JP3155168B2 - 3D shape forming method - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、三次元形状の形成方
法に関し、詳しくは、光の照射によって硬化する光硬化
性樹脂を用いて、立体的な三次元形状を有する物品を成
形製造する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a three-dimensional shape, and more particularly, to a method for forming and manufacturing a three-dimensional three-dimensional article using a photocurable resin which is cured by light irradiation. It is about.
【0002】[0002]
【従来の技術】光硬化性樹脂を用いて三次元形状を形成
する方法は、複雑な三次元形状を、成形型や複雑な加工
工具等を用いることなく、簡単かつ正確に形成すること
ができる方法として、各種の製品モデルや立体模型の製
造等に利用することが考えられている。具体的には、例
えば、特開昭63−141724号公報や特開平2−1
88229号公報などに開示された方法がある。2. Description of the Related Art A method of forming a three-dimensional shape using a photocurable resin can easily and accurately form a complicated three-dimensional shape without using a molding die or a complicated processing tool. As a method, it has been considered to use it for manufacturing various product models and three-dimensional models. Specifically, for example, JP-A-63-141724 and JP-A-2-1-1
There is a method disclosed in, for example, Japanese Patent No. 88229.
【0003】特開昭63−141724号公報に開示さ
れた方法は、樹脂液槽内に光硬化性樹脂液を蓄えておく
とともに、昇降自在な成形台を設けておく。成形台を一
旦液面下に深く沈めたのち、成形台を樹脂液面よりもわ
ずか下の位置まで上昇させると、成形台の上には必要と
する光硬化層の厚みに対応した厚みを有する光硬化性樹
脂液薄層が自然に形成される。この樹脂液薄層に形状デ
ータで変調されたレーザ光をスキャナにより走査して照
射し光硬化させるのである。このような、成形台を昇降
させて樹脂液薄層を形成する工程とレーザ光を照射して
光硬化層を形成する工程とを繰り返すことによって、成
形台の上には、光硬化層が積み重ねられ、所望の三次元
形状を備えた成形品が得られる。In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-141724, a photo-curable resin liquid is stored in a resin liquid tank, and a vertically movable molding table is provided. Once the molding table is deeply immersed below the liquid level, the molding table is raised to a position slightly below the resin liquid level, and the molding table has a thickness corresponding to the required thickness of the photocurable layer. The photocurable resin liquid thin layer is formed spontaneously. The thin resin layer is scanned with a laser beam modulated with shape data by a scanner and irradiated to cure the thin layer. By repeating such a step of raising and lowering the molding table to form a thin resin layer and a step of irradiating a laser beam to form a photocurable layer, the photocurable layers are stacked on the molding table. Thus, a molded product having a desired three-dimensional shape is obtained.
【0004】特開平2−188229号公報に開示され
た方法は、樹脂液槽の底を透光板で形成しておき、成形
台を透光板との間にわずかな隙間があく程度まで沈めた
状態で、透光板の下方から樹脂液槽内に向けて形状デー
タで変調されたレーザ光をXY移動装置(スキャナ)に
より走査して照射し、透光板と成形台の間の樹脂液薄層
を光硬化させる。光硬化層が形成された後、成形台を少
し上昇させれば、光硬化層は成形台に付着したまま持ち
上げられ、この光硬化層と透光板の間には、新たな樹脂
液が供給される。このような工程を繰り返すことで、成
形台の下面に光硬化層が付着した状態で積み重ねられて
いくのである。In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-188229, the bottom of a resin liquid tank is formed of a light-transmitting plate, and a molding table is sunk to a small gap with the light-transmitting plate. XY moving device (scanner) scans and irradiates laser light modulated with shape data from below the light transmitting plate toward the inside of the resin liquid tank, and irradiates the resin liquid between the light transmitting plate and the molding table. Light cure the thin layer. After the light-cured layer is formed, if the molding table is raised slightly, the light-cured layer is lifted while adhering to the molding table, and a new resin liquid is supplied between the light-cured layer and the transparent plate. . By repeating such a process, the photocurable layers are stacked with the photocurable layer adhered to the lower surface of the molding table.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記従来の形成方法で
は、短時間の造形ではレーザ光による正確な露光が可能
である。しかし、長時間の造形においては、レーザ光の
光源における発振点のずれ、環境温度の変化によるレー
ザ光源や光学系を支持する支持部材のたわみ、およびス
キャナ自身の温度変化等の要因により所定位置に正確に
レーザ光を照射することが困難である。According to the above-mentioned conventional forming method, accurate exposure with a laser beam can be performed in a short period of time. However, in long-time modeling, the laser light source shifts at the oscillation point, the laser light source and the support member that supports the optical system are bent due to changes in the ambient temperature, and the scanner itself changes in temperature due to factors such as the temperature change. It is difficult to irradiate laser light accurately.
【0006】図14は、樹脂液面の9か所に照射位置を
測定するための2次元PSD(位置検出素子)からなる
9個のセンサA〜Iを配置したときの照射位置の変化を
示す図である。図14から明らかなように、長時間レー
ザ光を照射すると、前記要因により各測定位置で照射位
置が経時的に変化する。このように長時間のレーザ光の
照射により樹脂形成位置における照射位置がずれて樹脂
液面を正確に露光できないと、各光硬化層間で形状が変
化して高精度に造形を行うことができないという問題が
生じる。FIG. 14 shows a change in the irradiation position when nine sensors A to I each composed of a two-dimensional PSD (position detecting element) for measuring the irradiation position at nine positions on the resin liquid surface are arranged. FIG. As is apparent from FIG. 14, when the laser light is irradiated for a long time, the irradiation position changes with time at each measurement position due to the above factors. If the irradiation position at the resin forming position is shifted due to the long-time irradiation of the laser beam and the resin liquid surface cannot be accurately exposed, the shape changes between the respective photo-cured layers and modeling cannot be performed with high accuracy. Problems arise.
【0007】そこで、この発明の課題は、光ビームによ
り三次元形状を造形するに際し、高精度に造形を行うこ
とができる三次元形状の形成方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for forming a three-dimensional shape which can be formed with high accuracy when forming a three-dimensional shape by using a light beam.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する、本
発明にかかる三次元形状の形成方法は、樹脂液槽に貯留
された光硬化性樹脂液に光ビームを照射して光硬化層を
形成し、この光硬化層を複数層積み重ねて所望の三次元
形状を備えた造形物を得る方法において、前記樹脂液槽
の端部間を移動する1個または複数個のセンサを用いて
前記光ビーム照射位置のずれを認識することにより、前
記光硬化性樹脂液に対する前記光ビーム照射位置の変動
を補正する。To solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION The method of forming a three-dimensional shape according to the present <br/> onset Ming, the light beam irradiating the light curing resin solution stored in a resin solution tank forming a photo hardening layer Te, a method of obtaining a molded article having a desired three-dimensional shape of the photocurable layer stacked plurality of layers, said resin liquid tank
Using one or more sensors that move between the ends of the
By recognizing the deviation of the light beam irradiation position,
Morphism said light beam irradiation for serial photocurable resin liquid to correct for variations in position.
【0009】基本的な使用装置や作業工程は、前記した
先行技術に開示されたような、通常の各種三次元形状の
形成方法の場合と同様でよく、使用する光硬化性樹脂の
材料や形成する三次元形状も自由に選択することができ
る。例えば、光硬化性樹脂としては、ウレタン、ウレタ
ン−アクリレート、エポキシ、エポキシ−アクリレート
系などの光硬化性樹脂が使用される。The basic equipment and working steps may be the same as those of the ordinary method of forming various three-dimensional shapes as disclosed in the above-mentioned prior art. The three-dimensional shape to be formed can be freely selected. For example, as the photocurable resin, a photocurable resin such as urethane, urethane-acrylate, epoxy, and epoxy-acrylate is used.
【0010】照射する光は、通常、レーザ光などの光ビ
ームが用いられ、このような光ビームを走査させて、所
定形状の光硬化層を形成する。光のエネルギ密度は、レ
ーザ発振器における発振強度や、照射された光が通過す
る光学系の構成、発振器から照射する樹脂液までの距
離、光を走査する際の走査速度、樹脂液の光透過特性な
どの条件によって変わってくる。光ビームの場合、ビー
ム径によってエネルギ密度が変わり、その焦点位置で、
ビーム径は最も小さくエネルギ密度は最も大きくなり、
焦点から前後に離れるほど、ビーム径は大きくエネルギ
密度は小さくなる。A light beam such as a laser beam is usually used as the light to be irradiated, and the light beam is scanned to form a photocured layer having a predetermined shape. The energy density of light depends on the oscillation intensity of the laser oscillator, the configuration of the optical system through which the irradiated light passes, the distance from the oscillator to the resin liquid to be irradiated, the scanning speed when scanning light, and the light transmission characteristics of the resin liquid. It depends on such conditions. In the case of a light beam, the energy density changes depending on the beam diameter.
The beam diameter is the smallest and the energy density is the largest,
The farther away from the focal point, the larger the beam diameter and the smaller the energy density.
【0011】光ビームの光源と実質的に同じ高さ位置に
配置されたセンサで照射位置を測定することができる。
光ビームを分光し、ひとつの分光ビームの照射位置をセ
ンサで測定することができる。The irradiation position can be measured by a sensor arranged at substantially the same height as the light source of the light beam.
The light beam is split and the irradiation position of one split beam can be measured by the sensor.
【0012】移動する1個または複数個のセンサを用い
て光ビームの照射位置を認識することができる。センサ
は、成形台または先に形成された光硬化層の上に形成さ
れた樹脂液層の少なくとも一部を水平移動により掃き取
る掃き取り部材に取り付けられていることができる。[0012] using one or a plurality of sensors to move
Thus, the irradiation position of the light beam can be recognized. Sensors may be attached to sweeping member sweep up by horizontally moving at least a portion of the liquid resin layer formed on the photocurable layer formed on forming table or above.
【0013】掃き取り部材を造形物の造形エリアの中央
部および端部で静止させることができる。掃き取り部材
の水平移動動作に光ビームを同期させることができる。
各光硬化層を得る毎に変動補正を行うことができる。[0013] can be stationary at the center and ends of the shaping area of the shaped article a sweep can take-up member. It is possible to synchronize the light beam in the horizontal movement of the sweep can up member.
Fluctuation correction can be performed each time each photocurable layer is obtained.
【0014】一定時間毎および/または一定層を得る毎
に変動補正を行うことができる。光ビームの焦点距離お
よび/またはビーム径を測定し、光ビームの焦点距離の
変動をさらに補正することができる。[0014] can be carried out variation correction for each obtain every a certain time and / or constant layer. The focal length and / or a beam diameter of the light beam can be measured and further correcting the variation of the focal length of the light beam.
【0015】光ビームの出力を測定し、光源の出力を制
御することができる。The output of the light source can be controlled by measuring the output of the light beam.
【0016】[0016]
【作用】本発明にかかる三次元形状の形成方法では、光
ビームを照射する際に、所定のタイミングで光ビームの
照射位置をセンサにより測定し、その測定結果に基づき
光ビームの照射位置の変動を補正する。そして光ビーム
を樹脂液槽に貯留された樹脂液層に照射して光硬化層を
形成し、光硬化層を昇降させることで光硬化層に接して
樹脂液層を形成する。この工程を繰り返して光硬化層を
複数層積み重ねて所望の三次元形状を備えた造形物を得
る。ここでは、光ビームの照射位置を測定し、その測定
位置に基づいて照射位置の変動が補正されるので、照射
位置が変動しにくくなり、高精度に造形を行うことがで
きる。In the method for forming a three-dimensional shape according to the present invention , when irradiating a light beam, the irradiation position of the light beam is measured by a sensor at a predetermined timing, and the irradiation position of the light beam is changed based on the measurement result. Is corrected. Then, a light curable layer is formed by irradiating the resin liquid layer stored in the resin liquid tank with a light beam, and the light curable layer is moved up and down to form a resin liquid layer in contact with the light curable layer. By repeating this step, a plurality of photocurable layers are stacked to obtain a shaped article having a desired three-dimensional shape. Here, the irradiation position of the light beam is measured, and the fluctuation of the irradiation position is corrected based on the measured position. Therefore, the irradiation position is less likely to fluctuate, and modeling can be performed with high accuracy.
【0017】光ビームの光源と実質的に同じ高さ位置に
配置されたセンサで照射位置が測定されれば、光学系の
支持部材のたわみによる影響を受けにくくなるとともに
樹脂液の付着等の問題が生じなくなり、測定精度がより
向上するとともにセンサ性能の劣化を防止できる。The light beam of the light source substantially the same height-irradiation position measured by the sensor disposed at the position lever, it becomes less susceptible to deflection of the supporting member of the optical system of the resin liquid adhesion of problems Does not occur, the measurement accuracy is further improved, and the deterioration of the sensor performance can be prevented.
【0018】光ビームを分光し、ひとつの分光ビームの
照射位置がセンサで測定されれば、樹脂液層に照射中の
光ビームの照射位置の変動をリアルタイムに正確に補正
でき、より高精度に造形を行うことができる。移動する
1個または複数個のセンサを用いて光ビームの照射位置
を認識すれば、移動する光ビームの照射位置を広範囲に
正確に測定できる。[0018] The light beam is spectrally can accurately correct lever irradiation position of one of the spectral beam is measured by the sensor, the variation in the irradiation position of the light beam during irradiation to the resin solution layer in real time, more precisely The modeling can be performed. Lever to recognize the irradiation position of the light beam using the one or more sensors to move, can be widely accurately measure the irradiation position of the light beam traveling.
【0019】掃き取り部材に取り付けられセンサで照射
位置が測定されれば、別の移動部材を用いることなくセ
ンサを移動できる。掃き取り部材が造形物の造形エリア
の中央部および端部で静止すれば、樹脂液面における平
行移動分の補正(原点補正)だけでなく、基準点(端
部)からの距離によるずれ量の増分を考慮した補正(ゲ
イン補正)も行うことができ、より高精度に変動を補正
できる。The irradiation position sensor attached to the scavenging come up member is measured lever, you can move the sensor without using a separate movable member. Sweep can up member is lever to rest in the central portion and the end portion of the shaped area of the shaped product, the correction of the translation component in the resin liquid level (origin correction) as well, the deviation due to the distance from the reference point (end) A correction (gain correction) in consideration of the increment of the amount can also be performed, and the fluctuation can be corrected with higher accuracy.
【0020】掃き取り部材の水平移動動作に光ビームが
同期して移動すれば、複数個の有限なセンサで照射中の
任意の照射位置の変動を補正でき、より高精度に造形を
行うことができる。各光硬化層を得る毎に変動補正が行
われれば、各光硬化層の造形精度がより向上する。The sweep can take-up lever to move the light beam is synchronized with the horizontal movement of the member, can correct for variations in any of the irradiation position during the irradiation of a plurality of finite sensors, performs modeling with higher precision be able to. Each photocurable layers get every variation correction line <br/> cracking lever, fabrication accuracy of the photo hardening layer is further improved.
【0021】一定時間毎および/または一定層を得る毎
に変動補正が行われれば、造形精度がより向上する。た
とえば所定のタイミングで光ビームの焦点距離および/
またはビーム径が測定されて、照射位置の変動の補正に
加えて光ビームの焦点距離の変動がさらに補正されれ
ば、光ビーム照射時の樹脂の硬化形状、硬化度合などを
一定にでき、より高精度で層間の接着力が優れた造形が
可能になる。[0021] a certain time and / or each variation correction for each obtain a constant layer is performed lever, molding accuracy is improved. For example, at a predetermined timing, the focal length of the light beam and / or
Or beam diameter is measured, the variation of the focal length of the light beam in addition to the correction of the variation of the irradiation position is further corrected
For example , the cured shape and the degree of curing of the resin at the time of light beam irradiation can be made constant, and modeling with higher precision and excellent adhesion between layers can be performed.
【0022】たとえば所定のタイミングで光ビームの出
力が測定され、その測定結果に基づき光源の出力が制御
されれば、光源の出力の変動が抑えられ、光ビーム照射
時の樹脂の硬化形状、硬化度合などを一定にでき、より
高精度で層間の接着力が優れた造形が可能になる。[0022] was example measured output of the light beam at a predetermined timing if, lever is output control of the light source based on the measurement result, variations in the output of the light source is suppressed, curing the shape of the resin during the light beam irradiation In addition, the degree of curing can be made constant, and modeling with higher precision and excellent adhesive strength between layers becomes possible.
【0023】[0023]
【実施例】ついで、この発明の実施例および参考技術の
実施例について、図面を参照しながら以下に説明する。実施例1 図1は、実施例1の実施に用いる光造形装置を示してい
る。図1において、光造形装置は、光源10と、光源1
0から照射された光をXY平面上に走査する光走査部1
1と、光硬化性樹脂液15を貯留する矩形枠状の樹脂液
槽12と、樹脂液槽12内に沈められた水平台状をなす
成形台13と、樹脂液槽12上を水平移動するドクター
ブレード(掃き取り部材)14とを備えている。Next, the embodiment of the present invention and the reference technology will be described.
Embodiments will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. 1 shows an optical shaping apparatus used for carrying out Embodiment 1. In FIG. 1, a light forming apparatus includes a light source 10 and a light source 1.
Light scanning unit 1 that scans light irradiated from 0 on the XY plane
1, a rectangular frame-shaped resin liquid tank 12 for storing the photocurable resin liquid 15, a horizontal trapezoidal molding table 13 submerged in the resin liquid tank 12, and horizontally moving on the resin liquid tank 12. A doctor blade (sweeping member) 14.
【0024】光源10は、たとえば、紫外線レーザ光を
照射するガスレーザ発振源であり、支持ステージ20上
に取り付けられている。光走査部11は、光源10とと
もに支持ステージ20に取り付けられている。光走査部
11は、光源10からのレーザ光を反射する3つの固定
ミラー21,22,23と、固定ミラー23で反射した
光をX方向に走査するX走査ミラー24と、X走査ミラ
ー24でX方向に走査されたレーザ光をY方向に走査し
て成形台13上の樹脂液面に向けて照射するY走査ミラ
ー25とを有している。X走査ミラー24およびY走査
ミラー25は、それぞれの駆動部26,27を有してお
り、駆動部26,27によりその傾斜角度を変更するこ
とでそれぞれの方向にレーザ光を走査する。すなわち、
光走査部11では、光源10から投射されたレーザ光1
7を2つの走査ミラー24,25でX,Yの2方向に偏
向して成形台13上に照射する。The light source 10 is, for example, a gas laser oscillation source that emits ultraviolet laser light, and is mounted on the support stage 20. The optical scanning unit 11 is attached to the support stage 20 together with the light source 10. The optical scanning unit 11 includes three fixed mirrors 21, 22, and 23 that reflect laser light from the light source 10, an X scanning mirror 24 that scans light reflected by the fixed mirror 23 in the X direction, and an X scanning mirror 24. And a Y-scanning mirror 25 that scans the laser light scanned in the X direction in the Y direction and irradiates the resin light surface on the molding table 13 with the laser light. The X-scanning mirror 24 and the Y-scanning mirror 25 have respective driving units 26 and 27, and scan the laser light in the respective directions by changing the inclination angles of the driving units 26 and 27. That is,
In the optical scanning unit 11, the laser light 1 projected from the light source 10
7 is deflected in two directions of X and Y by two scanning mirrors 24 and 25 and is irradiated onto the molding table 13.
【0025】樹脂液槽12の一隅には、直方体形状の凹
部12aが形成されており、この凹部12aには、光源
10から照射されたレーザ光の照射位置を検出するため
のセンサ30が設けられている。なお、センサ30は1
個ではなく複数個設けてもよい。センサ30は、たとえ
ば2次元位置検出素子(PSD)からなり、センサ30
に照射されたレーザ光の照射位置の所定位置(通常は受
光面の中心)からのX,Y方向のずれ量を2次元で検出
できる。このセンサ30は、コンピュータ31に接続さ
れている。A rectangular parallelepiped concave portion 12 a is formed at one corner of the resin liquid tank 12, and a sensor 30 for detecting an irradiation position of the laser beam emitted from the light source 10 is provided in the concave portion 12 a. ing. The sensor 30 is 1
A plurality may be provided instead of an individual. The sensor 30 includes, for example, a two-dimensional position detecting element (PSD).
The amount of deviation in the X and Y directions of the irradiation position of the laser light irradiated on the laser beam from a predetermined position (usually the center of the light receiving surface) can be detected two-dimensionally. The sensor 30 is connected to a computer 31.
【0026】コンピュータ31には、X,Y駆動部2
6,27と光源10と成形台昇降機構とドクターブレー
ド移動機構とも接続されている。コンピュータ31は、
成形台昇降機構とドクターブレード移動機構との移動を
制御するとともに、走査データに基づき光源10および
X,Y駆動部26,27を制御する。また、コンピュー
タ31は、所定のタイミングでセンサ30にレーザ光を
照射し、センサ30により照射位置が検出されると、所
定位置からのずれ量に基づき駆動部26,27を制御
し、走査ミラー24,25を傾けて照射位置の変動を補
正する。The computer 31 includes an X / Y drive unit 2
6, 27, the light source 10, the molding table elevating mechanism, and the doctor blade moving mechanism. Computer 31
In addition to controlling the movement of the molding table elevating mechanism and the doctor blade moving mechanism, the light source 10 and the X and Y driving units 26 and 27 are controlled based on the scanning data. The computer 31 irradiates the sensor 30 with laser light at a predetermined timing, and when the irradiation position is detected by the sensor 30, the computer 31 controls the driving units 26 and 27 based on the amount of deviation from the predetermined position, and , 25 are tilted to correct the variation of the irradiation position.
【0027】成形台13は、樹脂液槽12の外部に設置
された昇降機構(図示せず)により、樹脂液15中で昇
降可能になっており、造形された光硬化層16を支持す
る。ドクターブレード14は、樹脂液槽12の外部に設
置された水平移動機構(図示せず)により水平移動可能
となっている。ドクターブレード14は、成形台13ま
たは先に形成された光硬化層16の上に形成された樹脂
液薄膜上を水平移動により掃き取り、樹脂液薄層の厚み
を一定にしかつ表面を滑らかにするための部材である。The molding table 13 can be moved up and down in the resin liquid 15 by an elevating mechanism (not shown) installed outside the resin liquid tank 12, and supports the formed photocurable layer 16. The doctor blade 14 is horizontally movable by a horizontal movement mechanism (not shown) installed outside the resin liquid tank 12. The doctor blade 14 horizontally sweeps the resin liquid thin film formed on the molding table 13 or the light-cured layer 16 formed previously to make the thickness of the resin liquid layer constant and smooth the surface. It is a member for.
【0028】次に、実施手順の一例を、図2に示すフロ
ーチャートにしたがって説明する。コンピュータ31に
電源が投入されると、図2のステップS1では、X,Y
駆動部26,27に所定の指令値を送信し、X,Y走査
ミラー24,25を傾けてセンサ30の受光面に向けて
レーザ光を照射する。ステップS2では、センサ30の
レーザ光の照射位置(X0,Y0)を読み込む。この照
射位置(X0,Y0)が以降の照射位置の原点となる。 Next, an example of a real施手order, with reference to the flowchart shown in FIG. When the power of the computer 31 is turned on, in step S1 of FIG.
A predetermined command value is transmitted to the driving units 26 and 27, and the X and Y scanning mirrors 24 and 25 are tilted to irradiate a laser beam toward the light receiving surface of the sensor 30. In step S2, the irradiation position (X0, Y0) of the laser beam from the sensor 30 is read. This irradiation position (X0, Y0) becomes the origin of the subsequent irradiation positions.
【0029】ステップS3では、光源10およびX,Y
駆動部26,27に走査データを送信する。ステップS
4では、レーザ光を樹脂液面のXY方向に走査する。こ
の結果、樹脂液槽12内の成形台13上の樹脂液15の
露光部分が1層分所定の形状に硬化し、光硬化層16が
造形される。ステップS5では、成形台13を所定量下
降させ、続いて、ドクターブレード14を動作させる。
この結果、造形された光硬化層16の上に一定厚みの滑
らかな樹脂液薄膜が形成される。ステップS6では、全
ての光硬化層16の造形が終了したか否かを判断する。
全ての光硬化層16の造形が終了した場合には処理を終
了し、造形が終了していない場合にはステップS7に移
行する。ステップS7では、ステップS1と同様に所定
の指令値をX,Y駆動部26,27に送信し、X,Y走
査ミラー24,25を傾けてセンサ30の受光面に向け
てレーザ光を照射する。ステップS8では、センサ30
のレーザ光の照射位置(X1,Y1)を読み込む。ステ
ップS9では、今回の照射位置(X1,Y1)と原点
(X0,Y0)との差により補正量(ΔX,ΔY)を求
める。ステップS10では、次の光硬化層16を造形す
る際の走査データの補正を行う。具体的にはX(補正後
の走査データ)=X(補正前の走査データ)−ΔX、Y
(補正後の走査データ)=Y(補正前の走査データ)−
ΔYでデータの補正を行う。ステップS10での補正が
終了するとステップS3に戻り、次の光硬化層16の走
査データを光源10およびX,Y駆動部26,27に送
信し、以降の動作を造形終了まで繰り返す。In step S3, the light source 10 and X, Y
The scanning data is transmitted to the driving units 26 and 27. Step S
In 4, the laser beam is scanned in the XY directions on the resin liquid surface. As a result, the exposed portion of the resin liquid 15 on the molding table 13 in the resin liquid tank 12 is cured in a predetermined shape by one layer, and the photocurable layer 16 is formed. In step S5, the molding table 13 is lowered by a predetermined amount, and then the doctor blade 14 is operated.
As a result, a smooth resin liquid thin film having a constant thickness is formed on the formed photocurable layer 16. In step S6, it is determined whether or not the shaping of all the photocurable layers 16 has been completed.
If the shaping of all the photocurable layers 16 has been completed, the process ends. If the shaping has not been completed, the process proceeds to step S7. In step S7, a predetermined command value is transmitted to the X and Y driving units 26 and 27 as in step S1, and the X and Y scanning mirrors 24 and 25 are tilted to irradiate a laser beam toward the light receiving surface of the sensor 30. . In step S8, the sensor 30
The laser beam irradiation position (X1, Y1) is read. In step S9, the correction amount (ΔX, ΔY) is obtained from the difference between the current irradiation position (X1, Y1) and the origin (X0, Y0). In step S10, the scanning data for forming the next photocurable layer 16 is corrected. Specifically, X (scan data after correction) = X (scan data before correction) −ΔX, Y
(Scan data after correction) = Y (scan data before correction) −
The data is corrected by ΔY. Upon completion of the correction in step S10, the process returns to step S3, where the next scan data of the photocurable layer 16 is transmitted to the light source 10 and the X and Y driving units 26 and 27, and the subsequent operations are repeated until the modeling is completed.
【0030】この実施例では、センサ30により層形成
の都度、照射位置を補正して照射位置の変動を抑えてい
る。このため、照射位置が常に一定になり、造形精度が
向上する。また、センサ30が樹脂液槽12の一隅に固
定されているので、センサ30の測定精度が向上する。実施例2 図3は実施例2の実施に用いる光造形装置を示してい
る。なお、以降の図において、実施例1と同一または対
応する部材に対しては同一符号を用い、その説明は省略
する。また、X,Yミラー24,25およびその駆動部
26,27のうち、Xミラー24およびX駆動部26の
図示は省略し、ミラー25および駆動部27がXYの2
方向にレーザ光を走査するものとする。In this embodiment, each time a layer is formed by the sensor 30, the irradiation position is corrected to suppress the fluctuation of the irradiation position. Therefore, the irradiation position is always constant, and the modeling accuracy is improved. Further, since the sensor 30 is fixed to one corner of the resin liquid tank 12, the measurement accuracy of the sensor 30 is improved. Embodiment 2 FIG. 3 shows an optical shaping apparatus used for carrying out Embodiment 2. In the following drawings, the same or corresponding members as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Also, of the X and Y mirrors 24 and 25 and their driving units 26 and 27, the illustration of the X mirror 24 and the X driving unit 26 is omitted, and the mirror 25 and the driving unit 27
It is assumed that laser light is scanned in the direction.
【0031】図3において、センサ30は、樹脂液槽1
2の一隅ではなく、光源10が取り付けられた支持ステ
ージ20に設けられている。また、支持ステージ20に
は、固定ミラー22からのレーザ光を2つに分光するビ
ームスプリッタ28が配置されている。ビームスプリッ
タ28で分光された一方のレーザ光は、固定ミラー23
に照射され、他方のレーザ光は、センサ30の受光面の
中心に照射されるようになっている。他の構成は実施例
1と同様なため説明を省略する。In FIG. 3, the sensor 30 is a resin liquid tank 1.
The light source 10 is provided not on one corner but on the support stage 20 to which the light source 10 is attached. A beam splitter 28 that splits the laser light from the fixed mirror 22 into two is disposed on the support stage 20. One of the laser beams split by the beam splitter 28 is
, And the other laser beam is applied to the center of the light receiving surface of the sensor 30. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
【0032】次に、実施例2の実施手順を、図2のフロ
ーチャートに用いて説明する。この実施例2では、ステ
ップS1およびステップS7の処理は不要である。なぜ
なら、レーザ光は常にセンサ30に照射されるからであ
る。したがって、この実施例2では、ステップS2から
動作を開始する。そして、ステップS3〜ステップS1
0(ステップS7を除く)までの動作を造形が終了する
まで繰り返す。なお、照射位置の測定は、層毎に行わず
に任意のタイミング(たとえば、X方向の一走査毎)に
行ってもよい。Next, the procedure of Embodiment 2 will be described with reference to the flowchart of FIG. In the second embodiment, the processes in steps S1 and S7 are unnecessary. This is because the laser beam is always irradiated on the sensor 30. Therefore, in the second embodiment, the operation is started from step S2. Then, steps S3 to S1
The operation up to 0 (excluding step S7) is repeated until the modeling is completed. The measurement of the irradiation position may be performed at an arbitrary timing (for example, every scanning in the X direction) without performing the measurement for each layer.
【0033】この実施例2では照射位置を常時測定でき
るので、補正を任意のタイミングでリアルタイムに行
え、フィードバック制御等の精密な制御も可能になる。実施例3 図4は実施例3の実施に用いる光造形装置を示してい
る。実施例1および実施例2ではセンサを固定していた
が、この実施例ではセンサを移動可能に配置している。In the second embodiment, since the irradiation position can be constantly measured, the correction can be performed in real time at an arbitrary timing, and precise control such as feedback control can be performed. Third Embodiment FIG. 4 shows an optical shaping apparatus used for implementing the third embodiment. In the first and second embodiments, the sensor is fixed, but in this embodiment, the sensor is movably arranged.
【0034】図3において、ドクターブレード14上に
は、その長手方向に間隔を隔てて3個のセンサ30a,
30b,30cが配置されている。センサ30aは、ド
クターブレード14の中央に、センサ30bは、ドクタ
ーブレード14の図4手前側に、センサ30cは、ドク
ターブレード14の図4奥側にそれぞれ配置されてい
る。その他の構成は実施例1(図1)と同様であり、説
明を省略する。In FIG. 3, three sensors 30a, 30a are arranged on the doctor blade 14 at intervals in the longitudinal direction.
30b and 30c are arranged. The sensor 30a is arranged at the center of the doctor blade 14, the sensor 30b is arranged at the near side of the doctor blade 14 in FIG. 4, and the sensor 30c is arranged at the back side of the doctor blade 14 in FIG. Other configurations are the same as those of the first embodiment (FIG. 1), and the description is omitted.
【0035】次に、実施例3の実施手順の一例を、図5
に示すフローチャートにしたがって説明する。図5のス
テップS11では、ドクターブレード14の位置をポジ
ション1にする。このポジション1は、図6に示すよう
に樹脂液槽12の端部である。ステップS12では、駆
動部27への指令値(X’10,Y’10)を、図6に
示すエリアA(センサ30aの受光面)の中心位置にレ
ーザ光の照射位置が一致するように設定する。ステップ
S13では、駆動部27へ初期指令値(X’10,Y’
10)を送信し、走査ミラー25を傾けてセンサ30a
の受光面に向けてレーザ光を照射する。ステップS14
では、照射位置(X1,Y1)がエリアA内の所定位置
(X10,Y10)と一致したか否かを判断する。照射
位置と所定位置とが一致しない場合はステップS15に
移行する。ステップS15では、初期指令値(X’1
0,Y’10)を補正する。具体的には、初期指令値か
ら照射位置と所定位置との偏差を減ずる(X’10=
X’10−(X1−X10)、Y’10=Y’10−
(Y1−Y10))。補正を終わるとステップS13に
戻り、補正された新たな初期指令値を駆動部27へ送信
し、照射位置と所定位置とが一致するまでステップS1
5,S13の動作を繰り返し、初期指令値を補正する。Next, an example of the procedure of the third embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described according to the flowchart shown in FIG. In step S11 in FIG. 5, the position of the doctor blade 14 is set to position 1. This position 1 is the end of the resin tank 12 as shown in FIG. In step S12, the command values (X'10, Y'10) to the drive unit 27 are set so that the irradiation position of the laser beam coincides with the center position of the area A (the light receiving surface of the sensor 30a) shown in FIG. I do. In step S13, the initial command value (X'10, Y ') is sent to the drive unit 27.
10), the scanning mirror 25 is tilted and the sensor 30a is
Is irradiated with a laser beam toward the light receiving surface of. Step S14
Then, it is determined whether or not the irradiation position (X1, Y1) matches a predetermined position (X10, Y10) in the area A. If the irradiation position does not match the predetermined position, the process proceeds to step S15. In step S15, the initial command value (X'1
0, Y'10). Specifically, the deviation between the irradiation position and the predetermined position is reduced from the initial command value (X′10 =
X′10− (X1−X10), Y′10 = Y′10−
(Y1-Y10)). When the correction is completed, the process returns to step S13, and the corrected new initial command value is transmitted to the drive unit 27, and the process proceeds to step S1 until the irradiation position matches the predetermined position.
5. The operations of S13 are repeated to correct the initial command value.
【0036】照射位置と所定位置とが一致した場合は、
ステップS14からステップS16に移行する。ステッ
プS16では、ドクターブレード14の位置をポジショ
ン2にする。このポジション2は、図6に示すように樹
脂液槽12のほぼ中央部であり、造形エリアの中心部で
ある。ステップS17では、ステップS12〜ステップ
S15の動作と同様な動作をエリアBおよびエリアCで
行い、エリアB,Cに配置されたセンサ30a,30b
への初期指令値(X’20,Y’20)、(X’30,
Y’30)を求める。When the irradiation position coincides with the predetermined position,
The process moves from step S14 to step S16. In step S16, the position of the doctor blade 14 is set to position 2. The position 2 is substantially the center of the resin tank 12 as shown in FIG. 6, and is the center of the molding area. In step S17, operations similar to those in steps S12 to S15 are performed in the areas B and C, and the sensors 30a and 30b arranged in the areas B and C are operated.
(X'20, Y'20), (X'30,
Y'30).
【0037】ステップS18では、ドクターブレード1
4の位置をポジション1に戻す。ステップS19では、
光源10および駆動部27に走査データを送信し、レー
ザ光を樹脂液面のXY方向に走査する。この結果、樹脂
液槽12内の成形台13上の樹脂液15の露光部分が1
層分所定の形状に硬化し、光硬化層16が造形される。
ステップS20では、成形台13を所定量下降させ、続
いて、ドクターブレード14を動作させる。この結果、
造形された光硬化層16の上に一定の厚みの滑らかな樹
脂液薄膜が形成される。ステップS21では、全ての層
の造形が終了したか否かを判断する。全ての層の造形が
終了した場合には処理を終了し、造形が終了していない
場合にはステップS22に移行する。In step S18, the doctor blade 1
Return position 4 to position 1. In step S19,
The scanning data is transmitted to the light source 10 and the driving unit 27, and the laser light is scanned in the XY directions on the resin liquid surface. As a result, the exposed portion of the resin liquid 15 on the molding table 13 in the resin liquid tank 12 becomes 1
The layers are cured into a predetermined shape, and the photocurable layer 16 is formed.
In step S20, the molding table 13 is lowered by a predetermined amount, and then the doctor blade 14 is operated. As a result,
A smooth resin liquid thin film having a constant thickness is formed on the formed photocurable layer 16. In step S21, it is determined whether or not modeling of all layers has been completed. If the modeling of all the layers has been completed, the process is terminated. If the modeling has not been completed, the process proceeds to step S22.
【0038】ステップS22では、初期指令値(X’1
0,Y’10)、(X’20,Y’20)、(X’3
0,Y’30)を次の層の指令値(X’1,Y’1)、
(X’2,Y’2)、(X’3,Y’3)にする。ステ
ップS23では、駆動部27へ指令値(X’1,Y’
1)を送信し、走査ミラー25を傾けてセンサ30aの
受光面に向けてレーザ光を照射する。ステップS24で
は、照射位置(X1,Y1)がエリアA内の所定位置
(X10,Y10)と一致したか否かを判断する。照射
位置と所定位置とが一致しない場合はステップS25に
移行する。ステップS25では、指令値(X’1,Y’
1)を補正する。具体的には、指令値から照射位置と所
定位置との偏差を減ずる(X’1=X’1−(X1−X
10)、Y’1=Y’1−(Y1−Y10))。補正を
終わるとステップS23に戻り、補正された指令値を駆
動部27へ送信し、照射位置と所定位置とが一致するま
でステップS25,S23の動作を繰り返し、指令値を
補正する。In step S22, the initial command value (X'1
0, Y'10), (X'20, Y'20), (X'3
0, Y'30) to the next layer command value (X'1, Y'1),
(X'2, Y'2) and (X'3, Y'3). In step S23, the command values (X'1, Y '
1) is transmitted, and the scanning mirror 25 is tilted to irradiate laser light toward the light receiving surface of the sensor 30a. In step S24, it is determined whether or not the irradiation position (X1, Y1) matches a predetermined position (X10, Y10) in area A. If the irradiation position does not match the predetermined position, the process proceeds to step S25. In step S25, the command values (X'1, Y '
Correct 1). Specifically, the deviation between the irradiation position and the predetermined position is subtracted from the command value (X'1 = X'1- (X1-X
10), Y'1 = Y'1- (Y1-Y10)). When the correction is completed, the process returns to step S23, where the corrected command value is transmitted to the drive unit 27, and the operations of steps S25 and S23 are repeated until the irradiation position matches the predetermined position, thereby correcting the command value.
【0039】照射位置と所定位置とが一致した場合は、
ステップS24からステップS26に移行する。ステッ
プS26では、ドクターブレード14の位置をポジショ
ン2にする。ステップS27では、ステップS22〜ス
テップS25の動作と同様な動作をエリアBおよびエリ
アCで行い、エリアB,Cに配置されたセンサ30a,
30bへの指令値(X’2,Y’2)、(X’3,Y’
3)を補正する。When the irradiation position coincides with the predetermined position,
The process moves from step S24 to step S26. In step S26, the position of the doctor blade 14 is set to position 2. In step S27, the same operation as the operation in step S22 to step S25 is performed in area B and area C, and sensors 30a and
30b to the command values (X'2, Y'2), (X'3, Y '
Correct 3).
【0040】ステップS28では、各測定エリアA,
B,Cにおいて指令値(X’1,Y’1)、(X’2,
Y’2)、(X’3,Y’3)と初期指令値(X’1
0,Y’10)、(X’20,Y’20)、(X’3
0,Y’30)との偏差(ΔX1,ΔY1)、(ΔX
2,ΔY2)、(ΔX3,ΔY3)をそれぞれ求める。
ここで各偏差は ΔX1=X’1−X’10,ΔY1=Y’1−Y’10 ΔX2=X’2−X’20,ΔY2=X’2−X’20 ΔX3=X’3−X’30,ΔY3=Y’3−Y’30
である。In step S28, each measurement area A,
In B and C, the command values (X′1, Y′1), (X′2,
Y'2), (X'3, Y'3) and the initial command value (X'1
0, Y'10), (X'20, Y'20), (X'3
0, Y′30), (ΔX1, ΔY1), (ΔX
2, ΔY2) and (ΔX3, ΔY3).
Here, each deviation is ΔX1 = X′1-X′10, ΔY1 = Y′1-Y′10 ΔX2 = X′2-X′20, ΔY2 = X′2-X′20 ΔX3 = X′3-X '30, ΔY3 = Y'3-Y'30
It is.
【0041】ステップS29では次の層の走査データの
原点補正を下記式により行う。 X(原点補正後の走査データ)=X(補正前)−ΔX2 Y(原点補正後の走査データ)=Y(補正前)−ΔY2 ステップS30では、指令値差の傾き(α,β)を下記
式により求める。 α=(ΔX1−ΔX2)/g β=(ΔY2−ΔY3)/h 但し、h=X20−X10 g=Y30−Y20 ステップS31では、求められた指令値差の傾き(α,
β)により、次の層の走査データのゲイン補正を下記式
により行う。In step S29, the origin of the scan data of the next layer is corrected by the following equation. X (scan data after origin correction) = X (before correction) −ΔX2 Y (scan data after origin correction) = Y (before correction) −ΔY2 In step S30, the inclination (α, β) of the command value difference is calculated as follows. It is determined by the formula. α = (ΔX1−ΔX2) / g β = (ΔY2−ΔY3) / h where h = X20−X10 g = Y30−Y20 In step S31, the slope of the obtained command value difference (α,
According to β), the gain of the scan data of the next layer is corrected by the following equation.
【0042】X(ゲイン補正後の走査データ)=X(原
点補正後)+α(X(原点補正後)−X20) Y(ゲイン補正後の走査データ)=Y(原点補正後)+
β(Y(原点補正後)−Y20) ステップS31でのゲイン補正が終了するとステップS
18に戻り、ドクターブレード14をポジション1にし
て、ステップS18〜S31の動作を造形終了するまで
繰り返す。X (scan data after gain correction) = X (after origin correction) + α (X (after origin correction) -X20) Y (scan data after gain correction) = Y (after origin correction) +
β (Y (after origin correction) -Y20) When the gain correction in step S31 is completed, step S
18, the doctor blade 14 is set to the position 1, and the operations of steps S18 to S31 are repeated until the modeling is completed.
【0043】ここでは、移動するドクターブレード14
にセンサ30a,30bを配置したので、特別な部材を
用いることなくセンサ30a,30bを移動させること
ができる。また、複数のセンサ30a,30bを樹脂液
槽12の端部と中央部とに移動させることで、樹脂液面
における平行移動分の補正(原点補正)だけでなく、基
準点(端部)からの距離によるずれ量の増分を考慮した
補正(ゲイン補正)も行うことができ、より高精度に変
動を補正でき、一層高精度な造形を行うことができる。Here, the moving doctor blade 14
Since the sensors 30a and 30b are arranged at the same position, the sensors 30a and 30b can be moved without using a special member. Further, by moving the plurality of sensors 30a and 30b to the end and the center of the resin liquid tank 12, not only the correction of the parallel movement on the resin liquid surface (origin correction) but also the reference point (end). (Gain correction) in consideration of the increment of the shift amount due to the distance, the fluctuation can be corrected with higher accuracy, and the modeling with higher accuracy can be performed.
【0044】実施例4 上記実施例3では3個のうち2個のセンサ30a,30
bを用い、その補正を固定のエリアで行ったが、この実
施例では3個のセンサ30a〜30cを用い、ドクター
ブレード14を走査に同期して移動させて補正点の数を
多くしている。なお、構造については実施例3と同様な
ため、説明を省略する。 Fourth Embodiment In the third embodiment, two of the three sensors 30a, 30
b, the correction is performed in a fixed area. In this embodiment, the number of correction points is increased by using three sensors 30a to 30c and moving the doctor blade 14 in synchronization with scanning. . Note that the structure is the same as that of the third embodiment, and the description is omitted.
【0045】実施例4の実施手順の一例を、図7に示す
フローチャートにしたがって説明する。図7のステップ
S41では、光走査部11の走査ミラー25とドクター
ブレード14とを同期させて移動させ、常にセンサ30
aでレーザ光を受光できるようにして、所定のタイミン
グで照射位置を測定し、複数の測定点での照射位置のデ
ータを得る。なお、ここでの測定点の数は可能な限り多
い方がよいが、測定時間と演算処理速度とを勘案して測
定点の数を決定するのが好ましい。ステップS42で
は、同様にして常にセンサ30bでレーザ光を受光でき
るようにして、所定のタイミングで照射位置を測定す
る。ステップS43では、同様にして常にセンサ30c
でレーザ光を受光できるようにして、所定のタイミング
で照射位置を測定する。このこのようにして3つのセン
サ30a〜30cの照射位置の初期値を測定し、照射位
置の初期位置データを得る。An example of the procedure of the fourth embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In step S41 of FIG. 7, the scanning mirror 25 of the optical scanning unit 11 and the doctor blade 14 are moved in synchronization with each other,
The laser beam can be received at a, the irradiation position is measured at a predetermined timing, and data of the irradiation position at a plurality of measurement points is obtained. The number of measurement points is preferably as large as possible, but it is preferable to determine the number of measurement points in consideration of the measurement time and the processing speed. In step S42, similarly, the irradiation position is measured at a predetermined timing such that the sensor 30b can always receive the laser beam. In step S43, similarly, the sensor 30c
And the laser beam can be received, and the irradiation position is measured at a predetermined timing. In this way, the initial values of the irradiation positions of the three sensors 30a to 30c are measured, and the initial position data of the irradiation positions is obtained.
【0046】ステップS44では、駆動部27に走査デ
ータを送信し、レーザ光を樹脂液面のXY方向に走査す
る。この結果、樹脂液槽12内の成形台13上の樹脂液
15の露光部分が1層分所定の形状に硬化し、所定厚み
の光硬化層16が造形される。ステップS45では、成
形台13を所定量下降させ、続いて、ドクターブレード
14を動作させる。この結果、造形された光硬化層16
の上に次層の光硬化層となる一定厚みの滑らかな樹脂液
薄膜が形成される。ステップS46では、全ての光硬化
層の造形が終了したか否かを判断する。全ての光硬化層
の造形が終了した場合には処理を終了し、造形が終了し
ていない場合にはステップS47に移行する。In step S44, the scan data is transmitted to the drive unit 27, and the laser light is scanned in the XY directions on the resin liquid surface. As a result, the exposed portion of the resin liquid 15 on the molding table 13 in the resin liquid tank 12 is cured in a predetermined shape by one layer, and a photo-cured layer 16 having a predetermined thickness is formed. In step S45, the molding table 13 is lowered by a predetermined amount, and then the doctor blade 14 is operated. As a result, the formed photocurable layer 16
A smooth resin liquid thin film having a constant thickness to be a next photo-cured layer is formed on the substrate. In step S46, it is determined whether or not the shaping of all the photocurable layers has been completed. If the shaping of all the photocurable layers has been completed, the process ends. If the shaping has not been completed, the process proceeds to step S47.
【0047】ステップS47では、ステップS41と同
様に光走査部11の走査ミラー25とドクターブレード
14とを同期させて移動させ、常にセンサ30aでレー
ザ光を受光できるようにして、初期位置と同じタイミン
グで照射位置を測定する。ステップS48では、同様に
して常にセンサ30bでレーザ光を受光できるようにし
て、所定のタイミングで照射位置を測定する。ステップ
S49では、同様にして常にセンサ30cでレーザ光を
受光できるようにして、所定のタイミングで同じ測定点
で照射位置を測定する。このようにして3つのセンサ3
0a〜30cの層造形終了後の照射位置を測定する。In step S47, similarly to step S41, the scanning mirror 25 of the optical scanning unit 11 and the doctor blade 14 are moved synchronously so that the laser beam can be always received by the sensor 30a. Measure the irradiation position with. In step S48, similarly, the irradiation position is measured at a predetermined timing such that the sensor 30b can always receive the laser beam. In step S49, similarly, the laser beam is always received by the sensor 30c, and the irradiation position is measured at the same measurement point at a predetermined timing. Thus, three sensors 3
The irradiation position after completion of the layer shaping of 0a to 30c is measured.
【0048】ステップS50では、各測定点での初期値
と照射位置との偏差を求める。ステップS51では、次
層の走査データがどの測定点に最も近いかを調べ、その
測定点における補正量(初期値と照射位置との偏差)を
走査データより差し引く補正を行う。そして、ステップ
S44に戻り、次層の走査データを送信して層の形成を
造形終了まで繰り返して行う。In step S50, a deviation between the initial value at each measurement point and the irradiation position is determined. In step S51, it is determined which measurement point the scanning data of the next layer is closest to, and correction is performed by subtracting the correction amount (deviation between the initial value and the irradiation position) at the measurement point from the scanning data. Then, returning to step S44, the scanning data of the next layer is transmitted, and the formation of the layer is repeated until the modeling is completed.
【0049】ここでは、3つのセンサ(有限個のセン
サ)を用いて無限個(多数の)測定点での偏差(ずれ)
を測定でき、より高精度な造形が可能になる。実施例5 実施例1〜4では一層造形毎に補正を行ったが、この実
施例では一定層造形毎または一定時間毎に補正をおこな
う。なお、構成については上述した実施例と同様である
ので説明を省略する。Here, a deviation (displacement) at an infinite number (many) of measurement points using three sensors (finite number of sensors).
Can be measured, and more accurate modeling can be performed. Fifth Embodiment In the first to fourth embodiments, the correction is performed for each one-layer molding. However, in this embodiment, the correction is performed for each constant layer molding or every predetermined time. Note that the configuration is the same as that of the above-described embodiment, and a description thereof will be omitted.
【0050】実施例5の実施手順の一例を、図8に示す
フローチャートにしたがって説明する。なお、ここで
は、実施例1と同一の構成のもの、つまり図1のセンサ
30が固定のもので実施手順を説明する。ただし、セン
サは移動するものでもよい。図7のステップS61で
は、X,Y駆動部26,27に所定の指令値を送信し、
X,Y走査ミラー24,25を傾けてセンサ30の受光
面に向けてレーザ光を照射する。ステップS62では、
センサ30のレーザ光の照射位置(X0,Y0)を読み
込む。この照射位置(X0,Y0)が以降の照射位置の
原点となる。An example of the procedure of the fifth embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Here, the procedure will be described with the same configuration as that of the first embodiment, that is, with the sensor 30 of FIG. 1 fixed. However, the sensor may be moving. In step S61 of FIG. 7, a predetermined command value is transmitted to the X and Y driving units 26 and 27,
The X and Y scanning mirrors 24 and 25 are tilted to irradiate laser light toward the light receiving surface of the sensor 30. In step S62,
The irradiation position (X0, Y0) of the laser beam from the sensor 30 is read. This irradiation position (X0, Y0) becomes the origin of the subsequent irradiation positions.
【0051】ステップS63では、積層数を示す変数i
を「0」にセットする。ステップS64では光源10お
よびX,Y駆動部26,27に走査データを送信する。
ステップS65では、レーザ光を樹脂液面のXY方向に
走査する。この結果、樹脂液槽12内の成形台13上の
樹脂液15の露光部分が1層分所定の形状に硬化する。
ステップS66では、変数iをインクリメントする。ス
テップS67では、成形台13を所定量下降させ、続い
て、ドクターブレード14を動作させる。ステップS6
8では、全ての層の造形が終了したか否かを判断する。
全ての層の造形が終了した場合には処理を終了し、造形
が終了していない場合にはステップS69に移行する。
ステップS69では、補正をタイミングを判断するため
に、積層数を示す変数iが10で割り切れる数か否かを
判断する。つまり10層積層毎の補正タイミングを判断
する。In step S63, a variable i indicating the number of layers
Is set to “0”. In step S64, scanning data is transmitted to the light source 10 and the X and Y driving units 26 and 27.
In step S65, the laser beam is scanned in the XY directions on the resin liquid surface. As a result, the exposed portion of the resin liquid 15 on the molding table 13 in the resin liquid tank 12 is cured in a predetermined shape for one layer.
In step S66, the variable i is incremented. In step S67, the molding table 13 is lowered by a predetermined amount, and then the doctor blade 14 is operated. Step S6
At 8, it is determined whether or not modeling of all layers has been completed.
If the modeling of all the layers has been completed, the process is terminated. If the modeling has not been completed, the process proceeds to step S69.
In step S69, in order to determine the timing of the correction, it is determined whether or not the variable i indicating the number of laminations is a number divisible by 10. That is, the correction timing for every ten layers is determined.
【0052】補正タイミングと判断するとステップS6
9からステップS70に移行する。ステップS70で
は、ステップS61と同様に所定の指令値をX,Y駆動
部26,27に送信し、X,Y走査ミラー24,25を
傾けてセンサ30の受光面に向けてレーザ光を照射す
る。ステップS71では、センサ30のレーザ光の照射
位置(X1,Y1)を読み込む。ステップS72では、
今回の照射位置(X1,Y1)と原点(X0,Y0)と
の差により補正量(ΔX,ΔY)を求める。ステップS
73では、次の光硬化層を形成する際の走査データの補
正を行う。具体的にはX(補正後の走査データ)=X
(補正前の走査データ)−ΔX、Y(補正後の走査デー
タ)=Y(補正前の走査データ)−ΔYでデータの補正
を行う。ステップS73での補正が終了するとステップ
S64に戻り、次の層の走査データを光源10および
X,Y駆動部26,27に送信し、以降の動作を造形終
了まで繰り返す。また、ステップS69で補正のタイミ
ングではないと判断するとステップS73に移行する。When it is determined that the timing is the correction timing, step S6 is performed.
Then, the process moves from step 9 to step S70. In step S70, a predetermined command value is transmitted to the X and Y driving units 26 and 27 as in step S61, and the X and Y scanning mirrors 24 and 25 are tilted to irradiate the laser light toward the light receiving surface of the sensor 30. . In step S71, the irradiation position (X1, Y1) of the sensor 30 with the laser beam is read. In step S72,
The correction amount (ΔX, ΔY) is obtained from the difference between the current irradiation position (X1, Y1) and the origin (X0, Y0). Step S
At 73, the scanning data for forming the next photocurable layer is corrected. Specifically, X (scan data after correction) = X
The data is corrected by (scan data before correction) −ΔX, Y (scan data after correction) = Y (scan data before correction) −ΔY. Upon completion of the correction in step S73, the process returns to step S64, where the scanning data of the next layer is transmitted to the light source 10 and the X and Y driving units 26 and 27, and the subsequent operation is repeated until the modeling is completed. If it is determined in step S69 that it is not the timing for correction, the process proceeds to step S73.
【0053】ここでは、一定層(実施例は10層)造形
毎に補正を行うので、一層造形毎に補正を行うよりも高
速で造形できる。なお、一定層毎に補正を行う代わりに
一定時間毎に補正を行ってもよい。この場合には、ステ
ップS69での判断を層数ではなく時間で判断し、たと
えば、造形開始から10分毎に補正を行うようにすれば
よい。In this case, since the correction is performed for each fixed layer (10 layers in the embodiment), the modeling can be performed at a higher speed than when the correction is performed for each layer. It should be noted that the correction may be performed at fixed time intervals instead of at each fixed layer. In this case, the determination in step S69 may be made not by the number of layers but by time, and the correction may be made, for example, every 10 minutes from the start of modeling.
【0054】実施例6 実施例1〜5では照射位置のみを補正したが、実施例6
では焦点距離の変動をさらに補正している。図9は、実
施例6の実施に用いる光造形装置を示している。図にお
いて、光造形装置は、図1に示す構成に加えて、固定ミ
ラー23と走査ミラー25との間に配置された焦点距離
調整器29と、樹脂液槽12のセンサ30が配置された
凹部12aと対称の凹部12bに受光部を上向きにして
配置されたビーム径測定用のセンサ32とを備えてい
る。焦点距離調整器29は、図10に示すように、その
間隔が調整可能な凸レンズ35および凹レンズ36を有
している。両レンズ35,39の距離Lは、コンピュー
タ31からの指令値により制御される。ここでは、距離
Lを大きくすると焦点距離が長くなり、小さくすると焦
点距離が短くなる。センサ32は、たとえば受光部と受
光部前を移動するスリットとを備えたスリット方式のも
のであり、コンピュータ31に接続されている。センサ
32は、測定時にスリットを移動させ、コンピュータ3
1は、センサ32の受光部が光を検知している時間を測
定することによりビーム径を算出する。 Sixth Embodiment In the first to fifth embodiments, only the irradiation position is corrected.
In this example, the fluctuation of the focal length is further corrected. FIG. 9 shows an optical shaping apparatus used for implementing the sixth embodiment. In the figure, in addition to the configuration shown in FIG. 1, the optical shaping apparatus includes a focal length adjuster 29 disposed between the fixed mirror 23 and the scanning mirror 25, and a concave portion in which the sensor 30 of the resin liquid tank 12 is disposed. A beam diameter measuring sensor 32 is provided in the concave portion 12b symmetrical to the light receiving portion 12a with the light receiving portion facing upward. As shown in FIG. 10, the focal length adjuster 29 has a convex lens 35 and a concave lens 36 whose distance can be adjusted. The distance L between the lenses 35 and 39 is controlled by a command value from the computer 31. Here, increasing the distance L increases the focal length, while decreasing the distance L decreases the focal length. The sensor 32 is of a slit type including, for example, a light receiving unit and a slit that moves in front of the light receiving unit, and is connected to the computer 31. The sensor 32 moves the slit at the time of measurement, and the computer 3
1 calculates the beam diameter by measuring the time during which the light receiving section of the sensor 32 is detecting light.
【0055】次に、実施例6の実施手順の一例を、図1
1に示すフローチャートにしたがって説明する。図11
のステップS81では、駆動部27に所定の指令値を送
信し、走査ミラー25を傾けてセンサ30の受光面に向
けてレーザ光を照射する。ステップS82では、センサ
30のレーザ光の照射位置(X0,Y0)を読み込む。
この照射位置(X0,Y0)が以降の照射位置の原点と
なる。Next, an example of the procedure of Embodiment 6 is shown in FIG.
1 will be described. FIG.
In step S81, a predetermined command value is transmitted to the drive unit 27, and the scanning mirror 25 is tilted to irradiate a laser beam toward the light receiving surface of the sensor 30. In step S82, the irradiation position (X0, Y0) of the laser beam from the sensor 30 is read.
This irradiation position (X0, Y0) becomes the origin of the subsequent irradiation positions.
【0056】ステップS83では光源10および駆動部
27に走査データを送信し、レーザ光を樹脂液面のXY
方向に走査する。この結果、樹脂液槽12内の成形台1
3上の樹脂液15の露光部分が1層分所定の形状に硬化
し、所定の厚みの光硬化層16が形成される。ステップ
S84では、成形台13を所定量下降させ、続いて、ド
クターブレード14を動作させる。この結果、光硬化層
16の上に次層となる樹脂液薄膜が形成される。ステッ
プS85では、全ての光硬化層16の造形が終了したか
否かを判断する。全ての層の造形が終了した場合には処
理を終了し、造形が終了していない場合にはステップS
86に移行する。ステップS86では、駆動部27に所
定の指令値を送信し、走査ミラー25を傾けてセンサ3
2の受光部に向けてレーザ光を照射する。ステップS8
7では、センサ32の出力によりビーム径を測定する。
ステップS88では測定されたビーム径が所定範囲内か
否かを判断する。ビーム径が所定範囲より小さい場合に
はステップS88からステップS89に移行し、焦点距
離調整器29のレンズ距離Lを所定長さ大きくして焦点
距離を長くし、ビーム径を大きくし、ステップS87に
戻り、再度ビーム径を測定する。ビーム径が所定範囲よ
り大きい場合にはステップS88からステップS90に
移行し、焦点距離調整器29のレンズ距離Lを所定長さ
小さくして焦点距離を短くし、ビーム径を小さくし、ス
テップS87に戻り、再度ビーム径を測定する。この結
果、樹脂液15に常に所定範囲のビーム径のレーザ光が
照射される。In step S83, the scan data is transmitted to the light source 10 and the drive unit 27, and the laser light is applied to the XY plane of the resin liquid level.
Scan in the direction. As a result, the molding table 1 in the resin liquid tank 12
The exposed portion of the resin liquid 15 on the substrate 3 is cured into a predetermined shape by one layer, and a photo-cured layer 16 having a predetermined thickness is formed. In step S84, the molding table 13 is lowered by a predetermined amount, and then the doctor blade 14 is operated. As a result, a resin liquid thin film to be the next layer is formed on the photocurable layer 16. In step S85, it is determined whether or not the shaping of all the photocurable layers 16 has been completed. If the modeling of all the layers has been completed, the process ends. If the modeling has not been completed, step S
Go to 86. In step S86, a predetermined command value is transmitted to the drive unit 27, and the scanning mirror 25 is tilted to
A laser beam is emitted toward the second light receiving unit. Step S8
At 7, the beam diameter is measured based on the output of the sensor 32.
In step S88, it is determined whether or not the measured beam diameter is within a predetermined range. If the beam diameter is smaller than the predetermined range, the process proceeds from step S88 to step S89, in which the lens distance L of the focal length adjuster 29 is increased by a predetermined length to increase the focal length, and the beam diameter is increased. Return and measure the beam diameter again. If the beam diameter is larger than the predetermined range, the process proceeds from step S88 to step S90, in which the lens distance L of the focal length adjuster 29 is reduced by a predetermined length to shorten the focal length, the beam diameter is reduced, and the process proceeds to step S87. Return and measure the beam diameter again. As a result, the resin liquid 15 is always irradiated with a laser beam having a beam diameter within a predetermined range.
【0057】ビーム径が所定範囲の場合にはステップS
87からステップS91に移行し、ステップS81と同
様に所定の指令値を駆動部27に送信し、走査ミラー2
5を傾けてセンサ30の受光面に向けてレーザ光を照射
する。ステップS92では、センサ30のレーザ光の照
射位置(X1,Y1)を読み込む。ステップS93で
は、今回の照射位置(X1,Y1)と原点(X0,Y
0)との差により補正量(ΔX,ΔY)を求める。ステ
ップS94では、次の光硬化層を形成する際の走査デー
タの補正を行う。具体的にはX(補正後の走査データ)
=X(補正前の走査データ)−ΔX、Y(補正後の走査
データ)=Y(補正前の走査データ)−ΔYでデータの
補正を行う。ステップS94での補正が終了するとステ
ップS83に戻り、次の層の走査データを光源10およ
び駆動部27に送信し、以降の動作を造形終了まで繰り
返す。If the beam diameter is within the predetermined range, step S
The process proceeds from S87 to step S91, where a predetermined command value is transmitted to the drive unit 27 in the same manner as in step S81, and the scanning mirror 2
The laser light is emitted toward the light receiving surface of the sensor 30 by tilting 5. In step S92, the irradiation position (X1, Y1) of the laser beam from the sensor 30 is read. In step S93, the current irradiation position (X1, Y1) and the origin (X0, Y
0), the correction amount (ΔX, ΔY) is obtained. In step S94, the scan data for forming the next photocurable layer is corrected. Specifically, X (scan data after correction)
= X (scan data before correction) −ΔX, Y (scan data after correction) = Y (scan data before correction) −ΔY. When the correction in step S94 is completed, the process returns to step S83, where the scanning data of the next layer is transmitted to the light source 10 and the drive unit 27, and the subsequent operation is repeated until the modeling is completed.
【0058】ここでは、照射位置のずれ補正だけでな
く、焦点距離(ビーム径)の補正も行うことにより、レ
ーザ光照射時の樹脂の硬化形状、硬化度合等を一定に保
て、より高精度で層間の接着力が良好な造形が可能にな
る。実施例7 実施例1〜5では照射位置のみを補正したが、実施例7
では光源10の出力変動をさらに補正している。Here, by correcting not only the deviation of the irradiation position but also the correction of the focal length (beam diameter), the cured shape and the degree of curing of the resin at the time of laser beam irradiation can be kept constant, and higher accuracy can be achieved. Thus, molding with good adhesion between layers can be performed. Seventh Embodiment In the first to fifth embodiments, only the irradiation position is corrected.
In, the output fluctuation of the light source 10 is further corrected.
【0059】図12は、実施例7の実施に用いる光造形
装置を示している。図において、光造形装置は、図1に
示す構成に加えて、光源10とコンピュータ31との間
に接続された光源制御部33と、樹脂液槽12のセンサ
30が配置された凹部12aと対称の凹部12bに受光
部を上向きにして配置されたビームパワー測定用のセン
サ34とを備えている。光源制御部33は、光源10の
出力をコンピュータ31からの指令値により制御する。
センサ34は、たとえば受光部を備えた通常の光センサ
であり、受光量(ビームパワー)に応じた信号をコンピ
ュータ31に出力する。FIG. 12 shows an optical shaping apparatus used for implementing the seventh embodiment. In the figure, in addition to the configuration shown in FIG. 1, the optical shaping apparatus is symmetrical with a light source control unit 33 connected between the light source 10 and a computer 31 and a concave portion 12 a in which the sensor 30 of the resin liquid tank 12 is arranged. And a sensor 34 for measuring beam power which is arranged in the concave portion 12b with the light receiving portion facing upward. The light source control unit 33 controls the output of the light source 10 according to a command value from the computer 31.
The sensor 34 is, for example, a normal optical sensor having a light receiving unit, and outputs a signal corresponding to the amount of received light (beam power) to the computer 31.
【0060】次に、実施例7の実施手順の一例を、図1
3に示すフローチャートにしたがって説明する。図13
のステップS101では、駆動部27に所定の指令値を
送信し、走査ミラー25を傾けてセンサ30の受光面に
向けてレーザ光を照射する。ステップS102では、セ
ンサ30のレーザ光の照射位置(X0,Y0)を読み込
む。この照射位置(X0,Y0)が以降の照射位置の原
点となる。Next, an example of the procedure of the embodiment 7 is shown in FIG.
The description will be made according to the flowchart shown in FIG. FIG.
In step S101, a predetermined command value is transmitted to the driving unit 27, and the scanning mirror 25 is tilted to irradiate the light receiving surface of the sensor 30 with laser light. In step S102, the irradiation position (X0, Y0) of the laser beam from the sensor 30 is read. This irradiation position (X0, Y0) becomes the origin of the subsequent irradiation positions.
【0061】ステップS103では光源10および駆動
部27に走査データを送信し、レーザ光を樹脂液面のX
Y方向に走査する。この結果、樹脂液槽12内の成形台
13上の樹脂液15の露光部分が1層分所定の形状に硬
化し、所定厚みの光硬化層16が造形される。ステップ
S104では、成形台13を所定量下降させ、続いて、
ドクターブレード14を動作させる。この結果、光硬化
層16の上に次の光硬化層となる所定厚みの滑らかな樹
脂液薄膜が形成される。ステップS105では、全ての
層の造形が終了したか否かを判断する。全ての層の造形
が終了した場合には処理を終了し、造形が終了していな
い場合にはステップS106に移行する。ステップS1
06では、駆動部27に所定の指令値を送信し、走査ミ
ラー25を傾けてセンサ34に向けてレーザ光を照射す
る。ステップS107では、センサ34の出力によりビ
ームパワーを測定する。ステップS108では測定され
たビームパワーが所定範囲内か否かを判断する。ビーム
パワーが所定範囲より小さい場合にはステップS108
からステップS109に移行し、光源制御部33に光源
10のパワーを所定パワー大きくする指令値を出力す
る。この結果、光源10の出力が所定パワー大きくな
る。そしてステップS107に戻り、再度ビームパワー
を測定する。ビーム径パワーが所定範囲より大きい場合
にはステップS108からステップS11に移行し、光
源制御部33に光源10のパワーを所定パワー小さくす
る指令値を出力する。この結果、光源10の出力が所定
パワー小さくなる。そしてステップS107に戻り、再
度ビームパワーを測定する。この結果、樹脂液15には
常に所定範囲内のパワーのレーザ光が照射される。In step S103, the scan data is transmitted to the light source 10 and the drive unit 27, and the laser beam
Scan in the Y direction. As a result, the exposed portion of the resin liquid 15 on the molding table 13 in the resin liquid tank 12 is cured in a predetermined shape by one layer, and a photo-cured layer 16 having a predetermined thickness is formed. In step S104, the molding table 13 is lowered by a predetermined amount.
The doctor blade 14 is operated. As a result, a smooth resin liquid thin film having a predetermined thickness to be the next photocurable layer is formed on the photocurable layer 16. In step S105, it is determined whether or not modeling of all layers has been completed. If the modeling of all the layers has been completed, the process ends. If the modeling has not been completed, the process proceeds to step S106. Step S1
In step 06, a predetermined command value is transmitted to the drive unit 27, and the scanning mirror 25 is tilted to irradiate the sensor 34 with laser light. In step S107, the beam power is measured based on the output of the sensor 34. In step S108, it is determined whether the measured beam power is within a predetermined range. If the beam power is smaller than the predetermined range, step S108
Then, the process shifts to step S109 to output a command value for increasing the power of the light source 10 by a predetermined power to the light source controller 33. As a result, the output of the light source 10 increases by a predetermined power. Then, returning to step S107, the beam power is measured again. If the beam diameter power is larger than the predetermined range, the process proceeds from step S108 to step S11, and outputs a command value for reducing the power of the light source 10 by a predetermined power to the light source control unit 33. As a result, the output of the light source 10 decreases by a predetermined power. Then, returning to step S107, the beam power is measured again. As a result, the resin liquid 15 is always irradiated with a laser beam having a power within a predetermined range.
【0062】ビームパワーが所定範囲の場合にはステッ
プS107からステップS111に移行し、ステップS
101と同様に所定の指令値を駆動部27に送信し、走
査ミラー25を傾けてセンサ30の受光面に向けてレー
ザ光を照射する。ステップS112では、センサ30の
レーザ光の照射位置(X1,Y1)を読み込む。ステッ
プS113では、今回の照射位置(X1,Y1)と原点
(X0,Y0)との差により補正量(ΔX,ΔY)を求
める。ステップS114では、次の光硬化層を形成する
際の走査データの補正を行う。具体的にはX(補正後の
走査データ)=X(補正前の走査データ)−ΔX、Y
(補正後の走査データ)=Y(補正前の走査データ)−
ΔYでデータの補正を行う。ステップS114での補正
が終了するとステップS103に戻り、次の層の走査デ
ータを光源10および駆動部27に送信し、以降の動作
を造形終了まで繰り返す。If the beam power is within the predetermined range, the process shifts from step S107 to step S111,
As in the case of 101, a predetermined command value is transmitted to the drive unit 27, and the scanning mirror 25 is tilted to irradiate the light receiving surface of the sensor 30 with laser light. In step S112, the irradiation position (X1, Y1) of the laser beam from the sensor 30 is read. In step S113, the correction amount (ΔX, ΔY) is obtained from the difference between the current irradiation position (X1, Y1) and the origin (X0, Y0). In step S114, the correction of the scan data at the time of forming the next photocurable layer is performed. Specifically, X (scan data after correction) = X (scan data before correction) −ΔX, Y
(Scan data after correction) = Y (scan data before correction) −
The data is corrected by ΔY. Upon completion of the correction in step S114, the process returns to step S103, in which the scanning data of the next layer is transmitted to the light source 10 and the driving unit 27, and the subsequent operation is repeated until the modeling is completed.
【0063】ここでは、照射位置のずれ補正だけでな
く、ビームパワーを所定範囲内に制御することにより、
レーザ光照射時の樹脂の硬化形状、硬化度合等を一定に
保て、より高精度で層間の接着力が良好な造形が可能に
なる。 〔他の実施例〕 (a) 以上の実施例において、レーザ光に代えて紫外
線ビームやその他のビームを用いてもよい。Here, in addition to correcting the displacement of the irradiation position, by controlling the beam power within a predetermined range,
It is possible to keep the cured shape and the degree of curing of the resin at the time of laser beam irradiation constant, and to perform modeling with higher precision and good adhesion between layers. Other Embodiments (a) In the above embodiments, an ultraviolet beam or another beam may be used instead of the laser beam.
【0064】(b) センサ30,32,34の設置位
置は一例であり、レーザ光を受光できる位置であればど
こでもよい。(B) The installation positions of the sensors 30, 32, and 34 are merely examples, and any positions may be used as long as they can receive laser light.
【0065】[0065]
【発明の効果】以上に述べたように、この発明に係る三
次元形状の形成方法によれば、光ビームの照射位置を測
定し、その測定位置に基づいて照射位置の変動が補正さ
れるので、照射位置が変動しにくくなり、高精度に造形
を行うことができる。As described above, according to the present invention, according to the method for forming a three-dimensional shape according to the inventions, the irradiation position of the light beam is measured, the variation of the irradiation position based on the measurement position is corrected Therefore, the irradiation position is less likely to fluctuate, and modeling can be performed with high accuracy.
【0066】固定された1個または複数個のセンサで照
射位置が測定されれば、センサの位置が確実に固定され
測定精度が向上し、より高精度に造形を行うことができ
る。光ビームの光源と実質的に同じ高さ位置に配置され
たセンサで照射位置が測定されれば、光学系の支持部材
のたわみによる影響を受けにくくなるとともに樹脂液の
付着等の問題が生じなくなり、測定精度がより向上する
とともにセンサ性能の劣化を防止できる。[0066] If fixed by irradiation position with one or more sensors is measured, the position of the sensor is improved reliably fixed measurement accuracy, it is possible to perform molding with higher accuracy. The light beam of the light source substantially irradiated position sensor located at the same height is measured lever, the resin liquid adhesion of problems no longer occur with less affected by bending of the support member of the optical system In addition, the measurement accuracy is further improved, and deterioration of the sensor performance can be prevented.
【0067】光ビームを分光し、ひとつの分光ビームの
照射位置がセンサで測定されれば、樹脂液層に照射中の
光ビームの照射位置の変動をリアルタイムに正確に補正
でき、より高精度に造形を行うことができる。移動する
1個または複数個のセンサを用い、所定位置における光
ビームの照射位置を認識すれば、移動する光ビームの照
射位置を広範囲に正確に測定できる。[0067] The light beam is spectrally can accurately correct lever irradiation position of one of the spectral beam is measured by the sensor, the variation in the irradiation position of the light beam during irradiation to the resin solution layer in real time, more precisely The modeling can be performed. Using one or more sensors to move, lever to recognize the irradiation position of the light beam at a predetermined position, can be widely accurately measure the irradiation position of the light beam traveling.
【0068】掃き取り部材に取り付けられセンサで照射
位置が測定されれば、別の移動部材を用いることなくセ
ンサを移動できる。掃き取り部材が造形物の造形エリア
の中央部および端部で静止すれば、樹脂液面における平
行移動分の補正(原点補正)だけでなく、基準点(端
部)からの距離によるずれ量の増分を考慮した補正(ゲ
イン補正)も行うことができ、より高精度に変動を補正
できる。[0068] irradiation position sensor attached to the scavenging come up member is measured lever, you can move the sensor without using a separate movable member. Sweep can up member is lever to rest in the central portion and the end portion of the shaped area of the shaped product, the correction of the translation component in the resin liquid level (origin correction) as well, the deviation due to the distance from the reference point (end) A correction (gain correction) in consideration of the increment of the amount can also be performed, and the fluctuation can be corrected with higher accuracy.
【0069】掃き取り部材の水平移動動作に光ビームが
同期して移動すれば、複数個の有限なセンサで照射中の
任意の照射位置の変動を補正でき、より高精度に造形を
行うことができる。各光硬化層を得る毎に変動補正が行
われれば、各光硬化層の造形精度がより向上する。[0069] sweep can take-up lever to move the light beam is synchronized with the horizontal movement of the member, can correct for variations in any of the irradiation position during the irradiation of a plurality of finite sensors, performs modeling with higher precision be able to. Each photocurable layers get every variation correction line <br/> cracking lever, fabrication accuracy of the photo hardening layer is further improved.
【0070】一定時間毎および/または一定層を得る毎
に変動補正が行われれば、造形精度がより向上する。た
とえば所定のタイミングで光ビームの焦点距離および/
またはビーム径が測定されて、照射位置の変動の補正に
加えて光ビームの焦点距離の変動がさらに補正されれ
ば、光ビーム照射時の樹脂の硬化形状、硬化度合などを
一定にでき、より高精度で層間の接着力が優れた造形が
可能になる。[0070] a certain time and / or each variation correction for each obtain a constant layer is performed lever, molding accuracy is improved. For example, at a predetermined timing, the focal length of the light beam and / or
Or beam diameter is measured, the variation of the focal length of the light beam in addition to the correction of the variation of the irradiation position is further corrected
For example , the cured shape and the degree of curing of the resin at the time of light beam irradiation can be made constant, and modeling with higher precision and excellent adhesion between layers can be performed.
【0071】たとえば所定のタイミングで光ビームの出
力が測定され、その測定結果に基づき光源の出力が制御
されれば、光源の出力の変動が抑えられ、光ビーム照射
時の樹脂の硬化形状、硬化度合などを一定にでき、より
高精度で層間の接着力が優れた造形が可能になる。[0071] was example measured output of the light beam at a predetermined timing if, lever is output control of the light source based on the measurement result, variations in the output of the light source is suppressed, curing the shape of the resin during the light beam irradiation In addition, the degree of curing can be made constant, and modeling with higher precision and excellent adhesive strength between layers becomes possible.
【図1】前記実施例1の実施に用いる光造形装置の斜視
図。1 is a perspective view of an optical molding apparatus used in the practice of the first embodiment.
【図2】その実施手順を示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the operation.
【図3】実施例2の実施に用いる光造形装置の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of an optical shaping apparatus used for implementing the second embodiment.
【図4】実施例3の実施に用いる光造形装置の斜視図。FIG. 4 is a perspective view of an optical shaping apparatus used for implementing a third embodiment.
【図5】その実施手順を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the operation.
【図6】測定エリアを説明する平面図。FIG. 6 is a plan view illustrating a measurement area.
【図7】実施例4の実施手順を示すフローチャート。FIG. 7 is a flowchart illustrating an implementation procedure of a fourth embodiment.
【図8】実施例5の実施手順を示すフローチャート。FIG. 8 is a flowchart showing an implementation procedure of the fifth embodiment.
【図9】実施例6の実施に用いる光造形装置の斜視図。FIG. 9 is a perspective view of an optical shaping apparatus used for implementing the sixth embodiment.
【図10】焦点距離調整器の構成を示す模式図。FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a focal length adjuster.
【図11】実施例6の実施手順を示すフローチャート。FIG. 11 is a flowchart illustrating an implementation procedure of a sixth embodiment.
【図12】実施例7の実施に用いる光造形装置の斜視
図。FIG. 12 is a perspective view of an optical shaping apparatus used for implementing the seventh embodiment.
【図13】その実施手順を示すフローチャート。FIG. 13 is a flowchart showing the procedure of the operation.
【図14】照射位置の経時変化を示すグラフ。FIG. 14 is a graph showing a change over time in an irradiation position.
10 光源 11 光走査部 12 樹脂液槽 13 成形台 14 ドクターブレード 15 光硬化性樹脂 16 光硬化層 17 レーザ光 24,25 X,Y走査ミラー 26,27 X,Y駆動部 28 ビームスプリッタ 29 焦点距離調整器 30,30a〜30c センサ 31 コンピュータ 32,34 センサ 33 光源制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source 11 Optical scanning part 12 Resin liquid tank 13 Molding stand 14 Doctor blade 15 Photocurable resin 16 Photocurable layer 17 Laser beam 24, 25 X, Y scanning mirror 26, 27 X, Y drive part 28 Beam splitter 29 Focal length Adjuster 30, 30a-30c Sensor 31 Computer 32, 34 Sensor 33 Light source controller
フロントページの続き (72)発明者 東 喜万 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−91929(JP,A) 特表 平4−506110(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 67/00 Continuation of the front page (72) Inventor Kikuma Higashi, 1048 Odakadoma, Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Works, Ltd. (56) References JP-A-4-91929 (JP, A) JP-A-4-506110 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B29C 67/00
Claims (8)
光ビームを照射して光硬化層を形成し、この光硬化層を
複数層積み重ねて所望の三次元形状を備えた造形物を得
る方法において、前記樹脂液槽の端部間を移動する1個
または複数個のセンサを用いて前記光ビーム照射位置の
ずれを認識することにより、前記光硬化性樹脂液に対す
る前記光ビーム照射位置の変動を補正することを特徴と
する三次元形状の形成方法。1. A molded article having a desired three-dimensional shape by irradiating a light beam to a photocurable resin liquid stored in a resin liquid tank to form a photocurable layer, and stacking a plurality of such photocurable layers. In the method for obtaining the resin liquid, one piece moving between the ends of the resin liquid tank
Or the light beam irradiation position using a plurality of sensors
By recognizing the deviation, the photocurable resin liquid
Method of forming a three-dimensional shape, characterized in that for correcting the variation of the light beam irradiation morphism position that.
れた光硬化層の上に形成された樹脂液層の少なくとも一
部を水平移動により掃き取る掃き取り部材に取り付けら
れている請求項1記載の三次元形状の形成方法。Wherein said sensor, according to claim 1 which is attached to the sweeping members sweep up by horizontally moving at least a portion of the liquid resin layer formed on the photocurable layer formed on the molding base or previous A method for forming the three-dimensional shape according to the above.
リアの中央部および端部で静止させる請求項2記載の三
次元形状の形成方法。3. The method for forming a three-dimensional shape according to claim 2, wherein the sweeping member is stopped at a center portion and an end portion of a shaping area of the shaping object.
光ビームを同期させる請求項1または2記載の三次元形
状の形成方法。4. A method of forming a three-dimensional shape according to claim 1 or 2, wherein synchronizing the light beam in the horizontal movement of the sweeping member.
う請求項1〜4のいずれかに記載の三次元形状の形成方
法。5. A method of forming a three-dimensional shape according to any one of claims 1 to 4 for the variation correction for each obtain each photocurable layer.
毎に前記変動補正を行う請求項1〜4のいずれかに記載
の三次元形状の形成方法。6. A method of forming a three-dimensional shape according to any one of claims 1 to 4 for the variation correction for each obtained for a predetermined time and / or each constant layer.
ビーム径を測定し、光ビームの焦点距離の変動をさらに
補正する請求項1〜6のいずれかに記載の三次元形状の
形成方法。7. measure the focal length and / or beam diameter of the light beam, the method of forming the three-dimensional shape according to any one of claims 1 to 6, further correcting the variation of the focal length of the light beam.
の出力を制御する請求項1〜7のいずれかに記載の三次
元形状の形成方法。8. measures the output of the light beam, the three-dimensional shape forming method according to any one of claims 1 to 7 for controlling the output of the light source.
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