JPH11342541A - 光造形装置 - Google Patents

光造形装置

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JPH11342541A
JPH11342541A JP10151066A JP15106698A JPH11342541A JP H11342541 A JPH11342541 A JP H11342541A JP 10151066 A JP10151066 A JP 10151066A JP 15106698 A JP15106698 A JP 15106698A JP H11342541 A JPH11342541 A JP H11342541A
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JP
Japan
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liquid
photo
elevating
resin
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JP10151066A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Kondo
信幸 近藤
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 この発明は、光硬化性樹脂液12を収容した
樹脂槽14と,この樹脂槽14内に配置されて4本のア
ーム16により支持され水平状態で昇降する昇降ステー
ジ20と,この昇降ステージ20に載置されたテーブル
板22と、このテーブル板22上の光硬化性樹脂液面を
光ビームの照射により所定形状に硬化せしめる光ビーム
照射装置24とを備える光造形装置10において、光硬
化性樹脂液12の液面揺動を安定化させる液面調整用錘
として、たとえば下部より上部の体積が大きい非同径円
筒型錘30を設ける。 【効果】 この発明によれば、光硬化性樹脂液12の液
面状態を常に安定に保つことができる。そのために精度
の良い立体造形物の成形が可能となる。また、液面が安
定するまでの時間が短縮されるために、造形時間も短縮
され造形に要するコストも低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は光造形装置に関し、特
にたとえば紫外線等の光ビームの照射によって硬化する
光硬化性樹脂を素材として、立体造形物を成形する光造
形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種光造形装置1は、図5に示す
ように、光硬化性樹脂液2を収容する樹脂槽3と,この
樹脂槽3内に配置されて水平状態で昇降する昇降ステー
ジ4と,この昇降ステージ4に載置されたテーブル板5
と、このテーブル板上の光硬化性樹脂液面を紫外線等の
光ビームの照射によって所定形状に硬化せしめる図示さ
れない光ビーム照射装置とを備える。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の光造形装置1に
おいて、4本のアームで支持された昇降ステージ4を降
下すると、樹脂槽3の液面は、樹脂液中に4本のアーム
が沈むに従って沈んだアームの体積分だけ上昇すること
になる。特に、テーブル板5の降下初期時(15mm〜
20mm程度降下)は、昇降ステージ4の下面が光硬化
性樹脂液を上方から押さえる形となり、昇降ステージ4
下部の樹脂液中の圧力が高まるので、その圧力が上方か
ら押さえられていない昇降ステージ周囲に分散され、そ
の力により昇降ステージ周囲の樹脂液が盛り上がる。こ
の樹脂液の盛り上がり方は、光硬化性樹脂液2の粘度
(たとえば、使用樹脂液の粘度範囲は、300〜490
00CPS)が大きくなればより顕著に現れる。そのた
めに樹脂液面が揺動して、テーブル板上の樹脂液面が安
定せず、レーザ光の焦点位置との関係がくずれて正確な
寸法の造形物が成形できない。また、焦点からずれた点
での造形となるため、光エネルギー不足となって所望の
硬さの造形物が得られない。
【0004】従来は、昇降ステージ4の昇降動作に連動
して樹脂槽3に収容されている光硬化性樹脂液2内を降
下上昇する液面調整用円筒形状錘6を連結ワイヤ7によ
り昇降ステージ4の昇降制御装置に接続している。この
液面調整用円筒形状錘6は、昇降ステージ4を昇降制御
装置に支持する4本のアームが液中に沈む容積を計算し
て図6に示すように、同径円筒型に形成されている。そ
のため、錘6のない場合に比べ、昇降ステージ4の昇降
に伴う定常的な樹脂液の液面の上下は、改善され、上下
しなくなるものの、昇降ステージ4の降下初期時に樹脂
槽3内の液面上昇は依然として解決されず、液面状態が
安定するまでに時間がかかるという問題がある。
【0005】また、図7に示すように、昇降ステージ4
の底面8が平坦に形成されているために降下初期時にこ
の底面8と液面との間に気泡9がかみ、この気泡9が樹
脂液中を上方に移動するために樹脂槽内の液面が安定し
ないという問題もある。特に、光硬化樹脂液は粘度があ
り、昇降ステージ4の下部にかみ込んだ気泡は、すぐに
樹脂液表面に現れず、粘度が高くなれば立体造形物の成
形を行っている最中に現れるぐらい長い時間がかかるこ
ともあり、気泡で樹脂液の液面の高さが変わり、正確な
寸法の造形物が形成できない。
【0006】それゆえに、この発明の主たる目的は、昇
降ステージの昇降動作に伴う光硬化性樹脂液の液面状態
を安定に保持して精度の良い立体造形物を成形する光造
形装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、光硬化性樹
脂液を収容した樹脂槽と、この樹脂槽内に配置されて水
平状態で昇降する昇降ステージと、昇降ステージに載置
されたテーブル板と、このテーブル板上の光硬化性樹脂
液面を光ビームの照射により所定形状に硬化せしめる光
ビーム照射手段とを備える光造形装置において、光硬化
性樹脂液の液面揺動を安定化させる液面安定化手段を設
けたことを特徴とする、光造形装置である。
【0008】
【作用】この発明の光造形装置は、液面安定化手段によ
り樹脂槽内の光硬化性樹脂液の液面状態を安定に保つこ
とができ、その結果テーブル板上の光硬化性樹脂液の液
面揺動を防止する。
【0009】
【発明の効果】この発明によれば、光硬化性樹脂液の液
面を安定に保持されるので、精度の良い光造形による立
体造形物の成形が可能となる。また、液面が安定するま
での時間が短縮されるために、造形時間も短縮され造形
に要するコストも低減できる。この発明の上述の目的,
その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行な
う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0010】
【実施例】この実施例の光造形装置10は、図1に示す
ように、光硬化性樹脂液12を収容する直方体形状の樹
脂槽14と,この樹脂槽14内に配置されかつ4本の柱
状アーム16で支持される昇降制御装置18により水平
状態で昇降する昇降ステージ20と,この昇降ステージ
20に載置されたテーブル板22と,このテーブル板2
2上の光硬化性樹脂液面に紫外線等の光ビームを照射し
てこの液面を所定形状に硬化せしめる光ビーム照射装置
24とを備える。光ビーム照射装置24は、紫外線等の
光ビーム発生装置26およびこの光ビーム発生装置26
から発生した水平な光ビームを垂直に偏向してテーブル
板22上の樹脂液面を走査する偏向走査ミラー28を含
む。
【0011】さらに、樹脂槽14には昇降ステージ20
の昇降動作に連動して降下上昇しかつ光硬化性樹脂液1
2の液面を安定化する液面安定化装置としての液面調整
用非同径円筒型錘30が、連結ワイヤ32を介して昇降
制御装置18に連結されている。すなわち、テーブル板
22を載置しかつ4本のアーム16で支持された昇降ス
テージ20が光硬化性樹脂液12の液中に沈んで行くに
従ってアームの沈んだ容積分だけ樹脂槽14内の液面の
高さが上昇する。この液面高さ値を測定した液面位置測
定データに基づいて非同径円筒型錘30の形状を作製す
ることにより液面を常に安定した状態に保つことができ
る。
【0012】たとえば、非同径円筒型錘30は、昇降ス
テージ20の昇降動作に伴い樹脂槽14に収容されてい
る光硬化性樹脂液12の液面位置測定データに基づい
て、図2に示すように、その形状を従来の同径円筒型か
ら下部より上部の体積が大きくなるように徐変直径の形
状に作製される。この非同径円筒型錘30を使用するこ
とにより、テーブル板22を載置した昇降ステージ20
を降下した場合、降下初期時においても常に樹脂液面の
レベルが一定に保持される。
【0013】したがって、昇降ステージ20に載置され
たテーブル板22上の光硬化性樹脂液面は安定に保持さ
れ、紫外線等の光ビーム照射装置24からの光ビームの
照射と走査によりこの樹脂液面は所定形状に硬化され
る。そして、テーブル板22を造形データに基づいて順
次降下させ所定回数の積層作業を繰り返すことにより所
望形状の立体造形物が成形される。
【0014】また、図3に示す他の実施例の光造形装置
10は、液面安定化装置として、光硬化性樹脂液12を
収容した直方体形状の樹脂槽14内を昇降する昇降ステ
ージ20の底面に左右対称の傾斜面34および34を形
成して勾配を設けている。この勾配により昇降ステージ
20の底面と液面との間で気泡の発生を防止して昇降ス
テージ20に載置されたテーブル板22の降下初期時に
光硬化性樹脂液面の安定化を図っている。
【0015】上述の傾斜面34および34のかわりに、
図4に示される他の実施例のように昇降ステージ20の
底面に左右対称の凸状曲面36および36を形成するこ
とにより勾配を設けた場合にも、上述の図3に示される
実施例の場合と同様気泡の発生を防止して所期の効果を
得ることができる。なお、昇降ステージ20を昇降させ
る昇降制御装置および紫外線等の光ビーム照射装置は、
最初の実施例と同様につき図3において図示を省略す
る。また、光造形により立体造形物を成形する積層作業
の手順も最初の実施例の場合と同様につき、その説明も
省略する。
【0016】また、望ましい実施形態としては、樹脂槽
内に設けられるこの発明による液面安定化装置としての
変位部材を、図1に示す実施例の非同径円筒型錘を使用
しかつ図3に示す実施例の昇降ステージの底面に勾配を
設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図2】図1における非同径円筒型錘の拡大図解図であ
る。
【図3】この発明の他の実施例を示す要部の図解図であ
る。
【図4】図3における他の実施例の要部図解図である。
【図5】従来例の光造形装置の概略構成を示す図解図で
ある。
【図6】図5における要部の図解図である。
【図7】他の従来例の概略構成を示す図解図である。
【符号の説明】
10 …光造形装置 12 …光硬化性樹脂液 14 …樹脂槽 20 …昇降ステージ 22 …テーブル板 24 …光ビーム照射装置 30 …非同径円筒型錘 34 …傾斜面 36 …凸状曲面

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光硬化性樹脂液を収容した樹脂槽と、前記
    樹脂槽内に配置されて水平状態で昇降する昇降ステージ
    と、前記昇降ステージに載置されたテーブル板と、前記
    テーブル板上の光硬化性樹脂液面を光ビームの照射によ
    り所定形状に硬化せしめる光ビーム照射手段とを備える
    光造形装置において、 前記光硬化性樹脂液の液面揺動を安定化させる液面安定
    化手段を設けたことを特徴とする、光造形装置。
  2. 【請求項2】前記液面安定化手段は、前記昇降ステージ
    の昇降動作に連動して前記樹脂槽内を降下上昇する液面
    調整用錘を含む、請求項1記載の光造形装置。
  3. 【請求項3】前記液面調整用錘は、下部より上部の体積
    を大きくした、非同径円筒型錘である、請求項2記載の
    光造形装置。
  4. 【請求項4】前記液面安定化手段は、前記昇降ステージ
    の底面に設けた勾配をさらに含む、請求項1ないし3の
    いずれかに記載の光造形装置。
  5. 【請求項5】前記勾配は傾斜面を含む、請求項4記載の
    光造形装置。
  6. 【請求項6】前記傾斜面は左右対称に形成される、請求
    項5記載の光造形装置。
  7. 【請求項7】前記勾配は凸状曲面を含む、請求項4記載
    の光造形装置。
  8. 【請求項8】前記凸状曲面は左右対称に形成される、請
    求項7記載の光造形装置。
JP10151066A 1998-06-01 1998-06-01 光造形装置 Withdrawn JPH11342541A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7520740B2 (en) 2005-09-30 2009-04-21 3D Systems, Inc. Rapid prototyping and manufacturing system and method
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KR20210007235A (ko) * 2019-07-10 2021-01-20 주식회사 덴티스 수조 내에서 광경화성 액체 물질에 접촉되는 광 유도부를 포함하는 3d 프린터

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Effective date: 20050802