TW499360B - Process for producing colored shaped article from curable resin, colored shaped article produced from curable resin, and shaping apparatus - Google Patents

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499360 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A 7 B7 _五、發明説明（]) 〔發明所屬的技術領域〕 本發明有關由硬化性樹脂組成的著色造型物之製造方 法，由硬化性樹脂組成的著色造型物及造型裝置。 〔在來之技術〕 對依光造型法所作成的造型物’亦即’依對光硬化性 樹脂的雷射光照射的積層造型所作成的造型物的著色，會 被上述樹脂本身本來所持有的顏色（通吊爲半透明色）而 受很大限制。因而，在來於完成一連串的積層造型之後， 採用對所完成的造型物添加著色劑的方法。 〔發明擬解決的課題〕 然而，於上述的在來之著色方法中，爲在上述造型物 添加著色劑起見，需要相當大規格的設備。並且，在著色 對象具有複雜的形狀的造型物的情形，或以具有與上述同 樣的複雜的形狀的造型物爲著色對象，且進行使用多種著 色劑的多色添加的情形等，如使用在來的設備時，則有添 加作業本身困難，或因形狀關係產生不能著色的部位的問 題。 於是，鑒於上述問題，正嘗試有上述的光造型法，每 次依雷射光照射的光硬化性樹脂之硬化法而形成各層時， 於此各層上面添加著色劑的方法。使用此方法所添加的造 型物，如第1圖所示，雖然使用著色劑所形成的塗佈膜 3 i至3 η之厚度h > ，較使用上述光硬化性樹脂所形成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----：---ΓΦ------，玎------#1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -4- 499360 A7 ______ B7 _ 五、發明説明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的各層1 i至1 η之厚度h，爲極端地薄，惟從上面觀看 時可將著色劑之色作爲上述造型物之色目認之。但，從側 面觀看上述造型物時，如上述，由於塗佈膜32至3η之 厚度h >極端地薄之故，非著色劑之色而是上述樹脂本身 本來即具有的色（通常爲半透色），將被目認爲上述造型 物之色。因而，會發生不能得到確實的著色效果的問題之 故，上述著色劑添加方法不能謂有效。 因而，本發明之目的，係在對由硬化性樹脂組成的造 型物的著色時，作成爲不但在使用單一著色劑時的單色添 加，即使在使用多種著色劑時的多色添加的情形，仍能確 實進行添加作業，並且能獲得確實的著色效果之方式者。 又，本發明之其他目的，係在對由硬化性樹脂組成的 .造型物的著色時，作成爲不需用太大規模的設傭，仍能確 實進行添加作業，並且能獲得確實的著色效果。 〔爲解決課題的方法〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依照本發明之第1情況之由硬化性樹脂組成的著色造 型物，係具備有將硬化性樹脂積層造型以成型的複數層者 ，而複數層中之至少1層具有未添加著色劑的無著色領域 及經添加著色劑所形成的著色領域，而其著色領域，係經 形成爲能從所完成的著色造型物之任何方向識別著色劑之 色的狀態者。 依照上述構成，由於著色領域，係經形成爲從所完成 的著色造型物之任何方向均能識別上述著色劑之色之故， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' ' -5- 499360 A7 B7 五、發明説明（3 ) 可作成爲能獲得確實的著色效果之方式。 在有關本發明之第1情況的較佳實施形態中，作爲石更 化性樹脂使用光硬化性樹脂。上述著色劑可使用例如：將 以使用陶器用顏料的揮發性油墨（i n k )，接受紫外，線 即會發色的無色之微細粉末狀之染料、顏料或以染料爲原 料的油墨混合於液相狀之硬化性樹脂者；將顏料或染料混 合於硬化性樹脂以外之液相狀之溶劑而與硬化性樹脂具有 親和性者；將者色纖維或有色玻璃珠（c ο 1 〇 r b e a d s )混合 於液相狀之硬化性樹脂者；將著色纖維或有色玻璃珠混合 於硬化性樹脂以外之液相狀之溶劑而與硬化性樹脂具有親 和性者；的任一種。 依照本發明之第2情況之由硬化性樹脂組成的著色造 型物之製造方法，係有關具備有將硬化性樹脂積層造型所 成型的複數層，而複數層中之1層具有未添加著色劑的無 著色領域及經添加著色劑所形成的著色領域的著色造型物 者’而至少具有按能從所完成的上述著色造型物之任何方 向識別著色劑之色的狀態之方式，於處於液相狀態的上述 硬化性樹脂上形成著色領域，然後使其硬化性樹脂硬化以 形成著色領域的過程，及使液相狀之硬化性樹脂硬化以成 型無著色領域的過程。 依照本發明之第3情況之由硬化性樹脂組成的著色造 型物之製造方法，係有關具備有將硬化性樹脂積層造型所 成型的複數層，而複數層中之至少一層具有經添加著色劑 所形成的著色領域的著色造型物者，而包含有：由於使沿 本矣氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） '~ -6 - -----·---" —餐—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499360 A7 B7 五、發明説明（4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 著其著色領域之輪廓線的所定寬幅之領域的硬化，以形成 外周壁的過程，及於其外周壁內之液相狀之領域，添加著 色劑的過程，以及使上述著色領域硬化的過程。 在有關本發明之第3情況的較佳實施形態中，在添加 著色劑的過程之前，具有僅按所定寬幅使隔開將著色的領 域內的部位硬化，藉以形成隔離壁的過程。又，上述的著 色領域，可由於使用依經反饋（feedback)修正的脈衝（ pulse )信號而變位的添加機構，並按所定之距離間隔， 添加所定量之著色劑而形成之。著色劑之添加過程包含有 :上述將著色的領域中的液相狀之硬化性樹脂之去除過程 ，及於經去除硬化性樹脂後之上述領域中，添加著色劑的 過程。又，使用複數色之著色劑的對上述將著色的領域的 添加，可依據預先所決定的優先次序，從優先次序高的色 之著色劑依序添加而進行之。此乃爲防止因多種添加引起 的著色領域之減少，以及爲容易識別各色所進行者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依照本發明之第4情況之造型裝置，係將液相狀之硬 化性樹脂積層造型以成型所需要的造型物者，具備有：爲 將液相或粉末狀之著色劑，添加於液相狀之硬化性樹脂之 用的至少能往水平方向變位自在的添加機構。 在有關本發明之第4情況的較佳實施形態中，作爲上 述添加機構而採用具有例如沿著其軸方向延伸的第1著色 劑供給孔，及在軸方向垂直相交的第2著色劑供給孔的針 狀機構。此針狀機構，具有：能自在方式插入液相狀之硬 化性樹脂中和在硬化性樹脂中的3次元方向之變位的強度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 499360 A7 B7 五、發明説明（5 ) 及形狀。 I----i---.---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此’就爲實現著色造型之用的裝置加以說明。上述 裝置’可使用例如將定量分料器（dispenser)載持於如X Y雙軸繪圖儀（X - Y plotter )往2次元方向的變位自 在的疋位/移動機構上的構成者，或載持於如機器人臂往 3次元方向變位自在的定位/移動機構上的構成者。又， 上述裝置亦可使用如將一般型之噴墨式印表機（ink inject printer)之機頭的多口噴嘴（不具針狀構件者）以 X Y雙軸繪圖儀，或機器人臂等所載持的構成者。如爲定 位/移動機構使用X γ雙軸繪圖儀時，則例如根據標準型 X Y表格（t ab 1 e )以進行上述裝置各部之控制，而如不 用X Y雙軸繪圖儀而使用機器人臂時，則例如根據標準型 X Y Z表格以進行上述裝置各部之控制•惟無論如何，上 述裝置，係不限定於在此所說明的構成者。 d 〔發明之實施形態〕 依據圖面，將本發明之實施形態詳細說明如下。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2圖，係表示有關本發明之一實施形態的由光硬化 性樹脂組成的著色造型物之一實施例的剖面圖。 上述著色造型物，係將光硬化性樹脂積層造形所構成 者，其全體形狀並不限定於特定之形狀，又，就從上方或 下方所觀看的形狀而言，亦可設想矩形（方形）、圓形、 或楕圓形等種類。如第2圖所示，最上層5 1及最下層 5 n爲由未著色之光硬化性樹脂而成的層（通常層），於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 499360 A7 B7 五、發明説明（6 ) 最上層5 ^與最下層5 η之間所積層的複數之層，係分別 經著色的由光硬化性樹脂而成的層（著色劑）5 2至 5 η — 1 ° (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 通常層5 i、5 η，均係爲保護著色劑（亦即，如各 種有色油墨（C ο 1 〇 r i n k )，例如，如使用陶器用顏料的揮 發性油墨者），或防止屬於硬化物的上述著色造型物之強 度低落爲目的所設置者。通常層5 1、5 η，係僅以硬化 過程（未硬化之光硬化性樹脂，亦即，對液相狀態之光硬 化性樹脂，照射雷射光以使之硬化的過程）即可形成者， 分別具有所定（Ν層分）的厚度。 第3圖，係表示第2圖中所示的著色劑5 2至5 η - i 之中，可作爲位於最上部的著色劑5 2，及位於最下部的 著色層5 n - i使用的著色層的斜視圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此等著色層5 2、5 η - i，係作成能目認從上述著色 造型物之上面及下面所被上的色之用者，而分別具有稱爲 外框（外周壁）的非著色領域A，及被外周壁所包圍的一 般稱爲池的領域上所形成的著色領域B。上述非著色領域 A ’係與通常層（5、5 η )同樣，可僅以如上述的硬化 過程形成之。 另一方面，上述著色領域Β，當上述非著色領域Α之 硬化時不會被照射到雷射而保持未硬化狀態（亦即，液相 狀態），而於其未硬化狀態之領域上實施添加著色劑的過 程（著色過程）之後，其領域上實施與上述同樣的硬化過 程即可形成之。在著色未硬化狀態之領域後使之硬化的處 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 499360 A7 B7 五、發明説明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 理，係爲防止對該層上面的次層形成上的惡影響爲目的之 處理而實施之。在此，對將成爲上述著色領域B的未硬化 狀態之領域的由有色油墨等的著色，可從例如雙軸（X Y )機器人臂（未圖示）的前端所裝配的屬於添加機構的定 量分料器（未圖示）之針尖部7，對上述未硬化狀態之領 域滴下有色油墨以實施之。 第4圖，係表示作爲第2圖所示的著色層52至 5 n — 1之中，被挾在著色層5 2、5 η - i之間的其餘的全 部的層（亦即，著色層5 3至5 η - 2 )使用的著色層的斜 視圖。 此等著色層5 3至5 η-2，係作成爲能從上述著色造 型物之側面目認所被上的色之用者，而分別具有稱爲外周 .壁的外廓側之非著色領域c，及將形成於沿著外周壁之內 周側而涵蓋全周所形成的所定寬幅之一般稱爲領域上的著 色領域D，及位於溝內側的內廓側之非著色領域Ε。上述 外廓側及內廓側之非著色領域（c、Ε )，均可僅以與上 述的通常層（5 i、5 η )同樣之硬化過程形成之。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另一方面，上述著色領域D，係與第3圖之著色層（ 5 2、5 η - i )同樣，在上述外廓側及內廓側之非著色領 域（C、E )之硬化時，不會被雷射光照射而保持未硬化 狀態並於其未硬化狀態之領域實施著色過程後，於其領域 上實施與上述同樣之硬化過程（不妨礙次層形成的處理） ，即可形成之。在此，對將成爲上述著色領域D的未硬化 狀態之領域的由有色油墨等的著色，可從與上述同樣的定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐） -10- 499360 A7 ______ B7 五、發明説明（8 ) 量分料器（未圖示）之針尖部7，對上述未硬化狀態之領 域滴下有色油墨以實施之。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述構成之著色造型物，可經過如下的過程而作成之 〇 首先，將雷射光照射於未硬化狀態（液相狀態）的非 著色之光硬化樹脂上，藉以使其光硬化性樹脂硬化，形成 作爲最下層5 η的具有N層分之厚度的通常層。接著，於 最下層5 η上面，以所定厚度塗佈液相狀態的光硬化性樹 脂之同時，爲要形成第2圖所示的著色層5 η - i，僅對外 壁所對應的領域照射雷射光使之硬化，作爲非著色領域A 。由此，上述最下層5 η上面所塗佈的液相狀態之光硬化 性樹脂，將被區分爲經硬化的非著色領域A，及處在未硬 化狀態（液相狀態）的池，亦即，因有色油墨之塗佈而被 著色後再使之硬化的領域（即上述的著色領域B )。此池 ，應設定爲不致對上述著色造型物之積層造型發生影響的 大小（尺寸）、形狀之方式。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如此方式，將液相狀態之上述光硬化性樹脂，區分爲 經硬化的非著色領域A，及未硬化狀態之池之後，對處於 未硬化狀態的上述池上，從上述定量分料器（未圖示）之 針尖部7，滴下作爲著色劑的有色油墨。爲此有色油墨， 最佳爲使用對液相狀態之光硬化性樹脂具有甚佳親和性者 。本實施例中’作爲上述有色油墨’使用紅（R )、藍（ 3)、黃（丫）及墨（：6)之4色。 對池滴下上述有色油墨，則因上述的親和性上述有色 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — ' -11 - 499360 A7 B7 五、發明説明（9 ) 油墨即擴散於處於未硬狀態的光硬化性樹脂中’其結果’ 有色油墨將可添加.於池全體中。如此方式’對處於未硬化 狀態的光硬化性樹脂（亦即，池）中添加有色油墨之後’ 對其池照射雷射光，則可使將成爲上述著色領域（B ) ’ 硬化至與上述非著色領域A同程度之硬度。由此’可從被 覆上述池的因有色油墨的面狀之塗狀膜，生成具有一定厚 度的塊狀（b 1 〇 c k )狀之塗佈膜。 在此，如使光硬化性樹脂成爲混入有有色油墨的液相 狀態的上述領域（池），硬化至與非著色領域A之硬度同 程度的硬度並形成爲著色領域B時，有時如僅照射與使非 著色領域A硬化時所用的能量同一大小的能量之雷射光， 則尙不足夠。如此情形，作爲增加投入於上述液相狀態之 領域（亦即，將成爲著色領域B的領域）的能量的方法， 有必要採用例如延長設定雷射光照射下的露光時間的方法 ，或在雷射光照射下的多重方式之露光的方法等之特別的 硬化方法。 如此方式，使經添加有色油墨的液相狀態硬化以形成 著色領域B，即能順利形成對上述著色層5 η - 1上面的次 層（亦即，著色層5 η - 2 )。 接著’於上述著色層5 η - i上面，按所定厚度添加光 硬化性樹脂之.同時，爲形成第2圖所示的著色層5 η - 2起 見’對外壁及內廓所對應的領域照射雷射光以使之硬化， 而作成外廓側之非著色領域C及內廓側之非著色領域Ε。 由此，上述著色層5 η - i上面所塗佈的光硬化性樹脂，將 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----.---.—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 499360 A7 B7 五、發明説明（10 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 被區分爲經硬化的非著色領域C、E，及處於未硬化狀態 的溝，亦即，將成爲上述的著色領域D的領域。此溝亦與 上述池同樣，應設定爲不致對上述著色造型物之積層造型 發生影響的大小（尺寸）、形狀之方式。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如此方式，將上述光硬化性樹脂，區分爲經硬化的非 著色領域C、E、及未硬化狀態之溝之後，於處於未硬化 狀態的上述溝上，作爲著色劑與上述同樣，從上述定量分 料器（未圖示）之針尖部7對光硬化性樹脂，滴下親和性 極佳的有色油墨。由此，因親和性而上述有色油墨將擴散 於處於未硬化狀態的光硬化性樹脂內，其結果，溝全體將 被添加有色油墨。如此方式，於處於未硬化狀態的光硬化 性樹脂（亦即，溝）內添加有色油墨後，對其溝照射雷射 .光，即可使將成爲上述著色領域D的領域，硬化爲與上述 非著色領域C、E的同程度之硬度止。由此，從被覆上述 溝的因有色油墨的面狀之塗佈膜，將生成具有一定厚度的 塊狀之塗佈膜。在使將成爲著色領域D的領域硬化時，亦 與上述同樣，有時如僅照射與使非著色領域C、E硬化時 所用的能量同一大小的能量之雷射光’則尙不能使者色領 域D之硬度作成與非著色領域C、E之硬度同程度之硬度 〇 如此情形，當對將成爲著色領域D的領域上的雷射光 照射時，有必要設法採用與對將成爲上述著色領域B的領 域的雷射光者同樣的延長設定露光時間的方法’或多重方 式露光的方法等的特別的硬化方法’以增加投入於未硬化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 499360 A7 B7 _ 五、發明説明（11 ) 狀態之領域（亦即，著色領域D )的光能量。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如此方式，使經添加有色油墨的液相狀態硬化以形成 著色領域D，即能順利形成對上述著色領域5 η - 2上面的 次層形成。 作爲在上述各著色層5 2至5 n-i的將成爲著色領域 的液相狀態之領域之圖案（pattern )而言，採用池狀、溝 狀2種之圖案即足。如將上述液相狀態之領域設定爲池狀 ，則從上/下方向觀看完成後之著色造型物時，仍能確實 進行色之識別，另一方面，如將上述液相狀態之領域設法 爲溝狀，則僅從橫方向觀看時能進行色之識別，惟可縮短 著色過程所需要的時間以外，尙有可節省著色過程所使用 的油墨量的優點。 由於反覆上述的過程，可於分別形成著色層5 η - 2至 著色層5 3之後，於著色層5 3之上面，形成與上述著色 層5 n-l·同一構成之著色層5 2，再於其著色層5 2上面 ，形成與上述非著色層5 η同一構成之非著色層5 ^，即 可形成上述著色造型物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此，上述的光硬化性樹脂（液狀樹脂）之添加過程 ，係使用用爲上述著色造型物之積層造型的造型裝置（未 圖示）所具備的再塗器（recoater)(未圖示）以進行之 。又，於上述定量分料器（未圖示）的針尖部7與注料槍 (syringe)(未圖示）之間，係被管材（tube)(未圖示 )所連接。 再者，於控制造型裝置各部的控制器（c ο n t r ο 11 e r ) l紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（ϊίΟΧ 297公釐） -14- 499360 A7 B7 __ 五、發明説明（12 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (未圖示）上，內藏有形成通常層（5 i、5 Π )時所使 用的造型資料（data)、或形成著色層（5 2至5 n-1 ) 時所使用的造型資料等。上述控制器，係適當使用上述各 造型資料，以進行上述的著色造型物之積層造型者。 上述實施例中，由於在進行上述著色造型物之積層造 型的過程中，作成將成爲著色層的層（5 2至5 η - i )上 噴漆著色劑之故，完成一連串之造型作業後之著色劑之添 加過程變成不需要。 又，由於作成在進行積層造型的過程中添加著色劑之 故，使用造型裝置的造型作業之自動化之同時，尙可進行 著色劑之添加作業之自動化。因而，能一邊進行造型作業 ，一邊進行添加作業，並且，不僅可進行單色添加，尙可 進行多色添加。 再者，由於著色層之塗佈面成爲被關閉在上述著色造 型物之內部的狀態之故，原理上不會發生因來自外部的衝 撃，或藥品等之附著所引起的化學變化之塗佈膜從著色層 剝離的缺失。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第5圖，係表示第3圖中所記載之由被著色的光硬化 性樹脂而成的層（著色層）之成型方法之一例的說明圖。 第5圖中，上述的著色層（52、5n- i)之外周壁 表面9 ，係根據表示由S T L資料之切割（slice )所得 的上述外周壁表面9的資料（表面資料）以形成之。又， 上述著色層（52、5n-l)之外周壁內面1 1 ，係根據 將上述表面資料往內側僅按一定距離偏移（offset )所得 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） ~~~ -15- 499360 A7 B7 五、發明説明（13 ) 的貪料（內面資料）以形成之。此外周壁內面1 1 ，相當 於上述的池，亦即，將成爲著色領域B的領域之外周。再 者’表示對將成爲此著色領域B的領域的著色劑，亦即， 有色油墨之滴下位置之軌跡的矩形狀之線1 3，係根據將 上述內面資料往內側僅按一定距離偏移所得的資料（油墨 滴下用資料）以決定之。 另外，當形成第4圖所記載之著色層（53至5n_2 )時’根據表面資料形成上述外周壁表面，並將成爲溝， 亦即著色領域D的領域之外周決定於上述外周壁內面1 1 ’再者，根據將上述內面資料往內側僅按超越油墨滴下用 之矩形狀之線1 3的所定距離偏移所得的資料以決定將成 爲著色領域D的領域之內周。 經本發明人等試作第3圖所示的著色層（5 η、 5 η - i )及第4圖所示的著色層（5 3至5 Π - 2 )的結果 ’發現爲設定池（或溝）而作成的上述外周壁之厚度，約 在0 · 5至5 · Omm較合適。如壁厚較此（〇 . 5至 5 . 〇 m m )爲薄時，則滴下於池（或溝）的有色油墨將 從池（或溝）溢出，如壁厚較此爲厚時，則對經完成的著 色造型物的色之附著方式將成不明暸。 又.，表示有色油墨之滴下位置之軌跡的矩形狀之線 1 3，係因所.成型的著色造型物之形狀，或與所滴下的有 色油墨及液相狀態之光硬化性樹脂之表面張力之間的關係 ，其擴散面積亦會有所不同，惟較佳爲設定在從外周壁內 面1 1相離開約1 . 0 m m至5 . 0 m m的位置。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I----Γ---：---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16- 499360 A7 B7 五、發明説明（14 ) 試作時所使用的著色用之染料（有色油墨），係使用 粒徑甚細且無色，並可因紫外線之照射而發色的特殊者， 亦即’使粉未溶解於光硬化性樹脂中者。由於無色粉末之 故’在滴下於液相狀態之光硬化性樹脂中後，仍不致影響 該光硬化性樹脂的紫外線之滲透率，因而未發生硬化障礙 〇 第6圖’係表示第5圖所記載之成型方法之變形例的 說明圖。 本變形例中，係作成爲在第3圖所示的著色層（5 2 ' 5 Π - 1 )，爲防止上述的池之領域之一部分，亦即，將 成爲著色領域Β的領域之一部分所塗佈的有色油墨不致從 其領域流至其他領域，或擴散起見，在上述領域之外周部 設置壁1 5。再者，對上述領域之一部分進行多色添加時 ’爲防止所添加的不同色之有色油墨互相混在起見，再設 置有隔離壁1 7者。 上述的壁1 5、1 7之厚度，視上述領域之形狀等而 有所不同，惟約在0 . 5至5 . 0 m m較合適。爲能容易 從經完成的著色造型物外部，目認液相狀態下的光硬化性 樹脂所附著的色起見，壁厚較薄者爲較佳，惟如壁厚如較 0 . 5至5 · 0 m m爲薄時，則有在上述領域所滴下的有 色油墨會從上述領域溢出的可能。 另外’爲實施如第6圖所示的成型方法，造型裝置之 控制器（未圖示）上，可採用S T L資料格式（data format)。由於S T L資料格式本身不具有色資訊之故， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-5Γ·^ d 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 499360 A7 B7 五、發明説明（15) 於上述控制器上製作按色別的檔案（file )，以進行各色 之識別。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第7圖，係表示一邊抑制著色劑（有色油墨）之隆起 ，一邊對由硬化性樹脂而成的層著色的方法的一例的說明 圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上述，由於滴下於液相狀態之光硬化性樹脂的有色 油墨會擴散在樹脂液面上之故，爲使有色油墨附著於上述 光硬化性樹脂所使用的資料（著色資料），不需要像將液 相狀態之光硬化性樹脂積層造型時所使用的資料（造型資 料）般地瑣碎的資料。如著色資料過於瑣碎，則由於隨而 有色油墨之添加量會增多，以致在第3圖所示的著色層（ 5 2、5 η - 1 )中的池之領域，或在第4圖所示的著色層 (5 3至5 η - 2 )中的溝之領域，會產生因所添加的有色 油墨的隆起之故，在上述的積層造型上會有影響。於是’ 爲防止如此的缺失之發生，決定實施著色資料之所謂稀釋 化（thinning)。第7圖中，由於圖不及說明之簡單化起 見，將從上面/下面所觀看的形狀呈現圓形狀的著色造型 物之積層造型作爲對象。 第7 ( a )圖中，經著色的領域F，表示實施呈現圓 板狀的著色層的造型時之造型資料，位於更內周側的同心 之圓弧G，係將造型資料僅按所定距離偏移所作的原型的 (original )之著色資料，亦即，上述的定量分料器（未 圖示）之針尖部7之軌跡。著色資料之所謂稀釋化，可使 用此圓弧G並按如下述的步驟實施之。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18 - 499360 A7 ___ B7 _ 五、發明説明（16) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 亦即，首先，如第7 (b )圖所示，於上述著色資料 (圓弧G )上，按等間隔之方式決定複數個頂點G i至 G n °具體而言，求出表示各頂點G i至G n的座標，以決 定各頂點G i至G η。接著，如第7 ( c )圖所示，從上 述各頂點G i至G η中，例如將頂點G i決定爲著色資料之 始點P i，並將從此始點P 1離開所定距離t以上的頂點 G 3 ，作爲連續上述始點p 1的著色資料之第2個點p 2 。以下，依照與上述者同樣之作法，如第7 ( d )圖所示 ，求出著色資料之第3個點P 3.......至著色資料之第η 個點，亦即，終點Ρ η。在此，終點Ρ η必須按從始點P i 的距離離開上述t以上離開之方式選擇之。如此方式所選 擇的各點P i、P 2、P 3……p n中，將分別添加所定量 之著色劑。 第8圖’係表耶第7圖所記載之著色方法之另一例的 說明圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上述’如塗佈液相狀態之光硬化性樹脂時，有可能 有色油墨不會均勻擴散在著色領域而產生色斑。於是，爲 防止如此的缺失，設法作成如下說明之方式。 原先’係如第8 ( a )圖所示，將定量分料器（未圖 示）之針尖部7，從較處於液相狀態的光硬化性樹脂表面 高出5至1 0. m m之高度滴下有色油墨者。但，由於將針 尖部7之構造改變爲具有充分的強度，且作成爲對液相狀 態之光硬化性樹脂內部的插/卸自在的形狀者，即能如第 8 ( b )圖所示，將針尖部7注入液相狀態之光硬化性樹 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐) ~~一 -19- 499360 A7 B7 五、發明説明（17) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 脂內部以實施著色。如此，將針尖部7注入液相狀態之光 硬化性樹脂內部，即能實現使有色油墨大大擴散的狀態下 的著色。又，亦不會發生油墨之飛散，亦不需要針尖部7 之上下方向的精密的控制。另外，如作爲針尖部7，使用 如第8 ( c )圖所示，在側面具備複數個橫向孔7 a至7 η者，則能實現再使有色油墨大大擴散的狀態下的著色。 另外，上述者以外，作爲使經添加於液相狀態之光硬 化性樹脂中的有色油墨均勻擴散於著色領域的方法，有在 定量分料器內部（未圖示）或針尖部7，加熱有色油墨後 再進行滴下的方法。如有色油墨爲低溫，則因粘度高之故 其擴散較費時間，以致在上述池或溝等的光硬化性樹脂之 未硬化部分所添加的有色油墨不會均勻擴散以致產生色斑 。但，如加熱有色油墨後再行滴下，則因粘性低而在比較 短時間內即可擴散之故，難於產生色斑。又，針尖部7之 內部構造而言，亦爲改善有色油墨之更進一步的均勻的擴 散，及更進一步的色斑之消失起見，除加有第8 ( c )圖 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所示的橫向孔7 a至7 η以外，尙可作成爲設置將在針尖 部7 ‘之底部開口的縱向孔的構造。 第9圖，係表示第7圖所記載之著色方法之再另一例 ，與分別於第7圖及第8圖所記載之著色方法的比較結果 的說明圖。 .分別在第7圖及第8圖中所記載的著色方法，如第9 (a )圖所示，係首先僅使外周壁硬化，相當於池（或溝 )的領域仍維持液相狀態，接著，如第9 ( b )圖所示， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~~ • 20 - 499360 A7 ___ B7 _ 五、發明説明（18) 在處於未硬化狀態的池（或溝）之領域，從定量分料器（ 未圖示）之針尖部7滴下有色油墨者。因而，如第9 ( c (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) )圖所示，在池（或溝）之領域上產生相當於有色油墨之 滴下量的量的隆起，以致在此隆起以下之厚度下的積層間 距（pitch )下，未能在圖示之層上面實施次層之造型。 換言之，未能設定積層間距爲細小。 於是，本例中，係作成爲在第9 ( a )圖中僅使外周 壁硬化，將相當於池（或溝）的領域仍維持液相狀態，接 著，如第9 ( d )圖所示，吸取相當於池（或溝）的領域 之處於液相狀態的光硬化性樹脂後，滴下有色油墨之方式 。如依此法，則由於已被去除相當於池（或溝）的領域之 光硬化性樹脂（處於液相狀態者）之故，不會發生如第9 (e )圖所示的有色油墨之滴下所引起的隆起。’ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 除上述者以外，爲防止經滴下於未硬化之光硬化性樹 脂的有色油墨之隆起的方法，有對有色油墨之滴下處噴吹 風壓的方法。又，爲防止有色油墨之隆起之同時，亦能促 進擴散之方法而言，有對有色油墨之滴下處加以振動的方 法。 在此，上述的有色油墨而言，可使用例如顏料、染料 或將此等作爲原料的油墨混於液相狀態之光硬化性樹脂者 ，使顏料、染料在液相狀態之光硬化性樹脂以外之溶劑中 溶解在一起者等。但，關於使顏料、染料在液相狀態之光 硬化性樹脂以外之溶劑中溶解在一起者而言，必須對光硬 化性樹脂具有親和性，換言之，必須對光硬化性樹脂不會 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇 X 297公釐） -21 - 499360 A7 B7 五、發明説明（19 ) 有硬化障礙者。再者，亦可不用顏料、染料而使用纖維或 有急玻璃珠，作爲上述的有色油墨使用。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 至今所說明的內容，乃係以包圍上述池（或溝）之領 域的外周壁之存在爲前提者。但，亦有藉由對未硬化之光 硬化樹脂中的複數次添加有色油墨，而可不需要依靠上述 外周壁的造型方法。如此的造型方法，包含如下的過程。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 首先，對液相之光硬化樹脂照射雷射光，藉以使該光 硬化性樹脂層僅硬化1層分以形成薄膜之後，於其薄膜上 ’沿著著色造型物之造型資料（表示著色造型物之輪廓形 狀的資料）之偏移資料（將輪廓形狀資料往內側偏移 〇· 5至5 . 0 m m程度的資料），添加有色油墨。如著 色面爲該層之上面或下面時，於由將其上面或下面之輪廓 資料往內側偏移的資料所決定的輪廓線之內部，添加有色 油墨。如按此方式所添加的有色油墨之隆起較小時，則反 覆複數次上述有色油墨之添加，並在不達到所定之積層間 距的範圍，形成所添加的有色油墨之隆起。並且，在經充 分乾燥（硬化）爲所添加的有色油墨對次過程的影響最低 的程度的狀態下，對其表面添加爲形成次層所必需的液相 之光硬化性樹脂。再者，按照次層之形狀資料，對該液相 之光硬化性樹脂照射雷射光，藉以使該光硬化性樹脂硬化 爲所定之形狀。 由於將上述過程反覆必要次數，即可形成所需要的著 色造型物。 此方法，係藉由複數次添加有色油墨，而形成具有有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 -22- 499360 A7 _ B7 _ 五、發明説明（20) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 色油墨的所定之厚度的隆起者，惟不採用有色油墨之添加 ，而可將具有不超過積層間距的厚度的有色片材裁切爲所 需要的形狀後，貼附於液相之光硬化性樹脂上。此時，亦 可將具有不超過積層間距的厚度的有色片材，貼附於液相 之光硬化性樹脂上之後，裁切爲所需要的形狀之方式。在 此，由於具有超出積層間距之厚度的厚度的有色片材，會 對積層造形有妨礙之故，不合適。 又，不採用複數次添加有色油墨，而亦能採用例如僅 添加1次有色樹脂等具有粘度的有色油墨的方法。亦即， 係按因上述有色樹脂之添加所形成的塗佈膜之厚度，儘量 能接近積層間距之厚度之方式，一邊控制塗佈膜之厚度， 一邊添加上述有色樹脂之方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者，不需要形成上述的外周壁的造型方法，係於再 塗（r e c 〇 at )後之液相之光硬化性樹脂上滴下有色油墨之 同時，使上述液相之光硬化性樹脂硬化較所滴下的有色油 墨在上述硬化性樹脂中擴散爲快速之方式，藉以作成不需 要形成上述的外周壁的方法。換言之，此方法，係藉由有 色油墨之滴下和液相之光硬化性樹脂之硬化的略同時進行 ’以防止對不實施著色的領域的有色油墨之流出者。 另外’在有色油墨之粒子被埋入液相之光硬化性樹脂 中故有色油墨.不會在上述樹脂中擴散的狀態，則按每層反 覆在再塗後之上述樹脂（亦即，液相之光硬化性樹脂）上 ’使用例如與噴墨式印表機同樣的機構以添加（印表）有 色油墨’然後使上述樹脂硬化的過程，亦能形成所需要的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23- 499360 A7 B7 五、發明説明（21) 著色造型物。 第1 0圖，係表示以第7圖所記載之方法爲基礎，於 由光硬化性樹脂而成的著色造型物之各層上，對著色領域 按全體性方式使之平均化的狀態下實施著色之方法之一例 的說明圖。 本例，係在依第7圖之方法所取得的圓弧G上之頂點 P i至Ρ η (第1 0 ( a )圖）中，按將以頂點p 1爲始點 的稀釋化著色資料放在第1層（第1 0 ( b )圖），將以 頂點P 3爲始點的稀釋化著色資料放在第2層（第1 0 ( c )圖），再將以頂點P 2爲始點的稀釋化著色資料放在 第3層（第1 0 ( d )圖），之方式，依各層別，適用將 始點按隨機方式使之不同的稀釋化著色資料，以實施著色 者。 由此，根據上述著色資料的著色劑（有色油墨）添加 領域，將按每一層均成爲錯移者，其結果，以著色造型物 全體來看，著色劑添加領域將成爲平均分散的情形。 第1 1圖，係表示不致減少著色領域之下，於由光硬 化性樹脂而成的層上實施多色添加的方法之一例的說明圖 0 當對著色造型物實施多色添加時，如不預先按色別決 定著色之優先度，則如第1 1 ( a )圖所示，成爲以有關 著色資料的色以外之色實施著色的領域將變廣濶。在第 1 1 ( a )之例中，雖然著色資料之色爲色1、色2、以 及色3，惟事實上色1之著色領域與色2之著色領域重複 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ d 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 499360 A7 B7 五、發明説明（22) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的部分、色1之著色領域與色3之著色領域重複的部分、 色2之著色領域與色3之著色領域重複的部分，以及色1 、色2、以及色3之著色領域重複的部分會變成相當廣。 在上述的各個重複領域中，亦有事實上不實施著色而作爲 各著色領域間之隔離壁的情形，惟在其情形，由於上述隔 離壁領域將成爲較著色領域爲相當大之故，其結果，造成 著色領域之減少。 於是，本例中，作成爲當實施著色時，按色別決定優 先度。優先度之決定，係視用戶希望在著色造型物中使何 色顯眼而自由決定之。例如，在上述的色1、色2以及色 3中，如欲其顯眼的色爲色1 ，而其次爲色2時，則將按 第1 1 ( b )圖所示的圖案，就上述各色別，進行著色。 由此，可防止在多色添加時的著色領域之減少。’ 上述的內容，究竟是有關本發明之一實施形態者，故 本發明當然不被限定於上述內容者。本發明在其他種種形 態亦能實施之。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所說明，本發明在對由硬化性樹脂而成的造型物 的著色時，可作成爲不僅在使用單一著色劑時的單色添加 ，在使用多種著色劑的多色添加時，能確實進行添加作業 ，並且能獲得確實的著色效果之方式。 又，本發明在對光硬化性樹脂而成的造型物的著色時 ，不需要太大規模的設備即可確實進行添加作業，並可作 成爲能獲得確實的著色效果之方式。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -25- 499360 A7 B7 五、發明説明（23) 〔圖面之簡單說明〕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖：按照在來之著色劑添加方法所著色的由光硬 化性樹脂而成的著色造型物之剖面圖。 第2圖：表示有關本發明之一實施形態的由光硬化性 樹脂而成的著色造型物之一實施例的剖面圖。 第3圖：表示構成第2圖所記載之著色造型物而經著 色的由光硬化性樹脂而成的層之斜視圖。 第4圖：表示構成第2圖所記載之著色造型物而與第 3圖不同型式的經著色的由光硬化性樹脂而成的層之斜視 圖。 第5圖：表示第3圖所記載之經著色的由光硬化性樹 脂而成的層之成型方法之一例的說明圖。 第6圖：表示第5圖所記載之成型方法之變形例的說 明圖。 第7圖：表示一邊抑制著色劑（有色油墨）之隆起， 一邊對由光硬化性樹脂而成的層實施著色的方法之一例的 說明圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第8圖：表示第7圖所記載之著色方法之另一例的說 明圖。 第9圖：表示第7圖所記載之著色方法之再另一例， 與分別在第7.圖及第8圖所記載之著色方法的比較結果的 說明圖。 第1 0圖：表示以第7圖所記載之方法爲基礎，於由 光硬化性樹脂組成的著色造型物之各層上，將著色領域按 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -26- 499360 A7 B7五、發明説明（24 ) 全體性方式使之平均化的狀態下實施著色之方法之一例的 說明圖。 第1 1圖：表示不致減少著色領域之下，於由光硬化 性樹脂而成的層上實施多色添加的方法之一例的說明圖。 〔符號之說明〕 5 i :最上層，亦即，由未著色之光硬化性樹脂而成 的層（通常層） 5 n :最下層，亦即，由未著色之光硬化性樹脂而成 的層（通常層） 5 2、5 3至5 η - 2、5 n - i :由經著色的光硬化性樹脂 而成的層（著色層） 7 :定量分料器（未圖示）之針尖部 9 :著色層（52至5η-:)之外周壁表面 1 1 :著色層（52至5η-1)之外周壁內面 1 3 :滴下油墨用之矩形狀之線 1 5 :壁 1 7 :隔離壁 I---,---=---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27-

Claims (1)

1. 499360 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種由硬化性樹脂組成的著色造型物，係具備有 將硬化性樹肖曰積層造型以成型的複數層的著色造型物，而 其特徵爲= 前述複數層中之至少1層具有未添加著色劑的無著色 領域及經添加著色劑所形成的著色領域，而 則述者色逼域’係經形成爲能從所完成的著色造型物 之任何方向識別前述著色劑之色的狀態。 2 _如申請專利範圍第i項之著色造型物，其中前述 著色劑係： 將以使用陶器用顏料的揮發性油墨，接受紫外線即會 發色的無色之微細粉末狀之染料、顏料或以染料爲原料的 油墨混合於液相狀之硬化性樹脂者；將顏料或染料混合於 硬化性樹脂以外之液相狀之溶劑而與硬化性樹脂具有親和 性者；將著色纖維或有色玻璃珠混合於液相狀之硬化性樹 脂者；將著色纖維或有色玻璃珠混合於硬化性樹脂以外之 液相狀之溶劑而與硬化性樹脂具有親和性者·，中的任一種 而由硬化性樹脂而成者。 3 . —種由硬化性樹脂組成的著色造型物之製造方法 ，係具備有將硬化性樹脂積層造型所成型的複數層，而前 述複數層中之1層具有未添加著色劑的無著色領域，及經 添加著色劑所形成的著色領域的著色造型物之製造方法， 而其特徵爲：按能從至少具有所完成的前述著色造型物之 任何方向識別前述著色劑之色的狀態之方式，於處於液相 狀態的前述硬化性樹脂上形成前述著色領域，然後使其硬 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 费——----’玎-----丨Φ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -28- 499360 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 化性樹脂硬化以形成前述著色領域的過程，及 使液相狀之硬化性樹脂硬化，以成型無著色領域的過 程。 4 . 一種著色造型物之製造方法，係具備有將硬化性 樹脂積層造型所成型的複數層，而前述複數層中之至少1 層具有經添加著色劑所形成的著色領域的著色造型物的製 造方法，而其特徵爲：包含有 由於使沿著其著色領域之輪廓線的所定寬幅之領域的 硬化，以形成外周壁的過程，及 於前述外周壁內之液相狀之領域，添加著色劑的過程 ，以及 使前述著色領域硬化的過程。 5 ·如申請專利範圍第4項之製造方法，其中 於添加前述著色劑的過程之前，具有僅按所定寬幅使 隔開將著色的領域內的部位硬化，藉以形成隔離壁的過程 〇 6 .如申請專利範圍第4項之製造方法，其中 . 前述著色領域，可由於使用依經反饋修正的脈衝信號 而變位的添加機構，並按所定之距離間隔，添加所定量之 著色劑而形成之。 · 7 .如申請專利範圍第4項之製造方法，其中 前述著色劑之添加過程包含有： 上述將著色的領域中的液相狀之硬化性樹脂之去除過 程，及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） '~' : —I I— 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -29* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499360 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 於經去除前述硬化性樹脂後之前述領域中，添加著色 劑的過程。 8 .如申請專利範圍第4項之製造方法，其中 使用複數色之著色劑的對前述將著色的領域的添加， 可依據預先所決定的優先次序’從優先次序高的色之著色 劑依序添加而進行之。 9 . 一種造型裝置，係將液相狀之硬化性樹脂積層造 型以成型所需要的造型物的造型裝置，其中具備有： 爲將液相或粉末狀之著色劑’添加於前述液相狀之硬 化性樹脂之用的至少能往水平方向變位自在的添加機構。 1 〇 .如申請專利範圍第9項之造型裝置，其中 前述添加機構，係具有：沿著其軸方向延伸的第1著 色劑供給孔，及與軸方向垂直相交的第2著色劑供給孔的 針狀機構。 1 .如申請專利範圍第1 〇項之造型裝置，其中 前述針狀機構，具有：能自在方式插入前述液相狀之 硬化性樹脂中和在前述硬化性樹脂中的3次元方向之變位 的強度及形狀。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X：297公釐） 訂-----" (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -30-