JPH0825487A - 光造形法におけるサポート形成方法 - Google Patents
光造形法におけるサポート形成方法Info
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Abstract
ートでき、造形後のサポート除去作業が楽な光造形法に
おけるサポート形成方法を提供する。 【構成】 XY平面上で単位光硬化層3a、1aを形成
する際に、造形物1とサポート3との間に所定のギャッ
プ2aを持たせるので、造形物1の直立面11や傾斜面
(オーバーハングしていない斜面)とサポート3との間
にはスキマ17が開き、サポート3は造形物1に連結さ
れない。一方、オーバーハングの角度がある程度以上に
なると、造形物の単位光硬化層1fの端部は一層下のサ
ポートの単位光硬化層3eの上部に乗るようになる。し
たがって、造形物1のオーバーハングした部分15が選
択的にサポートされ、それ以外の部位では造形物1とサ
ポート3とはつながっていない。そのため、造形物とサ
ポートの連結部が最小限となるので、造形後のサポート
除去作業が楽になる。
Description
物本体を造形中に支持するサポートの形成方法に関す
る。特には、造形物のオーバーハング部とのみ接触する
ので、真にサポートが必要な造形物の部位を確実に支持
しつつ、かつ、造形後のサポート除去作業が最少で済む
という利点を有するサポート形成方法に関する。
造形中にその造形物が変形しないよう、造形物を支持す
るサポートを同時に光造形しつつ造形を行う技術があ
る。具体的にどのようなサポートとするかは、造形物の
形状に合わせて個々にサポートを設計して光造形CAD
データに付け加える方法(個別設計法)がある。しか
し、よく行われるのは、造形物本体の周囲(あるいは
中)にサポートを形成する領域を光造形装置の専用デー
タ編集システムに対して指示すれば、その領域内に等間
隔で薄肉の格子状のサポートを自動的に形成してしまう
やり方である(格子法)。個別設計法よりも格子法の方
が、サポート設計をしなくてすむので面倒がない。
造形物周囲に、言わばむやみにサポートを立てて造形物
に連結させるので、造形後に造形物からサポートを除去
し、造形物表面を手入れする作業が大変になる。
を改善するためのサポート形成方法が提案されている。
この特開平5−301293号の方法は、造形物表面と
これと接続するサポートとのなす角度がある程度以下と
なる(サポートが造形物表面に沿うようになる)とき
は、そのようなサポートの部分(格子状の薄板の1エレ
メント)を形成しない(光を当てない)ようにする等の
処置を行い、上述の問題の改善を目指すものである。
方法を具体的に光造形装置の専用データ編集システム上
で実現しようとすると、上記角度の計算の量が膨大とな
ってしまい、サポートの設計時間が極めて長くなるのが
新たな問題である。また、サポートの基本に立ち返って
考えれば、サポートが真に必要なのは、造形物がある程
度以上オーバーハングした部分であり、造形物の壁面が
直立しているような部分には、サポートは不要である場
合がほとんどである。しかるに、オーバーハング部分を
選択的に支えることができ、設計も楽なサポートの提案
はなされていなかった。
選択的にサポートでき、造形後のサポート除去作業が楽
な光造形法におけるサポート形成方法を提供することを
目的とする。
め、本発明の光造形法におけるサポート形成方法は、光
造形法により造形物を作成する際に造形物を支持するた
めに、同じく光造形法により形成されるサポートの形成
方法であって;造形物及びサポートは、重力方向軸(Z
軸)及びこのZ軸と直交する平面上の2軸(X軸、Y
軸)上の座標によって規定される空間内において、Z軸
方向にある厚みを有するとともにXY平面にてある形状
を有するように形成された単位光硬化層をZ軸方向に積
層接着しつつ形成され;XY平面上で造形物とサポート
との間に所定のギャップを持たせつつ単位光硬化層を形
成することを特徴とする。
形物とサポートとの間に所定のギャップを持たせるの
で、造形物の直立面や傾斜面(オーバーハングしていな
い斜面)とサポートとの間にはスキマが開き、サポート
は造形物に連結されない。一方、オーバーハングの角度
がある程度以上になると、造形物の単位光硬化層の端部
は一層下のサポートの単位光硬化層の上部に乗るように
なる。すなわち、XY平面上では造形物とサポート間に
ギャップがあるのであるが、Z方向で造形物の単位光硬
化層とサポートの単位光硬化層との連結が生じるように
なる。したがって、造形物のオーバーハングした部分が
選択的にサポートされ、それ以外の部位では造形物とサ
ポートとはつながっていない。そのため、造形物とサポ
ートの連結部が最小限となるので、造形後のサポート除
去作業が楽になる。なお、上述のXY座標の替わりに平
面極座標を用いるような光造形システムにおいても、本
発明の方法は有用であることはもちろんである。
本発明の一実施例に係る光造形法におけるサポート形成
方法により造形された造形物及びサポートの説明図であ
る。(A)は斜視図、(B)は(A)におけるB−B断
面図、(C)は(B)における部分Cの拡大概念図であ
る。
(B)に示されているように、下部の円柱軸の上に、上
方に向かって徐々に径の拡大する円錐を載せたような形
をしている。この造形物1の周囲には、直交格子状のサ
ポート3が形成されている。本発明のポイントは、
(B)に示されているように、造形物1上の直立壁11
や小オーバーハング部13が、サポート3とは接してお
らず、両者間にスキマ17があることである。一方、大
オーバーハング部15とサポート3とは接しており、同
部15のみが選択的に支持されている。
を参照しつつ説明する。図1(C)は、図1(B)のC
部の拡大概念図である。造形物1は、造形物単位光硬化
層1a〜1gが積層接着されたものである。また、サポ
ート3はサポート単位光硬化層3a〜3fが積層接着さ
れたものである。そして、各層、例えばサポート単位光
硬化層3aと造形物単位光硬化層1aとの間には、ギャ
ップ(空間)2aが存在している。このギャップ2aの
巾はS(例えば0.3mm)であり、単位光硬化層1
a、3aの厚さはt(例えば0.1mm)である。
光硬化層1aを光造形するのと同タイミング(一連の平
面露光タイミング)で造形される。その後、単位光硬化
層3a、1a上に厚さtの光硬化樹脂が導入され、次の
単位光硬化層3b、1bが造形される。単位光硬化層3
b、1b間にも同様のスキマ2bが存在する。このよう
にして、次々に単位光硬化層を積層していく。
ハングの度が強くなっているため、造形物単位光硬化層
1dに至って、その左下端が、一層下のサポート単位光
硬化層3cの右上端と接している。さらに、造形物単位
光硬化層1fでは、その左端部下面が、一層下のサポー
ト単位光硬化層3e上に乗っている。このため、造形物
単位光硬化層1fとサポート単位光硬化層3eとがZ方
向に接触連結されている。
-1t/sを越えた時点から、オーバーハングは、選択的
にサポートとZ方向に接触して支持されることとなる。
そのため、真にサポートの必要な造形物の部位のみを選
択的にサポートできる。
の形状データを構築する方法の一例の説明図である。
(A)に示されているように、Y軸に沿う線a上でのサ
ポートの形状データ構築方法について説明する。線a上
の太い線23は、同線上におけるサポートの一次単位線
である。すなわち、造形物単位光硬化層21の一定周囲
部分を含む領域内に格子状に引かれた線の一単位線であ
る。従来のサポートにおいては、このサポート一次単位
線23から造形物単位光硬化層21と重なる部分を差し
引いた残りが現実のサポート形状データとなっていた。
の間に適当なギャップを開けるために以下の操作を行
う。まず、線aからX方向に想定ギャップ巾Sだけ離れ
た2本の線c、bをY軸方向に引く。そして、線c、b
上における造形物の形状データ(造形物単位線25、2
7)を計算する。
線a、b、c上における造形物単位線31、25、27
に対して、想定ギャップ幅Sを付加するギャップ量分の
オフセットを行う。そして、線C上のトータルの形状デ
ータ(造形物単位線27+キャップオフセット37、3
7’)、線a上のトータルの形状データ、線b上のトー
タルの形状データのY軸上の全ての論理和を求める(各
線を線a上に重ね合せる)。
ら、(B)の処理で得られた線a、b、c上における造
形物単位線とギャップオフセットとの重ね合せ線を差し
引く。その残りを、図2(C)に示されているように、
最終のサポート形状データとして再構築する。このよう
にすれば、X軸上の干渉をも考慮してY軸方向ギャップ
オフセットを行ったサポートCADデートを構築でき
る。
を用いて、パソコン操作用マウスのカバーのモデルを作
成するテストを行った。図3は、テスト造形したマウス
の形を示す図である。(A)は外面の斜視図、(B)は
底面図である。マウスカバー41は、薄肉(約2mm)
の屋根状の形をしており、寸法は、長さ100mm、巾
60mm、高さ31mmである。
状にサポート47を形成した。この際、ギャップのパラ
メーターとして0.3mmを与え、格子の厚さは0.2
mmとした。光造形には、帝人製機株式会社製の光造形
装置SOLIFORMを用いた。また、光硬化樹脂はS
OMOS3100を用いた。また、主要な造形データ諸
元は積層ピッチ0.15mm、レーザパワー170m
W、スキャンピッチ0.0508mmとした。
ポートの取り外し、アルコールによる洗浄、表面仕上げ
を行った。従来技術での後処理時間は2時間15分であ
ったのに対し、今回実施した例での後処理時間は、1時
間5分であり、後処理工程にかける時間を短縮すること
ができた。また、不必要なサポートの接触が避けられる
ため、表面粗度が従来技術を適用したものと比較し45
%向上できた。
の光造形法におけるサポート形成方法は以下の効果を発
揮する。 造形時に、造形物の連続する断面の断面形状変化が
小さいとき(オーバーハングが小さい時)は、造形物本
体とサポート間に存在するギャップにより、両者の不必
要な接触が避けられる。 造形物本体からサポートを取り外したあとに造形物
本体に残るサポートの痕跡の量が軽減され、造形物の表
面粗度が向上する。 造形物本体とサポートとは、唯一Z軸方向のみで接
触するため、本体からのサポート分離及び表面手直し作
業を行いやすい。
り造形された造形物及びサポートの説明図である。
(A)は斜視図、(B)は(A)におけるB−B断面
図、(C)は(B)における部分Cの拡大概念図であ
る。
を構築する方法の一例の説明図である。
(A)は外面の斜視図、(B)は底面図である。
ハング部 15 大オーバーハング部 17 スキマ 1a〜g 造形物単位光硬化層 2a〜f ギャッ
プ 3a〜f サポート単位光硬化層 21 造形物単位
光硬化層 23 サポート一次単位線 25 造形物単位
線 27 造形物単位線 31 造形物単位
線 33 ギャップオフセット 35 ギャップオ
フセット 37 ギャップオフセット 39 サポート最
終単位線 41 マウスカバー 43 側壁 45 内部 47 サポート
Claims (1)
- 【請求項1】 光造形法により造形物を作成する際に造
形物を支持するために、同じく光造形法により形成され
るサポートの形成方法であって;造形物及びサポート
は、重力方向軸(Z軸)及びこのZ軸と直交する平面上
の2軸(X軸、Y軸)上の座標によって規定される空間
内において、Z軸方向にある厚みを有するとともにXY
平面にてある形状を有するように形成された単位光硬化
層をZ軸方向に積層接着しつつ形成され;XY平面上で
造形物とサポートとの間に所定のギャップを持たせつつ
単位光硬化層を形成することを特徴とする光造形法にお
けるサポート形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18792094A JP3398481B2 (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 光造形法におけるサポート形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0825487A true JPH0825487A (ja) | 1996-01-30 |
| JP3398481B2 JP3398481B2 (ja) | 2003-04-21 |
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1994
- 1994-07-19 JP JP18792094A patent/JP3398481B2/ja not_active Expired - Fee Related
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