JPH1044248A - 三次元造形方法 - Google Patents

三次元造形方法

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JPH1044248A
JPH1044248A JP8216684A JP21668496A JPH1044248A JP H1044248 A JPH1044248 A JP H1044248A JP 8216684 A JP8216684 A JP 8216684A JP 21668496 A JP21668496 A JP 21668496A JP H1044248 A JPH1044248 A JP H1044248A
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JP
Japan
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agent
layer
molding
auxiliary agent
unnecessary
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JP8216684A
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English (en)
Inventor
Yotaro Yano
洋太郎 矢野
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Roland DG Corp
Original Assignee
Roland DG Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/40Structures for supporting 3D objects during manufacture and intended to be sacrificed after completion thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 完全な密閉状態の中空部を有する形状以外の
ものであればどのような形状の造形物でも造形でき、か
つ不要部分の切削除去作業が簡単になる三次元造形方法
を提供することである。 【構成】 この発明は、造形剤を層状に硬化させたの
ち、その不要部分を除去してその除去部分に溶融除去が
可能な補助剤を充填し、さらに、その層の上に他の造形
剤層を積層硬化し、その不要部分を除去するといったこ
とを繰り返す三次元造形方法であって、不要部分のうち
中空部に該当する部分はすべて除去し、輪郭部より外側
に該当する部分については少なくとも輪郭線に沿う部分
のみを除去するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、造形剤層の不要
部分を除去しその除去部分に補助剤を充填した層を積層
したのち、補助剤を除去することにより、任意の三次元
造形物を造形する三次元造形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、造形用の材料を複数の層状に
積層して造形を行う三次元造形方法として、スラリー状
の造形剤をテーブル上に流し込んで固化したのち所定の
形状に切削加工し、その上部にさらに他の層を形成し切
削加工することを繰り返して三次元造形物を造形する方
法や、シートや板状の造形材を切削加工しその上部にさ
らに造形材を接着積層してこれを切削加工することを繰
り返して三次元造形物を造形していくといった方法など
多種の方法がある。
【0003】上記のうちシートや板状の造形材を積層す
る方法は、造形される各層を均一な厚みにすることが容
易であるため精度の良い造形物が得らるという利点を有
している。しかしながら、造形材として、例えば、紙を
用いた場合、造形物の中空部に相当する部分の開口が狭
いとその中空部分に相当する不要部分の除去が困難にな
ったり、不可能になったりして、造形物の形状が制限さ
れるという問題がある。
【0004】また、スラリー状の造形剤を用いる造形方
法は、まず、台部上に補助剤からなる層を形成し、その
補助剤層における造形物に相当する部分を切削除去した
のち、その除去部分に造形剤を流し込む。ついで、その
補助剤と造形剤からなる層の上にさらに補助剤層を形成
し、所定部分を切削除去したのちその部分に造形剤を流
し込むといったことを繰り返すことにより積層体を形成
する。そして、その積層体から補助剤からなる部分を除
去することにより三次元造形物を得るというものであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
スラリー状の造形剤を用いる方法では、1個の層におい
て、補助剤部分に対して造形剤部分の占める面積が大き
い場合には、切削除去する部分が多くなり、加工作業が
面倒になるという問題がある。
【0006】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、完全な密閉状態の中空部を有する形状以外の
ものであればどのような形状の造形物でも造形でき、か
つ不要部分の切削除去作業が簡単になる三次元造形方法
の提供をその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明にかかる三次元造形方法では、造形物の形
状をほぼどのような形状にでも造形できるようにするた
め、シートや板状の造形材でなく、液状の造形剤を用い
るようにしている。そして、従来例のように、補助剤層
における所定部分を切削除去したのち、その部分に造形
剤を流し込んで造形を行うのではなく、まず、造形剤層
を形成し、その不要部分を除去してその部分に補助剤を
充填するようにしている。
【0008】すなわち、この方法においては、液状の造
形剤を台部上面に供給して硬化させたのち、その中空部
に該当する部分はすべて除去し、輪郭部より外側に該当
する部分については少なくとも輪郭線に沿う部分のみを
除去するようになっている。
【0009】したがって、除去をする部分が少なくてす
み、中空部分のない層であれば輪郭線に沿った線状部分
の除去だけですむようになる。その結果、特に、中空部
分のない層や、補助剤部分に比べて造形剤部分が多い層
の場合、除去を行う作業が大幅に軽減されるようにな
る。
【0010】また、液状の造形剤を供給する際、その造
形剤層が造形物の輪郭部よりもやや大きくなるだけにし
ておくことにより、造形剤の使用量を減少でき経済的効
果も奏しうるようになる。
【0011】さらに、造形物の輪郭部よりも外側部分に
造形剤部分が残る場合には、その造形剤部分に、除去さ
れた輪郭部と造形剤部分の縁部を結ぶ線状の除去部を設
けることにより、積層後に、造形剤からなる不要部分の
除去をしやすくなるようにすることができる。
【0012】また、補助剤が溶融除去または圧壊除去が
可能な材料からなるため、補助剤からなる不要部分は、
水等で溶融して洗い流したり、圧壊して粉状に粉砕して
水で洗い流したりすることにより簡単に除去することが
できる。つぎに、この発明による三次元造形方法を図面
を用いて詳しく説明する。
【0013】
【発明の実施の形態】図1ないし図8は、この発明の1
例による造形方法を示している。すなわち、図1におい
て、1は造形物が積層されるテーブルであり、まず、こ
のテーブル1上に、紫外線硬化樹脂からなる液状の造形
剤2を1層(0.5mm程度の厚み)分供給する。
【0014】ついで、図2に示すように、テーブル1上
の造形剤2の上面に非粘着性の透明板3を当接させて、
この造形剤2を厚み0.5mm程度の平面層にしたのち、
透明板3の上方から紫外線照射装置(図示せず)によっ
て紫外線を、透明板3を透過させて造形剤2に照射し、
造形剤2を硬化層2aにする。
【0015】つぎに、切削加工機やレーザー加工機を用
いて、硬化層2aにおける造形物の輪郭線4に相当する
部分からやや外側部分にかけて除去を行って、硬化層2
a内に輪郭側除去部5を形成し、図3および図4のよう
にする。
【0016】ついで、図5に示すように、硬化層2aに
おける造形物の中空部に相当する部分も除去して、中空
部用除去部6を形成するとともに、輪郭側除去部5と硬
化層2aの外側縁部を結ぶ線状の部分を一定間隔を保っ
て4箇所を除去して不要造形剤取り外し用の線状除去部
7を形成する。
【0017】そして、上記硬化層2aに形成した輪郭除
去部5,中空部用除去部6,線状除去部7の内部にそれ
ぞれ水溶性の補助剤8を、図6に示すように充填したの
ち、硬化層2aの上面を押圧するようにして薄板状の掻
き取り板9を一方から他方に移動させ、過剰な補助剤8
を除去する。
【0018】つぎに、過剰な補助剤8が除去され上面が
平面になった硬化層2aと補助剤層8aからなる層10
の上面に、液状の造形剤2を1層分供給し、上記の操作
を繰り返すことにより、図7に示すような積層体11を
形成する。
【0019】ついで、この積層体11をテーブル1から
取り外し、不要な硬化層2aの部分を、線状除去部7を
中心にして折曲げるようにして造形物12の部分から取
り外す。そして、残った造形物12の部分を水洗いする
ことにより、中空部用除去部6内の補助剤層8aおよび
造形物12の外側に付着する補助剤層8aを洗い流し、
図8に示すような造形物12が得られる。
【0020】このように、この方法は、液状の造形剤を
硬化させたのち、その中空部に該当する部分はすべて除
去し、輪郭部より外側に該当する部分については輪郭線
に沿う部分のみを最小限切削除去するだけですむように
なっている。したがって、除去をする部分が少なくてす
み、除去を行う作業が大幅に軽減されるようになる。
【0021】また、図9および図10は、この発明の他
の例を示している。この方法においては、まず、テーブ
ル1の上に形成される硬化層2bを、図9のように、造
形される造形物の部分13の外郭よりもやや広い部分に
形成する。
【0022】ついで、硬化層2bにおける造形物の部分
13の輪郭線4aよりも外側の部分を除去するととも
に、中空部に相当する部分6aを除去する。つぎに、図
10のように、中空部に相当する部分6aに補助剤8を
充填し、輪郭線4aよりも外側の部分については、テー
ブル1の縁部付近まで補助剤8を充填する。
【0023】そして、前記例と同様、上記の操作を繰り
返すことにより、図8の造形物12と同様の造形物が得
られる。この場合、造形剤2の使用量が少量ですむた
め、高価な造形剤2を使用する場合には、特に経済的な
効果が大きくなる。つぎに実施例によってこの発明をさ
らに具体的に説明する。
【0024】
【実施例】
実施例1 レーザー加工機として、ローランド ディー.ジー.社
製のPNC−4125,紫外線照射装置として、住田光
学社製のUV照射装置,非粘着性の透明板としてはPP
シートおよび非粘着加工が施された石英板を用い、造形
剤としては、スリーボンド社製の紫外線硬化型接着剤3
042Bを、補助剤としては、直径20〜30μmのガ
ラスビーズを用いて上記例と同様の造形を行ったとこ
ろ、寸法精度等の良好な造形物を得ることができた。
【0025】実施例2 切削加工機として、ローランド ディー.ジー.社製の
PNC−3100,紫外線照射装置として、住田光学社
製のUV照射装置,非粘着性の透明板としてはPPシー
トまたは非粘着加工が施された石英板を用い、造形剤と
しては、東亜合成社製のUV硬化樹脂BU434VS、
補助剤としては、スリーボンド社製の水溶性UV硬化樹
脂スリーボンド3046Eを用いて上記と同様の造形を
行ったところ、良好な造形物を得ることができた。
【0026】
【発明の効果】以上のように、この発明による三次元造
形方法では、造形剤がシートや板状の造形材でなく、液
状の造形剤で構成されているため、完全な密閉状態の中
空部を有する形状以外であればどのような形状の造形物
でも造形できる。また、最初に造形剤層を形成し、その
造形物部分と不要部分との境界部における最小限の部分
を除去したのちその部分に補助剤を充填することができ
るため、不要部分の除去作業が簡単になるという利点を
有している。
【0027】また、液状の造形剤を供給する際、その造
形剤層が造形物の輪郭部よりもやや大きくなるだけにし
ておくことにより、造形剤の使用量を減少でき経済的効
果も奏しうるようになる。さらに、造形物部分の外側の
除去された輪郭部と造形剤部分の縁部を結ぶ線状の除去
部を設けることにより、積層後の不要部分の除去作業が
簡単になる。また、補助剤が溶融除去が可能な材料から
なるため、補助剤からなる不要部分は、溶融させること
により簡単に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】テーブル上に造形剤を供給した状態を示す正面
図である。
【図2】テーブル上の造形剤層を平面状にするとともに
硬化させる状態を示す正面図である。
【図3】硬化層の所定部分を切削除去した状態を示す一
部が断面になった正面図である。
【図4】図3の硬化層を上方から見おろした状態を示す
平面図である。
【図5】図4の状態から、さらに、不要部分を切削除去
した状態を示す平面図である。
【図6】図5の硬化層をA−A’断面から見た一部が断
面になった正面図である。
【図7】積層体を示す一部が断面になった平面図であ
る。
【図8】造形物を示す断面である。
【図9】他の例による造形剤層を示す平面図である。
【図10】切削除去された不要部分に補助剤を充填した
状態を示す平面図である。
【符号の説明】
1 テーブル 2 造形剤 2a,2b 硬化層 4 輪郭線 5 輪郭側除去部 6 中空部用除去部 7 線状除去部 8 補助剤 10 硬化層と補助剤層からなる層 11 積層体 12 造形物

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テーブルの上面に液状の造形剤を層状に
    供給して硬化させたのち、その不要部分を除去してその
    除去部分に溶融除去または圧壊除去が可能な補助剤を充
    填し、さらに、その層の上に他の造形剤層を積層硬化
    し、その上側の造形剤層の不要部分を除去するといった
    ことを繰り返すことにより三次元造形物を造形する方法
    であって、上記造形剤層の中空部分に該当する不要部分
    は造形剤をすべて除去したのちその除去部分に補助剤を
    充填し、輪郭部より外側に該当する不要部分は少なくと
    も輪郭線に沿う外側部分に所定幅の線状除去部を設けそ
    の除去部内に補助剤を充填するようにしたことを特徴と
    する三次元造形方法。
  2. 【請求項2】 液状の造形剤をテーブル上に供給する
    際、その造形剤層の面積が設定された造形物の層の面積
    よりもやや大きめになるようにした請求項1の三次元造
    形方法。
  3. 【請求項3】 造形剤層における造形物の輪郭部より外
    側に該当する部分に造形剤部分が残った場合、線状除去
    部から造形剤層の縁部にかけて少なくとも2個の線状除
    去部を設けてその除去部内に補助剤を充填し、積層後に
    造形剤からなる外側の不要部分の除去をしやすくした請
    求項1または2の三次元造形方法。
JP8216684A 1996-07-29 1996-07-29 三次元造形方法 Pending JPH1044248A (ja)

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