JPWO2019156170A1 - Modeling equipment, droplet movement equipment, object production method, droplet movement method and program - Google Patents

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Abstract

造形装置が、液滴を移動させる移動処理部と、所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部と、を備える。The modeling apparatus includes a moving processing unit for moving the droplets, and a modeling unit that performs modeling by partially changing the droplets into a solid within a predetermined modeling area.

Description

本発明は、造形装置、液滴移動装置、目的物生産方法、液滴移動方法及びプログラムに関する。
この出願は、2018年2月7日に出願された日本国特願2018−20556を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
The present invention relates to a modeling device, a droplet moving device, an object production method, a droplet moving method and a program.
This application claims priority on the basis of Japanese Patent Application No. 2018-20556 filed on February 7, 2018 and incorporates all of its disclosures herein.

3次元の目的物を造形可能な方法の1つに光造形(Stereolithography)がある。光造形では、液体の材料に紫外線レーザ光等の光を当てて材料を部分的に固体に変化させることで目的物を造形する。
光造形に関連して、非特許文献1には、光還元(Photoreduction)にて銀の微細構造を造形する方法が示されている。非特許文献1に記載の方法では、銀イオンを含む水溶液にレーザ光を照射して銀を目的の形状に凝縮させたのち、水溶液を除去する。
Stereolithography is one of the methods that can form a three-dimensional object. In stereolithography, a liquid material is irradiated with light such as an ultraviolet laser beam to partially change the material into a solid to form an object.
In relation to stereolithography, Non-Patent Document 1 discloses a method of forming a fine structure of silver by photoreduction. In the method described in Non-Patent Document 1, an aqueous solution containing silver ions is irradiated with laser light to condense silver into a desired shape, and then the aqueous solution is removed.

また、非特許文献2には、複数の材料を組み合わせた光造形を行う実験例が示されている。非特許文献2に記載の実験例では、アクリル樹脂とメタクリル樹脂とをそれぞれ光重合(Photopolymerization)にて造形した後、磁性材料を無電解めっきしている。その結果、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂のうち、アクリル樹脂のみが選択的にめっきされている。
このように、複数種類の材料を用いて光造形を行うことで、多様な特性を有する目的物を造形することができる。
Further, Non-Patent Document 2 shows an experimental example of performing stereolithography by combining a plurality of materials. In the experimental example described in Non-Patent Document 2, the acrylic resin and the methacrylic resin are respectively molded by photopolymerization, and then the magnetic material is electroless plated. As a result, of the acrylic resin and the methacrylic resin, only the acrylic resin is selectively plated.
In this way, by performing stereolithography using a plurality of types of materials, it is possible to form a target object having various characteristics.

Yao-Yu Cao, Nobuyuki Takeyasu, Takuo Tanaka, Xuan-Ming Duan, and Satoshi Kawata、"3D Metallic Nanostructure Fabrication by Surfactant-Assisted Multiphoton-Induced Reduction"、Small、2009年、第5巻、第10号、p.1144-1148Yao-Yu Cao, Nobuyuki Takeyasu, Takuo Tanaka, Xuan-Ming Duan, and Satoshi Kawata, "3D Metallic Nanostructure Fabrication by Surfactant-Assisted Multiphoton-Induced Reduction", Small, 2009, Vol. 5, No. 10, p. 1144-1148 Tommaso Zandrini, Shuhei Taniguchi and Shoji Maruo、"Magnetically Driven Micromachines Created by Two-Photon Microfabrication and SelectiveElectroless Magnetite Plating for Lab-on-a-Chip Applications"、Micromachines、2017年、第8巻、第35号、p.1-8Tommaso Zandrini, Shuhei Taniguchi and Shoji Maruo, "Magnetically Driven Micromachines Created by Two-Photon Microfabrication and SelectiveElectroless Magnetite Plating for Lab-on-a-Chip Applications", Micromachines, 2017, Vol. 8, No. 35, p.1 -8

光造形または光還元のように液体の材料を固体に変化させて目的物を造形する場合、レーザ光の照射可能範囲など造形が行われる領域に液体の材料を設置する必要がある。このような方法は、設置を行うユーザにとって負担となる。特に、複数の材料を用いて造形を行う場合、材料を取り換える毎に、造形途中の目的物を洗浄し、洗浄された目的物と次の材料とを、造形が行われる領域に設置する必要がある。このため、作業を行うユーザの負担が大きい。さらに、目的物が小さい場合など精密加工を行う場合、洗浄された目的物を設置する際に設置位置および向きの精度が要求され、作業を行うユーザの負担がさらに大きい。 When a liquid material is changed to a solid to form a target object such as stereolithography or photoreduction, it is necessary to install the liquid material in an area where the modeling is performed, such as an irradiation range of laser light. Such a method is burdensome for the user who performs the installation. In particular, when modeling is performed using a plurality of materials, it is necessary to wash the target object in the process of modeling every time the material is replaced, and to install the washed target object and the next material in the area where the modeling is performed. is there. Therefore, the burden on the user who performs the work is large. Further, when precision processing is performed such as when the target object is small, the accuracy of the installation position and orientation is required when installing the cleaned target object, which further increases the burden on the user who performs the work.

本発明は、液体の材料を固体に変化させて目的物を造形する場合に、液体の材料を設置する負担を軽減することができる造形装置、液滴移動装置、目的物生産方法、液滴移動方法およびプログラムを提供する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, when a liquid material is changed to a solid to form an object, the burden of installing the liquid material can be reduced, a modeling device, a droplet moving device, a target product production method, and a droplet moving. Provide methods and programs.

本発明の第1の態様によれば造形装置は、液滴を移動させる移動処理部と、所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部と、を備える。 According to the first aspect of the present invention, the modeling apparatus includes a moving processing unit that moves droplets, and a modeling unit that performs modeling by partially changing the droplets into solids within a predetermined modeling region. To be equipped.

前記移動処理部は、電磁波によるポイントヒータを用いて前記液滴に温度勾配を生じさせることで前記液滴を移動させるようにしてもよい。 The movement processing unit may move the droplet by causing a temperature gradient in the droplet by using a point heater using an electromagnetic wave.

前記移動処理部は、撥水性の素材が部分的に配置されている面上にて前記液滴を移動させるようにしてもよい。 The movement processing unit may move the droplet on a surface on which the water-repellent material is partially arranged.

前記移動処理部は、前記液滴を移動させるべき距離が大きいほど前記ポイントヒータによる加熱量を大きくするようにしてもよい。 The movement processing unit may increase the amount of heating by the point heater as the distance to which the droplets should be moved increases.

前記移動処理部は、前記液滴の濡れ性が小さいほど前記ポイントヒータによる加熱量を大きくするようにしてもよい。 The moving processing unit may increase the amount of heating by the point heater as the wettability of the droplets becomes smaller.

前記移動処理部は、前記液滴の粘度が大きいほど、前記ポイントヒータによる加熱量を大きくするようにしてもよい。 The moving processing unit may increase the amount of heating by the point heater as the viscosity of the droplet increases.

前記移動処理部は、互いに異なる種類の材料からなる複数の液滴それぞれを別々のタイミングで移動させ、前記造形部は、前記造形領域内で前記複数の液滴それぞれを部分的に固体に変化させることで前記造形を行うようにしてもよい。 The movement processing unit moves a plurality of droplets made of different types of materials at different timings, and the modeling unit partially changes each of the plurality of droplets into a solid within the modeling region. By doing so, the modeling may be performed.

前記移動処理部は、目的物の材料となる液滴と、洗浄液の液滴とのそれぞれを別々のタイミングで移動させ、前記造形部は、前記造形領域内で前記目的物の材料となる液滴を部分的に固体に変化させることで前記目的物を造形してもよい。 The moving processing unit moves the droplets that are the material of the target object and the droplets of the cleaning liquid at different timings, and the modeling unit moves the droplets that are the material of the target object within the modeling region. The target object may be modeled by partially changing.

前記造形部は、レーザ光を透過させる基板に載っている前記液滴に対し、前記液滴内に焦点を結ぶように前記レーザ光を前記基板の下から照射するようにしてもよい。 The modeling unit may irradiate the droplets on the substrate through which the laser beam is transmitted with the laser beam from below the substrate so as to focus on the droplets.

本発明の第2の態様によれば造形装置は、目的物の材料となるとともに互いに異なる種類の材料からなる複数の液滴それぞれを別のタイミングで移動させ、また、前記複数の液滴を移動させるタイミングとは異なるタイミングで洗浄液の液滴を移動させる移動処理部と、所定の造形領域内で前記複数の液滴を部分的に固体に変化させることで前記目的物を造形する造形部と、を備える。 According to the second aspect of the present invention, the modeling apparatus moves a plurality of droplets made of a material of a target object and different types of materials at different timings, and also moves the plurality of droplets at different timings. A moving processing unit that moves the droplets of the cleaning liquid at a timing different from the timing of causing the cleaning liquid, and a modeling unit that shapes the target object by partially changing the plurality of droplets into a solid within a predetermined modeling region. To be equipped.

本発明の第3の態様によれば、液滴移動装置は、電磁波によるポイントヒータを用いて液滴に温度勾配を生じさせることで前記液滴を移動させる移動処理部を備える。 According to the third aspect of the present invention, the droplet moving device includes a moving processing unit that moves the droplet by causing a temperature gradient in the droplet using a point heater using an electromagnetic wave.

本発明の第4の態様によれば、目的物生産方法は、所定の造形領域内で液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う工程と、前記造形を行う工程を適用後の液滴を前記造形領域外へ移動させる工程と、を含む。 According to the fourth aspect of the present invention, the target product production method includes a step of performing modeling by partially changing droplets into a solid within a predetermined modeling region, and a step of performing the modeling after application. The step of moving the droplet to the outside of the modeling region is included.

本発明の第5の態様によれば、液滴移動方法は、電磁波によるポイントヒータを用いて液滴に温度勾配を生じさせることで前記液滴を移動させる工程を含む。 According to a fifth aspect of the present invention, the method for moving a droplet includes a step of moving the droplet by causing a temperature gradient in the droplet using a point heater using an electromagnetic wave.

本発明の第6の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、所定の造形領域内で液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う工程と、前記造形を行う工程を適用後の液滴を前記造形領域外へ移動させる工程と、を実行させるためのプログラムである。 According to a sixth aspect of the present invention, the program applies a step of performing modeling by partially changing droplets into a solid within a predetermined modeling region and a step of performing the modeling to a computer. This is a program for executing the step of moving the droplets out of the modeling region.

本発明の第7の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、電磁波によるポイントヒータを用いて液滴に温度勾配を生じさせることで前記液滴を移動させる工程を実行させるためのプログラムである。 According to a seventh aspect of the present invention, the program is a program for causing a computer to execute a step of moving the droplet by causing a temperature gradient in the droplet by using a point heater using an electromagnetic wave.

本発明の実施形態によれば、液体の材料を固体に変化させて目的物を造形する場合に、液体の材料を設置する負担を軽減することができる。 According to the embodiment of the present invention, when the liquid material is changed to a solid to form the target object, the burden of installing the liquid material can be reduced.

実施形態に係る造形システムの機能構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the functional structure of the modeling system which concerns on embodiment. 実施形態に係る造形部がレーザ光の焦点を結ばせる位置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the position where the modeling part which concerns on embodiment can focus a laser beam. 実施形態に係る造形部のレーザ光発射部分と液滴との位置関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the positional relationship between the laser beam emitting part of the modeling part which concerns on embodiment, and a droplet. 実施形態に係る液滴の配置例を示す図である。It is a figure which shows the arrangement example of the droplet which concerns on embodiment. 実施形態に係る移動処理部が加熱用ビームを照射する位置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the position which the moving processing part which concerns on embodiment irradiates a heating beam. 温度勾配が生じていない場合の液滴における力の関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the relationship of the force in a droplet when a temperature gradient is not generated. 温度勾配が生じている場合の液滴における力の関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the relationship of the force in a droplet when a temperature gradient occurs. 実施形態で液滴に生じる力の向きの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the direction of the force generated in the droplet in an embodiment. 実施形態に係る移動処理部のレーザ光発射部分と液滴との位置関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the positional relationship between the laser light emitting part and the droplet of the moving processing part which concerns on embodiment. 実施形態に係る観察部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the observation part which concerns on embodiment. 実施形態に係る材料の配置の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the arrangement of the material which concerns on embodiment. 実施形態に係る材料の配置の第2例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the arrangement of the material which concerns on embodiment. 実施形態に係る材料の配置の第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the arrangement of the material which concerns on embodiment. 実施形態に係る材料の配置の第4例を示す図である。It is a figure which shows the 4th example of the arrangement of the material which concerns on embodiment. 実施形態に係る材料の配置の第5例を示す図である。It is a figure which shows the 5th example of the arrangement of the material which concerns on embodiment. 実施形態に係る材料の配置の第6例を示す図である。It is a figure which shows the sixth example of the arrangement of the material which concerns on embodiment. 実施形態に係る材料の配置の第7例を示す図である。It is a figure which shows the 7th example of the arrangement of the material which concerns on embodiment. 実施形態に係る材料の配置の第8例を示す図である。It is a figure which shows the 8th example of the arrangement of the material which concerns on embodiment. 実施形態に係る材料の配置の第9例を示す図である。It is a figure which shows the 9th example of the arrangement of the material which concerns on embodiment. 実施形態に係る材料の配置の第10例を示す図である。It is a figure which shows the tenth example of the arrangement of the material which concerns on embodiment. 実施形態に係る移動処理部による液滴の加熱温度と液滴の移動距離との関係の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the relationship between the heating temperature of a droplet by the movement processing part which concerns on embodiment, and the movement distance of a droplet. 実施形態に係る液滴の濡れ性と液滴の移動距離との関係の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the relationship between the wettability of a droplet and the moving distance of a droplet according to the embodiment. 実施形態に係る液滴の粘度と液滴の移動距離との関係の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the relationship between the viscosity of a droplet and the moving distance of a droplet which concerns on embodiment. 実施形態に係る制御装置が造形装置を制御して目的物を生成させる処理手順の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing procedure which the control device which concerns on embodiment controls a modeling apparatus and generates an object. 実施形態に係る造形装置を用いて得られる目的物の第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the object obtained by using the modeling apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る造形装置を用いて得られる目的物に銅めっきを施した第1例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example which copper-plated the object obtained by using the modeling apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る造形装置を用いて得られる目的物の第2例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the object obtained by using the modeling apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る造形装置を用いて得られる目的物に銅めっきを施した第2例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example which copper-plated the object obtained by using the modeling apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る造形装置を用いて得られる目的物の第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the object obtained by using the modeling apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る第5固形物の一部を横斜め上から見た図である。It is a figure which saw a part of the 5th solid matter which concerns on embodiment from the side diagonally above. 実施形態に係る造形装置を用いて得られる目的物に銅めっきを施した第3例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example which copper-plated the object obtained by using the modeling apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る造形用ビームの角度と焦点の位置との関係の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the relationship between the angle of the modeling beam which concerns on embodiment, and the position of a focal point.

以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、実施形態に係る造形システムの機能構成を示す概略ブロック図である。図1に示すように、造形システム1は、造形装置100と、制御装置200とを備える。造形装置100は、造形部110と、移動処理部120と観察部150とを備える。制御装置200は、表示部210と、操作入力部220と、記憶部280と、処理部290とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the following embodiments do not limit the inventions claimed. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means of solving the invention.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a functional configuration of a modeling system according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the modeling system 1 includes a modeling device 100 and a control device 200. The modeling device 100 includes a modeling unit 110, a moving processing unit 120, and an observation unit 150. The control device 200 includes a display unit 210, an operation input unit 220, a storage unit 280, and a processing unit 290.

造形システム1は、液体の材料を部分的に個体に変化させて目的物を生成する。
造形装置100は、目的物の生成を実行する装置である。特に、造形装置100は、1つ以上の材料それぞれの液滴を部分的に固体に変化させることで目的物を造形する。ここでいう液滴は、表面張力でまとまっている液体のかたまりである。ここでいう造形は、形のあるものを作ることである。
The modeling system 1 partially changes the liquid material into a solid to generate the target object.
The modeling device 100 is a device that executes the generation of the target object. In particular, the modeling apparatus 100 models an object by partially changing droplets of each of one or more materials into solids. A droplet referred to here is a mass of liquid that is collected by surface tension. The modeling here is to make something with a shape.

造形部110は、造形領域内で材料の液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う。具体的には、液滴にレーザ光を照射し液滴内にレーザ光の焦点を結ばせることで、焦点の位置で液体の材料を固体に変化させる。ここでいう造形領域は、造形部110が材料を固形に変化可能な領域である。具体的には、造形領域は、造形部110がレーザ光の焦点を結ばせることができる領域である。 The modeling unit 110 performs modeling by partially changing the droplets of the material into a solid in the modeling region. Specifically, by irradiating the droplet with a laser beam and focusing the laser beam inside the droplet, the liquid material is changed to a solid at the position of the focal point. The modeling region referred to here is a region in which the modeling unit 110 can change the material to a solid state. Specifically, the modeling region is an region in which the modeling unit 110 can focus the laser beam.

以下では、材料が光硬化性樹脂であり、造形部110が、光造形にて光硬化性樹脂を液体から固体に硬化させる場合を例に説明する。
但し、造形部110が造形を行う方法は、材料の液滴を部分的に固体に変化させることができる方法であればよく、特定の方法に限定されない。例えば、造形部110が造形を行う方法は、光重合(Photopolymerization)、光架橋(Photocrosslink)、光還元(Photoreduction)のいずれか、またはこれらの組み合わせであってもよい。
In the following, a case where the material is a photocurable resin and the modeling unit 110 cures the photocurable resin from a liquid to a solid by stereolithography will be described as an example.
However, the method in which the modeling unit 110 performs modeling is not limited to a specific method as long as it can partially change the droplets of the material into a solid. For example, the method in which the modeling unit 110 performs modeling may be any one of photopolymerization, photocrosslink, photoreduction, or a combination thereof.

また、造形部110が造形に用いるレーザ光は、材料を硬化可能なレーザ光であればよく、特定の波長のレーザ光に限定されない。例えば、造形部110が、紫外線レーザ光を用いるようにしてもよいし、青色レーザ光を用いるようにしてもよい。あるいは、造形部110が、近赤外フェムト秒パルスレーザ(Femtosecond-pulse Laser)光を用いて2光子吸収による2光子造形法にて造形を行うようにしてもよい。 Further, the laser light used by the modeling unit 110 for modeling may be any laser light capable of curing the material, and is not limited to the laser light having a specific wavelength. For example, the modeling unit 110 may use an ultraviolet laser beam or a blue laser beam. Alternatively, the modeling unit 110 may perform modeling by a two-photon modeling method using two-photon absorption using near-infrared femtosecond-pulse laser light.

図2は、造形部110がレーザ光の焦点を結ばせる位置の例を示す。図2では、造形部110、移動処理部120それぞれのレーザ光発射部分が示されている。また、造形装置100は、移動処理部120および造形部110に加えて、支持台130および滴下口140を備えている。支持台130には、目的物造形用の基板として用いられているガラス板の基板810が載置される。支持台130はこの基板810を支持している。また、基板810の上には液滴820が載っている。造形部110が照射するレーザ光を造形用ビームB11とも称する。
図2は、造形部110、移動処理部120それぞれのレーザ光発射部分、支持台130、基板810および液滴820を横(水平方向)から見た例を示している。
FIG. 2 shows an example of a position where the modeling unit 110 focuses the laser beam. In FIG. 2, laser light emitting portions of each of the modeling unit 110 and the moving processing unit 120 are shown. Further, the modeling apparatus 100 includes a support base 130 and a dropping port 140 in addition to the moving processing unit 120 and the modeling unit 110. On the support base 130, a glass plate substrate 810 used as a substrate for modeling an object is placed. The support base 130 supports the substrate 810. Further, the droplet 820 is placed on the substrate 810. The laser beam emitted by the modeling unit 110 is also referred to as a modeling beam B11.
FIG. 2 shows an example in which the laser beam emitting portion, the support base 130, the substrate 810, and the droplet 820 of each of the modeling unit 110 and the moving processing unit 120 are viewed from the side (horizontal direction).

図2に示す液滴820は、材料の液滴である。滴820は基板810に載っている。造形部110は、造形用ビームB11を透過させる液滴820に対し、液滴820内に焦点を結ぶように造形用ビームB11を基板810の下から照射している。造形部110が照射した造形用ビームB11は、点P11で焦点を結んでいる。このため、液滴820のうち点P11の部分が液体から固体に変化する。 The droplet 820 shown in FIG. 2 is a droplet of the material. Droplets 820 are mounted on substrate 810. The modeling unit 110 irradiates the droplet 820 passing through the modeling beam B11 with the modeling beam B11 from below the substrate 810 so as to focus on the inside of the droplet 820. The modeling beam B11 irradiated by the modeling unit 110 is focused at the point P11. Therefore, the portion of the droplet 820 at point P11 changes from a liquid to a solid.

造形部110のレーザ光発射部分は図2の前後および左右に移動可能である。また、造形部110は、造形用ビームB11の焦点の位置を図2の上下に移動させることができる。したがって、造形部110は、造形用ビームB11の焦点の位置を図2の上下左右および前後へと、三次元的に移動させることができる。
造形部110が、液滴820内で造形用ビームB11の焦点位置を目的物の形状に沿って移動させることで、材料を目的物の形状に加工することができる。
The laser beam emitting portion of the modeling unit 110 can be moved back and forth and left and right in FIG. Further, the modeling unit 110 can move the position of the focal point of the modeling beam B11 up and down in FIG. Therefore, the modeling unit 110 can three-dimensionally move the position of the focal point of the modeling beam B11 to the top, bottom, left, right, front and back of FIG.
The modeling unit 110 moves the focal position of the modeling beam B11 in the droplet 820 along the shape of the target object, so that the material can be processed into the shape of the target object.

また、図2に示すように、造形部110が基板810の下側から造形用ビームB11を照射させることで、造形用ビームB11は、焦点を結んだ後に液滴820の上面に到達する。したがって、造形用ビームB11が焦点を結ぶ位置は、表面張力による液滴820の形状に応じた屈折の影響を受けない。この点で、造形システム1は、造形用ビームB11の焦点の位置合わせを高精度に行うことができる。
但し、造形部110が液滴820の上側から造形用ビームB11を照射するようにしもよい。これにより、液滴820が不透明な盤の上面に滴下されている場合など、液滴820が不透明な物の上に位置する場合でも、液滴820に造形用ビームB11を照射させて材料を部分的に固体に変化させることができる。
Further, as shown in FIG. 2, when the modeling unit 110 irradiates the modeling beam B11 from the lower side of the substrate 810, the modeling beam B11 reaches the upper surface of the droplet 820 after focusing. Therefore, the position where the modeling beam B11 is focused is not affected by the refraction according to the shape of the droplet 820 due to surface tension. In this respect, the modeling system 1 can perform the focusing alignment of the modeling beam B11 with high accuracy.
However, the modeling unit 110 may irradiate the modeling beam B11 from above the droplet 820. As a result, even when the droplet 820 is located on an opaque object such as when the droplet 820 is dropped on the upper surface of an opaque board, the droplet 820 is irradiated with the modeling beam B11 to partially irradiate the material. Can be transformed into a solid.

滴下口140は、洗浄液を滴下する。この洗浄液は、液体の材料を加工した後、固体になった材料に付着している液体の材料を除去するための液である。滴下口140は、造形領域に向けて洗浄液を滴下することで、造形領域に位置する固体の材料を洗浄する。すなわち、滴下口140は、造形領域に位置する固体になった材料に付着している液体の材料を除去する。
但し、造形システム1が固体の材料を洗浄する方法は、滴下口140から洗浄液を滴下させる方法に限定されない。造形システム1が、あらかじめ液滴820の形態で用意されている洗浄液を移動させることで固体の材料を洗浄液に浸し、これによって固形の材料を洗浄するようにしてもよい。
The cleaning liquid is dropped into the dropping port 140. This cleaning liquid is a liquid for removing the liquid material adhering to the solidified material after processing the liquid material. The dropping port 140 cleans the solid material located in the modeling region by dropping the cleaning liquid toward the modeling region. That is, the dropping port 140 removes the liquid material adhering to the solid material located in the modeling region.
However, the method by which the modeling system 1 cleans the solid material is not limited to the method of dropping the cleaning liquid from the dropping port 140. The modeling system 1 may immerse the solid material in the cleaning liquid by moving the cleaning liquid prepared in advance in the form of droplets 820, thereby cleaning the solid material.

図3は、造形部110のレーザ光発射部分と液滴820との位置関係の例を示す。図3は、造形部110のレーザ光発射部分を上側から見た例を示している。この例では、支持台130に支持された基板810が造形部110のレーザ光発射部分の上に位置し、基板810の上に材料が異なる2つの液滴820が載っている。2つの液滴820は、第1材料の液滴821−11および第2材料の液滴821−12である。材料の液滴と洗浄液の液滴と区別するため、材料の液滴に符号821を付している。 FIG. 3 shows an example of the positional relationship between the laser beam emitting portion of the modeling portion 110 and the droplet 820. FIG. 3 shows an example in which the laser beam emitting portion of the modeling portion 110 is viewed from above. In this example, the substrate 810 supported by the support base 130 is located on the laser beam emitting portion of the modeling portion 110, and two droplets 820 of different materials are placed on the substrate 810. The two droplets 820 are droplets 821-11 of the first material and droplets 821-12 of the second material. In order to distinguish between the droplets of the material and the droplets of the cleaning liquid, the droplets of the material are designated by reference numeral 821.

材料の液滴821のうち第1材料の液滴821−11は、造形部110のレーザ光発射部分の上に位置している。造形部110が造形用ビームB11を照射して第1材料の液滴821−11内に焦点を結ばせることで、液滴821−11のうち焦点の部分が液体から固体に変化する。
造形システム1は、第1材料の液滴821−11を用いた第1材料の加工の後、第2材料の液滴821−12を用いて第2材料の加工を行うことで、第1材料および第2材料の両方を含む目的物を生成することができる。かかる加工のために、移動処理部120が液滴820を移動させる。
Of the material droplets 821, the first material droplets 821-11 are located above the laser beam emitting portion of the modeling unit 110. When the modeling unit 110 irradiates the modeling beam B11 to focus on the droplets 821-11 of the first material, the focal portion of the droplets 821-11 changes from a liquid to a solid.
The modeling system 1 processes the first material using the droplets 821-11 of the first material, and then processes the second material using the droplets 821-12 of the second material, thereby processing the first material. It is possible to produce an object containing both the second material and the second material. For such processing, the moving processing unit 120 moves the droplet 820.

移動処理部120は、液滴820を移動させる。具体的には、移動処理部120は、電磁波によるポイントヒータを用いて液滴820に温度勾配を生じさせることで液滴820を移動させる。
移動処理部120を備える造形装置100は、液滴移動装置の例に該当する。
移動処理部120は、ポイントヒータ用の電磁波(例えば赤外線レーザ光)を液滴820の端または液滴820近傍の基板810、あるいはそれら両方に照射して部分的に温めることで、液滴820に温度勾配を生じさせる。但し、移動処理部120がポイントヒータに用いる電磁波は液体の材料を固体に変化させるもの以外の電磁波であればよく、特定の周波数の電磁波、および、特定の方式の電磁波に限定されない。
The movement processing unit 120 moves the droplet 820. Specifically, the movement processing unit 120 moves the droplet 820 by creating a temperature gradient in the droplet 820 using a point heater using electromagnetic waves.
The modeling device 100 including the movement processing unit 120 corresponds to an example of a droplet moving device.
The moving processing unit 120 irradiates the edge of the droplet 820, the substrate 810 in the vicinity of the droplet 820, or both of them with an electromagnetic wave for a point heater (for example, infrared laser light) to partially warm the droplet 820. Creates a temperature gradient. However, the electromagnetic wave used by the moving processing unit 120 for the point heater may be any electromagnetic wave other than the one that changes the liquid material into a solid, and is not limited to the electromagnetic wave of a specific frequency and the electromagnetic wave of a specific method.

図4は、液滴820の配置例を示す。図4は、基板810を斜め上から見た場合の例を示す。この例では、基板810上には第3材料の液滴821−21と、第4材料の液滴821−22と、第5材料の液滴821−23と、洗浄液の液滴とが位置している。材料の液滴と洗浄液の液滴と区別するため、洗浄液の液滴には、符号822を付している。
造形システム1は、第3材料の液滴821−21、第4材料の液滴821−22および第5材料の液滴821−23の各々を造形領域に位置させて部分的に固体に変化させることで、第1材料、第2材料および第3材料を含む目的物を生成することができる。
FIG. 4 shows an arrangement example of the droplet 820. FIG. 4 shows an example when the substrate 810 is viewed from diagonally above. In this example, droplets 821-21 of the third material, droplets 821-22 of the fourth material, droplets 821-23 of the fifth material, and droplets of the cleaning liquid are located on the substrate 810. ing. In order to distinguish between the droplets of the material and the droplets of the cleaning liquid, the droplets of the cleaning liquid are designated by reference numeral 822.
The modeling system 1 positions each of the droplets 821-21 of the third material, the droplets 821-22 of the fourth material, and the droplets 821-23 of the fifth material in the modeling region and partially transforms them into solids. This makes it possible to produce an object including the first material, the second material, and the third material.

また、造形システム1は、第3材料の液滴821−21、第4材料の液滴821−22および第5材料の液滴821−23の各々を部分的に固形に変化させる毎に、洗浄液の液滴822を造形領域に移動させて固形の材料を洗浄する。上述したように、固体の材料を洗浄する方法として、洗浄液の液滴822を移動させる方法に代えて、洗浄液を滴下口140から滴下する方法を用いるようにしてもよい。 Further, in the modeling system 1, each time the droplets 821-21 of the third material, the droplets 821-22 of the fourth material, and the droplets 821-23 of the fifth material are partially solidified, the cleaning liquid is changed. Droplets 822 of the are moved to the build area to wash the solid material. As described above, as a method for cleaning the solid material, a method of dropping the cleaning liquid from the dropping port 140 may be used instead of the method of moving the droplet 822 of the cleaning liquid.

図4の例で、造形部110は、基板810の下から造形用ビームB11を照射する。一方、移動処理部120は、基板810の上からポイントヒータ用の電磁波を照射する。移動処理部120が照射する電磁波を加熱用ビームB12とも称する。移動処理部120が、加熱用ビームB12として赤外線レーザ光を照射するようにしてもよい。但し、移動処理部120が照射する電磁波は、液滴に温度勾配を付けられるものであればよく、特定の周波数の電磁波に限定されない。また、加熱用ビームB12はレーザ光に限定されない。 In the example of FIG. 4, the modeling unit 110 irradiates the modeling beam B11 from below the substrate 810. On the other hand, the moving processing unit 120 irradiates the electromagnetic wave for the point heater from above the substrate 810. The electromagnetic wave emitted by the moving processing unit 120 is also referred to as a heating beam B12. The moving processing unit 120 may irradiate the infrared laser beam as the heating beam B12. However, the electromagnetic wave emitted by the moving processing unit 120 is not limited to an electromagnetic wave having a specific frequency as long as it can give a temperature gradient to the droplet. Further, the heating beam B12 is not limited to the laser beam.

図4では、説明のために造形用ビームB11および加熱用ビームB12の両方を示している。但し、造形部110が造形用ビームB11を照射している間は、移動処理部120は、造形領域に位置する液滴820に対して加熱用ビームB12の照射を行わない。造形部110が造形領域に位置する材料に対する加工を終了したのち、移動処理部120は、この造形領域に位置する材料に対して加熱用ビームB12を照射して、液体のままの材料を造形領域外へ移動させる。 In FIG. 4, both the modeling beam B11 and the heating beam B12 are shown for explanation. However, while the modeling unit 110 is irradiating the modeling beam B11, the moving processing unit 120 does not irradiate the droplet 820 located in the modeling region with the heating beam B12. After the modeling unit 110 finishes processing the material located in the modeling area, the moving processing unit 120 irradiates the material located in the modeling area with the heating beam B12 to produce the material as a liquid in the modeling area. Move it out.

図5は、移動処理部120が加熱用ビームB12を照射する位置の例を示す。図2の場合と同様、図5では、造形部110、移動処理部120それぞれのレーザ光発射部分、支持台130および滴下口140と、支持台130に載置された基板810、および、基板810の上に載っている液滴820とが示されている。図2の場合と同様、図5は、造形部110、移動処理部120それぞれのレーザ光発射部分、支持台130、基板810および液滴820を横(水平方向)から見た例を示している。 FIG. 5 shows an example of a position where the moving processing unit 120 irradiates the heating beam B12. Similar to the case of FIG. 2, in FIG. 5, the laser beam emitting portion, the support base 130 and the dropping port 140 of each of the modeling unit 110 and the moving processing unit 120, the substrate 810 mounted on the support base 130, and the substrate 810 are shown. The droplet 820 resting on is shown. Similar to the case of FIG. 2, FIG. 5 shows an example in which the laser beam emitting portion, the support base 130, the substrate 810, and the droplet 820 of each of the modeling unit 110 and the moving processing unit 120 are viewed from the side (horizontal direction). ..

図2では、造形部110が造形用ビームB11を照射している場合の例を示しているのに対し、図5では、移動処理部120が加熱用ビームB12を照射している場合の例を示している。
図5の例で、移動処理部120は、液滴820の近傍の基板810に加熱用ビームB12を照射している。これにより、移動処理部120は、液滴820の加熱用ビームB12の側を加熱し、液滴820に温度勾配を生じさせる。
FIG. 2 shows an example in which the modeling unit 110 irradiates the modeling beam B11, whereas FIG. 5 shows an example in which the moving processing unit 120 irradiates the heating beam B12. Shown.
In the example of FIG. 5, the moving processing unit 120 irradiates the substrate 810 in the vicinity of the droplet 820 with the heating beam B12. As a result, the moving processing unit 120 heats the side of the heating beam B12 of the droplet 820 to generate a temperature gradient in the droplet 820.

図6は、温度勾配が生じていない場合の液滴820における力の関係の例を示す。図6の例で、γは、液滴820における表面張力を示す。γは、固体の表面張力(基板810における表面張力)を示す。γLSは、固液界面張力を示す。θは液滴820の基板810に対する接触角を示す。
図6の場合、ヤングの式は、式(1)のように示される。
FIG. 6 shows an example of the force relationship in the droplet 820 when no temperature gradient occurs. In the example of FIG. 6, γ L indicates the surface tension at the droplet 820. γ S indicates the surface tension of the solid (surface tension on the substrate 810). γ LS indicates solid-liquid interfacial tension. θ indicates the contact angle of the droplet 820 with respect to the substrate 810.
In the case of FIG. 6, Young's equation is expressed as equation (1).

図6では液滴820内の力が釣り合っており、液滴820は移動しない。 In FIG. 6, the forces in the droplet 820 are balanced, and the droplet 820 does not move.

図7は、温度勾配が生じている場合の液滴820における力の関係の例を示す。図7の例で、加熱されていない側における力を図6で用いた変数名に「’」を付した変数名で示す。具体的には、γ’は、液滴820における表面張力を示す。γ’は、固体の表面張力(基板810における表面張力)を示す。γ’LSは、固液界面張力を示す。θ’は液滴820の基板810に対する接触角を示す。FIG. 7 shows an example of the relationship of forces in the droplet 820 when a temperature gradient is occurring. In the example of FIG. 7, the force on the unheated side is shown by the variable name in which "'" is added to the variable name used in FIG. Specifically, gamma 'L denotes the surface tension in the droplet 820. gamma 'S indicates the solid surface tension (surface tension at the substrate 810). gamma 'LS shows the solid-liquid interfacial tension. θ'indicates the contact angle of the droplet 820 with respect to the substrate 810.

一方、図7の例で、加熱されている側における力については、変数名に「’’」を付して示す。具体的には、γ’’は、液滴820における表面張力を示す。γ’’は、固体の表面張力(基板810における表面張力)を示す。γ’’LSは、固液界面張力を示す。θ’’は液滴820の基板810に対する接触角を示す。
図7の例では、高温側の温度Tと低温側の温度T(T>T)との温度差が生じ、基板810および液滴820に温度勾配が生じている。この温度勾配によって、高温側、低温側それぞれで接触角および表面張力が図6の場合から変化している。
低温側では、接触角θ’が図6の場合の接触角θよりも大きくなっており、液体と気体との間の表面張力γ’の水平方向成分は減少する。低温側の界面に働く力F’は、固体の表面張力γ’の向きを正として、式(2)のように示される。
On the other hand, in the example of FIG. 7, the force on the heated side is shown by adding "''" to the variable name. Specifically, γ'' L indicates the surface tension of the droplet 820. γ'' S indicates the surface tension of the solid (surface tension on the substrate 810). γ'' LS indicates solid-liquid interfacial tension. θ'' indicates the contact angle of the droplet 820 with respect to the substrate 810.
In the example of FIG. 7, the temperature difference between the temperature T L (T H> T L ) of the temperature T H and the low temperature side of the high temperature side occurs, the temperature gradient is caused in the substrate 810 and the droplet 820. Due to this temperature gradient, the contact angle and surface tension change from the case of FIG. 6 on the high temperature side and the low temperature side, respectively.
In the low temperature side, the contact angle theta 'are larger than the contact angle theta in the case of FIG. 6, the surface tension γ between the liquid and the gas' horizontal component of the L is decreased. Force acting on the interface of the low-temperature side F 'is a solid surface tension gamma' as a positive orientation of s, it is represented by equation (2).

「F’>0」であり、力F’の向きは、固体の表面張力γ’の向きと同じく温度勾配が高い方から低い方への向きとなっている。
一方、高温側では、接触角θ’’が図6の場合の接触角θよりも小さくなっており、液体と気体との間の表面張力γ’’の水平方向成分は増加する。高温側の界面に働く力F’’は、固体の表面張力γ’’の向きを正として、式(3)のように示される。
'It is "> 0, the force F F''direction of, the orientation and the same temperature gradient of the surface tension γ' S of the solid is in the direction of higher to lower from the side.
On the other hand, in the high temperature side, the contact angle theta '' are smaller than the contact angle theta in the case of FIG. 6, the surface tension γ between the liquid and the gas 'horizontal component of the' L increases. The force F ″ acting on the interface on the high temperature side is expressed by the equation (3) with the direction of the surface tension γ ″ s of the solid as positive.

「F’’<0」であり、力F’’の向きは、固体の表面張力γ’’の向きと反対に温度勾配が高い方から低い方への向きとなっている。
図8は、液滴に生じる力の向きの例を示す。上記のように、力F’の向き、力F’’の向きの何れも勾配温度が高い方から低い方への向きとなっている。力F’と力F’’とを合成した力FTotalは、式(4)のように示される。
"F"<0", and the direction of the force F" is from the higher side to the lower side of the temperature gradient, which is opposite to the direction of the surface tension γ " S of the solid.
FIG. 8 shows an example of the direction of the force generated in the droplet. As described above, both the direction of the force F'and the direction of the force F'are from the higher gradient temperature to the lower gradient temperature. The force F Total, which is a combination of the force F'and the force F'', is expressed by Eq. (4).

力F’の向き、力F’’の向き共に温度勾配が高い方から低い方への向きとなっているので、力FTotalの向きも図8に示すように温度勾配が高い方から低い方への向きとなる。液滴820は、力FTotalを駆動力として温度勾配が高い方から低い方へと移動する。したがって、液滴820は、移動処理部120が加熱している位置から遠ざかる方向に移動する。Since both the direction of the force F'and the direction of the force F'' are from the higher temperature gradient to the lower temperature gradient, the direction of the force F Total is also from the higher temperature gradient to the lower temperature gradient as shown in FIG. It becomes the direction to. The droplet 820 moves from the higher temperature gradient to the lower temperature gradient by using the force F Total as a driving force. Therefore, the droplet 820 moves in a direction away from the position where the moving processing unit 120 is heating.

図9は、移動処理部120のレーザ光発射部分と液滴820との位置関係の例を示す。図9は、移動処理部120のレーザ光照射部分および基板810を斜め上側から見た例を示している。この例では、基板810の上に第6材料の液滴821−31が載っている。また、領域A11は、移動処理部120が加熱用ビームB12を照射している部分を示している。移動処理部120は、第6材料の液滴821−31の近傍の基板810に加熱用ビームB12を照射して加熱することで、第6材料の液滴821−31に温度勾配を生じさせる。 FIG. 9 shows an example of the positional relationship between the laser beam emitting portion of the moving processing unit 120 and the droplet 820. FIG. 9 shows an example in which the laser beam irradiation portion of the moving processing unit 120 and the substrate 810 are viewed from diagonally above. In this example, a droplet 821-31 of the sixth material is placed on the substrate 810. Further, the region A11 shows a portion where the moving processing unit 120 irradiates the heating beam B12. The moving processing unit 120 irradiates the substrate 810 in the vicinity of the droplets 821-31 of the sixth material with the heating beam B12 to heat the substrates, thereby causing a temperature gradient in the droplets 821-31 of the sixth material.

観察部150は、目的物の画像を撮影する。
図10は、観察部150の構成例を示す図である。図10の例で、観察部150は、観察光光源151と、ビームスプリッタ152と、観察用レンズ153と、CCDカメラ154と、表示装置155とを備える。
観察光光源151は、目的物を撮影するための照明光B13を照射する。ここでの目的物は、造形途中のものであってもよい。照明光B13は、目的物に照射される。照明光B13の一部が反射または吸収された後、残りの光が造形部110のレーザ光発射部分を経由してビームスプリッタ152へ入射される。
The observation unit 150 captures an image of the target object.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of the observation unit 150. In the example of FIG. 10, the observation unit 150 includes an observation light source 151, a beam splitter 152, an observation lens 153, a CCD camera 154, and a display device 155.
The observation light light source 151 irradiates the illumination light B13 for photographing the target object. The object here may be in the process of being modeled. The illumination light B13 irradiates the target object. After a part of the illumination light B13 is reflected or absorbed, the remaining light is incident on the beam splitter 152 via the laser beam emitting portion of the modeling portion 110.

図10の例で、観察光光源151は、図2における滴下口140と同様に、造形領域の上方に位置している。観察光光源151が、照明光B13を照射する間、滴下口140の配置位置と観察光光源151との配置位置を入れ替えるようにしてもよい。あるいは、滴下口140が、造形領域の斜め上方から造形領域へ向けて洗浄液または液体の材料を滴下するなど、滴下口140の位置と観察光光源151の位置とが重ならない配置としてもよい。 In the example of FIG. 10, the observation light source 151 is located above the modeling region, like the dropping port 140 in FIG. While the observation light light source 151 irradiates the illumination light B13, the arrangement position of the dropping port 140 and the arrangement position of the observation light light source 151 may be exchanged. Alternatively, the drop port 140 may be arranged so that the position of the drop port 140 and the position of the observation light light source 151 do not overlap, such as dropping a cleaning liquid or a liquid material from diagonally above the modeling region toward the modeling region.

ビームスプリッタ152は、ハーフミラーを備え、照明光B13を反射させる。ビームスプリッタ152は、照明光B13の入射だけでなく造形用ビームB11の入射も受ける。ビームスプリッタ152は、造形用ビームB11を通過させ、造形部110のレーザ光発射部分へ向けて進ませる。照明光B13の反射により、ビームスプリッタ152は、造形用ビームB11と同じ経路を造形用ビームB11と逆向きに通過してきた照明光B13を、造形用ビームB11の経路の向きと異なる向きに転向させる。 The beam splitter 152 includes a half mirror and reflects the illumination light B13. The beam splitter 152 receives not only the incident light B13 but also the incident beam B11 for modeling. The beam splitter 152 passes through the modeling beam B11 and advances toward the laser beam emitting portion of the modeling unit 110. Due to the reflection of the illumination light B13, the beam splitter 152 redirects the illumination light B13, which has passed the same path as the modeling beam B11 in the opposite direction to the modeling beam B11, in a direction different from the direction of the path of the modeling beam B11. ..

観察用レンズ153は、照明光B13がCCDカメラ154の撮影素子の位置で像を結ぶように照明光B13を屈折させる。
CCDカメラ154は、照明光B13を受光して光電変換することで、目的物の画像データを生成する。
表示装置155は、例えば液晶パネルまたはLEDパネル等の表示画面を有し、目的物の画像を表示する。具体的には、表示装置155は、CCDカメラが生成した目的物の画像データの入力を受け、この画像データが示す画像を表示する。
ただし、観察部150の構成および配置は図10に示すものに限定されない。例えば、観察部150が、目的物を上方向から撮影するようにしてもよいし、斜め上方向または斜め下方向から撮影するようにしてもよい。
The observation lens 153 refracts the illumination light B13 so that the illumination light B13 forms an image at the position of the image sensor of the CCD camera 154.
The CCD camera 154 receives the illumination light B13 and performs photoelectric conversion to generate image data of the target object.
The display device 155 has a display screen such as a liquid crystal panel or an LED panel, and displays an image of an object. Specifically, the display device 155 receives the input of the image data of the target object generated by the CCD camera, and displays the image indicated by the image data.
However, the configuration and arrangement of the observation unit 150 are not limited to those shown in FIG. For example, the observation unit 150 may shoot the target object from above, or may shoot from an obliquely upward direction or an obliquely downward direction.

制御装置200は、造形装置100を制御して目的物を生成させる。例えば、制御装置200は、造形部110が造形用ビームB11を照射するタイミング、および、造形用ビームB11の焦点の位置を制御する。また、制御装置200は、移動処理部120が加熱用ビームB12を照射するタイミング、照射位置及び加熱用ビームB12の強度を制御する。また、制御装置200は、滴下口140が洗浄液を滴下するタイミングを制御する。
また、制御装置200は、造形システム1のユーザインタフェースとして機能する。
制御装置200は、例えばパソコン(Personal Computer)またはワークステーション(Workstation)等のコンピュータを用いて構成される。
The control device 200 controls the modeling device 100 to generate an object. For example, the control device 200 controls the timing at which the modeling unit 110 irradiates the modeling beam B11 and the position of the focal point of the modeling beam B11. In addition, the control device 200 controls the timing at which the moving processing unit 120 irradiates the heating beam B12, the irradiation position, and the intensity of the heating beam B12. Further, the control device 200 controls the timing at which the dropping port 140 drops the cleaning liquid.
Further, the control device 200 functions as a user interface of the modeling system 1.
The control device 200 is configured by using a computer such as a personal computer or a workstation.

表示部210は、例えば液晶パネルまたはLEDパネル等の表示画面を有し、各種画像を表示する。特に、表示部210は、造形システム1に関する情報をユーザに提示する。
表示部210は、表示装置155を用いて構成されていてもよいし、表示装置155とは別に構成されていてもよい。
操作入力部220は、例えばキーボードおよびマウス等の入力デバイスを備え、ユーザ操作を受ける。特に、操作入力部220は、造形システム1に関する設定を行うユーザ操作を受ける。
The display unit 210 has a display screen such as a liquid crystal panel or an LED panel, and displays various images. In particular, the display unit 210 presents information about the modeling system 1 to the user.
The display unit 210 may be configured by using the display device 155, or may be configured separately from the display device 155.
The operation input unit 220 includes an input device such as a keyboard and a mouse, and receives user operations. In particular, the operation input unit 220 receives a user operation for setting the modeling system 1.

記憶部280は、各種データを記憶する。記憶部280は、制御装置200が備える記憶デバイスを用いて構成される。
処理部290は、制御装置200の各部を制御して各種処理を実行する。処理部290は、制御装置200が備えるCPU(Central Processing Unit、中央処理装置)が、記憶部280からプログラムを読み出して実行することで構成される。
制御装置200が、予め設定されたプログラム等に基づいて自動的に造形装置100を制御するようにしてもよい。あるいは、ユーザがオンラインで制御装置200に指示を入力し、制御装置200がユーザの指示に従って造形装置100を制御するようにしてもよい。
The storage unit 280 stores various data. The storage unit 280 is configured by using the storage device included in the control device 200.
The processing unit 290 controls each unit of the control device 200 to execute various processes. The processing unit 290 is configured by a CPU (Central Processing Unit) included in the control device 200 reading a program from the storage unit 280 and executing the program.
The control device 200 may automatically control the modeling device 100 based on a preset program or the like. Alternatively, the user may input an instruction to the control device 200 online, and the control device 200 may control the modeling device 100 according to the user's instruction.

次に、図11から図20を参照して、造形領域に位置する液滴820の入れ替えについて説明する。
図11は、材料の配置の第1例を示す。図11は、造形システム1が目的物を生成する処理の開始時における材料の配置の例を示している。図11の例では、基板810の上に第7材料の液滴821−41と、第7材料とは異なる第8材料の液滴821−42とが載っている。また、領域A21は造形領域を示している。
図11の状態から、造形部110が、造形領域(領域A21)内に位置する第7材料の液滴821−41に造形用ビームB11を照射して第7材料の液滴821−41の一部を液体から固体に変化させる。
Next, the replacement of the droplet 820 located in the modeling region will be described with reference to FIGS. 11 to 20.
FIG. 11 shows a first example of material placement. FIG. 11 shows an example of the arrangement of materials at the start of the process in which the modeling system 1 produces an object. In the example of FIG. 11, a droplet 821-41 of the seventh material and a droplet 821-42 of the eighth material different from the seventh material are placed on the substrate 810. Further, the area A21 indicates a modeling area.
From the state of FIG. 11, the modeling unit 110 irradiates the modeling beam B11 on the droplets 821-41 of the seventh material located in the modeling region (region A21), and one of the droplets 821-41 of the seventh material. Change the part from liquid to solid.

図12は、材料の配置の第2例を示す図である。図12の例で、基板810、第7材料の液滴821−41、第8材料の液滴821−42および領域A21の位置は、図11の場合と同様である。一方、図12の例では、第7材料の液滴821−41内に固形物840がある点で、図11の場合と異なる。
図12における固形物840は、第7材料の固形物840−41であり、生成途中の目的物の例に該当する。具体的には、図11の状態から、造形部110が、第7材料の液滴821−41に造形用ビームB11を照射して第7材料の液滴821−41の一部を液体から固体に変化させたものが、図12の第7材料の固形物840−41である。
FIG. 12 is a diagram showing a second example of material arrangement. In the example of FIG. 12, the positions of the substrate 810, the droplet 821-41 of the seventh material, the droplet 821-42 of the eighth material, and the region A21 are the same as in the case of FIG. On the other hand, the example of FIG. 12 is different from the case of FIG. 11 in that the solid matter 840 is contained in the droplet 821-41 of the seventh material.
The solid matter 840 in FIG. 12 is the solid matter 840-41 of the seventh material, and corresponds to an example of the target product in the process of being produced. Specifically, from the state of FIG. 11, the modeling unit 110 irradiates the droplets 821-41 of the seventh material with the modeling beam B11 to make a part of the droplets 821-41 of the seventh material from liquid to solid. The solid matter 840-41 of the seventh material of FIG. 12 was changed to.

図13は、材料の配置の第3例を示す。図13の例で基板810、第8材料の液滴821−42、第7材料の固形物840−41および領域A21の位置は、図12の場合と同様である。一方、図13の例では、第7材料の液滴821−41が領域A21の内から外へ移動している点で、図12の場合と異なる。
図12は、造形部110による第7材料の液滴821−41に対する加工が終了した状態の例を示している。移動処理部120が、使用終了後の第7材料の液滴821−41を領域A21の内から外へ移動させることで、図13に示す状態になる。移動処理部120は、液滴を移動させるが、固形の材料については移動させない。図13の例でも、第7材料の液滴821−41が領域A21の内から外へ移動している一方、第7材料の固形物840−41は、領域A21内に留まっている。
FIG. 13 shows a third example of material placement. In the example of FIG. 13, the positions of the substrate 810, the droplets 821-42 of the eighth material, the solid matter 840-41 of the seventh material, and the region A21 are the same as in the case of FIG. On the other hand, the example of FIG. 13 is different from the case of FIG. 12 in that the droplet 821-41 of the seventh material moves from the inside to the outside of the region A21.
FIG. 12 shows an example of a state in which the modeling unit 110 has finished processing the droplets 821-41 of the seventh material. The movement processing unit 120 moves the droplets 821-41 of the seventh material after the end of use from the inside to the outside of the region A21, so that the state shown in FIG. 13 is obtained. The movement processing unit 120 moves the droplets, but does not move the solid material. In the example of FIG. 13, the droplets 821-41 of the seventh material are moving from the inside to the outside of the region A21, while the solid matter 840-41 of the seventh material remains in the region A21.

図14は、材料の配置の第4例を示す。図14の例で基板810、第7材料の液滴821−41、第8材料の液滴821−42、第7材料の固形物840−41および領域A21の位置は、図13の場合と同様である。一方、図14では、領域A21内に洗浄液の液滴822がある点で、図13の場合と異なる。
図13の状態から、滴下口140が洗浄液を造形領域(領域A21)内に滴下することで、図14の状態になる。図13の状態では、第7材料の液滴821−41は領域A21の外へ移動しているが、第7材料の固形物840−41の表面には液体の第7材料が残存している。そこで、滴下口140が、洗浄液を領域A21内に滴下して第7材料の固形物840−41を洗浄液に浸す。これにより、造形システム1は、第7材料の固形物840−41の表面を洗浄する。具体的には、造形システム1は、第7材料の固形物840−41の表面に付着している液体の第7材料を除去する。
FIG. 14 shows a fourth example of material placement. In the example of FIG. 14, the positions of the substrate 810, the droplets 821-41 of the seventh material, the droplets 821-42 of the eighth material, the solid matter 840-41 of the seventh material, and the region A21 are the same as in FIG. Is. On the other hand, FIG. 14 is different from the case of FIG. 13 in that the cleaning liquid droplet 822 is located in the region A21.
From the state of FIG. 13, the dropping port 140 drops the cleaning liquid into the modeling region (region A21) to reach the state of FIG. In the state of FIG. 13, the droplet 821-41 of the seventh material has moved out of the region A21, but the liquid seventh material remains on the surface of the solid material 840-41 of the seventh material. .. Therefore, the dropping port 140 drops the cleaning liquid into the region A21 and immerses the solid substance 840-41 of the seventh material in the cleaning liquid. As a result, the modeling system 1 cleans the surface of the solid material 840-41 of the seventh material. Specifically, the modeling system 1 removes the liquid seventh material adhering to the surface of the solid matter 840-41 of the seventh material.

図15は、材料の配置の第5例を示す。図15の例で基板810、第7材料の液滴821−41、第8材料の液滴821−42、第7材料の固形物840−41および領域A21の位置は、図14の場合と同様である。一方、図15では、洗浄液の液滴822が基板810上から除去されている点で、図14の場合と異なる。
図14の状態から、移動処理部120が、洗浄液の液滴822を領域A21内から基板810の上面の外へと移動させることで、洗浄液の液滴822が基板810上から除去され、図15の状態になる。
FIG. 15 shows a fifth example of material placement. In the example of FIG. 15, the positions of the substrate 810, the droplets 821-41 of the seventh material, the droplets 821-42 of the eighth material, the solid matter 840-41 of the seventh material, and the region A21 are the same as in FIG. Is. On the other hand, FIG. 15 is different from the case of FIG. 14 in that droplets 822 of the cleaning liquid are removed from the substrate 810.
From the state of FIG. 14, the moving processing unit 120 moves the cleaning liquid droplets 822 from the inside of the region A21 to the outside of the upper surface of the substrate 810, whereby the cleaning liquid droplets 822 are removed from the substrate 810, and FIG. It becomes the state of.

図16は、材料の配置の第6例を示す。図16の例で基板810、第7材料の液滴821−41、第7材料の固形物840−41および領域A21の位置は、図15の場合と同様である。一方、図16では、第8材料の液滴821−42が領域A21の外から内へ移動している点で、図15の場合と異なる。
図15の状態から、移動処理部120が第8材料の液滴821−42を領域A21内へ移動させることで、図16の状態になる。
FIG. 16 shows a sixth example of material placement. In the example of FIG. 16, the positions of the substrate 810, the droplets 821-41 of the seventh material, the solid matter 840-41 of the seventh material, and the region A21 are the same as in the case of FIG. On the other hand, FIG. 16 is different from the case of FIG. 15 in that the droplet 821-42 of the eighth material moves from the outside to the inside of the region A21.
From the state of FIG. 15, the movement processing unit 120 moves the droplet 821-42 of the eighth material into the region A21, so that the state of FIG. 16 is obtained.

図17は、材料の配置の第7例を示す。図17の例で基板810、第7材料の液滴821−41、第8材料の液滴821−42、第7材料の固形物840−41および領域A21の位置は、図16の場合と同様である。一方、図17では、第8材料の液滴821−42内に第7材料の固形物840−41に加えて第8材料の固形物840−42がある点で、図16の場合と異なる。図17の例では、第7材料の固形物840−41と第8材料の固形物840−42とが固形物840を構成している。
図16の状態から、造形部110が第8材料の液滴821−42に造形用ビームB11を照射して第8材料の液滴821−42の一部を液体から固体に変化させたものが、図17の第8材料の固形物840−42である。
FIG. 17 shows a seventh example of material placement. In the example of FIG. 17, the positions of the substrate 810, the droplets 821-41 of the seventh material, the droplets 821-42 of the eighth material, the solid matter 840-41 of the seventh material, and the region A21 are the same as in FIG. Is. On the other hand, FIG. 17 is different from the case of FIG. 16 in that the solid matter 840-42 of the eighth material is present in addition to the solid matter 840-41 of the seventh material in the droplet 821-42 of the eighth material. In the example of FIG. 17, the solid matter 840-41 of the seventh material and the solid matter 840-42 of the eighth material constitute the solid matter 840.
From the state of FIG. 16, the modeling unit 110 irradiates the droplets 821-42 of the eighth material with the modeling beam B11 to change a part of the droplets 821-42 of the eighth material from liquid to solid. , 840-42 solid matter of the eighth material of FIG.

図18は、材料の配置の第8例を示す。図18の例で基板810、第7材料の液滴821−41、第7材料の固形物840−41、第8材料の固形物840−42および領域A21の位置は、図17の場合と同様である。一方、図18では、第8材料の液滴821−42が領域A21の内から外へ移動している点で、図17の場合と異なる。
図17は、造形部110による第8材料の液滴821−42に対する加工が終了した状態の例を示している。移動処理部120が、使用終了後の第8材料の液滴821−42を領域A21の内から外へ移動させることで、図18に示す状態になる。上記のように、移動処理部120は、液滴を移動させるが、固形の材料については移動させない。図18の例でも、第8材料の液滴821−42が領域A21の内から外へ移動している一方、第8材料の固形物840−42は、領域A21内に留まっている。
FIG. 18 shows an eighth example of material placement. In the example of FIG. 18, the positions of the substrate 810, the droplet 821-41 of the seventh material, the solid matter 840-41 of the seventh material, the solid matter 840-42 of the eighth material, and the region A21 are the same as in the case of FIG. Is. On the other hand, FIG. 18 is different from the case of FIG. 17 in that the droplet 821-42 of the eighth material moves from the inside to the outside of the region A21.
FIG. 17 shows an example of a state in which the modeling unit 110 has finished processing the droplets 821-42 of the eighth material. The movement processing unit 120 moves the droplets 821-42 of the eighth material after the end of use from the inside to the outside of the area A21, so that the state shown in FIG. 18 is obtained. As described above, the moving processing unit 120 moves the droplets, but does not move the solid material. Also in the example of FIG. 18, the droplet 821-42 of the eighth material is moving from the inside to the outside of the region A21, while the solid matter 840-42 of the eighth material remains in the region A21.

図19は、材料の配置の第9例を示す。図19の例で基板810、第7材料の液滴821−41、第8材料の液滴821−42、第7材料の固形物840−41、第8材料の固形物840−42および領域A21の位置は、図18の場合と同様である。一方、図19では、領域A21内に洗浄液の液滴822がある点で、図18の場合と異なる。
図18の状態から、滴下口140が洗浄液を造形領域(領域A21)内に滴下することで、図19の状態になる。図18の状態では、第8材料の液滴821−42は領域A21の外へ移動しているが、固形物840の表面には液体の第8材料が残存している。そこで、滴下口140が、洗浄液を領域A21内に滴下して固形物840を洗浄液に浸す。これにより、造形システム1は、固形物840の表面を洗浄する。具体的には、造形システム1は、第7材料の固形物840−41の表面および第8材料の固形物840−42の表面に付着している液体の第8材料を除去する。
FIG. 19 shows a ninth example of material arrangement. In the example of FIG. 19, the substrate 810, the droplet 821-41 of the seventh material, the droplet 821-42 of the eighth material, the solid matter 840-41 of the seventh material, the solid matter 840-42 of the eighth material, and the region A21. The position of is the same as in the case of FIG. On the other hand, FIG. 19 is different from the case of FIG. 18 in that droplets 822 of the cleaning liquid are present in the region A21.
From the state of FIG. 18, the dropping port 140 drops the cleaning liquid into the modeling region (region A21) to reach the state of FIG. In the state of FIG. 18, the droplet 821-42 of the eighth material has moved out of the region A21, but the liquid eighth material remains on the surface of the solid material 840. Therefore, the dropping port 140 drops the cleaning liquid into the region A21 and immerses the solid matter 840 in the cleaning liquid. As a result, the modeling system 1 cleans the surface of the solid material 840. Specifically, the modeling system 1 removes the liquid eighth material adhering to the surface of the seventh material solid 840-41 and the surface of the eighth material solid 840-42.

図20は、材料の配置の第10例を示す。図20の例で基板810、第7材料の液滴821−41、第8材料の液滴821−42、第7材料の固形物840−41、第8材料の固形物840−42および領域A21の位置は、図19の場合と同様である。一方、図20では、洗浄液の液滴822が基板810上から除去されている点で、図19の場合と異なる。
図19の状態から、移動処理部120が、洗浄液の液滴822を領域A21内から基板810の上面の外へと移動させることで、洗浄液の液滴822が基板810上から除去され、図20の状態になる。
図20の固形物840は、完成した目的物の例に該当する。このように、図11〜図20の例では、造形システム1は、第7材料および第8材料といった複数の材料を用いたマルチマテリアルの目的物を生成している。
FIG. 20 shows a tenth example of material arrangement. In the example of FIG. 20, the substrate 810, the droplet 821-41 of the seventh material, the droplet 821-42 of the eighth material, the solid matter 840-41 of the seventh material, the solid matter 840-42 of the eighth material, and the region A21. The position of is the same as in the case of FIG. On the other hand, FIG. 20 is different from the case of FIG. 19 in that droplets 822 of the cleaning liquid are removed from the substrate 810.
From the state of FIG. 19, the moving processing unit 120 moves the cleaning liquid droplets 822 from the inside of the region A21 to the outside of the upper surface of the substrate 810, whereby the cleaning liquid droplets 822 are removed from the substrate 810, and FIG. 20 It becomes the state of.
The solid material 840 in FIG. 20 corresponds to an example of a completed target product. As described above, in the examples of FIGS. 11 to 20, the modeling system 1 produces a multi-material object using a plurality of materials such as the seventh material and the eighth material.

液滴820を移動させる際、移動処理部120が、レーザ光発射部分から加熱用ビームB12を発射しながらレーザ光発射部分を動かすようにしてもよい。移動処理部120が、移動する液滴820を追いかけるようにレーザ光照射部分を動かすことで、液滴820を動かし続けることができ、これによって液滴820の移動距離を調整することができる。
あるいは、移動処理部120が、液滴820を移動させる距離に応じた強度のレーザ光を照射するようにしてもよい。移動処理部120が照射するレーザ光(加熱用ビームB12)の強度によって液滴820の移動距離を調整することができる。
When moving the droplet 820, the movement processing unit 120 may move the laser light emitting portion while emitting the heating beam B12 from the laser light emitting portion. By moving the laser beam irradiation portion so that the movement processing unit 120 follows the moving droplet 820, the droplet 820 can be continuously moved, whereby the moving distance of the droplet 820 can be adjusted.
Alternatively, the movement processing unit 120 may irradiate a laser beam having an intensity corresponding to the distance to which the droplet 820 is moved. The moving distance of the droplet 820 can be adjusted by the intensity of the laser beam (heating beam B12) irradiated by the moving processing unit 120.

図21は、移動処理部120による液滴820の加熱温度と液滴820の移動距離との関係の例を示すグラフである。図21は、移動処理部120のレーザ光発射部分を移動させず、加熱用ビームB12の強度を調整することで液滴820の加熱温度を調整した場合の、加熱温度と液滴820の移動距離との関係の例を示している。ここでいう加熱温度は、基板810のうち加熱用ビームB12が最も集光されて加熱されている領域の温度である。
図21では、液滴820としてアクリレート樹脂の液滴を用いた場合の例を示している。
FIG. 21 is a graph showing an example of the relationship between the heating temperature of the droplet 820 by the moving processing unit 120 and the moving distance of the droplet 820. FIG. 21 shows the heating temperature and the moving distance of the droplet 820 when the heating temperature of the droplet 820 is adjusted by adjusting the intensity of the heating beam B12 without moving the laser light emitting portion of the moving processing unit 120. An example of the relationship with is shown. The heating temperature referred to here is the temperature of the region of the substrate 810 where the heating beam B12 is most focused and heated.
FIG. 21 shows an example in which a droplet of acrylate resin is used as the droplet 820.

図21のグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は液滴820の移動距離を示す。
線L11、L12、L13、L14は、それぞれ加熱温度が75℃、95℃、130℃、160℃の場合の、経過時間と液滴の移動距離との関係の例を示している。線L11、L12、L13、L14のいずれの場合も、液滴は、加熱温度に応じたある程度の距離を移動し、その後は、おおよそ動かずその場に留まっている。
図21の例で、加熱温度が大きいほど液滴820の移動距離(液滴820がおおよそ動かなくなるまでの移動距離)が大きくなっている。
In the graph of FIG. 21, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the moving distance of the droplet 820.
The lines L11, L12, L13, and L14 show an example of the relationship between the elapsed time and the moving distance of the droplet when the heating temperatures are 75 ° C., 95 ° C., 130 ° C., and 160 ° C., respectively. In any of the lines L11, L12, L13, and L14, the droplet travels a certain distance depending on the heating temperature, and thereafter, it does not move substantially and stays in place.
In the example of FIG. 21, the larger the heating temperature, the larger the moving distance of the droplet 820 (the moving distance until the droplet 820 approximately stops moving).

そこで、移動処理部120が液滴820を移動させるべき必要移動距離に応じて、必要移動距離が大きいほどポイントヒータによる加熱量を大きくするようにしてもよい。加熱温度の大きさは、移動処理部120のポイントヒータに印加する電圧の大きさによって調整することができる。移動処理部120のポイントヒータに印加する電圧を大きくするほど、液滴820の移動距離が大きくなる。 Therefore, depending on the required movement distance at which the movement processing unit 120 should move the droplet 820, the larger the required movement distance, the larger the amount of heating by the point heater may be. The magnitude of the heating temperature can be adjusted by the magnitude of the voltage applied to the point heater of the moving processing unit 120. The larger the voltage applied to the point heater of the movement processing unit 120, the larger the movement distance of the droplet 820.

図22は、液滴820の濡れ性と液滴820の移動距離との関係の例を示すグラフである。図22は、移動処理部120のレーザ光発射部分を移動させず、加熱用ビームB12の強度を同じにした場合の、基板810の表面の特性による液滴820の濡れ性と、液滴820の移動距離との関係の例を示している。図22の例では、液滴820としてアクリレート樹脂の液滴を使用し、加熱温度を130℃にしている。 FIG. 22 is a graph showing an example of the relationship between the wettability of the droplet 820 and the moving distance of the droplet 820. FIG. 22 shows the wettability of the droplet 820 due to the surface characteristics of the substrate 810 and the wettability of the droplet 820 when the intensity of the heating beam B12 is the same without moving the laser beam emitting portion of the moving processing unit 120. An example of the relationship with the travel distance is shown. In the example of FIG. 22, a droplet of acrylate resin is used as the droplet 820, and the heating temperature is set to 130 ° C.

図22のグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は液滴820の移動距離を示す。
線L21、L22、L23は、それぞれ基板810の表面をフッ素コートした場合、基板810の表面処理を行っていない場合、基板810の表面に有機官能基のシランカップリング処理を行った場合の、経過時間と液滴の移動距離との関係の例を示している。
液滴820の濡れ性は、フッ素コートの場合(線L21)が最も小さく、液滴820の接触角は66°となった。次に、基板810の表面処理を行わない場合(線L22)の場合の濡れ性が小さく、液滴820の接触角は20°となった。有機官能基のシランカップリング処理の場合(線L23)の濡れ性が最も大きく、液滴820の接触角度は12°となった。
In the graph of FIG. 22, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the moving distance of the droplet 820.
The lines L21, L22, and L23 are different from each other when the surface of the substrate 810 is coated with fluorine, when the surface of the substrate 810 is not treated, or when the surface of the substrate 810 is subjected to a silane coupling treatment of an organic functional group. An example of the relationship between time and the moving distance of a droplet is shown.
The wettability of the droplet 820 was the smallest in the case of the fluorine coating (line L21), and the contact angle of the droplet 820 was 66 °. Next, when the surface treatment of the substrate 810 was not performed (line L22), the wettability was small, and the contact angle of the droplet 820 was 20 °. In the case of the silane coupling treatment of the organic functional group (line L23), the wettability was the largest, and the contact angle of the droplet 820 was 12 °.

線L21、L22、L23のいずれの場合も、液滴は、濡れ性に応じたある程度の距離を移動し、その後は、おおよそ動かずその場に留まっている。
図22の例で、液滴820の濡れ性が大きいほど液滴820の移動距離(液滴820がおおよそ動かなくなるまでの移動距離)が大きくなっている。
そこで、基板810の表面を処理することで、液滴820の移動距離を調整するようにしてもよい。例えば、基板810の表面に対して有機官能基のシランカップリング処理など液滴820の濡れ性を大きくする処理を施すことで、移動処理部120が出力するレーザ光(加熱用ビームB12)の強度を比較的小さくし、かつ、液滴820の移動距離を確保することができる。
In any of the lines L21, L22, and L23, the droplet travels a certain distance depending on the wettability, and thereafter, it does not move substantially and stays in place.
In the example of FIG. 22, the greater the wettability of the droplet 820, the greater the moving distance of the droplet 820 (the moving distance until the droplet 820 is approximately immobile).
Therefore, the moving distance of the droplet 820 may be adjusted by treating the surface of the substrate 810. For example, the intensity of the laser beam (heating beam B12) output by the moving processing unit 120 by subjecting the surface of the substrate 810 to a treatment for increasing the wettability of the droplet 820, such as a silane coupling treatment of an organic functional group. Can be made relatively small, and the moving distance of the droplet 820 can be secured.

あるいは、移動処理部120が、液滴820の濡れ性に応じて、濡れ性が小さいほどポイントヒータによる加熱量を大きくするようにしてもよい。これにより、液滴820の移動距離に対する濡れ性の影響を低減させることができ、この点で、液滴820の移動距離を濡れ性にかかわらず一定に近付けることができる。 Alternatively, the moving processing unit 120 may increase the amount of heating by the point heater as the wettability is smaller, depending on the wettability of the droplet 820. Thereby, the influence of the wettability on the moving distance of the droplet 820 can be reduced, and in this respect, the moving distance of the droplet 820 can be brought close to constant regardless of the wettability.

また、フッ素コートの場合(線L21)のように液滴820の移動面に撥水加工をすると液滴820がほぼ移動しなくなる性質を積極的に利用するようにしてもよい。
例えば、基板810の表面にフッ素コートによるパターンを施すことで、液滴820が動く経路をパターニングするようにしてもよい。液滴820はフッ素コートされた部分を避けて移動するので、フッ素コートのパターンにより、液滴820を特定の経路(フッ素コートされていない経路)に沿って移動させることができる。このように、移動処理部120が、撥水性の素材が部分的に配置されている面上にて液滴820を移動させるようにしてもよい。
Further, as in the case of the fluorine coating (line L21), when the moving surface of the droplet 820 is water-repellent, the property that the droplet 820 hardly moves may be positively utilized.
For example, the surface of the substrate 810 may be patterned with a fluorine coating to pattern the path of movement of the droplet 820. Since the droplet 820 moves away from the fluorine-coated portion, the fluorine-coated pattern allows the droplet 820 to move along a specific path (non-fluorine-coated path). In this way, the movement processing unit 120 may move the droplet 820 on the surface on which the water-repellent material is partially arranged.

図23は、液滴820の粘度と液滴820の移動距離との関係の例を示すグラフである。図23は、移動処理部120のレーザ光発射部分を移動させず、加熱用ビームB12の強度を同じにした場合の、液滴820の粘度(材料の粘度)と液滴820の移動距離との関係の例を示している。図23の例では、加熱温度を130℃にしている。また、基板810の表面に有機官能基のシランカップリング処理を行うことで、濡れ性の条件を同じにしている。 FIG. 23 is a graph showing an example of the relationship between the viscosity of the droplet 820 and the moving distance of the droplet 820. FIG. 23 shows the viscosity of the droplet 820 (viscosity of the material) and the moving distance of the droplet 820 when the laser light emitting portion of the moving processing unit 120 is not moved and the intensity of the heating beam B12 is the same. An example of the relationship is shown. In the example of FIG. 23, the heating temperature is set to 130 ° C. Further, the surface of the substrate 810 is subjected to a silane coupling treatment of an organic functional group to make the wettability conditions the same.

図23のグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は液滴820の移動距離を示す。
線L31、L32、L33は、それぞれメタクリレート樹脂の液滴、アクリレート樹脂の液滴、洗浄液の液滴の、経過時間と液滴の移動距離との関係の例を示している。
液滴820の粘度に関して、メタクリレート樹脂の場合(線L31)が最も大きかった。メタクリレート樹脂の液滴の粘度は1802cpsであった。次に、アクリレート樹脂の場合(線L32)の粘度が大きく、その粘度は95cpsであった。洗浄液の場合(線L33)の粘度が最も小さく、その粘度は7.4cpsであった。
In the graph of FIG. 23, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the moving distance of the droplet 820.
Lines L31, L32, and L33 show examples of the relationship between the elapsed time and the moving distance of the droplets of the methacrylate resin, the acrylate resin droplets, and the cleaning liquid, respectively.
Regarding the viscosity of the droplet 820, the case of the methacrylate resin (line L31) was the largest. The viscosity of the methacrylate resin droplets was 1802 cps. Next, in the case of the acrylate resin (line L32), the viscosity was large, and the viscosity was 95 cps. In the case of the cleaning liquid (line L33), the viscosity was the smallest, and the viscosity was 7.4 cps.

線L31、L32、L33のいずれの場合も、液滴は、粘度に応じたある程度の距離を移動し、その後は、おおよそ動かずその場に留まっている。
図23の例で、液滴820の粘度が大きいほど液滴820の移動距離(液滴820がおおよそ動かなくなるまでの移動距離)が小さくなっている。
そこで、移動処理部120が、液滴820の粘度に応じて、粘度が大きいほど、前記ポイントヒータによる加熱量を大きくするようにしてもよい。これにより、液滴820の移動距離に対する粘度の影響を低減させることができ、この点で、液滴820の移動距離を粘度にかかわらず一定に近付けることができる。
In any of the lines L31, L32, and L33, the droplet travels a certain distance depending on the viscosity, and thereafter, it does not move substantially and stays in place.
In the example of FIG. 23, the larger the viscosity of the droplet 820, the smaller the moving distance of the droplet 820 (the moving distance until the droplet 820 is approximately immobile).
Therefore, the moving processing unit 120 may increase the amount of heating by the point heater as the viscosity increases according to the viscosity of the droplet 820. Thereby, the influence of the viscosity on the moving distance of the droplet 820 can be reduced, and in this respect, the moving distance of the droplet 820 can be brought close to constant regardless of the viscosity.

次に図24を参照して造形システム1の動作について説明する。
図24は、制御装置200が造形装置100を制御して目的物を生成させる処理手順の例を示すフローチャートである。
図24の処理で、制御装置200は、造形部110を制御して造形処理を行わせる(ステップS101)。造形部110は、制御装置200の制御に従って造形領域内の材料の液滴821に造形用ビームB11を照射して材料の液滴821内で造形用ビームB11の焦点を結ばせる。焦点の位置で材料が液体から個体に変化する。
Next, the operation of the modeling system 1 will be described with reference to FIG. 24.
FIG. 24 is a flowchart showing an example of a processing procedure in which the control device 200 controls the modeling device 100 to generate an object.
In the process of FIG. 24, the control device 200 controls the modeling unit 110 to perform the modeling process (step S101). The modeling unit 110 irradiates the material droplet 821 in the modeling area with the modeling beam B11 under the control of the control device 200 to focus the modeling beam B11 in the material droplet 821. The material changes from liquid to solid at the focal point.

次に、制御装置200は、移動処理部120を制御して材料の液滴821を造形領域外へ退避させる(ステップS102)。移動処理部120は、制御装置200の制御に従って造形領域内の材料の液滴821を造形領域外へ移動させる。
次に、制御装置200は、滴下口140を制御して洗浄液を滴下させる(ステップS103)。滴下口140は、制御装置200の制御に従って洗浄液を造形領域内へ滴下する。この滴下により、造形領域内にある固体の材料を洗浄ずる。
Next, the control device 200 controls the movement processing unit 120 to retract the material droplet 821 out of the modeling region (step S102). The movement processing unit 120 moves the droplet 821 of the material in the modeling region to the outside of the modeling region under the control of the control device 200.
Next, the control device 200 controls the dropping port 140 to drop the cleaning liquid (step S103). The dropping port 140 drops the cleaning liquid into the modeling region under the control of the control device 200. This dripping cleans the solid material within the build area.

次に、制御装置200は、移動処理部120を制御して洗浄液の液滴822を除去させる(ステップS104)。移動処理部120は、制御装置200の制御に従って造形領域内の洗浄液の液滴822を基板810の外へ移動させる。この移動により、移動処理部120は洗浄液の液滴822を基板810の上から除去する。
次に制御装置200は、目的物が完成したか否かを判定する(ステップS105)。目的物が完成したと判定した場合(ステップS105:YES)、制御装置200は、図24の処理を終了する。
Next, the control device 200 controls the movement processing unit 120 to remove the droplets 822 of the cleaning liquid (step S104). The movement processing unit 120 moves the droplets 822 of the cleaning liquid in the modeling region to the outside of the substrate 810 under the control of the control device 200. By this movement, the movement processing unit 120 removes the droplets 822 of the cleaning liquid from the top of the substrate 810.
Next, the control device 200 determines whether or not the target object is completed (step S105). When it is determined that the target object is completed (step S105: YES), the control device 200 ends the process of FIG. 24.

一方、目的物が完成していないと判定した場合(ステップS105:NO)、制御装置200は、移動処理部120を制御して、次に用いられる材料の液滴821を造形領域へ移動させる(ステップS106)。移動処理部120は、制御装置200の制御に従って次に用いられる材料の液滴821を造形領域外から造形領域内へ移動させる。
ステップS106の後、処理がステップS101へ戻る。
On the other hand, when it is determined that the target object is not completed (step S105: NO), the control device 200 controls the movement processing unit 120 to move the droplet 821 of the material to be used next to the modeling region (step S105: NO). Step S106). The movement processing unit 120 moves the droplet 821 of the material to be used next from the outside of the modeling region to the inside of the modeling region under the control of the control device 200.
After step S106, the process returns to step S101.

次に、図25〜図31を参照して、造形装置100を用いて得られる目的物の例について説明する。
図25は、造形装置100を用いて得られる目的物の第1例を示す。図25に示す第1固形物840aは、メタクリレートの固形物840−51とアクリレートの固形物840−52とを含んでいる。第1固形物840aは、造形装置100を用いて得られる目的物の例に該当する。
Next, an example of the target object obtained by using the modeling apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 25 to 31.
FIG. 25 shows a first example of an object obtained by using the modeling apparatus 100. The first solid 840a shown in FIG. 25 contains a methacrylate solid 840-51 and an acrylate solid 840-52. The first solid matter 840a corresponds to an example of a target object obtained by using the modeling apparatus 100.

移動処理部120がメタクリレートの液滴、アクリレートの液滴それぞれを造形領域に移動させ、造形部110が、これらの液滴それぞれを用いて加工を行う。これにより、第1固形物840aのようにメタクリレートとアクリレートとを含むマルチマテリアルの目的物を生成することができる。
また、図25に50μm(マイクロメートル)のスケールを示しているように、造形装置100を用いて微小な目的物を生成することができる。
The moving processing unit 120 moves each of the methacrylate droplet and the acrylate droplet to the modeling region, and the modeling unit 110 performs processing using each of these droplets. This makes it possible to produce a multi-material target product containing methacrylate and acrylate, such as the first solid product 840a.
Further, as shown in FIG. 25 on a scale of 50 μm (micrometer), a minute target object can be generated by using the modeling apparatus 100.

図26は、造形装置100を用いて得られる目的物に銅めっきを施した第1例を示す。図26に示す第2固形物840bは、図25に示す第1固形物840aに無電解銅めっきを施して得られる。
図25のメタクリレートの固形物840−51とアクリレートの固形物840−52とのうち、アクリレートの固形物840−52には銅めっきが施されるが、メタクリレートの固形物840−51には銅めっきが施されない。図26の第2固形物840bは、メタクリレートの固形物840−51と銅めっき840−53とを含んでいる。このように、メタクリレートとアクリレートとを含むマルチマテリアルの目的物を生成することで、得られた目的物に対して選択的にめっきを施すことができる。
FIG. 26 shows a first example in which a target object obtained by using the modeling apparatus 100 is copper-plated. The second solid matter 840b shown in FIG. 26 is obtained by subjecting the first solid matter 840a shown in FIG. 25 to electroless copper plating.
Of the methacrylate solid 840-51 and the acrylate solid 840-52 shown in FIG. 25, the acrylate solid 840-52 is copper-plated, while the methacrylate solid 840-51 is copper-plated. Is not applied. The second solid 840b of FIG. 26 contains a methacrylate solid 840-51 and copper plating 840-53. By producing a multi-material target product containing methacrylate and acrylate in this way, the obtained target product can be selectively plated.

図27は、造形装置100を用いて得られる目的物の第2例を示す。図27に示す第3固形物840cは、メタクリレートの固形物840−51とアクリレートの固形物840−52とを含んでいる。第3固形物840cは、造形装置100を用いて得られる目的物の例に該当する。
移動処理部120がメタクリレートの液滴、アクリレートの液滴それぞれを造形領域に移動させ、造形部110が、これらの液滴それぞれを用いて加工を行う。これにより、第3固形物840cのようにメタクリレートとアクリレートとを含むマルチマテリアルの目的物を生成することができる。
FIG. 27 shows a second example of the target object obtained by using the modeling apparatus 100. The third solid 840c shown in FIG. 27 contains a methacrylate solid 840-51 and an acrylate solid 840-52. The third solid material 840c corresponds to an example of a target product obtained by using the modeling apparatus 100.
The moving processing unit 120 moves each of the methacrylate droplet and the acrylate droplet to the modeling region, and the modeling unit 110 performs processing using each of these droplets. This makes it possible to produce a multi-material target product containing methacrylate and acrylate, such as the third solid product 840c.

また、図27に50μmのスケールを示しているように、造形装置100を用いて微小な目的物を生成することができる。
また、第3固形物840cは、正方形の板状の固形物を積み重ねたピラミッド形状の固形物となっている。このように、造形装置100を用いて立体形状の目的物を生成することができる。
Further, as shown in FIG. 27 on a scale of 50 μm, the modeling apparatus 100 can be used to generate a minute target object.
Further, the third solid material 840c is a pyramid-shaped solid material obtained by stacking square plate-shaped solid materials. In this way, the modeling device 100 can be used to generate a three-dimensional object.

図28は、造形装置100を用いて得られる目的物に銅めっきを施した第2例を示す。図28に示す第4固形物840dは、図27に示す第3固形物840cに無電解銅めっきを施して得られる。
図27のメタクリレートの固形物840−51とアクリレートの固形物840−52とのうち、アクリレートの固形物840−52には銅めっきが施されるが、メタクリレートの固形物840−51には銅めっきが施されない。図28の第4固形物840dは、メタクリレートの固形物840−51と銅めっき840−53とを含んでいる。このように、メタクリレートとアクリレートとを含むマルチマテリアルの目的物を生成することで、得られた目的物に対して選択的にめっきを施すことができる。
FIG. 28 shows a second example in which the target object obtained by using the modeling apparatus 100 is copper-plated. The fourth solid material 840d shown in FIG. 28 is obtained by subjecting the third solid material 840c shown in FIG. 27 to electroless copper plating.
Of the methacrylate solid 840-51 and the acrylate solid 840-52 of FIG. 27, the acrylate solid 840-52 is copper-plated, while the methacrylate solid 840-51 is copper-plated. Is not applied. The fourth solid 840d of FIG. 28 contains a methacrylate solid 840-51 and copper plating 840-53. By producing a multi-material target product containing methacrylate and acrylate in this way, the obtained target product can be selectively plated.

図29は、造形装置100を用いて得られる目的物の第3例を示す。図29に示す第5固形物840eは、メタクリレートの固形物840−51とアクリレートの固形物840−52とを含んでいる。第5固形物840eは、造形装置100を用いて得られる目的物の例に該当する。
移動処理部120がメタクリレートの液滴、アクリレートの液滴それぞれを造形領域に移動させ、造形部110が、これらの液滴それぞれを用いて加工を行う。これにより、第3固形物840cのようにメタクリレートとアクリレートとを含むマルチマテリアルの目的物を生成することができる。
FIG. 29 shows a third example of the target object obtained by using the modeling apparatus 100. The fifth solid 840e shown in FIG. 29 contains a methacrylate solid 840-51 and an acrylate solid 840-52. The fifth solid material 840e corresponds to an example of a target product obtained by using the modeling apparatus 100.
The moving processing unit 120 moves each of the methacrylate droplet and the acrylate droplet to the modeling region, and the modeling unit 110 performs processing using each of these droplets. This makes it possible to produce a multi-material target product containing methacrylate and acrylate, such as the third solid product 840c.

図30は、第5固形物840eの一部を横斜め上から見た図である。図29および図30に示すように、第5固形物840eは内部に空洞を有している。このように、造形装置100を用いて内部に空洞を有する立体形状の目的物を生成することができる。
また、図30に6.66μmのスケールを示しているように、造形装置100を用いて微小な目的物を生成することができる。
FIG. 30 is a view of a part of the fifth solid material 840e viewed from diagonally above. As shown in FIGS. 29 and 30, the fifth solid material 840e has a cavity inside. In this way, the modeling device 100 can be used to generate a three-dimensional object having a cavity inside.
Further, as shown in FIG. 30 with a scale of 6.66 μm, the modeling apparatus 100 can be used to generate a minute target object.

図31は、造形装置100を用いて得られる目的物に銅めっきを施した第3例を示す。図31に示す第6固形物840fは、図29および図30に示す第5固形物840eに無電解銅めっきを施して得られる。
図29および図30のメタクリレートの固形物840−51とアクリレートの固形物840−52とのうち、アクリレートの固形物840−52には銅めっきが施されるが、メタクリレートの固形物840−51には銅めっきが施されない。図31の第6固形物840fは、メタクリレートの固形物840−51と銅めっき840−53とを含んでいる。このように、メタクリレートとアクリレートとを含むマルチマテリアルの目的物を生成することで、得られた目的物に対して選択的にめっきを施すことができる。
FIG. 31 shows a third example in which the target object obtained by using the modeling apparatus 100 is copper-plated. The sixth solid material 840f shown in FIG. 31 is obtained by subjecting the fifth solid material 840e shown in FIGS. 29 and 30 to electroless copper plating.
Of the methacrylate solid 840-51 and the acrylate solid 840-52 of FIGS. 29 and 30, the acrylate solid 840-52 is copper-plated, but the methacrylate solid 840-51 Is not copper plated. The sixth solid 840f in FIG. 31 contains a methacrylate solid 840-51 and copper plating 840-53. By producing a multi-material target product containing methacrylate and acrylate in this way, the obtained target product can be selectively plated.

以上のように、移動処理部120は、液滴820を移動させる。造形部110は、所定の造形領域内で液滴820を部分的に固体に変化させることで造形を行う。
このように、移動処理部120が液滴820を移動させるので、ユーザは、例えば基板810上に材料の液体をスポイトで滴下するなど、手動で液滴を造形領域内に配置する必要がない。造形装置100によればこの点で、液体の材料を固体に変化させて目的物を造形する場合に、液体の材料を設置する負担を軽減することができる。
As described above, the movement processing unit 120 moves the droplet 820. The modeling unit 110 performs modeling by partially changing the droplet 820 into a solid within a predetermined modeling area.
In this way, since the movement processing unit 120 moves the droplet 820, the user does not need to manually arrange the droplet in the modeling region, for example, by dropping the liquid material on the substrate 810 with a dropper. According to the modeling apparatus 100, in this respect, when the liquid material is changed to a solid to form the target object, the burden of installing the liquid material can be reduced.

また、移動処理部120は、電磁波によるポイントヒータを用いて液滴820に温度勾配を生じさせることで液滴820を移動させる。
これにより、造形装置100が電磁波によるポイントヒータを備えるという比較的簡単な構成で液滴820を移動させることができる。
Further, the movement processing unit 120 moves the droplet 820 by causing a temperature gradient in the droplet 820 using a point heater using electromagnetic waves.
As a result, the droplet 820 can be moved with a relatively simple configuration in which the modeling apparatus 100 includes a point heater using electromagnetic waves.

また、移動処理部120は、撥水性の素材が部分的に配置されている面上にて液滴820を移動させる。
撥水性の素材を用いて液滴820が動く経路を示すことで、液滴820を特定の経路に沿って移動させることができる。
In addition, the movement processing unit 120 moves the droplet 820 on the surface on which the water-repellent material is partially arranged.
By showing the path of movement of the droplet 820 using a water-repellent material, the droplet 820 can be moved along a specific path.

また、移動処理部120は、液滴820を移動させるべき必要移動距離に応じて、必要移動距離が大きいほどポイントヒータによる加熱量を大きくする。
ポイントヒータによる加熱量が大きいほど液滴820の移動距離が大きくなるので、造形装置100は、ポイントヒータによる加熱量を調整することで、必要移動量に応じて液滴820の移動量を調整することができる。
Further, the movement processing unit 120 increases the amount of heating by the point heater as the required movement distance increases according to the required movement distance to move the droplet 820.
Since the moving distance of the droplet 820 increases as the heating amount by the point heater increases, the modeling apparatus 100 adjusts the moving amount of the droplet 820 according to the required moving amount by adjusting the heating amount by the point heater. be able to.

また、移動処理部120は、液滴820の濡れ性に応じて、濡れ性が小さいほどポイントヒータによる加熱量を大きくする。
これにより、液滴820の移動距離に対する濡れ性の影響を低減させることができ、この点で、液滴820の移動距離を濡れ性にかかわらず一定に近付けることができる。
Further, the moving processing unit 120 increases the amount of heating by the point heater as the wettability becomes smaller according to the wettability of the droplet 820.
Thereby, the influence of the wettability on the moving distance of the droplet 820 can be reduced, and in this respect, the moving distance of the droplet 820 can be brought close to constant regardless of the wettability.

また、移動処理部120は、液滴820の粘度に応じて、粘度が大きいほど、ポイントヒータによる加熱量を大きくする。
これにより、液滴820の移動距離に対する粘度の影響を低減させることができ、この点で、液滴820の移動距離を粘度にかかわらず一定に近付けることができる。
Further, the moving processing unit 120 increases the amount of heating by the point heater as the viscosity increases according to the viscosity of the droplet 820.
Thereby, the influence of the viscosity on the moving distance of the droplet 820 can be reduced, and in this respect, the moving distance of the droplet 820 can be brought close to constant regardless of the viscosity.

また、移動処理部120は、複数種類の材料の液滴821それぞれを別々のタイミングで移動させる。複数種類の材料の液滴821は、互いに独立している。造形部110は、造形領域内で複数種類の材料の液滴821それぞれを用いて造形を行う。
これにより、造形装置100は、複数種類の材料を含む目的物を生成することができる。
Further, the movement processing unit 120 moves the droplets 821 of a plurality of types of materials at different timings. The droplets 821 of the plurality of materials are independent of each other. The modeling unit 110 performs modeling using each of the droplets 821 of a plurality of types of materials in the modeling area.
As a result, the modeling apparatus 100 can generate an object containing a plurality of types of materials.

また、移動処理部120は、材料の液滴821、洗浄液の液滴822それぞれを別々のタイミングで移動させる。造形部110は、造形領域内で材料の液滴821に対して造形を行う。
これにより、ユーザは、材料の液滴821の移動だけでなく洗浄液の液滴822の移動も人手で行う必要がない。造形装置100によればこの点で、ユーザ負担が軽くて済む。
Further, the moving processing unit 120 moves the material droplets 821 and the cleaning liquid droplets 822 at different timings. The modeling unit 110 models the droplets 821 of the material in the modeling area.
As a result, the user does not need to manually move not only the movement of the material droplets 821 but also the movement of the cleaning liquid droplets 822. According to the modeling apparatus 100, the burden on the user is light in this respect.

また、造形部110は、レーザ光(造形用ビームB11)を透過させる基板810に載っている液滴820に対し、液滴820内に焦点を結ぶようにレーザ光を基板810の下から照射する。
造形部110が基板810の下側からレーザ光を照射させることで、レーザ光は、焦点を結んだ後に液滴820の上面に到達する。したがって、レーザ光が焦点を結ぶ位置は、表面張力による液滴820の形状に応じた屈折の影響を受けない。この点で、造形システム1は、レーザ光の焦点の位置合わせを高精度に行うことができる。
Further, the modeling unit 110 irradiates the droplet 820 on the substrate 810 through which the laser beam (modeling beam B11) is transmitted with the laser beam from below the substrate 810 so as to focus on the inside of the droplet 820. ..
When the modeling unit 110 irradiates the laser beam from the lower side of the substrate 810, the laser beam reaches the upper surface of the droplet 820 after focusing. Therefore, the position where the laser beam is focused is not affected by the refraction according to the shape of the droplet 820 due to surface tension. In this respect, the modeling system 1 can perform the focusing of the laser beam with high accuracy.

なお、造形用ビームB11が焦点を結ぶ位置を変化させる方法は、造形部110のレーザ光発射部分の位置を変化させる方法に限定されない。造形部110のレーザ光発射部分に代えて支持台130を移動させるようにしてもよい。
あるいは、造形部110のレーザ光発射部分が造形用ビームB11を発射する角度を変化させるようにしてもよい。
The method of changing the position where the modeling beam B11 is focused is not limited to the method of changing the position of the laser beam emitting portion of the modeling unit 110. The support base 130 may be moved instead of the laser light emitting portion of the modeling unit 110.
Alternatively, the angle at which the laser beam emitting portion of the modeling unit 110 emits the modeling beam B11 may be changed.

図32は、造形用ビームB11の角度と焦点の位置との関係の例を示す。
図32の例で、造形部110のレーザ光発射部分は対物レンズとして機能し、液滴820と反対側(図32の下側)から入射した造形用ビームを屈折させて液滴820の側(図32の上側)へ照射する。
造形部110のレーザ光発射部分への造形用ビームB11の入射角をθで示す。造形部110のレーザ光発射部分からの造形用ビームB11の出射角をθで示す。出射角θは入射角θに応じて変化する。出射角θの変化に伴って造形用ビームB11が焦点を結ぶ点P11の位置も変化する。したがって、造形部110は、造形用ビームB11のレーザ光発射部分への入射角θを変化させることで、レーザ光発射部分の位置、基板810の位置の何れも変化させる必要なしに、造形用ビームB11が焦点を結ぶ位置を変化させることができる。
入射角θを変化させる方法として、例えば、造形用ビームB11の光源と造形部110のレーザ光発射部分との間にミラーを設け、ミラーの向きを変化させる方法を用いることができる。
FIG. 32 shows an example of the relationship between the angle of the modeling beam B11 and the position of the focal point.
In the example of FIG. 32, the laser beam emitting portion of the modeling unit 110 functions as an objective lens and refracts the modeling beam incident from the side opposite to the droplet 820 (lower side of FIG. 32) to the side of the droplet 820 (the lower side of FIG. 32). Irradiate to the upper side of FIG. 32).
The angle of incidence of the modeling beam B11 on the laser beam emitting portion of the modeling unit 110 is indicated by θ I. The emission angle of the modeling beam B11 from the laser beam emitting portion of the modeling unit 110 is indicated by θ O. The exit angle θ O changes according to the incident angle θ I. As the exit angle θ O changes, the position of the point P11 where the modeling beam B11 focuses also changes. Therefore, the modeling unit 110 does not need to change either the position of the laser light emitting portion or the position of the substrate 810 by changing the incident angle θ I of the modeling beam B11 to the laser light emitting portion for modeling. The position where the beam B11 focuses can be changed.
As a method of changing the incident angle θ I , for example, a method of providing a mirror between the light source of the modeling beam B11 and the laser beam emitting portion of the modeling unit 110 and changing the direction of the mirror can be used.

なお、滴下口140が、洗浄液に加えて、あるいは洗浄液に代えて、液体の材料を造形領域内に滴下するようにしてもよい。この場合、滴下口140が造形領域内に滴下した材料の液滴820に対し、造形部110が造形用ビームB11を照射して材料の液滴820の一部を固化させる。その後、移動処理部120が加熱用ビームB12を照射して材料の液滴820を造形領域外へ移動させる。これにより、上記のように移動処理部120が材料の液滴820を造形領域内へ移動させる場合と同様、造形を行うことができる。 In addition, the dropping port 140 may drop the liquid material into the modeling region in addition to the cleaning liquid or instead of the cleaning liquid. In this case, the modeling unit 110 irradiates the modeling beam B11 with respect to the material droplet 820 dropped in the modeling area by the dropping port 140 to solidify a part of the material droplet 820. After that, the moving processing unit 120 irradiates the heating beam B12 to move the material droplets 820 out of the modeling region. As a result, modeling can be performed in the same manner as in the case where the movement processing unit 120 moves the droplet 820 of the material into the modeling region as described above.

なお、制御装置200が行う処理の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
A program for realizing all or part of the functions of the processing performed by the control device 200 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read by the computer system and executed. By doing so, each part may be processed. The term "computer system" as used herein includes hardware such as an OS and peripheral devices.
In addition, the "computer system" includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
Further, the "computer-readable recording medium" refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. Further, the above-mentioned program may be a program for realizing a part of the above-mentioned functions, and may further realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like within a range not deviating from the gist of the present invention are also included.

本発明は、造形装置、液滴移動装置、目的物生産方法、液滴移動方法及びプログラムに適用してもよい。 The present invention may be applied to a modeling device, a droplet moving device, an object production method, a droplet moving method and a program.

1 造形システム
100 造形装置
110 造形部
120 移動処理部
130 支持台
140 滴下口
200 制御装置
210 表示部
220 操作入力部
280 記憶部
290 処理部
1 Modeling system 100 Modeling device 110 Modeling unit 120 Moving processing unit 130 Support stand 140 Drop port 200 Control device 210 Display unit 220 Operation input unit 280 Storage unit 290 Processing unit

Claims (15)

液滴を移動させる移動処理部と、
所定の造形領域内で前記液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う造形部と、
を備える造形装置。
A movement processing unit that moves droplets,
A modeling part that performs modeling by partially changing the droplet into a solid within a predetermined modeling area,
A modeling device equipped with.
前記移動処理部は、電磁波によるポイントヒータを用いて前記液滴に温度勾配を生じさせることで前記液滴を移動させる、請求項1に記載の造形装置。 The modeling apparatus according to claim 1, wherein the movement processing unit moves the droplets by causing a temperature gradient in the droplets by using a point heater using an electromagnetic wave. 前記移動処理部は、撥水性の素材が部分的に配置されている面上にて前記液滴を移動させる、請求項2に記載の造形装置。 The modeling apparatus according to claim 2, wherein the moving processing unit moves the droplets on a surface on which a water-repellent material is partially arranged. 前記移動処理部は、前記液滴を移動させるべき距離が大きいほど前記ポイントヒータによる加熱量を大きくする、請求項2または請求項3に記載の造形装置。 The modeling apparatus according to claim 2 or 3, wherein the movement processing unit increases the amount of heating by the point heater as the distance to which the droplets should be moved increases. 前記移動処理部は、前記液滴の濡れ性が小さいほど前記ポイントヒータによる加熱量を大きくする、請求項2から4の何れか一項に記載の造形装置。 The modeling apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the moving processing unit increases the amount of heating by the point heater as the wettability of the droplets becomes smaller. 前記移動処理部は、前記液滴の粘度が大きいほど、前記ポイントヒータによる加熱量を大きくする、請求項2から5の何れか一項に記載の造形装置。 The modeling apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein the moving processing unit increases the amount of heating by the point heater as the viscosity of the droplet increases. 前記移動処理部は、互いに異なる種類の材料からなる複数の液滴それぞれを別々のタイミングで移動させ、
前記造形部は、前記造形領域内で前記複数の液滴それぞれを部分的に固体に変化させることで前記造形を行う、
請求項1から6の何れか一項に記載の造形装置。
The movement processing unit moves a plurality of droplets made of different types of materials at different timings.
The modeling portion performs the modeling by partially changing each of the plurality of droplets into a solid within the modeling region.
The modeling apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記移動処理部は、目的物の材料となる液滴と、洗浄液の液滴とのそれぞれを別々のタイミングで移動させ、
前記造形部は、前記造形領域内で前記目的物の材料となる液滴を部分的に固体に変化させることで前記目的物を造形する、
請求項1から7の何れか一項に記載の造形装置。
The movement processing unit moves the droplets that are the material of the target object and the droplets of the cleaning liquid at different timings.
The modeling portion forms the target object by partially changing the droplets that are the material of the target object into a solid in the modeling region.
The modeling apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記造形部は、レーザ光を透過させる基板に載っている前記液滴に対し、前記液滴内に焦点を結ぶように前記レーザ光を前記基板の下から照射する、請求項1から8の何れか一項に記載の造形装置。 Any of claims 1 to 8, wherein the modeling unit irradiates the droplets on the substrate through which the laser beam is transmitted with the laser beam from under the substrate so as to focus on the droplets. The modeling apparatus described in item 1. 目的物の材料となるとともに互いに異なる種類の材料からなる複数の液滴それぞれを別のタイミングで移動させ、また、前記複数の液滴を移動させるタイミングとは異なるタイミングで洗浄液の液滴を移動させる移動処理部と、
所定の造形領域内で前記複数の液滴を部分的に固体に変化させることで前記目的物を造形する造形部と、
を備える造形装置。
A plurality of droplets made of different types of materials as well as a target material are moved at different timings, and the droplets of the cleaning liquid are moved at a timing different from the timing at which the plurality of droplets are moved. With the movement processing unit
A modeling unit that models the target object by partially changing the plurality of droplets into a solid within a predetermined modeling region.
A modeling device equipped with.
電磁波によるポイントヒータを用いて液滴に温度勾配を生じさせることで前記液滴を移動させる移動処理部を備える液滴移動装置。 A droplet moving device including a moving processing unit that moves the droplet by causing a temperature gradient in the droplet using a point heater using an electromagnetic wave. 所定の造形領域内で液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う工程と、
前記造形を行う工程を適用後の液滴を前記造形領域外へ移動させる工程と、
を含む目的物生産方法。
The process of modeling by partially changing the droplet into a solid within a predetermined modeling area,
A step of moving the droplet after applying the step of performing the modeling to the outside of the modeling area,
Object production method including.
電磁波によるポイントヒータを用いて液滴に温度勾配を生じさせることで前記液滴を移動させる工程を含む液滴移動方法。 A method for moving a droplet, which comprises a step of moving the droplet by creating a temperature gradient in the droplet using a point heater using an electromagnetic wave. コンピュータに、
所定の造形領域内で液滴を部分的に固体に変化させることで造形を行う工程と、
前記造形を行う工程を適用後の液滴を前記造形領域外へ移動させる工程と、
を実行させるためのプログラム。
On the computer
The process of modeling by partially changing the droplet into a solid within a predetermined modeling area,
A step of moving the droplet after applying the step of performing the modeling to the outside of the modeling area,
A program to execute.
コンピュータに、
電磁波によるポイントヒータを用いて液滴に温度勾配を生じさせることで前記液滴を移動させる工程を実行させるためのプログラム。
On the computer
A program for executing a step of moving a droplet by creating a temperature gradient in the droplet using a point heater using an electromagnetic wave.
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