JP2001301045A - ラピッドプロトタイピング装置 - Google Patents
ラピッドプロトタイピング装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 円弧部分の成形精度を高めて軸対称形状等の
製品の真円度及び円筒度の精度向上を図る。 【解決手段】 造形物を支持するテーブル７に対してｚ
軸方向に相対的に接近離間移動可能に配置されたレーザ
照射部４の位置を、３次元データを基に作成された造形
物のＳＴＬデータを座標変換して得られた３次元座標デ
ータに基づいて制御することにより、所定形状の製品を
作成するラピッドプロトタイピング装置において、ＳＴ
Ｌデータを座標変換する手段として、該ＳＴＬデータを
円筒座標データに変換する円筒座標変換手段１２を備え
る。
製品の真円度及び円筒度の精度向上を図る。 【解決手段】 造形物を支持するテーブル７に対してｚ
軸方向に相対的に接近離間移動可能に配置されたレーザ
照射部４の位置を、３次元データを基に作成された造形
物のＳＴＬデータを座標変換して得られた３次元座標デ
ータに基づいて制御することにより、所定形状の製品を
作成するラピッドプロトタイピング装置において、ＳＴ
Ｌデータを座標変換する手段として、該ＳＴＬデータを
円筒座標データに変換する円筒座標変換手段１２を備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光造形法、溶融物
積層法及び粉末焼結法等に用いられるラピッドプロトタ
イピング装置に関する。
積層法及び粉末焼結法等に用いられるラピッドプロトタ
イピング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光造形法（Stereolithography)に用いる
ラピッドプロトタイピング装置は、造形ヘッド部から可
視光レーザ等をスキャニングミラー或いはＸＹプロッタ
で光硬化性樹脂液の表面にスキャニング照射して一層分
の平板を生成し、前層との接合をレーザによる硬化深さ
を積層ピッチより大きくすることで行うようにしたもの
であり、成形物は光硬化性樹脂液中で順次降下する支持
テーブル面上に固定されている。
ラピッドプロトタイピング装置は、造形ヘッド部から可
視光レーザ等をスキャニングミラー或いはＸＹプロッタ
で光硬化性樹脂液の表面にスキャニング照射して一層分
の平板を生成し、前層との接合をレーザによる硬化深さ
を積層ピッチより大きくすることで行うようにしたもの
であり、成形物は光硬化性樹脂液中で順次降下する支持
テーブル面上に固定されている。
【０００３】溶融物積層法（Fused Deposition）に用い
るラピッドプロトタイピング装置は、加熱溶融状態の樹
脂をｘｙｚ駆動される造形ヘッド部（微細ノズル）から
押し出して支持テーブル上で３次元構造物を形成するよ
うにしたものであり、また、粉末焼結法(Laser Sinteri
ng) に用いるラピッドプロトタイピング装置は、樹脂粉
末を造形ヘッド部から照射された炭酸ガスレーザのスキ
ャニングにより溶融焼結させて平板を形成し、次層との
接合を、光造形法と同じく、粉末容器の支持テーブルを
積層ピッチ分降下させて次の粉末層を成形物上に載せ、
水平方向の接合と同時に溶融させることで行うようにし
たものである。粉末焼結法は、原料粉末として、ポリカ
ーボネイトやナイロン等を造形物に必要な特性に合わせ
て比較的簡単に交換できるため、一台の装置で多種の材
料を使い分けることができ、また、鋳物砂や金属粉に樹
脂をコーティングし、この層を溶融焼結することで、無
機材料や金属製の造形物も作成することができる。
るラピッドプロトタイピング装置は、加熱溶融状態の樹
脂をｘｙｚ駆動される造形ヘッド部（微細ノズル）から
押し出して支持テーブル上で３次元構造物を形成するよ
うにしたものであり、また、粉末焼結法(Laser Sinteri
ng) に用いるラピッドプロトタイピング装置は、樹脂粉
末を造形ヘッド部から照射された炭酸ガスレーザのスキ
ャニングにより溶融焼結させて平板を形成し、次層との
接合を、光造形法と同じく、粉末容器の支持テーブルを
積層ピッチ分降下させて次の粉末層を成形物上に載せ、
水平方向の接合と同時に溶融させることで行うようにし
たものである。粉末焼結法は、原料粉末として、ポリカ
ーボネイトやナイロン等を造形物に必要な特性に合わせ
て比較的簡単に交換できるため、一台の装置で多種の材
料を使い分けることができ、また、鋳物砂や金属粉に樹
脂をコーティングし、この層を溶融焼結することで、無
機材料や金属製の造形物も作成することができる。
【０００４】これらのラピッドプロトタイピング装置
は、光造形法及び粉末焼結法では、造形ヘッド部（レー
ザ照射部）がＸＹ移動テーブルやミラー首振りでｘｙ駆
動、支持テーブルがｚ昇降（造形中は降下のみ）とさ
れ、溶融物積層法では、造形ヘッド部（微細ノズル）が
ＸＹ移動テーブルでｘｙ駆動及びｚ昇降、支持ーブルが
ｚ固定とされており、いずれの場合も３次元ＣＡＤデー
タ等を基に作成された造形物の断面輪郭データ（例えば
ＳＴＬデータ）を入力データとし、造形ヘッド部及び支
持テーブルの相対的なｘ，ｙ，ｚの位置を前記入力デー
タを座標変換して得られた直交座標データに基づいて制
御することにより、所定形状の製品を作成するようにし
ている。
は、光造形法及び粉末焼結法では、造形ヘッド部（レー
ザ照射部）がＸＹ移動テーブルやミラー首振りでｘｙ駆
動、支持テーブルがｚ昇降（造形中は降下のみ）とさ
れ、溶融物積層法では、造形ヘッド部（微細ノズル）が
ＸＹ移動テーブルでｘｙ駆動及びｚ昇降、支持ーブルが
ｚ固定とされており、いずれの場合も３次元ＣＡＤデー
タ等を基に作成された造形物の断面輪郭データ（例えば
ＳＴＬデータ）を入力データとし、造形ヘッド部及び支
持テーブルの相対的なｘ，ｙ，ｚの位置を前記入力デー
タを座標変換して得られた直交座標データに基づいて制
御することにより、所定形状の製品を作成するようにし
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のラピッドプ
ロトタイピング装置においては、造形ヘッド部及び支持
テーブルの相対的なｘ，ｙ，ｚの位置をＳＴＬデータ等
の入力データを座標変換して得られた直交座標データに
基づいて制御するようにしているため、例えば、直方体
形状、或いは直方体を組み合わせた形状を作成する場合
では、成形時の造形ヘッド部の動く方向と製品の輪郭形
状が一致するので成形精度に悪影響を及ぼすことはな
い。しかしながら、円筒や円錐等の軸対称形状等を作成
する場合では、円弧部分の成形で成形精度に悪影響を及
ぼすことがある。
ロトタイピング装置においては、造形ヘッド部及び支持
テーブルの相対的なｘ，ｙ，ｚの位置をＳＴＬデータ等
の入力データを座標変換して得られた直交座標データに
基づいて制御するようにしているため、例えば、直方体
形状、或いは直方体を組み合わせた形状を作成する場合
では、成形時の造形ヘッド部の動く方向と製品の輪郭形
状が一致するので成形精度に悪影響を及ぼすことはな
い。しかしながら、円筒や円錐等の軸対称形状等を作成
する場合では、円弧部分の成形で成形精度に悪影響を及
ぼすことがある。
【０００６】即ち、造形ヘッド部の位置制御はｘｙの座
標を追いながらとなるので、円弧を描く場合にぎざぎざ
の形状となり、しかも、ｘｙ方向の動きは円弧の角度に
よりｘの変化量が多かったり、ｙの変化量が多かったり
など、基準円に対してあるパターンで形状のくずれを生
じるため、製品の真円度精度が劣化するばかりか、実際
の製品は積層して作成するので、円筒度の精度劣化を及
ぼすという不都合が生じる。
標を追いながらとなるので、円弧を描く場合にぎざぎざ
の形状となり、しかも、ｘｙ方向の動きは円弧の角度に
よりｘの変化量が多かったり、ｙの変化量が多かったり
など、基準円に対してあるパターンで形状のくずれを生
じるため、製品の真円度精度が劣化するばかりか、実際
の製品は積層して作成するので、円筒度の精度劣化を及
ぼすという不都合が生じる。
【０００７】本発明はこのような不都合を解消するため
になされたものであり、円弧部分の成形精度を高めて軸
対称形状等の製品の真円度及び円筒度の精度向上を図る
ことができるラピッドプロトタイピング装置を提供する
ことを目的とする。
になされたものであり、円弧部分の成形精度を高めて軸
対称形状等の製品の真円度及び円筒度の精度向上を図る
ことができるラピッドプロトタイピング装置を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係るラピッドプロトタイピング装置は、
造形物を支持するテーブルに対してｚ軸方向に相対的に
接近離間移動可能に配置された造形ヘッド部の位置を、
３次元データを基に作成された造形物の断面輪郭データ
を座標変換して得られた３次元座標データに基づいて制
御することにより、所定形状の製品を作成するラピッド
プロトタイピング装置において、前記断面輪郭データを
座標変換する手段として、該断面輪郭データを円筒座標
データに変換する円筒座標変換手段を備えたことを特徴
とする。
に、請求項１に係るラピッドプロトタイピング装置は、
造形物を支持するテーブルに対してｚ軸方向に相対的に
接近離間移動可能に配置された造形ヘッド部の位置を、
３次元データを基に作成された造形物の断面輪郭データ
を座標変換して得られた３次元座標データに基づいて制
御することにより、所定形状の製品を作成するラピッド
プロトタイピング装置において、前記断面輪郭データを
座標変換する手段として、該断面輪郭データを円筒座標
データに変換する円筒座標変換手段を備えたことを特徴
とする。
【０００９】請求項２に係るラピッドプロトタイピング
装置は、造形物を支持するテーブルに対してｚ軸方向に
相対的に接近離間移動可能に配置された造形ヘッド部の
位置を、３次元データを基に作成された造形物の断面輪
郭データを座標変換して得られた３次元座標データに基
づいて制御することにより、所定形状の製品を作成する
ラピッドプロトタイピング装置において、前記支持テー
ブル上の造形物をｚ軸周りに回転させる回転駆動手段を
備えたことを特徴とする。
装置は、造形物を支持するテーブルに対してｚ軸方向に
相対的に接近離間移動可能に配置された造形ヘッド部の
位置を、３次元データを基に作成された造形物の断面輪
郭データを座標変換して得られた３次元座標データに基
づいて制御することにより、所定形状の製品を作成する
ラピッドプロトタイピング装置において、前記支持テー
ブル上の造形物をｚ軸周りに回転させる回転駆動手段を
備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は本発明の第１の態様の実施の
形態であるラピッドプロトタイピング装置を説明するた
めの概略装置構成図、図２はレーザ照射部の詳細斜視
図、図３は本発明の第２の態様の実施の形態であるラピ
ッドプロトタイピング装置を説明するための概略装置構
成図、図４はレーザ照射部の詳細斜視図、図５は造形中
の製品を支えるサポートを説明するための説明図、図６
は本発明の他の実施の形態であるラピッドプロトタイピ
ング装置を説明するための概略装置構成図である。な
お、各実施の形態共に、光造形法に用いるラピッドプロ
トタイピング装置を例に採る。
参照して説明する。図１は本発明の第１の態様の実施の
形態であるラピッドプロトタイピング装置を説明するた
めの概略装置構成図、図２はレーザ照射部の詳細斜視
図、図３は本発明の第２の態様の実施の形態であるラピ
ッドプロトタイピング装置を説明するための概略装置構
成図、図４はレーザ照射部の詳細斜視図、図５は造形中
の製品を支えるサポートを説明するための説明図、図６
は本発明の他の実施の形態であるラピッドプロトタイピ
ング装置を説明するための概略装置構成図である。な
お、各実施の形態共に、光造形法に用いるラピッドプロ
トタイピング装置を例に採る。
【００１１】まず、図１及び図２を参照して、本発明の
第１の態様の実施の形態であるラピッドプロトタイピン
グ装置から説明すると、図１及び図２において符号１は
ＵＶレーザ、２はシャッタ、３は光ファイバー、４は造
形ヘッド部としてのレーザ照射部、４１は回転角に応じ
てｘ軸方向にレーザビームを偏光させるｘ軸ガルバノミ
ラー、４２はｘ軸ガルバノミラー４１の回転を制御する
ｘ軸偏光制御装置、４３は回転角に応じてｙ軸方向にレ
ーザビームを偏光させるｙ軸ガルバノミラー、４４はｙ
軸ガルバノミラー４３の回転を制御するｙ軸偏光制御装
置、４５は集束レンズ、５はレーザ照射部４のｘｙ軸方
向の位置を制御するＸＹ移動テーブル、６はレーザ照射
部４の下方に配置された光硬化性樹脂液の貯液槽、７は
貯液槽６内の光硬化性樹脂液中で成形物をｚ軸方向に昇
降自在に支持する支持テーブル、８は支持テーブル７の
ｚ軸方向の位置を制御するｚ軸位置制御装置、１０はｘ
軸偏光制御装置４２、ｙ軸偏光制御装置４４、ＸＹ移動
テーブル５及びｚ軸位置制御装置８の駆動を制御するコ
ントローラである。
第１の態様の実施の形態であるラピッドプロトタイピン
グ装置から説明すると、図１及び図２において符号１は
ＵＶレーザ、２はシャッタ、３は光ファイバー、４は造
形ヘッド部としてのレーザ照射部、４１は回転角に応じ
てｘ軸方向にレーザビームを偏光させるｘ軸ガルバノミ
ラー、４２はｘ軸ガルバノミラー４１の回転を制御する
ｘ軸偏光制御装置、４３は回転角に応じてｙ軸方向にレ
ーザビームを偏光させるｙ軸ガルバノミラー、４４はｙ
軸ガルバノミラー４３の回転を制御するｙ軸偏光制御装
置、４５は集束レンズ、５はレーザ照射部４のｘｙ軸方
向の位置を制御するＸＹ移動テーブル、６はレーザ照射
部４の下方に配置された光硬化性樹脂液の貯液槽、７は
貯液槽６内の光硬化性樹脂液中で成形物をｚ軸方向に昇
降自在に支持する支持テーブル、８は支持テーブル７の
ｚ軸方向の位置を制御するｚ軸位置制御装置、１０はｘ
軸偏光制御装置４２、ｙ軸偏光制御装置４４、ＸＹ移動
テーブル５及びｚ軸位置制御装置８の駆動を制御するコ
ントローラである。
【００１２】コントローラ１０は、この実施の形態で
は、３次元ＣＡＤデータを基に作成された造形物の断面
輪郭データ（例えば造形対象物のサーフェイスデータで
あるＳＴＬデータ）を入力データとしたもので、この入
力データを基に製品（造形対象物）のｚ軸方向の積層ピ
ッチ毎のスライスデータを作成するスライスデータ作成
手段１１と、該スライスデータ作成手段１１により作成
された積層ピッチ毎のスライスデータを円筒座標データ
（rcosθ, rsinθ,z) に変換して円筒座標系のＮＣプロ
グラムを生成する円筒座標変換手段１２と、円筒座標変
換手段１２によって得られた円筒座標系のＮＣプログラ
ムに基づいてｘ軸偏光制御装置４２、ｙ軸偏光制御装置
４４、ＸＹ移動テーブル５及びｚ軸位置制御装置８の駆
動を制御する駆動制御手段１３とを備える。
は、３次元ＣＡＤデータを基に作成された造形物の断面
輪郭データ（例えば造形対象物のサーフェイスデータで
あるＳＴＬデータ）を入力データとしたもので、この入
力データを基に製品（造形対象物）のｚ軸方向の積層ピ
ッチ毎のスライスデータを作成するスライスデータ作成
手段１１と、該スライスデータ作成手段１１により作成
された積層ピッチ毎のスライスデータを円筒座標データ
（rcosθ, rsinθ,z) に変換して円筒座標系のＮＣプロ
グラムを生成する円筒座標変換手段１２と、円筒座標変
換手段１２によって得られた円筒座標系のＮＣプログラ
ムに基づいてｘ軸偏光制御装置４２、ｙ軸偏光制御装置
４４、ＸＹ移動テーブル５及びｚ軸位置制御装置８の駆
動を制御する駆動制御手段１３とを備える。
【００１３】円筒座標変換手段１２によるスライスデー
タから円筒座標データへの変換は所定の処理プログラム
を実行することにより行う。この処理プログラムは独自
に開発したものを用いても良いし、汎用の市販ソフトを
用いても良い。駆動制御手段１３は、ＸＹ移動テーブル
５のｘｙ軸方向の各駆動装置に対する円筒座標データ
（rcosθ, rsinθ）並びにｘ軸偏光制御装置４２及びｙ
軸偏光制御装置４４に対する円筒座標データ（rcosθ,
rsinθ）を出力してレーザ照射部４のｘｙ軸方向の位
置、及びレーザビームのｘｙ軸方向の位置を制御すると
共に、ｚ軸位置制御装置８に対する積層ピッチ毎（降下
ピッチ毎）の円筒座標データ（ｚ）を出力して支持テー
ブル７のｚ軸方向の降下位置を制御する。これにより、
レーザ照射部４から貯液槽６内の光硬化性樹脂液の表面
にレーザビームをスキャニング照射して一層分の平板を
生成し、次いで、積層ピッチに応じて支持テーブル７を
降下させてレーザビームによる硬化深さを大きくし、前
層との接合を行う。
タから円筒座標データへの変換は所定の処理プログラム
を実行することにより行う。この処理プログラムは独自
に開発したものを用いても良いし、汎用の市販ソフトを
用いても良い。駆動制御手段１３は、ＸＹ移動テーブル
５のｘｙ軸方向の各駆動装置に対する円筒座標データ
（rcosθ, rsinθ）並びにｘ軸偏光制御装置４２及びｙ
軸偏光制御装置４４に対する円筒座標データ（rcosθ,
rsinθ）を出力してレーザ照射部４のｘｙ軸方向の位
置、及びレーザビームのｘｙ軸方向の位置を制御すると
共に、ｚ軸位置制御装置８に対する積層ピッチ毎（降下
ピッチ毎）の円筒座標データ（ｚ）を出力して支持テー
ブル７のｚ軸方向の降下位置を制御する。これにより、
レーザ照射部４から貯液槽６内の光硬化性樹脂液の表面
にレーザビームをスキャニング照射して一層分の平板を
生成し、次いで、積層ピッチに応じて支持テーブル７を
降下させてレーザビームによる硬化深さを大きくし、前
層との接合を行う。
【００１４】そして、レーザビームによる光硬化性樹脂
液の表面のスキャニング照射及び積層ピッチに応じた支
持テーブル７の降下を積層数に応じて繰り返すことによ
り、所定形状の製品が作成される。上記の説明から明ら
かなように、この実施の形態では、レーザ照射部４及び
支持テーブル７の相対的なｘ，ｙ，ｚの位置をＳＴＬデ
ータ等の入力データを座標変換して得られた円筒座標デ
ータに基づいて制御するようにしているため、円弧部分
を滑らかに成形することができ、この結果、円弧部分の
成形精度が高まって軸対称形状等の製品の真円度及び円
筒度の精度向上を図ることができる。
液の表面のスキャニング照射及び積層ピッチに応じた支
持テーブル７の降下を積層数に応じて繰り返すことによ
り、所定形状の製品が作成される。上記の説明から明ら
かなように、この実施の形態では、レーザ照射部４及び
支持テーブル７の相対的なｘ，ｙ，ｚの位置をＳＴＬデ
ータ等の入力データを座標変換して得られた円筒座標デ
ータに基づいて制御するようにしているため、円弧部分
を滑らかに成形することができ、この結果、円弧部分の
成形精度が高まって軸対称形状等の製品の真円度及び円
筒度の精度向上を図ることができる。
【００１５】次に、図３及び図４を参照して、本発明の
第２の態様の実施の形態であるラピッドプロトタイピン
グ装置を説明する。なお、上記第１の態様の実施の形態
と重複する部分については各図に同一符号を付して説明
を省略する。この実施の形態のラピッドプロトタイピン
グ装置は、ｘ軸偏光制御装置４２、ｙ軸偏光制御装置４
４、ＸＹ移動テーブル５及びｚ軸位置制御装置８の駆動
を制御するコントローラ１００の座標変換手段が直交座
標変換手段１０１である点、及び貯液槽６が回転駆動装
置（回転駆動手段）１０２によってｚ軸周り（中心軸周
り）に回転駆動される点で上記第１の態様の実施の形態
と相違する。
第２の態様の実施の形態であるラピッドプロトタイピン
グ装置を説明する。なお、上記第１の態様の実施の形態
と重複する部分については各図に同一符号を付して説明
を省略する。この実施の形態のラピッドプロトタイピン
グ装置は、ｘ軸偏光制御装置４２、ｙ軸偏光制御装置４
４、ＸＹ移動テーブル５及びｚ軸位置制御装置８の駆動
を制御するコントローラ１００の座標変換手段が直交座
標変換手段１０１である点、及び貯液槽６が回転駆動装
置（回転駆動手段）１０２によってｚ軸周り（中心軸周
り）に回転駆動される点で上記第１の態様の実施の形態
と相違する。
【００１６】直交座標変換手段１０１は、スライスデー
タ作成手段１１により作成された積層ピッチ毎のスライ
スデータを直交座標データ（ｘ, ｙ，ｚ) に変換して直
交座標系のＮＣプログラムを生成する。回転駆動装置１
０２は貯液槽６の底部中央部に配置されており、この回
転駆動装置１０２によって貯液槽６をｚ軸周り（中心軸
周り）に回転駆動することにより、支持テーブル７上の
造形物（樹脂）がｚ軸周りに回転するようになってい
る。
タ作成手段１１により作成された積層ピッチ毎のスライ
スデータを直交座標データ（ｘ, ｙ，ｚ) に変換して直
交座標系のＮＣプログラムを生成する。回転駆動装置１
０２は貯液槽６の底部中央部に配置されており、この回
転駆動装置１０２によって貯液槽６をｚ軸周り（中心軸
周り）に回転駆動することにより、支持テーブル７上の
造形物（樹脂）がｚ軸周りに回転するようになってい
る。
【００１７】駆動制御手段１３は、回転駆動装置１０２
のＯＮ・ＯＦＦタイミング及び回転速度等を制御すると
共に、直交座標変換手段１０１によって得られた直交座
標系のＮＣプログラムに基づいてｘ軸偏光制御装置４
２、ｙ軸偏光制御装置４４、ＸＹ移動テーブル５及びｚ
軸位置制御装置８の駆動を制御するようになっており、
回転駆動装置１０２によって貯液槽６をｚ軸周り（中心
軸周り）に回転駆動しつつ、ＸＹ移動テーブル５のｘｙ
軸方向の各駆動装置に対する直交座標データ（ｘ，ｙ）
並びにｘ軸偏光制御装置４２及びｙ軸偏光制御装置４４
に対する直交座標データ（ｘ，ｙ）を出力してレーザ照
射部４及びレーザビームをｘ軸又はｙ軸方向に沿って移
動させると共に、ｚ軸位置制御装置８に対する積層ピッ
チ毎（降下ピッチ毎）の直交座標データ（ｚ）を出力し
て支持テーブル７のｚ軸方向の降下位置を制御する。
のＯＮ・ＯＦＦタイミング及び回転速度等を制御すると
共に、直交座標変換手段１０１によって得られた直交座
標系のＮＣプログラムに基づいてｘ軸偏光制御装置４
２、ｙ軸偏光制御装置４４、ＸＹ移動テーブル５及びｚ
軸位置制御装置８の駆動を制御するようになっており、
回転駆動装置１０２によって貯液槽６をｚ軸周り（中心
軸周り）に回転駆動しつつ、ＸＹ移動テーブル５のｘｙ
軸方向の各駆動装置に対する直交座標データ（ｘ，ｙ）
並びにｘ軸偏光制御装置４２及びｙ軸偏光制御装置４４
に対する直交座標データ（ｘ，ｙ）を出力してレーザ照
射部４及びレーザビームをｘ軸又はｙ軸方向に沿って移
動させると共に、ｚ軸位置制御装置８に対する積層ピッ
チ毎（降下ピッチ毎）の直交座標データ（ｚ）を出力し
て支持テーブル７のｚ軸方向の降下位置を制御する。
【００１８】これにより、レーザ照射部４から貯液槽６
内の光硬化性樹脂液の表面にレーザビームをスキャニン
グ照射して一層分の平板を生成し、次いで、積層ピッチ
に応じて支持テーブル７を降下させてレーザビームによ
る硬化深さを大きくし、前層との接合を行う。そして、
レーザビームによる光硬化性樹脂液の表面のスキャニン
グ照射及び積層ピッチに応じた支持テーブル７の降下を
積層数に応じて繰り返すことにより、所定形状の製品が
作成される。
内の光硬化性樹脂液の表面にレーザビームをスキャニン
グ照射して一層分の平板を生成し、次いで、積層ピッチ
に応じて支持テーブル７を降下させてレーザビームによ
る硬化深さを大きくし、前層との接合を行う。そして、
レーザビームによる光硬化性樹脂液の表面のスキャニン
グ照射及び積層ピッチに応じた支持テーブル７の降下を
積層数に応じて繰り返すことにより、所定形状の製品が
作成される。
【００１９】このようにこの実施の形態では、支持テー
ブル７上の造形物（樹脂）をｚ軸周りに回転させつつ、
レーザ照射部４及びレーザビームをｘ軸又はｙ軸方向に
沿って移動させるようにしているので、軸対称形状の製
品を容易に作成することができ、しかも、円弧部分を滑
らかに成形することができるので、円弧部分の成形精度
が高まって軸対称形状等の製品の真円度及び円筒度の精
度向上を図ることができる。
ブル７上の造形物（樹脂）をｚ軸周りに回転させつつ、
レーザ照射部４及びレーザビームをｘ軸又はｙ軸方向に
沿って移動させるようにしているので、軸対称形状の製
品を容易に作成することができ、しかも、円弧部分を滑
らかに成形することができるので、円弧部分の成形精度
が高まって軸対称形状等の製品の真円度及び円筒度の精
度向上を図ることができる。
【００２０】なお、本発明の実施の形態は、上記の例に
限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例
えば、上記第２の態様の実施の形態において、コントロ
ーラ１００の直交座標変換手段１０１を上記第１の態様
の実施の形態で採用した円筒座標変換手段１２に変更し
てもよい。このような構成を採用することにより、図５
に示すように、製品２００の底部形状が不安定な場合等
に成形中の製品形状を保つ（支える）サポート２０１の
形状を容易に同心円筒をベースとしたものにすることが
できるため、軸対称形状の製品をバランスよく支えるこ
とができ、しかも、サポート２０１を外した後に生じる
製品２００のバランスの崩れや残留応力による変形を小
さくすることができるので、真円度、円筒度の崩れが小
さくなって最終製品の精度向上に寄与することができ
る。
限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例
えば、上記第２の態様の実施の形態において、コントロ
ーラ１００の直交座標変換手段１０１を上記第１の態様
の実施の形態で採用した円筒座標変換手段１２に変更し
てもよい。このような構成を採用することにより、図５
に示すように、製品２００の底部形状が不安定な場合等
に成形中の製品形状を保つ（支える）サポート２０１の
形状を容易に同心円筒をベースとしたものにすることが
できるため、軸対称形状の製品をバランスよく支えるこ
とができ、しかも、サポート２０１を外した後に生じる
製品２００のバランスの崩れや残留応力による変形を小
さくすることができるので、真円度、円筒度の崩れが小
さくなって最終製品の精度向上に寄与することができ
る。
【００２１】また、上記第１又は第２の態様の実施の形
態において、コントローラ１０又は１００に代えて、円
筒座標変換手段１２及び直交座標変換手段１０１の両方
の座標変換手段を備えたコントローラを採用するように
してもよい。図６に、上記第２の態様の実施の形態に採
用したコントローラ１００を円筒座標変換手段１２及び
直交座標変換手段１０１の両方の座標変換手段を備えた
コントローラ３００に変更した場合の例を示す。この場
合、製品の形状に応じて、円筒座標データを用いるか、
或いは直交座標データを用いるかを切替手段３０１によ
って選択し、選択した所望の座標データに基づいて製品
を作成する。切替手段３０１はキーボードやマウス等の
操作により、スライスデータ作成手段１１により作成さ
れた積層ピッチ毎のスライスデータを円筒座標変換手段
１２又は直交座標変換手段１０１に出力する。
態において、コントローラ１０又は１００に代えて、円
筒座標変換手段１２及び直交座標変換手段１０１の両方
の座標変換手段を備えたコントローラを採用するように
してもよい。図６に、上記第２の態様の実施の形態に採
用したコントローラ１００を円筒座標変換手段１２及び
直交座標変換手段１０１の両方の座標変換手段を備えた
コントローラ３００に変更した場合の例を示す。この場
合、製品の形状に応じて、円筒座標データを用いるか、
或いは直交座標データを用いるかを切替手段３０１によ
って選択し、選択した所望の座標データに基づいて製品
を作成する。切替手段３０１はキーボードやマウス等の
操作により、スライスデータ作成手段１１により作成さ
れた積層ピッチ毎のスライスデータを円筒座標変換手段
１２又は直交座標変換手段１０１に出力する。
【００２２】更に、上記各実施の形態では、３次元ＣＡ
Ｄデータを基に作成された造形物のＳＴＬデータを入力
データとしているが、例えばＳＴＬデータの出力機能を
持たないグラフィックワークステーション等の場合は、
３次元描写データを中間フォーマットとしてＤＸＦ，Ｉ
ＧＥＳ或いはＳＴＥＰデータに変換し、この変換データ
を専用のコンピュータでＳＴＬデータに変換してラピッ
ドプロトタイピング装置に出力するか、又はラピッドプ
ロトタイピング装置内でＳＴＬデータに変換するように
してもよい。
Ｄデータを基に作成された造形物のＳＴＬデータを入力
データとしているが、例えばＳＴＬデータの出力機能を
持たないグラフィックワークステーション等の場合は、
３次元描写データを中間フォーマットとしてＤＸＦ，Ｉ
ＧＥＳ或いはＳＴＥＰデータに変換し、この変換データ
を専用のコンピュータでＳＴＬデータに変換してラピッ
ドプロトタイピング装置に出力するか、又はラピッドプ
ロトタイピング装置内でＳＴＬデータに変換するように
してもよい。
【００２３】更に、上記各実施の形態では、光造形法に
用いるラピッドプロトタイピング装置を例に採ったが、
これに限定されず、溶融物積層法、粉末焼結法或いは切
削加工に用いるラピッドプロトタイピング装置に本発明
を適用してもよいのは勿論である。
用いるラピッドプロトタイピング装置を例に採ったが、
これに限定されず、溶融物積層法、粉末焼結法或いは切
削加工に用いるラピッドプロトタイピング装置に本発明
を適用してもよいのは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、円弧部分の成形精度を高めて軸対称形状等の
製品の真円度及び円筒度の精度向上を図ることができる
という効果が得られる。
によれば、円弧部分の成形精度を高めて軸対称形状等の
製品の真円度及び円筒度の精度向上を図ることができる
という効果が得られる。
【図１】本発明の第１の態様の実施の形態であるラピッ
ドプロトタイピング装置を説明するための概略装置構成
図である。
ドプロトタイピング装置を説明するための概略装置構成
図である。
【図２】レーザ照射部の詳細斜視図である。
【図３】本発明の第２の態様の実施の形態であるラピッ
ドプロトタイピング装置を説明するための概略装置構成
図である。
ドプロトタイピング装置を説明するための概略装置構成
図である。
【図４】レーザ照射部の詳細斜視図である。
【図５】造形中の製品を支えるサポートを説明するため
の説明図、
の説明図、
【図６】本発明の他の実施の形態であるラピッドプロト
タイピング装置を説明するための概略装置構成図であ
る。
タイピング装置を説明するための概略装置構成図であ
る。
１…ＵＶレーザ ２…シャッタ ３…光ファイバー ４…レーザ照射部（造形ヘッド部） ５…ＸＹ移動テーブル ６…光硬化性樹脂液の貯液槽 ７…支持テーブル ８…ｚ軸位置制御装置 １０，１００，３００…コントローラ １１…スライスデータ作成手段 １２…円筒座標変換手段 １３…駆動制御手段 １０１…直交座標変換手段 １０２…回転駆動装置（回転駆動手段） ２００…製品 ２０１…サポート
Claims (2)
- 【請求項１】 造形物を支持するテーブルに対してｚ軸
方向に相対的に接近離間移動可能に配置された造形ヘッ
ド部の位置を、３次元データを基に作成された造形物の
断面輪郭データを座標変換して得られた３次元座標デー
タに基づいて制御することにより、所定形状の製品を作
成するラピッドプロトタイピング装置において、 前記断面輪郭データを座標変換する手段として、該断面
輪郭データを円筒座標データに変換する円筒座標変換手
段を備えたことを特徴とするラピッドプロトタイピング
装置。 - 【請求項２】 造形物を支持するテーブルに対してｚ軸
方向に相対的に接近離間移動可能に配置された造形ヘッ
ド部の位置を、３次元データを基に作成された造形物の
断面輪郭データを座標変換して得られた３次元座標デー
タに基づいて制御することにより、所定形状の製品を作
成するラピッドプロトタイピング装置において、 前記支持テーブル上の造形物をｚ軸周りに回転させる回
転駆動手段を備えたことを特徴とするラピッドプロトタ
イピング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000117318A JP2001301045A (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | ラピッドプロトタイピング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000117318A JP2001301045A (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | ラピッドプロトタイピング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001301045A true JP2001301045A (ja) | 2001-10-30 |
Family
ID=18628650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000117318A Pending JP2001301045A (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | ラピッドプロトタイピング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001301045A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN104190934A (zh) * | 2014-09-10 | 2014-12-10 | 太仓派欧技术咨询服务有限公司 | 一种激光快速成型铌钨合金喷管的制备方法 |
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| JP2020019271A (ja) * | 2018-07-24 | 2020-02-06 | 株式会社リコー | 三次元物体の造形装置および造形方法 |
-
2000
- 2000-04-19 JP JP2000117318A patent/JP2001301045A/ja active Pending
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