be cured, so that a new photocurable product can be provided with a new direction in a direction parallel to or perpendicular to the photocured product. The cured product can be additionally modeled,
Three-dimensional structures of various complex compositions or structures can be shaped. In addition, the manufacturing method of the present invention can not only partially bond two materials, but also bond-mold a cured product to a structure having a complicated shape such as a groove.

【0104】また、本発明の三次元構造体では、硬化物
の硬化層の積層方向に垂直な側面を覆うように特性の異
なる硬化物を接合造形する。従って、硬化物の積層の接
合力が向上され、強度の強い三次元構造体を製造するこ
とができる。また、積層面に垂直な方向に生じる凹凸が
減ることにより各硬化層の接合力を向上させることがで
きるという効果がある。
Further, in the three-dimensional structure of the present invention, a cured product having different characteristics is joined and molded so as to cover the side surface of the cured layer of the cured product which is perpendicular to the laminating direction. Therefore, the bonding strength of the cured product is improved, and a three-dimensional structure having high strength can be manufactured. Further, there is an effect that the bonding force of each cured layer can be improved by reducing the irregularities generated in the direction perpendicular to the laminated surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、従来の三次元構造体の造形工程を示す
フロー図である。
FIG. 1 is a flow chart showing a conventional three-dimensional structure forming process.

【図2】図2は、規制液面法による従来の光造形方法を
示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a conventional stereolithography method by a regulated liquid level method.

【図3】図3は、自由液面法による従来の光造形方法を
示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a conventional stereolithography method by a free liquid surface method.

【図4】図4は、規制液面法により三次元構造体を造形
するための本発明の光造形装置の概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of a stereolithography apparatus of the present invention for shaping a three-dimensional structure by a regulated liquid level method.

【図5】図5は、自由液面法により三次元構造体を造形
するための本発明の光造形装置の概略図である。
FIG. 5 is a schematic view of an optical modeling apparatus of the present invention for modeling a three-dimensional structure by a free liquid surface method.

【図6】図6は、規制液面法により三次元構造体を造形
するための本発明の光造形装置の概略図であって、複数
の収容手段を設けたものである。
FIG. 6 is a schematic view of a stereolithography apparatus of the present invention for shaping a three-dimensional structure by a regulated liquid level method, in which a plurality of accommodating means are provided.

【図7】図7は、自由液面法により三次元構造体を造形
するための本発明の光造形装置の概略図であって、複数
の収容手段を設けたものである。
FIG. 7 is a schematic diagram of an optical modeling apparatus of the present invention for modeling a three-dimensional structure by the free liquid level method, in which a plurality of accommodating means are provided.

【図8】図8は、本発明の製造方法により三次元構造体
を造形する工程の概略を示す図である。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a step of forming a three-dimensional structure by the manufacturing method of the present invention.

【図9】図9は、異なる光硬化性流動樹脂を用いて従来
の方法により造形された三次元構造体の概略図である。
FIG. 9 is a schematic view of a three-dimensional structure formed by a conventional method using different photo-curable fluid resins.

【図10】図10は、異なる光硬化性流動樹脂を用いて
造形された本発明の三次元構造体である。
FIG. 10 is a three-dimensional structure of the present invention formed by using different photo-curable flow resins.

【図11】図11は、本発明の光造形方法による三次元
構造体の光造形の工程を示すフロー図である。
FIG. 11 is a flowchart showing steps of stereolithography of a three-dimensional structure by the stereolithography method of the present invention.

【図12】図12は、本発明の製造方法により三次元構
造体を造形する工程の概略を示す図である。
FIG. 12 is a diagram schematically showing a step of forming a three-dimensional structure by the manufacturing method of the present invention.

【図13】図13は、規制液面法により三次元構造体を
造形するための本発明の光造形装置の概略図であって、
複数の収容手段を設けたものである。
FIG. 13 is a schematic view of a stereolithography apparatus of the present invention for shaping a three-dimensional structure by a regulated liquid level method,
A plurality of accommodating means are provided.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

タンク…53、54、55、56、102、130、1
41、145、150、200、210;光硬化性流動
樹脂…60、61、101、136、138、156、
158、205、213;エレベータ…51、104、
131、151、201、211;ガラス板…108、
132、143、147、152、202;濡れ性の高
い材料…107、133、142、146、153、2
03;光硬化物…52、103、135、139、14
0、155、159、165、169、180、18
1、183、206、215;照射光…66、109、
134、137、144、154、157、160、1
68、204、212;アクチュエータ…50、68、
74、80、105、110、116;シャッター…6
4、112;光源…63、108;配線…73、11
4;制御装置…72、113;コンピュータ…70、1
15;モニタ…70;集光部…67、111、117;
濡れ性の高い材料をコートしたガラス板…57、58;
光路…65;テーブル…62;超音波振動子…59;後
露光ランプ…69。
Tanks ... 53, 54, 55, 56, 102, 130, 1
41, 145, 150, 200, 210; photocurable fluid resin ... 60, 61, 101, 136, 138, 156,
158, 205, 213; elevators, 51, 104,
131, 151, 201, 211; glass plate ... 108,
132, 143, 147, 152, 202; material having high wettability ... 107, 133, 142, 146, 153, 2
03; photocured product ... 52, 103, 135, 139, 14
0, 155, 159, 165, 169, 180, 18
1, 183, 206, 215; irradiation light ... 66, 109,
134, 137, 144, 154, 157, 160, 1
68, 204, 212; actuators ... 50, 68,
74, 80, 105, 110, 116; shutters ... 6
4, 112; light source ... 63, 108; wiring ... 73, 11
4; control device ... 72, 113; computer ... 70, 1
15; monitor ... 70; condensing unit ... 67, 111, 117;
Glass plate coated with highly wettable material ... 57, 58;
Optical path ... 65; Table ... 62; Ultrasonic transducer ... 59; Post-exposure lamp ... 69.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光をスキャンして照射する、若しくは、
光像を照射する光照射手段により、光硬化性流動樹脂層
に光を照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数
層組み合わせて三次元構造体を造形する光造形装置にお
いて、 前記光硬化性流動樹脂を収容する収容手段と、 この収容手段内に配置され、前記光硬化層を支持するた
めの支持手段と、 前記光硬化層の厚み情報に応じて前記光照射手段の露光
量を自動設定する露光量設定手段とを具備することを特
徴とする光造形装置。
1. Scanning and irradiating light, or
By a light irradiation means for irradiating a light image, a photocurable fluidized resin layer is irradiated with light to form a photocurable layer, and in a stereolithography apparatus for molding a three-dimensional structure by combining a plurality of the photocurable layers, An accommodating means for accommodating the photocurable liquid resin, a supporting means arranged in the accommodating means for supporting the photocurable layer, and an exposure of the light irradiation means according to thickness information of the photocurable layer. A stereolithography apparatus, comprising: an exposure amount setting means for automatically setting the amount.
【請求項2】 光をスキャンして照射する、若しくは、
光像を照射する光照射手段により、光硬化性流動樹脂層
に光を照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数
層組み合わせて三次元構造体を造形する光造形装置にお
いて、 前記光硬化性流動樹脂を収容するための複数の収容手段
と、 この収容手段の何れかに配置され、前記光硬化層を支持
するための支持手段と、 前記複数の収容手段の何れかに前記支持手段を相対的に
移動させて配置するための移動手段と、 前記支持手段が前記複数の収容手段の何れに配置されて
いるかの収容手段情報と、前記光硬化層の厚み情報とに
応じて前記光照射手段の露光量を自動設定する露光量設
定手段とを具備することを特徴とする光造形装置。
2. Scanning and irradiating light, or
By a light irradiating means for irradiating a light image, a light curable fluidized resin layer is irradiated with light to form a photocurable layer, and in a stereolithography device for molding a three-dimensional structure by combining a plurality of the photocurable layers, A plurality of accommodating means for accommodating the photocurable fluid resin, a supporting means arranged in any of the accommodating means for supporting the photocurable layer, and a accommodating means in any of the plurality of accommodating means Depending on the moving means for relatively moving and arranging the supporting means, the accommodating means information of which of the plurality of accommodating means the supporting means is arranged, and the thickness information of the photocurable layer. An optical modeling apparatus comprising: an exposure amount setting unit that automatically sets the exposure amount of the light irradiation unit.
【請求項3】 光をスキャンして照射する、若しくは、
光像を照射する光照射手段により、光硬化性流動樹脂層
に光を照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を複数
層組み合わせて三次元構造体を造形する光造形装置にお
いて、 前記光硬化性流動樹脂を収容するための複数の収容手段
と、 この収容手段の何れかに配置され、前記光硬化層を支持
するための支持手段と、 前記複数の収容手段の何れかに前記支持手段を相対的に
移動させて配置するための移動手段と、 前記光照射手段が前記複数の収容手段の何れに配置され
ているかの光照射手段情報と、前記光硬化層の厚み情報
とに応じて前記光照射手段の露光量を自動設定する露光
量設定手段とを具備することを特徴とする光造形装置。
3. Scanning and irradiating light, or
By a light irradiation means for irradiating a light image, a photocurable fluidized resin layer is irradiated with light to form a photocurable layer, and in a stereolithography apparatus for molding a three-dimensional structure by combining a plurality of the photocurable layers, A plurality of accommodating means for accommodating the photocurable fluid resin, a supporting means arranged in any of the accommodating means for supporting the photocurable layer, and in any of the plurality of accommodating means The moving means for relatively moving and arranging the supporting means, the light irradiating means information on which of the plurality of accommodating means the light irradiating means is arranged, and the thickness information of the photocurable layer. And an exposure amount setting unit for automatically setting the exposure amount of the light irradiating unit.
【請求項4】 異なった特性を有する複数の光硬化性流
動樹脂を用いて三次元構造体を造形する光造形方法であ
って、 光硬化性流動樹脂の層に、この光硬化性流動樹脂の特性
に応じた露光量の光を照射して光硬化層を形成し、少な
くとも一層よりなる構造体を形成する構造体形成工程
と、 前記構造体形成工程とは異なった特性を有する光硬化性
流動樹脂を用い、前記構造体形成工程とは異なった露光
量により光を照射して、前記構造体と異なった特性を有
する光硬化性流動樹脂よりなる少なくとも一層の構造体
を、前記構造体形成工程で得られた構造体に接合造形さ
せる三次元構造体形成工程とを具備したことを特徴とす
る光造形方法。
4. A stereolithography method for molding a three-dimensional structure using a plurality of photocurable fluid resins having different characteristics, wherein a layer of the photocurable fluid resin comprises a layer of the photocurable fluid resin. A structure forming step of forming a photocurable layer by irradiating light with an exposure amount according to characteristics and forming a structure consisting of at least one layer, and a photocurable flow having different characteristics from the structure forming step. The resin is irradiated with light at an exposure dose different from that of the structure forming step to form at least one layer of a structure of a photocurable fluid resin having different characteristics from the structure, A three-dimensional structure forming step of joining and forming the structure obtained in step 3).
【請求項5】 光硬化層を複数層積み重ねて得られる積
層部分と、この積層部分の積層面に垂直な少なくとも1
つの側面を前記積層部分の前記光硬化層の厚さ以上の厚
さの光硬化層で被覆した光硬化部分を具備したことを特
徴とする三次元構造体。
5. A laminated portion obtained by laminating a plurality of photo-curing layers, and at least one perpendicular to a laminated surface of the laminated portion.
A three-dimensional structure comprising a photo-cured portion having one side surface covered with a photo-cured layer having a thickness equal to or greater than the thickness of the photo-cured layer of the laminated portion.
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