JPH05138746A - 光学的立体造形装置 - Google Patents
光学的立体造形装置Info
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- JPH05138746A JPH05138746A JP3305028A JP30502891A JPH05138746A JP H05138746 A JPH05138746 A JP H05138746A JP 3305028 A JP3305028 A JP 3305028A JP 30502891 A JP30502891 A JP 30502891A JP H05138746 A JPH05138746 A JP H05138746A
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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
-
- 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
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
- B29C2035/0833—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using actinic light
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 短い造形時間で高精細な立体像を得ることが
可能であって、且つ、単純な構造で低価格な光学的立体
造形装置を提供する。 【構成】 液面を光照射している帯状領域は移動ステイ
ジ３と共に右方向へ移動し、レンズアレイ１５の中心が
スクリーン１の描画領域右端Ｒを通過した時点で移動停
止する。この光照射移動により、スクリーン１上に描画
された図形が液面に投写され、薄い硬化部が形成され
る。造形ヘッド２０は移動ユニット２１により、１スラ
イスピッチ、精密送りにより上昇し、今硬化した部分は
上方の既に硬化した立体像側に付着してガラス面から離
れ、この間隙へは新たに液状の光硬化樹脂が流れ込む。
可能であって、且つ、単純な構造で低価格な光学的立体
造形装置を提供する。 【構成】 液面を光照射している帯状領域は移動ステイ
ジ３と共に右方向へ移動し、レンズアレイ１５の中心が
スクリーン１の描画領域右端Ｒを通過した時点で移動停
止する。この光照射移動により、スクリーン１上に描画
された図形が液面に投写され、薄い硬化部が形成され
る。造形ヘッド２０は移動ユニット２１により、１スラ
イスピッチ、精密送りにより上昇し、今硬化した部分は
上方の既に硬化した立体像側に付着してガラス面から離
れ、この間隙へは新たに液状の光硬化樹脂が流れ込む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光硬化性材料に光を照
射して硬化させつつ積層して、目的とする立体像を形成
する光学的立体造形装置に関する。
射して硬化させつつ積層して、目的とする立体像を形成
する光学的立体造形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、立体像を高さ方向に一定ピッチで
スライスした各断面形状に対応した硬化部を形成するた
めの光照射手段として、以下の手段が実用、あるいは提
案されている。
スライスした各断面形状に対応した硬化部を形成するた
めの光照射手段として、以下の手段が実用、あるいは提
案されている。
【０００３】１．光シャッターを通過したＵＶレーザー
ビームを細径に絞り、断面輪郭線に沿って光学的あるい
は機械的移動手段で走査を行う。
ビームを細径に絞り、断面輪郭線に沿って光学的あるい
は機械的移動手段で走査を行う。
【０００４】２．同様のレーザービームを、照射領域全
面に、一様にラスター走査をおこなう。
面に、一様にラスター走査をおこなう。
【０００５】３．写真撮影法などによって作られた、各
段面形状に対応した多数枚のマスクを用意して、透過光
を照射し、マスク交換を繰り返しながら積層する。
段面形状に対応した多数枚のマスクを用意して、透過光
を照射し、マスク交換を繰り返しながら積層する。
【０００６】４．液晶スクリーンを用いて透過光を一括
照射し、図形を更新しながら積層を行う。
照射し、図形を更新しながら積層を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
各手段はそれぞれ以下の問題点を有する。
各手段はそれぞれ以下の問題点を有する。
【０００８】手段１は、ＵＶレーザー発振器、光伝送路
部品など、寿命有限で高価な構成要素を必要とすること
と、機械的な光ビーム走査を行う場合、追随応答性の制
約から精度を維持しつつ高速走査を行うことが困難で、
１００ｍｍ／ｓｅｃくらいが実用速度である。ガルバノ
ミラーなど光学的走査手段によれば速度の制約は回避さ
れるが寸法精度維持が困難である。
部品など、寿命有限で高価な構成要素を必要とすること
と、機械的な光ビーム走査を行う場合、追随応答性の制
約から精度を維持しつつ高速走査を行うことが困難で、
１００ｍｍ／ｓｅｃくらいが実用速度である。ガルバノ
ミラーなど光学的走査手段によれば速度の制約は回避さ
れるが寸法精度維持が困難である。
【０００９】手段２は、ビームの走行経路、ビーム径補
正などの高速演算が不要であり、制御を簡略化できる。
しかし、精細度を高めるためにビーム径を細く絞れば走
査本数が増えるため走査速度を高めなければならない。
一方、光硬化樹脂が硬化するためにはエネルギー値のみ
ならず一定の照射時間を必要とするから、複数回の走査
が必要となり、結果的に造形時間が極めて長くなる。
正などの高速演算が不要であり、制御を簡略化できる。
しかし、精細度を高めるためにビーム径を細く絞れば走
査本数が増えるため走査速度を高めなければならない。
一方、光硬化樹脂が硬化するためにはエネルギー値のみ
ならず一定の照射時間を必要とするから、複数回の走査
が必要となり、結果的に造形時間が極めて長くなる。
【００１０】手段３は、平面一括照射法であり、ごく短
時間で硬化がなされシャープな輪郭線が得られるが、多
種類のマスクを用意することは容易ではなく、単純形状
で積層高さの低いもの以外は実用的とは言えない。
時間で硬化がなされシャープな輪郭線が得られるが、多
種類のマスクを用意することは容易ではなく、単純形状
で積層高さの低いもの以外は実用的とは言えない。
【００１１】手段４は、装置構成が著しく簡略化される
ことから提案されている手段であり、近年、数十万〜百
万画素くらいのものが得られる様になったが、装置とし
ての実用性からは、Ａ３サイズ、画素ピッチ０、０５〜
０、１ｍｍくらいが望ましく、一断面一括照射を行うた
めには一桁以上不足している。
ことから提案されている手段であり、近年、数十万〜百
万画素くらいのものが得られる様になったが、装置とし
ての実用性からは、Ａ３サイズ、画素ピッチ０、０５〜
０、１ｍｍくらいが望ましく、一断面一括照射を行うた
めには一桁以上不足している。
【００１２】以上の理由から、実用されているのは手段
１のみであり、造形時間も数〜数十時間と長く、装置価
格も極めて高額となっている。
１のみであり、造形時間も数〜数十時間と長く、装置価
格も極めて高額となっている。
【００１３】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、短い造形時間で高精細な立体像
を得ることが可能であって、且つ、単純な構造で低価格
な光学的立体造形装置を提供することを目的としたもの
である。
になされたものであり、短い造形時間で高精細な立体像
を得ることが可能であって、且つ、単純な構造で低価格
な光学的立体造形装置を提供することを目的としたもの
である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光学的立体造形装置は、温度により透明度が
可逆的に変化する熱可逆性材料を用いて構成されたスク
リーンと、前記スクリーンの画像形成領域に、所望の立
体の各断面の硬化形状に対応してスクリーンが非透明に
成る第１の温度まで選択的に加熱を行い、前記スクリー
ンに画像を形成する画像形成手段と、前記スクリーンの
画像形成領域を前記スクリーンが透明に成る第２の温度
まで一様に加熱することで画像を消去する加熱手段と、
前記光硬化性材料を内部に貯留する容器と、光源と、該
光源からの光を前記スクリーンの画像形成領域で反射さ
せ、前記容器内部の光硬化性樹脂の断面形成面に結像さ
せることで照射して硬化させる光学的手段と、前記断面
形成面で硬化した光硬化性樹脂を、立体像形成方向に移
動させる移動手段とを備えた。
に本発明の光学的立体造形装置は、温度により透明度が
可逆的に変化する熱可逆性材料を用いて構成されたスク
リーンと、前記スクリーンの画像形成領域に、所望の立
体の各断面の硬化形状に対応してスクリーンが非透明に
成る第１の温度まで選択的に加熱を行い、前記スクリー
ンに画像を形成する画像形成手段と、前記スクリーンの
画像形成領域を前記スクリーンが透明に成る第２の温度
まで一様に加熱することで画像を消去する加熱手段と、
前記光硬化性材料を内部に貯留する容器と、光源と、該
光源からの光を前記スクリーンの画像形成領域で反射さ
せ、前記容器内部の光硬化性樹脂の断面形成面に結像さ
せることで照射して硬化させる光学的手段と、前記断面
形成面で硬化した光硬化性樹脂を、立体像形成方向に移
動させる移動手段とを備えた。
【００１５】
【作用】上記の構成を有する本発明の光学的立体造形装
置においては、光源からの光を光学的手段によりスクリ
ーンの画像形成領域で反射させ、容器内部の光硬化性樹
脂の断面形成面に結像させることで照射して硬化させ、
断面形成面で硬化した光硬化性樹脂を、立体像形成方向
に移動手段で移動させることで立体像を形成する。スク
リーンの画像形成領域は、画像形成手段により所望の立
体の各断面の硬化形状に対応してスクリーンが非透明に
成る第１の温度まで選択的に加熱を行い、スクリーンに
画像を形成し、また加熱手段で画像形成領域をスクリー
ンが透明に成る第２の温度まで一様に加熱することで画
像を消去する。この画像形成と消去を、所望の立体像の
断面形状に応じて繰り返す。
置においては、光源からの光を光学的手段によりスクリ
ーンの画像形成領域で反射させ、容器内部の光硬化性樹
脂の断面形成面に結像させることで照射して硬化させ、
断面形成面で硬化した光硬化性樹脂を、立体像形成方向
に移動手段で移動させることで立体像を形成する。スク
リーンの画像形成領域は、画像形成手段により所望の立
体の各断面の硬化形状に対応してスクリーンが非透明に
成る第１の温度まで選択的に加熱を行い、スクリーンに
画像を形成し、また加熱手段で画像形成領域をスクリー
ンが透明に成る第２の温度まで一様に加熱することで画
像を消去する。この画像形成と消去を、所望の立体像の
断面形状に応じて繰り返す。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１７】まず図１を参照して本実施例の光学的立体
造形装置の構成を説明する。熱可逆性材料で形成された
フイルム状のスクリーン１は、弾性を有するマット２上
に置かれている。
造形装置の構成を説明する。熱可逆性材料で形成された
フイルム状のスクリーン１は、弾性を有するマット２上
に置かれている。
【００１８】移動ステージ３は、パルスモータ５に直結
されたボールネジ４により精密送りされ、左右方向に往
復する。
されたボールネジ４により精密送りされ、左右方向に往
復する。
【００１９】多数の微細な抵抗発熱体を一列に配置した
サーマルラインヘッド６は、図示しないコンピュータに
接続され、スクリーン１へ選択的に加熱描画を行うもの
である。ソレノイド７はヘッド６をスクリーン１から引
き離すものであり、加熱描画時はＯＦＦされ、同ヘッド
６はスプリングによりスクリーン１へ適度な接圧で押し
つけられる。
サーマルラインヘッド６は、図示しないコンピュータに
接続され、スクリーン１へ選択的に加熱描画を行うもの
である。ソレノイド７はヘッド６をスクリーン１から引
き離すものであり、加熱描画時はＯＦＦされ、同ヘッド
６はスプリングによりスクリーン１へ適度な接圧で押し
つけられる。
【００２０】加熱ロール８は消去時にスクリーン１の描
画領域を一様に加熱して初期状態に戻すものであり、図
示しないが内蔵したＰＴＣヒータにより、一定温度に保
たれている。加熱ロール８はソレノイド９によりスクリ
ーン１から引き離される。
画領域を一様に加熱して初期状態に戻すものであり、図
示しないが内蔵したＰＴＣヒータにより、一定温度に保
たれている。加熱ロール８はソレノイド９によりスクリ
ーン１から引き離される。
【００２１】照射ランプ１２は光硬化樹脂２３の波長感
度に適合した放射波長分布を有するメタルハライドラン
プ複数個を、紙面に垂直方向へ一線上に配置したもので
ある。断面が放物線形状をしたリフレクタ１３は、照射
ランプ１２よりの光束を略平行光として放射する。板状
の集光レンズ１４は、細長い帯状の光束でスクリーン１
を照射する。細長い棒状のセルホック・レンズ素子を紙
面に垂直方向へ２列に多数個配置したレンズアレイ１５
は、液状の光硬化樹脂２３の受光面へ正立等倍像を結像
する。
度に適合した放射波長分布を有するメタルハライドラン
プ複数個を、紙面に垂直方向へ一線上に配置したもので
ある。断面が放物線形状をしたリフレクタ１３は、照射
ランプ１２よりの光束を略平行光として放射する。板状
の集光レンズ１４は、細長い帯状の光束でスクリーン１
を照射する。細長い棒状のセルホック・レンズ素子を紙
面に垂直方向へ２列に多数個配置したレンズアレイ１５
は、液状の光硬化樹脂２３の受光面へ正立等倍像を結像
する。
【００２２】光シャッタ１０は、ソレノイド１１により
レンズアレイ１５からの光を開閉する。ソレノイド７，
９、光シャッタ１０、ソレノイド１１、リフレクタ１３
は移動ステイジ３上に設置されて一体的に移動する様に
構成されている。
レンズアレイ１５からの光を開閉する。ソレノイド７，
９、光シャッタ１０、ソレノイド１１、リフレクタ１３
は移動ステイジ３上に設置されて一体的に移動する様に
構成されている。
【００２３】液状の光硬化樹脂を収容する造形容器１６
は装置本体に固定され、その底面は透明ガラス板１７で
構成されている。透明ガラス板１７の液面側は硬化部分
との離反性を高めるため、フッソ系透明樹脂コーティン
グが施されている。
は装置本体に固定され、その底面は透明ガラス板１７で
構成されている。透明ガラス板１７の液面側は硬化部分
との離反性を高めるため、フッソ系透明樹脂コーティン
グが施されている。
【００２４】造形すべき立体像２４を付着させる台座１
８は、造形ヘッド２０へクランプ手段１９により着脱自
在に取り付けられている。造形ヘッド２０を造形プログ
ラムに従って上下移動させる移動ユニット２２は、エン
コーダを内蔵したサーボモータ２２によって図示しない
ボールネジを介して精密送りがなされる。
８は、造形ヘッド２０へクランプ手段１９により着脱自
在に取り付けられている。造形ヘッド２０を造形プログ
ラムに従って上下移動させる移動ユニット２２は、エン
コーダを内蔵したサーボモータ２２によって図示しない
ボールネジを介して精密送りがなされる。
【００２５】次に熱可逆性材料で形成されたスクリーン
１について説明する。図２はその断面構造を示すもの
で、保護層１ａ、記録層１ｂ、基材１ｃ、反射層１ｄよ
り成り、記録層１ｂは熱可逆性材料で作られており、反
射層１ｄは銀が蒸着されている。熱可逆性材料は各種開
発されているが、当実施例では有機低分子と樹脂を溶解
した溶液を基材であるポリエステルフィルム上に塗布、
乾燥したものを用いた。
１について説明する。図２はその断面構造を示すもの
で、保護層１ａ、記録層１ｂ、基材１ｃ、反射層１ｄよ
り成り、記録層１ｂは熱可逆性材料で作られており、反
射層１ｄは銀が蒸着されている。熱可逆性材料は各種開
発されているが、当実施例では有機低分子と樹脂を溶解
した溶液を基材であるポリエステルフィルム上に塗布、
乾燥したものを用いた。
【００２６】図３はこのスクリーン１の熱可逆特性を示
すもので、温度Ｔ１以下は常温域であり、常温におい
て、白濁状態（点Ａ）、透明状態（点Ｂ）の二つの安定
状態が存在する。今、点Ｂから加熱を開始し、温度Ｔ２
を越えてＴ３まで昇温すると透明度が少し低下して半透
明状態となる。ここで加熱を停止して放置すると透明度
が更に低下しつつ常温に戻り、白濁状態の点Ａで安定す
る。この過程が描画過程であり、同図の破線経路で示さ
れる。次に、点Ａから加熱され昇温するにつれて透明度
が高まり、温度Ｔ２で最大透明度に達する。ここで加熱
を停止して放置すると透明度は保たれたままで常温へ戻
り、点Ｂで安定する。この過程が消去過程であり、同図
の実線経路で示される。
すもので、温度Ｔ１以下は常温域であり、常温におい
て、白濁状態（点Ａ）、透明状態（点Ｂ）の二つの安定
状態が存在する。今、点Ｂから加熱を開始し、温度Ｔ２
を越えてＴ３まで昇温すると透明度が少し低下して半透
明状態となる。ここで加熱を停止して放置すると透明度
が更に低下しつつ常温に戻り、白濁状態の点Ａで安定す
る。この過程が描画過程であり、同図の破線経路で示さ
れる。次に、点Ａから加熱され昇温するにつれて透明度
が高まり、温度Ｔ２で最大透明度に達する。ここで加熱
を停止して放置すると透明度は保たれたままで常温へ戻
り、点Ｂで安定する。この過程が消去過程であり、同図
の実線経路で示される。
【００２７】以上の特性を付与されたスクリーン１は数
百〜数千回の描画、消去の繰り返しに耐えることが可能
であり、一つの立体像の造形に充分な寿命を有する。
百〜数千回の描画、消去の繰り返しに耐えることが可能
であり、一つの立体像の造形に充分な寿命を有する。
【００２８】次に作用を説明する。図１の状態は、造形
途上において、あるスライス断面を形成すべく光照射を
行っているタイミングを示している。この状態を起点と
して説明を進める。
途上において、あるスライス断面を形成すべく光照射を
行っているタイミングを示している。この状態を起点と
して説明を進める。
【００２９】液面を光照射している帯状領域は移動ステ
イジ３と共に右方向へ移動し、レンズアレイ１５の中心
がスクリーン１の描画領域右端Ｒを通過した時点で移動
停止する。この光照射移動により、スクリーン１上に描
画された図形が液面に投写され、薄い硬化部が形成され
る。ここで光シャッタ１０が閉じ不必要な照射を防止す
る。
イジ３と共に右方向へ移動し、レンズアレイ１５の中心
がスクリーン１の描画領域右端Ｒを通過した時点で移動
停止する。この光照射移動により、スクリーン１上に描
画された図形が液面に投写され、薄い硬化部が形成され
る。ここで光シャッタ１０が閉じ不必要な照射を防止す
る。
【００３０】造形ヘッド２０は移動ユニット２１によ
り、１スライスピッチ、精密送りにより上昇し、今硬化
した部分は上方の既に硬化した立体像側に付着してガラ
ス面から離れ、この間隙へは新たに液状の光硬化樹脂が
流れ込む。同時にパルスモータ５が逆回転し、ボールネ
ジにより移動ステイジは左方向へ高速移動し、加熱ロー
ル８が設定された描画領域の左端Ｌに接近した時点でパ
ルスモータ５は設定速度に減速され、ソレノイド９がＯ
ＦＦして、加熱ロールはスプリングによりスクリーン１
に押し付けられる。
り、１スライスピッチ、精密送りにより上昇し、今硬化
した部分は上方の既に硬化した立体像側に付着してガラ
ス面から離れ、この間隙へは新たに液状の光硬化樹脂が
流れ込む。同時にパルスモータ５が逆回転し、ボールネ
ジにより移動ステイジは左方向へ高速移動し、加熱ロー
ル８が設定された描画領域の左端Ｌに接近した時点でパ
ルスモータ５は設定速度に減速され、ソレノイド９がＯ
ＦＦして、加熱ロールはスプリングによりスクリーン１
に押し付けられる。
【００３１】次いで、サーマルラインヘッド６がスクリ
ーン１の描画領域右端Ｒに接近した時点でソレノイドが
ＯＦＦして同ヘッドはスプリングにより適度な接圧でス
クリーン１へ押しつけられる。ここで、図示しないコン
ピュータは次のスライス断面データを用意し、パルスモ
ータ５のパルス回転と同期して、１ラインずつデータ転
送を行う。
ーン１の描画領域右端Ｒに接近した時点でソレノイドが
ＯＦＦして同ヘッドはスプリングにより適度な接圧でス
クリーン１へ押しつけられる。ここで、図示しないコン
ピュータは次のスライス断面データを用意し、パルスモ
ータ５のパルス回転と同期して、１ラインずつデータ転
送を行う。
【００３２】同ヘッド６内に配列された各微細発熱体は
データに対応してそれぞれ選択的に通電されて発熱し、
これと接するスクリーン１上の各微細部分も選択的に加
熱される。この過程は同ヘッドが描画領域の左端Ｌを通
過するまで続けられる。加熱ロール８が描画領域左端Ｌ
を通過した時点でソレノイド９がＯＮして加熱ロールは
スクリーンから引き上げられる。更にサーマルラインヘ
ッド６が同地点を通過した時点でパルスモータ５は停止
し、同時にソレノイド７がＯＮして同ヘッドはスクリー
ン１から離れる。加熱ロール８は内蔵ＰＴＣヒータによ
り一定温度Ｔ２に保たれており、スクリーン１の描画領
域は加熱ロールに圧接されていた微少時間、温度Ｔ２近
くまで昇温したのち常温に戻る。この加熱過程によりス
クリーン１は透明な初期状態に復帰し次の断面形状の描
画が可能となる。図１で二点鎖線はこのタイミングを示
している。
データに対応してそれぞれ選択的に通電されて発熱し、
これと接するスクリーン１上の各微細部分も選択的に加
熱される。この過程は同ヘッドが描画領域の左端Ｌを通
過するまで続けられる。加熱ロール８が描画領域左端Ｌ
を通過した時点でソレノイド９がＯＮして加熱ロールは
スクリーンから引き上げられる。更にサーマルラインヘ
ッド６が同地点を通過した時点でパルスモータ５は停止
し、同時にソレノイド７がＯＮして同ヘッドはスクリー
ン１から離れる。加熱ロール８は内蔵ＰＴＣヒータによ
り一定温度Ｔ２に保たれており、スクリーン１の描画領
域は加熱ロールに圧接されていた微少時間、温度Ｔ２近
くまで昇温したのち常温に戻る。この加熱過程によりス
クリーン１は透明な初期状態に復帰し次の断面形状の描
画が可能となる。図１で二点鎖線はこのタイミングを示
している。
【００３３】またサーマルラインヘッド６により加熱さ
れた各微少部分は温度Ｔ２を超えてＴ３まで昇温したの
ち常温に戻る。この過程において、加熱を受けた部分の
み白濁状態となり、受けなかった部分は透明状態が保た
れる。
れた各微少部分は温度Ｔ２を超えてＴ３まで昇温したの
ち常温に戻る。この過程において、加熱を受けた部分の
み白濁状態となり、受けなかった部分は透明状態が保た
れる。
【００３４】こうして次に硬化形成すべき断面形状がス
クリーン１上に描画されると、パルスモータ５が左回転
して移動ステイジ３は右方向へ高速で移動開始し、レン
ズアレイ１５の中心がスクリーン１の描画領域左端Ｌに
接近した時点で設定速度に減速される。ここで光シャッ
タ１０が開き、次の断面の硬化過程が始まる。
クリーン１上に描画されると、パルスモータ５が左回転
して移動ステイジ３は右方向へ高速で移動開始し、レン
ズアレイ１５の中心がスクリーン１の描画領域左端Ｌに
接近した時点で設定速度に減速される。ここで光シャッ
タ１０が開き、次の断面の硬化過程が始まる。
【００３５】以上で１スライス断面の硬化部が形成され
たが、この過程を繰り返し行うことにより目的とする立
体像を作り出すことができる。
たが、この過程を繰り返し行うことにより目的とする立
体像を作り出すことができる。
【００３６】描画領域Ｌ〜Ｒの長さおよび位置は立体像
に応じて任意に設定、あるいはコンピュータにより自動
設定が可能であり、時間短縮がなされる。
に応じて任意に設定、あるいはコンピュータにより自動
設定が可能であり、時間短縮がなされる。
【００３７】以上、説明したことから明かなように、本
実施例によれば、短い造形時間で高精細な立体像を得る
ことが可能であって、且つ、単純な構造で低価格な光学
的立体造形装置を提供することができる。
実施例によれば、短い造形時間で高精細な立体像を得る
ことが可能であって、且つ、単純な構造で低価格な光学
的立体造形装置を提供することができる。
【００３８】尚、本発明は以上詳述した実施例に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲の変更は
可能である。
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲の変更は
可能である。
【００３９】例えば本実施例においては光硬化牲材料と
して常態において液体状の光硬化牲樹脂を使用して、規
制液面法により下方から光照射を行う様に装置を構成し
たが、自由液面法として上方から光照射を行うことも可
能である。また液体以外に粉体を用いることも可能であ
り、多様な光硬化牲材料による立体造形に適用される。
して常態において液体状の光硬化牲樹脂を使用して、規
制液面法により下方から光照射を行う様に装置を構成し
たが、自由液面法として上方から光照射を行うことも可
能である。また液体以外に粉体を用いることも可能であ
り、多様な光硬化牲材料による立体造形に適用される。
【００４０】
【発明の効果】以上、説明したことから明かなように、
本発明によれば、短い造形時間で高精細な立体像を得る
ことが可能であって、且つ、単純な構造で低価格な光学
的立体造形装置を提供することができる。
本発明によれば、短い造形時間で高精細な立体像を得る
ことが可能であって、且つ、単純な構造で低価格な光学
的立体造形装置を提供することができる。
【図１】本実施例の光学的立体造形装置の構成図であ
る。
る。
【図２】スクリーンの構造を示す断面図である。
【図３】熱可逆牲材料の特性を示す説明図である。
１ スクリーン ６ サーマルラインヘッド ８ 加熱ロール １２ 照射ランプ １３ リフレクタ １４ 集光レンズ １５ レンズアレイ １６ 造形容器 １９ クランプ手段 ２１ 移動ユニット ２２ サーボモータ ２３ 光硬化樹脂 ２４ 立体像
Claims (1)
- 【請求項１】 光硬化牲材料の受光面へ選択的に光照射
を行って、立体像を形作る断面薄層を硬化形成し、これ
を繰り返して各硬化薄層を積層し、目的とする三次元立
体像を作る光学的立体造形装置において、 温度により透明度が可逆的に変化する熱可逆性材料を用
いて構成されたスクリーンと、 前記スクリーンの画像形成領域に、所望の立体の各断面
の硬化形状に対応してスクリーンが非透明に成る第１の
温度まで選択的に加熱を行い、前記スクリーンに画像を
形成する画像形成手段と、 前記スクリーンの画像形成領域を前記スクリーンが透明
に成る第２の温度まで一様に加熱することで画像を消去
する加熱手段と、 前記光硬化性材料を内部に貯留する容器と、 光源と、 該光源からの光を前記スクリーンの画像形成領域で反射
させ、前記容器内部の光硬化性樹脂の断面形成面に結像
させることにより照射して硬化させる光学的手段と、 前記断面形成面で硬化した光硬化性樹脂を、立体像形成
方向に移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする
光学的立体造形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3305028A JPH05138746A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 光学的立体造形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3305028A JPH05138746A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 光学的立体造形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05138746A true JPH05138746A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17940226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3305028A Pending JPH05138746A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 光学的立体造形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05138746A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2075110A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-01 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Layerwise production method and illumination system for use therein |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP3305028A patent/JPH05138746A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2075110A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-01 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Layerwise production method and illumination system for use therein |
| WO2009084957A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Layerwise production method and illumination system for use therein |
| CN101909861A (zh) * | 2007-12-27 | 2010-12-08 | 荷兰应用科学研究会(Tno) | 分层生产方法和用于其中的照射系统 |
| JP2011508690A (ja) * | 2007-12-27 | 2011-03-17 | ネーデルランデ オルガニサティー ヴール トゥーヘパストナツールウェテンスハペライク オンデルズーク テーエヌオー | 層別製造方法およびそれに用いる照明システム |
| US9469070B2 (en) | 2007-12-27 | 2016-10-18 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Layerwise production method and illumination system for use therein |
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