JPH0224120A - 光学的造形法 - Google Patents

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
けた透光窓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窓を有
する容器と、この透光窓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窓から離反する方向へ８
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２図を参照して説明する。

第２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
光板よりなる透光窓１３が設けられており、該透光窓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−Ｙ８ｉ！ｊｌ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は
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１７、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
を透光窓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−ｙ８動装置により行なわれ
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２４と透光窓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］ 上記の光学的造形法においては、容器１１内に光硬化性
樹脂１２を注ぎ込んだりした際にベース２１の表面や透
光窓１３の容器内側面に気泡が付着してしまい、照射さ
れた光を散乱させたり、光がベース２１と透光窓１３と
の間に流入することを妨げたりする等の支障が生じてい
た。また、ベース面上に付着した気泡が硬化物に取り込
まれ、目的形状体に空孔部を生じさせるおそれもあった
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、容器の透光窓から光を照射すると共にベース
を徐々に透光窓から離反させ、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、
造形工程に先立ってベースを透光窓に密着又は近接させ
、該ベースと透光窓との間から気泡を追い出すようにし
たものである。

［作用］ かかる本発明方法にあっては、ベース表面及び透光窓の
容器内側面から気泡が確実に除去されるので、照射され
た光が散乱されることなく光硬化性樹脂に照射される。

また、光硬化性樹脂がベースと透光窓との間に円滑に流
入する。さらに、光硬化性樹脂の硬化物中には気泡が取
り込まれない。

［実施例］ 以下、図面を用いて実施例について説明する。

第１図は実施例方法において、造形に先立ってベース２
１を透光窓１３に密着させた状態を示している。なお、
第１図のその他の構成は前述した第２図と同じであり、
同一部材に同一符号を付しである。

このようにベース２１を透光窓１３に密着させることに
より、ベース２１の下面や透光窓１３の上面に付着して
いた気泡は完全にベース２１と透光窓１３との間から追
い出される如くして除去される。なお、このようにベー
ス２１を透光窓１３に密着させてから離反させるように
すると、第１層目の硬化層を形成するための初期間隙（
ベース２１と透光窓１３との間隔）を正確に予定値に設
定できる。従って、第１層目の硬化層の厚さの精度が高
い。

上記のように気泡が除去された後、ベース２１を所定距
離だけ（例えば０．１〜１ｍｍ程度）だけ透光窓１３か
ら離反させ、次いで光を照射することによりまず第１Ｎ
目の硬化層２４を形成する。次いで、ベース２１を所定
距離だけさらに透光窓１３から離反させた後、光を照射
し、第２層目の硬化層２４を形成する。なお、光硬化性
樹脂２４の硬化物はベース２１と透光窓１３との間に生
成し、これらベース２１及び透光窓１３の双方の表面に
硬化物が付着するが、硬化物がベース２１の表面により
強力に付着するようにベース２１及び透光窓１３の表面
構成がなされている。

従って、第１層目、第２層目又はそれに引き続く硬化層
を形成した後ベース２１を移動させるときは、硬化物２
４と透光窓１３の表面との間が剥離し、硬化物２４と透
光窓１３との間が前記所定距離だけ離反する。

目的形状体のすべての層を形成した後、硬化物２４をベ
ース２１から取り外し、必要に応じ仕上げ処理を施して
目的形状体を得ることができる。

上記実施例ではベース２１を透光窓１３に密着させてい
るが、本発明にあっては、ベース２１と透光窓１３との
間から気泡を追い出し得る程度にベース２１を透光窓１
３に近接させるようにしても良い。

上記実施例は、透光窓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の側面に透光窓を設け、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。

上記実施例では、ｘ　−ｙ　ｙ）動装置１７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。

上記実施例では光束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３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２７は平行光束を示す、第３図のその他の符号は第１
．２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、ウ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
キル。

前記光としては、使用する光硬化性樹脂に応じ、可視光
、紫外光等種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、ベース表
面及び透光窓面から気泡が除去されるので、光を散乱さ
せることなく予定されていた箇所に所要強度の光を照射
できる。また、光硬化性樹脂がベースと透光窓との間あ
るいは硬化物と透光窓との間に円滑に流入するようにな
る。これらのことから、本発明方法によると寸法精度の
高い造形体を予定通りの製造時間で造形できる。また、
硬化物中に気泡が取り込まれることも確実に防止される
。

さらに、本発明方法によれば、第１７！１目の硬化層を
形成するためのベースと透光窓との初期間隙を精度良く
形成することができるので、第１層目の硬化層の厚さ精
度が極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本発明の実施例に係る方法
を実施するための装置構成図である。 １２・・・光硬化性樹脂、１３・・・透光窓、１６・・
・光ファイバー　２０・・・光源、２１・・・ベース、
　　　２２・・・エレベータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 側面又は底面に透光窓を有する容器、該透光窓の容器内
   側面に対して接離方向に移動可能なベース及び該透光窓
   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、該透光窓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、 まず前記ベースを透光窓に密着又は近接させることによ
   りベース面と透光窓との間の気泡を除去した後、該ベー
   スを透光窓から離反させ、その後前記光照射及びベース
   移動を行なわせて造形するようにしたことを特徴とする
   光学的造形法。