JPH04137829U - 光学的造形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透光窓１３を有した光硬化性樹脂１２収容用
の容器１１と、該透光窓１３を通して容器内に向って光
を照射する光照射装置１５と、容器１１内において透光
窓に対して離反方向へ移動するモデル固着板２１を備え
る光学的造形装置において、モデル固着板と硬化樹脂２
４との接着強度を高め、硬化樹脂２４の剥離、脱落を防
止する。 【構成】 モデル固着板２１の表面２１Ａを粗面化処理
する。 【効果】 硬化樹脂２４がモデル固着板２１の表面２１
Ａに強固に接着形成され、剥離、脱落が防止される。所
望の硬化体を高精度に、容易かつ効率的に造形できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案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 法に用いる装置に関する。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し、容器内に設けられたモデル固着板上に硬化体（モデル ）を多層積層体として形成するよう構成された光学的造形装置に関する。

【０００２】

【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、６ ２−３５９６６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。

【０００３】 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 方向へ移動可能に設けられたモデル固着板を有するものがある。この光学的造形 法について第１図を参照して説明する。

【０００４】 第１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１ １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１３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。

【０００５】 容器１１内にはモデル固着板２１が設置され、該モデル固着板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。

【０００６】 上記装置により硬化体を製造する場合、まずモデル固着板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−Ｙ移動装置１７により行なわれる。

【０００７】 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、モデル固着板２１をわずかに上昇させ、硬化樹脂（硬化 層）２４とモデル固着板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、モデル固着板２１ のモデル固着面２１Ａに、目的形状の硬化体（モデル）を多層積層体として得る 。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

従来のモデル固着板は、そのモデル固着面２１Ａが平滑表面とされているため 、硬化体の接着力が弱い。このため、モデル固着板２１の表面２１Ａに積層形成 された硬化樹脂２４の一部が剥離して位置ずれし、精度の悪い硬化体となる。ま た、最悪の場合には硬化体全体がモデル固着板２１から剥れ落ちてしまい、操作 の続行が不可能となる。この場合には、既に作製した硬化樹脂が無駄になり、再 度作製を行なう必要がある。

【０００９】 本考案は上記従来の問題点を解決し、モデル固着板への硬化樹脂の付着強度が 高く、硬化樹脂ないし硬化体の剥離や落下のおそれがない光学的造形装置を提供 することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案の光学的造形装置は、光硬化性樹脂に光を照射し、該光の照射された部 分を硬化させると共に硬化樹脂を積み重ねる工程を有する光学的造形法に用いる 装置であって、底面又は側面に透光窓を有した光硬化性樹脂収容用の容器と、該 透光窓を通して容器内に向って光を照射する光照射装置と、容器内において透光 窓に対して離反方向へ移動可能に設置されたモデル固着板とを備えてなる光学的 造形装置において、該モデル固着板の前記透光窓対向表面が粗面化処理されてい ることを特徴とする。

【００１１】 請求項２の光学的造形装置は、請求項１の光学的造形装置において、前記モデ ル固着板の粗面化処理面に硬化樹脂が付着していることを特徴とする。

【００１２】 請求項３の光学的造形装置は、前記モデル固着板の粗面化処理面にプライマー が付着していることを特徴とする。

【００１３】

【作用】

本発明の光学的造形装置においては、モデル固着板の透光窓対向表面、即ち、 硬化樹脂が積層形成される面が粗面化処理されているため、光硬化性樹脂がモデ ル固着板の該粗面化処理の凹部に浸入した状態で硬化する。この粗面化表面の凹 部に浸入して硬化した硬化樹脂による良好な投錨効果により、硬化樹脂はモデル 固着板に強固に接着する。

【００１４】 本考案によれば、モデル固着板表面への硬化樹脂の接着力を、従来に比べて少 なくとも約４倍程度増大させることができる。

【００１５】 また、このモデル固着板から造形体を分離した場合、モデル固着板には若干量 の樹脂又はプライマーが付着した（所謂こびりついた）まま残留するときもある が、このように硬化樹脂（又はプライマー）が付着したモデル固着板の表面は、 光硬化性樹脂とのなじみが良く、次回の形成時に硬化樹脂体がモデル固着板の該 面に強固に付着するようになる。

【００１６】

【実施例】 以下に本考案の実施例について説明する。 本考案の光学的造形装置は、モデル固着板表面部分の拡大断面図である第２図 に示す如く、モデル固着板２１の、透光窓対向表面２１Ａが粗面化処理されてい ること以外は、前述の第１図に示す光学的造形装置等の従来の装置と同様である 。

【００１７】 本考案において、モデル固着板２１の粗面化処理は、通常のモデル固着板の表 面をサンドブラストなどで粗面化するなどの方法以外に、フライス加工や形削り などの機械加工により行なうことができる。粗面化による表面形状や粗面化の程 度等には特に制限はなく、モデル固着板の材質や光硬化性樹脂の種類、モデル固 着板の表面に形成する硬化樹脂の層厚さ（第２図のＤ）等に応じて、十分な接着 強度が得られるように適宜決定される。例えば、層厚さＤが０．１〜０．３ｍｍ の硬化樹脂２４をモデル固着板２１の表面２１Ａ上に形成する場合、モデル固着 板２１の粗面化の程度は、粗面化により得られる凹凸表面の凹部の深さ（第２図 のｄ）が２０〜１５０μｍ、隣接する凹部の距離（第２図のｗ）が０．１〜２ｍ ｍとなるような程度とするのが好ましい。

【００１８】 本考案の光学的造形装置において、目的とする硬化体（モデル）の造形を終了 した後は、硬化体をモデル固着板から取りはずすが、その際、硬化体とモデル固 着板とを容易に引き剥すことができない場合には、硬化体をモデル固着板との接 着面近傍（例えば、第２図の破線Ｘ₁ 又は一点鎖線Ｘ₂ の位置）で切断する。こ れにより、モデル固着板の表面には硬化樹脂（又はプライマー）が付着したまま となるが、このモデル固着板は、これをそのまま次の造形に用いることができる 。即ち、表面に硬化樹脂（又はプライマー）が付着したモデル固着板の表面は、 光硬化性樹脂とのなじみが良く、硬化樹脂が強固に接着される。勿論、この表面 に硬化樹脂が付着したモデル固着板は、その表面を洗浄したり再度粗面化処理し て再使用しても良いことは言うまでもない。

【００１９】 なお、このような本考案の装置により造形される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、アミノアルキド等を挙げることができる。

【００２０】 また、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。

【００２１】 なお、第１図においては、容器の底面に透光窓を有し、モデル固着板を上昇さ せる型の光学的造形装置について示したが、本考案の光学的造形装置は、側面に 透光窓を有し、立設させたモデル固着板を水平方向に移動させる光学的造形装置 においても、モデル固着板からの硬化体の剥離及び脱落を有効に防止することが できる。

【００２２】 第１図の実施例では光出射部１５を移動させて光束を走査しているが光源から の光を反射するミラーを傾動されることにより光束を走査しても良い。また、本 考案では、光束を走査せずに、マスクを用いて所定パターンの光を照射するよう にしても良い。

【００２３】 以下、実験例を挙げて、本考案の効果をより具体的に説明する。 実験例１ 第１図に示す光学的造形装置において、表面を表１のNo. １，２に示す如く粗 面化処理したものを用いて造形を行ない、硬化樹脂の接着強度を測定し、粗面化 処理をしていないモデル固着板を用いた場合（No. ３）と比較した。 なお、光硬化性樹脂としてはアクリル系樹脂を、また、固着板の材質としては アルミニウムを採用した。 結果を表１に示す。 表１より、本考案によれば、モデル固着板と硬化樹脂との接着力を従来のもの に比べて約４倍も向上させることができることが明らかである。

【００２４】

【表１】

【００２５】 実験例２ 表面を表１のNo. １又はNo. ２に示す如く粗面化処理したアルミニウム製固着 板に下記性状のプライマーを刷毛塗りして２０時間室内乾燥固化したものについ て、付着力（アドヒージョンテスタ測定値）を調べたところ、２１〜７３ｋｇ／ ｃｍ² と極めて高い値を示した。 プライマーの性状 外観：淡黄色液状 固形分：３０％ 粘度（２５℃）：１０６０ｃｐ 希釈溶剤：メチルエチルケトン／トルエン＝１／４

【００２６】

【考案の効果】

以上詳述した通り、本考案の光学的造形装置によれば、モデル固着板表面上に 硬化樹脂を十分な接着強度にて形成することができることから、硬化樹脂の剥離 、脱落を防止することができる。このため、所望の硬化体を高精度に、容易かつ 効率的に造形することが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は光学的造形装置を示す構成図である。

【図２】第２図は本考案の光学的造形装置の一実施例を
説明するモデル固着板の表面部分の拡大断面図である。

【図３】第３図は実験例で用いたモデル固着板の粗面化
表面形状を示す測定結果図である。

【図４】第４図は実験例で用いたモデル固着板の粗面化
表面形状を示す測定結果図である。

【符号の説明】

１２ 光硬化性樹脂 １３ 透光窓 １６ 光ファイバー ２０ 光源 ２１ モデル固着板 ２１Ａ モデル固着板の表面 ２２ エレベータ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光硬化性樹脂に光を照射し、該光の照射
   された部分を硬化させると共に硬化樹脂を積み重ねる工
   程を有する光学的造形法に用いる装置であって、底面又
   は側面に透光窓を有した光硬化性樹脂収容用の容器と、
   該透光窓を通して容器内に向って光を照射する光照射装
   置と、容器内において透光窓に対して離反方向へ移動可
   能に設置されたモデル固着板とを備えてなる光学的造形
   装置において、該モデル固着板の前記透光窓対向表面が
   粗面化処理されていることを特徴とする光学的造形装
   置。
2. 【請求項２】 前記モデル固着板の粗面化処理面に硬化
   樹脂が付着していることを特徴とする請求項１に記載の
   光学的造形装置。
3. 【請求項３】 前記モデル固着板の粗面化処理面にプラ
   イマーが付着していることを特徴とする請求項１に記載
   の光学的造形装置。