JPH0976353A - Optical shaping apparatus - Google Patents

Optical shaping apparatus

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Publication number
JPH0976353A
JPH0976353A JP7234519A JP23451995A JPH0976353A JP H0976353 A JPH0976353 A JP H0976353A JP 7234519 A JP7234519 A JP 7234519A JP 23451995 A JP23451995 A JP 23451995A JP H0976353 A JPH0976353 A JP H0976353A
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JP
Japan
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photocurable resin
modeling
light
deformation
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP7234519A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junji Sone
順治 曽根
Mitsuaki Adachi
光明 足立
Hironori Nakamuta
浩典 中牟田
Hiroshi Ito
弘 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0976353A publication Critical patent/JPH0976353A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform highly precise shaping under the optimum shaping condition from the deformation or shrink stress of a photo-setting resin by using laser beam of smoothed intensity distribution and measuring the deformation or shrink stress generated when the photo-setting resin is cured within a real time. SOLUTION: A photo-setting resin is irradiated with laser beam and the deformation quantity and shrink stress of the linear cured substance thereof are detected by a deformation sensor 41 and a stress sensor 42 and it is evaluated and judged whether the shape error of the linear cured substance is within a tolerance value range on the basis of shaping data from these deformation quantity and shrink stress by a shaping condition judging means 67. As the result of evaluation and judgment, when the shape error is within the tolerance value range, shaping is executed by a shaping control means 68 and, when the shape error exceeds the tolerance value range, at least a shaping condition composed of the intensity of laser beam is altered by a shaping control means 68 to execute shaping.

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、光硬化性樹脂に
光、例えばレーザビームを走査して一層ごとに光硬化性
樹脂を硬化させ、この硬化部分を積層して3次元形状を
造形する光造形装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photocurable resin which is scanned with light, for example, a laser beam to cure the photocurable resin layer by layer, and the cured portions are laminated to form a three-dimensional shape. The present invention relates to a modeling device.

【0002】[0002]

【従来の技術】かかる光造形装置は、レーザ発振器又は
ランプを光源とし、直交型プロッタ又はガルバノミラー
を用いて光硬化性樹脂に照射するレーザビーム等の走査
制御を行い、一層ごとに光硬化性樹脂を硬化させてい
る。
2. Description of the Related Art Such a stereolithography apparatus uses a laser oscillator or a lamp as a light source and controls scanning of a laser beam or the like for irradiating a photocurable resin with an orthogonal plotter or a galvano mirror, and photocurable layer by layer. The resin is being cured.

【0003】なお、レーザ発振器から出力されるレーザ
ビームは、走査位置制御され、焦点絞り機構を通して光
硬化性樹脂に照射されている。
The laser beam output from the laser oscillator is controlled in scanning position and is applied to the photocurable resin through the focus stop mechanism.

【0004】図23は直交型の光造形装置の構成図であ
る。
FIG. 23 is a block diagram of an orthogonal type stereolithography apparatus.

【0005】樹脂容器1には、紫外線硬化樹脂などの光
硬化性樹脂2が貯えられている。この樹脂容器1には、
エレベータ3が設けられている。
A resin container 1 stores a photocurable resin 2 such as an ultraviolet curable resin. In this resin container 1,
An elevator 3 is provided.

【0006】このエレベータ3の昇降動作により造形ベ
ース4は、光造形を実施するとき、一層の光硬化性樹脂
2の硬化部分の厚みに相当する距離づつ下降するものと
なっている。
[0006] By the lifting operation of the elevator 3, the modeling base 4 is lowered by a distance corresponding to the thickness of the cured portion of one layer of the photocurable resin 2 when performing optical modeling.

【0007】又、レーザ発振器5は、主にアルゴン又は
He−Cdを媒質としてレーザ発振を行うものであり、
これは直交型プロッタ6に設けられている。
Further, the laser oscillator 5 mainly oscillates laser using argon or He-Cd as a medium.
This is provided on the orthogonal plotter 6.

【0008】この直交型プロッタ6は、レーザ発振器5
から出力されたレーザビームをミラー7により光硬化性
樹脂2に向けて照射し、かつこのレーザビームを光硬化
性樹脂2に対して走査制御する機能を有している。
This orthogonal plotter 6 includes a laser oscillator 5
It has a function of irradiating the photocurable resin 2 with a laser beam output from the mirror 7 and controlling the scanning of the laser beam with respect to the photocurable resin 2.

【0009】このような構成であれば、造形ベース4が
エレベータ3の昇降制御により光硬化性樹脂2の表面付
近に配置され、かつレーザ発振器5から出力されたレー
ザビームが直交型プロッタ6により光硬化性樹脂2の表
面に走査される。
With such a structure, the molding base 4 is arranged near the surface of the photocurable resin 2 by controlling the elevation of the elevator 3, and the laser beam output from the laser oscillator 5 is emitted by the orthogonal plotter 6. The surface of the curable resin 2 is scanned.

【0010】このようにレーザビームが光硬化性樹脂2
に走査されると、レーザビームの照射された部分の光硬
化性樹脂2が硬化し、これが第1層目の硬化部分4aと
して形成される。
In this way, the laser beam is applied to the photocurable resin 2
When the laser beam is scanned, the photocurable resin 2 in the portion irradiated with the laser beam is cured, and this is formed as the cured portion 4a of the first layer.

【0011】続いて、造形ベース4がエレベータ3の昇
降制御により下降し、発振器5から出力されたレーザビ
ームが直交型プロッタ6により光硬化性樹脂2の表面に
走査され、これにより第2層目の硬化部分4bが形成さ
れる。
Subsequently, the molding base 4 is lowered by the elevation control of the elevator 3, and the laser beam output from the oscillator 5 is scanned on the surface of the photocurable resin 2 by the orthogonal plotter 6, whereby the second layer is formed. The hardened part 4b is formed.

【0012】以下、同様に造形ベース4が下降してレー
ザビームが光硬化性樹脂2の表面に走査される動作が繰
り返され、所望する3次元形状が造形される。
Thereafter, similarly, the modeling base 4 descends and the operation of scanning the surface of the photocurable resin 2 with the laser beam is repeated, and a desired three-dimensional shape is modeled.

【0013】図24はガルバノミラー型の光造形装置の
構成図である。なお、図23と同一部分には同一符号を
付してある。
FIG. 24 is a block diagram of a galvanometer mirror type optical modeling apparatus. The same parts as those in FIG. 23 are designated by the same reference numerals.

【0014】レーザ発振器5から出力されたレーザビー
ムは、各ミラー8、9で反射してガルバノミラー10に
送られ、このガルバノミラー10により光硬化性樹脂2
の表面に走査されるものとなっている。
The laser beam output from the laser oscillator 5 is reflected by each of the mirrors 8 and 9 and sent to the galvano mirror 10, and the galvano mirror 10 causes the photocurable resin 2 to pass through.
Is to be scanned on the surface of.

【0015】このような構成であれば、造形ベース4が
エレベータ3の昇降制御により光硬化性樹脂2の表面付
近に配置され、かつレーザ発振器5から出力されたレー
ザビームがガルバノミラー10により光硬化性樹脂2の
表面に2次元的に走査され、第1層目の硬化部分4aが
形成される。
With such a configuration, the molding base 4 is arranged near the surface of the photo-curable resin 2 by the elevation control of the elevator 3, and the laser beam output from the laser oscillator 5 is photo-cured by the galvano mirror 10. The surface of the resinous resin 2 is two-dimensionally scanned to form the cured portion 4a of the first layer.

【0016】続いて、造形ベース4がエレベータ3の昇
降制御により下降し、発振器5から出力されたレーザビ
ームがガルバノミラー10により光硬化性樹脂2の表面
に走査され、第2層目の硬化部分4bが形成される。
Subsequently, the molding base 4 is lowered by the elevation control of the elevator 3, the laser beam output from the oscillator 5 is scanned on the surface of the photocurable resin 2 by the galvanometer mirror 10, and the cured portion of the second layer. 4b is formed.

【0017】以下、同様に造形ベース4が下降してレー
ザビームが光硬化性樹脂2の表面に走査される動作が繰
り返され、所望する3次元形状が造形される。
Thereafter, similarly, the modeling base 4 descends and the operation of scanning the surface of the photocurable resin 2 with the laser beam is repeated, and a desired three-dimensional shape is modeled.

【0018】一方、光造形装置では、高精度な光造形を
行うために、事前のテストや経験等により造形条件を設
定し、これに基づき全造形を実施している。
On the other hand, in the stereolithography apparatus, in order to perform high-precision stereolithography, molding conditions are set based on prior tests, experience, etc., and all molding is performed based on this.

【0019】なお、光硬化性樹脂2に照射するレーザビ
ームの作用点での強度をフォトセンサ等により実測し、
これを管理することによりレーザ発振器5の出力変動や
光学系の損失の変化に対応することは行われている。
The intensity of the laser beam applied to the photocurable resin 2 at the point of action is measured by a photosensor or the like,
By managing this, the output fluctuation of the laser oscillator 5 and the change of the loss of the optical system are dealt with.

【0020】又、光硬化性樹脂2がレーザビームの照射
により硬化する際に生じる変形や収縮応力が測定されて
いる。この測定は、例えば薄いシート上に薄く塗布した
光硬化性樹脂を露光・硬化させ、このときのシートの変
形を測定するといった間接的な方法により測定してい
る。
Further, the deformation and shrinkage stress generated when the photocurable resin 2 is cured by irradiation with a laser beam are measured. This measurement is performed by an indirect method such as exposing and curing a photo-curable resin thinly applied on a thin sheet and measuring the deformation of the sheet at this time.

【0021】しかしながら、主にアルゴン又はHe−C
dを媒質とするレーザ発振器5から出力されたレーザビ
ームを直接造形に用いているので、光硬化性樹脂2に照
射するレーザビームの2次元強度分布は、図25に示す
ようなガウシアン分布に相応するものとなる。
However, mainly argon or He-C
Since the laser beam output from the laser oscillator 5 having d as a medium is directly used for modeling, the two-dimensional intensity distribution of the laser beam with which the photocurable resin 2 is irradiated corresponds to the Gaussian distribution as shown in FIG. It will be done.

【0022】このガウシアン分布の強度分布を持つレー
ザビームを光硬化性樹脂2に走査するので、レーザビー
ムは、図26に示すように1走査毎にオーバラップして
照射している。
Since the photocurable resin 2 is scanned with the laser beam having the intensity distribution of the Gaussian distribution, the laser beams are applied so as to overlap each other as shown in FIG.

【0023】このような光造形の方法により次のような
問題が生じる。
The following problems occur due to such a method of stereolithography.

【0024】(a) レーザビームをオーバラップさせてい
るので、光硬化性樹脂2の硬化度が不均一となる。
(A) Since the laser beams are overlapped, the degree of curing of the photocurable resin 2 becomes uneven.

【0025】(b) 未硬化の部分が残る。(B) An uncured portion remains.

【0026】(c) 不均一の硬化度による歪みが生成され
る。
(C) Strain is generated due to the non-uniform degree of hardening.

【0027】(d) 歪みが形状変形を引き起こす。(D) Strain causes shape deformation.

【0028】一方、高精度な光造形を行うために、光硬
化性樹脂2に照射するレーザビームの作用点での強度を
フォトセンサ等により実測し、これを管理し制御してい
るが、これではレーザビームの強度分布や光硬化性樹脂
2の特性に基づく硬化特性の変化までは対応しきれな
い。
On the other hand, in order to perform high-precision stereolithography, the intensity of the laser beam applied to the photocurable resin 2 at the point of action is measured by a photosensor or the like, which is managed and controlled. However, it is not possible to deal with changes in the curing characteristics based on the intensity distribution of the laser beam and the characteristics of the photocurable resin 2.

【0029】又、光硬化性樹脂2がレーザビームの照射
により硬化する際に生じる変形や収縮応力は、薄いシー
トを用いて間接的に測定しているものの、これら変形や
収縮応力をリアルタイムで測定するものではない。
Further, although the deformation and contraction stress generated when the photocurable resin 2 is cured by the irradiation of the laser beam is indirectly measured using a thin sheet, these deformation and contraction stress are measured in real time. Not something to do.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとする課題】以上のようにレーザビ
ームの強度分布がガウシアン分布となっているので、光
硬化性樹脂2の硬化度が不均一となるなどの問題があ
る。
As described above, since the intensity distribution of the laser beam has a Gaussian distribution, there is a problem that the degree of curing of the photocurable resin 2 becomes uneven.

【0031】又、光硬化性樹脂2の硬化する際に生じる
変形や収縮応力をリアルタイムで測定できない。
Further, it is impossible to measure in real time the deformation and shrinkage stress that occur when the photocurable resin 2 is cured.

【0032】そこで本発明は、レーザビームの強度分布
を平滑化して高精度の造形ができる光造形装置を提供す
ることを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical modeling apparatus capable of smoothing the intensity distribution of a laser beam and performing highly accurate modeling.

【0033】又、本発明は、光硬化性樹脂の硬化する際
に生じる変形や収縮応力をリアルタイムに測定できる光
造形装置を提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide an optical molding apparatus capable of measuring in real time deformation and shrinkage stress that occur when the photocurable resin is cured.

【0034】又、本発明は、光硬化性樹脂の硬化する際
に生じる変形や収縮応力をリアルタイムに測定し、これ
ら変形や収縮応力から最適な造形条件で高精度な造形が
できる光造形装置を提供することを目的とする。
Further, the present invention provides an optical modeling apparatus capable of measuring the deformation and shrinkage stress generated when the photocurable resin is cured in real time, and performing highly accurate modeling from these deformation and shrinkage stress under optimum modeling conditions. The purpose is to provide.

【0035】又、本発明は、平滑化された強度分布のレ
ーザビームを用い、かつ光硬化性樹脂の硬化する際に生
じる変形や収縮応力をリアルタイムに測定し、これら変
形や収縮応力から最適な造形条件で高精度な造形ができ
る光造形装置を提供することを目的とする。
Further, according to the present invention, a laser beam having a smoothed intensity distribution is used, and the deformation or shrinkage stress generated when the photocurable resin is cured is measured in real time, and the optimum deformation or shrinkage stress is determined from these. It is an object of the present invention to provide an optical modeling apparatus that can perform highly accurate modeling under modeling conditions.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】請求項1によれば、光硬
化性樹脂に光を走査して前記光硬化性樹脂を硬化し、こ
の硬化した部分を積層して3次元形状を造形する光造形
装置において、光硬化性樹脂に走査する光の強度を平滑
化する平滑化光学系、を備えた光造形装置である。
According to a first aspect of the present invention, a photocurable resin is scanned with light to cure the photocurable resin, and the cured portions are laminated to form a three-dimensional shape. In the modeling apparatus, an optical modeling apparatus provided with a smoothing optical system that smoothes the intensity of light scanning a photocurable resin.

【0037】このような光造形装置であれば、強度の平
滑化された光が光硬化性樹脂に走査されるので、光の重
なりを最小限に抑えられ、光硬化性樹脂の硬化度合いが
均一となる。
In such a stereolithography apparatus, since light having a smoothed intensity is scanned by the photocurable resin, overlapping of the light can be minimized and the degree of curing of the photocurable resin is uniform. Becomes

【0038】請求項2によれば、光硬化性樹脂に光を走
査して光硬化性樹脂を硬化し、この硬化した部分を積層
して3次元形状を造形する光造形装置において、光硬化
性樹脂の硬化した部分における変形量又は収縮応力の少
なくとも一方を検出するセンサと、このセンサにより検
出された変形量又は収縮応力の少なくとも一方から予め
設定された少なくとも造形精度から成る造形データに基
づいて光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値内に
あるか否かを評価判定する造形条件判定手段と、を備え
た光造形装置である。
According to the second aspect of the present invention, in the optical molding apparatus for scanning the photo-curable resin with light to cure the photo-curable resin and stacking the cured parts to form a three-dimensional shape, A sensor that detects at least one of the deformation amount and the contraction stress in the cured portion of the resin, and the light based on the modeling data including at least the modeling accuracy preset from at least one of the deformation amount and the contraction stress detected by the sensor. An optical modeling apparatus including a modeling condition determining unit that determines whether or not a shape error of a cured portion of a curable resin is within an allowable value.

【0039】このような光造形装置であれば、光硬化性
樹脂に光を照射してその硬化した部分における変形量又
は収縮応力の少なくとも一方をセンサにより検出し、こ
の変形量又は収縮応力から造形データに基づいて光硬化
性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値内にあるか否かを
評価判定する。
In such an optical molding apparatus, the photocurable resin is irradiated with light to detect at least one of the deformation amount and the contraction stress in the cured portion by the sensor, and the molding is performed based on the deformation amount or the contraction stress. Based on the data, it is evaluated whether the shape error of the cured portion of the photocurable resin is within the allowable value.

【0040】請求項3によれば、光硬化性樹脂に光を走
査して光硬化性樹脂を硬化し、この硬化した部分を積層
して3次元形状を造形する光造形装置において、光硬化
性樹脂の硬化した部分における変形量又は収縮応力の少
なくとも一方を検出するセンサと、このセンサにより検
出された変形量又は収縮応力の少なくとも一方から予め
設定された少なくとも造形精度から成る造形データに基
づいて光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値内に
あるか否かを評価判定する造形条件判定手段と、この造
形条件判定手段により光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤
差が許容値内にあれば造形を実施し、かつ光硬化性樹脂
の硬化部分の形状誤差が許容値を越えれば少なくとも光
の強度から成る造形条件を変更して造形を実施する造形
制御手段と、を備えた光造形装置である。
According to a third aspect of the present invention, the photo-curable resin is scanned by light to cure the photo-curable resin, and the cured portion is laminated to form a three-dimensional shape. A sensor that detects at least one of the deformation amount and the contraction stress in the cured portion of the resin, and the light based on the modeling data including at least the modeling accuracy preset from at least one of the deformation amount and the contraction stress detected by the sensor. The molding condition determining means for evaluating whether or not the shape error of the cured portion of the curable resin is within the allowable value, and the shape error of the cured portion of the photocurable resin is within the allowable value by this molding condition determining means. Modeling control means for performing modeling and changing the modeling conditions consisting of at least light intensity to perform modeling when the shape error of the cured portion of the photocurable resin exceeds the allowable value. It was an optical shaping apparatus.

【0041】このような光造形装置であれば、光硬化性
樹脂に光を照射してその硬化した部分における変形量又
は収縮応力の少なくとも一方をセンサにより検出し、こ
の変形量又は収縮応力から造形データに基づいて光硬化
性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値内にあるか否かを
評価判定し、この評価判定の結果、光硬化性樹脂の硬化
部分の形状誤差が許容値内にあれば造形を実施し、かつ
光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値を越えれば
少なくとも光の強度から成る造形条件を変更して造形を
実施する。
In such an optical molding apparatus, the photocurable resin is irradiated with light to detect at least one of the deformation amount and the contraction stress in the cured portion by the sensor, and the molding is performed based on the deformation amount or the contraction stress. Based on the data, it is evaluated whether the shape error of the cured part of the photocurable resin is within the allowable value.As a result of this evaluation judgment, the shape error of the cured part of the photocurable resin is within the allowable value. For example, the molding is performed, and if the shape error of the cured portion of the photocurable resin exceeds the allowable value, the molding condition including at least the light intensity is changed to perform the modeling.

【0042】請求項4によれば、光硬化性樹脂に光を走
査して光硬化性樹脂を硬化し、この硬化した部分を積層
して3次元形状を造形する光造形装置において、光硬化
性樹脂に走査する光の強度を平滑化する平滑化光学系
と、光硬化性樹脂の硬化した部分における変形量又は収
縮応力の少なくとも一方を検出するセンサと、このセン
サにより検出された変形量又は収縮応力の少なくとも一
方から予め設定された少なくとも造形データに基づいて
光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値内にあるか
否かを評価判定する造形条件判定手段と、この造形条件
判定手段により光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許
容値内にあれば造形を実施し、かつ光硬化性樹脂の硬化
部分の形状誤差が許容値を越えれば少なくとも光の強度
から成る造形条件を変更して造形を実施する造形制御手
段と、を備えた光造形装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical molding apparatus for scanning a photo-curable resin with light to cure the photo-curable resin and stacking the cured parts to form a three-dimensional shape, A smoothing optical system that smoothes the intensity of the light scanning the resin, a sensor that detects at least one of the deformation amount and contraction stress in the cured portion of the photocurable resin, and the deformation amount or contraction detected by this sensor. Based on at least one of the preset modeling data from at least one of the stress, the molding condition determining means for evaluating whether or not the shape error of the cured portion of the photocurable resin is within the allowable value, and this molding condition determining means. If the shape error of the cured part of the photo-curable resin is within the allowable value, molding is performed, and if the shape error of the cured part of the photo-curable resin exceeds the allowable value, the molding conditions that consist of at least light intensity are set. A shaping control means for performing a shaped further to an optical shaping apparatus equipped with.

【0043】このような光造形装置であれば、強度分布
を平滑化した光を光硬化性樹脂に照射してその硬化した
部分における変形量又は収縮応力の少なくとも一方をセ
ンサにより検出し、この変形量又は収縮応力から造形デ
ータに基づいて光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許
容値内にあるか否かを評価判定し、この評価判定の結
果、その形状誤差が許容値内にあれば造形を実施し、か
つ形状誤差が許容値を越えれば少なくとも光の強度から
成る造形条件を変更して造形を実施する。
In such an optical modeling apparatus, light having a smoothed intensity distribution is applied to the photocurable resin, and at least one of the amount of deformation and shrinkage stress in the cured portion is detected by a sensor, and this deformation is performed. Based on the modeling data from the amount or shrinkage stress, it is evaluated whether the shape error of the cured portion of the photocurable resin is within the allowable value.As a result of this evaluation judgment, if the shape error is within the allowable value, When the modeling is performed, and if the shape error exceeds the allowable value, the modeling condition including at least the light intensity is changed to perform the modeling.

【0044】請求項5によれば、請求項1又は4記載の
光造形装置における平滑化光学系は、ガウシアン分布の
強度分布をもつ光を平滑化するカライドスコープから形
成される。
According to a fifth aspect, the smoothing optical system in the stereolithography apparatus according to the first or fourth aspect is formed by a kaleidoscope for smoothing light having an intensity distribution of Gaussian distribution.

【0045】請求項6によれば、請求項1又は4記載の
光造形装置における平滑化光学系は、ガウシアン分布の
強度分布をもつ光を平滑化するカライドスコープと、こ
のカライドスコープの出力端側に配置された所望形状の
スリット板と、を備えている。
According to a sixth aspect, the smoothing optical system in the stereolithography apparatus according to the first or fourth aspect is a kaleidoscope for smoothing light having a Gaussian distribution intensity distribution, and an output of the kaleidoscope. And a slit plate having a desired shape arranged on the end side.

【0046】請求項7によれば、請求項1又は4記載の
光造形装置における平滑化光学系は、光硬化性樹脂に走
査する光を複数に分岐する分岐光学系と、この分岐光学
系により分岐された各光の各光路上に配置され、これら
光の通過区域を設定する遮光板と、分岐光学系により分
岐された各光の各光路上に配置され、これら光の強度を
任意に設定するフィルタと、これら遮光板及びフィルタ
を通過した各光を合わせて強度分布の平滑化された光と
する光合成光学系と、を有している。
According to a seventh aspect, the smoothing optical system in the stereolithography apparatus according to the first or fourth aspect includes a branching optical system for branching the light scanning the photocurable resin into a plurality of beams, and the branching optical system. Arranged on each optical path of each branched light, set on each light path of each light branched by the branch optical system, and a light shielding plate that sets the passage area of these lights, and set the intensity of these lights arbitrarily And a photosynthetic optical system that combines the light beams that have passed through the light-shielding plate and the filter into a light beam having a smoothed intensity distribution.

【0047】請求項8によれば、請求項2、3又は4記
載の光造形装置において、光硬化性樹脂の硬化部分の変
形量を変形センサにより検出し、光硬化性樹脂の硬化部
分における引っ張り力を応力センサにより検出し、これ
により光硬化性樹脂の硬化部分の変形情報、応力状態を
得る。
According to an eighth aspect of the present invention, in the stereolithography apparatus according to the second, third or fourth aspect, the deformation amount of the cured portion of the photocurable resin is detected by a deformation sensor to pull the cured portion of the photocurable resin. The force is detected by the stress sensor, and thereby the deformation information and the stress state of the cured portion of the photocurable resin are obtained.

【0048】請求項9によれば、請求項2、3又は4記
載の光造形装置における造形条件判定手段は、少なくと
も基礎的な造形実験又は経験に基づき求められた変形量
及び応力と造形物精度の関係を表す関数又は知識を有す
る造形データを保持し、センサにより検出された変形量
又は収縮応力の少なくとも一方から造形データに基づい
て光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値内にある
か否かを評価判定する。
According to the ninth aspect, the modeling condition determining means in the optical modeling apparatus according to the second, third or fourth aspect is characterized in that the deformation amount and the stress and the modeling accuracy obtained at least based on a basic modeling experiment or experience. The shape error of the cured portion of the photo-curable resin is within the allowable value based on the modeling data from at least one of the deformation amount and the contraction stress detected by the sensor, which holds the modeling data having the function or knowledge indicating the relationship of Whether or not is evaluated and judged.

【0049】請求項10によれば、光硬化性樹脂に光を
走査して光硬化性樹脂を硬化し、この硬化した部分を積
層して3次元形状を造形する光造形装置において、光硬
化性樹脂の硬化した部分における変形量又は収縮応力の
少なくとも一方を検出するセンサと、光硬化性樹脂に光
を面状に走査したときのセンサにより検出される変形量
又は収縮応力から面硬化物における少なくとも変形量を
求める変形量算出手段と、この変形量算出手段により算
出された変形量から予め設定された少なくとも造形精度
から成る造形データに基づいて光硬化性樹脂の硬化部分
の形状誤差が許容値内にあるか否かを評価判定する造形
条件判定手段と、この造形条件判定手段により光硬化性
樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値内にあれば造形を実
施し、かつ光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値
を越えれば少なくとも光の強度から成る造形条件を変更
して造形を実施する造形制御手段と、を備えた光造形装
置である。
According to the tenth aspect of the present invention, in the optical molding apparatus for scanning a photocurable resin with light to cure the photocurable resin and stacking the cured parts to form a three-dimensional shape, A sensor for detecting at least one of a deformation amount and a contraction stress in a cured portion of the resin, and at least a surface cured product from the deformation amount or the contraction stress detected by the sensor when the photocurable resin is planarly scanned with light. A deformation amount calculating means for obtaining a deformation amount, and a shape error of a cured portion of the photocurable resin is within an allowable value based on modeling data including at least modeling accuracy preset from the deformation amount calculated by the deformation amount calculating means. If the shape error of the cured portion of the photo-curable resin is within the allowable value by the molding condition determination means for evaluating whether or not A shaping control means for shape errors of the cured portion of the resin is carried out molding by changing the molding condition consisting of the intensity of at least a light if exceeds the allowable value, an optical shaping apparatus equipped with.

【0050】このような光造形装置であれば、光硬化性
樹脂に光を照射してその硬化した部分における変形量又
は収縮応力の少なくとも一方をセンサにより検出し、こ
の検出される変形量又は収縮応力から面硬化物における
少なくとも変形量を求める。そして、この変形量又は収
縮応力から造形データに基づいて光硬化性樹脂の硬化部
分の形状誤差が許容値内にあるか否かを評価判定し、こ
の評価判定の結果、その形状誤差が許容値内にあれば造
形を実施し、かつ形状誤差が許容値を越えれば少なくと
も光の強度から成る造形条件を変更して造形を実施す
る。
In such an optical modeling apparatus, the photocurable resin is irradiated with light to detect at least one of the deformation amount and the contraction stress in the cured portion by the sensor, and the detected deformation amount or contraction. At least the amount of deformation of the surface-cured product is obtained from the stress. Then, based on the modeling data from the deformation amount or the contraction stress, it is evaluated whether or not the shape error of the cured portion of the photocurable resin is within the allowable value, and as a result of this evaluation judgment, the shape error is the allowable value. If it is within the range, the modeling is performed, and if the shape error exceeds the allowable value, the modeling condition including at least the light intensity is changed to perform the modeling.

【0051】[0051]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図24と同一部分
には同一符号をその詳しい説明は省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 24 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0052】図1は光造形装置の構成図である。FIG. 1 is a block diagram of the stereolithography apparatus.

【0053】レーザ発振器5から出力される光束の光路
上には、平滑化光学系20が配置されている。
A smoothing optical system 20 is arranged on the optical path of the light beam output from the laser oscillator 5.

【0054】この平滑化光学系20は、光硬化性樹脂2
0に走査するガウシアン分布の強度分布をもつレーザビ
ームの強度を平滑化する機能を有している。
This smoothing optical system 20 is composed of a photocurable resin 2
It has a function of smoothing the intensity of a laser beam having a Gaussian intensity distribution that scans to zero.

【0055】この平滑化光学系20は、例えば図3に示
すようにカライドスコープ光学系を用いている。
The smoothing optical system 20 uses a kaleidoscope optical system as shown in FIG. 3, for example.

【0056】このカライドスコープ光学系は、入射レン
ズ21、カライドスコープ22及び結像レンズ23を同
一光軸上に配置したものである。
In this kaleidoscope optical system, an entrance lens 21, a kaleidoscope 22 and an imaging lens 23 are arranged on the same optical axis.

【0057】このカライドスコープ光学系では、カライ
ドスコープ22の設計を変更することによって、レーザ
ビームの強度分布の形状を任意に設定できるものとな
る。
In this kaleidoscope optical system, the shape of the intensity distribution of the laser beam can be arbitrarily set by changing the design of the kaleidoscope 22.

【0058】このカライドスコープ光学系から出力され
たレーザビームの形状は、造形に応じて図4に示すよう
に円、又はこれに限らず楕円、長方形、三角形等の所望
形状に整形する。
The shape of the laser beam output from this kaleidoscope optical system is shaped into a desired shape such as a circle as shown in FIG. 4 or an elliptical shape, a rectangular shape, a triangular shape or the like as shown in FIG.

【0059】このレーザビームの形状の整形は、カライ
ドスコープ22の形状を変更する、及びカライドスコー
プ光学系の出力端側に所望形状のスリット板を配置する
ことにより行う。
The shape of the laser beam is shaped by changing the shape of the kaleidoscope 22 and disposing a slit plate having a desired shape on the output end side of the kaleidoscope optical system.

【0060】この平滑化光学系20は、カライドスコー
プ光学系に限らず他の構成としてもよい。
The smoothing optical system 20 is not limited to the kaleidoscope optical system and may have another structure.

【0061】図5は平滑化光学系20の他の構成例を示
す。ハーフミラー24の一方の分岐光路上には、分岐光
学系としてのハーフミラー25、ミラー26が配置され
ている。
FIG. 5 shows another configuration example of the smoothing optical system 20. A half mirror 25 and a mirror 26 as a branch optical system are arranged on one branch optical path of the half mirror 24.

【0062】これらハーフミラー24、25の他方の分
岐光路上及びミラー26の反射光路上には、図6(a) 〜
(d) に示すようにそれぞれレーザビームの通過区域を設
定する各遮光板27〜29及びレーザビームの強度を任
意に変化させる各フィルタ30〜32が配置されてい
る。
On the other branch optical path of these half mirrors 24 and 25 and on the reflected optical path of the mirror 26, as shown in FIG.
As shown in (d), light-shielding plates 27 to 29 for setting laser beam passage areas and filters 30 to 32 for arbitrarily changing the intensity of the laser beam are arranged.

【0063】これらフィルタ30〜32を透過するレー
ザビームの光路上には、光合成光学系としてのハーフミ
ラー33、34及びミラー35が配置されている。
Half mirrors 33, 34 and a mirror 35 as a photosynthesis optical system are arranged on the optical path of the laser beam passing through these filters 30-32.

【0064】このような平滑化光学系20であれば、レ
ーザビームが入射すると、このレーザビームは、ハーフ
ミラー24で2方向に分岐され、その一方のレーザビー
ムがハーフミラー25に到達し、ここでさらに2方向に
分岐され、その一方のレーザビームがミラー26に到達
する。
With such a smoothing optical system 20, when a laser beam is incident, this laser beam is split into two directions by the half mirror 24, and one of the laser beams reaches the half mirror 25 and Is further branched into two directions, and one of the laser beams reaches the mirror 26.

【0065】各ハーフミラー24、25で他方に分岐さ
れた各レーザビームとミラー26で反射したレーザビー
ムとは、それぞれ遮光板27〜29を通過することによ
り光の通過区域が規定され、さらに次のフィルタ30〜
32を透過することにより強度分布が変化する。
The laser beams branched to the other by the half mirrors 24 and 25 and the laser beam reflected by the mirror 26 respectively pass through the light shielding plates 27 to 29 to define the light passage areas. Filter 30 ~
By passing through 32, the intensity distribution changes.

【0066】これらフィルタ30〜32を透過した各レ
ーザビームは、各ハーフミラー33、34及びミラー3
5により合わせられ、所望の強度分布で平滑化されたも
のとなる。
The laser beams transmitted through these filters 30 to 32 are reflected by the half mirrors 33 and 34 and the mirror 3.
5 and smoothed with a desired intensity distribution.

【0067】又、レーザビームの強度分布を任意の分布
に持たせる方法がある。例えば図7に示すようにレーザ
の経路が曲がる場合、内側と外側とでは硬化に必要なパ
ワーは異なる。そこで、同図右側に示すような強度分布
を持たせると硬化は均一となる。
There is also a method in which the intensity distribution of the laser beam has an arbitrary distribution. For example, when the laser path bends as shown in FIG. 7, the power required for curing differs between the inside and the outside. Therefore, if the intensity distribution shown in the right side of the figure is given, the curing becomes uniform.

【0068】このような湾曲部では、内側のレーザビー
ムの移動距離と外側のレーザビームの移動距離とは異な
るので、外側のレーザビームの強度が高くなる。
In such a curved portion, since the moving distance of the inner laser beam and the moving distance of the outer laser beam are different, the intensity of the outer laser beam becomes high.

【0069】一方、検出ヘッド40には、変形センサ4
1、応力センサ42及び固定ブロック43が設けられて
いる。
On the other hand, the deformation sensor 4 is attached to the detection head 40.
1, a stress sensor 42 and a fixed block 43 are provided.

【0070】この検出ヘッド40には、図8の上方から
見た構成図に示すように固定ブロック43が中央部に設
けられ、この固定ブロック43に対して両側にそれぞれ
例えば100mm程度の間隔を隔てて変形センサ41と
応力センサ42とが設けられている。
A fixed block 43 is provided in the central portion of the detection head 40 as shown in the configuration view from above in FIG. 8, and the fixed block 43 is separated from the fixed block 43 by a distance of about 100 mm on both sides. A deformation sensor 41 and a stress sensor 42 are provided.

【0071】これら変形センサ41、応力センサ42及
び固定ブロック43は、図9に示すように光硬化性樹脂
2の表面に対して所定角度で傾斜し、かつ変形センサ4
1及び応力センサ42の各検出端44、45及び固定ブ
ロック43の固定端46が光硬化性樹脂2の表面から僅
かに浸された状態に設定される。
As shown in FIG. 9, the deformation sensor 41, the stress sensor 42, and the fixed block 43 are inclined at a predetermined angle with respect to the surface of the photocurable resin 2, and the deformation sensor 4
1 and the respective detection ends 44 and 45 of the stress sensor 42 and the fixed end 46 of the fixed block 43 are set to be slightly dipped from the surface of the photocurable resin 2.

【0072】又、これら変形センサ41、応力センサ4
2及び固定ブロック43の各検出端44、45及び固定
端46は、レーサビームの走査線上に配置されるように
形状及び姿勢が調整される。
The deformation sensor 41 and the stress sensor 4 are also included.
The shape and orientation of each of the detection ends 44, 45 and the fixed end 46 of the fixed block 43 are fixed on the scanning line of the laser beam.

【0073】このうち変形センサ41は、剛性を極力小
さくした設計であり、固定ブロック43の固定端46と
検出端44との間にレーザビームの1走査により形成さ
れる線形状硬化物47に引っ張り力がほとんど生ぜず、
変形量のみを検出する機能を有している。
Of these, the deformation sensor 41 is designed to have the rigidity as small as possible, and is stretched by the linear hardened material 47 formed by one scanning of the laser beam between the fixed end 46 and the detection end 44 of the fixed block 43. Almost no power,
It has a function to detect only the amount of deformation.

【0074】図10はかかる変形センサ41の具体的な
構造図であり、同図(a) は上方から見た図、同図(b) は
側面図である。
FIG. 10 is a specific structural diagram of the deformation sensor 41. FIG. 10A is a view seen from above and FIG. 10B is a side view.

【0075】この変形センサ41は、例えばアルミニウ
ム等の金属材料により形成されており、薄板状で切欠き
44aの形成された検出端44を設けた可動ブロック4
8と固定ブロック49とを2枚の互いに平行な各薄板5
0、51により接続した構造となっている。
The deformation sensor 41 is made of a metal material such as aluminum, and is a thin plate-shaped movable block 4 provided with a detection end 44 having a notch 44a.
8 and a fixed block 49 are two thin plates 5 parallel to each other.
It has a structure in which 0 and 51 are connected.

【0076】なお、各薄板50、51は、例えば厚さ
0.3mm程度、幅5mm程度、長さ75mm程度に長
く形成し、剛性を約44mN/mmと小さくなるように
設計されている。
The thin plates 50 and 51 are designed to have a thickness of about 0.3 mm, a width of about 5 mm, and a length of about 75 mm, and have a rigidity of about 44 mN / mm.

【0077】又、固定ブロック49と各薄板50、51
との間には、各歪みゲージ52、53が設けられ、これ
ら歪みゲージ52、53により変形量が検出される。
Further, the fixed block 49 and the thin plates 50, 51
Strain gauges 52 and 53 are provided between and, and the amount of deformation is detected by these strain gauges 52 and 53.

【0078】応力センサ42は、剛性を極力大きくした
設計であり、固定ブロック43の固定端46と検出端4
5との間にレーザビームの1走査により形成される線形
状硬化物47に変形はほとんど生じないことから、引っ
張り力のみを検出する機能を有している。
The stress sensor 42 is designed so that the rigidity thereof is maximized, and the stress sensor 42 has a fixed end 46 and a detection end 4 of the fixed block 43.
Since the linear hardened material 47 formed by one scanning of the laser beam with respect to 5 hardly deforms, it has a function of detecting only the pulling force.

【0079】図11はかかる応力センサ42の具体的な
構造図であり、同図(a) は上方から見た図、同図(b) は
側面図である。
FIG. 11 is a concrete structural view of the stress sensor 42. FIG. 11 (a) is a view from above and FIG. 11 (b) is a side view.

【0080】この応力センサ42は、例えばアルミニウ
ム等の金属材料により形成されており、薄板状で切欠き
45aの形成された検出端45を設けた可動ブロック5
4と固定ブロック55とを2枚の互いに平行な各薄板5
6、57により接続した構造となっている。
The stress sensor 42 is made of, for example, a metal material such as aluminum, and is a thin plate-shaped movable block 5 provided with a detection end 45 having a notch 45a.
4 and the fixed block 55 are two thin plates 5 parallel to each other.
The structure is such that they are connected by 6, 57.

【0081】なお、各薄板56、57は、例えば厚さ
0.3mm程度、幅5mm程度、長さ10mm程度に短
く形成し、剛性を約18N/mmと大きくなるように設
計されている。
The thin plates 56, 57 are designed to have a thickness of about 0.3 mm, a width of about 5 mm, a length of about 10 mm, and a rigidity of about 18 N / mm.

【0082】又、固定ブロック55と各薄板56、57
との間には、各歪みゲージ58、59が設けられ、これ
ら歪みゲージ58、59により応力量が検出される。
Further, the fixed block 55 and the thin plates 56 and 57.
Strain gauges 58 and 59 are provided between and, and the amount of stress is detected by these strain gauges 58 and 59.

【0083】これら変形センサ41及び応力センサ42
の設けられた検出ヘッド40は、駆動機構60に設けら
れ、この駆動機構60の駆動により樹脂容器1に対して
進退及び昇降するものとなっている。
These deformation sensor 41 and stress sensor 42
The detection head 40 provided with is provided in the drive mechanism 60, and is driven by the drive mechanism 60 to move forward and backward and move up and down with respect to the resin container 1.

【0084】なお、これら変形センサ41及び応力セン
サ42の上方には、硬化物除去具61が配置され、この
硬化物除去具61が下降することにより変形センサ41
及び応力センサ42に付着した線形状硬化物47を取り
除くものとなっている。
A cured material removing tool 61 is arranged above the deformation sensor 41 and the stress sensor 42, and the deformation sensor 41 is lowered by descending the cured material removing tool 61.
Also, the linear cured material 47 attached to the stress sensor 42 is removed.

【0085】これら変形センサ41、応力センサ42に
は、それぞれストレーンアンプ62、63、A/D変換
器64、65を介してコンピュータ66が接続されてい
る。これにより、変形センサ41により検出された変形
量及び応力センサ42により検出された応力は、それぞ
れ変形情報D、応力情報Fとしてコンピュータ66に送
られる。
A computer 66 is connected to the deformation sensor 41 and the stress sensor 42 via strain amplifiers 62 and 63 and A / D converters 64 and 65, respectively. Accordingly, the deformation amount detected by the deformation sensor 41 and the stress detected by the stress sensor 42 are sent to the computer 66 as deformation information D and stress information F, respectively.

【0086】このコンピュータ66は、これら変形情報
D及び応力情報Fを内部のメモリに記憶し、かつ線形状
硬化物47に対する評価判定を行う造形条件判定手段6
7、及び造型条件の設定を行う造形制御手段68の各機
能を有している。
The computer 66 stores the deformation information D and the stress information F in an internal memory, and evaluates and determines the linear condition cured material 47.
7 and each function of the modeling control means 68 for setting the molding conditions.

【0087】すなわち、コンピュータ66には、記憶装
置69が接続され、この記憶装置69内に形状データベ
ース70、変形データベース71及び造形条件・変形・
応力データベース72が形成されている。
That is, a storage device 69 is connected to the computer 66, and in this storage device 69, a shape database 70, a deformation database 71 and a molding condition / deformation
A stress database 72 is formed.

【0088】このうち形状データベース70には、造形
する形状が複数記憶されている。この造形する形状は、
例えば図12(a) 〜(c) に示すようにボックス、カンチ
レバー、コの字などであり、これら形状は、光硬化性樹
脂2にレーザビームを照射して硬化するときにその形状
特有の変形が生じる。
Among them, the shape database 70 stores a plurality of shapes to be formed. The shape to be shaped is
For example, as shown in FIGS. 12 (a) to 12 (c), there are a box, a cantilever, a U-shape, and the like. These shapes are deformations peculiar to the shape when the photocurable resin 2 is irradiated with a laser beam and cured. Occurs.

【0089】変形データベース71には、基礎的な造形
実験や経験などに基づき求められた変形及び応力と造形
物精度の関係式またはデータ、すなわち図13に示すよ
うに光硬化性樹脂2にレーザビームを照射したときに造
形される線形状硬化物や面状硬化物に対して検出された
変形情報D、応力情報Fに対する反り変形量Ds、収縮
変形量Dcの関係が各造形形状ごとに記憶されている。
In the deformation database 71, the relational expression or data between the deformation and the stress obtained based on the basic modeling experiment and experience, and the accuracy of the modeled object, that is, as shown in FIG. The relationship between the deformation information D detected for the line-shaped cured product and the surface-cured product that are modeled when the light is irradiated, the warpage deformation amount Ds with respect to the stress information F, and the contraction deformation amount Dc is stored for each modeling shape. ing.

【0090】例えば、図12(b) に示す造形形状の1つ
であるカンチレバーにおける反り変形Dsは、 Ds=f(F,L) =K2 ・L・F1/2 …(1) の関係式により表される。ここで、Fは応力、L
(L1 ,L2 ,L3 ,…)はカンチレバーの長さであ
る。
For example, the warp deformation Ds of the cantilever which is one of the modeling shapes shown in FIG. 12 (b) is Ds = f (F, L) = K 2 · L · F 1/2 (1) It is represented by a formula. Where F is stress, L
(L 1 , L 2 , L 3 , ...) Is the length of the cantilever.

【0091】又、同造形形状のキューブにおける収縮変
形Dcは、 Dc=f(D) =K1 ・Dl …(2) の関係式により表される。ここで、Dは変形である。
The shrinkage deformation Dc of the cube having the same shape is expressed by the relational expression of Dc = f (D) = K 1 .Dl (2). Here, D is a transformation.

【0092】造形条件・変形・応力データベース72に
は、基礎的な造形実験や経験などに基づき求められた造
形条件、すなわちレーザービーム強度及びその走査速度
と変形及び応力との関係式を記憶するもので、例えば線
形状硬化物におけるレーザ走査速度に対するレーザ強
度、走査間隔に対する面状硬化物の変形等が記憶されて
いる。
The modeling conditions / deformation / stress database 72 stores modeling conditions found based on basic modeling experiments and experience, that is, relational expressions of laser beam intensity and its scanning speed with deformation and stress. For example, the laser intensity with respect to the laser scanning speed of the linear cured product, the deformation of the planar cured product with respect to the scanning interval, and the like are stored.

【0093】従って、上記造形条件判定手段67は、変
形センサ41により検出された変形情報D、又は応力セ
ンサ42により検出された応力情報Fを入力し、これら
変形情報D、応力情報Fから変形データベース71に記
憶されている上記関係式(1)(2)を用いて反り変形量D
s、収縮変形量Dcを求め、これら反り変形量Ds、収
縮変形量Dcが光硬化性樹脂2の硬化部分の形状誤差が
許容値内にあるか否かを評価判定する機能を有してい
る。
Therefore, the modeling condition judging means 67 inputs the deformation information D detected by the deformation sensor 41 or the stress information F detected by the stress sensor 42, and the deformation database is formed from these deformation information D and stress information F. The warp deformation amount D is calculated by using the above relational expressions (1) and (2) stored in 71.
s, the shrinkage deformation amount Dc, and the warp deformation amount Ds and the shrinkage deformation amount Dc have a function of evaluating and determining whether or not the shape error of the cured portion of the photocurable resin 2 is within the allowable value. .

【0094】造形制御手段68は、造形条件判定手段6
7により光硬化性樹脂2の硬化部分の形状誤差が許容値
内にあれば造形を実施し、かつ光硬化性樹脂2の硬化部
分の形状誤差が許容値を越えれば、造形条件・変形・応
力データベース72に記憶されているレーザビーム強度
等から成る造形条件を変更して造形を実施する機能を有
している。
The modeling control means 68 is a modeling condition determination means 6
If the shape error of the cured portion of the photocurable resin 2 is within the allowable value according to 7, modeling is performed, and if the shape error of the cured portion of the photocurable resin 2 exceeds the allowable value, molding conditions, deformation, stress It has a function of changing the modeling conditions such as the laser beam intensity stored in the database 72 and performing the modeling.

【0095】この造形制御手段68は、変更設定された
レーザビーム強度やその走査速度の造形条件をレーザ発
振器5及びガルバノミラー10に対して設定する機能を
有している。
The modeling control means 68 has a function of setting the modeling conditions of the changed laser beam intensity and its scanning speed for the laser oscillator 5 and the galvanometer mirror 10.

【0096】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて図13に示す造形の流れ図に従って説明する。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to the flow chart of modeling shown in FIG.

【0097】光硬化性樹脂2にレーザビームを照射して
光造形を実施する前に、造形物精度を直接決定する変形
量及び応力量が検出される。
Before irradiating the photocurable resin 2 with a laser beam to perform optical modeling, the amount of deformation and the amount of stress that directly determine the precision of the modeled object are detected.

【0098】すなわち、検出ヘッド40の移動により変
形センサ41、応力センサ42及び固定ブロック43の
各検出端44a、45a及び固定端46は、図8に示す
ように光硬化性樹脂2に浸され、かつこれら検出端44
a、45a及び固定端46を結ぶ上端線が光硬化性樹脂
2の液面と等しくなるように形状及び姿勢が調整され
る。
That is, by the movement of the detection head 40, the deformation sensor 41, the stress sensor 42, and the detection ends 44a and 45a of the fixed block 43 and the fixed end 46 are immersed in the photocurable resin 2 as shown in FIG. And these detection ends 44
The shape and posture are adjusted so that the upper end line connecting the a and 45a and the fixed end 46 becomes equal to the liquid surface of the photocurable resin 2.

【0099】又、これら変形センサ41、応力センサ4
2及び固定ブロック43の各検出端44a、45a及び
固定端46は、レーザビームの走査線上に配置される。
The deformation sensor 41 and the stress sensor 4 are also included.
Each of the detection ends 44a and 45a of the fixed block 43 and the fixed end 46 of the fixed block 43 is arranged on the scanning line of the laser beam.

【0100】なお、これら変形センサ41、応力センサ
42及び固定ブロック43が配置される位置は、実際に
光造形が行われるところとは別のところとなっている。
The positions where the deformation sensor 41, the stress sensor 42, and the fixed block 43 are arranged are different from the positions where the optical molding is actually performed.

【0101】レーザ発振器5から強度Wのレーザビーム
が出力されると、このレーザビームは、ガルバノミラー
10の走査により変形センサ41、応力センサ42及び
固定ブロック43の各検出端44a、45a及び固定端
46と交わるように走査速度Vで光硬化性樹脂2に1走
査される。
When a laser beam of intensity W is output from the laser oscillator 5, the laser beam is scanned by the galvanometer mirror 10 to detect the deformation sensor 41, the stress sensor 42, and the fixed ends of the fixed block 43. The photo-curable resin 2 is scanned once at a scanning speed V so as to intersect with 46.

【0102】このレーザビームの1走査により例えば長
さ100mmの線形状硬化物47が造形される。
A linear shaped cured product 47 having a length of 100 mm, for example, is formed by one scan of this laser beam.

【0103】この線形状硬化物47が、硬化・収縮する
に伴い、この線形状硬化物47に生じる引っ張り力が、
変形センサ41及び応力センサ42の各検出端44a、
45aに作用する。
As the linear cured product 47 is cured and shrunk, the tensile force generated in the linear cured product 47 is
Each of the detection ends 44a of the deformation sensor 41 and the stress sensor 42,
It acts on 45a.

【0104】このうち変形センサ41は、剛性を極力小
さくしてあるので、固定ブロック43の固定端46と検
出端44との間に造形される線形状硬化物47に引っ張
り力がほとんど生ぜず、変形量のみを検出する。
Of these, the deformation sensor 41 has the rigidity made as small as possible, and therefore, the linear hardened material 47 formed between the fixed end 46 and the detection end 44 of the fixed block 43 has almost no tensile force. Only the amount of deformation is detected.

【0105】すなわち、検出端44aに力が作用し、可
動ブロック48が検出方向に変位すると、各薄板50、
51に変形が生じる。このとき各薄板50、51に生じ
表面ひずみが各歪みゲージ52、53により検出され
る。
That is, when a force acts on the detection end 44a and the movable block 48 is displaced in the detection direction, each thin plate 50,
Deformation occurs at 51. At this time, the surface strain generated in each thin plate 50, 51 is detected by each strain gauge 52, 53.

【0106】又、応力センサ42は、剛性を極力大きく
してあるので、固定ブロック43の固定端46と検出端
45との間に造形される線形状硬化物47に変形はほと
んど生ぜず、引っ張り力のみを検出する。
Further, since the stress sensor 42 is made as rigid as possible, the linear hardened material 47 formed between the fixed end 46 and the detection end 45 of the fixed block 43 is hardly deformed and is pulled. Detect only force.

【0107】すなわち、検出端45aに力が作用し、可
動ブロック54が検出方向に変位すると、各薄板56、
57に変形が生じる。このとき各薄板56、57に生じ
表面ひずみが各歪みゲージ58、59により検出され
る。
That is, when a force acts on the detection end 45a and the movable block 54 is displaced in the detection direction, each thin plate 56,
Deformation occurs at 57. At this time, the surface strain generated in each thin plate 56, 57 is detected by each strain gauge 58, 59.

【0108】これら変形センサ41により検出された変
形量及び応力センサ42により検出された応力量は、そ
れぞれストレーンアンプ62、63、A/D変換器6
4、65を介して変形情報D、応力情報Fとしてコンピ
ュータ66に送られる。
The deformation amount detected by the deformation sensor 41 and the stress amount detected by the stress sensor 42 are the strain amplifiers 62 and 63 and the A / D converter 6, respectively.
Deformation information D and stress information F are sent to the computer 66 via the Nos. 4 and 65.

【0109】コンピュータ66は、ステップ#1におい
て、光造形を実施する造形形状を形状データベース70
から検索し、続いて変形センサ41により検出された変
形情報D及び応力センサ42により検出された応力情報
Fを入力する。
The computer 66, in step # 1, prints a shaping database 70 for carrying out stereolithography.
Then, the deformation information D detected by the deformation sensor 41 and the stress information F detected by the stress sensor 42 are input.

【0110】このコンピュータ66の造形条件判定手段
67は、ステップ#2、#3乃至ステップ#4におい
て、変形データベース71から例えば造形形状の1つで
あるカンチレバーにおける反り変形Ds及びキューブに
おける収縮変形Dcを求める上記関係式(1)(2)を検索
し、これら関係式(1)(2)に変形情報D、応力情報Fを代
入してカンチレバーにおける反り変形Ds及びキューブ
における収縮変形Dcを求める。
In step # 2, # 3 to step # 4, the shaping condition determining means 67 of the computer 66 determines, for example, the warp deformation Ds of the cantilever and the contraction deformation Dc of the cube, which are one of the shaping shapes, from the deformation database 71. The relational expressions (1) and (2) to be obtained are searched, and the deformation information D and the stress information F are substituted into these relational expressions (1) and (2) to obtain the warp deformation Ds of the cantilever and the contraction deformation Dc of the cube.

【0111】次に造形条件判定手段67は、ステップ#
5において、これら反り変形量Ds、収縮変形量Dcが
光硬化性樹脂2の硬化部分の形状誤差が許容値内にある
か否かを評価判定する。
Next, the modeling condition judging means 67 determines in step #
In 5, it is evaluated whether or not the warp deformation amount Ds and the contraction deformation amount Dc are within the allowable values of the shape error of the cured portion of the photocurable resin 2.

【0112】この造形条件判定手段67により線形状硬
化物47の形状誤差が許容値内であれば、造形制御手段
68は、ステップ#6において、レーザビーム強度及び
その走査速度の造形条件が適切であると評価判定し、レ
ーザ発振器5及びガルバノミラー10に対して造形実施
の指令を発する。
If the shaping condition determination means 67 determines that the shape error of the linear-shaped cured product 47 is within the allowable value, the shaping control means 68 determines in step # 6 that the shaping conditions of the laser beam intensity and its scanning speed are appropriate. It is judged that there is such a judgment, and the laser oscillator 5 and the galvanometer mirror 10 are instructed to perform modeling.

【0113】ところが、線形状硬化物47の形状誤差が
許容値を越えていれば、造形制御手段68は、ステップ
#7〜#9に移り、造形条件・変形・応力データベース
72に記憶されているレーザビーム強度等から成る造形
条件を変更する。
However, if the shape error of the line-shaped cured product 47 exceeds the allowable value, the molding control means 68 moves to steps # 7 to # 9 and is stored in the molding condition / deformation / stress database 72. Change the molding conditions such as laser beam intensity.

【0114】そして、造形制御手段68は、変更設定さ
れたレーザビーム強度やその走査速度の造形条件をレー
ザ発振器5及びガルバノミラー10に対して設定する。
Then, the shaping control means 68 sets the shaping conditions of the changed laser beam intensity and its scanning speed for the laser oscillator 5 and the galvanometer mirror 10.

【0115】このようにレーザビーム強度やその走査速
度の造形条件が設定されると、実際の造形を実施する。
When the shaping conditions of the laser beam intensity and the scanning speed thereof are set in this way, the actual shaping is carried out.

【0116】先ず、造形ベース4がエレベータ3の昇降
制御により光硬化性樹脂2の表面付近に配置される。
First, the molding base 4 is placed near the surface of the photocurable resin 2 by controlling the elevator 3 to move up and down.

【0117】レーザ発振器5からレーザビームが出力さ
れると、このレーザビームは、図3に示すようにカライ
ドスコープ22などを用いた平滑化光学系20を透過す
ることによりガウシアン分布の強度分布が平滑化され
る。
When a laser beam is output from the laser oscillator 5, the laser beam passes through a smoothing optical system 20 using a kaleidoscope 22 as shown in FIG. Smoothed.

【0118】このカライドスコープ22を用いた平滑化
光学系20は、図3に示すようにレーザビームが入射す
ると、このレーザビームを入射レンズ21によりカライ
ドスコープ22に集光する。このカライドスコープ22
は、入射したレーザビームがカライドスコープ内で反射
を繰り返し、その結果出力するレーザビームの強度分布
を平滑化する。そして、カライドスコープ22から出力
されたレーザビームは、結像レンズ23を通してガルバ
ノミラー10に送られる。
The smoothing optical system 20 using the kaleidoscope 22 collects the laser beam on the kaleidoscope 22 by the incident lens 21 when the laser beam enters as shown in FIG. This kaleidoscope 22
In, the incident laser beam is repeatedly reflected in the kaleidoscope, and as a result, the intensity distribution of the output laser beam is smoothed. Then, the laser beam output from the kaleidoscope 22 is sent to the galvanometer mirror 10 through the imaging lens 23.

【0119】なお、この平滑化光学系20は、例えばカ
ライドスコープ22の設計を変更することによってレー
ザビームの強度分布の形状が任意に設定される。
In the smoothing optical system 20, the shape of the intensity distribution of the laser beam can be arbitrarily set by changing the design of the kaleidoscope 22, for example.

【0120】又、カライドスコープ光学系の出力端側に
所望形状のスリット板を配置することによりレーザビー
ムの形状は、造形に応じて図4に示すように円、又はこ
れに限らず楕円、長方形、三角形等の所望形状に整形さ
れる。
By arranging a slit plate having a desired shape on the output end side of the kaleidoscope optical system, the shape of the laser beam is a circle as shown in FIG. It is shaped into a desired shape such as a rectangle or a triangle.

【0121】なお、平滑化光学系20は、カライドスコ
ープ光学系に限らず図5に示すようにハーフミラー24
等を用いたもの、図7に示すように光ファイバー36に
湾曲を形成したものを用いてもよい。
The smoothing optical system 20 is not limited to the kaleidoscope optical system, and as shown in FIG.
Alternatively, the optical fiber 36 may be curved, as shown in FIG.

【0122】例えば、図5に示すハーフミラー24等を
用いた平滑化光学系20であれば、レーザビームがハー
フミラー24に入射すると、このレーザビームは、2方
向に分岐され、その一方のレーザビームがハーフミラー
25に入射し、ここでさらに2方向に分岐され、その一
方のレーザビームがミラー26に送られる。
For example, in the smoothing optical system 20 using the half mirror 24 and the like shown in FIG. 5, when the laser beam is incident on the half mirror 24, this laser beam is split into two directions, and one of the laser beams is split. The beam is incident on the half mirror 25, where it is further branched into two directions, and one of the laser beams is sent to the mirror 26.

【0123】ハーフミラー24で他方に分岐したレーザ
ビームは、遮光板27及びフィルタ30を透過してハー
フミラー33に至る。
The laser beam branched to the other side by the half mirror 24 passes through the light shielding plate 27 and the filter 30 and reaches the half mirror 33.

【0124】これと共に、ハーフミラー25で分岐した
他方のレーザビームは、遮光板28及びフィルタ31を
透過してハーフミラー34に至り、ミラー26で反射し
たレーザビームは、遮光板29及びフィルタ32を透過
してミラー35に至る。
At the same time, the other laser beam branched by the half mirror 25 passes through the light blocking plate 28 and the filter 31 to reach the half mirror 34, and the laser beam reflected by the mirror 26 passes through the light blocking plate 29 and the filter 32. It passes through and reaches the mirror 35.

【0125】そうして、ハーフミラー34、ミラー26
でそれぞれ反射したレーザビームは、ハーフミラー33
に送られ、ここで先に分岐された各レーザビームが合わ
せられる。
Then, the half mirror 34 and the mirror 26
The laser beams reflected by the
Where each of the previously branched laser beams is combined.

【0126】このように合成されたレーザビームは、各
遮光板27〜29及び各フィルタ30〜32を透過して
いるので、所望の強度分布で平滑化されたものとなる。
The laser beam thus synthesized passes through the light shielding plates 27 to 29 and the filters 30 to 32, and is thus smoothed with a desired intensity distribution.

【0127】又、図7に示すように光ファイバー36を
湾曲すれば、この湾曲部内側のレーザビームの移動距離
と外側のレーザビームの移動距離とが異なることから、
外側のレーザビームの強度が高くなる。これにより、所
望の強度分布で平滑化されたレーザビームを得ることが
できる。
If the optical fiber 36 is curved as shown in FIG. 7, the moving distance of the laser beam inside the curved portion is different from the moving distance of the outer laser beam.
The intensity of the outer laser beam is increased. This makes it possible to obtain a laser beam smoothed with a desired intensity distribution.

【0128】このように平滑化光学系20により強度分
布の平滑化されたレーザビームは、ガルバノミラー10
により光硬化性樹脂2の表面に走査され、第1層目の硬
化部分が形成される。
The laser beam whose intensity distribution has been smoothed by the smoothing optical system 20 in this way is transmitted by the galvanometer mirror 10.
Thus, the surface of the photocurable resin 2 is scanned, and the cured portion of the first layer is formed.

【0129】続いて、造形ベース4がエレベータ3の昇
降制御により下降し、レーザ発振器5から出力されたレ
ーザビームがガルバノミラー10により光硬化性樹脂2
の表面に走査され、第2層目の硬化部分が形成される。
Subsequently, the molding base 4 is lowered by the elevation control of the elevator 3, and the laser beam output from the laser oscillator 5 is moved by the galvano mirror 10 to the photocurable resin 2.
The surface of is scanned and the cured portion of the second layer is formed.

【0130】以下、同様に造形ベース4が下降してレー
ザビームが光硬化性樹脂2の表面に走査される動作が繰
り返され、所望する3次元形状が造形される。
Thereafter, similarly, the modeling base 4 descends and the operation of scanning the surface of the photocurable resin 2 with the laser beam is repeated, and a desired three-dimensional shape is modeled.

【0131】このように上記第1の実施の形態において
は、レーザ発振器5から出力されるガウシアン分布の強
度分布を持つレーザビームをカライドスコープ22など
を用いた平滑化光学系20を透過することにより平滑化
して光硬化性樹脂2に走査するので、レーザビームの強
度分布を平滑化でき、高精度の造形ができる。
As described above, in the first embodiment, the laser beam having the intensity distribution of the Gaussian distribution output from the laser oscillator 5 is transmitted through the smoothing optical system 20 using the kaleidoscope 22 or the like. Since the light-curable resin 2 is smoothed by the above and scanned, the intensity distribution of the laser beam can be smoothed, and high-precision modeling can be performed.

【0132】すなわち、光硬化性樹脂2の硬化物におけ
るX−Y平面内の硬化度合いを均一化でき、かつ造形時
のレーザビームの各走査の重なりを最小限に抑えること
ができる。
That is, the degree of curing in the XY plane in the cured product of the photocurable resin 2 can be made uniform, and the overlap of the laser beam scans during modeling can be minimized.

【0133】又、レーザビーム形状を図4に示すように
長方形や三角形等の角形状にできるので、単位面積当た
りに光硬化性樹脂2に与えるエネルギーを均一化でき
る。
Further, since the laser beam can be formed into a rectangular shape such as a rectangle or a triangle as shown in FIG. 4, the energy given to the photocurable resin 2 per unit area can be made uniform.

【0134】このように硬化度合いを均一化して造形時
のレーザビームの各走査の重なりを最小限に抑えられ、
かつ光硬化性樹脂2に与えるエネルギーを均一化できる
ので、3次元造形物の精度を高くできる。
In this way, the degree of curing is made uniform, and the overlap of the laser beam scans during modeling can be minimized.
In addition, since the energy applied to the photocurable resin 2 can be made uniform, the accuracy of the three-dimensional structure can be increased.

【0135】一方、光硬化性樹脂2にレーザビームを照
射してその線形状硬化物47における変形量又は収縮応
力を検出し、これら変形量又は収縮応力から造形データ
に基づいて線形状硬化物47の形状誤差が許容値内にあ
るか否かを評価判定し、この評価判定の結果、線形状硬
化物47の形状誤差が許容値内にあれば造形を実施し、
かつ線形状硬化物47の形状誤差が許容値を越えれば造
形条件を変更して造形を実施するようにしたので、光硬
化性樹脂2の硬化する際に生じる変形や収縮応力をリア
ルタイムに測定し、これら変形や収縮応力から最適な造
形条件で高精度な造形ができる。
On the other hand, the photocurable resin 2 is irradiated with a laser beam to detect the amount of deformation or shrinkage stress in the linear-shaped cured product 47, and the linear-shaped cured product 47 is calculated from the amount of deformation or shrinkage stress based on modeling data. If the shape error of the linear shape cured product 47 is within the allowable value, the molding is carried out.
Moreover, when the shape error of the linear-shaped cured product 47 exceeds the allowable value, the molding conditions are changed to perform the molding. From these deformations and shrinkage stresses, highly accurate modeling can be performed under optimal modeling conditions.

【0136】すなわち、レーザビームの光硬化性樹脂2
における作用点でのレーザビームの強度変動やレーザビ
ーム強度分布の変化、温度変化等に伴う光硬化性樹脂2
の特性変化があった場合でも最適な造形条件を保証で
き、高精度に3次元の造形を実施できる。
That is, the laser beam photocurable resin 2
Photocurable resin 2 due to fluctuations in laser beam intensity, changes in laser beam intensity distribution, temperature changes, etc.
Even if there is a change in the characteristics, the optimum molding conditions can be guaranteed and high-precision three-dimensional molding can be performed.

【0137】又、光硬化性樹脂2の硬化・収縮現象をリ
アルタイムに測定でき、光硬化性樹脂2の硬化・収縮現
象の解明及び硬化物に生じる応力や変形の計算ができ
る。
Further, the curing / shrinking phenomenon of the photocurable resin 2 can be measured in real time, the curing / shrinking phenomenon of the photocurable resin 2 can be clarified, and the stress and deformation occurring in the cured product can be calculated.

【0138】従って、平滑化された強度分布のレーザビ
ームを用い、かつ光硬化性樹脂2の硬化する際に生じる
変形や収縮応力をリアルタイムに測定でき、これら変形
や収縮応力から最適な造形条件で高精度な造形ができ
る。
Therefore, it is possible to measure the deformation and shrinkage stress that occur when the photocurable resin 2 is hardened in real time by using the laser beam having the smoothed intensity distribution, and the optimum molding conditions can be obtained from these deformation and shrinkage stress. Highly accurate modeling is possible.

【0139】ここで、レーザビームを線状に1回走査し
たときに形成される線形状硬化物47の両端を拘束した
ときに生じる収縮力の測定結果について説明する。
Here, the measurement result of the contraction force generated when the both ends of the linear cured product 47 formed when the laser beam is linearly scanned once will be described.

【0140】この測定では、応力センサ42として出力
1.88μst/mm、剛性18.5mN/mmの性能のも
のを使用する。
In this measurement, a stress sensor 42 having an output of 1.88 μst / mm and a rigidity of 18.5 mN / mm is used.

【0141】この測定方法は、長さ100mmの線形状
硬化物47に生じる収縮力を応力センサ42により測定
し、かつその造形条件は、硬化深さ0.4mm、0.5
mm、0.6mm、0.7mm、レーザ強度110m
W、235mW、465mWに設定する。
In this measuring method, the shrinkage force generated in the linear shaped cured product 47 having a length of 100 mm is measured by the stress sensor 42, and the modeling conditions are that the curing depth is 0.4 mm and 0.5.
mm, 0.6 mm, 0.7 mm, laser intensity 110 m
W, 235 mW, 465 mW.

【0142】図14は硬化深さと硬化終了後の収縮力と
の関係図である。
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the hardening depth and the shrinking force after the hardening is completed.

【0143】硬化深さが0.6mmまではレーザ強度の
違いによる収縮力の変化は認められない。硬化深さ0.
7mmでは、レーザ強度が465mWの場合、収縮力が
大きくなっている。これは線形状硬化物47の断面積の
変化と考えられる。
No change in shrinkage force due to the difference in laser intensity is observed up to the hardening depth of 0.6 mm. Curing depth 0.
At 7 mm, the contraction force is large when the laser intensity is 465 mW. This is considered to be a change in the cross-sectional area of the linear cured product 47.

【0144】従って、線形状硬化物47の収縮力は、硬
化深さに対して単調増加することが分かる。
Therefore, it is understood that the shrinkage force of the linear cured product 47 monotonically increases with the curing depth.

【0145】なお、本発明は、上記一実施の形態に限定
されるものでなく次の通り変形してもよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned one embodiment, but may be modified as follows.

【0146】例えば、レーザビーム強度分布の平滑化に
おいて、光源としてレーザ発振器5に限らず、UVラン
プ等を用いてもよい。
For example, in smoothing the laser beam intensity distribution, not only the laser oscillator 5 but also a UV lamp may be used as the light source.

【0147】又、一括露光装置に対しても適用可能であ
る。
It is also applicable to a collective exposure apparatus.

【0148】一方、光硬化性樹脂2の収縮の判定評価に
対して、例えば上記一実施の形態のでは線形状硬化物4
7に生じる変形及び応力を検出しているが、これに限ら
ず面形状硬化物に生じる変形や応力を検出することによ
って面形状硬化物の形状誤差が許容値内にあるか否かを
評価判定してもよい。
On the other hand, for the judgment evaluation of shrinkage of the photocurable resin 2, for example, in the above-mentioned one embodiment, the linear-shaped cured product 4 is used.
Although the deformation and stress generated in 7 are detected, the present invention is not limited to this, and the deformation and stress generated in the cured surface shape are detected to evaluate whether the shape error of the cured surface shape is within the allowable value. You may.

【0149】この場合、造形条件にレーザビームの走査
パターンや走査間隔といった条件が追加される。
In this case, conditions such as a laser beam scanning pattern and a scanning interval are added to the modeling conditions.

【0150】又、変形センサ41、応力センサ42を用
いる場合には、面形状硬化物のある一辺の変形や応力を
一次元的に検出することになる。なお、例えば直交する
2組の平行な薄板を設けた2軸応力センサを用意すれ
ば、2次元的な応力の検出が可能となる。変形センサの
場合も同様の手法が適用できる。
When the deformation sensor 41 and the stress sensor 42 are used, the deformation and stress on one side of the surface-shaped cured material are detected one-dimensionally. If a biaxial stress sensor provided with, for example, two sets of parallel thin plates that are orthogonal to each other is prepared, it is possible to detect a two-dimensional stress. The same method can be applied to the deformation sensor.

【0151】ここで、レーザビームを走査したときに形
成される面形状硬化物の収縮変形の測定結果について説
明する。
Here, the measurement result of the shrinkage deformation of the surface-shaped cured product formed when the laser beam is scanned will be described.

【0152】この測定では、図15に示すように2本の
変形センサ41a、41bを例えば間隔100mmで配
置し、正方形の面形状硬化物80の収縮変形を測定す
る。
In this measurement, as shown in FIG. 15, two deformation sensors 41a and 41b are arranged at intervals of 100 mm, for example, and the shrinkage deformation of the square surface-shaped cured product 80 is measured.

【0153】これら変形センサ41a、41bは、それ
ぞれ出力155μst/mm、151μst/mmで剛性2
8.8mN/mm、33.5mN/mmの性能を有した
ものを用いる。
These deformation sensors 41a and 41b have outputs of 155 μst / mm and 151 μst / mm, respectively, and rigidity 2
A material having a performance of 8.8 mN / mm and 33.5 mN / mm is used.

【0154】そして、面形状硬化物80の一辺の両端が
100mm離して配置した2本の変形センサ41a、4
1bに接触するようにし、レーザ走査開始から例えば1
60秒間の変形センサ41a、41bの出力を記録す
る。
Then, the two deformation sensors 41a and 4a are arranged such that both ends of one side of the surface-shaped cured product 80 are separated by 100 mm.
1b from the start of laser scanning, for example, 1
The outputs of the deformation sensors 41a and 41b for 60 seconds are recorded.

【0155】なお、レーザビームの走査パターンは、図
16(a)(b)に示すシングルスキャン(レーザビームを一
方向に走査)、同図(c)(d)に示すクロススキャン(レー
ザビームを直交する2方向に走査)の4通りとし、これ
ら走査パターンについて2方向の収縮を評価する。
The scanning patterns of the laser beam are as follows: single scan shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b) (scanning the laser beam in one direction) and cross scan shown in FIGS. 16 (c) and 16 (d). There are four patterns (scanning in two directions orthogonal to each other), and shrinkage in two directions is evaluated for these scanning patterns.

【0156】造形条件は、変形センサ41a、41bの
性能として、シングルスキャンの場合、硬化深さ0.2
5mm、ハッチ間隔0.127mm、0.152mm、
0.178mm、0.203mmである。
The molding conditions are such that the deformation sensors 41a and 41b have a performance of 0.2 in the case of single scan.
5 mm, hatch spacing 0.127 mm, 0.152 mm,
It is 0.178 mm and 0.203 mm.

【0157】又、クロススキャンの場合、硬化深さ0.
25mm、ハッチ間隔0.203mm、0.228m
m、0.254mm、0.279mm、0.305m
m、0.330mmである。
In the case of cross scan, the curing depth is 0.
25mm, hatch spacing 0.203mm, 0.228m
m, 0.254mm, 0.279mm, 0.305m
m, 0.330 mm.

【0158】このような測定において、レーザ走査方向
(クロススキャンの場合は1回目)の変形量をDx、そ
れと直交する方向の変形量をDyとする。
In such a measurement, the deformation amount in the laser scanning direction (first time in the case of cross scanning) is Dx, and the deformation amount in the direction orthogonal thereto is Dy.

【0159】図17〜図19は測定結果の一例であり、
図17はシングルスキャンでハッチ間隔が0.203m
m、図18及び図19はクロススキャンでハッチ間隔が
0.203mm、0.279mmである。
FIG. 17 to FIG. 19 are examples of measurement results,
Figure 17 shows a single scan with a hatch spacing of 0.203m
m, FIG. 18 and FIG. 19 are cross scans and hatch intervals are 0.203 mm and 0.279 mm.

【0160】クロススキャンでの変形のほとんどは、図
17及び図18に示すように2回目の走査により生じて
いることが確認される。
It is confirmed that most of the deformation in the cross scan is caused by the second scan as shown in FIGS. 17 and 18.

【0161】図20はハッチ間隔と最終的な変形との関
係図である。
FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the hatch interval and the final deformation.

【0162】シングルスキャンの場合、変形量DyがD
xよりも小さい。この理由は、レーザビームの走査中に
生じる収縮が既に硬化している部分の変形と未硬化樹脂
の流入により緩和される面状硬化物全体の変形に効いて
こないからと予測される。
In the case of single scan, the deformation amount Dy is D
less than x. The reason for this is presumed that the shrinkage generated during the scanning of the laser beam does not affect the deformation of the already hardened portion and the deformation of the entire planar hardened material which is alleviated by the inflow of the uncured resin.

【0163】クロススキャンの場合、ハッチ間隔が0.
25mm以上の場合には変形量DyがDxよりも小さく
なる。これは、線形状硬化物の幅が0.25mm以下で
あるので、このハッチ間隔では第1走査において隣合う
線形状硬化物が離れているからである。
In the case of cross scan, the hatch interval is 0.
When it is 25 mm or more, the deformation amount Dy becomes smaller than Dx. This is because the line-shaped cured product has a width of 0.25 mm or less, and thus the adjacent line-shaped cured products are separated in the first scan at this hatch interval.

【0164】図21はレーザ照射エネルギ密度と硬化終
了後の変形との関係をグラフ化したものである。面形状
硬化物の収縮変形は、レーザ照射密度に比例する傾向を
示している。面形状硬化物80の変形は、レーザ照射密
度にほぼ比例することが分かる。
FIG. 21 is a graph showing the relationship between the laser irradiation energy density and the deformation after completion of curing. The shrinkage deformation of the surface-shaped cured product tends to be proportional to the laser irradiation density. It can be seen that the deformation of the surface-shaped cured product 80 is almost proportional to the laser irradiation density.

【0165】又、光硬化性樹脂2の収縮の判定評価に対
しては次の通り変形してもよい。
The shrinkage evaluation of the photocurable resin 2 may be modified as follows.

【0166】変形センサ41の代わりに、光硬化性樹脂
2の液面上の検出点にこの光硬化性樹脂2に悪影響を与
えぬようにテフロン性のマーカを浮かべ、その挙動をC
DDカメラ等により画像として捉えることによって硬化
・収縮に伴う硬化物の変形を検出するようにしてもよ
い。
Instead of the deformation sensor 41, a Teflon marker is floated at a detection point on the liquid surface of the photocurable resin 2 so as not to adversely affect the photocurable resin 2, and its behavior is C
Deformation of the cured product due to curing / shrinkage may be detected by capturing an image with a DD camera or the like.

【0167】又、上記一実施の形態では、硬化物の各層
ごとに光硬化性樹脂2の変形及び応力を検出している
が、経験的にレーザ強度や光硬化性樹脂2の温度等が短
時間では変化しないことが明らかになっている場合に
は、必ずしも各層ごとに光硬化性樹脂2の変形を検出す
る必要はない。
Further, in the above-described one embodiment, the deformation and stress of the photocurable resin 2 are detected for each layer of the cured product, but empirically the laser intensity and the temperature of the photocurable resin 2 are short. If it is clear that it does not change with time, it is not always necessary to detect the deformation of the photocurable resin 2 for each layer.

【0168】例えば、造形開始直後に光硬化性樹脂2の
変形及び応力の検出を一度実施し、後は1時間ごとに確
認のための検出を行うといった手順で十分である。
For example, a procedure in which the deformation and stress of the photocurable resin 2 are detected once immediately after the start of modeling and thereafter the detection for confirmation is performed hourly is sufficient.

【0169】又、上記一実施の形態では、理想的に設計
された変形センサ41と応力センサ42とにより、線形
状硬化物47の変形及び応力を独立に検出する構成とし
ているが、現実には理想的な変形センサ41、すなわち
剛性がほとんど零の変形センサを実現することは設計上
の制約により容易でない。
Further, in the above-mentioned one embodiment, the deformation sensor 41 and the stress sensor 42 which are ideally designed independently detect the deformation and stress of the linear hardened material 47. It is not easy to realize an ideal deformation sensor 41, that is, a deformation sensor having almost zero rigidity due to design restrictions.

【0170】このような場合でも、以下のような手順に
より変形の補償を行うことにより十分な精度で変形を検
出できる。
Even in such a case, the deformation can be detected with sufficient accuracy by compensating the deformation by the following procedure.

【0171】例えば、ある微小時間での正味変形量増分
ΔXは、 ΔX=(Kp(t) +Ks)/Kp(t) ×ΔXe …(3) の式から算出される。
For example, the net deformation amount increment ΔX in a certain minute time is calculated from the equation ΔX = (Kp (t) + Ks) / Kp (t) × ΔXe (3).

【0172】ここで、Kp(t) は、応力センサ42によ
り検出した応力量と変形センサ41により検出した変形
量、及び変形量と変形センサ41の剛性とから算出され
る変形センサ41の作用する応力とから求められる。
又、Ksは変形センサ41の剛性、ΔXeは変形センサ
41の出力の増分である。
Here, Kp (t) acts on the deformation sensor 41 calculated from the stress amount detected by the stress sensor 42, the deformation amount detected by the deformation sensor 41, and the deformation amount and the rigidity of the deformation sensor 41. Calculated from the stress.
Further, Ks is the rigidity of the deformation sensor 41, and ΔXe is the increment of the output of the deformation sensor 41.

【0173】この正味変形量増分ΔXを硬化開始点から
時刻tまで加算することにより時刻tでの正味変形量Δ
X(t) が求められる。
By adding this net deformation amount increment ΔX from the curing start point to time t, the net deformation amount Δ at time t is obtained.
X (t) is required.

【0174】又、図22に示すようにガルバノミラー1
0により走査されるレーザビームの光路上に、コリメー
タレンズ81を配置し、走査されるレーザビームの光路
を調整するように構成してもよい。
Further, as shown in FIG. 22, the galvano mirror 1
The collimator lens 81 may be arranged on the optical path of the laser beam scanned by 0 to adjust the optical path of the scanned laser beam.

【0175】[0175]

【発明の効果】以上詳記したように本発明の請求項1、
5、6、7によれば、レーザビームの強度分布を平滑化
して高精度の造形ができる光造形装置を提供できる。
As described in detail above, claim 1 of the present invention,
According to 5, 6, and 7, it is possible to provide an optical modeling apparatus capable of smoothing the intensity distribution of the laser beam and performing highly accurate modeling.

【0176】又、本発明の請求項2、8、9によれば、
光硬化性樹脂の硬化する際に生じる変形や収縮応力をリ
アルタイムに測定できる光造形装置を提供できる。
According to claims 2, 8 and 9 of the present invention,
It is possible to provide a stereolithography apparatus capable of measuring the deformation and shrinkage stress generated when the photocurable resin is cured in real time.

【0177】又、本発明の請求項3、8、9によれば、
光硬化性樹脂の硬化する際に生じる変形や収縮応力をリ
アルタイムに測定し、これら変形や収縮応力から最適な
造形条件で高精度な造形ができる光造形装置を提供でき
る。
According to claims 3, 8 and 9 of the present invention,
It is possible to provide a stereolithography apparatus capable of measuring deformation and shrinkage stress generated when the photocurable resin is cured in real time and performing high-precision molding under the optimum molding conditions from the deformation and shrinkage stress.

【0178】又、本発明の請求項4、8、9、10によ
れば、平滑化された強度分布のレーザビームを用い、か
つ光硬化性樹脂の硬化する際に生じる変形や収縮応力を
リアルタイムに測定し、これら変形や収縮応力から最適
な造形条件で高精度な造形ができる光造形装置を提供で
きる。
According to claims 4, 8, 9, and 10 of the present invention, the deformation and shrinkage stress generated when the photocurable resin is cured are used in real time by using a laser beam having a smoothed intensity distribution. It is possible to provide an optical modeling apparatus that can perform high-precision modeling under optimal modeling conditions based on the deformation and shrinkage stress measured by the above.

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

【図1】本発明に係わる光造形装置の第1の実施の形態
を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an optical modeling apparatus according to the present invention.

【図2】同装置の機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram of the device.

【図3】カライドスコープから形成された平滑化光学系
の構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a smoothing optical system formed by a kaleidoscope.

【図4】レーザビームの形状を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a shape of a laser beam.

【図5】ハーフミラーなどから形成された平滑化光学系
の構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram of a smoothing optical system formed of a half mirror or the like.

【図6】レーザビームの強度分布を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an intensity distribution of a laser beam.

【図7】光ファイバーの湾曲部を用いた平滑化光学系の
構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram of a smoothing optical system using a curved portion of an optical fiber.

【図8】光造形装置を上方から見た構成図。FIG. 8 is a configuration diagram of the stereolithography apparatus viewed from above.

【図9】変形及び応力センサの配置図。FIG. 9 is a layout view of a deformation and stress sensor.

【図10】変形センサの構成図。FIG. 10 is a configuration diagram of a deformation sensor.

【図11】応力センサの構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a stress sensor.

【図12】造形物の変形を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a modification of a modeled object.

【図13】造形の流れ図。FIG. 13 is a flow chart of modeling.

【図14】線形状硬化物の収縮応力のリアルタイム測定
結果を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing a result of real-time measurement of shrinkage stress of a linear cured product.

【図15】面形状硬化物の収縮変形の測定の用いる2本
の変形センサの配置図。
FIG. 15 is an arrangement view of two deformation sensors used for measuring shrinkage deformation of a surface-shaped cured product.

【図16】走査パターンを示す図。FIG. 16 is a diagram showing a scanning pattern.

【図17】シングルスキャンでの面形状硬化物の収縮変
形の測定結果の一例を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing an example of a result of measurement of shrinkage deformation of a surface-shaped cured product in a single scan.

【図18】クロススキャンでの面形状硬化物の収縮変形
の測定結果の一例を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing an example of a result of measurement of shrinkage deformation of a surface-shaped cured product by a cross scan.

【図19】クロススキャンでの面形状硬化物の収縮変形
の測定結果の一例を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing an example of a result of measurement of shrinkage deformation of a surface-shaped cured product by cross scan.

【図20】ハッチ間隔と面形状硬化物の変形との関係を
示す図。
FIG. 20 is a diagram showing a relationship between a hatch interval and deformation of a surface-shaped cured product.

【図21】レーザ照射密度と面形状硬化物の変形との関
係を示す図。
FIG. 21 is a diagram showing a relationship between laser irradiation density and deformation of a surface-shaped cured product.

【図22】光路調整の光学系を用いた光造形装置の構成
図。
FIG. 22 is a configuration diagram of an optical modeling apparatus using an optical system for adjusting an optical path.

【図23】従来の直交型プロッタを用いた光造形装置の
構成図。
FIG. 23 is a configuration diagram of a stereolithography device using a conventional orthogonal plotter.

【図24】従来のガルバノミラーを用いた光造形装置の
構成図。
FIG. 24 is a configuration diagram of a stereolithography apparatus using a conventional galvano mirror.

【図25】レーザビームの強度分布を示す図。FIG. 25 is a diagram showing an intensity distribution of a laser beam.

【図26】造形におけるレーザビームの走査を示す図。FIG. 26 is a diagram showing scanning with a laser beam in modeling.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…樹脂容器、2…光硬化性樹脂、3…エレベータ、4
…造形ベース、5…レーザ発振器、10…ガルバノミラ
ー、20…平滑化光学系、22…カライドスコープ、2
4,25…ハーフミラー、27〜29…遮光板、30〜
32…フィルタ、40…検出ヘッド、41…変形セン
サ、42…応力センサ、43…固定ブロック、47…線
形状硬化物、60…駆動機構、66…コンピュータ、6
7…造形条件判定手段、68…造形制御手段、69…記
憶装置、70…形状データベース、71…変形データベ
ース、72…造形条件・変形・応力データベース。
1 ... Resin container, 2 ... Photocurable resin, 3 ... Elevator, 4
… Modeling base, 5… Laser oscillator, 10… Galvano mirror, 20… Smoothing optical system, 22… Kaleidoscope, 2
4, 25 ... Half mirror, 27-29 ... Shading plate, 30-
32 ... Filter, 40 ... Detection head, 41 ... Deformation sensor, 42 ... Stress sensor, 43 ... Fixed block, 47 ... Linear shaped cured product, 60 ... Drive mechanism, 66 ... Computer, 6
7 ... Modeling condition determination means, 68 ... Modeling control means, 69 ... Storage device, 70 ... Shape database, 71 ... Deformation database, 72 ... Modeling condition / deformation / stress database.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 弘 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Ito 33, Shinisogo-cho, Isogo-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光硬化性樹脂に光を走査して前記光硬化
性樹脂を硬化し、この硬化した部分を積層して3次元形
状を造形する光造形装置において、 前記光硬化性樹脂に走査する光の強度を平滑化する平滑
化光学系、を具備したことを特徴とする光造形装置。
1. A stereolithography apparatus for scanning light on a photocurable resin to cure the photocurable resin, and stacking the cured portions to form a three-dimensional shape, wherein the photocurable resin is scanned. An optical modeling apparatus, comprising: a smoothing optical system that smoothes the intensity of light to be generated.
【請求項2】 光硬化性樹脂に光を走査して前記光硬化
性樹脂を硬化し、この硬化した部分を積層して3次元形
状を造形する光造形装置において、 前記光硬化性樹脂の硬化した部分における変形量又は収
縮応力の少なくとも一方を検出するセンサと、 このセンサにより検出された変形量又は収縮応力の少な
くとも一方から予め設定された少なくとも造形精度から
成る造形データに基づいて前記光硬化性樹脂の硬化部分
の形状誤差が許容値内にあるか否かを評価判定する造形
条件判定手段と、を具備したことを特徴とする光造形装
置。
2. A stereolithography apparatus for scanning a photocurable resin with light to cure the photocurable resin and stacking the cured portions to form a three-dimensional shape, wherein the photocurable resin is cured. The sensor for detecting at least one of the deformation amount and the contraction stress in the formed portion, and the photocurability based on the modeling data including at least the modeling accuracy preset from at least one of the deformation amount and the contraction stress detected by the sensor. An optical modeling apparatus, comprising: a modeling condition determining unit that evaluates whether or not a shape error of a cured portion of the resin is within an allowable value.
【請求項3】 光硬化性樹脂に光を走査して前記光硬化
性樹脂を硬化し、この硬化した部分を積層して3次元形
状を造形する光造形装置において、 前記光硬化性樹脂の硬化した部分における変形量又は収
縮応力の少なくとも一方を検出するセンサと、 このセンサにより検出された変形量又は収縮応力の少な
くとも一方から予め設定された少なくとも造形精度から
成る造形データに基づいて前記光硬化性樹脂の硬化部分
の形状誤差が許容値内にあるか否かを評価判定する造形
条件判定手段と、 この造形条件判定手段により前記光硬化性樹脂の硬化部
分の形状誤差が許容値内にあれば造形を実施し、かつ前
記光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値を越えれ
ば少なくとも前記光の強度から成る造形条件を変更して
造形を実施する造形制御手段と、を具備したことを特徴
とする光造形装置。
3. An optical modeling apparatus that scans a photocurable resin with light to cure the photocurable resin, and laminates the cured parts to form a three-dimensional shape, wherein the photocurable resin is cured. The sensor for detecting at least one of the deformation amount and the contraction stress in the formed portion, and the photocurability based on the modeling data including at least the modeling accuracy preset from at least one of the deformation amount and the contraction stress detected by the sensor. If the shape error of the cured portion of the photocurable resin is within the allowable value, the molding condition determination means for evaluating whether or not the shape error of the cured portion of the resin is within the allowable value. Modeling control means for carrying out modeling and changing the modeling condition consisting of at least the intensity of light to carry out modeling when the shape error of the cured portion of the photocurable resin exceeds an allowable value. An optical modeling apparatus, comprising:
【請求項4】 光硬化性樹脂に光を走査して前記光硬化
性樹脂を硬化し、この硬化した部分を積層して3次元形
状を造形する光造形装置において、 前記光硬化性樹脂に走査する光の強度を平滑化する平滑
化光学系と、 前記光硬化性樹脂の硬化した部分における変形量又は収
縮応力の少なくとも一方を検出するセンサと、 このセンサにより検出された変形量又は収縮応力の少な
くとも一方から予め設定された少なくとも造形精度から
成る造形データに基づいて前記光硬化性樹脂の硬化部分
の形状誤差が許容値内にあるか否かを評価判定する造形
条件判定手段と、 この造形条件判定手段により前記光硬化性樹脂の硬化部
分の形状誤差が許容値内にあれば造形を実施し、かつ前
記光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値を越えれ
ば少なくとも前記光の強度から成る造形条件を変更して
造形を実施する造形制御手段と、を具備したことを特徴
とする光造形装置。
4. An optical modeling apparatus that scans a photo-curable resin with light to cure the photo-curable resin and laminates the cured parts to form a three-dimensional shape. The photo-curable resin is scanned. A smoothing optical system that smoothes the intensity of light, a sensor that detects at least one of the deformation amount and the contraction stress in the cured portion of the photocurable resin, and the deformation amount or the contraction stress that is detected by the sensor. Modeling condition determining means for evaluating whether or not a shape error of a cured portion of the photocurable resin is within an allowable value based on modeling data including at least modeling accuracy preset from at least one of the modeling conditions; If the shape error of the cured portion of the photocurable resin is within the allowable value by the determination means, then modeling is performed, and at least if the shape error of the cured portion of the photocurable resin exceeds the allowable value. Optical shaping apparatus for a molding control means for performing shaping by changing the molding condition consisting of the intensity of the serial light, characterized by comprising a.
【請求項5】 前記平滑化光学系は、ガウシアン分布の
強度分布をもつ光を平滑化するカライドスコープから形
成されることを特徴とする請求項1又は4記載の光造形
装置。
5. The stereolithography apparatus according to claim 1, wherein the smoothing optical system is formed by a kaleidoscope that smoothes light having a Gaussian distribution intensity distribution.
【請求項6】 前記平滑化光学系は、ガウシアン分布の
強度分布をもつ光を平滑化するカライドスコープと、 このカライドスコープの出力端側に配置された所望形状
のスリット板と、を備えたことを特徴とする請求項1又
は4記載の光造形装置。
6. The smoothing optical system includes a kaleidoscope that smoothes light having an intensity distribution of a Gaussian distribution, and a slit plate having a desired shape arranged on the output end side of the kaleidoscope. The stereolithography apparatus according to claim 1 or 4, characterized in that
【請求項7】 前記平滑化光学系は、前記光硬化性樹脂
に走査する光を複数に分岐する分岐光学系と、 この分岐光学系により分岐された各光の各光路上に配置
され、これら光の通過区域を設定する遮光板と、 前記分岐光学系により分岐された各光の各光路上に配置
され、これら光の強度を任意に設定するフィルタと、 これら遮光板及びフィルタを通過した各光を合わせて強
度分布の平滑化された光とする光合成光学系と、を有す
ることを特徴とする請求項1又は4記載の光造形装置。
7. The smoothing optical system is disposed on each optical path of each light branched by the branching optical system and a branching optical system for branching the light scanning the photocurable resin into a plurality of beams. A light-shielding plate that sets a light passage area, a filter that is arranged on each optical path of each light branched by the branching optical system, and that arbitrarily sets the intensity of these lights, and a light-shielding plate and each filter that has passed through the filter. The photolithography apparatus according to claim 1 or 4, further comprising: a photosynthesis optical system that combines light to obtain light whose intensity distribution is smoothed.
【請求項8】 前記センサは、前記光硬化性樹脂の硬化
部分の変形量を検出する変形センサと、前記光硬化性樹
脂の硬化部分における引っ張り力を検出する応力センサ
とを有し、これら変形センサ及び応力センサの各検出端
を前記光の走査線上に配置したことを特徴とする請求項
2、3又は4記載の光造形装置。
8. The sensor includes a deformation sensor that detects a deformation amount of a cured portion of the photocurable resin, and a stress sensor that detects a tensile force at a cured portion of the photocurable resin. The optical modeling apparatus according to claim 2, wherein each of the detection ends of the sensor and the stress sensor is arranged on the scanning line of the light.
【請求項9】 前記造形条件判定手段は、少なくとも基
礎的な造形実験又は経験に基づき求められた変形量及び
応力と造形物精度の関係を表す関数又は知識を有する造
形データを保持し、前記センサにより検出された変形量
又は収縮応力の少なくとも一方から前記造形データに基
づいて前記光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値
内にあるか否かを評価判定することを特徴とする請求項
2、3又は4記載の光造形装置。
9. The modeling condition determination means retains modeling data having a function or knowledge representing a relationship between a deformation amount and a stress and a modeled object accuracy obtained based on at least a basic modeling experiment or experience, and the sensor is provided. It is evaluated whether or not the shape error of the cured portion of the photocurable resin is within an allowable value based on the modeling data from at least one of the deformation amount and the contraction stress detected by The stereolithography apparatus according to 2, 3, or 4.
【請求項10】 光硬化性樹脂に光を走査して前記光硬
化性樹脂を硬化し、この硬化した部分を積層して3次元
形状を造形する光造形装置において、 前記光硬化性樹脂の硬化した部分における変形量又は収
縮応力の少なくとも一方を検出するセンサと、 前記光硬化性樹脂に前記光を面状に走査したときの前記
センサにより検出される変形量又は収縮応力から面硬化
物における少なくとも変形量を求める変形量算出手段
と、 この変形量算出手段により算出された変形量から予め設
定された少なくとも造形精度から成る造形データに基づ
いて前記光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値内
にあるか否かを評価判定する造形条件判定手段と、 この造形条件判定手段により前記光硬化性樹脂の硬化部
分の形状誤差が許容値内にあれば造形を実施し、かつ前
記光硬化性樹脂の硬化部分の形状誤差が許容値を越えれ
ば少なくとも前記光の強度から成る造形条件を変更して
造形を実施する造形制御手段と、を具備したことを特徴
とする光造形装置。
10. A stereolithography apparatus for scanning a photocurable resin with light to cure the photocurable resin and stacking the cured portions to form a three-dimensional shape, wherein the photocurable resin is cured. A sensor for detecting at least one of the deformation amount or the contraction stress in the portion, and at least the surface-cured product from the deformation amount or the contraction stress detected by the sensor when the photocurable resin is planarly scanned with the light. A deformation amount calculation unit that obtains a deformation amount, and a shape error of a cured portion of the photocurable resin is an allowable value based on modeling data including at least modeling precision preset from the deformation amount calculated by the deformation amount calculation unit. If the shape error of the cured portion of the photocurable resin is within the allowable value by the molding condition judging means for judging whether or not it is inside And a shaping control means for performing shaping by changing a shaping condition including at least the intensity of the light when the shape error of the cured portion of the photocurable resin exceeds an allowable value. Modeling equipment.
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Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11254542A (en) * 1998-03-11 1999-09-21 Sanyo Electric Co Ltd Monitoring system for stereo lithographic apparatus
JP2003531034A (en) * 2000-04-27 2003-10-21 アルカム アーベー Apparatus and method for manufacturing three-dimensional products
JP2011504819A (en) * 2007-07-04 2011-02-17 エンビジョンテク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Processes and devices for producing 3D objects
CN104772908A (en) * 2015-04-28 2015-07-15 刘彦君 SLA-type three-dimensional printer
JP2016118570A (en) * 2016-03-24 2016-06-30 株式会社アクロエッジ Stress measurement method
JP2017077671A (en) * 2015-10-20 2017-04-27 東レエンジニアリング株式会社 Method of supporting lamination molding of three dimensional article, computer software, record medium, and laminate-molding system
US9873180B2 (en) 2014-10-17 2018-01-23 Applied Materials, Inc. CMP pad construction with composite material properties using additive manufacturing processes
WO2018061993A1 (en) * 2016-09-29 2018-04-05 キヤノン株式会社 Device for three-dimensional modeling, method for manufacturing three-dimensional object, and program for three-dimensional modeling
WO2018181306A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Three-dimensional lamination shaping condition determination method, three-dimensional lamination shaping execution method, three-dimensional lamination shaping condition determination device, and three-dimensional lamination shaping execution device
JP2019130887A (en) * 2018-02-01 2019-08-08 コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Device for addition producing three-dimensional article
JP2019130886A (en) * 2018-02-01 2019-08-08 コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Device for addition producing three-dimensional article
US10384330B2 (en) 2014-10-17 2019-08-20 Applied Materials, Inc. Polishing pads produced by an additive manufacturing process
US10391605B2 (en) 2016-01-19 2019-08-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming porous advanced polishing pads using an additive manufacturing process
US10399201B2 (en) 2014-10-17 2019-09-03 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pads having compositional gradients by use of an additive manufacturing process
US10596763B2 (en) 2017-04-21 2020-03-24 Applied Materials, Inc. Additive manufacturing with array of energy sources
US10821573B2 (en) 2014-10-17 2020-11-03 Applied Materials, Inc. Polishing pads produced by an additive manufacturing process
US10875153B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pad materials and formulations
US10875145B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Polishing pads produced by an additive manufacturing process
US10906246B2 (en) 2016-09-29 2021-02-02 Canon Kabushiki Kaisha Optical shaping apparatus, manufacturing method, and storage medium
US10994489B2 (en) 2016-09-29 2021-05-04 Canon Kabushikikaisha Optical shaping apparatus, manufacturing method, and storage medium
US11072050B2 (en) 2017-08-04 2021-07-27 Applied Materials, Inc. Polishing pad with window and manufacturing methods thereof
JP2021518812A (en) * 2018-02-15 2021-08-05 ディーディーエム システムズ, インコーポレイテッド Casting technology, molds, and 3D printing systems and 3D printing methods
US11186041B2 (en) 2016-09-29 2021-11-30 Canon Kabushiki Kaisha Optically shaping apparatus and manufacturing method
US11471999B2 (en) 2017-07-26 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods
US11524384B2 (en) 2017-08-07 2022-12-13 Applied Materials, Inc. Abrasive delivery polishing pads and manufacturing methods thereof
US11745302B2 (en) 2014-10-17 2023-09-05 Applied Materials, Inc. Methods and precursor formulations for forming advanced polishing pads by use of an additive manufacturing process
US11806829B2 (en) 2020-06-19 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pads and related polishing pad manufacturing methods
US11813712B2 (en) 2019-12-20 2023-11-14 Applied Materials, Inc. Polishing pads having selectively arranged porosity

Cited By (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11254542A (en) * 1998-03-11 1999-09-21 Sanyo Electric Co Ltd Monitoring system for stereo lithographic apparatus
JP4846958B2 (en) * 2000-04-27 2011-12-28 アルカム アーベー Apparatus and method for manufacturing a three-dimensional product
JP2003531034A (en) * 2000-04-27 2003-10-21 アルカム アーベー Apparatus and method for manufacturing three-dimensional products
US10220565B2 (en) 2007-07-04 2019-03-05 Envisiontec Gmbh Process and device for producing a three-dimensional object
US8845316B2 (en) 2007-07-04 2014-09-30 Envisiontec Gmbh Process and device for producing a three-dimensional object
US9067361B2 (en) 2007-07-04 2015-06-30 Envisiontec Gmbh Process and device for producing a three-dimensional object
JP2011504819A (en) * 2007-07-04 2011-02-17 エンビジョンテク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Processes and devices for producing 3D objects
US10875145B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Polishing pads produced by an additive manufacturing process
US10953515B2 (en) 2014-10-17 2021-03-23 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of forming a polishing pads by use of an additive manufacturing process
US9873180B2 (en) 2014-10-17 2018-01-23 Applied Materials, Inc. CMP pad construction with composite material properties using additive manufacturing processes
US10821573B2 (en) 2014-10-17 2020-11-03 Applied Materials, Inc. Polishing pads produced by an additive manufacturing process
US11958162B2 (en) 2014-10-17 2024-04-16 Applied Materials, Inc. CMP pad construction with composite material properties using additive manufacturing processes
US10399201B2 (en) 2014-10-17 2019-09-03 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pads having compositional gradients by use of an additive manufacturing process
US10875153B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pad materials and formulations
US11745302B2 (en) 2014-10-17 2023-09-05 Applied Materials, Inc. Methods and precursor formulations for forming advanced polishing pads by use of an additive manufacturing process
US11724362B2 (en) 2014-10-17 2023-08-15 Applied Materials, Inc. Polishing pads produced by an additive manufacturing process
US11446788B2 (en) 2014-10-17 2022-09-20 Applied Materials, Inc. Precursor formulations for polishing pads produced by an additive manufacturing process
US10384330B2 (en) 2014-10-17 2019-08-20 Applied Materials, Inc. Polishing pads produced by an additive manufacturing process
US10537974B2 (en) 2014-10-17 2020-01-21 Applied Materials, Inc. CMP pad construction with composite material properties using additive manufacturing processes
CN104772908A (en) * 2015-04-28 2015-07-15 刘彦君 SLA-type three-dimensional printer
CN104772908B (en) * 2015-04-28 2024-05-03 深圳市宝迪斯科技有限公司 SLA type three-dimensional printer
JP2017077671A (en) * 2015-10-20 2017-04-27 東レエンジニアリング株式会社 Method of supporting lamination molding of three dimensional article, computer software, record medium, and laminate-molding system
US10391605B2 (en) 2016-01-19 2019-08-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming porous advanced polishing pads using an additive manufacturing process
US11772229B2 (en) 2016-01-19 2023-10-03 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming porous advanced polishing pads using an additive manufacturing process
JP2016118570A (en) * 2016-03-24 2016-06-30 株式会社アクロエッジ Stress measurement method
US11186041B2 (en) 2016-09-29 2021-11-30 Canon Kabushiki Kaisha Optically shaping apparatus and manufacturing method
US10906246B2 (en) 2016-09-29 2021-02-02 Canon Kabushiki Kaisha Optical shaping apparatus, manufacturing method, and storage medium
WO2018061993A1 (en) * 2016-09-29 2018-04-05 キヤノン株式会社 Device for three-dimensional modeling, method for manufacturing three-dimensional object, and program for three-dimensional modeling
US10994489B2 (en) 2016-09-29 2021-05-04 Canon Kabushikikaisha Optical shaping apparatus, manufacturing method, and storage medium
WO2018181306A1 (en) 2017-03-30 2018-10-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Three-dimensional lamination shaping condition determination method, three-dimensional lamination shaping execution method, three-dimensional lamination shaping condition determination device, and three-dimensional lamination shaping execution device
US10596763B2 (en) 2017-04-21 2020-03-24 Applied Materials, Inc. Additive manufacturing with array of energy sources
US11471999B2 (en) 2017-07-26 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods
US11072050B2 (en) 2017-08-04 2021-07-27 Applied Materials, Inc. Polishing pad with window and manufacturing methods thereof
US11524384B2 (en) 2017-08-07 2022-12-13 Applied Materials, Inc. Abrasive delivery polishing pads and manufacturing methods thereof
CN110103467B (en) * 2018-02-01 2022-01-25 Cl产权管理有限公司 Device for additive manufacturing of three-dimensional objects
CN110103468A (en) * 2018-02-01 2019-08-09 Cl产权管理有限公司 For adding type manufacture the equipment of three-dimension object
JP2020203485A (en) * 2018-02-01 2020-12-24 コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Device for addition producing three-dimensional article
CN110103468B (en) * 2018-02-01 2021-09-07 Cl产权管理有限公司 Device for additive manufacturing of three-dimensional objects
CN110103467A (en) * 2018-02-01 2019-08-09 Cl产权管理有限公司 For adding type manufacture the equipment of three-dimension object
JP2019130886A (en) * 2018-02-01 2019-08-08 コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Device for addition producing three-dimensional article
JP2019130887A (en) * 2018-02-01 2019-08-08 コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Device for addition producing three-dimensional article
JP2020199772A (en) * 2018-02-01 2020-12-17 コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Device for addition producing three-dimensional article
JP2021518812A (en) * 2018-02-15 2021-08-05 ディーディーエム システムズ, インコーポレイテッド Casting technology, molds, and 3D printing systems and 3D printing methods
US11813712B2 (en) 2019-12-20 2023-11-14 Applied Materials, Inc. Polishing pads having selectively arranged porosity
US11806829B2 (en) 2020-06-19 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pads and related polishing pad manufacturing methods

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