JP2000043149A - ３次元立体造形方法および造形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 普通紙のような安価に入手できるシートを使
用して低コストで製作できる３次元立体造形方法を提供
する。 【解決手段】 所定形状の複数枚の２次元像のシート
（ｍ、ｍ、…）を順次積層して所定形状の３次元立体
（Ｍ)を造形する造形方法を、帯電したシート（Ｓ）を
導電体ドラム（１）上で所定形状の２次元像のシート
（ｍ）にカットするカッティング工程（３０）と、カッ
ティング工程で得られた２次元像のシート（ｍ）に導電
体ドラム（１）上で帯電接着剤を静電気的に塗布する接
着剤塗布工程（５０）と、接着剤塗布工程で得られた帯
電接着剤を導電体ドラム（１）上で熱溶融する加熱工程
（６０）と、加熱工程を経て得られた２次元像のシート
（ｍ）を、その接着剤が塗布されている面を前回積層さ
れている２次元像のシートに圧接して接着し、それによ
って２次元像のシート（ｍ）を導電体ドラム（１）から
離して積層する積層工程（７０）とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚のシートを
順次積層して所定形状の３次元立体を造形する造形方法
およびこの方法の実施に使用される３次元立体造形装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＤシステムの普及により形状の設計
は合理化され、平面形状は勿論のこと立体形状もデイス
プレイ上で確認できるようになっている。しかしなが
ら、製品の形状確認等のために、立体モデルが制作され
ている。このような立体モデルを制作する立体造形方法
としては、エポキシ系、ウレタン系等の光硬化型の樹脂
にレーザビームを照射し、照射した部分を硬化させて造
形物を作成する光造形法、ＸーＹ平面を移動するテーブ
ルにノズルを取り付け、このノズルから溶融樹脂を噴射
して所定形状に積み重ねて造形する溶融物堆積法、炭酸
ガスレーザビーム等を使用して金属と樹脂の混合粉末
の、樹脂表面を溶融させて付着堆積して造形する粉末固
着法、シート積層法等が知られている。

【０００３】シート積層法としては、アメリカのHelisy
s社から提案されている積層法が知られている。このシ
ート積層法は、接着剤が塗布されている特殊なシートを
積層し、１層毎に炭酸ガスレーザで切断し、そして不要
部分を除去して造形する方法である。また、他の積層法
として例えば特開平７−１９５５３３号公報に示されて
いるようは造形方法が知られている。このシート積層法
の実施に使用されるシート積層造形装置は、同公報に示
されているように、シートが載置されるトレイ、このト
レイから供給されるシートに接着剤を塗布するレーザプ
リンタ、接着剤が全面に塗布されたシートを反転させる
反転機、シートをレーザプリンタ部から反転機を経てテ
ーブルまで搬送するコンベヤ、接着剤を熱融着するヒー
タプレート、シートを所定形状に切断する切断装置等か
ら構成されている。したがって、このシート積層造形装
置により、立体造形物を製作することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のいずれ
の立体造形方法によっても一応立体造形物を製作するこ
とはできる。しかしながら、従来の立体造形方法には問
題点あるいは改良すべき点もある。例えば、光造形法の
実施にはレーザ発振器、ガルバノミーラ等が使用される
が、これらは高価で、寿命が短い欠点がある。また、光
硬化樹脂の硬化速度は遅く、しかも高価である。したが
って、全体としてコスト高になる欠点がある。溶融物堆
積法は、溶融樹脂の硬化を待って順次堆積しなければな
らないので、高速造形ができず、また専用の樹脂を使用
しなければならない関係上ランニングコストが高くなる
欠点がある。粉末固着法の実施には、光造形法と同様に
高価なレーザ発振器等を使用しなければならず、また製
作された造形物の強度が弱いという欠点もある。

【０００５】アメリカのHelisys社から提案されている
積層法の実施には炭酸ガスレーザが使用されているの
で、造形装置が高価になっている。また、不要部分は造
形後除去するようになっているので、複雑な形状の３次
元立体を造形する方法としては必ずしも適当な方法とは
言えない。さらには、切断に炭酸ガスレーザが使用され
ているので、発煙し、そのための排煙装置も必要とし、
全体としてコスト高になっている。また、シートには接
着剤が塗布されている特殊なシートを使用しなければな
らない点においても問題がある。これに対し、特開平７
−１９５５３３号公報に示されている造形装置は、接着
剤が塗布されたシートが載置されるテーブルの上下動に
より、接着強度、切断手段の作用高さ位置等を調節する
ことができるので、造形誤差の小さい造形物を製作する
ことはできる。しかしながら、接着剤を塗布するため
に、高価で単寿命のレーザ発振器が使用されているの
で、コスト高になることは否めない。また、シートはレ
ーザプリンタからテーブルまでコンベヤで搬送されるよ
うになっているので、さらには接着剤が塗布されたシー
トを反転する反転機、エアコンディショニングされた箱
体等も必要としているので、装置が大型化し、コスト高
になっている。さらには、接着剤はシートの全面に塗布
されているので、接着剤を熱融着するヒータプレートの
面積が広くなり、それだけ大きな加圧力を必要とし、ま
た消費電力も大きくなることが予想される。本発明は、
上記したような従来の欠点あるいは問題点を解消した３
次元立体造形方法および造形装置を提供することを目的
とし、具体的には帯電するシートであれば品質、種類等
を問わず安価に入手できる普通紙を利用して、また高価
で短寿命のレーザー発振系、コスト高になるシートを搬
送するコンベヤ、シートを反転させる反転機等を使用す
ることなく、安価に３次元立体を得ることができる３次
元立体造形方法およびこの方法の実施に使用される造形
装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、導
電体ドラムを適用し、そしてこの導電体ドラムの外周面
上で２次元像のシートカッティング、接着剤の塗布等を
実施するように構成することにより達成される。すなわ
ち、本発明は上記目的を達成するために、請求項１に記
載の発明は、複数枚のシートを順次積層して所定形状の
３次元立体を造形する造形方法であって、前記造形方法
は、帯電したシートを導電体ドラム上で所定形状の２次
元像のシートにカットするカッティング工程と、前記カ
ッティング工程で得られたシートに前記導電体ドラム上
で接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、その接着剤が塗
布されている面を前回積層されているシートに圧接して
接着し、それによってシートを前記導電体ドラムから離
して積層する積層工程とから構成される。請求項２に記
載の発明は、所定形状の複数枚の２次元像のシートを順
次積層して所定形状の３次元立体を造形する造形方法で
あって、前記造形方法は、帯電したシートを導電体ドラ
ム上で所定形状の２次元像のシートにカットするカッテ
ィング工程と、前記カッティング工程で得られた２次元
像のシートに前記導電体ドラム上で帯電接着剤を静電気
的に塗布する接着剤塗布工程と、前記接着剤塗布工程で
塗布された帯電接着剤を前記導電体ドラム上で熱溶融す
る加熱工程と、前記加熱工程を経て得られた２次元像の
シートを、その帯電接着剤が塗布されている面を前回積
層されている２次元像のシートに圧接して接着し、それ
によって２次元像のシートを前記導電体ドラムから離し
て積層する積層工程とから構成され、請求項３に記載の
発明は、請求項１または２に記載の積層工程で得られた
積層物から、カッティング工程でカットされた２次元像
のシート以外の残余の部分を除去する除去工程をさらに
有するように構成され、そして請求項４に記載の発明
は、請求項１〜３のいずれかの項に記載のカッティング
工程は、カッティングツールの、導電体ドラムの軸方向
の移動と、前記導電体ドラムの回転移動との組み合わせ
により実施するように構成される。請求項５に記載の発
明は、接地されている導電体ドラムと、シートを帯電さ
せる帯電器と、前記導電体ドラム上でシートを２次元像
のシートにカットするカッティングツールと、カットさ
れた前記導電体ドラム上の２次元像のシートに接着剤を
塗布する接着剤塗布器と、接着剤が塗布された２次元像
のシートが順次積層される造形テーブルとからなり、少
なくとも、前記帯電器と、カッティングツールと、接着
剤塗布器と、造形テーブルは、前記導電体ドラム上の周
囲に配置されていると共に、前記導電体ドラムは回転方
向に、前記カッティングツールは前記導電体ドラムの軸
方向に、そして前記造形テーブルは前記導電体ドラムに
対して接近および離間する方向と、水平方向とに駆動自
在に設けられている。請求項６に記載の発明は、接地さ
れている導電体ドラムと、シートを帯電させる帯電器
と、前記導電体ドラム上でシートを２次元像のシートに
カットするカッティングツールと、カットされた前記導
電体ドラム上の２次元像のシートに帯電接着剤を静電気
的に塗布する接着剤塗布器と、塗布された帯電接着剤を
溶融する加熱器と、帯電接着剤が溶融塗布された２次元
像のシートが順次積層される造形テーブルとからなり、
少なくとも、前記帯電器と、カッティングツールと、接
着剤塗布器と、造形テーブルは、前記導電体ドラム上の
周囲に配置されていると共に、前記導電体ドラムは回転
方向に、前記カッティングツールは前記導電体ドラムの
軸方向に、そして前記造形テーブルは前記導電体ドラム
に対して接近および離間する方向と、水平方向とに駆動
自在に設けられ、そして請求項７に記載の発明は、請求
項５または６に記載の導電体ドラムの周囲には、前記導
電体ドラムに対して進退し、カッティングツールにより
カットされた２次元像のシートの残余のシート部分を前
記導電体ドラムから剥離除去する剥離機が配置されてい
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本実施の形態に係わる３次元立体造形装置は、図
１に示されているように、概略的には、導電体ドラム１
から構成されている。そして、本実施の形態に係わる３
次元立体を造形する略全工程が、シートを搬送するコン
ベヤ、接着剤が塗布されている面を反転させる反転装置
等を使用することなく、この導電体ドラム１の周囲で行
われるようになっている。そのために、この導電体ドラ
ム１の周囲には、シート供給機１０、コロナ帯電器２
０、カッティングツール３０、剥離機４０、接着剤塗布
器５０、加熱器６０、造形テーブル７０等が配置されて
いる。また、本実施の形態に係わる３次元立体造形装置
は、従来周知のように３次元データ制御装置すなわち３
Ｄデータ制御装置７５、さらにはシーケンス制御装置７
６も備えている。

【０００８】本実施の形態に係わる３次元立体造形工程
は、シート供給工程、帯電工程、カッティング工程、剥
離工程等の順序で実施されるので、これらの工程の実施
に使用される３次元立体造形装置を構成している各装置
も、この順序にしたがって説明する。

【０００９】導電体ドラム１は、アルミニウムあるいは
その合金のような導電性の金属から略円筒状に形成され
ている。そして、この導電体ドラム１は、アース線２に
より接地されている。したがって、この導電体ドラム１
は零電位になっている。また、導電体ドラム１は、電動
モータを備え、シーケンス制御装置７６からの制御信号
により制御された速度で正逆方向に回転駆動されるよう
になっている。

【００１０】シート供給機１０は、トレイ１１、このト
レイ１１の上方に配置されている送りローラ１２、１
２、導電体ドラム１の近傍に配置されているガイド部材
１３、押さえローラ１４等から構成されている。したが
って、所定大きさのシートＳ、Ｓ、…は、トレイ１１内
で押上部材１５により、使用量に応じて順次押し上げら
れ、そしてシーケンス制御装置７６からの制御信号によ
り制御された速度で駆動される送りローラ１２、１２に
より導電体ドラム１の方へ送られ、次いでガイド部材１
３により押さえローラ１４に導かれ、導電体ドラム１に
１枚づつ供給されることになる。

【００１１】コロナ帯電器２０は、導電体ドラム１の方
向が開口した箱状のフード２１を備え、このフード２１
の内側に、導電体ドラム１の軸方向の長さに略等しいコ
ロナワイヤ２２が設けられている。コロナワイヤ２２に
は、図２の（イ）に示されているようにライン２３によ
り正の電圧が印加され、フード２１はライン２４により
接地されている。したがって、絶縁物であるシートＳを
コロナ帯電器２０の内側に供給すると、シートＳは正に
帯電し、零電位の導電体ドラム１の外周面に静電気的に
吸着あるいは付着されることになる。

【００１２】カッティングツール３０は、カッタ、エン
ドミル等から構成されている。そして、その刃先３１は
導電体ドラム１の外周面に対向し、その根元に駆動部３
２が設けられている。駆動部３２は、信号ラインにより
シーケンス制御装置７６に接続されている。この駆動部
３２により、カッティングツール３０は、詳しくは後述
するように３Ｄデータ制御装置７５から出力されるデー
タ信号により、導電体ドラム１の外周面に接する方向と
離間する方向とに駆動されると共に、導電体ドラム１の
軸方向にも駆動される。このとき、導電体ドラム１は、
３Ｄデータ制御装置７５から出力されるデータ信号によ
り所定速度で回転駆動される。このような、カッテング
ツール３０の、導電体ドラム１の軸方向の運動と、導電
体ドラム１の回転方向の運動とが組み合わされて、シー
トは導電体ドラム１に吸着された状態で２次元的に所定
形状にカットされることになる。

【００１３】剥離機４０は、プラウすなわち鋤状の刃先
４１から構成されている。この刃先４１は、図２の
（ニ）に示されているように、薄く且つ波型に形成され
ている。そして、その駆動部４２により刃先４１が、導
電体ドラム１の外周面に接線方向に接する方向と離間す
る方向とに駆動されるようになっている。これにより、
カッティングツール３０でカットされたシートの不要部
分が、造形工程の箇所で説明するように、導電体ドラム
１の表面から剥離、除去され、そして一対の挟みローラ
４３、４３で排出される。なお、この駆動部４２もシー
ケンス制御装置７６からの制御信号により駆動されるよ
うになっている。

【００１４】接着剤塗布器５０は、帯電接着剤を導電体
ドラム１に供給するマグネットロール部５１と、このマ
グネットロール部５１を取り囲んで、その内部に帯電接
着剤が貯蔵されるホッパとから構成されている。マグネ
ットロール部５１は、その軸方向の長さは導電体ドラム
１と略同じ長さで、電子写真複写機の現像装置と同じよ
うに、マグネットが配置されているマグネット軸と、こ
のマグネット軸を同心的に取り囲んでいる導電性のスリ
ーブとから構成されている。すなわち、固定されている
マグネット軸と、このマグネット軸を取り囲んで回転す
る導電性のスリーブとから２重構造に構成されている。
そして、マグネット軸には、電力ライン５３により直流
電圧５５の正の電圧と、この正の電圧よりも高圧の交流
電圧５４とが重ねて印加されるようになっている。この
ように、マグネット軸には高圧の交流電圧５４が印加さ
れるが、正の電圧５５も印加されているので、またシー
トは正に帯電しているので、帯電接着剤には負の電荷が
与えられたものが使用される。導電性のスリーブは、マ
グネット軸に電気的に接続され、導電性のスリーブと導
電体ドラム１との間に磁場が発生するので、導電性のス
リーブ上の帯電接着剤は、導電体ドラム１上の２次元像
のシートに選択的に付着する。なお、帯電接着剤として
は０００等が使用される。

【００１５】加熱器６０は、本実施の形態では加熱ラン
プ６１と、導電体ドラム１の方向を向いた反射板６２と
から構成されている。この加熱器６０は、接着剤塗布器
５０と離れた位置に配置され、帯電接着剤が熱的影響を
受けないようになっている。なお、この加熱器６０もシ
ーケンス制御装置７６からの制御信号により制御され
る。

【００１６】造形テーブル７０は、上下および水平方向
に駆動される所定面積の可動テーブル７１から構成され
ている。そして、その駆動部７２は、図には示されてい
ないが、信号ラインによりシーケンス制御装置７６と接
続されている。可動テーブル７１は、シーケンス制御装
置７６から送られる制御信号により導電体ドラム１の外
周面に所定力で圧接する方向と、離間する方向とに、さ
らには導電体ドラム１の回転方向と速度とに同期して水
平方向に駆動されるようになっている。これにより、導
電体ドラム１上で２次元像のシートにカットされ、そし
て帯電接着剤が塗布溶融されたシートが順次可動テーブ
ル７１上に積層され、３次元の立体像すなわち３次元立
体が得られることになる。

【００１７】図２、３は、本実施の形態による３次元立
体の造形工程を、模式的に示す図であるが、以下主とし
てこれらの図を参照して、図１および図３の（ハ）にお
いて符号Ｍで示されている３次元立体を造形する方法を
説明する。例えば、３次元ＣＡＤシステムにより３次元
立体Ｍの形状を設計する。そして、３Ｄデータ制御装置
７５において、３次元立体Ｍの形状情報を、積層するシ
ートＳ、Ｓ、…の１枚の厚さに相当する厚さに水平方向
に順次スライスし、スライスした各断面の２次元データ
を得る。これにより、シーケンス制御装置７６から各シ
ートＳ、Ｓ、…に対応した各２次元データが各種の駆動
部３２、４２、７２等へ送られ、スライスした各断面に
おける２次元像が得られる。

【００１８】絶縁性の紙、樹脂フィルム等からなるシー
トＳが、送り信号に基づいて１枚づつ導電体ドラム１に
送られる。コロナ帯電器２０のコロナワイヤ２２は、プ
ラスの電位が与えられているので、シートＳは正に帯電
する。シートＳが導電体ドラム１に送られ、そして正に
帯電して導電体ドラム１の外表面に静電気的に付着して
いる状態は、図２の（イ）に示されている。

【００１９】導電体ドラム１が所定量回転し、シートＳ
がカッティングツール３０の位置に達する。そうする
と、その刃先３１が、図２の（ロ）に示されているよう
に、シートＳをカットできる位置へ駆動される。また、
１枚目の２次元データがシーケンス制御部７６から駆動
部３２へ送られ、カッティングツール３０の刃先３１
は、送られる２次元データに基づいて軸方向に駆動され
る。これと同時に、１枚目の２次元データにより導電体
ドラム１は、制御された速度で正逆方向に回転駆動され
る。カッティングツール３０の刃先３１と導電体ドラム
１の両運動の組み合わせにより、導電体ドラム１上でシ
ートＳから、図２の（ニ）に示されているように、２次
元像のシートｍが得られる。この２次元像のシートｍ
が、可動テーブル７１の上に１番最初に載置されること
になる。

【００２０】上記のようにして、シートＳから２次元像
のシートｍがカットされるが、まだ取り除くべきシート
Ｓ’も導電体ドラム１に付着している。そこで、剥離機
４０の刃先４１が導電体ドラム１の表面に接すると共
に、導電体ドラム１が図２の（ハ）に示されている方向
に約１周駆動される。そうすると、取り除くべきシート
Ｓ’の先端部が刃先４１の上に乗り上がる。そこで、刃
先４１を導電体ドラム１の表面から離す。さらに導電体
ドラム１が矢印方向に駆動されると、２次元像のシート
ｍがない残余のシートＳ’は、剥離機４０の上表面によ
り案内され、そして排出ロール４３、４３により排出さ
れる。この処理により、２次元像のシートｍのみが導電
体ドラム１の外周面に残る。

【００２１】２次元像のシートｍが付着した導電体ドラ
ム１が所定量だけ回転し、接着剤塗布器５０の位置に達
する。マグネット軸には、電力ライン５３により直流電
圧５５の正の電圧と、この正の電圧よりも高圧の交流電
圧５４とが重ねて印加されているので、導電性のスリー
ブと導電体ドラム１との間に磁場が発生し、導電性のス
リーブ上の帯電接着剤は、導電性のスリーブと２次元像
のシートｍとの間を激しく移動するが、導電体ドラム１
が回転してスリーブとの距離が大きくなると、帯電接着
剤の移動は急速に安定し、２次元像のシートｍの上に均
一に付着する。このときの帯電接着剤は、図３の（イ）
において多数のマイナスの符号「−」で示されている。
なお、導電体ドラム１は接地されているので、導電体ド
ラム１の表面には帯電接着剤は付かない。

【００２２】導電体ドラム１がさらに所定量回転して加
熱機６０の位置に達すると、ランプ６１が通電され、２
次元像のシートｍの上の帯電接着剤が溶融される。ラン
プ６１からの輻射熱により溶融されている状態は、図３
の（ロ）に示されている。

【００２３】さらに、導電体ドラム１が所定量回転して
可動テーブル７１の位置へ達する。この位置は、シーケ
ンス制御装置７６から送られる２次元データに基づいて
正確に位置決めされる。可動テーブル７１が駆動部７２
により上方へ駆動され、導電体ドラム１に所定の圧力で
圧接される。可動テーブル７１は、導電体ドラム１の回
転に同期して水平方向に移動する。２次元像のシートｍ
の表面、換言すると、図３の（ハ）において下面には帯
電接着剤が塗布されているので、１枚目の２次元像のシ
ートｍが可動テーブル７１の上に着く。このとき、帯電
接着剤の接着力は、静電気の吸着力より大きいので、２
次元像のシートｍは導電体ドラム１から離れて可動テー
ブル７１の方へ着く。その後、可動テーブル７１は、図
３の（ハ）において下方で、且つ右方の元の位置へ退避
する。以下同様にして、シートＳは正に帯電され、２次
元像のシートｍにカットされ、次いで帯電接着剤が塗布
溶融され、そして順次積層されて、図１あるいは図３の
（ハ）に示されているような３次元立体Ｍが得られる。

【００２４】本発明は、上記の実施の形態に限定される
ことなく、色々な形で実施できる。例えば、上記の実施
の形態では１枚目の２次元像のシートｍの表面にも帯電
接着剤が塗布されているので、可動テーブル７１に固着
的に位置決めされ、その後の積層物の位置が安定する効
果が得られるが、１枚目の２次元像のシートｍは、造形
後は可動テーブル７１から外さなければならないので、
帯電接着剤を付けないで仮留め状態で実施することもで
きる。

【００２５】また、上記の実施の形態では導電体ドラム
１の約２.５回転で１枚の２次元像のシートｍが積層さ
れる旨説明したが、コロナ帯電器２０、カッティングツ
ール３０、接着剤塗布器５０、造形テーブル７０等を工
程順に配置し、導電体ドラム１の１回転で１枚の２次元
像のシートｍを積層するように実施できることは明らか
である。このとき、カッティングツール３０、接着剤塗
布器５０等を導電体ドラム１の周囲から適宜退避させる
ことにより、例えば交互に退避させるように実施するこ
ともできる。さらには、複数枚のシートが常に導電体ド
ラム１の適所に吸着している状態で、２次元像のシート
ｍのカット、帯電接着剤の塗布、帯電接着剤の溶融等を
適宜行うように実施できることも明らかである。

【００２６】また、上記実施の形態では、剥離機４０を
設けて２次元像のシートｍ以外の残余の部分を除去する
ようになっているが、残余の部分にはメッシュ状のカッ
トを入れておき、積層した後に仕上げ工程あるいは除去
工程として残余の部分を取り除くように実施することも
できる。さらには、帯電接着剤は積層時に導電体ドラム
１の内部から加熱して溶融することもできる。また、上
記の実施の形態では、シートＳは正に、そして帯電接着
剤は負に帯電しているが、これらとは逆の極性でも実施
できることも明らかである。

【００２７】また、上記実施の形態では、接着剤には帯
電接着剤が適用されているが、加熱を必要としない接着
剤例えば合成ゴム系接着剤を適用することもできる。こ
のような接着剤を適用すると、加熱器６０が不要となり
構造が簡単になる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、帯電し
たシートを導電体ドラム上で所定形状の２次元像のシー
トにカットするカッティング工程と、カッティング工程
で得られたシートに導電体ドラム上で接着剤を塗布する
接着剤塗布工程と、その接着剤が塗布されている面を前
回積層されているシートに圧接して接着し、それによっ
てシートを導電体ドラムから離して積層する積層工程と
から構成されているので、すなわち上記各工程が導電体
ドラム上で実施されるようになっているので、帯電する
シートであれば品質、種類等を問わず安価に入手できる
普通紙を利用することができる。また、高価で短寿命の
レーザー発振系、コスト高になるシートを搬送するコン
ベヤ、シートを反転させる反転機等を使用することもな
い。したがって、本発明によると、初期コストおよびラ
ンニングコストを大幅に低減でき、安価に３次元立体を
得ることができる効果が得られる。また、他の発明によ
ると、静電気的に塗布する接着剤塗布工程が、カッティ
ング工程で得られた２次元像のシートに施されるように
なっているので、すなわちシートから２次元像のシート
部分以外は取り除かれて、２次元像のシートのみに帯電
接着剤が塗布されるようになっているので、帯電接着剤
の使用量が少なくて済み、また溶融するために加熱する
ときのエネルギも、さらには積層するときの加圧力も小
さくて済む効果が付加される。このように、本発明の３
次元立体造形方法の構成要件であるカッティング工程、
接着剤塗布工程、積層工程等が帯電したシートが吸着さ
れている導電体ドラム上で実施されるので、この方法の
実施に使用される３次元立体造形装置をコンパクトに構
成でき、したがって比較的小さなケーシングにも収納す
ることができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態を模式的に示す正面図で
ある。

【図２】 本発明の実施の形態に係わる造形工程を模式
的に示す図で、その（イ）は給紙工程と帯電工程とを、
その（ロ）はカッティング工程を、そしてその（ハ）、
（ニ）はシートから２次元像のシート以外の部分を取り
除く剥離工程をそれぞれ示す模式図である。

【図３】 本発明の実施の形態に係わる造形工程を模式
的に示す図で、その（イ）は帯電接着剤塗布工程を、そ
の（ロ）は帯電接着剤の加熱工程を、そして（ハ）は積
層工程をそれぞれ示す模式図である。

【符号の説明】

１ 導電体ドラム ２０ コ
ロナ帯電器 ３０ カッティングツール ４０ 剥
離機 ５０ 接着剤塗布器 ６０ 加
熱器 ７０ 造形テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 仁 千葉県四街道市鷹の台１−３ 株式会社日 本製鋼所内 Ｆターム(参考） 4F213 WA25 WA97 WL02 WL27 WL42 WL67 WL87

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚のシートを順次積層して所定形状
   の３次元立体を造形する造形方法であって、 前記造形方法は、帯電したシートを導電体ドラム上で所
   定形状の２次元像のシートにカットするカッティング工
   程と、前記カッティング工程で得られたシートに前記導
   電体ドラム上で接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、そ
   の接着剤が塗布されている面を前回積層されているシー
   トに圧接して接着し、それによってシートを前記導電体
   ドラムから離して積層する積層工程とからなることを特
   徴とする３次元立体造形方法。
2. 【請求項２】 所定形状の複数枚の２次元像のシートを
   順次積層して所定形状の３次元立体を造形する造形方法
   であって、 前記造形方法は、帯電したシートを導電体ドラム上で所
   定形状の２次元像のシートにカットするカッティング工
   程と、前記カッティング工程で得られた２次元像のシー
   トに前記導電体ドラム上で帯電接着剤を静電気的に塗布
   する接着剤塗布工程と、前記接着剤塗布工程で塗布され
   た帯電接着剤を前記導電体ドラム上で熱溶融する加熱工
   程と、前記加熱工程を経て得られた２次元像のシート
   を、その帯電接着剤が塗布されている面を前回積層され
   ている２次元像のシートに圧接して接着し、それによっ
   て２次元像のシートを前記導電体ドラムから離して積層
   する積層工程とからなることを特徴とする３次元立体造
   形方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の積層工程で得
   られた積層物から、カッティング工程でカットされた２
   次元像のシート以外の残余の部分を除去する除去工程を
   さらに有する３次元立体造形方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの項に記載のカ
   ッティング工程は、カッティングツールの、導電体ドラ
   ムの軸方向の移動と、前記導電体ドラムの回転移動との
   組み合わせにより実施する、３次元立体造形方法。
5. 【請求項５】 接地されている導電体ドラムと、シート
   を帯電させる帯電器と、前記導電体ドラム上でシートを
   ２次元像のシートにカットするカッティングツールと、
   カットされた前記導電体ドラム上の２次元像のシートに
   接着剤を塗布する接着剤塗布器と、接着剤が塗布された
   ２次元像のシートが順次積層される造形テーブルとから
   なり、 少なくとも、前記帯電器と、カッティングツールと、接
   着剤塗布器と、造形テーブルは、前記導電体ドラム上の
   周囲に配置されていると共に、前記導電体ドラムは回転
   方向に、前記カッティングツールは前記導電体ドラムの
   軸方向に、そして前記造形テーブルは前記導電体ドラム
   に対して接近および離間する方向と、水平方向とに駆動
   自在に設けられていることを特徴とする３次元立体造形
   装置。
6. 【請求項６】 接地されている導電体ドラムと、シート
   を帯電させる帯電器と、前記導電体ドラム上でシートを
   ２次元像のシートにカットするカッティングツールと、
   カットされた前記導電体ドラム上の２次元像のシートに
   帯電接着剤を静電気的に塗布する接着剤塗布器と、塗布
   された帯電接着剤を溶融する加熱器と、帯電接着剤が溶
   融塗布された２次元像のシートが順次積層される造形テ
   ーブルとからなり、 少なくとも、前記帯電器と、カッティングツールと、接
   着剤塗布器と、造形テーブルは、前記導電体ドラム上の
   周囲に配置されていると共に、前記導電体ドラムは回転
   方向に、前記カッティングツールは前記導電体ドラムの
   軸方向に、そして前記造形テーブルは前記導電体ドラム
   に対して接近および離間する方向と、水平方向とに駆動
   自在に設けられていることを特徴とする３次元立体造形
   装置。
7. 【請求項７】 請求項５または６に記載の導電体ドラム
   の周囲には、前記導電体ドラムに対して進退し、カッテ
   ィングツールによりカットされた２次元像のシートの残
   余のシート部分を前記導電体ドラムから剥離除去する剥
   離機が配置されている３次元立体造形装置。