JP4888257B2 - 三次元造形装置、および三次元造形方法 - Google Patents
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粉体を硬化液で互いに結合させることによって、三次元物体を造形する三次元造形装置であって、
前記三次元物体の形状データを記憶している形状データ記憶手段と、
前記三次元物体を複数の断面で層状に切断したときに各層で得られる断面データを生成する断面データ生成手段と、
前記粉体を略均一な厚さに敷き詰めて粉体層を形成するとともに、前記硬化液を前記断面データに従って該粉体層に供給することにより、前記三次元物体の一層分の断面形状に相当する断面部材を形成する断面部材形成手段と、
前記断面部材が形成された粉体層の上に新たな粉体層を形成し、該新たな粉体層に前記断面データに従って前記硬化液を供給することで新たな断面部材を形成して、先に形成された断面部材の上に順次積層することによって、前記三次元物体を造形する三次元物体造形手段と
を備え、
前記断面部材形成手段は、
前記断面部材の中で前記三次元物体の表面に相当する部分を、先に形成した断面部材の上に前記硬化液を供給して硬化させることによって形成した後、
前記表面部分以外の部分に前記粉体層を形成し、前記断面データに従って前記硬化液を供給して粉体を結合させることによって、前記断面部材の残余の部分を形成する手段であることを要旨とする。
粉体を硬化液で互いに結合させることによって、三次元物体を造形する三次元造形方法であって、
前記三次元物体の形状データを記憶しておく形状データ記憶工程と、
前記三次元物体を複数の断面で層状に切断したときに各層で得られる断面データを生成する断面データ生成工程と、
前記粉体を略均一な厚さに敷き詰めて粉体層を形成するとともに、前記硬化液を前記断面データに従って該粉体層に供給することにより、前記三次元物体の一層分の断面形状に相当する断面部材を形成する断面部材形成工程と、
前記断面部材が形成された粉体層の上に新たな粉体層を形成し、該新たな粉体層に前記断面データに従って前記硬化液を供給することで新たな断面部材を形成して、先に形成された断面部材の上に順次積層する断面部材積層工程と
を備え、
前記断面部材形成工程は、
前記断面部材の中で前記三次元物体の表面に相当する部分を、先に形成した断面部材の上に前記硬化液を供給して硬化させることによって形成した後、
前記表面部分以外の部分に前記粉体層を形成し、前記断面データに従って前記硬化液を供給して粉体を結合させることによって、前記断面部材の残余の部分を形成する工程であることを要旨とする。
A.装置構成:
B.本実施例の造形方法:
C.変形例:
C−1.第1の変形例:
C−2.第2の変形例:
C−3.第3の変形例:
図1は、本実施例の三次元造形装置100の大まかな構成を示した説明図である。図示されているように、三次元造形装置100は、大きな枠体から構成され内部に三次元物体が造形される造形部10と、造形部10内に粉体による粉体層を形成する粉体層形成部20と、粉体同士を結合させる硬化液を粉体層に供給する硬化液供給部30と、粉体層に供給された硬化液に紫外光を照射して硬化液を硬化させる紫外光照射部50と、三次元造形装置100の全体の動作を制御するために各種の演算処理を行う演算処理部40などから構成されている。
以上のような構成を有する本実施例の三次元造形装置100では、造形した三次元物体の表面をできるだけ平滑な表面とするために、次のような方法で造形している。以下、本実施例の三次元物体の造形方法について説明する。
上述した本実施例の三次元造形装置100には、種々の変形例が存在している。以下では、これら変形例について簡単に説明する。
上述した実施例では、断面部材の表面領域を形成する硬化液と、内部領域を形成する硬化液とは、同じ硬化液を用いるものとして説明した。しかし、表面領域を形成するための専用の硬化液と、内部領域を形成するための専用の硬化液とを使用しても良い。このとき、表面領域用の硬化液は、比較的粘度が高い硬化液が望ましく、内部領域用の硬化液は、比較的粘度の低い硬化液が望ましい。硬化液の粘度が高ければ、表面部分に一層分の高さの断面部材の凸状に形成することが容易となる。また、硬化液の粘度が低ければ、粉体層に吐出したときに、粉体の間に万遍なく染み込んで、確実に粉体同士を結合させることが可能となる。
以上に説明した実施例では、硬化液供給部30を1回移動させる間に、断面部材の表面領域の部分を形成するものとして説明した。すなわち、硬化液を吐出して紫外光を照射することで、直ちに一層分の高さに相当する断面部材を形成するものとして説明した。しかし、硬化液供給部30を何度も移動させて、1回移動させるたびに少しずつ硬化液を吐出しては紫外光を照射して硬化させる操作を繰り返すことによって、一層分の高さに相当する断面部材を形成するものとしてもよい。こうすれば、三次元物体の表面の部分では、より薄い断面部材を積層するのと同じことになるので、より滑らかな表面に造形することが可能となる。
更には、少なくとも表面領域を形成するための硬化液は、硬化後に透明になる硬化液を用いることとしても良い。こうすれば、粉体の色がそのまま現れた三次元物体を造形することが可能となる。また、粉体を結合させるために用いる硬化液を、色つきの硬化液を用いた場合には、内部領域の色がそのまま表面に現れた三次元物体を得ることができる。更には、粉体を結合するための硬化液として、C(シアン)色や、M(マゼンタ)色、Y(イエロ)色に着色した硬化液をそれぞれ用意しておき、表面領域を形成するための硬化液は、硬化後に透明となる硬化液を用いることとしても良い。こうすれば、粉体を結合させる際に、C(シアン)色、M(マゼンタ)色、Y(イエロ)色の硬化液を適切な割合で供給することで、内部領域に所望の色彩を付与することができ、透明に形成された表面を通して、内部の色彩がそのまま現れた三次元物体を造形することが可能となる。
20…粉体層形成部、 22…ホッパー、 24…粉体供給ローラ、
26…伸展ローラ、 28…吸引ポンプ、 30…硬化液供給部、
32…硬化液供給ヘッド、 34…硬化液収容部、 40…演算処理部、
42…断面データ生成部、 44…制御部、 100…三次元造形装置
Claims (4)
- 粉体を硬化液で互いに結合させることによって、三次元物体を造形する三次元造形装置であって、
前記三次元物体の形状データを記憶している形状データ記憶手段と、
前記三次元物体を複数の断面で層状に切断したときに各層で得られる断面データを生成する断面データ生成手段と、
前記粉体を略均一な厚さに敷き詰めて粉体層を形成するとともに、前記硬化液を前記断面データに従って該粉体層に供給することにより、前記三次元物体の一層分の断面形状に相当する断面部材を形成する断面部材形成手段と、
前記断面部材が形成された粉体層の上に新たな粉体層を形成し、該新たな粉体層に前記断面データに従って前記硬化液を供給することで新たな断面部材を形成して、先に形成された断面部材の上に順次積層することによって、前記三次元物体を造形する三次元物体造形手段と
を備え、
前記断面部材形成手段は、
前記断面部材の中で前記三次元物体の表面に相当する部分を、先に形成した断面部材の上に前記硬化液を供給して硬化させることによって形成した後、
前記表面部分以外の部分に前記粉体層を形成し、前記断面データに従って前記硬化液を供給して粉体を結合させることによって、前記断面部材の残余の部分を形成する手段である三次元造形装置。 - 請求項1に記載の三次元造形装置であって、
前記硬化液は、所定波長の電磁波が照射されることによって硬化する液体であり、
前記断面部材を形成するために供給された前記硬化液に、前記所定波長の電磁波を照射する電磁波照射手段を備える三次元造形装置。 - 前記硬化液は、硬化後は透明になる液体である請求項1に記載の三次元造形装置。
- 粉体を硬化液で互いに結合させることによって、三次元物体を造形する三次元造形方法であって、
前記三次元物体の形状データを記憶しておく形状データ記憶工程と、
前記三次元物体を複数の断面で層状に切断したときに各層で得られる断面データを生成する断面データ生成工程と、
前記粉体を略均一な厚さに敷き詰めて粉体層を形成するとともに、前記硬化液を前記断面データに従って該粉体層に供給することにより、前記三次元物体の一層分の断面形状に相当する断面部材を形成する断面部材形成工程と、
前記断面部材が形成された粉体層の上に新たな粉体層を形成し、該新たな粉体層に前記断面データに従って前記硬化液を供給することで新たな断面部材を形成して、先に形成された断面部材の上に順次積層する断面部材積層工程と
を備え、
前記断面部材形成工程は、
前記断面部材の中で前記三次元物体の表面に相当する部分を、先に形成した断面部材の上に前記硬化液を供給して硬化させることによって形成した後、
前記表面部分以外の部分に前記粉体層を形成し、前記断面データに従って前記硬化液を供給して粉体を結合させることによって、前記断面部材の残余の部分を形成する工程である三次元造形方法。
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