JPH07501998A - ３次元物体の製造方法及び装置 - 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】 ３次元物体の製造方法及び装置 本発明は、請求の範囲第１項又は請求の範囲第１０項の前文による３次元物体の 製造方法及びそのための装置に関する。

そのような方法または装置は、欧州特許公開公報第０１７１０６９号（ＥＰ−Ａ −０１７１０６９）から良く知られている。そこでは、支持体が重合可能な液体 樹脂の浴内で下降されて、液体樹脂の層をその上に形成し、この層はレーザービ ームによる放射によって物体に対応する点で重合され、固化される。重合には、 決められた反応時間を必要とするので、レーザービームをある速度で層を横切っ て走査できず、製造時間をそれ故自由に減少させることはできない。

本発明の目的は、物体の製造に必要な時間を減少させることにある。

本発明によれば、この目的は、請求の範囲第１項に示された方法及び請求の範囲 第１０項に示された装置によって達成される。

本発明のさらなる態様は、請求の範囲の従属項に示されている。

次に１本発明の実施例について１本発明の実施例による装置の概略を示す部分断 面図を参照して説明する。

上部が開口したタンク１はレベル又は表面２まで、光硬化性樹脂材３によって満 たされている。タンク１内の樹脂３中には、サポート４がある。このサポート４ は実質的に平坦でそして表面２に平行な水平支持板５を有している。そして概略 的に示された昇降調整装置６によって１表面２及び支持板５に夫々直角な方向に 移動され位置決めされている。昇降調整装置は移動位置を調整するための制御装 置７に接続されている。

物体８は、下記に示すように、複数の層８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄによって形成 されており、支持板上にある。

表面２に近接した最上部層８ｄを固化するための放射装置９は、集束又は直射ビ ーム１３をレンズ系を通して発生する放射７１！Ｘｌｌを有する照射装置１０を 有している。好ましくは、放射源１１はレーザーなどの光源であるが、その他の 電磁波源であっても良い。タンク１より上又は表面１よりも上の夫々の領域には 、複数１例えば、３個の半透過性のミラー１４，１５．１６がビーム１３の方向 に対して、この順にに配置されている。ミラー１４，１５．１６は、夫々独立し てジンバルに搭載され。

ミラー１４，１５．１６上に衝突したビーム１３がビーム２０，２１゜２２とな り夫々無関係に反射し２表面２の所定の範囲内に入射するように、ミラー１４， １５．１６によって位置づけできるように、概略的に示された駆動装置１７．１ ８．１９に枢着されている。この代わりに。

２つの回転ミラーが、各方向に対して周知の方法で用いられても良い。

駆動袋！１７，１８．１９は、ビー４２０．２１．２２（＋）方向を制御するた めに制御装置７に夫々接続されている。

動作に於いて、まず設計プログラム等により得られたこの物体８の形状について のデータが制御装置７内に蓄えられる。物体８を製造するために、これらのデー タは、物体が、物体の寸法と比較して夫々薄い数多くの水平層に分解され、各層 の形状データが供給されるように処理される。

第１層８ａを形成するために、制御装置７は昇降調整装置６を、制御して、支持 板５の表面を表面２より層８ａの厚さに対応する支持板５の表面より低い所定高 さに位置づける。それゆえ、所望の層８ａに対応する厚さを有する液体樹脂層が 、支持板５と表面２との間に存在する。

それから後、制御装置７は、放射装置９や特に駆動装置１７．　１８゜１９を制 御して、各対応するミラー１４，１５．１６から反射するビ−ムを層８ａの所定 の範囲に方向ずけ、それによってこれらの領域を固化させる。例えば、第１層８ ａの境界領域は、中間ミラー１５によって偏向した第１のビーム２１によって硬 化され１層８ａの中間領域は、その他の２つのビーム２０．２２によって硬化さ れる。このように、境界領域は、この改善された。特に、物体の段のない平滑表 面のために用意された閉じた通路に沿って硬化される。内部領域は、それから、 その他のビーム２０．２２によって、これらのビームが直線範囲に近接するよう に走査するか又は各ビーム２０．２３が夫々別の領域、すなわち層の別の場を夫 々固化するように、硬化される。後者の場合は、ミラー１４及び１６の働く範囲 はより小さいか又はミラーの同じ操作領域によって硬化層の寸法が増加するので 有益である。いずれにしても、ビームの数に対応する複数の領域は、ビーム２０ ，２１．２２によって同時放射により同時硬化されるので１層８ａは、材料の一 定の反応時間にも係わらず短時間で生成される点が重要である。

第１層８ａを生成した後、昇降調整装置６は予定された第２層８ｂの予定された 厚さによって制御される制御装置７によって下降され、第２層８ｂが第１層８ａ 上に形成される。その後、駆動装置１７，１８．１９は第１層において述べたも のとほぼ同様に第２層を硬化させるように制御される。次の層８ｃ、８ｄは同様 に作製される。

反射光２０，２１．２２の光の強度はミラーの数に対応して減少するので不便で ある複数のミラー１４，１５．１６を有する単一放射源１１の代わりに、光線に 対して夫々対応するミラー又は偏向させる装置を有する複数の放射源１１を用い ても良い。前述した装置の特に便利な変形は、４つのミラーが、第５のミラーの 周囲に環状に配置されているような単一放射源と５つのミラーを設けることであ る。各々のミラーは、夫々の光ビームのために、対応する制御又は偏向装置をも っており、そして２層８ａ・・・８ｄの個々の領域を硬化させるための制御装置 ７によって制御される。中央のミラーを、ミラー１５を用いたと同様に層の境界 範囲の固化を行うように制御することは特に便利である。

ビーム１３の分割及び部分ビームの分離偏向は、ミラーを使用することよりも、 むしろ複数の光ファイバーによって得られる。その場合、ビーム１３は複数のフ ァイバーの一端に入り、モして他端は、ビーム２０゜２１．２２に対応するよう な良く知られたＸ、Ｙ位置決め装置によって表面を横切って走査される。さらに 、可能な変形は、液体樹脂の代わりに、プラスチック、金属、プラスチック被覆 金属、又はセラミック粉を用いることである。この材料の層を設けるために１分 配、スプレー装置。

刃、ドラムなどの適当な方法が用いられる。材料の硬化は、その性質に応じて、 １！磁波以外の１例えば、陰極線や熱放射などによって、生じる。

手続補正書（自発） 平成Ｃ年ノθ月β日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．電磁波放射によって固化する個々の材料層を電磁放射作用によって連続的に 硬化する物体を製造する方法において，一つの層の材料は，同時に複数の位置で 固化されることを特徴とする物体の製造方法。
2. ２．請求の範囲第１項記載の方法において，夫々が所定の領域に作用する複数の 電磁ビームを用いることを特徴とする物体の製造方法。
3. ３．請求の範囲第２項記載の方法において，一つのビームが物体の輪郭を固化す るのに用いられ，その他のビームが前記輪郭に囲まれた層の内部領域を固化する ように作用することを特徴とする物体の製造方法。
4. ４．請求の範囲第２項又は第３項記載の方法において，ビームは分割ビームによ って生成され，前記分割ビームは，一つの放射源から生成された復数のビームに 分割することで生成され，前記複数のビームは，別々の制御によって固化される 層に作用することを特徴とする物体の製造方法。
5. ５．請求の範囲第２項又は第３項記載の物体の製造方法において，異なる複数の 放射源が，個々のビームのために，使用されることを特徴とする物体の製造方法 。
6. ６．請求の範囲第１項記載の方法を実施するための装置において，物体を受入れ る支持体（４）と， 前記支持体上に電磁放射の影響のもとに固化する材料の層（８ａ・・８ｄ）を適 用する装置（３，６）と，対応する物体の層（８ａ…８ｄ）の範囲上に制御可能 に電磁放射を照射させるための放射装置（１１，１２，１４，１５，１６）とを 備え，前記放射装置（１１，１２，１４，１５，１６）は複数のビームを発生す るように形成されており， 制御装置（７，１７，１８，１９）が各々の複数の光を，層（８ａ・ｄ）の異な る領域のに独立に導くように設けられていることを特徴とする物体の製造装置。
7. ７．請求の範囲第１項記載の装置において，前記放射装置が単一放射源（１１） と，前記制御装置（７，１７，１８，１９）により夫々制御される複数の半透過 ミラー（１４，１５，１６）とを備えていることを特徴とする物体製造装置。
8. ８．請求の範囲第７項記載の装置において，前記ミラー（１４，１５，１６）は ，放射源（１１）から送出されたビーム（１３）の軸に沿って配列されているこ とを特徴とする物体の製造装置。
9. ９．請求の範囲第６項記載の装置において，複数の放射源（１１）は夫々制御装 置によって制御される夫々のビームを有することを特徴とする物体の製造装置。
10. １０．請求の範囲第７項記載の装置において，中央のミラーが外側の４個のミラ ーに囲まれた状態の５つのミラーが設けられていることを特徴とする物体の製造 装置。