JPH02188231A

JPH02188231A - 光学的造形法

Info

Publication number: JPH02188231A
Application number: JP917989A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nagamori; 茂永森; Katsumi Sato; 勝美佐藤; Yoshinao Hirano; 平野　義直; Katsuhide Murata; 勝英村田
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1990-07-24
Also published as: JPH0479830B2

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。

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に光を照射して目的形状の硬化体
を製造する光学的造形法に関する。詳しくは、容器に設
けた透光板から容器内の光硬化性樹脂に向って光を照射
する光学的造形法に関する。

［従来の技術］光硬化性樹脂に光束を照射して、該照射部分を硬化させ
、この硬化部分を水平方向に連続させると共に、さらに
その上側に光硬化性樹脂を供給して同様にして硬化させ
ることにより上下方向にも硬化体を連続させ、これを繰
り返すことにより目的形状の硬化体を製造する光学的造
形法は特開昭６０−２４７５１５号、６２−３５９６６
号、６２−１０１４０８号などにより公知である。光束
を走査する代りにマスクを用いる方法も公知である。

かかる光学的造形法として、底面又は側面に透光板を有
する容器と、この透光板を通して容器内に光を照射する
装置と、該容器内において透光板から離反する方向へ移
動可能に設けられたベースを有するものがある。この光
学的造形法について第５図を参照して説明する。

第５図において、容器１１内には光硬化性樹脂１２が収
容されている。容器１１の底面には、石英ガラス等の透
光板よりなる透光板１３が設けられており、該透光板１
３に向けて光束１４を照射するように、レンズを内蔵し
た光出射部１５、光ファイバー１６、光出射部１５を水
平面内のＸ−Ｙ方向（ｘ、ｙは直交する２方向）に移動
させるＸ−Ｙ移動装置１７、光源２０等よりなる光学系
（照射装置）が設けられている。

容器１１内にはベース２１が設置され、該ベース２１．
ハエレベータ２２により昇降可能とされている。これら
移動装置１フ、エレベータ２２はコンピュータ２３によ
り制御される。

上記装置により硬化体を製造する場合、まずベース２１
を透光板１３よりもわずか上方に位置させ、光束１４を
目的形状物の水平断面に倣って走査させる。この走査は
コンピュータ制御されたＸ−Ｙ移動装置１７により行な
われる。

目的形状物の一つの水平断面（この場合は底面又は上面
に相当する部分）のすべてに光を照射した後、ベース２
１をわずかに上昇させ、硬化物（硬化層）２４と透光板
２１との間に未硬化の光硬化性樹脂を流入させた後、上
記と同様の光照射を行なう、この手順を繰り返すことに
より、目的形状の硬化体が多層積層体として得られる。

［発明が解決しようとする課題］上記光学的造形装置においてはベース２１を引き上げた
際に硬化物２４が透光板１３から離反することが必要で
ある。即ち、硬化物２４がベース２１から引き剥されて
しまったのでは造形工程を継続することができなり。

ところが、従来法にあっては、ベース２１と透光板１３
とを平行に保ったままベース２１を上昇させるようにし
ているので、硬化層２４が全体として一度に透光板１３
から引き剥される。この引き剥しの瞬間には極めて大き
な力が硬化層２４にかかり、硬化層２４がベース２１か
ら離反するおそれがあった。

また、硬化層２４同志がそれらの界面から剥離するおそ
れもありた。なお、このような硬化層２４同志又は硬化
層２４とベース２１との離反現象は、硬化層２４の積層
数が多くなり、硬化層２４の全体の重量が大きくなる成
形工程後期において発生し易い、また、透光板１３と硬
化層２４との接触面積が大きい場合にも発生し易い。

上記従来法においては、硬化層２４を透光板から引き剥
す際に大きな力を要するので、エレベータ２２としても
強力な駆動力を有するものを採用する必要があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、容器の透光板から光を照射すると共にベース
を徐々に透光板から離反させ、目的形状体の断面に相当
する光硬化性樹脂の硬化層を多数積層することにより目
的形状体を造形するようにした光学的造形法において、
１つの層を形成するときに、当該層の一部を形成した後
、ベースを上昇させて硬化物と透光板とを剥離させ、次
いでベースを下降させて硬化物を透光板に当接させた後
、当該層の他部を形成するようにしたものである。

［作用］かかる本発明方法にあっては、硬化層と透光板とは、硬
化層と透光板との接触面積が小さいうちに引き剥される
ので、この離反時に硬化層を引き上げる力が小さくて足
りる。従って、硬化層とベースとの間の剥離が防止され
ると共に、硬化層同志の眉間剥離も防止される。

［実施例］以下、図面を用いて実施例について説明する。

第１図は本発明方法を説明する光学的造形装置の容器底
面の平面図である。なお、本発明方法は、例えば第５図
に示した装置を用いて行なえる。

本発明方法では、ある１つの硬化層を形成する際に、該
硬化層を２又は３以上の小区画に区分し、各小区画を順
次に形成するものであって、かつ各小区画を形成した後
、次の小区画を形成する前にベースを一旦引き上げて、
硬化層と透光板とを引き剥す。

第１図は、正方形状の硬化層３０を形成するに際し、ま
ず第１小区画３１を形成する。即ち、ベース（又は既に
形成されている一層前の硬化層）と透光板との間に所定
の間隙ｔをあけ、光を照射して第１小区画３１を形成す
る０次いで、ベースを上昇させて第１小区画３１の硬化
層を透光板から引き剥した後、再度ベースを降下させ、
ベース（又は−層前の硬化層）と透光板との間にｔなる
間隙をあける。なお、これにより、第１小区画３１に形
成された小硬化層はベースに当接する。

次に、第２小区画３２に硬化層を形成した後、ベースを
上昇させて、第２小区画３２の硬化層と透光板とを引き
剥す０次いで、ベースを降下させてベース（又は−層前
の硬化Ｆｌ）と透光板との間にｔなる間隙をあけ、第３
小区画３３を形成する。

次に、ベースを上昇及び降下させて、第３小区画３３の
硬化層を透光板から引き剥すと共に、第４小区画３４の
部分にｔなる間隙をあける。この状態から、第４小区画
３４に光を照射して第４小区画３４に硬化層を形成し、
硬化層３０の全体を形成する。

この硬化層３０の形成後、該硬化層３０に積層される次
段の硬化層の形成を行なう。

このように、ある硬化層を形成する場合、一部の小区画
が形成された後、次の小区画の形成に先立って硬化層を
透光板から引き剥すから、この引き剥し時に加える力は
小さくて済む、従って、硬化層とベースとの間の剥離や
、硬化層間の層間剥離が生じない。

また、エレベータとしても、上昇駆動力の小さいもので
足りる。

第２〜４図及び第７図は、別の実施例方法を示すもので
あり、第２図ではある硬化層４０を形成するに際し、該
硬化層４０の中央部分から硬化層を形成し始める。硬化
層は、小区画４１．４２．４３の順に大きなものとなり
、最終的に硬化層４０が形成される。

第３図では、数点状の小区画５１からまとまった小区画
５２．５３の順に大きな硬化層が形成され、最終的に硬
化層５０が形成される。

第４図では、硬化層６０の外周側から硬化層が形成され
始め、小区画６１．６２．６３の順に硬化層が成長し、
最終的に硬化層６０が形成される。

第７図では硬化層７０の格子状の硬化層小区画７１から
形成され始め、小区画７２．７３の順に大きな硬化層が
形成され、最終的に硬化層７０が形成される。

第２〜４図及び第７図においても、小区画４１．５１．
６１．７１で硬化層を形成した後、小区画４２．５２．
６２．７２の硬化に移るに先立って、ベースを上昇させ
て、小区画４１．５１．６１．７１における硬化層を透
光板から引きＨす、そして、その後、ベースを降下させ
て小区画４２．５２．６２．７２での硬化層の形成を行
なう。

小区画４２．５２．６２．７２から小区画４３．５３．
６３．７３の硬化層の形成に移行するとき及び、小区画
４３．５３．６３．７３から最終的な硬化層４０．５０
．６０．７０の形成に移行するときも、同様にベースの
昇降を行ない、硬化層と透光板との剥離を行なう。

上記実施例では、方形の硬化層３０．４０．５０．６０
．フＯを形成しているが、硬化層の形状は任意である。

また、区分する小区画の箇所及び個数も任意であり、小
区画の形状も任意のものとじつる。

本発明では、積層されるすべての硬化層について、上記
と同じように小区画の硬化手順を経て形成させても良く
、例えば平面積の大台な硬化層のみ上記のように区分形
成し、平面積の小さな硬化層については従来と同様に当
該硬化層を一度に形成しても良い。

上記実施例は、透光板１３を容器の底面に設は光を容器
の下方から照射するようにしているが、本発明において
は容器１１の側面に透光板を設け、該容器１１の側面か
ら光を照射するようにしても良い、この場合、ベースを
成形過程において徐々に側方に移動させれば良い。

第５図の方法では、Ｘ−Ｙ移動装置！７により光束１４
を走査しているが、光源からの光をミラー（図示略）で
反射させた後、レンズで収束させて光硬化性樹脂に照射
する光学系を採用しても良い、この場合はミラーを回転
させることにより光束を走査できる。

上記の方法では光束１４を走査することにより硬化物２
４を創成しているが、本発明はこれを公知のマスク法に
適用し、例えば第６図の如く目的形状物の断面に相当す
るスリット２５を有したマスク２６を用いても良い、符
号２フは平行光束を示す、第６図のその他の符号は第５
図と同一部材を示している。

本発明において、前記光硬化性樹脂としては、光照射に
より硬化する種々の樹脂を用いることができ、例えば変
性ポリウレタンメタクリレート、オリゴエステルアクリ
レート、フレタンアクリレート、エポキシアクリレート
、感光性ポリイミド、アミノアルキドを挙げることがで
きる。

前記光としては、使用する光硬化性樹脂に応じ、可視光
、紫外光等積々の光を用いることができる。該光は通常
の光としても良いが、レーザ光とすることにより、エネ
ルギーレベルを高めて造形時間を短縮し、良好な集光性
を利用して造形精度を向上させ得るという利点を得るこ
とができる。

［効果］以上の通り、本発明の光学的造形法によれば、ベースを
引き上げたときに、硬化層が常に透光板から離反するよ
うになるので、目的形状体を確実に形成することができ
る。即ち、硬化層がベースから剥れたり、硬化層間で眉
間剥離することがない、また、本発明によると、エレベ
ータとして小駆動力のものを採用すれば足りる。ベース
も強度、剛性の小さいもので足りるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図及び第７図は本発明方
法を説明するための平面図である。第５図及び第６図は
光学的造形装置を説明する断面図である。１２−・・光硬化性樹脂、１３−・・透光板、１６−・
・光ファイバー　２０−・・光源、２１・・・ベース、
　　　２２＠・・エレベータ、３０．４０．５０．６０
．７０拳Φ・硬化層、３１〜３４．４１〜４３．５１〜
５３．６１〜６３．７１〜７３−・・小区画。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】側面又は底面に透光板を有する容器、該透光板の容器内
側面に対して接離方向に移動可能なベース及び該透光板
を通して容器内へ光を照射する光照射装置を備えた光学
的造形装置を用い、該透光板を通して光を照射すると共
に前記ベースを徐々に窓から離反方向へ移動させ、目的
形状体の一断面に相当する硬化層を前記ベース上に積み
重ねることにより目的形状体を造形する光学的造形法に
おいて、１つの層を形成するときに、当該層の一部を形成した後
、ベースを上昇させて硬化物と透光板とを剥離させ、次
いでベースを下降させて硬化物を透光板に当接させた後
、当該層の他部を形成することを特徴とする光学的造形
法。