JPH0499618A - 立体形状物の形成方法 - Google Patents
立体形状物の形成方法Info
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- JPH0499618A JPH0499618A JP2217811A JP21781190A JPH0499618A JP H0499618 A JPH0499618 A JP H0499618A JP 2217811 A JP2217811 A JP 2217811A JP 21781190 A JP21781190 A JP 21781190A JP H0499618 A JPH0499618 A JP H0499618A
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Landscapes
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光硬化性樹脂を層状に積層して立体形状物を
形成する立体形状物の形成方法、特に短時間で、且つ輪
郭が滑らかな立体形状物を形成することのできる立体形
状物の形成方法に関する。
形成する立体形状物の形成方法、特に短時間で、且つ輪
郭が滑らかな立体形状物を形成することのできる立体形
状物の形成方法に関する。
近年の商品開発期間の短縮、商品デザインの多様化等の
要求から、商品開発段階において数多（の商品モデルを
短期間で作成することが益々重要となっている。
要求から、商品開発段階において数多（の商品モデルを
短期間で作成することが益々重要となっている。
このような商品モデルを形成するための方法として、硬
化させた光硬化性樹脂の表面に、例えば０．１〜０．５
ｍｍ程度の厚さで未硬化で液状の光硬化性樹脂の被着と
、 光軸に垂直な断面の直径が０．１〜５ｍｍ程度のビーム
状の光、例えばレーザ光を前記未硬化で液状の光硬化性
樹脂に照射して硬化することを交互に何百回も繰り返し
、 光硬化性樹脂を何百層にも積層して立体形状物を形成す
る立体形状物の形成方法がある。
化させた光硬化性樹脂の表面に、例えば０．１〜０．５
ｍｍ程度の厚さで未硬化で液状の光硬化性樹脂の被着と
、 光軸に垂直な断面の直径が０．１〜５ｍｍ程度のビーム
状の光、例えばレーザ光を前記未硬化で液状の光硬化性
樹脂に照射して硬化することを交互に何百回も繰り返し
、 光硬化性樹脂を何百層にも積層して立体形状物を形成す
る立体形状物の形成方法がある。
なお、未硬化で液状の光硬化性樹脂へのレーザ光の照射
領域は、三次元ＣＡ Ｄ （ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄ
ｅｄｄｅｓ ｉｇｎ）により得られた三次元座標データ
よりなる商品モデルを高さ方向に所定間隔、例えば０．
１〜０．５ｍｍ程度の厚さでスライスした際に、それぞ
れのスライス片の輪郭線内、即ち商品モデルの中実部と
対応するものである。
領域は、三次元ＣＡ Ｄ （ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄ
ｅｄｄｅｓ ｉｇｎ）により得られた三次元座標データ
よりなる商品モデルを高さ方向に所定間隔、例えば０．
１〜０．５ｍｍ程度の厚さでスライスした際に、それぞ
れのスライス片の輪郭線内、即ち商品モデルの中実部と
対応するものである。
次に、従来の立体形状物の形成方法について、第３図を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
第３図は、従来の立体形状物の形成方法を説明するため
の図で、同図（ａ）は工程１＠側断面図、同図（ｂ）は
Ｂ−Ｂ線断面図である。
の図で、同図（ａ）は工程１＠側断面図、同図（ｂ）は
Ｂ−Ｂ線断面図である。
尚、同じ部品・材料に対しては全図を通して同じ記号を
付与しである。
付与しである。
従来の形成方法は、同図（ａ）の（イ）に示す如く、先
端にテーブル１３を水平にして固定した昇降シャツ目３
ａを矢印り方向に移動してテーブル１３を容器１２内に
入れた未硬化で液状の光硬化性樹脂１０の中にゆっくり
と沈め、テーブル１３の表面が光硬化性樹脂ｌＯの液面
１０ａからΔＺ（ΔＺ ＝ ０．１〜０．５ｍｍ）沈ん
だら昇降シャフト１３ａを矢印り方向の移動を一時的に
停止し、 そして、光硬化性樹脂ＩＯを硬化することのできる細い
ビーム状の光、例えば３２５ナノメータの波長の光を含
むＨｅ−Ｃｄ レーザ発振器が発生するレーザ光＋７ａ
を同図（ｂ）の点線で示す領域Ａ内を隈無く垂直に照射
し、領域Ａ内の光硬化性樹脂１０を硬化し、−層目のス
ライス片Ｓ１を形成する。
端にテーブル１３を水平にして固定した昇降シャツ目３
ａを矢印り方向に移動してテーブル１３を容器１２内に
入れた未硬化で液状の光硬化性樹脂１０の中にゆっくり
と沈め、テーブル１３の表面が光硬化性樹脂ｌＯの液面
１０ａからΔＺ（ΔＺ ＝ ０．１〜０．５ｍｍ）沈ん
だら昇降シャフト１３ａを矢印り方向の移動を一時的に
停止し、 そして、光硬化性樹脂ＩＯを硬化することのできる細い
ビーム状の光、例えば３２５ナノメータの波長の光を含
むＨｅ−Ｃｄ レーザ発振器が発生するレーザ光＋７ａ
を同図（ｂ）の点線で示す領域Ａ内を隈無く垂直に照射
し、領域Ａ内の光硬化性樹脂１０を硬化し、−層目のス
ライス片Ｓ１を形成する。
この後、再び昇降シャフト１３ａを矢印り方向に更にΔ
Ｚだけ移動し、前記の要領に従いレーザ光１７ａを光硬
化性樹脂１０に照射し、これを硬化し２層目スライス片
Ｓ２を形成する。
Ｚだけ移動し、前記の要領に従いレーザ光１７ａを光硬
化性樹脂１０に照射し、これを硬化し２層目スライス片
Ｓ２を形成する。
かかる昇降シャツ目３ａを矢印り方向の移動とレーザ光
１７ａの光硬化性樹脂１０への照射とを交互に複数回、
例えば数１００回程変操り返し、同図（ａ）の（ロ）に
示すようにスライス片を順次ＳＩ＋Ｓｚ、 Ｓｚ、・・
・＋Ｓｎを積層するが如くして立体形状物１１を形成す
るのである。
１７ａの光硬化性樹脂１０への照射とを交互に複数回、
例えば数１００回程変操り返し、同図（ａ）の（ロ）に
示すようにスライス片を順次ＳＩ＋Ｓｚ、 Ｓｚ、・・
・＋Ｓｎを積層するが如くして立体形状物１１を形成す
るのである。
従来の立体形状物の形成方法は、前述した如く細いビー
ム状のレーザ光、例えば光軸に垂直な断面の直径が０，
１〜５ｍｍ程度のし・−ザ光１７ａにより同図（ｂ）に
示すように広い面積を有する領域Ａ内の全域を塗り潰す
が如くに、レーザ光１７ａを光硬化性樹脂１０の領域へ
に照射していた。
ム状のレーザ光、例えば光軸に垂直な断面の直径が０，
１〜５ｍｍ程度のし・−ザ光１７ａにより同図（ｂ）に
示すように広い面積を有する領域Ａ内の全域を塗り潰す
が如くに、レーザ光１７ａを光硬化性樹脂１０の領域へ
に照射していた。
立体形状物を形成するためには前述したようにかかる照
射を複数回、例えば数１００回も行うことが必要となる
。
射を複数回、例えば数１００回も行うことが必要となる
。
このために、従来の立体形状物の形成方法では一つの立
体形状物を形成するのに開時間を越える加工時間が必要
になることも少なくなかった。
体形状物を形成するのに開時間を越える加工時間が必要
になることも少なくなかった。
本発明は、このような問題を解消するためになされたも
のであって、その目的は短時間で、且つ輪郭が滑らかな
立体形状物を形成することのできる立体形状物の形成方
法の提供にある。
のであって、その目的は短時間で、且つ輪郭が滑らかな
立体形状物を形成することのできる立体形状物の形成方
法の提供にある。
前記目的は、本発明の原理説明図に示すように硬化させ
た光硬化性樹脂の表面に未硬化で液状の光硬化性樹脂の
被着と、 光の照射による前記未硬化の光硬化性樹脂の硬化とを交
互に繰り返し、 光硬化性樹脂を層状に積層して立体形状物を形成する立
体形状物の形成方法において、前記光の照射は、前記立
体形状物の輪郭部を形成する細いビーム状の光の照射と
、 前記立体形状物の中実部を形成する細長いスリット状の
光を、その長手方向と直交する方向に移動しての照射と
でなることを特徴とする立体形状物の形成方法により達
成される。
た光硬化性樹脂の表面に未硬化で液状の光硬化性樹脂の
被着と、 光の照射による前記未硬化の光硬化性樹脂の硬化とを交
互に繰り返し、 光硬化性樹脂を層状に積層して立体形状物を形成する立
体形状物の形成方法において、前記光の照射は、前記立
体形状物の輪郭部を形成する細いビーム状の光の照射と
、 前記立体形状物の中実部を形成する細長いスリット状の
光を、その長手方向と直交する方向に移動しての照射と
でなることを特徴とする立体形状物の形成方法により達
成される。
本発明の立体形状物の形成方法は、第１図に示すように
硬化させた光硬化性樹脂１０“の表面に被着した未硬化
で液状の光硬化性樹脂１０への細いビーム状の光、例え
ばレーザ光１７ａの照射は、立体形状物１１の輪郭部１
１ａだけに限定し、立体形状物１１の中実部１１ｂには
細長いスリット状の光２２ａをその長手方向と直交する
方向に移動して照射するようにしている。
硬化させた光硬化性樹脂１０“の表面に被着した未硬化
で液状の光硬化性樹脂１０への細いビーム状の光、例え
ばレーザ光１７ａの照射は、立体形状物１１の輪郭部１
１ａだけに限定し、立体形状物１１の中実部１１ｂには
細長いスリット状の光２２ａをその長手方向と直交する
方向に移動して照射するようにしている。
従って、本発明の立体形状物の形成方法は、未硬化の光
硬化性樹脂１０を硬化する時間が短くなるから立体形状
物の形成を短時間で行うことを可能にするとともに、立
体形状物１１の輪郭部１１ａは細いビーム状の光、例え
ばレーザ光１７ａの照射により形成するためにその輪郭
は滑らかとなる。
硬化性樹脂１０を硬化する時間が短くなるから立体形状
物の形成を短時間で行うことを可能にするとともに、立
体形状物１１の輪郭部１１ａは細いビーム状の光、例え
ばレーザ光１７ａの照射により形成するためにその輪郭
は滑らかとなる。
なお、第１図の（ａ）図は側断面図、同図（ｂ）はＢ−
Ｂ線断面図である。
Ｂ線断面図である。
以下、本発明の一実施例の立体形状物の形成装置につい
て、第２図を参照しながら説明する。
て、第２図を参照しながら説明する。
第２図は、本発明の一実施例の立体形状物の形成装置を
説明するための図で、同図（ａ）は装置の構成を示す要
部斜視図、同図（ｂ）は硬化光ランプの要部概略断面図
、同図（ｃ）は硬化光ランプの要部概略側断面図である
。
説明するための図で、同図（ａ）は装置の構成を示す要
部斜視図、同図（ｂ）は硬化光ランプの要部概略断面図
、同図（ｃ）は硬化光ランプの要部概略側断面図である
。
本発明の一実施例の立体形状物の形成装置は、未硬化で
液状の光硬化性樹脂１０と立体形状物１１の基台となる
テーブル１３とを入れる容器１２と、形成すべき立体形
状物１１を、高さ方向、即ちＺ軸（テーブル１３の表面
であるＸＹ平面と垂直方向）方向に一定間隔ΔＺでｎ個
のスライス片（最下端のスライス片からＳＩ＋ ＳＺ＋
Ｓｓ、 ・・・＋Ｓｎ とする）で切断した際に、
それぞれのスライス片の輪郭線の座標値である三次元座
標データを格納した制御装置１４と、 制御装置１４により制御されて、容器１２内に収容した
テーブル１３をＺ軸方向に精度よく昇降する図示しない
昇降装置と、 制御装置１４で制御され、搭載したロボフＨ６とスリッ
ト状の光２２ａを発生する硬化光ランプ２２をＸ軸に沿
って高い精度で移動するＸテーブル１５と、制御装置１
４により制御されて、容器１２内の未硬化の光硬化性樹
脂１０の液面１０ａの直上に位置するアーム１６ａを、
高い精度でＹ軸方向に伸縮するロボット１６と、 波長が３２５ナノメ一タ程度の光を含むレーザ光１．７
ａを発生するＨｅ−Ｃｄ レーザ発振器１７と、硬化樹
脂表面に照射されるレーザ光１７ａの強度を調整するた
めの回転型のフィルター１８と、制御装置１４により制
御されて、フィルター１８が選択的に透過したレーザ光
１７ａの通過と遮断とを交互的に行うシャフタ−１９と
、 シャッター１９を通過したレーザ光１７ａを集光し、光
ファイバー２１に入射する集光レンズ２０と、ロボット
１６のアーム１６ａの先端に固定したホルダー１６ｂに
保持されて、レーザ光１７ａを容器１２内の未硬化の光
硬化性樹脂１０の液面１０ａに垂直に照射する光ファイ
バー２１の他端から出射されるレーザ光１７ａを集光す
る照射レンズ（図示せず）と、制御装置１４により制御
されて、細長い光２２ａを容器１２内の未硬化の光硬化
性樹脂１ｏの液面１０ａに垂直に照射する硬化光ランプ
２２とを含んで構成したものである。
液状の光硬化性樹脂１０と立体形状物１１の基台となる
テーブル１３とを入れる容器１２と、形成すべき立体形
状物１１を、高さ方向、即ちＺ軸（テーブル１３の表面
であるＸＹ平面と垂直方向）方向に一定間隔ΔＺでｎ個
のスライス片（最下端のスライス片からＳＩ＋ ＳＺ＋
Ｓｓ、 ・・・＋Ｓｎ とする）で切断した際に、
それぞれのスライス片の輪郭線の座標値である三次元座
標データを格納した制御装置１４と、 制御装置１４により制御されて、容器１２内に収容した
テーブル１３をＺ軸方向に精度よく昇降する図示しない
昇降装置と、 制御装置１４で制御され、搭載したロボフＨ６とスリッ
ト状の光２２ａを発生する硬化光ランプ２２をＸ軸に沿
って高い精度で移動するＸテーブル１５と、制御装置１
４により制御されて、容器１２内の未硬化の光硬化性樹
脂１０の液面１０ａの直上に位置するアーム１６ａを、
高い精度でＹ軸方向に伸縮するロボット１６と、 波長が３２５ナノメ一タ程度の光を含むレーザ光１．７
ａを発生するＨｅ−Ｃｄ レーザ発振器１７と、硬化樹
脂表面に照射されるレーザ光１７ａの強度を調整するた
めの回転型のフィルター１８と、制御装置１４により制
御されて、フィルター１８が選択的に透過したレーザ光
１７ａの通過と遮断とを交互的に行うシャフタ−１９と
、 シャッター１９を通過したレーザ光１７ａを集光し、光
ファイバー２１に入射する集光レンズ２０と、ロボット
１６のアーム１６ａの先端に固定したホルダー１６ｂに
保持されて、レーザ光１７ａを容器１２内の未硬化の光
硬化性樹脂１０の液面１０ａに垂直に照射する光ファイ
バー２１の他端から出射されるレーザ光１７ａを集光す
る照射レンズ（図示せず）と、制御装置１４により制御
されて、細長い光２２ａを容器１２内の未硬化の光硬化
性樹脂１ｏの液面１０ａに垂直に照射する硬化光ランプ
２２とを含んで構成したものである。
なお、硬化光ランプ２２は、同図（ｂ）示すように紫外
線２２ａ゛を発生する細長い水銀灯２２ｂと、制御装置
１４に制御されて、水銀灯２２ｂから発生した紫外線２
２ａ゛の透過と遮断とを交互的に行う複数の液晶セル２
２ｃ“を直線状に配列した液晶シャツター２２ｃとで構
成したものである。
線２２ａ゛を発生する細長い水銀灯２２ｂと、制御装置
１４に制御されて、水銀灯２２ｂから発生した紫外線２
２ａ゛の透過と遮断とを交互的に行う複数の液晶セル２
２ｃ“を直線状に配列した液晶シャツター２２ｃとで構
成したものである。
次に、斯かる構成をした本発明の一実施例の立体形状物
の形成装置により立体形状物１１を容器１２内のテーブ
ル１３上に形成する手順を説明する。
の形成装置により立体形状物１１を容器１２内のテーブ
ル１３上に形成する手順を説明する。
立体形状物の形成装置を起動すると、制御装置１４によ
り制御された昇降装置は、テーブル１３を未硬化の光硬
化性樹脂１０の中に徐々に沈め、チーフル１３の表面と
光硬化性樹脂１０の液面１０ａとの距離が前記ΔＺ、例
えば０，１〜０．５ｍｍとなった時点でテーブル１３の
降下を一時的に停止する。
り制御された昇降装置は、テーブル１３を未硬化の光硬
化性樹脂１０の中に徐々に沈め、チーフル１３の表面と
光硬化性樹脂１０の液面１０ａとの距離が前記ΔＺ、例
えば０，１〜０．５ｍｍとなった時点でテーブル１３の
降下を一時的に停止する。
次に、制御装置１４は、Ｘテーブル１５と、ロボット１
６と、シャッター１９とを制御し、光硬化性樹脂１０の
液面１０ａに照射しているレーザ光１７ａを、立体形状
物１１をその最下端面から高さΔＺの位置で切断した際
の当該立体形状物】１の断面の輪郭線に沿うように移動
し、未硬化の光硬化性樹脂１０を前記立体形状物１１の
断面の輪郭線と同一の輪郭線で硬化させる。
６と、シャッター１９とを制御し、光硬化性樹脂１０の
液面１０ａに照射しているレーザ光１７ａを、立体形状
物１１をその最下端面から高さΔＺの位置で切断した際
の当該立体形状物】１の断面の輪郭線に沿うように移動
し、未硬化の光硬化性樹脂１０を前記立体形状物１１の
断面の輪郭線と同一の輪郭線で硬化させる。
この後、制御装置１４は、Ｘテーブル１５と、液晶シャ
ッター２２ｃとを制御し、細長いスリット状のスリット
光２２ａをその長手方向と垂直な方向に移動するととも
に、スリット光２２ａの長手方向の幅を変えながら上記
輪郭線で囲まれた領域に対応する未硬化の光硬化性樹脂
１０に細長いスリット光２２ａを照射し、この領域内の
未硬化の光硬化性樹脂１０を硬化する。
ッター２２ｃとを制御し、細長いスリット状のスリット
光２２ａをその長手方向と垂直な方向に移動するととも
に、スリット光２２ａの長手方向の幅を変えながら上記
輪郭線で囲まれた領域に対応する未硬化の光硬化性樹脂
１０に細長いスリット光２２ａを照射し、この領域内の
未硬化の光硬化性樹脂１０を硬化する。
このようにして、立体形状物１１の最下端のスライス片
ＳＩが完成することとなる。
ＳＩが完成することとなる。
次に、スライス片Ｓｌ上のスライス片Ｓ２は、テーブル
１３を未硬化の光硬化性樹脂１０の中に更にΔＺだけに
沈め、テーブル１３の表面に形成した厚さΔＺのスライ
ス片Ｓ１の表面と光硬化性樹脂１０の液面１０ａとの距
離をΔＺにし、前記した手順に従って未硬化の光硬化性
樹脂１０を硬化することにより形成される。
１３を未硬化の光硬化性樹脂１０の中に更にΔＺだけに
沈め、テーブル１３の表面に形成した厚さΔＺのスライ
ス片Ｓ１の表面と光硬化性樹脂１０の液面１０ａとの距
離をΔＺにし、前記した手順に従って未硬化の光硬化性
樹脂１０を硬化することにより形成される。
この方法をｎ回実行することで、ｎ個のスライス片より
なる立体形状物１１が完成する。
なる立体形状物１１が完成する。
従って、本発明の立体形状物の形成方法の一実施例の立
体形状物の形成装置は、光硬化性樹脂よりなる立体形状
物を極めて短時間で完成させることが可能となる。
体形状物の形成装置は、光硬化性樹脂よりなる立体形状
物を極めて短時間で完成させることが可能となる。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、光硬化
性樹脂を層状に積層した立体形状物を短時間で、且つそ
の輪郭を滑らかに形成できる。
性樹脂を層状に積層した立体形状物を短時間で、且つそ
の輪郭を滑らかに形成できる。
従って、本発明の立体形状物の形成方法により立体形状
物の形成装置を導入することにより新開（製）品の開発
を短期間で行うことが可能となり、今後益々熾烈となる
新開（製）品の開発競争を優位に進めることができるこ
ととなる。
物の形成装置を導入することにより新開（製）品の開発
を短期間で行うことが可能となり、今後益々熾烈となる
新開（製）品の開発競争を優位に進めることができるこ
ととなる。
第１図は、本発明の原理説明図、
第２図は、本発明の一実施例の立体形状物の形成装置を
説明するための図、 第３図は、従来の立体形状物の形成方法を説明するため
の図である。 図において、 １０は未硬化の光硬化性樹脂、 １０゛ は光硬化性樹脂、 １１は立体形状物、 １２は容器、 ３はチーフル、 ４は制御装置、 ５はＸチーフル、 ６はロボット、 ７はＨｅ−Ｃｄ レーザ発振器、 ８はフィルター Ｉ９はシャフタ− ２０は集光レンズ、 ２１は光ファイバー ２２は硬化光ランプをそれぞれ示す。 ＜ａ＋ （ｔｌ １ｒｆｊｎ ａ ＋ｂ＋ ８ Ｂ棉と面図 ２ト発明−１四に丁！、数ｇ珂Ｃり 第１図
説明するための図、 第３図は、従来の立体形状物の形成方法を説明するため
の図である。 図において、 １０は未硬化の光硬化性樹脂、 １０゛ は光硬化性樹脂、 １１は立体形状物、 １２は容器、 ３はチーフル、 ４は制御装置、 ５はＸチーフル、 ６はロボット、 ７はＨｅ−Ｃｄ レーザ発振器、 ８はフィルター Ｉ９はシャフタ− ２０は集光レンズ、 ２１は光ファイバー ２２は硬化光ランプをそれぞれ示す。 ＜ａ＋ （ｔｌ １ｒｆｊｎ ａ ＋ｂ＋ ８ Ｂ棉と面図 ２ト発明−１四に丁！、数ｇ珂Ｃり 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 硬化させた光硬化性樹脂の表面に未硬化で液状の光硬化
性樹脂の被着と、 光の照射による前記未硬化の光硬化性樹脂の硬化とを交
互に繰り返し、 光硬化性樹脂を層状に積層して立体形状物を形成する立
体形状物の形成方法において、 前記光の照射は、前記立体形状物の輪郭部を形成する細
いビーム状の光の照射と、 前記立体形状物の中実部を形成する細長いスリット状の
光を、その長手方向と直交する方向に移動しての照射と
でなすことを特徴とする立体形状物の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217811A JPH0499618A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 立体形状物の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217811A JPH0499618A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 立体形状物の形成方法 |
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