JPH07125081A - 光学的造形装置 - Google Patents
光学的造形装置Info
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- JPH07125081A JPH07125081A JP5292561A JP29256193A JPH07125081A JP H07125081 A JPH07125081 A JP H07125081A JP 5292561 A JP5292561 A JP 5292561A JP 29256193 A JP29256193 A JP 29256193A JP H07125081 A JPH07125081 A JP H07125081A
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- base plate
- dimensional object
- modeling apparatus
- resin material
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
- B29C64/129—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask
- B29C64/135—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified characterised by the energy source therefor, e.g. by global irradiation combined with a mask the energy source being concentrated, e.g. scanning lasers or focused light sources
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 人手を介せず自動的に、得られた立体造形物
を損傷することなく、立体造形物をベース板から簡単に
取り外すことのできる光学的造形装置を提供することを
目的とする。 【構成】 液状の紫外線硬化樹脂材料１０を階層的に硬
化させて任意形状の立体造形物６を形成する光学的造形
装置において、ベース板１４の上面に少なくとも２個以
上の加振手段１６ａ，１６ｂを取付ける。
を損傷することなく、立体造形物をベース板から簡単に
取り外すことのできる光学的造形装置を提供することを
目的とする。 【構成】 液状の紫外線硬化樹脂材料１０を階層的に硬
化させて任意形状の立体造形物６を形成する光学的造形
装置において、ベース板１４の上面に少なくとも２個以
上の加振手段１６ａ，１６ｂを取付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液状の紫外線硬化樹脂材
料を階層的に硬化させて任意形状の立体造形物を形成す
る光学的造形装置に関し、特に、立体造形物をベース板
から簡単に取り外し得る光学的造形装置に関する。
料を階層的に硬化させて任意形状の立体造形物を形成す
る光学的造形装置に関し、特に、立体造形物をベース板
から簡単に取り外し得る光学的造形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明に先行する技術として、月刊誌
「型技術」第４巻第７号（１９８９年７月号）80〜81頁
に記載された光学的造形装置が知られている。この装置
では、図６に示す如く、ＣＡＤにて設計された立体造形
物１の図形データから、この立体造形物１をスライスし
た等高線データを作成し、この等高線データに基づいて
紫外線レーザ光線２を液状の光硬化性樹脂材料３の表層
部に照射するとともに、この紫外線レーザ光線２の照射
と交互にベース板４を一段づつ降下させることで、この
ベース板４上に前記光硬化性樹脂材料３を一層ずつ硬化
させて前記立体造形物１を形成している。
「型技術」第４巻第７号（１９８９年７月号）80〜81頁
に記載された光学的造形装置が知られている。この装置
では、図６に示す如く、ＣＡＤにて設計された立体造形
物１の図形データから、この立体造形物１をスライスし
た等高線データを作成し、この等高線データに基づいて
紫外線レーザ光線２を液状の光硬化性樹脂材料３の表層
部に照射するとともに、この紫外線レーザ光線２の照射
と交互にベース板４を一段づつ降下させることで、この
ベース板４上に前記光硬化性樹脂材料３を一層ずつ硬化
させて前記立体造形物１を形成している。
【０００３】しかしながら、この光学的造形装置では、
立体造形物１はベース板４の上面に非常に強固に付着し
て形成されるためベース板４との付着面に鋭利な刃物を
当接し力まかせに削り落とさねばならないという問題点
があった。そしてこのため、得られた立体造形物１を損
傷したり、立体造形物１の離脱作業がベース板４周辺の
狭い範囲で行われ危険であるという問題点もあった。さ
らに、人体に無害とは言えない樹脂材料付近での作業と
なるため、安全衛生上も好ましくないという問題点もあ
った。
立体造形物１はベース板４の上面に非常に強固に付着し
て形成されるためベース板４との付着面に鋭利な刃物を
当接し力まかせに削り落とさねばならないという問題点
があった。そしてこのため、得られた立体造形物１を損
傷したり、立体造形物１の離脱作業がベース板４周辺の
狭い範囲で行われ危険であるという問題点もあった。さ
らに、人体に無害とは言えない樹脂材料付近での作業と
なるため、安全衛生上も好ましくないという問題点もあ
った。
【０００４】この点について、特開平４−３４１８２６
号公報では、ベース板上面に可撓性プレートを着脱自在
に装着し、この可撓性プレートとともに立体造形物を取
り外し、広い作業場所で可撓性プレートを曲げて立体造
形物を引き剥すことが提案されている。
号公報では、ベース板上面に可撓性プレートを着脱自在
に装着し、この可撓性プレートとともに立体造形物を取
り外し、広い作業場所で可撓性プレートを曲げて立体造
形物を引き剥すことが提案されている。
【０００５】また、特開平４−１６８０３６号公報で
は、可撓性プレートの代わりに、溶剤で溶解可能な合成
樹脂プレートを用いることが提案されている。
は、可撓性プレートの代わりに、溶剤で溶解可能な合成
樹脂プレートを用いることが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
の装置では、次のような問題点があった。可撓性プレー
トを用いる技術にあっては、これと装置本体との着脱作
業など人手を介する作業があり、省力化・合理化を充分
に図ることができないという問題点があった。また、合
成樹脂プレートを用いて溶剤で分離層を溶解する技術に
あっては、その都度分離層を形成する煩雑さがあり、装
置内に分離層を溶解する溶剤槽を設ける必要から装置全
体の大型化・複雑化を招くという問題点があった。
の装置では、次のような問題点があった。可撓性プレー
トを用いる技術にあっては、これと装置本体との着脱作
業など人手を介する作業があり、省力化・合理化を充分
に図ることができないという問題点があった。また、合
成樹脂プレートを用いて溶剤で分離層を溶解する技術に
あっては、その都度分離層を形成する煩雑さがあり、装
置内に分離層を溶解する溶剤槽を設ける必要から装置全
体の大型化・複雑化を招くという問題点があった。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、人手を介せず自動的に、得られた立体造形物を損傷
することなく、立体造形物をベース板から簡単に取り外
すことのできる光学的造形装置を提供することを目的と
する。
で、人手を介せず自動的に、得られた立体造形物を損傷
することなく、立体造形物をベース板から簡単に取り外
すことのできる光学的造形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
に本発明の光学的造形装置では、立体造形物をスライス
した断面形状データに基づいて紫外線レーザ光線を液状
の光硬化性樹脂材料の表層部に照射させるとともに、こ
の紫外線レーザ光線の照射と交互にベース板を降下させ
ることで、このベース板の上部に前記光硬化性樹脂材料
を一層ずつ硬化させて前記立体造形物を形成する光学的
造形装置において、前記ベース板の上面に少なくとも２
個以上の加振手段を取付けたことを特徴としている。
に本発明の光学的造形装置では、立体造形物をスライス
した断面形状データに基づいて紫外線レーザ光線を液状
の光硬化性樹脂材料の表層部に照射させるとともに、こ
の紫外線レーザ光線の照射と交互にベース板を降下させ
ることで、このベース板の上部に前記光硬化性樹脂材料
を一層ずつ硬化させて前記立体造形物を形成する光学的
造形装置において、前記ベース板の上面に少なくとも２
個以上の加振手段を取付けたことを特徴としている。
【０００９】この場合において、加振手段としては圧電
素子や電歪素子，電磁コイル等を用いることができる。
また加振手段に印加する振動周波数は、１０ｋ〜２００
ｋＨｚの範囲を用い、加振手段の形状や配置により最適
値を選択する。
素子や電歪素子，電磁コイル等を用いることができる。
また加振手段に印加する振動周波数は、１０ｋ〜２００
ｋＨｚの範囲を用い、加振手段の形状や配置により最適
値を選択する。
【００１０】
【作用】上記構成からなる本発明の光学的造形装置で
は、立体造形物の形成後に、各加振手段を交互に相反す
る方向に振動させる。すると、立体造形物とベース板と
の密着強度が下がり簡単に離脱するようになる。
は、立体造形物の形成後に、各加振手段を交互に相反す
る方向に振動させる。すると、立体造形物とベース板と
の密着強度が下がり簡単に離脱するようになる。
【００１１】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る光学
的造形装置の実施例を説明する。図１は光学的造形装置
Ｓを示す模式図である。図において、５は制御コンピュ
ータであって、ＣＡＤを用いて設計した立体造形物６の
図形データをＺ方向にスライスした断面データを作成
し、この断面データに基づいて後述する各装置を制御す
るものである。７は制御コンピュータの出力に接続され
たＸＹ方向移動装置であって、紫外線レーザ光線８を射
出するプロジェクタ９を前記断面データに基づいて水平
方向に走査移動させ、これにより、液状の光硬化性樹脂
材料１０の表面に紫外線レーザ光線８を照射するもので
ある。１１は光フィルタであって、紫外線レーザ光源１
３から発射されたレーザ光を制御コンピュータ５からの
制御情報に基づいて調節する。１２は光ファイバであっ
て、紫外線レーザ光源１３から光フィルタ１１を介して
プロジェクタ９へレーザ光を導く。
的造形装置の実施例を説明する。図１は光学的造形装置
Ｓを示す模式図である。図において、５は制御コンピュ
ータであって、ＣＡＤを用いて設計した立体造形物６の
図形データをＺ方向にスライスした断面データを作成
し、この断面データに基づいて後述する各装置を制御す
るものである。７は制御コンピュータの出力に接続され
たＸＹ方向移動装置であって、紫外線レーザ光線８を射
出するプロジェクタ９を前記断面データに基づいて水平
方向に走査移動させ、これにより、液状の光硬化性樹脂
材料１０の表面に紫外線レーザ光線８を照射するもので
ある。１１は光フィルタであって、紫外線レーザ光源１
３から発射されたレーザ光を制御コンピュータ５からの
制御情報に基づいて調節する。１２は光ファイバであっ
て、紫外線レーザ光源１３から光フィルタ１１を介して
プロジェクタ９へレーザ光を導く。
【００１２】１４はベース板であって、紫外線レーザ光
線８の照射と交互に所定間隔だけ降下し、立体造形物６
が造形される深さまで降下する。１５はベース板１４を
上下（Ｚ）方向に昇降させる移動装置であって、制御コ
ンピュータ５により制御される。１６は加振手段たる圧
電素子であって、１６ａ，１６ｂの２個が隣接してベー
ス板１４表面に固定され、この表面上に立体造形物６が
固化形成される。そして、得られた立体造形物６は圧電
素子１６ａ，１６ｂを相反する方向に振動させることで
引き剥す。１７は圧電素子１６に駆動電圧を印加する高
周波アンプで、ベース板１４に埋設させた又はベース板
１４に添わせた配線を介して圧電素子１６に接続され
る。１８は高周波アンプ１７に接続されたファンクショ
ンジェネレータ（発振器）、１９は光硬化性樹脂材料１
０を収容するタンクである。
線８の照射と交互に所定間隔だけ降下し、立体造形物６
が造形される深さまで降下する。１５はベース板１４を
上下（Ｚ）方向に昇降させる移動装置であって、制御コ
ンピュータ５により制御される。１６は加振手段たる圧
電素子であって、１６ａ，１６ｂの２個が隣接してベー
ス板１４表面に固定され、この表面上に立体造形物６が
固化形成される。そして、得られた立体造形物６は圧電
素子１６ａ，１６ｂを相反する方向に振動させることで
引き剥す。１７は圧電素子１６に駆動電圧を印加する高
周波アンプで、ベース板１４に埋設させた又はベース板
１４に添わせた配線を介して圧電素子１６に接続され
る。１８は高周波アンプ１７に接続されたファンクショ
ンジェネレータ（発振器）、１９は光硬化性樹脂材料１
０を収容するタンクである。
【００１３】このように構成された実施例の光学的造形
装置の使用に際しては、ＣＡＤにて設計された立体造形
物６の図形データから、これをスライスした等高線デー
タを作成し、このデータに基づいて紫外線レーザ光線８
を液状の光硬化性樹脂材料１０の表層部に照射し、この
照射と交互にベース板１４を一段づつ降下させる。する
と、図２に示す如く、圧電素子１６ａ，１６ｂ表面上に
光硬化性樹脂材料１０を一層ずつ硬化させた立体造形物
６が形成される。
装置の使用に際しては、ＣＡＤにて設計された立体造形
物６の図形データから、これをスライスした等高線デー
タを作成し、このデータに基づいて紫外線レーザ光線８
を液状の光硬化性樹脂材料１０の表層部に照射し、この
照射と交互にベース板１４を一段づつ降下させる。する
と、図２に示す如く、圧電素子１６ａ，１６ｂ表面上に
光硬化性樹脂材料１０を一層ずつ硬化させた立体造形物
６が形成される。
【００１４】この状態では、得られた立体造形物６は圧
電素子１６ａ，１６ｂ表面に強固に固着しており容易に
引き剥すことはできない。そこで、圧電素子１６ａ，１
６ｂが互いに相反する方向に交互に伸縮するように高周
波アンプ１７及びファンクションジェネレータ１８から
電圧を印加する。すなわち、圧電素子１６ａが伸長した
ときには圧電素子１６ｂが収縮し、逆に圧電素子１６ｂ
が伸長したときには圧電素子１６ａが収縮するように駆
動するのである。
電素子１６ａ，１６ｂ表面に強固に固着しており容易に
引き剥すことはできない。そこで、圧電素子１６ａ，１
６ｂが互いに相反する方向に交互に伸縮するように高周
波アンプ１７及びファンクションジェネレータ１８から
電圧を印加する。すなわち、圧電素子１６ａが伸長した
ときには圧電素子１６ｂが収縮し、逆に圧電素子１６ｂ
が伸長したときには圧電素子１６ａが収縮するように駆
動するのである。
【００１５】すると、立体造形物６と圧電素子１６ａ，
１６ｂとの界面には、図３に示すように、圧電素子１６
ａの伸長時には１６ｂの表面に引き剥し力が作用し、ま
た逆に圧電素子１６ｂの伸長時には１６ａの表面に引き
剥し力が作用する。しかも、これは圧電素子の駆動振動
数（高周波）で繰り返される。この結果、立体造形物６
は徐々に引き剥され、最終的には完全に剥離する。この
ように本実施例によれば、人手を介せず自動的に、得ら
れた立体造形物を損傷することなく、立体造形物をベー
ス板から簡単に取り外すことができる。
１６ｂとの界面には、図３に示すように、圧電素子１６
ａの伸長時には１６ｂの表面に引き剥し力が作用し、ま
た逆に圧電素子１６ｂの伸長時には１６ａの表面に引き
剥し力が作用する。しかも、これは圧電素子の駆動振動
数（高周波）で繰り返される。この結果、立体造形物６
は徐々に引き剥され、最終的には完全に剥離する。この
ように本実施例によれば、人手を介せず自動的に、得ら
れた立体造形物を損傷することなく、立体造形物をベー
ス板から簡単に取り外すことができる。
【００１６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば以下のように実施してもよい。上述
の実施例では、略長方形の圧電素子を隣接して加振手段
を構成したが、これは装置の構成が比較的容易な反面、
単純な形状の立体造形物の剥離に適しており、脆弱また
は複雑な立体造形物への適用には限界がある。 （１）そのような場合には、立体造形物の形状に合致し
た形状の加振手段を設けるとよい。例えば立体造形物の
底面が比較的薄肉の円筒状の場合には、図４に示す如く
圧電素子１６ａ，１６ｂを円環状に配置すれば、剥離力
は法線方向及び求心方向へ作用するため、脆弱な円筒形
状の立体造形物の剥離にも効果的である。 （２）また、図５に示す如く圧電素子１６ａ，１６ｂを
並列に微細な間隔で配置すれば、構成は若干複雑化する
ものの、立体造形物の形状に関わらず汎用的に使用で
き、剥離作用も良好な光学的造形装置を得ることができ
る。
のではなく、例えば以下のように実施してもよい。上述
の実施例では、略長方形の圧電素子を隣接して加振手段
を構成したが、これは装置の構成が比較的容易な反面、
単純な形状の立体造形物の剥離に適しており、脆弱また
は複雑な立体造形物への適用には限界がある。 （１）そのような場合には、立体造形物の形状に合致し
た形状の加振手段を設けるとよい。例えば立体造形物の
底面が比較的薄肉の円筒状の場合には、図４に示す如く
圧電素子１６ａ，１６ｂを円環状に配置すれば、剥離力
は法線方向及び求心方向へ作用するため、脆弱な円筒形
状の立体造形物の剥離にも効果的である。 （２）また、図５に示す如く圧電素子１６ａ，１６ｂを
並列に微細な間隔で配置すれば、構成は若干複雑化する
ものの、立体造形物の形状に関わらず汎用的に使用で
き、剥離作用も良好な光学的造形装置を得ることができ
る。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の光学的造形
装置によれば、人手を介せず自動的に、得られた立体造
形物を損傷することなく、立体造形物をベース板から簡
単に取り外すことができる。
装置によれば、人手を介せず自動的に、得られた立体造
形物を損傷することなく、立体造形物をベース板から簡
単に取り外すことができる。
【図１】本発明による実施例の光学的造形装置の基本構
成を示す模式図である。
成を示す模式図である。
【図２】本発明による実施例の光学的造形装置の加振手
段を示す斜視図である。
段を示す斜視図である。
【図３】本発明による実施例の光学的造形装置の作用を
説明する図である。
説明する図である。
【図４】光学的造形装置に用いられる加振手段の変形例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】光学的造形装置に用いられる加振手段の他の変
形例を示す斜視図である。
形例を示す斜視図である。
【図６】従来の光学的造形装置を示す模式図である。
５ 制御コンピュータ ６ 立体造形物 ７ ＸＹ方向移動装置 ８ 紫外線レーザ光線 ９ プロジェクタ １０ 光硬化性樹脂材料 １１ 光フィルタ １２ 光ファイバ １３ 紫外線レーザ光源 １４ ベース板 １５ 移動装置 １６ 圧電素子（加振手段） １７ 高周波アンプ １８ ファンクションジェネレータ １９ タンク
Claims (1)
- 【請求項１】 立体造形物をスライスした断面形状デー
タに基づいて紫外線レーザ光線を液状の光硬化性樹脂材
料の表層部に照射させるとともに、この紫外線レーザ光
線の照射と交互にベース板を降下させることで、このベ
ース板の上部に前記光硬化性樹脂材料を一層ずつ硬化さ
せて前記立体造形物を形成する光学的造形装置におい
て、前記ベース板の上面に少なくとも２個以上の加振手
段を取付けたことを特徴とする光学的造形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5292561A JPH07125081A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 光学的造形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5292561A JPH07125081A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 光学的造形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07125081A true JPH07125081A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17783365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5292561A Withdrawn JPH07125081A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 光学的造形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07125081A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001014126A1 (de) * | 1999-08-20 | 2001-03-01 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Vorrichtung und verfahren zur generativen herstellung eines dreidimensionalen objektes |
| JP2016030398A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | キヤノン株式会社 | 立体造形装置 |
| CN107812942A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-03-20 | 西北工业大学 | 一种双超声辅助激光增材制造装置及方法 |
-
1993
- 1993-10-28 JP JP5292561A patent/JPH07125081A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001014126A1 (de) * | 1999-08-20 | 2001-03-01 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Vorrichtung und verfahren zur generativen herstellung eines dreidimensionalen objektes |
| JP2003507224A (ja) * | 1999-08-20 | 2003-02-25 | イーオーエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング イレクトロ オプティカル システムズ | 三次元物体の形成的製造のための装置および方法 |
| US6824714B1 (en) | 1999-08-20 | 2004-11-30 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Device and method for generative production of a three-dimensional object |
| JP2016030398A (ja) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | キヤノン株式会社 | 立体造形装置 |
| CN107812942A (zh) * | 2017-11-01 | 2018-03-20 | 西北工业大学 | 一种双超声辅助激光增材制造装置及方法 |
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