WO2015130139A1 - 광경화식 3d 성형방법 및 광경화식 3d 성형장치 - Google Patents

광경화식 3d 성형방법 및 광경화식 3d 성형장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a photocurable 3D molding method and a photocurable 3D molding apparatus.
  • the photocurable 3D molding apparatus has a resin bath containing a liquid photocurable resin that has a transparent bottom plate and is cured through exposure of light, and a molding plate that can be lifted and lowered to the bottom plate inside the resin bath.
  • the build plate is spaced apart from the base plate by the unit of molding layer in the initial stage. In this state, when the image light is irradiated through the bottom plate, the resin between the molding plate and the bottom plate is cured. Then, the molding plate is lifted again with respect to the bottom plate so that the distance between the bottom surface of the previously formed unit molding layer and the bottom plate is spaced by the thickness of the subsequent unit molding layer, and the subsequent image light is cured by projecting.
  • the molding plate is raised by a predetermined height and then lowered again so that the liquid resin is filled between one of the previously formed unit molding layers and the bottom plate, and then the bottom plate and the bottom plate of the preformed unit molding layer.
  • the spacing between them is spaced apart by the next unit layer thickness. Accordingly, the conventional 3D molding apparatus consumes considerable time for raising and lowering the forming plate.
  • the outer surface of the molding is not smooth by sequentially stacking a new unit molding layer on the fully cured unit molding layer.
  • An object of the present invention is to provide a photocurable 3D molding method and a photocurable 3D molding apparatus capable of shortening the time for molding a molded object.
  • Another object of the present invention is to provide a photocurable 3D molding method and a photocurable 3D molding apparatus capable of molding a molded object having a smooth surface.
  • the photocurable 3D molding method in which a photocurable liquid resin contained in a resin bath having a transparent bottom plate according to the present invention is laminated on a molding plate to form a molded product is carried out in the unit molding while irradiating layer image light for a unit molding layer.
  • the molding plate is molded while being raised relative to the resin bath bottom plate within the thickness range of at least a portion of the layer.
  • the unit forming layer forming step may be made by a continuous step to further shorten the time.
  • the unit forming layer forming step may be formed in a plurality of steps intermittently to form a unit molding layer relatively stable.
  • And forming the unit molding layer includes heating the liquid resin to lower the viscosity of the liquid resin so that the liquid resin can quickly penetrate between the bottom plate and the preformed unit molding layer. .
  • the photocurable 3D molding apparatus for forming a molded article by stacking a plurality of unit molding layers comprises a resin bath having a transparent bottom plate to accommodate a photocurable liquid resin; A molding plate having a lower surface parallel to the bottom plate and capable of elevating in the resin tank; An elevating driver for elevating and driving at least one of the resin bath and the molding plate; An image light irradiator for irradiating layer image light from the lower portion of the resin tank toward the bottom plate; Controlling the elevating drive unit to raise the molding plate relative to the bottom plate of the resin bath within the thickness range of at least a portion of the unit forming layer while irradiating the layer image light for a single unit forming layer. It includes a control unit.
  • a heating unit for increasing the temperature of the photocurable liquid resin lowers the viscosity of the liquid resin to allow the liquid resin to quickly penetrate between the bottom plate and the preformed unit forming layer.
  • the photocurable 3D molding method and the photocurable 3D molding apparatus according to the present invention can shorten the time for molding a molded article, and can mold a molded article having a smooth surface.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a photocurable 3D molding apparatus according to the present invention
  • 2 to 4 is a graph showing the height of the molding plate according to the curing time.
  • FIG. 1 is a conceptual view showing a photocurable 3D molding apparatus according to the present invention.
  • the present 3D molding apparatus has a transparent bottom plate 210 and has a resin tank 200 containing a photocurable liquid resin.
  • the resin tank 200 is supported by the frame 100.
  • the frame 100 supports the bottom plate 210 of the resin tank 200 in the edge area.
  • the photocurable liquid resin contains a polymerization initiator and a polymerization inhibitor.
  • the polymerization initiator When light is irradiated to the photocurable liquid resin, the polymerization initiator is decomposed to generate radicals.
  • the radicals generated by the polymerization initiator initially react with dissolved oxygen and polymerization inhibitor.
  • the radicals react with the photocurable liquid resin to polymerize and harden the liquid resin.
  • the addition amount of the polymerization initiator and the polymerization inhibitor may vary depending on the molding method.
  • the radical is reacted with the photocurable liquid resin until polymerization occurs.
  • a release agent may be added to the liquid resin.
  • An image light irradiator 300 for irradiating image light toward the bottom plate 210 is disposed below the resin tank 200.
  • the image light irradiator 300 emits light necessary to cure the photocurable liquid resin.
  • the image light irradiation unit 300 may be provided as any display device that emits light such as LCD, LED, DMD.
  • the image irradiator 300 irradiates the layer image corresponding to the unit forming layer toward the bottom plate 210 by the controller.
  • the frame 100 is provided with an elevating unit 400 having a molding plate 440 that is capable of elevating along the vertical direction in the inner region of the resin tank 200.
  • the molding plate 440 has a bottom surface parallel to the bottom plate 210.
  • the elevating unit 400 has an elevating driving unit 410 for elevating and driving the molding plate 440.
  • the elevating driving unit 410 includes an elevating arm 420 capable of elevating along the height direction.
  • the lifting arm 420 is coupled to the modeling plate 440 and the intermediate portion 430.
  • the intermediate part 430 adjusts the molding plate 440 to be in parallel with the bottom plate 210, and serves to prevent shaking when moving up and down.
  • the lifting unit 400 may be coupled to the resin tank 200, the resin tank 200 can be modified so that the lifting plate 440 can be lifted.
  • the resin tank 200 is provided with a heat transfer part 350 for raising the temperature of the photocurable liquid resin.
  • the heat transfer part 350 is in contact with the image light irradiator and the resin tank, respectively, and transmits heat generated by the image light irradiator 300 or a separate heating device to the resin tank 200. Thereby, the temperature of the liquid resin P accommodated in the resin tank 200 rises, and viscosity becomes low. When the viscosity of the liquid resin P becomes low, penetration of the liquid resin P into the space between the molding plate 440 and the bottom plate 210 is facilitated.
  • Resin tank 200 may be additionally installed a separate heating device.
  • the 3D molding apparatus includes a supply unit for supplying a thermosetting liquid resin (P) inside the resin tank (200).
  • the controller may control the lifting driver 410 and the supply unit to interoperate with each other.
  • the 3D molding apparatus may further include a flow guide part which is installed to be elevated in the resin tank 200 and guides the thermosetting liquid resin P to flow downward.
  • the 3D sculpture is molded in the following order.
  • the control unit inputs the photocurable liquid resin P into the resin tank 200 through the thermosetting liquid resin P supply unit.
  • the user may optionally add the liquid resin (P).
  • the photocurable liquid resin (P) is introduced to the extent that is formed by the thickness of at least one unit forming layer in the resin tank (200).
  • the controller immerses the molding plate 440 in the liquid resin P such that a gap between the molding plate 440 and the bottom plate 210 is spaced apart by at least a part of the thickness of the single unit molding layer.
  • the controller irradiates a single first layer image light toward the bottom plate 210 through the image light irradiator 300.
  • the photocurable liquid resin P is cured through a reaction guide.
  • the control unit gradually raises the molding plate 440 with respect to the bottom plate 210 within at least a part of the thickness range of the unit molding layer before the single first unit molding layer is completely cured.
  • FIG. 2 is a graph showing the height of the molding plate 440 over time.
  • the build plate 440 is disposed with respect to the bottom plate 210 at intervals H0 to H1 by at least some thickness range of the first forming layer 10a.
  • the controller irradiates the first layer image light toward the bottom plate 210 through the image light irradiator 300, and gradually forms the model plate 440 when the liquid resin P is partially cured (T1). Raise.
  • the first unit molding layer is raised in a partially cured state, the liquid resin flows between the first unit molding layer and the bottom plate 210 according to the capillary phenomenon.
  • the control unit gradually raises the molding plate 440.
  • the controller continuously raises the modeling plate 440, and when the gap between the modeling plate 440 and the bottom plate 210 is spaced apart by the first molding layer 10a (T2), the image light irradiation part 300
  • the second layer image light is controlled to be irradiated. That is, the thickness of the first molding layer 10a is a distance from H0 to H2.
  • the second molding layer 10b starts to form from the bottom surface of the first molding layer 10a.
  • the controller may stack a plurality of molding layers such as the first molding layer 10a and the second molding layer 10b while continuously raising the molding plate 440 without stopping. Since the light continues to be irradiated, the first molding layer 10a and the second molding layer 10b have a more cured state at the upper side, and become uncured at the closer to the bottom plate 210.
  • the controller may vary the rising speed of the molding plate 440 as necessary. For example, each time one unit molding layer is cured, the molding plate 440 may be initially raised at a low speed, and later, at a relatively high speed. As described above, when the model plate 440 is continuously raised, the controller irradiates while continuously changing the layer image light emitted by the image light irradiation unit 300.
  • FIG. 3 is another embodiment of a height graph of the molding plate 440 over time. As can be seen in Figure 3, the molding plate 440 can be raised intermittently in a plurality of stages.
  • the molding plate 440 is irradiated with the first layer image light for a predetermined time in a state in which the molding plate 440 is disposed with respect to the bottom plate 210 at an interval of at least a partial thickness range of the first molding layer (H0 to H1). 1 Molding layer is partially cured.
  • the controller gradually raises the mold plate 440 in the state T1 of which the first molding layer is partially cured.
  • the controller turns off the image light irradiation unit 300 at an appropriate time point T2 while gradually raising the model plate 440, and then gradually raises the model plate 440 by a predetermined height H3.
  • the height (H2 to H3) to raise the modeling plate 440 in the state that the first layer image light is turned off, the distance between the bottom surface and the bottom plate of the first molding layer is at least a partial thickness range of the second molding layer.
  • the first molding layer is formed to have a thickness equal to the height H0 to H2 formed during the time T0 to T2 at which the first layer image light is irradiated.
  • the second layer image light is irradiated again for a predetermined time while the interval between the bottom surface of the first molding layer and the bottom plate 210 is disposed at intervals H3-H2 by at least a partial thickness range of the second molding layer.
  • the molding plate 440 is gradually raised in the state where the second molding layer is partially cured.
  • the model plate 440 is gradually raised, the second layer image light is turned off at an appropriate time point T4, and the model plate is gradually raised by a predetermined height H5.
  • the height H5-H4 of raising the model plate 440 in the state in which the second layer image light is turned off may have a gap between the bottom surface of the second molding layer and the bottom plate 210 at least a part of the thickness of the third molding layer. As much as the range.
  • the second molding layer is formed to have a thickness equal to the height (H2 to H4) formed during the time (T3 to T4) the second layer image light is irradiated.
  • the third layer image light is irradiated again for a predetermined time while the interval between the bottom surface of the second molding layer and the bottom plate 210 is disposed at intervals H5-H4 by at least a partial thickness range of the third molding layer.
  • the third molding layer is partially cured.
  • the lamination process of the subsequent molding layers sequentially stacked is the same as the lamination process of the first molding layer and the second molding layer.
  • T2 to T3, T4 to T5, T6 to T7 may be raised intermittently while continuously irradiating light without an interval in which no light is irradiated.
  • the molding layer adjacent to the bottom plate 210 is not completely cured when the molding plate 440 is in a stopped state.
  • the 3D molding method of the present photocurable 3D molding method may form a 3D molded object by only a rising and stopping operation without an unnecessary operation of raising and lowering the molding plate 440 again.
  • the model plate 440 may be raised intermittently in a plurality of steps while irradiating the layer image light for one unit forming layer.
  • the unit molding layer may be formed more stably than in FIG. 3.

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Abstract

본 발명은 광경화식 3D 성형방법 및 광경화식 3D 성형장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 조형물을 성형하는 시간을 단축할 수 있는 광경화식 3D 성형방법 및 광경화식 3D 성형장치를 제공하는 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 투명한 바닥판을 갖는 수지조 내에 수용된 광경화성 액체수지를 조형판에 층상으로 적층시켜 조형물을 성형하는 광경화식 3D 성형방법은 단위성형층을 위한 층이미지광을 조사하는 동안 상기 단위성형층의 적어도 일부의 두께 범위 내에서 상기 조형판을 상기 수지조 바닥판에 대해 상대적으로 상승시키며 조형한다.

Description

광경화식 3D 성형방법 및 광경화식 3D 성형장치
본 발명은 광경화식 3D 성형방법 및 광경화식 3D 성형장치에 관한 것이다.
광경화식 3D 성형장치는 투명한 바닥판을 가지고 빛의 노출을 통해 경화되는 액상의 광경화 수지를 수용하는 수지조와, 수지조 내부에서 바닥판에 대해 승강 가능한 조형판을 갖는다. 조형판은 초기 단계에서 바닥판에 대해 단위성형층만큼 이격 배치된다. 이 상태에서, 바닥판을 통해 이미지광이 조사되면 조형판과 바닥판 사이의 수지가 경화된다. 그리고 조형판을 바닥판에 대해 다시 들어올려서 미리 적측된 단위성형층의 하부면과 바닥판 사이 간격이 후속 단위성형층 두께만큼 이격되도록 하며, 후속의 이미지광을 투사하여 경화시킨다.
종래의 3D 성형장치는 미리 적층된 하나의 단위성형층과 바닥판 사이에 액체수지가 채워질 수 있도록, 조형판을 일정 높이만큼 상승시킨 후 다시 하강시켜 미리 성형된 단위성형층의 하부면과 바닥판 사이 간격이 후속의 단위성형층 두께만큼 이격되도록 한다. 이에 따라, 종래의 3D 성형장치는 조형판의 상승과 하강 동작에 상당한 시간을 소모하였다. 그리고 완전히 경화된 단위성형층에 새로운 단위성형층을 순차적으로 적층하여 조형물의 외표면이 매끄럽지 못하다.
본 발명의 목적은 조형물을 성형하는 시간을 단축할 수 있는 광경화식 3D 성형방법 및 광경화식 3D 성형장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 매끄러운 표면의 조형물을 성형할 수 있는 광경화식 3D 성형방법 및 광경화식 3D 성형장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 투명한 바닥판을 갖는 수지조 내에 수용된 광경화성 액체수지를 조형판에 층상으로 적층시켜 조형물을 성형하는 광경화식 3D 성형방법은 단위성형층을 위한 층이미지광을 조사하는 동안 상기 단위성형층의 적어도 일부의 두께 범위 내에서 상기 조형판을 상기 수지조 바닥판에 대해 상대적으로 상승시키며 조형한다.
여기서, 상기 단위성형층 성형단계는 연속적으로 이루어짐으로서 비교적 시간을 더 단축시킬 수 있다.
한편, 상기 단위성형층 성형단계는 복수 단계로 단속적으로 이루어지는 것이 비교적 안정적으로 단위성형층을 형성할 수 있다.
그리고 상기 단위성형층 성형단계는 상기 액체수지에 대해 가열하는 단계를 포함하는 것이 상기 액체수지의 점성을 낮추어 상기 바닥판과 상기 미리 성형된 단위성형층 사이에 상기 액체수지가 빠르게 침투할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 다수의 단위성형층들을 적층하여 조형물을 성형하는 광경화식 3D 성형장치는 투명한 바닥판을 가지고 광경화성 액체수지를 수용하는 수지조와; 상기 바닥판과 평행한 하부면을 가지고 상기 수지조 내에서 승강 가능한 조형판과; 상기 수지조와 상기 조형판 중 적어도 하나를 승강 구동하는 승강 구동부와; 상기 수지조의 하부에서 상기 바닥판을 향하여 층이미지광을 조사하는 이미지광 조사부와; 단일의 단위성형층을 위한 상기 층이미지광을 조사하는 동안 상기 단위성형층의 적어도 일부의 두께 범위 내에서 상기 조형판을 상기 수지조의 상기 바닥판에 대해 상대적으로 상승시키도록 상기 승강구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
그리고 상기 광경화성 액체수지의 온도를 상승시키는 가열부를 더 포함하는 것이 상기 액체수지의 점성을 낮추어 상기 바닥판과 미리 성형되는 단위성형층 사이에 상기 액체수지가 빠르게 침투할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 광경화식 3D 성형방법과 광경화식 3D 성형장치는 조형물을 성형하는 시간을 단축할 수 있고, 매끄러운 표면의 조형물을 성형할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광경화식 3D 성형장치를 나타낸 개념도이며,
도 2 내지 도 4는 경화시간에 따른 조형판의 높이를 나타낸 그래프이다.
도 1은 본 발명에 따른 광경화식 3D 성형장치를 나타낸 개념도이다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 3D 성형장치는 투명한 바닥판(210)을 가지고 광경화성 액체수지를 수용하는 수지조(200)를 갖는다. 수지조(200)는 프레임(100)에 의해 지지된다. 프레임(100)은 수지조(200)의 바닥판(210)을 테두리 영역에서 지지한다.
광경화성 액체수지는 중합개시제와 중합금지제를 포함한다. 광경화성 액체수지에 빛이 조사되면, 중합개시제가 분해되어 라디칼을 발생한다. 중합개시제에 의해 발생된 라디칼은 초기에는 용존산소와 중합금지제와 반응한다. 라디칼에 의해 용존산소와 중합금지제가 소비되면, 라디칼이 광경화성 액체수지와 반응하여 중합이 이루어지면서 액체수지가 경화된다. 중합개시제와 중합금지제의 첨가량은 성형방법에 따라 차등을 둘 수 있다. 여기서, 라디칼이 광경화성 액체수지와 반응하여 중합이 일어나기 전까지를 반응유도기라고 한다. 액체수지에는 이형제가 첨가될 수도 있다.
수지조(200)의 하부에는 바닥판(210)을 향하여 이미지 광을 조사하는 이미지광 조사부(300)가 배치된다. 이미지광 조사부(300)는 광경화성 액체수지를 경화시키는데 필요한 빛을 발한다. 이미지광 조사부(300)는 LCD, LED, DMD 등 빛을 발하는 모든 디스플레이 장치로써 구비될 수 있다. 이미지조사부(300)는 제어부에 의해 단위성형층에 해당하는 층 이미지를 바닥판(210)을 향해 조사한다.
프레임(100)에는 수지조(200) 내부 영역에서 수직방향을 따라 승강 가능한 조형판(440)을 갖는 승강유니트(400)가 마련된다. 조형판(440)은 바닥판(210)과 평행한 하부면을 갖는다. 승강유니트(400)는 조형판(440)을 승강 구동하는 승강구동부(410)를 갖는다. 승강구동부(410)는 높이방향을 따라 승강 가능한 승강아암(420)을 포함한다. 승강아암(420)에는 조형판(440)과 매개부(430)가 결합된다. 매개부(430)는 조형판(440)이 바닥판(210)과 평행을 이룰 수 있도록 조정하며, 승강 이동시 떨림을 방지하는 역할을 한다. 한편, 승강유니트(400)는 수지조(200)와 결합되어, 수지조(200)가 조형판(440)에 대해 승강 가능하도록 변형할 수 있다.
수지조(200)에는 광경화성 액체수지의 온도를 상승시키기 위한 전열부(350)가 설치된다. 전열부(350)는 이미지광 조사부와 수지조에 각각 접촉되어, 이미지광 조사부(300) 또는 별도의 가열장치에서 발생하는 열을 수지조(200)로 전달한다. 이에 따라, 수지조(200)에 수용된 액체수지(P)의 온도가 상승하여 점성이 낮아진다. 액체수지(P)의 점성이 낮아지면, 액체수지(P)의 조형판(440)과 바닥판(210) 사이 공간으로의 침투가 용이해진다. 수지조(200)에는 별도의 가열장치가 추가로 설치될 수 있다.
한편, 본 3D 성형장치는 수지조(200) 내부에 열경화성 액체수지(P)를 공급하는 공급부를 포함한다. 그리고 제어부는 승강구동부(410)와 공급부가 상호 연동되도록 제어할 수 있다.
본 3D 성형장치는 수지조(200) 내부에서 승강 가능하게 설치되어, 열경화성 액체수지(P)가 하방을 향해 유동하도록 유도하는 유동 안내부를 더 포함할 수 있다.
이러한 구조를 갖는 광경화식 3D 성형장치에 의해, 다음과 같은 순서에 따라 3D 조형물이 성형된다.
먼저, 제어부는 열경화성 액체수지(P) 공급부를 통해 수지조(200) 내에 광경화성 액체수지(P)를 투입한다. 사용자가 임의로 액체수지(P)를 투입할 수도 있다. 이때, 광경화성 액체수지(P)는 수지조(200) 내부에서 적어도 하나의 단위성형층의 두께만큼 형성될 정도로 투입된다. 그리고 제어부는 조형판(440)을 바닥판(210)과의 사이 간격이 적어도 단일의 단위성형층의 일부 두께만큼 이격되도록 액체수지(P) 내에 침지한다.
다음으로, 제어부는 이미지광 조사부(300)를 통해 바닥판(210)을 향하여 단일의 제1 층이미지광을 조사한다. 단일의 제1 층이미지광이 조사되면, 광경화성 액체수지(P)는 반응유도기를 거쳐 경화된다. 이때, 제어부는 단일의 제1 단위성형층이 완전히 경화되기 전에 단위성형층의 적어도 일부 두께 범위 내에서 조형판(440)을 바닥판(210)에 대해 점진적으로 상승시킨다.
도 2는 시간에 따른 조형판(440)의 높이를 나타낸 그래프이다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 처음에는 조형판(440)이 바닥판(210)에 대해 제1성형층(10a)의 적어도 일부 두께 범위만큼의 간격(H0 부터 H1)을 두고 배치된다. 이 상태에서 제어부는 이미지광 조사부(300)를 통해 제1 층이미지광을 바닥판(210)을 향해 조사시키며, 액체수지(P)가 부분 경화되었을 때(T1) 조형판(440)을 점진적으로 상승시킨다. 제1 단위성형층이 부분 경화된 상태에서 상승되면, 제1단위성형층과 바닥판(210) 사이의 미세한 간격 사이로 액체수지가 모세관 현상에 따라 유입된다.
제어부는 조형판(440)을 점진적으로 계속해서 상승시킨다. 제어부는 조형판(440)을 계속해서 상승시키는 중에, 조형판(440)과 바닥판(210)) 사이 간격이 제1 성형층(10a)만큼 이격되었을 때(T2), 이미지광 조사부(300)에서 제2 층이미지광이 조사되도록 제어한다. 즉, 제1성형층(10a)의 두께는 H0 부터 H2까지의 거리가 된다. 제2성형층(10b)는 제1성형층(10a)의 하부면에서부터 형성되기 시작한다.
이러한 방식으로, 제어부는 조형판(440)을 멈추지 않고 연속적으로 상승시키면서 제1성형층(10a) 및 제2성형층(10b) 등 다수의 성형층을 적층할 수 있다. 빛이 계속해서 조사되므로, 제1성형층(10a) 및 제2성형층(10b)은 상부 측일수록 더 경화된 상태를 이루며, 바닥판(210)과 가까울수록 미경화상태가 된다.
제어부는 필요에 따라 조형판(440)의 상승 속도를 가변할 수 있다. 예를 들면, 하나의 단위성형층을 경화시킬 때마다 초기에는 저속으로 조형판(440)을 상승시키고 후기에는 비교적 고속으로 상승시킬 수 있다. 이와 같이, 연속적으로 조형판(440)을 상승시킬 경우, 제어부는 이미지광 조사부(300)가 조사하는 층이미지광을 연속적으로 변경하면서 조사한다.
도 3은 시간에 따른 조형판(440)의 높이 그래프의 다른 실시예이다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 조형판(440)을 복수의 단계로 단속적으로 상승시킬 수 있다.
처음에는 조형판(440)을 바닥판(210)에 대해 제1성형층의 적어도 일부 두께 범위만큼의 간격(H0 부터 H1)을 두고 배치한 상태에서 일정 시간동안 제1 층이미지광을 조사하여 제1성형층을 부분 경화시킨다. 그리고 제어부는 제1성형층이 부분 경화된 상태(T1)에서 조형판(440)을 점진적으로 상승시킨다. 제어부는 조형판(440)을 점진적으로 상승시키는 와중에 적절한 시점(T2)에서 이미지광 조사부(300)를 끄고 계속해서 조형판(440)을 점진적으로 소정 높이(H3)만큼 상승시킨다. 여기서, 제1 층이미지광을 끈 상태에서 조형판(440)을 상승시키는 높이(H2 부터 H3)는 제1성형층의 하부면과 바닥판 사이 간격이 제2성형층의 적어도 일부 두께 범위 만큼이다. 제1성형층은 제1 층이미지광이 조사된 시간(T0 부터 T2)동안 형성되는 높이(H0 부터 H2)만큼의 두께로 형성된다.
그리고 제1성형층의 하부면과 바닥판(210) 사이 간격이 제2성형층의 적어도 일부 두께 범위만큼 간격(H3-H2)을 두고 배치된 상태에서 다시 일정시간 동안 제2 층이미지광을 조사하여 제2성형층을 부분 경화시킨다. 그리고 제2성형층이 부분 경화된 상태에서 조형판(440)을 점진적으로 상승시킨다. 조형판(440)을 점진적으로 상승시키는 와중에 적절한 시점(T4)에서 제2 층이미지광을 끄고 계속해서 조형판을 점진적으로 소정 높이(H5)만큼 상승시킨다. 여기서, 제2 층이미지광을 끈 상태에서 조형판(440)을 상승시키는 높이(H5-H4)는 제2성형층의 하부면과 바닥판(210) 사이 간격이 제3성형층의 적어도 일부 두께 범위 만큼이다.
제2성형층은 제2 층이미지광이 조사된 시간(T3 부터 T4)동안 형성되는 높이(H2 부터 H4)만큼의 두께로 형성된다.
제2성형층의 하부면과 바닥판(210) 사이 간격이 제3성형층의 적어도 일부 두께 범위만큼 간격(H5-H4)을 두고 배치된 상태에서 다시 일정시간동안 제3 층이미지광을 조사하여 제3성형층을 부분 경화시킨다. 이하, 순차적으로 적층되는 후속 성형층의 적층과정은 상술한 제1성형층과 제2성형층의 적층과정과 동일하다.
한편, T2 부터 T3, T4 부터 T5, T6 부터 T7과 같이 빛이 조사되지 않는 인터벌 없이 지속적으로 빛을 조사하면서 단속적으로 상승할 수도 있다. 이 경우, 조형판(440)이 정지상태일 때 바닥판(210)과 인접한 성형층이 완전 경화되지 않도록 한다.
이러한 도 3에서와 같은 적층방식에 따라, 본 광경화식 3D 성형방법은 조형판(440)을 소정 높이 상승시킨 후 다시 하강하는 불필요한 동작 없이, 상승 및 정지 동작만으로 3D 조형물을 성형할 수 있다.
또한, 다른 실시예로서 도 4에서와 같이 하나의 단위성형층을 위한 층이미지광을 조사하는 동안 조형판(440)을 복수의 단계로 단속적으로 상승시킬 수도 있다. 이 경우, 단위성형층은 도 3에서보다 안정적으로 형성될 수 있다.

Claims (6)

  1. 투명한 바닥판을 갖는 수지조 내에 수용된 광경화성 액체수지를 조형판에 층상으로 적층시켜 조형물을 성형하는 광경화식 3D 성형방법에 있어서,
    단위성형층을 위한 층이미지광을 조사하는 동안 상기 단위성형층의 적어도 일부의 두께 범위 내에서 상기 조형판을 상기 수지조 바닥판에 대해 상대적으로 상승시키며 조형하는 것을 특징으로 하는 광경화식 3D 성형방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조형판의 상대적 상승은 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광경화식 3D 성형방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조형판의 상대적 상승은 복수 단계로 단속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광경화식 3D 성형방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단위성형층의 조형 중에 상기 액체수지에 대해 가열하는 것을 특징으로 하는 광경화식 3D 성형방법.
  5. 다수의 단위성형층들을 적층하여 조형물을 성형하는 광경화식 3D 성형장치에 있어서,
    투명한 바닥판을 가지고 광경화성 액체수지를 수용하는 수지조와;
    상기 바닥판과 평행한 하부면을 가지고 상기 수지조 내에서 승강 가능한 조형판과;
    상기 수지조와 상기 조형판 중 적어도 하나를 승강 구동하는 승강구동부와;
    상기 수지조의 하부에서 상기 바닥판을 향하여 층이미지광을 조사하는 이미지광 조사부와;
    단일의 단위성형층을 위한 상기 층이미지광을 조사하는 동안 상기 단위성형층의 적어도 일부의 두께 범위 내에서 상기 조형판을 상기 수지조의 상기 바닥판에 대해 상대적으로 상승시키도록 상기 승강구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화식 3D 성형장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광경화성 액체수지의 온도를 상승시키는 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화식 3D 성형장치.
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